JPH11292566A - シリカ―ソ―ダ―石灰タイプのガラス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリカ−ソーダ−石灰タイプの新しいガラス
組成物を提供する。 【解決手段】 このガラス組成物は、２．８５ｍｍ〜
４．８５ｍｍのガラス厚さについて、Ｔ_UV.ISO＜１５％
のような、好ましくはＴ_UV.ISO≦１３％のような、紫外
線透過率を有し、そして下記の酸化物を下記の重量範囲
内で含有する。 Ｆｅ₂ Ｏ₃ ０．４〜１．５％ ＷＯ₃ ０．１〜１．２％

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板ガラス、壜又
はフラスコの製造向けのシリカ−ソーダ−石灰タイプの
新しいガラス組成物に関する。本発明はそのような応用
に限定されるわけではないが、より詳しく言って自動車
への応用に関連して説明される。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
産業向けの窓ガラスは、殊に光学的な特性に関して、様
々な要求を受け、これらの要求は法規によって、例えば
フロントガラスの光の透過率に関するもの、あるいは使
用者の快適さに関する、例としてエネルギーの透過率に
関するもの、さもなければ美的外観に関する、殊に色に
関するものによって、規制される。

【０００３】更に、製造業者は時により、新たな要求、
紫外線の透過率に関するものに、注意を集中してきた。
この新たな傾向の意図は、特に、日光から皮膚をできる
限り保護し、日焼けや日射病を避けたいという要請であ
る。この傾向のもう一つの意図は、自動車の内部に装備
される布帛類の退色を減らすことである。

【０００４】鉄は、第二鉄Ｆｅ³⁺の形態において、すな
わちＦｅ₂ Ｏ₃ の形態において、紫外線を吸収するのを
可能にすることが知られている。更に、鉄は、第一鉄Ｆ
ｅ²⁺の形態において、すなわちＦｅＯの形態において、
赤外線を吸収し、従ってエネルギーを吸収するのを可能
にすることが知られている。

【０００５】例えば、ガラス組成物のレドックス（酸化
還元係数）を制御することが、鉄の作用に関し赤外線の
吸収に比べて紫外線の吸収を調節するのを可能にするこ
とが知られている。

【０００６】更に、酸化セリウムＣｅＯ₂ が紫外線の吸
収に効果のあることが既に、とりわけ特許出願国際公開
第９４／１４７１６号パンフレットに、記載されてい
る。とは言え、この酸化物を導入することは、この酸化
物の導入を可能にするバッチ材料の費用のために、組成
物の値段を非常に著しく上昇させる。

【０００７】酸化チタンＴｉＯ₂ も紫外線の吸収に効果
があるということも、既に、とりわけ米国特許第５４７
８７８３号明細書に、記載されている。ＴｉＯ₂ をガラ
スマトリックスへ導入する費用はＣｅＯ₂ のそれより安
いとは言うものの、それでもそれは非常に高いままであ
る。

【０００８】やはり紫外線の吸収をより良好にする目的
のために、二つの酸化物ＣｅＯ₂ とＴｉＯ₂ を組み合わ
せることも、とりわけ国際公開第９４／１４７１６号パ
ンフレットから知られている。もちろんながら、そのよ
うな組み合わせは、これらの酸化物をガラスマトリック
スに導入することの追加の費用を低減させはしない。

【０００９】そこで、発明者らは、追加の製造費が上述
の技術につきまとうそれより安い、紫外線の吸収を高め
たシリカ−ソーダ−石灰タイプのガラス組成物を設計す
るという仕事を与えられた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、２．８５ｍｍ〜４．８５ｍｍのガラスの厚さにつ
いて、殊に３．８５ｍｍに等しいものについて、Ｔ
_UV.ISOが１５％未満、好ましくは１３％未満であり、且
つ、下記の酸化物を下記の重量範囲内で含有している、
シリカ−ソーダ−石灰タイプのガラス組成物により達成
された。その酸化物と重量割合は、 Ｆｅ₂ Ｏ₃ ０．４〜１．５％ ＷＯ₃ ０．１〜１．２％ であり、ここでＦｅ₂ Ｏ₃ は全鉄分である。

【００１１】このＦｅ₂ Ｏ₃ 酸化物含有量は、有利に
は、 ０．８％≦Ｆｅ₂ Ｏ₃ ≦１．３％ であるようなものである。

【００１２】好ましくは、このガラス組成物は、２．８
５ｍｍ〜４．８５ｍｍ、好ましくは３〜４ｍｍのガラス
厚さについて、１０％未満のＴ_UV.ISOを有する。

【００１３】実際のところ、２種類の酸化物Ｆｅ₂ Ｏ₃
とＷＯ₃ が同時に存在することから、シリカ−ソーダ−
石灰タイプのガラス組成物の紫外線の吸収が向上するこ
とになるように思われる。紫外線の透過に関して得られ
た結果は、酸化物ＴｉＯ₂ を必要とする技術を使って得
られたものに完全に匹敵する。とは言え、本発明による
組成物を製造する費用は、とりわけバッチ材料の値段の
ために、従来の技術のそれより著しく安い。

【００１４】ＷＯ₃ を含有しているバッチ材料は様々な
種類のものでよく、それらは例えば、純粋なＷＯ₃ でも
よく、あるいは９８．５％ＷＯ₃ を含有している黄色又
は青色ウォルフラムでもよい。製造費をより一層減らす
ために、ＷＯ₃ を含有しているバッチ材料は、例えば、
ＣａＷＯ₄ から主としてなる灰重石のような、あるいは
Ｆｅ，Ｍｎ（ＷＯ₃ ）から主としてなる鉄マンガン重石
のような、鉱石でもよい。

【００１５】本発明の好ましい態様によれば、全エネル
ギー透過率Ｔ_E は、３．８５ｍｍの厚さについて、５０
％未満、好ましくは４５％未満である。このような要件
は、とりわけ、車室内の個々人の快適さを保証するため
に必要とされる自動車用途向けのものに相当する。なお
更に好ましくは、レドックス、すなわちＦｅＯ／Ｆｅ ₂
Ｏ₃ 比は、０．１２〜０．２９、好ましくは０．１５〜
０．２６である。

【００１６】第一の態様によれば、そしてより詳しく言
えばフロントガラスあるいは後部窓ガラスのような自動
車用途については、Ａ光源のもとでの全光透過率
（Ｔ_LA）は７０％以上である。

【００１７】もう一つの態様によれば、そしてより詳し
く言えば側面窓ガラスのような自動車用途については、
Ａ光源のもとでの全光透過率（Ｔ_LA）は３５％以下であ
る。

【００１８】本発明の第三の態様によれば、そしてより
詳しくは自動車のサンルーフのような用途については、
Ａ光源のもとでの全光透過率（Ｔ_LA）は１０％以下であ
る。

【００１９】別の態様よれば、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 含有量は有利
には１．５％より多い。

【００２０】本発明の好ましい態様によれば、ガラス組
成物は、下記の構成成分を下記の重量範囲内で含む。

【００２１】 ＳｉＯ₂ ６８．５〜７４％ ＣａＯ ７〜１０％ ＭｇＯ ０〜５％ Ａｌ₂ Ｏ₃ ０〜１．５％ Ｋ₂ Ｏ ０〜１％ Ｎａ₂ Ｏ １３〜１６％

【００２２】なお更に好ましくは、ガラス組成物は下記
の構成成分を下記の重量範囲内で含む。

【００２３】 ＳｉＯ₂ ７０〜７３％ ＣａＯ ８〜１０％ ＭｇＯ ０〜４％ Ａｌ₂ Ｏ₃ ０〜１％ Ｋ₂ Ｏ ０〜１％ Ｎａ₂ Ｏ １３〜１６％

【００２４】シリカは、次の理由から比較的狭い範囲内
に保たれる。すなわち、およそ７４％より多いと、ガラ
スの粘度とそれが失透する能力が大いに増加して、溶融
してスズの浴の上に流し込むのがはるかに困難になり、
６８．５％より少ないと、ガラスの加水分解に対する耐
性が非常に急速に低下し、可視領域の透過率も低下す
る。

【００２５】ガラスの加水分解耐性のこの低下は、Ａｌ
₂ Ｏ₃ を導入することにより少なくとも部分的に補償し
てもよいが、この酸化物は粘度の上昇を助長し、また可
視領域における透過率を低下させる。従って、それは非
常に少量でのみ使用することができる。

【００２６】アルカリ金属酸化物のＮａ₂ ＯとＫ₂ Ｏ
は、ガラスが容易に溶融するのとその高温粘度を調節す
るのを可能にする。Ｋ₂ Ｏは、１％未満の含有量で有利
に使用され、このＫ₂ Ｏ濃度は増加させることができる
が、主にＮａ₂ Ｏを喪失させるだけであり、これは恐ら
く粘度の上昇の一助となる。Ｎａ₂ ＯとＫ₂ Ｏの重量含
有量の合計は、好ましくは１５％より多い。

【００２７】本発明によるガラスに導入されるアルカリ
土類金属酸化物には、高温粘度を上げるという総体的な
効果がある。ＣａＯ含有量は、ガラスの失透を許容でき
る範囲内に保持するために、１０％を超えてはならな
い。

【００２８】酸化物ＭｇＯに関しては、本発明の第一の
態様によると、とりわけ経済的な観点から、その含有量
は有利には２％より多い。

【００２９】もう一つの態様によると、その含有量は２
％未満であり、このようなＭｇＯ含有量はＦｅＯの吸収
バンドの最大値が長い波長へ移動することにより、本発
明による組成物を特徴づけることが示されている。本発
明のガラス中のＭｇＯ濃度を２％に限定すること、そし
て好ましくはそれをガラスから排除することは、それら
が赤外領域において吸収する能力を増加させることを実
際に可能にする。粘度に対してより重要な影響を及ぼ
す、ＭｇＯの完全な排除は、Ｎａ₂ Ｏ及び／又はＳｉＯ
₂ 含有量を増加させることにより少なくとも部分的に補
償することができる。

【００３０】光の透過率の上昇を可能にするＢａＯは、
本発明による組成物に４％未満の含有量で加えることが
できる。これは、ＢａＯはＭｇＯ及びＣａＯよりガラス
の粘度への影響がはるかに小さいからである。本発明の
関係の範囲内で、ＢａＯ含有量を増加させることは主と
して、アルカリ金属酸化物、ＭｇＯそして特にＣａＯを
損失することである。従ってＢａＯがいくらか有意に増
加することは、殊に低温において、ガラスの粘度の上昇
を助長する。その上、高濃度のＢａＯを導入すること
は、組成物の値段を実質的に上昇させ、そしてガラスの
加水分解耐性を低下させる傾向がある。本発明のガラス
が酸化バリウムを含有する場合、この酸化物の濃度は好
ましくは０．５〜３．５重量％である。

【００３１】各アルカリ土類金属酸化物の含有量の変動
に関し先に明示した範囲を満たすこととは別に、所望の
透過率特性を得るため、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＢａＯ濃度
の合計を１２％以下の値に制限することが好ましい。

【００３２】酸化物ＷＯ₃ に関しては、ガラスの黄色が
かった着色により比較的高い含有量を達成することがで
きる。本発明の一つの態様によれば、ガラス組成物は更
に、２．２％以下、好ましくは１．６％未満の重量含有
量で、酸化物ＣｅＯ₂ を含む。なお一層好ましくは、ガ
ラス組成物は酸化物ＣｅＯ₂ を次の重量範囲内で含む。 ０．２≦ＣｅＯ₂ ≦１．５％

【００３３】この酸化物は実際に、ＷＯ₃ との組み合わ
せでもって、必要とされる特性を得ることと、ＷＯ₃ 含
有量が比較的多い場合に黄色がかった着色を避けること
とを可能にする。有利には、例えば、Ｔ_UV.ISO≦１０％
を得ることが可能である。

【００３４】本発明のもう一つの態様によれば、ガラス
組成物は、１％以下、そして好ましくは０．１％より多
い重量含有量で、酸化物ＴｉＯ₂ を含む。この酸化物Ｔ
ｉＯ ₂ は、酸化物ＣｅＯ₂ と一緒になって存在すること
ができる。

【００３５】同様に、もう一つの態様では、ガラス組成
物は２％以下の重量含有量で酸化物Ｌａ₂ Ｏ₃ を含み、
これが酸化物ＣｅＯ₂ 及び／又はＴｉＯ₂ と一緒になっ
て存在することが可能である。有利には、酸化ランタン
Ｌａ₂ Ｏ₃ を使用する場合、それは酸化物ＣｅＯ₂ を含
有しているバッチ材料により供給される。

【００３６】着色したガラスを製造することが要望され
る場合には、ガラス組成物は更に、例えばＣｏＯ、Ｓ
ｅ、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、Ｖ₂ Ｏ₅ といったような着色
剤を、１種以上含むことができる。

【００３７】本発明によるガラスは、バッチ材料中の不
純物により供給される、及び／又はバッチ混合物へカレ
ットを導入することによる、及び／又は清澄剤（Ｓ
Ｏ₃ 、Ｃｌ、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 、Ａｓ₂ Ｏ₃ ）を使用すること
に由来する、他の成分を最高で１％含有してもよい。

【００３８】融解操作を容易にするためには、殊にそれ
を機械的に有益にするためには、マトリックスは有利に
は、１５００℃未満の、ｌｏｇη＝２のような粘度ηに
対応する、温度を有する。より一層好ましくは、とりわ
け、フロート技術を使用して得られるガラスの帯から基
材を製造するためには、マトリックスは、例えばｌｏｇ
η＝３．５のような、ポアズで表した粘度ηに対応する
温度Ｔ（ｌｏｇη＝３．５）と、液相温度とを持ち、そ
してそれらは次の関係、 Ｔ（ｌｏｇη＝３．５）−Ｔ_liq ＞２０℃ 好ましくは次の関係、 Ｔ（ｌｏｇη＝３．５）−Ｔ_liq ＞５０℃ を満足する。

【００３９】

【実施例】更に詳しいことと有利な特徴は、本発明によ
る例示の態様の説明から以下において明らかになろう。

【００４０】下記の表に示した組成物からいく組かの一
連のガラスを製造した。これらのガラスは全て、大体同
じ酸化−還元条件下で製造したものであり、それらのレ
ドックスは０．１２〜０．２９である。

【００４１】この表はまた、４．８５ｍｍ又は３．８５
ｍｍ、あるいは３．１５ｍｍ又は２．８５ｍｍの厚さに
ついて測定した、次に掲げる特性の値も示す。

【００４２】・３８０〜７８０ｎｍのＡ光源下での全光
透過率（Ｔ_LA）。 ・パリー・ムーン（マス２）（Ｐａｒｒｙ Ｍｏｏｎ
（Ｍａｓｓ ２））標準規格により２９５と２５００ｎ
ｍの間で積算された全エネルギー透過率Ｔ_E 。 ・ＩＳＯ ９０５０標準規格により２９５と３８０ｎｍ
の間で積算された紫外線の透過率Ｔ_UV.ISO。 ・Ｄ₆₅光源下での主波長（λ_d ）。

【００４３】これらの表はまた、ポアズで表した、例え
ばｌｏｇη＝２及びｌｏｇη＝３．５のような粘度に対
応する温度Ｔ（ｌｏｇη＝２）及びＴ（ｌｏｇη＝３．
５）も、液相温度Ｔ_liq も示す。

【００４４】Ｒと称される最初のガラスは、組成が自動
車産業向けの窓ガラスの標準である基準のガラスであ
る。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】

【表４】

【００４９】

【表５】

【００５０】表６において、透過率の値はモデルを基に
して計算される。

【００５１】

【表６】

【００５２】

【表７】

【００５３】まず第一に、これらの結果は、これらのガ
ラス組成物が通常の技術を利用して融解させることがで
きること、そして平板ガラスを製造するための普通の技
術と適合できることを証明している。

【００５４】更に、光学的な特性は満足なものであり、
より詳しく言うと、ＵＶ透過率Ｔ_{UV .ISO}は１５％未満、
あるいは１３％未満でさえあり、これは車室の仕上げに
用いている布帛と乗車している人の皮膚が保護されるこ
とを意味する。

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２．８５ｍｍ〜４．８５ｍｍのガラスの
   厚さについて、Ｔ_{UV .ISO}＜１５％のような、好ましくは
   Ｔ_UV.ISO≦１３％のような、紫外線透過率を有し、そし
   て下記の酸化物を下記の重量範囲内で含有している、シ
   リカ−ソーダ−石灰タイプのガラス組成物。 Ｆｅ₂ Ｏ₃ ０．４〜１．５％ ＷＯ₃ ０．１〜１．２％
2. 【請求項２】 ２．８５ｍｍ〜４．８５ｍｍのガラスの
   厚さについて、Ｔ_{UV .ISO}＜１０％のようなＵＶ透過率を
   有することを特徴とする、請求項１記載のガラス組成
   物。
3. 【請求項３】 ３．８５ｍｍの厚さについて、全エネル
   ギー透過率Ｔ_E が５０％未満、好ましくは４５％未満で
   あることを特徴とする、請求項１又は２記載のガラス組
   成物。
4. 【請求項４】 レドックス、すなわちＦｅＯ／Ｆｅ₂ Ｏ
   ₃ 比が０．１２〜０．２９であることを特徴とする、請
   求項１から３までの一つに記載のガラス組成物。
5. 【請求項５】 Ａ光源のもとでの全光透過率（Ｔ_LA）が
   ７０％以上であることを特徴とする、請求項１から４ま
   での一つに記載のガラス組成物。
6. 【請求項６】 Ａ光源のもとでの全光透過率（Ｔ_LA）が
   ３５％以下であることを特徴とする、請求項１から４ま
   での一つに記載のガラス組成物。
7. 【請求項７】 Ａ光源のもとでの全光透過率（Ｔ_LA）が
   １０％以下であることを特徴とする、請求項１から４ま
   での一つに記載のガラス組成物。
8. 【請求項８】 下記の成分を下記の重量範囲内で含むこ
   とを特徴とする、請求項１から７までの一つに記載のガ
   ラス組成物。 ＳｉＯ₂ ６８．５〜７４％ ＣａＯ ７〜１０％ ＭｇＯ ０〜５％ Ａｌ₂ Ｏ₃ ０〜１．５％ Ｋ₂ Ｏ ０〜１％ Ｎａ₂ Ｏ １３〜１６％
9. 【請求項９】 ＭｇＯ含有量が２％以下であることを特
   徴とする、請求項１から８までの一つに記載のガラス組
   成物。
10. 【請求項１０】 酸化物ＣｅＯ₂ を２．２％以下の重量
    含有量で含有していることを特徴とする、請求項１から
    ９までの一つに記載のガラス組成物。
11. 【請求項１１】 酸化物ＣｅＯ₂ を、０．２≦ＣｅＯ₂
    ≦１．５％の重量範囲内で含有していることを特徴とす
    る、請求項１０記載のガラス組成物。
12. 【請求項１２】 酸化物ＴｉＯ₂ を１％以下の重量含有
    量で含有していることを特徴とする、請求項１から１１
    までの一つに記載のガラス組成物。
13. 【請求項１３】 酸化物ＴｉＯ₂ の含有量が０．２％よ
    り多いことを特徴とする、請求項１２記載のガラス組成
    物。
14. 【請求項１４】 酸化物Ｌａ₂ Ｏ₃ を２％以下の重量含
    有量で含有していることを特徴とする、請求項１から１
    ３までの一つに記載のガラス組成物。
15. 【請求項１５】 ＣｏＯ、Ｓｅ、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 、ＮｉＯ、
    Ｖ₂ Ｏ₅ のような着色剤を少なくとも１種更に含有して
    いることを特徴とする、請求項１から１４までの一つに
    記載のガラス組成物。
16. 【請求項１６】 ｌｏｇη＝３．５のようなポアズで表
    した粘度ηに対応する温度と、液相温度Ｔ_liq との差
    が、２０℃より大きく、好ましくは５０℃より大きいこ
    とを特徴とする、請求項１から１５までの一つに記載の
    ガラス組成物。
17. 【請求項１７】 ｌｏｇη＝２のようなポアズで表した
    粘度ηに対応する温度が１５００℃未満であることを特
    徴とする、請求項１から１６までの一つに記載のガラス
    組成物。