JP2010064922A - Glass - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide low thermal expansive glass exhibiting a superior clarifying effect and high productivity at the same time without containing an As ingredient and an Sb ingredient. <P>SOLUTION: The glass is characterized by including an SiO<SB>2</SB>ingredient, an Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>ingredient, a B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>ingredient and a CeO<SB>2</SB>ingredient and/or an SnO<SB>2</SB>ingredient in terms of oxides and by that the total amount γ of the CeO<SB>2</SB>ingredient and/or the SnO<SB>2</SB>ingredient is satisfied with an equation of γ≥0.005α+0.0189β<SP>2</SP>+0.011β-5.5 (wherein, α is liquid phase temperature; and β is the content of the B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>ingredient). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、有害物質の含有量を低減した低熱膨張性ガラスに関する。   The present invention relates to a low thermal expansion glass with a reduced content of harmful substances.

平均線膨張係数の低い低熱膨張性ガラスは精密機器分野における基板材、耐熱ガラス等の幅広い分野で使用されている。このようなガラスは一般的にSiO成分が比較的多いため、製造工程における液相状態でのガラスの粘度が高くなり、清澄化が困難である。そのため、このような低熱膨張性ガラスはAs成分やSb成分を含有させることにより清澄効果を得ていた。As成分またはSb成分は高い清澄効果が得られるため、溶融ガラスの粘性が高く泡が抜けにくい低熱膨張性ガラスの製造には欠かせないものであったが、近年、ガラス成分から有害物質を排除する要求が高まり、As成分、Sb成分を含まない低熱膨張性ガラスが求められている。 Low thermal expansion glass having a low average linear expansion coefficient is used in a wide range of fields such as substrate materials and heat-resistant glass in the precision instrument field. Since such glass generally has a relatively large amount of SiO 2 component, the viscosity of the glass in the liquid phase in the production process is high, and clarification is difficult. Therefore, such a low thermal expansion glass has obtained a clarification effect by containing an As component and an Sb component. The As component or Sb component has a high refining effect, so it has been indispensable for the production of low thermal expansion glass with high viscosity of molten glass and difficult to escape bubbles. Accordingly, there is a demand for low thermal expansion glass that does not contain As and Sb components.

低熱膨張性ガラスは溶融ガラスの粘性が高く、液相温度が高いため、B成分を含有させることにより、溶融ガラスの粘度をできるだけ低くし、液相温度を下げて成型性を良くしたり、溶解炉の操業温度を低下させたりすることにより生産性を確保していた。B成分は平均熱膨張係数の上昇を抑制しながらも溶融ガラスの粘性を低下させる効果を有するため、泡が上昇しやすく清澄化が容易となりやすい一方で、B成分自身が揮発性に富むため、ガラス溶融時のリボイル(再泡)を招き易い。従って、As成分、Sb成分等の高い清澄効果を有する脱泡剤を使用する場合は、B成分によるリボイルを抑制しつつ、溶融ガラスの粘性が低下する効果により十分な清澄化が実現できていたが、As成分、Sb成分の使用が制限されている状況下においてはB成分によるリボイルを抑制しきれずガラスの清澄化がより困難なものとなり、近年の要求に対応できる低熱膨張性ガラスの開発は困難を極めている。 Low thermal expansion glass has a high viscosity of molten glass and a high liquidus temperature. By containing B 2 O 3 component, the viscosity of molten glass is made as low as possible and the liquidus temperature is lowered to improve the moldability. Or reducing the operating temperature of the melting furnace to ensure productivity. The B 2 O 3 component has the effect of lowering the viscosity of the molten glass while suppressing an increase in the average thermal expansion coefficient, so that the bubbles are likely to rise and the clarification is easy, while the B 2 O 3 component itself is Because of its high volatility, it tends to cause reboiling (re-foaming) during glass melting. Therefore, when using a defoaming agent having a high clarification effect such as an As component or Sb component, sufficient clarification is realized by the effect of reducing the viscosity of the molten glass while suppressing reboiling by the B 2 O 3 component. However, under the situation where the use of As and Sb components is restricted, the reboiling caused by the B 2 O 3 component cannot be suppressed, making glass clarification more difficult. Development of expandable glass is extremely difficult.

特許文献1に記載のガラスはAs、Sb成分の使用を控えた熱膨張係数が38×10−7−1〜52×10−7−1の低熱膨張性ガラスが開示されているが、溶解および徐冷後のガラスの1g当たりの泡数が多く、精密機器分野などへの用途を考慮すると清澄効果が十分ではない。
特開2004−284949号公報
The glass described in Patent Document 1 discloses a low thermal expansion glass having a thermal expansion coefficient of 38 × 10 −7 ° C. −1 to 52 × 10 −7 ° C. −1 with no use of As and Sb components. The number of bubbles per gram of the glass after melting and slow cooling is large, and the clarification effect is not sufficient when considering applications in the field of precision instruments.
JP 2004-284949 A

本発明の目的は、As成分、Sb成分を含有しなくとも良好な清澄効果と高い生産性を両立する低熱膨張性ガラスを提供することである。   An object of the present invention is to provide a low thermal expansion glass that achieves both a good fining effect and high productivity without containing an As component and an Sb component.

本発明者は上記の課題に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、SiO成分、Al成分、B成分を主要成分として、CeO成分および/またはSnO成分を清澄剤として含有させ、これらの含有量と、ガラスの液相温度、B成分の含有量とが特定の関係を満たすことによって、良好な清澄性と高い生産性を両立するガラスが得られることを見いだし、この発明を完成したものであり、その具体的な構成は以下の通りである。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventor has made SiO 2 component, Al 2 O 3 component and B 2 O 3 component as main components, and CeO 2 component and / or SnO 2 component as clarifying agents. When these contents, the liquidus temperature of the glass, and the content of the B 2 O 3 component satisfy a specific relationship, it is possible to obtain a glass having both good clarity and high productivity. As a result, the present invention has been completed, and its specific configuration is as follows.

(構成1)
酸化物基準でSiO成分、Al成分、B成分、CeOおよび/またはSnO成分を含有し、
CeO成分および/またはSnO成分の合計量γが
γ≧0.005α+0.0189β+0.011β−5.5 (α;液相温度 β;B成分の含有量)の関係を満足することを特徴とするガラス。
(構成2)
酸化物基準の質量%で
SiO成分を48〜65%
Al成分を8〜25%
成分を0%を超え、12%以下
含有する構成1に記載のガラス。
(構成3)
酸化物基準の質量%で、CeO成分および/またはSnO成分を0.01〜3%含有することを特徴とする構成1または2記載のガラス。
(構成4)
酸化物基準の質量%で
CaO成分を0〜5%、および/または
MgO成分を0〜20%、および/または
BaO成分を0〜5%、および/または
SrO成分を0〜5%、および/または
ZnO成分を0〜15%、および/または
ZrO成分を0〜5%、および/または
TiO成分を0〜5%、および/または
LiO成分、NaO成分、KO成分から選ばれる1種以上の成分の合計を0〜10%含有することを特徴とする構成1〜3のいずれかに記載のガラス。
(構成5)
酸化物基準の質量%で
、La、Gd、Bi、WO、NbおよびTaの各成分の1種または2種以上の合計を0〜7%の範囲で含有することを特徴とする構成1〜4のいずれかに記載のガラス。
(構成6)
ガラスの粘度が102.5dPa・sを示すときの温度が1450℃以下であることを特徴とする構成1〜5のいずれかに記載のガラス。
(構成7)
0〜300℃における平均線膨張係数が25〜55×10−7−1であることを特徴とする構成1〜6のいずれかに記載のガラス。
(構成8)
F、Cl、Br、I、Pb、As、およびSb元素をガラス構成成分として含有しないことを特徴とする構成1〜7のいずれかに記載のガラス。
(Configuration 1)
Containing SiO 2 component, Al 2 O 3 component, B 2 O 3 component, CeO 2 and / or SnO 2 component on oxide basis,
The total amount γ of CeO 2 component and / or SnO 2 component satisfies the relationship of γ ≧ 0.005α + 0.0189β 2 + 0.011β-5.5 (α: liquidus temperature β; content of B 2 O 3 component) A glass characterized by that.
(Configuration 2)
48 to 65% of SiO 2 component by mass% based on oxide
Al 2 O 3 component 8-25%
B 2 O 3 component exceeds 0%, glass according to the structure 1 containing 12% or less.
(Configuration 3)
The glass according to Configuration 1 or 2, wherein the glass contains 0.01 to 3% of a CeO 2 component and / or a SnO 2 component by mass% based on an oxide.
(Configuration 4)
0 to 5% CaO component and / or 0 to 20% MgO component and / or 0 to 5% BaO component and / or 0 to 5% SrO component and / or Or 0-15% of ZnO component, and / or 0-5% of ZrO 2 component, and / or 0-5% of TiO 2 component, and / or Li 2 O component, Na 2 O component, K 2 O component The glass according to any one of the structures 1 to 3, which contains 0 to 10% of a total of one or more components selected from the group consisting of:
(Configuration 5)
One or more of each component of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 in mass% based on the oxide Glass in any one of the structures 1-4 characterized by containing a total in 0 to 7% of range.
(Configuration 6)
The glass according to any one of Structures 1 to 5, wherein the temperature when the viscosity of the glass exhibits 10 2.5 dPa · s is 1450 ° C. or lower.
(Configuration 7)
The glass according to any one of Structures 1 to 6, wherein an average linear expansion coefficient at 0 to 300 ° C. is 25 to 55 × 10 −7 ° C. −1 .
(Configuration 8)
The glass according to any one of Structures 1 to 7, which does not contain F, Cl, Br, I, Pb, As, and Sb elements as glass components.

本発明のガラスは0〜300℃における平均線膨張係数が25〜55×10−7−1の範囲であり、成形後ガラスの100cm当たりの泡数が50個以下と高い脱泡性を示し、ガラスの粘度が102.5dPa・sを示すときの温度が1450℃以下であるので、低い温度で溶解成形が可能であり、高い生産性を有する。 The glass of the present invention has an average coefficient of linear expansion at 0 to 300 ° C. in the range of 25 to 55 × 10 −7 ° C. −1 , and has a high defoaming property with 50 or less bubbles per 100 cm 3 of the glass after molding. Since the temperature when the viscosity of the glass exhibits 10 2.5 dPa · s is 1450 ° C. or lower, melt molding is possible at a low temperature, and the productivity is high.

本発明のガラスを構成する各組成成分について述べる。なお、各成分の含有量は酸化物基準の質量%で示す。ここで、「酸化物基準」とは、本発明のガラスの構成成分の原料として使用される酸化物、硝酸塩等が溶融時にすべて分解され酸化物へ変化すると仮定して、ガラス中に含有される各成分の組成を表記する方法であり、この生成酸化物の質量の総和を100質量%として、ガラス中に含有される各成分の量を表記する。   Each composition component which comprises the glass of this invention is described. In addition, content of each component is shown by the mass% of an oxide basis. Here, the “oxide standard” is contained in the glass on the assumption that oxides, nitrates and the like used as raw materials of the constituent components of the glass of the present invention are all decomposed and changed into oxides when melted. This is a method of expressing the composition of each component, and the amount of each component contained in the glass is described with the total mass of the generated oxides being 100% by mass.

本発明のガラスは酸化物基準でSiO成分、Al成分、B成分、CeOおよび/またはSnO成分を含有し、
CeO成分および/またはSnO成分の合計量γが、
γ≧0.005α+0.0189β+0.011β−5.5 (α;液相温度 β;B成分の含有量)の関係を満足することを特徴とする。
SiO成分、Al成分、B成分は低熱膨張性ガラスの主要成分であり、CeO成分および/またはSnO成分は清澄剤としての効果をもたらす。
そして、SiO成分、Al成分、B成分と必要に応じて含有される任意の成分によって決まるガラスの液相温度と、B成分の含有量とCeOおよび/またはSnO成分の合計量の関係が上記の関係式を満たすように脱泡剤を含有させることにより、B成分によるリボイルを抑制して、良好な脱泡性と高い生産性を両立することが可能となる。
The glass of the present invention contains SiO 2 component, Al 2 O 3 component, B 2 O 3 component, CeO 2 and / or SnO 2 component on the oxide basis,
The total amount γ of the CeO 2 component and / or the SnO 2 component is
It satisfies the relationship of γ ≧ 0.005α + 0.0189β 2 + 0.011β−5.5 (α: liquidus temperature β; content of B 2 O 3 component).
The SiO 2 component, Al 2 O 3 component, and B 2 O 3 component are main components of the low thermal expansion glass, and the CeO 2 component and / or the SnO 2 component provide an effect as a fining agent.
Then, the liquidus temperature of the glass determined by the SiO 2 component, the Al 2 O 3 component, the B 2 O 3 component and any components contained as necessary, the content of the B 2 O 3 component, the CeO 2 and / or Or, by adding a defoaming agent so that the relationship of the total amount of SnO 2 components satisfies the above relational expression, reboiling by B 2 O 3 components is suppressed, and both good defoaming properties and high productivity are achieved. It becomes possible to do.

ここで、上記液相温度とは、結晶が存在しないガラス融液を降温していく過程で結晶の析出が始まる温度である。 測定は、例えば株式会社米倉製作所製顕微鏡用高温観察ステージMS−TPSを用いて、ガラス融液の温度を降温しながら顕微鏡で観察し、結晶の析出が確認された時の温度を読み取ることにより行えば良い。 Here, the liquidus temperature is a temperature at which precipitation of crystals begins in the process of lowering the temperature of the glass melt in which no crystals exist. The measurement is performed by, for example, using a high-temperature observation stage MS-TPS for microscopes manufactured by Yonekura Seisakusho Co., Ltd., by observing with a microscope while lowering the temperature of the glass melt, and reading the temperature when the precipitation of crystals is confirmed. Just do it.

上記の関係を満たすCeOおよび/またはSnO成分の合計量よりもガラスに含有されるCeOおよび/またはSnO成分の合計量が少ない場合、ガラスの脱泡性が十分に行われず、良好な脱泡性と高い生産性を両立する低熱膨張性ガラスを得ることが困難となる。 If the total amount of CeO 2 and / or SnO 2 component is contained in the glass than the total amount of CeO 2 and / or SnO 2 component satisfies the above relationship is small, defoaming property of the glass is not sufficiently good It is difficult to obtain a low thermal expansion glass that achieves both excellent defoaming properties and high productivity.

ここで、本発明のガラス中におけるCe成分、Sn成分は複数の価数をとりうるが、上記の酸化物基準で換算する場合はそれぞれCeOおよびSnOとして換算し、例えばCeまたはSnO等として換算しない。 Here, the Ce component and the Sn component in the glass of the present invention can take a plurality of valences, but when converted on the basis of the above oxide, they are converted as CeO 2 and SnO 2, respectively, for example, Ce 2 O 3 or Not converted as SnO 2 or the like.

SiO成分はガラスの網目形成成分であり、低熱膨張性に寄与する。
所望の平均線膨張係数を得やすくするためには、SiO成分の含有量の下限を48%とすることが好ましく、49%とすることがより好ましく、50%とすることが最も好ましい。
また、本発明のガラスの溶融温度をより低くし、低温溶融性をより良くするためには、SiO成分の含有量の上限は65%とすることが好ましく、62%とすることがより好ましく、60%とすることが最も好ましい。
The SiO 2 component is a glass network forming component and contributes to low thermal expansion.
In order to easily obtain a desired average linear expansion coefficient, the lower limit of the content of the SiO 2 component is preferably 48%, more preferably 49%, and most preferably 50%.
Further, in order to lower the melting temperature of the glass of the present invention and improve the low temperature melting property, the upper limit of the content of SiO 2 component is preferably 65%, more preferably 62%. 60% is most preferable.

Al成分は本発明においてSiOとともにガラス骨格を形成する成分である。
また、Al成分は耐熱性を向上させるとともに、ガラスの分相を抑制する効果がある。Al成分の含有量が8%未満では分相しやすくなり、上記効果を充分に得ることができない。したがって、この成分の含有量の下限を8%とすることが好ましい。上記効果を充分に得るためにはAl成分の下限を9%とすることがより好ましく、9.5%とすることが最も好ましい。
またAl成分の含有量が25%を超えると溶融性が著しく低下するので、この成分の含有量の上限は25%とすることが好ましく、24%とすることがより好ましく、23%とすることが最も好ましい。
The Al 2 O 3 component is a component that forms a glass skeleton together with SiO 2 in the present invention.
Further, the Al 2 O 3 component has an effect of improving the heat resistance and suppressing the phase separation of the glass. If the content of the Al 2 O 3 component is less than 8%, phase separation tends to occur and the above effect cannot be obtained sufficiently. Therefore, the lower limit of the content of this component is preferably 8%. In order to sufficiently obtain the above effects, the lower limit of the Al 2 O 3 component is more preferably 9%, and most preferably 9.5%.
Further, if the content of the Al 2 O 3 component exceeds 25%, the meltability is remarkably lowered. Therefore, the upper limit of the content of this component is preferably 25%, more preferably 24%, 23% Is most preferable.

成分は溶融ガラスの粘性および液相温度を下げる効果があるので、0%を超えて含有させることが好ましい。B成分が含有されない場合、溶融ガラスの粘性が高くなり、ガラスの成型性が悪くなり、また、溶解温度が高くなるためガラスの生産性が低下しやすくなる。ガラスの生産性を向上させるためにはB成分の含有量の下限を1%とすることがより好ましく、1.5%とすることが最も好ましい。
また、B成分の含有量が12%を超えるとガラスの化学的耐久性悪化が加速してしまう。さらには溶融工程においてリボイルが発生しやすくなるので、B成分の含有量の上限は12%とすることが好ましく、11.5%とすることがより好ましく、11%とすることが最も好ましい。
Since the B 2 O 3 component has an effect of lowering the viscosity and liquid phase temperature of the molten glass, it is preferable to contain more than 0%. When the B 2 O 3 component is not contained, the viscosity of the molten glass is increased, the glass moldability is deteriorated, and the melting temperature is increased, so that the productivity of the glass is easily lowered. In order to improve the productivity of the glass, the lower limit of the content of the B 2 O 3 component is more preferably 1%, and most preferably 1.5%.
Further, B 2 O 3 content of component exceeds 12%, the chemical durability deterioration of the glass resulting in accelerated. Furthermore, since reboiling is likely to occur in the melting step, the upper limit of the content of the B 2 O 3 component is preferably 12%, more preferably 11.5%, and most preferably 11%. preferable.

脱泡剤として十分な効果を得やすくするためには、CeO成分またはSnO成分の1種以上の合計量は0.01%以上であることが好ましく、0.05%以上であることがより好ましく、0.1%以上であることが最も好ましい。
一方で、CeO成分またはSnO成分の1種以上の合計量が3%を超えるとSnが金属として析出しやすくなる、またはCeOによる可視光の短波長域および紫外線領域の透過率の低下をもたらすため3%以下であることが好ましく、2.8%以下であることがより好ましく、2.5%以下であることが最も好ましい。
前記γ、α、βの関係式を満たし、かつCeO成分またはSnO成分上記の範囲とすることで高い清澄効果がより得やすくなる。 尚、CeO成分またはSnO成分は双方共に含有させても清澄効果を鈍化させることはなく、むしろ助長される効果がある。
In order to make it easy to obtain a sufficient effect as a defoaming agent, the total amount of at least one CeO 2 component or SnO 2 component is preferably 0.01% or more, and more preferably 0.05% or more. More preferably, it is most preferably 0.1% or more.
On the other hand, if the total amount of one or more of the CeO 2 component or the SnO 2 component exceeds 3%, Sn is likely to precipitate as a metal, or the visible light short wavelength region and the transmittance in the ultraviolet region are reduced by CeO 2. Is preferably 3% or less, more preferably 2.8% or less, and most preferably 2.5% or less.
The gamma, alpha, satisfy the relationship of beta, and that the high fining effect of the CeO 2 component or SnO 2 component above range is more easily obtained. Incidentally, CeO 2 component or SnO 2 component is not possible to slow down the clarifying effect be incorporated into both, the effect to be promoted, rather.

MgO成分は、本発明において、ガラスの粘性を下げ、失透を抑制する効果があるので任意で添加できる成分である。ただし、前記の効果を得やすくするためにはMgO成分の含有量の下限を10%として含有することが好ましく、含有量の下限を12%として含有することが最も好ましい。
また、MgO成分の含有量が20%を超えると所望の熱膨張係数が得られなくなる。したがって、この成分の含有量の上限は20%とすることが好ましく、19%とすることがより好ましく、18%とすることが最も好ましい。
In the present invention, the MgO component is a component that can be optionally added because it has the effect of reducing the viscosity of the glass and suppressing devitrification. However, in order to make it easy to obtain the above effect, the lower limit of the content of the MgO component is preferably 10%, and the lower limit of the content is most preferably 12%.
On the other hand, when the content of the MgO component exceeds 20%, a desired thermal expansion coefficient cannot be obtained. Therefore, the upper limit of the content of this component is preferably 20%, more preferably 19%, and most preferably 18%.

CaO成分は低温溶融性を向上させ、失透傾向を抑制しやすくするので任意で添加できる成分である。ただし含有量が大きくなると、耐酸性が低下しやすくなるともに平均線膨張係数が大きくなりやすくなるので、その含有量の上限は好ましくは5%、より好ましくは4%であり、最も好ましくは3%である。   The CaO component is a component that can be optionally added because it improves the low-temperature meltability and easily suppresses the devitrification tendency. However, as the content increases, the acid resistance tends to decrease and the average linear expansion coefficient tends to increase, so the upper limit of the content is preferably 5%, more preferably 4%, and most preferably 3%. It is.

BaO成分は低温溶融性を向上させやすくするので、任意で添加できる成分である。ただし添加量が多いと平均線膨張係数が大きくなりやすくなるため、その含有量の上限は、好ましくは5%、より好ましくは4%であり、最も好ましくは3%である。   The BaO component is a component that can be optionally added because it makes it easier to improve the low-temperature meltability. However, since the average linear expansion coefficient tends to increase when the amount added is large, the upper limit of the content is preferably 5%, more preferably 4%, and most preferably 3%.

SrO成分は低温溶融性を向上させやすくするので、任意で添加できる成分である。ただし添加量が多いと平均線膨張係数が大きくなりやすくなるため、その含有量の上限は、好ましくは5%、より好ましくは4%であり、最も好ましくは3%である。   The SrO component is a component that can be optionally added because it makes it easier to improve the low-temperature meltability. However, since the average linear expansion coefficient tends to increase when the amount added is large, the upper limit of the content is preferably 5%, more preferably 4%, and most preferably 3%.

ZnO成分は低温溶融性を向上させやすくするので、任意で添加できる成分である。ただし添加量が多いと平均線膨張係数が大きくなりやすくなるため、その含有量の上限は、好ましくは15%、より好ましくは14%であり、最も好ましくは13%未満である。   The ZnO component is a component that can be optionally added because it facilitates improving the low-temperature meltability. However, since the average linear expansion coefficient tends to increase when the amount added is large, the upper limit of the content is preferably 15%, more preferably 14%, and most preferably less than 13%.

ZrO成分はガラスの化学的耐久性を向上させる効果があるので任意で添加できる成分である。ただし、含有量が5%を超えると溶融温度が高くなるので、この成分の含有量の上限は5%とすることが好ましく、より好ましくは4%であり、最も好ましくは3.5%である。 The ZrO 2 component is an ingredient that can be optionally added because it has the effect of improving the chemical durability of the glass. However, since the melting temperature increases when the content exceeds 5%, the upper limit of the content of this component is preferably 5%, more preferably 4%, and most preferably 3.5%. .

TiO成分はガラスの化学的耐久性を向上させる効果があるので任意で添加できる成分である。ただし、含有量が5%を超えると溶融温度が高くなるので、この成分の含有量の上限は5%とすることが好ましく、より好ましくは4%であり、最も好ましくは3%である。 Since the TiO 2 component has an effect of improving the chemical durability of the glass, it can be optionally added. However, since the melting temperature increases when the content exceeds 5%, the upper limit of the content of this component is preferably 5%, more preferably 4%, and most preferably 3%.

LiO成分、NaO成分、KO成分は、ガラスの溶融性を向上させる効果があるので、任意成分として添加することができる。ただし、LiO成分、NaO成分、KO成分から選択される1種以上の成分の含有量が10%を超えると、所望の熱膨張係数を得ることが困難になるので、これら成分の含有量の上限は10%とすることが好ましく、8%とすることがより好ましく、6%とすることが最も好ましい。 Since the Li 2 O component, the Na 2 O component, and the K 2 O component have an effect of improving the meltability of the glass, they can be added as optional components. However, if the content of one or more components selected from the Li 2 O component, the Na 2 O component, and the K 2 O component exceeds 10%, it becomes difficult to obtain a desired thermal expansion coefficient. The upper limit of the component content is preferably 10%, more preferably 8%, and most preferably 6%.

上記のLiO成分、NaO成分、KO成分から選択される1種以上の成分を含有させることにより、溶融ガラスの電気伝導性が高くなり、溶融ガラス中に通電することによる直接抵抗加熱が可能となる。直接抵抗加熱による製造を行うことで、バーナーの使用を極力低減することができ、バーナーの燃焼による溶融ガラス中へのOH基の混入を低減し、OH基混入によるガラスの化学的、物理的耐久性の悪化を抑止しやすくなる。 By including one or more components selected from the above Li 2 O component, Na 2 O component, and K 2 O component, the electrical conductivity of the molten glass is increased, and the direct flow by energizing the molten glass directly Resistance heating becomes possible. By manufacturing by direct resistance heating, the use of burners can be reduced as much as possible, the mixing of OH groups into the molten glass due to burner combustion is reduced, and the chemical and physical durability of the glass due to the mixing of OH groups It becomes easy to deter sexual deterioration.

、La、Gd、Bi、WO、NbおよびTaの各成分は熔融性の向上及び液相温度低下の効果が得られるので任意で含有できる成分である。ただし含有量が7%を超えると平均線膨張係数が高くなるのでこれらの成分の1種または2種以上の合計の含有量の上限を7%とすることが好ましく、より好ましくは6.8%であり、最も好ましくは6.5%である。 Each component of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 has the effect of improving the meltability and lowering the liquidus temperature. Therefore, it is a component that can be optionally contained. However, if the content exceeds 7%, the average linear expansion coefficient increases, so the upper limit of the total content of one or more of these components is preferably 7%, more preferably 6.8%. And most preferably 6.5%.

F、Cl、Br、I、Pb、As、およびSb元素は環境上有害な成分であるため、ガラス構成成分として含有しないことが好ましい。   Since F, Cl, Br, I, Pb, As, and Sb elements are environmentally harmful components, they are preferably not contained as glass constituents.

本発明によれば、ガラスの粘度が102.5dPa・sを示すときの温度が1450℃以下であり、より好ましい態様によれば、上記温度は1440℃以下であり、最も好ましい態様によれば上記温度は1430℃以下である。そのためガラス製造時の溶解炉の温度を低くできるため、生産に必要なエネルギーおよび生産設備の低コスト化を実現できる。 According to the present invention, the temperature when the viscosity of the glass exhibits 10 2.5 dPa · s is 1450 ° C. or less, and according to a more preferred embodiment, the temperature is 1440 ° C. or less, and according to the most preferred embodiment. In this case, the temperature is 1430 ° C. or lower. Therefore, since the temperature of the melting furnace at the time of glass manufacture can be lowered | hung, the cost reduction of the energy required for production and production equipment is realizable.

また、本発明のガラスは0〜300℃における平均線膨張係数は25〜55×10−7−1の範囲であり、より好ましい態様によれば上限は54×10−7−1であり、最も好ましい態様によれば53×10−7−1以下も実現可能である。 The average linear expansion coefficient of the glass is at 0 to 300 ° C. of the present invention is in the range of 25~55 × 10 -7-1, the upper limit according to a more preferred embodiment be a 54 × 10 -7-1 According to the most preferable embodiment, 53 × 10 −7 ° C.− 1 or less can be realized.

以下、本発明に係るガラスについて、具体的な実施例を挙げて説明する。   Hereinafter, the glass according to the present invention will be described with specific examples.

本発明の上記実施例および比較例のガラスは、いずれも表1〜表3に記載の組成となり、かつ、ガラス重量が2,000(g)となるように酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合した。これを通常の溶解装置を用いて約1300〜1550℃の温度で24〜72hr溶解し攪拌均質化を行い、塊状に成形後、除歪することでガラス成形体を得た。
その後ガラスを10×10×1(cm)の形状に鏡面加工後、顕微鏡にて内部を観察することにより、泡の個数を調べた。尚、検出可能な泡の最小径(直径)は10μmとした。また、得られた各々のガラスについて0℃〜300℃における平均線膨張係数(α)、液相温度、ガラスの粘度が102.5dPa・sとなる時の温度(T)を測定した。それらの値を泡数と共に表に記載する。
The glasses of the above examples and comparative examples of the present invention all have the compositions shown in Tables 1 to 3, and oxides, carbonates, nitrates, etc., so that the glass weight is 2,000 (g). The raw materials were mixed. This was melt | dissolved for 24 to 72 hours at the temperature of about 1300-1550 degreeC using the normal melt | dissolution apparatus, it stirred and homogenized, and after shape | molding in the lump shape, the glass molded object was obtained by carrying out distortion removal.
Thereafter, the glass was mirror-finished into a shape of 10 × 10 × 1 (cm), and the number of bubbles was examined by observing the inside with a microscope. The minimum detectable bubble diameter was 10 μm. The average linear expansion coefficient at 0 ° C. to 300 ° C. for a glass of the resulting each (alpha), the liquidus temperature, the temperature was measured (T) at which the viscosity of the glass is 10 2.5 dPa · s. These values are listed in the table along with the number of bubbles.

なお、平均線膨張係数はJOGIS(日本光学硝子工業会規格)16−2003「光学ガラスの常温付近の平均線膨張係数の測定方法」に則り、温度範囲を0℃から300℃に換えて測定した値をいう。
ガラスの粘度が102.5dPa・sとなる時の温度は有限会社オプト企業製BVM−13LHを用いて測定した値である。

The average linear expansion coefficient was measured by changing the temperature range from 0 ° C. to 300 ° C. according to JOGIS (Japan Optical Glass Industry Association Standard) 16-2003 “Measuring method of average linear expansion coefficient of optical glass near normal temperature”. Value.
The temperature at which the viscosity of the glass is 10 2.5 dPa · s is a value measured using BVM-13LH manufactured by Opto Corporation.

Figure 2010064922
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表1〜7に示されるとおり、本発明のガラスの実施例は、平均熱膨張計数が0℃〜300℃における平均線膨張係数が35.2〜52.3(×10−7−1)の範囲であった。また本発明の実施例は上記γ、α、βの関係式を満たしており、ガラス100cm中に含まれる残存泡数が12〜45個と、アンチモン成分、砒素成分を多量に使用した場合の結果と遜色ない清澄特性を示した。 As shown in Tables 1 to 7, in the examples of the glass of the present invention, the average coefficient of thermal expansion at an average thermal expansion coefficient of 0 ° C. to 300 ° C. is 35.2 to 52.3 (× 10 −7 ° C. −1 ). Range. In addition, the examples of the present invention satisfy the above relational expression of γ, α, β, the number of remaining bubbles contained in 100 cm 3 of glass is 12 to 45, and a large amount of antimony component and arsenic component are used. The results showed clear characteristics comparable to those of the results.

(比較例)
一方、比較例1〜3においては、ガラス100cm中に含まれる残存泡数を観察したところ、残存泡数は130〜210個であった。例えば比較例1のホウ酸含有量は6.8%、液相温度は1160℃であるので、上記0.005α+0.0189β+0.011β−5.5においてα=1160、β=6.8の値を代入した結果、γ≧1.249となる。この時比較例1のγに相当するCeO含有量は0.1であるので、関係式を満たしておらず、十分な脱泡効果が得られないことがわかる。
(Comparative example)
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, when the number of remaining bubbles contained in 100 cm 3 of glass was observed, the number of remaining bubbles was 130 to 210. For example, since the boric acid content in Comparative Example 1 is 6.8% and the liquidus temperature is 1160 ° C., α = 1160 and β = 6.8 in the above 0.005α + 0.0189β 2 + 0.011β−5.5. As a result of substituting the value, γ ≧ 1.249. At this time, since the CeO 2 content corresponding to γ of Comparative Example 1 is 0.1, it is understood that the relational expression is not satisfied and a sufficient defoaming effect cannot be obtained.

Claims (8)

酸化物基準でSiO成分、Al成分、B成分、CeOおよび/またはSnO成分を含有し、
CeO成分および/またはSnO成分の合計量γが
γ≧0.005α+0.0189β+0.011β−5.5 (α;液相温度 β;B成分の含有量)の関係を満足することを特徴とするガラス。
Containing SiO 2 component, Al 2 O 3 component, B 2 O 3 component, CeO 2 and / or SnO 2 component on oxide basis,
The total amount γ of CeO 2 component and / or SnO 2 component satisfies the relationship of γ ≧ 0.005α + 0.0189β 2 + 0.011β-5.5 (α: liquidus temperature β; content of B 2 O 3 component) A glass characterized by that.
酸化物基準の質量%で
SiO成分を48〜65%
Al成分を8〜25%
成分を0%を超え、12%以下
含有する請求項1に記載のガラス。
48 to 65% of SiO 2 component by mass% based on oxide
Al 2 O 3 component 8-25%
Glass according to claim 1, wherein the B 2 O 3 component exceeds 0%, containing 12% or less.
酸化物基準の質量%で、CeO成分および/またはSnO成分を0.01〜3%含有することを特徴とする請求項1または2記載のガラス。 3. The glass according to claim 1, wherein the glass contains 0.01 to 3% of a CeO 2 component and / or a SnO 2 component by mass% based on an oxide. 酸化物基準の質量%で
CaO成分を0〜5%、および/または
MgO成分を0〜20%、および/または
BaO成分を0〜5%、および/または
SrO成分を0〜5%、および/または
ZnO成分を0〜15%、および/または
ZrO成分を0〜5%、および/または
TiO成分を0〜5%、および/または
LiO成分、NaO成分、KO成分から選ばれる1種以上の成分の合計を0〜10%含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガラス。
0 to 5% CaO component and / or 0 to 20% MgO component and / or 0 to 5% BaO component and / or 0 to 5% SrO component and / or Or 0-15% of ZnO component, and / or 0-5% of ZrO 2 component, and / or 0-5% of TiO 2 component, and / or Li 2 O component, Na 2 O component, K 2 O component The glass according to any one of claims 1 to 3, comprising 0 to 10% of a total of one or more components selected from the group consisting of:
酸化物基準の質量%で
、La、Gd、Bi、WO、NbおよびTaの各成分の1種または2種以上の合計を0〜7%の範囲で含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のガラス。
One or more of each component of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Bi 2 O 3 , WO 3 , Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 in mass% based on the oxide The glass according to any one of claims 1 to 4, comprising a total content of 0 to 7%.
ガラスの粘度が102.5dPa・sを示すときの温度が1450℃以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のガラス。 The glass according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature when the viscosity of the glass exhibits 10 2.5 dPa · s is 1450 ° C or lower. 0〜300℃における平均線膨張係数が25〜55×10−7−1であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のガラス。 The average linear expansion coefficient in 0-300 degreeC is 25-55 * 10 < -7 > degreeC- 1 , The glass in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. F、Cl、Br、I、Pb、As、およびSb元素をガラス構成成分として含有しないことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のガラス。   The glass according to any one of claims 1 to 7, wherein F, Cl, Br, I, Pb, As, and Sb elements are not contained as glass constituents.
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