JPH04310539A - 赤外線・紫外線吸収ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外線の吸収が高く、
且つ自動車用のガラスとして使用できる高い可視光線透
過率を有する赤外線・紫外線吸収ガラスの組成に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｃｅ３＋で紫外線を、Ｆｅ２＋で
赤外線を吸収することからなる紫外線・赤外線吸収ガラ
スは知られている（特公昭５２−４９０１０号公報）。 しかし、この公報記載の発明では、中灰色の熱線吸収ガ
ラスを目的としているため、赤外線・紫外線の吸収が不
十分であった。

【０００３】これらイオンの組み合わせでガラスに、更
に大きな紫外線・赤外線吸収性能を高めようとする場合
には、Ｃｅ４＋がＦｅ２＋を酸化してＦｅ３＋としてし
まうため、これを防ぐための還元剤の使用が不可欠であ
る。この還元剤として、一般的に炭素、金属粉、有機物
等が用いられる。例えば、特開昭６４−１８９３８号で
は、石炭等の炭素含有物を用いている。

【０００４】しかし、これら還元剤により，通常ソーダ
・ライム・シリカ系のガラスで清澄剤として用いられて
いる芒硝（Ｎａ２ＳＯ４）は、原料が粉末状態の比較的
低温度の時に還元され分解するため、清澄剤としての効
果が失われる。即ち、気泡のないガラスを得ることが非
常に困難であった。このため、前述の特許では減圧下で
気泡を除去する方法を提案している。しかし、減圧下で
脱泡するには特殊な設備が必要となること、また理由は
不明であるが、ガラスの酸化・還元度（Ｒｅｄｏｘ）　
が変化するため、色調及び赤外線吸収能を安定化するこ
とが困難であった。

【０００５】また、紫外線の吸収を高めるためにＴｉＯ
２を添加し、また全鉄分中のＦｅＯ　の割合を高めるた
めの還元剤としてＳｎＯ２を用いた紫外線・赤外線吸収
を持つガラスが提示されている（米国特許第　４，７０
１，４２５号）。しかし、このガラスは、還元剤として
ＳｎＯ２を用いているため、ガラスのコストが高くなる
という問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を除去するためになされたものであり、通常
のフロート・ガラス製造設備と、芒硝等の通常の清澄剤
を使用でき、且つ優れた赤外吸収性能と紫外吸収性能を
、更に自動車のガラスとして充分な可視光線透過率を有
する赤外線・紫外線吸収ガラスを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
達成すべくなされたものであり、下記酸化物換算で、か
つ重量％で表わして ＳｉＯ２　　　　　　　６５　〜７５％、好ましくは　
６８　〜７３％Ａｌ２Ｏ３　　　　　０．１　〜　５％
、好ましくは　　１．０　〜　５％Ｎａ２Ｏ　　　　　
　　１０　〜１８％、好ましくは　１２　〜１５％Ｋ２
Ｏ　　　　　　　　　０　〜　５％、好ましくは　　０
　〜　３％ＣａＯ　　　　　　　　　５　〜１５％、好
ましくは　　７　〜１２％ＭｇＯ　　　　　　　　　１
　〜　６％、好ましくは　　２　〜　５％ＣｅＯ２　　
　　　　０．１　〜　３．０％、好ましくは　０．３〜
２．０　％Ｆｅ２Ｏ３　　　　　０．５　〜　１．２％
、好ましくは０．７　〜１．０　％ＳＯ３　　　　　　
　０．０５〜　１．０％、好ましくは０．０５〜０．５
０％ＴｉＯ２　　　　　　　　０　〜　１．０％から本
質的になり、かつ、Ｆｅ２Ｏ３　として表わされた全鉄
分含有量のうち、重量で２０〜　４０　％が酸化第一鉄
（ＦｅＯ　）　であることを特徴とする赤外線・紫外線
吸収ガラスを提供するものである。

【０００８】次に、本発明の赤外線・紫外線吸収ガラス
の組成を構成する各成分の限定理由を以下に述べる。Ｓ
ｉＯ２の割合が、６５重量％より少ないと耐候性が悪く
なり、また７５重量％より多いと失透し易く、いずれも
好ましくない。Ａｌ２Ｏ３　の割合が、０．１　重量％
より少ないと耐水性を低下して好ましくなく、またその
含有量が５重量％を越えると溶解性が低下するので好ま
しくない。

【０００９】Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ　は原料の溶解を促進す
る成分であるが、Ｎａ２Ｏが１０重量％より少ないとそ
の効果が小さく好ましくなく、　また１８重量％より多
いと耐候性が悪くなるので好ましくない。なお、Ｋ２Ｏ
　は少し添加することにより、上述の効果以外に失透を
抑制する効果があるが、５重量％より多いとガラスの高
温における粘度が高くなり、泡が脱けにくくなるので好
ましくない。

【００１０】ＣａＯ、ＭｇＯ　も原料の溶解を促進し、
耐候性を改善する成分であるが、ＣａＯ　が５重量％よ
り少ないと上述の効果が小さく、また１５重量％よりも
多くなると失透し易くなり、いずれも好ましくない。な
お、ＭｇＯ　も少量添加すると上述の効果が増大するが
、６重量％より多いと失透し易くなるので好ましくない
。

【００１１】また、硫黄含有量は、ＳＯ３　として表わ
して０．０５〜１．０　重量％が好ましい。ＳＯ３が０
．０５重量％より少なくするためには、清澄化剤として
の硫黄化合物の量を少なくしなければならず、清澄が不
充分となり、残存気泡の数が増加して好ましくなく、ま
た　１．０重量％より多くするためには、同様の硫黄化
合物の量が多くなってしまって、硫黄がガラス中の成分
と反応し、褐色またはこはく色が濃くなって望ましい可
視光透過率が得られないので好ましくない。

【００１２】酸化セリウムは、Ｃｅ３＋、Ｃｅ４＋　と
もに紫外線を吸収する効果がある成分であるがＣｅＯ２
に換算して、０．１重量％より少ないとその効果が小さ
く、また３重量％より多いとその効果が飽和するので、
０．１　重量％〜３　重量％の範囲が好ましい。また、
紫外線を吸収する効果がある成分として、ＴｉＯ２、ま
たはＶ２Ｏ５、ＭｏＯ３を０〜　１．０重量％の範囲で
加えても良い。

【００１３】本発明におけるガラス組成中の鉄の全量は
、Ｆｅ２Ｏ３として表わして重量で０．５〜　１．２％
の範囲であるのが好ましい。そして、Ｆｅ２Ｏ３　とし
て表わした全鉄分含有量のうち、Ｆｅ２Ｏ３　に換算し
た重量で２０〜４０％が酸化第一鉄の状態として（Ｆｅ
Ｏ　として）　存在しているのが好ましい。

【００１４】鉄は、　Ｆｅ２＋　、Ｆｅ３＋の状態でガ
ラス中に存在するが、Ｆｅ２＋の状態で存在するものは
赤外線に吸収帯を持ち、赤外線を吸収する成分である。 全鉄含有量のうち、ＦｅＯ　が、Ｆｅ２Ｏ３　に換算し
て２０重量％より少ないとその効果は小さく、また、Ｆ
ｅ２Ｏ３　に換算して４０重量％より多くなるとガラス
の均質な溶解が困難となるとともに、ガラスの色がアン
バーとなるので、いずれも好ましくない。

【００１５】また上述の組成範囲のガラスに着色剤とし
て、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ、Ｖ２Ｏ５、ＭｏＯ３　等
を１種類または２種類以上の合計量が　０〜１．５　重
量％の範囲で添加しても良い。 更に、紫外線による色調の変化（ｓｏｌａｒｉｚａｔｉ
ｏｎ　）　やアンバーの発色を防止するため、必要に応
じＺｎＯ　を　０〜３　重量％添加しても良い。

【００１６】

【作用】本発明のガラスにおいては、全鉄中の　ＦｅＯ
の割合、即ち還元割合を通常のフロートガラス板の還元
割合とほぼ同程度に維持したままではあるが、ガラス組
成中の鉄の全量を、Ｆｅ２Ｏ３　として表わして重量で
０．５　〜　１．２％の範囲と通常のガラスにおける鉄
の含有量よりも多くすることによって、赤外線の吸収性
能が高い酸化第一鉄（ＦｅＯ　）の絶対量を増やして赤
外線の吸収性能を高めることができる。

【００１７】従って、全鉄中での酸化第一鉄（ＦｅＯ　
）の割合を、例えば５０％以上というような還元割合を
通常よりも高めるための特別な還元条件とすることなく
、赤外線の吸収性能の高いガラスを得ることができる。 従って、常法フロートガラス製造プロセスにより、通常
の板ガラス溶解条件で、通常の芒硝などの清澄剤用いて
板ガラスを製造することができる。

【００１８】また、上記した様に還元割合が低いので、
特に強い還元条件とすることがなく、そのため鉄成分と
硫黄成分との反応によるこはく色または褐色の発生、こ
れに伴う透過率の低下を防ぐことができる。従って、溶
解時の硫黄成分を特に低く維持する必要がなく、溶解時
の気泡の除去に効果的な芒硝（Ｎａ２ＳＯ４）を清澄剤
として有効に使うことができる。

【００１９】

【実施例】珪砂、長石、石灰石、苦灰石、水酸化マグネ
シウム、ソーダ灰、芒硝を主原料とし、酸化第二鉄粉末
、酸化セリウム粉末、酸化チタン粉末、還元材としてカ
ーボン粉末、更に着色剤としてＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｖ、
Ｍｏ　の酸化物粉を用いた。なお、原料として、例えば
芒硝を他の硫酸化合物等の複合化合物に置き換えて使用
してもよいし、また芒硝と上記複合化合物と併用しても
よい。上記原料を目標の組成となるよう調合した混合物
（バッチ）５００ｇを電気炉を用いて、１５００℃で３
時間溶解し、型に流し、徐冷した。この様にして得られ
た板ガラスのサンプルの光学的特性及び残存気泡数を測
定した結果を表１に示す。

【００２０】また、比較例として同様に調合し、溶融し
た板ガラスのサンプルの光学的特性及び残存気泡数も表
１にまとめて示す。なお、光学特性は厚さ５ｍｍ　の試
料で測定された値であり、表中の記号ＴＶａ　は可視透
過率（３８０〜７８０ｎｍ）、ＴＥは太陽放射透過率（
３４０〜１８００ｎｍ）　、Ｄｗは主波長、Ｐｅは色純
度をそれぞれ表わす。また、　ＦｅＯ／Ｆｅ２Ｏ３　は
試料中の全鉄分含有量をＦｅ２Ｏ３に換算した値に対す
る、試料中の　ＦｅＯをＦｅ２Ｏ３　に換算した値の割
合を示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明のガラスは、可視光透過率が高い
ため運転者の視界を損なうことなく、赤外線を吸収する
ので冷暖房効果を高め、また紫外線も吸収するので、紫
外線による自動車の内装材やシート、搭乗者の皮膚への
悪影響を軽減することから、建築用、車両用の窓ガラス
等として特に有用である。

【００２３】また、本発明の赤外線・紫外線吸収ガラス
は、赤外線をＦｅ２＋で、また紫外線をＣｅ３＋，Ｃｅ
４＋　で吸収させる一方、全鉄分含有量のうち酸化第一
鉄の割合が２０重量％〜４０重量％となるように還元条
件を低めに抑えたことにより、緑色系の板ガラス、例え
ば主波長　４９０ｎｍ〜５３０ｎｍ　を持つ緑色の板ガ
ラスが容易に得られ、また清澄剤として芒硝が使用可能
となり、また清澄剤として芒硝が使用できるので、特殊
な装置を使用することなく、従来のガラス溶解装置、例
えばフロートガラス製造設備が使用でき、従って容易に
そして安価に、生産効率良く、泡のないガラス板を製造
可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記酸化物換算で ＳｉＯ２　　　　　　　　　　　６５　〜７５　　　　
   重量％Ａｌ２Ｏ３　　　　　　　　　０．１　〜　５　
   　　　重量％Ｎａ２Ｏ　　　　　　　　　　　１０　〜
   １８　　　　重量％Ｋ２Ｏ　　　　　　　　　　　　　
   ０　〜　５　　　　重量％ＣａＯ　　　　　　　　　　
   　　　５　〜１５　　　　重量％ＭｇＯ　　　　　　　
   　　　　　　１　〜　６　　　　重量％ＣｅＯ２　　　
   　　　　　　　　０．１〜　３．０　　重量％Ｆｅ２Ｏ
   ３　　　　　　　　　０．５　〜　１．２　　重量％Ｓ
   Ｏ３　　　　　　　　　　０．０５　〜　１．０　　重
   量％ＴｉＯ２　　　　　　　　　　　　０　〜　１．０
   　　重量％から本質的になり、かつ、Ｆｅ２Ｏ３　とし
   て表わされた全鉄分含有量のうち、重量で２０〜４０％
   が酸化第一鉄（ＦｅＯ　）　であることを特徴とする赤
   外線・紫外線吸収ガラス。