JPH10139470A - 化学的耐久性に優れたガラス - Google Patents
化学的耐久性に優れたガラスInfo
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- JPH10139470A JPH10139470A JP28982396A JP28982396A JPH10139470A JP H10139470 A JPH10139470 A JP H10139470A JP 28982396 A JP28982396 A JP 28982396A JP 28982396 A JP28982396 A JP 28982396A JP H10139470 A JPH10139470 A JP H10139470A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ソーダ石灰シリカ系ガラス並の溶融、成形性
があり、パイレックスガラス並の化学的耐久性を有する
ガラスを得ること。 【解決手段】 酸化物ガラスでバッチ組成において、Si
O2 68.5〜75wt％、B2O39.5〜14wt％、Li2O ７〜8.5 w
t％、Al2O3 ７〜10.5wt％を含有した化学的耐久性に優
れたガラス。
があり、パイレックスガラス並の化学的耐久性を有する
ガラスを得ること。 【解決手段】 酸化物ガラスでバッチ組成において、Si
O2 68.5〜75wt％、B2O39.5〜14wt％、Li2O ７〜8.5 w
t％、Al2O3 ７〜10.5wt％を含有した化学的耐久性に優
れたガラス。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は構築・建築物におけ
る窓用ガラス、飲料等の液を収容する容器ガラス、電子
産業における表示用ガラス等に係るもので、ソーダ石灰
シリカ系ガラス同様の溶融、成形技術で製造でき、特に
周辺環境により汚染され難く、化学的耐久性に優れたガ
ラスに関する。
る窓用ガラス、飲料等の液を収容する容器ガラス、電子
産業における表示用ガラス等に係るもので、ソーダ石灰
シリカ系ガラス同様の溶融、成形技術で製造でき、特に
周辺環境により汚染され難く、化学的耐久性に優れたガ
ラスに関する。
【０００２】
【従来技術における課題】従来建築物等の窓用ガラス、
飲料等の容器ガラス、電子産業等の表示用ガラスとして
ソーダ石灰シリカ系ガラスが多用されている。当該ガラ
スはソーダ分、石灰分を多く含むことにより溶解・清澄
・成形が容易で、大量に生産できることにより、汎く採
用されているが、使用に際してガラス中のソーダ分、石
灰分が雨水等や大気中に存在する酸化性ガスにより化学
反応して変質し、本来の透視機能を損ない、また外観を
損ずることが多々ある。本発明はそれら不具合を解消す
るものである。
飲料等の容器ガラス、電子産業等の表示用ガラスとして
ソーダ石灰シリカ系ガラスが多用されている。当該ガラ
スはソーダ分、石灰分を多く含むことにより溶解・清澄
・成形が容易で、大量に生産できることにより、汎く採
用されているが、使用に際してガラス中のソーダ分、石
灰分が雨水等や大気中に存在する酸化性ガスにより化学
反応して変質し、本来の透視機能を損ない、また外観を
損ずることが多々ある。本発明はそれら不具合を解消す
るものである。
【０００３】本成分系に関していえば、例えば特公昭49
−30750 号にはSiO2−B2O3−Al2O3−R2O (R：Li、Na、K
等) 系の管球用ガラスが開示され、また特開昭49−396
07号には、SiO2−Al2O3 −B2O3−Li2O−Na2O系で、耐熱
性で熱膨張係数が低く、電気部品用 (例えば電子レン
ジ) ガラスが開示されているが、いずれも本成分系とは
成分範囲、使用目的において異にする。
−30750 号にはSiO2−B2O3−Al2O3−R2O (R：Li、Na、K
等) 系の管球用ガラスが開示され、また特開昭49−396
07号には、SiO2−Al2O3 −B2O3−Li2O−Na2O系で、耐熱
性で熱膨張係数が低く、電気部品用 (例えば電子レン
ジ) ガラスが開示されているが、いずれも本成分系とは
成分範囲、使用目的において異にする。
【０００４】さらに特開昭60−260443号には、SiO2−B2
O3−Al2O3 −ZnO −R2O(R：Li、Na、K)系からなるアル
カリ溶出の少ないガラスが、特開昭61−77638 号には、
SiO2−Al2O3 −B2O3−BaO −R2O（Li2Oは任意成分）系
からなる耐水性の改善されたガラスが開示されている
が、いずれも本発明とは成分組成を異にし、また後述す
るごとく本発明におけるようなパイレックスガラス並の
耐水、耐久性を奏し得ない。
O3−Al2O3 −ZnO −R2O(R：Li、Na、K)系からなるアル
カリ溶出の少ないガラスが、特開昭61−77638 号には、
SiO2−Al2O3 −B2O3−BaO −R2O（Li2Oは任意成分）系
からなる耐水性の改善されたガラスが開示されている
が、いずれも本発明とは成分組成を異にし、また後述す
るごとく本発明におけるようなパイレックスガラス並の
耐水、耐久性を奏し得ない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化物ガラス
でバッチ組成（wt％）において、 SiO2 68.5〜75 （mol％において68〜72)、 B2O3 9.5〜14 ( 〃 ８〜12)、 Li2O 7 〜 8.5( 〃 14〜16)、 Al2O3 7 〜10.5( 〃 ４〜６)、 を含有した化学的耐久性に優れたガラス、さらに、ガラ
ス軟化点 (107.6 ポイズ) における温度が 700〜750
℃、102 ポイズにおける温度が1400〜1450℃である上記
化学的耐久性に優れたガラス、から構成される。
でバッチ組成（wt％）において、 SiO2 68.5〜75 （mol％において68〜72)、 B2O3 9.5〜14 ( 〃 ８〜12)、 Li2O 7 〜 8.5( 〃 14〜16)、 Al2O3 7 〜10.5( 〃 ４〜６)、 を含有した化学的耐久性に優れたガラス、さらに、ガラ
ス軟化点 (107.6 ポイズ) における温度が 700〜750
℃、102 ポイズにおける温度が1400〜1450℃である上記
化学的耐久性に優れたガラス、から構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】本成分系において、SiO2分はガラ
ス形成成分として必須のものであり、68.5wt％未満では
ガラスが形成され難く、失透が生じ易くなり、75wt％を
越えるとガラス溶融が困難となり、ガラスの粘度も上昇
し、成形も困難となる。従って68.5〜75wt％の範囲とす
る。
ス形成成分として必須のものであり、68.5wt％未満では
ガラスが形成され難く、失透が生じ易くなり、75wt％を
越えるとガラス溶融が困難となり、ガラスの粘度も上昇
し、成形も困難となる。従って68.5〜75wt％の範囲とす
る。
【０００７】B2O3分はSiO2同様のガラス形成成分であ
り、かつガラス溶融に際して低温で溶融し得る成分でも
ある。B2O3が 9.5wt％未満であるとガラス形成が困難と
なり、またガラス溶融を困難とし、14wt％を越えるとガ
ラスの化学的耐久性を劣化させる。従って 9.5〜14wt％
の範囲とする。なお、B2O3分のごく一部は溶融に際して
揮散する。
り、かつガラス溶融に際して低温で溶融し得る成分でも
ある。B2O3が 9.5wt％未満であるとガラス形成が困難と
なり、またガラス溶融を困難とし、14wt％を越えるとガ
ラスの化学的耐久性を劣化させる。従って 9.5〜14wt％
の範囲とする。なお、B2O3分のごく一部は溶融に際して
揮散する。
【０００８】Li2O分はガラス溶融に際する媒溶成分とし
て必須のもので、SiO2やB2O3等の酸性成分と反応して溶
融性を良好とする。Li2Oが７wt％未満ではガラス溶融を
困難とし、他方 8.5wt％を越えるとガラスの化学的耐久
性を劣化させる。従って７〜10.5wt％の範囲とする。
て必須のもので、SiO2やB2O3等の酸性成分と反応して溶
融性を良好とする。Li2Oが７wt％未満ではガラス溶融を
困難とし、他方 8.5wt％を越えるとガラスの化学的耐久
性を劣化させる。従って７〜10.5wt％の範囲とする。
【０００９】Al2O3 分はSiO2系ガラスと、B2O3系ガラス
の分相を抑制し両系を混和するうえで必須の成分であ
り、またガラスの化学的耐久性を格段に上昇させる。Al
2O3 が７wt％未満であると分相を抑制し難く、ガラスを
乳濁状にする。10.5wt％を越えるとガラスの粘度を上昇
し、成形も困難とする。従って７〜10.5wt％の範囲とす
る。
の分相を抑制し両系を混和するうえで必須の成分であ
り、またガラスの化学的耐久性を格段に上昇させる。Al
2O3 が７wt％未満であると分相を抑制し難く、ガラスを
乳濁状にする。10.5wt％を越えるとガラスの粘度を上昇
し、成形も困難とする。従って７〜10.5wt％の範囲とす
る。
【００１０】特に、ガラスの分相を抑制し、ガラス形成
を容易にするとともに、ガラスの化学的耐久性をより良
好とするうえで、ガラス形成成分であるSiO2とB2O3の和
を、mol％で80以上、修飾成分であるLi2Oを mol％で15
以下、他方中間成分であるAl 2O3 を mol％で５以上とす
ることが望ましい。
を容易にするとともに、ガラスの化学的耐久性をより良
好とするうえで、ガラス形成成分であるSiO2とB2O3の和
を、mol％で80以上、修飾成分であるLi2Oを mol％で15
以下、他方中間成分であるAl 2O3 を mol％で５以上とす
ることが望ましい。
【００１１】なお、不純成分として混入し易い２価成分
(例えばMgO 、SrO 、BaO 等) 、Fe 2O3 等の鉄分、Ti
O2、MnO2等は合計 0.5wt％以下であればよい。Na2O、お
よび／又はK2O は、１wt％以内であればLi2Oと置換する
ことができる。
(例えばMgO 、SrO 、BaO 等) 、Fe 2O3 等の鉄分、Ti
O2、MnO2等は合計 0.5wt％以下であればよい。Na2O、お
よび／又はK2O は、１wt％以内であればLi2Oと置換する
ことができる。
【００１２】また、本成分範囲においては清澄剤は特に
必要とせず、良好な清澄性を示す。上記酸化物成分範囲
からなるバッチを充分混合し、通常のソーダ石灰シリカ
系ガラス同様の1450℃で溶融し、清澄、徐冷して化学的
耐久性に優れたガラスを得る。なお、ガラスの熱物性は
軟化点が 700〜750 ℃、102 ポイズ温度が1400〜1450℃
と、ソーダ石灰シリカ系ガラスと大差なく、熱膨張係数
は60×10-7／℃以下程度と低いため耐熱割れ等も起生し
難く、耐熱衝撃に効果を奏する。
必要とせず、良好な清澄性を示す。上記酸化物成分範囲
からなるバッチを充分混合し、通常のソーダ石灰シリカ
系ガラス同様の1450℃で溶融し、清澄、徐冷して化学的
耐久性に優れたガラスを得る。なお、ガラスの熱物性は
軟化点が 700〜750 ℃、102 ポイズ温度が1400〜1450℃
と、ソーダ石灰シリカ系ガラスと大差なく、熱膨張係数
は60×10-7／℃以下程度と低いため耐熱割れ等も起生し
難く、耐熱衝撃に効果を奏する。
【００１３】
（実施例１）ガラス原料において、SiO2源として光学珪
砂を、B2O3源として無水硼酸を、Li 2O源として炭酸リチ
ウムを、Al2O3 源として水酸化アルミニウムを使用し
た。
砂を、B2O3源として無水硼酸を、Li 2O源として炭酸リチ
ウムを、Al2O3 源として水酸化アルミニウムを使用し
た。
【００１４】上記原料をバッチ組成 (酸化物組成：wt
％）で、SiO2 71.8、B2O3 11.9、Li 2O 7.6 、Al2O3
8.7 になるように調合し、調合バッチを白金ルツボに充
填し、これを電気炉にセットして1450℃、４時間加熱し
てガラス溶融し、次いで1250℃、２時間で清澄したうえ
で、炉から取出し、カーボン型上に流し出して板状のガ
ラスを得た。さらにガラスを電気炉で 650℃に加熱後、
加熱を止め、炉内放冷 (徐冷) して50℃以下になるまで
降温させ、ガラス試料とした。
％）で、SiO2 71.8、B2O3 11.9、Li 2O 7.6 、Al2O3
8.7 になるように調合し、調合バッチを白金ルツボに充
填し、これを電気炉にセットして1450℃、４時間加熱し
てガラス溶融し、次いで1250℃、２時間で清澄したうえ
で、炉から取出し、カーボン型上に流し出して板状のガ
ラスを得た。さらにガラスを電気炉で 650℃に加熱後、
加熱を止め、炉内放冷 (徐冷) して50℃以下になるまで
降温させ、ガラス試料とした。
【００１５】該ガラス試料について、JIS-R 3104-1970
に基づき、所定形状のサンプルとして、リトルトン粘度
計によりガラス軟化点（107.6 ポイズ温度）を、ガラス
を再度溶融して、回転粘度計により高温下のガラス粘度
を測定した。またJIS-R 3502に基づき、ガラス粉末の熱
水へのアルカリ溶出量（１mL＝2.5gガラス当たり）を測
定した。
に基づき、所定形状のサンプルとして、リトルトン粘度
計によりガラス軟化点（107.6 ポイズ温度）を、ガラス
を再度溶融して、回転粘度計により高温下のガラス粘度
を測定した。またJIS-R 3502に基づき、ガラス粉末の熱
水へのアルカリ溶出量（１mL＝2.5gガラス当たり）を測
定した。
【００１６】〔実施例２〜４〕バッチ組成 (酸化物組
成：wt％）で、SiO2 71.5、B2O3 13.8、Li2O 7.9 、
Al2O3 6.8 からなるバッチを（実施例２）、同様にバッ
チ組成で、SiO2 68.7、B2O3 14.0、Li2O 7.0 、Al2O
3 10.3 からなるバッチを（実施例３）、さらにバッチ
組成で、SiO2 72.7、B2O3 12.0、Li2O 8.3 、Al2O3
7.0からなるバッチを（実施例４）、夫々実施例１同様
に溶融、清澄し、板状に成形し徐冷してガラス試料を得
た。
成：wt％）で、SiO2 71.5、B2O3 13.8、Li2O 7.9 、
Al2O3 6.8 からなるバッチを（実施例２）、同様にバッ
チ組成で、SiO2 68.7、B2O3 14.0、Li2O 7.0 、Al2O
3 10.3 からなるバッチを（実施例３）、さらにバッチ
組成で、SiO2 72.7、B2O3 12.0、Li2O 8.3 、Al2O3
7.0からなるバッチを（実施例４）、夫々実施例１同様
に溶融、清澄し、板状に成形し徐冷してガラス試料を得
た。
【００１７】これらの試料について、実施例１同様にガ
ラス軟化点、高温下のガラス粘度、アルカリ溶出量を測
定した。
ラス軟化点、高温下のガラス粘度、アルカリ溶出量を測
定した。
【００１８】〔比較例１〜２〕バッチ組成 (酸化物組
成：wt％）で、SiO2 76.5、B2O3 12.6、Li2O 10.9か
らなるバッチを（比較例１）、同様にバッチ組成で、Si
O2 70.5、B2O3 11.7、Li2O 7.5 、ZrO2 10.3 からな
るバッチを（比較例２）、夫々実施例１同様に溶融、清
澄し、板状に成形し徐冷してガラス試料を得た。
成：wt％）で、SiO2 76.5、B2O3 12.6、Li2O 10.9か
らなるバッチを（比較例１）、同様にバッチ組成で、Si
O2 70.5、B2O3 11.7、Li2O 7.5 、ZrO2 10.3 からな
るバッチを（比較例２）、夫々実施例１同様に溶融、清
澄し、板状に成形し徐冷してガラス試料を得た。
【００１９】これらの試料について、実施例１同様にガ
ラス軟化点、高温下ガラス粘度、アルカリ溶出量を測定
した。
ラス軟化点、高温下ガラス粘度、アルカリ溶出量を測定
した。
【００２０】〔比較例３〜４〕市販のソーダ石灰シリカ
系フロート板ガラスについて（比較例３）、実施例１同
様にガラス軟化点、高温下ガラス粘度、アルカリ溶出量
を測定した。なおガラスの分析値（wt％）は以下のとお
りである。 SiO2 71.1, Al2O3 1.47, MgO 4.04, CaO 8.91, Na2O 1
3.1, K2O 0.83 さらに市販のパイレックスガラスについて（比較例
４）、実施例１同様にガラス軟化点、高温下ガラス粘
度、アルカリ溶出量を測定した。なおガラスの分析値
（wt％）は以下のとおりである。 SiO2 80.2, B2O3 12.6, Na2O 4.08, Al2O3 2.3
系フロート板ガラスについて（比較例３）、実施例１同
様にガラス軟化点、高温下ガラス粘度、アルカリ溶出量
を測定した。なおガラスの分析値（wt％）は以下のとお
りである。 SiO2 71.1, Al2O3 1.47, MgO 4.04, CaO 8.91, Na2O 1
3.1, K2O 0.83 さらに市販のパイレックスガラスについて（比較例
４）、実施例１同様にガラス軟化点、高温下ガラス粘
度、アルカリ溶出量を測定した。なおガラスの分析値
（wt％）は以下のとおりである。 SiO2 80.2, B2O3 12.6, Na2O 4.08, Al2O3 2.3
【００２１】〔試験結果〕以下に各実施例、比較例の軟
化点、102 ポイズ温度 (ガラス溶融温度に対応する）、
アルカリ溶出量について結果を示す。 実施例１：軟化点 730 ℃、102 ホ・イス" 温度 1430 ℃、アルカリ溶出量 0.02mg/1mL 実施例２： 〃 740 〃 1440 〃 0.05 実施例３： 〃 745 〃 1450 〃 0.02 実施例４： 〃 720 〃 1440 〃 0.05 比較例１： 〃 490 〃 1200 〃 8.80 比較例２： 〃 760 〃 1470 〃 0.13 比較例３： 〃 735 〃 1430 〃 0.39 比較例４： 〃 820 〃 >1800 〃 0.02 注）比較例２のガラスは分相により白濁状を呈する
化点、102 ポイズ温度 (ガラス溶融温度に対応する）、
アルカリ溶出量について結果を示す。 実施例１：軟化点 730 ℃、102 ホ・イス" 温度 1430 ℃、アルカリ溶出量 0.02mg/1mL 実施例２： 〃 740 〃 1440 〃 0.05 実施例３： 〃 745 〃 1450 〃 0.02 実施例４： 〃 720 〃 1440 〃 0.05 比較例１： 〃 490 〃 1200 〃 8.80 比較例２： 〃 760 〃 1470 〃 0.13 比較例３： 〃 735 〃 1430 〃 0.39 比較例４： 〃 820 〃 >1800 〃 0.02 注）比較例２のガラスは分相により白濁状を呈する
【００２２】さらに、実施例１試料について、熱膨張計
により熱膨張係数を測定したところ、室温〜 300℃にお
いて、60×10-7／℃以下であった。他の実施例試料にお
いても、ほぼ同様であろうことは、容易に推察できる。
により熱膨張係数を測定したところ、室温〜 300℃にお
いて、60×10-7／℃以下であった。他の実施例試料にお
いても、ほぼ同様であろうことは、容易に推察できる。
【００２３】以上のとおり、本実施例のガラスは、軟化
点、102 ポイズ温度はソーダ石灰シリカ系ガラスとほぼ
同等であり、耐水性はソーダ石灰シリカ系ガラスに比べ
格段と優れておりパイレックスガラス並であることが解
る。
点、102 ポイズ温度はソーダ石灰シリカ系ガラスとほぼ
同等であり、耐水性はソーダ石灰シリカ系ガラスに比べ
格段と優れておりパイレックスガラス並であることが解
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明のガラスによれば、化学的耐久性
においてパイレックスガラス並に優れ、また熱膨張係数
も低く溶融、成形性はソーダ石灰シリカ系ガラス同様に
容易であるという効果を奏する。
においてパイレックスガラス並に優れ、また熱膨張係数
も低く溶融、成形性はソーダ石灰シリカ系ガラス同様に
容易であるという効果を奏する。
Claims (2)
- 【請求項１】酸化物ガラスでバッチ組成（wt％）におい
て、SiO2 68.5〜75、B2O3 9.5〜14、Li2O ７ 〜
8.5 、Al2O3 ７ 〜10.5 、を含有したことを特徴とす
る化学的耐久性に優れたガラス。 - 【請求項２】ガラス軟化点 (107.6 ポイズ) における温
度が 700〜750 ℃、102 ポイズにおける温度が1400〜14
50℃であることを特徴とする請求項１記載の化学的耐久
性に優れたガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28982396A JPH10139470A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 化学的耐久性に優れたガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28982396A JPH10139470A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 化学的耐久性に優れたガラス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139470A true JPH10139470A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17748239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28982396A Pending JPH10139470A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 化学的耐久性に優れたガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10139470A (ja) |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP28982396A patent/JPH10139470A/ja active Pending
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