JPH05345638A - 紫外線吸収ガラスおよびその製造方法 - Google Patents

紫外線吸収ガラスおよびその製造方法

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JPH05345638A JP18313692A JP18313692A JPH05345638A JP H05345638 A JPH05345638 A JP H05345638A JP 18313692 A JP18313692 A JP 18313692A JP 18313692 A JP18313692 A JP 18313692A JP H05345638 A JPH05345638 A JP H05345638A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】キレート配位子と錯体を形成したセリウム塩
と、珪素化合物と、チタン化合物とを主成分として含む
塗布液をガラス基体上に塗布した後、300℃以上の温
度に加熱することによって、劣化がなく耐久性に優れた
紫外線吸収ガラスを製造する。 【効果】紫外線を90〜95%以上遮蔽でき、有機紫外
線吸収剤のような劣化がなく、酸化亜鉛のような耐久性
の問題がないため、一般窓ガラスや自動車用ガラスに使
用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は建築用、自動車用をはじ
めとするガラスの表面に膜を形成することによって紫外
線吸収性を具備させたガラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】室内、および車内等へ入射する紫外線を
遮蔽することは、人体の日焼けを防ぐばかりでなく、室
内や車内の装飾品等の劣化を防ぐことができるという点
で重要である。従来より、紫外線吸収剤としては、ベン
ゾフェノン、ベンゾトリアゾールなどの有機化合物が主
に知られているが、これらの有機化合物は紫外線の吸収
にともなって劣化が起り易いという問題点があった。
【0003】また、無機化合物で紫外線吸収性能が高い
として知られている酸化亜鉛を用いた紫外線吸収膜も特
開平1−217084号公報などで提案されているが、
酸化亜鉛は化学的に耐久性に乏しく、一般ガラス表面処
理用としては使用が困難であるといった問題点があっ
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術が有
していた前述の問題点を解消しようとするものであり、
表面に酸化セリウム、酸化チタンおよび酸化珪素の3成
分を主成分としてなる、劣化がなく高耐久性を有する紫
外線吸収膜を形成させた紫外線吸収ガラスを新規に提供
することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点を
解決すべくなされたものであり、キレート配位子と錯体
を形成したセリウム塩と、珪素化合物と、チタン化合物
とを主成分として含む塗布液をガラス基体上に塗布した
後、300℃以上に加熱することによって紫外線吸収膜
を形成することを特徴とする紫外線吸収ガラスの製造方
法を提供するものである。
【0006】原料セリウム塩としては塩化セリウム、硝
酸セリウム、硫酸セリウム等が使用できるが、アルコー
ル等の有機溶剤に溶解させ易いという点で塩化セリウ
ム、硝酸セリウムが比較的好適に使用できる。
【0007】原料セリウム塩は、キレート配位子と錯体
を形成させて使用することが重要である。セリウム無機
塩をそのまま用いると乾燥、加熱時に酸化セリウムの結
晶が析出し易くなり、膜の透明性が損なわれるおそれが
ある。該キレート配位子としては、β−ジケトンの1種
であるアセチルアセトンを用いると、そのキレート環の
安定性故に塗布後の乾燥時に酸化セリウムの結晶が析出
して白化するのを防止できる。配位させる配位子の量と
しては、C582 /Ceのモル比で1以上3以下と
するとよい。アセチルアセトンがこれより少ないと白化
しやすくなり、またこれより多くてもセリウムと反応で
きないため、無駄になる。
【0008】キレート配位子と錯体を形成したセリウム
塩は、原料セリウム塩とキレート配位子となる有機化合
物とを反応させることによって容易に得られる。この時
に、無溶剤中で直接配位子とセリウム塩を反応させても
良いし、生成物の溶媒となるアルコール等の有機溶剤中
で反応させても良い。また、反応が進みにくい時には、
加熱するなどして反応を促進させることもできる。
【0009】珪素化合物としては、SiRm (OR’)
4-m (ただし、R、R’はアルキル基、m=0〜3)で
表される珪素化合物、およびこれらの重合物の中から選
ばれる少なくとも1種が挙げられる。これら珪素化合物
はそのまま用いてもよく、また酸触媒下等で加水分解し
て用いてもよい。
【0010】チタン化合物としては、TiLm (OR)
4-m (ただし、L=キレート配位子、R=アルキル基、
m=0〜2)の形で表されるチタンアルコキシド、チタ
ンキレート化合物、およびこれらの重合物から選ばれる
少なくとも1種が挙げられる。
【0011】例として挙げればテトライソプロポキシチ
タンTi(OC374 、モノアセチルアセトナトチ
タントリイソプロポキシドTi(C372 )(OC
373 、ジアセチルアセトナトチタンジイソプロポ
キシドTi(C3722 (OC372 、ジエ
チルアセトアセタトチタンジイソプロポキシドTi(C
6922 (OC372 あるいはそれらのブト
キシドなどである。
【0012】これらの中でも、キレート配位子が少なく
とも1つ配位したものを用いる方が製造される膜がより
白濁しにくくなり、また液の保存安定性もより良くなる
ので好ましい。チタン化合物はそのまま用いてもよく、
また加水分解して用いてもよい。
【0013】本発明の塗布液において、液中のTi/S
iの存在比は、モル比で1.0以上3.0以下であるこ
とが望ましい。Tiの存在比がこれより低いと紫外線吸
収能が低くなり、また膜の透明性も悪化する。またこれ
より高いと、可視光の反射率が非常に高くなり、可視光
透過率が低下するとともに、成膜性も悪化する。
【0014】また、本発明の塗布液において、液中のT
i/Ce存在比は、モル比で0.5以上1.5以下、好
ましくは0.5以上1.0以下であることが望ましい。
Tiの存在比がこれより低いと膜の透明性が損なわれ易
くなるばかりでなく、紫外線吸収能も低下する。またこ
れより高くても紫外線吸収能が低下し、また成膜性も低
下するので好ましくない。
【0015】本発明の塗布液は、酸化物換算の総固形分
量として1.0%以上15.0%以下であることが好ま
しい。固形分量がこれ以下では、1回の塗布で得られる
膜の膜厚が薄くなり、所望の紫外線吸収能を有する膜を
得るためには数回塗布を行わなくてはならず不便であ
り、また固形分量がこれより高いと塗布液の寿命が短く
なり易い。希釈用の溶剤としては通常のアルコールや炭
化水素、エステル、エーテルアルコール、グリコール等
の有機溶剤が適宜使用できる。また、ガラスとの濡れ性
を向上させるために種々の界面活性剤を添加してもよ
い。
【0016】このようにして得られた塗布液をガラス基
体上へ塗布する際の塗布方法としては、従来用いられて
きた方法、すなわちディップコート法、スピンコート
法、スプレーコート法、ロールコート法、メニスカスコ
ート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法等が利用で
きる。
【0017】塗布された膜は乾燥の後、加熱することに
よって金属化合物が酸化物になり、緻密な透明無機膜と
なるが、このときの加熱温度は300℃〜ガラスの軟化
点の間で選ぶことができる。温度がこれ以下では金属有
機化合物から酸化物への分解が充分に進行しないため
に、紫外線吸収能が劣るばかりでなく、膜の強度も不足
する。
【0018】また、本発明の製造方法によって得られた
紫外線吸収膜は、更にその上に酸化珪素やフッ化マグネ
シウムのような低屈折率の透明膜を形成させて反射防止
性能を持たせることもできる。
【0019】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ更に説明を行う
が、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の
実施例および比較例において得られた膜の評価は、外観
(目視)、紫外線透過率(Tuv:ISO9050)、可
視光線透過率(Tv :JIS3106)、耐摩耗性試験
(テーバー試験:JIS3221)、耐薬品試験(0.
1N−NaOH、H2 SO4 10日間浸漬)によって行
った。
【0020】[実施例1および比較例1]硝酸セリウム
6水和物150gにアセチルアセトン104gを加え、
撹拌しながら90℃で1時間反応させ、濃黄色粘ちょう
液を得た。(アセチルアセトン/Ce=3(モル比)、
A液とする。) 珪酸エチル重合物(エチルシリケート40)50gに、
イソプロパノール44g、0.2N塩酸水溶液6gを加
え、室温で12時間反応させた(B液)。
【0021】テトラプロピルチタネート50gにアセチ
ルアセトン18gを加えて室温で12時間反応させ、モ
ノアセチルアセトナトチタントリイソプロポキシドのイ
ソプロパノール溶液を得た(C液)。A,B,C液をそ
れぞれ金属が以下の表1の組成になるように混合し、イ
ソプロパノールで総固形分が8.3%になるように希釈
した。
【0022】
【表1】
【0023】この塗布液を図1に示すようなディップコ
ート装置を用いて、片面をマスキングしたソーダライム
ガラス表面に引き上げ塗布し、150℃で5分乾燥させ
た後600℃の電気炉で5分間焼成を行った。形成され
た紫外線吸収膜の膜厚はいずれも200nmであった。
得られた膜の特性を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】ここで、耐摩耗性試験はテーバー試験30
0回転後、および耐薬品試験は10日間浸漬後の膜の状
態を示しており、○は試験後も膜の剥離がないことを示
す。また、外観の○はクラックや白濁がなく、透明であ
ることを示す。(以下同じ)
【0026】[実施例2および比較例2]硝酸セリウム
6水和物150gにアセチルアセトン69gを加え、撹
拌しながら90℃で1時間反応させ、黄色粘ちょう液を
得た。(アセチルアセトン/Ce=2(モル比)、D液
とする。)
【0027】テトラプロピルチタネート50gにアセチ
ルアセトン36gを加えて室温で12時間反応させ、ジ
アセチルアセトナトチタンジイソプロポキシドのイソプ
ロパノール溶液を得た(E液)。D、Eおよび実施例1
に示したB液をそれぞれ金属が以下の表3の組成になる
ように混合し、エタノールで総固形分が10.0%にな
るように希釈した。
【0028】
【表3】
【0029】この塗布液を図1に示すようなディップコ
ート装置で、ソーダライムガラスの両面に引き上げ塗布
し、150℃で5分乾燥させた後300℃で30分間焼
成を行った。試料を室温まで冷却した後、該紫外線吸収
膜の上に、B液をイソプロパノールで酸化珪素換算固形
分4重量%に希釈した液を、同じディップコート装置で
両面に引き上げ塗布し、150℃で5分乾燥した後再度
300℃で30分間焼成を行った。形成された下層膜
(紫外線吸収膜)の膜厚はいずれも200nm、上層膜
(酸化珪素膜)の膜厚はいずれも100nmであった。
得られた膜の特性を表4に示す。
【0030】
【表4】
【0031】[実施例3および比較例3]硝酸セリウム
6水和物150gにアセチルアセトン34.5gとヘキ
シレングリコール100gを加え、撹拌しながら90℃
で1時間反応させ、淡黄色粘ちょう液を得た。(アセチ
ルアセトン/Ce=1(モル比)、F液とする。)
【0032】珪酸エチル重合物(エチルシリケート4
0)50gに、ヘキシレングリコール44g、0.2N
塩酸水溶液6gを加え、室温で12時間反応させた(G
液)。F,Gおよびテトラブチルチタネートをそれぞれ
金属が以下の表5の組成になるように混合し、ヘキシレ
ングリコールで総固形分が12%になるように希釈し
た。
【0033】
【表5】
【0034】この塗布液をソーダライムガラス上にフレ
キソ印刷機を用いて印刷塗布し、150℃で5分乾燥さ
せた後500℃の電気炉で10分間焼成を行った。形成
された紫外線吸収膜の膜厚はいずれも160nmであっ
た。得られた膜の特性を表6に示す。
【0035】
【表6】
【0036】[比較例4]実施例1に示されるA液の代
わりに、硝酸セリウムのエタノール溶液(CeO2 換算
10重量%)を用いて、表1の実施例1−bおよび1−
dの組成で合成した塗布液を用いる以外は実施例1と同
様に行った。得られた膜の特性を表7に示す。
【0037】
【表7】
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、紫外線を90%以上遮
蔽でき、劣化がなく、外観も良好な紫外線吸収ガラスを
提供できる。また、耐久性も優れているので建築用や自
動車用の窓ガラスに使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で用いたディップコート装置の概略斜
視図
【符号の説明】
1:ガラス基板 2:液だめ 3:塗布液 4:フード 5:プーリー

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キレート配位子と錯体を形成したセリウム
    塩と、珪素化合物と、チタン化合物とを主成分として含
    む塗布液をガラス基体上に塗布した後、300℃以上に
    加熱することによって表面に紫外線吸収膜を形成するこ
    とを特徴とする紫外線吸収ガラスの製造方法。
  2. 【請求項2】セリウム塩のキレート配位子はアセチルア
    セトンであることを特徴とする請求項1記載の紫外線吸
    収ガラスの製造方法。
  3. 【請求項3】珪素化合物として、SiRm (OR’)
    4-m (ただし、R、R’はアルキル基、m=0〜3)の
    形で表される珪素化合物、およびこれらの重合物から選
    ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1
    記載の紫外線吸収ガラスの製造方法。
  4. 【請求項4】チタン化合物として、TiLm (OR)
    4-m (ただし、L=キレート配位子、R=アルキル基、
    m=0〜2)の形で表されるチタンアルコキシド、チタ
    ンキレート化合物、およびこれらの重合物から選ばれる
    少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1記載の
    紫外線吸収ガラスの製造方法。
  5. 【請求項5】塗布液中のTi/Siのモル比が1.0以
    上3.0以下であることを特徴とする請求項1記載の紫
    外線吸収ガラスの製造方法。
  6. 【請求項6】塗布液中のTi/Ceのモル比が0.5以
    上1.5以下であることを特徴とする請求項1記載の紫
    外線吸収ガラスの製造方法。
  7. 【請求項7】請求項1〜6の製造方法で製造された紫外
    線吸収ガラス。
  8. 【請求項8】請求項1〜6の方法で製造された紫外線吸
    収ガラスの表面に更に酸化珪素を主成分とする低屈折率
    膜が形成され、反射防止性が付与された紫外線吸収ガラ
    ス。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08104544A (ja) * 1994-09-30 1996-04-23 Central Glass Co Ltd 熱線反射紫外線吸収ガラス及びその製法
WO2008133773A1 (en) * 2007-04-27 2008-11-06 Guardian Industries Corp. Coated glass substrate with heat treatable ultraviolet blocking characteristics
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