(57)【要約】下表の範囲の組み合わせの一つに入る着色剤部分を有するソーダ石灰シリカガラスである。このガラスは太陽熱透過率が低く、また可視光透過率が低い。これは太陽光制御ガラスまたはプライバシーガラスとして用いることができ、特に車両用の天窓、即ちサンルーフ及び屋根窓に適している。このガラスは、フロートガラス法により製造してもよい。2013514253.tif 000008
2013514253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２．１〜４．０重量％のＦｅ２Ｏ３と、
２００〜８００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
５０〜８００ｐｐｍのＮｉＯと、
１０〜７０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有するソーダ石灰シリカガラス。
【請求項２】
２．１〜３．８重量％のＦｅ２Ｏ３と、
２３０〜７００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
６０〜７００ｐｐｍのＮｉＯと、
１２〜６５ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する請求項１に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項３】
２．２〜３．４重量％のＦｅ２Ｏ３と、
２６０〜６００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
７０〜６００ｐｐｍのＮｉＯと、
１５〜６０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する請求項２に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項４】
２．２〜３．０重量％のＦｅ２Ｏ３と、
３００〜５００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１００〜５００ｐｐｍのＮｉＯと、
２０〜５０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する請求項３に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項５】
２．２〜２．６重量％のＦｅ２Ｏ３と、
３００〜４００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
２００〜３００ｐｐｍのＮｉＯと、
２５〜４０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する請求項４に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項６】
２．２〜２．６重量％のＦｅ２Ｏ３と、
４００〜５００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１００〜５００ｐｐｍのＮｉＯと、
４０〜５０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する請求項４に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項７】
２．３〜３．８重量％Ｆｅ２Ｏ３と、
０〜１０００ｐｐｍＣｏ３Ｏ４と、
１０〜１０００ｐｐｍＮｉＯと、
０〜１００ｐｐｍＳｅと
を含む着色剤部分を有するソーダ石灰シリカガラス。
【請求項８】
２．４〜３．６重量％のＦｅ２Ｏ３と、
０〜１０００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１０〜１０００ｐｐｍのＮｉＯと、
０〜１００ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する請求項７に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項９】
２．１〜４．０重量％のＦｅ２Ｏ３と、
０〜１０００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１０〜１０００ｐｐｍのＮｉＯと、
５０〜１００ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有するソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１０】
２．１〜４．０重量％のＦｅ２Ｏ３と、
０〜１０００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１０〜１０００ｐｐｍのＮｉＯと、
６０〜１００ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する請求項９に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１１】
ａ＊＝−３．２±１０；ｂ＊＝６．５±１０；Ｌ＊＝５０±１０のＣＩＥＬＡＢ座標系（Ｉｌｌ Ｄ６５）により定義される色を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１２】
ａ＊＝−３．２±５；ｂ＊＝６．５±５；Ｌ＊＝５０±１０のＣＩＥＬＡＢ座標系（Ｉｌｌ Ｄ６５）により定義される色を有する請求項１１に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１３】
ａ＊＝−３．２±３；ｂ＊＝６．５±３；Ｌ＊＝５０±１０のＣＩＥＬＡＢ座標系（Ｉｌｌ Ｄ６５）により定義される色を有する請求項１２に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１４】
第一鉄含有量が、Ｆｅ２Ｏ３で表される全鉄の１０〜４０％である請求項１〜１３のいずれか一項に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１５】
第一鉄含有量が、Ｆｅ２Ｏ３で表される全鉄の１５〜３５％である請求項１４に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１６】
可視光透過率が１〜２０％であり、太陽直射熱透過率が１〜２０％である請求項１〜１５のいずれか一項に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１７】
可視光透過率が２〜１０％であり、太陽直射熱透過率が２〜１０％である請求項１３に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【請求項１８】
全日射透過率が３０％以下である請求項１〜１７のいずれか一項に記載のソーダ石灰シリカガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロート法により形成するのに適したソーダ石灰シリカガラス用のガラス組成物に関する。より具体的には、本発明は、ガラスを介する太陽熱の伝達を低減するために創作されたティンテッドガラス用の組成物に関する。このガラスは、車両または建造物用の窓の製造に適している。特にこのガラスは、サンルーフを含む車両の天窓に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
ガラスを介する太陽熱の伝達を低減するために創作されたティンテッドガラスは、太陽光制御ガラスとして一般に知られている。かかるガラスは、一般に緑色、青色、銅色または灰色である。既知の銅色のガラスは、特開昭５７−１０６５３７号公報として公開された特願昭５５−１８５１６５号に開示されている。この出願に開示された銅色のガラスは、着色成分としてＦｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ及びＳｅを含み、自動車の窓に適したものである。可視光透過率はおよそ７０％とすることができる。
【０００３】
より暗色のガラス、例えば、車両、特に米国では「ミニバン」として知られる多目的車両の後部窓ガラスに用いる、いわゆる「プライバシー」ガラスの要求がある。かかるガラスは、通常、前記車両の、後部窓またはバックライト及び後側部の窓ガラス（glazing）として用いる。かかるガラスの例は米国特許第５，３０８，８０５号に記載され、この米国特許第５，３０８，８０５号は中間色で通常は緑灰色の、太陽エネルギーの伝達が低減された低透過ガラスを開示する。このガラスは、Ｆｅ２Ｏ３で表される全鉄含有量が１．３〜２％であってもよく、また０．０１〜０．０５％のＮｉＯ、０．０２〜０．０４％のＣｏＯ及び０．０００２〜０．００３％のＳｅを含んでもよい。可視光透過率は、厚さ４ｍｍで２５％以下（ＣＩＥイルミナントＡ）とすることができ、また、太陽エネルギー透過率は可視光透過率以下とすることができる。
【０００４】
低透過ガラスの別の例が、欧州特許出願公開８２５１５６Ａ１号公報に開示されている。この文献では、１．２〜２．２％のＦｅ２Ｏ３で表される全鉄酸化物、０．００１〜０．０３％のＣｏＯ、０〜０．０００８％のＳｅ及び０〜０．２％のＮｉＯを含む着色剤の範囲について言及している。
【０００５】
低透過ガラスのさらなる例が、欧州特許出願公開１０８１１０７Ａ２号公報に開示されている。この文献では、１．２〜２．２％のＦｅ２Ｏ３で表される全鉄酸化物、０．０３％超のＣｏＯ、０．０００１％未満のＳｅ及び０〜０．２％のＮｉＯを含む着色剤の範囲について言及している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５７−１０６５３７号公報
【特許文献２】米国特許第５，３０８，８０５号
【特許文献３】欧州特許出願公開８２５１５６Ａ１号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開１０８１１０７Ａ２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さらに近年になると、大気中の二酸化炭素が気候に与える影響に関連した環境上の理由により、二酸化炭素の排出を低減するプレッシャーが大きくなっている。これにより、建造物及び車両からの二酸化炭素の排出に注意を払うようになっている。様々な取り組みが行われ、その一つとして、世界の高温及び晴天地域において建造物及び車両の空調に用いるエネルギー量を低減しようとするものがある。かかる地域において建造物及び車両に窓ガラスとして用いるガラスの種類は、太陽光の増加、即ち太陽光の放射に由来する建造物または車両の温度上昇に対して有意な効果をもたらすことができる。太陽光の増加を抑制することにより、同様に空調装置の必須の電力定格及びそれを稼動するのに必要な時間のいずれもが抑制される。これにより、空調装置に関連する二酸化炭素の排出の低減をもたらし、車両においては、それが燃料消費の低減として現れる。しかしながら、既存の太陽光制御ガラスが太陽光の増加を抑制する能力は限られている。理論的に太陽光制御特性が改善したであろうガラスの提案は存在するが、多くの場合、これらのガラスは製造されておらず、それらは決して商業的に利用可能なものではない。
【０００８】
現在においては、市販のガラスにより提供されるよりも極めて良好な太陽光制御特性を有する太陽光制御ガラスの必要性がある。また、かかる改善したガラスは、許容可能なコストで十分な量のガラスの提供を可能にするフロート法による製造に適していることも望ましい。工業規模で製造することができ、車両及び建造物用のガラスの要求を満たすような、実用的なガラスが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
２．１〜４．０重量％のＦｅ２Ｏ３（即ち、Ｆｅ２Ｏ３で表される全鉄）と、
０〜１０００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１０〜１０００ｐｐｍのＮｉＯと、
０〜１００ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有するソーダ石灰シリカガラスを提供する。
【００１０】
以下でより詳しく説明するが、これらの範囲の組成を有するガラスは、太陽光特性、例えば、全日射透過率（Ｔｔｓ、ＩＳＯ１３８３７で定義され、コンベンションＡ、風速４ｍ／ｓを用いて測定する）の新たなレベルへの到達を可能にする。
【００１１】
特に好適なガラスは、
２．１〜４．０重量％のＦｅ２Ｏ３と、
２００〜８００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
５０〜８００ｐｐｍのＮｉＯと、
１０〜７０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する。
【００１２】
別の特に好適なガラスは、
２．３〜３．８重量％のＦｅ２Ｏ３と、
０〜１０００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１０〜１０００ｐｐｍのＮｉＯと、
０〜１００ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する。
【００１３】
或いは、Ｆｅ２Ｏ３で表される全鉄の範囲を２．３〜３．８重量％に維持しつつ、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ及びＳｅの量を前述及び後述の特定範囲より狭く制限してもよい。本発明に含まれる別の可能性は、Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ及びＳｅの含有量が前述及び後述の通りであるとともに、全鉄含有量が２．４〜３．６％であることである。
【００１４】
さらなる特に好適なガラスの群は、
２．１〜４．０重量％のＦｅ２Ｏ３と、
０〜１０００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１０〜１０００ｐｐｍのＮｉＯと、
５０〜１００ｐｐｍ、好ましくは６０〜１００ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する。Ｃｏ３Ｏ４及びＮｉＯの代替範囲に関する上記説明は、このガラスの群にも同様に適用され、全鉄は２．３〜３．８％及び２．４〜３．６％よりも狭い範囲が適用される。
【００１５】
より好適には、本発明は、
２．１〜３．８重量％のＦｅ２Ｏ３と、
２３０〜７００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
６０〜７００ｐｐｍのＮｉＯと、
１２〜６５ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有するガラスの群を提供する。
【００１６】
より好適には、このガラスは、
２．２〜３．４重量％のＦｅ２Ｏ３と、
２６０〜６００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
７０〜６００ｐｐｍのＮｉＯと、
１５〜６０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する。
【００１７】
より好適には、このガラスは、
２．２〜３．０重量％のＦｅ２Ｏ３と、
３００〜５００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１００〜５００ｐｐｍのＮｉＯと、
２０〜５０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する。
【００１８】
なおより好適には、このガラスは、
２．２〜２．６重量％のＦｅ２Ｏ３と、
３００〜４００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
２００〜３００ｐｐｍのＮｉＯと、
２５〜４０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する。
【００１９】
任意に、このガラスは、
２．２〜２．６重量％のＦｅ２Ｏ３と、
４００〜５００ｐｐｍのＣｏ３Ｏ４と、
１００〜５００ｐｐｍのＮｉＯと、
４０〜５０ｐｐｍのＳｅと
を含む着色剤部分を有する。
【００２０】
或いは、このガラスは、上述の通りではあるがＣｏ３Ｏ４を５５０〜１０００ｐｐｍとしてもよい。このガラスの別の選択肢としては、４５０〜１０００ｐｐｍのＮｉＯを含むことである。
【００２１】
全てのガラス組成物はニッケルを含む。
【００２２】
このガラスは、［ａ＊＝−３．２±１０；ｂ＊＝６．５±１０；Ｌ＊＝５０±１０；またはａ＊＝−３．２±５；ｂ＊＝６．５±１０；Ｌ＊＝５０±１０；またはａ＊＝−３．２±５；ｂ＊＝６．５±５；Ｌ＊＝５０±１０；またはａ＊＝−３．２±３；ｂ＊＝６．５±３；Ｌ＊＝５０±１０；またはａ＊＝−１．８±５；ｂ＊＝４．４±５；Ｌ＊＝５０±１０；またはａ＊＝−１．８±３；ｂ＊＝４．４±３；Ｌ＊＝５０±１０］のＣＩＥＬＡＢ座標系（Ｉｌｌ Ｄ６５）により定義される色を有するのが好ましい。このガラスは中間色であるのが好ましい。中間色は、車両の車体構造物または建築構造物であろうと、色の付いた構造物とともに使用するのに最も適している。主波長に関して、このガラスは５７０ｎｍの領域に主波長（Ｉｌｌ Ｄ６５）を有するのが好ましく、また、色純度は２０％未満であるのが好ましく、１０％未満であるのがより好ましい。
【００２３】
周知の通り、鉄は、ソーダ石灰シリカガラス中では第一鉄及び第二鉄の両方の状態で存在する。各状態の鉄の割合は、バッチ中の酸化剤または還元剤の存在及びバーナーにおける酸素と燃料の比、即ち火炎が酸化雰囲気または還元雰囲気を作り出すかどうか等の因子の影響を受ける。（バッチとは、加熱炉に投入し、溶融させてガラスをもたらす原材料の混合物を表す用語である。）ガラスの全鉄含有量は、たとえ当てはまらなくても全ての鉄がＦｅ２Ｏ３として存在したかのように表すのが従来の慣例である。「第一鉄含有量」は、ガラス中の酸化第一鉄の重量割合を、Ｆｅ２Ｏ３で表される全鉄の重量割合で除したものとして定義する。このガラスは、第一鉄含有量が、Ｆｅ２Ｏ３で表される全鉄の１０〜４０％であるのが好ましく、かかる全鉄の１５〜３５％であるのがより好ましい。
【００２４】
このガラスは、可視光透過率が１〜２０％及び太陽直射熱透過率が１〜２０％であるのが好ましく、可視光透過率が２〜１０％及び太陽直射熱透過率が２〜１０％であるのがより好ましい。
【００２５】
このガラスは、全日射透過率が３０％以下（ＩＳＯ１３８３７：２００８、コンベンションＡ、風速４ｍ／ｓ）であるのが好ましい。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明のさらなる態様によれば、本明細書に記載した組成物を有するティンテッドガラスでできた、シート、板ガラス（pane）または窓ガラスは、低放射率コーティングで被覆してもよい。好ましくは、この窓ガラスは、車両用であり、窓ガラスの内表面上、即ち窓ガラスを車両に取り付ける際に車両内部に対向する表面上に、低放射率コーティングを有する。
【００２７】
本発明のこの態様において、低放射率コーティングは、国際公開第２００／００７５９２Ａ２号に従ったもの、即ち、例えば金属層または金属酸化物層を含み得る既知の低放射率コーティングである。後者の場合には、金属酸化物を例えばフッ素でドープしてもよい。好適な金属層は、少なくとも一層の銀の層を含むものであり、磁気スパッタリング技術で被覆する。好適な金属酸化物層は、透明な導電性酸化物、例えばスズ、インジウム、タングステンまたはモリブデンの酸化物である。他のドーパントとしては、塩素、アンチモン、スズ、アルミニウム、タンタル、ニオブ、インジウムまたはガリウムが挙げられる。いずれにしても、当分野で既知の多層コーティング積層体の一部として機能層が提供される。
【００２８】
本発明のこの態様による窓ガラスは、低放射率コーティングが車両内部に再放射される熱量を低減するので、特に改善した太陽光制御特性を有する。より詳しく言えば、暗色のティンテッドガラスは、その温度の上昇をもたらす入射太陽放射を吸収し、その吸収した熱の再放射を生じる。低放射率コーティングは、外部へ放射するかかる熱の割合を増加させ、車両の内部に放射する熱の量を低減する。
【００２９】
ソーダ石灰シリカガラスの組成は、製造者及び製造場所によって変化する。製造者によって、組成に依存するガラス特性に関する好みは異なる。また、世界中の様々なガラスの製造場所で使用可能な原材料は、化学組成の観点で異なる。
【００３０】
ベースガラスの組成（即ち、着色剤を除いたガラスの組成）は、広範囲という見出しで表１の中央の列に示した範囲内である。好ましくは、この組成は、狭範囲という見出しで右側の列に示した範囲内である。
【００３１】
【表１−１】
2013514253.tif 000003
【００３２】
世界中で最も市販されるソーダ石灰シリカガラスの組成は以下の範囲に入り、ベースガラスの組成をこの範囲内として、本発明を用いることができる。
【００３３】
【表１−２】
2013514253.tif 000004
【００３４】
本発明によるガラスは、場合によっては他の原材料とともに意図せず加えられる微量分を除き、Ａｓ２Ｏ３、ＢａＯ、Ｂ２Ｏ３、ＢｅＯ、ＧｅＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、ＰｂＯ、Ｓｂ２Ｏ３、ＳｒＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＺｎＯ及びＺｒＯ２の酸化物を含まないのが好ましい。これら酸化物のいくつかは、ガラス炉またはフロート槽、特にこの槽に含有される溶融スズにとって有害である。その他のものは人間の健康に有害であると見なされ、従って安全衛生上の理由により含まないのが好ましい。所望の色合いは、ＣｅＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、ＭｎＯ２及びＮｄ２Ｏ３の着色剤を使用せずに実現することが好ましく、即ち、このガラスは、場合によっては他の原材料とともに意図せず加えられる微量分を除き、これら酸化物を含まないのが好ましい。もし、これら酸化物のいずれかを意図的に含ませるならば、最低レベル、例えば０．５重量％未満であるべきであろう。
【００３５】
以下の表２に示す限定されない例を参照して、本発明をさらに説明する。本明細書において、全ての酸化物の組成及び割合は、特に指示がない限り重量パーセントで示す。特に留意すべきは、着色剤Ｃｏ３Ｏ４、ＮｉＯ及びＳｅの割合を百万分の一（ｐｐｍ）で示していることである。この表において、スペクトル特性は、三つの異なる標準イルミナント、即ちイルミナントＡ、Ｃ及びＤ６５として提供される。
【００３６】
【表２−１】
2013514253.tif 000005
【表２−２】
2013514253.tif 000006
【表２−３】
2013514253.tif 000007
【００３７】
高レベル、即ち約２００ｐｐｍ超のニッケルを含むガラスは、フロート槽において上表面上にヘイズまたはブルームを発生し得る。これは、スズの酸化を最小限にするため、ガラス中のニッケル酸化物が槽の還元雰囲気により金属ニッケルに還元されることによる。ニッケルヘイズの発生は、槽の雰囲気中の水素の量を低減することにより回避することができる。空気の侵入を避けるための可能な限りのあらゆる手段を取れば、槽の雰囲気中に水素を存在させずフロート槽を短期間運転することが事実上可能である。
【００３８】
透明ガラスの製造からティンテッドガラスに変更する場合、またはティンテッドガラスからもう一方に変更する場合には、米国特許第５，８２７，３４４号に相当する欧州特許第７８７６９２号に従い、第二のガラスの密度を第一のそれに合わせることが望ましい。
【００３９】
疑義回避のため、本明細書に記載のガラス組成物により得た色合いは、恒久的であり不変である。これらのガラス組成物を用いて製造したガラス、窓ガラス及び窓は、周囲条件または外部信号若しくは外部電圧により色合いを変化させ、調節し、または制御し得るサーモクロミック窓ガラス、エレクトロクロミック窓ガラスまたはフォトクロミック窓ガラス等と混同してはならない。
【国際調査報告】
2013514253.tif 000009
2013514253.tif 000010