JP6589871B2

JP6589871B2 - 紫外線吸収性ガラス物品

Info

Publication number: JP6589871B2
Application number: JP2016547410A
Authority: JP
Inventors: 赤田　修一; 修一赤田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2014-09-08
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2035-09-03
Also published as: US20170174552A1; JPWO2016039252A1; WO2016039252A1; CN107074620A; US10011520B2

Description

本発明は、車両用（特に、自動車用）濃グレー色ガラスとして好適な紫外線吸収性ガラス物品に関する。

自動車用ガラスのリアサイドガラスおよびリアガラスとして、可視光線透過率を大幅に低減させた濃色のグレーガラス（いわゆる、濃グレー色ガラス若しくはプライバシーガラスという）が実用化されている。このプライバシーガラスは、紫外領域から赤外領域までの広い波長域の太陽光線遮蔽性能が高いことによる室内の快適性や空調負荷低減、高級感を与える色調の選択が可能、デザイン的に優れた意匠性、車内のプライバシー保護、等の面で優れている。

特許文献１及び特許文献２は、従来のプライバシーガラスを開示している。

特許文献１は、ソーダ石灰シリカガラスの成分に加えて、赤外線吸収材料、紫外線吸収材料、および、着色剤として作用する成分を使用した、赤外線吸収性、紫外線吸収性のガラス物品を開示している。このガラス物品は、緑色に着色しており、約６０％以下の光透過率、約４０％以下の全太陽紫外線透過率、約４５％以下の全太陽赤外線透過率、約５０％以下の全太陽エネルギー透過率である。特許文献２は、１％以下の全太陽紫外線透過率であるガラス物品を開示している。

日本国特表２００３−５０８３３８号公報国際公開第２０１３／０２２２２５号

近年、紫外線対策についての関心が高まっている。これに対応するため、さらに紫外線透過率（ＴＵＶ）が低いプライバシーガラスが求められている。一方、安全走行のために、後方の視界確保も求められている。
しかしながら、特許文献１のガラスは、低い紫外線透過率（ＴＵＶ）を満足しているものの、色が濃くなることにより、視界確保の点で要求を満足できていない。また、特許文献２のガラスは、発明者らの検討によると、粘度が１００ポアズのときの温度が高く（１４４３℃）、ガラス製造が難しい場合がある。

本発明は、上記した問題点を解決するため、製造しやすく、車両用プライバシーガラスとして好適な、紫外線透過率（ＴＵＶ）が低く、視界確保の要求を満足する紫外線吸収性ガラス物品を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ６６〜７５％、
Ｎａ₂Ｏ１０〜２０％、
ＣａＯ５〜１５％、
ＭｇＯ０〜６％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、
Ｋ₂Ｏ０〜５％、
ＦｅＯ０．２〜１．２％、
Ｆｅ₂Ｏ₃で表した全鉄２．４〜４％、
ＴｉＯ₂ ０％超１％以下、
を含有し、ＣｏＯを５０〜４００質量ｐｐｍ含有し、Ｓｅを０〜７０質量ｐｐｍ含有し、Ｃｒ₂Ｏ₃を０〜８００質量ｐｐｍ含有し、ＣｏＯ、ＳｅおよびＣｒ₂Ｏ₃の合量が０．１質量％未満であり、板厚３．５ｍｍでの紫外線透過率（ＴＵＶ）（ＩＳＯ９０５０：２００３）が２％以下であることを特徴とする紫外線吸収性ガラス物品を提供する。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、さらに、ＮｉＯを０〜１質量％含有してもよい。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、板厚２．５ｍｍでの紫外線透過率（ＴＵＶ）（ＩＳＯ９０５０：２００３）が２％以下であることが好ましい。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、板厚３．５ｍｍでの標準Ａ光源を用いて測定した可視光透過率（ＴＶＡ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が５％以上１５％以下であることが好ましい。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、板厚２．５ｍｍでの標準Ａ光源を用いて測定した可視光透過率（ＴＶＡ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が１２％以上２６％以下であることが好ましい。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、板厚３．５ｍｍでの日射透過率（ＴＥ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が２０％以下であることが好ましい。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、板厚２．５ｍｍでの日射透過率（ＴＥ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が３５％以下であることが好ましい。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、板厚３．５ｍｍでの標準Ｃ光源を用いて測定した主波長（λＤ）が４８５〜５８０ｎｍであり、標準Ｃ光源を用いて測定した刺激純度（Ｐｅ）が４５％以下であることが好ましい。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品は、板厚２．５ｍｍでの標準Ｃ光源を用いて測定した主波長（λＤ）が４８５〜５８０ｎｍであり、標準Ｃ光源を用いて測定した刺激純度（Ｐｅ）が３５％以下であることが好ましい。

本発明は、製造しやすく、車両用プライバシーガラスとして好適な、紫外線透過率（ＴＵＶ）が低く、視界確保の要求を満足する紫外線吸収性ガラス物品を提供する。

本発明の紫外線吸収性ガラス物品（以下、本発明のガラスということがある）は、酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、ＳｉＯ₂：６６〜７５％、Ｎａ₂Ｏ：１０〜２０％、ＣａＯ：５〜１５％、ＭｇＯ：０〜６％、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜５％、Ｋ₂Ｏ：０〜５％、ＦｅＯ：０．２〜１．２％、Ｆｅ₂Ｏ₃で表した全鉄：２．４〜４％、ＴｉＯ₂：０％超１％以下、を含有し、ＣｏＯを５０〜４００質量ｐｐｍ含有し、Ｓｅを０〜７０質量ｐｐｍ含有し、Ｃｒ₂Ｏ₃を０〜８００質量ｐｐｍ含有し、ＣｏＯ、ＳｅおよびＣｒ₂Ｏ₃の合量が０．１質量％未満であり、板厚３．５ｍｍでの紫外線透過率（ＴＵＶ）（ＩＳＯ９０５０：２００３）が２％以下であることを特徴とする。

本発明のガラス中の各成分の含有量の限定理由を以下に述べる。なお、特に明記がない限り、％は質量％、ｐｐｍは質量ｐｐｍを意味するものとする。

ＳｉＯ₂は、ネットワークを構築する成分であり、必須成分である。ＳｉＯ₂は、含有量が６６％以上であれば耐候性が良くなり、７５％以下であれば粘度が高くなりすぎず、熔融に都合が良い。６６％以上７２％以下であれば好ましく、６７％以上７０％以下であればより好ましい。

Ｎａ₂Ｏは、原料の熔融を促進する成分であり、必須成分である。Ｎａ₂Ｏは、含有量が１０％以上であれば原料の熔融を促進させ、２０％以下であれば耐候性が悪くならない。１１％以上１８％以下であれば好ましく、１２％以上１６％以下であればより好ましい。

ＣａＯは、原料の熔融を促進し耐候性を改善する成分であり、必須成分である。ＣａＯは、含有量が５％以上であれば原料の熔融を促進し耐候性を改善させ、１５％以下であれば失透を抑制する。６％以上１３％以下であれば好ましく、７％以上１１％以下であればより好ましい。

ＭｇＯは、原料の熔融を促進し耐候性を改善する成分であり、選択成分である。ＭｇＯは、含有量が６％以下であれば失透を抑制する。５％以下であれば好ましく、４％以下であればより好ましい。

Ａｌ₂Ｏ₃は、耐候性を改善する成分であり、選択成分である。Ａｌ₂Ｏ₃は、含有量が５％以下であれば粘度が高くなりすぎず、熔融に都合が良い。４％以下であれば好ましく、３％以下であればより好ましい。

Ｋ₂Ｏは、原料の熔融を促進する成分であり、選択成分である。Ｋ₂Ｏは、含有量が５％以下であれば揮発による熔融窯の耐火物へのダメージを抑制する。４％以下であれば好ましく、３％以下であればより好ましい。

ＦｅＯは、熱エネルギーを吸収する成分であり、必須成分である。ＦｅＯは、含有量が０．２％以上であれば充分に低い日射透過率が得られる。一方、含有量が１．２％以下であれば熔融時の熱効率が悪化せず、加熱源から遠い熔融炉の底部において素地が滞留することを抑制する。０．２％以上０．８％以下であれば好ましく、０．３％以上０．６％以下であればより好ましい。

Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全鉄の含有量は、２．４％以上であれば可視光透過率を大きくさせず、４％以下であれば可視光透過率を小さくさせない。すなわち、可視光透過率が適切な範囲となる。より好ましい全鉄の含有量は、２．６〜３．０％である。

ＴｉＯ₂は、紫外線透過率（ＴＵＶ）を小さくする成分であり、必須成分である。ＴｉＯ₂は、含有量が０％より多いと紫外線透過率を大きくせず、１％以下であれば黄色味が抑えられ刺激純度を大きくすることを抑制する。０．５％以上０．９％以下であればより好ましい。

Ｓｅは、必須ではないが、ガラスに赤みを帯びさせる成分であるため、含有できる。Ｓｅは、ガラスの色調が青みを帯びるのを抑制するには、含有量が３ｐｐｍ以上であるのが好ましく、７０ｐｐｍ以下であれば黄色みを帯びるのを抑制する。５ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下であればより好ましく、１０ｐｐｍ以上３０ｐｐｍ以下であればさらに好ましい。

ＣｏＯは、ガラスに青みを帯びさせる成分であり、必須成分である。ＣｏＯは、含有量が５０ｐｐｍ以上であればガラスの色調が黄色みを帯びるのを抑制し、４００ｐｐｍ以下であればガラスの色調が青みを帯びるのを抑制する。より好ましいＣｏＯの含有量は、１８０〜３２０ｐｐｍである。

Ｃｒ₂Ｏ₃は、本発明のガラスにおいて、さほど刺激純度を高めないで、可視光透過率を低減させる成分であり、任意成分である。Ｃｒ₂Ｏ₃は、含有量が８００ｐｐｍ以下であれば刺激純度が大きくなることを抑制する。好ましいＣｒ₂Ｏ₃の含有量は、３００ｐｐｍ以下である。

ここで、本発明のガラスにおいては、可視光透過率を小さくしすぎないとの観点から、ＣｏＯ、ＳｅおよびＣｒ₂Ｏ₃の合量は０．１％未満であり、好ましくは０．０８％以下であり、より好ましくは０．０６％以下である。

なお、実生産においては、芒硝などの清澄剤が用いられるため、その痕跡として、０．０５〜１．０％程度のＳＯ₃がガラス中に残存するのが通常である。

本発明のガラスは、上記以外にガラスに黄緑みを帯びさせる成分であるＮｉの酸化物を含有することが好ましい。この場合、酸化物換算（ＮｉＯ）の含有量は０〜１質量％である。

本発明のガラスは、上記以外にＢ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｌｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ｚｒ、Ｂｉの各酸化物を含有してもよい。これらの酸化物換算（Ｂ₂Ｏ₃、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｌｉ₂Ｏ、ＺｎＯ、ＰｂＯ、Ｐ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、Ｂｉ₂Ｏ₃）の含有量は各々、０〜１質量％であってよい。

また、Ｓｂ、Ａｓ、Ｃｌ、Ｆを含有してもよい。これらの元素は溶融補助剤、清澄剤から意図的に混入し得る。あるいは原料やカレット中の不純物として含有し得る。これらの含有量は、各々０〜０．１質量％であってよい。

また、Ｓｎの酸化物を含有してもよい。Ｓｎはフロート法における成形時にガラスと接触し、ガラス中に侵入する。酸化物換算（ＳｎＯ₂）の含有量は０〜０．１質量％であってよい。

また、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｄ、Ｅｒの各酸化物を含有してもよい。これらの酸化物換算（ＭｎＯ₂、ＣｕＯ、ＭｏＯ₃、Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｅｒ₂Ｏ₃）の含有量は、各々０〜０．１質量％であってよい。

なお、Ｖ、Ｗ等の紫外線吸収剤は実質的に含まない。ここで実質的に含まないとは意図的に含有させないことを意味し、具体的にはこれらの元素の含有率がガラス中にそれぞれ１００ｐｐｍ程度以下であることを意味する。

本発明のガラスを車両用プライバシーガラスとして用いる場合、上記組成のガラスであって、以下のような光学特性を有することが好ましい。
まず、３．５ｍｍ厚さで、可視光透過率（ＴＶＡ）は５％以上１５％以下であることが好ましく、７％以上１３％以下がより好ましい。また、３．５ｍｍ厚さで、日射透過率（ＴＥ）は２０％以下であることが好ましく、１５％以下がより好ましい。
３．５ｍｍ厚さで、紫外線透過率（ＴＵＶ）は２％以下であることが好ましく、１％がより好ましい。
また、上記光学特性に加えて、３．５ｍｍ厚さで、主波長λＤが４８５〜５８０ｎｍ、刺激純度が４５％以下であることが好ましく、刺激純度が４１％以下であるガラスが特に好ましい。
本明細書を通じて、日射透過率、可視光透過率はＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８）により、紫外線透過率はＩＳＯ９０５０（２００３）により、それぞれ求めたものである。また、可視光透過率は標準Ａ光源２度視野を、主波長と刺激純度は標準Ｃ光源２度視野を、それぞれ用いて算出したものである。

本発明のガラスを薄板の車両用プライバシーガラスとして用いる場合、上記組成のガラスであって、以下のような光学特性を有することが好ましい。
２．５ｍｍ厚さで、可視光透過率（ＴＶＡ）は１２％以上２６％以下であることが好ましく、１４％以上２４％以下がより好ましい。また、２．５ｍｍ厚さで、日射透過率（ＴＥ）は３５％以下であることが好ましく、３２％以下がより好ましい。
２．５ｍｍ厚さで、紫外線透過率（ＴＵＶ）は２％以下であることが好ましく、１％がより好ましい。
また、上記光学特性に加えて、２．５ｍｍ厚さで、主波長λＤが４８５〜５８０ｎｍ、刺激純度（Ｐｅ）が３５％以下であることが好ましく、刺激純度（Ｐｅ）が３２％以下であるガラスが特に好ましい。

本発明のガラスの製造法は、特に限定されないが、たとえば、次のようにして製造できる。調合した原料を連続的に熔融炉に供給し、重油等により約１５００℃に加熱してガラス化する。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ガラス板に成形する。次いで、このガラス板を所定の形状に切断することにより、本発明の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、合わせガラスに加工し、または複層ガラスに加工することができる。

原料としてケイ砂、長石、苦灰石、ソーダ灰、芒硝、高炉スラグ、酸化第二鉄、酸化チタン、酸化コバルト、亜セレン酸ソーダ、酸化クロム、酸化ニッケルを用いて原料バッチを調合した。母成分として、ＳｉＯ₂：６５〜７０、Ａｌ₂Ｏ₃：１．８、ＣａＯ：８．４、ＭｇＯ：４．６、Ｎａ₂Ｏ：１３．３、Ｋ₂Ｏ：０．７およびＳＯ₃：０．２（単位：質量％）からなるソーダライムシリケートガラスを使用した。母成分と、吸収成分として加えるｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃（Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全鉄）、ＣｏＯ、Ｓｅ、ＴｉＯ₂、Ｃｒ₂Ｏ₃およびＮｉＯの合計が１００質量％になるようにＳｉＯ₂含有量を調整して目標組成とした。バッチを白金―ロジウム製のルツボに入れて、電気炉中で熔融（Ｏ₂濃度０．５％程度の雰囲気）し、カーボン板状に流し出した後、別の電気炉内で徐冷した。得られたガラスブロックを切断し、一部を研磨して蛍光Ｘ線分析装置により組成を分析した。別の一部の表面を研磨して鏡面状に、かつ下記表１に記載の厚み（３．５ｍｍ又は２．５ｍｍ）になるように仕上げて、分光光度計により分光透過率を測定した。なおＦｅＯについては波長１０００ｎｍの赤外線透過率から計算により求めた。以下、表１に、得られた各ガラス中の吸収成分の含有量と、厚みが３．５ｍｍの場合の光学特性ならびに厚みが２．５ｍｍの場合の光学特性を示す。

本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
なお、本出願は、２０１４年９月８日付けで出願された日本特許出願（特願２０１４−１８２１２１）に基づいており、その全体が引用により援用される。

Claims

酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、
ＳｉＯ₂ ６６〜７５％、
Ｎａ₂Ｏ１０〜２０％、
ＣａＯ５〜１５％、
ＭｇＯ０〜６％、
Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５％、
Ｋ₂Ｏ０〜５％、
ＦｅＯ０．２〜１．２％、
Ｆｅ₂Ｏ₃で表した全鉄２．４〜４％、
ＴｉＯ₂ ０．１０〜１％、
を含有し、ＣｏＯを５０〜４００質量ｐｐｍ含有し、Ｓｅを０〜７０質量ｐｐｍ含有し、Ｃｒ₂Ｏ₃を０〜８００質量ｐｐｍ含有し、ＣｏＯ、ＳｅおよびＣｒ₂Ｏ₃の合量が０．１質量％未満であり、板厚３．５ｍｍでの紫外線透過率（ＴＵＶ）（ＩＳＯ９０５０：２００３）が２％以下であり、板厚３．５ｍｍでの標準Ａ光源を用いて測定した可視光透過率（ＴＶＡ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が５％以上１５％以下であることを特徴とする紫外線吸収性ガラス物品。
さらに、ＮｉＯを０〜１質量％含有する、請求項１に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
ＣｏＯを１８０〜４００質量ｐｐｍ含有する、請求項１または２に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
酸化物基準の質量％表示で、ガラス母組成として、Ｆｅ ₂ Ｏ ₃ で表した全鉄を２．４〜３．５０％含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
板厚２．５ｍｍでの紫外線透過率（ＴＵＶ）（ＩＳＯ９０５０：２００３）が２％以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
板厚２．５ｍｍでの標準Ａ光源を用いて測定した可視光透過率（ＴＶＡ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が１２％以上２６％以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
板厚３．５ｍｍでの日射透過率（ＴＥ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が２０％以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
板厚２．５ｍｍでの日射透過率（ＴＥ）（ＪＩＳ−Ｒ３１０６（１９９８））が３５％以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
板厚３．５ｍｍでの標準Ｃ光源を用いて測定した主波長（λＤ）が４８５〜５８０ｎｍであり、標準Ｃ光源を用いて測定した刺激純度（Ｐｅ）が４５％以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス物品。
板厚２．５ｍｍでの標準Ｃ光源を用いて測定した主波長（λＤ）が４８５〜５８０ｎｍであり、標準Ｃ光源を用いて測定した刺激純度（Ｐｅ）が３５％以下である請求項１〜９のいずれか１項に記載の紫外線吸収性ガラス物品。