JP7445186B2

JP7445186B2 - ガラス

Info

Publication number: JP7445186B2
Application number: JP2019194989A
Authority: JP
Inventors: 良太鈴木
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2024-03-07
Anticipated expiration: 2039-10-28
Also published as: CN111285603B; JP2024045688A; CN111285603A; JP2021001104A

Description

本発明は、曲面加工（熱加工）に好適な低軟化点のガラスに関する。

近年、ヘッドマウントディスプレイとして、帽子の鍔から垂れ下がったディスプレイに映像を投影させるデバイス、ディスプレイに外の景色と映像を表示させるメガネ型デバイス、シースルー導光板に映像を表示させるデバイス等が開発されている。

シースルー導光板に映像を表示するデバイスでは、メガネを通して外部の景色を見ながら、導光板に表示される映像を見ることができる。更に左右に異なる映像を投影する技術を利用して３Ｄ表示を実現したり、眼の水晶体を利用して網膜に結合させる技術により仮想現実空間を実現することも可能である。

これらのデバイスには、曲面形状を有する光学部材が必要になり、この光学部材は、ガラス板（板形状のガラス）を曲面加工することにより作製される。

米国特許出願公開第２０１７／２８３３０５号明細書

ところで、ガラス板を曲面加工する場合、軟化点以上の温度に熱処理する必要があるが、この熱処理温度が高くなると、曲面加工を行うための金型等の寿命が短くなる。なお、金型等を長寿命化するために、低温で曲面加工を行うと、金型に倣ってガラス板が変形し難くなり、寸法安定性が低下してしまう。

ソーダライムガラスは、窓ガラスとして一般的に使用されているが、軟化点が約７５０℃であるため、曲面加工を適正に行うことが困難である。

一方、ガラス板の軟化点を低下させて、曲面加工性を高めようとすると、ガラスが不安定になり、成形時にガラス失透し易くなる。更に耐候性が低下して、表示画像が不鮮明になり易い。

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、曲面加工性、耐失透性及び耐候性を両立し得るガラスを創案することである。

本発明者は、種々の実験を繰り返した結果、ガラスの各成分の含有量を厳密に規制すると共に、軟化点を所定範囲に規制することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として提案するものである。すなわち、本発明のガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２４０～７０％、Ａｌ_２Ｏ_３０～２０％、Ｂ_２Ｏ_３０～１５％、Ｌｉ_２Ｏ０～１５％、Ｎａ_２Ｏ８．６～２５％、Ｋ_２Ｏ０～１％、ＣａＯ２～１５％、ＺｎＯ１．５～１５％を含有し、軟化点が７２０℃以下であることを特徴とする。ここで、「軟化点」は、ＡＳＴＭＣ３３８の方法に基づいて測定した値を指す。

本発明のガラスは、上記のように各成分の含有量を規制されている。これにより、軟化点を低下させつつ、耐失透性や耐候性を高めることが可能になる。特に、本発明のガラスは、ＺｎＯの含有量を１．５モル％以上に規制されている。これにより、軟化点を低下させつつ、耐候性を高めることができる。

また、本発明のガラスでは、軟化点が７２０℃以下に規制されている。これにより、曲面加工時に金型等の熱劣化が抑制されると共に、ガラス板が金型の形状に倣って形状変化し易くなる。

また、本発明のガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２４０～７０％、Ａｌ_２Ｏ_３４．４～２０％、Ｂ_２Ｏ_３０．１～１３．６％、Ｌｉ_２Ｏ０～１５％、Ｎａ_２Ｏ１３～２５％、Ｋ_２Ｏ０～１％、ＣａＯ２～１０％、ＳｒＯ０～２％、ＢａＯ０～２％、ＺｎＯ２～１５％を含有し、軟化点が７００℃以下であることが好ましい。

また、本発明のガラスは、板形状であることが好ましい。

また、本発明のガラスは、曲面加工されていることが好ましい。

また、本発明のガラスは、少なくとも一方の表面の表面粗さＲａが０．１～５μｍであることが好ましい。ここで、「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳＢ０６０１－２００１に定められた算術平均粗さＲａを指す。

また、本発明のガラスは、板厚が０．１～３ｍｍであることが好ましい。

また、本発明のガラスは、少なくとも一方の表面に機能膜を有し、該機能膜が、反射防止膜、防汚膜、反射膜、擦傷防止膜の何れかであることが好ましい。

また、本発明のガラスは、オーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。

また、本発明のガラスは、液相温度における粘度が１０^４．６ｄＰａ・ｓ以上であることが好ましい。ここで、「液相温度における粘度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶が析出する温度を測定することにより算出可能である。

また、本発明のガラスは、車両に搭載されるセンサー部材又は光部品用部材に用いることが好ましい。

また、本発明のガラスは、車両に搭載されるセンサー又は光部品用部材に用いることが好ましい。

また、本発明のガラスは、車両間距離を測定するためのセンサー部材に用いることが好ましい。

本発明のガラスは、ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２４０～７０％、Ａｌ_２Ｏ_３０～２０％、Ｂ_２Ｏ_３０～１５％、Ｌｉ_２Ｏ０～１５％、Ｎａ_２Ｏ８．６～２５％、Ｋ_２Ｏ０～１％、ＣａＯ２～１５％、ＺｎＯ１．５～１５％を含有することを特徴とする。上記のように各成分の含有量を限定した理由を以下に示す。なお、各成分の含有量の説明において、％表示は、特に断りがある場合を除き、モル％を表す。

ＳｉＯ_２は、ガラスの骨格を形成する主成分である。ＳｉＯ_２の含有量が少な過ぎると、ヤング率、耐酸性、耐候性が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の好適な下限範囲は４０％以上、４５％以上、５０％以上、５２％以上、５５％以上、５７％以上、６０％以上、特に６１％以上である。一方、ＳｉＯ_２の含有量が多過ぎると、軟化点が不当に上昇することに加えて、失透結晶が析出し易くなって、液相温度が上昇し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の好適な上限範囲は７０％以下、６９％以下、６８％以下、６７％以下、６６％以下、６５％以下、６４％以下、６３％以下、６２％以下、特に６１％以下である。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ヤング率、耐候性を高める成分である。Ａｌ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は０％以上、１％以上、３％以上、４％以上、４．４％以上、４．６％以上、５％以上、５．５％以上、特に６％以上である。一方、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、高温粘度が高くなり、曲面加工性が低下し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は２０％以下、１５％未満、１２％以下、１１％以下、１０％未満、特に９％以下である。

Ｂ_２Ｏ_３は、ガラスの骨格を形成すると共に、融剤として作用する成分である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、液相温度が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、０．３％以上、０．５％以上、１％以上、２％以上、３％以上、特に４％以上である。一方、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、耐酸性や耐候性が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の好適な上限範囲は１５％以下、１４％以下、１３．６％以下、１３％以下、１１％以下、１０％以下、９．５％以下、８．５％以下、８％以下、７．５％以下、７％以下、特に６．５％以下である。

アルカリ金属酸化物（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）は、軟化点を低下させる成分であるが、多量に導入すると、ガラスの粘性が低下し過ぎて、高い液相粘度を確保し難くなる。またヤング率、耐候性、電気抵抗率が低下し易くなる。よって、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量の好適な下限範囲は８．６％以上、１０％以上、１３％以上、１４％以上、１５％以上、１６％以上、１７％以上、特に１８％以上であり、好適な上限範囲は２７％以下、２５％以下、２４％以下、２３％以下、２２％以下、２１％以下、２０％以下、特に１９％以下である。Ｌｉ_２Ｏの好適な上限範囲は１５％以下、１０％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。Ｎａ_２Ｏの好適な下限範囲は８．６％以上、１０％以上、１２％以上、１３％以上、１４％以上、１５％以上、１６％以上、特に１７％以上であり、好適な上限範囲は２５％以下、２４％以下、２３％以下、２２％以下、２１％以下、２０％以下、１９％以下、特に１８％以下である。Ｋ_２Ｏの好適な下限範囲は０％以上、特に０．１％以上であり、好適な上限範囲は５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。なお、Ｋ_２Ｏの導入原料は、他の成分の導入原料よりも有害不純物（例えば、放射線放出元素、着色元素）が多く含まれる。よって、有害不純物を除去する観点を重視する場合、Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下である。

モル％比（Ｎａ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２は、好ましくは０超、０．０５以上、０．１以上、０．１１～０．５、０．１２～０．３、特に０．１５～０．２５である。モル％比（Ｎａ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２が小さ過ぎると、軟化点が上昇し易くなる。なお、「（Ｎａ_２Ｏ－Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２」は、Ｎａ_２Ｏの含有量からＡｌ_２Ｏ_３の含有量を減じた量をＳｉＯ_２の含有量で割った値を指す。

モル％比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）を所定範囲に規制すれば、軟化点を低下させつつ、耐失透性を高めることができる。モル％比Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）の好適な下限範囲は０．４以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、０．８以上、０．９以上、特に０．９５超である。なお、「Ｎａ_２Ｏ／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）」は、Ｎａ_２Ｏの含有量をＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量で割った値を指す。

モル％比Ａｌ_２Ｏ_３／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）を所定範囲に規制すれば、耐候性を維持した上で、軟化点を低下させることができる。モル％比Ａｌ_２Ｏ_３／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）の好適な下限範囲は０以上、０．１以上、０．２以上、０．２５以上、０．３以上、特に０．３５超であり、好適な上限範囲は１．１以下、１．０以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下、特に０．５以下である。なお、「Ａｌ_２Ｏ_３／（Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ）」は、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量をＬｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量で割った値を指す。

ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯは、軟化点を低下させる成分である。しかし、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯを多量に導入すると、密度が過大になったり、ヤング率が低下し易くなったり、また高温粘性が低下し過ぎて、高い液相粘度を確保し難くなる。よって、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量の好適な下限範囲は２％以上、２．５％以上、３％以上、特に３．５％以上であり、好適な上限範囲は２０％以下、１８％以下、１５％以下、１２％以下、１０％以下、８％以下、６％以下、特に４％以下である。

ＭｇＯは、軟化点を低下させる成分であり、またアルカリ土類金属酸化物の中では、ヤング率を有効に高める成分である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、耐失透性、耐候性が低下し易くなる。ＭｇＯの好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、特に０．５％以上であり、好適な上限範囲は１５％以下、１０％以下、８％以下、５％以下、３％未満、２％以下、１％以下、特に０．９％以下である。

ＣａＯは、軟化点を低下させる成分であり、またアルカリ土類金属酸化物の中では、導入原料が比較的安価であるため、原料コストを低廉化する成分である。また、耐侯性を高める成分でもある。しかし、ＣａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性、耐候性が低下し易くなる。ＣａＯの好適な下限範囲は２％以上、３％以上、３．１％以上、特に３．７％以上であり、好適な上限範囲は１５％以下、１０％以下、８％以下、７％以下、６％以下、特に５％以下である。

ＣａＯの含有量は、Ｋ_２Ｏの含有量より多いことが好ましく、Ｋ_２Ｏの含有量より１モル％以上多いことがより好ましく、Ｋ_２Ｏの含有量より２モル％以上多いことが好ましい。ＣａＯの含有量がＫ_２Ｏの含有量より少ないと、低軟化点と高耐失透性を両立し難くなる。

ＳｒＯは、耐失透性を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下し易くなる。また導入原料から有害不純物が混入し易くなる。よって、ＳｒＯの好適な上限範囲は１０％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．１％以下である。

ＢａＯは、耐失透性を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラス組成の成分バランスが崩れて、逆に耐失透性が低下し易くなる。また導入原料から有害不純物が混入し易くなる。よって、ＢａＯの好適な上限範囲は１０％以下、３％以下、２％以下、１％以下、特に０．１％以下である。

ＺｎＯは、軟化点を低下させると共に、耐侯性を高める成分であるが、その含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなる。よって、ＺｎＯの好適な下限範囲は１．５％以上、２％以上、２．５％以上、３％以上、特に３．５％以上であり、好適な上限範囲は１５％以下、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、特に４．８％未満である。

モル％比ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）を所定範囲に規制すれば、原料コストを低廉化した上で、軟化点を低下させることができる。モル％比ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）の好適な下限範囲は０．１以上、０．２以上、０．３以上、０．４以上、０．５以上、０．６以上、０．７以上、特に０．８超～０．９５である。なお、「ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）」は、ＣａＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合量で割った値を指す。

モル％比ＺｎＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）を所定範囲に規制すれば、低軟化特性を維持した上で、耐侯性を高めることができる。モル％比ＺｎＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）の好適な下限範囲は０．１以上、０．１１～１．０、０．１５～０．７５、０．２～０．５５、０．２５～０．５、特に０．３超～０．４である。なお、「ＺｎＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）」は、ＺｎＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合量で割った値を指す。

上記成分以外にも、他の成分を導入してもよい。なお、上記成分以外の他の成分の含有量は、本発明の効果を的確に享受する観点から、合量で１２％以下、１０％以下、８％以下、特に５％以下が好ましい。

ＴｉＯ_２とＺｒＯ_２は、耐酸性を高める成分である。しかし、ＴｉＯ_２とＺｒＯ_２の含有量が多過ぎると、耐失透性や透過率が低下し易くなる。また導入原料から有害不純物が混入し易くなる。ＴｉＯ_２の好適な上限範囲は５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％未満である。ＺｒＯ_２の好適な上限範囲は５％以下、３％以下、２％以下、１％以下、０．５％以下、特に０．１％未満である。

Ｆｅ_２Ｏ_３は、清澄剤として作用する成分であり、また不純物として不可避的に混入する成分である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は０．００１～０．０５％、０．００３～０．０３％、特に０．００５～０．０１９％である。Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が少な過ぎると、高純度原料が必要になり、原料コストが高騰し易くなる。一方、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、透過率が低下し易くなる。

Ｆｅ_２Ｏ_３以外の清澄剤として、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ_３の群から選択された一種又は二種以上を０～２％添加することができる。但し、Ａｓ_２Ｏ_３及びＦは、環境的観点から、実質的に含有しないこと、つまり０．１％未満が好ましい。特に、清澄能力と環境的影響を考慮すると、清澄剤としてＳｎＯ_２が好ましい。ＳｎＯ_２の好適な下限範囲は０％以上、０．１％以上、特に０．１５％以上であり、好適な上限範囲は１％以下、０．５％以下、０．４％以下、特に０．３％以下である。Ｓｂ_２Ｏ_３の好適な下限範囲は０％以上、０．０３％以上、０．０５以上、特に０．０７％以上であり、好適な上限範囲は１％以下、０．５％以下、０．４％以下、０．３％以下、０．２％以下、特に０．１％以下である。

ＰｂＯとＢｉ_２Ｏ_３は、高温粘性を低下させる成分であるが、環境的観点から、実質的に含有しないこと、つまり０．１％未満が好ましい。

Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３には、ヤング率等を高める働きがある。しかし、これらの成分の含有量が各々５％、特に１％より多いと、原料コストが高騰する。

本発明のガラスは、以下の特性を有することが好ましい。

軟化点は７２０℃以下であり、好ましくは７１５℃以下、特に６００～７００℃である。軟化点が高過ぎると、曲面加工時に金型等の熱劣化が進行し易くなると共に、ガラス板が金型の形状に倣って形状変化し難くなる。

３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数は、好ましくは５０×１０^－７～１２５×１０^－７／℃、６５×１０^－７～１１０×１０^－７／℃、８０×１０^－７～１０５×１０^－７／℃、８５×１０^－７～１００×１０^－７／℃、特に８８×１０^－７～９８×１０^－７／℃である。平均線熱膨張係数が上記範囲外になると、各種周辺部材（特に機能膜等）の熱膨張係数に整合し難くなり、デバイスに組み込んだ時に、ガラス板の割れや破損が発生し易くなる。なお、「３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数」は、ディラトメーターで測定した値を指す。

液相温度は、好ましくは８５０℃未満、８２５℃以下、８００℃以下、７８０℃以下、７６０℃以下、特に７５０℃以下である。液相温度における粘度は、好ましくは１０^４．６ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．２ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．５ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．８ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^６．０ｄＰａ・ｓ以上である。このようにすれば、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法でガラス板を成形し易くなるため、薄肉のガラス板を作製し易くなる。更に、成形時にガラスに失透結晶が発生し難くなる。結果として、ガラス板の製造コストを低廉化し易くなる。

高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１５００℃以下、１４００℃以下、１３５０℃以下、１３２０℃以下、特に１３００℃以下である。高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が高くなると、溶融性が低下して、ガラス板の製造コストが高騰する。ここで、「高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。

ところで、ガラス製造工程では、溶融ガラスを加熱するために、溶解槽内に電極を挿入して溶融ガラスを直接通電加熱する場合や、フィーダー、成形装置等を加熱して、溶融ガラスを間接通電加熱する場合もある。しかし、溶融ガラスを通電加熱する場合に、溶融ガラスに接する異なる金属部材間で電位差が生じると、溶融ガラスを介して電気的な回路が形成されて、正極及び負極に相当する金属／溶融ガラス界面で気泡が発生することがある。

具体的には、電気的な回路が形成されると、下記の反応が生じて正極側となる部分で気泡が生じ得る。
正極側：Ｏ^２－ → ０．５Ｏ_２＋２ｅ^－
負極側：０．５Ｏ_２＋２ｅ^－ → Ｏ^２－

ファラデーの電気分解の法則よると、電気分解を通じて各電極で変化する物質の質量は、流れる電気量に比例する（下記数式１参照）。

［数１］
ｍ＝（Ｑ・Ｍ）／（Ｆ・Ｚ）
ｍ：変化した物質の質量（ｇ）
Ｑ：流れた電気量（Ｃ）
Ｍ：物質のモル質量（ｇ／ｍｏｌ）
Ｆ：ファラデー定数（Ｃ／ｍｏｌ）
Ｚ：１分子の物質の変化に関与する電子数

ここで、電気量Ｑは電流Ｉと時間ｔの積で表される（数式２参照）。またオームの法則より、電圧は抵抗と電流の積で表される（数式３参照）。

［数２］
Ｑ＝Ｉ・ｔ
Ｉ：電流（Ａ）
ｔ：時間（秒）

［数３］
Ｅ＝Ｒ・Ｉ
Ｅ：電圧（Ｖ）
Ｒ：抵抗（Ω）
Ｉ：電流（Ａ）

抵抗Ｒ（Ω）は、ガラスの電気抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）と測定装置により決まるセル定数κ（ｃｍ^－１）の積で表される（数式４参照）。

［数４］
Ｒ＝ρ・κ
Ｒ：抵抗（Ω）
ρ：電気抵抗率（Ω・ｃｍ）
κ：セル定数（ｃｍ^－１）

数式２～４により、電気量Ｑと電気抵抗率ρの関係は数式５のようになり、電気量Ｑと電気抵抗率ρは反比例する。すなわち、電気抵抗率ρが高い程、電気量Ｑが少なくなり、変化した物質の質量ｍ＝気泡量が減ることが分かる。

［数５］
Ｑ＝（Ｅ・ｔ）／（ρ・κ）

また、成形時の溶融ガラスの粘度は、ガラス組成によらず、略一定であるため、同一粘度における電気抵抗率が高い程、成形時に発生する気泡量が少なくなる。

よって、溶融ガラスの電気抵抗率は高い方が好ましく、測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^５．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρは、好ましくは０．５Ω・ｃｍ以上、０．６Ω・ｃｍ以上、０．７Ω・ｃｍ以上、０．８Ω・ｃｍ以上、０．９Ω・ｃｍ以上、１．０Ω・ｃｍ以上、特に１．１～１０Ω・ｃｍである。測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^５．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρが低過ぎると、溶融ガラス中に気泡が発生して、泡不良が多くなり、ガラスの製造コストが高騰する。ここで、「測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^５．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρ」は、２端子法で測定可能である。

測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^３．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρは、好ましくは０．１Ω・ｃｍ以上、０．２Ω・ｃｍ以上、０．３Ω・ｃｍ以上、０．４Ω・ｃｍ以上、０．５Ω・ｃｍ以上、０．６Ω・ｃｍ以上、特に０．７～７Ω・ｃｍである。測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^３．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρが低過ぎると、溶融ガラス中に気泡が発生して、泡不良が多くなり、ガラスの製造コストが高騰する。ここで、「測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^３．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρ」は、２端子法で測定可能である。

ヤング率は、好ましくは６５ＧＰａ以上、６８ＧＰａ以上、７０ＧＰａ以上、特に７２ＧＰａ以上である。ヤング率が低過ぎると、板厚が薄い場合に、形状を維持し難くなる。ここで、「ヤング率」は、周知の共振法で測定可能である。

本発明のガラスは、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、耐熱性の樋状構造物の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下頂端で合流させながら、下方に延伸してガラス板を成形する方法である。オーバーフローダウンドロー法では、ガラス板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形される。このため、表面平滑性が高いガラス板を作製し易くなる。

ガラス板の成形方法として、オーバーフローダウンドロー法以外にも、例えば、スロットダウン法、リドロー法、フロート法、ロールアウト法等を採択することもできる。

本発明のガラスは、上記の通り、低軟化点であるため、金型等の形状に倣って、曲面加工を適正に行うことができる。よって、本発明のガラスは、板形状が曲面加工されていることが好ましく、熱処理により曲面加工されていることが更に好ましい。また、曲面加工により曲面形状を形成する場合、その曲面の曲率半径を１００～２０００ｍｍ、特に２００～１０００ｍｍとすることが好ましい。このようにすれば、ヘッドマウントディスプレイ用部材に適用し易くなる。

本発明のガラスは、表面にイオン交換による圧縮応力層が形成されていないことが好ましい。このようにすれば、ガラスの製造コストを低廉化することができる。

本発明のガラスは、板形状を有することが好ましく、その板厚は、好ましくは３．０ｍｍ以下、２．５ｍｍ以下、２．０ｍｍ以下、１．５ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、特に０．９ｍｍ以下である。板厚が薄くなる程、ガラス板を軽量化し易くなり、曲面加工を行い易くなる。一方、板厚が薄過ぎると、ガラス板自体の強度が低下する。よって、板厚は、好ましくは０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以上、０．４ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．６ｍｍ以上、特に０．７ｍｍ超である。

本発明のガラスにおいて、少なくとも一方の表面の表面粗さＲａは０．１～５μｍ、特に０．３～３μｍが好ましい。そして、金型を用いて熱処理により曲面加工を行う場合、金型と接触表面の表面粗さＲａを０．１～５μｍ、特に０．３～３μｍに規制することが好ましい。このようにすれば、表示画像を不鮮明にすることなく、曲面加工の効率を高めることができる。なお、金型と接触表面の表面粗さＲａが大きい場合は、その表面をファイアポリッシュすれば、その表面粗さＲａを低下させることができる。

本発明のガラスは、板形状を有し、少なくとも一方の表面に機能膜を有し、該機能膜が、反射防止膜、防汚膜、反射膜、擦傷防止膜の何れかであることが好ましい。

反射防止膜としては、例えば、相対的に屈折率が低い低屈折率層と相対的に屈折率が高い高屈折率層とが交互に積層された誘電体多層膜が好ましい。これにより、各波長における反射率を制御し易くなる。反射防止膜は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法などにより形成することができる。各波長（特に波長４００～７００ｎｍ）における反射防止膜の反射率は、例えば１％以下、０．５％以下、０．３％以下、特に０．１％以下であることが好ましい。

防汚膜は、フッ素含有シラン化合物を防汚層形成用組成物に含有することが好ましく、フルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物溶液をコーティングして作製する。特に、フッ素含有シラン化合物がシラザンもしくはアルコキシシランであることが好ましい。また、前記フルオロアルキル基またはフルオロアルキルエーテル基を有するシラン化合物のなかでも、シラン化合物中のフルオロアルキル基が、Ｓｉ原子１つに対し、１つ以下の割合でＳｉ原子と結合されており、残りは加水分解性基もしくはシロキサン結合基であるシラン化合物が好ましい。ここでいう加水分解性の基としては、例えばアルコキシ基等の基であり、加水分解によりヒドロキシル基となり、それにより前記シラン化合物は重縮合物を形成する。

反射膜としては、Ａｌ等の金属膜が好ましい。耐擦傷性膜としては、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４等の無機膜が好ましい。

本発明のガラスは、上記の通り、ヘッドマウントディスプレイ用部材として好適であるが、それ以外にも、車両に搭載されるセンサー部材（特に車両間距離を測定するためのセンサー部材）又は光部品用部材に用いることが好ましい。

車両に搭載されるセンサー部材としては、車間距離測定用ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）のフォトダイオード等が挙げられる。一般的に、フォトダイオードは耐侯性と外部からの耐衝撃性を高めるために、樹脂、セラミックス、金属等のパッケージに実装された後、パッケージとの熱膨張差ができるだけ小さいカバーガラスで封止することで作製される。

この用途のカバーガラスは、入射光が反射した光やフォトダイオードで反射した光が再度反射してフォトダーオードに入射し、ノイズになることを防止するため、反射防止膜が形成されることがある。また、車間距離測定用の光源として、紫外光、可視光、近赤外光等が用いられるが、近年では、太陽光のスペクトルの影響が比較的少ない近赤外光、特に９２０～９６０ｎｍ帯域の光が用いられることが多い（例えば中心波長９４０ｎｍ）。将来的には、太陽光の影響が更に少ない９００～１６９０ｎｍ帯域の赤外光が使用される可能性がある。よって、この用途の反射防止膜は、９００ｎｍ以上の波長の光を反射することが好ましく、９００～１６９０ｎｍの波長域（特に波長９４０ｎｍ）における反射防止膜の反射率は１％以下、０．５％以下、０．３％以下、特に０．１％以下であることが好ましい。なお、反射防止膜の反射率は、波長９００ｎｍ以上の領域において、極小値を有していてもよく、その極小値を示す波長領域は、光源の中心波長と一致していることが好ましい。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。

表１、２は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１～２０）と比較例（試料Ｎｏ．２１、２２）を示している。

まず表中のガラス組成になるように、ガラス原料を調合したガラスバッチを白金坩堝に入れ、１２００～１５００℃で４時間溶融した。ガラスバッチの溶解に際しては、白金スターラーを用いて攪拌し、均質化を行った。次いで、得られた溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、板状に成形した後、徐冷点Ｔａより２０℃程度高い温度から、３℃／分の速度で常温まで徐冷した。得られた各試料について、３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数α、密度ρ、歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａ、軟化点Ｔｓ、高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓにおける温度、高温粘度１０^３．０ｄＰａ・ｓにおける温度、高温粘度１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度、測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^５．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρ測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^３．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρ液相温度ＴＬ、液相温度ＴＬにおける粘度η、耐候性を評価した。

３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数αは、ディラトメーターで測定した値である。

密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。

歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａ、軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭＣ３３６又はＡＳＴＭＣ３３８の方法に基づいて測定した値である。

高温粘度１０^４．０ｄＰａ・ｓ、１０^３．０ｄＰａ・ｓ、１０^２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。

測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^５．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρ及び測定周波数１ｋＨｚ、高温粘度１０^３．０ｄＰａ・ｓにおける電気抵抗率Ｌｏｇρは、２端子法で測定した値である。

液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を顕微鏡観察にて測定した値である。液相温度ＴＬにおける粘度ηは、液相温度ＴＬにおけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定した値である。

ヤング率は、周知の共振法で測定した値である。

耐候性は、ＨＡＳＴ試験で評価したものである。具体的には、各試料を１２１℃、湿度９５％、２気圧の条件で２４時間保持した後に、ガラス表面に剥離やクラックが発生しなかったものを「○」、剥離及び／又はクラックが発生したものを「×」として評価したものである。

表から明らかなように、試料Ｎｏ．１～２０は、軟化点Ｔｓが６９７℃以下、液相温度ＴＬにおける粘度ηが１０^４．０ｄＰａ・ｓ以上、耐候性が良好であった。よって、試料Ｎｏ．１～２０は、曲面加工性、耐失透性及び耐候性が良好である。一方、試料Ｎｏ．２１、２２は、軟化点Ｔｓがそれぞれ８３７℃、９７７℃であるため、曲面加工し難いものと考えられる。

試料Ｎｏ．１～２０に係るガラス（板厚０．８ｍｍ）について、金型の形状に倣うように、軟化点Ｔｓ付近の温度で曲面加工を行い、その後、表示光を反射させるべき凹部側の表面にＡｌの反射膜を形成することにより、凹面鏡を作製した。

一方、試料Ｎｏ．２１、２２に係るガラス（板厚０．８ｍｍ）について、金型の形状に倣うように、軟化点Ｔｓ付近の温度で曲面加工を行ったが、曲面加工時の温度が高いため、金型に熱劣化が認められた。

本発明のガラスは、曲面加工性、耐失透性及び耐候性に優れるため、ヘッドマウントディスプレイ用部材に好適であるが、それ以外にも、耐失透性や耐候性に優れるため、ＣＣＤやＣＭＯＳ方式の撮像素子用カバーガラス、車間距離測定用ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＲａｎｇｉｎｇ）のフォトダイオード用カバーガラス等にも好適であり、曲面加工性（熱加工性）や耐候性に優れるため、医薬用管ガラスにも好適である。

Claims

ガラス組成として、モル％で、ＳｉＯ_２４０～７０％、Ａｌ_２Ｏ_３４．４～２０％、Ｂ_２Ｏ_３０．１～１３．６％、Ｌｉ_２Ｏ０～１５％、Ｎａ_２Ｏ１３～２５％、Ｋ_２Ｏ０～１％、ＣａＯ２～１０％、ＳｒＯ０～２％、ＢａＯ０～２％、ＺｎＯ２．５～１５％を含有し、軟化点が７００℃以下であることを特徴とするガラス。
板形状であることを特徴とする請求項１に記載のガラス。
曲面加工されていることを特徴とする請求項２に記載のガラス。
少なくとも一方の表面の表面粗さＲａが０．１～５μｍであることを特徴とする請求項２又は３に記載のガラス。
板厚が０．１～３ｍｍであることを特徴とする請求項２～４の何れかに記載のガラス。
少なくとも一方の表面に機能膜を有し、該機能膜が、反射防止膜、防汚膜、反射膜、擦傷防止膜の何れかであることを特徴とする請求項２～５の何れかに記載のガラス。
液相温度における粘度が１０^４．６ｄＰａ・ｓ以上であることを特徴とする請求項１～６の何れかに記載のガラス。