JPH03279229A - 膜付けガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば無色透明板ガラスに着色ガラスパター
ン膜を施したモザイクガラス状あるいはステンドグラス
状装飾ガラス、その他大学、図形表示用ガラス等多岐に
わたり利用できる膜付はガラスに関する。

〔従来技術とその問題点〕

異種ガラスを融着一体化する場合、相互の熱膨張係数を
路間等とすることにより、融着後冷却に際して収縮差が
生ずるのを抑制し、歪ひいては亀裂の発生を防止するこ
とはガラス産業界において常識とされるところである。

しかし、一方のガラスが他方のガラスに対し組成の著し
く異なる低融点ガラスで、これを他方のガラスに膜付け
するような場合においては、例えば３００℃における熱
膨張係数が路間等であるにもかかわらず、低融点ガラス
の熱膨張率−温度曲線が他方のそれに比べ著しく弓状で
あるため、冷却時における相互の収縮過程の相違により
部分剥離等の弊害を招来し易い。

本発明は前記問題点に鑑み、鋭意・検討の末これを解消
するとともに、ガラス膜側を緻密に形成することにより
、全体の衝撃、曲げ強度等を増大できる膜付はガラスを
提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、基体ガラス表面に低融点ガラスのパターン膜
を融着した膜付はガラスにおいて、前記基体ガラスに対
し、低融点ガラスは、転移温度において１００℃以上低
く、かつ３００℃付近における熱膨張係数において基体
ガラスの値の７５〜９０χであること、好適には前記基
体ガラスが、転移点５５０℃以上、３００℃付近におけ
る熱膨張係数８５〜９５Ｘ１０−７／”Ｃであるソーダ
石灰系ガラスであること、さらに前記低融点ガラスが、
転移点４５０℃以下、３００℃付近における熱膨張係数
６５〜８５　Ｘ　１０−’／℃であって、Ｐｂ０６０ｗ
ｔ％以上、Ｂ２Ｏ３１（ｈｔ％以上、かつ必須成分とし
てＳｉＯ□、Ａ１□０．およびＺｎＯをいずれも１０ｗ
ｔ％以下含有せしめ、適宜着色成分を添加したことから
なる。

〔実施例〕

以下本発明を添付の図面に基づき詳述する。

第１ないし第３図は基体ガラス１に低融点よりなるガラ
ス膜２を融着、膜付けした一般例を示した側断面図で、
基体ガラス１は転移点Ｔｇが５６０℃、熱膨張係数αが
９５Ｘ１０−’／”Ｃ（ただし於３００℃、以下同じ）
のソーダ石灰系ガラスである。

ガラス膜２は転移点Ｔｇ’が４５０℃以下の高鉛系ガラ
スである。

しかるにガラス膜２の熱膨張係数α゛が前記基体ガラス
１より著しく大きい場合は、融着後の冷却過程で基少ガ
ラス１より大きく収縮すべきところが、基体ガラス１の
収縮量に規制され（第１図）。

逆に熱膨張係数α゛が基体ガラス１より著しく低い場合
は、冷却に際して基体ガラス１より小さく収縮すべきと
ころが、基体ガラス１の収縮量に規制されて、圧縮応力
−〇−が発生し、これが高すると圧縮歪により、見かけ
上の変色６が生じ（第２図）、さらにガラス膜２の抗圧
力を越えると、やはり剥離３や割れ５を生ずる（第３図
）。

ところでガラス膜を含めガラスは一般的に抗張力に比べ
抗圧力が大きく、組成による差があるが概して前者が数
百ないし５００Ｋｇ／ｃｍｚ程度であるのに対し、後者
は１０．０００Ｋｇ／ｃｍ”前後と著しく高い。従って
ガラス膜２は引張応力を受けることより圧縮応力を受け
るように熱膨張係数αを設定する方が前記欠陥が生じ難
く有利である。

さらに圧縮歪み状態にあることにより、緻密化、強化さ
れ衝撃、曲げ強度等の向上を計ることができる。

また、仮に基体ガラス１とガラスＭ２の熱膨張係数α、
α゛を３００℃付近において路間等としても、前記した
ように冷却時の収縮過程に両ガラス間に差を生じ、部分
剥離等を生じ易い。

本発明は、前記知見に基き完成に達したもので、ガラス
膜２の熱膨張係数α′を基体ガラス１のそれの９０％以
下、本実施例においては８５×１０−’／”Ｃ以下とす
ることにより、ガラス膜２に亀裂等を生ずる可能性を格
段と低減し、必然的にガラス全体の衝撃、曲げ強度等も
向上せしめるものである。

他方、ガラス膜２の熱膨張係数α”を基体ガラスのそれ
の８５％以上、本実施例においては７２Ｘ１０−’／　
’Ｃ以上とするもので、これにより、ガラス膜２の圧縮
歪が過大となることもなく、変色、割れや剥離を生ずる
ようなこともない。

さらに、ガラス膜２は基体ガラス１より低い弾性率とし
、伸縮性を付与すれば前記欠陥の発生を抑制するのによ
り有利となる。

なお、ガラス膜２は転移点Ｔｇ’を超えると軟化性が生
じ、さらに１００℃程度高い温度では流動性を帯び基体
ガラス１に充分融着するようになる。しかし基体ガラス
１の転移点Ｔｇがそれより低いと軟化を始めることにな
るので不具合が生ずる。従って再転移点Ｔｇ、　Ｔｇ’
　の差は１００℃以上とするものである。

基体ガラス１は汎用され大量に生産販売されているソー
ダ石灰系ガラスが好ましく、その転移点Ｔｇ、熱膨張係
数αはシリカ分に対するソーダ分、石灰（マグネジシア
も含む）分の量比により相違するが、前者Ｔｇにおいて
５５０℃以上、後者αにおいて８５〜９５　Ｘ　１０−
’／”Ｃとするもので、殆どのソーダ石灰ガラスはこの
範暗に入る。

ガラス膜２は低融点で転移点Ｔｇ“を各種設定し易く、
熱膨張係数α”　も基体ガラス１より低減でき、かつ弾
性率もソーダ石灰系が８．０００Ｋｇ／ｌｌ１ｍ２程度
であるのに対し、６．０００ｋｇ／ｍｍ２前後、または
それ以下と低く、その背伸縮性に冨むＰｂＯＢ２Ｏ３系
を主体とするものである。

すなわちＰｂＯは低温で溶融ガラス化する成分として最
適であり、６０ｗｔ％以上導入しないと低転移点のガラ
スが得られ難く、導入量の増大とともに転移点を低くし
、弾性率も降下する。ただし８０ｗｔχを大巾に超えて
用いても、ガラスの熱膨張係数を増大し、表面硬度を低
下させ、酸等に対する耐化学性を減するので８５ｗｔ％
以下程度とする。

Ｂ２０．は前記ＰｂＯとの共存で低融点ガラスを形成す
る不可欠の成分であり、またガラスの熱膨張係数を低下
させ、ＰｂＯに対し表面硬度を増大させるもので、１０
ｗｔ％以上の導入でそれら作用が有効に発揮される。た
だし２０１１１ｔχを大巾に超えて用シ′）るとガラス
の転移点の上昇、その他の弊害が生ずる。

前記Ｐｂ０−ＢｚＯｚ系は転移点を下げようとすると熱
膨張係数が増大し、熱膨張係数を減じようとすれば転移
点が上昇する傾向にあるが、ＺｎＯは熱膨張係数を増大
させずに転移点を降下させ、かつ耐化学性を増大させる
うえできわめて有効に作用するので必須とするもので、
好ましくは２〜８ｗｔχの範囲で導入する。ただし１０
ｗｔχを超えるとガラス粘度の増大、失透傾向の増大等
の弊害がある。

ＳｉＯ□はガラスの化学的耐久性、耐候性を増大し、硬
度を増加し、熱膨張係数を低下させるうえで必須とする
ものであり、好ましくは２〜８ｉｖｔχの範囲で導入す
る。なお１０ｗｔχを超えて導入してもガラス転移点を
上昇し、また熔融温度を上昇するので避けなければなら
ない。

ＡｌｚＯｉはガラスの化学的耐久性、耐候性を増大し、
硬度を増加し、融着時の流動性をコントロールするうえ
で必須とするものであり、好ましくは１〜８１１ｔχの
範囲で導入する。なお１０−Ｌχを超えるとガラス転移
点の上昇、溶融温度の上昇等の弊害が生ずるので好まし
くない。

その他ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯの少量の混入は、これを
妨げるものではなく、特にＭｇＯの存在は熱膨張係数を
上げずに転移点を降下させるのに役立つ。Ｎａ２Ｏ、Ｋ
、０はガラスの熱膨張係数を著しく増大し、耐水、耐候
性等を悪化させるので好ましくなく、不純物としての微
量の混入に留めるべきである。

これら基礎成分に各種の着色成分、ＭｎＯ□、ＣｕＯ、
Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＵＯ２、Ａｇ２Ｏ３
、Ａｕ等を所望の色調、濃度に応じて添加できる。

しかして、前記組成範囲で適宜調整することにより、基
体ガラス１に対し転移点Ｔｇ′　において１００℃以上
低く、熱膨張係数α゛において７５〜９０χの範囲、詳
しくは前記ソーダ石灰ガラスに対し転移点Ｔｇ’　を４
５０℃以下、熱膨張係数αを６５〜８５Ｘ１０−’／”
Ｃの範囲とすることができ、それにより、好適にガラス
の膜付けを行うことができる。

実施例および比較例 第１表Ｎｏ、１〜７は着色成分のＫｚＣｒｚＯｔ　０．
６ｉｖｔχを外挿添加したガラス膜２の組成例であり、
うちＮｏ、１〜５は好適組成例、Ｎｏ、６．７はの比較
組成例を示すものである。

第２表に示すように、ソーダ石灰ガラス板に、第１表に
示すＮｏ、　１、Ｎｏ、２　、Ｎｏ、６、Ｎｏ、　７の
ガラス膜。用粉末ガラス夫々と、テルペン−セルロース
エーテル系分散、結合剤と混合したものを約５００μ釦
厚で５ｃｍ口の長さ、幅に塗着し、電気炉において１５
０℃、１時間で低温処理後、５５０℃、１．５時間で熱
処理、溶着させ、その後徐冷して得た膜付はガラスにつ
いて外観観察し、欠陥の有無を調査した。

結果は表示のように本発明の範囲において良好な結果を
示し、他方基体ガラスに対し熱膨張係数が過大、または
過少かつ転移点が高いガラス膜においてはいずれも欠陥
が生じており、本発明に比べ劣ることが明らかである。

第 表 第 表 〔発明の効果〕 本発明によれば、基体ガラスとガラス膜との密着性が良
好であって亀裂、割れ、剥離、変色等の欠陥が生ずるこ
とな（、またガラス膜は圧縮応力を受けて表面強化の状
態にあるので、衝撃、曲げ強度等も増大するという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１〜第３図は本発明を説明するための膜付はガラスの
側断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基体ガラス表面に低融点ガラスのパターン膜を融着
   した膜付けガラスにおいて、前記基体ガラスに対し、低
   融点ガラスは、転移温度において１００℃以上低く、か
   つ３００℃付近における熱膨張係数において基体ガラス
   の値の７５〜９０％であることを特徴とする膜付けガラ
   ス。 ２）基体ガラスが、転移点５５０℃以上、３００℃付近
   における熱膨張係数８５〜９５×１０＾−＾７／℃であ
   るソーダ石灰系ガラスであることを特徴とする請求項１
   記載の膜付けガラス。 ３）低融点ガラスが、転移点４５０℃以下、３００℃付
   近における熱膨張係数６５〜８５×１０＾−＾７／℃で
   あって、ＰｂＯ６０ｗｔ％以上、Ｂ＿２Ｏ＿３１０ｗｔ
   ％以上、かつ必須成分としてＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿
   ３およびＺｎＯをいずれも１０ｗｔ％以下含有せしめ、
   適宜着色成分を添加したことを特徴とする請求項１また
   は２記載の膜付けガラス。