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JPH10120431A - 低透過率ガラス - Google Patents

低透過率ガラス

Info

Publication number
JPH10120431A
JPH10120431A JP9116309A JP11630997A JPH10120431A JP H10120431 A JPH10120431 A JP H10120431A JP 9116309 A JP9116309 A JP 9116309A JP 11630997 A JP11630997 A JP 11630997A JP H10120431 A JPH10120431 A JP H10120431A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
less
transmittance
nominal thickness
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9116309A
Other languages
English (en)
Inventor
Alan Robert Yates
ロバート・アラン・イエイツ
Anthony Vincent Longobardo
アンソニー・ビンセント・ロンゴバルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guardian Industries Corp
Original Assignee
Guardian Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guardian Industries Corp filed Critical Guardian Industries Corp
Publication of JPH10120431A publication Critical patent/JPH10120431A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C4/08—Compositions for glass with special properties for glass selectively absorbing radiation of specified wave lengths
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車用及び建築用に特に有用な、鉄を含む
ガラスを提供する。 【解決手段】 ニッケル酸化物を用いることなく紫外、
赤外、及び全太陽エネルギーの透過率の低レベルを実現
し、一実施例においては選択的量のＢ2Ｏ3を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＶ、可視、及び
ＩＲのエネルギー範囲において低い光透過率を呈するガ
ラスに関する。特に、本発明は、自動車のプライバシー
用及び視認用の窓として、また、所与の建築用途として
極めて適したガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車における「プライバシー用」窓の
商品的利用が広まってきている。所与の利用では、建築
用及び他の分野における低い光透過率の窓から作製され
ている。この関連から、いわゆる「ダークグレイ」ガラ
ス又は「ニュートラルグレイ」ガラスには広範な利用が
見出される。
【０００３】このようなガラスは、一般的に、（例え
ば、汎用的「フロート」ガラスを作製するために用いら
れるような）標準的ソーダライムシリカ・ガラス組成物
から形成され、それに対して、好ましい色（例えば、ニ
ュートラルグレイ）並びにＵＶ、可視、及びＩＲ領域
（例えば、約３００〜２０００nm）における低光透過率
の双方を実現するために、所望の色やスペクトル吸収特
性を得るべく様々な着色剤を添加したりする。これらの
着色剤の多くは、鉄（iron）であり、主として第二鉄及
び第一鉄からなる。全鉄含有量は慣用的にＦｅ2Ｏ3とし
て表されるが、第二鉄は強い紫外線吸収剤であるのに対
し、第一鉄は強い赤外吸収剤である。これら２つの構成
要素（及び他の既知の着色剤、Ｃｅ、Ｓｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ等々）のバランスは、
実際に商品として製造可能で販売可能な製品を実現する
必要がある場合に、困難な作業と認識されている。
【０００４】このような商品として許容できる製品（す
なわち、構成要素の好適なバランス）は、Libbey-Owens
-Ford Co.により製造され、GALAXSEEソーラー・プライ
バシー・ガラスとして知られている。このガラス及びそ
の組成は、米国特許第５３０８８０５号に記載があると
されている。当該特許では、重量％において次の組成を
有する汎用的ソーダライムシリカをベースとするガラス
が開示されている。
【表１】 ＳｉＯ2 ６８〜７５ Ｎａ2Ｏ １０〜１８ ＣａＯ ５〜１５ ＭｇＯ ０〜５ Ａｌ2Ｏ3 ０〜５ Ｋ2Ｏ ０〜５
【０００５】さらに当該ガラスは、ＳＯ3等の溶融及び
精製補助剤を有する。さらに、任意の「微量のＢａＯ若
しくはＢ2Ｏ3」が、重量％において本質的に次の組成か
らなる着色剤と共に与えられる。
【表２】 Ｆｅ2Ｏ3(全鉄） １．３〜２ ＮｉＯ ０．０１〜０．０５ Ｃｏ3Ｏ4 ０．０２〜０．０４ Ｓｅ ０．００２〜０．００３ 第一鉄の値 １８〜３０％
【０００６】この組成のガラスは、１０％未満の刺激純
度(excitation purity)、４９０〜５６５nmの範囲の主
波長、及び、次の汎用的ＣＩＥＬＡＢ色座標により規定
される色を呈する。
【表３】 Ｌ*＝５０±１０ ａ*＝−５±５ ｂ*＝０±１０
【０００７】当該特許は、特に、「ニッケル（酸化ニッ
ケル）の存在が本発明の組成において本質的である」と
記載している（第３段、４８〜４９行）。
【０００８】ＧＡＬＡＸＳＥＥガラスは、実際に必要か
つ望ましい太陽光特性（低ＵＶ透過率及び低全太陽エネ
ルギー透過率）を呈するので商品的に好適な製品である
が、その所望の特性を実現するために多量の（すなわ
ち、内在的微量要素以上の）ＮｉＯの使用を必要とする
という欠点がある。ＮｉＯは、例えば、ガラス内に硫化
ニッケルの石を形成する可能性があるという問題点が知
られている。
【０００９】他の特許も報告され、また他の市販製品も
ニュートラルグレイの低透過率ガラスと称されるガラス
を提示しているが、一般的に云えば、ＧＡＬＡＸＳＥＥ
が実現した全体にバランスのとれた特性を実現できてい
ない。したがって、これらのガラスは、所与の市場にお
いてはそれほど望ましいものとはされていない。これら
の特許の例（及び、おそらくそれらの実施例たる製品）
としては、米国特許第５０２３２１０号（低透過率の非
ニッケル含有グレイ・ガラス）、同第５４１１９２２
（特性を得るために多量のＴｉＯ2を必要とするニュー
トラルグレイグリーン非ニッケル含有低透過率ガラ
ス）、及び同第５３５２６４０号（非ニッケル含有であ
るが高い全鉄割合１．４〜４％を必要とし、かつ実際に
極めて暗くほとんど黒色に見える色であるガラス）があ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上から、ＧＡＬＡＸ
ＳＥＥガラスの特性を実現するが、「実質的にニッケル
を含まない」（すなわち、不純物として内在する微量の
ニッケル以上の量のニッケルを含まない、つまりガラス
組成の重量％で約０．０００５％未満）ような新たなガ
ラス組成に対する技術的要請があることが明白である。
【００１１】加えて、究極的に得られる色がニュートラ
ルグレイ色であるかあるいは市場において所与の他の目
的については全面的に許容できる他の色であるかに関わ
りなく、ガラスにおいて低いＵＶ透過率値、低いＩＲ透
過率値、及び低い全太陽エネルギー（ＴＳ）透過率値を
包括的に実現すると共に、これらの値を実現するために
高レベルの（例えば重量にして１．３％を超える）全鉄
（Ｆｅ2Ｏ3)を使用する必要がないようなガラス組成に
対する技術的要請もある。本発明の目的は、上記及び他
の技術的要請を満たすことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記のニュートラルグレ
イ・ガラス組成に対する要請は、次の本発明の構成によ
り満足される。実質的にニッケルを含まないソーダライ
ムシリカ・ガラスであって、重量％にして次の組成から
なる基本ガラス組成を有する。
【表４】 成分 重量％ −−−−−−−−−−−− ＳｉＯ2 ６８〜７５ Ｎａ2Ｏ １０〜１８ ＣａＯ ５〜１５ ＭｇＯ ０〜５ Ａｌ2Ｏ3 ０〜５ Ｋ2Ｏ ０〜５
【００１３】さらに、上記ソーダライムシリカ・ガラス
は、重量％にして次の組成の着色剤を含む。
【表５】 Ｆｅ2Ｏ3(全鉄） 約１．１０〜１．２８ ＦｅＯ 約０．２２〜０．３３ Ｃｏ3Ｏ4 約０．０１８〜０．０２５ Ｓｅ 約０．００２２〜０．００４０ Ｃｒ2Ｏ3 約０．０１〜０．０４
【００１４】ここで、全鉄のＦｅＯへの還元率は約１９
〜３０％であり、上記ガラスは、公称厚さ４mmで計測し
た場合、約２３％未満の視感透過率、約２３％未満の全
太陽エネルギー透過率、及び次のＣＩＥＬＡＢ座標によ
り規定される色を有する。
【表６】 Ｌ*＝５０±１０ ａ*＝−５±５ ｂ*＝０±１０
【００１５】さらに、本発明は、低いＵＶ及びＩＲの透
過率特性を呈しながら鉄含有量の低いガラスに対する要
請を満足する。重量％にして次の基本組成を有するソー
ダライムシリカ・ガラスである。
【表７】 成分 重量％ −−−−−−−−−−−−− ＳｉＯ2 ６８〜７５ Ｎａ2Ｏ １０〜１８ ＣａＯ ５〜１５ ＭｇＯ ０〜５ Ａｌ2Ｏ3 ０〜５ Ｋ2Ｏ ０〜５ Ｂ2Ｏ3 ０．０５〜５
【００１６】さらに、上記ガラスは、重量％にして０．
５〜１．３％の着色剤として鉄（全鉄としてのＦｅ
2Ｏ3）を有する。自動車分野（視認用若しくはプライバ
シー用）又は建築分野のいずれかにおける必要な厚さで
用いられた場合に、上記ガラスは、優れたＵＶ、ＩＲ、
及びＴＳ（全太陽エネルギー）の透過率を呈する一方、
鉄が低レベルであり、また更なる調整を望まない限り他
のＵＶ若しくはＩＲの吸収剤も含まない。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、その基本組成として汎
用的ソーダライムシリカ平面ガラスを用いることを想定
し、これに対して、所与の着色剤及び一態様においては
固有量のＢ2Ｏ3を加える。これにより、その独自の成果
を実現する。この点で、フロート工程により作製され、
一般的に重量％にして次のように概して表される様々な
ソーダライムシリカ・ガラスが特に有用である。
【表８】 ＳｉＯ2 ６８〜７５ Ｎａ2Ｏ １０〜１８ ＣａＯ ５〜１５ ＭｇＯ ０〜５ Ａｌ2Ｏ3 ０〜５ Ｋ2Ｏ ０〜５
【００１８】さらに、他の少量の成分、様々な汎用的溶
融及び精製の補助剤を含めて、例えばＳＯ3等を含んで
いる場合もある。従来、さらに、任意に少量のＢａＯ及
び／又はＢａ2Ｏ3を含むことが知られている。
【００１９】これらの基本ガラスは既知であり、本発明
の独自性はその一態様としてある。すなわち、この基本
組成へ添加される着色剤の独自の組合せによる。また、
別の態様としては、独自の量のＢ2Ｏ3を少量の全鉄と組
み合わせて使用することがあり、この組合せは、第一鉄
及び第二鉄の吸収性を格段にかつ協同的に変更するため
に見出された。これにより、ＵＶ、ＴＳ、及びＩＲの低
い透過率レベルが実現される一方、全鉄の量（すなわ
ち、第二鉄及び第一鉄の含有量）を低いレベルに維持す
ることにより製造工程に寄与することとなり、また他の
ＵＶ若しくはＩＲの吸収剤を不要とする。
【００２０】本発明の第１の態様に関しては、前述の通
り、本発明の組成物は「プライバシー用」窓の特性を実
現する。これらの特性は主として、（１）色、（２）視
感透過率、及び（３）全太陽エネルギー透過率である。
全てではないが、所与の予想される末端用途について付
加的な重要点を考慮すると、更なる特性として紫外光
（ＵＶ）透過率、赤外エネルギー（ＩＲ）透過率、主波
長（ＤＷ）及び刺激純度（Ｐｅ）がある。
【００２１】これらの特性のパラメータを特定するため
には、一般的に、計測対象であるガラスの厚さを特定す
る必要がある。これに関して本明細書中で用いられる用
語「公称厚さ４mm」とは、ガラスの特性が、検査（いず
れの検査であっても）に付される実際のガラスの厚さが
約４．０１〜４．１７mm（すなわち、約０．１５８〜
０．１６４インチ）であるときに計測される特性である
ことを意味する。この点に関してこのような厚さは、一
般的に、フロート・ガラスにおける汎用的厚さとして認
識されており、自動車用窓工業における仕様に合致する
規格を決定するために認められた厚さである。
【００２２】公称厚さ４mmにおいて、前述の通り、本発
明により実現される重要な色特性は、汎用的なＣＩＥＬ
ＡＢ技術（米国特許第５３０８８０５号参照）により表
すことができる。この技術は、CIE Publication 15.2(1
986)及びASTM:E 308-90[Ill.C 2°オブザーバ]に記載さ
れている。本発明の第一の態様に合わせて一般的に云え
ば、公称厚さ４mmのガラスは、次のＣＩＥＬＡＢ色座標
を有することになる。
【表９】 Ｌ*＝５０±１０ ａ*＝−５±５ ｂ*＝０±１０
【００２３】最適な場合、ＣＩＥＬＡＢ色座標は、次の
ようになる。
【表１０】 Ｌ*＝４９±２ ａ*＝−４±２ ｂ*＝３±２
【００２４】「視感透過率」（LTa,2°オブザーバ）
は、技術的に知られた特性であり用語である。本明細書
では、その周知の意味において用いられる（米国特許第
５３０８８０５号参照）。この用語は、Ｉｌｌ. として
も知られる。可視透過率（全体として３８０〜７８０n
m）及びその計測はCIE Publication 15.2(1986)及びANS
I試験法Z26.1に従って行われる。本発明の第１の態様に
おいては、公称厚さ４mmのガラスが、約２４％未満の視
感透過率（LTa,2°オブザーバ）を有し、好適には２３
％未満であり最適には約１６〜２０％である。
【００２５】「全太陽エネルギー透過率」（ＴＳ）（全
体として３００〜２１００nm、Parry Moon Air Mass=2
を用い５０nm間隔でシンプソン則を用いて統合される）
もまた、周知の技術用語である（米国特許第５３０８８
０５号参照）。本明細書では、この周知の意味で用いら
れる。その計測は汎用的であり周知である。本発明の台
１の態様においては、一般的にガラスが、約２３％未満
の全太陽エネルギー透過率を呈し、好適には１９％未満
であり最適には約１３〜１７％である。
【００２６】「紫外光透過率（紫外透過率）」（ＵＶ
(％)）、「赤外エネルギー透過率（赤外透過率）」（Ｉ
Ｒ(％)）、「主波長」（ＤＷ）及び「刺激純度」（「純
度」％若しくはＰｅ）の用語及び特性もまた、これらの
計測技術と共に周知の技術用語である。本明細書中これ
らの用語は、これらの周知に意味において用いられる
（米国特許第５３０８８０５号参照）。
【００２７】「紫外透過率」（ＵＶ(％)）は、本明細書
では、Parry Moon Air Mass=2を用いて計測される（全
体として３００〜４００nm、１０nm間隔でシンプソン則
を用いて統合される）。このような計測は、汎用的であ
り周知である。本発明の好適例では、ＵＶ透過率は約１
５％未満であり、好適には１３％未満、最適には約８〜
１２％である。
【００２８】「赤外透過率」（ＩＲ(％)）は、シンプソ
ン則及びParry Moon Air Mass=2を用いて全体として波
長８００〜２１００nmの範囲で５０nm間隔で汎用的に計
測される。このような計測は周知技術である。本発明の
好適例では、ＩＲ透過率は、約２０％未満であり、好適
には１７％未満、最適には約９〜１６％である。
【００２９】主波長（ＤＷ）は、前述のCIE Publicatio
n 15.2(1986)及びASTM:E 308-90に従って汎用的に計測
される。本発明に第１の態様の好適例では、主波長が約
４９０〜５６５nmの間である。最適には、５２０〜５６
５nmの間である。
【００３０】刺激純度（Ｐｅ又は「純度」％）は、CIE
Publication 15.2(1986)及びASTM:E308-90に従って汎用
的に計測される。本発明の第１の態様の好適例では、純
度は、約１１％未満であり、好適には８％未満、最適に
は約２．５〜６．５％である。
【００３１】本発明の第１の態様の上記の望ましい特性
を実現するために、上記の基本ガラス組成は、実質的に
ニッケルを含まず、さらにそれに対して次の着色剤を加
え、そして次の％の全鉄のＦｅＯへの還元率を呈する。
着色剤は（重量％にして）本質的に次の通りである。
【表１１】 範囲 好適範囲 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− Ｆｅ2Ｏ3（全鉄）１．１０〜１．２８ １．２４〜１．２６ ＦｅＯ ０．２２〜０．３３ ０．２６〜０．３２ Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１８〜０．０２５ ０．０２〜０．０２４ Ｓｅ ０．００２２〜０．００４０ ０．００２５〜０．００３５ Ｃｒ2Ｏ3 ０．０１〜０．０４ ０．０１〜０．０２５ 還元率％（全鉄からＦｅＯへ）１９〜３０ ２２〜２８
【００３２】特に好適な組成においては、基本ガラスに
本質的に次の（重量％による）組成からなる着色剤を添
加している。
【表１２】
【００３３】本発明の第１の態様においては、ガラス組
成中にＢ2Ｏ3を使用することは任意である。しかしなが
ら、（重量％で）最適例では約５％まで用い、好適には
１％未満であり最適には０．５％未満である。所与の実
施例では約０．２６〜０．２７％である。
【００３４】「還元率％（全鉄からＦｅＯへ）」という
用語は、周知の技術用語である。本明細書では、周知の
意味で用いられ、米国特許第５３０８８０５号（「第一
鉄値」と表されている）で用いられた方法に従って計算
される。
【００３５】「実質的にニッケルを含まない」という言
葉は、バッチ成分に対してニッケルが積極的に加えられ
ていないことを意味する。理想的には、本発明のガラス
は、いかなるニッケルも全く含まないものであるが、用
いられる他のバッチ成分中の不純物のためにこれを実現
することは通常不可能である。したがって、「実質的に
ニッケルを含まない」という言葉は、ガラス中の重量％
で約０．０００５％を超えないような微量不純物として
の少量のＮｉＯ等を包括するものである。
【００３６】上記のようにＢ2Ｏ3の使用は、上記の範囲
で使用される場合、「プライバシー用」ガラス若しくは
「ニュートラルグレイ」ガラスの技術を超える利用性の
ある独自の成果を実現することが判明した。この独自の
成果（又は、共同的効果）は、Ｂ2Ｏ3が着色剤としての
鉄（第一鉄及び第二鉄）と共に汎用的フロートガラス組
成に用いられるとき、理由は完全にはわかっていない
が、適切な低レベルのＴＳ、ＩＲ及びＵＶ透過率を実現
するために通常予想されるよりも少量の鉄を用いればよ
いということである。
【００３７】この本発明の第２の態様に関して、（本明
細書に記載した）汎用的ソーダライムシリカ・ガラス中
の鉄含有率が、通常、ガラスの重量％にして１．３％を
超えず、好適には０．５〜１．３％であり最適には約
０．８〜０．９％となるように、多くの目的の使用につ
いて考慮される。同様に、これらの量の鉄が存在する場
合、用いられるＢ2Ｏ3の量は、（ガラスの重量％にし
て）通常０．０５〜５％、好適には０．０５〜１．０
％、及び最適には約０．１〜０．５％である。
【００３８】もちろんこれらのガラスにおいては、他の
成分の添加により色及び他の特性を調整可能である。例
えば、ＵＶ、ＩＲ、及びＴＳ透過率を減少させる目的の
ために知られている成分を添加することにより、これら
の透過率をさらに減少させることができる。
【００３９】本発明の第２の態様で想定されたガラス
は、一般的に、「自動車用」ガラスと「建築用」ガラス
（例えば、図３における家「Ｈ」内の窓「Ｐ」）へ分け
ることができる。これらはそれらの末端用途を示してい
る。「自動車用」市場においては、ガラスが２つの副次
的な末端用途へと分けられる。第１は「視認用」（例え
ば、図２における非プライバシー用の前面防風窓「Ｗ」
及び前方側面窓「Ｆ」）であり、第２は「プライバシー
用」である（例えば、図２における後方側面窓
「Ｒ」）。背面窓（図示せず）もまた、通常、「プライ
バシー用」であろう。これら３つの用途範囲において得
られる通常の特性は、上記の低鉄含有率ガラス（「自動
車用」については（前記の定義の）公称厚さ４mm、「建
築用」については公称厚さ６mm（すなわち、５．５６〜
６．２０mm））において上記のＢ2Ｏ3量を用いたとき、
次の通りである。
【表１３】 特性 視認用 プライバシー用 建築用 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ＬＴａ(2°オフ゛サ゛ーハ゛)(％)７０〜８０ １０〜２０ ２０〜７０ ＵＶ(％) ＜４０ ＜１５ ＜３０ ＩＲ(％) ＜２５ ＜１５ ＜３０ ＴＳ(％) ＜４５ ＜２５ ＜４０
【００４０】ここで本発明を所与の実施例に関して説明
する。 ＜実施例１〜１１＞１１個の実施例のガラスが、基本バ
ッチ成分から次の通り多段プロセスにおいて形成された
（砂の重量を１０００として比で表した）。
【表１４】 成分（要素） 重量 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 砂 １０００ ソーダ灰 ３１８ ドロマイト ２４４．２２ 石灰石 ８５．５２ ソルトケーキ １４．２５ べんがら １４．１３ カーボン ０．７４ 硝酸ナトリウム ２．２５
【００４１】このガラスは、汎用的技術を用いて溶融さ
れ、カレットへと形成された。カレットは暗緑色であ
り、重量％にして次の組成であった。
【表１５】 ＳｉＯ2（ＸＲＦ、ＢＤ） ７２．３５、７２．４０ Ｎａ2Ｏ １３．７５ ＣａＯ ８．７２ ＭｇＯ ３．８１ Ａｌ2Ｏ3 ０．１６ Ｋ2Ｏ ０．０４ ＳＯ3 ０．０２ ＴｉＯ2 ０．０４ Ｆｅ2Ｏ3 ０．８８ ＦｅＯ ０．２３
【００４２】この基本ガラス・カレット（１００ｇ試
料）は、その後、更なる着色剤化合物及び溶融剤と次の
表１６及び表１７に示すように（様々な量で）混合され
た。用いられた着色剤化合物及び溶融剤は、酸化鉄（Ｆ
ｅ2Ｏ3）、セレン金属粉（Ｓｅ）、酸化コバルト粉（Ｃ
ｏ3Ｏ4）、酸化クロム粉（Ｃｒ2Ｏ3）、及びカーボン
（コークス）であった。Ｃｒ2Ｏ3粉は、クロマイト石を
形成する可能性を最小限とするために微細な粉に挽かれ
た。各実施例は、プラチナ金属製るつぼに入れられ、電
気炉内で１５３８℃（２８００°Ｆ）で４時間３０分溶
融された。ガラスをフリット化するために、溶融物が一
旦電気炉から取り出された。フリット化においては、溶
融物を水へ注ぎ、それを粉状に砕き、その粉を乾燥さ
せ、そしてそれを再溶融させた。フリット化は、均一性
を増すために用いられた。
【００４３】最終的な溶融物は、グラファイト型を用い
てガラスボタンへとキャストされた。ボタンは、６２１
℃（１１５０°Ｆ）で１時間熱処理され、室温へと冷却
された。各ガラス試料は、その後、２面を挽かれ磨か
れ、そして必要なスペクトル計測が行われた。その後、
様々な酸化組成物の存在を決定するために、試料に対し
て波長分散Ｘ線蛍光解析が行われる。ホウ素は、ＩＣＰ
(誘導結合プラズマ分光法)を用いて湿式で化学的に計測
された。ＦｅＯ還元率は、前述の米国特許第５３０８８
０５号に記載の方法（記載された１１０の替わりに１１
３のファクタをここでは用いたことを除いて）を用いて
決定された。ここで用いられた透過率は、１０５０nmに
おいてであり、上記米国特許に記載の１０６０nmにおけ
るそれではない。示されたスペクトル特性は、ガラスの
厚さ４．０９mm（すなわち、０．１６１インチ）におけ
るものである。
【００４４】
【表１６】
【表１７】
【００４５】＜実施例１２〜１３＞次の実施例のガラス
は、汎用的な「シーメンス(Siemens)」型連続溶融炉を
用いて商品規模の運用に関して形成された。
【表１８】 バッチ成分（砂の重量を１０００としたときの比） 成分(要素) 実施例１２ 実施例１３ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 砂 １０００ １０００ ソーダ灰 ３２４．１７ ３２４．１７ ドロマイト ２４７．５ ２４７．５ 石灰石 ８３．０８ ８３．０８ ホウ砂 １３．３３ １３．３３ ソルトケーキ ８．５ ８．５ べんがら ２６．６６ ２６．４６ 鉄クロマイト １．４０８ １．２９ 酸化コバルト ０．５７ ０．５９ セレン ０．４２５ ０．４５ カレット １１３７ １１３７
【００４６】表１８に示されたべんがら及び他の着色剤
の量は、使用されるカレットに必要とされる調整を反映
したものである。
【００４７】これらのバッチは、汎用的なフロートガラ
ス（錫浴）ライン上で溶融されて厚さ４．０９mm（０．
１６１インチ）のガラス板へと形成される。（上記技術
による）解析により、次の最終的基本ガラス組成（重要
％で示す）が明らかとなった（上記表１６及び表１７に
示されている重量％による着色剤量）。
【表１９】 組成 実施例１２ 実施例１３ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ＳｉＯ2 ７０．６４ ７０．６９ Ｎａ2Ｏ １３．６２ １３．６９ ＣａＯ ８．７２ ８．７４ ＭｇＯ ３．７４ ３．７６ ＳＯ3 ０．２０９ ０．２０５ Ｋ2Ｏ ０．０５４ ０．０５１ Ａｌ2Ｏ3 ０．２２５ ０．２２０ ＴｉＯ2 ０．０２２ ０．０２３
【００４８】実施例１〜１３の全てが、微量のＮｉＯ
（０．００５重量％未満）しか含まない。
【００４９】＜実施例１４＞上記と実質的に同じ量のバ
ッチ成分を用いて、標準的フロート・ライン錫浴上で別
の実施例のガラスが形成された。得られるガラス（錫側
と空気側の組成分析の平均）は、重量％により次の組成
を有していた。
【表２０】 組成 重量％ −−−−−−−−−−−−−−−− ＳｉＯ2 ７１．２９ Ｎａ2Ｏ １３．６９ ＣａＯ ８．７５２ ＭｇＯ ３．７８１ ＳＯ3 ０．２０６ Ｋ2Ｏ ０．０５０５ Ａｌ2Ｏ3 ０．２１６ ＴｉＯ2 ０．０２３ Ｂ2Ｏ3 ０．２７（ＩＣＰによる％） Ｆｅ2Ｏ3 １．２５２ Ｓｅ ０．００３０ Ｃｒ2Ｏ3 ０．０２２８ Ｃｏ3Ｏ4 ０．０２１０
【００５０】表２０の組成は、微量のＮｉＯしか含まな
い。得られるガラスは、厚さ４．０９mm（０．１６１イ
ンチ）であり、次の特性を有することがわかった。
【表２１】 ＬＴａ(％) １７．４４ ＵＶ(％) ８．９５ ＩＲ(％) １２．３５ ＴＳ(％) １５．５０ ＤＷ(nm) ５５１．３８ Ｐｅ(％) ４．６０ ｘ ０．３１０２ ｙ ０．３３３２ Ｌ* ４８．７８ ａ* −２．９６ ｂ* ２．９５
【００５１】表２１に示された「ｘ」及び「ｙ」は、Ｉ
ｌｌ．ＣについてのCIE Publication 15.2(1986)及びAS
TM:E 308-90に従った汎用的ＣＩＥ色座標である。分光
的ＦｅＯ重量％は、０．３０であり還元率(％)は２４．
０であった。１０５０nmにおけるＴ(透過率）％は、
７．５５であった（すなわち、米国特許第５３０８８０
５号に第一鉄の値として記載の還元率(％)の計算を用い
た）。
【００５２】＜実施例１５〜１９＞次の実施例は、本発
明の第２の態様を示すために提示された。すなわち、Ｂ
2Ｏ3が、Ｆｅ2Ｏ3を含むガラスに対して顕著な協同的効
果を有することである。このことは、上記の実施例１〜
１４で示した本発明の第１の態様の独自の「プライバシ
ー」用ガラスのみに対してではない。
【００５３】これらの実施例においては、初期の暗緑色
ガラスを形成するために基本的に実施例１〜１１で用い
られたと同じバッチ成分が用いられた。ただし、実施例
１５〜１９において異なる点は、吸収特性に対する影響
を決定する変化量においてホウ酸が添加されたことであ
る。カーボンは、基本ガラス・カレット１００に対して
ホウ酸と同量だけ追加された（後述する）。よって、表
２２に示す結果を得るために、先ずカレットが形成さ
れ、必要な量のホウ酸及びカーボンと混合された。その
後、このガラスは再溶融され、最終的な組成及び特性を
決定するために解析が行われた。実施例１５は、ホウ酸
もカーボンも添加されない。他の実施例１６〜１９への
添加量は、次の通りである。
【表２２】 実施例１６ 実施例１７ 実施例１８ 実施例１９ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ホウ酸 ０．９ １．８ ３．６ ５．４ カーボン ０．０６ ０．１２ ２．０ ０．３６
【００５４】実施例１６〜１９の試験溶融物は、実質的
にホウ素を含まない試験溶融物（すなわち、実施例１５
はバッチ中の不純物による微量のホウ素のみを含む）よ
りもＦｅＯによる透過率を下げるためにカーボンにより
還元された。これにより酸化の効果による透過率に対す
るいかなる影響も取り除くことができる。ホウ酸及びカ
ーボンは、Ｆｅ2Ｏ3を補填することなく添加された。そ
の目的は、意図的にホウ素を含む試験溶融物中の全Ｆｅ
2Ｏ3を少量とすることにより、より多いＦｅ2Ｏ3を含む
ホウ素試験溶融物の可能性を除去することである。
【００５５】表２３に示された２つのＦｅ2Ｏ3（全鉄）
量の理由は、ＸＲＦ解析と計算とにより得られた結果を
提示するためである。ＸＲＦ解析中に発生する明らかな
干渉のため、計算された量はより精確であると考えられ
る。もちろん、この異常は、得られた結果の有効性には
影響しない。第１に示された計測は、試料の実際の厚さ
（例えば、７．９２mm）におけるものである。次に示さ
れた計測は、厚さ７．８４mmにおける調整を反映してお
り、最も精密な結果であると考えられる。建築用途及び
自動車用途の双方の見込みからこのガラスを評価するた
めに、５．５６mm及び４．０９mmの厚さのガラスをそれ
ぞれシミュレートするべく示された計測を再び調整す
る。表２３にその結果が示されている。
【００５６】
【表２３】
【００５７】本発明の重要性は、表２３の結果と図１の
曲線とを比較することにより明らかである。本発明によ
り、鉄含有量の低いソーダライムシリカ・ガラスに対し
て必要量のホウ素を添加することにより、ガラスは、さ
らに望ましい透過率特性の組合せを呈する。すなわち、
ホウ素が添加されない場合に必要とされるよりも低い全
鉄のレベルにおいて、ＵＶ、全太陽エネルギー（Ｔ
Ｓ）、及びＩＲの特定の透過率特性を示す。
【００５８】この現象は完全には説明できないが、鉄を
含むソーダライムシリカ・ガラスへホウ素を導入するこ
とが、第二鉄と第一鉄の吸収を変化させることは明らか
である。鉄を含むガラスへホウ素を添加することは、第
１の効果として、第一鉄の吸収を減少させる一方第二鉄
の吸収を増加させるように思われる。そして、簡単に云
えば、第一鉄の吸収の減少及び第二鉄の吸収の増加は、
酸化還元、すなわち、酸化による第一鉄から第二鉄への
変換に関係しているようである。しかしながら、これ
は、酸化還元効果ではない。なぜなら、ホウ素のないガ
ラスにおける第一鉄の少なくとも元の吸収量を得るため
にホウ素を含むガラスを還元した後には、上記表２３及
び図１におけるＵＶの結果に反映されるように、ホウ素
を含むガラスにおける第二鉄吸収の全体的な増加がある
ことが発見されているからである。言い換えるならば、
鉄を含むソーダライムシリカ・ガラスは、ホウ素が存在
するとき、ホウ素のないガラスに比べてさらに全体的な
光吸収能力を有する。この場合に用いられる還元剤はカ
ーボンであったが、同じ目的のために他の還元剤あるい
は弱い酸化剤を用いることができる。
【００５９】鉄を含むソーダライムシリカ・ガラス中の
ホウ素が増加し、ガラスが還元されるか又はやや酸化さ
れると、可視領域の光透過率が減少することも重要と考
えられる。そして、可視領域の元の光透過率を維持する
ために全鉄を減少させることが必要な場合もある。しか
しながら、得られるガラスは、全鉄がさらに少量であっ
ても同じく若しくはさらに望ましい太陽光のＵＶ、Ｔ
Ｓ、又はＩＲ透過特性を有する。言い換えると、可視領
域で同様の光透過率を有するガラスは、ホウ素を含まな
い場合よりもホウ素を含む場合の方が、より少量の全鉄
を用いて作製することができる。さらに、ホウ素が増加
すると、（３８０nmにおける第二鉄の吸収に起因する）
３７０nmにおける通常第二鉄に関連する従来の透過率の
ピークが、幾つかのタイプの別の吸収により大きく変化
する。その結果、図１に示すようにさらに望ましいＵＶ
吸収が得られる。
【００６０】この概念は、鉄を含む全てのソーダライム
シリカ・ガラス組成に用いることができる。すなわち、
緑色、青色、灰色、青銅色等々並びに各色における明色
系及び暗色系のガラスである。
【００６１】以上の説明から、当業者には多くの他の特
徴、変形及び改良が明らかであろう。このような他の特
徴、変形及び改良は、特許請求の範囲により決定される
本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガラスの厚さ７．８５mmにおける本発明の様々
な実施例についての波長に対する透過率の曲線を示すグ
ラフである。
【図２】本発明を実施した窓及び防風窓を有する自動車
の側面図である。
【図３】本発明を実施した建築用窓を有する家屋の側面
図である。
【符号の説明】
Ｗ 前面防風窓 Ｆ 前方側面窓 Ｒ 後方側面窓 Ｈ 家 Ｐ 窓
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンソニー・ビンセント・ロンゴバルド アメリカ合衆国、16001・ペンシルバニア、 バトラー、グレイト・ベルト・ロード、 222

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質的にニッケルを含まないソーダライ
    ムシリカ・ガラスであって前記ガラスが重量％にて、 ＳｉＯ2が６８〜７５％、 Ｎａ2Ｏが１０〜１８％、 ＣａＯが５〜１５％、 ＭｇＯが０〜５％、 Ａｌ2Ｏ3が０〜５％、 Ｋ2Ｏが０〜５％である基本組成と、 重量％にて本質的に、 Ｆｅ2Ｏ3（全鉄）が約１．１０〜１．２８％、 ＦｅＯが約０．２２〜０．３３％、 Ｃｏ3Ｏ4が約０．０１８〜０．０２５％、 Ｓｅが約０．００２２〜０．００４０％、 Ｃｒ2Ｏ3が約０．０１〜０．０４％からなる着色剤とを
    有し、 全鉄のＦｅＯへの還元率が約１９〜３０％であり、か
    つ、公称厚さ４mmにおいて計測された前記ガラスが、約
    ２４％未満の視感透過率と、約２３％未満の全太陽エネ
    ルギー透過率と、ＣＩＥＬＡＢ座標により Ｌ*＝５０±１０、 ａ*＝−５±５、 ｂ*＝０±１０と規定される色とを有する実質的にニッ
    ケルを含まないソーダライムシリカ・ガラス。
  2. 【請求項２】 前記ガラスが、ＣＩＥＬＡＢ座標により Ｌ*＝４９±２、 ａ*＝−４±２、 ｂ*＝３±２と規定される色を有する請求項１に記載の
    ガラス。
  3. 【請求項３】 前記公称厚さ４mmにおいて計測された前
    記ガラスが、２３％未満の視感透過率を有する請求項１
    に記載のガラス。
  4. 【請求項４】 前記視感透過率が約１６〜２０％の間で
    ある請求項３に記載のガラス。
  5. 【請求項５】 前記公称厚さ４mmにおいて計測された前
    記ガラスが、１９％未満の全太陽エネルギー透過率を有
    する請求項１に記載のガラス。
  6. 【請求項６】 前記全太陽エネルギー透過率が約１３〜
    １７％の間である請求項５に記載のガラス。
  7. 【請求項７】 前記公称厚さ４mmにおいて計測された前
    記ガラスが、約１５％未満の紫外透過率を有する請求項
    １、３又は５に記載のガラス。
  8. 【請求項８】 前記紫外透過率が１３％未満である請求
    項７に記載のガラス。
  9. 【請求項９】 前記紫外透過率が約８〜１２％の間であ
    る請求項７に記載のガラス。
  10. 【請求項１０】 前記公称厚さ４mmにおいて計測された
    前記ガラスが、約２０％未満の赤外透過率を有する請求
    項１、３又は５に記載のガラス。
  11. 【請求項１１】 前記赤外透過率が１７％未満である請
    求項１０に記載のガラス。
  12. 【請求項１２】 前記赤外透過率が約９〜１６％の間で
    ある請求項１０に記載のガラス。
  13. 【請求項１３】 前記公称厚さ４mmにおいて計測された
    前記ガラスが、４９０〜５６５nmの主波長を有する請求
    項１、３又は５に記載のガラス。
  14. 【請求項１４】 前記主波長が５２０〜５６５nmの間で
    ある請求項１３に記載のガラス。
  15. 【請求項１５】 前記公称厚さ４mmにおいて計測された
    前記ガラスが、約１１％未満の刺激純度を有する請求項
    １、３又は５に記載のガラス。
  16. 【請求項１６】 前記刺激純度が８％未満である請求項
    １５に記載のガラス。
  17. 【請求項１７】 前記刺激純度が約２．５〜６．５％の
    間である請求項１５に記載のガラス。
  18. 【請求項１８】 前記公称厚さ４mmにおいて計測された
    前記ガラスが、 視感透過率が１６〜２０％、 全太陽エネルギー透過率が１７％未満、 紫外透過率が１３％未満、 赤外透過率が１７％未満、 色がＣＩＥＬＡＢ座標によりＬ*＝４７〜５１、ａ*＝−
    ４±２、ｂ*＝３±２である特性を呈する請求項１に記
    載のガラス。
  19. 【請求項１９】 前記ガラスの組成が、さらに、約５％
    までの量のＢ2Ｏ3を含む請求項１８に記載のガラス。
  20. 【請求項２０】 前記Ｂ2Ｏ3が１％未満の量である請求
    項１９に記載のガラス。
  21. 【請求項２１】 前記Ｂ2Ｏ3が０．５％未満の量である
    請求項１９に記載のガラス。
  22. 【請求項２２】 前記Ｂ2Ｏ3が約０．２６〜０．２７％
    の間の量であり、前記全鉄が約１．２４〜１．２６％の
    間の量である請求項１９に記載のガラス。
  23. 【請求項２３】 ソーダライムシリカ・ガラスであって
    前記ガラスが重量％にて、 ＳｉＯ2が６８〜７５％、 Ｎａ2Ｏが１０〜１８％、 ＣａＯが５〜１５％、 ＭｇＯが０〜５％、 Ａｌ2Ｏ3が０〜５％、 Ｋ2Ｏが０〜５％、 Ｂ2Ｏ3が０．０５〜５％である基本組成と、 重量％で約０．５〜１．３％の量の着色剤として全鉄と
    してのＦｅ2Ｏ3である鉄とを有し、かつ、公称厚さ４mm
    において計測された前記ガラスが、 視感透過率が１０〜８０％、 紫外透過率が４０％未満、 赤外透過率が２５％未満、 全太陽エネルギー透過率が４５％未満である特性を有す
    るソーダライムシリカ・ガラス。
  24. 【請求項２４】 前記ガラスが自動車の視認用窓であ
    り、視感透過率が７０〜８０％である請求項２３に記載
    のガラス。
  25. 【請求項２５】 前記ガラスが、 視感透過率が１０〜２０％、 紫外透過率が１５％未満、 赤外透過率が１５％未満、 全太陽エネルギー透過率が２５％未満である特性と有す
    る請求項２３に記載のガラス。
  26. 【請求項２６】 前記ガラスが自動車のプライバシー用
    窓である請求項２５に記載のガラス。
  27. 【請求項２７】 前記鉄が重量％で約０．８〜０．９％
    の量であり、前記Ｂ2Ｏ3が重量％約０．０５〜１．０％
    の量である請求項２３に記載のガラス。
  28. 【請求項２８】 前記Ｂ2Ｏ3が約０．１〜０．５％の量
    である請求項２７に記載のガラス。
  29. 【請求項２９】 ソーダライムシリカ・ガラスであって
    前記ガラスが重量％にて、 ＳｉＯ2が６８〜７５％、 Ｎａ2Ｏが１０〜１８％、 ＣａＯが５〜１５％、 ＭｇＯが０〜５％、 Ａｌ2Ｏ3が０〜５％、 Ｋ2Ｏが０〜５％、 Ｂ2Ｏ3が０．０５〜５％である基本組成と、 重量％で約０．５〜１．３％の量の着色剤として全鉄と
    してのＦｅ2Ｏ3である鉄とを有し、かつ、公称厚さ６mm
    において計測された前記ガラスが、 視感透過率が２０〜７０％、 紫外透過率が３０％未満、 赤外透過率が３０％未満、 全太陽エネルギー透過率が４０％未満である特性を有す
    るソーダライムシリカ・ガラス。
  30. 【請求項３０】 前記ガラスが建築用窓である請求項２
    ９に記載のガラス。
  31. 【請求項３１】 前記公称厚さにおける特性が、更なる
    紫外又は赤外の調整成分なしで得られる請求項２３又は
    ２９に記載のガラス。
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