(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓ガラスの製造に適するシリカ−ソーダ−カルシウムガラス組成物であって、Ｆｅ2 Ｏ3 の形態で表して０．７５〜１．４重量％の全鉄、ＦｅＯの形態で０．２５〜０．３２重量％の第一鉄を含み、３〜３．３ｍｍの厚さにおいて、光源Ａの下で少なくとも７０％の総光透過率（ＴＬA ）、約４６％未満の総エネルギー透過率（ＴE ）、約２５％未満の紫外線透過率を有するガラス組成物。
【請求項２】
ＦｅＯの形態の第一鉄の含有率が、Ｆｅ2 Ｏ3 の形態で表した全鉄含有量の２２〜３４％である請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項３】
次の成分を表示の範囲で含む請求項１又は２に記載のガラス組成物（％は重量％）：
ＳｉＯ2   …  ６４〜７５％
Ａｌ2 Ｏ3 …    ０〜  ５％
Ｂ2 Ｏ3   …    ０〜  ５％
ＣａＯ    …    ２〜１５％
ＭｇＯ    …    ０〜  ５％
Ｎａ2 Ｏ  …    ９〜１８％
Ｋ2 Ｏ    …    ０〜  ５％
Ｆｅ2 Ｏ3 …  ０．７５〜１．４％
（この形態で表した全鉄）
ＦｅＯ    …  ０．２５〜０．３２％
ＳＯ3     …  ０．１０〜０．３５％
及び、その他の不純物は０．１％未満。
【請求項４】
ＦｅＯの形態の第一鉄の含有率が、Ｆｅ2 Ｏ3 の形態で表した全鉄含有量の２５〜３０％である請求項３に記載のガラス組成物。
【請求項５】
Ｆｅ2 Ｏ3 の形態で表した全鉄含有率が０．８５〜１．３重量％である請求項３又は４に記載のガラス組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス組成物のガラスシートを少なくとも１枚含んでなる窓ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、特には建築分野での使用、又は自動車や工業的車両に装着するに好適な窓ガラスの製造に適するガラス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
自動車や工業的車両に使用する窓ガラスは、光透過率に関する安全法律規制を満足しなければならない。即ち、フロントガラス（風防ガラス）の構造を目的とする窓ガラスは、光源Ａの下で少なくとも７５％の総光透過率（ＴＬA ）を有する必要がある。側面と後の窓の構造を目的とする窓ガラスは、同じ条件下で、少なくとも７０％のＴＬA を有する必要がある。
【０００３】
自動車のガラス面積は、現在では非常に大きくなっており、快適さに関するユーザーの期待は次第に厳しくなっており、これら自動車の製造業者は、太陽光に曝される搭乗者が感じる熱の感覚を少なくすることができるためのあらゆる手段を探している。
スペクトルの可視部で高い光透過率を維持し、同時に残りの太陽エネルギーを出来るだけ多く吸収するためには、ガラス組成物に鉄を導入することが知られている。鉄はガラス中で酸化第二鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）と酸化第一鉄（ＦｅＯ）の両方の形態で存在する。
【０００４】
Ｆｅ2 Ｏ3 の存在は、紫外線の吸収とスペクトルの可視部の短波長の吸収を可能にし、ＦｅＯの存在は、対照的に、近赤外の輻射光と可視部の長波長に相当する輻射光の吸収を可能にする。
両者の酸化物の形態における鉄含有率の増加は、可視スペクトルの両端での輻射光の吸収を顕著にするが、この効果は光透過率を犠牲にして達成される。
【０００５】
これまでに、輻射光を吸収するために鉄酸化物の性質を最大限に利用し、同時に出来るだけ高い光透過率を維持するための種々の解決策が提案されてきた。
例えば、ＥＰＯ特許明細書第２９７４０４号はシリカ−ソーダ−カルシウムガラスを開示しており、Ｆｅ2 Ｏ3 の形態で表される全鉄含有率は０．４５〜０．６５％である。これらのガラスは、全鉄の少なくとも３５％、好ましくは少なくとも５０％がＦｅＯの形態であるような条件で製造する。このようにして得られるＦｅＯ含有率の増加は、ガラスの赤外における吸収の増加と、総エネルギー透過率（ＴE ）の減少を可能にする。しかしながら、還元性が高く硫黄の存在する条件下でガラスを製造すると、硫黄と第二鉄イオンとの反応によって生じる発色団の生成による琥珀色になる。したがって、これを防ぐためには、ガラス化混合物中のスルフェートを除去する必要があり、ガラス中のスルフェート％は決して０ではないため第二鉄イオン％を低く保つ必要があり、全鉄含有率に厳しい制限を要する。このことは、これらガラスの紫外線吸収能力を不充分にさせる。
【０００６】
また、上記のＥＰＯ特許明細書で特定したよりも高い全鉄含有率を有し、良好な光透過率と、赤外線と紫外線の良好な吸収を両立するガラスの製造が知られている。
例えば、米国特許第５２１４００８号は、酸化セリウムやその種の酸化物を含まず、Ｆｅ2 Ｏ3 の形態で表され鉄を全体で０．７〜０．９５重量％含むガラスを開示している。これらのガラスは、通常のガラス原料より、普通の炉で製造される。炭素と硫酸ナトリウムをガラス化混合物の中に導入することにより、ガラスの酸化還元の程度を制御する。
【０００７】
ガラス中のＦｅＯの形態の鉄が０．１９〜０．２４重量％の範囲にあるように正確な制限の中に酸化還元の程度を保ち、ガラスは３．７〜４．８ｍｍの厚さ、７０％より高い光透過率、３８％未満の紫外線透過率、４４．５％未満の全エネルギー透過率を有する。
シリカ−ソーダ−カルシウムガラスの他の組成を利用して所与の厚さにおいて少なくとも７０％の光透過率、赤外線と紫外線の良好な吸収を達成することもできる。特には、ＥＰＯ特許出願公開明細書第４８８１１０号、ＰＣＴ９１／０７３５６号の例がある。酸化鉄とは別に、これらの特許出願で特定されているガラスは、酸化セリウムと酸化チタンを含む。これらの酸化物が紫外線の吸収を増加させるならば、これらの使用は不利ではない。
【０００８】
ここで、酸化セリウムはかなり高価な成分であり、その使用は得られるガラスの価格を上げる。また、酸化セリウムは、酸化鉄の損傷に対する酸化第一鉄の酸化第二鉄の平衡に影響を及ぼす。酸化チタンは、部分的に可視範囲の光透過率を下げる短所を有する。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
本発明は、溶融金属の浴の表面上に注ぐことができるガラスを主題とし、その透過率特性は主として酸化鉄の存在によって調節し、公知の類似なガラスに比較すると、薄い厚さにおいては、類似なガラスと同等以下の赤外線と紫外線の吸収性能を有する。
【００１０】
本発明の目的は、Ｆｅ2 Ｏ3 の形態で表して０．７５〜１．４重量％の全鉄、ＦｅＯの形態で０．２５〜０．３２重量％の第一鉄を含むシリカ−ソーダ−カルシウムガラスの組成物によって達成され、約３〜３．３ｍｍの厚さにおいて、光源Ａの下で少なくとも７０％の総光透過率（ＴＬA ）、約４６％未満の総エネルギー透過率（ＴE ）、約２５％未満の紫外線透過率を有する。光透過率とエネルギー透過率の値は Parry Moon Mass 2の方法で測定し、紫外線領域の透過率は標準ISO 9050に定められた方法によって測定した。
【００１１】
本発明によるガラスは、フロートガラス製造の技術分野で用いる一般的な炉よって普通の原料から調製する。本発明によるガラスの溶融と精製は、所望により、電極間に流れる電流によって材料の中でガラスが加熱されることを確かにする電極を備えたフレーム炉で行う。本発明によるガラスの酸化還元の程度は、硫酸ナトリウムのような酸化剤と、コークスのような還元剤によって制御する。ガラス化混合物に導入する、炉の中で混合物が溶融する特性を可能にする硫酸ナトリウムの量は、概してガラス中のＳＯ3 含有率で０．１０〜０．３５％である。
【００１２】
スルフェートに伴う還元剤の含有量（炉でガラスを製造することを可能にする量でもある）は、そのガラスの酸化還元の程度が正確な範囲内に維持されるように計算する。これらの制限は、ＦｅＯの形態で表される第一鉄の量とＦｅ2 Ｏ3 の形態で表わされる全鉄の量の比の極値で限定される。本発明によると、このＦｅＯ／Ｆｅ2 Ｏ3 の比率は２２〜３４％であり、好ましくは２５〜３０％である。
【００１３】
本発明によるガラスは、次の成分を表示の範囲で含むシリカ−ソーダ−カルシウムガラスである。％は重量％である。
ＳｉＯ2   …  ６４〜７５％
Ａｌ2 Ｏ3 …    ０〜  ５％
Ｂ2 Ｏ3   …    ０〜  ５％
ＣａＯ    …    ２〜１５％
ＭｇＯ    …    ０〜  ５％
Ｎａ2 Ｏ  …    ９〜１８％
Ｋ2 Ｏ    …    ０〜  ５％
Ｆｅ2 Ｏ3 …  ０．７５〜１．４％
（この形態で表した全鉄）
ＦｅＯ    …  ０．２５〜０．３２％
ＳＯ3     …  ０．１０〜０．３５％
上記の成分の他に、本発明によるガラスは、使用するガラス化原料と一緒に導入された不純物及び／又はガラス化原料に入れたガラス屑による不純物と考えられる他の成分を含んでもよく、酸化鉄以外の少量の着色剤を含んでもよい。これらの不純物の量はガラスの０．１重量％未満の量であり、例えばチタン、コバルト、ニッケル、クロム、セレン、又はマンガンである。
【００１４】
本発明によるガラス組成物は、好ましくはＦｅ2 Ｏ3 で表される全鉄を０．８５〜１．３重量％の量で含む。
本発明によるガラスにおいて、全鉄含有率と、酸化第一鉄と酸化第二鉄のそれぞれの含有率の制御は、割合に薄い厚さで赤外線と紫外線の顕著な吸収を得ることを可能にする。このことは、ガラスを薄い厚さの窓ガラスの構造を目的とする場合に特に有益である。
【００１５】
上記の透過特性に加え、本発明によるガラスは青から緑に薄く着色する傾向がある。光源Ｃの下での主な波長は概して４９０〜５０５ｎｍにある。
次に示すガラスの例により、本発明によるガラスの長所が理解されるであろう。
【００１６】
【実施例】
本発明の１００ｇのガラスを得るために使用するガラス化混合物の１つの例は次の通りである。
砂            …  ６３    ｇ
石灰石        …    ５．７ｇ
ドロマイト    …  ２１．４ｇ
霞石          …    ０．９０ｇ
炭酸ナトリウム…  ２７．３ｇ
硫酸ナトリウム…    ０．７５ｇ
ベンガラ      …    ０．９ｇ
コークス      …    ０．０３５ｇ
得られたガラスの分析値は次の通りであった。％は重量％である。
【００１７】
ＳｉＯ2   …  ７０．５７％
Ａｌ2 Ｏ3 …    ０．６２％
ＣａＯ    …    ９．５０％
ＭｇＯ    …    ３．９０％
Ｎａ2 Ｏ  …  １３．９０％
Ｋ2 Ｏ    …    ０．０９％
ＳＯ3     …    ０．１８％
Ｆｅ2 Ｏ3 …    ０．９５％
（全鉄）
ＦｅＯ    …  ０．２８５％
ＦｅＯ／全鉄…    ３０％
上記のようにして測定したこのガラスの透過特性は、３．１５ｍｍの厚さでは次の通りであった。
【００１８】
ＴＬA …  ７１    ％
ＴE   …  ４３．５％
ＴUV  …  １８    ％
このガラスは光源Ｃの下で４９９ｎｍの支配的な波長を有した。
本発明によるガラスは、フロートガラス技術を用いて連続的なリボンや帯状の形状にすることができる。そのようなリボンを切断して得られるガラスシートは１〜５ｍｍの厚さを有する。これらのガラスシートは単独で又は組み合わせて用い、特に自動車に装着する窓ガラスを形成することができる。
【００１９】
フロントガラスや側面窓ガラスを構成するには、単独のガラスシート、又は有機材料の中間シートで隔てた２枚のガラスシートを使用する。ガラスの合計の厚さは殆どの場合、３〜４ｍｍである。このような厚さにおいて、本発明によるガラスは紫外線の優れた吸収と良好な熱的快適さを保証する。
他の窓ガラスと同様に、本発明によるガラスから製造する窓ガラスは予め表面処理に供することができ、又は例えば耐引掻性を有するポリウレタンをベースにした皮膜や、破損の場合のシールを保証する皮膜のような有機物のコーティングを備えることもできる。また、エナメル皮膜のような皮膜で局部的にコーティングすることもできる。
【００２０】
本発明による窓ガラスは、高温での熱分解による化学的堆積、化学蒸着（ＣＶＤ）、又は減圧下での堆積によって少なくとも１種の金属酸化物皮膜をコーティングすることもできる。