JPH11228176A - 高可視光透過紫外線吸収ガラスおよび紫外線吸収着色ガラス板 - Google Patents
高可視光透過紫外線吸収ガラスおよび紫外線吸収着色ガラス板Info
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Abstract
量部に対し、Fe2 O3に換算した全鉄:0〜0.12
重量部、CeO2 に換算した全セリウム+TiO2 に換
算した全チタン:2.4〜4.0重量部、CoO:0〜
0.0050重量部、Se:0〜0.0300重量部、
を含有し、厚さ3.5mmでの紫外線透過率が13%以
下、可視光透過率が80%以上である。
Description
と高い可視光透過率を持つ高可視光透過紫外線吸収ガラ
ス、および紫外線吸収着色ガラス板に関する。
ン、グリーン、ブルー、グレーなどさまざまな色を呈す
るガラスが提案され、使用されている。かかる窓ガラス
は、車両用ウインドシールドに用いるときは、可視光透
過率として70%以上を満足する必要のあることが、多
くの国で規定されている。一方、車の内装品の劣化など
を防止するため、紫外線吸収能の高いガラスが求められ
ており、両者を同時に満たすガラスとして、特開平5−
58670(ブラウン)や特開平8−208266(グ
リーン)、特開平9−278481(ブラウン)などが
すでに提案されている。
は高い可視光透過率と低い紫外線透過率とを両立させる
必要があるため、色にバリエーションを持たせにくい。
また、充分に高い紫外線吸収能と可視光透過率を持つわ
けではない。具体的には、厚さ3.5mmに換算してI
SO−9050に規定された紫外線透過率が13%以下
であり、厚さ3.5mmに換算して標準光源Aにより測
定した可視光透過率が80%以上であるようなきわめて
高い可視光透過率と低い紫外線透過率とを両立させたガ
ラスは上記文献において、具体的には提案されていな
い。
課題を解決するためになされたものであり、ソーダ石灰
ガラスからなる母成分100重量部に対し、 Fe2 O3 に換算した全鉄 0〜0.12重量部、 CeO2 に換算した全セリウム+TiO2 に換算した全チタン 2.4〜4.0重量部、 CoO 0〜0.0050重量部、 Se 0〜0.0300重量部、 を含有し、厚さ3.5mmに換算してISO−9050
に規定された紫外線透過率が13%以下であり、厚さ
3.5mmに換算して標準光源Aにより測定した可視光
透過率が80%以上であることを特徴とする高可視光透
過紫外線吸収ガラス、および、厚さ3.5mmに換算し
てISO−9050に規定された紫外線透過率が13%
以下であり、厚さ3.5mmに換算して標準光源Aによ
り測定した可視光透過率が80%以上であることを特徴
とするガラス板に、着色被膜を形成したことを特徴とす
る紫外線吸収着色ガラス板を提供する。
ラスからなる母成分に対し、所定量の添加成分を含有せ
しめたものである。この添加成分に関して以下に説明す
る。Fe2 O3 に換算した全鉄の含有量が母成分100
重量部に対して0.12重量部を超えると、可視光透過
率が小さくなるおそれがある。好ましくは、母成分10
0重量部に対して0.10重量部以下である。ここで、
Fe2 O3 は必須ではないが、紫外線吸収能を高めるた
めに、母成分100重量部に対して0.03重量部以上
含有されることが好ましい。
のFe2 O3 に換算した2価の鉄の割合を10〜65%
とすることが好ましい。これが10%未満では、ガラス
熔融時の窯内対流が減少し泡増加などにより製品品質が
低下するおそれがある。一方、65%を超えると、硫化
第二鉄の生成により部分的にアンバー色になり、製品の
色調に悪影響を与えるおそれがある。製造のしやすさを
考慮すると、より好ましくは20〜40%である。
Ce4+があり、両者とも、紫外線吸収効果を有する成分
である。また、チタンをセリウムと併用することにより
紫外線吸収能を増大できる。すなわち、近紫外域に吸収
を持つセリウムはCe3+であるために、CeO2 をTi
2 O3 で還元することによって、さらに近紫外線吸収の
効果を持たせうる。
に換算した全チタンの合量が母成分100重量部に対し
て2.4重量部未満では、充分な紫外線吸収効果が得ら
れないおそれがある。好ましくは、2.5重量部以上で
ある。また、コストを考慮するとCeO2 に換算した全
セリウムとTiO2 に換算した全チタンの合量が母成分
100重量部に対して4.0重量部以下であることが現
実的である。
ムは、母成分100重量部に対して1.0〜2.5重量
部の範囲が好ましい。また、TiO2 に換算した全チタ
ンの含有量は母成分100重量部に対して0.6〜2.
0重量部の範囲が好ましい。これらの範囲をはずれる
と、両成分の相乗効果が充分でなく、低い紫外線透過率
と高い可視光透過率との両立が困難になるおそれがあ
る。
と刺激純度とを調整するために含有させることができ
る。この効果を得るためには、母成分100重量部に対
して0.0003重量部以上含有させることが好まし
い。一方、この含有量が母成分100重量部に対して
0.0050重量部を超えると、可視光透過率が低下す
るおそれがある。好ましくは、母成分100重量部に対
して0.0030重量部以下である。
と刺激純度とを調整するために含有できる。この効果を
得るためには、母成分100重量部に対して0.000
3重量部以上含有させることが好ましい。一方、この含
有量が母成分100重量部に対して0.0300重量部
を超えると、可視光透過率が低下するおそれがある。好
ましくは、母成分100重量部に対して0.0010重
量部以下である。
成は、本質的に以下の成分からなることが好ましい。 SiO2 65〜75重量%、 Al2 O3 0.1〜 5重量%、 Na2 O 10〜18重量%、 K2 O 0〜 5重量%、 CaO 5〜15重量%、 MgO 0〜 6重量%。
候性が悪くなり、75重量%超では失透しやすい。Al
2 O3 の含有量が0.1重量%未満では耐水性が低下
し、5重量%超では溶解性が低下する。Na2 O、K2
Oは原料の溶解を促進する成分であり、Na2 Oの含有
量が10重量%未満ではその効果が小さく、18重量%
超では耐候性が悪くなる。また、K2 Oは必須成分では
ないが含まれていてもよい。その含有量が5重量%超で
はコストが高くなる。
性を改善する成分である。CaOの含有量が5重量%未
満では上述の効果が少なく、15重量%超では失透しや
すくなる。MgOは必須成分ではないが含まれていても
よい。その含有量が6重量%超では失透しやすくなる。
SO3 は清澄剤として用いられる場合がある。そのよう
なとき、典型的にガラスに残留するSO3 の量は0.0
5〜1.0重量%の間にある。
明する。本明細書において、厚さ3.5mmに換算して
標準光源Aにより測定した可視光透過率をTva、厚さ
3.5mmに換算してISO−9050に規定された紫
外線透過率をTUVということにする。
TUVが13%以下であり、Tvaが80%以上である。好
ましくは、TUVが12%以下である。また、Tvaが85
%以上である。また、本発明においては、TvaのTUVに
対する比Tva/TUVが7以上であることが好ましい。
発明の高可視光透過紫外線吸収ガラスは、典型的には、
標準光源Cにより測定した主波長が480〜590nm
となり、また、刺激純度は用途によって調整でき、標準
光源Cにより測定し、厚さ3.5mmに換算したもの
で、0〜10%である。さらに、特に限定されないが、
3.5mm厚換算で、典型的には日射透過率が70〜8
5%となる。
のようにして製造できる。すなわち、目標とするガラス
組成になるように、各原料を調合する。その際に使用す
る原料としては、FeO、Fe2 O3 源として、鉄粉、
ベンガラ等が、セリウム源として、酸化セリウム、炭酸
セリウム、水酸化セリウム等が、チタン源として、酸化
チタン等が、CoO源として、酸化コバルト等が、Se
源として、金属セレン、亜セレン酸ソーダ等がある。な
お、母成分の原料としては、通常使用されているものが
使用される。さらに、これらの原料に炭素等の還元剤を
添加して、FeOが所定量含有されるようにするのが好
ましい。
供給し、重油等により約1500℃に加熱し熔融してガ
ラス化する。次いで、この熔融ガラスを清澄した後、フ
ロート法等により所定の厚さの板ガラスに成形する。次
いで、この板ガラスを所定の形状に切断することにより
本発明の高可視光透過紫外線吸収ガラスが製造される。
その後、必要に応じて、切断したガラスを強化処理し、
合せガラスに加工しまたは複層ガラスに加工できる。
可視光透過率が高く、かつ紫外線を充分に吸収するの
で、窓ガラスとして視認性の高いものが得られるうえ、
紫外線による内装材やシートの劣化を防止できる。した
がって建築用、車両用の窓ガラスとして特に有用であ
る。
ラスを用いることにより、車両用などの紫外線吸収着色
ガラス板を得ることができる。従来の紫外線吸収着色ガ
ラスは、ガラス自体へ添加した着色成分によって着色し
ていたため、高い可視光透過率と低い紫外線透過率とを
両立させる必要がある用途では、色調が特定のものに限
定されていた。しかし、本発明の高可視光透過紫外線吸
収ガラスは、非常に高い可視光透過率と紫外線吸収能を
併せ持っている。したがって、ガラス板の表面に着色被
膜、特に金属酸化物被膜などの無機被膜を形成すること
により着色すれば、任意の色調を付与できるうえ、車両
用ウインドシールド用としても適当なガラスが得られ
る。すなわち、実厚でのISO−9050に規定された
紫外線透過率が12%以下、好ましくは10%以下で、
実厚で標準光源Aにより測定した可視光透過率が70%
以上のガラス板が得られる。
れも採用できるが、耐久性の点では、無機被膜が好まし
い。また、この着色被膜を無機膜とすることによりハー
フミラー状の外観を呈させることもでき、意匠性の高い
ガラス板が得られる。無機着色被膜を形成する方法とし
ては、真空蒸着やスパッタリング、CVD等の乾式法
や、ゾルゲル法、スプレー熱分解等の湿式法などがあ
る。なかでも、湿式法による無機物の成膜は、安価に成
膜できるため工業上有利である。
しては、金属アルコキシドを主原料とするいわゆるゾル
ゲル法によって合成した液を塗布する手法、金属塩とシ
リコンアルコキシド等を混合後、ゾルゲル法により成膜
する手法(例えばJ.Non-Crystalline Solids 82(1986)3
78-390)、金属酸化物の焼成体である顔料微粒子を分散
させて塗布する手法、また、貴金属などのコロイド粒子
をガラス中に分散させ、それによる吸収を利用して着色
する方法(Ann.Physik.25,377(1908),Phys.Rev.111,106
7(1958),Z.Phys.224,307(1969),J.Appl.Phys.48,1488(1
977))などを採用できる。
が高まり、従来のグレー色または茶褐色に加え、赤、青
等の原色や紫やピンク等中間色の均一着色膜が求められ
ている。かかる色調を有し、車両窓用のガラスとして充
分な耐薬品性や耐摩耗性を有する膜を形成するには、例
えば、Si、Ti、ZrおよびAlからなる群より選ば
れる1種以上の金属のアルコキシドおよび/またはキレ
ートと、Auの化合物とを含有する着色膜形成用塗布液
の層を焼成することによって得ることが好ましい。
機溶剤に可溶であれば特に限定されないが、一般的に入
手容易な塩化金酸が好ましい。また、金のアルキルメル
カプチドなども好適である。また金属のアルコキシドお
よび/またはキレートを形成する金属としては、Siお
よび/またはTiが特に好ましい。
を、 ガラス板上に塗布して塗布層を形成する。塗布液の
基体への塗布は、スピンコート、ディップコート、 スプ
レーコート、メニスカスコート、フローコート、ダイコ
ート、転写印刷、スクリーン印刷等の各方法で行える。
(焼成)することによって金コロイド分散金属酸化物被
膜を得ることができ、特に赤からピンク(吸収の主波長
が510〜560nm)の色調、青から青紫(吸収の主
波長が580〜640nm)の色調などを得ることがで
きる。
るが、本発明はこれらに限定されない。原料として、ケ
イ砂、長石、苦灰岩、ソーダ灰、芒硝、酸化第二鉄、酸
化セリウム、二酸化チタン、酸化コバルト、亜セレン酸
ソーダ、コークスを用い、調合したバッチを、実窯に近
いと思われる雰囲気(O2 濃度2.0%程度)下で熔融
し、適切な成形・徐冷を行うことにより、表1に示す添
加物組成(単位:母成分全体を100重量部とした場合
の重量部)、redox(Fe2 O3 に換算した全鉄中
のFe2 O3 に換算した2価の鉄の重量割合、還元比)
を有する高可視光透過紫外線吸収ガラスを得た。
3 に換算した全鉄であり、CeO2とあるのはCeO2
に換算した全セリウムであり、TiO2 とあるのは、T
iO2 に換算した全チタンであり、Ce+Tiとあるの
はCeO2 に換算した全セリウムとTiO2 に換算した
全チタンとの合量である。また、母成分としては、Si
O2 :72.0%、Al2 O3 :1.9%、Na2 O:
12.8%、K2 O:0.8%、CaO:8.1%、M
gO:4.4%なる組成のソーダ石灰ガラスを使用し
た。
TUV(%)、厚さ3.5mm換算の日射透過率Te
(%)、標準光源Cで測定した主波長Dw (nm)、標
準光源Cで測定した厚さ3.5mm換算の刺激純度Pe
(%)を測定した。その結果を表1に併せて示す。可視
光透過率、日射透過率はJIS−R3160に、主波
長、刺激純度はJIS−Z8701に、紫外線透過率は
ISO−9050にしたがって求めた。例1〜15は実
施例、例16〜22は比較例である。なお、例14、例
15の光学特性は計算機によるシミュレーションで求め
た。
スは可視光透過率、紫外線吸収能ともきわめて高い。
率約48重量%)2g、テトラエチルシリケート24.
3g、テトラn−ブチルチタネート2.97g、キレー
ト化剤としてアセチルアセトン1g、および加水分解触
媒として6重量%塩酸水溶液5.5gを、エタノール溶
媒64.23gに溶解した塗布液をスピンコート法で例
1のガラスに塗布し、120℃で10分間乾燥後、60
0℃で5分間焼成して無機着色被膜付きガラス板を得
た。被膜厚さは300nmであった。
を呈しており、Tvaは75%、日射透過率Te は55
%、TUVは9.0%であり、車両用ウインドシールドガ
ラス板として適当なものであった。
%)1g、テトラエチルシリケート19.4g、テトラ
n−ブチルチタネート5.2g、キレート化剤としてア
セチルアセトン5.2g、加水分解触媒として6重量%
塩酸水溶液4.8gとをヘキシレングリコール溶媒3
4.8gに溶解し、4時間撹拌した塗布液をフレキソ印
刷で表1の例1のガラスに塗布し、120℃で10分間
乾燥後、650℃で5分間焼成して無機着色被膜付きガ
ラス板を得た。被膜厚さは200nmであった。
vaは75%、厚さ3.5mm換算の日射透過率Te は7
0%、TUVは9.5%であり、車両用ウインドシールド
ガラス板として適当なものであった。
は可視光透過率が高く、かつ紫外線を充分に吸収するの
で、窓ガラスとして視認性の高いものが得られるうえ、
紫外線による内装材やシートの劣化を防止し、また内部
にいる人の日焼けを防止できる。したがって建築用、車
両用の窓ガラスとして特に有用である。
ラスを用いることにより、車両用などの紫外線吸収着色
ガラス板が得られる。この紫外線吸収着色ガラス板は、
ガラス板上に形成する無機着色被膜の選択により、さま
ざまな色調に調整できるうえ、可視光透過率が高く、車
両用ウインドシールドガラスとしても適当である。
Claims (11)
- 【請求項1】ソーダ石灰ガラスからなる母成分100重
量部に対し、 Fe2 O3 に換算した全鉄 0〜0.12重量部、 CeO2 に換算した全セリウム+TiO2 に換算した全チタン 2.4〜4.0重量部、 CoO 0〜0.0050重量部、 Se 0〜0.0300重量部、 を含有し、厚さ3.5mmに換算してISO−9050
に規定された紫外線透過率が13%以下であり、厚さ
3.5mmに換算して標準光源Aにより測定した可視光
透過率が80%以上であることを特徴とする高可視光透
過紫外線吸収ガラス。 - 【請求項2】Fe2 O3 に換算した全鉄中の、Fe2 O
3 に換算した2価の鉄の量の割合が10〜65%である
請求項1記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。 - 【請求項3】ソーダ石灰ガラスからなる母成分100重
量部に対し、 Fe2 O3 に換算した全鉄 0.03〜0.10重量部、 CeO2 に換算した全セリウム 1.0〜2.5重量部、 TiO2 に換算した全チタン 0.6〜2.0重量部、 CeO2 に換算した全セリウム+TiO2 に換算した全チタン 2.5〜4.0重量部、 CoO 0.0003〜0.0030重量部、 Se 0〜0.0010重量部、 を含有する請求項1または2記載の高可視光透過紫外線
吸収ガラス。 - 【請求項4】厚さ3.5mmに換算して標準光源Aによ
り測定した可視光透過率の、厚さ3.5mmに換算して
ISO−9050に規定された紫外線透過率に対する比
が7以上であることを特徴とする請求項1、2または3
記載の高可視光透過紫外線吸収ガラス。 - 【請求項5】厚さ3.5mmに換算してISO−905
0に規定された紫外線透過率が12%以下である請求項
1、2、3または4記載の高可視光透過紫外線吸収ガラ
ス。 - 【請求項6】厚さ3.5mmに換算して標準光源Aによ
り測定した可視光透過率が85%以上であることを特徴
とする請求項1、2、3、4または5記載の高可視光透
過紫外線吸収ガラス。 - 【請求項7】ソーダ石灰ガラスが本質的に以下の成分か
らなる請求項1、2、3、4、5または6記載の高可視
光透過紫外線吸収ガラス。 SiO2 65〜75重量%、 Al2 O3 0.1〜 5重量%、 Na2 O 10〜18重量%、 K2 O 0〜 5重量%、 CaO 5〜15重量%、 MgO 0〜 6重量%。 - 【請求項8】厚さ3.5mmに換算してISO−905
0に規定された紫外線透過率が13%以下であり、厚さ
3.5mmに換算して標準光源Aにより測定した可視光
透過率が80%以上であることを特徴とするガラス板
に、着色被膜を形成したことを特徴とする紫外線吸収着
色ガラス板。 - 【請求項9】請求項1、2、3、4、5、6または7記
載の高可視光透過紫外線吸収ガラスからなるガラス板
に、着色被膜を形成したことを特徴とする紫外線吸収着
色ガラス板。 - 【請求項10】着色被膜は、Si、Ti、ZrおよびA
lからなる群より選ばれる1種以上の金属のアルコキシ
ドおよび/またはキレートと、Auの化合物とを含有す
る着色膜形成用塗布液の層を焼成することによって得ら
れるものであることを特徴とする請求項8または9記載
の紫外線吸収着色ガラス板。 - 【請求項11】請求項8、9または10記載の紫外線吸
収ガラス板からなり、実厚でのISO−9050に規定
された紫外線透過率が12%以下で、実厚で標準光源A
により測定した可視光透過率が70%以上であることを
特徴とする車両窓用ガラス板。
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-
1998
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