CN116057022A - 玻璃物品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不损害着色层的色彩而适用于烹饪器具用顶板的玻璃物品。本发明的玻璃物品的特征在于,包括:厚度为3mm时的明度L*为70以上、色度a*为±5以内、色度b*为±5以内的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板和形成于上述玻璃板的背面的着色层。
Description
技术领域
本发明涉及适用于烹调器用顶板的玻璃物品。
背景技术
在电磁烹饪器具、辐射式加热器烹饪器具、燃气烹饪器具等烹饪器具用的顶板,使用了具有低热膨胀系数的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃基板(例如参照专利文献1~3)。这样的烹饪器具用顶板的玻璃基板具有烹饪面和位于烹饪器具内部侧的背面。
在烹饪器具用顶板中的玻璃基板的背面,通常出于提高外观设计性或隐藏烹饪器具内部的结构的目的,形成有着色层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公昭39-21049号公报
专利文献2:日本特公昭40-20182号公报
专利文献3:日本特开平1-308845号号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃中,会发生TiO2、Fe2O3等导致的着色,会有损于着色层的色彩,作为其结果,存在有损于烹饪器具用顶板的外观的问题。
本发明的目的在于提供一种不损害着色层的色彩而适用于烹饪器具用顶板的玻璃物品。
用于解决课题的技术方案
本发明的玻璃物品的特征在于,包括:厚度为3mm时的明度L*为70以上、色度a*为±5以内、色度b*为±5以内的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板和形成于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的背面的着色层。
本发明的玻璃物品的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板中,优选以质量%计含有SiO2:40~90%、Al2O3:5~30%、Li2O:1~10%、TiO2:0以上且低于2%、SnO2:0~20%、ZrO2:1~20%、MgO:0~10%、P2O5:0~10%、Sb2O3+As2O3:0以上且低于2%。
本发明的玻璃物品的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的外观优选为无色透明。
本发明的玻璃物品的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的在厚度为3mm、波长为300nm时的透光率优选为10%以上。
本发明的玻璃物品的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的在30~380℃时的热膨胀系数优选为30×10-7/℃以下。
本发明的玻璃物品的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的在30~750℃时的热膨胀系数优选为30×10-7/℃以下。
本发明的烹饪器具用顶板的特征在于,包括上述的玻璃物品。
发明效果
根据本发明,能够提供不损害着色层的色彩而适用于烹饪器具用顶板的玻璃物品。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的玻璃物品的示意性的正面剖面图。
图2是反射色度的测定结果。
具体实施方式
以下,对于优选的实施方式进行说明。但是,以下的实施方式仅仅为例示,本发明不限于以下的实施方式。
(玻璃物品1)
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的玻璃物品1的示意性的正面剖面图。如图1所示,玻璃物品1包括Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2和形成于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的背面的着色层3。Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2具有作为一方侧的主面的烹饪面2a和作为另一方侧的主面的背面2b。烹饪面2a是承载锅、煎锅等烹饪器具一侧的面。背面2b是在烹饪器具的内部侧与加热装置对置的面。因此,烹饪面2a和背面2b为表里的关系。
(Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2)
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2中,优选以质量%计含有SiO2:40~90%、Al2O3:5~30%、Li2O:1~10%、TiO2:0以上且低于2%、SnO2:0~20%、ZrO2:1~20%、MgO:0~10%、P2O5:0~10%、Sb2O3+As2O3:0以上且低于2%。需要说明的是,在以下的关于各成分的含量的说明中,只要没有特别说明,“%”是指“质量%”。
SiO2是在形成玻璃的骨架的同时,构成Li2O-Al2O3-SiO2系结晶的成分。SiO2的含量为40~90%、52~80%、55~75%、56~70%、59~70%、60~70%、60~69.5%、60.5~69.5%、61~69.5%、61.5~69.5%、62~69.5%、62.5~69.5%、63~69.5%,特别优选63.5~69.5%。SiO2的含量过少时,存在热膨胀系数变高的倾向,变得难以得到耐热冲击性优异的结晶化玻璃。另外,存在化学耐久性降低的倾向。另一方面,SiO2的含量过多时,玻璃的熔融性会降低,玻璃熔液的粘度变高,变得难以澄清,玻璃的成型变难,容易使生产效率降低。另外,结晶化所需时间变长,生产效率容易降低。
Al2O3是在形成玻璃的骨架的同时,构成Li2O-Al2O3-SiO2系结晶的成分。另外,Al2O3是配位在结晶核的周围,形成核壳结构的成分。通过存在核壳结构,难以从壳外部供给结晶核成分,因此变得结晶核难以肥大化,容易形成众多的微小结晶核。Al2O3的含量为5~30%、8~30%、9~28%、10~27%、12~27%、14~27%、16~27%、17~27%、18~27%、18~26.5%、18.1~26.5%、19~26.5%、19.5~26.5%、20~26.5%、20.5~26.5%,特别优选20.8~25.8%。Al2O3的含量过少时,存在热膨胀系数变高的倾向,变得难以得到耐热冲击性优异的结晶化玻璃。另外,存在化学耐久性降低的倾向。进一步,结晶核变大,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。另一方面,Al2O3的含量过多时,玻璃的熔融性会降低,玻璃熔液的粘度变高,变得难以澄清,玻璃的成型变难,容易使生产效率降低。另外,存在析出莫来石的结晶而使玻璃失透的倾向,结晶化玻璃变得容易破损。
Li2O是构成Li2O-Al2O3-SiO2系结晶的成分,是对于结晶性带来较大影响的同时,降低玻璃的粘度,提高玻璃的熔融性和成型性的成分。Li2O的含量为1~10%、2~10%、2~8%、2.5~6%、2.8~5.5%、2.8~5%、3~5%、3~4.5%、3~4.2%,特别优选3.2~4%。Li2O的含量过少时,存在析出莫来石的结晶而使玻璃失透的倾向。另外,在使玻璃结晶化时,变得难以析出Li2O-Al2O3-SiO2系结晶,使得难以得到耐热冲击性优异的结晶化玻璃。进一步,玻璃的熔融性会降低,玻璃熔液的粘度变高,变得难以澄清,玻璃的成型变难,容易使生产效率降低。另一方面,Li2O的含量过多时,结晶性变得过强,存在玻璃变得容易失透的倾向,结晶化玻璃变得容易破损。
SiO2、Al2O3、Li2O是主结晶的β-石英固溶体的主要构成成分,Li2O和Al2O3通过相互补偿电荷,固溶于SiO2骨架。通过以合适的比率含有这三成分,能够高效地进行结晶化,以低成本进行制造。(SiO2+Al2O3)/Li2O以质量比计,为20以上、20.2以上、20.4以上、20.6以上、20.8以上,特别优选21以上。
TiO2是为了在结晶化工序中析出结晶的成核成分。另一方面,其含有量较多时,会显著增强玻璃的着色,容易有损于着色层3的色彩。特别是含有ZrO2和TiO2的二氧化锆钛酸盐系的结晶作为结晶核发挥作用,但从作为配体的氧的价电子带向中心金属的二氧化锆和钛的传导带会发生电子跃迁(LMCT跃迁),参与结晶化玻璃的着色。另外,在残留玻璃相中残留有钛的情况下,会从SiO2骨架的价电子带向残留玻璃相的4价的钛的传导带发生LMCT跃迁。另外,在残留玻璃相的3价的钛中发生d-d跃迁,参与结晶化玻璃的着色。进一步,在钛与铁共存的情况下,会出现钛铁矿(FeTiO3)样的着色。另外,还已知在钛与锡共存的情况下,会增强黄色。因此,TiO2的含量为0以上且低于2%、0~1%、0以上且低于0.5%、0~0.48%、0~0.46%、0~0.44%、0~0.42%、0~0.4%、0~0.38%、0~0.36%、0~0.34%、0~0.32%、0~0.3%、0~0.28%、0~0.26%、0~0.24%、0~0.22%、0~0.2%、0~0.18%、0~0.16%、0~0.14%、0~0.12%,特别优选0~0.1%。其中,TiO2容易作为杂质混入,因此如想完全去除TiO2,则存在原料批料变得昂贵,增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,TiO2的含量的下限为0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.005%以上、0.01%以上,特别优选0.02%以上。
SnO2是发挥澄清剂作用的成分。另外,也是在结晶化工序中为了高效地析出结晶所需要的成分。另一方面,含有较多时还是会显著增强玻璃的着色成分。SnO2的含量为0~20%,大于0且为20%以下、0.05~20%、0.1~10%、0.1~5%、0.1~4%、0.1~3%、0.15~3%、0.2~3%、0.2~2.7%、0.2~2.4%、0.25~2.4%、0.3~2.4%、0.35~2.4%、0.4~2.4%、0.45~2.4%、0.5~2.4%、0.5~2.35%、0.5~2.3%、0.5~2.2%、0.5~2.1%、0.5~2.05%、0.5~2%、0.5~1.95%、0.5~1.93%、0.5~1.91%、0.5~1.9%、0.5~1.88%、0.5~1.85%、0.5~1.83%、0.5~1.81%,特别优选0.5~1.8%。SnO2的含量过少时,玻璃的澄清变得困难,生产效率容易降低。另外,存在不能充分地形成结晶核、析出粗大的结晶而使玻璃白色浑浊、或者容易破损的担忧。另一方面,SnO2的含量过多时,存在结晶化玻璃的着色变强的担忧,容易有损于着色层3的色彩。另外,存在熔融时的SnO2蒸发量增加、增加环境载荷的倾向。
ZrO2是为了在结晶化工序中析出结晶的成核成分。ZrO2的含量为1~20%、1~15%、1~10%、1~5%、1.5~5%、1.75~4.5%、1.75~4.4%、1.75~4.3%、1.75~4.2%、1.75~4.1%、1.75~4%、1.8~4%、1.85~4%、1.9~4%、1.95~4%、2~4%、2.05~4%、2.1~4%、2.15~4%、2.2~4%、2.25~4%、2.3~4%、2.3~3.95%、2.3~3.9%、2.3~3.95%、2.3~3.9%、2.3~3.85%、2.3~3.8%、大于2.7且为3.8%以下、2.8~3.8%、2.9~3.8%,特别优选为3~3.8%。ZrO2的含量过少时,存在不能充分地形成结晶核、会析出粗大的结晶、使结晶化玻璃白色浑浊、容易有损于着色层3的色彩或者使其破损的担忧。另一方面,ZrO2的含量过多时,会析出粗大的ZrO2结晶,使玻璃容易失透,或者结晶化玻璃变得容易破损。
TiO2和ZrO2是分别能够发挥结晶核的功能的成分。Ti和Zr是同族元素,电负性和离子半径等也相似。因此,作为氧化物容易具有相似的分子构象,已知在TiO2和ZrO2的共存下,会变得在结晶化初期容易发生分相。因此,在着色能够容许的范围内,TiO2/ZrO2以质量比计为0.0001~5.0、0.0001~4.0、0.0001~3.0、0.0001~2.5、0.0001~2.0、0.0001~1.5、0.0001~1.0、0.0001~0.5、0.0001~0.4,特别优选0.0001~0.3。TiO2/ZrO2过小时,存在原料批料变得昂贵而使制造成本增加的倾向。另一方面,TiO2/ZrO2过大时,结晶成核速度变慢,会增加制造成本。
SnO2+ZrO2为1~30%、1.1~30%、1.1~27%、1.1~24%、1.1~21%、1.1~20%、1.1~17%、1.1~14%、1.1~11%、1.1~9%、1.1~7.5%、1.4~7.5%、1.8~7.5%、2.0~7.5%、2.2~7%、2.2~6.4%、2.2~6.2%、2.2~6%、2.3~6%、2.4~6%、2.5~6%,特别优选2.8~6%。SnO2+ZrO2过少时,变得不容易析出结晶核,变得难以结晶化。另一方面,SnO2+ZrO2过多时,结晶核变大,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。
SnO2具有帮助玻璃分相的效果。为了一边将液相温度抑制为较低(一边抑制初相析出导致的失透的风险),一边高效地发生分相,在之后的工序中迅速地成核、结晶成长,SnO2/(SnO2+ZrO2)以质量比计为0.01~0.99、0.01~0.98,0.01~0.94、0.01~0.90,0.01~0.86、0.01~0.82、0.01~0.78、0.01~0.74、0.01~0.70、0.03~0.70,特别优选0.05~0.70。
另外,SnO2在高温下会发生SnO2→SnO+1/2O2的反应,向玻璃熔液中释放O2气体。该反应已知是SnO2的澄清机构,但在反应时被释放的O2气体不仅将玻璃熔液中存在的细微的泡变大而释放至玻璃系外的“脱泡作用”之外,还具有混合玻璃熔液的“搅拌作用”。本发明的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃中,SiO2和Al2O3的含量占过半数,由于这些成分是难溶性的,所以为了高效地形成均质的玻璃熔液,需要将该三成分以合适的比例含有。(SiO2+Al2O3)/SnO2以质量比计为44以上、44.3以上、44.7以上、45以上、45.2以上。45.4以上、45.6以上、45.8以上,特别优选46以上。
Al2O3/(SnO2+ZrO2)为以质量比计为7.1以下、7.05以下、7.0以下、6.95以下、66.9以下、6.85以下、6.8以下、6.75以下、6.7以下、6.65以下、6.6以下、6.55以下、6.5以下、6.45以下、6.4以下、6.35以下、6.3以下、6.25以下、6.2以下、6.15以下、6.1以下、6.05以下、6.0以下、5.98以下、5.95以下、5.92以下、5.9以下、5.8以下、5.7以下、5.6以下,特别优选5.5以下。Al2O3/(SnO2+ZrO2)过大时,不能高效地成核,难以高效地结晶化。另一方面,Al2O3/(SnO2+ZrO2)过小时,结晶核变大,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。因此,Al2O3/(SnO2+ZrO2)的下限优选为0.01以上。
MgO是固溶于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶、提高Li2O-Al2O3-SiO2系结晶的热膨胀系数的成分。MgO的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0.02~3.5%、0.05~3.5%、0.08~3.5%、0.1~3.5%、0.1~3.3%、0.1~3%、0.13~3%、0.15~3%、0.17~3%、0.19~3%、0.2~2.9%、0.2~2.7%、0.2~2.5%、0.2~2.3%、0.2~2.2%、0.2~2.1%,特别优选0.2~2%。MgO的含量过少时,存在热膨胀系数变得过低的倾向。另外,在结晶析出时会发生体积收缩,有时该体积收缩的量会变得过大。另外,结晶化后的结晶相与残留玻璃相的热膨胀系数差变得过大,因此有时结晶化玻璃会变得容易破损。MgO的含量过多时,结晶性变得过强而变得容易失透,结晶化玻璃变得容易破损。另外,存在热膨胀系数变得过高的倾向。
P2O5是抑制粗大的ZrO2结晶的析出的成分。P2O5的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4%、0~3.5%、0.02~3.5%、0.05~3.5%、0.08~3.5%、0.1~3.5%、0.1~3.3%、0.1~3%、0.13~3%、0.15~3%、0.17~3%、0.19~3%、0.2~2.9%、0.2~2.7%、0.2~2.5%、0.2~2.3%、0.2~2.2%、0.2~2.1%、0.2~2%,特别优选0.3~1.8%。P2O5的含量过少时,容易析出粗大的ZrO2结晶使得玻璃容易失透,有时有结晶化玻璃变得容易破损的情况。另一方面,P2O5的含量过多时,Li2O-Al2O3-SiO2系结晶的析出量变少,存在热膨胀系数变高的倾向。
As2O3、Sb2O3的毒性较强,在玻璃的制造工序和处理废玻璃时等存在污染环境的可能性。因此,Sb2O3+As2O3低于2%、1%以下、0.7%以下,低于0.7%、0.65%以下、0.6%以下、0.55%以下、0.5%以下、0.45%以下、0.4%以下、0.35%以下、0.3%以下、0.25%以下、0.2%以下、0.15%以下、0.1%以下,特别优选实质上不含有(具体而言,低于0.1质量%)。需要说明的是,在含有As2O3、Sb2O3的情况下,这些成分也可以作为澄清剂、成核剂发挥功能。
本发明的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃在上述成分以外,也可以在玻璃组成中含有下述的成分。
Na2O是能够固溶于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶的成分,是对于结晶性带来较大影响的同时,降低玻璃的粘度,提高玻璃的熔融性和成型性的成分。另外,也是调节结晶化玻璃的热膨胀系数和折射率的成分。Na2O的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.7%、0~2.4%、0~2.1%、0~1.8%,特别优选0~1.5%。Na2O的含量过多时,结晶性变得过强,玻璃变得容易失透,结晶化玻璃变得容易破损。另外,Na阳离子的离子半径大于主结晶的构成成分的Li阳离子、Mg阳离子等,不易进入结晶,因此结晶化后的Na阳离子容易残存于残留玻璃(玻璃基质)。因此,Na2O的含量过多时,容易产生结晶相与残留玻璃的折射率差,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。其中,Na2O容易作为杂质混入,如想完全去除Na2O,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,Na2O的含量的下限为0.0003%以上、0.0005%以上,特别优选0.001%以上。
K2O是能够固溶于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶的成分,是对于结晶性带来较大影响的同时,降低玻璃的粘度,提高玻璃的熔融性和成型性的成分。另外,也是调节结晶化玻璃的热膨胀系数和折射率的成分。K2O的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.7%、0~2.4%、0~2.1%、0~1.8%、0~1.5%、0~1.4%、0~1.3%、0~1.2%。0~1.1%、0~1%、0~0.9%,特别优选0.1~0.8%。K2O的含量过多时,结晶性变得过强,玻璃变得容易失透,结晶化玻璃变得容易破损。另外,K阳离子的离子半径大于主结晶的构成成分的Li阳离子、Mg阳离子等,不易进入结晶,因此结晶化后的K阳离子容易残存于残留玻璃。因此,K2O的含量过多时,容易产生结晶相与残留玻璃的折射率差,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。其中,K2O容易作为杂质混入,如想完全去除K2O,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,K2O的含量的下限为0.0003%以上、0.0005%以上,特别优选0.001%以上。
Li2O、Na2O、K2O是提高玻璃的熔融性和成型性的成分,但这些成分的含量过多时,存在低温粘度过度下降、结晶化时玻璃过于流动的担忧。另外,Li2O、Na2O、K2O是可能使结晶化前的玻璃的耐候性、耐水性、耐药品性等变差的成分。结晶化前的玻璃因水分等而被改恶时,存在难以得到所期望的结晶化举动、进而难以得到所期望的特性的担忧。另一方面,ZrO2是发挥成核剂功能的成分,具有在结晶化初期优先地结晶化、抑制残留玻璃的流动的效果。另外,ZrO2是能够高效地填充以SiO2骨架为主的玻璃网络的空隙部分,具有阻碍质子、各种药品成分等在玻璃网络内的扩散的效果,能够提高结晶化前的玻璃的耐候性、耐水性、耐药品性等。为了得到所期望的形状、特性的结晶化玻璃,(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2应当得到适当控制。(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2以质量比计,为2.0以下、1.98以下、1.96以下、1.94以下、1.92以下,特别优选1.90以下。
CaO是降低玻璃的粘度、提高玻璃的熔融性和成型性的成分。另外,也是用于调节结晶化玻璃的热膨胀系数和折射率的成分。CaO的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.7%、0~2.4%、0~2.1%、0~1.8%,特别优选0~1.5%。CaO的含量过多时,玻璃变得容易失透,结晶化玻璃变得容易破损。另外,Ca阳离子的离子半径大于主结晶的构成成分的Li阳离子、Mg阳离子等,不易进入结晶,因此结晶化后的Ca阳离子容易残存于残留玻璃。因此,CaO的含量过多时,容易产生结晶相与残留玻璃的折射率差,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。其中,CaO容易作为杂质混入,如想完全去除CaO,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,CaO的含量的下限为0.0001%以上、0.0003%以上,特别优选0.0005%以上。
SrO是降低玻璃的粘度、提高玻璃的熔融性和成型性的成分。另外,也是用于调节结晶化玻璃的热膨胀系数和折射率的成分。SrO的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.7%、0~2.4%、0~2.1%、0~1.8%、0~1.5%,特别优选0~1%。SrO的含量过多时,玻璃变得容易失透,结晶化玻璃变得容易破损。另外,Sr阳离子的离子半径大于主结晶的构成成分的Li阳离子、Mg阳离子等,不易进入结晶,因此结晶化后的Sr阳离子容易残存于残留玻璃。因此,SrO的含量过多时,容易产生结晶相与残留玻璃的折射率差,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。其中,SrO容易作为杂质混入,如想完全去除SrO,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,SrO的含量的下限为0.0001%以上、0.0003%以上,特别优选0.0005%以上。
BaO是降低玻璃的粘度、提高玻璃的熔融性和成型性的成分。另外,也是调节结晶化玻璃的热膨胀系数和折射率的成分。BaO的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.7%、0~2.4%、0~2.1%、0~1.8%、0~1.5%,特别优选0~1%。BaO的含量过多时,含有Ba的结晶析出使得玻璃变得容易失透,结晶化玻璃变得容易破损。另外,Ba阳离子的离子半径大于主结晶的构成成分的Li阳离子、Mg阳离子等,不易进入结晶,因此结晶化后的Ba阳离子容易残存于残留玻璃。因此,BaO的含量过多时,容易产生结晶相与残留玻璃的折射率差,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。其中,BaO容易作为杂质混入,如想完全去除BaO,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,BaO的含量的下限为0.0001%以上、0.0003%以上,特别优选0.0005%以上。
MgO、CaO、SrO、BaO是提高玻璃的熔融性和成型性的成分,但这些成分的含量过多时,存在低温粘度过度下降、结晶化时玻璃过于流动的担忧。另一方面,ZrO2是发挥成核剂功能的成分,具有在结晶化初期优先地结晶化、抑制残留玻璃的流动的效果。为了得到所期望的形状、特性的结晶化玻璃,(MgO+CaO+SrO+BaO)/ZrO2应当得到适当控制。(MgO+CaO+SrO+BaO)/ZrO2以质量比计为0~3、0~2.8、0~2.6、0~2.4、0~2.2、0~2.1、0~2、0~1.8、0~1.7、0~1.6,特别优选0~1.5。
Na2O、K2O、CaO、SrO、BaO容易残留在结晶化后的残留玻璃中。因此,这些合量过多时,容易产生结晶相与残留玻璃的折射率差,结晶化玻璃容易白色浑浊。因此,Na2O+K2O+CaO+SrO+BaO为8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4.5%以下、4%以下、3.5%以下、3%以下、2.7%以下、2.42%以下、2.415%以下、2.410%以下、2.405%以下,特别优选2.4%以下。
Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO是提高玻璃的熔融性和成型性的成分。另外,含有较多MgO、CaO、SrO、BaO的玻璃熔液的粘度相对于温度(粘度曲线)的变化容易变得舒缓,含有较多Li2O、Na2O、K2O的玻璃熔液的上述变化容易变得陡峭。粘度曲线的变化过于舒缓时,在成型为规定的形状后玻璃也会流动,难以得到所期望的形状。另一方面,粘度曲线的变化过于陡峭时,在成型途中玻璃熔液发生固化,难以得到所期望的形状。因此,(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O)应当得到适当控制。(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O)以质量比计为0~2、0~1.8、0~1.5、0~1.2、0~1、0~0.9、0~0.8、0~0.7、0~0.6、0~0.5,特别优选0~0.45。
ZnO固溶于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶,是对结晶性具有很大影响的成分。另外,也是用于调节结晶化玻璃的热膨胀系数和折射率的成分。ZnO的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.7%、0~2.4%、0~2.1%、0~1.8%、0~1.5%,特别优选0~1%。ZnO的含量过多时,结晶性变得过强而变得容易失透,玻璃变得容易破损。其中,ZnO容易作为杂质混入,如想完全去除ZnO,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,ZnO的含量的下限为0.0001%以上、0.0003%以上,特别优选0.0005%以上。
在Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃中,Li阳离子、Mg阳离子、Zn阳离子是容易固溶于β―石英固溶体的成分,与Ba阳离子等相比,被认为是对于结晶化后的残留玻璃的折射率上升的贡献较小的成分。另外,Li2O、MgO、ZnO发挥作为将原料玻璃化时的助熔剂的功能,因此可以说,以低温制造无色透明的结晶化玻璃时,这些是重要的成分。Li2O是为了达到低膨胀时必须的成分,需要含有1%以上。为了达到所期望的热膨胀系数等,需要含有必要量的Li2O,但与此相对应地同时增加MgO和ZnO的含量时,存在玻璃的粘性过度下降的担忧。低温粘度过度下降时,在烧制时玻璃的软化流动性变得过大,有时难以结晶化成所期望的形状。另外,高温粘度过度下降时,虽然对于制造设备的热负担会降低,但加热时的对流速度会变快,存在容易物理侵蚀耐火物等的担忧。为此,优选控制Li2O、MgO、ZnO的含有比例,特别是,优选相对于作为助熔剂的功能高的Li2O,控制MgO和ZnO的合计量。为此,(MgO+ZnO)/Li2O以质量比计为0.394以下、0.393以下、0.392以下、0.391以下,特别优选为减小至0.390以下,或为0.755以上、0.756以上、0.757以上、0.758以上,特别优选增大至0.759以上。
B2O3是降低玻璃的粘度、提高玻璃的熔融性和成型性的成分。另外,也是与结晶成核时的分相容易程度相关的成分。B2O3的含量为0~10%、0~8%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.7%、0~2.4%、0~2.1%、0~1.8%,特别优选0~1.5%。B2O3的含量过多时,熔融时的B2O3的蒸发量也变多,增加环境载荷。其中,B2O3容易作为杂质混入,如想完全去除B2O3,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,B2O3为0.0001%以上、0.0003%以上,特别优选含有0.0005%以上。
在Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃中,已知在结晶成核前于玻璃内形成分相区域后,在该分相区域内形成由TiO2、ZrO2等构成的结晶核。由于SnO2、ZrO2、P2O5、TiO2、B2O3深度参与分相形成,因此SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3为1.5~30%、1.5~26%、1.5~22%、1.5~20%、1.5~18%、1.5~16%、1.5~15%、1.8~15%、2.1~15%、2.4~15%、2.5~15%、2.8~15%、2.8~13%、2.8~12%、2.8~11%、2.8~10%、3~9.5%、3~9.2%,特别优选3~9%,SnO2/(SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3)以质量比计为0.06以上、0.07以上、0.08以上、0.09以上、0.1以上、0.103以上、0.106以上、0.11以上、0.112以上、0.115以上、0.118以上、0.121以上、0.124以上、0.127以上、0.128以上,特别优选0.13以上。SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3过少时,变得难以形成分相区域,变得难以结晶化。另一方面,SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3过多时和/或SnO2/(SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3)过小时,分相区域变得过大,结晶化玻璃变得容易白色浑浊,容易有损于着色层3的色彩。需要说明的是,SnO2/(SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3)的上限没有特别限定,但现实中为0.9以下。
Fe2O3是增强玻璃的着色的成分,特别是还是由于与TiO2、SnO2的相互作用而显著增强着色的成分。Fe2O3的含量为0.10%以下、0.08%以下、0.06%以下、0.05%以下、0.04%以下、0.035%以下、0.03%以下、0.02%以下、0.015%以下、0.013%以下、0.012%以下、0.011%以下、0.01%以下、0.009%以下、0.008%以下、0.007%以下、0.006%以下、0.005%以下、0.004%以下、0.003%以下,特别优选0.002%以下。其中,Fe2O3容易作为杂质混入,如想完全去除Fe2O3,则存在原料批料变得昂贵、增加制造成本的倾向。为了抑制制造成本的增加,Fe2O3的含量的下限为0.0001%以上、0.0002%以上、0.0003%以上、0.0005%以上,特别优选0.001%以上。
钛与铁共存的情况下,有时会呈现钛铁矿(FeTiO3)样的着色。特别是,在Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃中,在结晶化后未作为结晶核、主结晶析出的钛和铁的成分会残留于残留玻璃,有可能促进上述着色的呈现。组成设计上,也能够减少这些成分,但TiO2和Fe2O3容易作为杂质混入,如想完全去除,则存在原料批料变得昂贵而增加制造成本的倾向。因此,为了抑制制造成本,可以在前述范围内含有TiO2和Fe2O3,在为了使制造成本更为廉价而允许着色的范围内,也可以是含有两者的成分。该情况下,TiO2/(TiO2+Fe2O3)以质量比计为0.001~0.999、0.003~0.997、0.005~0.995、0.007~0.993、0.009~0.991、0.01~0.99、0.1~0.9、0.15~0.85、0.2~0.8、0.25~0.25、0.3~0.7、0.35~0.65,特别优选0.4~0.6。如此,容易廉价地得到无色透明度高的结晶化玻璃。
Pt是能够以离子、胶体或金属等状态混入玻璃的成分,呈现出黄色~茶褐色的着色,容易有损于着色层3的色彩。另外,该倾向在结晶化后变得显着。而且,经过深入研究发现,混入有Pt时,受到结晶化玻璃的成核和结晶化举动的影响,有时容易发生白色浑浊。因此,Pt的含量为7ppm以下、6ppm以下、5ppm以下、4ppm以下、3ppm以下、2ppm以下、1.6ppm以下、1.4ppm以下、1.2ppm以下、1ppm以下、0.9ppm以下、0.8ppm以下、0.7ppm以下、0.6ppm以下、0.5ppm以下、0.45ppm以下、0.40ppm以下、0.35ppm以下,特别优选0.30ppm以下。虽然应当极力避免Pt的混入,但在使用常规的熔融设备的情况下,有时为了得到均质的玻璃需要使用Pt部件。因此,如想完全去除Pt,存在制造成本增加的倾向。在对于着色没有不良影响的情况下,为了抑制制造成本的增加,Pt的含量的下限为0.0001ppm以上、0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.02ppm以上、0.03ppm以上、0.04ppm以上、0.05ppm以上、0.06ppm以上,特别优选0.07ppm以上。另外,在允许着色的情况下,也可以将Pt与ZrO2、TiO2同样地用作促进主结晶的析出的成核剂。该情况时,可以将单独的Pt用作成核剂,也可以与其它成分复合用作成核剂。另外,将Pt用作成核剂的情况下,不限定其形态(胶体、金属结晶等)。
Rh是能够以离子、胶体或金属等状态混入玻璃的成分,与Pt同样地会呈现黄色~茶褐色的着色,存在使结晶化玻璃白色浑浊的倾向,容易有损于着色层3的色彩。因此,Rh的含量为7ppm以下、6ppm以下、5ppm以下、4ppm以下、3ppm以下、2ppm以下、1.6ppm以下、1.4ppm以下、1.2ppm以下、1ppm以下、0.9ppm以下、0.8ppm以下、0.7ppm以下、0.6ppm以下、0.5ppm以下、0.45ppm以下、0.40ppm以下、0.35ppm以下,特别优选0.30ppm以下。虽然应当极力避免Rh的混入,但在使用常规的熔融设备的情况下,有时为了得到均质的玻璃需要使用Rh部件。因此,如想完全去除Rh,存在制造成本增加的倾向。在对于着色没有不良影响的情况下,为了抑制制造成本的增加,Rh的含量的下限为0.0001ppm以上、0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.02ppm以上、0.03ppm以上、0.04ppm以上、0.05ppm以上、0.06ppm以上,特别优选0.07ppm以上。另外,在允许着色的情况下,也可以将Rh与ZrO2、TiO2同样地用作成核剂。该情况时,可以将单独的Rh用作成核剂,也可以与其它成分复合用作成核剂。另外,将Rh用作促进主结晶析出的成核剂的情况下,不限定其形态(胶体,金属结晶等)。
另外,Pt+Rh为9ppm以下、8ppm以下、7ppm以下、6ppm以下、5ppm以下、4.75ppm以下、4.5ppm以下、4.25ppm以下、4ppm以下、3.75ppm以下、3.5ppm以下、3.25ppm以下、3ppm以下、2.75ppm以下、2.5ppm以下、2.25ppm以下、2ppm以下、1.75ppm以下、1.5ppm以下、1.25ppm以下、1ppm以下、0.95ppm以下、0.9ppm以下、0.85ppm以下、0.8ppm以下、0.75ppm以下、0.7ppm以下、0.65ppm以下、0.60ppm以下、0.55ppm以下、0.50ppm以下、0.45ppm以下、0.40ppm以下、0.35ppm以下,特别优选0.30ppm以下。需要说明的是,虽然需要极力避免Pt和Rh的混入,但在使用常规的熔融设备的情况下,有时为了得到均质的玻璃需要使用Pt和Rh部件。因此,如想完全去除Pt和Rh,存在制造成本增加的倾向。在对于着色没有不良影响的情况下,为了抑制制造成本的增加,Pt+Rh的下限为.0001ppm以上、0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.02ppm以上、0.03ppm以上、0.04ppm以上、0.05ppm以上、0.06ppm以上,特别优选0.07ppm以上。
需要说明的是,在开发玻璃原材料时,通常将各种组成的玻璃使用各种坩埚进行制作。因此,用于熔融的电炉内部大多存在从坩埚蒸发的铂和铑。由于确认了存在于电炉内部的Pt和Rh会混入玻璃的情况,为了控制Pt和Rh的混入量,除了选定所使用的原料、坩埚的材质,在坩埚上设置装配石英制的盖以外,通过实施熔融温度的低温化或短时间化等,能够控制玻璃中的Pt、Rh的含量。
在对着色没有不良影响的限度内,在上述成分以外也可以将例如H2、CO2、CO、H2O、He、Ne、Ar、N2等微量成分分别含有0.1%。另外,在玻璃中如果有意图地添加Ag、Au、Pd、Ir、V、Cr、Sc、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ac、Th、Pa、U等时,会使原料成本变高,存在制造成本也变高的倾向。另一方面,在对含有Ag、Au等的玻璃进行光照或热处理时,会形成这些成分的凝聚体,以其作为起点,能够促进结晶化。另外,由于Pd等具有各种催化剂作用,通过含有这些,能够赋予玻璃或者结晶化玻璃特异的性能。鉴于这样的情况,在赋予结晶化促进或其它功能为目的的情况下,也可以将上述成分分别含有1%以下、0.5%以下、0.3%以下、0.1%以下,在没有这样目的的情况下为500ppm以下、300ppm以下、100ppm以下,特别优选为10ppm以下。
进一步,在对于着色没有不良影响为限,也可以将SO3、MnO、Cl2、Y2O3、MoO3、La2O3、WO3、HfO2、Ta2O5、Nd2O3、Nb2O5、RfO2等以总量计含有至10%为止。其中,上述成分的原料批料昂贵且存在使制造成本增加的倾向,在没有特别情况,可以不添加。特别是HfO2的原料费较高,Ta2O5是纷争矿物,因此这些成分的合计量以质量%计为5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下、0.1%以下、0.05%以下、低于0.05%、0.049%以下、0.048%以下、0.047%以下、0.046%以下,特别优选0.045%以下。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的β-OH值为0.001~2/mm,0.01~1.5/mm、0.02~1.5/mm、0.03~1.2/mm、0.04~1.5/mm、0.05~1/mm、0.06~1/mm、0.07~1/mm、0.08~0.9/mm、0.08~0.85/mm、0.08~0.8/mm、0.08~0.75/mm、0.08~0.7/mm、0.08~0.65/mm、0.08~0.6/mm、0.08~0.55/mm、0.08~0.54/mm、0.08~0.53/mm、0.08~0.52/mm、0.08~0.51/mm,特别优选0.08~0.5/mm。β-OH值过小时,在结晶化工序中的结晶成核速度变慢,结晶核的生成量容易变少。作为其结果,粗大结晶变多,结晶化玻璃白色浑浊,容易有损于透明性,容易有损于着色层3的色彩。β-OH值大时结晶化更充分的理由尚不完全明确,但可以预料是β-OH基会减弱玻璃骨架的结合,是降低玻璃的粘度的一个因素。另外,还可以预料通过在玻璃中存在β-OH基,Zr等可能作为结晶核发挥功能的成分变得容易运动也是原因之一。另一方面,β-OH值过大时,在含有Pt等的金属制的玻璃制造炉部件或包括耐火物的玻璃制造炉部件等与玻璃的界面容易产生泡,容易降低玻璃产品的质量。需要说明的是,β-OH值会因所使用的原料、熔融气氛、熔融温度、熔融时间等而变化,根据需要改变这些条件,由此能够调节β-OH值。需要说明的是,“β-OH值”是使用FT-IR测定玻璃的透光率,使用下述的式子求得的值。
β-OH值=(1/X)log(T1/T2)
X:玻璃厚度(mm)
T1:在对照波长3846cm-1的透光率(%)
T2:在羟基吸收波长3600cm-1附近的最小透光率(%)
即,Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的优选组成范围为SiO2:50~75%、Al2O3:10~30%、Li2O:1~8%、SnO2:0~5%、ZrO2:1~5%、MgO:0~10%、P2O5:0~5%、TiO2:0以上且低于1.5%、(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2:0~1.5、TiO2/(TiO2+Fe2O3):0.01~0.99、(MgO+ZnO)/Li2O:0~0.8、β-OH值为0.001~2/mm;
优选为SiO2:50~75%、Al2O3:10~30%、Li2O:1~8%、SnO2:大于0且为5%以下、ZrO2:1~5%、MgO:0~10%、P2O5:0~5%、TiO2:0以上且低于1.5%、(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2:0~1.5、TiO2/(TiO2+Fe2O3):0.01~0.99、(MgO+ZnO)/Li2O:0~0.8、(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O):0~0.5、β-OH值为0.001~2/mm;
更优选为SiO2:50~75%、Al2O3:10~30%、Li2O:1~8%、SnO2:大于0且为5%以下、ZrO2:1~5%、MgO:0~10%、P2O5:0~5%、TiO2:0以上且低于1.5%、(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2:0~1.5、TiO2/(TiO2+Fe2O3):0.01~0.99、(MgO+ZnO)/Li2O:0~0.8、(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O):0~0.5、(MgO+CaO+SrO+BaO)/ZrO2:0~2、β-OH值为0.001~2/mm;
更加优选为SiO2:50~75%、Al2O3:10~30%、Li2O:1~8%、SnO2:大于0且为5%以下、ZrO2:1~5%、MgO:0~10%、P2O5:0~5%、TiO2:0以上且低于1.5%、(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2:0~1.5、TiO2/(TiO2+Fe2O3):0.01~0.99、(MgO+ZnO)/Li2O:0~0.8、(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O):0~0.5、(MgO+CaO+SrO+BaO)/ZrO2:0~2、SnO2/(SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3):0.06~0.9、β-OH值为0.001~2/mm;
更加优选为SiO2:50~75%、Al2O3:10~30%、Li2O:1~8%、SnO2:大于0且为5%以下、ZrO2:1~5%、MgO:0~10%、P2O5:0~5%、TiO2:0以上且低于1.5%、(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2:0~1.5、TiO2/(TiO2+Fe2O3):0.01~0.99、(MgO+ZnO)/Li2O:0~0.8、(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O):0~0.5、(MgO+CaO+SrO+BaO)/ZrO2:0~2、SnO2/(SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3):0.06~0.9、Pt+Rh:0~5ppm、β-OH值为0.001~2/mm;
更加优选为SiO2:50~75%、Al2O3:10~30%、Li2O:1~8%、SnO2:大于0且为5%以下、ZrO2:1~5%、MgO:0~10%、P2O5:0~5%、TiO2:0以上且低于1.5%、(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2:0~1.5、TiO2/(TiO2+Fe2O3):0.01~0.99、(MgO+ZnO)/Li2O:0~0.394、(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O):0~0.5、(MgO+CaO+SrO+BaO)/ZrO2:0~2、SnO2/(SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3):0.06~0.9、Pt+Rh:0~5ppm、β-OH值为0.001~2/mm;
特别优选为SiO2:50~75%、Al2O3:10~30%、Li2O:1~8%、SnO2:大于0且为5%以下、ZrO2:1~5%、MgO:0~10%、P2O5:0~5%、TiO2:0以上且低于1.5%、(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2:0~1.5、TiO2/(TiO2+Fe2O3):0.01~0.99、(MgO+ZnO)/Li2O:0~0.394、(MgO+CaO+SrO+BaO)/(Li2O+Na2O+K2O):0~0.5、(MgO+CaO+SrO+BaO)/ZrO2:0~2、SnO2/(SnO2+ZrO2+P2O5+TiO2+B2O3):0.06~0.9、Pt+Rh:0~5ppm、HfO2+Ta2O5:0以上且低于0.05%、β-OH值为0.001~2/mm、Sb2O3+As2O3:低于0.7%。
具有上述组成的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的外观容易成为无色透明,难以损害着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm时的明度L*为70%以上、75以上、80以上、85以上、90以上、91以上、92以上、93以上、94以上、95以上、96以上、96.1以上、96.3以上,特别优选96.5以上。明度L*过小时,无论色度的大小,存在蒙上灰色而看上去发暗的倾向,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm时的色度a*为±5以内、±4.5以内、±4以内、±3.6以内、±3.2以内、±2.8以内、±2.4以内、±2以内、±1.8以内、±1.6以内、±1.4以内、±1.2以内、±1以内、±0.9以内、±0.8以内、±0.7以内、±0.6以内,特别优选±0.5以内。明度a*向负方向过大时看上去有绿色的倾向,向正方向过大时看上去有红色的倾向,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm时的色度b*为±5以内、±4.5以内、±4以内、±3.6以内、±3.2以内、±2.8以内、±2.4以内、±2以内、±1.8以内、±1.6以内、±1.4以内、±1.2以内、±1以内、±0.9以内、±0.8以内、±0.7以内、±0.6以内,特别优选±0.5以内。明度b*向负方向过大时看上去有蓝色的倾向,向正方向过大时看上去有黄色的倾向,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为200nm时的透光率为0%以上、2.5%以上、5%以上、10%以上、12%以上、14%以上、16%以上、18%以上、20%以上、22%以上、24%以上、26%以上、28%以上、30%以上、32%以上、34%以上、36%以上、38%以上、40%以上、40.5%以上、41%以上、41.5%以上、42%以上、42.5%以上、43%以上、43.5%以上、44%以上、44.5%以上,特别优选45%以上。在波长为200nm时的透光率过低时,存在变得无法得到所期望的透光能力的担忧,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为250nm时的透光率为0%以上、1%以上、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、9%以上、10%以上、10.5%以上、11%以上、11.5%以上、12%以上、12.5%以上、13%以上、13.5%以上、14%以上、14.5%以上、15%以上、15.5%以上,特别优选16%以上。在波长为250nm时的透光率过低时,存在变得无法得到所期望的透光能力的担忧,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为300nm时的透光率为0%以上、2.5%以上、5%以上、10%以上、12%以上、14%以上、16%以上、18%以上、20%以上、22%以上、24%以上、26%以上、28%以上、30%以上、32%以上、34%以上、36%以上、38%以上、40%以上、40.5%以上、41%以上、41.5%以上、42%以上、42.5%以上、43%以上、43.5%以上、44%以上、44.5%以上,特别优选45%以上。在波长为300nm时的透光率过低时,存在变得无法得到所期望的透光能力的担忧,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为325nm时的透光率为0%以上、2.5%以上、5%以上、10%以上、12%以上、14%以上、16%以上、18%以上、20%以上、22%以上、24%以上、26%以上、28%以上、30%以上、32%以上、34%以上、36%以上、38%以上、40%以上、42%以上、44%以上、46%以上、48%以上、50%以上、52%以上、54%以上、56%以上、57%以上、58%以上、59%以上、60%以上、61%以上、62%以上、63%以上、64%以上,特别优选65%以上。在波长为325nm时的透光率过低时,存在变得无法得到所期望的透光能力的担忧,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为350nm时的透光率为0%以上、5%以上、10%以上、15%以上、20%以上、25%以上、30%以上、35%以上、40%以上、45%以上、50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、71%以上、72%以上、73%以上、74%以上、75%以上、76%以上、77%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上,在波长为350nm时的透光率过低时,存在变得无法得到所期望的透光能力的担忧,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为380nm时的透光率为50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上,特别优选84%以上。在波长为380nm时的透光率过低时,黄色着色变强的同时,存在结晶化玻璃的透明性降低而无法得到所期望的透光能力的担忧,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为800nm时的透光率为50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%%以上、85%以上、86%以上、87%以上,特别优选88%以上。在波长为800nm时的透光率过低时,容易成为绿色,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为1200nm时的透光率为50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、72%以上、74%以上、76%以上、78%以上、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上,特别优选89%以上。在波长为1200nm时的透光率过低时,容易成为绿色,容易有损于着色层3的色彩。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在厚度为3mm、波长为300nm时的结晶化前后的透光率变化率为50%以下、48%以下、46%以下、44%以下、42%以下、40%以下、38%以下、37.5%以下、37%以下、36.5%以下、36%以下、35.5%以下,特别优选35%以下。减小结晶化前后的透光率变化率时,就能够在结晶化前预测并控制结晶化后的透光率,在结晶化后容易得到所期望的透光能力。需要说明的是,结晶化前后的透光率变化率不仅在波长300nm下,优选在全波长都小。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在结晶化前的玻璃的状态下,应变点(玻璃的粘度相当于约1014.5dPa·s的温度)为600℃以上、605℃以上、610℃以上、615℃以上、620℃以上、630℃以上、635℃以上、640℃以上、645℃以上、650℃以上,特别优选655℃以上。应变点过低时,在将结晶化前的玻璃成型时变得容易开裂。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在结晶化前的玻璃的状态下,退火点(玻璃的粘度相当于约1013dPa·s的温度)为680℃以上、685℃以上、690℃以上、695℃以上、700℃以上、705℃以上、710℃以上、715℃以上、720℃以上,特别优选725℃以上。退火点过低时,在将结晶化前的玻璃成型时变得容易开裂。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2由于容易通过热处理而结晶化,因此不容易如钠钙玻璃那样常规玻璃那样测定软化点(玻璃的粘度相当于约107.6dPa·s的温度)。为此,在本发明的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃中,可以将结晶化前的玻璃的热膨胀曲线的斜率发生变化的温度作为玻璃化转变温度,替代软化点使用。Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在结晶化前的玻璃的状态下,玻璃化转变温度为680℃以上、685℃以上、690℃以上、695℃以上、700℃以上、705℃以上、710℃以上、715℃以上、720℃以上,特别优选725℃以上。玻璃化转变温度过低时,结晶化时玻璃容易变得过于流动,难以成型为所期望的形状。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的液相温度为1540℃以下、1535℃以下、1530℃以下、1525℃以下、1520℃以下、1515℃以下、1510℃以下、1505℃以下、1500℃以下、1495℃以下、1490℃以下、1485℃以下、1480℃以下、1475℃以下、1470℃以下、1465℃以下、1460℃以下、1455℃以下、1450℃以下、1445℃以下、1440℃以下、1435℃以下、1430℃以下、1425℃以下、1420℃以下、1415℃以下,特别优选1410℃以下。液相温度过高时,在制造时容易失透。另一方面,只要是在1480℃以下,容易利用辊法等进行制造,只要是在1450℃以下,利用浇铸法等的制造变得容易,只要是在1410℃以下,容易通过熔融法等制造。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的液相粘度(液相温度所对应粘度的对数值)为2.70以上、2.75以上、2.80以上、2.85以上、2.90以上、2.95以上、3.00以上、3.05以上、3.10以上、3.15以上、3.20以上、3.25以上、3.30以上、3.35以上、3.40以上、3.45以上、3.50以上、3.55以上、3.60以上、3.65以上,特别优选3.70以上。液相粘度过低时,在制造时容易失透。另一方面,只要是在3.40以上,容易利用辊法等进行制造,只要是在3.50以上,利用浇铸法等的制造变得容易,只要是在3.70以上,容易通过熔融法等制造。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2中,优选作为主结晶析出β-石英固溶体。如果使β─石英固溶体作为主结晶析出的话,结晶粒径容易变小而使结晶化玻璃容易透过可见光,容易使透明性变高,不易损害着色层3的色彩。另外,容易使玻璃的热膨胀系数接近于零,在热处理中的冷却时,变得不易开裂。需要说明的是,Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2通过在比β-石英固溶体析出的结晶化条件更高温的条件下进行热处理,由此容易使β-锂辉石固溶体析出。β-锂辉石固溶体的结晶粒径变得容易大于β-石英固溶体,通常在制成结晶化玻璃时存在容易白色浑浊的倾向,但通过适当调节玻璃组成、烧制条件,能够减小含有β-锂辉石固溶体的结晶相与残留玻璃相的折射率差,在该情况下结晶化玻璃变得不易白色浑浊。在Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2中,以对于着色等没有不良影响为限,也可以含有β-锂辉石固溶体等结晶。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在30~380℃时的热膨胀系数为30×10-7/℃以下、25×10-7/℃以下、20×10-7/℃以下、18×10-7/℃以下、16×10-7/℃以下、14×10-7/℃以下、13×10-7/℃以下、12×10-7/℃以下、11×10-7/℃以下、10×10-7/℃以下、9×10-7/℃以下、8×10-7/℃以下、7×10-7/℃以下、6×10-7/℃以下、5×10-7/℃以下、4×10-7/℃以下、3×10-7/℃以下,特别优选2×10-7/℃以下。需要说明的是,在需要尺寸稳定性和/或耐热冲击性的情况下,为-5×10-7/℃~5×10-7/℃、-3×10-7/℃~3×10-7/℃、-2.5×10-7/℃~2.5×10-7/℃、-2×10-7/℃~2×10-7/℃、-1.5×10-7/℃~1.5×10-7/℃、-1×10-7/℃~1×10-7/℃,特别优选-0.5×10-7/℃~0.5×10-7/℃。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2在30~750℃时的热膨胀系数为30×10-7/℃以下、25×10-7/℃以下、20×10-7/℃以下、18×10-7/℃以下、16×10-7/℃以下、14×10-7/℃以下、13×10-7/℃以下、12×10-7/℃以下、11×10-7/℃以下、10×10-7/℃以下、9×10-7/℃以下、8×10-7/℃以下、7×10-7/℃以下、6×10-7/℃以下、5×10-7/℃以下、4×10-7/℃以下,特别优选3×10-7/℃以下。需要说明的是,在需要尺寸稳定性和/或耐热冲击性的情况下,为-15×10-7/℃~15×10-7/℃、-12×10-7/℃~12×10-7/℃、-10×10-7/℃~10×10-7/℃、-8×10-7/℃~8×10-7/℃、-6×10-7/℃~6×10-7/℃、-5×10-7/℃~5×10-7/℃、-4.5×10-7/℃~4.5×10-7/℃、-4×10-7/℃~4×10-7/℃、-3.5×10-7/℃~3.5×10-7/℃、-3×10-7/℃~3×10-7/℃、-2.5×10-7/℃~2.5×10-7/℃、-2×10-7/℃~2×10-7/℃、-1.5×10-7/℃~1.5×10-7/℃、-1×10-7/℃~1×10-7/℃,特别优选-0.5×10-7/℃~0.5×10-7/℃。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的杨氏模量为60~120GPa、70~110GPa、75~110GPa、75~105GPa、80~105GPa,特别优选80~100GPa。杨氏模量过低或过高,玻璃物品1的机械强度都容易降低。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的刚度为25~50GPa、27~48GPa、29~46GPa,特别优选30~45GPa。刚度过低或过高,玻璃物品1的机械强度都容易降低。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的泊松比为0.35以下、0.32以下、0.3以下、0.28以下、0.26以下,特别优选0.25以下。泊松比过大时,玻璃物品1的机械强度容易降低。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的结晶化前的结晶性玻璃的密度为2.30~2.60g/cm3、2.32~2.58g/cm3、2.34~2.56g/cm3、2.36~2.54g/cm3、2.38~2.52g/cm3、2.39~2.51g/cm3,特别优选2.40~2.50g/cm3。结晶性玻璃的密度过小时,结晶化前的透气性变差,存在在保管期间中玻璃被污染的担忧。另一方面,结晶性玻璃的密度过大时单位面积的重量变大,使操作变得困难。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2(结晶化后)的密度为2.40~2.80g/cm3、2.42~2.78g/cm3、2.44~2.76g/cm3、2.46~2.74g/cm3,特别优选2.47~2.73g/cm3。结晶化玻璃的密度过小时,存在结晶化玻璃的透气性变差的担忧,存在污染着色层的可能性。另一方面,结晶化玻璃的密度过大时,单位面积的重量变大,使操作变得困难。另外,结晶化玻璃(结晶化后)的密度是判断玻璃是否充分结晶化的指标。具体而言,如果是相同的玻璃,则密度越大(原玻璃与结晶化玻璃的密度差越大),结晶化越得到进展。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的密度变化率是由{(结晶化后的密度(g/cm3)-结晶化前的密度(g/cm3))/结晶化前的密度(g/cm3)}×100(%)所定义的,结晶化前的密度是将熔融后的玻璃在700℃保持30分钟后,以3℃/分钟冷却至室温后的密度,结晶化后的密度是指,以规定的条件进行结晶化处理后的密度。密度变化率优选为0.01~10%、0.05~8%、0.1~8%、0.3~8%、0.5~8%、0.9~8%、1~7.8%、1~7.4%、1~7%、1.2~7%、1.6~7%、2~7%、2~6.8%、2~6.5%、2~6.3%、2~6.2%、2~6.1%、2~6%、2.5~5%、2.6~4.5%、2.8~3.8%。减少结晶化前后的密度变化率时,能够降低结晶化后的破损率,另外,能够降低玻璃与玻璃基质的散射,能够得到透光率高的结晶化玻璃。特别是在TiO2含量低于2.0%(特别是低于0.5%)的区域,能够降低TiO2等吸收以外的着色因素,并且能够显著地降低散射,有助于提高透光率。
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2也可以实施化学强化等。化学强化处理的处理条件能够考虑了玻璃组成、结晶化度、熔融盐的种类等,适当选择处理时间、处理温度即可。例如,为了在结晶化后容易化学强化,也可以选择在残留玻璃中能够含有较多Na2O的玻璃组成,也可以有意地降低结晶化度。另外,熔融盐中可以单独含有Li、Na、K等碱金属,也可以含有多种。而且,不仅可以选择常规的一阶段强化,也可以选择多阶段的化学强化。除此之外,对于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2,也可以在结晶化前进行化学强化等处理,使试样表面的Li2O含量相对于试样内部降低。将这样的玻璃进行结晶化时,试样表面的结晶化度低于试样内部,相对来说试样表面的热膨胀系数变高,能够将由于热热膨胀差引起的压缩应力引入试样表面。另外,试样表面的结晶化度较低的情况下,在表面的玻璃相变多,通过选择玻璃组成,有时能够提高耐药品性、阻气性。
下面,对于制造Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的方法进行说明。
首先,将以能够成为上述组成的玻璃的方式制备的原料批料,投入玻璃熔融炉,在1500~1750℃熔融后进行成型。需要说明的是,玻璃熔融时能够利用使用了燃烧器等的火焰熔融法、利用电加热的电熔融法等。另外,也能够使用通过激光照射进行的熔融或利用了等离子体的熔融。
接着对所得到的结晶性玻璃(结晶化前的能够结晶化的玻璃)热处理使其结晶化。作为结晶化条件,首先在700~950℃(优选在750~900℃)进行0.1~100小时(优选1~60小时)的成核,之后在800~1050℃(优选在800~1000℃)进行0.1~50小时(优选0.2~10小时)的结晶成长。这样,能够得到将β-石英固溶体结晶作为主结晶析出的透明的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃(厚度:1~10mm)。需要说明的是,热处理可以仅在特定的温度进行,也可以是进行在二阶段以上的温度进行保持的阶段性热处理,一边赋予温度梯度一边加热。
另外,也可以施加声波或电磁波,通过照射来促进结晶化。进一步,达到高温的结晶化玻璃的冷却速度既可以以特定的温度梯度进行,也可以是以二阶段以上的温度梯度进行。为了得到充分的耐热冲击性,宜通过控制冷却速度来充分进行残留玻璃相的结构松弛。从800℃起至25℃为止的平均冷却速度在结晶化玻璃的最远离表面的厚度内部的部分为3000℃/分钟、1000℃/分钟以下、500℃/分钟以下、400℃/分钟以下、300℃/分钟以下、200℃/分钟以下、100℃/分钟以下、50℃/分钟以下、25℃/分钟以下、10℃/分钟以下,特别优选5℃/分钟以下。另外,如需要得到长期的尺寸稳定性的情况下,更优选2.5℃/分钟以下、1℃/分钟以下、0.5℃/分钟以下、0.1℃以下/分钟以下、0.05℃/分钟以下、0.01℃/分钟以下、0.005℃/分钟以下、0.001℃/分钟以下、0.0005℃/分钟以下,特别优选0.0001℃/分钟以下。除了利用风冷、水冷等进行物理强化处理的情况以外,结晶化玻璃的冷却速度宜为玻璃表面的冷却速度与从玻璃表面最远的厚度内部的冷却速度相近。将从表面最远的厚度内部的部分的冷却速度除以表面的冷却速度的值为0.0001~1、0.001~1、0.01~1、0.1~1、0.5~1、0.8~1、0.9~1,特别优选1。通过接近1,在结晶化玻璃试样的全部位置,不易产生残余应变,容易得到长期的尺寸稳定性。需要说明的是,表面的冷却速度能够通过接触式测温或辐射温度计估计,内部的温度是将高温状态的结晶化玻璃置于冷却介质中,通过测量冷却介质的热量和热量变化率,能够从该数值数据和结晶化玻璃与冷却介质的比热、导热度等估算。
(着色层3)
着色层3优选包含硅酮树脂、着色颜料和体质颜料。从分散性、耐热性的观点出发,在着色层3中,着色颜料与体质颜料的含量比(着色颜料/体质颜料)为1~6,特别优选1.5~5。
着色层3所含的硅酮树脂优选为具有高耐热性的树脂。着色层3所含的硅酮树脂优选是例如与硅原子直接结合的官能团为选自甲基和苯基中的至少一方的硅酮树脂。在该情况下,容易抑制玻璃物品1达到高温时的着色层3的变色。
着色层3中的硅酮树脂的含量为20~70质量%,特别优选30质量~60质量%。硅酮树脂的含量过少时,玻璃物品1的耐热性、耐冲击性容易降低。另一方面,硅酮树脂的含量过多时,玻璃物品1的机械强度容易降低。需要说明的是,硅酮树脂的含量是以构成着色层3的材料全体作为100质量%时的含量。
着色层3所含的着色颜料是,在其为有色的无机物为限,就没有特别限定。作为着色颜料,可以列举例如TiO2粉末、ZrO2粉末或ZrSiO4粉末等白色的颜料粉末、含有Co的蓝色的无机颜料粉末、含有Co的绿色的无机颜料粉末、Ti-Sb-Cr系或Ti-Ni系的黄色的无机颜料粉末、Co-Si系的红色的无机颜料粉末、含有Fe的茶色的无机颜料粉末或含有Cu的黑色的无机颜料粉末等。
作为含有Co的蓝色的无机颜料粉末的具体例,可以列举例如Co-Al系或Co-Al-Ti系的无机颜料粉末。作为Co-Al系的无机颜料粉末的具体例,可以列举CoAl2O4粉末等。作为Co-Al-Ti系的无机颜料粉末的具体例,可以列举CoAl2O4-TiO2-Li2O粉末等。
作为含有Co的绿色的无机颜料粉末的具体例,可以列举例如Co-Al-Cr系或Co-Ni-Ti-Zn系的无机颜料粉末。作为Co-Al-Cr系的无机颜料粉末的具体例,可以列举Co(Al,Cr)2O4粉末等。作为Co-Ni-Ti-Zn系的无机颜料粉末的具体例,可以列举(Co,Ni,Zn)2TiO4粉末等。
作为含有Fe的茶色的无机颜料粉末的具体例,可以列举例如Fe-Zn系的无机颜料粉末。作为Fe-Zn系的无机颜料粉末的具体例,可以列举(Zn,Fe)Fe2O4粉末等。
作为含有Cu的黑色的无机颜料粉末的具体例,可以列举例如Cu-Cr系的无机颜料粉末、Cu-Fe系的无机颜料粉末。作为Cu-Cr系的无机颜料粉末的具体例,可以列举Cu(Cr,Mn)2O4粉末、Cu-Cr-Mn粉末等。另外,作为Cu-Fe系的无机颜料粉末的具体例,可以列举Cu-Fe-Mn粉末等。
这些着色颜料可以单独使用1种,也可以同时使用多种。
着色层3中的着色颜料的含量为10~60质量%,特别优选15~50质量%。着色颜料的含量过少时,容易降低玻璃物品1的遮光性、外观设计性。另一方面,着色颜料的含量过多时,玻璃物品1的耐热性、耐冲击性容易降低。需要说明的是,着色颜料的含量为将构成着色层3的材料全体作为100质量%时的含量。
着色颜料的平均粒径为0.05~0.4μm以上,特别优选0.1~0.3μm。着色颜料的平均粒径过小时,后述的制造方法中的膏料容易成为高粘度,印刷性容易降低。另一方面,着色颜料的平均粒径过大时,耐热性和耐冲击性容易降低。需要说明的是,平均粒径是利用激光衍射法、以体积基准分布算出的平均粒径。
着色层3所含的体质颜料是与着色颜料不同的无机颜料粉末。作为体质颜料没有特别限定,能够使用例如滑石、云母等。
这些体质颜料可以单独使用1种,也可以同时使用多种。
着色层3中的体质颜料的含量为5~60质量%,特别优选10~40质量%。体质颜料的含量过少时,玻璃物品1的机械强度容易降低。另一方面,体质颜料的含量过多时,玻璃物品1的耐热性、耐冲击性容易降低。需要说明的是,体质颜料的含量为将构成着色层3的材料全体作为100质量%时的含量。
体质颜料的平均粒径为5~50μm,特别优选10~45μm。体质颜料的平均粒径过小时,后述的制造方法中的膏料容易成为高粘度,印刷性容易降低。另一方面,体质颜料的平均粒径过大时,耐热性和耐冲击性容易降低。
着色层3中的着色颜料和体质颜料的含量的合计为15~70质量%,特别优选25~60质量%。着色颜料和体质颜料的含量的合计过少时,玻璃物品1的外观设计性、机械强度容易降低。另一方面,着色颜料和体质颜料的含量的合计过多时,玻璃物品1的耐热性、耐冲击性容易降低。需要说明的是,着色颜料和体质颜料的含量的合计是将构成着色层3的材料全体作为100质量%时的含量的合计。
着色层3的厚度没有特别限定。着色层3的厚度能够依照着色层3的光线透射率等适当设定。着色层3的厚度能够为例如1~15μm。
(玻璃物品1的制造方法)
玻璃物品1能够通过例如以下的制造方法来制造。
首先,准备含有硅酮树脂、着色颜料粉末和体质颜料粉末的膏料。此时,以使膏料中的着色颜料粉末与体质颜料粉末的含量比(着色颜料/体质颜料)为大于1且为6以下的方式制备膏料。之后,将准备好的膏料直接涂布于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板2的背面2b上后干燥。由此,能够制造玻璃物品1。需要说明的是,也可以依照着色层3的组成而在干燥后进行烧制,由此得到玻璃物品1。
需要说明的是,玻璃物品1也可以具备图像显示处、视频显示处、立体图像显示处、立体视频显示处、电波接受处、电波发送处、声波发生处。
上述这样的玻璃物品1能够适用于顶板。
实施例1
以下,基于实施例对于本发明进行说明,但本发明不限于以下的实施例。表1~30中示出本发明的实施例(试样No.1~98)和比较例(试样No.99)。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
[表8]
[表9]
[表10]
[表11]
[表12]
[表13]
[表14]
[表15]
[表16]
[表17]
[表18]
[表19]
[表20]
[表21]
[表22]
[表23]
[表24]
[表25]
[表26]
[表27]
[表28]
[表29]
[表30]
(Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的制作和评价)
首先,以成为具有各表记载的组成的玻璃的方式,调合氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硝酸盐等形态的各原料,得到玻璃批料(各表记载的组成是实际制作的玻璃的分析值)。将得到的玻璃批料放入含有铂和铑的坩埚、不含铑的强化铂坩埚、耐火物坩埚或石英坩埚,在1600℃熔融4~100小时后,升温至1650~1680℃后熔融0.5~20小时,辊成型为5mm的厚度,再使用退火炉在700℃热处理30分钟,将退火炉以100℃/h降温至室温,得到结晶性玻璃。需要说明的是,上述熔融以在玻璃原材料的开发中得到广泛使用的电熔融法进行。
试样的Pt、Rh含量是使用ICP-MS装置(AGILEINT TECHNOLOGY制Agilent8800)进行了分析。首先,将制作的玻璃试样破碎并利用纯水湿润后,添加高氯酸、硝酸、硫酸、氢氟酸等来将其溶解。之后,利用ICP-MS测定了试样的Pt、Rh含量。基于预先准备好的利用浓度已知的Pt、Rh溶液制作的校正曲线,求得了各测定试样的Pt、Rh。测定模式设为Pt:He气体/HMI(低模式)、Rh:HEHe气体/HMI(中模式),质量数设为Pt:198,Rh:103。需要说明的是,制作试样的Li2O含量是使用原子吸光分析装置(ANALYTIK JENA制ContrAA600)进行分析。玻璃试样的溶解的流程、使用校正曲线的方面等基本上与Pt、Rh分析是同样的。另外,关于其它成分,可以与Pt、Rh、Li2O同样地利用ICP-MS或原子吸光分析进行测定,或者预先利用ICP-MS或原子吸光分析装置调查好的已知浓度的玻璃试样制成校正曲线用试样,使用XRF分析装置(RIGAKU制ZSX PrimusIV)制作校正曲线后,基于该校正曲线,从测定试样的XRF分析值求得实际的各成分的含量。使用XRF分析时,管电压、管电流、曝光时间等依照所分析的成分随时进行调节。
对于各表记载的结晶性玻璃,在750~900℃热处理0.75~60小时成核后,进一步在800~1000℃热处理0.25~3小时进行结晶化。之后,在700℃热处理30分钟,以100℃/h降温至室温。对于得到的结晶化玻璃,评价了透光率、扩散透光率、明度、色度、析出结晶、平均结晶子大小、热膨胀系数、密度、杨氏模量、刚度、泊松比和外观。另外,对于结晶化前的结晶性玻璃的透光率、明度、色度等以与结晶化玻璃同样的方法进行了测定。另外,对于结晶性玻璃测定了β-OH值、粘度、液相温度。
透光率、明度和色度是使用厚度为3mm且将两面光学研磨的结晶化玻璃板,使用分光光度计进行测定的方式来评价。测定使用了日本分光公司制分光光度计V-670。需要说明的是,V-670上装备有积分球单元的“ISN-723”,测定的透光率相对于全光线透射率。另外,测定波长区域为200~1500nm,扫描速度为200nm/分钟,取样间距为1nm,在带宽为200~800nm的波长域设为5nm,在其以外的波长域设为20nm。在测定前进行了基线补正(对准100%)和暗测定(对准0%)。暗测定时是以取下了ISN-723附带的硫酸钡板的状态下进行。使用测定的透光率,基于JISZ8781-42013和与其对应的国际标准算出三刺激值XYZ,从各刺激值算出了明度和色度(光源C/10°)。另外,结晶化玻璃的扩散透光率也属于与上述相同机种,在取下ISN-723附带的硫酸钡板的状态下设置测定试样,进行了测定。
析出结晶是使用X线衍射装置(RIGAKU制全自动多目的水平型X线衍射装置SmartLab)进行评价。扫描模式为2θ/θ测定、扫描类型为连续扫描、散射和发散狭缝宽度为1°、感光狭缝缝宽度为0.2°、测定范围为10~60°、测定间距为0.1°、扫描速度为5°/分钟,使用同机种组件所搭载的解析软件进行了主结晶和结晶粒径的评价。作为主结晶所确定的析出结晶种,将β―石英固溶体以“β―Q”示于表中。另外,基于主结晶的平均结晶子大小是基于德拜谢勒(ebeye-Sherrer)法,使用测定的X线衍射峰进行算出。需要说明的是,在用于算出平均结晶子大小的测定中,扫描速度为1°/分钟。
热膨胀系数是使用加工成φ20mm×3.8mm的结晶化玻璃试样,从在30~380℃和30~750℃的温度域测定的平均线热膨胀系数进行了评价。测定时使用了NETZSCH制Dilatometer。另外,使用相同测定器,测定了在30~750℃的温度域的热膨胀曲线,算出其变曲点,由此评价了结晶化前的结晶性玻璃的玻璃转移点。
杨氏模量、刚度和泊松比是对于利用了分散有1200号氧化铝粉末的研磨液将表面研磨后的板状试样(40mm×20mm×20mm),使用自由共振式模量测定装置(日本TECHNOLPLUS制JE-RT3)在室温环境下进行测定。
密度是通过阿基米得法进行的评价。
应变点、退火点是使用纤维伸长法进行的评价。需要说明的是,将结晶性玻璃利用手拉法制作了纤维试样。
β-OH值是使用FT-IR Frontier(Perkin Elmer公司制)测定玻璃的透光率,使用下述的式子求得。需要说明的是,扫描速度为100μm/min,取样间距为1cm-1,扫描次数为每1次测定为10次。
β-OH值=(1/X)log10(T1/T2)
X:玻璃厚度(mm)
T1:在对照波长3846cm-1的透光率(%)
T2:在羟基吸收波长3600cm-1附近的最小透光率(%)
高温粘度是使用铂球上拉法进行了评价。评价时将块状的玻璃试样破碎成适当的尺寸,以尽可能不带入气泡的方式投入氧化铝制坩埚。之后,加热氧化铝坩埚,将试样制成熔液状态,求得在多个温度下玻璃的粘度的计测值,算出Vogel-Fulcher式的常数制作粘度曲线,算出在各粘度下的温度。
液相温度是以如下方法进行的评价。首先,在约120×20×10mm的铂船中填充凑整为300~500微米的玻璃粉末,投入电炉后在1600℃熔融30分钟。之后,转移至具有线形的温度梯度的电炉,投入20小时,进行失透并析出。将测定试样空冷至室温后,观察析出于铂船与玻璃的界面的失透,从电炉的温度梯度曲线图算出失透析出处的温度并将其作为液相温度。另外,将得到的液相温度内插至玻璃的高温粘度曲线,将相当于液相温度的粘度作为液相粘度。需要说明的是,各表记载的玻璃的初相从X线衍射、组成分析等(日立制扫描电子显微镜日立制S3400N TyPE2,堀场制EMAX ENERGY EX250X)的结果可知,主要为ZrO2。
外观是通过目视对结晶化玻璃的色调进行确认来评价。需要说明的是,在白背景和黑背景下进行目视,分别在室内光下、日光下(1月、4月、7月、10月的晴天和阴天的8﹕00、12﹕00、16﹕00实施)进行观察。从各目视的结果综合判断色调。
(玻璃物品的制作和评价)
首先,将硅酮树脂29.9质量份(树脂固体成分)、白色的TiO2粉末颜料(平均粒径:0.2μm)35.2质量份和作为体质颜料的滑石(平均粒径:20μm)11.7质量份混合,添加有机溶剂23.2质量份制作了膏料。接着,将该膏料在通过上述的方式制作的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的全体之上,以厚度成为10μm的方式进行丝网印刷。之后,在70℃干燥10分钟,通过进一步在320℃烧制15分钟,形成了白色的着色层,得到了玻璃物品。
对于得到的玻璃物品确认了色泽时发现,作为实施例的试样No.1~98是与着色层同等的白色,而作为比较例的试样No.99与着色层相比有些发黄,着色层的色彩存在受损。
图2是在试样No.89(3mm厚)和在顶板市场中流通的已有的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板(3mm厚,通过上述方法测定的色度b*大于5)上形成有白色的着色层的玻璃物品的反射色度的测定结果(反射色度是使用康佳美能达社制的CM-600d进行的测定。)。从图2可知,试样No.89中,与着色层没有反射色度之差,能够显现着色层的色彩。另一方面,已有的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板中,与着色层的反射色度之差较大,不能够显现着色层的色彩。需要说明的是,对于红色、粉色、蓝色、银色、绿色等着色层也确认了本发明的效果。
符号说明
1 玻璃物品
2 Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板
2a 烹饪面
2b 背面
3 着色层
Claims (7)
1.一种玻璃物品,其特征在于,包括:
厚度为3mm时的明度L*为70以上、色度a*为±5以内、色度b*为±5以内的Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板和形成于Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的背面的着色层。
2.如权利要求1所述的玻璃物品,其特征在于:
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板中以质量%计含有SiO2:40~90%、Al2O3:5~30%、Li2O:1~10%、TiO2:0以上且低于2%、SnO2:0~20%、ZrO2:1~20%、MgO:0~10%、P2O5:0~10%、Sb2O3+As2O3:0以上且低于2%。
3.如权利要求1或2所述的玻璃物品,其特征在于:
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的外观为无色透明。
4.如权利要求1~3中任一项所述的玻璃物品,其特征在于:
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的在厚度为3mm、波长为300nm时的透光率为10%以上。
5.如权利要求1~4中任一项所述的玻璃物品,其特征在于:
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的在30~380℃时的热膨胀系数为30×10-7/℃以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的玻璃物品,其特征在于:
Li2O-Al2O3-SiO2系结晶化玻璃板的在30~750℃时的热膨胀系数为30×10-7/℃以下。
7.一种烹饪器具用顶板,其特征在于,包括:
权利要求1~6中任一项所述的玻璃物品。
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