JPH05279061A

JPH05279061A - ガラス品の製造方法

Info

Publication number: JPH05279061A
Application number: JP8185992A
Authority: JP
Inventors: Jr William H Dumbaugh; ヘンリーダンボージュニアウィリアム
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-10-26

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス品の製造方法において、実質的に欠陥
がなく、研磨されたガラス表面と同等の平滑性を有する
表面を提供できる。【構成】酸溶液中で比較的不溶性のガラスのボディ
と、より可溶性のガラスのボディとを互いに接触させ、
前記接触は、少なくとも上述したより可溶性のガラスが
流動性を有する温度において行われて、前記両ガラスの
ボディ間に実質的に欠陥のない界面を有する積層物を与
え、該積層物を冷却して、流動性のある状態で各ガラス
を凝固させ、その後、積層物を酸溶液に接触させてより
可溶性のガラスを溶解除去することよりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は欠陥のない表面を有する
ガラス品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】米国特許第４，１０２，６６４号は、研
削および研磨を行ったものと同等の平滑さを有する欠陥
のない表面を備えたガラス品の製造を最初に詳しく開示
した。この特許の方法は、高価な機械的研削および研磨
の必要性を排除し、以下のような５つの一般的工程を含
んでいる。

【０００３】（ａ）異なる組成の２つのガラス形成バッ
チを溶融する。前記２つのガラス形成バッチのうちの一
方はある溶剤に大きく可溶性のガラス用であり、もう一
方はその同じ溶剤に比較的不溶性のガラス用である。（ｂ）（ａ）で得られた溶融ガラスを液体状態（すなわ
ち、粘度が約２．５×１０⁵ポアズ以下の状態）のまま
一緒にして、不溶性ガラスが可溶性ガラス内に包み込ま
れた積層ガラスボディを形成する。（ｃ）欠陥のない界面を与えるのに十分な流動性を示す
温度でガラス層を互いに融着する。（ｄ）得られた積層品を冷却する。そして（ｅ）可溶性ガラス層を適当な溶剤中で溶解除去する。

【０００４】この方法の最も重要な特徴は、ある溶剤中
で大きく異なる溶解度を示すガラス組成を与えることに
あることは理解されよう。この特許では、外側ガラス層
が内側ガラスより１０倍以上、好ましくは１００倍を超
えて可溶性であることを要求している。

【０００５】好ましい実施態様において、外側および内
側ガラス組成は、これら２つの層が互いに接触された際
および／または積層ボディが加熱処理された際にこれら
２つの層間でイオン交換が起こるように、選択されてい
る。このようなイオン交換は、外側ガラスの溶解度を向
上させたり、および／または内側ガラスの機械的強度を
増大させたりすると述べられている。

【０００６】この特許は、比較的不溶性の内側ガラスに
用いるのに適した３つの一般的なガラス系統を開示して
いる。それらは、アルカリ金属アルミノシリケートガラ
ス、アルカリ金属亜鉛シリケートガラス、およびアルカ
リ金属アルカリ土類金属（主にＳｒ）シリケートガラス
である。また、この特許は、可溶性ガラスとして使用可
能な４つの一般的なガラス系統を開示している。それら
は、アルカリ金属シリケートガラス、種々のメタホスフ
ェート型ガラス、バリウムボロシリケートガラス、およ
び種々のボレートベースのガラスである。

【０００７】積層先駆体ボディを形成するためのパラメ
ータに関し、前記特許は以下の３つの要件を指定してい
る。

【０００８】（１）室温から硬化点（ｓｅｔｐｏｉｎ
ｔ）までの範囲で可溶性ガラスの熱膨張率が内側ガラス
のそれを超えず、好ましくはそれよりいくらか小さいこ
と。（２）可溶性ガラスの粘度が内側ガラスのそれと同じか
若干小さいこと。そして、（３）失透化の開始をさけるために、最も好ましくは相
方のガラスの液相線温度が積層温度より低いこと。

【０００９】米国特許第４，８８０，４５３号は、前記
特許第４，１０２，６６４号に開示された基本プロセス
の変形を記載しており、ソーダ石灰ガラス品の表面を保
護し、従来の研削されかつ研磨されたガラス器具のよう
な平滑性を有する表面を与えることに関する。すなわ
ち、ソーダ石灰ガラスを所望の形状の物品に成形する
間、ある溶剤中でソーダ石灰ガラスより可溶性のあるよ
うに設計された組成のガラスで被覆（クラッド）する。
この特許は、そのクラッドガラスが適合しなければなら
ない５つの重要な特性を記載している。すなわち、（ａ）ソーダ石灰ガラスの熱膨張率と相溶性のある熱膨
張率を有すること（好ましくは、２５〜３００℃の範囲
に亘って７５〜９５×１０^-7／℃）。（ｂ）ある溶剤中での溶解度が、ソーダ石灰ガラスより
少なくとも１００倍、好ましくは１０００倍以上大きい
こと。（ｃ）成形工程中に失透化しないよう、十分な熱安定性
を有すること。（ｄ）かなりの程度でソーダ石灰ガラスと反応する成分
を最も好ましくは含んでいない組成を有すること。

【００１０】この特許は、クラッドガラスとソーダ石灰
ガラスの間に起こるあらゆる反応が、ソーダ石灰ガラス
に悪影響を与えたり、クラッドガラスが溶解除去された
際のソーダ石灰ガラス表面の平滑性に悪影響を与えては
ならないことを明示している。

【００１１】（ｅ）積層ガラス品が形成される際の温度
において粘度が１０⁴−１０⁸ポアズ、好ましくは約１
０⁷ポアズであること。最も好ましくは、この形成温度
においてクラッドガラスの粘度はソーダ石灰ガラスのそ
れより少なくとも１０倍小さい。これらに鑑みて、クラ
ッドガラスの軟化点を有用な基準点とすることが決定さ
れた。この決定により、クラッドガラスの軟化点は約５
７５〜６５０℃とすべきであることが確かめられた（フ
ロートプロセス（ｆｌｏａｔｐｒｏｃｅｓｓ）によっ
て作られたソーダ石灰ガラスの軟化点は通常約７２７℃
である）。

【００１２】前記特許第４，１０２，６６４号で報告さ
れたガラス組成は、ソーダ石灰ガラスのクラッドガラス
として有用となる溶融特性および成形特性の必要な組合
せを示さなかったので、特許第４，８８０，４５３号
は、そのために設定されたガラス組成を開示した。それ
らのガラスは、酸化物基準の重量％で表わして、実質的
に以下のものから成る。

【００１３】Ｌｉ₂Ｏ０．７〜７．５Ｋ₂Ｏ０〜５ＰｂＯ１８〜２７Ｎａ₂＋Ｋ₂Ｏ０〜７Ｌｉ₂Ｏ＋ＰｂＯ ≦３２Ａｌ₂Ｏ₃ ０〜５ＢａＯ３５〜５０Ｂ₂Ｏ₃ ３０〜５０Ｎａ₂Ｏ０〜５ＳｉＯ₂ ５〜１０特許第４，１０２，６６４号に開示されるような欠陥の
ない表面を有するガラス品を製造する元々の発想におい
て、内側の耐久性ガラスを全てのサイドにおいて被覆す
ることが考えられた。このような状況では、２つのガラ
スの熱膨張を厳密にマッチングすることはそれ程重大な
問題ではない。ただ、クラッドガラスの熱膨張を内側ガ
ラスのそれとほぼ同じか若干小さくするだけでよい。し
かしながら、多くの用途において、耐久性ガラスは１つ
のサイドのみが保護される形態をとっている。その場
合、熱膨張は厳密にマッチングされなければならず、す
なわち、軟らかいガラスの硬化点（ｓｅｔｔｉｎｇｐ
ｏｉｎｔ）から室温までの範囲で熱膨張の差は約５×１
０^-7／℃以内でなければならない（ここで軟らかいガラ
スとは、低い軟化点を有するガラスのことである）。さ
らに、２つのガラスの歪点は極めて近くなければならな
いことがわかった。積層品を形成温度から冷却する際、
どちらかのガラスがその転移温度を通過しその時もう一
方のガラスがかなり流動性を有している場合、硬い方の
ガラスのしわが発生する（ガラスの転移温度とは、一般
的に、溶融塊がアモルファス状態になる温度をいい、通
常、ガラスのアニール点の付近にあると考えられる）。
最後に、前記特許第４，８８０，４５３号の開示によれ
ば、クラッドガラスの形成温度（ｆｏｒｍｉｎｇＴｅ
ｍｐｅｒａｔｕｒｅ）における粘度は、耐久性ガラスの
それより少なくとも１桁小さくなければならない。本質
的に、欠陥のない表面を有するように製造されるべき各
耐久性ガラスは、それ用に特に設定された可溶性ガラス
を必要とする。

【００１４】米国特許第４，１０２，６６４および第
４，８８０，４５３号は、本発明の方法に関連した内容
を開示しており、それらは本明細書に引用されている。
その他の特許は本発明とあまり関連性がないが、ＢａＯ
−Ｂ₂Ｏ₃系統の組成を有するガラスを開示する特許を
以下に概略説明する。

【００１５】米国特許第２，０９０，０９８号は、加熱
金属蒸気（特にナトリウム蒸気）に対して優れた耐性が
あり、１０〜４０wt％のＢ₂Ｏ₃、２５〜８０wt％の２
価金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＢａＯ）および５wt％
以下のＰｂＯおよび／またはＲ₂Ｏから実質的に成るガ
ラスを記載している。しかしながら、欠陥のない表面を
有する物品を製造することについて全く示すところがな
い。

【００１６】米国特許第２，８９９，５８４号は、ナト
リウム蒸気ランプのエンベロープとして使用するのに適
したガラスを記載している。このガラスは、１０〜３０
wt％のＢ₂Ｏ₃、２０〜３０wt％のＡｌ₂Ｏ₃および３
０〜６０wt％のＣａＯ＋ＢａＯから実質的に成る。９wt
％までのＳｉＯ₂および６wt％までのＫ₂Ｏを所望によ
り含んでもよい。ここにも、欠陥のない表面を有する物
品を製造する方法について全く示すところがない。

【００１７】米国特許第４，７１７，６９０号はガラス
含有オーバーグレーズインク（ｏｖｅｒｇｌａｚｅｉ
ｎｋ）を記載している。そのガラス部分は１５〜４３wt
％のＢａＯ、３４〜４５wt％のＢ₂Ｏ₃、７〜２０wt％
のＡｌ₂Ｏ₃、そして０〜２％のＬｉ₂Ｏ、０〜２％の
Ｎａ₂Ｏ、０〜２１％のＫ₂Ｏおよび０〜３％のＰｂＯ
から選択される１〜７wt％のドーパントから実質的に成
る。ここでも、欠陥のない表面を有する物品の製造方法
について全く示すところがない。また、オーバーグレー
ズインクの機能は機械的および環境的保護を与えること
であるため、容易に可溶なガラスはその用途に適さな
い。

【００１８】米国特許第４，１０２，６６４および第
４，８８０，４５３が最も関連性のある先行技術を構成
すると考えられる。本発明は、これら２つの特許の開示
内容の改良を構成するものである。

【００１９】

【発明の目的】上記に鑑みて、本発明の一般的な目的
は、成分の割合におけるバリエーションを比較的小さく
しながら、広範囲の耐久性ガラスのためのクラッドガラ
スとして作用するガラスの組成のベース系統を提供する
ことである。

【００２０】本発明の特定的な目的は、耐久性ガラスと
共に使用するのに適した約６５〜９５×１０^-7／℃の範
囲の熱膨張率を有する可溶性ガラス組成のベース系統を
提供することである。

【００２１】

【発明の構成】上記目的は、ＰｂＯおよび／またはアル
カリ金属酸化物を含むバリウムボレートベースのガラス
において達成され得る。前述したように、耐久性ガラス
を被覆する可溶性ガラスを選択する際に、以下のような
重大なパラメータを考慮しなければならない。

【００２２】（ａ）２つのガラスの線熱膨張率は実質的
にマッチングしていなければならない。すなわち、それ
らの差は、軟らかいガラスの硬化点から室温の範囲に亘
って約５×１０^-7／℃以内、より好ましくは約２×１０
^-7／℃以内とする。（ｂ）２つのガラスの歪点はかなり近接していなければ
ならない。すなわち、それらの差は約１０℃以内、より
好ましくは５℃以内とする。（ｃ）クラッドガラスは、ある溶剤中で、耐久性ガラス
より少なくとも１００倍可溶であること。（ｄ）クラッドガラスの粘度は、形成温度において、耐
久性ガラスのそれより少なくとも１０倍小さいこと。（ｅ）クラッドガラスの液相線は、耐久性ガラスのそれ
より小さいこと。

【００２３】二成分バリウムボレートガラスは稀酸中で
大きな溶解度を示すが、適切な範囲の耐久性ガラスを被
覆するのに適した熱膨張率および粘度特性を有さない。
本発明は、バリウムボレートベースの組成に酸化鉛およ
び／またはアルカリ金属酸化物を加えることにより、上
記基準を満足するガラスが得られるという発見に基づく
ものである。

【００２４】カチオン百分率で表わして、約７０〜８５
％の酸化ホウ素含量が使用できることがわかった。約８
５％を超えるレベルでは、熱膨張が多くの耐久性ガラス
にとって小さ過ぎるものとなってしまい、７０％未満の
レベルでは、ガラスは流動性が大きくなり過ぎる。約６
〜２０％の酸化バリウム含量が使用できることがわかっ
た。これが２０％を超えるレベルでは、ガラスの粘度が
転移温度範囲で大きくなり過ぎてしまい、７％未満のレ
ベルでは熱膨張が小さくなり過ぎてしまう。約１０％ま
での割合で酸化鉛を加えることは、転移温度範囲でのバ
リウムボレートガラスの粘度を低下させ、液相線温度を
下げるのに極めて有効であることがわかった。１０％を
大きく超える酸化鉛を加えると、転移温度範囲でのガラ
スの粘度が小さくなり過ぎてしまうことがある。約１２
％までの量のアルカリ金属酸化物を加えると、転移温度
範囲でのバリウムボレートガラスの粘度が低下するのみ
ならず、その熱膨張も大きくなる。約１２％の最大量設
定は適当であると思われる。と言うのは、多量の添加は
熱膨張を大きくし過ぎるからである。

【００２５】一般に、ＰｂＯまたはアルカリ金属酸化物
の最少使用可能量は、それらを単独で存在させる場合、
約３％であり、両方の成分の合計は約１５％を超えない
ようにする。好ましいガラス組成は、最小約５％、最大
約１３％のＰｂＯ＋アルカリ金属酸化物の組合せを含
む。本明細書において、Ｒ₂Ｏはアルカリ金属酸化物を
表わし、Ｌｉ₂Ｏ、Ｎａ₂ＯおよびＫ₂Ｏを含む。Ａｌ
₂Ｏ₃は、ガラスの特性を調整するために所望に応じて
添加してもよい。液相線温度を下げるのに５％までの量
で加えると特に有用であると思われる。約６％未満のＣ
ａＯおよび約７％未満のＳｉＯ₂を、ガラスの特性を調
整するために加えることもできる。ＳｉＯ₂は、ガラス
の線熱膨張率を下げながら、ガラスの軟化点、アニール
点および歪点を上げる。ＣａＯは、ガラスの軟化点、ア
ニール点および歪点を上げると共に熱膨張率を急激に増
加させる。過剰な量のＳｉＯ₂はガラスの酸溶解度に悪
影響を与える。最後に、アルカリ金属酸化物を含む鉛不
含有ガラス組成において、１０％を超える量のＮａ₂Ｏ
は、Ｂ₂Ｏ₃含量が約７５％を超える場合に良好なガラ
スを与えず、一方１０％を超える量のＫ₂Ｏは、Ｂ₂Ｏ
₃含量が約７５％を超える場合に良好なガラスを与え
る。Ｂ₂Ｏ₃レベルが約７５％未満の場合には逆の状況
が生じる。すなわち、１０％を超える量のＮａ₂Ｏを加
えたものからは良好なガラスが得られ、１０％を超える
量のＫ₂Ｏを加えたものからは良好なガラスが得られな
い。ＢａＯ，Ｂ₂Ｏ₃，ＰｂＯ，および／またはＲ₂Ｏ
以外の全成分の合計は約１２％を超えない。本発明のガ
ラスの線熱膨張率は約６５〜９５×１０^-7／℃であり、
その軟化点は約６４０℃未満である。

【００２６】耐久性ガラスを、上記した許容される範囲
の差を逸脱した線熱膨張率および／または歪点を有する
可溶性ガラスの薄い層で被覆し、得られた積層物を冷却
して凝固させると、可溶性ガラスを除去した後に耐久性
ガラスの表面が所望の研磨されたような表面を有さな
い。すなわち、表面は、上記した許容される範囲の差か
らの逸脱程度により、粗い点蝕ぎみの外観から若干曇っ
た外観となる。

【００２７】例えば、耐久性ガラスと可溶性ガラスの線
熱膨張率が略同じであるが、これら２つのガラスの歪点
の差が２０℃を超えると、可溶性ガラスを溶解除去した
後の耐久性ガラスの表面にかなりの大きさの点蝕が見ら
れた。また、耐久性ガラスと可溶性ガラスの歪点が約１
０℃異なっており、それら２つのガラスの線熱膨張率の
差が約２０×１０^-7／℃の場合、可溶性ガラスを溶解除
去した後の耐久性ガラスの表面は曇った外観を有し、機
械的研磨を必要とするものであった。化学分析のための
電子分光分析法では、耐久性ガラスの表面の化学性には
大きな変化が認められず、従って曇りは化学的攻撃によ
るものではないことが示された。顕微鏡検査および走査
電子顕微鏡（ＳＥＭ）検査は、曇りが表面に生じた大変
小さいスケールの波きずによるものであることを示し
た。

【００２８】カチオン％における数値を重量％における
数値に正確に変換することは数学的に困難であるが、以
下の数値は重量％で表示したベースガラス組成の近似値
を表わしている。

【００２９】Ｂ₂Ｏ₃ ４０〜７０Ｒ₂Ｏ０〜１０ＢａＯ２０〜５０Ａｌ₂Ｏ₂ ０〜６ＰｂＯ０〜３５ＳｉＯ₂ ０〜７前記米国特許第４，１０２，６６４号および第４，８８
０，４５３号に開示された内容と同じように、実質的に
欠陥がなく、従来のように研削および研磨したガラス表
面と同等の平滑性を有する少なくとも１つの表面を備え
たガラス品が以下の工程に従って製造できる。

【００３０】（１）酸溶液中で比較的不溶性のガラスの
ボディと、次のようなガラスのボディとを互いに接触さ
せ、すなわちそのガラスとは、酸化物基準のカチオン％
で表わして、７０〜８５％のＢ₂Ｏ₃、７〜２０％のＢ
ａＯ、０〜１０％のＰｂＯ、０〜１２％のＲ₂Ｏ（ここ
でＲ₂ＯはＬｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）、３〜１５％
のＰｂＯ＋Ｒ₂Ｏ、０〜５％のＡｌ₂Ｏ₃、０〜６％の
ＣａＯ、および０〜７％のＳｉＯ₂から実質的になり、
硬化点から室温までの範囲で前記比較的不溶性のガラス
の線熱膨張率から約５×１０^-7／℃以内の線熱膨張率
と、前記比較的不溶性のガラスの歪点から約１０℃以内
の歪点と、前記比較的不溶性のガラスより低い液相線温
度と、形成温度において前記比較的不溶性のガラスより
少なくとも１０倍小さい粘度とを有し、酸溶液中で前記
比較的不溶性のガラスより少なくとも１００倍可溶性を
示すガラスであり、前記接触は、少なくとも上述したよ
り可溶性のガラスが流動性を有する温度において行われ
て、前記両ガラスのボディ間に実質的に欠陥のない界面
を有する積層物を与え、（２）該積層物を冷却して、流
動性のある状態にある各ガラスを凝固させ、その後、
（３）積層物を酸溶液に接触させてより可溶性のガラス
を溶解除去し、それによって、より可溶性のガラスが除
去された前記比較的不溶性のガラスの表面を実質的に欠
陥のないものとし、従来のように研削および研磨された
ガラス表面と少なくとも同等の平滑性を有するものとす
る。

【００３１】上述した積層物は、２つのガラスのボディ
を互いに接触させて、一体的積層物へと互いに接合され
た合せ面を形成するようにして調製される。積層物は以
下に示す３つの一般的プロセスに従って調製できる。

【００３２】（ａ）接触に際して、両ガラスのボディが
流動性のある形態にあるか、あるいは、（ｂ）接触に際
して、比較的不溶性のガラスが固体の形態にあって、よ
り可溶性のガラスのみが流動性のある形態にあるか、あ
るいは、（ｃ）接触に際して、両ガラスのボディが固体
の形態にあり、それらの少なくとも接触（合せ）面を、
少なくともより可溶性のガラスが流動性のある形態とな
る温度にさらす。便宜上、積層物全体を少なくともより
可溶性のガラスが流動性のある形態となるのに十分な温
度まで加熱することが行われるが、必ずしもそのプラク
ティスに従う必要はない。例えばレーザー加熱などによ
る合せ面の局部加熱も利用できる。

【００３３】経済的観点から、ＨＣｌ，ＨＮＯ₃および
Ｈ₂ＳＯ₄などの鉱酸の水溶液が好ましい溶剤を構成す
る。しかしながら、有機酸などの他の溶剤も使用でき
る。

【００３４】

【実施例】表１〜６は、本発明の方法に使用できるガラ
スの組成パラメータを示すガラス群を表わしている。そ
れらの組成は酸化物基準のカチオン％で表示してある。
実際のバッチ成分は、互いに溶融した際に適切な割合で
所望の酸化物に転化する酸化物あるいはその他の化合物
など、どのような材料からでも構成できる。例えば、表
中の組成においてＨ₃ＢＯ₃がＢ₂Ｏ₃のソースとな
り、ＢａＣＯ₃がＢａＯのソースとなった。ベース組成
に加えて、最も好ましい組成のうちの２つにおいて０．
１重量％の量でＣｏ₃Ｏ₄を加えた。

【００３５】バッチ成分を互いにタンブルミックスし、
プラチナるつぼに充填し、るつぼにふたをし、そのるつ
ぼを約１２００℃で運転される炉に入れた。約１時間
後、得られた溶融物をスチールモールドに注ぎ、約６″
×６″×０．５″（約１５．２５cm×１５．２５cm×
１．２５cm）の寸法を有するガラススラブを作り、得ら
れたスラブを直ちにアニーラーに移した。

【００３６】表１〜６はまた、軟化点（Ｓ．Ｐ．）、ア
ニール点（Ａ．Ｐ．）および歪点（Ｓｔ．Ｐ．）を℃
で、２５〜３００℃の範囲の線熱膨張率（Ｅｘｐ．）を
×１０^-7／℃で、そして内部液相線温度（Ｌｉｑ．）を
℃で示している。これらはガラス業界で周知の技術に従
って測定したものである。さらにまた、表１〜６は、ガ
ラスを撹拌しながら水性１ＮＨＣｌに浸漬し、９５℃で
４時間後にガラスが示した減量（Ｌｏｓｓ）（％）を表
わしている。

【００３７】表１Ａ〜６Ａは、同じ群のガラス組成を酸
化物基準の重量部で表わしたものである。個々の成分の
合計は１００に等しいかあるいは極めて近いので、便宜
上、これら表中に示された値は重量％と考えてもさしつ
かえないであろう。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１は、転移温度範囲でガラスの粘度を低
下させると共に液相線温度を下げるのに際してのＰｂＯ
の有効性を示している。Ａｌ₂Ｏ₃とＣａＯが反対の効
果を生じさせていることも表１によってわかる。ＣａＯ
を加えたことによる大きなインパクトがサンプル７およ
び９に示されている。しかしながら、それらの成分を少
量含んでいても、ガラスの特性を耐久性ガラスにマッチ
ングする所望の値に調整できることが見てとれる。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２には、アルカリ金属酸化物が、軟化
点、アニール点および歪点を下げると共に熱膨張を大き
く増加させるという激的な効果が示されている。また表
２には、１０％を超えるＮａ₂Ｏレベルは、Ｂ₂Ｏ₃の
量が約７５％を超える場合には不安定なガラスを与え、
一方、１０％を超えるＫ₂Ｏのレベルは、Ｂ₂Ｏ₃の量
が約７５％を超える場合には安定なガラスを与えること
が示されている。Ｂ₂Ｏ₃のレベルが約７５％未満のガ
ラスでは対照的な状況となっている。

【００４２】

【表３】

【００４３】表３には、アルカリ金属酸化物添加が転移
温度範囲におけるガラスの粘度低下に効果があると共に
熱膨張率を上げることが示されている。

【００４４】

【表４】

【００４５】表４には、Ａｌ₂Ｏ₃添加が転移温度範囲
におけるガラスの粘度を低下されると共に、その液相線
温度を下げるのに有効であることが示されている。

【００４６】

【表５】

【００４７】表５は、ＰｂＯの量を多くすると転移温度
範囲におけるガラスの粘度が大きく低下することを示し
ている。表５はまた、Ａｌ₂Ｏ₃とかなりの量のアルカ
リ金属酸化物の組合せがガラスの耐久性を大きく上げて
しまい、クラッドカラスとしての適性が下がることを示
している。

【００４８】

【表６】

【００４９】表６は、典型的なソーダ石灰ガラスの線熱
膨張率（すなわち２５〜３００℃の範囲でおよそ８６×
１０^-7／℃）に近い線熱膨張率を有するのでソーダ石灰
耐久性ガラスと共に使用するのに特に有用であることが
わかった２つのガラス組成を示している。Ｃｏ₃Ｏ₄を
約０．１wt％のレベルでガラスに加えて青色を付与し
た。

【００５０】表１〜６により、クラッドガラスとして使
用するのに特に適したガラスとするのに必要な広範囲の
物性を有すると共に酸溶液中で大きな溶解度を示すガラ
スが、ベースＢａＯ−ＰｂＯおよび／またはＲ₂Ｏ−Ｂ
₂Ｏ₃系の組成から調製できることがわかる。

【００５１】表７は、本発明に使用できることがわかっ
た５つの耐久性ガラスの組成を酸化物基準のカチオン％
で表示している。サンプル４７および４８は、ＰＰＧイ
ンダストリー社販売の組成から成り、サンプル０２１
１，００７９および０２８１はコーニング社販売のガラ
スを表わしている。

【００５２】サンプル４７および４８をサンプル１〜４
６と同じようにして調製した。すなわち、適切なバッチ
成分を互いにタンブルミックスし、プラチナるつぼに充
填し、そのるつぼにふたをし、該るつぼを約１５５０℃
で運転される炉に入れ、約４時間後に炉から前記るつぼ
を取り出し、得られた溶融物をスチールモールドに注い
で約６″×６″×０．５″（およそ１５．２５cm×１
５．２５cm×１．２５cm）の寸法を有するガラススラブ
を形成し、そのスラブを直ちにアニーラーに移した。

【００５３】表７Ａは、表７と同じ群のガラス組成を酸
化物基準の重量部で表わしたものである。個々の成分の
合計が１００に極めて近いので、便宜上、表７Ａの数値
は重量％と考えてもさしつかえない。

【００５４】

【表７】

【００５５】表７の耐久性ガラスのボディに欠陥のない
表面を与える能力をテストするため、４″（約１０．２
cm）の正方形をサンプル４，８，１７，２２，２５，３
６，４５および４６のスラブから切り取った。それらの
正方形を、積層前に、前記特許第４，８８０，４５３号
に概説された手順に従って、ガラスの軟化点より約２５
℃高い温度で加熱処理することにより、球状の弧にサグ
（ｓａｇ）した。その後、サグされた正方形の凸側を研
削し、研磨してあらゆる表面欠陥を除去した。

【００５６】表７の耐久性ガラスの各々から約４．５″
（およそ１１．４cm）の正方形を切り取り、前記特許第
４，８８０，４５３号に概説される手順に従って積層物
を調製した。積層物形成に用いられた最高温度は、前記
特許第４，８８０，４５３号に記載されているように、
より可溶性のガラスの軟化点より数度高い温度（すなわ
ち粘度が約１０⁷ポアズとなる温度）であった。それら
の積層物は、特許第４，８８０，４５３号に記載された
モールド内へ、より可溶性のガラスが約１０⁵〜１０⁶
ポアズの粘度を示す温度を用いてプレスすることによっ
て、再加工された。

【００５７】より可溶性のガラス層を、かくはんしなが
ら９５℃の１ＮＨＣｌ水溶液に浸漬することによって除
去した。

【００５８】サンプル２２および２５をクラッドガラス
として使用してサンプル４７上に欠陥のない表面が形成
された。また、サンプル３６，４５および４６をクラッ
ドガラスとして使用してサンプル４８上に欠陥のない表
面が形成された。サンプル４および８を用いてガラス０
２１１上に欠陥のない表面が形成された。サンプル１７
を用いてガラス００７９上に欠陥のない表面が形成され
た。サンプル２２および２５を用いてガラス０２８１上
に欠陥のない表面が形成された。

【００５９】上述したプロセスは、本発明によるガラス
のボディと耐久性ガラスの個々の一体的ボディを、少な
くとも前者が流動性のある状態にある温度において積層
することを含むが、特許第４，１０２，６４４号の記載
と同様にして、流れの形態にある２つのガラスのボディ
を流動性のある状態（すなわち約１０⁷ポアズ以下の粘
度）で互いに一緒にし、積層品を形成できることは理解
されよう。

【００６０】耐久性ガラスとより可溶性のガラスは、少
なくとも後者が流動性のある状態で一緒にされる必要が
あるのみである。上述したプロセスにおいて、耐久性ガ
ラスの一方の側のみを可溶性ガラスで被覆したが、所望
により、耐久性ガラスの他の側も接触させるか、耐久性
ガラスのボディを本発明の可溶性ガラス内に完全につつ
み込んでしまうこともできることは理解されよう。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的に欠陥がなく、従来のように研削
および研磨されたガラス表面と少なくとも同等の平滑性
を有する少なくとも１つの表面を備えたガラス品を製造
する方法であって、（ａ）酸溶液中で比較的不溶性のガラスのボディと、次
のようなガラスのボディとを互いに接触させ、すなわち後者のガラスとは、酸化物基準のカチオン％で
表わして、７０〜８５％のＢ₂Ｏ₃、７〜２０％のＢａ
Ｏ、０〜１０％のＰｂＯ、０〜１２％のＲ₂Ｏ（ここで
Ｒ₂ＯはＬｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏから成る）、３〜
１５％のＰｂＯ＋Ｒ₂Ｏから実質的になり、硬化点から
室温までの範囲で前記比較的不溶性のガラスの線熱膨張
率から約５×１０^-7／℃以内の線熱膨張率と、前記比較
的不溶性のガラスの歪点から約１０℃以内の歪点と、前
記比較的不溶性のガラスより低い液相線温度と２５〜３
００℃の温度範囲において約６５〜９５×１０^-7／℃の
線熱膨張率と、６４０℃未満の軟化点と、形成温度にお
いて前記比較的不溶性のガラスより少なくとも１０倍小
さい粘度とを有し、酸溶液中で前記比較的不溶性のガラ
スより少なくとも１００倍可溶性を示すガラスであり、前記接触は、少なくとも前記可溶性の大きいガラスが流
動性を有する温度において行われて、前記両ガラスのボ
ディ間に実質的に欠陥のない界面を有する積層物を与
え、（ｂ）該積層物を冷却して、流動性のある状態で存在す
る各ガラスを凝固させ、その後、（ｃ）積層物を酸溶液に接触させてより可溶性のガラス
を溶解除去し、それによって、より可溶性のガラスが除
去された前記比較的不溶性のガラスの表面が実質的に欠
陥のないものとなり、従来のように研削および研磨され
たガラス表面と少なくとも同等の平滑性を有するものと
なることを特徴とする方法。