(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーダライムシリケートガラスからなる母成分１００重量部に対して、
Ｆｅ2 Ｏ3 換算した全鉄      ０．０８〜０．２    重量部、
Ｖ2 Ｏ5 換算したバナジウム  ０．０５〜０．４    重量部、
Ｓｅ                    ０．０００５〜０．０３  重量部、
ＣｏＯ                            ０〜０．００５重量部、
ＴｉＯ2                           ０〜２．０    重量部、
ＣｅＯ2                           ０〜０．８    重量部、
から本質的になる着色成分を含有することを特徴とする、紫外線吸収着色ガラス。
【請求項２】
ソーダライムシリケートガラスからなる母成分１００重量部に対して、
Ｆｅ2 Ｏ3 換算した全鉄      ０．０８〜０．２    重量部、
Ｖ2 Ｏ5 換算したバナジウム  ０．０５〜０．２    重量部、
Ｓｅ                    ０．０００５〜０．０１  重量部、
ＣｏＯ                            ０〜０．００５重量部、
ＴｉＯ2                           ０〜２．０    重量部、
ＣｅＯ2                           ０〜０．８    重量部、
から本質的になる着色成分を含有することを特徴とする、紫外線吸収着色ガラス。
【請求項３】
標準Ｃ光源による主波長が５７０〜５９０ｎｍであって、ブラウン色ないしグレー色を呈する請求項１または２記載の紫外線吸収着色ガラス。
【請求項４】
２〜１５ｍｍの厚さを有するときに、標準Ｃ光源による刺激純度が１〜１５％である請求項１、２または３記載の紫外線吸収着色ガラス。
【請求項５】
３〜５ｍｍの厚さを有するときに、日射透過率が７５％以下である請求項１、２、３または４記載の紫外線吸収着色ガラス。
【請求項６】
３〜５ｍｍの厚さを有するときに、ＩＳＯ  ９０５０に規定される紫外線透過率が１５％以下である請求項１、２、３、４または５記載の紫外線吸収着色ガラス。
【請求項７】
３〜５ｍｍの厚さを有するときに、標準Ａ光源による可視光透過率が７０％以上である請求項１、２、３、４、５または６記載の紫外線吸収着色ガラス。
【請求項８】
母成分であるソーダライムシリケートガラスは、実質的に重量％で、
ＳｉＯ2             ６５〜７５％、
Ａｌ2 Ｏ3         ０．１〜  ５％、
Ｎａ2 Ｏ            １０〜１８％、
Ｋ2 Ｏ                ０〜  ５％、
ＣａＯ                ５〜１５％、
ＭｇＯ                １〜  ６％、
なる成分を含有する請求項１、２、３、４、５、６または７記載の紫外線吸収着色ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高い紫外線吸収能と比較的高い可視光透過率を有し、かつ現行の建築および車両用の着色板ガラスと同様のブラウン色ないしグレー色の色調を呈しかつ比較的刺激純度と日射透過率の低い着色ガラスの組成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多量のＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 およびＣｅＯ2 等を含む濃青色または緑色の赤外線または紫外線吸収ガラスは知られている。また、半導体微結晶を析出させることにより、効率良く紫外線を吸収するガラスも知られている。しかし、前者は多量の鉄成分を含むため、可視光透過率が低下し、特に現在車両用として用いられている、ブラウン色のガラスを作ることは困難である。また、後者はその半導体微結晶がボロシリケートガラス以外では安定に生成せず、代表的な板ガラス製造法であるフロートプロセスに適用しにくい問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
建築用、車両用等に通常用いられるソーダライムシリケートガラスに着色剤を添加して、紫外線吸収能の高いブラウンガラスを得る試みには、以下のようなものがある。
【０００４】
特開平６−９２６７８には、鉄、セリウム、セレン、ニッケルなどの着色剤をソーダライムシリケートガラスに添加した、比較的紫外線吸収能の高いブラウンガラスが開示されている。しかし、このガラスは、可視光透過率を高めようとすると、日射透過率が高く、かつ刺激純度が大きくなるので、車両用としては、冷房効果の点、車内装飾との調和の点から好ましくない。
【０００５】
また、特開平７−１３８０４３には、バナジウム、マンガンなどの着色剤をソーダライムシリケートガラスに添加したものが開示されている。しかし、このガラスは、鉄とマンガンが共存することから、強い紫外光のもとではソーラリゼーションによる可視光透過率の低下を生じるおそれが皆無ではない。
【０００６】
本発明の目的は、一般の建築用または車両用のガラスであるソーダライムシリケートを母組成とし、種々の着色剤を制御して含有させることにより、紫外線を吸収し、かつ可視光を充分に透過する特性を持ち、かつソーラリゼーションにより変色せず、比較的日射透過率と刺激純度の低いブラウン色ないしはグレー色系の色調のガラスを得ようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ソーダライムシリケートガラスからなる母成分１００重量部に対して、
Ｆｅ2 Ｏ3 換算した全鉄      ０．０８〜０．２    重量部、
Ｖ2 Ｏ5 換算したバナジウム  ０．０５〜０．４    重量部、
Ｓｅ                    ０．０００５〜０．０３  重量部、
ＣｏＯ                            ０〜０．００５重量部、
ＴｉＯ2                           ０〜２．０    重量部、
ＣｅＯ2                           ０〜０．８    重量部、
から本質的になる着色成分を含有することを特徴とする、紫外線吸収着色ガラスである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記着色成分について説明する。
本発明におけるガラス組成中の母成分１００重量部に対する全鉄量は、Ｆｅ2 Ｏ3 換算して０．０８〜０．２重量部の範囲である。全鉄量が母成分１００重量部に対して０．０８重量部未満では、紫外線吸収効果が不充分であったり、日射透過率を下げるためにＦｅＯの量を増やす必要があるため、アンバー色に着色したりする。全鉄量が母成分１００重量部に対して０．２重量部超では可視光透過率が低下し、かつ刺激純度が上昇する。
【０００９】
バナジウムは、通常Ｖ5+の状態が最も安定にガラス中に存在し、近紫外部（３５０ｎｍ）に吸収帯を持つことから、紫外線吸収効果のある成分である。しかし、添加量が母成分１００重量部に対して０．０５重量部未満ではその効果が小さい。充分な効果を得るためには０．１重量部以上が好ましい。逆に母成分１００重量部に対して０．４重量部超では可視光の吸収の影響が大きくなり、可視光透過率が低くなりやすい。好ましくは０．２重量部以下である。
【００１０】
Ｓｅは、ガラスがブラウン色ないしグレー色を呈するための色調補正成分として使用される。Ｓｅの含有量が母成分１００重量部に対して０．０００５重量部未満ではその効果が不充分でブラウン色のガラスが得られにくい。その含有量が母成分１００重量部に対して０．０３重量部超では可視光透過率が低下するおそれがある。好ましくは母成分１００重量部に対して０．０１重量部以下である。
【００１１】
ＣｏＯは、必須ではないが、上述の組成範囲のガラスに、着色剤として、母成分１００重量部に対して０〜０．００５重量部の範囲で添加することにより、刺激純度を下げ、既存の車両用や建築用のブラウン色ガラスに近い色調整が可能となる。効果を確実にするためには、母成分１００重量部に対して０．０００５重量部以上とすることが好ましい。一方、ＣｏＯの含有量が母成分１００重量部に対して０．００５重量部超では可視光透過率が低下するおそれがある。好ましくは母成分１００重量部に対して０．００３重量部以下である。
【００１２】
ＴｉＯ2 は、必須ではないが、上述の組成範囲のガラスに紫外線吸収成分として、母成分１００重量部に対して０〜２．０重量部の範囲で添加できる。ＴｉＯ2 の含有量が母成分１００重量部に対して２．０重量部超では共存するＦｅ2 Ｏ3 と作用して４００〜４２０ｎｍ付近の吸収が生じるため色調制御が困難になるおそれがある。好ましくは母成分１００重量部に対して１．５重量部以下である。
【００１３】
ＣｅＯ2 は、必須ではないが、上述の組成範囲のガラスに紫外線吸収成分として、母成分１００重量部に対して０〜０．８重量部の範囲で添加できる。しかし、強い紫外線にさらされる用途においては、ＣｅＯ2 を含有すると、ソーラリゼーションの原因になる場合があるので、実質的に含有されない、すなわち、不純物のレベルを超えないことが好ましい場合がある。
【００１４】
ＴｉＯ2 やＣｅＯ2 は高価な材料であるため、ガラスの用途として要求される紫外線吸収能に見合う程度の含有量が選択されればよい。
【００１５】
以上により本発明のガラスで好ましい着色剤の含有量の範囲として、以下のようなものがある。
ソーダライムシリケートガラスからなる母成分１００重量部に対して、
Ｆｅ2 Ｏ3 換算した全鉄      ０．０８〜０．２    重量部、
Ｖ2 Ｏ5 換算したバナジウム  ０．０５〜０．２    重量部、
Ｓｅ                    ０．０００５〜０．０１  重量部、
ＣｏＯ                            ０〜０．００５重量部、
ＴｉＯ2                           ０〜２．０    重量部、
ＣｅＯ2                           ０〜０．８    重量部。
【００１６】
母成分であるソーダライムシリケートガラスは、実質的に重量％で、
ＳｉＯ2             ６５〜７５％、
Ａｌ2 Ｏ3         ０．１〜  ５％、
Ｎａ2 Ｏ            １０〜１８％、
Ｋ2 Ｏ                ０〜  ５％、
ＣａＯ                ５〜１５％、
ＭｇＯ                １〜  ６％、
なる成分を含有することが好ましい。
【００１７】
ＳｉＯ2 が６５％未満では耐候性が悪くなり、７５％超では粘性が高くなり熔融が困難になる。Ａｌ2 Ｏ3 が０．１％未満では耐水性が低下し、５％超では熔解性が低下する。Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏは、原料の熔融を促進する成分であるがＮａ2 Ｏが１０％未満ではその効果が小さく、１８％超では耐候性が悪くなる。
【００１８】
ＣａＯ、ＭｇＯは、原料の熔解を促進し耐候性を改善する成分であるが、ＣａＯが５％未満では上述の効果が小さく、１５％超では失透しやすくなる。ＭｇＯも少量添加すると上述の効果を増大するため１％以上含有するが、６％超では失透しやすくなる。
【００１９】
また、芒硝を清澄剤として用いる場合は、その痕跡としてＳＯ3 が０．０５〜１重量％程度ガラスに残存する。さらに、硝酸塩を清澄剤として使用することもできる。硝酸塩は酸化作用を持つため、Ｓｅの素地中への残存を助ける作用がある。この場合は、母成分中に硝酸イオンの痕跡はほとんど残らない。なお、必要に応じ、ガラスの還元比を調整するためにコークスが併用される。
【００２０】
本発明のガラスは、標準Ｃ光源による主波長が、５７０〜５９０ｎｍであることが好ましい。この範囲で、従来の建築用や車両用と同等のブラウン色ないしはグレー色を呈するようなガラスが得られる。より好ましくは、標準Ｃ光源による主波長が５７５〜５８５ｎｍである。
【００２１】
また、同様の理由で２〜１５ｍｍの厚さを有するときに、標準Ｃ光源による刺激純度が１〜１５％であることが好ましい。また、本発明によれば、比較的高い可視光透過率を保ちながら、刺激純度を低くでき、ブラウン調のグレー色ガラスが得られる。かかるガラスの標準Ｃ光源による刺激純度は、１〜１２％、特には１〜１０％程度にされる。
【００２２】
さらに、本発明のガラスとしては、室内、車内のエアコンによる冷房効果を高めるため、３〜５ｍｍの厚さを有するときの日射透過率が７５％以下、特に７０％以下であることが好ましい。
【００２３】
また、室内、車内の家具、内装品の紫外線による劣化を防止するためには、３〜５ｍｍの厚さを有するときに、ＩＳＯ  ９０５０に規定される紫外線透過率が１５％以下であることが好ましい。より好ましくはＩＳＯ  ９０５０に規定される紫外線透過率が１０％以下、最も好ましくは６％以下である。
【００２４】
本発明のガラスを建築用に用いる場合は、そのガラスは取り付け部位によって適宜選ばれる２〜１５ｍｍの厚さを有するときに、標準Ｃ光源による主波長が５７０〜５９０ｎｍであって、刺激純度が４〜１５％であるものが好ましい。
【００２５】
一方、車両用の窓ガラスとして用いる場合は、そのガラスは取り付け部位によって適宜選ばれる３〜５ｍｍの厚さを有するときに、標準Ａ光源による可視光透過率が７０％以上であって、紫外線透過率が１０％以下、標準Ｃ光源による刺激純度が１〜１２％、特には１〜１０％であるものが好ましい。
【００２６】
かくして、本発明のガラスを車両用窓として用いる場合には、以下のようなガラス板が好ましい。
２．５〜６ｍｍ、多くは３〜５ｍｍの厚みを有し、標準Ａ光源による可視光透過率が７０％以上であって、日射透過率が７５％以下、特に好ましくは７０％以下、さらに紫外線透過率が１５％以下、特に好ましくは１０％以下、標準Ｃ光源による刺激純度が１〜１２％、特に好ましくは１〜１０％である。
【００２７】
なお、本発明のガラスを合わせガラスとして用いる場合は、合わせガラス素板の厚みは、通常１．８〜２．５ｍｍ程度であるため、２枚の素板を合せた状態でのガラス部分の厚みは、３．６〜５．０ｍｍ程度となる。したがって、２枚の素板を合せた状態でのガラス部分の光学特性が上記の範囲を満足する限り、本発明のガラスの好ましい範囲内である。
【００２８】
本明細書を通じて、日射透過率、可視光透過率はＪＩＳ−Ｒ３１０６により、紫外線透過率はＩＳＯ  ９０５０により、それぞれ求めたものである。また、可視光透過率は標準Ａ光源を、主波長と刺激純度は標準Ｃ光源を、それぞれ用いて測定したものである。
【００２９】
本発明の着色ガラスは、これに限定されないが、たとえば、次のようにして製造できる。調合した原料を連続的に熔融炉に供給し、重油等により約１５００℃に加熱してガラス化する。次いで、この熔融ガラスを清澄した後、フロート法等により所定の厚さのガラス板に成形する。次いで、このガラス板を所定の形状に切断することにより、本発明のガラスが製造される。その後、必要に応じて、切断したガラスを強化処理し、合わせガラスに加工し、または複層ガラスに加工することができる。
【００３０】
【実施例】
調合したバッチを実窯の雰囲気下（Ｏ2 濃度：２％程度）で熔融し、カーボンプレート上に熔融ガラスを流すことにより板ガラスを製造した。原料としては、ケイ砂、長石、苦灰石、ソーダ灰、芒硝、硝酸ソーダ、亜セレン酸ソーダ、酸化第二鉄、五酸化バナジウム、酸化セリウム、酸化チタン、酸化コバルトを用いた。表１にそれらのガラスに含有される着色成分の組成を記載した（単位：母成分１００重量部に対する重量部）。なお、例１０、１１は比較例である。
【００３１】
母成分としてのソーダライムシリケートガラスの組成は以下のとおりである。例１〜７、９については、清澄剤として硝酸ソーダを用い、ＳｉＯ2 ：７３．０、Ａｌ2 Ｏ3 ：１．７、ＣａＯ：７．７、ＭｇＯ：３．９、Ｎａ2 Ｏ：１３．０およびＫ2 Ｏ：０．７（単位：重量％）からなる。
例８、１０、１１については、清澄剤として芒硝を用い、ＳｉＯ2 ：７２．０、Ａｌ2 Ｏ3 ：１．７、ＣａＯ：７．９、ＭｇＯ：４．１、Ｎａ2 Ｏ：１３．４、Ｋ2 Ｏ：０．７およびＳＯ3 ：０．１（単位：重量％）からなる。
【００３２】
前記着色成分を含有するソーダライムシリケートガラスについて、日射透過率、可視光透過率、主波長および刺激純度を、ＪＩＳ−Ｒ３１０６に従って求め、それらの結果を表２のＴE （％）、Ｔva（％）、Ｄw （ｎｍ）、Ｐe （％）の欄にそれぞれ示した。Ｔ370 （％）は波長３７０ｎｍの紫外線に対する透過率であり、Ｔuv（％）はＩＳＯ  ９０５０に従って計算した紫外線透過率である。なお、これらの値は、ＴUV、Ｔ370 については３．５ｍｍに換算したものであり、その他は５ｍｍ厚みに換算したものである。着色成分の含有量は、蛍光Ｘ線によって測定した。
【００３３】
このように、本発明によるガラスは、高い紫外線吸収能と比較的高い可視光透過率を有し、かつ現行の建築および車両用の着色板ガラスと同様のブラウン色ないしグレー色の色調を呈しかつ比較的刺激純度と日射透過率の低いガラスである。
【００３４】
一方、例１０のガラスは、バナジウムの含有量が少ないため、紫外線透過率が、充分に小さくない。また、例１１のガラスは、セレンを含有していないので、主波長が短く、ブラウン系の色調が得られていない。
【００３５】
【表１】
0003890657.tif 000002
【００３６】
【表２】
0003890657.tif 000003
【００３７】
【発明の効果】
本発明のガラスは、可視光透過率が高く、かつ紫外線を吸収するので紫外線による内装材の褪色等による劣化の防止、内部にいる人の日焼け防止になる。したがって、建築用、車両用の窓ガラス材として特に有用であると思われる。また、紫外線により変色し難いので、長期間にわたり使用しても色調が変わらない。さらに、ガラス熔融工程、たとえば、フロートガラス製造工程における清澄工程などが従来と同じ操作で可能である。