JPH11504614A - 色ガラス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 青緑色の可視光透過ソーダ石灰シリカガラスは、公称の厚み４ｍｍで、約１０％から約７０％の可視光透過率と、前記可視光透過率よりも少なくとも５％低い値の直射太陽光熱透過率とを有する。ソーダ石灰シリカガラス組成物は、その成分として、約１重量％から約３重量％のＦｅ₂Ｏ₃と、約０．１重量％から約１重量％のＴｉＯ₂と、約０ｐｐｍから約５００ｐｐｍのＣｏ₃Ｏ₄とを有し、第１鉄の全鉄量に対する割合は約１０重量％から約３７重量％となっている。

Description

【発明の詳細な説明】 色ガラス組成物技術分野 本発明は、調節された可視光透過率と、低減された太陽光熱透過率と、低減さ れた紫外線透過率とを備えた青緑色ガラスに関する。より詳しくは、本発明は、 着色剤として、酸化鉄、二酸化チタン、及び所望に応じて酸化コバルトを用いた 、自動車用及び建築用窓材に用いるのに適したガラスを製造するためのガラス組 成物に関する。背景技術 ガラス組成物が、低減された直射太陽光熱透過率（ＤＳＨＴ）と、低減された 紫外線透過率とを達成し、かつ望ましい可視光透過率を保って、窓材として用い られるように開発されてきた。もちろん特定の用途に限定するものではないが、 本発明の青緑色ガラスは、自動車用のサイドライト若しくはプライバシー保護の 窓材として用いるのに特に好ましい特性の組合せを有する。本発明のガラス組成 物は、晴れた日の過剰な温度上昇によって引き起こされる問題を緩和し、かつ車 体内部のプライバシーを保ちながら適切な量の可視光を透過させる。更に、青緑 色のガラスは、美観的にも好ましいものであり、かつサイドライトに用いるのに 適している。加えて、本発明の青緑色ガラスは、建築用窓材に用いられた場合、 太陽光を制御する。 本発明のガラスは、ＣＩＥＬＡＢイルミナントＣシステムで定義されているよ うに、−２０から＋７の範囲のａ^*と、−１０から＋２０の範囲のｂ^*にある色彩 を有する。「青緑色」は、以下本明細書中では、そのような色彩を有するガラス を表すものとする。この組成は、従来の平坦な板ガラスを製造する方法に適合す るものである。 熱若しくは赤外線吸収ソーダ石灰シリカガラスの製造は、鉄を加える ことによって行われるということが知られている。この場合の鉄は、ガラス内に 、第１酸化鉄（ＦｅＯ）と第２酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）として存在する。この第１鉄 と第２鉄との割合が、ガラスの色及び透過率に対する直接的な物理的効果を有す る。第１酸化鉄の割合が増えた場合（第２酸化鉄を化学的に還元させた結果）、 赤外線吸収率が増加し、紫外線吸収率が減少する。ＦｅＯの濃度をＦｅ₂Ｏ₃に対 してより高めた場合も、板ガラスの色を、黄色若しくは黄緑色から、より濃い緑 色へ変化させ、これによって、ガラスの可視光透過率が低減される。従って、可 視光透過率を犠牲にすることなくガラスの赤外線吸収率を高めるためには、従来 技術においては、Ｆｅ₂Ｏ₃がＦｅＯへより多く還元された、全体として低い量の 鉄を含む板ガラスを製造することが必要であった。更に、鉄を多く含むガラスの 組成は、一般的に、フロートガラス製造方法においては避けられており、その理 由は高いレベルの鉄によって引き起こされる原料の溶融という問題があるからで ある。 ソーダ石灰シリカガラスバッチ内の原料の溶解に悪影響を及ぼさずに、調節さ れた可視光透過率を達成する高い濃度の鉄を含む青緑色ガラス組成物を製造する ことが有益である。高い濃度の鉄と、その他の着色剤とによって、調節された可 視光透過率を有する望ましい青緑色ガラス組成物がもたらされる。 更に、低減された直接太陽光熱透過率と低減された紫外線透過率とを備える一 方で、調節されたレベルの可視光透過率を達成している青緑色ガラス組成物を提 供することが有益である。このような特定の特徴を備えたガラスは、自動車用の プライバシー保護用窓材に理想的に適したものである。青緑色と、調節された可 視光透過率とは、サイドライトに用いるのに適している。更に、低減された太陽 光熱透過特性は、晴れの日の過剰な温度上昇を防止し、車体のプラスチック性の 内装物が紫外線に よって劣化されることを防ぐ。発明の開示 本発明に基づけば、公称値４ｍｍの厚みで、約１０％から約７０％の可視光透 過率と、この可視光透過率よりも少なくとも５％低い値の直射太陽光熱透過率と を有する上述されたような青緑色の調節された可視光透過率のソーダ石灰シリカ ガラスが提供される。更に、本発明のガラスは、４２％未満の紫外線透過率を有 する。 透過率の値は、以下の範囲の波長に基づくものである。 紫外線：３００から４００ナノメートル 可視光線：３８０から７８０ナノメートル 全太陽光線：３００から２１３０ナノメートル 本発明のソーダ石灰シリカガラス組成物は、着色剤として、約１重量％から約 ３重量％のＦｅ₂Ｏ₃と、約０．１重量％から約１重量％のＴｉＯ₂と、約０ｐｐ ｍから５００ｐｐｍのＣｏ₃Ｏ₄とを含む含有物によって青緑色に着色されている 。更に、組成物の全鉄量に対する第１鉄は、約１０重量％から約３７重量％であ る（即ち、第１鉄としての全鉄量は、１０％から３７％である）。 公知のように、ガラス内の鉄は通常Ｆｅ₂Ｏ₃（第２鉄）とＦｅＯ（第１鉄）の 両方の形で存在する。従来通り、ガラス内に存在する鉄の全体の量は、本明細書 では、実際の状態とは無関係に、Ｆｅ₂Ｏ₃として表現されている。 上述された範囲内の量の着色剤は、この新規なガラスの独自のかつ非常に有益 な特性に悪影響を及ぼすことなく、色純度、紫外線吸収率、太陽光熱透過率に対 する有益な効果を生み出す。 本発明の目的は、約１０％から約７０％の可視光透過率と、少なくとも前記可 視光透過率よりも５％低い値の直射太陽光熱伝達率と、４２％ 未満の紫外線透過率とを有する青緑色ガラスをもたらすガラス組成物質を提供す ることである。上述された特性を備えたガラス組成物質は、自動車用及び建築用 窓材に用いるために理想的に適したものである。 本明細書及び請求の範囲のために、可視光透過率は、イルミナントＡ基準を用 いて測定された光透過率（ＬＤ）を表し、ＵＶＴ若しくは紫外線透過率は、台形 積分法を用いて、波長が３００ｍｍから４００ｍｍの間の積分区間において５ｍ ｍの積分間隔で積分された波長対する伝達率の曲線の面積を表す積分値であり、 直射太陽光熱透過率（ＤＳＨＴ）は、気団（ａｉｒ ｍａｓｓ）２に対する相対 的な太陽光分光分布Ｐａｒｒｙ Ｍｏｏｎに基づく３５０ｍｍから２１００ｍｍ の範囲の波長に亘る熱伝達率の積分値である。 特に、表さない限り、％は、本明細書中では、及び請求の範囲内では、重量％ を表す。全鉄の％還元率は、分光光度計を用いて測定された波長１０６０ｎｍで のサンプルの透過率を測定することによって求められる。次に、１０６０ｎｍで の透過率の値が、以下の式を用いて、光学的密度を計算するために用いられる。 光学的密度＝ｌｏｇ₁₀（Ｔｏ／Ｔ） Ｔｏ＝１００−計算された損失の値、 反射による損失の値＝９２、Ｔ＝１０６０ｎｍでの透過率） 次に、光学的密度が、％還元率を計算するために用いられる。 ％還元率＝（（１１０）×（光学的密度））／（（ガラスの厚み（ｍｍ））×（ 全Ｆｅ₂Ｏ₃の重量％）） 自動車用及び建築用ガラスでは、車両内若しくは建築物質内のプライバシーを ある程度保ちながら、可視光透過率のレベルを、例えば１０％から約７０％の間 に保持して、調節された量の可視光が透過されるようにすることが望ましい。同 時に、太陽光透過率と紫外線透過率とを低下 させることが有益である。太陽光透過率が高いほど、車両内若しくは建築物内に より高い熱量が加えられ、これにより、冷暖房システムにより高い負荷が加えら れる。紫外線は、車両内若しくは建築物内のプラスチック製の物品若しくは内装 物の劣化を防ぐために、出来るだけ除去されなければならない。 本発明のバッチ組成物は、全体の厚みが約４ｍｍのガラスを製造するために用 いられた時、約１０％から約７０％の間のイルミナントＡ可視光透過率と、ＣＩ ＥＬＡＢイルミナントＣの二段階オブザーバシステムによって定義されているよ うに、−２０から＋７の範囲のａ^*と、−１０から＋２０の範囲内のｂ^*のにあり ３２以上のＬ^*の値を有する青緑色を有する。更に、この組成物は、可視光透過 率よりも少なくとも５％低い、好ましくは１０％低い、より好ましくは２０％低 い値の直射太陽光熱透過率をもたらす。本発明に基づいて製造されたガラス組成 物は、４２％以下の低減された紫外線透過率を有する。更に、本発明のガラス組 成物は、２２％の色純度と、５６５ｎｍ未満の主波長とを保つ。 本発明のガラス組成物は、好適な実施例では、約１５％から約５０％のイルミ ナントＡ可視光透過率を有する。上述された特性を備えたガラス組成物は、望ま しいレベルのプライバシーを保ちながら車両の外側からの調節された程度の透過 を可能とするので、自動車のサイドライトまたはプライバシー保護用窓材に理想 的に適したものである。 更に、２重量％以上のＦｅ₂Ｏ₃と、１００ｄｐｍ以上のＣＯ₃Ｏ₄と、０．１か ら１．０重量％のを備えた本発明の基づくガラス組成物は、公称の厚み４ｍｍに おいて、１５％から２５％のイルミナントＡ可視光透過率と、５％未満の紫外線 透過率とを有する完成品としてのガラスを生み出す。そのようなガラスは、自動 車の窓材としても望ましいものである。 本発明のガラス組成物はＦｅ₂Ｏ₃として表現された１から３重量％の全鉄量と 、約０．１から約１．０重量％の二酸化チタンと、約０ｐｐｍから約５００ｐｐ ｍの酸化コバルトとを着色剤として含む通常のソーダ石灰シリカガラスからなる 。更に、本発明の組成物の全鉄量に対する第一鉄の割合は、約１０重量％から約 ３７重量％である。 本発明に基づくガラスを製造するための適切なバッチ材料は、従来のガラスバ ッチの成分の混合装置によって組み合わされたものであり、砂、石灰石、苦灰石 、ソーダ灰、芒硝、又は石膏、酸化鉄、及び炭素を含む。更に、酸化コバルト及 び二酸化チタンの着色剤の従来の供給源は、本発明のガラス組成物に用いるのに 適している。本発明の好適な実施例では、チタンの供給源としてチタン鉄鉱を用 いてることが特に有益であり、二酸化チタンだけでなくＦｅ₂Ｏ₃の少なくとも一 部をも供給できる。更に、本発明に基づけば、エウスタイト（ｗｕｅｓｔｉｔｅ ）を鉄の供給源として用いることは、特に有益であり、少なくともＦｅ₂Ｏ₃の一 部若しくは好ましくはＦｅ₂Ｏ₃の全体を供給し、炭素が必要性でなくなる。これ らのバッチ材料は通常のガラス製造炉内で共に溶融され、青緑色の赤外線及び紫 外線吸収ガラス組成物が製造され、この組成物はその後、フロートガラスプロセ スの溶融金属浴上で連続的に鋳造される。製造された平坦な板ガラスは、建築用 の窓材として成形され、若しくは切断されて、例えばプレス曲げ加工によって成 形され、所望に応じて焼き入れ加工されて、自動車用の窓材として製造されても よい。 本発明に基づいて用いるのに適した平坦なソーダ石灰シリカガラスの組成は、 以下の重量％の割合を有する。 ＳｉＯ₂ ６０−８０％ Ｎａ₂Ｏ １０−２０％ ＣａＯ ５−１５％ ＢａＯ ０−１０％ ＭｇＯ ０−１０％ Ａｌ₂Ｏ₃ ０−５％ Ｋ₂Ｏ ０−５％ Ｂ₂Ｏ₃ ０−５％ 溶融及び精錬の助けとなるその他の成分（例えば、ＳＯ₃等）が、このガラス 組成物に加えられてもよい。上述された本発明の着色成分が、このベースガラス に加えられる。このガラスは、基本的に、鉄、二酸化チタン及び所望に応じて加 えられる酸化コバルト以外の着色剤は含まない。しかしながら、極僅かな量の他 の酸化物が不純物として含まれていてもよい。 従って、本発明のガラスは、通常のタンク型の溶解炉内で溶融され且つ精錬さ れてもよく、そして、帯状の形状を有する時は、溶融された板ガラスが通常はス ズからなる溶融金属の浴上に支持されるフロート法によってその厚みを変えられ る平坦な板ガラスとして成形されて、冷却される。 本発明に基づいて製造されるガラス組成物は、自動車用及び建築用窓材として 用いられるのに特に適している。この組成物は、好ましい青緑色と、調節された 可視光透過率とをもたらし、一方太陽光熱透過率と、紫外線透過率とを低減する 。 色ガラスの分野は、極僅かな変化が、全体の色に大きな変化をもたらす分野で ある。従来の幅広い範囲い特許では、多くの可能性を強調し、特定の色彩がどの ように太陽光熱透過率と紫外線吸収率の特定の範囲に関連しているかを明らかに することに関する特定の例を開示するのみであった。 表１に表された以下の例は、青緑色ガラス物品若しくは窓材として製 造される本発明の基づくガラス組成物を表している。各例は、本発明に基づいて 調製されたソーダ石灰シリカベースのガラス組成物を含む。各例に対して特定の 着色成分が用いられているわけではない。製造されたガラス組成物は、少なくと も１０％で７０％を越えないイルミナントＡ可視光透過率と、この可視光透過率 よりも少なくとも５％低い値の直射太陽光熱透過率と、４２％未満の紫外線透過 率とを有する。 この例は例示であって本発明の限定を意図するものではない。これらの例では 、全ての成分と百分率は重量で表されていて、 （ａ）Ｆｅ₂Ｏ₃及びＴｉＯ₂は、％で表されていて、 （ｂ）全鉄量は、全ての鉄が酸化第二鉄として存在するものとして表されていて 、 （ｃ）ＣＯ₃Ｏ₄は、ｐｐｍを単位として表されていて、 （ｄ）以下の表に表された透過率及び本明細書中で表された透過率は、厚さ４ｍ ｍのガラスに基づくものであり、 （ｅ）パーセント第一鉄は、全鉄の還元の程度を表している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ベースのガラス組成物を有するソーダ石灰シリカガラスであって、 前記ベースのガラス組成物が、 ６０重量％から８０重量％のＳｉＯ₂と、 １０重量％から２０重量％のＮａ₂Ｏと、 ５重量％から１５重量％のＣａＯと、 ０重量％から１０重量％のＭｇＯと、 ０重量％から５重量％のＡｌ₂Ｏ₃と、 ０重量％から５重量％のＫ₂Ｏと、 ０重量％から１０重量％のＢａＯと、 ０重量％から５重量％のＢ₂Ｏ₃とを有し、 約１重量％から３重量％のＦｅ₂Ｏ₃（全鉄量）と、約０．１重量％から約１． ０重量％のＴｉＯ₂と、約０から５００ｐｐｍのＣＯ₃Ｏ₄とを基本的に含む着色 剤を更に有し、 約１０％から約３７％の割合の第一鉄を有し、 前記ガラスが、約４ｍｍの公称の厚みにおいて、約１０％から約７０％のイル ミナントＡ可視光透過率を有することを特徴とするソーダ石灰シリカガラス。 ２．前記ガラスが、 −２０から＋７のａ^*の範囲と、−１０から＋２０のｂ^*の範囲内にあり、かつ ３２よりも大きいＬ^*の値を有するＣＩＥＬＡＢイルミナントＣ色システムで定 義された青緑色であることを特徴とする請求項１に記載のガラス。 ３．前記ガラスが、前記可視光透過率よりも少なくとも５％低い値の直射太陽光 熱透過率を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス。 ４．前記ガラスが、前記可視光透過率よりも少なくとも１０％低い値の 直射太陽光熱透過率を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス。 ５．前記ガラスが、前記可視光透過率よりも少なくとも２０％低い値の直射太陽 光熱透過率を有することを特徴とする請求項１に記載のガラス。 ６．前記ガラスが、約１５％から約５０％の間のイルミナントＡ可視光透過率を 有することを特徴とする請求項１に記載のガラス。 ７．前記ガラスが、４２％未満の紫外線透過率を有することを特徴とする請求項 １に記載のガラス。 ８．前記ガラスが、５６５ｎｍ未満の主波長を有することを特徴とする請求項１ に記載のガラス。 ９．前記ガラスが、２２％未満の色純度を有することを特徴とする請求項１に記 載のガラス。 １０．ベースのガラス組成物を有するソーダ石灰シリカガラスであって、 前記ベースのガラス組成物が、 ６０重量％から８０重量％のＳｉＯ₂と、 １０重量％から２０重量％のＮａ₂Ｏと、 ５重量％から１５重量％のＣａＯと、 ０重量％から１０重量％のＭｇＯと、 ０重量％から５重量％のＡｌ₂Ｏ₃と、 ０重量％から５重量％のＫ₂Ｏと、 ０重量％から１０重量％のＢａＯと、 ０重量％から５重量％のＢ₂Ｏ₃とを有し、 約１重量％から約３重量％のＦｅ₂Ｏ₃（全鉄量）と、約０．１重量％から約１ ．０重量％のＴｉＯ₂と、約０ｐｐｍから５００ｐｐｍのＣＯ₃Ｏ₄とからなる着 色剤を有し、 第一鉄の割合が約１０％から３７％であり、 前記ガラスが、約４ｍｍの公称の厚みで、約１０％から約７０％の可 視光イルミナントＡ可視光透過率と、前記可視光透過率よりも少なくとも５％低 い値の直射太陽光熱透過率とを有することを特徴とするソーダ石灰シリカガラス 。 １１．前記ガラスが、−２０から＋７のａ^*の範囲と、−１０から＋２０のｂ^*の 範囲内にあり、３２よりも大きいＬ^*値を有する、ＣＩＥＬＡＢイルミナントＣ 色システムで定義された青緑色を有することを特徴とする請求項１０に記載のガ ラス。 １２．前記ガラスが、前記可視光透過率よりも少なくとも１０％低い値の直射太 陽光熱透過率を有すること特徴とする請求項１０に記載のガラス。 １３．前記ガラスが、前記可視光透過率よりも少なくとも２０％低い値の直射太 陽光熱透過率を有することを特徴とする請求項１０に記載のガラス。 １４．前記ガラスが、約１５％から約５０％の間のイルミナントＡ可視光透過率 を有することを特徴とする請求項１０に記載のガラス。 １５．前記ガラスが、４２％未満の紫外線透過率を有することを特徴とする請求 項１０に記載のガラス。 １６．前記ガラスが、５６５ｎｍ未満の主波長を有することを特徴とする請求項 １０に記載のガラス。 １７．前記ガラスが、２２％未満の色純度を有することを特徴する請求項１０に 記載のガラス。 １８．前記着色剤が、２重量％以上のＦｅ₂Ｏ₃（全鉄量）と、１００ｐｐｍ以上 のＣＯ₃Ｏ₄とを含み、 前記ガラスが、１５％と２５％との間のイルミナントＡ可視光透過率と、５％ 未満の紫外線透過率とを有することを特徴する請求項１０に記載のガラス。