JPH1171131A - 濃い緑色のソーダライムガラス - Google Patents
濃い緑色のソーダライムガラスInfo
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Abstract
ンドウに特に好適なガラスを提供する。 【解決手段】 ガラス形成主成分及び着色剤から構成さ
れる灰−緑着色ソーダライムガラスにおいて、それが
0.4重量%未満のFeOを含有すること、それが5%
以上の励起純度を有し、光源Aの下でかつ4mmのガラ
ス厚さについて30%より大きい光透過率(TLA
4)、1.55より大きい選択性(SE4)及び10%
より小さい紫外線透過率(TUV4)を有することを特
徴とする灰−緑着色ソーダライムガラス。
Description
構成された灰色の色相を有する濃い緑色で着色されたソ
ーダライムガラスに関する。
では広義に使用され、下記成分(重量百分率)を含有す
る全てのガラスに関係する: Na2O 10〜20% CaO 0〜16% SiO2 60〜75% K2O 0〜10% MgO 0〜10% Al2O3 0〜 5% BaO 0〜 2% BaO+CaO+MgO 10〜20% K2O+Na2O 10〜20%
窓ガラスの分野で極めて広く使用されている。それは一
般に延伸又はフロート法によってリボンの形態で製造さ
れる。かかるリボンはシートの形態に切断することがで
き、次いでそれは機械的特性を増強するために例えば熱
強化処理に供したり、曲げたりすることができる。
とき、一般にこれらの特性を標準光源に関連づける必要
がある。本明細書では、二つの標準光源が使用される:
即ち、照明についての国際会議(Commission Internati
onale de l'Eclairage又はC.I.E.)によって規定される
光源C及び光源Aである。光源Cは6700Kの色温度
を有する平均的な昼光を表わす。とりわけ、この光源は
建造物のために意図された窓の光学的特性を測定するた
めに特に有用である。光源Aは約2856Kの温度のプ
ランク放熱器の放射線を表わす。この光源は車のヘッド
ランプによって放出される光を表わし、本質的には自動
車のために意図された窓の光学的特性を測定しようとす
るものである。照明についての国際会議はまた“Colori
metry,Official Recommendations of the C.I.E.”
(1970年5月)という標題の文献を発行しており、
それは可視スペクトルの各波長の光に対する測色コーデ
ィネート(colorimetric coordinates)がx及びyの直
交軸を有する(C.I.E.3色度図として知られる)図に表
わすことができるように規定される理論を記載する。こ
の3色度図は可視スペクトルの各波長(ナノメーターで
表わされる)の光を表わす軌跡を示している。この軌跡
は“スペクトル軌跡”と称され、コーディネートがこの
スペクトル軌跡上にある光は特有の波長に対して100
%の励起純度を持つと言われている。スペクトル軌跡は
スペクトル軌跡の点を結合する“紫境界部(purple bou
ndary )”と称される線によって閉じられ、そのコーデ
ィネートは380nm(青紫)及び780nm(赤)の
波長に相当する。スペクトル軌跡と紫境界部の間にある
領域はいずれの可視光の3色度コーディネートに対して
も利用できるものである。光源Cによって放出される光
のコーディネートは例えばx=0.3101及びy=
0.3162に相当する。この点Cは白色光を表わすも
のとみなされ、結果としていずれの波長に対してもゼロ
に等しい励起純度を有する。線はいずれの所望の波長に
対しても点Cからスペクトル軌跡まで導くことができ、
これらの線上にあるいずれの点もそのコーディネートx
及びyによってだけでなく、それがある線に相当する波
長及び波長線の全長に対する点Cからのその距離の関数
として規定することができる。結果として、1枚の着色
ガラスシートを通って透過した光の色はその主波長及び
その励起純度(百分率で表わされる)によって記載する
ことができる。
過した光のC.I.E.コーディネートはガラスの組成によっ
てだけでなく、その厚さによっても左右されるだろう。
本明細書及び特許請求の範囲では励起純度P、透過光の
主波長λD及びガラスの光透過率(TLC5)の全ての
値は5mm厚のガラスシートのスペクトル比内部透過率
((spectral specific internal transmission)SI
Tλ)から計算される。ガラスシートのスペクトル比内
部透過率は単にガラスの吸収量によって決定され、下記
ベールランバートの法則によって表わすことができる: SITλ=e−E・Aλ 式中、Aλは問題になっている波長におけるガラスの吸
収率(cm−1)であり、Eはガラスの厚さ(cm)で
ある.
て表わしてもよい: (I3λ+R2λ)/(I1λ−R1λ) 式中、I1λはガラスシートの第1面についての入射可
視光の強度であり、R 1λはこの面によって反射される
可視光の強度であり、I3λはガラスシートの第2面か
ら透過した可視光の強度であり、R2λはこの第2面を
通ってシートの内部に反射される可視光の強度である。
のも使用される: − 4mmの厚さに対して測定された光源Aについての
全光透過率(TLA)(TLA4)。この全透過率は波
長380nmと780nmの間で下記式を積分した結果
である: ΣTλ・Eλ・Sλ/ΣEλ・Sλ 式中、Tλは波長λにおける透過率であり、Eλは光源
Aのスペクトル分布であり、Sλは波長λの関数として
の通常の人の目の感度である。 − 4mmの厚さに対して測定された全エネルギー透過
率(TE)(TE4)。この全透過率は波長300nm
と2150nmの間で下記式を積分した結果である: ΣTλ・Eλ/ΣEλ 式中、Eλは水平より上に30°の太陽のスペクトルエ
ネルギー分布である。 − 全エネルギー透過率に対する光源Aについての全光
透過率の比(TLA/TE)によって測定された選択性
(SE);及び − 4mmの厚さについて測定された紫外線における全
透過率(TUV4)。この全透過率は波長280nmと
380nmの間で下記式を積分した結果である: ΣTλ・Uλ/ΣUλ 式中、UλはDIN標準67507に規定された、大気
を通過する紫外線のスペクトル分布である。
ラスに関する。透明物質の透過率曲線が可視波長の関数
としてほとんど変化しないとき、この物質は“無彩灰色
(neutral grey)”と称される。C.I.E.系では、それは
主波長をもたず、その励起純度はゼロである。拡張によ
って本体はそのスペクトル曲線が可視領域において相対
的にフラットであるが、それにもかかわらず主波長及び
低いがゼロではない純度を規定することができる弱い吸
収バンドを有するとき灰色とみなされる。本発明による
灰色の色相を有する緑色のガラスは好ましくは480n
m〜550nmの主波長を有する。
護特性のために選択され、特に建造物におけるそれらの
用途が知られている。緑色のガラスは自動車又は列車の
客室における部分的な窓ガラス及び建造物にも使用され
る。内部が外側から見えるのを防止するためには極めて
濃い緑色のガラスが主に使用される。
ウインドウ及びリアウインドウとして使用するために特
に好適な高い選択性の灰色の色相の濃い緑色のガラスに
関する。
の高い吸収性を負い、それはかかるガラスを従来のガラ
ス炉で製造することを困難にしている。
構成される濃い緑色に着色されたソーダライムガラスに
おいて、それが0.4重量%未満のFeOを含有するこ
と、それが5%以上の励起純度を有し、光源Aの下でか
つ4mmのガラス厚さについて30%より大きい光透過
率(TLA4)、1.55より大きい選択性(SE4)
及び10%より小さい紫外線透過率(TUV4)を有す
ることを特徴とするソーダライムガラスを提供する。
の安全性の理由のために推奨される下限を満足するガラ
スを通る光の充分な透過率を確保しながら紫外線におけ
る低い透過率及び高い選択性を与えるという点において
特に有利である。これは本発明による窓ガラスによって
境界付けられた容積の内部加熱及び紫外太陽光線の影響
によるこれらの容積内に置かれた物体の好ましくない退
色の両方を避けることができる。
より大きい選択性(SE4)を有する。
低い上限を有するが、このような結果が得られることは
注目に値する。このFeO重量含有量の値はガラスが従
来の大容量の炉によって製造できることを意味する。か
かる炉の使用は高選択性ガラスの製造に通常使用されな
ければならない小さな電気炉の使用と比較して経済的で
ある。これはかかる場合においてガラスの0.4重量%
より大きい高いFeO含有量がそれを溶融することを困
難にし、小容量の電気炉の使用を要求するからである。
ラスにおいて不純物として又は着色剤として故意に導入
されて存在する。Fe3+の存在はガラスに短波長(4
10及び440nm)の可視光のわずかな吸収及び紫外
域における極めて強い吸収帯(380nmを中心とする
吸収帯)を与え、一方Fe2+の存在は赤外域(105
0nmを中心とする吸収帯)において強い吸収を引き起
こす。第二鉄イオンはガラスにわずかに黄色を与え、一
方第一鉄イオンはより顕著な青−緑色を与える。他のも
のも全て同様であり、それは赤外領域において吸収を招
き、それゆえTEに影響を与えるFe2+イオンであ
る。Fe2+イオンの濃度が増加するときTE値は減少
し、それによってSE値を上昇する。それゆえ高い選択
性はFe3 +イオンに対するFe2+イオンの存在を多
くすることによって得られる。
満のTUV4を与える。かかる値は当然本発明によるガ
ラスによってはめられた表面によって境界付けられる容
積内にある物体の退色に対する保護を最適化する。この
特性は自動車部門に特に有利である。これは紫外線の低
透過率が太陽の作用に常に暴露される内部の装飾品や備
品の老化及び退色を車両において防止できるからであ
る。
550nm未満、好ましくは520nm未満である。こ
れらの上限を満たす色相を有する緑色ガラスは、魅力的
なものとされる。
として、鉄に加えて少なくとも一つのセレン、クロム、
コバルト、セリウム及びバナジウムの元素を含有する。
これらの元素の使用は最適な方法でガラスの光学的特性
を調整でき、特に高選択性ガラスを得ることができる。
よって本発明によるガラスとほぼ同じ色を有するガラス
を製造することができる。しかしながら、ニッケルの存
在は特にガラスをフロート法によって製造しなければな
らないときに欠点となる。フロート法では、熱いガラス
のリボンはその表面が平らで平行になるように溶融錫の
浴の表面に沿って運搬される。このリボンによって酸化
錫の連行に導く浴の表面上の錫の酸化を避けるために、
還元雰囲気は浴の上で維持される。ガラスがニッケルを
含有するとき、後者は錫の浴上の雰囲気によって部分的
に還元され、製造されたガラスに曇りを生じる。この元
素は赤外領域の光を吸収しないのでそれを含有するガラ
スの選択性の高い値を得るために貢献せず、それは高T
E値に導く。さらに、ガラス中に存在するニッケルは硫
化物NiSを形成しうる。この硫化物は様々な結晶形態
で存在し、それは様々な温度範囲にわたって安定であ
る。自動車の分野及び建造物(バルコニー、階段など)
の窓によくあることだが、ガラスを熱強化処理によって
強化しなければならないときにその結晶形態が次から次
へと変態することは問題を生じる。本発明によるガラス
はニッケルを全く含有しないので、建築用途又は自動車
などの車両の分野における使用と同様にフロート法によ
って製造するために特に良く適している。
e 著、J. Le Du − Glass Institute − Paris翻訳によ
る)ガラスの製造のために個々に考えられた様々な着色
剤の効果は以下の通りである: コバルト:CoIIO4基は鉄−セレン発色団によって
与えられたものとほとんど反対の主波長で強烈な青色を
生成する。 クロム:CrIIIO6基の存在は650nmで吸収帯
を生じ、薄い緑色を与える。高レベルの酸化がCrVI
O4基を生じ、それは365nmで極めて強い吸収帯を
生じ、黄色を与える。 セリウム:組成物中のセリウムイオンの存在は紫外領域
において強い吸収を得ることができる。酸化セリウムは
二つの形で存在する。即ち、CeIVは240nm付近
の紫外領域で吸収し、CeIIIは314nm付近の紫
外領域で吸収する。 セレン:Se4+カチオンは実際には着色効果を全く有
さないが、変化していない化合物SeOはピンク色を呈
する。Se2−アニオンは存在する第二鉄イオンと発色
団を形成し、このためガラスに茶色がかった赤色を与え
る。 バナジウム:アルカリ酸化物の含有量を増大するにつれ
て色は緑から無色に変化する。これはVIIIO6基を
VVO4に酸化することによって生じる。
ギー及び光学的特性はそれゆえそれらの間の複雑な相互
作用から生じる。これはこれらの着色剤がそれらのレド
ックス状態及びこの状態になりやすい他の元素の存在に
強く依存する挙動を有するからである。
を使用することによって得られてもよい。かかるガラス
は下記重量百分率の着色剤を含有するだろう: Fe2O3 1.5〜1.8%(全鉄) FeO 0.25〜0.30% Co 0.0090〜0.0145% Cr2O3 0.0015〜0.0025% Se 0.0003〜0.0009%
は、ガラスは高価でありかつガラス中に十分含まれてい
ないセレンを含有しない。
ば、ガラスは下記重量百分率の着色剤を含有する: Fe2O3 1.2〜1.8%(全鉄) FeO 0.25〜0.35% Co 0.0020〜0.0100% Cr2O3 0.0010〜0.0100% CeO2 0.1〜0.8%
リウムの使用はガラス製造炉の耐火壁の保護に好まし
く、それらの壁に対してそれらはいかなる腐食の危険も
与えない。
下記重量百分率の着色剤の存在に相当する: Fe2O3 0.9〜1.8%(全鉄) FeO 0.25〜0.35% Co 0.0010〜0.0100% Cr2O3 0〜0.0150% V2O5 0〜0.2%
素の安価な特長のため本発明によるガラスの製造コスト
を制限する利点を提供する。さらに、バナジウムはその
低汚染特性のため環境保護に有益である。
明によるガラスの低紫外線透過率を得るために好まし
い。
て鉄、コバルト及びバナジウムだけを使用することがで
き、この場合において下記重量百分率を有する: Fe2O3 0.9〜1.8%(全鉄) FeO 0.25〜0.35% Co 0.0010〜0.0100% V2O5 0.01〜0.2%
スはより容易に製造できる。
ジウム及びクロムはともに着色剤のうちゼロではない割
合で存在する。そのとき後者はそれらの全体において下
記重量百分率で使用されるだろう: Fe2O3 0.9〜1.8% FeO 0.25〜0.37% Co 0.0010〜0.0100% Cr2O3 0〜0.0240% V2O5 0〜0.2%
響から炉壁を保護する。
下で規定した範囲内にあるガラスを得ることができる: 30%<TLA4<55% 20%<TE4<30% 480nm<λD<520nm 5%<P<15%
明によるガラスを車両のサイドリアウインドウ又はリア
ウインドウのために使用するとき自動車ヘッドライトの
光によって使用者がまぶしくなるのを防止するのに特に
有用である。対応するエネルギー透過率の範囲はガラス
に高選択性を与える。主波長及び励起純度の範囲に関し
て、これらは色相及び色強度に相当し、それらは建築及
び自動車分野で現在実施されている材料に関する原理に
従って特に評価される。
スは下記重量百分率の着色剤を含有する: Fe2O3 1.4〜1.6% FeO 0.29〜0.31% Co 0.0040〜0.0070% Cr2O3 0.0030〜0.0060% CeO2 0.2〜0.5%
百分率の着色剤を含むガラスに相当する: Fe2O3 1.2〜1.6% FeO 0.29〜0.31% Co 0.0020〜0.0050% V2O5 0.02〜0.15%
組合される: 40%<TLA4<50% 25%<TE4<30% TUV4<6% 495nm<λD<500nm 7%<P<11%
に相当するガラスは特に高い性能を有する。なぜならば
それは車両のサイドリアウインドウ及びリアウインドウ
として使用されるためにエネルギー及び光透過率をとも
に最適化するからである。それが建築目的のために使用
されるとき、それはエアコンディショニングシステムの
負荷を減らすことと関連するかなりのエネルギー節約効
果と美学的品質を組合せる。
ウ及びリアウインドウのためには3又は4mmの厚さ、
建造物には4mm以上の厚さを有するシートの形態で使
用されることが好ましい。
の5mmの厚さについての光源Cの下で全光透過率(T
LC5)を有することが好ましく、それは建造物に使用
されるとき太陽光によるまぶしさを除去するのに貢献す
る。
覆されてもよく、それは太陽光線による加熱、結果とし
てかかるガラスを窓ガラスとして使用する車両の内部の
加熱を減少する。
製造されてもよい。バッチ材料に関して天然材料、リサ
イクルされたガラス、スコリア又はこれらの材料の組合
せを使用することができる。着色剤は必ずしも示された
形で添加されないが、示された形と同等の形で添加され
る着色剤の量を与えるこの方法は現在の慣行である。実
際には鉄はべんがらの形で加えられ、コバルトはCoS
o4・7H2O又はCoSo4・6H2Oのような水和
硫酸塩の形で加えられ、クロムはK2Cr2O 7のよう
な重クロム酸の形で加えられる。セリウムは酸化物又は
炭酸塩の形で導入される。バナジウムに関して、これは
酸化バナジウムまたはバナジン酸ナトリウムの形で導入
される。セレンは存在する場合にはNa2SeO3又は
ZnSeO3の如きセレン化物の形で又は元素の形で加
えられる。
用されるバッチ材料における不純物としていくらか存在
させてもよく(例えば約100ppmの濃度の酸化マグ
ネシウム)、それは天然材料、リサイクルされた材料又
はスコリア中にあってもよいが、これらの不純物の存在
がガラスに上記限定外の特性を与えない場合、これらの
ガラスは本発明に従ったものとみなされる。
定の実施例によって説明されるだろう。
ガラスバッチの成分及びガラスのベース組成を与えたも
のであり、表IIaびIIbは着色剤のうちでクロム及びセ
リウム又はバナジウム及び/又はクロムのいずれかをそ
れぞれ含むガラスの着色剤の重量割合及び光学的特性を
与えたものである。表IIIは着色剤のうちでセレンを含
むガラスの着色剤の重量割合及び光学的特性を与えたも
のである。これらの割合はガラスのX線蛍光によって測
定され、示された分子種に変換される。
ラファイト又はスラグのような還元剤、又は硫酸塩のよ
うな酸化剤を含有してもよい。
Claims (17)
- 【請求項1】 ガラス形成主成分及び着色剤から構成さ
れる灰−緑着色ソーダライムガラスにおいて、それが
0.4重量%未満のFeOを含有すること、それが5%
以上の励起純度を有し、光源Aの下でかつ4mmのガラ
ス厚さについて30%より大きい光透過率(TLA
4)、1.55より大きい選択性(SE4)及び10%
より小さい紫外線透過率(TUV4)を有することを特
徴とする灰−緑着色ソーダライムガラス。 - 【請求項2】 1.6より大きい選択性(SE4)を有
することを特徴とする請求項1記載の灰−緑着色ソーダ
ライムガラス。 - 【請求項3】 7%未満のTUV4を有することを特徴
とする請求項1又は2記載の灰−緑着色ソーダライムガ
ラス。 - 【請求項4】 5mmのガラス厚さについて550nm
より小さい、好ましくは520nmより小さい主波長
(λD)を有することを特徴とする請求項1〜3のいず
れか記載の灰−緑着色ソーダライムガラス。 - 【請求項5】 着色剤としてFe,Cr,Co,Se,
Ce,V元素の少なくとも一つを含むことを特徴とする
請求項1〜4のいずれか記載の灰−緑着色ソーダライム
ガラス。 - 【請求項6】 下記重量百分率の着色剤(鉄の全量はF
e2O3の形で表示される)を含有することを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか記載の灰−緑着色ソーダライ
ムガラス: Fe2O3 1.2〜1.8% FeO 0.25〜0.35% Co 0.0020〜0.0100% Cr2O3 0.0010〜0.0100% CeO2 0.1〜0.8% - 【請求項7】 下記重量百分率の着色剤(鉄の全量はF
e2O3の形で表示される)を含有することを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか記載の灰−緑着色ソーダライ
ムガラス: Fe2O3 0.9〜1.8% FeO 0.25〜0.37% Co 0.0010〜0.0100% Cr2O3 0〜0.0240% V2O5 0〜0.2% - 【請求項8】 下記重量百分率の着色剤(鉄の全量はF
e2O3の形で表示される)を含有することを特徴とす
る請求項7記載の灰−緑着色ソーダライムガラス: Fe2O3 0.9〜1.8% FeO 0.25〜0.35% Co 0.0010〜0.0100% V2O5 0.01〜0.2% - 【請求項9】 下記重量百分率の着色剤(鉄の全量はF
e2O3の形で表示される)を含有することを特徴とす
る請求項7記載の灰−緑着色ソーダライムガラス: Fe2O3 0.9〜1.8% FeO 0.25〜0.35% Co 0.0010〜0.0100% Cr2O3 0.005〜0.0150% V2O5 0.02〜0.2% - 【請求項10】 下記光学特性を有することを特徴とす
る請求項1〜9のいずれか記載の灰−緑着色ソーダライ
ムガラス: 30%<TLA4<55% 20%<TE4<30% 480nm<λD<520nm 5%<P<15% - 【請求項11】 下記重量百分率の着色剤(鉄の全量は
Fe2O3の形で表示される)を含有することを特徴と
する請求項1〜6のいずれか記載の灰−緑着色ソーダラ
イムガラス: Fe2O3 1.4〜1.6% FeO 0.29〜0.31% Co 0.0040〜0.0070% Cr2O3 0.0030〜0.0060% CeO2 0.2〜0.5% - 【請求項12】 下記重量百分率の着色剤(鉄の全量は
Fe2O3の形で表示される)を含有することを特徴と
する請求項1〜5,7のいずれか記載の灰−緑着色ソー
ダライムガラス: Fe2O3 1.2〜1.6% FeO 0.29〜0.31% Co 0.0020〜0.0050% V2O5 0.02〜0.15% - 【請求項13】 下記光学特性を有することを特徴とす
る請求項11又は12記載の灰−緑着色ソーダライムガ
ラス: 40%<TLA4<50% 25%<TE4<30% TUV4<6% 495nm<λD<500nm 7%<P<11% - 【請求項14】 5mmの厚さについて25〜55%の
光源Cの下での光透過率(TLC5)を有することを特
徴とする請求項1〜13のいずれか記載の灰−緑着色ソ
ーダライムガラス。 - 【請求項15】 金属酸化物の層で被覆されていること
を特徴とする請求項1〜14のいずれか記載の灰−緑着
色ソーダライムガラス。 - 【請求項16】 シートの形であることを特徴とする請
求項1〜15のいずれか記載の灰−緑着色ソーダライム
ガラス。 - 【請求項17】 自動車のための窓を形成することを特
徴とする請求項16記載の灰−緑着色ソーダライムガラ
ス。
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