JP5178977B2

JP5178977B2 - Glass composition

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Publication number: JP5178977B2
Application number: JP2001300285A
Authority: JP
Inventors: 啓充瀬戸; 浩輔藤原; 成和吉井; 信行山本
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003119048A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強化性に優れたガラス組成物に関する。詳しくは、従来よりガラス厚さの薄いガラスであっても、実質的な強化プロセスの能力増強を要することなく、十分な表面圧縮応力値を得ることができ、かつ合わせガラスなどにも用いることのできるガラス組成物に関する。さらに、優れたソーラーコントロール性能を持つガラス組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスの破壊は特殊な場合を除き表面から始まり、外力によってガラス表面に現れる引張応力がガラスの引張応力を超えることで生じる。ガラスの引張応力に対する耐久性は、実際にはガラス表面に存在するＧｒｉｆｆｉｔｈｆｌｏｗと呼ばれる微小傷によって決定されるため、実用的には、ガラス表面に圧縮応力層を設けることで外力による引張応力を緩和し、亀裂の進展を妨げ、破壊を防ぐことでガラスの強度を高める方法が有効とされている。ガラス表面に圧縮応力を設ける方法として、化学強化と物理強化が知られている。
【０００３】
このうち物理強化の基本原理は、高温のガラスを急冷し、常温になった状態でガラスの厚さ方向に残留応力を発生させ、表面に圧縮応力層を形成するものである。最も広く実用化されているのは、空気によって冷却する風冷強化法である。
【０００４】
風冷強化は、ガラスを軟化点付近の温度まで加熱し、而る後ガラスの表面を、加圧した空気流によって急冷してやることで、ガラス表面に圧縮応力層を、内部に引張応力層を形成させてガラスの強度を向上させるものである。
【０００５】
風冷強化におけるガラス板の表面残留応力は、冷却中の表面と内部の温度差に依存することが知られている。最も簡単な近似として高温状態のガラスの急冷を考える場合、ガラスからの放熱量Ｑを一定と仮定すると、ガラス表面と内部の最大温度差（Δθ）maxは
（Δθ）max＝ｔＱ／８ｋ
と近似される。ここで、ｔはガラス厚さ［ｍ］、Ｑは放熱量［Ｗ／ｍ²］、ｋは熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］である。歪緩和の時間が十分小さく、かつ冷却段階で温度勾配の変化が生じないと仮定すれば、室温でのガラス表面の圧縮応力をＦ、平均線膨張係数をα、ヤング率をＥ、ポアソン比をσとすると、圧縮応力Ｆは、
Ｆ＝α・Ｅ／（１−σ）・２／３・（Δθ）max
と表される。αおよびＥの値を大きくすることができれば、より高い圧縮応力Ｆを得ることが可能であり、ガラス厚さが従来より薄くなったとしても、従来の強化プロセスの能力で十分な圧縮応力を得ることが可能であることがわかる。
【０００６】
一方、ガラス厚さが従来通りのときに、αおよびＥの値を大きくすることができれば、ガラス表面と内部の最大温度差（Δθ）maxは小さくて済む。すなわち、放熱量Ｑを小さくできることから、ガラス板の風冷強化時における風量を従来より減らすことができるため、工程負荷が軽減され強化ガラスの製造コストを低く抑えることができる。
【０００７】
従来自動車用窓に用いられているフロート板ガラスの厚さは、主に３．５〜４．８ｍｍであった。近年、自動車用の軽量化による燃費向上のため、窓ガラスにも薄板化の要請が強い。面積が同じであれば板厚が薄くなるほどガラス板の熱容量は小さくなり、（Δθ）maxが小さくなるため、圧縮応力Ｆが小さくなる。つまり、十分な強化が入りにくくなる。この強化の入りにくさを補うために幾つかのガラス板が提案されてきた。
【０００８】
例えば、特公平６−５３５９２号公報に記載された強化ガラスの製造方法は、重量％表示で実質的に
６３〜７５％のＳｉＯ₂、
１．５〜７％のＡｌ₂Ｏ₃、
０〜６％のＴｉＯ₂、
３〜７％のＡｌ₂Ｏ₃＋ＴｉＯ₂、
０〜１０％のＭｇＯ、
５〜１５％のＣａＯ、
６〜２０％のＭｇＯ＋ＣａＯ、
８〜１８％のＮａ₂Ｏ、
０〜５％のＫ₂Ｏ、
１０〜２０％のＮａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ、
からなり、該ガラスの液相温度が１１５０℃以下である強化ガラスの製造方法である。
【０００９】
特公平４−６００５９号公報に記載された易強化ガラス組成物は、重量％で表示して
６８〜７１％のＳｉＯ₂、
１．６〜３．０％のＡｌ₂Ｏ₃、
２．０〜４．０％のＭｇＯ、
８．５〜１１．０％のＣａＯ、
１２．５〜１６．０％のＮａ₂Ｏ、
０．９〜３．０％のＫ₂Ｏ、
これらの成分の総和が９７％以上であって、かつ
７０．０〜７３．０％のＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃、
１２．０〜１５．０％のＭｇＯ＋ＣａＯ、
１３．５〜１７．０％のＮａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ
からなり，しかも１０⁹ポイズになる粘性温度が６５０〜６８５℃ならびに１０¹²ポイズになる粘性温度が５５５〜５８５℃であり、かつ両者の温度差が９６〜１０３℃になることを特徴とする易強化ガラス組成物である。
【００１０】
特表平８−５００８１１号公報に記載された透明板ガラス製造用のガラス組成物は、重量％で表示して、
６９〜７５％のＳｉＯ₂、
０〜３％のＡｌ₂Ｏ₃、
２〜１０％のＣａＯ、
０〜２％のＭｇＯ、
９〜１７％のＮａ₂Ｏ、
０〜８％のＫ₂Ｏ、
０．２〜１．５％のＦｅ₂Ｏ₃を含み、
さらに、フッ素および亜鉛，ジルコニウム，セリウム，チタンの酸化物，４重量％未満の酸化バリウムおよび合計で１０％以下の残りのアルカリ土類酸化物を含むことができるガラス組成物である。
【００１１】
また、近年自動車の室内内装材の高級化に伴う内装材の劣化防止の要請や冷房負荷低減の観点から、自動車用窓ガラスとして紫外線赤外線吸収能を付与した緑色系色調を有するガラスが提案されている。
【００１２】
例えば、紫外線透過率を約３８％以下、かつ全太陽光エネルギー透過率を約４６％以下に制限し、さらに自動車内からの視野確保のため少なくとも７０％の可視光透過率を有したものが知られている（特開平３−１８７９４６号公報）。このような緑色系自動車用ガラスの色調としては青味を帯びた緑色が好まれる傾向にある。
【００１３】
全太陽光エネルギー透過率を減ずるには、ガラス中に導入された酸化鉄のうち酸化第一鉄（ＦｅＯ）の絶対量を増加させればよいことが知られており、過去に提案された赤外線吸収ガラスの殆どはこの方法を採用している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
特公平６−５３５９２号公報に記載された強化ガラスの製造方法では、Ａｌ₂Ｏ₃が多く、またＡｌ₂Ｏ₃＋ＴｉＯ₂で見れば３％以上必要とする。黄色っぽい着色の少ないガラスを得るためには、ＴｉＯ₂の添加を避け多量のＡｌ₂Ｏ₃を添加する必要があり、非常に溶解しにくい組成になるという不具合がある。また、実施例中では３ｍｍ厚みのガラスの強化例が示されているが、強化条件を向上させているにも関わらず、表面圧縮応力値で見れば不十分である。
【００１５】
特公平４−６００５９号公報に記載された易強化ガラス組成物では、粘性温度を調節することで易強化ガラスを得るものだが、１０⁹ポイズと１０¹²ポイズの温度差として許容される範囲は僅かに７℃と非常に狭く、従って許容される組成範囲が非常に狭いため、生産が困難になるという不具合があった。
【００１６】
特表平８−５００８１１号公報に記載された透明板ガラス製造用のガラス組成物では、透過性を得るためにアルカリ土類酸化物を合計で１０％以下に制限しているが、粘度を維持するためにはアルカリ酸化物を増やさなければならず、耐久性が低下する。また、特に３．１ｍｍ以下の厚さの板ガラスを強化するとき、十分な圧縮応力値を得ることができない。
【００１７】
本発明は上記従来技術の問題点を鑑みてなされたものであって、３．１ｍｍ以下の厚さを有する板ガラスにおいては、実質的な強化プロセスの能力増強を要することなく、十分な表面圧縮応力値を持つガラス組成物を提供し、かつ、３．１ｍｍ以上の厚さを有する板ガラスにおいては、強化プロセスにおけるコストダウンメリットを持つガラス組成物を提供することを目的とする。さらに、優れたソーラーコントロール性能を持つガラス組成物を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラス組成物は、重量％で表して、６５〜７０％のＳｉＯ₂、０％以上２％未満のＢ₂Ｏ₃、０．１〜２．５％のＡｌ₂Ｏ₃、１．４％以上２％未満のＭｇＯ、５％以上１０．６％以下のＣａＯ、０％以上５．６％未満のＳｒＯ、０％以上５．６％未満のＢａＯ、１０％より多く１２％未満のＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ、０〜５％のＬｉ₂Ｏ、１０〜１８％のＮａ₂Ｏ、０〜５％のＫ₂Ｏ、１０〜２０％のＬｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ、および０〜０．４０％のＴｉＯ₂を含み、
５０〜３５０℃における平均線膨張係数とヤング率との積が０．７１〜０．９０ＭＰａ／℃であり、
５０〜３５０℃における平均線膨張係数が８０〜１０４×１０ ^-7 ／℃であり、
室温で測定される密度が２．４７ｇ／ｃｍ ³ より大きく２．６０ｇ／ｃｍ ³ 以下である、ことを特徴とするガラス組成物である。
【００１９】
本発明のガラス組成物は、より薄い厚さを有する板ガラスであっても、従来の強化プロセスによって十分な表面圧縮応力値を得ることができる。また、板厚の厚い板ガラスの強化においては、従来と同等の強化度を得るために工程にかかる負荷を軽減することができるため、製造コストを削減することが可能となる。
【００２０】
本発明のガラス組成物は強化性に優れているので、建築用や車両用窓ガラスとして好適である。特に車両用窓ガラスとして使用するときには、より薄い強化ガラスが提供できるので、車体の軽量化という点において特に適している。また、本発明のガラス組成物は、従来の一般的な板ガラスと同様に取り扱いできるので、合わせガラスや複層ガラスなどとして使用することも可能である。
【００２１】
本発明のガラス組成物は、さらに種々の着色成分を含むことにより、優れた強化性に加えて、用途・目的に応じた様々なソーラーコントロール性能を付与することが可能である。
【００２２】
本発明のガラス組成物が、低い全太陽光エネルギー透過率と低い紫外線透過率を有するには、
０．４〜１．９％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（以下、Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）を含み、
１〜６ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、全太陽光エネルギー透過率が６０％以下であり、ＩＳＯに規定される紫外線透過率が３０％以下であることが好ましい。
【００２３】
本発明のガラス組成物が、上記のソーラーコントロール性能に加え、高い可視光透過率を有するには、０．４〜１％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、および
０．０１〜０．４０％のＴｉＯ₂を含み、
１〜６ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７０％以上であることが好ましい。
【００２４】
本発明のガラス組成物が、さらに低い紫外線透過率を有し、同時に高い可視光透過率を有するには
０．４〜０．６５％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、
０．０１％以上０．２０％未満のＴｉＯ₂、および
０．１〜２．０％のＣｅＯ₂を含み、
Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯの割合がＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の２０〜６０％であり、
３．５〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、
Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７０％以上、
全太陽光エネルギー透過率が５５％以下、かつ
ＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以下であることが好ましい。
【００２５】
本発明のガラス組成物が、ガラス厚さが薄いときに、同様のソーラーコントロール性能を有するには、
０．６５％より多く０．９０％以下のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、
０．０１〜０．４０％のＴｉＯ₂、および
１．４％より多く２．０％以下のＣｅＯ₂を含み、
Ｆｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯの割合がＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃の２０〜６０％であり、
１．８〜４．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、
Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７０％以上、
全太陽光エネルギー透過率が５５％以下、かつ
ＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以下であることが好ましい。
【００２６】
上記の様々な本発明のガラス組成物に、好ましい色調を与えるには、
０．００５％未満のＣｏＯ、
０．０１％以下のＮｉＯ、および
０．００１％以下のＳｅを含むことが好ましい。
【００２７】
本発明のガラス組成物が、濃緑色〜灰色系色調を有し、低い可視光透過率、低い全太陽光エネルギー透過率と低い紫外線透過率を有するには
０．９〜１．９％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、
０．００５〜０．０５％のＣｏＯ、
０〜０．２％のＮｉＯ、および
０〜０．００５％のＳｅを含むことが好ましく、
１．８〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、
Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が１０〜６５％、
全太陽光エネルギー透過率が５０％以下、かつ
ＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明のガラス組成物は、５０〜３５０℃における平均線膨張係数とヤング率との積が０．７１〜０．９０ＭＰａ／℃であることが好ましい。
【００２９】
本発明のガラス組成物は、５０〜３５０℃における平均線膨張係数が８０〜１１０×１０^-7／℃であることが好ましい。
【００３０】
本発明のガラス組成物は、室温で測定される密度が２．４７ｇ／ｃｍ³より大きく２．６５ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を説明する。
【００３２】
まず、本発明のガラス組成物組成の限定理由について説明する。ただし、以下の組成は重量％で表示したものである。
【００３３】
ＳｉＯ₂はガラスの骨格を形成する主成分である。ＳｉＯ₂が６５％未満ではガラスの耐久性が低下し、７４％を越えるとガラスの溶解が困難になる。７０％以下とすることが好ましい。
【００３４】
Ｂ₂Ｏ₃はガラスの耐久性向上のため、あるいは溶解助剤としても使用される成分であるが、紫外線の吸収を強める働きもある。５％を越えると紫外域の透過率の低下が可視域まで及ぶようになり、色調が黄色味を帯び易くなるとともに、Ｂ₂Ｏ₃の揮発等による成形時の不都合が生じるので５％を上限とする。好ましくは０〜２％未満の範囲である。
【００３５】
Ａｌ₂Ｏ₃はガラスの耐久性を向上させる成分であるが、０．１％未満では失透温度が上昇し、多すぎるとガラスの溶解が困難になり易い。また、平均線膨張係数を低下させて強化性を損なうため、２．５％以下であることが好ましい。
【００３６】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯはガラスの耐久性を向上させるとともに、成形時の失透温度、粘度を調整するのに用いられる。本発明においては、ＭｇＯを２％未満とし、これらのアルカリ土類酸化物の合計を１０％より多くすることで、熱応力係数をより増大させ、強化性を向上させることができる。
【００３７】
ＭｇＯが２％以上では十分な熱応力係数を得にくくなるばかりでなく、失透温度が上昇する。ＣａＯが５％未満または１５％を越えると失透温度が上昇する。ＳｒＯ、ＢａＯはＭｇＯとＣａＯの合計量に対し、置換する形でガラス中に導入するが、ＳｒＯとＢａＯはＭｇＯとＣａＯに比して原料が高価であるため、１０％を越えるのは好ましくない。
【００３８】
また、アルカリ土類酸化物の合計が１０％以下では十分な熱応力係数が得にくくなる他に、成形時の失透温度や粘度を維持するためにはアルカリ酸化物を添加しなければならないため、ガラスの耐久性が低下する。１５％を越えると失透温度が上昇し、密度が大きくなるので、ガラスの製造上好ましくない。より好ましくは１２％未満である。
【００３９】
Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏはガラスの溶解促進剤として用いられる。また、ガラスの耐久性を低下させない範囲で少量増加させ、熱応力係数を増大させることができる。Ｎａ₂Ｏが１０％未満あるいはＬｉ₂Ｏ，Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏの合計が１０％未満では溶解促進効果が乏しく、Ｎａ₂Ｏが１８％を越えるか、またはＬｉ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏの合計が２０％を越えるとガラスの耐久性が低下する。Ｌｉ₂ＯとＫ₂ＯはＮａ₂Ｏに比して原料が高価であるため、５％を越えるのは好ましくない。
【００４０】
ＴｉＯ₂はガラスの失透温度を下げるために少量加えることができる。また、ＴｉＯ₂は紫外線を吸収する成分でもある。量が多くなるとガラスが黄色味を帯び易くなるので、その上限量は０．４０％である。
【００４１】
酸化鉄はガラス中ではＦｅ₂Ｏ₃とＦｅＯの形で存在し、Ｆｅ₂Ｏ₃は紫外線を吸収し、ＦｅＯは赤外線を吸収する。本発明のガラス組成物は、０．４〜１．９％のＦｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（以下、Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃）を含むことが好ましい。これにより、１〜６ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、全太陽光エネルギー透過率が６０％以下、ＩＳＯに規定される紫外線透過率が３０％以下というソーラーコントロール性能を付与したガラスを得ることができる。Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃が０．４％未満では紫外線および赤外線の吸収効果が小さく、１．９％より多いとガラス原料を溶融する際に炎の輻射熱が溶融ガラス上面部で著しく吸収されて溶融窯底部付近まで十分に加熱することが困難になり、また、ガラスの比重が大きくなりすぎるため好ましくない。
【００４２】
本発明のガラス組成物は、酸化鉄に加え、その他の着色成分を好ましい範囲で含むことにより、ガラスが使用される部位・目的に応じた様々なソーラーコントロール性能を付与することができる。紫外線透過率は主に酸化鉄，ＴｉＯ₂，ＣｅＯ₂によって決定され、全太陽光エネルギー透過率は主に酸化鉄、可視光透過率は主に酸化鉄、ＮｉＯ，ＣｏＯによって決定される。
【００４３】
本発明のガラス組成物が、高い可視光透過率と低い紫外線赤外線透過率とを併せ持つ場合、０．４〜１％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃および０．０１〜０．４０％のＴｉＯ₂を含むことが好ましい。これにより、１〜６ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７０％以上のガラスが得られる。
【００４４】
紫外線吸収性能をさらに向上させるには、０．１〜２．０％のＣｅＯ₂含み、Ｔ−Ｆｅ₂Ｏ₃に対するＦｅ₂Ｏ₃に換算したＦｅＯの割合（以下、ＦｅＯ比）は２０〜６０％とすることが好ましい。ＦｅＯ比は高すぎるとシリカリッチの筋やシリカスカムを生じやすくなるので、４５％以下とすることが好ましい。
【００４５】
３．５〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、高い可視光透過率と、さらに低い紫外線透過率を有する場合には０．４〜０．６５％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．０１％以上０．２０％未満のＴｉＯ₂、０．１〜２．０％のＣｅＯ₂を含み、ＦｅＯ比が２０〜６０％であることが好ましい。ＣｅＯ₂量は１．４％より多いことがより好ましく、また、ＦｅＯ比は４５％以下であることがより好ましい。これにより、３．５〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が７０％以上、全太陽光エネルギー透過率が５５％以下、かつＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以下のガラスが得られる。
【００４６】
１．８〜４．０ｍｍの厚さにおいて、同様のソーラーコントロール性能を有するには、０．６５％より多く０．９０％以下のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．０１〜０．４０％のＴｉＯ₂、１．４％より多く２．０％以下のＣｅＯ₂を含み、ＦｅＯ比が２０〜６０％であることが好ましく、ＦｅＯ比は４５％以下であることがより好ましい。
【００４７】
本発明のガラス組成物に、好ましい色調を与えるには、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｓｅを単独あるいは組み合わせて使用することが好ましく、その上限量はＣｏＯが０．００５％未満、ＮｉＯが０．０１％以下、Ｓｅが０．００１％以下である。
【００４８】
本発明のガラス組成物が、濃緑色〜灰色系色調を有し、低い可視光透過率、低い全太陽光エネルギー透過率と低い紫外線透過率を有するには、０．９〜１．９％のＴ−Ｆｅ₂Ｏ₃、０．００５〜０．０５％のＣｏＯ、０〜０．２％のＮｉＯ、０〜０．００５％のＳｅを含むことが好ましく、ＦｅＯ比が１５〜５０％であることが好ましい。ＦｅＯ比は４５％以下、さらには３５％以下であることがより好ましい。これにより、１．８〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、Ａ光源を用いて測定した可視光透過率が１０〜６５％、全太陽光エネルギー透過率が５０％以下、かつＩＳＯに規定される紫外線透過率が１５％以下のガラスが得られる。
【００４９】
本発明のガラス組成物の物性の限定理由について説明する。
【００５０】
平均線膨張係数とヤング率の積である熱応力係数は、その値が大きいほどガラスの風冷強化性を向上させることができる。１．８〜５．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、熱応力係数が０．７１ＭＰａ／℃以上であれば、従来の自動車用ガラスとして用いられてきたガラスの表面圧縮応力を維持することが可能である。しかし、高い熱応力係数を得ようとするとき、製造上好ましい平均線膨張率には上限があるので、結果として高いヤング率を必要とすることになるが、このようなガラスは現実的ではない。よって、熱応力係数の上限値は０．９０ＭＰａ／℃以下であることが好ましい。
【００５１】
平均線膨張係数が１１０×１０^-7／℃を越えることは、ガラスの製造上好ましくない。すなわち、平均線膨張係数が高すぎると、板状に成形したガラスを室温まで冷却する際の温度コントロールが難しくなる。上記の熱応力係数を得るためには、平均線膨張係数は８０×１０^-7／℃以上であることが好ましい。より好ましくは８０〜１０２×１０^-7／℃の範囲である。
【００５２】
密度は、従来のガラスとその値が大きく異なると、ガラス溶融窯の素地替えに多くの日数を要するため好ましくない。よって、２．４７ｇ／ｃｍ³より大きく２．６５ｇ／ｃｍ³以下の範囲が好ましく、２．６０ｇ／ｃｍ³以下がさらに好ましい。
【００５３】
【実施例】
以下、本発明について表を参照しながら詳細に説明する。
【００５４】
表１〜表５に本発明の実施例および参照例のガラス組成および各物性値、表６に比較例のガラス組成および各物性値を示す。表１〜表６において、αは５０〜３５０℃の平均線膨張係数、ρはガラスの密度、Ｅはヤング率、α・Ｅは熱応力係数、ｄはガラスの厚さ、ＹＡはＡ光源を用いて測定した可視光透過率、ＴＧは全太陽光エネルギー透過率、ＴｕｖはＩＳＯに規定される紫外線透過率を示す。表中の濃度はすべて重量％表示である。
【００５５】
ガラスの製造にあたっては、珪砂、硼酸、苦灰石、石灰石、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、ソーダ灰、芒硝、炭酸カリウム、炭酸リチウム、カーボン、酸化鉄、酸化チタン、酸化セリウム、酸化コバルト、酸化ニッケル、金属セレンを表に示す割合になるように調合、混合したバッチを電気炉中で１４５０℃に加熱、溶融し、その後ステンレス板上にガラス素地を流し出し、室温まで徐冷した。これらは、各物性を測定するために適当な大きさに成形、研磨した。
【００５６】
円柱状に成形したガラス試料について、熱膨張計により得られた熱膨張曲線より５０〜３５０℃の平均線膨張係数αを求めた。
【００５７】
シングアラウンド法により得られたガラス中を伝播する縦波速度ｖ_lと横波速度ｖ_t、アルキメデス法により測定したガラスの密度ρから、剛性率Ｇと体積弾性率Ｋを求め、ＧとＫからヤング率Ｅを求めた。Ｇ、ＫおよびＥを求める式は以下のとおりである。
Ｇ＝ρｖ_t ²
Ｋ＝ρ（ｖ_l ²−４／３・ｖ_t ²）
Ｅ＝９ＫＧ／（Ｇ＋３Ｋ）
【００５８】
厚さ１．８〜５．０ｍｍのガラス試料について、ＣＩＥ標準のＡ光源を用いて測定した可視光透過率（ＹＡ）、全太陽光エネルギー透過率（ＴＧ）、ＩＳＯに規定される紫外線透過率（Ｔｕｖ）を測定した。実施例２１〜２５については、ＣＩＥ標準のＣ光源を用いて測定した主波長（λｄ），刺激純度（Ｐｅ）およびＣＩＥ色度図によるＬ^*，ａ^*，ｂ^*値を測定した。
【００５９】
【表１】

【００６０】
【表２】

【００６１】
【表３】

【００６２】
【表４】

【００６３】
【表５】

【００６４】
【表６】

【００６６】
実施例１〜１５は、比較的可視光透過率が高いガラスである。なかでも実施例１〜１４は紫外線吸収能に優れたガラスである。実施例１〜４および７〜１０は、３．５〜５ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、ＹＡが７０％以上、ＴＧが５５％以下、Ｔｕｖが１５％以下の光学特性を有するガラスである。また、実施例５，６および１１〜１４は、１．８〜４．０ｍｍのいずれかのガラス厚みにおいて、ＹＡが７０％以上、ＴＧが５５％以下、Ｔｕｖが１５％以下の光学特性を有するガラスである。
【００６７】
また、実施例１６〜１９は、１．８〜５ｍｍのいずれか一つのガラス厚みにおいて、ＹＡが１０〜６５％、ＴＧが５０％以下、Ｔｕｖが１５％以下という光学特性を有するガラスである。

【００６８】
比較例１はＳｉＯ₂およびＮａ₂Ｏが、比較例２および３はアルカリ土類酸化物が、比較例４はアルカリ土類酸化物およびＮａ₂Ｏがそれぞれ本発明の範囲外のガラスである。比較例１および４はαが高すぎるため、ガラス製造には適さない。また、比較例２はα・Ｅの値が小さく、十分な表面圧縮応力を得ることができない。比較例３は密度ρが高すぎるため、ガラス溶融窯の素地替えを行うときには不利である。
【００６９】
【発明の効果】
以上、詳述したとおり、本発明のガラス組成物によれば、３．１ｍｍ以下の従来より薄い厚さの板ガラスであっても、実質的な強化プロセスの能力増強を要することなく、十分な表面圧縮応力値を持つことができ、３．１ｍｍ以上の板ガラスを強化する際には、強化プロセスでの負担を軽減し、製造コストを削減することが可能なガラス組成物が提供される。また、このような優れた強化性に加え、優れたソーラーコントロール性能を持つガラス組成物が提供される。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a glass composition excellent in toughness. Specifically, even if the glass is thinner than the conventional glass, it is possible to obtain a sufficient surface compressive stress value without requiring a substantial increase in the capacity of the strengthening process, and it can be used for laminated glass and the like. It is related with the glass composition which can be performed. Furthermore, it is related with the glass composition with the outstanding solar control performance.
[0002]
[Prior art]
Glass breakage starts from the surface except in special cases, and occurs when the tensile stress appearing on the glass surface by an external force exceeds the tensile stress of the glass. The durability against tensile stress of glass is actually determined by a micro-scratch called Griffith flow that exists on the glass surface, so practically, the tensile stress due to external force is reduced by providing a compressive stress layer on the glass surface. However, a method of increasing the strength of the glass by preventing the progress of cracks and preventing breakage is considered effective. Chemical strengthening and physical strengthening are known as methods for providing compressive stress on the glass surface.
[0003]
Among these, the basic principle of physical strengthening is to rapidly cool high-temperature glass and generate a residual stress in the thickness direction of the glass at a normal temperature to form a compressive stress layer on the surface. The most widely used method is the air-cooling strengthening method that is cooled by air.
[0004]
In the air cooling strengthening, the glass is heated to a temperature near the softening point, and then the surface of the glass is rapidly cooled by a pressurized air flow to form a compressive stress layer on the glass surface and a tensile stress layer on the inside. It is made to improve the intensity | strength of glass.
[0005]
It is known that the surface residual stress of a glass plate in air cooling strengthening depends on the temperature difference between the surface during cooling and the inside. When considering rapid cooling of glass in a high temperature state as the simplest approximation, assuming that the amount of heat radiation Q from the glass is constant, the maximum temperature difference (Δθ) max between the glass surface and the interior is (Δθ) max = tQ / 8k.
Is approximated by Here, t is the glass thickness [m], Q is the heat release [W / m ² ], and k is the thermal conductivity [W / m · K]. Assuming that the strain relaxation time is sufficiently small and that the temperature gradient does not change during the cooling stage, the compressive stress on the glass surface at room temperature is F, the average linear expansion coefficient is α, the Young's modulus is E, and the Poisson's ratio is If σ, the compressive stress F is
F = α · E / (1-σ) · 2/3 · (Δθ) max
It is expressed. If the values of α and E can be increased, a higher compressive stress F can be obtained, and even if the glass thickness becomes thinner than the conventional one, sufficient compressive stress can be obtained with the ability of the conventional tempering process. It can be seen that it is possible.
[0006]
On the other hand, if the values of α and E can be increased when the glass thickness is the same as before, the maximum temperature difference (Δθ) max between the glass surface and the inside may be small. In other words, since the heat dissipation amount Q can be reduced, the air volume at the time of strengthening the glass sheet with air cooling can be reduced as compared with the conventional method. Therefore, the process load is reduced and the manufacturing cost of the tempered glass can be reduced.
[0007]
Conventionally, the thickness of the float glass plate used for automobile windows was mainly 3.5 to 4.8 mm. In recent years, in order to improve fuel efficiency by reducing the weight of automobiles, there is a strong demand for thinning the window glass. If the area is the same, the smaller the plate thickness, the smaller the heat capacity of the glass plate and the smaller (Δθ) max, so the compressive stress F becomes smaller. That is, it becomes difficult to enter sufficient reinforcement. Several glass plates have been proposed to compensate for the difficulty of entering this strengthening.
[0008]
For example, the manufacturing method of the tempered glass described in Japanese Patent Publication No. 6-53592 is substantially 63 to 75% SiO ₂ in terms of weight%.
1.5-7% Al ₂ O ₃ ,
6% of TiO _2,
3-7% Al ₂ O ₃ + TiO ₂ ,
0-10% MgO,
5-15% CaO,
6-20% MgO + CaO,
8-18% Na ₂ O,
0-5% K ₂ O,
10-20% Na ₂ O + K ₂ O,
And a liquid phase temperature of the glass is 1150 ° C. or less.
[0009]
The easily tempered glass composition described in Japanese Examined Patent Publication No. 4-60059 is 68 to 71% SiO ₂ expressed by weight%,
From 1.6 to 3.0% Al ₂ O _3,
2.0-4.0% MgO,
8.5-11.0% CaO,
12.5 to 16.0% Na ₂ O,
0.9-3.0% K ₂ O,
The total of these components is 97% or more, and 70.0-73.0% SiO ₂ + Al ₂ O ₃ ,
12.0-15.0% MgO + CaO,
13.5 to 17.0% Na ₂ O + K ₂ O
The viscosity temperature of 10 ⁹ poise is 650 to 685 ° C., the viscosity temperature of 10 ¹² poise is 555 to 585 ° C., and the temperature difference between them is 96 to 103 ° C. It is a tempered glass composition.
[0010]
The glass composition for producing a transparent plate glass described in JP-A-8-500811 is expressed in weight%,
69-75% of SiO _2,
0 to 3% Al ₂ O _3,
2-10% CaO,
0-2% MgO,
9-17% Na ₂ O,
0-8% K ₂ O,
It comprises 0.2 to 1.5% Fe ₂ O _3,
Furthermore, it is a glass composition that can contain fluorine and zinc, zirconium, cerium, titanium oxide, less than 4% by weight of barium oxide and a total of 10% or less of remaining alkaline earth oxides.
[0011]
Further, in recent years, from the viewpoint of preventing deterioration of interior materials accompanying the upgrading of interior interior materials of automobiles and reducing cooling load, glass having a greenish color tone imparted with ultraviolet and infrared absorption ability has been proposed as a window glass for automobiles. Yes.
[0012]
For example, it is known that the ultraviolet ray transmittance is limited to about 38% or less and the total solar energy transmittance is limited to about 46% or less, and the visible light transmittance is at least 70% in order to secure a field of view from within the automobile. (Japanese Patent Laid-Open No. 3-187946). As a color tone of such a green-based automotive glass, a bluish green color tends to be preferred.
[0013]
In order to reduce the total solar energy transmittance, it is known that the absolute amount of ferrous oxide (FeO) among the iron oxides introduced into the glass should be increased. Most of the absorption glass adopts this method.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of manufacturing a tempered glass described in KOKOKU 6-53592 JP, Al is ₂ O ₃ often also Al ₂ O ₃ + requires 3% or more when viewed in TiO _2. In order to obtain a yellowish glass with little coloration, it is necessary to avoid the addition of TiO ₂ and to add a large amount of Al ₂ O _3, and there is a problem that the composition becomes very difficult to dissolve. Moreover, although the example of the reinforcement | strengthening of 3 mm-thick glass is shown in the Example, it is inadequate if it sees by a surface compressive stress value, although the reinforcement | strengthening conditions are improved.
[0015]
In the easily tempered glass composition described in Japanese Examined Patent Publication No. 4-60059, the easily tempered glass is obtained by adjusting the viscosity temperature. However, the allowable range of the temperature difference between 10 ⁹ poise and 10 ¹² poise is small. However, there is a problem that production is difficult because the allowable composition range is very narrow.
[0016]
In the glass composition for producing transparent plate glass described in JP-A-8-500811, the alkaline earth oxides are limited to 10% or less in total in order to obtain transparency, but the viscosity is maintained. In order to achieve this, the alkali oxide must be increased, and the durability is lowered. In particular, when a plate glass having a thickness of 3.1 mm or less is strengthened, a sufficient compressive stress value cannot be obtained.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and in a sheet glass having a thickness of 3.1 mm or less, sufficient surface compressive stress can be obtained without requiring substantial enhancement of the strengthening process capability. An object of the present invention is to provide a glass composition having a value, and in a plate glass having a thickness of 3.1 mm or more, a glass composition having a cost reduction merit in a strengthening process. Furthermore, it aims at providing the glass composition which has the outstanding solar control performance.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The glass composition of the present invention, expressed in terms of weight%, 65 to 70% of SiO _2, of 0% or more and less than _{_{2% B 2 O 3, 0.1~2.5}} % of Al ₂ O _3, 1. 4% or more and less than 2% MgO, 5% or more and 10.6% or less CaO, 0% or more and less than 5.6% SrO, 0% or more and less than 5.6% BaO, more than 10 % and less than 12% MgO + CaO + SrO + BaO, 0-5% Li ₂ O, 10-18% Na ₂ O, 0-5% K ₂ O, 10-20% Li ₂ O + Na ₂ O + K ₂ O, and 0-0.40% the TiO ₂ only contains,
The product of the average coefficient of linear expansion and Young's modulus at 50 to 350 ° C. is 0.71 to 0.90 MPa / ° C.,
The average linear expansion coefficient at 50 to 350 ° C. is 80 to 104 × 10 ⁻⁷ / ° C.,
Density measured at room temperature is increased 2.60 g / cm ³ or less than 2.47 g / cm ^3, it is a glass composition characterized.
[0019]
Even if the glass composition of the present invention is a plate glass having a thinner thickness, a sufficient surface compressive stress value can be obtained by a conventional tempering process. Moreover, in the reinforcement | strengthening of plate glass with thick plate | board thickness, since the load concerning a process can be reduced in order to obtain the same strengthening degree as before, it becomes possible to reduce manufacturing cost.
[0020]
Since the glass composition of this invention is excellent in toughness, it is suitable as a window glass for buildings or vehicles. Particularly when used as a vehicle window glass, a thinner tempered glass can be provided, which is particularly suitable in terms of weight reduction of the vehicle body. Moreover, since the glass composition of this invention can be handled similarly to the conventional general plate glass, it can also be used as a laminated glass, a multilayer glass, etc.
[0021]
Since the glass composition of the present invention further contains various coloring components, it is possible to impart various solar control performances according to applications and purposes in addition to excellent reinforcing properties.
[0022]
In order for the glass composition of the present invention to have a low total solar energy transmittance and a low ultraviolet transmittance,
Including total iron oxide (hereinafter referred to as T-Fe ₂ O ₃ ) converted to 0.4 to 1.9% Fe ₂ O ₃ ,
In any glass thickness of 1 to 6 mm, the total solar energy transmittance is preferably 60% or less, and the ultraviolet transmittance defined by ISO is preferably 30% or less.
[0023]
In order for the glass composition of the present invention to have high visible light transmittance in addition to the above solar control performance, 0.4 to 1% T-Fe ₂ O ₃ and 0.01 to 0.40% Including TiO ₂ ,
In any glass thickness of 1 to 6 mm, the visible light transmittance measured using an A light source is preferably 70% or more.
[0024]
0.4 to 0.65% T-Fe ₂ O _{3 for} the glass composition of the present invention to have an even lower UV transmittance and at the same time a high visible light transmittance,
0.01% or more and less than 0.20% TiO ₂ , and 0.1 to 2.0% CeO ₂ ,
Ratio of FeO which in terms of Fe ₂ O ₃ is 20 to 60% of the T-Fe ₂ O _3,
In any glass thickness of 3.5 to 5.0 mm,
Visible light transmittance measured using A light source is 70% or more,
The total solar energy transmittance is preferably 55% or less, and the ultraviolet transmittance defined by ISO is preferably 15% or less.
[0025]
In order for the glass composition of the present invention to have similar solar control performance when the glass thickness is thin,
T-Fe ₂ O ₃ greater than 0.65% and less than or equal to 0.90%,
0.01 to 0.40% of TiO _2, and comprise more than 1.4% to 2.0% of CeO _2,
Ratio of FeO which in terms of Fe ₂ O ₃ is 20 to 60% of the T-Fe ₂ O _3,
In any glass thickness of 1.8 to 4.0 mm,
Visible light transmittance measured using A light source is 70% or more,
The total solar energy transmittance is preferably 55% or less, and the ultraviolet transmittance defined by ISO is preferably 15% or less.
[0026]
In order to give a preferable color tone to the various glass compositions of the present invention,
Less than 0.005% CoO,
It is preferable to contain 0.01% or less of NiO and 0.001% or less of Se.
[0027]
The glass composition of the present invention has a dark green to gray color tone, and has a low visible light transmittance, a low total solar energy transmittance and a low ultraviolet light transmittance, 0.9 to 1.9% T -Fe ₂ O _3,
0.005 to 0.05% CoO,
Preferably containing 0-0.2% NiO, and 0-0.005% Se,
In any glass thickness of 1.8 to 5.0 mm,
10 to 65% of visible light transmittance measured using A light source,
The total solar energy transmittance is preferably 50% or less, and the ultraviolet transmittance defined by ISO is preferably 15% or less.
[0028]
The glass composition of the present invention preferably has a product of an average linear expansion coefficient and a Young's modulus at 50 to 350 ° C of 0.71 to 0.90 MPa / ° C.
[0029]
The glass composition of the present invention preferably has an average coefficient of linear expansion at 50 to 350 ° C. of 80 to 110 × 10 ⁻⁷ / ° C.
[0030]
The glass composition of the present invention preferably has a density measured at room temperature of greater than 2.47 g / cm ^{3 and} less than or equal to 2.65 g / cm ³ .
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0032]
First, the reason for limitation of the glass composition of the present invention will be described. However, the following composition is expressed by weight%.
[0033]
SiO ₂ is a main component that forms a glass skeleton. If the SiO ₂ content is less than 65%, the durability of the glass decreases. If it exceeds 74%, it becomes difficult to melt the glass. 70% or less is preferable.
[0034]
B ₂ O ₃ is a component used to improve the durability of the glass or as a dissolution aid, but also has a function of enhancing the absorption of ultraviolet rays. If it exceeds 5%, the decrease in the transmittance in the ultraviolet region reaches the visible region, the color tone tends to be yellowish, and the inconvenience at the time of molding due to volatilization of B ₂ O ₃ occurs. And Preferably it is 0 to less than 2% of range.
[0035]
Al ₂ O ₃ is a component that improves the durability of the glass, but if it is less than 0.1%, the devitrification temperature rises, and if it is too much, it is difficult to melt the glass. Moreover, in order to reduce an average linear expansion coefficient and impair reinforcement, it is preferable that it is 2.5% or less.
[0036]
MgO, CaO, SrO, and BaO are used to improve the durability of the glass and adjust the devitrification temperature and viscosity during molding. In the present invention, MgO is less than 2% and the total of these alkaline earth oxides is more than 10%, whereby the thermal stress coefficient can be further increased and the strengthening property can be improved.
[0037]
If MgO is 2% or more, not only is it difficult to obtain a sufficient thermal stress coefficient, but also the devitrification temperature rises. When CaO is less than 5% or exceeds 15%, the devitrification temperature rises. SrO and BaO are introduced into the glass in a substituted form with respect to the total amount of MgO and CaO. However, since SrO and BaO are more expensive than MgO and CaO, it is not preferable to exceed 10%. .
[0038]
Further, if the total of alkaline earth oxides is 10% or less, it is difficult to obtain a sufficient thermal stress coefficient, and in order to maintain the devitrification temperature and viscosity at the time of molding, an alkali oxide must be added. The durability of the glass is reduced. If it exceeds 15%, the devitrification temperature rises and the density increases, which is not preferable for the production of glass. More preferably, it is less than 12%.
[0039]
Li ₂ O, Na ₂ O, and K ₂ O are used as glass melting accelerators. In addition, the thermal stress coefficient can be increased by increasing the glass by a small amount within a range not deteriorating the durability of the glass. When Na ₂ O is less than 10% or the total of Li ₂ O, Na ₂ O and K ₂ O is less than 10%, the dissolution promoting effect is poor, and Na ₂ O exceeds 18%, or Li ₂ O, Na ₂ O. When the total of K ₂ O exceeds 20%, the durability of the glass is lowered. Since Li ₂ O and K ₂ O are more expensive than Na ₂ O, it is not preferable to exceed 5%.
[0040]
TiO ₂ can be added in a small amount to lower the devitrification temperature of the glass. TiO ₂ is also a component that absorbs ultraviolet rays. As the amount increases, the glass tends to be yellowish, so the upper limit is 0.40%.
[0041]
Iron oxide exists in the form of Fe ₂ O ₃ and FeO in glass, Fe ₂ O ₃ absorbs ultraviolet rays, and FeO absorbs infrared rays. The glass composition of the present invention preferably contains a total iron oxide in terms of 0.4 to 1.9% of Fe ₂ O ₃ _{_{(hereinafter, T-Fe 2 O 3)}} . Thereby, in any glass thickness of 1-6 mm, the glass which provided the solar control performance that the total sunlight energy transmittance | permeability is 60% or less and the ultraviolet-ray transmittance prescribed | regulated to ISO is 30% or less can be obtained. . When T-Fe ₂ O ₃ is less than 0.4%, the effect of absorbing ultraviolet rays and infrared rays is small, and when it is more than 1.9%, the radiant heat of the flame is significantly absorbed by the upper surface of the molten glass when the glass material is melted. It becomes difficult to sufficiently heat the vicinity of the bottom of the kiln, and the specific gravity of the glass becomes too large, which is not preferable.
[0042]
The glass composition of this invention can provide various solar control performances according to the site | part and the purpose for which glass is used by including other coloring components in a preferable range in addition to iron oxide. The ultraviolet transmittance is mainly determined by iron oxide, TiO ₂ , and CeO ₂ , the total solar energy transmittance is mainly determined by iron oxide, and the visible light transmittance is mainly determined by iron oxide, NiO, and CoO.
[0043]
When the glass composition of the present invention has both high visible light transmittance and low ultraviolet infrared transmittance, 0.4 to 1% T-Fe ₂ O ₃ and 0.01 to 0.40% TiO ₂ are added. It is preferable to include. Thereby, in any glass thickness of 1-6 mm, the glass whose visible light transmittance measured using A light source is 70% or more is obtained.
[0044]
To further improve the ultraviolet absorption performance comprises CeO ₂ of 0.1% to 2.0%, the percentage of FeO which in terms of Fe ₂ O ₃ against T-Fe ₂ O ₃ (hereinafter, FeO ratio) of 20 to 60 % Is preferable. If the FeO ratio is too high, silica-rich streaks and silica scum are liable to be produced, so 45% or less is preferable.
[0045]
In any glass thickness of 3.5 to 5.0 mm, 0.4 to 0.65% T-Fe ₂ O ₃ in the case of having a high visible light transmittance and a lower ultraviolet transmittance, 0.0. It is preferable that it contains TiO _{2 of} 01% or more and less than 0.20%, 0.1 to 2.0% of CeO ₂ , and the FeO ratio is 20 to 60%. The CeO ₂ content is more preferably more than 1.4%, and the FeO ratio is more preferably 45% or less. Thereby, in any glass thickness of 3.5 to 5.0 mm, the visible light transmittance measured using the A light source is 70% or more, the total solar energy transmittance is 55% or less, and specified by ISO. A glass having an ultraviolet transmittance of 15% or less is obtained.
[0046]
To have the same solar control performance at a thickness of 1.8 to 4.0 mm, T-Fe ₂ O _{3 of} more than 0.65% and less than or equal to 0.90%, 0.01 to 0.40% TiO ₂ , containing more than 1.4% and 2.0% or less of CeO ₂ , the FeO ratio is preferably 20 to 60%, and the FeO ratio is more preferably 45% or less.
[0047]
In order to give a preferable color tone to the glass composition of the present invention, it is preferable to use CoO, NiO, or Se alone or in combination. The upper limit amounts thereof are CoO of less than 0.005% and NiO of 0.01% or less. , Se is 0.001% or less.
[0048]
In order for the glass composition of the present invention to have a dark green to gray color tone, low visible light transmittance, low total solar energy transmittance and low ultraviolet transmittance, 0.9 to 1.9% It preferably contains T-Fe ₂ O ₃ , 0.005 to 0.05% CoO, 0 to 0.2% NiO, 0 to 0.005% Se, and the FeO ratio is 15 to 50%. It is preferable. The FeO ratio is more preferably 45% or less, and even more preferably 35% or less. Thereby, in any glass thickness of 1.8 to 5.0 mm, the visible light transmittance measured using the A light source is 10 to 65%, the total solar energy transmittance is 50% or less, and specified by ISO. A glass having an ultraviolet transmittance of 15% or less is obtained.
[0049]
The reason for limiting the physical properties of the glass composition of the present invention will be described.
[0050]
The larger the value of the thermal stress coefficient, which is the product of the average coefficient of linear expansion and the Young's modulus, can improve the wind-cooling strengthenability of the glass. If the thermal stress coefficient is 0.71 MPa / ° C. or higher at any glass thickness of 1.8 to 5.0 mm, it is possible to maintain the surface compressive stress of glass that has been used as conventional automotive glass. It is. However, when trying to obtain a high thermal stress coefficient, there is an upper limit on the average linear expansion coefficient preferable for manufacturing, and as a result, a high Young's modulus is required, but such a glass is not practical. . Therefore, the upper limit value of the thermal stress coefficient is preferably 0.90 MPa / ° C. or less.
[0051]
An average linear expansion coefficient exceeding 110 × 10 ⁻⁷ / ° C. is not preferable for the production of glass. That is, if the average linear expansion coefficient is too high, it becomes difficult to control the temperature when the glass formed into a plate shape is cooled to room temperature. In order to obtain the above thermal stress coefficient, the average linear expansion coefficient is preferably 80 × 10 ⁻⁷ / ° C. or higher. More preferably, it is the range of 80-102 * 10 < ^-7 > / (degreeC).
[0052]
If the density is significantly different from that of conventional glass, the density is not preferable because it takes many days to replace the glass melting furnace. Therefore, it is preferably in the range of 2.47 g / cm ³ and 2.65 g / cm ³ or less, and more preferably 2.60 g / cm ³ or less.
[0053]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the tables.
[0054]
Tables 1 to 5 show glass compositions and physical property values of Examples and Reference Examples of the present invention, and Table 6 shows glass compositions and physical property values of Comparative Examples. In Tables 1 to 6, α is an average linear expansion coefficient of 50 to 350 ° C., ρ is the density of the glass, E is the Young's modulus, α · E is the thermal stress coefficient, d is the thickness of the glass, and YA is the A light source. The visible light transmittance, TG, and total solar energy transmittance measured using the same, and Tuv represents the ultraviolet transmittance defined by ISO. All concentrations in the table are expressed in weight percent.
[0055]
In the production of glass, silica sand, boric acid, dolomite, limestone, strontium carbonate, barium carbonate, soda ash, mirabilite, potassium carbonate, lithium carbonate, carbon, iron oxide, titanium oxide, cerium oxide, cobalt oxide, nickel oxide, A batch prepared by mixing and mixing metal selenium in a ratio shown in the table was heated and melted at 1450 ° C. in an electric furnace, and then a glass substrate was poured on a stainless steel plate and gradually cooled to room temperature. These were molded and polished to an appropriate size for measuring each physical property.
[0056]
About the glass sample shape | molded in the column shape, the average linear expansion coefficient (alpha) of 50-350 degreeC was calculated | required from the thermal expansion curve obtained with the thermal dilatometer.
[0057]
From the longitudinal wave velocity v _l and the transverse wave velocity v _t propagating in the glass obtained by the sing-around method, and the density ρ of the glass measured by the Archimedes method, the rigidity G and the bulk modulus K are obtained. The rate E was determined. The equations for obtaining G, K and E are as follows:
G = ρv _t ²
K = ρ (v _l ² −4 / 3 · v _t ² )
E = 9KG / (G + 3K)
[0058]
Visible light transmittance (YA), total solar energy transmittance (TG), and UV transmittance defined by ISO, measured using a CIE standard A light source for a glass sample having a thickness of 1.8 to 5.0 mm. (Tuv) was measured. For Examples 21 to 25, L ^* , a ^* , and b ^* values were measured according to the dominant wavelength (λd), stimulation purity (Pe), and CIE chromaticity diagram measured using a CIE standard C light source.
[0059]
[Table 1]

[0060]
[Table 2]

[0061]
[Table 3]

[0062]
[Table 4]

[0063]
[Table 5]

[0064]
[Table 6]

[0066]
Examples 1 to 15, it relatively visible light transmittance is high glass. Among these, Examples 1 to 14 are glasses excellent in ultraviolet absorbing ability. Examples 1 to 4 and 7 to 10 are glasses having optical properties of YA of 70% or more, TG of 55% or less, and Tuv of 15% or less in any glass thickness of 3.5 to 5 mm. Examples 5, 6 and 11 to 14 have optical properties such that YA is 70% or more, TG is 55% or less, and Tuv is 15% or less at any glass thickness of 1.8 to 4.0 mm. It is glass.
[0067]
In Examples 16-19, in any one of the glass thickness of 1.8～5Mm, YA is 10 to 65%, TG 50% or less, Tuv is glass having an optical science properties will leave more than 15% is there.

[0068]
In Comparative Example 1, SiO ₂ and Na ₂ O are glasses, Comparative Examples 2 and 3 are alkaline earth oxides, and in Comparative Example 4, alkaline earth oxides and Na ₂ O are out of the scope of the present invention. Comparative Examples 1 and 4 are not suitable for glass production because α is too high. In Comparative Example 2, the value of α · E is small, and sufficient surface compressive stress cannot be obtained. Since the density ρ is too high in Comparative Example 3, it is disadvantageous when replacing the glass melting kiln.
[0069]
【Effect of the invention】
As described above, according to the glass composition of the present invention, even if it is a sheet glass having a thickness of 3.1 mm or less than that of the conventional glass, a sufficient surface can be obtained without substantially increasing the capacity of the strengthening process. Provided is a glass composition that can have a compressive stress value and can reduce a burden in a tempering process and reduce a manufacturing cost when a plate glass of 3.1 mm or more is tempered. In addition to such excellent reinforcing properties, a glass composition having excellent solar control performance is provided.

Claims

Expressed in terms of weight%, 66.8 to 69.7% of SiO _2, 0% of B ₂ O _3, 2.4 to 2.5% of Al ₂ O _3, 1.4 to 1.6% of MgO , 8.8 to 10.1% of CaO, 0% of the SrO, 0% of the BaO, 10.4 to 11.7 percent of MgO + CaO + SrO + BaO, 0~2.5% of Li ₂ O, 11.1-16. 9% Na ₂ O, 0.3 to 4.1 percent of K ₂ O, 13.9 ~17.3% of _{_{Li 2 O + Na 2 O +}} K 2 O, and from 0.03 to 0.29% of the TiO ₂ Including
The product of the average linear expansion coefficient and Young's modulus at 50 to 350 ° C. is 0.72 to 0.77 MPa / ° C.,
The average linear expansion coefficient at 50 to 350 ° C. is 97 to 104 × 10 ⁻⁷ / ° C.,
A glass composition having a density measured at room temperature of 2.52 to 2.58 g / cm ³ .