JP2023164073A - 分相ガラス - Google Patents
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Abstract
【課題】透明度が高く、かつ光の波長ごとに散乱特性が異なる分相ガラスの提供を目的とする。【解決手段】マトリックス相及び光散乱相を含む分相ガラスであって、平均組成が特定の範囲であり、前記光散乱相は粒型構造及び網目型構造の少なくとも１つの構造を有し、前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定したヘーズ及び全光線透過率が特定の範囲であり、前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、分光光度計によって測定した、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率をそれぞれＴ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００とするとき、Ｔ４４５、Ｔ５５５、Ｔ６００－Ｔ５５５及びＴ５５５－Ｔ４４５が特定の範囲である、分相ガラス。【選択図】なし
Description
本発明は分相ガラスに関する。
特許文献１には、有機ＥＬ素子に適用できる、分相構造を有するガラス記載されている。
ところで、意匠性の観点から、透明度が高く、かつ光の波長ごとに散乱特性が異なる分相ガラスが求められることがある。このような分相ガラスを実現するためには、組成設計および光散乱相のサイズなど分相度合いの制御が重要となる。しかし、特許文献１に記載のガラスは、分相の成長速度が速い傾向にあることや、第１の相と第２の相の屈折率差が大きくなりやすいことから、透明度が高く、かつ光の波長ごとに散乱特性が異なる分相ガラス、を得ることが難しい。
したがって、本発明は、透明度が高く、かつ光の波長ごとに散乱特性が異なる分相ガラスの提供を目的とする。
本発明の分相ガラスは、マトリックス相及び光散乱相を含む分相ガラスであって、平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が０．１～１０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が１７～３５％であり、前記光散乱相は粒型構造及び網目型構造の少なくとも１つの構造を有し、前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定したヘーズが０．０５％以上２０％以下であり、前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定した全光線透過率が６５％以上９２％以下あり、前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、分光光度計によって測定した、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率をそれぞれＴ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００とするとき、Ｔ４４５が３０％以上、Ｔ５５５が６０％以上、Ｔ６００－Ｔ５５５が０．０２％以上、かつＴ５５５－Ｔ４４５が０．４％以上を満たす。
本発明に係る分相ガラスによれば、平均組成と光学特性が特定範囲であることにより、透明度が高く、かつ光発生装置から光照射した際の波長ごとの散乱特性が異なる効果を有する。
その結果、光源付き照明体、照明用のフィルター、レンガ、タイル、パーテション、又は宝飾品などとして使用した際に、光照射時に色のグラデーションを生じさせるなど、意匠性付与に優れた分相ガラスを実現できる。この分相ガラスは、照明器具、車載用ガラス、住宅用ガラス、インテリア又はエクステリアなど、様々な用途に適用できる。
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施できる。
分相ガラス１は、マトリックス相及び光散乱相を含み、該光散乱相は粒型構造及び網目型構造の少なくとも１つの構造を有する。分相ガラス１の実施形態としては、図１Ａに示す、バイノーダル分相によって形成される粒型構造を有する分相ガラス１ａと、図１Ｂに示す、スピノーダル分相によって形成される網目型構造を有する分相ガラス１ｂが挙げられる。バイノーダル分相とは、核生成－成長機構による分相であり、連続的なマトリックス相の中におよそ球状の粒型の分相構造が１以上形成された構造である。また、スピノーダル分相とは、分相した各相がある程度規則性を持ち、３次元で相互かつ連続的に絡み合った構造である。これらの分相構造は、以下に述べるように光散乱機能を発現する。
図１Ａに示す粒型構造を有する分相ガラス１ａは、ガラスの内部に１以上の分散された光散乱相１３ａと、その周辺に連続的な相であるマトリックス相１２ａを有する。光散乱相１３ａは、マトリックス相１２ａよりも、体積分率が小さい。図１Ｂに示す網目型構造を有する分相ガラス１ｂは、マトリックス相１２ｂと、マトリックス相１２ｂよりも体積分率が小さい光散乱相１３ｂを有する。分相ガラス１は、光散乱相１３ａ又は１３ｂと、その周りのマトリックス相１２ａまた１２ｂとの屈折率が異なるため、入射した光を散乱する。
光がその波長に比べて十分に小さな粒子（例えば波長の１／１０）に当たると、その散乱光は波長の影響を受け、レイリー散乱という現象が発生する。レイリー散乱の散乱係数は波長の４乗に反比例するため、短波長（青い）光ほど散乱されやすくなる。本実施形態に係る分相ガラス１は、このレイリー散乱を利用して、光発生装置から光照射した際の波長ごとの散乱特性が異なる効果を有し、その結果、散乱光あるいは透過光に色のグラデーションを生じさせるなど優れた意匠性を示す。
ガラスが分相しているか否かは、ＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、走査型電子顕微鏡）により判断できる。ガラスが分相している場合、ガラスをＳＥＭで観察すると、反射電子像においてコントラストの異なる２つ以上の相に分かれていることが観察できる。あるいは、ガラスを１重量％のフッ酸溶液に１分間浸漬して、マトリックス相を優先的にエッチングした後に２次電子像を観察することにより、より明確に分相構造を観察できる。
粒型の光散乱相１３ａを有する分相ガラス１ａにおいて、光散乱相１３ａの平均粒子径は１２０ｎｍ以下が好ましく、９０ｍ以下がより好ましく、６０ｎｍ以下がさらに好ましい。光散乱相１３ａの平均粒子径が１２０ｎｍ以下であれば、光照射時に波長ごとの散乱特性を変化させることができる。また、分相ガラス１ａの白濁が生じ難くなるため、透明度を高くしヘーズを低くできる。一方、平均粒子径は１０ｎｍ以上が好ましく、１５ｎｍ以上がより好ましく、２０ｎｍ以上がさらに好ましい。散乱相１３ａの平均粒子径が１０ｎｍ以上であれば、光照射時に十分な光散乱性を得ることができる。
粒型の光散乱相１３ａを有する分相ガラス１ａにおいて、光散乱相１３ａは、光照射時に波長ごとの散乱特性を変化させ、かつ分相ガラス１ａのヘーズを低くする点から、粒子径分布の半値幅は８０ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以下がさらに好ましい。一方、光照射時に十分な光散乱性を得る点から、半値幅は１０ｎｍ以上が好ましく、１２ｎｍ以上がより好ましく、１５ｎｍ以上がさらに好ましい。
粒型の光散乱相１３ａを有する分相ガラス１ａにおいて、光散乱相１３ａの面積比は、光照射時に散乱性を十分に付与する点から、１％以上が好ましく、５％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましい。また、分相ガラス１ａのヘーズを低く保つ点から光散乱相１３ａの面積比は４９％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましい。
なお、本明細書において光散乱相１３ａの平均粒子径、粒子径分布の半値幅、及び面積比は、分相ガラス１ａをＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ、集束イオンビーム）装置にて断面加工した後、ＳＥＭによって１ｋＶの加速電圧で得られた断面の反射電子像を観察し、少なくとも３μｍ２以上の範囲で粒子径及び面積比を計測することによって算出できる。観察断面における個々の光散乱相１３ａの形状が円形でない場合においては、円で近似して算出する。また、計測の際には、画像処理ソフトを用い、観察像のコントラストを２値化してもよい。
なお、観察断面における光散乱相１３ａの面積比は、分相ガラス１ａ全体における光散乱相１３ａの体積比とおよそ一致すると考えられる。
網目型の光散乱相１３ｂを有する分相ガラス１ｂにおいて、光散乱相１３ｂの枝部における平均幅は１２０ｎｍ以下が好ましく、９０ｍ以下がより好ましく、６０ｎｍ以下がさらに好ましい。光散乱相１３ｂの枝部における平均幅が１２０ｎｍ以下であれば、光照射時に波長ごとの散乱特性を変化させることができる。また、分相ガラス１ｂの白濁が生じにくくなるため、透明度を高くしヘーズを低くできる。一方、光散乱相１３ｂの枝部における平均幅は、１０ｎｍ以上が好ましく、１５ｎｍ以上がより好ましく、２０ｎｍ以上がさらに好ましい。光散乱相１３ｂの枝部における平均幅が１０ｎｍ以上であれば、光照射時に十分な光散乱性を得ることができる。
網目型の光散乱相１３ｂを有する分相ガラス１ｂにおいて、光照射時に波長ごとの散乱特性を変化させ、かつ分相ガラス１ａのヘーズを低くする点から、光散乱相１３ｂの枝部の幅の分布の半値幅は８０ｎｍ以下が好ましく、５０ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以下がさらに好ましい。一方、光照射時に十分な光散乱性を得る点から、半値幅は１０ｎｍ以上が好ましく、１２ｎｍ以上がより好ましく、１５ｎｍ以上がさらに好ましい。
網目型の光散乱相１３ｂを有する分相ガラス１ｂにおいて、光散乱相１３ｂの面積比は、光照射時に散乱性を付与する点から、１％以上が好ましく、５％以上がより好ましく、１０％以上がさらに好ましい。また、分相ガラス１ｂのヘーズを低く保つ点から光散乱相１３ｂの面積比は４９％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましい。
なお、本明細書において光散乱相１３ｂの枝部における平均幅、枝部の幅の分布の半値幅、及び面積比は、分相ガラス１ｂをＦＩＢにて断面加工した後、ＳＥＭによって１ｋＶの加速電圧で得られた断面の反射電子像を観察し、少なくとも３μｍ２以上の範囲で光散乱相１３ｂの直径及び面積比を計測することによって算出できる。なお、観察断面における個々の光散乱相１３ｂの形状が円形でない場合においては、円で近似して算出する。また、計測の際には、画像処理ソフトを用い、観察像のコントラストを２値化してもよい。
なお、観察断面における光散乱相１３ｂの面積比は、分相ガラス１ｂ全体における光散乱相１３ｂの体積比とおよそ一致すると考えられる。
分相ガラス１を構成するマトリックス相１２ａ又は１２ｂ、及び光散乱相１３ａ又は１３ｂの特性により、光照射時に波長ごとの散乱特性を変化させることができる。具体的には、例えば、分相ガラス１におけるバイノーダル分相又はスピノーダル分相の種類、平均組成、粒子径や枝部における幅、半値幅、面積比等を適宜調整する。
分相ガラス１としては、粒型の分相ガラス１ａが特に好ましい。粒型の分相ガラス１ａを分相ガラス１として用いることにより、分相ガラス１のヘーズを下げやすく、波長ごとの散乱特性を容易に変化させることができる。
分相ガラス１は、耐アルカリ性の点から、０．５ｍｏｌ／Ｌ炭酸ナトリウム水溶液と１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液の等量混合溶液に９０℃で３時間浸漬した際の、単位表面積当たりの重量減少が１ｍｇ／ｃｍ２未満が好ましく、０．７ｍｇ／ｃｍ２未満がより好ましく、０．５ｍｇ／ｃｍ２未満がさらに好ましい。耐アルカリ試験は溶液温度を９０℃とする以外は、ＩＳＯ６９５：１９９１に準拠し実施される。耐アルカリ性を有することにより、台所や浴室での使用が可能となり建材としての用途が広がる。また、精密な研磨が可能となり、宝飾品としての美しさが増す。
分相ガラス１は、光散乱相１３ａ又は１３ｂは、マトリックス相１２ａ又は１２ｂと比べてフッ酸のエッチング耐性が高いことが好ましい。
分相ガラス１を厚さ１ｍｍの平板とした場合、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定したヘーズは０．０５％以上が好ましく、０．１％以上がより好ましく、０．３％以上がさらに好ましい。ヘーズが０．０５％以上であることにより、分相ガラス１に照射した光が散乱し意匠性に優れる。一方、分相ガラス１を厚さ１ｍｍの平板とした場合、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定したヘーズは２０％以下が好ましく、５．０％以下がより好ましく、１．０％以下がさらに好ましい。ヘーズが２０％以下であることにより、分相ガラス１は高い透明度が得られる。
なお、分相ガラス１から作製される厚さ１ｍｍの平板は、番手が１０００のダイヤモンド砥石で両面が平行となるように研削した後に、酸化セリウムの遊離砥粒を用いて表面粗さＲａが５ｎｍ以下になるように研磨を行うことで得られる。また、平板のサイズは２５ｍｍ角以上とし、５０ｍｍ角が好ましい。なお、分相ガラス１の厚みが１ｍｍ未満で、１ｍｍの平板が採取できない場合には、１ｍｍ未満の平板複数枚を屈折率がマッチングした接触液、つまり平板と屈折率がほぼ等しい接触液を介して重ねることにより、合計１ｍｍとなるようにして測定しても良い。その場合、平板のガラス同士を押すことで、接触液の厚みをできるだけ薄くする必要がある。
分相ガラス１を厚さ１ｍｍの平板とした場合、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠し、Ｃ光源で測定した全光線透過率は、６５％以上が好ましく、８０％以上がより好ましく、８５％以上がさらに好ましい。全光線透過率が６５％以上であれば、分相ガラス１の透明度を高め得る。また、分相ガラス１への光照射時に光を長距離に伝搬できる。一方、分相ガラス１を厚さ１ｍｍの平板とした場合、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠し、Ｃ光源で測定した全光線透過率は、９２％以下が好ましく、９０％以下がより好ましく、８８％以下がさらに好ましい。全光線透過率が９２％以下であれば、分相ガラス１への光照射時に十分な光散乱性が得られる。Ｃ光源で測定した全光線透過率が６５％以上である透明度が高い分相ガラスが得るためには、分相の成長速度を抑制することが重要である。分相の成長速度が速いと、光散乱相１３ａの平均粒子径または光散乱相１３ｂの枝部における平均幅が大きくなるか、マトリックス相１２ａ又は１２ｂの屈折率と、光散乱相１３ａ又は１３ｂの屈折率との差（屈折率差）が大きくなることにより、分相ガラス１が白濁し、透明度が低くなりやすい。また、適切な分相度合いを再現性良く製造し得ない場合がある。
分相ガラス１を厚さ１ｍｍの平板とした場合、分光光度計によって測定した、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率をそれぞれＴ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００とする。このとき、Ｔ４４５が３０％以上かつＴ５５５が６０％以上を満たすことが好ましい。Ｔ４４５は７０％以上がより好ましく、８０％以上がさらに好ましい。Ｔ５５５は７５％以上がより好ましく、８５％以上がさらに好ましい。Ｔ４４５が３０％以上かつＴ５５５が６０％以上であれば、分相ガラス１の透明度を高め得る。なお、分光光度計によって全光線透過率を測定する際は、ダブルビーム方式の分光光度計を用い、参照光が入射する開口および、試料光が入射するもう一つの開口を備える積分球において、試料光が入射する開口を覆うように分相ガラス１の平板を密着させて設置し、測定する。
分相ガラス１を厚さ１ｍｍの平板とした場合、ＪＩＳ Ｋ ７３７５：２００８に準拠して測定した、波長６００ｎｍにおける全光線透過率と波長５５５ｎｍにおける全光線透過率の差Ｔ６００－Ｔ５５５は、０．０２％以上が好ましく、０．０５％以上がより好ましく、０．３％以上がさらに好ましい。Ｔ６００－Ｔ５５５が０．０２％以上であれば、可視光の長波長側において、波長ごとの散乱特性を十分に変化させることができ、分相ガラス１の散乱光あるいは透過光に色のグラデーションを生じさせることができる。分相ガラス１を厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７３７５：２００８に準拠して測定した、波長５５５ｎｍにおける全光線透過率と波４４５ｎｍにおける全光線透過率の差Ｔ５５５－Ｔ４４５は、０．４％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。Ｔ５５５－Ｔ４４５が０．４％以上であれば、可視光の短波長側において、波長ごとの散乱特性を十分に変化させることができ、分相ガラス１の散乱光あるいは透過光に色のグラデーションを生じさせることができる。
なお、波長４４５、５５５、６００ｎｍはそれぞれ、青、緑、赤の各色において人間がもっとも知覚しやすい波長である。
マトリックス相１２ａ又は１２ｂの屈折率と、光散乱相１３ａ又は１３ｂの屈折率との差（屈折率差）は、光を十分に散乱させる点から０．０１以上が好ましく、０．０２以上がより好ましく、０．０５以上がさらに好ましい。また、屈折率の差の上限は特に限定されないが、分相ガラス１の光透過性の観点から０．５以下が好ましく、０．３以下がより好ましく０．２以下がさらに好ましい。また、光散乱相１３ａ又は１３ｂの屈折率は、マトリックス相１２ａ又は１２ｂと比べて屈折率が低いことが好ましい。
なお、屈折率の差は、光散乱相（１３ａ又は１３ｂ）又はマトリックス相（１２ａ又は１２ｂ）のいずれか一方を選択的にフッ酸でエッチングし完全に除去することにより、残った相の組成を分析し、残った相の組成、分相ガラス１の平均組成、および光散乱相（１３ａ又は１３ｂ）の面積比から、除去された相の組成を算出した上で、ＡＰＰＥＮの式から両相の屈折率を推算することによって求める。
分相ガラス１において、光散乱相１３ａ又は１３ｂはマトリックス相１２ａ又は１２ｂと比べてＳｉＯ２成分が多いことが好ましい。
＜組成＞
分相ガラス１は平均組成としては、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計（以下、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が０．１～１０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計（以下、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が１７～３５％であることが好ましい。
分相ガラス１は平均組成としては、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計（以下、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が０．１～１０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計（以下、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が１７～３５％であることが好ましい。
ここで、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。また、分相ガラス１の平均組成とは、光散乱相１３ａ又は１３ｂと、マトリックス相１２ａ又は１２ｂを含む分相ガラス１ａ又は１ｂを、体積全体にわたって平均化した組成である。以下、百分率表示は、特に断らない限り、酸化物基準のモル百分率表示含有量を示す。
分相ガラス１の平均組成は、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～８％、ＣａＯを１７～３５％、ＳｒＯを０～１０％、ＢａＯを０～１０％、ＺｎＯを０～４％、Ｂ２Ｏ３を０～３％含有し、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１．５～４．５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１７～３５％であることがより好ましい。
ＳｉＯ２は、ガラスの骨格を構成する主要成分である。分相ガラス１におけるＳｉＯ２の含有量は６０～７５％である。ＳｉＯ２の含有量は、６２％以上が好ましく、６４％以上がより好ましく、６６％以上がさらに好ましい。ＳｉＯ２の含有量が６０％以上であるとガラスとしての安定性や耐アルカリ性の点で優位である。一方、ＳｉＯ２の含有量は、７３％以下が好ましく、７２％以下がより好ましく、７１％以下がさらに好ましい。ＳｉＯ２の含有量が７５％以下であるとガラスの溶融温度と溶融粘性を下げることができ、成形性の点でも優位である。
Ａｌ２Ｏ３はガラスの耐候性を向上させるとともに、分相の成長速度を抑制し、分相度合いを制御しやすくする成分である。分相ガラス１におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は、１～１０％である。２％以上が好ましく、３％以上がより好ましく、４％以上がさらに好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１％以上であると、ガラスを屋外に面して使用しても十分な耐候性が得られる。また、分相度合いを制御しやすい。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、９％以下が好ましく、好ましくは８％以下がより好ましく、６％以下がさらに好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量が１０％以下であると、ガラスの溶融粘性を低く保つことができ、かつ成型時に失透が発生することがなく、熔解、成形の点で優位である。また、ガラスを分相させることができる。
Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ及びＬｉ２Ｏは、ガラスの溶解性、成形性、向上させるとともに、分相の成長速度を抑制し、分相度合いを制御しやすくする成分である。分相ガラス１におけるＬｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、０．１～１０％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは０．５％以上が好ましく、１．５％以上がより好ましく、２．０％以上がさらに好ましい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．１％以上であれば、ガラスの溶解性、成形性が向上するとともに、分相の成長速度を抑制でき、透明度が高い分相ガラスが得やすい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、７％以下が好ましく、４．５％以下がより好ましく、３．５％以下がさらに好ましい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが１０％以下であれば、ガラスの耐候性を向上できるとともに、ガラスを分相させることができる。
ガラスの耐候性を向上させるために、Ｎａ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は０．２～０．８が好ましく、０．３～０．７がより好ましく０．４～０．６がさらに好ましい。
ガラスの耐候性を向上させるために、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／Ａｌ２Ｏ３は、０．３～１．０が好ましく、０．４～０．９がより好ましく、０．５～０．８がさらに好ましい。
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯは、いずれも分相形成に影響を与える成分である。分相ガラス１におけるＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、１７～３５％である。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、１９％以上が好ましく、２１％以上がより好ましく、２３％以上がさらに好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１７％以上であれば、ガラスを分相させることができる。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、３３％以下が好ましく、３１％以下がより好ましく、２９％以下がさらに好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが３５％以下であれば、ガラスを結晶化しにくくできるとともに、耐候性を向上できる。
ＣａＯは、ガラスの溶解性を向上し、分相形成を促進させる成分である。分相ガラス１におけるＣａＯの含有量は、１０％以上が好ましく、１７％以上がより好ましく、２０％以上がさらに好ましい。ＣａＯの含有量は、１０％以上であれば、ガラスの溶解性、成形性を向上させるとともに、ガラスを分相させることができる。一方、ＣａＯの含有量は、３５％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２５％以下がさらに好ましい。ＣａＯの含有量が３５％以下であれば、ガラスの耐候性と耐アルカリ性を向上できる。
ＭｇＯは、ガラスの耐候性を向上させる成分である。ＭｇＯの含有量は、０％以上であってもよく、１％以上であってもよく、２％以上であってもよい。ＭｇＯが１％以上であれば、ガラスの耐候性を向上できる。一方で、１０％以下であってもよく、８％以下であってもよく。６％以下であってもよい。ＭｇＯが１０％以下であれば、ガラスの溶融粘性を低くできる。
ＳｒＯは、分相の成長速度を抑制し、分相度合いを制御しやすくする成分である。分相ガラス１におけるＳｒＯの含有量は、０％以上であってもよく、１％以上であってもよく、２％以上であってもよい。ＳｒＯが１％以上であれば、分相の成長速度を抑制し、分相度合いを制御しやすくする効果が期待できる。一方で、ＳｒＯの含有量は、１０％以下であってもよく、９％以下であってもよく。８％以下であってもよい。ＳｒＯが１０％以下であれば、分相ガラス１のヘーズを低くできる。
ＢａＯは、分相の成長速度を抑制し、分相度合いを制御しやすくする成分である。分相ガラス１におけるＢａＯの含有量は、０％以上であってもよく、１％以上であってもよく、２％以上であってもよい。ＢａＯが１％以上であれば、分相の成長速度を抑制でき、透明度が高い分相ガラスが得やすい。一方で、ＢａＯの含有量は、１０％以下であってもよく、９％以下であってもよく。８％以下であってもよい。ＢａＯが１０％以下であれば、分相ガラス１のヘーズを低くできる。
分相ガラス１におけるＺｎＯの含有量は、０％以上であってもよく、１％以上であってもよく、１．５％以上であってもよい。一方で、ＺｎＯの含有量は、４％以下が好ましく、３％以下がより好ましく。２．５％以下がさらに好ましい。ＺｎＯが４％以下であれば、ガラスの耐アルカリ性を向上できる。
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの分相を促進させる成分であるが、耐アルカリ性を低化させる。分相ガラス１におけるＢ２Ｏ３の含有量は、３％以下であることが好ましく、２％以下がより好ましく、１％以下がさらに好ましい。Ｂ２Ｏ３が３％以下であれば、分相の成長速度を抑制でき、透明度が高い分相ガラスが得やすい。また、耐アルカリ性の低化を抑制できる。
ＴｉＯ２は、ガラスの分相を促進させる成分である。ＴｉＯ２の含有量は、０％以上であってもよく、１％以上であってもよく、２％以上であってもよい。一方で、ＴｉＯ２の含有量は、１０％以下であってもよく、９％以下であってもよく。８％以下であってもよい。ＴｉＯ２が１０％以下であれば、分相ガラス１のヘーズを低くできる。
ＺｒＯ２は、ガラスの分相を促進させる成分である。ＺｒＯ２の含有量は、０％以上であってもよく、１％以上であってもよく、２％以上であってもよい。一方で、７％以下であってもよく、５％以下であってもよく。３％以下であってもよい。ＺｒＯ２が７％以下であれば、分相ガラス１のヘーズを低くできる。
Ｐ２Ｏ５は、ガラスの分相を促進させる成分である。Ｐ２Ｏ５の含有量は、０％以上であってもよく、１％以上であってもよく、２％以上であってもよい。一方で、７％以下であってもよく、５％以下であってもよく、３％以下であってもよい。Ｐ２Ｏ５が７％以下であれば、分相ガラス１のヘーズを低くできる。
以上述べた成分以外に、硫酸塩、塩素、アンチモンなどの清澄剤、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＭｎＯ、ＣｅＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｎＯ２などの微量成分を、合計で好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは１％以下含有してもよい。
＜製造方法＞
分相ガラス１の製造方法は特に限定されないが、例えば種々の原料を適量調合し、約１５００～１８００℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌などにより均質化し、さらに周知の、フロート法、ダウンドロー法、プレス法又はロールアウト法などによって板状等に、又はキャストによってブロック状に成形し、徐冷後、任意の形状に加工した後、６００～１０００℃で熱処理し分相させる。また、特に分相時間を短縮してコストを下げたい場合には、種々の原料を適量調合し、約１５００～１８００℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌などにより均質化した後、フロート法、ダウンドロー法、プレス法又はロールアウト法などによって板状等に、又はキャストによってブロック状に成形し、室温まで冷却せずに、続けて、６００～１０００℃で熱処理し分相させてもよい。分相処理の後、研磨や切削や穴あけなどの加工を行ってもよい。
分相ガラス１の製造方法は特に限定されないが、例えば種々の原料を適量調合し、約１５００～１８００℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌などにより均質化し、さらに周知の、フロート法、ダウンドロー法、プレス法又はロールアウト法などによって板状等に、又はキャストによってブロック状に成形し、徐冷後、任意の形状に加工した後、６００～１０００℃で熱処理し分相させる。また、特に分相時間を短縮してコストを下げたい場合には、種々の原料を適量調合し、約１５００～１８００℃に加熱し溶融した後、脱泡、撹拌などにより均質化した後、フロート法、ダウンドロー法、プレス法又はロールアウト法などによって板状等に、又はキャストによってブロック状に成形し、室温まで冷却せずに、続けて、６００～１０００℃で熱処理し分相させてもよい。分相処理の後、研磨や切削や穴あけなどの加工を行ってもよい。
ガラスの原料は、酸化物、炭酸塩、水酸化物、硫酸塩、硝酸塩、塩化物、フッ化物、等であってよく、化成物、鉱物、試薬、砂（例えば、川砂、海砂等）、産業廃棄物、等のいずれであってもよい。
ガラスを分相させる方法としては、ガラスを成形後に熱処理する方法が好ましい。ガラスを分相するために成形後に熱処理する条件としては、典型的には、熱処理温度はガラス転移点より５０℃以上高いことが好ましく、１００℃以上高いことがより好ましい。また、ガラスを変形しにくくする点から、熱処理温度はガラス転移点Ｔｇより４００℃高い温度以下であることが好ましく、ガラス転移点Ｔｇより３００℃高い温度以下であることがより好ましい。ガラスを熱処理する時間は、粒径を制御するためには０．５時間以上が好ましく、１時間以上がより好ましい。量産性の観点からは３６時間以下が好ましく、２４時間以下がより好ましく、６時間以下がさらに好ましい。
分相のための熱処理温度が高いほど分相が進みやすく、熱処理時間が長いほど分相が進みやすい。熱処理温度と熱処理時間は、分相度合い、粒型構造の平均粒子径又は網目型構造の枝部における平均幅、ヘーズ、全光線透過率並びにＴ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００の関係性が適切になるように設定される。
分相ガラス１は、グリーンガラスであってもよく、クリアガラスであってもよい。さらには、分相ガラス１は、ガラス表面に圧縮応力層を有し、ガラス内部に引張応力層を有する強化ガラスであってもよい。強化ガラスとしては、化学強化ガラス、風冷強化ガラス（物理強化ガラス）のいずれをも用いることができる。
＜光源付き照明体＞
図２に示すように、分相ガラス１の端面１０に光発生装置２１をつけた光源付き照明体１００とすることで、分相ガラス１を照明体とし得る。光発生装置２１は、分相ガラス１の端面１０に光を照射できるものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
図２に示すように、分相ガラス１の端面１０に光発生装置２１をつけた光源付き照明体１００とすることで、分相ガラス１を照明体とし得る。光発生装置２１は、分相ガラス１の端面１０に光を照射できるものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
分相ガラス１は所定の厚さを有し、厚み方向（板厚方向）の端面１０と長さ方向の主面１１を有している。分相ガラス１の、光発生装置２１から光を通す方向（図２において矢印ｄで表される方向）の長さは２０ｍｍ以上が好ましく、５０ｍｍ以上がより好ましく、１００ｍｍ以上がさらに好ましく、２００ｍｍ以上が特に好ましい。前記長さが２０ｍｍ以上であれば、光の色分布がグラデーションを呈しやすい。前記長さの上限は特に制限されないが、典型的には２０００ｍｍ以下が好ましい。
分相ガラス１の厚さは、強度を強くする点から、１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましく、２．５ｍｍ以上がさらに好ましい。分相ガラス１の厚さは、軽量性の観点から、２００ｍｍ以下が好ましく、１５０ｍｍ以下がより好ましく、１００ｍｍ以下がさらに好ましい。
光発生装置２１（光源）としては、例えば、１個又は複数個の発光素子と、これらを搭載する基板とを備える装置が挙げられる。発光素子としては、例えば、発光ダイオード素子と、これを囲い、光を所定方向に導く反射面を備えたケースとから構成されるものが挙げられる。
基板としては、例えば、ポリイミド等の樹脂をベースとするフレキシブル基板やガラスエポキシ基板等のリジッド基板（剛性基板）が挙げられる。また、例えば、光源と光ファイバーとを含む装置も挙げられ、この場合には、光ファイバーの一端に光源が配置される。
このような光発生装置２１により、分相ガラス１の端面１０に光が照射されることが好ましい。また、光発生装置２１と分相ガラス１の端面との間に隙間が存在していてもよいが、光を効率的に入射させるとともに光発生装置２１と分相ガラス１の端面を保護する観点から、光発生装置２１と分相ガラス１の端面とが接着剤等により固定されていてもよい。この際に用いる接着剤は、光発生装置２１から分相ガラス１への光の入射を容易にすることから、その屈折率が分相ガラス１の屈折率より低いことが好ましい。このような接着剤として、例えば、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤又はアクリル系接着剤が好ましい。
このような光発生装置２１により、分相ガラス１の端面１０に光が照射されることが好ましい。また、光発生装置２１と分相ガラス１の端面との間に隙間が存在していてもよいが、光を効率的に入射させるとともに光発生装置２１と分相ガラス１の端面を保護する観点から、光発生装置２１と分相ガラス１の端面とが接着剤等により固定されていてもよい。この際に用いる接着剤は、光発生装置２１から分相ガラス１への光の入射を容易にすることから、その屈折率が分相ガラス１の屈折率より低いことが好ましい。このような接着剤として、例えば、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤又はアクリル系接着剤が好ましい。
＜照明用フィルター＞
図３に示すように、光発生装置２２から光を照射した際に、分相ガラス２をフィルターとすることで、照明用フィルター２００として利用できる。照明用フィルター２００は、例えば、光発生装置２２から分相ガラス２の主面に向かって光が照射され、その周囲がケース３２で覆われている。このとき、光発生装置２２と分相ガラス２は必ずしも接している必要はない。ケース３２は光散乱性あるいは光反射性を有していても良い。光発生装置２２は、分相ガラス２の主面に光を照射できるものであれば特に限定されず、発光ダイオード、電球など、従来公知のものを用いることができる。
図３に示すように、光発生装置２２から光を照射した際に、分相ガラス２をフィルターとすることで、照明用フィルター２００として利用できる。照明用フィルター２００は、例えば、光発生装置２２から分相ガラス２の主面に向かって光が照射され、その周囲がケース３２で覆われている。このとき、光発生装置２２と分相ガラス２は必ずしも接している必要はない。ケース３２は光散乱性あるいは光反射性を有していても良い。光発生装置２２は、分相ガラス２の主面に光を照射できるものであれば特に限定されず、発光ダイオード、電球など、従来公知のものを用いることができる。
分相ガラス２は、例えば略円形状の平板や、略矩形の平板であってよい。分相ガラス２の主面の面積は、光発生装置２２の面積よりも大きいことが好ましい。
分相ガラス２の主面と垂直方向における厚さは、透過率や演色性を向上する点から、１００ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以下がさらに好ましく、１ｍｍ未満であってもよい。分相ガラス２の厚さは、強度を強くする点から、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましく、０．５ｍｍ以上がさらに好ましい。
このような分相ガラス２は、照明器具や、車載用ガラスなどに使用できる。
＜照明用カバー＞
図４Ａ及びＢに示すように、ケース３３に設置された光発生装置２３を分相ガラス３がカバーすることで、照明用カバー３００として利用できる。図４Ａは照明用カバーの側面図であり、図４Ｂは照明用カバーの断面図である。光発生装置２３は、光を照射できるものであれば特に限定されず、発光ダイオード、電球など、従来公知のものを用いることができる。
図４Ａ及びＢに示すように、ケース３３に設置された光発生装置２３を分相ガラス３がカバーすることで、照明用カバー３００として利用できる。図４Ａは照明用カバーの側面図であり、図４Ｂは照明用カバーの断面図である。光発生装置２３は、光を照射できるものであれば特に限定されず、発光ダイオード、電球など、従来公知のものを用いることができる。
分相ガラス３は、光発生装置２３をカバーできる構造であればよく、例えば筒状であってよく、意匠性を付与してもよい。分相ガラス３を筒状にするには、ガラスを軟化温度以上で熱処理することにより曲げ変形を加えてもよく、ブロー成型によって形状を与えてもよい。
分相ガラス３の厚さは、軽量性の点から、１００ｍｍ以下が好ましく、３０ｍｍ以下がより好ましく、１５ｍｍ以下がさらに好ましい。分相ガラス３の厚さは、強度を強くする点から、０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましく、２ｍｍ以上がさらに好ましい。
＜装飾用レンガ＞
図５に示すように、略直方体ブロック状の分相ガラス４を積層させることで、装飾用レンガ４００として利用できる。分相ガラス４は、他の分相ガラス４と接していない面について、意匠性を有するように表面加工を施してもよい。レンガ同士は接着剤を介して固定されていてもよい。
図５に示すように、略直方体ブロック状の分相ガラス４を積層させることで、装飾用レンガ４００として利用できる。分相ガラス４は、他の分相ガラス４と接していない面について、意匠性を有するように表面加工を施してもよい。レンガ同士は接着剤を介して固定されていてもよい。
装飾用レンガ４００には光発生装置を設置しなくてもよいが、周囲の照明や太陽光の影響を受けて、装飾用レンガ４００が波長ごとの散乱特性が異なることによる特有の色付きを示し、意匠性を付与できる。
このような装飾用レンガは、住宅用ガラス、インテリア又はエクステリアなどに使用でき、床材や壁材などとして用いよい。また、テーブル等の家具として用いてもよい。
このような装飾用レンガは、住宅用ガラス、インテリア又はエクステリアなどに使用でき、床材や壁材などとして用いよい。また、テーブル等の家具として用いてもよい。
＜装飾用タイル＞
図６に示すように、壁３５に対して略平板状の分相ガラス５を敷き詰めることで、装飾用タイル５００として利用できる。分相ガラス５は、いずれかの主面について、意匠性を有するように表面加工を施してもよい。壁３５は白色であることが好ましい。
図６に示すように、壁３５に対して略平板状の分相ガラス５を敷き詰めることで、装飾用タイル５００として利用できる。分相ガラス５は、いずれかの主面について、意匠性を有するように表面加工を施してもよい。壁３５は白色であることが好ましい。
装飾用タイル５００には光発生装置を設置しなくてもよいが、周囲の照明や太陽光の影響を受けて、装飾用タイル５００が波長ごとの散乱特性が異なることによる特有の色付きを示し、意匠性を付与できる。
このような装飾用タイルは、住宅用ガラス、インテリア又はエクステリアなどに使用できる。
＜装飾用ガラス＞
分相ガラスは、宝飾、アクセサリー、服飾、シャンデリアなどといった、装飾用ガラスとして利用できる。分相ガラスを用いた装飾用ガラスは、波長ごとの散乱特性が異なることによる特有の色付きを示し、意匠性を付与できる。分相ガラスを用いた装飾用ガラスは、フルーツカットやダイヤモンドカットなど、意匠性を有する形状に加工してもよく、精密な研磨により表面を鏡面加工してもよい。
分相ガラスは、宝飾、アクセサリー、服飾、シャンデリアなどといった、装飾用ガラスとして利用できる。分相ガラスを用いた装飾用ガラスは、波長ごとの散乱特性が異なることによる特有の色付きを示し、意匠性を付与できる。分相ガラスを用いた装飾用ガラスは、フルーツカットやダイヤモンドカットなど、意匠性を有する形状に加工してもよく、精密な研磨により表面を鏡面加工してもよい。
＜分相ガラスの加工＞
分相ガラスの形状は、棒状、平板状、矩形ブロック、又は筒状などの形状に限定されず、球、半球、円錐、四角錐、三角柱など各種形状をとることができる。また、フルーツカットやダイヤモンドカットなど、様々な形状への加工を施すことができる。さらに、フロスト加工により乳白色とするなど、表面加工を施すことができる。
分相ガラスの形状は、棒状、平板状、矩形ブロック、又は筒状などの形状に限定されず、球、半球、円錐、四角錐、三角柱など各種形状をとることができる。また、フルーツカットやダイヤモンドカットなど、様々な形状への加工を施すことができる。さらに、フロスト加工により乳白色とするなど、表面加工を施すことができる。
以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
表１及び表２において、例１～５は実施例、例６～８は比較例である。表１に記載のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、調合バッチを白金るつぼに入れ、電気炉にて表２に記載の溶融温度と溶融時間の条件で溶融した。次に、得られた溶融ガラスをカーボン板の上に流し出し、板状に成形した。
続けて、表２に記載の分相処理温度と分相処理時間の条件で熱処理した後、室温まで１２時間かけて徐冷した。得られたガラスについて、必要に応じて加工を行い、種々の特性を評価し、表２に示した。また、得られたガラスを粉砕した後、Ｌｉ２Ｏについては湿式分析（原子吸光光度法）、Ｂ２Ｏ３については湿式分析（ＩＣＰ発光分光分析法）、それ以外の成分については蛍光Ｘ線分析により、組成分析を行い、表１の調合組成とずれがないことを確認した。
ガラス転移点Ｔｇは、ガラスを５ｍｍφ、２０ｍｍ長の円柱に加工した上で、熱膨張計（旧Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ社製 ＴＤ５０００ＳＡ）により測定し、熱膨張曲線の屈曲点により求めた。
分相構造及び光散乱相の構造は、ガラスを１重量％のフッ酸溶液に１分間浸漬して、マトリックス相を優先的にエッチングした後にＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ社製 Ｓ－４８００）により下記条件で観察し、判定した。
加速電圧：２．０ｋＶ、プローブ電流：Ｍｅｄｉｕｍ、エミッション電流：１０μＡ、検出器条件：ＳＥ（Ｕ）、ＷＤ：１０ｍｍ、導電コート：Ｐｔ約３ｎｍ
加速電圧：２．０ｋＶ、プローブ電流：Ｍｅｄｉｕｍ、エミッション電流：１０μＡ、検出器条件：ＳＥ（Ｕ）、ＷＤ：１０ｍｍ、導電コート：Ｐｔ約３ｎｍ
粒型構造における平均粒子径又は網目型構造における枝部平均幅、及び光散乱相の面積比は、ガラスに約５ｎｍのＰｔをコートした後、ＦＩＢ（ＦＥＩ社製 Ｈｅｌｉｏｓ１２００）にて保護膜としてＣをコートした後に断面加工し、得られた断面をＳＥＭ（日立ハイテクノロジーズ社製 ＳＵ８２３０）により下記条件で、５μｍ２の範囲にわたって観察した上で、画像解析ソフト（ＷｉｎＲｏｏｆ Ｖｅｒ．６．３）によって解析し、像のコントラストを２値化した上で光散乱相の断面形状を円形で近似して算出した。
加速電圧：１．０ｋＶ、プローブ電流：Ｎｏｒｍａｌ、エミッション電流：１０μＡ 、検出器条件：ＳＥ（Ｕ，ＬＡ１００）、ＷＤ：２ｍｍ、導電コートなし
加速電圧：１．０ｋＶ、プローブ電流：Ｎｏｒｍａｌ、エミッション電流：１０μＡ 、検出器条件：ＳＥ（Ｕ，ＬＡ１００）、ＷＤ：２ｍｍ、導電コートなし
ヘーズ及び全光線透過率は、ガラスを１ｍｍ厚、５０ｍｍ角に研磨した上で、へーズメーター（スガ試験機社製 ＨＺ－Ｖ３）により、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定した。
波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率Ｔ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００は、ガラスを１ｍｍ厚、５０ｍｍ角に研磨した上で、ダブルビーム方式の分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社製 ＵＨ４１５０）により測定した。このとき、参照光が入射する開口と、試料光が入射するもう一つの開口を備える積分球において、試料光が入射する開口を覆うように分相ガラスの平板を密着させて設置し、測定した。
耐アルカリ試験による重量減少は、ガラスを１ｍｍ厚、２５ｍｍ角に研磨した上で、溶液温度を９０℃とする以外はＩＳＯ６９５：１９９１に準拠して測定した。具体的には、０．５ｍｏｌ／Ｌ炭酸ナトリウム水溶液と１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液の等量混合溶液に９０℃で３時間浸漬した際の、単位表面積当たりの重量減少を測定した。
なお、ガラスの研磨では、番手が１０００のダイヤモンド砥石で両面が平行となるように研削した後に、酸化セリウムの遊離砥粒を用いて表面粗さＲａが５ｎｍ以下になるように研磨を行った。
例１～５は、ガラスの平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．１～１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１７～３５％であった。ＳＥＭで観察した結果、例１～５の光散乱相は粒型構造又は網目型構造の構造を有し、粒型構造の平均粒子径が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、又は、網目型構造の枝部における平均幅が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であった。
例６は、ガラスの平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．１～１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１７～３５％であるという条件を満たしていなかった。ＳＥＭで観察した結果、例６のガラスは分相し、光散乱相は網目型構造を有しており、網目型構造の枝部平均幅が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下であった。
例７～８は、ガラスの平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．１～１０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯが１７～３５％であった。ＳＥＭで観察した結果、例７の光散乱相は網目型構造の構造を有し、枝部における平均幅が１０ｎｍ未満であった。また、例８の光散乱相は粒型構造を有し、平均粒子径が１２０ｎｍより大きかった。
例１～８の各ガラスを用いて、光源付き照明体１００の試験体を作製し、評価した。幅３０ｍｍ×板厚方向の厚さ５０ｍｍ×長さ３００ｍｍの分相ガラスの端面に、色温度５０００Ｋの白色発光ダイオード素子を備える光発生装置を設置し、光源付き照明体１００とした。
例１～５を用いた光源付き照明体では、ヘーズが０．０５％以上２０％以下であり、全光線透過率が６５％以上９２％以下であることから、分相ガラスの透明度を高くしつつ、光照射時に十分な光散乱性が得られることが確認された。また、例１～５を用いた光源付き照明体では、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率は、Ｔ４４５が３０％以上、Ｔ５５５が６０％以上、Ｔ６００－Ｔ５５５が０．０２％以上、かつＴ５５５－Ｔ４４５が０．４％以上を満たしている。これにより、分相ガラスの透明度を高く保ちつつ、波長ごとに散乱特性を変化させることができ、散乱光あるいは透過光に色のグラデーションを生じさせることができることが確認された。
例１、３のガラスを用いた場合には、ガラスからの散乱光に、青色から黄色にわたるグラデーションが目視で観察された。例１のガラスは、粒型構造の光散乱相の平均粒子径が３５ｎｍ未満であり、光散乱相の面積比が１３％未満であった。例２のガラスは、網目型構造の光散乱相の枝部平均幅が３５ｎｍ未満であり、光散乱相の面積比が１３％未満であった。以上より、光散乱相が小さい例１、３のガラスでは、可視光短波長側のグラデーションが観察されたと考えられる。
例２、４のガラスを用いた場合には、ガラスからの散乱光に、青色から黄色を経て橙色にわたるグラデーションが目視で観察された。例２のガラスは、網目型構造の光散乱相の枝部平均幅が３５ｎｍ以上７５ｎｍ未満であり、光散乱相の面積比が１３％以上２５％未満であった。例４のガラスは、粒型構造の光散乱相の平均粒子径が３５ｎｍ以上７５ｎｍ未満であり、光散乱相の面積比が１３％以上２５％未満であった。以上より、光散乱相が例１、３よりも大きい例２、４のガラスでは、例１、３よりも長波長側までのグラデーションが観察されたと考えられる。
例５のガラスを用いた場合には、ガラスからの散乱光に、青色から黄色、橙色を経て赤色にわたるグラデーションが目視で観察された。例５のガラスは、粒型構造の光散乱相の平均粒子径が７５ｎｍ以上であり、光散乱相の面積比が２５％以上であった。以上より、光散乱相が例２、４よりも大きい例５のガラスでは、例２、４よりもさらに長波長側までのグラデーションが観察されたと考えられる。
例１～５のガラスは、透明度が高く、かつ分相度合いを調整して製造しやすく、光発生装置から光照射した際の波長ごとの散乱特性が異なる効果を有する。そのため、意匠性に優れた光源付き照明体などとして用いることができる。
例６のガラスを用いた場合には、ヘーズが２０％より大きく、全光線透過率が６５％未満であることから、分相ガラスの透明度が不十分であることが確認された。また、波長５５５ｎｍにおける全光線透過率Ｔ５５５が６０％未満であることからも、分相ガラスの透明度が不十分であることが確認された。
例６のガラスは、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３を１～１０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏを０．１～１０％。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを１７～３５％含有するという条件を満たしていなかった。その結果、分相の成長速度を抑制できず、マトリックス相と光散乱相の屈折率差が大きくなり、透明度が高い分相ガラスが得られなかったと考えられる。
例７のガラスを用いた場合には、ヘーズが０．０５％未満であることから、分相ガラスの光散乱性が不十分であることが確認された。また、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ、６００ｎｍにおける全光線透過率は、Ｔ６００－Ｔ５５５が０．０２％未満であり、Ｔ５５５－Ｔ４４５が０．４％未満であったことから、波長ごとの散乱特性を十分に変化させることができず、ガラスに散乱光あるいは透過光に色のグラデーションを生じさせることができなかったことが確認された。
例７のガラスは、光散乱相の枝部における平均幅が１０ｎｍ未満であった。その結果、ガラスの光散乱性が不十分であり、波長ごとの散乱特性を十分に変化させることができなかったと考えられる。
例８のガラスを用いた場合には、ヘーズが２０％より大きく、全光線透過率が６５％未満であることから、分相ガラスの透明度が不十分であることが確認された。また、波長５５５ｎｍにおける全光線透過率Ｔ５５５が６０％未満であることからも、分相ガラスの透明度が不十分であることが確認された。
例８のガラスは、光散乱相の平均粒子径が１２０ｎｍより大きかった。その結果、光散乱相が大きく、透明度が高い分相ガラスが得られなかったと考えられる。
また、例４～６の各ガラスを用いて、耐アルカリ試験を実施した。その結果、例４～５のガラスは、単位表面積当たりの重量減少が１ｍｇ／ｃｍ２未満であったが、例６のガラスは、単位表面積当たりの重量減少が１ｍｇ／ｃｍ２よりも大きかった。
例４～５のガラスは、耐アルカリ性を有することにより、台所や浴室での使用が可能となり建材としての用途が広がる。また、精密な研磨が可能となり、宝飾品としての美しさが増す。
以上説明したように、本明細書には次の事項が開示されている。
１．マトリックス相及び光散乱相を含む分相ガラスであって、
平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ２を６０～７５％、
Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が０．１～１０％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が１７～３５％であり、
前記光散乱相は粒型構造及び網目型構造の少なくとも１つの構造を有し、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定したヘーズが０．０５％以上２０％以下であり、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定した全光線透過率が６５％以上９２％以下あり、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、分光光度計によって測定した、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率をそれぞれＴ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００とするとき、Ｔ４４５が３０％以上、Ｔ５５５が６０％以上、Ｔ６００－Ｔ５５５が０．０２％以上、かつＴ５５５－Ｔ４４５が０．４％以上を満たす、分相ガラス。
２．前記粒型構造の平均粒子径が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、又は、前記網目型構造の枝部における平均幅が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である、前記１に記載の分相ガラス。
３．０．５ｍｏｌ／Ｌ炭酸ナトリウム水溶液と１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液の等量混合溶液に９０℃で３時間浸漬した際に、単位表面積当たりの重量減少が１ｍｇ／ｃｍ２未満である、前記１又は２に記載の分相ガラス。
４．平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ２を６０～７５％、
Ａｌ２Ｏ３を１～８％、
ＣａＯを１７～３５％、
ＳｒＯを０～１０％、
ＢａＯを０～１０％、
ＺｎＯを０～４％、
Ｂ２Ｏ３を０～３％含有し、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１．５～４．５％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が１７～３５％である、
前記１～３の何れか１に記載の分相ガラス。
５．前記１～４の何れか１に記載の分相ガラスと、
前記分相ガラスに光を照射するための光発生装置と、を含む、光源付き照明体。
１．マトリックス相及び光散乱相を含む分相ガラスであって、
平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ２を６０～７５％、
Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が０．１～１０％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が１７～３５％であり、
前記光散乱相は粒型構造及び網目型構造の少なくとも１つの構造を有し、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定したヘーズが０．０５％以上２０％以下であり、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定した全光線透過率が６５％以上９２％以下あり、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、分光光度計によって測定した、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率をそれぞれＴ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００とするとき、Ｔ４４５が３０％以上、Ｔ５５５が６０％以上、Ｔ６００－Ｔ５５５が０．０２％以上、かつＴ５５５－Ｔ４４５が０．４％以上を満たす、分相ガラス。
２．前記粒型構造の平均粒子径が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、又は、前記網目型構造の枝部における平均幅が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である、前記１に記載の分相ガラス。
３．０．５ｍｏｌ／Ｌ炭酸ナトリウム水溶液と１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液の等量混合溶液に９０℃で３時間浸漬した際に、単位表面積当たりの重量減少が１ｍｇ／ｃｍ２未満である、前記１又は２に記載の分相ガラス。
４．平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ２を６０～７５％、
Ａｌ２Ｏ３を１～８％、
ＣａＯを１７～３５％、
ＳｒＯを０～１０％、
ＢａＯを０～１０％、
ＺｎＯを０～４％、
Ｂ２Ｏ３を０～３％含有し、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１．５～４．５％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が１７～３５％である、
前記１～３の何れか１に記載の分相ガラス。
５．前記１～４の何れか１に記載の分相ガラスと、
前記分相ガラスに光を照射するための光発生装置と、を含む、光源付き照明体。
Claims (5)
- マトリックス相及び光散乱相を含む分相ガラスであって、
平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ２を６０～７５％、
Ａｌ２Ｏ３を１～１０％含有し、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が０．１～１０％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が１７～３５％であり、
前記光散乱相は粒型構造及び網目型構造の少なくとも１つの構造を有し、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定したヘーズが０．０５％以上２０％以下であり、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、ＪＩＳ Ｋ ７１３６：２０００に準拠して、Ｃ光源で測定した全光線透過率が６５％以上９２％以下あり、
前記分相ガラスを研磨加工して厚さ１ｍｍの平板とし、分光光度計によって測定した、波長４４５ｎｍ、５５５ｎｍ及び６００ｎｍにおける全光線透過率をそれぞれＴ４４５、Ｔ５５５及びＴ６００とするとき、Ｔ４４５が３０％以上、Ｔ５５５が６０％以上、Ｔ６００－Ｔ５５５が０．０２％以上、かつＴ５５５－Ｔ４４５が０．４％以上を満たす、分相ガラス。 - 前記粒型構造の平均粒子径が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下、又は、前記網目型構造の枝部における平均幅が１０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下である、請求項１に記載の分相ガラス。
- ０．５ｍｏｌ／Ｌ炭酸ナトリウム水溶液と１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液の等量混合溶液に９０℃で３時間浸漬した際に、単位表面積当たりの重量減少が１ｍｇ／ｃｍ２未満である、請求項１又は２に記載の分相ガラス。
- 平均組成として、酸化物基準のモル百分率表示で、
ＳｉＯ２を６０～７５％、
Ａｌ２Ｏ３を１～８％、
ＣａＯを１７～３５％、
ＳｒＯを０～１０％、
ＢａＯを０～１０％、
ＺｎＯを０～４％、
Ｂ２Ｏ３を０～３％含有し、
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量の合計が１．５～４．５％、
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの含有量の合計が１７～３５％である、
請求項１又は２に記載の分相ガラス。 - 請求項１又は２に記載の分相ガラスと、
前記分相ガラスに光を照射するための光発生装置と、を含む、光源付き照明体。
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