JP2001019470A

JP2001019470A - 濃グレー色ガラス

Info

Publication number: JP2001019470A
Application number: JP11192942A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Maruo; 博丸尾
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的低い可視光透過率を有して、適度な透
視性とプライバシー性を維持し、紫外線および日射を適
度に遮蔽し、またガラス溶融も容易であり、自動車等の
車両、輸送機器用窓ガラスおよび建築用窓ガラス等に適
する濃いグレー色のガラスを得る。【解決手段】ソーダ石灰シリカ系ガラスを基礎組成と
し、着色成分としてwt％で、 Fe₂O₃（全鉄）0.3〜0.8、
FeO 0.06〜0.18、CoO 0.0050〜＜0.0140、Cr₂O₃0.0030
〜0.0200、Se 0.0005〜0.0025の範囲、かつ全鉄イオン
に対する２価鉄イオンの比率（Fe²⁺／(Fe²⁺＋Fe³⁺)）が
0.2〜0.3の範囲からなる成分組成を有し、ガラス板厚3.
5mmにおける可視光透過率が35〜55％、日射透過率が35
〜60％、紫外線透過率が25％以下、但し可視光透過率≦
日射透過率であり、Ｄ光源によるところの主波長が480
〜580nmであって、刺激純度が４％以下の光学特性を有
する濃グレー色ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比較的可視光透過
率が低く、色調に偏りのないグレー色であって、日射吸
収性能および紫外線吸収性能を併せ持ち、適度な透視性
とプライバシー性を有する、建築用窓ガラスや自動車、
船舶、航空機等の輸送機器用窓ガラスとして有用な濃グ
レー色ガラスに関する。

【０００２】

【従来技術および解決すべき課題】近年、濃グリーン色
や濃ブロンズ色等、可視光透過率の低い各種濃着色ガラ
スが提案されているが、本発明は色調に偏りがなく、視
覚的にも穏やかな濃グレー色に着目したものである。

【０００３】濃グレー色（灰色）ガラスに関する公知の
例として、例えば特公平６−49593号公報には、着色剤
としてFe₂O₃、Se、CoO、Cr₂O₃を含み、ガラス厚み5.56m
mで可視光透過率が20％より低い中性灰色低透過性ガラ
ス組成物が開示されている。該公知例はSe、Cr₂O₃含有
量が多く、可視光透過率が5.56mm（0.219in ）の厚さで
20％以下と低く、透視性を望むケースにおいて満足し得
ない。

【０００４】また例えば特開平２−64038号公報には、
黒ずんだ、うすい灰色でニッケルを含まないガラス組成
物が記載されており、着色剤としてFe₂O₃、Se、CoOを含
むものであるが、やはりガラス厚み5.56mmにおいて、可
視光透過率20％以下と低い。

【０００５】更に例えば特表平６−503300号公報には、
着色成分としてFe₂O₃、CoO並びにSe、Cr₂O₃（以上２種
は任意成分）を含むガラスではあるが、日射透過率を可
視光透過率より低くしたものである。日射透過率を低く
することにより、特に赤外域（熱線）の吸収を大きくし
たガラスであるが、その場合ガラス溶融に際して熱がガ
ラス層の下層に伝わり難く、均質化や清澄化に問題があ
る。

【０００６】本出願人の出願にかかる特開平６−247740
号公報には、着色剤としてFe₂O₃、CoO、Se、ならびにCr
₂O₃、TiO₂、NiO（以上３種は任意成分）を含む濃グレー
色ガラスが開示されている。なお、該公知例ではCoOを1
40ppm以上含有することが必要であるが、前記範囲にお
いては、本発明におけるような光学特性、特に可視光透
過率を得ることができない。

【０００７】本発明は色調に偏りがなく、視覚的にも穏
やかな濃グレー色であって、可視光透過率が30〜50％程
度（3.5mm厚）と、適度にプライバシー性を保持しつつ
透視性を有し、かつ可視光透過率よりも日射透過率を高
く、従って熱線の透過性を有し、溶融が容易な濃グレー
色ガラスを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ソーダ石灰シ
リカ系ガラスを基礎組成とし、着色成分としてwt％で、
Fe₂O₃（全鉄）0.3〜0.8、FeO 0.06〜0.18、CoO 0.0050
〜＜0.0140、Cr₂O₃0.0030〜0.0200、Se 0.0005〜0.002
5の範囲、かつ全鉄イオンに対する２価鉄イオンの比率
（Fe²⁺／(Fe²⁺＋Fe³⁺)）が0.2〜0.3の範囲からなる成分
組成を有し、ガラス板厚3.5mmにおける可視光透過率が3
5〜55％、日射透過率が35〜60％、紫外線透過率が25％
以下、但し可視光透過率≦日射透過率であり、Ｄ光源に
よるところの主波長が480〜580nmであって、刺激純度が
４％以下の光学特性を有することを特徴とする濃グレー
色ガラスである。なお、前記CoOにおいて 0.0050〜＜0.
0140（wt％）の表示は、0.0050wt％以上、0.0140wt％未
満であることを表す。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明におけるソーダ石灰シリカ
系ガラスは、SiO_{2 68}〜73wt％、Al₂O₃０〜３wt％、MgO
０〜５wt％、CaO ５〜12wt％、Na₂O 10〜15wt％、K₂O
０〜３wt％程度と、いわゆる通常のソーダ石灰シリカ
系ガラス並の範囲とするもので、ガラスの溶融性、成形
性、量産性、ガラス製品の耐水、耐候性等を総合して優
れるものである。

【００１０】本発明においてはガラス中に、各着色成分
を以下の範囲で均衡して含有させることにより、所望の
光学特性を得るものである。

【００１１】Fe₂O₃(全鉄）は、３価および２価のFeイオ
ンにより、紫外線、可視光線、日射の透過率を適度に下
げるうえで主要な成分であり、0.3〜0.8wt％の範囲とす
る。0.3wt％未満では前記作用を充分発揮し得ず、0.8wt
％を越えると可視光透過率が低下し過ぎ、透視性を阻害
する。好ましくは0.4〜0.7wt％の範囲とする。

【００１２】FeOは0.06〜0.18wt％の範囲とする。他の
着色成分とも密接に関係するが、0.06wt％未満では赤外
域の吸収が弱くなる。0.18wt％を越えると相対的にFe₂O
₃(３価の鉄分）が低くなり、紫外線の吸収性能が低下す
る。また、FeOの上限が0.18wt％を越えると、赤外線
（熱線）の吸収率が向上するが、ガラス溶融に際して、
通常のガラス窯における上方からの火炎によるガラス層
を溶融、均質、清澄化する溶融方式においては、熱がガ
ラス層の下層に伝わり難く、均質、清澄性を損ない易
く、あるいは生産性を低下し易いという不具合がある
が、0.18wt％に抑えることにより、そのような不具合を
解消する。FeOは更に好ましくは0.08〜0.16wt％の範囲
とする。

【００１３】鉄イオン中の２価鉄イオンの比率：Fe²⁺／
(Fe²⁺＋Fe³⁺）は0.2〜0.3とするもので、前記と関連
し、上記範囲を外れると赤外域あるいは紫外域の吸収が
弱くなり、また色調も帯黄色あるいは帯青色系となり、
所望の濃グレー色を得難い。

【００１４】CoOは波長550〜650nmの光を吸収し、CoO単
味ではガラスを青色系に着色させるが、前記Fe₂O₃とと
もに、ガラス中に0.0050wt％以上、0.0140wt％未満の範
囲で共存させることにより、透過率曲線を平坦化し、色
調に偏りのないグレー色とする。0.0050wt％未満ではそ
の作用が小さく、0.0140wt％以上では帯青色となり、あ
るいはグレー色を得るべく他の着色成分を調整したとこ
ろで、所期の可視光透過率を得難くなる。好ましくは0.
0080〜0.0120wt％の範囲とする。

【００１５】Cr₂O₃は波長450nm付近、および650nm付近
の光を吸収するもので、前記Fe₂O₃、CoOと共存させるこ
とにより、グレー色を更に安定させるものである。ガラ
ス中0.0030〜0.0200wt％の範囲で含有させる。0.0030wt
％未満、および0.0200wt％超過であるとその作用が小さ
く、所望のグレー色を得難い。

【００１６】Seは主に波長490nmにおいて光を吸収する
が、前記Fe₂O₃、CoO、Cr₂O₃と共存させ、0.0005〜0.002
5wt％の範囲で含有させることにより、所望のグレー色
調を得るもので、上記範囲を外れると色調が帯赤色系あ
るいは帯青色系となり、所望の色調を得難い。より好ま
しくは0.0010〜0.0020wt％の範囲とする。

【００１７】なお、清澄剤として硫酸塩、例えばNa₂S
O₄、CaSO₄のかたちで導入する硫黄分(SO₃) は、酸化剤
としての作用も有するもので、２価鉄イオン比率を前記
適度な範囲、すなわち0.10〜0.20とするうえで設計導入
し、あるいは更に雰囲気中の酸素濃度を設計すればよ
く、これらは適宜設計事項である。

【００１８】また、MnO、ZnO、TiO₂、CeO₂等、使用原料
あるいはカレット等から、微量の不純物成分として混入
することもある。但しこれらの合計量が0.1 wt％以下で
あれば問題とはならない。

【００１９】また、Ｄ₆₅光源により測定され、得られる
主波長領域は480〜580nm とするもので、前記範囲にあ
ればほぼ所期の色調の濃グレー色ガラスを得ることがで
きる。勿論グレー色を得るうえで刺激純度も大いに関係
するものであり、刺激純度として４％以下とするのが好
ましい。

【００２０】標準の板厚3.5mmにおける紫外線透過率は2
5％以下とすることにより、人体に与える影響、色材の
退色を極力抑制することができる。

【００２１】また、板厚3.5mmにおける可視光透過率は3
5〜55％の範囲とするもので、55％を越えると良好なプ
ライバシー性を得ることが難しく、35％未満では透視性
が阻害され、特に自動車のリヤウインドウに取付けハイ
マウントストップランプを後続車が前記リヤウインドウ
越しに明瞭に視認するうえでは、35％以上が必要とされ
る。

【００２２】更に、板厚3.5mmにおける日射透過率は35
〜60％、かつ可視光透過率に対し日射透過率をより高く
するもので、日射透過率60％以下とすることにより、極
力太陽放射赤外線を遮断し、例えば夏季における冷房負
荷を効果的に低減できる。また、前記FeO含有量とも関
係するが、日射透過率を35％以上、かつ可視光透過率よ
り高くし、すなわち赤外域（熱線）の吸収を抑制するこ
とにより、ガラス溶融に際する通常の上方からの火炎に
よるガラス層の加熱、溶融方式において、ガラス層下層
への加熱、均熱化を容易とする。

【００２３】なお、前記可視光透過率と日射透過率はJI
S R3106、紫外線透過率はISO/DIS-9050により測定し、
また主波長と刺激純度はJIS Z8722に基づきＤ光源によ
り測定し、JIS Z8701に則り表示するものである。

【００２４】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。基礎
成分組成としてSiO₂ 72wt％、Al₂O₃２wt％、MgO ４wt
％、CaO ８wt％、Na₂O 13wt％、K₂O １wt％、計100wt
％を目標とし、原料として珪砂、長石、ソーダ灰、ドロ
マイト、石灰石を採用し混合調整した。これに各着色成
分、色調調整成分として所望量のFe₂O₃（FeO）、CoO、C
r₂O₃、NiO、Seを含有させるべく、ベンガラ、酸化コバ
ルト、酸化クロム、セレン、酸化ニッケルを添加混合し
た。なお清澄剤、酸化剤としての芒硝はNa₂SO₄として酸
化物ガラス100wt％に対し１wt％以下の範囲で導入し、
芒硝の分解を助けるためにカーボンまたはスラグを微量
併存した。

【００２５】原料を所望割合に調合し、該調合原料をル
ツボに入れ、これを炉の天井および側壁に抵抗加熱体を
配し、約1450℃前後に加熱保持した電気炉内にセットし
て約３〜４時間程度溶融しガラス化し、さらに均質化お
よび清澄のため、1400〜1430℃で約1.5 〜２時間程度保
持した後、型に流し出してガラスブロックとし、板状に
切り出して研削研磨し、各測定試料とした。

【００２６】これら試料について、着色・色調調整成分
組成の含有量（重量％）については重量法で分析し、光
学特性（3.5mm厚みにおける）としての可視光透過率
（％）、紫外線透過率（％）、日射透過率（％）、およ
び主波長（nm：於Ｄ₆₅光源）、刺激純度（％：於Ｄ₆₅光
源）を求めた。それらは規格に則りU4000型分光光度計
（日立製作所(株)製）により測定し算定されるものであ
る。

【００２７】更に肉眼により、溶融均質性を観察し、均
質性が良好なもの（Ａ）、均質性が悪く、あるいは微細
泡が残存するもの（Ｂ）にランク分けした。

【００２８】表１〜４に示すとおり、本実施例のガラス
においては、着色、色調調整成分を所望範囲に収め、可
視光透過率、紫外線透過率、日射透過率、主波長、刺激
純度等の光学特性において所期の範囲内にあり、比較的
低い可視光透過率を有して、適度な透視性とプライバシ
ー性を維持し、紫外線および日射を適度に遮蔽し、また
ガラス溶融も容易であり、自動車等の車両、輸送機器用
窓ガラスおよび建築用窓ガラス等に適する濃いグレー色
のガラスを得ることができる。

【００２９】他方、比較例１、２においては、Cr₂O₃含
有量が低く、可視光透過率に比べ日射透過率（すなわち
熱線透過率）が低く、溶融均質性はＡランクには属する
が、実施例に比べ稍劣る。比較例３も同様に可視光透過
率に比べ日射透過率が低い。比較例４はFe₂O₃、FeO含有
量とも多く、着色成分系を異にし、また光学特性も異に
して濃グリーン色を呈し、溶融均質性も実施例に比べ明
らかに劣る。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】

【発明の効果】本発明のガラスにおいては、可視光透過
率、紫外線透過率、日射透過率、主波長、刺激純度等の
光学特性において所期の範囲内にあり、比較的低い可視
光透過率を有して、適度な透視性とプライバシー性を維
持し、紫外線および日射を適度に遮蔽し、またガラス溶
融も容易であり、自動車等の車両、輸送機器用窓ガラス
および建築用窓ガラス等に適する濃いグレー色のガラス
を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G062 AA01 BB03 DA06 DA07 DB01 DB02 DB03 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EB04 EC01 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE03 EE04 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GB01 GC02 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH08 HH09 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM01 NN01 NN05 NN13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ソーダ石灰シリカ系ガラスを基礎組成と
し、着色成分としてwt％で、 Fe₂O₃（全鉄）0.3〜0.8、
FeO 0.06〜0.18、CoO 0.0050〜＜0.0140、Cr₂O₃0.0030
〜0.0200、Se 0.0005〜0.0025の範囲、かつ全鉄イオン
に対する２価鉄イオンの比率（Fe²⁺／(Fe²⁺＋Fe³⁺)）が
0.2〜0.3の範囲からなる成分組成を有し、ガラス板厚3.
5mmにおける可視光透過率が35〜55％、日射透過率が35
〜60％、紫外線透過率が25％以下、但し可視光透過率≦
日射透過率であり、Ｄ光源によるところの主波長が480
〜580nmであって、刺激純度が４％以下の光学特性を有
することを特徴とする濃グレー色ガラス。