JPH07508971A - 淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物 - 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】 淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物 産業上の利用分野 本発明は、低い可視光透過率、特に低い紫外線透過率と低い全太陽エネルギー透 過率とを有する淡い灰色のガラスに関する。特定の用途に限定するものではない が、本発明のガラスは、ワゴン車などの車両のリア部分などのプライバシー保護 用の窓材に用いられるために非常に望ましい幾つかの特性を有する。これらの特 性には、車両内の物品の可視性を低減する低い可視光透過率と、車両内の温度上 昇を低減する低い赤外線透過率及び全太陽エネルギー透過率と、物品及び内装品 の劣化を防止する低い紫外線透過率と、外側及び内側の様々な上塗りの色と調和 する淡い緑灰色と、板ガラス製造方法、例えば通常の商業的なフロートガラスプ ロセスに適用できる組成とがある。

発明の背景 良好に赤外線を吸収するガラスは、ガラスに含有された鉄を還元して第−銖とす るか、銅を加えることで製造される。良好に紫外線を吸収するために加えられる 物質には、Ｆｅ”、Ｃｅ、Ｔｉ、　及びＶがある。所望のレベルの紫外線吸収率 を達成するためのある量の物質によって、ガラスの色が黄色となる傾向がある。

ガラスの良好な紫外線吸収率と良好な赤外線吸収率とを達成することによって、 ガラスの色が緑又は青となる。赤外線と紫外線とから良好に保護する灰色又はブ ロンズ色の、緑灰色に着色された車両用窓材を製造することが提案されてきた。

従来技術の、淡色（ｎｅｕｔｒａｌ）の青色、緑色、灰色、又はブロンズ色の熱 吸収ガラスは、プライバシー保護用のガラスに必要とされる太陽光吸収率よりも かなり高い吸収率を有することが多い。例えば、再付与された米国特許第２５， ３１２号明細書には、０．２〜１％のＦｅ２Ｏ３と、　０．　００３−０．　０ ５％のＮｉＯと、　０．　００３−０゜０２％のＣｏｏと、０．００３〜０．０ ２％のＳｅとを含み、厚さ０．６３５ｃｍ（０，２５インチ）で３５〜４５％の 可視光透過率を有する灰色ガラスが開示されている。

典型的な従来技術の灰色ガラスは、次の組成、７２．９％のＳｉｎ、と、１３． ７％のＮａ、Ｏと、０．０３％のに２０と、　８．９５％のＣａＯと、　３．９ ％のＭｇＯと、　０゜１０％のΔ１゜Ｏ５と、０．２７％のＳＯ，と、０．０６ ％のＦｅ２Ｏ３と、　０．０１５％のＣｏｏと、　０．０９５％のＮＩＯからな る。この種のガラスの太陽エネルギー吸収率は、本発明か目的とするものほど低 い値ではない。

最近では、ニッケルを含有しない熱吸収灰色ガラスを透過率の低い窓材として用 いることが提案されている。これらのガラスの例が、米国特許第４，１０４，０ ７６号明細書と、米国特許第５，０２３，２１０号明細書に開示されている。し かし、これらの例の何れもが着色剤として酸化第ニクロムを含有し、所望のガラ スを製造するために必要な溶解中の還元状態を提供するための従来の上部点火型 の溶融炉以外の溶融過程と溶融装置とを用いることを必要とし、本発明に望まれ る特性の特定の組み合わせを生み出すことのない、酸化鉄と、酸化コバルトと、 セレ：７とからなるある濃度の着色剤を有する。

現在では、プライバシー保護用に最も適した窓材は、所望の特性を達成するため に被膜またはコーティングを備えた板ガラスを必要とする。そのような特に効果 的な窓材の例が、Ｒ，Ｄ、Ｇｏｏｄｍａｎと、　Ｐ、Ｊ、Ｔａｕｓｃｈによる米 国特許第５，０８７，５２５号明細書に開示されている。

これらの被膜を備えｔ；窓材は、勿論有益であり、スペクトル特性を「微妙に調 整ｊできるが、とくにコスト面から見て、プライバシー保護用の窓材のための特 性の所望の組可視光透過率が２５％以下、好ましくは２０％以下であり、ａ’＝ −５±５、好ましくは一４±３、最適には−４、ｂｌ＝Ｏ±１０、好ましくは４ ±１、最適には３、Ｌ’＝５０±１０、好ましくは５０±５、最適には４８±２ のＣＩＥＬＡＢシステムの変数によって定義される色を有する淡色の優れたブラ イパン−保護用のガラスが必要であることが特定された。より詳しくは、本発明 のガラスは、公称の厚さ４ｍｍで、　（Ｃ，１，Ｅ、の光源Ａでの）可視光透過 率が２５％以下であり、全太陽エネルギー透過率が２５％以下、より好ましくは １８％以下であり、いずれの場合でも全太陽エネルギー透過率は可視光透過率よ り低く、紫外線透過率が、１８％以下、より好ましくは１５％以下である。ここ で、開示されている透過率は、次の波長の範囲に基づいている。紫外線；３００ 〜４００　ｎ　ｍ、可視光；３８０〜７２０　ｎ　ｍ、全太陽エネルギー；３０ ０〜２１３０ｎｍ。この淡色の概ね緑灰色のガラスは、０．５３以下の、好まし くは０．４６以下の濃淡係数（ｓｈａｄｉｎｇ　ｃｏｅｆｆ　１ｃｉｅｎｔ）を 有し、酸化鉄と、酸化コバルトと、酸化ニッケルとセレンとが、ある重要な割合 で加えられた標準のソーダ石灰シリカガラス（ｓｏｄａ−１ｉｍｅ−ｓｉｌｉｃ ａ　ｇｌａｓｓ）組成物から製造される。より詳しくは、これらの所望のガラス は、通常は［第−鉄値（ｆｅｒｒｏｕｓ　ｖａｌｕｅ）Ｊ　と呼ばれるＦｅ、０ ３に対するＦｅＯの特定の割合を達成するべ（Ｆｅ２０．が還元された鉄の総量 が高いガラスと組み合わせて酸化ニッケルを用いることで製造されることが明ら かとなった。

上述したことと関連して、ガラス組成物またはバッチに含有された鉄の総量を「 Ｆｅ２Ｏ３として表わされた全鉄量」と言うことがガラス製造業では一般的であ る。しかし、ガラスバッチが溶解されたとき、全鉄量の一部が還元されてＦｅＯ となり、残りの鉄はＦｅ２Ｏ３に留まる。溶解されたガラスの酸化第二鉄と第一 鉄の平衡は、酸化と還元の平衡の結果である。Ｆｅ２ｏ３を還元すると、ＦｅＯ が生成されるばかりでなく、酸素ガスをも生成するので、製造されたガラス内の 二つの鉄化合物の重量が減少する。従って、製造されたガラスの実際のＦｅＯと Ｆｅ２Ｏ３との合計の重量は、Ｆｅ２Ｏ３として表された全鉄量のバッチの重量 よりも低い値となる。このような理由から、本明細書及び請求の範囲で用いられ ている「全鉄量ｊまたは「Ｆｅ２ｏ３として表現された全鉄量」は、還元される 前のガラスバッチに含有されている全鉄の重量を意味することに注意しなければ ならない。更に、本明細書及び請求の範囲で用いられている「第−鉄値」は、製 造されたガラスに対する第一鉄の重量％をＦｅ、Ｏ，として表された全鉄量の重 量％で除した値で定義されることに注意しなければならない。

特に言及されない限り、本明細書及び請求の範囲で用いられている「パーセント （％）」及び「重量部（ｐａｒｔｓ　ｂｙ　ｗｅｉｇｈｔ）Ｊは、重量パーセン ト及び重量の一部を意味する。波長拡散Ｘ線蛍光法（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　ｄ ｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｘ−ｒａｙ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）　が、　ＮｉＯ と、　ＣＯ３Ｏ４と、　Ｓｅと、　Ｆｅ２Ｏ３として表された鉄の総量とをめる ために使用される。バーント還元率は、分光光度計を用いて波長１１０６０ｎで の標本の放射透過率をはじめに測定することでめられる。１１０６０ｎの透過率 は、次式を用いて光学濃度を算出するために用いられる。

光学濃度　＝　ｌｏｇ、。（Ｔ　ｏ　／　Ｔ　）（Ｔｏ＝１００−反射から推定 された損失＝９２；Ｔ＝１０６０ｎｍでの透過率） 光学濃度は、パーセント還元率を算出するために用いられる。

パーセント還元率＝１１０ｘ光学濃度／（ガラスの厚さｍｍＸ Ｆｅ２Ｏ３の総量重量％） 本発明の濃灰色のガラスは、次の範囲の鉄、コバルト、及び着色剤としてのセレ ンを使用して製造される。

緑灰色ガラスの淡い着色は、低い励起純度（ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ　ｐｕｒｉｔ ｙ）によって特徴づけられる。本発明のガラスは、１０％以下の励起純度を、好 適な実施例では８％以下の励起純度を表す。本発明のガラスは、４９０−５６５ 　ｎｍの、好ましくは５４５〜５６５ｎｍのかなり狭い範囲の主波長を有する。

本発明のガラスは、次のＣＩＥＬΔＢの色変数を有する。

ａ’＝−５±５、ｂ　’＝　−５±５、Ｌ’＝５０±１０゜ニッケル（酸化ニッ ケル）は、本発明の組成物では重要である。安定した動作状態にある通常のフロ ートタンクは、ある第一鉄のレベルで平衡状態に達する。この第−銖のレベルは 、ガラスに含有される鉄の総量と、炎のレドックス（ｒｅｄｏｘ）等によって変 化する。好適な鉄の総量のレベルのフロートタンクに対する「平衡した」第−鉄 値は、所望の全太陽エネルギー透過率と濃淡係数とを達成するために、酸化ニッ ケルが加えられなければならないような値になっている。

平衡した第−鉄値に酸化ニッケルを加える代わりに、全太陽エネルギー透過率を 低下させる第−鉄値を増加するために、還元剤、例えば炭素がバッチに加えられ る。これは、鉄と炭素とが多く組み合わされることによる硫化鉄（琥珀組成物） によって、ガラスが着色されるので、好ましいことではない。

詳１じし１朋 ソーダ石灰シリカガラスは、ガラス全体の重量に対する重量％で表現された次の 組成によって特徴づけられる。

Ｓｉｎ、　６８〜７５％ Ｎａ２ｏ　１０〜１８％ ＣａＯ５〜１５％ ＭｇＯ０〜５％ ＡＩ　２０３　０〜５％ に２ｏ　０〜５％ Ｓ０３などの溶融促進剤または精製促進剤を含むその他の少数の成分が、ガラス 組成物に含有されていても良い。少量のＢａＯまたはＢ２０．が所望に応じてガ ラスに含有されている。このガラスに上述された本発明の着色剤が添加される。

このガラスは、不純物として存在する極微量の着色剤という例外があるものの特 に引用された着色剤以外の着色剤を含有していない。本発明のガラスは、従来の タンク型の溶融炉内で連続して溶融されかつ精製され、溶融されたガラスを溶融 された金属の槽に支持するフロート法によって様々な厚さの板ガラスに、リボン の形状を呈する場合には薄い板ガラスに形成され、冷却される。

例１から例６は、好ましい淡い緑灰色の外見を有し、太陽エネルギー透過率を非 常に良く低減し、非常に好ましい濃淡係数（ｓｈａｄｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉ ｅｎｔ）を達成する本発明の好適な実施例である。濃淡係数は、　「Ｌａｗｒｅ ｎｃｅ　Ｂｅｒｋｅｌｙ　ＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓＪのＷｉｎｄｏｗ　３．１ ソフトウエアプログラムから算出され、このプログラムは、外気温度３２℃（８ ９゜Ｆ）、室内温度２４℃（７５°Ｆ）、太陽光の強度７８９Ｗ／ｍ２（２４８ Ｂ　ｔ　ｕ／　（ｈ　ｒ　Ｘ平方フィート））及び風速１２ｋｍ／ｈ　（７，５ ｍ／ｈ）に基づいている。即ち、可視光透過率（ＩＩＩ　Ａ）は、標準の厚さ４ ｍｍでのこれらの全ての例で２０％以下となっている。６例の全太陽エネルギー 透過率（ＴＳ）は１８％以下であり、全ての例で可視光透過率より低い。紫外線 透過率（ＵＶ）は、６例で１３％を超えない範囲で全太陽エネルギー透過率より 低い値となっている。濃淡係数は、６例で常に０．４７以下となっている。

（以下余白） 表　１ （以下余白） 例６のガラスの組成は、次のようになっている。

例６のパンチ混合物は、次のようであった。

１０％のＳｅの保留を仮定している。

フロート法で製造されたガラスは、約２〜１０ｍｍの厚さを有する。本発明の好 ましい太陽光調節特性のために、これまで説明された透過率の特性は、３〜５ｍ ｍの厚さで達成されることが好ましい。

当業者には知られているように、他の変形実施例も以下の請求の範囲で定義され る本発明の技術的視点を逸脱することなしに可能である。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＮＥ、　ＳＮ。

ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＢＹ。

ＣＡ、ＣＨ，ＣＮ、ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＧＥ、ＨＵ、ＪＰ、 ＫＧ、ＫＰ、ＫＲ，ＫＺ、ＬＫ、ＬＵ、ＬＶ、ＭＤ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、 Ｎｏ。

ＮＺ、　ＰＬ、　ＰＴ、　ＲＯ，ＲＵ、　ＳＤ、　ＳＥ、　ＳＩ、　ＳＫ、ＴＪ 、ＴＴ、ＵＡ、ＵＺ、ＶＮ （７２）発明者　ヒゲピー、ペイジ・エルアメリカ合衆国オハイオ州４３５３７ ・モーミー・ステイシーレイン　６５８ （７２）発明者　ファイルズ、ケネス・エムイギリス国うンカシャー・ダブリュ エヌ４０ニスイー・ライガン・ガースウッド・ラングホウムロード　９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物であって、必須の成分として、 約１．３重量％〜約２重量％のＦｅ２Ｏ３（全鉄量）と、約０．０１重量％〜約 ０．０５重量％のＮｉＯと、約０．０２重量％〜約０．０４重量％のＣｏ３Ｏ４ と、約０．０００２重量％〜約０．００３重量％のＳｅとを含み、 第一鉄値か１８％〜３０％であり、 濃淡係数が０．５３以下であることを特徴とする淡色ソーダ石灰シリカガラス組 成物。 ２．次のＣＩＥＬＡＢの変数、 ａ′＝−５±５、ｂ′＝０±１０、Ｌ′＝５０±１０によって定義された色を有 することを特徴とする請求項１に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ３．次のＣＩＥＬＡＢの変数、 ａ′＝−４±３、ｂ′＝４±１、Ｌ′＝５０±５によって定義された色を有する ことを特徴とする請求項１に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ４．主波長が４９０ｎｍ〜５６５ｎｍであり、励起純度が１０未満であることを 特徴とする請求項１に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ５．主波長が５４５ｎｍ〜５６５ｎｍであり、励起純度が８未満であることを特 徴とする請求項１に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ６．淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物であって、必須の成分として、 約１．３重量％〜約２重量％のＦｅ２Ｏ３（全鉄量）と、約０．０１重量％〜約 ０．０５重量％のＮｉＯと、約０．０２重量％〜約０．０４重量％のＣｏ３Ｏ４ と、約０．０００２重量％〜約０．００３重量％のＳｅとを含み、 第一鉄値が１８％〜３０％であり、 公称の厚さ４ｍｍに於いて、可視光透過率が２５％以下であり、全太陽エネルギ ー透過率が２５％以下であり、紫外線透過率が１５％以下であることを特徴とす る淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ７．前記Ｆｅ２Ｏ３（全鉄量）が、１．３重量％〜１．６重量％であることを特 徴とする請求項６に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ８．前記ＮｉＯが、０．０２２５重量％〜０．０２８５重量％であることを特徴 とする請求項６に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ９．前記Ｃｏ３Ｏ４が、０．０２０重量％〜０．０２６重量％であることを特徴 とする請求項６に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １０．前記Ｓｅが、０．００１０重量％〜０．００２０重量％であることを特徴 とする請求項６に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １１．前記第一鉄値が、約１９％〜約２８％であることを特徴とする請求項６に 記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １２．前記第一鉄値が、約２０％〜約２４％であることを特徴とする請求項１１ に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １３．次のＣＩＥＬＡＢの変数、 ａ′＝−５±５、ｂ′＝０±１０、Ｌ′＝５０±５によって定義された色を有す ることを特徴とする請求項６に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １４．濃淡係数が、０．５３以下であることを特徴とする請求項６に記載の淡色 ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １５．淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物であって、必須の成分として、 約１．３重量％〜約２重量％のＦｅ２Ｏ３（全鉄量）と、約０．０１重量％〜約 ０．０５重量％のＮｉＯと、約０．０２重量％〜約０．０４重量％のＣｏ３Ｏ４ と、約０．０００２重量％〜約０．００３重量％のＳｅとを含み、 第一鉄値が１８％〜３０％であり、 公称の厚さ４ｍｍに於いて、可視光透過率が２０％以下であり、全太陽エネルギ ー透過率が１８％以下であって、如何なる場合でも可視光透過率以下であり、紫 外線透過率が１５％以下であることを特徴とする淡色ソーダ石灰シリカガラス組 成物。 １６．濃淡係数が、０．５３以下であることを特徴とする請求項１５に記載の淡 色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １７．濃淡係数が、０．４６以下であることを特徴とする請求項１６に記載の淡 色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １８．淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物であって、必須の成分として、 約１．３重量％〜約１．６重量％のＦｅ２Ｏ３（全鉄量）と、 約０．０２２５重量％〜約０．０２８５重量％のＮｉＯと、 約０，０２０重量％〜約０．０２６重量％のＣｏ３Ｏ４と、約０．００１０重量 ％〜約０．００２０重量％のＳｅとを含み、 第一鉄値が１８％〜３０％であり、 公称の厚さ４ｍｍに於いて、可視光透過率が２５％以下であり、全太陽エネルギ ー透過率が２５％以下であり、紫外線透過率が１５％以下であることを特徴とす る淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 １９．第一鉄値が、２０％〜２４％であることを特徴とする請求項１８に記載の 淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ２０．可視光透過率が２０％以下であり、全太陽エネルギー透過率が１８％以下 であって、如何なる場合でも可視光透過率以下であり、紫外線透過率が１５％以 下であることを特徴とする請求項１９に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成 物。 ２１．濃淡係数が、０．４６以下であることを特徴とする請求項１８に記載の淡 色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ２２．主波長が５４５ｎｍ〜５６５ｎｍであり、励起純度が８未満であることを 特徴とする請求項１８に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ２３．次のＣＩＥＬＡＢの変数、 ａ′＝−４±３、ｂ′＝４±１、Ｌ′＝５０±５によって定義された色を有する ことを特徴とする請求項１８に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。 ２４．次のＣＩＥＬＡＢの変数、 ａ′＝−４、ｂ′＝３、Ｌ′＝４８±２によって定義された色を有することを特 徴とする請求項２３に記載の淡色ソーダ石灰シリカガラス組成物。