JPH1025132A - 無アルカリガラス及びその製造方法 - Google Patents
無アルカリガラス及びその製造方法Info
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- JPH1025132A JPH1025132A JP19963696A JP19963696A JPH1025132A JP H1025132 A JPH1025132 A JP H1025132A JP 19963696 A JP19963696 A JP 19963696A JP 19963696 A JP19963696 A JP 19963696A JP H1025132 A JPH1025132 A JP H1025132A
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Abstract
せず、しかも泡品位が高く、ディスプレイ用透明ガラス
基板として好適な無アルカリガラスを製造する方法を提
供する。 【解決手段】 重量百分率でSiO2 40〜70%、
Al2 O3 5〜25%、B2 O3 3〜20%、Mg
O 0〜10%、CaO 0〜10%、BaO0〜30
%、SrO 0〜10%、ZnO 0〜10%の組成を
有し、本質的にアルカリ金属酸化物を含有しないガラス
となるように調合したガラス原料調合物に、清澄剤とし
て、硫酸塩をSO3 換算で0.005〜1.0重量%、
及び塩化物をCl2 換算で0.01〜2.0重量%添加
する。その後、これらを溶融、成形する。
Description
にディスプレイ等の透明ガラス基板として使用される無
アルカリガラスとその製造方法に関するものである。
基板として、無アルカリガラスが使用されている。ディ
スプレイ用途に用いられる無アルカリガラスには、耐熱
性、耐薬品性等の特性の他に、高い泡品位が要求され
る。
より種々のガラスが提案されており、本出願人も特開昭
63−74935号においてSiO2 −Al2 O3 −B
2 O3 −CaO−BaO系の無アルカリガラスを提案し
ている。
カリガラスは、アルカリ金属成分を含有しないために溶
融温度が高い。それゆえ清澄剤として高温で分解して多
量に清澄ガスを発生するAs2 O3 やSb2 O3 を必須
成分として添加しなければ、泡品位に優れたガラスを得
ることは困難である。
劇物物質であり、ガラスの製造工程や、廃ガラスの処理
時等に環境を汚染する可能性があり、その使用が制限さ
れつつある。
やSb2 O3 を使用せず、しかも泡品位が高く、ディス
プレイ用透明ガラス基板として好適な無アルカリガラス
とその製造方法を提供することである。
を行った結果、清澄剤として硫酸塩と塩化物を併用する
ことによって上記目的が達成できることを見いだし、本
発明として提案するものである。
百分率でSiO2 40〜70%、Al2 O3 5〜2
5%、B2 O3 3〜20%、MgO 0〜10%、C
aO0〜15%、BaO 0〜30%、SrO 0〜1
0%、ZnO 0〜10%、SO3 0.001〜0.
03%、Cl2 0.005〜1.0%の組成を有し、
本質的にアルカリ金属酸化物を含有しないことを特徴と
する。
は、重量百分率でSiO2 40〜70%、Al2 O3
5〜25%、B2 O3 3〜20%、MgO 0〜1
0%、CaO 0〜15%、BaO 0〜30%、Sr
O 0〜10%、ZnO 0〜10%の組成を有し、本
質的にアルカリ金属酸化物を含有しないガラスとなるよ
うに調合したガラス原料調合物を溶融した後、成形する
無アルカリガラスの製造方法において、清澄剤として、
硫酸塩をSO3 換算で0.005〜1.0重量%、及び
塩化物をCl2 換算で0.01〜2.0重量%添加する
ことを特徴とする。
200〜1600℃)で清澄ガスを発生するものとし
て、BaSO4 、CaSO4 等の硫酸塩が知られている
がこれらはAs2 O3 やSb2 O3 に比べると発生ガス
量が少なく、清澄力が劣る。十分な量の清澄ガスを発生
させるためには硫酸塩を多量に添加しなければならない
が、一般に無アルカリガラスはSO3 の溶解度が低いた
め、清澄工程後の仕上攪拌工程や成型工程時にSO2 ガ
スの再発泡が起こり泡品位が低下してしまう。
を使用することにより、塩化物が高温で分解、揮発して
清澄ガスを発生するとともに、硫酸塩の分解を促進して
SO2 ガスの発生量を増大させる結果、非常に高い清澄
効果が得られると同時に、ガラス中に残存するSO3 の
量を減少させる結果、SO2 ガスの再発泡が起こらなく
なる。
法を述べる。
ラス原料調合物を用意する。ガラス組成をこのように限
定する理由を以下に述べる。
分であり、その含有量は40〜70%である。SiO2
が40%より少ないと耐薬品性が悪化するとともに、歪
点が低くなって耐熱性が悪くなり、70%より多いと高
温粘度が大きくなって溶融性が悪くなるとともに、クリ
ストバライトの失透物が析出しやすくなる。Al2 O3
はガラスの耐熱性、耐失透性を高める成分であり、その
含有量は、5〜25%である。Al2 O3 が5%より少
ないと失透温度が著しく上昇し、ガラス中に失透が生じ
やすくなり、25%より多いと耐酸性、特に耐バッファ
ードフッ酸性が低下しガラス基板表面に白濁が生じやす
くなる。B2 O3 は融剤として働き、粘性を下げ溶融を
容易にする成分であり、その含有量は3〜20%であ
る。B2 O3 が3%より少ないと融剤としての効果が不
十分となり、20%より多いと耐塩酸性が低下するとと
もに、歪点が低下して耐熱性が得られなくなる。MgO
は歪点を下げずに高温粘度を下げ、ガラスの溶融を容易
にする成分であり、その含有量は0〜10%である。M
gOが10%より多いとガラスの耐バッファードフッ酸
性が著しく低下する。CaOもMgOと同様の働きを
し、その含有量は0〜15%である。CaOが15%よ
り多いとガラスの耐バッファードフッ酸性が著しく低下
する。BaOはガラスの耐薬品性を向上させるととも
に、失透性を改善する成分であり、その含有量は0〜3
0%である。BaOが30%より多いと歪点が低下して
耐熱性が悪くなる。SrOはBaOと同様の効果の成分
であり、その含有量は0〜10%である。SrOが10
%より多いと失透性が増すため好ましくない。ZnOは
耐バッファードフッ酸性を改善するとともに、失透性を
改善する成分であり、その含有量は0〜10%である。
ZnOが10%より多い逆にガラスが失透しやすくなる
とともに、歪点が低下し耐熱性が得られなくなる。なお
アルカリ土類酸化物の合量が5%より少ないと、高温粘
度が高くなり溶融性が悪化するとともに、ガラスが失透
しやすくなり、30%より多いと耐熱性および耐酸性が
悪くなり好ましくない。また上記成分の他に、ZrO
2 、TiO2 、Fe2 O3 等を合量で5%まで添加する
ことができる。
意する。硫酸塩としてはBaSO4、CaSO4 等が、
塩化物としてはBaCl2 、CaCl2 等が使用でき
る。
酸塩と塩化物を添加する。硫酸塩及び塩化物の添加量
は、SO3 換算で0.005〜1.0重量%、及びCl
2 換算で0.01〜2.0重量%である。その理由は、
硫酸塩がSO3 換算で0.005%より少ないと清澄効
果が小さく、1.0%より多いとガラス中の残存量が多
くなり、再発泡してしまう。また塩化物がCl2 換算で
0.01%より少ないと硫酸塩の分解を促進する効果が
なく、1.0%より多いと揮発量が増えてガラスが変質
し易くなる。
このとき、硫酸塩と塩化物の働きによって多量の清澄ガ
スが発生し、ガラス中の泡が除去される。またこれによ
ってガラス中のSO3 の溶存量が大幅に低下する.
る。ディスプレイ用途としては、フュージョン法、ダウ
ンドロー法、フロート法、ロールアウト法等の公知の方
法を用いることができる。
40〜70%、Al2 O3 5〜25%、B2 O3 3
〜20%、MgO 0〜10%、CaO 0〜15%、
BaO 0〜30%、SrO 0〜10%、ZnO 0
〜10%、SO3 0.001〜0.03%、Cl2
0.005〜1.0%の組成を有し、本質的にアルカリ
金属酸化物を含有しない本発明の無アルカリガラスを得
ることができる。
塩化物の効果を示したものであり、試料aは従来法のA
s2 O3 を用いた方法、試料bは試料aからAs2 O3
を除いた方法、試料c及びdはAs2 O3 の代わりにB
aSO4 を添加した方法、試料eはAs2O3 の代わり
にBaCl2 を添加した方法、試料f〜jはAs2 O3
の代わりにBaSO4 とBaCl2 を添加した本発明の
製造方法を示している。
ようにガラス原料を調合し、電気炉にて所定の溶融条件
で溶融し清澄性及び再発泡性を評価した。結果を表1に
示す。なお、表中のガラス原料調合物組成は、各成分の
酸化物換算の値で示してある。
(試料a)からAs2 O3 を除いた試料bのガラスは清
澄性が著しく悪化した。As2 O3 の代わりにBaSO
4 を少量添加した試料cは再発泡がなかったものの清澄
性が悪かった。またBaSO 4 を多量添加した試料dは
清澄性が良好であったものの、再発泡が著しかった。一
方、As2 O3 の代わりにBaCl2 を用いた試料eは
再発泡がなかったものの、清澄性が悪化した。一方、B
aSO4 及びBaCl2 を併用した試料f〜jのガラス
は、清澄性、再発泡性ともに良好であり、泡品位が試料
aと同等であった。
1時間溶融した溶融ガラスをカーボン台上に流しだし、
徐冷した後、ガラス中に残存している泡の個数を計数
し、ガラス100g中の泡が1000個を越えるものを
×、101〜1000個のものを△、100個以下のも
のを○で評価した。
〜jについて、次のようにして評価した。まずガラス原
料を1550℃で16時間溶融して完全に泡を消失させ
た。続いて坩堝上部よりガラス融液中に白金製のスター
ラーを挿入し、20rpmで10分間攪拌した後、スタ
ーラーを引き抜いた。その後、溶融ガラスをカーボン台
上に流しだし、徐冷した後、ガラス中に残存している泡
を観察した。評価は、泡があるものを×、泡がないもの
を○とした。
得られる無アルカリガラスの実施例(試料No.1〜
5)を示している。
ス原料を調合し、更に硫酸塩(BaSO4 )と塩化物
(BaCl2 )を添加した後、実施例1と同様にして清
澄性及び再発泡性を評価した。またこれらのガラス原料
を電気炉にて1550〜1600℃で16〜24時間溶
融し、成型して試料を得た。
耐熱性及び耐薬品性を評価した。結果を表3に示す。な
お、表中には添加した硫酸塩と塩化物の量をSO3 およ
びCl2 換算で併記した。
性に優れ、また再発泡は起こらなかった。しかも耐熱
性、耐薬品性の特性についても良好であった。
−71の方法に基づいて測定した。耐薬品性は、耐塩酸
性について各試料を80℃に保持された10重量%塩酸
水溶液に24時間浸漬した後、ガラス基板の表面状態を
観察することによって評価し、ガラス基板表面の変色し
たものを×、全く変色のないものを○で示した。よって
評価した。また耐バッファードフッ酸性は、各試料を2
0℃に保持された38.7重量%フッ化アンモニウムと
1.6重量%フッ酸からなるバッファードフッ酸に30
分間浸漬した後、ガラス基板の表面状態を観察すること
によって評価した。ガラス基板表面が白濁したものを
×、全く変化しなかったものを○で示した。
れば、清澄剤として硫酸塩及び塩化物を併用するため
に、清澄性及び再発泡性に優れ、泡品位に優れた無アル
カリガラスを製造することが可能である。
2 O3 やSb2 O3 を含有しないために環境上好ましい
ものである。しかも従来品と同等の泡品位と耐熱性、耐
薬品性を有しており、特にディスプレイ用透明ガラス基
板として好適である。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量百分率でSiO2 40〜70%、
Al2 O3 5〜25%、B2 O3 3〜20%、Mg
O 0〜10%、CaO 0〜15%、BaO 0〜3
0%、SrO 0〜10%、ZnO 0〜10%、SO
3 0.001〜0.03%、Cl2 0.005〜
1.0%の組成を有し、本質的にアルカリ金属酸化物を
含有しないことを特徴とする無アルカリガラス。 - 【請求項2】 重量百分率でSiO2 40〜70%、
Al2 O3 5〜25%、B2 O3 3〜20%、Mg
O 0〜10%、CaO 0〜15%、BaO 0〜3
0%、SrO 0〜10%、ZnO 0〜10%の組成
を有し、本質的にアルカリ金属酸化物を含有しないガラ
スとなるように調合したガラス原料調合物を、溶融した
後、成形する無アルカリガラスの製造方法において、清
澄剤として、硫酸塩をSO3 換算で0.005〜1.0
重量%、及び塩化物をCl2 換算で0.01〜2.0重
量%添加することを特徴とする無アルカリガラスの製造
方法。
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