CN104583143B - 白色玻璃容器及白色玻璃容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不含有效量的氟化合物、不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件、局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构的、机械强度和白色性优异的白色玻璃容器及这种白色玻璃容器的有效的制造方法。本发明提供的白色玻璃容器的特征在于,局部或整体具有源于相对于总量具有如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物的分相现象而成的、含有白色性相对较低的白色透明层及白色性相对较高的白色不透明层而成的多层结构,该玻璃掺合组成为,SiO2:45~58重量%、P2O5:2~8重量%、Al2O3:5~9重量%、B2O3:5~13重量%、Na2O:5~12重量%、K2O:1~6重量%、ZnO:3~10重量%、CaO:3~10重量%、CeO2:0.1~2重量%、Er2O3:0.01~0.5重量%。
Description
技术领域
本发明涉及一种白色玻璃容器及其制造方法,尤其涉及一种局部或整体具有源于不含有效量氟的玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构的白色玻璃容器及其制造方法。
背景技术
通过在透明玻璃中混入折射率不同的粒子等以产生光散射、或者通过从最初均匀分散一定量不透明微细粒子而形成的降低透光率的白色化的玻璃,一般被称作乳白色玻璃、乳浊玻璃或白色玻璃,从美观和保存稳定性良好这一点考虑,被使用于容器、餐具、建筑材料等中。
在此,以往的白色玻璃组合物通常含有规定量氟,通过在作为主要成分的SiO2的玻璃相中均匀分散作为乳白成分的NaF的结晶相,从而进行乳白色化(例如参考专利文献1)。
更具体而言,专利文献1公开了一种含有70~73重量%的SiO2、4~6重量%的氟而形成的白色玻璃组合物,由其形成白色玻璃容器。
另一方面,有人提出一种由不含氟的玻璃组合物形成的结晶化玻璃的制造方法(例如参考专利文献2)。
更具体而言,专利文献2公开了一种不透明(白色)的含磷的结晶化玻璃的制造方法,其特征在于,将以重量%计含有45~65%的SiO2、3~15%的Al2O3、10~25%的Na2O、12~25%的CaO、3~8%的P2O5的规定玻璃组合物,使用含有总量的90重量%以上而成的玻璃组合物,成型为玻璃并徐冷之后,进行900℃左右的后续热处理而进行结晶化。
而且,另外,本发明的申请人提出了一种不含有效量的氟、容易安全生产、白色性高、并且能够低温熔融的乳白色的玻璃组合物(例如参考专利文献3)。
更具体而言,专利文献3公开了一种仅通过将规定的玻璃原料在1400℃左右熔融,接着徐冷而得到乳白色玻璃的乳白色的玻璃组合物,其含有35~65重量%的SiO2、3.5~10重量%的P2O5、5.5~15重量%的Al2O3、3~15重量%的CaO等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开昭62-52140号公报(权利要求书等)
专利文献2:日本专利公开昭50-150715号公报(权利要求书等)
专利文献3:日本专利公开平8-277142号公报(权利要求书等)
发明内容
然而,由于制造专利文献1中公开的白色玻璃组合物时,使用萤石(CaF2)、氟硅酸钠(Na2SiF6)、冰晶石(Na3AlF6)等作为氟原料,因此,玻璃熔融时,相当量(10~50%左右)的氟气飞散,所以不仅造成大气污染,而且对农作物等也有害,所以存在缺乏安全性的问题。
另外,根据专利文献2中公开的含磷结晶化玻璃的制造方法,存在若在进行玻璃成型并徐冷之后,不在900℃左右的高温下进行后续加热处理,则得不到不透明(白色)的结晶化玻璃这样的制造方面的问题。
并且,认为因为公开的玻璃组合物虽不含氟,但Na2O和CaO等的掺合量过多,这是因为完全不使用B2O3等,从而存在所获得的结晶化玻璃缺乏白色性,且容易变得透明的问题。
另外,根据专利文献3中公开的乳白色的玻璃组合物,虽然无需进行玻璃化温度以上的后续热处理而得到乳白色玻璃,但是,因玻璃原料的熔融条件,可见磷酸钙等析出、白色性和机械强度下降,进而,还会被还原而着色的现象。
并且,由乳白色的玻璃组合物获得的白色玻璃,可见因成型后的徐冷条件等,其机械强度进一步显著下降的情况。
因此,本发明的发明人们进行深入研究,结果发现,通过考虑玻璃原料的掺合、搅拌条件、及模具的成型方法等,可由不含有效量的氟化合物的白色玻璃组合物,获得局部或整体具有含有分相区域而成的多层结构的白色玻璃容器。
即,本发明的目的在于,提供一种不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型后的徐冷条件等的、机械强度和白色性优异的白色玻璃容器、及这种白色玻璃容器的有效制造方法。
根据本发明,提供一种白色玻璃容器,其特征在于,该白色玻璃容器源于相对于总量具有如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物的分相现象而成,所述白色玻璃容器的局部或整体具有包括白色性相对较低的白色透明层、及白色性相对较高的白色不透明层而成的多层结构,从而能够解决上述问题,该玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%。
即,通过如此限制玻璃原料的掺合组成,在不含有效量的氟化合物的情况下,不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件,通过利用规定模具等进行成型,能够获得局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构的白色玻璃容器。
另外,关于白色玻璃容器(主体部等)的白色性,可以将以JIS Z 8730为基准而测定的白色度(L)作为目标,例如,若该白色度(L)为70以上,则可以说白色性相对较高;相反,若该白色度(L)不到70,则可以说白色性相对较低。
此外,玻璃原料总量超过100重量%时,将总量设为100重量%,以成为规定的各掺合比例的方式,换算各玻璃成分的掺合量;玻璃原料总量不到100重量%时,由其他玻璃成分等补充(以下相同)。
并且,构成本发明的白色玻璃容器时,玻璃用组合物还含有选自由BaO、Li2O及SO3组成的组中的至少一种金属氧化物,并且,相对于总量,优选将该BaO、Li2O及SO3中的至少一种金属氧化物的掺合量设为0.1~5重量%的范围内的值。
通过含有这种玻璃成分,能够增加玻璃用组合物的熔融性、和所获得的白色玻璃容器的成型性和白色性等。
并且,构成本发明的白色玻璃容器时,玻璃用组合物含有作为氧化剂的CeO2,并且,相对于总量,优选将该CeO2的掺合量设为0.1~2重量%的范围内的值。
通过含有这种氧化剂,即使在从外部添加用于分散玻璃成分的水,形成还原气氛的情况下,作为氧化剂的CeO2也会将其恢复成氧化气氛,从而能够有效防止基于铁离子等的、白色玻璃的着色。
并且,构成本发明的白色玻璃容器时,玻璃用组合物含有Er2O3,并且相对于总量,优选将该Er2O3的掺合量设为0.01~0.5重量%的范围内的值。
通过含有这种作为脱色剂发挥作用的Er2O3,能够利用Er2O3的补色关系,有效防止白色玻璃容器的着色。
并且,构成本发明的白色玻璃容器时,优选将白色透明层的厚度设为0.1~10mm的范围内的值,将白色不透明层的厚度设为3~25mm的范围内的值。
通过设置这种厚度的白色透明层及白色不透明层,能够提高白色玻璃容器的机械强度,并且获得良好的光泽性。
并且,本发明的另一方式为一种白色玻璃容器的制造方法,其特征在于,该白色玻璃容器源于玻璃用组合物的分相现象而成,局部或全部具有从内侧朝向外侧依次包括白色性相对较低的白色透明层、白色性相对较高的白色不透明层、及白色性相对较低的白色透明层而成的三层结构;所述白色玻璃容器的制造方法包括下述第1工序及第2工序。
第1工序:准备相对于总量具有如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物,并熔融的工序,所述玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%。
第2工序:利用模具及柱塞用一次压制方法将熔融后的玻璃用组合物成型并徐冷,从而形成局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构的白色玻璃容器的工序。
即,通过如此制造白色玻璃容器,在不含有效量的氟化合物的情况下,不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件,利用规定模具等,能够有效获得局部或整体具有含有分相区域而成的多层结构(三层结构)的白色玻璃容器。
并且,本发明的另一其他方式为一种白色玻璃容器的制造方法,其特征在于,该白色玻璃容器源于玻璃用组合物的分相现象而成,局部或整体具有从内侧朝向外侧依次包括白色性相对较高的白色不透明层、及白色性相对较低的白色透明层而成的二层结构;
所述白色玻璃容器的制造方法包括下述第1’工序及第2’工序。
第1’工序:准备相对于总量具有如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物,并熔融的工序,该玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%。
第2’工序:利用模具及冷却空气用吹塑方法将熔融后的玻璃用组合物成型并徐冷,从而形成局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构的白色玻璃容器的工序。
即,通过如此制造白色玻璃容器,在不含有效量的氟化合物的情况下,不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件,通过利用规定模具等成型,能够有效获得局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构(二层结构)的白色玻璃容器。
另外,实施本发明的白色玻璃容器的制造方法时,优选在第1工序或第1’工序中,掺合水分并实施鼓泡处理,来熔融搅拌玻璃用组合物。
通过如此利用水分掺合进行鼓泡处理,能够有效获得各种玻璃成分尤其是磷酸钙等玻璃原料均匀混合、玻璃掺合组成均匀、且表面状态和白色性更良好的白色玻璃容器。
附图说明
图1a~1b是供用来说明用一次压制法制造的白色玻璃容器中的多层结构(三层结构)的图。
图2a~2b是供用来说明用吹塑法制造的白色玻璃容器中的多层结构(二层结构)的图。
图3a~3b是供用来说明用一次压制法制造的白色玻璃容器的形态例的照片。
图4a~4b是供用来说明用吹塑法制造的白色玻璃容器的形态例的照片。
图5a~5c是供用来说明用一次压制法制造的具有三层结构的白色玻璃容器的制造方法的图(其1)。
图6a~6d是供用来说明用一次压制法制造的具有三层结构的白色玻璃容器的制造方法的图(其2)。
图7是供用来说明火焰抛光装置的图。
图8a~8d是供用来说明用吹塑法制造的具有二层结构的白色玻璃容器的制造方法的图。
附图标记说明
10、10’、30、30’:白色玻璃容器;
12、12’:白色透明层(第2白色透明层);
14、14’:白色不透明层;
16、16’:白色透明层(第1白色透明层);
18、18’:主体部;
20、20’:头部(螺纹部);
32、32’:白色不透明层;
34、34’:白色透明层;
36、36’:主体部(侧壁及底部);
38、38’:头部(螺纹部);
51:成型模;
52:漏斗;
53:玻璃料滴;
54:挡板;
55:柱塞;
60、121:旋转装置;
62、123:臂;
64:口模;
66、66a、66b:冷却用模具;
70:喷头;
100:玻璃料滴;
101:型坯;
112:柱塞;
113:漏斗;
125:口模;
127:最终吹塑用空气喷出口;
210:火焰抛光处理装置。
具体实施方式
[第1实施方式]
第1实施方式提供一种白色玻璃容器10、10’、30、30’,其特征在于,该白色玻璃容器源于相对于总量具有如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物的分相现象而成,如在图1a~1b或图2a~2b中例示,局部或整体具有从内侧朝向外侧依次包括白色性相对较低的白色透明层12、12’、16、16’、34、34’及白色性相对较高的白色不透明层14、14’、32、32’而成的多层结构18、18’、36、36’,从而能够解决上述问题,该玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%。
以下,适当参考附图对第1实施方式的白色玻璃容器进行具体说明。
1.玻璃成分
(1)SiO2
SiO2是形成构成白色玻璃容器的多层结构中的玻璃的网眼结构的基本成分。即,基本上为非晶体结构,且为用于发挥优异的机械强度、耐候性或光泽的玻璃成分。
在此,其特征在于,相对于玻璃成分总量(100重量%),将SiO2的掺合量设为45~58重量%的范围内的值。
其理由在于,因为该SiO2的掺合量不到45重量%时,存在白色玻璃容器的耐候性和耐湿性会下降的情况。
另一方面,因为若该SiO2的掺合量超过58重量%,则存在玻璃成分的熔融温度变得过高,或者与其他玻璃成分的均匀混合性下降的情况。
因此,从该耐候性等与玻璃成分的熔融温度的平衡良好这一点考虑,更优选将SiO2的掺合量设为43~56重量%的范围内的值,进一步优选设为45~53重量%的范围内的值。
另外,由于通常存在玻璃的耐候性和耐水性过度下降的情况,所以认为需要将SiO2的掺合量设为60~65重量%以上的值,但在第1实施方式中,通过与其他玻璃成分组合,能够将SiO2的掺合量下降到58重量%以下,而不降低玻璃的耐候性和耐水性。
(2)P2O5
另外,P2O5是用于通过与SiO2的关系而产生分相现象,来促进玻璃的白色化的基本玻璃成分。
由此,相对于玻璃组合物总量,优选将P2O5的掺合量设为2~8重量%的范围内的值。
即,因为若P2O5的掺合量成为不到2重量%的值,则存在分相变得不充分,从而玻璃的白色性变得不充分,或者着色的情况。
另一方面,因为若P2O5的掺合量超过8重量%的范围,则存在与SiO2的均匀分散性变得困难,白色斑点变大,有损玻璃美观的情况。
因此,从该白色性和美观的平衡更良好的方面考虑,更优选将P2O5的掺合量设为3~7.5重量%的范围内的值,进一步优选设为4~7重量%的范围内的值。
但是,在为仅P2O5与SiO2的玻璃组成中,即使怎么增加P2O5的掺合量,白色性的增加仍不充分。即,因为P2O5与其他玻璃成分相辅,开始与SiO2成分有效分相,在胶体区域中形成一定大小的折射率不同的分相粒,由此获得白色性较高的玻璃。
因此,优选以在构成分相区域的一部分(岛部分)的分相粒中,相对于其总量(100摩尔%),P量成为4~20摩尔%的范围内的值的方式,且以在构成分相区域的一部分(海部分)的胶体区域中,相对于其总量(100摩尔%),P量成为不到4摩尔%的值的方式,也考虑其他玻璃成分的掺合量的同时,决定作为玻璃成分的P2O5的掺合量。
(3)Al2O3
Al2O3发挥降低白色玻璃容器的化学耐久性和热膨胀率的功能,并且具有显著提高SiO2与其他成分的分散稳定性,从而具有可以使玻璃分相均匀且容易分相的功能。
因此,其特征在于,相对于玻璃组合物总量,将该Al2O3的掺合量设为5~9重量%的范围内的值。
即,因为若Al2O3的掺合量成为不到5重量%的值,则存在SiO2与其他成分的均匀分散变得不足的情况,所以获得的白色玻璃容易产生斑点。
另一方面,因为若Al2O3的掺合量超过9重量%,则存在玻璃组合物的熔融温度显著变高,或者成型性过度下降的情况。
因此,为了使分散稳定性和玻璃组合物的熔融温度等的平衡变得更良好,优选将Al2O3的掺合量设为5.5~8.5重量%的范围内的值,更优选设为6~8重量%的范围内的值。
(4)B2O3
另外,B2O3是用于发挥熔剂效果,减少玻璃组合物在高温下的粘性,并且还使所获得的白色玻璃容器的成型性和耐候性提高的玻璃成分。
因此,其特征在于,相对于玻璃组合物总量,将该B2O3掺合量设为5~13重量%的范围内的值。
即,因为若B2O3的掺合量成为不到5重量%的值,则产生玻璃用组合物的熔融性和所获得的白色玻璃容器的成型性等显著下降的情况;相反,因为若B2O3的掺合量超过13重量%,则产生玻璃组合物的熔融温度变得过高的情况。
因此,为了玻璃用组合物的熔融性和所获得的白色玻璃容器的成型性等之间的平衡变得更良好,相对于总量,更优选将B2O3的掺合量设为6~12重量%的范围内的值,进一步优选设为8~10重量%的范围内的值。
(5)Na2O
Na2O是用于提高玻璃组合物的熔融性,且降低粘度,由此提高白色玻璃容器的成型性的玻璃成分。
因此,其特征在于,相对于玻璃组合物总量,将该Na2O的掺合量设为5~12重量%的范围内的值。
即,因为Na2O的掺合量为不到5重量%的值时,存在降低粘度的添加效果不显现的情况;相反,因为若超过12重量%,则存在玻璃的耐候性下降,或者热膨胀系数变得过大,或者分相反应受到阻碍使得白色性下降的情况。
因此,从Na2O的添加效果与玻璃组合物的熔融性等的平衡变得更良好的方面考虑,更优选将Na2O的掺合量设为6~10重量%的范围内的值,进一步优选设为7~9重量%的范围内的值。
(6)K2O
并且,K2O是为了缓和玻璃组合物的熔融时的温度倾斜,扩大作业温度范围,并且通过所谓的混合碱效应来抑制玻璃中的Na离子的移动,从而对玻璃表面带来光泽而添加的玻璃成分。
因此,其特征在于,相对于玻璃组合物总量,将该K2O的掺合量设为1~6重量%的范围内的值。
即,因为若K2O的掺合量成为不到1重量%的值,则存在添加效果等不显现的情况;相反,因为若K2O的掺合量超过6重量%,则发生玻璃组合物的熔融温度变得过高的情况。
因此,从K2O的添加效果与玻璃组合物的熔融性等的平衡变得更良好的方面考虑,更优选将K2O的掺合量设为1.5~5重量%的范围内的值,进一步优选设为2~4.5重量%的范围内的值。
(7)ZnO
另外,ZnO是用于由少量的添加而发挥熔剂效果,来增加玻璃组合物的熔融性,并且降低热膨胀率或提高耐候性的玻璃成分。
因此,其特征在于,与玻璃组合物总量对应,将该ZnO的掺合量设为3~10重量%的范围内的值。
即,因为若ZnO的掺合量成为不到3重量%的值,则存在添加效果等不显现的情况。
另一方面,因为若ZnO的掺合量超过10重量%,则发生玻璃组合物的熔融性下降,伴随于此,所获得的白色玻璃的表面平滑性消失,成为表面龟裂的垫子状的情况。
因此,从该添加效果与玻璃组合物的熔融性等的平衡变得更良好的方面考虑,更优选将ZnO的掺合量设为2~8重量%的范围内的值,进一步优选设为3~6重量%的范围内的值。
(8)CaO
另外,CaO发挥减少玻璃组合物在高温下的粘性的作用,并且作为适于分相反应的P2O5的供给原料而被掺合。
因此,其特征在于,相对于玻璃组合物总量,将CaO的掺合量设为3~10重量%的范围内的值。
即,因为若CaO的掺合量成为不到3重量%的值,则分相反应下降,由此发生白色性显著下降的情况;相反,因为若CaO的掺合量超过10重量%,则发生玻璃组合物的熔融温度变高,或者热膨胀系数变大的情况。
因此,为了所获得的玻璃容器的白色性和玻璃组合物的熔融温度等的平衡变得更良好,更优选将CaO的掺合量设为5~9重量%的范围内的值,进一步优选设为6~8重量%的范围内的值。
(9)LiO2、SO3、BaO
(9-1)LiO2
LiO2是用于通过比较少量的添加,增加玻璃用组合物的熔融性、以及所获得的白色玻璃容器的成型性等的玻璃成分。
因此,相对于玻璃组合物总量,优选将LiO2的掺合量设为0.1~5重量%的范围内的值。
即,因为若LiO2的掺合量成为不到0.1重量%的值,则存在玻璃组合物的熔融性过度下降的情况;另一方面,因为若LiO2的掺合量超过5重量%,则存在所获得的白色玻璃容器的成型性等显著下降的情况。
因此,相对于总量,更优选将LiO2的掺合量设为0.5~4重量%的范围内的值,进一步优选设为1~3重量%的范围内的值。
(9-2)SO3
从改良成为白色玻璃的玻璃组合物的熔融性,同时增加所获得的白色玻璃的白色性的方面考虑,SO3为优选的玻璃成分。
即,相对于玻璃组合物总量,优选将SO3的掺合量设为0.1~5重量%的范围内的值。
其理由在于,因为若SO3的掺合量成为不到0.1重量%的值,则存在玻璃组合物的熔融性和所获得的白色玻璃容器的成型性和白色性等过度下降的情况;另一方面,因为若SO3的掺合量超过5重量%,则存在发生玻璃组合物熔融时过度发泡等不良状况的情况。
因此,从玻璃组合物的熔融性、及玻璃组合物熔融时的发泡性等之间的平衡变得更良好的方面考虑,相对于总量,优选将SO3的掺合量设为0.2~3重量%的范围内的值,进一步优选设为0.5~2重量%的范围内的值。
(9-3)BaO
BaO是用于通过比较少量的添加,增加玻璃用组合物的熔融性、和所获得的白色玻璃容器的成型性等的玻璃成分。
即,相对于玻璃组合物总量,优选将BaO设为0.1~5重量%的范围内的值。
其理由在于,因为若BaO的掺合量成为不到0.1重量%的值,则存在玻璃组合物的熔融性过度下降的情况;另一方面,因为若BaO的掺合量超过5重量%,则存在所获得的白色玻璃容器的成型性等显著下降的情况。
因此,相对于总量,更优选将BaO的掺合量设为0.5~4重量%的范围内的值,进一步优选设为1~3重量%的范围内的值。
(10)其他玻璃成分
另外,优选玻璃组合物含有选自由TiO2、MgO、SrO、ZrO2、Sb2O3、Cs2O、SnO2及PbO组成的组中的至少一种金属氧化物。
即,从提高所获得的白色玻璃容器的白色性,增加玻璃组合物的熔融性,并且降低热膨胀率,或者助长Al2O3的分散效果的方面考虑,TiO2为优选的玻璃成分。
另外,从降低玻璃的热膨胀率,或者助长Al2O3的分散效果的方面考虑,MgO为优选的玻璃成分。
并且,从具有提高玻璃组合物的熔融性的效果方面考虑,SrO为优选的玻璃成分。
因此,相对于玻璃组合物总量,优选将各玻璃成分的掺合量设为0.1~10重量%的范围内的值。
因为各掺合量为不到0.1重量%的值时,存在添加效果不显现的情况;另一方面,若各掺合量超过10重量%,则存在玻璃组合物的熔融性因TiO2和MgO而下降,或者玻璃的热膨胀率因SrO而上升的情况。
另外,若与MgO或SrO并用,则获得所谓的固溶效果,从在提高玻璃组合物的熔融性的状态下,降低玻璃的热膨胀率的方面考虑,为适当的玻璃成分。
并且,ZrO2从使玻璃成白色,且显著提高化学耐久性的方面考虑,为适当的玻璃成分,作为适当的掺合量,为总量的0.1~5重量%的范围内的值。
其理由在于,因为若ZrO2的掺合量成为不到0.1重量%的值,则存在添加效果不显现的情况;另一方面,因为若ZrO2的掺合量超过5重量%,则存在白色性反而下降的情况。
另外,Sb2O3从提高玻璃的消泡,或者As2O3、SnO2及PbO从提高玻璃的白色性或者提高玻璃的化学耐久性的方面考虑,分别为适当的玻璃成分。
并且,相对于玻璃组合物总量,优选将Sb2O3的掺合量设为0.1~1重量%的范围内的值。
即,因为若Sb2O3的掺合量成为不到0.1重量%的值,则存在添加效果不显现的情况;另一方面,因为若超过1重量%,则存在消泡效果下降的情况。
同样,优选将As2O3的掺合量设为0.1~10重量%的范围内的值,优选将SnO2的掺合量设为0.1~10重量%的范围内的值,优选将PbO的掺合量设为0.1~10重量%的范围内的值。
即,因为若各掺合量成为不到0.1重量%的值,则存在添加效果不显现的情况;因为若SnO2的掺合量超过10重量%,则存在软化点显著上升的情况;并且,若As2O3和PbO各自超过10重量%,则存在热膨胀率上升或者白色性下降,或者耐候性下降的情况。
除此之外,确认在玻璃用组合物中除上述氧化物以外还可以含有包括Nb5+、Ta5+、W6 +、Mo6+的多元氧化物成分,也可得到优异的分相效果,并且,在玻璃成分中添加着色剂,将玻璃着色成柔和色等喜好的色调也适宜。
例如,从在玻璃成分中使用作为着色剂的Co2+、Cu2+、Fe2+、Ni2+、Co3+、Cr3+、Fe3+、Mn3 +、Nb3+、Pr3+、Er3+、Cr6+等时,可进行各种显色,且能够实现柔和色的方面考虑,是适当的玻璃成分。
另一方面,若想得到白色性丰富而不着色的玻璃容器时,优选将玻璃用组合物中所含的Fe离子等的含量设为250ppm以下的值。
即,发现例如若玻璃用组合物中所含的Fe离子的含量超过250ppm,则该Fe离子从3价还原成2价时,容易成为如呈蓝色的青瓷那样着色的玻璃用组合物。
因此,若想得到白色性丰富而不着色的白色玻璃容器时,优选将玻璃用组合物中所含的Fe离子的含量例如设为250ppm以下的值,更优选设为50~220ppm范围内的值,进一步优选设为100~200ppm范围内的值。
但是,若想得到如青瓷那样着色的白色玻璃容器时,优选将玻璃用组合物中所含的Fe离子的含量例如设为超过250ppm至800ppm范围内的值,更优选设为300~600ppm范围内的值,进一步优选设为350~500ppm范围内的值。
(11)氧化剂
另外,玻璃用组合物含有作为氧化剂的CeO2,并且相对于玻璃用组合物总量,优选将该CeO2的掺合量设为0.1~2重量%的范围内的值。
其理由在于,因为在玻璃用组合物中,在从外部添加用于分散玻璃成分的水而成为还原气氛的情况下,作为氧化剂的CeO2将其恢复成氧化气氛,从而有效防止基于铁离子等的、玻璃用组合物的着色。
因此,相对于总量,更优选将作为氧化剂的CeO2的掺合量设为0.2~1.5重量%的范围内的值,进一步优选设为0.4~1重量%的范围内的值。
(12)脱色成分
另外,玻璃用组合物含有Er2O3,并且,相对于总量,优选将该Er2O3的掺合量设为0.01~0.5重量%的范围内的值。
其理由在于,因为当白色玻璃容器容易着色成黄绿色系的情况下,通过含有作为脱色剂发挥功能的Er2O3,利用该Er2O3的补色关系,有效防止白色玻璃容器的着色。
因此,相对于总量,优选将作为脱色成分的Er2O3掺合量设为0.02~0.1重量%的范围内的值,进一步优选设为0.03~0.08重量%的范围内的值。
但是,若想得到泛红的白色玻璃容器时,可以说Er2O3为尤其优异的掺合成分,优选稍微使用多一点。
即,这种情况下,相对于玻璃用组合物总量,优选使Er2O3的掺合量设为超过0.5至5重量%的范围内的值,更优选设为0.8~4重量%的范围内的值,进一步优选设为1~3重量%的范围内的值。
(13)碎玻璃成分
另外,优选玻璃用组合物含有规定量的碎玻璃成分。
其理由在于,因为通过含有该碎玻璃成分,溶解性和玻璃组合物的均匀性得以提高,并且,能够再利用废弃的玻璃用组合物,在经济方面和环境方面有益。
因此,相对于玻璃用组合物总量,优选将该碎玻璃成分设为5~50重量%的范围内的值,更优选设为10~40重量%的范围内的值,进一步优选设为15~30重量%的范围内的值。
2.多层结构
在白色玻璃容器10、10’中,如在图1a~1b中例示,其特征在于,在局部或整体具有从内侧朝向外侧依次包括白色性相对较低的白色透明层12、12’、白色性相对较高的白色不透明层14、14’、及白色性相对较低的白色透明层16、16’而成的、源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构(三层结构)18、18’。
并且,如在图2a~2b中例示,在白色玻璃容器30、30’中,其特征在于,在局部或整体具有从内侧朝向外侧依次包括白色性相对较高的白色不透明层32、32’、及白色性相对较低的白色透明层34、34’而成的、源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构(二层结构)36、36’。
以下,分为白色玻璃容器中的、构成含有分相区域而成的多层结构的白色透明层和白色不透明层,分别具体说明。
(1)白色透明层
另外,关于在图1a~1b等中例示的白色透明层12、12’、16、16’,主要为了机械保护白色不透明层14、14’而设置,并且,为了提高白色玻璃容器10、10’整体的白色性而设置,该白色透明层为分相程度低、分相粒相对较少,另一方面胶体区域相对较多、非晶状态的玻璃区域。
因此,优选将该白色透明层的厚度设为0.1~10mm范围内的值。
其理由在于,因为若该白色透明层的厚度成为不到0.1mm的值,则存在很难担保白色不透明层的机械保护的情况。另一方面,因为若该白色透明层的厚度超过10mm,则存在玻璃容器整体的白色性显著下降的情况。
因此,优选将白色透明层的厚度设为0.5~8mm的范围内的值,进一步优选设为2~5mm的范围内的值。
另外,优选将该白色透明层的可见光透过率设为5~50%的范围内的值。
其理由在于,因为若该白色透明层的可见光透过率不到5%,则存在不透明性变高,作为基底层的白色性丰富的白色不透明层的能见度下降,白色玻璃容器的白色性显著下降的情况。
另一方面,因为若白色透明层的可见光透过率超过50%,则存在透明性过度变高,螺纹部等的白色性显著下降,白色玻璃容器的整体白色性显著受损的情况。
因此,优选将白色透明层的可见光透过率设为10~40%的范围内的值,进一步优选将白色透明层的可见光透过率设为15~30%的范围内的值。
(2)白色不透明层
另外,关于在图1a~1b等中例示的白色不透明层14、14’,为了提高白色玻璃容器10、10’的整体的白色性而设置,该白色不透明层为分相程度高、分相粒相对较多,另一方面胶体区域相对较少、非晶状态的玻璃区域。
因此,优选将该白色不透明层的厚度设为3~25mm的范围内的值。
其理由在于,因为若该白色不透明层的厚度不到3mm,则存在玻璃容器的整体的白色性显著下降的情况。另一方面,若该白色不透明层的厚度超过25mm,则存在很难担保白色不透明层的机械保护的情况。
因此,优选将白色不透明层的厚度设为5~20mm的范围内的值,进一步优选设为7~15mm的范围内的值。
另外,优选将该白色不透明层的可见光透过率设为2%以下的值。
其理由在于,因为若该可见光透过率超过2%,则存在透明性变高,白色玻璃容器的白色性显著下降的情况。
但是,若过度降低白色不透明层的可见光透过率,则存在可使用的玻璃成分的种类过度受到限制,或者生产时的成品率过度下降的情况。
因此,更优选将白色不透明层的可见光透过率设为0.01~1.5%的范围内的值,进一步优选设为0.1~0.8%的范围内的值。
3.白色玻璃容器
(1)基本形态
对玻璃容器的基本形态并没有特别限制,根据用途,可列举出瓶颈型玻璃瓶、矩形玻璃瓶、圆筒状玻璃瓶、异形玻璃瓶、矩形玻璃箱、圆筒状玻璃箱、异形玻璃箱等。
在此,典型地为在图1a~1b等中例示的矩形白色玻璃容器10、10’。
更具体而言,图1a~1b是具备具有大致四边形的平面形状的四角柱状主体部(侧壁及底部)、并且具备圆筒状头部的矩形白色玻璃容器10、10’。
并且,图1a为分相完全地产生而具有三层结构的主体部(侧壁及底部)的白色玻璃容器10,图1b为分相几乎完全地产生、但局部含有分相不完全的区域而成的三层结构的主体部(侧壁及底部)的白色玻璃容器10’。
并且,图1a~1b所示的矩形白色玻璃容器10、10’中,侧壁与底部之间存在最大厚壁部、例如具备1~5cm厚度(t)的部位,该部位的白色性高,因此可以说高级感和美观进一步有所提升。
因此,作为基本形态的外观几乎没有差异,均无需另外设置装饰层,能够作为适于具有高级感和较高的装饰性的化妆面霜用容器等的白色玻璃容器10、10’使用。
另外,作为其他典型例,为在图2a~2b等中例示的瓶颈状的白色玻璃容器30、30’。
并且,图2a是分相发生大致完全,而具有厚度不同的二层结构的主体部(侧壁及底部)及头部的瓶颈状的白色玻璃容器30,图2b是具有厚度均等的二层结构的主体部(侧壁及底部)及头部的瓶颈状的白色玻璃容器30’。
即,图2a所示的白色玻璃容器30整体显示渐变图案的白色性,该白色玻璃容器30具有厚度不同的二层结构的主体部36,其中,在内侧下方区域设置的显示强白色性的比较厚的白色不透明层32、和在内侧上方区域设置的显示强白色性的比较薄的白色不透明层32位于表面为均等厚度的白色透明层34的里侧。
另一方面,图2b所示的白色玻璃容器30’整体显示良好的白色性,该白色玻璃容器30’具有厚度均等的二层结构的主体部36’,其具有设置在内侧下方区域和内侧上方区域的显示强白色性的厚度均等的白色不透明层32’、和设置在表面侧的直接具备均等厚度的白色透明层34’。
均能够作为适于具有高级感和高装饰性的化妆水容器等的白色玻璃容器30、30’而使用,而无需另外设置装饰层。
(2)三层结构
对白色玻璃容器的形态并没有特别限制,但是,优选例如如图3a的从侧面方向拍摄的照片所示,为整体为矩形的白色玻璃容器,如图3b的剖面照片所示,在侧壁和底部具有由利用一次压制法制造的含有分相区域而成的三层结构形成的多层结构。
即,优选在侧壁和底部具有从白色玻璃容器的外侧朝向内侧的、由白色透明层(第1白色透明层)、白色不透明层及白色透明层(第2白色透明层)形成的三层结构。
其理由在于,因为即使在从白色玻璃容器的外侧赋予外力和负荷的情况下,也能够通过构成该三层结构的一部分的第1白色透明层与其对抗,而发挥良好的机械强度。
另外,因为第1白色透明层自身也不是完全透明而带白色性,所以能够与后述的白色不透明层一同提高白色玻璃容器的白色性。
另外,因为含有构成该三层结构的一部分的白色不透明层作为中间层,由此能够显著提高白色玻璃容器的白色性。
另外并且,因为即使在从白色玻璃容器的内侧赋予外力和负荷的情况下,也能够通过构成该三层结构的一部分的第2白色透明层与其对抗,而发挥良好的机械强度。
另外,白色不透明层由于为通过玻璃成分的相当程度的分相现象而形成的非晶区域,因此具有白色性优异但机械强度相对较低的特征。
然而,从其两侧被夹在玻璃成分的分相程度低的区域即第1白色透明层、与第2白色透明层之间而形成三明治结构,从而能够成为整体上机械强度优异的白色玻璃容器。
另外,因为白色玻璃容器10、10’的头部(螺纹部)20、20’为比较薄,且需要相当的机械强度和尺寸稳定性,所以如图1a~1b等所示,优选不含白色不透明层,而由与白色透明层12、12’、16、16’相连的独立层形成。
并且,还优选通过适当变更玻璃成分的掺合组成和厚度等,形成由几乎可称作透明玻璃程度的白色透明层形成的头部20、20’。
(3)二层结构
另外,关于白色玻璃容器的形态,如图4a~4b的剖面照片(图4a是右侧剖面照片,图4b是左侧剖面照片)中所示,优选整体上为瓶颈形白色玻璃容器,在侧壁和底部具有由吹塑法等制造的厚度不同的二层结构。
即,由于在白色不透明层的表面侧形成玻璃成分的分相程度低的区域即白色透明层,所以能够形成整体上机械强度优异的白色玻璃容器。
并且,为瓶颈形的白色玻璃容器时,整体为薄壁且保持平衡,因此如图2a所示,可以说若为二层结构的主体部(侧壁和底部)36,则可获得充分优异的机械强度。
并且,如图2a所示,通过使白色不透明层32、或者白色不透明层32及白色透明层34的厚度成为从下方朝向上方不同的形态,能够使白色玻璃容器的白色性逐渐变化。
由此,如上述般,例如从下方朝向上方使白色不透明层、或者白色不透明层及白色透明层的厚度变薄,由此如图4a~4b的剖面照片所示,能够使下方成为白色性丰富的侧壁和底部,另一方面使上方成为透明的侧壁,无需实施涂饰处理等就能够得到白色渐变图案,从而提高白色玻璃容器的装饰性。
另外,该二层结构中,也与三层结构等相同,还优选通过适当变更玻璃成分的掺合组成和厚度等,形成由几乎可称作透明玻璃程度的白色透明层形成的头部38。
(4)二层结构的变形例
并且,关于白色玻璃容器的形态,作为二层结构的变形例,优选为瓶颈形白色玻璃容器,在侧壁和底部具有由吹塑法等制造的、厚度均等的二层结构。
即,如图2b所示,优选在主体部(侧壁和底部)36’具有从白色玻璃容器30’的外侧朝向内侧、由均等厚度的白色透明层34’和白色不透明层32’形成的二层结构。
其理由在于,因为即使在从白色玻璃容器30’的外侧赋予外力和负荷的情况下,也能够通过该均等厚度的白色透明层34’与其对抗,而发挥良好的机械强度。
并且,因为白色透明层34’也存在一部分分相、带白色性的情况较多,所以通过将白色不透明层与白色透明层相接而设置在内侧,能够提高白色玻璃容器的白色性。
另外,瓶颈形的白色玻璃容器30’的头部(螺纹部)38’为比较薄壁,且需要相当的机械强度和尺寸稳定性,所以如图2b所示,优选不含白色不透明层32’,而由与白色透明层34’相连的独立层形成。
并且,上述的二层结构的变形例中,也与三层结构等相同,还优选通过适当变更玻璃成分的掺合组成和厚度等,形成由几乎可称作透明玻璃程度的白色透明层形成的头部38’。
[第2实施方式]
第2实施方式是一种白色玻璃容器的制造方法,其特征在于,该白色玻璃容器源于玻璃用组合物的分相现象而成,具有包括白色性相对较低的白色透明层、白色性相对较高的白色不透明层、及白色性相对较低的白色透明层而成的三层结构;该方法包括下述第1工序及第2工序。
第1工序:准备相对于总量具有如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物,并熔融的工序,该玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%。
第2工序是:利用模具及柱塞用一次压制方法将熔融后的玻璃用组合物成型并徐冷,从而形成在局部或整体具有含有分相区域而成的多层结构的白色玻璃容器的工序。
以下,适当参考图5a~5c及图6a~6d对第2实施方式的具有三层结构的白色玻璃容器的制造方法进行具体说明。
1.第1工序
第1工序是准备具有规定玻璃掺合组成的玻璃用组合物、即具有实施方式1中说明的玻璃掺合组成的玻璃用组合物,并将其熔融的工序。
并且,准备玻璃用组合物时,作为玻璃原料的碱金属氧化物和碱土类金属氧化物的形态,碳酸化合物为适宜,作为P2O5的原料,磷酸氢钙(CaHPO4)、偏磷酸钙(Ca(PO3)2)、三聚磷酸钠(Na5P3O10)、磷酸氢二钠(NaHPO4)为适宜。
另外,优选在第1工序中,掺合规定量的水分并实施鼓泡处理,来熔融搅拌玻璃用组合物。
其理由在于,因为通过如上所述利用水分掺合进行鼓泡处理,能够有效获得各种玻璃成分均匀混合、表面状态良好的白色玻璃容器。
但是,代替通过水分掺合进行的鼓泡处理,还可以为利用机械搅拌单元进行的鼓泡处理,或者也可并用利用机械搅拌单元进行的鼓泡处理和利用水分掺合进行的鼓泡处理。
另外,为了实施鼓泡处理而掺合水分时,通常优选相对于玻璃用组合物每1kg,将水分掺合量设为0.1~50g的范围内的值。
即,因为通过设为上述水分掺合量,可得到良好的搅拌效果,另一方面,利用掺合的水分,不会形成过度的还原区域,可得到不会过度着色的白色玻璃。
因此,相对于玻璃用组合物每1kg,将实施鼓泡处理时的水分掺合量更优选设为0.5~30g的范围内的值,进一步优选设为1~25g的范围内的值。
2.第2工序
另外,第2工序是由已熔融的玻璃用组合物,利用所谓一次压制方法制造在局部或整体具有多层结构的规定形状的白色玻璃容器的工序。
即,通过如此利用一次压制方法制造白色玻璃容器,即使在不含有效量的氟化合物的情况下,不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件,通过利用规定模具等,能够有效获得局部或整体具有含有分相区域而成的多层结构(三层结构)的白色玻璃容器。
更具体而言,通过一次压制用模具及柱塞成型为精加工形状的白色玻璃容器之后,直接在一次压制用模具内,或者在冷却用模具中以倒转的方式而徐冷。
此时,与一次压制用模具的内表面直接接触的玻璃面及与柱塞直接接触的玻璃面分别被传热而被急速冷却,因此分相现象的生成程度变低,形成白色性相对较低的白色透明层(第1白色透明层及第2白色透明层)。
另一方面,在不与一次压制用模具的内表面及柱塞直接接触的熔融玻璃中,不会那么急速被冷却,所以形成分相现象的生成程度变高,且白色性相对较高的白色不透明层。
进一步具体而言,如图5a~5c及图6a~6d所示,优选利用一次压制方法由规定玻璃组合物的熔融物即玻璃料滴(glass gob)53制造白色玻璃容器10。
首先,如图5a所示,设置成型模51,并向该成型模51中经漏斗52投入玻璃料滴53。
接着,如图5b~5c所示,代替漏斗52装设挡板54之后,相对于填充有玻璃料滴53的成型模51插入柱塞55。并且,直到冷却至精加工形状的玻璃容器10a的表面保持恒定形状程度为止,一直维持其状态。
即,在这种成型工序中,形成所希望的精加工形状的玻璃容器10a。
接着,如图6a所示,拔取成型模51及柱塞55之后,通过具备臂62的旋转装置60对精加工形状的玻璃容器10a进行180度旋转移动(倒转),容纳于冷却用模具66(66a、66b)。
即,精加工形状的玻璃容器10a将其口部在通过与臂62连接的、成型模51的一部分即口模64支承的状态下旋转移动,并且,以精加工形状的玻璃容器10a的外周面与冷却用模具66之间设有间隙的方式容纳保持在冷却用模具66内。
此时,移动到冷却用模具66的精加工形状的玻璃容器10a通过冷却用模具66的支承部支承口部,并且底部载置于作为载置部的底模66b。
接着,如图6b所示,在冷却用模具66的上方配置喷头70。此时,喷头70从支承精加工形状的玻璃容器10a的口部的支承部分离而配置。
接着,如图6c所示,相对于精加工形状的玻璃容器10a的内部,经配置在冷却用模具66的上方的喷头70吹入规定的冷却空气72。
同时,相对于在精加工形状的玻璃容器10a的外周面与冷却用模具66之间设置的间隙,从下方侧吹入其他冷却空气74,而不会直接对精加工形状的玻璃容器10a吹气。
由此,能够将精加工形状的玻璃容器10a从外周面与内侧面有效冷却,精加工成最终的白色玻璃容器10。
另外,优选第2工序中,使用内部利用固体润滑剂进行表面处理的模具(成型模及冷却用模具)。
其理由在于,因为通过使用这种利用固体润滑剂进行表面处理的模具,来制造白色玻璃容器,能够有效获得表面状态更良好的白色玻璃容器。
即,使用未利用固定润滑剂进行表面处理的模具时,存在因玻璃成分的掺合组成的偏差和环境条件的变化等,在所获得的白色玻璃容器的侧面形成褶皱图案的情况。
与此相对,使用利用固体润滑剂进行表面处理的模具时,即使或多或少产生玻璃成分的掺合组成的偏差和环境条件的变化等时,也能够有效抑制在白色玻璃容器的侧面形成褶皱图案。
另外,关于利用固体润滑剂进行的表面处理,有时称作固体润滑涂敷(DefricCoating)处理(川邑研究所提供),是指将利用含有二硫化钼、二硫化钨、石墨、氟树脂等中的一种或多种而成的固体润滑剂在模具表面形成润滑被膜的表面处理。
3.第3工序
另外,第3工序是第2工序的后续工序,为任意工序的火焰抛光处理工序(回火抛光处理工序)。
即,优选相对于在第2工序中所获得的白色玻璃容器的表面,利用图7所示的火焰研磨处理装置210实施火焰研磨处理。
更具体而言,优选使用如下所述的玻璃容器用火焰抛光处理装置210,该装置具备玻璃容器用支承部214、多个火焰放射部212(212a~h)、用于将具备固定部216的玻璃容器用支承部214绕圆形绝热反射部件220的周围以圆弧状移动的驱动部218及旋转马达222、232,并且沿着该玻璃容器用支承部214移动的移动假设曲线D,多个火焰放射部212(212a~h)配置成放射状。
其理由在于,因为通过使用这种玻璃容器用火焰抛光处理装置进行火焰抛光处理,能够有效获得白色玻璃容器的表面状态平滑、且显示更良好的白色性的白色玻璃容器。
另外,当采用图7所示的火焰抛光处理装置210时,为了能够进行连续的火焰抛光处理,与火焰抛光处理装置210邻接而设置有,从箭头A方向导入白色玻璃容器的弯曲的臂状的搬入装置228、和用于向箭头B方向移送火焰抛光处理后的白色玻璃容器的传送带226及搬出装置230。
[第3实施方式]
第3实施方式是一种白色玻璃容器的制造方法,其特征在于,该白色玻璃容器源于玻璃用组合物的分相现象而成,具有包括白色性相对较低的白色透明层、及白色性相对较高的白色不透明层而成的二层结构,该方法包括下述第1’工序及第2’工序。
第1’工序:准备相对于总量具有如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物,并熔融的工序,该玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%。
第2’工序:利用模具及冷却空气用吹塑方法将熔融后的玻璃用组合物成型并徐冷,从而形成局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构的白色玻璃容器的工序。
以下,适当参考图8a~8d对第3实施方式的具有二层结构的白色玻璃容器的制造方法进行具体说明。
1.第1’工序
第1’工序与准备具有规定玻璃掺合组成的玻璃用组合物、即在第1实施方式中说明的玻璃用组合物并熔融的工序相同,因此在此省略再次说明。
2.第2’工序
第2’工序是由熔融后的玻璃用组合物,用所谓吹塑方法(吹-吹法和压-吹法)制造局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的多层结构的规定形状的白色玻璃容器的工序。
即,通过如此由吹塑方法制造白色玻璃容器,在不含有效量的氟化合物的情况下,不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件,通过利用规定模具等,能够有效获得局部或整体具有含有分相区域而成的多层结构(二层结构)的白色玻璃容器。
更具体而言,通过型坯成型用模具(粗模)及扑气(セツルブロー),成型成作为白色玻璃容器的中间形态的型坯之后,通过吹塑成型用模具及冷却空气成型成精加工形状的白色玻璃容器之后,直接在吹塑成型用模具内或者冷却用模具中进一步以倒转等方式而徐冷。
此时,在与吹塑成型用模具的内表面直接接触的玻璃面上,被传热而被急速冷却,因此分相现象的生成程度变低,形成白色性相对较低的白色透明层。
另一方面,在不与吹塑成型用模具的内表面直接接触的玻璃面上,虽与冷却空气直接接触,但不会那么急速地被冷却,因此形成分相现象的生成程度变高、且白色性相对较高的白色不透明层。
更具体而言,如图8a~8d所示,优选利用吹塑方法(吹-吹法)制造白色玻璃容器。
首先,实施一次成型时,如图8a所示,设置粗模117,经漏斗113对其投入玻璃料滴100之后,如图8b所示,经漏斗115,从上方吹入扑气,向下方挤压玻璃料滴100。
接着,如图8c所示,从粗模117的漏斗112的顶端部将回击用空气从下方吹入,形成型坯101。
接着,实施二次成型。即,如图8d所示,将所获得的型坯101通过具备臂123的旋转装置121旋转移动180°,如图8d所示,容纳在精加工模119的规定部位。
而且,从设置在口模125上的最终吹塑用空气喷出口127将最终吹塑用空气向型坯101的内部吹入,由此能够成型为所希望的玻璃容器,并作为白色玻璃容器10取出。
3.第3’工序
第3’工序是在白色玻璃容器的表面实施火焰抛光处理的工序,其与第2实施方式的第3工序的内容相同,因此在此处省略再次说明。
实施例
如下举出实施例,对本发明进行详细说明。
[实施例1]
1.白色玻璃容器的制造
首先,以使玻璃掺合组成为下述玻璃掺合组成(表1中标记为掺合组成1)的方式,调配玻璃原料之后,使用混合机进行干式混合1小时,形成总计1000g的玻璃原料。该玻璃掺合组成如下,
SiO2:52重量%、
P2O5:7重量%、
Al2O3:7重量%、
B2O3:10重量%、
Na2O:11重量%、
K2O:3重量%、
ZnO:5重量%、
CaO:5重量%。
接着,将均匀混合的玻璃原料容纳在磁性容器之后,在熔融温度1400℃、2小时的条件下,使用空气气氛式电阻加热电炉进行熔融。另外,在熔融途中,使用铂制搅拌具将熔融玻璃搅拌多次,以充分实现玻璃掺合组成的均匀化。
接着,确认玻璃成分完全熔融且澄清之后,将所获得的熔融玻璃插入到一次压制用模具的内部,并且插入柱塞,形成具有与精加工形状相同形状的矩形玻璃容器。
最后,进行徐冷之后,取出如在图3a~3b的外形照片中所示的、由圆筒形的头部及矩形主体部形成的白色玻璃容器。
2.白色玻璃容器的评价
(1)主体部中的多层结构的形成程度(评价1)
将所获得的白色玻璃容器中的主体部沿铅垂方向利用金刚石切割机切断,并从该剖面的光学照片(倍率1)按照以下基准判断主体部中的多层结构(三层结构)的形成程度。
◎:明确形成有多层结构(三层结构)。
○:大致明确形成有多层结构(三层结构)。
△:一部分未形成有多层结构(三层结构)。
×:完全没有形成多层结构(三层结构)。
(2)头部中的多层结构的形成程度(评价2)
将所获得的白色玻璃容器中的头部沿铅垂方向利用金刚石切割机切断,并从该剖面的光学照片(倍率1)按照以下基准判断头部中的多层结构(三层结构)的形成程度。
○:未形成有多层结构(三层结构)。
△:局部形成有多层结构(三层结构)。
×:形成有多层结构(三层结构)。
(3)主体部的白色性(评价3)
将所获得的白色玻璃容器的主体部的一部分利用金刚石切割机切下,使用分光式色差计(型号SP62、X-Rite(株)公司制造)并以JIS Z 8730为基准测定其白色度(L),由所获得的白色度的值按照以下基准评价白色性。
◎:白色度(L)为80以上。
○:白色度(L)为70以上。
△:白色度(L)为50以上。
×:白色度(L)不到50。
(4)头部的白色性(评价4)
将所获得的白色玻璃容器的头部的一部分利用金刚石切割机切下,使用上述的分光式色差计并以JIS Z 8730为基准测定其白色度(L),由所获得的白色度的值按照以下基准评价头部的白色性。
另外,在头部,通常设有螺纹部,且需要一定的机械强度和机械尺寸,因此,认为即使白色性一定程度下降,但以实用考虑,分相程度相对较低为良好。因此,只要白色度(L)的值为一定程度以上,则作为螺纹部具有充分的白色性,能够在与相对较高的机械强度等之间保持良好的平衡。
◎:白色度(L)为40以上。
○:白色度(L)为30以上。
△:白色度(L)为20以上。
×:白色度(L)不到20。
(5)厚度(评价5)
将所获得的白色玻璃容器的主体部的一部分利用金刚石切割机切下,分别测定构成主体部的多层结构中的、位于外侧的白色透明层的厚度(表1中、厚度1)、位于中侧的白色不透明层的厚度(表1中、厚度2)及位于内侧的白色透明层的厚度(表1中、厚度3)。
(6)外观性(评价6)
目视观察所获得的白色玻璃容器的外观形状和表面状态,按照下述基准评价外观性。
◎:外观形状没有特别的问题,表面完全看不到褶皱。
○:外观形状没有特别的问题,表面几乎看不到褶皱。
△:外观形状没有特别的问题,但表面可看到褶皱。
×:外观形状也有一部分走样,表面可见较大的褶皱。
(7)机械强度(评价7)
将所获得的白色玻璃容器(10个)从1m高度向贴有P瓷砖的混凝土面上自然落下,观察破坏状况并按照下述基准评价机械强度。
◎:破损数为0。
○:破损数为1个以下。
△:破损数为3个以下。
×:破损数为4个以上。
(8)热冲击性(评价8)
将所获得的白色玻璃容器(10个)浸渍在维持成67℃的高温水槽内并放置30分钟。接着,从高温水槽取出白色玻璃容器,浸渍在维持成25℃的低温水槽内并放置15分钟。
之后,从低温水槽取出白色玻璃容器,观察外观,并按照下述基准评价热冲击性。
◎:破裂和龟裂产生的白色玻璃容器的个数为0。
○:破裂和龟裂产生的白色玻璃容器的个数为1个以下。
△:破裂和龟裂产生的白色玻璃容器的个数为3个以下。
×:破裂和龟裂产生的白色玻璃容器的个数为4个以上。
[实施例2]
在实施例2中,以使玻璃掺合组成为下述玻璃掺合组成(表1中标记为掺合组成2)的方式,调配玻璃原料,除研究作为追加玻璃成分的BaO、SO3、Li2O的添加效果、作为氧化剂的CeO2的添加效果、及作为脱色剂的Er2O3的添加效果等之外,与实施例1相同,利用一次压制法制作白色玻璃容器并进行评价。
另外,实施例2中,利用低铁质的各种玻璃原料,将白色玻璃容器中所含的Fe浓度调整为相对变低(约180ppm)。该玻璃掺合组成如下,
SiO2:51重量%、
P2O5:7重量%、
Al2O3:6重量%、
B2O3:8重量%、
Na2O:11重量%、
K2O:3重量%、
ZnO:4重量%、
CaO:6重量%、
BaO:2重量%、
SO3:1重量%、
Li2O:1重量%、
CeO2:0.95重量%、
Er2O3:0.05重量%。
[实施例3]
在实施例3中,以使玻璃掺合组成为下述玻璃掺合组成(表1中标记为掺合组成3)的方式,调配玻璃原料,除研究作为追加玻璃成分的BaO、SO3、Li2O的添加效果、作为氧化剂的CeO2的掺合量的影响、及作为脱色剂的Er2O3的掺合量的影响等之外,与实施例1相同,利用一次压制法制作白色玻璃容器并对分相程度等进行评价。
另外,实施例3中,利用低铁质的各种玻璃原料,调整为白色玻璃容器中所含的Fe浓度相对变低(约180ppm)。该玻璃掺合组成如下,
SiO2:50重量%、
P2O5:6重量%、
Al2O3:6重量%、
B2O3:9重量%、
Na2O:9重量%、
K2O:3重量%、
ZnO:6重量%、
CaO:6重量%、
BaO:3重量%、
SO3:1重量%、
Li2O:1重量%、
CeO2:0.97重量%、
Er2O3:0.03重量%。
[实施例4]
在实施例4中,以使玻璃掺合组成为下述玻璃掺合组成(表1中标记为掺合组成4)的方式,调配玻璃原料,除研究作为追加玻璃成分的BaO和SO3的添加效果、及Fe浓度的掺合量的影响等之外,与实施例1相同,利用一次压制法制作白色玻璃容器并进行评价。
即,在实施例4中,利用含有规定量的铁质的各种玻璃原料,调整为白色玻璃容器中所含的Fe浓度相对变高(约470ppm)。该玻璃掺合组成如下,
SiO2:51重量%、
P2O5:6重量%、
Al2O3:6重量%、
B2O3:10重量%、
Na2O:10重量%、
K2O:3重量%、
ZnO:5重量%、
CaO:6重量%、
BaO:2重量%、
SO3:1重量%。
[比较例1]
在比较例1中,以使玻璃掺合组成为下述玻璃掺合组成(表1中标记为掺合组成5)的方式,调配玻璃原料,除研究SiO2和P2O5等的掺合量等的影响之外,与实施例1相同,利用一次压制法制作白色玻璃容器并进行评价。该玻璃掺合组成如下,
SiO2:59重量%、
P2O5:3重量%、
Al2O3:4重量%、
B2O3:4重量%、
Na2O:14重量%、
K2O:8重量%、
ZnO:2重量%、
CaO:2重量%、
BaO:4重量%。
[比较例2]
在比较例2中,以使玻璃掺合组成为下述玻璃掺合组成(表1中标记为掺合组成6)的方式,调配玻璃原料,除研究SiO2和P2O5等的掺合量的影响、和作为追加玻璃成分的BaO、SO3、Li2O的掺合量的影响等之外,与实施例1相同,利用一次压制法制作白色玻璃容器并进行评价。该玻璃掺合组成如下,
SiO2:43重量%、
P2O5:10重量%、
Al2O3:10重量%、
B2O3:14重量%、
Na2O:13重量%、
K2O:8重量%、
ZnO:2重量%、
CaO:2重量%、
BaO:4重量%、
SO3:3重量%、
Li2O:5重量%。
[比较例3]
在比较例3中,以使玻璃掺合组成为下述玻璃掺合组成(表1中标记为掺合组成7)的方式,调配玻璃原料,除研究作为追加玻璃成分的BaO及SO3的掺合量的影响、作为氧化剂的CeO2的掺合量的影响、及作为脱色剂的Er2O3的掺合量的影响等之外,与实施例1相同,利用一次压制法制作白色玻璃容器并进行评价。该玻璃掺合组成如下,
SiO2:48重量%、
P2O5:10重量%、
Al2O3:10重量%、
B2O3:13重量%、
Na2O:13重量%、
K2O:0.5重量%、
ZnO:0.44重量%、
CaO:0.5重量%、
BaO:1重量%、
SO3:3重量%、
CeO2:0.05重量%、
Er2O3:0.01重量%。
[表1]
评价1:主体部中的多层结构的形成程度
评价2:头部中的多层结构的形成程度
评价3:主体部的白色性
评价4:头部的白色性
评价5:厚度(单位:mm)
评价6:外观性
评价7:机械强度
评价8:热冲击性
[实施例5~8]
在实施例5~8中,利用实施例1~4中所示的玻璃组合物(玻璃组成1~4),利用吹塑法(吹-吹法)分别制作具有如图4a~4b所示的圆筒状头部及圆筒状主体部的白色玻璃容器,按照上述的实施例1等实施评价1’~8’。
即,作为评价1’,将所获得的白色玻璃容器中的主体部沿铅垂方向利用金刚石切割机切断,并从该剖面的光学照片(倍率1)按照以下基准判断主体部中的多层结构(二层结构)的形成程度。
◎:明确形成有多层结构(二层结构)。
○:大致明确形成有多层结构(二层结构)。
△:一部分未形成有多层结构(二层结构)。
×:完全没有形成多层结构(二层结构)。
另外,作为评价2’,将所获得的白色玻璃容器中的头部沿铅垂方向利用金刚石切割机切断,并从该剖面的光学照片(倍率1)按照以下基准判断头部中的多层结构(二层结构)的形成程度。
○:未形成有多层结构(二层结构)。
△:局部形成有多层结构(二层结构)。
×:形成有多层结构(二层结构)。
另外,作为评价4’、评价6’及7’,分别实施与实施例1等的评价4(头部的白色度)、评价6(外观性)及评价7(机械强度)相同的内容,对所获得的白色玻璃容器进行评价。
另外,作为评价5’,将所获得的白色玻璃容器利用金刚石切割机切断,从该剖面的光学照片(倍率10),分别测定构成侧壁的多层结构中的、位于外侧的白色透明层的厚度(表2中、厚度1)、以及位于内侧的白色不透明层的厚度(表2中、厚度2)。
另外,作为评价8’,对所获得的白色玻璃容器进行耐内压试验。即,将所获得的白色玻璃容器(5个)的耐内压按照JIS S-2302测定并计算平均值,然后按照下述基准进行评价。
◎:是3000MPa以上的值。
○:是2000MPa以上的值。
△:是1000MPa以上的值。
×:是不到1000MPa的值。
[比较例4~6]
在比较例4~6中,使用比较例1~3中所示的玻璃组合物(玻璃组成5~7),分别利用吹塑法(吹-吹法)制作白色玻璃容器,并与实施例5相同地进行评价。
[表2]
评价1:主体部中的多层结构的形成程度
评价2:头部中的多层结构的形成程度
评价3:主体部的白色性
评价4:头部的白色性
评价5:厚度(单位:mm)
评价6:外观性
评价7:机械强度
评价8:耐内压试验
工业实用性
如以上详细叙述那样,根据本发明的白色玻璃容器,通过局部或整体具有源于具有规定掺合组成的玻璃用组合物的分相现象而成的、含有白色性相对较低的白色透明层、及白色性相对较高的白色不透明层而成的多层结构(例如二层结构或三层结构),从而可获得不含有效量的氟化合物、不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件的、局部或整体具有多层结构且机械强度和白色性优异的白色玻璃容器。
另外,根据本发明的白色玻璃容器的制造方法,通过局部或整体具有源于具有规定掺合组成的玻璃用组合物的分相现象而成的、含有白色性相对较低的白色透明层、及白色性相对较高的白色不透明层而成的多层结构(例如二层结构或三层结构),从而可有效获得不含有效量的氟化合物、不依赖玻璃组合物的熔融条件和成型条件的、局部或整体具有多层结构且机械强度和白色性优异的白色玻璃容器。
由此,采用本发明的白色玻璃容器时,可有效获得不仅主体部等、直到头部(瓶口)均为白色,且机械强度优异的白色玻璃容器,而且高级感和质感优异,且不需要追加装饰处理等,所以期待用于高级化妆品用玻璃容器等。
Claims (8)
1.一种白色玻璃容器,其特征在于,该白色玻璃容器源于相对于总量具有不含有效量的氟化合物的如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物的分相现象而成,
该白色玻璃容器至少具有头部和主体部,所述主体部在局部或整体具有包括白色性相对较低且厚度为0.1~10mm的范围内的值的白色透明层、及白色性相对较高且厚度为3~25mm的范围内的值的白色不透明层而成的多层结构,所述头部不含所述白色不透明层,而由与所述白色透明层相连的独立层形成,并且所述头部以JIS Z 8730为基准测定的白色度为40以上的值,所述主体部以JIS Z 8730为基准测定的白色度为80以上的值,
所述玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%、
CeO2:0.1~2重量%。
2.根据权利要求1所述的白色玻璃容器,其特征在于,
所述玻璃用组合物还含有选自由BaO、Li2O及SO3组成的组中的至少一种金属氧化物,并且,相对于总量,将该BaO、Li2O及SO3中的至少一种金属氧化物的掺合量设为0.1~5重量%的范围内的值。
3.根据权利要求1所述的白色玻璃容器,其特征在于,
所述玻璃用组合物含有Er2O3,并且,相对于总量,将该Er2O3的掺合量设为0.01~0.5重量%的范围内的值。
4.根据权利要求1所述的白色玻璃容器,其特征在于,
所述白色透明层的可见光透过率为5~50%的范围内的值。
5.根据权利要求1所述的白色玻璃容器,其特征在于,
所述白色不透明层的可见光透过率为2%以下的值。
6.一种白色玻璃容器的制造方法,其特征在于,该白色玻璃容器利用了玻璃用组合物的分相现象,至少具有头部和主体部,所述主体部在局部或整体具有包括白色性相对较低且厚度为0.1~10mm的范围内的值的白色透明层、白色性相对较高且厚度为3~25mm的范围内的值的白色不透明层、及白色性相对较低且厚度为0.1~10mm的范围内的值的白色透明层而成的三层结构,所述头部不含所述白色不透明层,而由与所述白色透明层相连的独立层形成,并且所述头部以JIS Z 8730为基准测定的白色度为40以上的值,所述主体部以JISZ 8730为基准测定的白色度为80以上的值;
所述白色玻璃容器的制造方法包括下述第1工序及第2工序,
第1工序:准备相对于总量具有不含有效量的氟化合物的如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物、并熔融的工序,所述玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%、
CeO2:0.1~2重量%,
第2工序:利用模具及柱塞用一次压制方法将所述熔融后的玻璃用组合物成型并徐冷,所述头部由与所述白色透明层相连的独立层形成,且所述主体部的局部或整体具有源于所述玻璃用组合物的分相现象而成的三层结构的白色玻璃容器的工序。
7.一种白色玻璃容器的制造方法,其特征在于,该白色玻璃容器利用了玻璃用组合物的分相现象,至少具有头部和主体部,所述主体部局部或整体具有包括白色性相对较低且厚度为0.1~10mm的范围内的值的白色透明层、及白色性相对较高且厚度为3~25mm的范围内的值的白色不透明层而成的二层结构,所述头部不含所述白色不透明层,而由与所述白色透明层相连的独立层形成,并且所述头部以JIS Z 8730为基准测定的白色度为40以上的值,所述主体部以JIS Z 8730为基准测定的白色度为80以上的值;
所述白色玻璃容器的制造方法包括下述第1’工序及第2’工序,
第1’工序:准备相对于总量具有不含有效量的氟化合物的如下玻璃掺合组成的玻璃用组合物、并熔融的工序,该玻璃掺合组成为,
SiO2:45~58重量%、
P2O5:2~8重量%、
Al2O3:5~9重量%、
B2O3:5~13重量%、
Na2O:5~12重量%、
K2O:1~6重量%、
ZnO:3~10重量%、
CaO:3~10重量%、
CeO2:0.1~2重量%,
第2’工序:利用模具及冷却空气用吹塑方法将所述熔融后的玻璃用组合物成型并徐冷,所述头部由与所述白色透明层相连的独立层形成,且所述主体部的局部或整体具有源于玻璃用组合物的分相现象而成的二层结构的白色玻璃容器的工序。
8.根据权利要求6或7所述的白色玻璃容器的制造方法,其特征在于,
在所述第1工序或第1’工序中,掺合水分并实施鼓泡处理,以熔融搅拌所述玻璃用组合物。
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Legal Events
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Granted publication date: 20170222 |