(57)【要約】  低赤外線吸収リチウムガラスは、０．０００５〜０．０１５重量％、より好ましくは０．００１〜０．０１０重量％の範囲でＦｅＯを含み、レドックス比が０．００５から０．１５の範囲、より好ましくは０．００５〜０．１０の範囲である。ガラスは、化学的に強靱化することができ、暗視野ゴーグル又はスコープの防弾視野カバーを設けるために使用することができる。追加の酸化剤をバッチ材料に添加することによって、ガラス作製プロセスを、０．０２から０．０４重量％の範囲のＦｅＯを有し且つレドックス比が０．２から０．４の範囲である高赤外線吸収リチウムガラスの作製から低赤外線吸収リチウムガラスの作製に変更する方法が提供される。追加の還元剤をバッチ材料に添加することによって、ガラス作製プロセスを、低赤外線吸収リチウムガラスの作製から高赤外線吸収リチウムガラスの作製に変更する第２の方法が提供される。本発明の１つの実施形態では、酸化剤がＣｅＯ２である。本発明の実施形態は、この方法により作製されるガラスを包含する。
2017518950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含むガラス組成物であって、
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ５０〜８００未満ｐｐｍ；
且つ、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウム、０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される酸化剤を含み、０．００５〜０．１５の範囲でレドックス比を有する、
上記ガラス組成物。
【請求項２】
酸化セリウムが、０．０１から０．１５重量％の範囲である、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項３】
請求項１に記載のガラス組成物であって、
ＦｅＯが、０．０００５から０．０１５重量％及び０．００１から０．０１０重量％の範囲の１つから選択され、
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）が、０．００５から０．０６重量％及び０．００５から０．０３重量％の範囲の１つから選択され、
レドックス比が、０．００５から０．１５重量％及び０．００５から０．０１０重量％の範囲の１つから選択される、
上記ガラス組成物。
【請求項４】
請求項１に記載のガラス組成物であって、
ガラスが、
２９５〜３９５ｎｍの紫外線（「ＵＶ」）波長範囲内で、５０〜８５％の範囲の透過率を有し；
３９５〜７７５ｎｍの可視（「ＬＴＣ／２°」）波長範囲内で、８９〜９２％の範囲の透過率を有し；
７７５〜２１２５ｎｍの赤外線（「ＩＲ」）波長範囲内で、８０〜９２％の範囲の透過率を有し；及び
２７５〜２１２５ｎｍの全太陽エネルギー透過率（「ＴＳＥＴ」）波長範囲内で、８２〜９２％の範囲の透過率を有し、
ガラスが、０．２２３インチ（５．７ミリメートル）の厚さを有する、
上記ガラス組成物。
【請求項５】
以下を含むガラス組成物であって、
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ８００〜１２００ｐｐｍ；
且つ、０．００６〜０．１３の範囲でレドックス比を有し；
且つ、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウム、０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される酸化剤を含み、レドックス比が０．００５〜０．１５の範囲である、
上記ガラス組成物。
【請求項６】
請求項５に記載のガラス組成物であって、
ＦｅＯが、０．００２から０．０１５重量％；０．００２から０．００１重量％；０．００３５から０．００１重量％及び０．００３から０．００３８重量％の範囲の１つから選択され、
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）が、０．０８から０．１２重量％及び０．０９から０．１０重量％の範囲の１つから選択され、
レドックス比が、０．０１から０．１３及び０．０１５から０．１０の範囲の１つから選択される、
上記ガラス組成物。
【請求項７】
請求項５に記載のガラス組成物であって、
ＦｅＯが、０．００２〜０．０１２重量％の範囲であり；
全鉄が、０．０８〜０．１２重量％の範囲であり；
レドックス比が、０．０２から０．１０の範囲である、
上記ガラス組成物。
【請求項８】
請求項５に記載のガラス組成物であって、
ガラスが、
２９５〜３９５ｎｍの紫外線（「ＵＶ」）波長範囲内で、６７〜７４％の範囲の透過率を有し；
３９５〜７７５ｎｍの可視（「ＬＴＣ／２°」）波長範囲内で、８８〜９０％の範囲の透過率を有し；
７７５〜２１２５ｎｍの赤外線（「ＩＲ」）波長範囲内で、７０〜７９％範囲の透過率を有し；及び
２７５〜２１２５ｎｍの全太陽エネルギー透過率（「ＴＳＥＴ」）波長範囲内で、７８〜８４％の範囲の透過率を有し、
上記のガラスが、０．２２３インチ（５．７ミリメートル）の厚さを有する、
上記ガラス組成物。
【請求項９】
放射された赤外線エネルギーを見るためのデバイスであって、
デバイスは少なくとも１つの通路を有するハウジングを含み、通路は、第１の開放端及び第２の開放端、放射された赤外線エネルギーを見るためのレンズ系を有しており、改善点には、
通路の一端に隣接して取り付けられた、化学強靱化防弾ガラスレンズが含まれ、防弾ガラスレンズは、第１の面と、対向する第２の面と、防弾ガラスレンズの第１の面と第２の面の間のガラスセグメントとを含み、ガラスセグメントは以下を含むものであり、
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％６
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ５０〜８００未満ｐｐｍ；
且つ、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウム、０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される酸化剤を含み、０．００５〜０．１５の範囲でレドックス比を有する、
上記デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載のデバイスであって、レンズが、８８％超の可視光透過率、８０％超の赤外線透過率、及び８０％超の赤外線視野透過率を有し、前記透過率は、厚さ０．２２３インチ（５．７ミリメートル）のガラスレンズに関するものである、上記デバイス。
【請求項１１】
ガラスセグメントのＦｅＯが０．００１〜０．０１０重量％の範囲である、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１２】
ガラスセグメントのレドックス比が０．００５から０．１０の範囲である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
複数の化学強化ガラス板、及び任意選択でプラスチック中間層により一緒に積層されたプラスチック板を含む、積層トランスペアレンシーであって、前記ガラス板の少なくとも１つが、以下を含むガラス組成を有し：
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％６
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
且つ、グループＡ及びＢうちの一つからの一つ又は複数の選択肢であって、
グループＡは、
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ５０〜８００未満ｐｐｍ；
且つ、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウム、０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される酸化剤を含み、０．００５〜０．１５の範囲でレドックス比を有し、
グループＢは、
ＦｅＯ                        ０．０２〜０．０５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ８００〜１２００ｐｐｍ；
レドックス比                  ０．２０〜０．４０
である、
上記積層トランスペアレンシー。
【請求項１４】
航空機の窓と、地上、空中、宇宙空間、水上及び水中の車両の窓との群から選択される、請求項１３に記載の積層トランスペアレンシー。
【請求項１５】
窓が風防ガラスである、請求項１４に記載の積層トランスペアレンシー。
【請求項１６】
グループＡの酸化セリウムが、０．０１から０．１５重量％の範囲である、請求項１３に記載のガラス組成物。
【請求項１７】
請求項１６に記載のガラス組成物であって、
グループＡのＦｅＯが、０．０００５から０．０１５重量％及び０．００１から０．０１０重量％の範囲の１つから選択され、
グループＡのＦｅ２Ｏ３（全鉄）が、０．００５から０．０６重量％、０．００５から０．０５重量％及び０．００５から０．０３重量％の範囲の１つから選択され、
グループＡのレドックス比が、０．００５から０．１５及び０．００５から０．０１０の範囲の１つから選択される、
上記ガラス組成物。
【請求項１８】
請求項１３に記載のガラス組成物であって、
グループＡのガラスが、
２９５〜３９５ｎｍの紫外線（「ＵＶ」）波長範囲内で、５０〜８５％の範囲の透過率を有し；
３９５〜７７５ｎｍの可視（「ＬＴＣ／２°」）波長範囲内で、８９〜９２％の範囲の透過率を有し；
７７５〜２１２５ｎｍの赤外線（「ＩＲ」）波長範囲内で、７５〜９２％の範囲の透過率を有し；及び
２７５〜２１２５ｎｍの全太陽エネルギー透過率（「ＴＳＥＴ」）波長範囲内で、８２〜９２％の範囲の透過率を有し、
ガラスが、０．２２３インチ（５．７ミリメートル）の厚さを有する、
上記ガラス組成物。
【請求項１９】
請求項１８に記載のガラス組成物であって、
グループＡのＦｅＯが、０．００１〜０．０１０重量％の範囲であり；
グループＡの全鉄が、５０から２００ｐｐｍの範囲であり；
グループＡのレドックス比が、０．００５から０．１０の範囲であり；並びに
酸化剤が、０．０２から０．４５重量％の範囲の酸化セリウム、０．０２から０．５０重量％の範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される、
上記ガラス組成物。
【請求項２０】
請求項１３に記載のガラス組成物であって、
グループＢのＦｅＯが、０．０２から０．０５重量％；０．０２から０．０３５重量％；０．０３５から０．０４重量％及び０．０３から０．０３８重量％の範囲の１つから選択され、
グループＢのＦｅ２Ｏ３（全鉄）が、０．０５から０．１２重量％及び０．０６から０．１０重量％の範囲の１つから選択され、
グループＢのレドックス比が、０．２から０．４及び０．２０から０．３５の範囲の１つから選択される、
上記ガラス組成物。
【請求項２１】
請求項１３に記載のガラス組成物であって、
グループＢのＦｅＯが、０．０２０〜０．０３５重量％の範囲であり；
グループＢの全鉄が、０．０５〜０．１２重量の範囲であり；
グループＢのレドックス比が、０．０２から０．３５の範囲である、
上記ガラス組成物。
【請求項２２】
請求項１３に記載のガラス組成物であって、
グループＢのガラスが、２９５〜３９５ｎｍの紫外線（「ＵＶ」）波長範囲内で、５０〜８５％の範囲の透過率を有し；
グループＢのガラスが、３９５〜７７５ｎｍの可視（「ＬＴＣ／２°」）波長範囲内で、８９〜９２％の範囲の透過率を有し；
グループＢのガラスが、７７５〜２１２５ｎｍの赤外線（「ＩＲ」）波長範囲内で、８０〜９０％の範囲の透過率を有し；及び
グループＢのガラスが、２７５〜２１２５ｎｍの全太陽エネルギー透過率（「ＴＳＥＴ」）波長範囲内で、８２〜９２％の範囲の透過率を有し、
上記のガラスが、０．２２３インチ（５．７ミリメートル）の厚さを有する、
上記ガラス組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１３年２月１５日に出願された「高酸化鉄含量を有するリチウム含有ガラス、及びその作製方法（ＬＩＴＨＩＵＭ  ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ  ＧＬＡＳＳ  ＷＩＴＨ  ＨＩＧＨ  ＯＸＩＤＩＺＥＤ  ＩＲＯＮ  ＣＯＮＴＥＮＴ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＳＡＭＥ）」という名称の米国特許出願第１３／７６８，０３０号の一部継続出願（ｃｏｎｔｉｎｕａｔｉｏｎ−ｉｎ  ｐａｒｔ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）である。本出願は、２０１２年２月２４日に出願された「高酸化鉄含量を有するリチウム含有ガラス、及びその作製方法（ＬＩＴＨＩＵＭ  ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ  ＧＬＡＳＳ  ＷＩＴＨ  ＨＩＧＨ  ＯＸＩＤＩＺＥＤ  ＩＲＯＮ  ＣＯＮＴＥＮＴ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ  ＳＡＭＥ）」という名称の米国仮特許出願第６１／６０２，９０９号、並びに、２０１４年５月２０日に出願された「航空機風防ガラス（ＡＩＲＣＲＡＦＴ  ＷＩＮＤＳＨＩＥＬＤ）」という名称の米国仮特許出願第６２／０００，７８２号の利益を主張する。出願第６１／６０２，９０９号、６２／０００，７８２号及び１３／７６８，０３０号は、それら全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、低又は高酸化鉄含量を有するガラス、そのようなガラスを作製する方法、及びそのようなガラスを用いて作製した物品に関する。より詳細には、本発明は、高又は低赤外透過率を有するリチウムアルミノケイ酸塩ガラスに関し、高赤外線吸収ガラス、即ち高還元鉄含量を有するガラスを作製するキャンペーン（Ｃａｍｐａｉｇｎ）から、低赤外線吸収ガラス、即ち低還元鉄含量を有するガラスを作製するキャンペーンに変更する方法、及びその逆の方法に関し、並びに、物品、例えばそのようなガラスを用いて作製された自動車及び／又は航空機のトランスペアレンシー、に関する。
【背景技術】
【０００３】
（用語の考察）
以下の考察で特に興味深いのは、リチウム含有ガラスの製造である。当業者に理解されるように、イオン交換強化ガラスは、リチウム含有ガラスを用いて作製されることが多い。リチウム含有ガラスの１つのタイプは、参照によりその特許の全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，１５６，７５５号（以後、「ＵＳＰＮ‘７５５」とも呼ぶ）に開示されている。ＵＳＰＮ‘７５５のガラスは、「リチウムアルミノケイ酸塩ガラス」とも呼ばれ、それは、その参照が、ガラスの３つの成分、即ち、ガラスに対して最も特徴的なリチウム、アルミニウム及びシリカをカバーしているからである。
【０００４】
一般に、鉄は、イオン交換プロセスのためにリチウムアルミノケイ酸塩ガラスを作製するのに必要な成分ではないが、少量の鉄が、ガラスバッチ成分の不純物としてリチウムアルミノケイ酸塩ガラス中に通常は存在する。現時点では、リチウム含有ガラスの光学特性及び／又は色特性を変える、リチウム含有ガラスバッチ材料中の酸化鉄の管理が、現在の関心事である。背景の関心事によれば、商用ガラス中のＦｅ２Ｏ３としての全酸化鉄含量は製品要件に依存するが、透明ガラス組成物と考えられるものに対して、一般に、全重量の５０〜１２００百万分率（以後、「ＰＰＭ」とも呼ぶ）又は０．００５〜０．１２％（以後、「重量パーセント」又は「重量％」と呼ぶ）の範囲である。より詳細には、ガラス組成物への鉄の添加は、第一鉄（ＦｅＯ）として又は第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）として行うことができる。ガラスバッチ材料の溶融中、第二鉄形態の鉄（Ｆｅ＋＋＋）と第一鉄形態の鉄（Ｆｅ＋＋）とが平衡に達し、第一鉄形態（Ｆｅ＋＋）の鉄が約２５〜３０重量％であり、第二鉄形態（Ｆｅ＋＋＋）の鉄が７０〜７５重量％である。酸化第二鉄Ｆｅ２Ｏ３は強力な紫外線吸収体であり、ガラスの黄色着色剤として作用し、酸化第一鉄ＦｅＯは強力な赤外線吸収体であり、ガラスの青色着色剤として作用する。
【０００５】
ガラス板、例えば本考察に限定するものではないがリチウムアルミノケイ酸塩ガラス板（以後、「リチウムガラス板」とも呼ぶ）が、例えば本考察に限定するものではないが曲げ及び／又は成形前に加熱される場合、リチウムガラス板の組成は、好ましくは、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を０．０２から０．０４重量％（２００から４００ＰＰＭ）の範囲で、且つ酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を０．０５から０．１０重量％（５００から１０００ＰＰＭ）の範囲で含み、０．２から０．４の範囲でレドックス比（以下に詳細に論ずる）を有する。リチウムガラス板が、赤外線設備の視界窓、例えば限定するものではないが赤外線暗視ゴーグルとして、又は透明な装甲用若しくは航空宇宙用の窓の構成要素として、本発明の実施の際に使用される場合、リチウムガラス板の組成は、好ましくは、酸化第一鉄（ＦｅＯ）を好ましくは０．００１から０．００５重量％（１０〜５０ＰＰＭ）の範囲で、且つ酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を０．０１０から０．０５重量％（１００〜５００ＰＰＭ）の範囲で含み、そのリチウムガラスは、０．００５から０．１０の範囲の好ましいレドックス比を有する。上記の考察の通り、赤外線波長の吸収を増大させてリチウムガラス板が曲げ温度に到達する加熱時間を短縮するために、加熱されるリチウムガラス板では、酸化第一鉄の重量％はより高く、酸化第二鉄の重量％はより低い。そして、視野窓を通る赤外線エネルギーの透過率パーセントを増大させるために、赤外線設備の視界窓で使用されるリチウムガラス板では、酸化第一鉄の重量％はより低く、酸化第二鉄の重量％はより高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、高赤外線吸収（以後、「ＨＩＲＡ」とも呼ぶ）リチウムガラス板を作製するキャンペーンから低赤外線吸収（以後、「ＬＩＲＡ」とも呼ぶ）リチウムガラス板を作製するキャンペーンへの移行、及び／又はＬＩＲＡリチウムガラス板を作製するキャンペーンからＨＩＲＡリチウムガラス板を作製するキャンペーンへの移行についての欠点を検討する。当業者であれば理解できるように、欠点の１つは、１つのキャンペーンの終わり（例えばＨＩＲＡリチウムガラス板を作製するキャンペーンの終わり）から開始して、次のキャンペーンの始まり（例えばＬＩＲＡリチウムガラス板を作製するキャンペーンの始まり）で終わる期間中に生成される、ガラスの量である。ＬＩＲＡリチウムガラス板及びＨＩＲＡリチウムガラス板として使用される仕様から外れるガラスは、通常廃棄され又はカレットとして使用される。当業者なら、１つのキャンペーンから別のキャンペーンに変更する間に作製されるガラスの廃棄は、今や、リチウムガラスの比較的高いバッチコストにより、且つ使用不可能なガラス又は不十分な品質のガラスの作製で浪費した時間により、コストがかかることを理解することができる。
【０００７】
したがって、使用可能なＨＩＲＡリチウムガラス板又は使用可能なＬＩＲＡリチウムガラス板を作製するキャンペーンから、それぞれ、使用可能なＬＩＲＡリチウムガラス板又は使用可能なＨＩＲＡリチウムガラス板を作製するキャンペーンへの変更に関連した欠点を、最小限に抑え又は取り除く方法を提供することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの非限定的な実施形態は、以下を含むガラス組成物であって、
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ５０〜８００未満ｐｐｍ；
且つ、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウム、０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される酸化剤を含み、０．００５〜０．１５の範囲でレドックス比を有するガラス組成物をとりわけ含む、ガラス組成物に関する。
【０００９】
本発明の別の非限定的な実施形態は、以下を含むガラス組成物であって、
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％６
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ８００〜１２００ｐｐｍ；
且つ、０．００６〜０．１３の範囲でレドックス比を有するガラス組成物をとりわけ含む、ガラス組成物に関する。
【００１０】
さらに本発明は、放射された赤外線エネルギーを見るためのデバイスに関し、このデバイスは、少なくとも１つの通路を有するハウジングを含み、この通路は第１の開放端及び第２の開放端を有し、放射された赤外線エネルギーを見るためのレンズ系を含み、改善点には：
通路の一端に隣接して取り付けられた、化学強靱化（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  ｔｅｍｐｅｒｅｄ））防弾ガラスレンズが含まれ、この防弾ガラスレンズは、第１の面と、対向する第２の面と、防弾ガラスレンズのこれら第１の面と第２の面の間のガラスセグメントとを含み、このガラスセグメントは以下を含むものであり、
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％６
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ５０〜８００未満ｐｐｍ；
且つ、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウム、０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される酸化剤を含み、０．００５〜０．１５の範囲でレドックス比を有する。
【００１１】
さらになお、本発明の非限定的な実施形態は、積層トランスペアレンシー、例えば航空機及び陸上車両の風防ガラスに関する。その積層トランスペアレンシーは、とりわけ、複数の化学的に強化されたガラス板及び任意選択でプラスチック板がプラスチック中間層により一緒に積層され、そのガラス板の少なくとも１つが、とりわけ、以下を含むガラス組成を有し：
成分                          範囲
ＳｉＯ２                      ６０〜６３重量％
Ｎａ２Ｏ                      １０〜１２重量％
Ｌｉ２Ｏ                      ４〜５．５重量％６
Ａｌ２Ｏ３                    １７〜１９重量％
ＺｒＯ２                      ３．５〜５重量％
（Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２）      ２１．５〜２４重量％
且つ、グループＡ及びＢからの一つ又は複数の選択肢を有し、
グループＡは、
ＦｅＯ                        ０．０００５〜０．０１５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ５０〜８００未満ｐｐｍ；
且つ、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウム、０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガン、及びこれらの混合物の群から選択される酸化剤を含み、０．００５〜０．１５の範囲でレドックス比を有するものであり、  グループＢは、
ＦｅＯ                        ０．０２〜０．０５重量％
Ｆｅ２Ｏ３（全鉄）            ８００〜１２００ｐｐｍ；
レドックス比                  ０．２０〜０．４０
である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の教示による、フロートガラスリボンの作製に使用されるタイプのガラス形成チャンバに接続されたガラス溶融炉の断面の平面図である。
【図１Ｂ】本発明の教示による、フロートガラスリボンの作製に使用されるタイプのガラス形成チャンバに接続されたガラス溶融炉の断面の平面図である。
【００１３】
【図２】図１Ａに示されるガラス溶融チャンバの立面横断側面図である。
【００１４】
【図３】レドックス値及び近似第一鉄（ＦｅＯ）含量を、種々の量のＣｅＯ２及びＭｎＯ２によるＦｅＯの酸化の結果として示すグラフである。
【００１５】
【図４】種々の量のＣｅＯ２及びＭｎＯ２による第一鉄（ＦｅＯ）の濃度の減少を示すグラフである。酸化第二鉄の含量の増加は示されていない。
【００１６】
【図５】本発明の教示により作製された保護レンズを有する、本発明の暗視野スコープの横断側面図である。
【００１７】
【図６】本発明の特徴を組み込んだ積層防弾レンズ又は窓の、側面図である。
【００１８】
【図７】従来技術の航空機風防ガラスの端部セグメントの断面図である。
【００１９】
【図８】本発明の航空機風防ガラスの一態様を示す、図７と同様の図である。
【００２０】
【図９】本発明の航空機風防ガラスの別の態様を示す、図７と同様の図である。
【００２１】
【図１０】本発明の態様を組み込んだ航空機の加熱可能部材の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本明細書で使用される、「内部」、「外部」、「左」、「右」、「上」、「下」、「水平」、及び「垂直」などの空間又は方向の用語は、図上に描かれたものに示される通り、本発明に関する。しかし本発明は、様々な代替の向きを想定することができ、したがってそのような用語は、限定するものと見なされないことを理解されたい。さらに、本明細書及び特許請求の範囲で使用される寸法や物理特性などを表す全ての数値は、「約」という用語によって全ての場合に修飾されることを理解されたい。このように、反対の内容を示さない限り、以下の明細書及び特許請求の範囲で記述される数値は、本発明により得ることが望まれる且つ／又は求められる性質に応じて変えることができる。最低限でも、特許請求の範囲の均等物の教義の適用を限定しようとするのではなく、各数値パラメータは、報告された有効数字に照らして且つ通常のラウンディングテクニック（ｒｏｕｎｄｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を適用することによって、少なくとも解釈されるべきである。さらに、本明細書に開示される全ての範囲は、その中に含まれる任意の且つ全ての下位範囲を包含することを理解されたい。例えば、「１から１０」と記述された範囲は、最小値１と最大値１０とを含み且つこれらの間の任意の且つ全ての下位範囲を含むと見なすべきであり；即ち、最小値１又はそれ以上から始まり最大値１０又はそれ以下で終わる全ての下位範囲、例えば１から６．７、又は３．２から８．１、又は５．５から１０を含む。
【００２３】
本発明のいくつかの非限定的な態様について論じる前に、本発明はその他の実施形態が可能であるので、本発明はその適用例を、本明細書に示され論じられる本発明の特定の非限定的な態様の詳細に限定されないことを理解する。さらに、本発明を論じるために本明細書で使用される専門用語は、説明を目的とするものであり、限定しようとするものではない。さらになお、他に指示しない限り、以下の考察において同様の番号は同様の要素を指す。そして、例えば、「重量％」、「ｗｔ．％」又は「ｗｔ．  ％」、「百万分率」及び「ｐｐｍ」などの組成物の量に対する任意の参照は、最終ガラス組成物の総重量、又は酸化物としての混合成分の総重量に基づいており、それらはいずれの場合でも、例えば、酸化物水和物又は炭酸塩の酸化物形態への変換が完了した後のガラスバッチ材料であってもよいが、これに限定されない。
［本発明の非限定的なガラス組成物］
【００２４】
本発明の非限定的な態様は、リチウムアルミノケイ酸塩ガラス、又はリチウムガラス、板又は組成物を作製するために実施されるが、これらの作製には限定されず、それらのタイプは、ガラスの特性及び／又は色を向上するために第二酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）及び／又は第一酸化鉄（ＦｅＯ）の量を含有するＵＳＰＮ‘７５５に開示されたガラス板及び／又は組成物に類似するが、これらに限定されない。本明細書に開示されるリチウムガラス中に存在する鉄の総量は、標準的な分析の実施によればＦｅ２Ｏ３に関して表されるが、鉄全てが実際にＦｅ２Ｏ３の形をとることを示唆していない。同様に、第一鉄状態の鉄（Ｆｅ＋＋）の量は、ＦｅＯとしてガラス中に実際に存在しないかもしれないとしても、ＦｅＯとして報告される。本明細書に開示されるガラス組成物中の第一鉄及び第二鉄の相対量を反映させるために、「レドックス比」という用語を使用するものとする。本明細書で使用されるレドックス比は、ＦｅＯとして表される第一鉄状態の鉄の量を、Ｆｅ２Ｏ３として表される鉄の総量（ｔｏｔａｌ  ａｍｏｕｎｔ  ｏｆ  ｉｒｏｎ）によって割った値を意味するものとする。理解される通り、ＦｅＯは、レドックス比に全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）を乗じた値に等しく、全鉄（Ｆｅ２Ｏ３として表される）は、ＦｅＯをレドックス比によって割った値に等しい。
【００２５】
ＵＳＰＮ‘７５５に開示されるリチウムガラスの材料又は成分の範囲を、表１に列挙する。
【表１】
2017518950.tif 000003
【００２６】
リチウムを除くガラス中の全ての酸化物の重量パーセントは、Ｘ線蛍光顕微鏡法（「ＸＲＦＳ」としても公知である）を使用して測定する。ガラス中の酸化リチウムの重量パーセントは、原子吸光によって測定される。
【００２７】
さらに、ＵＳＰＮ‘７５５に開示されているように少量又は不規則量（ｍｉｎｏｒ  ｏｒ  ｔｒａｍｐ  ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ）のその他のガラス形成材料及びガラス改質剤又は着色剤、例えばＭｇＯ、ＭｎＯ、ＴｉＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、ＰｂＯ、ＳＯ３、着色剤、及びこれらの混合物を、含めることができる。少量又は不規則量は、２重量％（「％ｗｔ．」）以下、好ましくは１．５重量％未満、最も好ましくは１．００重量％未満の量である。より少量の着色剤、例えばＦｅ２Ｏ３を含めてもよい。当業者に理解されるように、Ｓｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３はガラス板延伸プロセス用の酸化剤であるが、フロートガラスチャンバの還元状態によってＳｂ２Ｏ３及びＡｓ２Ｏ３がそれぞれアンチモン及びヒ素金属に還元されるので、フロートガラスプロセスでの使用とは両立しない。フロートガラスプロセスを実施するのに一般的に使用される装置を図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示し、以下でより詳細に考察する。
【００２８】
本発明の１つの非限定的な態様において、表１の組成を有するリチウムガラス板が、例えばこの考察に限定するものではないが板の曲げ及び／又は成形の前に加熱される場合、リチウムガラス組成物は、好ましくは、本発明を限定するものではないが、表１の成分に加えて追加の、０．０２から０．０５重量％の範囲（２００〜５００ｐｐｍ）、また０．０２から０．０３５重量％の範囲（２００〜３５０ｐｐｍ）、そして０．０３５から０．０４０重量％の範囲（３５０〜４００ｐｐｍ）、好ましくは０．０３から０．０３８重量％の範囲（３００〜３８０ｐｐｍ）の酸化第一鉄（ＦｅＯ）を含有し、０．０８００から０．１２００重量％の範囲（８００〜１２００ｐｐｍ）、そして０．０５から０．１２％の範囲（５００〜１２００ｐｐｍ）、また０．０６から０．１０重量％の範囲（６００から１０００ｐｐｍ）の酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を含有し、且つレドックス比が０．２から０．４の範囲、好ましくは０．２から０．３５の範囲である。明確にする目的で、リチウムガラスは、例えば、表１のリチウムガラスに限定されるものではないが、０．０２から０．０５重量％の範囲（２００〜５００ｐｐｍ）のＦｅＯ及び上記で開示されたＦｅＯの任意の下位範囲を含み、０．０５から０．１２％の範囲（５００〜１２００ｐｐｍ）のＦｅ２Ｏ３及び上記で開示されたＦｅ２Ｏ３の下位範囲を含み、且つレドックス比が０．２から０．４の範囲及び上記で開示されたレドックス比の任意の下位範囲であり、以後、「高赤外線吸収リチウムアルミノケイ酸塩ガラス」又は「ＨＩＲＡリチウムアルミノケイ酸塩ガラス」、又は「ＨＩＲＡリチウムガラス」とも呼ぶ。
【００２９】
ＨＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーン中、硫酸塩及び炭素の添加をガラスバッチ成分に行うことにより、第一鉄（Ｆｅ＋＋）の含量を増加させ、所望のレドックス比の範囲及び全鉄の範囲内に溶融ガラスを維持する。
【００３０】
本発明の別の非限定的な実施形態において、リチウムガラスは、例えば、表１のガラスの組成を有するリチウムガラスに限定されないが、赤外線設備の視界窓、例えば限定するものではないが赤外線暗視ゴーグル、スコープ、例えばライフルスコープとして使用される。リチウムガラス組成物は、ガラス中のＦｅＯを除去するため、実質的に鉄を含まず、除去しない場合には、ガラスによる赤外吸収がある。上述の通り、鉄の酸化物は表１のリチウムガラスの成分として列挙されておらず、しかし当業者に理解されるように、鉄、例えば第一鉄の酸化物は、バッチ材料に見出される混入物、例えばガラスカレットとしてガラス中に存在することになると予測される。今や理解される通り、ガラス中のＦｅＯを除去するために実質的に鉄を含まないガラスを作製することは高価である。しかし、本発明の１つの態様では、制御された量の鉄及び酸化剤をバッチに添加することにより、少量のＦｅＯを低減及び／又は維持し、及び又は大量の第二酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を増加及び／又は維持する。本発明の１つの非限定的な態様では、第二酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）及び酸化剤を表１の成分に添加する。第一鉄が存在できる限り、本発明は、本発明のガラスが表１の組成に加えて、０．０００５から０．０１５重量％の範囲（５〜１５０ｐｐｍ）、好ましくは０．００１から０．０１０重量％の範囲（１０〜１００ｐｐｍ）の酸化第一鉄を含み、０．００５から０．０８重量％未満の範囲（５０〜８００ｐｐｍ）；０．００５から０．０６重量％未満の範囲（５０〜６００ｐｐｍ）、好ましくは０．００５から０．０３重量％未満の範囲（５０〜３００ＰＰＭ）の酸化第二鉄を含み、且つレドックス比が０．００５から０．１５の範囲、好ましくは０．００５から０．１０の範囲になることを企図する。
【００３１】
明確にする目的で、リチウムガラスは、例えば、表１のリチウムガラスに限定されるものではないが、０．０００５から０．０１５重量％の範囲（５〜１５０ｐｐｍ）のＦｅＯ及び上記で開示されたＦｅＯの任意の下位範囲を含み、０．００５から０．０８重量％未満の範囲（５０〜８００ｐｐｍ）のＦｅ２Ｏ３及び上記で開示されたＦｅ２Ｏ３の下位範囲を含み、且つレドックス比が０．００５から０．１５の範囲及び上記で開示されたレドックス比の任意の下位範囲であり、以後、「低赤外線吸収リチウムアルミノケイ酸塩ガラス」又は「ＬＩＲＡリチウムアルミノケイ酸塩ガラス」、又は「ＬＩＲＡリチウムガラス」とも呼ぶ。全鉄（Ｆｅ２Ｏ３）は、５０〜８００ｐｐｍの範囲、５０から５００ｐｐｍ、５０〜４００ｐｐｍ、５０〜３００ｐｐｍ、５０〜２００ｐｐｍ、及び５０〜１００ｐｐｍの範囲にあると予測される。ＬＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーン中、選択されたガラス作成プロセスに適合する酸化剤をガラスに添加することにより、ＦｅＯをＦｅ２Ｏ３に酸化させ、レドックス比が所望の０．００５から０．１５の範囲に維持されることが予測される。
【００３２】
酸化剤の候補としては、酸化セリウム、酸化マンガン、酸化アンチモン、酸化ヒ素及びこれらの組み合わせを特定した。酸化アンチモン及び酸化ヒ素は、本考察においては興味がない。なぜなら、ガラス製造プロセス（以下に詳細に考察する）は、酸化アンチモン及び酸化ヒ素を有する溶融バッチ材料に適合しておらず、水素雰囲気を有する炉を通して溶融したガラスを金属スズ浴上に移動させるためである。２つの利用可能な酸化剤である酸化セリウム及び酸化マンガンを、リチウムガラス、例えばこれに限定されるものではないが、ＬＩＲＡリチウムガラスを得るためのレドックス比の範囲内及び第二酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）の範囲内に溶融ガラスを維持するための鉄を有する表１のリチウムガラス、との使用を決定するために評価し、且つ、上述したように予想される不純物、並びに適切な濃度の酸化セリウム及び酸化マンガンを有するリチウムガラスが許容可能な液相線温度を有するガラスを生成するか否か、を決定するために評価した。
【００３３】
より詳細には、表２に示されるガラスの実験室サンプルを作成し、これらは、セリウム酸化物及び／又はマンガン酸化物を添加していないガラスサンプルである「対照サンプル」；表２に記載のＣｅＯ２を添加したガラスサンプルである「セリウムサンプル」；並びに表２に記載のＭｎＯ２を添加したガラスサンプルである「マンガンサンプル」を含んでいる。サンプル１〜５は、様々な量の酸化セリウムを有するセリウムサンプルであり、サンプル６及び７は、様々な量の酸化マンガンを有するマンガンサンプルである。
【表２】
2017518950.tif 000004
上記の表２のガラスについてもスペクトルデータを収集した。データを０．２２３インチのガラス厚さに再計算し、ガラス中のセリウムの蛍光について、包括的な、３００と３７５ナノメートル（「ｎｍ」）の間の波長についてスペクトルの紫外光部分を補正した。補正は、スペキュラー除外（拡散）透過率を測定し、次いで、セリウム蛍光に関連する明らかな拡散成分を示す波長について全透過率から拡散成分を差し引くことによって達成した。この方法は、セリウム蛍光の全てを説明することはできないが、含まれる全ての蛍光を有するデータよりも現実的であると考えられる。この方法は、本明細書で考察する全ての酸化セリウム含有溶融物にも使用される。
【００３４】
図３及び図４は、対照サンプル及びサンプル１〜７について、横軸（ｘ軸）に酸化セリウム及び酸化マンガンの重量％を示すプロットであり、縦軸（ｙ軸）に、図３はレドックス比及び近似ＦｅＯ含量を示し、図４は酸化第一鉄含量を示すプロットである。対照サンプルのデータ点はｙ軸上にある。本発明の好ましい実施において、酸化セリウムは、第一鉄を第二鉄に酸化するために使用され、それは、図３及び図４に示すように、酸化セリウムは酸化マンガンよりもより効果的な酸化剤であって、酸化セリウムはガラスを「脱色」するからである。より詳細には、酸化セリウムはガラス中の着色剤ではないが、酸化セリウムはガラス中の強力な酸化剤であり、その機能は脱色ガラス中において、第一鉄状態（Ｆｅ＋＋）の鉄を第二鉄状態（Ｆｅ＋＋）の鉄に酸化することである 。酸化セリウムはガラス中の残りの微量の第一鉄を脱色するのに有用であるが、酸化セリウムの使用には限界があり、例えば、本考察を限定するものではないが、ＬＩＲＡリチウムガラスを太陽光に曝すことによって、Ｃｅ＋＋＋からＣｅ＋＋＋＋への光酸化とＦｅ＋＋＋からＦｅ＋＋への光還元とによって生じるソラリゼーション（ｓｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）効果がガラスにもたらされる。当業者に理解されるように、セリウムのソラリゼーション効果及びＦｅ＋＋＋からＦｅ＋＋への光還元は、電磁スペクトルの可視及びＩＲ範囲でガラスの光吸収を増大させ、これらの範囲で光透過率を低減させる。全酸化鉄が０．０３重量％未満などの低レベルである場合、可視光及び赤外線透過率の低減はソラリゼーションでは１％未満であるので、酸化セリウムが、第一鉄を酸化するのに好ましい。それにも関わらず、本発明は、酸化セリウムの代わりに酸化マンガンを添加すること、並びに酸化マンガン及び酸化セリウムの混合物を添加することを企図する。
【００３５】
表３の以下のガラスは、０．５０重量％から０重量％までの酸化セリウム含量を有する非常に低い全酸化鉄レベルで調製された。データは、バッチがガラス作製プロセスの結果として水と二酸化炭素を失った後の計算されたバッチデータ、組成、粘度データ、液相線データ及びスペクトルデータについて分析された３つのガラスのデータを含む。
【表３−１】
2017518950.tif 000005
【表３−２】
2017518950.tif 000006
【００３６】
表３のデータは、液相線がＬｏｇ４の温度（粘度が１０，０００ポアズである温度;フロート製造中、この温度は、ガラスが速く移動し、結晶化が起こるのに十分な時間がないように、十分に下流にあるであろう）を大幅に下回っているため、フロートライン上（図２参照）でガラスを製造できることを示している。表中の液相線データには、液相線測定の結果として、酸化セリウム高含有ガラス中に生じた異常結晶の存在は含まれていない（０．１５％以上のセリアではこれらの結晶を有し、０．１０％では非常に小さい微結晶を有するように見えたが結晶として正確に特定するには小さすぎ、０及び０．０５％のセリアではこれらの結晶を全く有さなかった）。これらの異常な結晶の存在は、必ずしもガラスを作ることができないことを示すものではない。なぜなら、液相線は、これらの温度範囲が生じるフロートライン上の時間よりはるかに長い２４時間のタイムフレームにわたって測定されるからである。これらの異常な結晶の形成を避けるために、０．１５重量％未満の濃度で酸化セリウムを使用するのが好ましく、１０重量％以下の濃度で酸化セリウムを使用するのがより好ましい。液相線は、 ガラスを勾配炉中で２４時間高温に曝し、結晶が最初に形成するガラスの温度をＡＳＴＭ  Ｃ８２９−８１に従って報告することによって測定した；この同じ手順を本明細書で考察した全てのデータに使用した。
【００３７】
表３の例１１及び１２のレドックスデータもまた、 酸化セリア含有ガラスが高度に酸化されており（低レドックス）、且つ光スペクトルの赤外（ＩＲ）部分においてより大きな透過率を有することを示していて、そこでは、第一酸化鉄の含量を低減する効果がより重要である。紫外光（ＵＶ）吸収剤としてのセリアの使用もまた、ＵＶ透過データに見ることができる。全太陽エネルギー透過率（ＴＳＥＴ）がより低いことは、主として、高セリアガラスがより大きなＵＶ吸収を有することに起因する；ＵＶはＴＳＥＴのほんの一部であるが、その値を下げるだけで十分である。
【００３８】
本発明の１つの態様では、酸化セリウム（ＣｅＯ２）をバッチ材料に添加してＬＩＲＡリチウムガラスを作製する。バッチ材料を溶融することができ、フロートガラスプロセスを実施してガラスリボンを作製ができるか否かを調べるため、４つの実験用溶融物を調製し、作製したガラスを分光法及び液相線についてのみ分析して決定した。これはガラス作製技術において周知であり、以下に詳細に考察する。ガラスの組成（バッチから計算した）及び液相線の値を以下の表４に示す。前のセクションと同様に、より高い酸化鉄レベルを有するこれらの組成物のフロートガラス中には結晶化が生じないはずであることを確かめるために、これらの溶融物のいくつかを液相線について評価した。
【表４】
2017518950.tif 000007
【００３９】
液相線データは、表４のガラス組成物を溶融することができ、フロートライン上にガラスリボンが製造されることを示しており、上述の通りである（ｌｏｇ４の温度は表３のそれらのガラスと非常によく似ていると予想される）。液相線実験の結果として異常な結晶は観察されず、低い酸化セリウム含量のガラスについての前の表３のデータと一致していた。
【００４０】
表５の7つの例１８〜２４を調製し、分析した。バッチ成分から計算したこれらの実験用溶融物の組成は、表５に従う。これらのガラスは、表１のリチウムガラス、第二酸化鉄及び第一酸化鉄の組成を有し、上述の通り、ガラスバッチで通常見られる全部で５重量％未満の不純物を有する。
【表５】
2017518950.tif 000008
【００４１】
比較のために、鉄を除いて、表１の組成物の製造からの標準的なＨＩＲＡリチウムガラス（この標準的なガラスは０．０９５重量％の全酸化鉄を有し、酸化セリウムの意図的な添加はない）を光透過率について測定し、データを０．２２３インチの厚さに再計算した。このＨＩＲＡリチウムガラスは、８８．１３％のＬＴＣ／２°（３９５ナノメートル（ｎｍ）より大きく７７５ｎｍ未満の波長）、６７．２６％の紫外線（「ＵＶ」２９５〜３９５ｎｍ波長）、７０．５３％の赤外線（「ＩＲ」７７５〜２１２５ｎｍ波長）、及び７８．４０％の全太陽エネルギー透過率（「ＴＳＥＴ」２７５〜２１２５ｎｍ波長）の値を示した。（上記の）表５のガラス中の酸化鉄含量が有意に欠如することにより、酸化鉄の大部分を第二酸化鉄（Ｆｅ＋＋＋+）状態で存在させる酸化セリウムの性質とあいまって、可視（ＬＴＣ／２°）、赤外線（ＩＲ）の範囲にわたって、標準的なＨＩＲＡリチウムガラスの光透過率よりも、表５の例示的なガラスの光透過率が改善された。
【００４２】
表５には、酸化セリウムを含むＬＩＲＡリチウムガラスが、８８０から８８７℃の範囲の液相線を有することが示されており、これは、ｌｏｇ４の温度が典型的にはこの濃度のガラスの場合に約１，０６０℃であるので、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すフロートガラスプロセスでガラスを作製するのに許容される。これらの試験では異常な結晶は観察されなかった。
【００４３】
表５の例２１は、再現性を測るために表５の例１８の正確な再現を意図したものである。しかし、そのスペクトルデータ及びレドックスは同一ではなく、その違いの理由は分かっていないが、バッチ材料の計量が問題であったと考えられる。
【００４４】
本発明の１つの態様では、酸化セリウムが、紫外線吸収剤及びレドックス制御剤の両方として添加される。酸化鉄レベルが、ＨＩＲＡリチウムガラスの０．１０重量％レベルから著しく減少するので、そのＨＩＲＡリチウムガラスのＵＶ保護と同等又は優れたＵＶ保護を提供するために、酸化セリウムを幾らか添加する必要がある。セリウムはまた、ガラス中の酸化鉄を主に第二鉄状態にし、これもＵＶ光を吸収するが、可視波長帯域及び赤外線波長帯域の大部分において本質的に透明である。
【００４５】
例１９及び例２２として特定された２つの実験用溶融物を作製した。表５に列挙したデータは酸化マンガンの添加を含んでいた。酸化マンガンは、ガラス中の第一酸化鉄（Ｆｅ＋＋）を第二酸化鉄（Ｆｅ＋＋＋）状態に酸化することができるレドックス制御剤として知られている。
【００４６】
マンガン含有溶融物の場合、初期データは有望であった。しかし、ソラリゼーション（すなわち、異なるスペクトル特性で現れるガラスのレドックスにおける光誘導変化）に起因して、ガラスが紫色に変化した。以下の表６の光透過データは、表５のバッチＭｎＯ２濃度を有する例１９及び例２２のものであり、両方とも酸化セリウムを含む。この表には、化学強靭化プロセス後、及びＱ−Ｓｕｎチャンバ内の疑似太陽光にガラスを曝すことによってガラスをソラリゼーションした後の、２つのガラスの光透過率データが含まれている。試験手順は、Ｑ−Ｓｕｎ１０００キセノン試験チャンバセット内で１５０時間曝露し、３４０ｎｍで０．６８ワット／ｍ２（「Ｗ／ｍ２」）に維持することを含む。この曝露は、自然の太陽光（正午の夏の太陽）へのガラスの屋外曝露をシミュレートする。全ての光透過データは、０．２２３インチの均一なガラス厚さに計算され、酸化セリウム蛍光に対して補正される。
【表６】
2017518950.tif 000009
【００４７】
表６では、各実施例の1つのサンプルを分光測定のために測定し、次に化学的に強靭化し（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  ｔｅｍｐｅｒｅｄ）、次いでソラリゼーションした（ｓｏｌａｒｉｚｅｄ）。正確なサンプルは、表５のスペクトルデータのために選択されたサンプルとは異なり、２つの表の間のスペクトルデータにおけるわずかな差異を説明しているが、これは、試験前の少量のソラリゼーションによる可能性がある。
【００４８】
酸化セリウムと酸化マンガンとの組合せによって供される低レドックスは、酸化マンガンのソラリゼーションをもたらし、紫色の形態にした。これらのサンプルは、ソラリゼーション後に淡紫色になり、紫外、可視、及び赤外領域にわたる光透過率の損失は、表６のソラリゼーションされたデータにおいて明らかである。
【００４９】
本発明の１つの非限定的な態様では、酸化セリウム（ＣｅＯ２）及び／又は酸化マンガン（ＭｎＯ２）を使用して、第一鉄を第二鉄に酸化する。上述の通り、酸化セリウム及び酸化マンガンは、例えばガラスをもたらし、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示されるガラス作製プロセスに許容される液相線温度に適合する。本発明の好ましい実施において、酸化セリウム（ＣｅＯ２）が第一鉄を第二鉄に酸化するのに使用され、それは図３及び図４に示されるように、酸化セリウム（ＣｅＯ２）が酸化マンガン（ＭｎＯ２）よりも有効な酸化剤であるからである。
【００５０】
本発明の実施において、０を超え０．５０重量％までの範囲の酸化セリウムを使用することができ；０．０２から０．４５重量％の範囲が好ましく、０．０３から０．４０重量％の範囲がより好ましい。酸化セリウムに関するその他の範囲には、０．０１から０．１５重量％；０．０２から０．１０重量％、及び０．０３から０．０７重量％が含まれるが、これらに限定するものではない。０を超え０．７５重量％までの範囲の酸化マンガンを使用することができ、０．０２から０．５０重量％の範囲が好ましく、０．０４から０．４５重量％の量がより好ましい。理解されるように、ＣｅＯ２とＭｎＯ２との混合物は、第一鉄を酸化するために、本発明の実施に際して使用することができる。全鉄の含量がより少ないガラスは、より少ない量の酸化セリウム又は酸化マンガンを使用することができる。本明細書における酸化セリウム又は酸化マンガンの量は、これらの成分がＣｅＯ２又はＭｎＯ２としてガラス中に実際に存在できなくとも、且つ、これらの成分がＣｅ３Ｏ４若しくはＭｎＯなどの他の酸化物、又は非酸化物として存在していても、それぞれセリウム又はマンガンの全体を意味するものとし、ＣｅＯ２又はＭｎＯ２として表される。
【００５１】
酸化セリウム及び酸化マンガンを添加した表５のガラスのサンプルを、とりわけ、これらのガラス組成物がフロートガラスプロセスに適合するか否を決定するために作製し、その適合性を、これらのガラスの液相線温度、及び表３の同様のガラスのｌｏｇ４の粘度温度によって決定した。データはフロートガラスプロセスとの適合性を示し、液相線サンプル中に異常な結晶は観察されなかった。
【００５２】
上述の通り、酸化第一鉄の重量％は、赤外線波長の吸収を増大させてガラスが曲げ温度に到達し又はあるレベルの太陽熱制御をもたらす加熱時間を短縮するために、ＨＩＲＡリチウムガラスでより高い。そして、酸化第一鉄の重量％は、赤外線視野範囲での赤外線エネルギーの吸収を低減させ且つ赤外線視野範囲での赤外線エネルギーの透過率パーセントを増大させることによって赤外線発生物体を見る視界を増強するために又は窓の可視光透過率を高めるために、ＬＩＲＡリチウムガラスでより低い。明確にする目的で、電磁スペクトルでの紫外線波長範囲は２９５〜３９５ナノメートル（以後、「ｎｍ」とも呼ぶ）であり；可視光波長範囲は３９５を超え７７５ｎｍ未満であり；近赤外線波長範囲は８００から２１００ｎｍである。赤外線視野波長範囲はデバイス依存性であり、可視光範囲の大部分を含むことができる。本発明の１つの非限定的な実施形態では、赤外線視野波長範囲は電磁スペクトルの４００から９２０ｎｍである。本発明の実施において、ＬＩＲＡリチウムガラスは、好ましくは８８％以上の可視光透過率、より好ましくは８９％超の可視光透過率、最も好ましくは９０％超の可視光透過率と；８０％以上の赤外線透過率、より好ましくは８５％超の赤外線透過率、最も好ましくは９０％以上の赤外線透過率と；８０％以上の赤外線視野透過率、より好ましくは８５％超の赤外線視野透過率、最も好ましくは９０％超の赤外線視野透過率とを有する。
【００５３】
さらに、本発明の実施において、ＨＩＲＡリチウムガラスは８９％未満の可視光透過率と；８０％未満の赤外線透過率と；８０％未満の赤外線視野透過率とを有する。
【００５４】
上記にて得られたＬＩＲＡ及びＨＩＲＡリチウムガラスのスペクトル特性は、厚さ０．２２３インチ（５．７ミリメートル）で報告される。可視光透過率は、３８０から７８０ナノメートルの波長範囲で２°オブザーバーにより、ＣＩＥ標準光源Ａを使用して決定される。赤外線透過率は、８００から２１００ｎｍの波長範囲でＰａｒｒｙ  Ｍｏｏｎ  ａｉｒ  ｍａｓｓ  ２．０ダイレクトソーラー照射データを使用して決定される。視野透過率は、ＣＩＥ標準光源Ａの相対スペクトル照射、及び波長範囲４００から９３０ｎｍでの視野デバイスの応答関数を使用して、決定される。
【００５５】
以下の表７に、本発明の１つの非限定的な態様のＨＩＲＡリチウムガラス及びＬＩＲＡリチウムガラスのレドックスデータを示す。表７のレドックスデータは表１のガラス組成と共に使用することができる。
【表７】
2017518950.tif 000010
【００５６】
本発明の１つの非限定的な態様では、ＬＩＲＡリチウムガラスの表２〜６のデータから、２９５〜３９５ｎｍの紫外線（「ＵＶ」）波長範囲内のＬＩＲＡリチウムガラスは、５０〜８５％の範囲の透過率を有し；３９５〜７７５ｎｍの可視（「ＬＴＣ／２°」）波長範囲内のＬＩＲＡリチウムガラスは、８９〜９２％の範囲の透過率を有し；７７５〜２１２５ｎｍの赤外線（「ＩＲ」）波長範囲内のＬＩＲＡリチウムガラスは、８０〜９２％の範囲の透過率を有し；及び２７５〜２１２５ｎｍの全太陽エネルギー透過率（「ＴＳＥＴ」）波長範囲内のＬＩＲＡリチウムガラスは、８２〜９２％の範囲の透過率を有する。さらに、２９５〜３９５ｎｍの紫外線（「ＵＶ」）波長範囲内のＨＩＲＡリチウムガラスは、６７〜７４％の範囲の透過率を有し；３９５〜７７５ｎｍの可視（「ＬＴＣ／２°」）波長範囲内のＨＩＲＡリチウムガラスは、８８〜９０％の範囲の透過率を有し；７７５〜２１２５ｎｍの赤外線（「ＩＲ」）波長範囲内のＨＩＲＡリチウムガラスは、７０〜７９％範囲の透過率を有し；及び２７５〜２１２５ｎｍの全太陽エネルギー透過率（「ＴＳＥＴ」）波長範囲内のＨＩＲＡリチウムガラスは、７８〜８４％の範囲の透過率を有することが期待される。上記のＬＩＲＡリチウムガラス及びＨＩＲＡリチウムガラスは、０．２２３インチ（５．７ミリメートル）の厚さで報告されている。
［本発明のガラス作製プロセス］
【００５７】
本発明のＬＩＲＡ及びＨＩＲＡリチウムガラスは、従来の非真空精製フロートガラスシステム、例えば限定するものではないが図１及び図２に示されるタイプを使用して、又は真空精製フロートガラスシステム、例えば限定するものではないが参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，７９２，５３６号及び第５，０３０，５９４号に開示されるタイプのものを使用して、作製することができる。
【００５８】
図１Ａ、図１Ｂ及び図２には、フロートガラスの連続ガラスリボンを作製するための本発明の１つの非限定的な態様の実施に使用される装置が示されている。ここで必要に応じて図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照すると、従来の連続的に供給してクロスタンク燃焼させガラス溶融する非真空精製炉２０は、耐火材料で作製された、底部２２、屋根２４、及び側壁２６によって形成された筐体を含む。ＨＩＲＡ又はＬＩＲＡリチウムガラスバッチ材料２８は、入口開口３０（図２参照）を経て、任意の都合の良い又は通常の手法でフィルドッグハウスとして公知の炉２０の延長部３２に導入されて、溶融ガラス３８の表面３６に浮かぶブランケット３４を形成する（図２参照）。図１Ａ、１Ｂ及び図２に示されているガラスの全体的な進行は、図の左から右であり、フロート平板ガラスを作製する当技術分野で使用されるタイプのガラス形成チャンバ４０の入口端部３９（図１Ｂ参照）に向かう。
【００５９】
バッチ材料２８を溶融し且つ溶融ガラス３８を加熱するための炎（図示せず）は、側壁２６（図２参照）に沿って間隔を空けて配されたバーナーポート４２から生じ、溶融ガラス３８の表面３６上に且つ全体に向けられる。当業者に公知であるように、加熱サイクルの最初の半分の最中に、炎はタンク２０の一方の側のポートのそれぞれでノズル４３（図２参照）から放れ、このとき炉の排気ガスは、炉の反対側のポート内を移動する。加熱サイクルの後半の最中は、ポートの機能が逆転し、排気ガスポートが燃焼ポートであり、燃焼ポートが排気ガスポートである。図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示されるタイプの炉２０に関する燃焼サイクルは、当技術分野で周知であり、さらなる考察は必要ないと考えられる。
【００６０】
当業者に理解されるように、本発明は、バッチ材料及び溶融ガラスが加熱されるように炎を発生させるため、空気と燃料ガスとの混合物又は酸素と燃料ガスとの混合物を使用することを企図する。ガラス溶融炉内で酸素及び燃料ガスを使用することの考察に関しては、参照により本明細書に組み込まれる「廃熱回収のための光起電力の使用（Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｆｏｒ  Ｗａｓｔｅ  Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）」という名称の米国特許出願公開第２００９−０２０５７１１（Ａ１）号、及び／又は米国特許第８，３０４，３５８号を参照することができる。
【００６１】
バッチ供給端部又はドッグハウス端壁４６から下流に移動するガラスバッチ材料２８は、炉２０の溶融セクション４８で溶融し、溶融ガラス３８は腰部５４（図１Ａ及び図１Ｂ参照）内を、炉２０の精製セクション５６まで移動する。精製セクション５６では、溶融ガラス３８中の泡が除去され、溶融ガラス３８は、この溶融ガラスが精製セクション５６内を通過するときに混合され又は均質化される。溶融ガラス３８は、任意の都合の良い又は通常の手法で精製セクション５６から、ガラス形成チャンバ４０に入っている溶融金属（図示せず）のプール上まで送出される。送出された溶融ガラス３８がガラス形成チャンバ４０内を移動して溶融金属（図示せず）のプール上に移動するにつれ、溶融ガラスはサイズが決められ且つ冷却される。寸法上安定にサイズが決められたガラスリボン（図示せず）は、ガラス
好ましくは０．００１〜０．０１０重量％の範囲に低下し、且つレドックス比は好ましくは０．２から０．４の範囲から０．００５〜０．１５の範囲に、より好ましくは０．００５〜０．１０の範囲に低下する。
【００６２】
本発明の実施において、例えば図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示す炉２０に限定されるものではないが形成チャンバ４０を出てアニール用徐冷窯（図示せず）内に移動する。図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示されるタイプと上記にて論じられたタイプのガラス作製装置は、当技術分野で周知であり、さらなる考察は必要ではないと考えられる。
【００６３】
次に当業者により理解されるように、ＨＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーンからＬＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーンに変更する場合、本発明の１つの非限定的な態様では、ＨＩＲＡリチウムガラスを作製するためのキャンペーンの終わりに炉２０（図１Ａ、図１Ｂ及び図２参照）に入っている溶融ＨＩＲＡリチウムガラス中の第一鉄（ＦｅＯ）は、０．０１８〜０．０５重量％から０．０００５から０．０１５重量％の範囲に、より、炉内に含まれる１８５０トンの溶融ＨＩＲＡリチウムガラスから、１８５０トンの溶融ＬＩＲＡリチウムガラスへの変換は、３から４日間で行われ、それに対して、酸化剤なしでＬＩＲＡリチウムガラスバッチ成分のみ添加することにより変換するには、約２週間を要すると考えられる。
【００６４】
明確にする目的で、本明細書で使用される「キャンペーン」という用語は、ある量のガラスバッチ材料又は成分を使用して、例えば、光学及び着色特性に限定するものではないがある範囲の性質を有する、例えば、板ガラスリボンに限定するものではないがある量のガラスを作製することを意味する。
【００６５】
本発明の実施において、溶融ＨＩＲＡリチウムガラスから溶融ＬＩＲＡリチウムガラスへの変更は、酸化剤を使用して３から４日間で行うことができる。酸化剤は、好ましくは、ＨＩＲＡ及びＬＩＲＡリチウムガラスを製造するために実施されるガラス製造プロセスと適合性があり、第一鉄を第二鉄に酸化させる。本発明の１つの非限定的な態様では、酸化セリウム（ＣｅＯ２）及び／又は酸化マンガン（ＭｎＯ２）を使用して、第一鉄を第二鉄に酸化する。上述の通り、酸化セリウム及び酸化マンガンは適合性があり、例えば、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示されるガラス作製プロセスに適合するガラス組成物の成分である。本発明の好ましい実施において、酸化セリウム（ＣｅＯ２）は第一鉄を第二鉄に酸化するのに使用されるが、それは図３及び図４のグラフにプロットしたデータによって示されるように、酸化セリウム（ＣｅＯ２）が酸化マンガン（ＭｎＯ２）よりも有効な酸化剤だからである。本発明の実施において使用される酸化セリウム（ＣｅＯ２）は、 酸化セリウム（ＩＩＩ）（Ｃｅ２Ｏ３）及び炭酸セリウム（Ｃｅ２（ＣＯ３）３＊ｘＨ２Ｏ）を含むがこれに限定されない種々の形態の酸化セリウムを含む。
【００６６】
本発明の下記の非限定的な実施形態では、キャンペーンＡが、ＨＩＲＡリチウムガラスを作製するために活動状態である。キャンペーンＡは終了するように指定され、キャンペーンＢが開始して、ＬＩＲＡリチウムガラスを作製する。作製されているＨＩＲＡリチウムガラスの組成、及び作製されることになるＬＩＲＡリチウムガラスの組成を、表８に示す。
【表８】
2017518950.tif 000011
【００６７】
キャンペーンＡの実行中、表８に列挙されたＨＩＲＡリチウムガラスバッチ材料は炉２０（図１Ａ、図１Ｂ及び図２参照）内に供給され、溶融し及び精製され、精製されたガラスは上述の通りガラス形成チャンバ４０内に移動して、ＨＩＲＡリチウムガラスを作製する。キャンペーンＡが終わる、指定された時間に、ＬＩＲＡリチウムガラス用のガラスバッチ材料は、上述の通り炉２０の溶融セクション４８内に移動して、キャンペーンＢを開始する。キャンペーンＢの最初の３６時間の最中に、ＬＩＲＡリチウムガラス用のバッチ材料を配合して、酸化セリウムを０．０４〜０．９０重量％の範囲で、即ち表８のリチウムガラス用に指定された酸化セリウムの２倍を有するリチウムガラスを得る。３６時間後、ＬＩＲＡリチウムガラス用のバッチ材料を配合して、酸化セリウムを０．０２〜０．４５重量％の範囲で有するリチウムガラスを得る（表８参照）。
【００６８】
本発明の１つの態様では、０．０３３〜０．７５重量％の範囲の炭酸セリウムをバッチ材料に添加する以外は、炭酸セリウムをバッチ材料に添加することにより、キャンペーンＡからキャンペーンＢに変更して、表８に列挙した成分を有するＬＩＲＡリチウムガラスを作製する。初期の（ｉｎｉｔｉａｌ）ＬＩＲＡリチウムガラスバッチ材料（キャンペーンＢの最初の３６時間）では、０．０６６〜１．５０重量％の範囲の炭酸セリウムをバッチ材料に添加する。理解されるように、０．０６６〜１．５０重量％の範囲は、ガラス作製プロセスの結果として二酸化炭素と水を失った後の表８のガラス組成物のＣｅＯ２の範囲の２倍である。酸化セリウム含量は、実際の酸化状態に関わらずＣｅＯ２として表している。キャンペーンＢの最初の３６時間の終わりに炭酸セリウムを０．０３３〜０．７５重量％に低減させてキャンペーンＢを実行することにより、表８に示されたガラス組成を有するＬＩＲＡリチウムガラスを作製する。キャンペーンＢの最初の３６時間中に添加された追加の炭酸セリウムは、炉２０の溶融セクション２６及び精製セクション５６で第一鉄をより速く酸化するように行われる。
【００６９】
本発明の別の非限定的な実施形態において、作製されるガラスが、最初の３６時間のパルス（ｐｕｌｓｅ）の後に十分なＵＶ吸収剤、例えば酸化セリウムを有する場合、炭酸セリウムのさらなるパルスは必要ではない。
【００７０】
本発明は、パルス（即ち、限られた期間にわたって添加されるガラス成分のより高い濃度）の数若しくは長さ、又はパルス中の酸化セリウムの重量％に限定されない。本発明の実施において、パルス中の酸化セリウムの重量％は、通常、ＬＩＲＡリチウムガラスバッチに添加された酸化セリウムの重量％の２から３倍であり、パルスの数は通常、１又は２である。各パルスの期間は、必要に応じて変えることができる。キャンペーンＡからキャンペーンＢに変更するときに第一鉄を酸化するためのＣｅＯ２の使用を対象とする上記手順は、ＨＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーンＡからＬＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーンＢに変更するためにＭｎＯ２又はＣｅＯ２及びＭｎＯ２の混合物を使用する本発明の実施に適用可能である。手順は同じであるが、酸化マンガンよりも有効な酸化剤である酸化セリウムが減少するので、ＭｎＯ２と、ＣｅＯ２及びＭｎＯ２の混合物の重量％を増加させる。
【００７１】
本発明は、酸化剤、例えば限定するものではないがＣｅＯ２、ＭｎＯ２とＣｅＯ２及びＭｎＯ２の混合物の、バッチ材料への添加に限定するものではなく、本発明は、腰部５４から上流の位置にある精製器５６の溶融ガラス又は溶融器４８の溶融ガラスへの追加の酸化剤の添加を企図する。
【００７２】
本発明の別の非限定的な態様では、第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から第一鉄（ＦｅＯ）に還元するための還元剤の添加を行うことにより、ＬＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーンはＨＩＲＡリチウムガラスを作製するキャンペーンに変更される。本発明の実施に際して使用することができる還元剤には、炭素、炭素含有材料、例えば限定するものではないが黒鉛、スクロース（Ｃ１２Ｈ２２Ｏ１１）、石炭、金属ケイ素、及び酸化スズ（ＳｎＯ２）が含まれるが、これらに限定するものではない。本発明の追加の非限定的な態様には、異なるタイプのソーダ石灰ケイ酸塩ガラス又は任意のその他のタイプのガラスを作製するためのキャンペーンの変更、例えばＨＩＲＡ又はＬＩＲＡリチウムガラスからソーダ石灰ケイ酸塩ガラスへの、又はその逆の変更を行う場合に、酸化剤及び還元剤をガラスバッチ材料に添加してＦｅＯをＦｅ２Ｏ３に変化させるか、場合によってはＦｅ２Ｏ３をＦｅＯに変化させることが含まれるが、これらに限定するものではない。
【００７３】
さらに、本発明は、高い鉄含量、例えば限定するものではないが０．０２から０．０４重量％の範囲の酸化第一鉄を有し且つレドックス比が０．２から０．４の範囲であるソーダ石灰ケイ酸塩ガラスを作製する１つのキャンペーンから、低い鉄含量、例えば限定するものではないが０．００１から０．０１０重量％の範囲の酸化第一鉄を有し且つレドックス比が０．００５から０．１５の範囲であるソーダ石灰ケイ酸塩ガラスを作製する別のキャンペーンに変更するのに実施することができる。
［本発明の物品の非限定的な態様］
【００７４】
ＬＩＲＡリチウムガラスの使用及びＨＩＲＡリチウムガラスの使用は、例えば本発明に限定するものではなく、表８のＨＩＲＡリチウムガラス及びＬＩＲＡリチウムガラスは、地上、空中、宇宙空間、水上及び水中、車両の窓；商用及び住宅の窓用のトランスペアレンシー、太陽熱収集器用のカバー、及び防弾視界窓で使用するのに加工することができる。ＨＩＲＡリチウムガラスの使用は、一般に、可視光を通す視界窓、並びに／又はリチウムガラス板の加熱及び成形に使用され、赤外エネルギーを吸収するので、一般に、物体からの赤外線エネルギーを見るのには推奨されず、例えばＨＩＲＡリチウムガラスの使用は、暗視ゴーグルには推奨されない。暗視野設備の場合、この暗視野設備のレンズ系、例えば限定するものではないが暗視野ゴーグル及び暗視野スコープのレンズ系を保護するのに、ＬＩＲＡリチウムガラスが推奨される。さらに、ＬＩＲＡリチウムガラスは、高い可視光透過率及びＩＲ透過率を有するので、航空機の風防ガラスにも推奨される。より具体的には、図５を参照すると、管７２と、この管７２の通路７６内に取り付けられた暗視野拡大レンズ系７４とを有する暗視野ライフルスコープ７０が示されている。化学強化ＬＩＲＡリチウムガラスで作製された防弾レンズ７８は、レンズ系７４から間隔を空けて管の端部に取り付けられている。この配置構成では、本発明の化学強化ＬＩＲＡリチウムガラスレンズにより、レンズ系７４を破損から保護する。ＬＩＲＡリチウムガラス及びＨＩＲＡリチウムガラスは、家具、器具、及びシャワードアでのその使用を含むが本発明に限定されない特殊な用途に使用することもできる。
【００７５】
図６を参照すると、防弾レンズ又は窓８４の非限定的な実施形態が示されている。窓８４は、複数のＬＩＲＡリチウム化学強化ガラス板８６と、積層の技術分野で使用されるタイプのプラスチック中間層材料９０によって一緒に積層されたプラスチック板８８とを含む。本発明で使用することができるプラスチック板には、ポリカーボネート、アクリル、延伸アクリル、ポリウレタン、ポリウレアウレタン、及びエステル又はカーボネート基を含むポリウレタンが含まれるが、これらに限定されない。
【００７６】
当業者に理解されるように、ナトリウム化学強化ガラスの特徴（ｔｈｕｍｂｐｒｉｎｔ）は、図６に点線で示し「８７」と番号を付した、化学強化ガラス片８６の表面近傍領域８７におけるナトリウムイオンの高い濃度であり、化学強化ガラスの中心８９までの距離が減少するにつれて、ナトリウムイオン濃度が減少することである。より具体的には、ナトリウム塩浴中で化学強靭化されたリチウムガラスは、表１に示されるよりも、表面近傍領域８７（図６参照）における酸化ナトリウムの濃度が高く、酸化リチウムの濃度が低い。イオン交換深さは、典型的には、ガラスプライの各表面から０．０２０インチ未満であり、本発明の一態様では、イオン交換量は、表面から０．０２０インチ離れると無視できる程度になる。
【００７７】
本発明の非限定的な実施形態の実施において、ＬＩＲＡ及びＨＩＲＡリチウムガラスは、任意のタイプのコーティング、例えば限定するものではないが所定波長範囲の光及びエネルギーを選択的に通過させ、吸収し、又は反射する環境コーティング、光触媒フィルム、又は減水フィルム、又は透明伝導酸化物であって例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，８７３，２０３号及び第５，４６９，６５７号に開示されるタイプのもので、コーティングされなくてもコーティングされてもよい。
【００７８】
図７〜図９は、航空機風防ガラスの右側部分の断面図である。図７を参照すると、従来技術の航空機風防ガラス１１０の右側部分が示されている。風防ガラス１１０は、高強度放射電界（以後、「ＨＩＲＦ」とも呼ぶ）フィルム１１４を有するガラス板１１２（以後、「第１のガラス板１１２」とも呼ぶ）を備えており、フィルム１１４は第１のガラス板１１２の内面１１６上に形成されている。第１のガラス板１１２の外面１１８は、第１のガラス板１１２の内面１１６と対向しており、航空機（図示せず）の内部に面している。この構成では、第１のガラス板１１２の表面１１８は、風防ガラス１１０の内側表面であり、第１のガラス板１１２の外側表面１１８である。第１のポリビニルブチラール（以後、「第１のＰＶＢ」とも呼ぶ）層１２０がオーバーレイされてＨＩＲＦフィルム１１４に固定され、第１のガラス板１１２をガラス板１２４（以後、「第２のガラス板１２４」とも呼ぶ）の第１の表面１２２に固定する。第２のガラス板１２４の第２の表面１２６は、接着層１３０によって加熱可能部材１２８（図１０参照）に固定され、接着層１３０は、第２のガラス板１２４の第２の表面１２６上に形成された第１のウレタン層１３２；第１のウレタン層１３２上に形成された第２のＰＶＢ層１３４、及び、第２のＰＶＢ層１３４と加熱可能部材１２８との間に形成されて接着する第２のウレタン層１３６を含む。
【００７９】
本発明は、本発明の実施に使用できる風防ガラス１１０の外面１３８について、その上の雪及び／又は氷の形成を防止するために板（ｓｈｅｅｔ）の表面を加熱するため、その上の雪と氷を溶かすため、並びに／又はその上から霧、雪及び氷を除去するため、当技術分野で使用される、加熱可能部材１２８及び任意の導電性加熱部材の設計及び／又は施工に限定されるものではない。一般に、本発明を限定するものではないが、図１０に示されているのは、符号１２８で表される加熱可能部材の非限定的な実施形態である。本発明の１つの非限定的な実施形態において、加熱可能部材１２８は、外側ガラス板１４０（以後、「第３のガラス板」とも呼ぶ）であって、その内面１４２に適用された導電性コーティングを有する第３のガラス板と、導電性コーティング１４１と電気的に接触する一対の離間したバスバー１４４及び１４５とを有する。
【００８０】
より具体的には、導電性コーティング１４１は、バスバー１４４及び１４５の間にあり、これらと電気的に接触している。本発明は、本発明の実施に使用ができる導電性コーティング１４１、及び当技術分野で公知の任意の導電性コーティングに限定されるものではない。例えば、本発明を限定するものではないが、導電性コーティング１４１は、任意の適切な透明導電性材料から作製することができる。本発明の実施に使用できる透明導電性コーティング１４１の非限定的な実施形態には、限定されるものではないが、ＰＰＧインダストリー社によって登録商標ＮＥＳＡの下で販売されているタイプの熱分解堆積したフッ素ドープ酸化スズフィルム；ＰＰＧインダストリー社によって登録商標ＮＥＳＡＴＲＯＮの下で販売されているタイプのマグネトロンスパッタ堆積したスズドープ酸化インジウムフィルム；１つ又は複数のマグネトロンスパッタ堆積フィルムからなるコーティングであって、金属フィルム、例えば、金属酸化物フィルム、例えば酸化亜鉛及び／又はスズ酸亜鉛のような金属フィルムの間の銀を含むが、これらに限定されないフィルムを含み、これらの各々は、マグネトロンスパッタリングによって順次適用され、例えば、限定されるものではないが、米国特許第４，６１０，７７１号；同４，８０６，２２０号及び同５，８２１，００１号に開示されている。米国特許第４，６１０，７７１号；同４，８０６，２２０号及び同５，８２１，００１号の開示は、これらの特許の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００８１】
本発明は、ガラス板１４０を加熱するための導電性コーティング１４１の使用には限定されず、本発明は、電気的に加熱でき（例えば限定されないが導電性ワイヤ、例えば図１０の破線で示されるワイヤ１４７）、プラスチック中間層の板（ｓｈｅｅｔ）に埋め込むことができる（例えば限定されないがバスバー１４４及び１４５の間に存在し、バスバー１４４及び１５５と電気的に接続された第２のウレタン中間層１３６）、任意のタイプの部材を企図している。このような加熱構成は、ＰＰＧインダストリーオハイオ社の登録商標ＡＩＲＣＯＮの下で当技術分野で既知であり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，０７８，１０７号に開示されている。
【００８２】
本発明は、バスバー１４４及び１４５の設計及び／又は施工には限定されず、本発明の実施に際して、当技術分野で使用されている任意のタイプのバスバーを使用することができる。本発明の実施に用いることができるバスバーの例には、これに限定されるものではないが、米国特許第３，７６２，９０２号；同第４，６２３，３８９号及び同第４，９０２，８７５号に開示されており、これらの特許の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００８３】
引き続き図１０を参照すると、本発明の１つの非限定的な実施形態において、バスバー１４４及び１４５は、ワイヤ１４９及び１５０によってそれぞれ、米国特許第８，９８１，２６５号に詳細に説明されているインテリジェント電力コントローラ及び監視システムに接続され、バスバー１４４及び１４５並びに導電性コーティング１４１に電力を供給する。
【００８４】
図８は、本発明の航空機風防ガラス１５２の非限定的な実施形態の右側部分の断面図である。図７と図８の比較に示すように、図８に示す風防ガラス１５２は、図７の風防ガラス１１０の第２のガラス板１２４がガラス板１５９に置き換えられていることを除き、図７に示す風防ガラス１１０と同様である。より具体的には、風防ガラス１１０の第２のガラス板１２４は、０．６２５インチの厚さを有し；当技術分野において「ｗａｔｅｒ  ｗｈｉｔｅ」ガラスとして知られているソーダ石灰シリカガラスであり、米国特許第６，９６２，８８７号に開示されているタイプのものである。米国特許第６，９６２，８８７号は、参照により本明細書に組み込まれる。風防ガラス１５２の第２のガラス板１５９は、０．３７５インチの厚さであり、化学的に強化されたＨＩＲＡ又はＬＩＲＡリチウムガラスであり、好ましくはＬＩＲＡリチウムガラスである。
【００８５】
風防ガラス１５２によってもたらされる改善には、これに限定されるものではないが、風防ガラスがより軽いことが含まれる。図８の風防ガラス１５２の第２のガラス板１５９が０．３７５インチの厚さを有し、図７の風防ガラス１１０の第２のガラス板１２４が０．６２５インチの厚さを有するからである。ＬＩＲＡリチウムガラスは化学的に強化されているため、より薄いガラスを使用することができる。さらに、ＬＩＲＡリチウムガラスは吸収が低く、可視光の透過率が高いため、ＬＩＲＡリチウムガラスは光透過性に関連して水白（ｗａｔｅｒ  ｗｈｉｔｅ）ガラスに適合する。ＬＩＲＡリチウムガラスの化学強靭化はその強度を高め、より薄いガラスを使用することにより重量を減らし、風防ガラスの強度を高めることができる。
【００８６】
図９は、符号１６２によって特定される本発明の航空機風防ガラスの別の非限定的な実施形態の右側部分の断面図である。図８及び図９に示すように、図９に示す風防ガラス１６２は、図８の風防ガラス１５２の第１のガラス板１１２がガラス板１６４（以後、「第４のガラス板１６４」とも呼ぶ）に置き換えられていることを除き、図８に示す風防ガラス１５２と同様である（図９参照）。より具体的には、風防ガラス１１０及び１５２の第１のガラス板１１２は、０．３１０インチの厚さを有し；化学的に強化されたガラスであり、米国特許第４，１５６，７５５号に開示されているタイプのものである。ＬＩＲＡ及びＨＩＲＡリチウムガラスは、当技術分野において周知のように、ガラスの表面のリチウムイオンをナトリウムイオンで置換することによって化学的に強化される。風防ガラス１６２の第４のガラス板１６４は、０．３１０インチの厚さを有し、ＬＩＲＡ化学強化されたリチウムガラスである。
【００８７】
風防ガラス１１０を超えて風防ガラス１６２によってもたらされる改善には、これに限定されるものではないが、風防ガラスがより軽いことが含まれる。図８の風防ガラス１５２の第２のガラス板１５９と図９の風防ガラス１６２の第２のガラス板１５４とはそれぞれ０．３７５インチの厚さを有し、図７の風防ガラス１１０の第２のガラス板１２４はが０．６２５インチの厚さを有するからである。さらに、風防ガラス１６２（図９参照）は、風防ガラス１６２の第１のガラス板１６４として化学的に強化されたＬＩＲＡリチウムガラス板を使用することによって、風防ガラス１５２（図８参照）よりも改善される。上述のように、化学強化されたＬＩＲＡリチウムガラスは、ＨＩＲＡリチウムガラスよりも高い可視光透過率及び赤外線透過率を有する低鉄ガラスである。
【００８８】
理解されるように、本発明は、図７の第１のガラス板１１２を、風防ガラス１６２のガラス板１６４で置き換え、第２のガラス板１２４を維持することを企図している。
【００８９】
さらに理解されるように、本発明は、ガラス板を成形する方法、又は板をラミネートして航空機の積層した風防ガラスを製造する方法に限定されない。さらに、本発明は、航空機の本体内に風防ガラスを固定する方法に限定されない。例えば、本発明を限定するものではないが、ＨＩＲＦフィルム１１４は、導電性テープ１６６によって電源に接続され、風防ガラス１５２及び／又は１６２並びにハンプシール１６８は、プレート部材１７０及びボルト１７２によって航空機の本体内に固定される。
【００９０】
さらに、当業者であれば、上記の説明に開示された概念から逸脱することなく本発明を変更することができることを容易に理解するであろう。したがって、本明細書に詳細に記載される特定の実施形態は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲並びにその任意の及び全ての等価物に与えられる本発明の範囲を限定するものではない。
【００９１】
本発明は、単なる例示を目的として提示された、上記にて提示され考察された本発明の実施形態に限定するものではなく、本発明の範囲は、下記の特許請求の範囲と、本出願からの直接的な又は間接的な派生物を有する適用例に追加された任意の追加の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１−１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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