JP5999111B2 - 着色ガラス板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、着色ガラス板には、ガラスの製造に用いる溶融窯における素地替え(すなわち、品種替え)の際の不純物の混入を抑える点およびコストの点から、着色成分の種類を極力減らすことや、着色成分の原料の単価が安いことが望まれている。
(1)ソーダライムシリカガラス母組成の100質量部に対し、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.5〜2.0質量部、
TiO2に換算した全チタン :1.0質量部超3.0質量部以下、
CoO :0.003〜0.02質量部、
Se :0〜0.0008質量部、
Cr2O3に換算した全クロム :0〜0.05質量部、
V2O5に換算した全バナジウム:0〜0.5質量部、
CeO2に換算した全セリウム :0〜0.5質量部、
Fe2O3に換算した全鉄中のFe2O3に換算した2価の鉄の質量割合が31〜50%であるグリーンガラス。
酸化物基準の質量百分率表示で、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.45〜0.491%、
CeO2に換算した全セリウム :1.09〜1.2%、
TiO2に換算した全チタン :0.3〜0.39%、
CoO :0〜0.0003%、
を含み、
Fe2O3に換算した全鉄中のFe2O3に換算した2価の鉄の質量割合が30.5〜32.0%である紫外線吸収グリーンガラス。
酸化物基準の質量百分率表示で、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.52〜0.63%、
CeO2に換算した全セリウム :0.9〜2%、
TiO2に換算した全チタン :0.2〜0.6%、
CoO :0〜0.002%、
を含み、
Fe2O3に換算した全鉄中のFe2O3に換算した2価の鉄の質量割合が31〜38%である紫外線吸収グリーンガラス。
SiO2 :65〜75%、
Al2O3 :0〜6%、
MgO :0%以上2%未満、
CaO :5〜15%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.3〜1.2%、
TiO2に換算した全チタン :0.2〜1.1%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.02〜0.3%、
を含み、セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを実質的に含まないことを特徴とする。
本発明の着色ガラス板は、さらに、酸化物基準の質量百分率表示でNa2Oを5〜18%を含むことが好ましい。
JIS R3106(1998)規定の日射透過率(Te)が、4mm厚さ換算値で55%以下であり、
JIS R3106(1998)規定の可視光透過率(Tv)(A光源、2度視野)が、4mm厚さ換算値で70%以上であり、
ISO−9050規定の紫外線透過率(Tuv)が、4mm厚さ換算値で12%以下であり、
JIS Z8701(1982)規定の透過光の主波長(Dw)が、540〜570nmであることが好ましい。
SiO2 :65〜75%、
Al2O3 :0〜6%、
MgO :0%以上2%未満、
CaO :5〜15%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.3〜1.2%、
TiO2に換算した全チタン :0.2〜1.1%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.02〜0.3%、
を含み、セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを実質的に含まない着色ガラス板を得ることを特徴とする。
本発明の着色ガラス板の製造方法においては、前記ガラス板の組成成分として、さらに酸化物基準の質量百分率表示でNa2Oを5〜18%を含むことが好ましい。
JIS R3106(1998)規定の日射透過率(Te)が、4mm厚さ換算値で55%以下であり、
JIS R3106(1998)規定の可視光透過率(Tv)(A光源2度視野)が、4mm厚さ換算値で70%以上であり、
ISO−9050規定の紫外線透過率(Tuv)が、4mm厚さ換算値で12%以下であり、
JIS Z8701(1982)規定の透過光の主波長(Dw)が、540〜570nmである着色ガラス板を得ることが好ましい。
上記した数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
SiO2 :65〜75%、
Al2O3 :0〜6%、
MgO :0%以上2%未満、
CaO :5〜15%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.3〜1.2%、
TiO2に換算した全チタン :0.2〜1.1%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.02〜0.3%、
を含み、
セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを実質的に含まない。
(II)下記酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO2 :65〜75%、
Al2O3 :0〜6%、
MgO :0%以上2%未満、
CaO :5〜15%、
Na2O :5〜18%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.3〜1.2%、
TiO2に換算した全チタン :0.2〜1.1%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.02〜0.3%、
を含み、
セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを実質的に含まない。
SiO2 :67〜72%、
Al2O3 :1〜5%、
MgO :0〜1.0%、
CaO :6〜10%、
Na2O+K2O :10〜18%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.5〜0.9%、
TiO2に換算した全チタン :0.5〜1.0%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.05〜0.20%、
を含み、
セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを実質的に含まない。
SiO2 :69〜71%、
Al2O3 :2.5〜4%、
MgO :0〜0.5%、
CaO :7〜8%、
Na2O+K2O :11〜16%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.6〜0.8%、
TiO2に換算した全チタン :0.7〜0.9%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.10〜0.15%、
を含み、
セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを実質的に含まない。
ガラスは製造中に別のガラス組成を有するガラス品種へ切換え(すなわち、素地替え)を行うことがある。素地替えの際の不純物の混入とは、別のガラス品種への切換えの際に、切換え前のガラスの成分が切換え後のガラス中に混入することを意味する。セリウム、コバルト、クロムおよびマンガン等の不純物の混入が起きると、切換え後ガラスの色調は大きく影響を受ける。
SiO2の含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、65〜75%である。SiO2の含有量が65%以上であれば、耐候性が良好となる。SiO2の含有量が75%以下であれば、失透しにくくなる。SiO2の含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、67〜72%が好ましく、69〜71%がより好ましい。
Al2O3の含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、0〜6%である。Al2O3の含有量が6%以下であれば、溶融性が良好となる。Al2O3の含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、1〜5%が好ましく、2.5〜4%がより好ましい。
MgOの含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、0%以上2%未満である。MgOの含有量が2%未満であれば、失透しにくくなる。また、MgOの含有量が2%未満の着色ガラス板は、MgOの含有量が2%以上の着色ガラス板と同一のTvで比較した場合、Teが低い。したがって、MgOの含有量が2%未満であれば、可視光透過性を損なわずに熱線吸収性を容易に向上させることができる。MgOの含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で0〜1.0%が好ましく、0〜0.5%がより好ましい。
CaOの含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、5〜15%である。CaOの含有量が5%以上であれば、溶融性、耐候性が良好となる。CaOの含有量が15%以下であれば、失透しにくくなる。CaOの含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、6〜10%が好ましく、7〜8%がより好ましい。
K2Oの含有量は、酸化物基準の質量百分率表示で、0〜5%が好ましく、0.5〜2%がより好ましく、さらには0.8〜1.5%が好ましい。
本発明の着色ガラス板の比重は、ガラス母組成を調整することによって調整できる。前記比重にするためには、SiO2/(MgO+CaO+SrO+BaO)の質量比を、6.0〜9.0にすることが好ましく、6.7〜8.7にすることがより好ましい。なお、(MgO+CaO+SrO+BaO)は、含有されるMgO、CaO、SrOおよびBaOの合計の含有量を示す。
(i)目標とするガラス組成になるように、珪砂等のガラス母組成原料、鉄源、チタン源、バナジウム源等の着色成分原料、酸化剤、還元剤、清澄剤等を適宜混合し、ガラス原料を調製する。
(ii)ガラス原料を連続的に溶融窯に供給し、重油等によって約1400〜1600℃(たとえば約1500℃)に加熱し溶融させて溶融ガラスとする。
(iii)溶融ガラスを清澄した後、フロート法等によって所定の厚さのガラス板に成形する。
(iv)ガラス板を徐冷した後、所定の大きさに切断し、本発明の着色ガラス板とする。
(v)必要に応じて、切断したガラス板を強化処理してもよく、合せガラスに加工してもよく、複層ガラスに加工してもよい。
鉄源としては、鉄粉、酸化鉄粉、ベンガラ等が挙げられる。
チタン源としては、酸化チタン等が挙げられる。
バナジウム源としては、酸化バナジウム等が挙げられる。
酸化剤としては、硝酸ナトリウム等が挙げられる。酸化剤は、溶融ガラス中の鉄の酸化を促進するためのものである。
還元剤としては、炭素、コークス等が挙げられる。還元剤は、溶融ガラス中の鉄の酸化を抑制するためのものである。
この他に、還元剤や清澄剤としてSnO2を用いてもよく、酸化剤や清澄剤としてSO3を用いてもよい。
本発明者らが、MgO含有量の異なるガラス板について分光透過率曲線を測定したところ、ガラス板におけるMgOの含有量を減らすと、分光透過率曲線において波長1100nm付近に現れる極小点が長波長側にずれる傾向を有することが判明した。さらに、そのずれの大きさは、MgO含有量が少ないほど大きくなることが判明した。
このように、波長1100nm付近の極小点が長波長側にずれると、可視光(波長:約400〜800nm)の透過率が高くなった。しかし、以下のように、TvとTeとの関係は、MgO含有量に対して単純な傾向を示さなかった。
以上のことから、MgO含有量を0%以上2%未満にすることによって、可視光透過性を損なわずに熱線吸収性を容易に向上できることがわかった。
なお、図1において表示されている「MgO:0−2%」は、「MgO:0%以上、2%未満」を示し、「MgO:2−5%」は、「MgO:2%以上、5%以下」を示している。
例1〜5は実施例であり、例6は比較例である。
得られたガラス板について、JIS R3106規定の日射透過率(Te)を4mm厚さ換算値で求めた。
得られたガラス板について、JIS R3106規定の可視光透過率(Tv)(A光源、2度視野)を4mm厚さ換算値で求めた。
得られたガラス板について、ISO−9050規定の紫外線透過率(Tuv)を4mm厚さ換算値で求めた。
得られたガラス板について、JIS Z8701(1982)規定の透過光の主波長(Dw)を求めた。
表1に示す組成となるように各原料を混合し、さらに例1〜5については酸化剤としてNa2SO4をSO3換算で表1に示す量となるように混合し、さらに例1については酸化剤としてNaNO3をNO3換算で表1に示す量となるように混合し、さらに例6については還元剤としてコークスを表1に示す量で混合し、ガラス原料を調製した。ガラス原料をるつぼに入れ、電気炉中で1500℃に加熱し、溶融ガラスとした。溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、冷却した。両面を研磨し、厚さ4mmのガラス板を得た。得られたガラス板について、分光光度計(Perkin Elmer社製、Lambda950)を用いて1nmごとに透過率を測定し、Te、Tv、Tuv、Dwを求めた。結果を表1に示す。
例6の着色ガラス板は、V2O5を含有していないため、Tuvが高い。
なお、2012年1月27日に出願された日本特許出願2012−015561号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
Claims (2)
- 酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO2 :65〜75%、
Al2O3 :0〜6%、
MgO :0%以上2%未満、
CaO :5〜15%、
Na 2 O :5〜18%、
K 2 O :0〜5%、
Na 2 O+K 2 O :10〜18%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.3〜1.2%、
TiO2に換算した全チタン :0.2〜1.1%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.02〜0.3%、
を含み、
セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを、製造上不可避的に混入した不純物を除き含まず、
JIS R3106(1998)規定の日射透過率が、4mm厚さ換算値で55%以下であり、
JIS R3106(1998)規定の可視光透過率(A光源2度視野)が、4mm厚さ換算値で70%以上であり、
ISO−9050規定の紫外線透過率が、4mm厚さ換算値で12%以下であり、
JIS Z8701(1982)規定の透過光の主波長が、540〜570nmである、着色ガラス板。 - ガラス原料を溶融し、成形するガラス板の製造において、
成形後の該ガラス板の組成成分が、酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO2 :65〜75%、
Al2O3 :0〜6%、
MgO :0%以上2%未満、
CaO :5〜15%、
Na 2 O :5〜18%、
K 2 O :0〜5%、
Na 2 O+K 2 O :10〜18%、
Fe2O3に換算した全鉄 :0.3〜1.2%、
TiO2に換算した全チタン :0.2〜1.1%、
V2O5に換算した全バナジウム:0.02〜0.3%、
を含み、
セリウム、コバルト、クロムおよびマンガンを、製造上不可避的に混入した不純物を除き含まず、
JIS R3106(1998)規定の日射透過率が、4mm厚さ換算値で55%以下であり、
JIS R3106(1998)規定の可視光透過率(A光源2度視野)が、4mm厚さ換算値で70%以上であり、
ISO−9050規定の紫外線透過率が、4mm厚さ換算値で12%以下であり、
JIS Z8701(1982)規定の透過光の主波長が、540〜570nmである着色ガラス板を得る、着色ガラス板の製造方法。
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