JP2006264994A - 赤外線吸収グリーンガラス組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 着色剤として酸化鉄と好ましくはCeO2を含む赤外線吸収ガラスにおいて、可視光域の透過率を維持しながら、赤外線域の吸収をより増大させた赤外線吸収ガラスを提供する。
【解決手段】 ソーダライムガラスにおいて、アルカリ酸化物あるいはアルカリ土類酸化物をイオン半径の大きいものに置換して、ガラスの塩基度を上げ、FeOの吸収域を長波長側にシフトさせた赤外線吸収グリーンガラス組成物である。アルカリ酸化物であるNa2Oの一部をK2Oに置換し、アルカリ土類酸化物であるMgOの一部あるいは全部をCaOに置換し、さらにその一部をSrO,BaOに置換する。この赤外線吸収グリーンガラス組成物は、550〜1700nmにおいて透過率の極小値をとる波長が1065nm以上であり、かつ1650nmにおける透過率が730nmにおける透過率以下である。
【選択図】 図1
Description
すなわち、ガラス組成が、
SiO2:71.56%、Na2O:14.19%、K2O:0.05%、CaO:12.85%、MgO:0.16%、Al2O3:0.25%、SO3:0.17%、Fe2O3:0.606%、FeO:0.270%、FeO/全Fe2O3:0.446、であり、
透過率(5mm厚)が、LTA:68.8%、TSIR:10.8%、TSET:37.7%、TSUV:43.8%、である。
すなわち、アルカリ酸化物では、ソーダライムガラスに通常含まれるNa2Oの一部をK2Oに置換する。また、アルカリ土類酸化物では、MgOの一部あるいは全部をCaOに置換し、さらにその一部をSrO,BaOに置換するとよい。
基本ガラス組成が、質量%で表して、
65 < SiO2 ≦ 75、
0 ≦ B2O3 ≦ 5、
0 ≦ Al2O3 ≦ 5、
0 ≦ MgO < 2、
10 < CaO ≦ 15、
0 ≦ SrO ≦ 10、
0 ≦ BaO ≦ 10、
(ただし、10 < MgO+CaO+SrO+BaO ≦ 20 である)
0 ≦ Li2O ≦ 5、
10 ≦ Na2O ≦ 15、
0 ≦ K2O ≦ 5、
(ただし、10 ≦ Na2O+K2O ≦ 17.5 である)
0 ≦ TiO2 ≦ 0.5、
300ppm以下のMnOを含んでなり、
着色成分として、質量%で表して、
0.4 ≦ T−Fe2O3 ≦ 1.0、
(ただし、T−Fe2O3は、Fe2O3に換算した全酸化鉄である)
0 ≦ CeO2 ≦ 2.0、
を含み、Fe2O3に換算したFeOの割合が、T−Fe2O3の20〜45%であり、
550〜1700nmにおいて透過率の極小値をとる波長が1065nm以上であり、かつ1650nmにおける透過率が730nmにおける透過率以下であることを特徴とする赤外線吸収グリーンガラス組成物である。
前記SiO2は、66.5 ≦ SiO2 < 69 である請求項1に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物である。
前記Na2Oは、10 ≦ Na2O < 14.5(ただし、11.5 ≦ Na2O+K2O ≦ 15)である請求項1または2に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物である。
前記MgOは、0 ≦ MgO ≦ 0.75 である請求項1〜3いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物である。
前記T−Fe2O3が、 0.65 < T−Fe2O3 ≦ 1.0であり、かつ、前記CeO2が、 0.1 ≦ CeO2 ≦ 1.0 である請求項1〜4いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物である。
請求項1〜5いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物によるガラス板であって、
1.3mm以上2.5mm未満のいずれかの厚みにおいて、A光源での可視光透過率が少なくとも80%であり、全太陽光エネルギー透過率が62%以下であることを特徴とする赤外線吸収グリーンガラス板である。
請求項1〜5いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物によるガラス板であって、
2.5mm以上6mm以下のいずれかの厚みにおいて、A光源を用いて測定した可視光透過率が70%以上、全太陽光エネルギー透過率が55%以下、かつISOに規定される紫外線透過率が15%以下であることを特徴とする赤外線吸収グリーンガラス板である。
請求項6に記載の赤外線吸収グリーンガラス板を少なくとも1枚含む少なくとも2枚のガラス板を、熱可塑性樹脂層を介して接着した合わせガラスであって、
A光源を用いて測定した可視光透過率が70%以上、全太陽光エネルギー透過率が45%以下であることを特徴とする合わせガラスである。
まず、本発明のガラス組成物の限定理由について説明する。ただし、以下の組成は質量%で表示したものである。
SiO2はガラスの骨格を形成する主成分である。SiO2が65%以下ではガラスの耐久性が低下し、75%を超えるとガラスの熔解が困難になる。SiO2は、66.5≦SiO2<69であることが好ましい。
B2O3は必須成分ではないが、ガラスの耐久性向上のため、あるいは熔解助剤としても使用される成分である。また、B2O3は紫外線の吸収を強める働きもある。B2O3が5%を超えると、紫外域の透過率の低下が可視域まで及ぶようになり、色調が黄色味を帯びやすくなる。さらに、B2O3の揮発等による成形時の不都合が生じるので、B2O3は5%を上限とする。好ましくは0〜2%未満の範囲である。
Al2O3は、必須成分ではないが、ガラスの耐久性を向上させる成分である。Al2O3が5%を超えると、ガラスの熔解が困難になりやすい。また、平均線膨張係数を低下させて強化性を損なうため、Al2O3は2.5%以下であることが好ましい。
MgOは、必須成分ではないが、ガラスの耐久性を向上させるとともに、成形時の失透温度、粘度を調整するのに用いられる。しかし、本発明の特徴であるガラスの塩基度を上げるためには、極力含まないことが好ましい。本発明においては、MgOを2%未満とする。さらに、MgOは、0≦MgO≦0.75であることが好ましい。
CaOは、ガラスの塩基度を上げるのに必須の成分である。さらに、ガラスの耐久性を向上させるとともに、成形時の失透温度、粘度を調整するのに用いられる。CaOが10%以下では、ガラスの塩基度を上げる効果に乏しく、15%を超えると失透温度が上昇する。
SrOとBaOは、必須成分ではないが、ガラスの耐久性を向上させるとともに、成形時の失透温度や粘度を調整するのに用いられる。SrOとBaOは、高価な原料であるので、それぞれ10%を超えるのは好ましくない。
アルカリ酸化物であるLi2O、Na2O、K2Oは、ガラスの熔解促進剤として用いられる。
Na2Oが10%未満、あるいはNa2OとK2Oの合計が10.0%未満では熔解促進効果が乏しく、Na2Oが15%を超えるか、またはNa2OとK2Oの合計が17.5%を超えるとガラスの耐久性が低下する。
さらに、Na2Oが、10≦Na2O<14.5であることが好ましい。このとき、Na2OとK2Oの合計は、11.5≦Na2O+K2O≦15である。
TiO2は、ガラスの失透温度を下げるために、少量加えることができる。また、TiO2は、紫外線を吸収する成分でもある。TiO2の量が多くなると、ガラスが黄色味を帯びやすくなるので、その上限量は0.5%とする。
MnOは、必須成分ではないが、少量添加することができる。このガラス組成物には、Fe2O3,FeOおよびCeO2が同時に含まれているので、MnOはその透過色調を調整したり、FeO/T−Fe2O3の比を調整するのに有効な成分である。MnO量が多くなると、それ自身の着色の影響が現われるので、MnO含有量は300ppmを上限とする。
酸化鉄は、ガラス中ではFe2O3とFeOの形で存在し、Fe2O3は紫外線を吸収し、FeOは赤外線を吸収する。
本発明のガラス組成物は、Fe2O3に換算した全酸化鉄(以下、T−Fe2O3)で表して、0.4〜1.0%含んでいる。さらに、Fe2O3に換算したFeOの割合が、T−Fe2O3の20〜45%である。
CeO2は、本発明において、必須ではないが含まれることが好ましい成分である。CeO2は紫外線をよく吸収する成分である。また、着色剤としても働くので、ガラスの色調の調整に用いられる。
CeO2は、0.1%以上含まれることが好ましい。一方、CeO2が2.0%を超えると、可視光線の短波長側の吸収が大きくなり過ぎ、所望の可視光透過率や色調が得られなくなるので、2.0%以下が好ましく、1.0%以下がより好ましい。
表1、表2および表3に、本発明による実施例と比較例の各ガラス組成、および各物性値を示す。表1は単板ガラスの実施例であり、表2は単板ガラスの比較例である。表3は合わせガラスの実施例と比較例である。
表1には単板ガラスの実施例を、表2には単板ガラスの比較例を、それぞれ示した。
実施例1−1〜1−7は、いずれもCaOを12%以上含み、FeO/T−Fe2O3が27%以上である。また、透過率の極小値をとる波長が、いずれも1065nm以上であり、かつ1650nmにおける透過率が730nmにおける透過率より小さくなっていることが分かった。
本発明のガラス組成物を用いて構成した合わせガラスを、自動車用のウインドシールドに適用したときの、直接日射による遮熱感の低減効果について述べる。
実施例2−1〜2−3では、いずれも70%以上の可視光透過率が得られており、自動車用ウインドシールドガラスの可視光透過率の基準を満足していることが分かった。
Claims (8)
- 基本ガラス組成が、質量%で表して、
65 < SiO2 ≦ 75、
0 ≦ B2O3 ≦ 5、
0 ≦ Al2O3 ≦ 5、
0 ≦ MgO < 2、
10 < CaO ≦ 15、
0 ≦ SrO ≦ 10、
0 ≦ BaO ≦ 10、
(ただし、10 < MgO+CaO+SrO+BaO ≦ 20 である)
0 ≦ Li2O ≦ 5、
10 ≦ Na2O ≦ 15、
0 ≦ K2O ≦ 5、
(ただし、10 ≦ Na2O+K2O ≦ 17.5 である)
0 ≦ TiO2 ≦ 0.5、
300ppm以下のMnOを含んでなり、
着色成分として、質量%で表して、
0.4 ≦ T−Fe2O3 ≦ 1.0、
(ただし、T−Fe2O3は、Fe2O3に換算した全酸化鉄である)
0 ≦ CeO2 ≦ 2.0、
を含み、Fe2O3に換算したFeOの割合が、T−Fe2O3の20〜45%であり、
550〜1700nmにおいて透過率の極小値をとる波長が1065nm以上であり、かつ1650nmにおける透過率が730nmにおける透過率以下であることを特徴とする赤外線吸収グリーンガラス組成物。 - 前記SiO2は、
66.5 ≦ SiO2 < 69
である請求項1に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物。 - 前記Na2Oは、
10 ≦ Na2O < 14.5
(ただし、11.5 ≦ Na2O+K2O ≦ 15)
である請求項1または2に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物。 - 前記MgOは、
0 ≦ MgO ≦ 0.75
である請求項1〜3いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物。 - 前記T−Fe2O3が、
0.65 < T−Fe2O3 ≦ 1.0 であり、かつ、
前記CeO2が、 0.1 ≦ CeO2 ≦ 1.0
である請求項1〜4いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物。 - 請求項1〜5いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物によるガラス板であって、
1.3mm以上2.5mm未満のいずれかの厚みにおいて、A光源での可視光透過率が少なくとも80%であり、全太陽光エネルギー透過率が62%以下であることを特徴とする赤外線吸収グリーンガラス板。 - 請求項1〜5いずれか1項に記載の赤外線吸収グリーンガラス組成物によるガラス板であって、
2.5mm以上6mm以下のいずれかの厚みにおいて、A光源を用いて測定した可視光透過率が70%以上、全太陽光エネルギー透過率が55%以下、かつISOに規定される紫外線透過率が15%以下であることを特徴とする赤外線吸収グリーンガラス板。 - 請求項6に記載の赤外線吸収グリーンガラス板を少なくとも1枚含む少なくとも2枚のガラス板を、熱可塑性樹脂層を介して接着した合わせガラスであって、
A光源を用いて測定した可視光透過率が70%以上、全太陽光エネルギー透過率が45%以下であることを特徴とする合わせガラス。
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