JP2002047035A - ガラスの着色方法 - Google Patents
ガラスの着色方法Info
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Abstract
の製造方法の提供。 【解決手段】徐冷点ΘAが100℃以上であり遷移元素
を含有するガラスの着色方法であって、温度がΘA以下
である前記ガラスに波長が20nm以下である電磁波を
照射し、該電磁波照射後に前記ガラスを100℃〜ΘA
の範囲に5分以上保持するガラスの着色方法。
Description
るガラスの着色方法に関する。
製品におけるガラスの着色は、ガラスに種々の着色成分
を含有させそれらの含有量を所望の色に応じて調整する
いわゆるバルク着色、ガラス表面にスパッタリング法等
によって一層または多層の膜を形成しこの膜の構成を所
望の色に応じて調整するいわゆる表面着色等によって行
われていた。
ガラス製品に用いられる。ここでいう着色ガラス製品の
5mm厚さ換算の可視光線透過率TVは、典型的には8
0%以下である。一方、表面着色は、バルク着色に比べ
一般に工程が増加する、前記膜は一般に傷つきやすい等
の理由により、大量に生産される着色ガラス製品には通
常は用いられない。ただし、バルク着色によっては所望
の色その他光学特性が容易には得られない場合、表面着
色は大量に生産される着色ガラス製品に用いられる。
サイクル、すなわち使用済みまたは破損したガラス製品
の再利用が望まれている。このリサイクルにおいて特に
問題となるのが、バルク着色が行われた着色ガラス製品
(バルク着色ガラス)に関係するリサイクルである。
再溶融してバルク着色ガラスを製造するリサイクルにお
いては、原料として再利用する前記種々の色のバルク着
色ガラスの色毎の分別が必須であるが、この分別には多
くの工程が必要となる問題がある。また、色毎の生産量
が色毎の再利用すべき量よりも少ない場合に、再利用す
べきバルク着色ガラスの余剰分をリサイクルできなくな
る問題がある。本発明は、従来バルク着色が行われてい
た着色ガラス製品の前記リサイクル問題を解決するガラ
スの着色方法の提供を目的とする。
100℃超であり遷移元素を含有するガラスの着色方法
であって、温度がΘA以下である前記ガラスに波長が2
0nm以下である電磁波を照射し、該電磁波照射後に前
記ガラスを100℃〜ΘAの範囲に5分以上保持するガ
ラスの着色方法を提供する。
X線等の高エネルギー電磁波を照射し、この照射後のガ
ラスの温度を高温に保つことにより、通常のバルク着色
において使用されるよりも少量の遷移元素を含有するガ
ラスを、前記通常のバルク着色によって得られる着色ガ
ラスと同等の着色ガラスとできることを見出し、本発明
に至った。
ス(本発明着色ガラス)の遷移元素の含有量は、従来の
バルク着色ガラスよりも少量であってもよく、本発明着
色ガラスを再溶融して得られるガラスを着色していない
ガラスとすることもできる。この場合、本発明着色ガラ
ス製品は分別することなくすべて着色していないガラス
に再生することが可能になる。
記TVを0.2%以上低下させることをいう。ここで、
TVはJIS R3106の3.4「単板ガラスの可視
光透過率及び可視光反射率の計算」に準じて計算され
る。なお、JIS R3106においては標準の光D65
が使用されているが、本明細書におけるTVの計算にお
いてはJIS Z8720 3.2「標準の光」に規定
されている標準の光Aが使用される。
0℃超である。なお、徐冷点とはガラスの粘度が1013
ポアズとなる温度であり、たとえば、窓ガラス等に使用
されているソーダライムシリカガラスのΘAは典型的に
は550℃である。
7A、8および1B族元素)を含有するが、該遷移元素
はTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cuおよ
びCeからなる群から選ばれる1種以上であることが好
ましい(態様A)。
であるガラスに波長λが20nm以下である電磁波が照
射される。前記電磁波が照射されるガラスの温度Θ0が
ΘA超ではガラスが変形するおそれがある。Θ0は典型的
には室温である。なお、Θ0は0℃以上であることが好
ましい。
収されにくくなり、所望のガラスの着色が得られない、
すなわちTVの低下量が小さすぎる。好ましくは10n
m以下である。また、λは0.001nm以上であるこ
とが好ましい。0.001nm未満では、やはり電磁波
がガラスに吸収されにくくなり、所望のガラスの着色が
得られなくなるおそれがある。好ましくは0.005n
m以上である。典型的には波長が0.005〜0.2n
mである電磁波(X線)が使用される。
0℃〜ΘAの範囲に5分以上保持される。前記保持する
時間t1が5分未満では所望のガラスの着色が得られな
い。好ましくは10分以上、より好ましくは30分以
上、特に好ましくは60分以上である。また、t1は2
4時間以下であることが好ましい。より好ましくは8時
間以下である。
持すべき温度Θ1が100℃未満では、着色したガラス
のTVが時間とともに増大し所望のガラスの着色が得ら
れなくなる。ΘAが200℃超の場合はΘ1は好ましくは
170℃以上、より好ましくは200℃以上である。一
方、Θ1がΘA超ではガラスが変形するおそれがある。Θ
1は(ΘA−100℃)以下であることが好ましい。
00R(レントゲン)以上であることが好ましい。10
0R未満では所望のガラスの着色が得られなくなるおそ
れがある。なお、Eは108R以下であることが好まし
い。108R超にしてもガラスの着色に変化が認められ
なくなる、すなわち電磁波照射効果が飽和する可能性が
ある。
表示で、TiのTiO2表示含有量、VのV2O5表示含
有量、CrのCr2O3表示含有量、MnのMnO2表示
含有量、FeのFe2O3表示含有量、CoのCoO表示
含有量、NiのNiO表示含有量、CuのCuO表示含
有量およびCeのCeO2表示含有量の合計ΣMxOyは
0.01〜2.5%であることがより好ましい。以下、
含有量は質量百分率表示で示す。
スの着色が得られなくなるおそれがある。より好ましく
は0.02%以上、特に好ましくは0.05%以上であ
る。2.5%超ではTVが小さくなりすぎるおそれがあ
る。より好ましくは1%以下、特に好ましくは0.1%
以下である。
2O3表示含有量は0.05〜2%であることがより好ま
しい。0.05%未満では紫外線透過率または日射透過
率が大きくなりすぎるおそれがある。より好ましくは
0.08%以上、特に好ましくは0.1%以上である。
2%超ではTVが小さくなりすぎるおそれがある。より
好ましくは1%以下、特に好ましくは0.6%以下であ
る。
OおよびNa2Oを含有し、これら3成分の含有量の合
計が60〜99.9%であることが好ましい。このよう
なガラスとして窓ガラス等に使用されているソーダライ
ムシリカガラスが例示される。このソーダライムシリカ
ガラスにおける遷移元素以外の成分の含有量は、たとえ
ば、SiO2:65〜75%、Al2O3:0.2〜2
%、MgO:2〜5%、CaO:7〜12%、Na
2O:11〜16%、K2O:0〜2%である。
A=550℃)、および厚さが4mmの概ね無色のフロ
ートガラスB(ΘA=550℃)を用意し、これらを3
5mm×35mmの大きさに切断して試料とした。
2:70.9%、Al2O3:1.9%、MgO:4.2
%、CaO:8.5%、Na2O:12.8%、K2O:
0.8%、Fe2O3:0.50%、MnO2:0.02
%、TiO2:0.08%、SO3:0.18%である。
また、フロートガラスBは、Fe2O3:0.08%、M
nO2:0.01%、TiO2:0.03%、を含有し、
その母ガラス、すなわちこれら遷移元素以外の成分から
なる部分の組成はフロートガラスAの母ガラスの組成に
同じである。
X線を発生させる蛍光X線分析装置に入れ、温度
(Θ0)が25℃の状態でX線(中心波長:0.05n
m)を照射した。前記照射終了から2時間後に試料を電
気炉に入れ、所定温度に所定時間保持する加熱処理を行
った。該加熱処理終了後試料を直ちに電気炉から取り出
し、大気中で25℃まで冷却した。冷却された試料のT
V、5mm厚さ換算の日射透過率TE、主波長λdおよび
色純度Peを測定した。
2〜7は試料としてフロートガラスBをそれぞれ使用し
た。結果を次のように表1に示す。Fe2O3からCeO
2までの欄に質量百分率表示の遷移元素含有量(単位:
%)を当該酸化物表示または当該遷移元素表示で、Rの
欄に全鉄中の2価鉄の割合(単位:%)を、t0の欄に
前記X線照射時間(単位:分)を、Θ1およびt1の欄に
前記加熱処理の温度(単位:℃)および保持時間(単
位:分)を、それぞれ示す。また、前記X線照射前およ
び照射後の試料のTV(単位:%)、TE(単位:%)、
λd(単位:nm)、Pe(単位:%)を、それぞれTV0
からPe0までの欄およびTV1からPe1までの欄にそれぞ
れ示す。例2のλd1が負であるのは、これが補色主波長
であることを示す。
較例である。一方、たとえば例4〜7のTV1、λd1、P
e1は例8のTV0、λd0、Pe0に比較的近いが、その遷移
元素含有量はMnを除くいずれの成分についても例8よ
りも少なく、そのX線照射前のガラスのTV(TV0)は
89.9%、すなわち80%超であり、着色していない
ガラスといってよいものである。
場合、「着色していないガラス」との分別は必須である
が、例4〜7の本発明着色ガラスについては再溶融する
と「着色していないガラス」に戻るので「着色していな
いガラス」と分別する必要はない。
理を行わなかった以外は例2と同様にして作製したガラ
ス(非加熱ガラス)とについて光学特性の経時変化を調
べた。本発明着色ガラスについては加熱処理後476分
までTV、λd、Peのいずれにも変化は認められなかっ
た。一方、非加熱ガラスについては、表2に示すように
X線照射後10分で光学特性の変化が認められた。これ
は、本発明における加熱処理が光学特性の安定化のため
に必須であることを示す。
欄に、または表4のFe2O3からNiOまでの欄に、表
1と同様にして遷移元素の含有量を示す例9〜15、例
17〜19のガラスの試料を作製した。すなわち、目標
組成となるように原料を調合、混合し、白金るつぼに入
れて1480℃の電気炉中で3時間溶解した。その後、
カーボン板上に溶融ガラスを流し出し、600℃で徐冷
後室温まで冷却した。得られたガラスを切断、研磨して
厚さ4mm、大きさ35mm×35mmの試料を得た。
の母ガラスの組成はいずれも、SiO2:71.9%、
Al2O3:1.8%、MgO:3.9%、CaO:8.
4%、Na2O:13.1%、K2O:0.5%、S
O3:0.2%であり、ΘAはいずれも551℃である。
線照射、加熱処理、光学特性測定を行った。結果を表3
に示す。例16は従来のバルク着色ガラス(母ガラスの
組成はフロートガラスAの母ガラスの組成に同じ。)で
あり、比較例である。
6のTV0、λd0、Pe0に比較的近いが、その遷移元素含
有量はいずれの成分についても例19よりも少なく、そ
のX線照射前のガラスのTV(TV0)は86.2%であ
り着色していないガラスといってよいものである。例1
6のバルク着色ガラスをリサイクルする場合、例8のバ
ルク着色ガラスと同様に分別は必須であるが、例9の本
発明着色ガラスをリサイクルする場合、分別は必須では
ない。
イクルできる着色ガラスを製造できる。
Claims (5)
- 【請求項1】徐冷点ΘAが100℃超であり遷移元素を
含有するガラスの着色方法であって、温度がΘA以下で
ある前記ガラスに波長が20nm以下である電磁波を照
射し、該電磁波照射後に前記ガラスを100℃〜ΘAの
範囲に5分以上保持するガラスの着色方法。 - 【請求項2】前記遷移元素が、Ti、V、Cr、Mn、
Fe、Co、Ni、CuおよびCeからなる群から選ば
れる1種以上である請求項1に記載のガラスの着色方
法。 - 【請求項3】質量百分率表示で、TiのTiO2表示含
有量、VのV2O5表示含有量、CrのCr2O3表示含有
量、MnのMnO2表示含有量、FeのFe2O3表示含
有量、CoのCoO表示含有量、NiのNiO表示含有
量、CuのCuO表示含有量およびCeのCeO2表示
含有量の合計が0.01〜2.5%である請求項2に記
載のガラスの着色方法。 - 【請求項4】質量百分率表示で、FeのFe2O3表示含
有量が0.05〜2%である請求項2または3に記載の
ガラスの着色方法。 - 【請求項5】前記遷移元素を含有するガラスがSi
O2、CaOおよびNa2Oを含有し、これら3成分の含
有量の合計が質量百分率表示で60〜99.9%である
請求項1、2、3または4に記載のガラスの着色方法。
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JP2000231161A JP4370704B2 (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | ガラスの着色方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005170735A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Ishizuka Glass Co Ltd | 酸化反応促進性ガラス材 |
-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000231161A patent/JP4370704B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005170735A (ja) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Ishizuka Glass Co Ltd | 酸化反応促進性ガラス材 |
JP4549665B2 (ja) * | 2003-12-11 | 2010-09-22 | 石塚硝子株式会社 | ガラス容器 |
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JP4370704B2 (ja) | 2009-11-25 |
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