(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーダ石灰ガラスが本質的に以下の成分からなり、
ＳｉＯ2                     ６５〜７５重量％、
Ａｌ2 Ｏ3                 ０．１〜  ５重量％、
Ｎａ2 Ｏ                    １０〜１８重量％、
Ｋ2 Ｏ                        ０〜  ５重量％、
ＣａＯ                        ５〜１５重量％、
ＭｇＯ                        ０〜  ６重量％
ソーダ石灰ガラスからなる母成分１００重量部に対し、
Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄            ０〜０．１２重量部、
ＣｅＯ2 に換算した全セリウム    １．０〜２．５重量部、
ＴｉＯ2 に換算した全チタン      ０．６〜２．０重量部、
ＣｅＯ2 に換算した全セリウム＋ＴｉＯ2 に換算した全チタン
２．４〜４．０重量部、
ＣｏＯ                              ０〜０．００５０重量部、
Ｓｅ                                ０〜０．０３００重量部、
を含有し、厚さ３．５ｍｍに換算してＩＳＯ−９０５０に規定された紫外線透過率が１３％以下であり、厚さ３．５ｍｍに換算して標準光源Ａにより測定した可視光透過率が８０％以上であることを特徴とする高可視光透過紫外線吸収ガラス。
【請求項２】
Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄中の、Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した２価の鉄の量の割合が１０〜６５％である請求項１記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。
【請求項３】
ソーダ石灰ガラスからなる母成分１００重量部に対し、
Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄      ０．０３〜０．１０重量部、
ＣｅＯ2 に換算した全セリウム    １．０〜２．５重量部、
ＴｉＯ2 に換算した全チタン      ０．６〜２．０重量部、
ＣｅＯ2 に換算した全セリウム＋ＴｉＯ2 に換算した全チタン
２．５〜４．０重量部、
ＣｏＯ                    ０．０００３〜０．００３０重量部、
Ｓｅ                                ０〜０．００１０重量部、
を含有する請求項１または２記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。
【請求項４】
厚さ３．５ｍｍに換算して標準光源Ａにより測定した可視光透過率の、厚さ３．５ｍｍに換算してＩＳＯ−９０５０に規定された紫外線透過率に対する比が７以上であることを特徴とする請求項１、２または３記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。
【請求項５】
厚さ３．５ｍｍに換算してＩＳＯ−９０５０に規定された紫外線透過率が１２％以下である請求項１、２、３または４記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。
【請求項６】
厚さ３．５ｍｍに換算して標準光源Ａにより測定した可視光透過率が８５％以上であることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。
【請求項７】
標準光源Ｃで測定した厚さ３．５ｍｍ換算の刺激純度Ｐe （％）が１．７〜５．０％であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。
【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高い可視光透過率を持つ高可視光透過紫外線吸収ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両窓用ガラスとして、ブラウン、グリーン、ブルー、グレーなどさまざまな色を呈するガラスが提案され、使用されている。
かかる窓ガラスは、車両用ウインドシールドに用いるときは、可視光透過率として７０％以上を満足する必要のあることが、多くの国で規定されている。一方、車の内装品の劣化などを防止するため、紫外線吸収能の高いガラスが求められており、両者を同時に満たすガラスとして、特開平５−５８６７０（ブラウン）や特開平８−２０８２６６（グリーン）、特開平９−２７８４８１（ブラウン）などがすでに提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかるガラスは高い可視光透過率と低い紫外線透過率とを両立させる必要があるため、色にバリエーションを持たせにくい。また、充分に高い紫外線吸収能と可視光透過率を持つわけではない。具体的には、厚さ３．５ｍｍに換算してＩＳＯ−９０５０に規定された紫外線透過率が１３％以下であり、厚さ３．５ｍｍに換算して標準光源Ａにより測定した可視光透過率が８０％以上であるようなきわめて高い可視光透過率と低い紫外線透過率とを両立させたガラスは上記文献において、具体的には提案されていない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、
ソーダ石灰ガラスが本質的に以下の成分からなり、
ＳｉＯ2                     ６５〜７５重量％、
Ａｌ2 Ｏ3                 ０．１〜  ５重量％、
Ｎａ2 Ｏ                    １０〜１８重量％、
Ｋ2 Ｏ                        ０〜  ５重量％、
ＣａＯ                        ５〜１５重量％、
ＭｇＯ                        ０〜  ６重量％
ソーダ石灰ガラスからなる母成分１００重量部に対し、
Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄            ０〜０．１２重量部、
ＣｅＯ2 に換算した全セリウム    １．０〜２．５重量部、
ＴｉＯ2 に換算した全チタン      ０．６〜２．０重量部、
ＣｅＯ2 に換算した全セリウム＋ＴｉＯ2 に換算した全チタン
２．４〜４．０重量部、
ＣｏＯ                              ０〜０．００５０重量部、
Ｓｅ                                ０〜０．０３００重量部、
を含有し、厚さ３．５ｍｍに換算してＩＳＯ−９０５０に規定された紫外線透過率が１３％以下であり、厚さ３．５ｍｍに換算して標準光源Ａにより測定した可視光透過率が８０％以上であることを特徴とする高可視光透過紫外線吸収ガラスを提供する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のガラスは、ソーダ石灰ガラスからなる母成分に対し、所定量の添加成分を含有せしめたものである。この添加成分に関して以下に説明する。
Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄の含有量が母成分１００重量部に対して０．１２重量部を超えると、可視光透過率が小さくなるおそれがある。好ましくは、母成分１００重量部に対して０．１０重量部以下である。ここで、Ｆｅ2 Ｏ3 は必須ではないが、紫外線吸収能を高めるために、母成分１００重量部に対して０．０３重量部以上含有されることが好ましい。
【０００６】
本発明では、Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄中のＦｅ2 Ｏ3 に換算した２価の鉄の割合を１０〜６５％とすることが好ましい。これが１０％未満では、ガラス熔融時の窯内対流が減少し泡増加などにより製品品質が低下するおそれがある。一方、６５％を超えると、硫化第二鉄の生成により部分的にアンバー色になり、製品の色調に悪影響を与えるおそれがある。製造のしやすさを考慮すると、より好ましくは２０〜４０％である。
【０００７】
セリウムの存在形態には主としてＣｅ3+、Ｃｅ4+があり、両者とも、紫外線吸収効果を有する成分である。また、チタンをセリウムと併用することにより紫外線吸収能を増大できる。すなわち、近紫外域に吸収を持つセリウムはＣｅ3+であるために、ＣｅＯ2 をＴｉ2 Ｏ3 で還元することによって、さらに近紫外線吸収の効果を持たせうる。
【０００８】
ＣｅＯ2 に換算した全セリウムとＴｉＯ2 に換算した全チタンの合量が母成分１００重量部に対して２．４重量部未満では、充分な紫外線吸収効果が得られないおそれがある。好ましくは、２．５重量部以上である。また、コストを考慮するとＣｅＯ2 に換算した全セリウムとＴｉＯ2 に換算した全チタンの合量が母成分１００重量部に対して４．０重量部以下であることが現実的である。
【０００９】
具体的には、ＣｅＯ2 に換算した全セリウムは、母成分１００重量部に対して１．０〜２．５重量部の範囲が好ましい。また、ＴｉＯ2 に換算した全チタンの含有量は母成分１００重量部に対して０．６〜２．０重量部の範囲が好ましい。これらの範囲をはずれると、両成分の相乗効果が充分でなく、低い紫外線透過率と高い可視光透過率との両立が困難になるおそれがある。
【００１０】
ＣｏＯは必須ではないが、ガラスの主波長と刺激純度とを調整するために含有させることができる。この効果を得るためには、母成分１００重量部に対して０．０００３重量部以上含有させることが好ましい。一方、この含有量が母成分１００重量部に対して０．００５０重量部を超えると、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０．００３０重量部以下である。
【００１１】
Ｓｅは、必須ではないが、ガラスの主波長と刺激純度とを調整するために含有できる。この効果を得るためには、母成分１００重量部に対して０．０００３重量部以上含有させることが好ましい。一方、この含有量が母成分１００重量部に対して０．０３００重量部を超えると、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０．００１０重量部以下である。
【００１２】
また、母成分であるソーダ石灰ガラスの組成は、本質的に以下の成分からなることが好ましい。
ＳｉＯ2                     ６５〜７５重量％、
Ａｌ2 Ｏ3                 ０．１〜  ５重量％、
Ｎａ2 Ｏ                    １０〜１８重量％、
Ｋ2 Ｏ                        ０〜  ５重量％、
ＣａＯ                        ５〜１５重量％、
ＭｇＯ                        ０〜  ６重量％。
【００１３】
ＳｉＯ2 の含有量が６５重量％未満では耐候性が悪くなり、７５重量％超では失透しやすい。
Ａｌ2 Ｏ3 の含有量が０．１重量％未満では耐水性が低下し、５重量％超では溶解性が低下する。
Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏは原料の溶解を促進する成分であり、Ｎａ2 Ｏの含有量が１０重量％未満ではその効果が小さく、１８重量％超では耐候性が悪くなる。また、Ｋ2 Ｏは必須成分ではないが含まれていてもよい。その含有量が５重量％超ではコストが高くなる。
【００１４】
ＣａＯ、ＭｇＯは原料の溶解を促進し耐候性を改善する成分である。ＣａＯの含有量が５重量％未満では上述の効果が少なく、１５重量％超では失透しやすくなる。ＭｇＯは必須成分ではないが含まれていてもよい。その含有量が６重量％超では失透しやすくなる。
ＳＯ3 は清澄剤として用いられる場合がある。そのようなとき、典型的にガラスに残留するＳＯ3 の量は０．０５〜１．０重量％の間にある。
【００１５】
次に本発明のガラスの光学特性について説明する。本明細書において、厚さ３．５ｍｍに換算して標準光源Ａにより測定した可視光透過率をＴva、厚さ３．５ｍｍに換算してＩＳＯ−９０５０に規定された紫外線透過率をＴUVということにする。
【００１６】
本発明の高可視光透過紫外線吸収ガラスはＴUVが１３％以下であり、Ｔvaが８０％以上である。好ましくは、ＴUVが１２％以下である。また、Ｔvaが８５％以上である。また、本発明においては、ＴvaのＴUVに対する比Ｔva／ＴUVが７以上であることが好ましい。
【００１７】
本発明においては特に限定されないが、本発明の高可視光透過紫外線吸収ガラスは、典型的には、標準光源Ｃにより測定した主波長が４８０〜５９０ｎｍとなり、また、刺激純度は用途によって調整でき、標準光源Ｃにより測定し、厚さ３．５ｍｍに換算したもので、０〜１０％である。さらに、特に限定されないが、３．５ｍｍ厚換算で、典型的には日射透過率が７０〜８５％となる。
【００１８】
本発明の紫外線吸収ガラスは、例えば、次のようにして製造できる。すなわち、目標とするガラス組成になるように、各原料を調合する。その際に使用する原料としては、ＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 源として、鉄粉、ベンガラ等が、セリウム源として、酸化セリウム、炭酸セリウム、水酸化セリウム等が、チタン源として、酸化チタン等が、ＣｏＯ源として、酸化コバルト等が、Ｓｅ源として、金属セレン、亜セレン酸ソーダ等がある。なお、母成分の原料としては、通常使用されているものが使用される。さらに、これらの原料に炭素等の還元剤を添加して、ＦｅＯが所定量含有されるようにするのが好ましい。
【００１９】
かくして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℃に加熱し熔融してガラス化する。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板ガラスに成形する。次いで、この板ガラスを所定の形状に切断することにより本発明の高可視光透過紫外線吸収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、合せガラスに加工しまたは複層ガラスに加工できる。
【００２０】
本発明の高可視光透過紫外線吸収ガラスは可視光透過率が高く、かつ紫外線を充分に吸収するので、窓ガラスとして視認性の高いものが得られるうえ、紫外線による内装材やシートの劣化を防止できる。したがって建築用、車両用の窓ガラスとして特に有用である。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
原料として、ケイ砂、長石、苦灰岩、ソーダ灰、芒硝、酸化第二鉄、酸化セリウム、二酸化チタン、酸化コバルト、亜セレン酸ソーダ、コークスを用い、調合したバッチを、実窯に近いと思われる雰囲気（Ｏ2 濃度２．０％程度）下で熔融し、適切な成形・徐冷を行うことにより、表１に示す添加物組成（単位：母成分全体を１００重量部とした場合の重量部）、ｒｅｄｏｘ（Ｆｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄中のＦｅ2 Ｏ3 に換算した２価の鉄の重量割合、還元比）を有する高可視光透過紫外線吸収ガラスを得た。
【００２９】
なお、表中Ｆｅ2 Ｏ3 とあるのはＦｅ2 Ｏ3 に換算した全鉄であり、ＣｅＯ2 とあるのはＣｅＯ2 に換算した全セリウムであり、ＴｉＯ2 とあるのは、ＴｉＯ2 に換算した全チタンであり、Ｃｅ＋ＴｉとあるのはＣｅＯ2 に換算した全セリウムとＴｉＯ2 に換算した全チタンとの合量である。また、母成分としては、ＳｉＯ2 ：７２．０％、Ａｌ2 Ｏ3 ：１．９％、Ｎａ2 Ｏ：１２．８％、Ｋ2 Ｏ：０．８％、ＣａＯ：８．１％、ＭｇＯ：４．４％なる組成のソーダ石灰ガラスを使用した。
【００３０】
次いでこのガラスについて、Ｔva（％）、ＴUV（％）、厚さ３．５ｍｍ換算の日射透過率Ｔe （％）、標準光源Ｃで測定した主波長Ｄw （ｎｍ）、標準光源Ｃで測定した厚さ３．５ｍｍ換算の刺激純度Ｐe （％）を測定した。その結果を表１に併せて示す。可視光透過率、日射透過率はＪＩＳ−Ｒ３１６０に、主波長、刺激純度はＪＩＳ−Ｚ８７０１に、紫外線透過率はＩＳＯ−９０５０にしたがって求めた。例１〜１５は実施例、例１６〜２２は比較例である。なお、例１４、例１５の光学特性は計算機によるシミュレーションで求めた。
【００３１】
表より明らかなように、本発明によるガラスは可視光透過率、紫外線吸収能ともきわめて高い。
【００３２】
【表１】
0004122558.tif 000002
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【発明の効果】
本発明の高可視光透過紫外線吸収ガラスは可視光透過率が高く、かつ紫外線を充分に吸収するので、窓ガラスとして視認性の高いものが得られるうえ、紫外線による内装材やシートの劣化を防止し、また内部にいる人の日焼けを防止できる。したがって建築用、車両用の窓ガラスとして特に有用である。
【００３８】
また、本発明の高可視光透過紫外線吸収ガラスを用いることにより、車両用などの紫外線吸収着色ガラス板が得られる。