JP3965461B2 - 窓ガラス製造用のガラス板 - Google Patents
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Description
本発明は、自動車や産業用車両に取り付けるのに適した、より具体的に言うと側面窓ガラスとして使用するのに適した窓ガラスの製造に適合したガラス板に関する。
この後者のタイプの用途で使用される窓ガラスは、それらの光透過率に関する法律上の要件を満たさなくてはならない。例えば、側面窓の製造用窓ガラスはＡ光源のもとでの全光透過率（ＴＬA）が少なくとも７０％でなくてはならない。
自動車のガラスをはめた領域は現在非常に大きくなっておりしかも顧客の快適さに関する要望はますます強まっているので、これらの車両の製造者は、日射にさらされる車内の人が経験する熱さの感覚の軽減を可能にするあらゆる手段を絶えず捜し求めている。とは言え、同時に、自動車の製造者は全てのガラス装備の重量を可能な限り低下させようと努めている。
スペクトルの可視部分で高い光透過率を維持する一方で太陽エネルギーの残りのうちの最大限可能な部分を吸収するために、ガラス板の生産に使用されるガラスの組成物中に鉄を導入することが知られている。この鉄は、酸化第二鉄（Fe2O3）及び酸化第一鉄（FeO）の両方の形態でガラス中に存在する。Fe2O3の存在することは、紫外線及びスペクトルの可視部分の一番短い波長の放射線の吸収を可能にし、他方においてFeOの存在することは、近赤外の放射線及び可視範囲のうちの長い波長に相当する放射線の吸収を可能にする。両方の酸化物形態の鉄含有量の増加が可視スペクトルの二つの末端の放射線の吸収を目立たせる場合には、この効果は光の透過率にとって不利となるように達成される。
現在、鉄酸化物が放射線を吸収する能力を最高に利用する一方でそれにもかかわらず可能な最大の光透過率を保持するために様々な解決策が提案されている。
例えば、ヨーロッパ特許第297404号明細書には、Fe2O3の形で表した全鉄含有量が0.45〜0.65％であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスが記載され、また特許請求の範囲（クレーム）に記載されている。これらのガラスは、全鉄分のうちの少なくとも35％、好ましくは少なくとも50％はFeOの形であるような条件で製造される。このようにして得られたFeO含有量の増加は、赤外領域でのガラスの吸収を強めることと全エネルギー透過率（ＴE）を低下させることを可能にする。ところが、ガラスを非常に還元性の条件で硫黄の存在下に製造する場合には、硫黄と第二鉄との反応に由来する発色団が生成するためそれはこはく色になる。そこで、これを避けるために、ガラス化可能な混合物から硫酸塩をなくすことと、ガラス中の硫黄含有量は決してゼロにならないので第二鉄の割合が低いままであるのを保証することが必要であり、この第二鉄の割合を低いままにすることは全鉄含有量を厳しく制限することを意味する。当然のこと、これらのガラスが紫外線を吸収する能力は平凡なものである。
上述のヨーロッパ特許明細書により規定されたものより高い全鉄含有量の結果として、良好な光透過率と良好な赤外線及び紫外線級収率を兼ね備えるガラスを製造することも知られている。
例えば、米国特許第５２１４００８号明細書には、酸化第二セリウム及びこのタイプの他の酸化物を含まず、Fe2O3の形で表した全鉄分を0.7〜0.95重量％含有するガラスが記載されている。これらのガラスは、普通のガラス化可能な原料から通常の炉で製造される。ガラスの酸化還元度は、ガラス化可能な混合物へ炭素と硫酸ナトリウムを混入することで制御される。
この酸化還元度は、ガラス中のFeOの形での鉄が0.19〜0.24重量％であるような正確な範囲内でいろいろであり、このガラスは、3.7〜4.8mmの厚さについて言えば、光の透過率が70％より高く、紫外線の透過率は38％未満、そして全エネルギー透過率は44.5％未満である。
他のシリカ−ソーダ−石灰ガラス組成物が、所定の厚さについて、少なくとも70％の光透過率と赤外線及び紫外線の良好な吸収率を得るのを可能にする。これは、とりわけ、ヨーロッパ特許出願公開第488110号明細書及び国際公開第91/07356号パンフレットに記載されたものについて言えることである。鉄の酸化物のほかに、これらの特許出願明細書に記載されたガラスは酸化第二セリウムと酸化チタンを含有する。
本発明は、溶融金属の浴の表面へ広げることができるガラスから作られたガラス板であって、その透過の特性が鉄酸化物の存在することにより主として制御され、且つ、相当する全光透過率を持つガラス板と比べて赤外線及び紫外線を吸収する能力がそれらのガラスのそれと少なくとも同等であるが厚さはより薄いガラス板を主題とする。
本発明はまた、自動車のための側面窓ガラスの製造を可能にするガラス板であって、その厚さが既知の側面窓ガラスの厚さより薄いが、それにもかかわらず同等の透過特性を有するガラス板を主題とする。
本発明の目的は、重量百分率で表して、Fe2O3の形で表した全鉄分を0.85〜２％含有しており、FeOの形の第一鉄の重量による含有量が0.21〜0.40％であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスから作られたガラス板であり、２〜３mmの厚さについて、当該ガラスのＡ光源のもとでの全光透過率（ＴＬA）が少なくとも70％、全エネルギー透過率（ＴE）がおよそ50％未満、そして紫外線透過率がおよそ25％未満であるガラス板によって達成される。光透過率とエネルギー透過率の値はパリー・ムーン・マス２（Parry Moon Mass ２）法により測定したものであり、紫外線透過率はISO 9050の標準規格で定義された方法により測定した。
本発明によるガラス板を製造するのに使用されるガラスは、普通の原料から製造され、それにはフロートガラスの技術で用いられる通常の炉においてカレットを加えてもよい。これらのガラスの溶融と清澄は、電極間に電流を流すことにより固まりのガラスの加熱を確実にするための電極を所望ならば備えた火炎炉で行われる。ガラスの酸化還元度は酸化剤、例として硫酸ナトリウム、及び還元剤、例としてコークス、により制御される。ガラス化可能な混合物へ、この混合物を溶融させる炉の特性を考慮に入れて混入される硫酸ナトリウムの量は、ガラス中のＳＯ3含有量が一般に0.08〜0.35％になるようなものである。ガラスの製造炉の特性をやはり考慮に入れて、上記硫酸塩と一緒にされる還元剤の含有量は、ガラスの酸化還元度が正確な範囲内に維持されるように計算される。これらの範囲は、FeOの形で表した第一鉄の量とFe2O3の形で表した全鉄分の量との比の一番端の値によって定められる。本発明によれば、この比FeO/Fe2O3は20％から34％までである。
本発明によるガラス板の製造に用いられるガラスは、そのほかに、CoO、Cr2O3、Se、TiO2、MnO、NiO、CuOの成分のうちの１種以上を最高でおよそ0.04％含有してもよい。これらの成分は、使用するガラス化可能な原料のうちのいくつかに含有されている不純物及び／又はガラス化可能な混合物に混合されるガラスカレットを源とすることがあり、それらはまた、例えば特定の色をつけるため、ガラス化可能な混合物へ故意に加えられることもある。
本発明によるガラス板の製造に用いられるガラスは、下記の成分を重量百分率で表して下記の範囲により定められる含有量でもって含有する、シリカ−ソーダ−石灰ガラスである。
SiO2 64〜75％
Al2O3 0〜5 ％
B2O3 0〜5 ％
CaO 2〜15％
MgO 0〜5 ％
Na2O 9〜18％
K2O 0〜5 ％
Fe2O3（この形で表した全鉄分） 0.85〜2 ％
FeO 0.21〜0.40％
CoO，Cr2O3，Se，TiO2，MnO，NiO，CuO 0〜0.04％
SO3 0.08〜0.35％
先に述べた透過特性に加えて、本発明によるガラス板の製造に使用されるガラスは一般に、青−緑がかった着色を有する。Ｃ光源下でのそれらの主波長は一般に490〜510nmである。
本発明の枠内で、ガラス板は好ましくは、重量百分率で表して、Fe2O3の形で表した全鉄分を0.95〜２％含有しており、FeOの形の第一鉄の重量による含有量が0.29〜0.40％であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスから製造される。このようなガラスから作られた板は、３mm未満であって２mmより厚い厚さについて、全エネルギー透過率（ＴE）がおよそ46％未満である。
この形態の態様では、本発明によるガラス板を製造するために用いられるガラスは好ましくは、Fe2O3の形で表した全鉄含有量のうちの25〜30％に相当するFeOの含有量を有する。
もう一つの形態の態様では、本発明によるガラス板は好ましくは、下記の成分を重量百分率で表して下記の範囲により定められる含有量でもって含有するガラスから製造される。
SiO2 68〜75％
Al2O3 0〜3 ％
B2O3 0〜5 ％
CaO 2〜10％
MgO 0〜2 ％
Na2O 9〜18％
K2O 0〜8 ％
Fe2O3（この形で表した全鉄分） 0.95〜2 ％
CoO，Cr2O3，Se，TiO2，MnO，NiO，CuO 0〜0.04％
FeO 0.29〜0.40％
SO3 0.08〜0.35％
こうして明らかにされたガラスから作られたガラス板は、３mm未満であって２mmより厚い厚さについて、全エネルギー透過率（ＴE）がおよそ46％未満である。
この後者の形態の態様においては、本発明によるガラス板を製造するのに使用されるガラスは好ましくは、Fe2O3の形で表した全鉄含有量の20〜32％に相当するFeO含有量を有する。
一般的に言って、本発明によるガラス板を製造するのに用いられるガラスは、最高で1.5重量％までのCeO2を含有してもよく、これは紫外線の吸収に好都合である。
本発明の利点をよりよく理解するために、本発明によるガラス板を製造するのに使用されるガラスの例を下記の表に示す。
これらのガラスは、フロートガラスの技術を使用して連続の帯にすることができる。本発明によるガラス板は、厚さが１〜３mmの範囲の帯から切断して得られる。これらのガラス板は、自動車に取り付けようとする窓ガラスを製作するために単独で使用してもよくあるいは組み合わせて使用してもよい。
側面窓ガラスを製造するためには、厚さが３mm未満の単一の強化ガラスの板を使用することが可能である。このような厚さにおいて、本発明によるガラス板は紫外線の良好な吸収と良好な熱的快適さを保証し、また、車両のガラス装備の少なからぬ軽量化の達成を可能にする。有機材料の中間シート、例としてポリビニルブチラール（PVB）のシートの如きものにより切り離された厚さがおよそ１mmの２枚の板を例えば含む積層品を製造することも可能である。
ほかの窓ガラスと同じように、本発明よるガラスから製造された窓ガラスには前もって表面処理を施してもよい。
この後者のタイプの用途で使用される窓ガラスは、それらの光透過率に関する法律上の要件を満たさなくてはならない。例えば、側面窓の製造用窓ガラスはＡ光源のもとでの全光透過率（ＴＬA）が少なくとも７０％でなくてはならない。
自動車のガラスをはめた領域は現在非常に大きくなっておりしかも顧客の快適さに関する要望はますます強まっているので、これらの車両の製造者は、日射にさらされる車内の人が経験する熱さの感覚の軽減を可能にするあらゆる手段を絶えず捜し求めている。とは言え、同時に、自動車の製造者は全てのガラス装備の重量を可能な限り低下させようと努めている。
スペクトルの可視部分で高い光透過率を維持する一方で太陽エネルギーの残りのうちの最大限可能な部分を吸収するために、ガラス板の生産に使用されるガラスの組成物中に鉄を導入することが知られている。この鉄は、酸化第二鉄（Fe2O3）及び酸化第一鉄（FeO）の両方の形態でガラス中に存在する。Fe2O3の存在することは、紫外線及びスペクトルの可視部分の一番短い波長の放射線の吸収を可能にし、他方においてFeOの存在することは、近赤外の放射線及び可視範囲のうちの長い波長に相当する放射線の吸収を可能にする。両方の酸化物形態の鉄含有量の増加が可視スペクトルの二つの末端の放射線の吸収を目立たせる場合には、この効果は光の透過率にとって不利となるように達成される。
現在、鉄酸化物が放射線を吸収する能力を最高に利用する一方でそれにもかかわらず可能な最大の光透過率を保持するために様々な解決策が提案されている。
例えば、ヨーロッパ特許第297404号明細書には、Fe2O3の形で表した全鉄含有量が0.45〜0.65％であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスが記載され、また特許請求の範囲（クレーム）に記載されている。これらのガラスは、全鉄分のうちの少なくとも35％、好ましくは少なくとも50％はFeOの形であるような条件で製造される。このようにして得られたFeO含有量の増加は、赤外領域でのガラスの吸収を強めることと全エネルギー透過率（ＴE）を低下させることを可能にする。ところが、ガラスを非常に還元性の条件で硫黄の存在下に製造する場合には、硫黄と第二鉄との反応に由来する発色団が生成するためそれはこはく色になる。そこで、これを避けるために、ガラス化可能な混合物から硫酸塩をなくすことと、ガラス中の硫黄含有量は決してゼロにならないので第二鉄の割合が低いままであるのを保証することが必要であり、この第二鉄の割合を低いままにすることは全鉄含有量を厳しく制限することを意味する。当然のこと、これらのガラスが紫外線を吸収する能力は平凡なものである。
上述のヨーロッパ特許明細書により規定されたものより高い全鉄含有量の結果として、良好な光透過率と良好な赤外線及び紫外線級収率を兼ね備えるガラスを製造することも知られている。
例えば、米国特許第５２１４００８号明細書には、酸化第二セリウム及びこのタイプの他の酸化物を含まず、Fe2O3の形で表した全鉄分を0.7〜0.95重量％含有するガラスが記載されている。これらのガラスは、普通のガラス化可能な原料から通常の炉で製造される。ガラスの酸化還元度は、ガラス化可能な混合物へ炭素と硫酸ナトリウムを混入することで制御される。
この酸化還元度は、ガラス中のFeOの形での鉄が0.19〜0.24重量％であるような正確な範囲内でいろいろであり、このガラスは、3.7〜4.8mmの厚さについて言えば、光の透過率が70％より高く、紫外線の透過率は38％未満、そして全エネルギー透過率は44.5％未満である。
他のシリカ−ソーダ−石灰ガラス組成物が、所定の厚さについて、少なくとも70％の光透過率と赤外線及び紫外線の良好な吸収率を得るのを可能にする。これは、とりわけ、ヨーロッパ特許出願公開第488110号明細書及び国際公開第91/07356号パンフレットに記載されたものについて言えることである。鉄の酸化物のほかに、これらの特許出願明細書に記載されたガラスは酸化第二セリウムと酸化チタンを含有する。
本発明は、溶融金属の浴の表面へ広げることができるガラスから作られたガラス板であって、その透過の特性が鉄酸化物の存在することにより主として制御され、且つ、相当する全光透過率を持つガラス板と比べて赤外線及び紫外線を吸収する能力がそれらのガラスのそれと少なくとも同等であるが厚さはより薄いガラス板を主題とする。
本発明はまた、自動車のための側面窓ガラスの製造を可能にするガラス板であって、その厚さが既知の側面窓ガラスの厚さより薄いが、それにもかかわらず同等の透過特性を有するガラス板を主題とする。
本発明の目的は、重量百分率で表して、Fe2O3の形で表した全鉄分を0.85〜２％含有しており、FeOの形の第一鉄の重量による含有量が0.21〜0.40％であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスから作られたガラス板であり、２〜３mmの厚さについて、当該ガラスのＡ光源のもとでの全光透過率（ＴＬA）が少なくとも70％、全エネルギー透過率（ＴE）がおよそ50％未満、そして紫外線透過率がおよそ25％未満であるガラス板によって達成される。光透過率とエネルギー透過率の値はパリー・ムーン・マス２（Parry Moon Mass ２）法により測定したものであり、紫外線透過率はISO 9050の標準規格で定義された方法により測定した。
本発明によるガラス板を製造するのに使用されるガラスは、普通の原料から製造され、それにはフロートガラスの技術で用いられる通常の炉においてカレットを加えてもよい。これらのガラスの溶融と清澄は、電極間に電流を流すことにより固まりのガラスの加熱を確実にするための電極を所望ならば備えた火炎炉で行われる。ガラスの酸化還元度は酸化剤、例として硫酸ナトリウム、及び還元剤、例としてコークス、により制御される。ガラス化可能な混合物へ、この混合物を溶融させる炉の特性を考慮に入れて混入される硫酸ナトリウムの量は、ガラス中のＳＯ3含有量が一般に0.08〜0.35％になるようなものである。ガラスの製造炉の特性をやはり考慮に入れて、上記硫酸塩と一緒にされる還元剤の含有量は、ガラスの酸化還元度が正確な範囲内に維持されるように計算される。これらの範囲は、FeOの形で表した第一鉄の量とFe2O3の形で表した全鉄分の量との比の一番端の値によって定められる。本発明によれば、この比FeO/Fe2O3は20％から34％までである。
本発明によるガラス板の製造に用いられるガラスは、そのほかに、CoO、Cr2O3、Se、TiO2、MnO、NiO、CuOの成分のうちの１種以上を最高でおよそ0.04％含有してもよい。これらの成分は、使用するガラス化可能な原料のうちのいくつかに含有されている不純物及び／又はガラス化可能な混合物に混合されるガラスカレットを源とすることがあり、それらはまた、例えば特定の色をつけるため、ガラス化可能な混合物へ故意に加えられることもある。
本発明によるガラス板の製造に用いられるガラスは、下記の成分を重量百分率で表して下記の範囲により定められる含有量でもって含有する、シリカ−ソーダ−石灰ガラスである。
SiO2 64〜75％
Al2O3 0〜5 ％
B2O3 0〜5 ％
CaO 2〜15％
MgO 0〜5 ％
Na2O 9〜18％
K2O 0〜5 ％
Fe2O3（この形で表した全鉄分） 0.85〜2 ％
FeO 0.21〜0.40％
CoO，Cr2O3，Se，TiO2，MnO，NiO，CuO 0〜0.04％
SO3 0.08〜0.35％
先に述べた透過特性に加えて、本発明によるガラス板の製造に使用されるガラスは一般に、青−緑がかった着色を有する。Ｃ光源下でのそれらの主波長は一般に490〜510nmである。
本発明の枠内で、ガラス板は好ましくは、重量百分率で表して、Fe2O3の形で表した全鉄分を0.95〜２％含有しており、FeOの形の第一鉄の重量による含有量が0.29〜0.40％であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスから製造される。このようなガラスから作られた板は、３mm未満であって２mmより厚い厚さについて、全エネルギー透過率（ＴE）がおよそ46％未満である。
この形態の態様では、本発明によるガラス板を製造するために用いられるガラスは好ましくは、Fe2O3の形で表した全鉄含有量のうちの25〜30％に相当するFeOの含有量を有する。
もう一つの形態の態様では、本発明によるガラス板は好ましくは、下記の成分を重量百分率で表して下記の範囲により定められる含有量でもって含有するガラスから製造される。
SiO2 68〜75％
Al2O3 0〜3 ％
B2O3 0〜5 ％
CaO 2〜10％
MgO 0〜2 ％
Na2O 9〜18％
K2O 0〜8 ％
Fe2O3（この形で表した全鉄分） 0.95〜2 ％
CoO，Cr2O3，Se，TiO2，MnO，NiO，CuO 0〜0.04％
FeO 0.29〜0.40％
SO3 0.08〜0.35％
こうして明らかにされたガラスから作られたガラス板は、３mm未満であって２mmより厚い厚さについて、全エネルギー透過率（ＴE）がおよそ46％未満である。
この後者の形態の態様においては、本発明によるガラス板を製造するのに使用されるガラスは好ましくは、Fe2O3の形で表した全鉄含有量の20〜32％に相当するFeO含有量を有する。
一般的に言って、本発明によるガラス板を製造するのに用いられるガラスは、最高で1.5重量％までのCeO2を含有してもよく、これは紫外線の吸収に好都合である。
本発明の利点をよりよく理解するために、本発明によるガラス板を製造するのに使用されるガラスの例を下記の表に示す。
これらのガラスは、フロートガラスの技術を使用して連続の帯にすることができる。本発明によるガラス板は、厚さが１〜３mmの範囲の帯から切断して得られる。これらのガラス板は、自動車に取り付けようとする窓ガラスを製作するために単独で使用してもよくあるいは組み合わせて使用してもよい。
側面窓ガラスを製造するためには、厚さが３mm未満の単一の強化ガラスの板を使用することが可能である。このような厚さにおいて、本発明によるガラス板は紫外線の良好な吸収と良好な熱的快適さを保証し、また、車両のガラス装備の少なからぬ軽量化の達成を可能にする。有機材料の中間シート、例としてポリビニルブチラール（PVB）のシートの如きものにより切り離された厚さがおよそ１mmの２枚の板を例えば含む積層品を製造することも可能である。
ほかの窓ガラスと同じように、本発明よるガラスから製造された窓ガラスには前もって表面処理を施してもよい。
Claims (8)
- ２〜３mmの厚さについて、Ａ光源のもとでの全光透過率（ＴLA）が少なくとも70％、全エネルギー透過率（ＴE）がおよそ50％未満、そして紫外線透過率がおよそ25％未満であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスから作られたガラス板であって、下記の成分を重量百分率で表して下記の範囲により定められる含有量でもって含有するガラスから作られているガラス板。
SiO2 64〜75％
Al2O3 0〜5 ％
B2O3 0〜5 ％
CaO 2〜15％
MgO 0〜5 ％
Na2O 9〜18％
K2O 0〜5 ％
Fe2O3（この形で表した全鉄分） 1.5〜2 ％
CoO，Cr2O3，Se，TiO2，MnO，NiO，CuO 0〜0.04％
FeO 0.21〜0.40％
SO3 0.08〜0.35％ - FeOの形の第一鉄の含有量がFe2O3の形で表した全鉄含有量の20〜34％に相当するガラスから構成されていることを特徴とする、請求の範囲第１項記載のガラス板。
- FeOの形の第一鉄の含有量がFe2O3の形で表した全鉄含有量の25〜30％に相当するガラスから作られていることを特徴とする、請求の範囲第１項記載のガラス板。
- ２〜３mmの厚さについて、Ａ光源のもとでの全光透過率（Ｔ LA ）が少なくとも70％、全エネルギー透過率（Ｔ E ）がおよそ46％未満、そして紫外線透過率がおよそ25％未満であるシリカ−ソーダ−石灰ガラスから作られたガラス板であって、下記の成分を重量百分率で表して下記の範囲により定められる含有量でもって含有するガラスから作られているガラス板。
SiO2 68〜75％
Al2O3 0〜3 ％
B2O3 0〜5 ％
CaO 2〜10％
MgO 0〜2 ％
Na2O 9〜18％
K2O 0〜8 ％
Fe2O3（この形で表した全鉄分） 1.5〜2 ％
CoO，Cr2O3，Se，TiO2，MnO，NiO，CuO 0〜0.04％
FeO 0.29〜0.40％
SO3 0.08〜0.35％ - FeOの形の第一鉄の含有量がFe2O3の形で表した全鉄含有量の20〜32％に相当するガラスから作られていることを特徴とする、請求の範囲第４項記載のガラス板。
- CeO2を最高で1.5重量％含有しているガラスから作られていることを特徴とする、請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一つに記載のガラス板。
- 化学組成が請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一つに記載されているガラスから作られている、厚さが１〜３mmのガラス板少なくとも１枚から構成されていることを特徴とする窓ガラス。
- 有機材料の中間シートにより切り離された、化学組成が請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一つに記載されているガラスから作られた２枚のガラス板から構成されていることを特徴とする窓ガラス。
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