JPS6311543A - 低膨張ガラス - Google Patents

低膨張ガラス

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JPS6311543A
JPS6311543A JP61153064A JP15306486A JPS6311543A JP S6311543 A JPS6311543 A JP S6311543A JP 61153064 A JP61153064 A JP 61153064A JP 15306486 A JP15306486 A JP 15306486A JP S6311543 A JPS6311543 A JP S6311543A
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JP
Japan
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glass
low
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low expansion
less
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JP61153064A
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Shigetoshi Fujiwara
藤原 成利
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Hoya Corp
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Hoya Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

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〕 本発明は低膨張ガラスに関し、特に、ディスプレイ用ガ
ラスシート、各種基板等のエレクトロニクス向は材料と
して、さらに高温炉の窓材などに用いられる低膨張ガタ
スに関する。
〔従来の技術〕
膨張係数が30X10−7/℃以下の低膨張ガラスにつ
いては、各種文献において、いくつかの組成が知られて
いる。例えば、ガラスハンドブック(朝食書店1982
年出版)には、膨張係数が21 X 10−7/℃の低
膨張ガラスに関する記載がある。その組成は、重量%(
vt%)で5IO283,6、B2038.8 N A
t2O3S、01Na201.4およびBaO1,2で
ある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、実際に上述した組成のガラスを溶解しようとす
ると、1700℃以上の温度が必要となる。
この1700℃以上という高温を得るためには、溶融炉
の材質および構造、加熱方式あるいは成形装置など、製
造システムのいずれについてもきわめて特殊なものとな
り、量産は非常に困難である。
まして、脈も泡もない低膨張ガラスの量産となると、き
わめて困難であるという問題点があった。
更に、従来この溶解性を改良するためにガラス組成を多
成分系にしたシ、アルカリ成分を導入したりして来たが
、特に!気的l縁性を必要とするエレクトロニクス用材
料についてはアルカリ成分を導入することは好ましくな
いという問題点があった。
本発明はこのよう力問題点を除去するためKなされたも
のであυ、第1の目的は量産の容易な低膨張ガラスを提
供することであシ、第2の目的は電気的絶縁性の高い低
膨張ガラスを提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の低膨張ガラスは、wt%で5i0247〜68
、P2O51〜10(ただし5102+P2O5の合計
量48〜68)、B2O35〜23、At20310〜
30(ただしB203 + At203の合計量25〜
40)およびRO(RはM g r Ca + S r
 + B a HZ 11の少なくとも1つ)0〜15
を含み、かつ上記成分の合計量を95wt%以上とした
ものである。
〔作用〕
5102 はガラスの膨張係数を低下させる。SiO□
の含有率を47wt%未満にすると、ガラスの安定性が
悪くなるばかυでなく、膨張係数が30XICr7/℃
よ)も大きくなってしまう。逆に68vt%を越えた場
合も、ガラスの安定性が悪くなるとともに、 1600
℃以下の温度での溶解が困MKなる。
従来、30X10−7/’C以下の膨張係数のガラスを
得るためには、必然的に5in2の含有率を高める方法
が採られた。しかし、その方法では必然的に溶融温度の
上昇を伴う。また、ガラスの電気的絶縁性を高めるため
には、無アルカリガラスとすればよいが、融剤としての
機能をもつアルカリ成分を除去することは、必然的にガ
ラスの溶融温度を高めることになる。そこで、本発明者
は、溶融温度を下げるために、予め5102の含有率を
7゜vt%以下とする制約条件を設定し、その条件下で
30xlO−7/℃以下の膨張係数を有するガラス組成
を調べていった結果、従来の組成とは明らかに異なる組
成領域で30X10−7/’C以下の膨張係数を有し、
アルカリ成分を含まず、しかも量産可能な低膨張係ガラ
スが得られることを見出し、本発明をしたものである。
次にP2O5は、ガラスの溶解性と安定性を改良するが
、1wt%未満ではガラスの液相温度が高くなりすぎて
失透しやすく、逆に10wt%を越えると、溶融温度が
きわめて高くなる。また、5to2とp20Sとの合f
ilを48wt 4未満にすると、ガラスが失透しやす
く、逆に68wt%を越えると溶解温度が高くなりすぎ
る。
B2O3とAt203のそれぞれの含有率および両者の
合計量は、膨張係数が30X10−7/’C以下のガラ
スを1600℃以下の温度で製造できるようにするため
に非常に重要な意味をもっている。B2O3の含有率を
5wt%未満とすると、膨張係数を30xlQ−7/’
(:、以下にするためにはAt2 Q3の含有量を大き
くしなければならないが、そうするとガラスの安定性が
損われる。B2O3の含有率が23wt%以上では、ガ
ラス化しない。Aj203の含有率をi 0ft%未満
とすると、目的とする低膨張ガラスが得られない。30
wt%を越えると、液相温度が高くなりすぎる。そして
B2O3+AtzO3の合計量が25wt%未満では、
目的とする低膨張ガラスが得られない。逆に40vt%
を越えると、ガラス化しない。なお、ガラスの化学的耐
久性という観点からは、B2O3の上限は15wt%程
度にすることが好ましい。
2価の全屈酸化物であるRO酸成分、ガラスの耐失透性
を向上させ、ガラスの溶融温度を下げる。
しかし、これらのROは、含有率が15wt%以上、と
なるとガラスが失透しやすくなる。
〔実施例〕
本発明の実施例のガラス組成を、転移点(Tg)、屈服
点T3および膨張係数αとともに下の表に示した。
/7・′ \・′ 7″ 7・・′ 2、/ いずれも30xlO−’/’C以下の低い膨張率が得ら
れたが、このうち、−例として実施例1のガラスについ
て、詳細に説明する。
まず、8102の原料としては、珪砂などの天然原料あ
るいは水ガラスから加水分解で製造したシリカなどが使
えるが、粒子の細かいものが溶解性の点で有効である。
P2O5の原料としては、パッチの反応速度が遅いため
、揮発が少ないリン酸アルミニウムなどが好適である。
At203の原料としては、At(OH)3が反応性と
いう点で好ましい。もちろん、本発明はこれらの原料を
限定するものではない。
選定した原料を所望の組成に相当する量だけ秤量したも
のを、十分に混合した後、アルミするつほに入れて、1
600℃で2時間溶融し、その後キャスト成形した。溶
融温度がきわめて低いにもかかわらず、膨張係数が29
xlO−7/℃という低膨張ガラスが得られた。
実施例5のガラスの場合、溶融温度を1650℃まで昇
温する必要があるが、従来量産が不可能であった20X
10−7/’Cというきわめて低い膨張係数を備えたガ
ラスが得られる。原料などの条件は、実施例1と同じで
よい。
他の実施例についても、原料などは上述した実施例1お
よび5と同様で、溶融温度は1600℃と1650℃の
間にあった。開成の組成様から明らかな通り、各実施例
はアルカリ成分を含まず、このようにアルカリ成分を導
入しなくても、従来よυも低い温度で溶解することがで
き、しかも安定な低膨張ガラスが得られた。
なお、このアルカリ成分は、ガラスの電気的絶縁性を高
める観点からは添加しないことが望ましいことは先に述
べた通シであるが、特に電気的絶縁性を問題にしない場
合には、3wrt%程度まであれば、添加することも可
能である。また、La2O3やT102% ZrO2あ
るいはTa205といった高原子価酸化物も、ガラスの
安定性は多少落ちるものの、5wt%未満であれば添加
可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明によれば、wt%で5S(
h47〜6B、P、051〜10(ただし5i02+P
2O5の合計量50〜68)、B2O33〜23、Az
20310〜30(ただしB203 +Atz o3の
合計i25〜40)およびRO(RはMg、Ca、Sr
+Ba。
Znの少なくとも1つ)0〜15を含み、かつその合計
量を95wt%以上としたことKよシ、従来量産が困離
とされてきた膨張係数が30X10−7/℃以下のガラ
スを無アルカリにもかかわらず、1600℃程度の比較
的低い温度で安価に量産できるようになシ、低膨張でか
つ電気的絶縁性の高いガラスが実現できる。したがって
本発明のガラスは、ディスプレイ用ガラスシート、各種
基板等のエレクトロニクス向は材料、さらに高温炉の窓
材など幅広い分野に利用してきわめて有用である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 重量%で SiO_2 47〜68 P_2O_5 1〜10 (ただしSiO_2+P_2O_5の合計量 48〜6
    8) B_2O_3 5〜23 Al_2O_3 10〜30 (ただしB_2O_3+Al_2O_3の合計量 25
    〜40) RO(RはMg、Ca、Sr、Ba、Zn 0〜15)
    の少なくとも1つ) を含み、かつ上記成分の合計量が95重量%以上である
    ことを特徴とする低膨張ガラス。
JP61153064A 1986-06-30 1986-06-30 低膨張ガラス Granted JPS6311543A (ja)

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