WO2023238793A1 - ZnO-Al2O3-SiO2系ガラス及びその製造方法 - Google Patents

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WO2023238793A1
WO2023238793A1 PCT/JP2023/020637 JP2023020637W WO2023238793A1 WO 2023238793 A1 WO2023238793 A1 WO 2023238793A1 JP 2023020637 W JP2023020637 W JP 2023020637W WO 2023238793 A1 WO2023238793 A1 WO 2023238793A1
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glass
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zno
sio
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裕基 横田
裕太郎 若井
能弘 高橋
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日本電気硝子株式会社
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    • 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
    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • 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
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Definitions

  • the present invention relates to a ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass and a ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based crystallized glass having low thermal expansion characteristics.
  • Patent Documents 1 to 3 describe ⁇ -quartz solid solution (Li 2 O.Al 2 O 3.nSiO 2 [where 2 ⁇ n ⁇ 4]) and ⁇ -spodumene solid solution (Li 2 O.Al 2 O) as the main crystals.
  • a crystallized glass formed by precipitating Li 2 O--Al 2 O 3 --SiO 2 crystals such as 3.nSiO 2 [where n ⁇ 4]) is disclosed .
  • crystallized glass has a low coefficient of linear thermal expansion and high mechanical strength, so it has excellent thermal properties.
  • heat treatment conditions in the crystallization step it is possible to control the type of precipitated crystals, and it is possible to easily produce crystallized glass with translucent properties.
  • the object of the present invention is to develop ZnO--Al 2 O 3- which has excellent light transmittance and thermal properties, particularly heat resistance and thermal shock resistance, as an alternative to Li 2 O--Al 2 O 3 --SiO 2 -based crystallized glass.
  • An object of the present invention is to provide a SiO 2 -based glass.
  • the present inventors have discovered that by appropriately designing the glass composition, it is possible to obtain a low thermal expansion glass that has a low linear thermal expansion coefficient and has excellent translucency, heat resistance, and thermal shock resistance.
  • Ta ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2 -based glass is treated as a composition whose main components are ZnO, Al 2 O 3 and SiO 2 .
  • the ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2 glass of the present invention contains, in mass %, SiO 2 40 to 90%, Al 2 O 3 5 to 35%, ZnO more than 0 to 35%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O It is characterized by containing 0 to 5%.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably contains more than 0% Fe 2 O 3 in mass %.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably contains 10% or less of HfO 2 in mass %.
  • the ZnO--Al 2 O 3 ---SiO 2 glass of the present invention preferably contains 30 ppm or less of Pt and 30 ppm or less of Rh.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably contains more than 0% MoO 3 in mass %.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably contains more than 0% SnO 2 in mass %.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably contains more than 0% Cr 2 O 3 in mass %.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably contains Al 2 O 3 /ZnO in a mass ratio of 0.14 to 2300.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably has a mass ratio of ZnO/(SiO 2 +B 2 O 3 ) of more than 0 to 0.75.
  • the mass ratio (Li 2 O+Na 2 O+K 2 O)/Fe 2 O 3 is preferably 10,000 or less.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably has ZnO+B 2 O 3 +P 2 O 50 to 55% in mass %.
  • the mass ratio (ZnO+B 2 O 3 +P 2 O 5 )/ZnO is preferably 1.001 or more.
  • the ZnO--Al 2 O 3 ---SiO 2 glass of the present invention preferably has a linear thermal expansion coefficient of 60 ⁇ 10 ⁇ 7 /° C. or less at 30 to 750° C.
  • the ZnO--Al 2 O 3 ---SiO 2 glass of the present invention preferably has a thickness of 4 mm and a transmittance of 0.1% or more at a wavelength of 555 nm.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention preferably has a Young's modulus of 65 Gpa or more.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention may be a crystallized glass.
  • the crystallized glass is sometimes referred to as "ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2- based crystallized glass”.
  • the method for producing ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2 glass of the present invention is a method for producing any of the above-mentioned glasses, and includes a step of melting a glass raw material to obtain a molten glass; a step of shaping glass, and the method of shaping the molten glass includes an overflow method, a float method, a down-draw method, a slot-down method, a redraw method, a containerless method, a blow method, a press method, a roll method, and a bushing method. and a tube drawing method.
  • the method for producing ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention may further include a step of subjecting the glass obtained in the step of molding the molten glass to a heat treatment to crystallize it.
  • the ZnO--Al 2 O 3 ---SiO 2 glass of the present invention is preferably used for cooker top plates, fireproof windows, heat-resistant tableware, or architectural members.
  • a ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2- based glass having excellent light transmittance, heat resistance and thermal shock resistance can be used to replace Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2- based crystallized glass. can be provided.
  • the ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2 glass of the present invention (hereinafter also simply referred to as "glass") contains, in mass %, SiO 2 40 to 90%, Al 2 O 3 5 to 35%, and ZnO more than 0. ⁇ 35%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0 ⁇ 5%.
  • glass contains, in mass %, SiO 2 40 to 90%, Al 2 O 3 5 to 35%, and ZnO more than 0. ⁇ 35%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0 ⁇ 5%.
  • SiO 2 is a component that forms the skeleton of glass. It is also a component that may be particularly involved in the ease with which phase separation occurs.
  • the content of SiO 2 is 40-90%, 50-90%, 45-85%, 40-82%, 41-80%, 50-80%, 52%-79%, 53%-78%, It is preferably 53.5 to 77%, particularly 54 to 76%. If the content of SiO 2 is too low, the coefficient of linear thermal expansion tends to increase, making it difficult to obtain glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Additionally, chemical durability tends to decrease. On the other hand, if the content of SiO 2 is too large, the homogeneity of the glass melt tends to decrease. Furthermore, scum containing a large amount of SiO 2 is likely to be generated on the surface of the glass melt, and devitrification such as cristobalite is precipitated from the scum, which tends to increase the manufacturing load.
  • Al 2 O 3 is a component that forms the skeleton of glass. It is also a component that may be involved in the ease with which phase separation occurs.
  • the content of Al 2 O 3 is 5 to 35%, preferably 7 to 33%, 9 to 30%, 10 to 28%, particularly 11 to 25%. If the content of Al 2 O 3 is too small, the coefficient of linear thermal expansion tends to increase, making it difficult to obtain glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. In addition, chemical durability decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 is too large, the homogeneity of the glass melt tends to decrease. Furthermore, crystals such as mullite tend to precipitate and the glass tends to devitrify, making the glass more likely to break.
  • ZnO is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient and refractive index of glass. Further, it is a component that can be involved in phase separation of glass, and is also a constituent component of Zn-containing crystals such as ZnAl 2 O 4 (garnite).
  • the content of ZnO is more than 0 to 35%, 1 to 35%, 3 to 35%, 5 to 35%, 7 to 35%, 9 to 35%, 9 to 32%, 9 to 28%, 9 to 35%. It is preferably 25%, 9 to 23%, particularly 9 to 21%.
  • the ZnO content is too low, crystals such as mullite tend to precipitate and the glass tends to devitrify. Moreover, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate. On the other hand, if the ZnO content is too large, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain a glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Moreover, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate. In addition, the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance.
  • Zn cations, Al cations, and O anions may be configured in a charge-compensating manner in glass and crystallized glass. Therefore, when an electrically neutral conformation is formed and a highly covalent chemical bond is formed, it is particularly likely to be chemically stable. Glass with a chemically stable conformational structure has excellent chemical resistance and high thermal shock resistance.
  • the mass ratio of Al 2 O 3 /ZnO (the value obtained by dividing the Al 2 O 3 content by the ZnO content) is 0.14-2300, 0.14-1000, 0.14-500, 0 .1-100, 0.1-100, 0.14-4.5, 0.14-4, 0.14-3.5, 0.14-3, 0.14-2.5, 0.14 -2, 0.3-2, 0.5-2, 0.6-2, 0.6-1.9, particularly preferably 0.7-1.9.
  • Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that reduce the viscosity of glass and improve the meltability and moldability of glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • Li 2 O + Na 2 O + K 2 O total value of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O
  • total value of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O is 0 to 5%, 0 to 4.5%, 0 to 4%, 0 to 3.5% , 0-3%, 0-2.5%, 0-2%, 0-1.5%, 0-1%, 0-0.9%, 0-0.8%, 0-0.7% , 0-0.6%, 0-0.5%, 0-0.4%, 0-0.35%, 0-0.3%, 0-0.2%, 0-0.1%, In particular, it is preferably 0 to 0.05%.
  • Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is too large, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain a glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate. In addition, the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance. Note that Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are likely to be mixed in as impurities, so if you try to completely remove them, the raw material batch becomes expensive and the manufacturing cost tends to increase.
  • the lower limit of the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is more than 0%, 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, especially 0. It is preferable that it is 0.001% or more.
  • Li 2 O is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of Li 2 O is 0-5%, 0-4.5%, 0-4%, 0-3.5%, 0-3%, 0-2.5%, 0-2%, 0- 1.5%, 0-1%, 0-0.9%, 0-0.8%, 0-0.7%, 0-0.6%, 0-0.5%, 0-0.4 %, particularly 0 to 0.39%. If the Li 2 O content is too high, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate.
  • the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance.
  • the lower limit of the Li 2 O content is more than 0%, 0.0001% or more, 0.0002% or more, 0.0003% or more, 0.0004% or more. , preferably 0.0005% or more, particularly 0.001% or more.
  • Na 2 O is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient, refractive index, etc. of low thermal expansion glass, and is also a component that can be involved in phase separation of the glass.
  • the content of Na 2 O is 0-5%, 0-4.5%, 0-4%, 0-3.5%, 0-3%, 0-2.5%, 0-2%, 0- 1.5%, 0-1%, 0-0.9%, 0-0.8%, 0-0.7%, 0-0.6%, 0-0.5%, 0-0.4 %, particularly 0 to 0.39%.
  • the lower limit of the Na 2 O content is more than 0%, 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0. It is preferably at least .002%, at least 0.004%, at least 0.006%, at least 0.008%, particularly at least 0.01%.
  • K 2 O is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient, refractive index, etc. of low thermal expansion glass, and is also a component that can be involved in phase separation of the glass.
  • the content of K 2 O is 0-5%, 0-4.5%, 0-4%, 0-3.5%, 0-3%, 0-2.5%, 0-2%, 0- 1.5%, 0-1%, 0-0.9%, 0-0.8%, 0-0.7%, 0-0.6%, 0-0.5%, 0-0.4 %, particularly 0 to 0.39%.
  • the content of K 2 O is too high, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain a glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate. In addition, the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance.
  • the lower limit of the K 2 O content is more than 0%, 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, especially 0.001% or more. It is preferable that there be.
  • the ZnO-Al 2 O 3 -SiO 2 glass of the present invention may contain the following components in addition to the above-mentioned components.
  • Fe 2 O 3 is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. Furthermore, it is a component that releases oxygen-based gas through a redox reaction, and is a component that can also be involved in the clarity of glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths, and is also a component that may be involved in phase separation of glass.
  • the content of Fe 2 O 3 is more than 0%, 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.0007% or more, 0.0009% or more, 0.0011% or more, 0.
  • the content of Fe 2 O 3 is preferably 20% or less, 15% or less, 10% or less, 5% or less, 1% or less, 0.5% or less, particularly 0.1% or less.
  • the content of Fe 2 O 3 may be controlled to adjust the translucency.
  • the Fe 2 O 3 content should be 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, or 0. It may be .2% or more, particularly 0.3% or more.
  • Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that reduce the viscosity of glass and improve the meltability and moldability of glass. Moreover, these are involved in the optical basicity of glass, and the optical basicity tends to increase as the amount of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O increases.
  • Fe 2 O 3 is a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. When the optical basicity of the glass is high, Fe ions are more likely to exist in the glass in a trivalent state, and when the optical basicity of the glass is low, the Fe ions are more likely to exist in the divalent state. Trivalent Fe ions tend to absorb light in the ultraviolet to visible range, and divalent Fe ions tend to absorb light in the infrared region.
  • (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O)/Fe 2 O 3 (the value obtained by dividing the total amount of Li 2 O, Na 2 O, and K2 by the content of Fe 2 O 3 ) is 0 or more, 0. It is preferably 1 or more, 0.2 or more, 0.3 or more, 0.4 or more, especially 0.5 or more. By doing so, it becomes easier to adjust the translucency in the ultraviolet region, visible region, and infrared region while lowering the viscosity of the glass.
  • (Li 2 O+Na 2 O+K 2 O)/Fe 2 O 3 is preferably 10,000 or less, 1,000 or less, 100 or less, 50 or less, 40 or less, 30 or less, 25 or less, particularly 15 or less. By doing this, the viscosity of the glass does not drop too much, making it easier to mold.
  • HfO 2 is a component that improves the Young's modulus, rigidity, etc. of glass, and is also a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass. Note that, depending on the use of the glass of the present invention, it is necessary to control the content of HfO 2 and design the glass so as to obtain the desired strength. If the content of HfO 2 is too high, the mechanical strength of the glass or crystallized glass will become too high, making it difficult to process, etc., and making it difficult to obtain the desired surface condition and, ultimately, the desired excellent light transmittance. Furthermore, since HfO 2 is an expensive raw material, it leads to an increase in manufacturing costs.
  • the content of HfO2 is 10% or less, 9% or less, 8% or less, 7% or less, 6% or less, 5% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, 1% or less, 0 It is preferably at most .5%, at most 0.4%, at most 0.3%, particularly at most 0.2%.
  • the lower limit of the content of HfO 2 is not particularly limited and is 0% or more, but HfO 2 is a component that can be mixed in from the raw materials used, and the amount of the mixed content changes depending on the composition of the raw materials. Therefore, HfO 2 may actually be contained in an amount of 0.0001% or more, 0.0003% or more, particularly 0.0005% or more.
  • Pt is a component that can be mixed into glass in the form of ions, colloids, metals, etc., and causes yellow to brownish coloration. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of Pt is 30 ppm or less, 28 ppm or less, 26 ppm or less, 24 ppm or less, 22 ppm or less, 20 ppm or less, 18 ppm or less, 16 ppm or less, 14 ppm or less, 12 ppm or less, 10 ppm or less, 8 ppm or less, 6 ppm or less, 4 ppm or less, 2 ppm or less, 1.6ppm or less, 1.4ppm or less, 1.2ppm or less, 1ppm or less, 0.9ppm or less, 0.8ppm or less, 0.7ppm or less, 0.6ppm or less, 0.5ppm or less, 0.45ppm or less, 0.
  • the content of Pt is preferably 4 ppm or less, 0.35 ppm or less, particularly 0.3 ppm or less. If the content of Pt is too large, devitrification containing Pt will precipitate, which tends to increase the manufacturing load. Note that the lower limit of the Pt content is not particularly limited and may be 0 ppm, but when using general melting equipment, it may be necessary to use a Pt member to obtain homogeneous glass. . Therefore, if Pt is completely removed, manufacturing costs tend to increase.
  • the lower limit of the Pt content is 0.0001 ppm or more, 0.001 ppm or more, 0.005 ppm or more, 0.01 ppm or more, 0.03 ppm.
  • the content is preferably 0.05 ppm or more, particularly 0.07 ppm or more.
  • Rh is a component that can be mixed into glass in the form of ions, colloids, metals, etc., and causes yellow to brownish coloration. It is also a component that can be involved in phase separation of glass. Rh content is 30 ppm or less, 28 ppm or less, 26 ppm or less, 24 ppm or less, 22 ppm or less, 20 ppm or less, 18 ppm or less, 16 ppm or less, 14 ppm or less, 12 ppm or less, 10 ppm or less, 8 ppm or less, 6 ppm or less, 4 ppm or less, 2 ppm or less, 1.6ppm or less, 1.4ppm or less, 1.2ppm or less, 1ppm or less, 0.9ppm or less, 0.8ppm or less, 0.7ppm or less, 0.5ppm or less, 0.4ppm or less, 0.35ppm or less, especially 0 It is preferable that it is .3 ppm or less.
  • the lower limit of the Rh content is not particularly limited and may be 0 ppm, but when using general melting equipment, it may be necessary to use a Rh member to obtain homogeneous glass. . Therefore, if Rh is to be completely removed, manufacturing costs tend to increase.
  • the lower limit of the Rh content is 0.0001 ppm or more, 0.001 ppm or more, 0.005 ppm or more, 0.01 ppm or more, 0.03 ppm in order to suppress an increase in manufacturing costs. Above, it is preferable that it is 0.04 ppm or more, 0.05 ppm or more, particularly 0.07 ppm or more.
  • Pt+Rh total amount of Pt and Rh is 60 ppm or less, 56 ppm or less, 52 ppm or less, 48 ppm or less, 44 ppm or less, 42 ppm or less, 38 ppm or less, 34 ppm or less, 30 ppm or less, 26 ppm or less, 22 ppm or less, 18 ppm or less, 14 ppm or less , 10ppm or less, 6ppm or less, 4.5ppm, 4ppm or less, 3.75ppm or less, 3.5ppm or less, 3ppm or less, 2.75ppm or less, 2.5ppm or less, 2.25ppm or less, 2ppm or less, 1.75ppm or less, It is preferably 1.25 ppm or less, 1 ppm or less, 0.9 ppm or less, 0.8 ppm or less, 0.7 ppm or less, 0.6 ppm or less, 0.5 ppm or less, 0.4 ppm or less, particularly
  • the lower limit of Pt+Rh is not particularly limited and may be 0 ppm, but when using general melting equipment, it may be necessary to use Pt members or Rh members to obtain homogeneous glass. . Therefore, if Pt and Rh are completely removed, manufacturing costs tend to increase. In cases where it does not adversely affect coloring, the lower limits of Pt+Rh are 0.0001 ppm or more, 0.001 ppm or more, 0.005 ppm or more, 0.01 ppm or more, 0.03 ppm or more, and 0. It is preferably at least .05 ppm, particularly at least 0.07 ppm.
  • MoO 3 is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of MoO 3 is preferably more than 0%, particularly 0.0001% or more. On the other hand, if the content of MoO 3 is too large, the glass becomes easily colored and it becomes difficult to obtain the desired translucency. Moreover, devitrification containing Mo precipitates, which tends to increase the manufacturing load.
  • the content of MoO 3 is preferably 20% or less, 15% or less, 10% or less, 5% or less, 1% or less, 0.5% or less, particularly 0.1% or less.
  • the content of MoO 3 may be controlled to adjust the translucency. For example, if a colored appearance is required for a cooking top plate, etc., the MoO 3 content should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, or 0. It may be .2% or more, particularly 0.3% or more.
  • SnO2 is a component that acts as a clarifying agent. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient, refractive index, etc. of glass and crystallized glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of SnO2 is 0% or more, more than 0%, 0.0001% or more, 0.001% or more, 0.005% or more, 0.01% or more, 0.03% or more, 0.05% or more, It is preferably 0.1% or more, 0.15% or more, particularly 0.2% or more. If the SnO 2 content is too high, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain a glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance.
  • the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate.
  • the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration.
  • the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance.
  • the upper limit of the SnO 2 content it is realistically 20%. If the content exceeds 20%, devitrification containing Sn will precipitate and the manufacturing load will tend to increase.
  • Cr 2 O 3 is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of Cr 2 O 3 is preferably more than 0%, 0.00001% or more, 0.00005% or more, 0.0001% or more, particularly 0.0005% or more.
  • the content of Cr 2 O 3 is too large, devitrification containing Cr will precipitate and the manufacturing load will tend to increase. Moreover, the glass becomes easily colored, making it difficult to obtain desired translucency.
  • the content of Cr 2 O 3 is preferably 20% or less, 15% or less, 10% or less, 5% or less, 1% or less, 0.5% or less, particularly 0.1% or less. Note that, depending on the use of the glass of the present invention, the content of Cr 2 O 3 may be controlled to adjust the translucency.
  • B 2 O 3 is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component that may be particularly involved in the ease with which phase separation occurs.
  • the content of B 2 O 3 is 0 to 30%, more than 0 to 30%, more than 0 to 25%, 1 to 25%, 2 to 20%, 2.5 to 19%, 3 to 18%, 3.5 ⁇ 17%, 4-16%, particularly 4.5-15% is preferred. If the content of B 2 O 3 is too large, the amount of evaporation of B 2 O 3 during melting will increase, and the surface of the glass melt will have a small content of B 2 O 3 and a relatively high content of SiO 2 . scum is more likely to occur.
  • ZnO, SiO 2 and B 2 O 3 are components that are involved in the ease with which phase separation occurs in glass. By suitably controlling the ratio of these contents, it becomes easier to cause phase separation due to binodal decomposition, and as a result, it becomes easier to obtain desired translucency. The reason why it becomes easier to obtain the desired translucency when phase separation is caused by binodal decomposition will be described later.
  • ZnO/(SiO 2 + B 2 O 3 ) (the value obtained by dividing the ZnO content by the total amount of SiO 2 and B 2 O 3 ) is more than 0 to 0.75, more than 0 to 0.7, more than 0 to 0 .65, more than 0 to 0.6, 0.05 to 0.6, particularly preferably 0.1 to 0.6.
  • MgO is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for lowering the linear thermal expansion coefficient of low thermal expansion glass and adjusting the refractive index. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of MgO is 0-30%, 0-25%, 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-9%, 0-8%, 0-7%, 0-6%, 0-5%, 0-4%, 0-3%, 0-2%, 0-1.5%, 0-1%, 0-0.5%, 0-0.25%, especially 0-0 .1% is preferred.
  • the content of MgO is too large, the linear thermal expansion coefficient becomes too large, making it difficult to obtain a glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance.
  • the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance.
  • MgO is easily mixed in as an impurity, so if it is attempted to completely remove MgO, the raw material batch tends to become expensive and the manufacturing cost increases.
  • the lower limit of the MgO content is 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003% or more, 0.
  • MgO may be actively included depending on the use of the glass of the present invention. For example, if the appearance of a cooking top plate is colored, the MgO content should be 0.5% or more, 1% or more, since the influence on translucency due to deterioration of surface irregularities can be tolerated. , 2% or more, 3% or more, 4% or more, 5% or more, particularly 5.5% or more.
  • B 2 O 3 is a component that is involved in the ease with which phase separation occurs in glass. Furthermore, it is known that the electric field strength of Mg ions is higher than that of other cations, and that phase separation is likely to occur in glasses containing B 2 O 3 and MgO. By suitably controlling these ratios, it becomes easier to cause phase separation due to binodal decomposition, and as a result, it becomes easier to obtain desired translucency. For example, if a colored appearance is required in a cooking top plate application, this makes it easier to reflect the color derived from the coloring component added to the glass in the appearance of the glass, making it easier to adjust the color tone of the glass, making it even more It becomes easier to obtain colored glass with even higher aesthetic appeal.
  • MgO/(MgO+B 2 O 3 ) (the value obtained by dividing the MgO content by the total amount of MgO and B 2 O 3 ) is greater than 0 to 0.99, greater than 0 to 0.95, and greater than 0 to 0. 90, more than 0 to 0.85, 0.01 to 0.8, 0.1 to 0.8, 0.25 to 0.8, particularly preferably 0.3 to 0.8. The reason why it becomes easier to obtain the desired translucency when phase separation is caused by binodal decomposition will be described later.
  • CaO is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient, refractive index, etc. of low thermal expansion glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of CaO is 0-30%, 0-25%, 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-9%, 0-8%, 0-7%, 0-6%, 0-5%, 0-4%, 0-3%, 0-2%, 0-1.5%, 0-1%, 0-0.5%, 0-0.25%, especially 0-0 .1% is preferred.
  • the CaO content is too high, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate. In addition, the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance. Note that CaO is easily mixed in as an impurity, so if it is attempted to completely remove CaO, the raw material batch tends to become expensive and the manufacturing cost increases.
  • the lower limit of the CaO content is 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003% or more, 0. It is preferably at least .005%, at least 0.007%, at least 0.009%, particularly at least 0.01%.
  • SrO is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient, refractive index, etc. of low thermal expansion glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of SrO is 0-30%, 0-25%, 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-9%, 0-8%, 0-7%, 0-6%, 0-5%, 0-4%, 0-3%, 0-2%, 0-1.5%, 0-1%, 0-0.5%, 0-0.25%, especially 0-0 .1% is preferred.
  • the SrO content is too high, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate. In addition, the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance. Note that since SrO is easily mixed in as an impurity, if it is attempted to completely remove SrO, the raw material batch tends to become expensive and the manufacturing cost increases.
  • the lower limit of the SrO content is 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003% or more, 0. It is preferably at least .005%, at least 0.007%, at least 0.009%, particularly at least 0.01%.
  • BaO is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient, refractive index, etc. of low thermal expansion glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of BaO is 0-30%, 0-25%, 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-9%, 0-8%, 0-7%, 0-6%, 0-5%, 0-4%, 0-3%, 0-2%, 0-1.5%, 0-1%, 0-0.5%, 0-0.25%, especially 0-0 .1% is preferred.
  • the lower limit of the BaO content is 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003% or more, 0. It is preferably at least .005%, at least 0.007%, at least 0.009%, particularly at least 0.01%.
  • ZrO 2 is a component that improves the Young's modulus and rigidity of glass. It is also a component for adjusting the linear thermal expansion coefficient, refractive index, etc. of low thermal expansion glass. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of ZrO2 is 0-10%, 0-9%, 0-8%, 0-7%, 0-6%, 0-5%, 0-4%, 0-3%, 0-2% , 0 to 1.5%, 0 to 1%, 0 to 0.5%, 0 to 0.25%, 0 to 0.1%, particularly 0 to 0.01%. If the content of ZrO 2 is too large, the coefficient of linear thermal expansion will become too large, making it difficult to obtain glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance.
  • the homogeneity of the glass melt decreases, making it difficult to melt, the viscosity increases, making it difficult to clarify, and it also becomes difficult to mold the glass, which tends to reduce productivity.
  • the lower limit of the ZnO content is 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003% or more, 0. It is preferably at least .005%, at least 0.007%, at least 0.009%, particularly at least 0.01%.
  • TiO 2 is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass by containing it in an appropriate amount. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. In particular, it is known that when titanium and iron coexist, ilmenite (FeTiO 3 )-like coloration appears. Furthermore, it is known that when titanium and tin coexist, the yellow color becomes stronger. Furthermore, TiO 2 is also a component that can be particularly involved in the ease with which phase separation occurs.
  • the content of TiO2 is 0-20%, 0-19%, 0-18%, 0-17%, 0-16%, 0-15%, 0-14%, 0-13%, 0-12% , 0-11%, 0-10%, 0-9%, 0-8%, 0-7%, 0-6%, 0-5%, 0-1%, 0-0.5%, especially 0 It is preferably 0.1%. If the content of TiO 2 is too large, the meltability of the glass tends to decrease. Moreover, the glass becomes easily colored, making it difficult to obtain desired translucency. However, since TiO 2 is easily mixed in as an impurity, attempting to completely remove TiO 2 tends to make the raw material batch expensive and increase manufacturing costs.
  • the lower limit of the TiO 2 content is 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.005% or more, 0.01% or more, In particular, it is preferably 0.02% or more.
  • the content of TiO 2 may be controlled to adjust the light transmittance. For example, if a colored appearance is required for a cooking top plate, etc., the TiO 2 content should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, 0. It may be 2% or more, particularly 0.3% or more.
  • P 2 O 5 is a component for lowering the linear thermal expansion coefficient of the low thermal expansion glass and adjusting the refractive index. It is also a component that can be particularly involved in phase separation of glass.
  • the content of P 2 O 5 is 0 to 20%, more than 0 to 20%, 0.1 to 20%, 0.5 to 20%, 1 to 19%, 2 to 18%, 3 to 17%, 4 to It is preferably 16%, 5-15%, 6-14%, particularly 7-14%. If the content of P 2 O 5 is too large, the linear thermal expansion coefficient will become too large, making it difficult to obtain a glass with excellent heat resistance and thermal shock resistance. Furthermore, the homogeneity of the glass melt tends to deteriorate.
  • the chemical durability of the glass decreases, and the glass surface becomes susceptible to deterioration. As a result, the unevenness of the surface deteriorates, making it difficult to obtain the desired light transmittance.
  • the lower limit of the content of P 2 O 5 is 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003%.
  • the content is preferably 0.005% or more, 0.007% or more, 0.009% or more, particularly 0.01% or more.
  • ZnO, B 2 O 3 and P 2 O 5 are components that reduce the viscosity of glass and improve the meltability and moldability of glass, and are also components that can be involved in phase separation of glass. Therefore, in order to improve the meltability and moldability of glass and to express phase separation due to binodal decomposition to achieve the desired transparency, it is necessary to use ZnO + B 2 O 3 + P 2 O 5 (ZnO, B 2 O 3 and P 2 O 5 ) is more than 0%, 0.1% or more, 0.5% or more, 1% or more, 2% or more, 3% or more, 4% or more, 5% or more, 6% or more , 7% or more, 8% or more, particularly 9% or more.
  • ZnO + B 2 O 3 + P 2 O 5 is 55% or less, 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 19% or less, 18% or less, 17% or less, 16% or less, 15% or less , 14% or less, 13% or less, 12% or less, particularly preferably 11% or less.
  • Zn cations, B cations, P cations, and O anions may be configured in a form that compensates for each other's charges in glass and crystallized glass. Chemical stability is particularly likely when an electrically neutral conformation is formed and a highly covalent chemical bond is formed. Glasses with chemically stable conformational structures have high chemical resistance and thermal shock resistance. Furthermore, ZnO, B 2 O 3 and P 2 O 5 are components that reduce the viscosity of the glass and improve the meltability and moldability of the glass. Therefore, by appropriately controlling these ratios, it is possible to improve productivity while increasing the chemical resistance and thermal shock resistance of the glass.
  • the mass ratio (ZnO + B 2 O 3 + P 2 O 5 )/ZnO (the value obtained by dividing the total amount of ZnO, B 2 O 3 and P 2 O 5 by the ZnO content) is 1.001 or more, 1.05 or more, 1.1 or more, 1.2 or more, 1.3 or more, 1.5 or more, 2 or more, 5 or more, especially preferably 10 or more, 2000 or less, 1600 or less, 1000 or less, 600 Below, it is especially preferable that it is 100 or less.
  • Y 2 O 3 is a component that reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a component for improving the Young's modulus of low thermal expansion glass and adjusting the linear thermal expansion coefficient and refractive index. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of Y 2 O 3 is 0-10%, 0-9%, 0-8%, 0-7%, 0-6%, 0-5%, 0-4.5%, 0-4%, It is preferably 0 to 3.5%, 0 to 3%, 0 to 2.5%, 0 to 2%, particularly 0 to 1.5%.
  • the lower limit of the content of P 2 O 5 is 0.0001% or more, 0.0003% or more, 0.0005% or more, 0.001% or more, 0.003%.
  • the content is preferably 0.005% or more, 0.007% or more, 0.009% or more, particularly 0.01% or more.
  • Sb 2 O 3 + As 2 O 3 (total amount of Sb 2 O 3 and As 2 O 3 ) is 2% or less, 1% or less, 0.7% or less, less than 0.7%, 0.65% Below, 0.6% or less, 0.55% or less, 0.5% or less, 0.45% or less, 0.4% or less, 0.35% or less, 0.3% or less, 0.25% or less, 0.2% or less, 0.15% or less, 0.1% or less, 0.05% or less, 0.04% or less, 0.03% or less, 0.02% or less, 0.01% or less, 0. 005% or less, 0.003% or less, 0.002% or less, 0.001% or less, 0.0005% or less, 0.0003% or less, 0.0001% or less, especially substantially not contained (specifically is preferably less than 0.0001%).
  • NiO is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass. NiO content is 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-8%, 0-6%, 0-4%, 0-2%, 0-1%, 0-0.5 %, 0 to 0.25%, 0 to 0.1%, 0 to 0.01%, particularly 0 to 0.005%. If the content of NiO is too large, the meltability of the glass tends to decrease. Moreover, the glass becomes easily colored, making it difficult to obtain desired translucency.
  • the lower limit of the NiO content is preferably greater than 0, 0.0001% or more, 0.0002% or more, particularly 0.0003% or more.
  • the content of NiO may be controlled to adjust the translucency. For example, if a colored appearance is required for a cooking top plate, etc., the NiO content should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, or 0.2%. % or more, particularly 0.3% or more.
  • MnO 2 is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of MnO 2 is 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-8%, 0-6%, 0-4%, 0-2%, 0-1%, 0-0. It is preferably 5%, 0-0.25%, 0-0.1%, 0-0.01%, particularly 0-0.005%. If the content of MnO 2 is too high, the meltability of the glass tends to decrease. Moreover, the glass becomes easily colored, making it difficult to obtain desired translucency.
  • the lower limit of the MnO 2 content is preferably greater than 0, 0.0001% or more, 0.0002% or more, particularly 0.0003% or more.
  • the content of MnO 2 may be controlled to adjust the translucency. For example, if a colored appearance is required for a cooking top plate, etc., the MnO 2 content should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, 0. It may be 2% or more, particularly 0.3% or more.
  • V 2 O 5 is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of V 2 O 5 is 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-8%, 0-6%, 0-4%, 0-2%, 0-1%, 0- It is preferably 0.5%, 0-0.25%, 0-0.1%, 0-0.01%, particularly 0-0.005%. If the content of V 2 O 5 is too large, the meltability of the glass tends to decrease. Moreover, the glass becomes easily colored, making it difficult to obtain desired translucency.
  • the lower limit of the content of V 2 O 5 is preferably greater than 0, 0.0001% or more, 0.0002% or more, particularly 0.0003% or more.
  • the content of V 2 O 5 may be controlled to adjust the translucency.
  • V 2 O 5 should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.1% or more, 0.2% or more, It may be 0.25% or more, 0.3% or more, 0.4% or more, 0.5% or more, 0.6% or more, 0.7% or more, particularly 0.75% or more.
  • Cr 2 O 3 and V 2 O 5 are components that, when contained in appropriate amounts, lower the viscosity of the glass and improve the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. When glass with a black appearance is desired for applications such as cooking top plates, it is possible to include multiple coloring components, but Cr 2 O 3 and V 2 O 5 particularly contribute to the blackening of the glass. It is a component that is easy to dye and can further improve the jet blackness of glass. Therefore, in order to improve the jet blackness of glass, Cr 2 O 3 + V 2 O 5 (total value of Cr 2 O 3 and V 2 O 5 ) should be 0.05% or more, 0.1% or more, or 0.
  • the content of Cr 2 O 3 + V 2 O 5 should be 20% or less, 10% or less, It is preferably 5% or less, 3% or less, 2% or less, particularly 1% or less.
  • CoO is a component that, when contained in an appropriate amount, reduces the viscosity of glass and improves the meltability and moldability of glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass. CoO content is 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-8%, 0-6%, 0-4%, 0-2%, 0-1%, 0-0.5 %, 0 to 0.25%, 0 to 0.1%, 0 to 0.01%, and particularly preferably 0 to 0.005%. If the content of CoO is too large, the meltability of the glass tends to decrease. Moreover, the glass becomes easily colored, making it difficult to obtain desired translucency.
  • the lower limit of the CoO content is preferably greater than 0, 0.0001% or more, 0.0002% or more, particularly 0.0003% or more.
  • the content of CoO may be controlled to adjust the light transmittance. For example, if a colored appearance is required for a cooking top plate, etc., the CoO content should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, or 0.2%. % or more, particularly 0.3% or more.
  • CuO is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of CuO is 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-8%, 0-6%, 0-4%, 0-2%, 0-1%, 0-0.5 %, 0 to 0.25%, 0 to 0.1%, 0 to 0.01%, particularly 0 to 0.005%. If the content of CuO is too high, the meltability of the glass tends to decrease. Moreover, the glass becomes easily colored, making it difficult to obtain desired translucency.
  • the lower limit of the CuO content is preferably greater than 0, 0.0001% or more, 0.0002% or more, particularly 0.0003% or more.
  • the content of CuO may be controlled to adjust the light transmittance. For example, if a colored appearance is required for a cooking top plate, etc., the CuO content should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, or 0.2%. % or more, particularly 0.3% or more.
  • Nd 2 O 3 is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of Nd 2 O 3 is 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-8%, 0-6%, 0-4%, 0-2%, 0-1%, 0- It is preferably 0.5%, 0-0.25%, 0-0.1%, 0-0.01%, particularly 0-0.005%. If the content of Nd 2 O 3 is too large, the glass will be easily colored and it will be difficult to obtain the desired translucency.
  • the content of Nd 2 O 3 may be controlled to adjust the translucency.
  • the Nd 2 O 3 content should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, It may be 0.2% or more, particularly 0.3% or more.
  • WO 3 is a component that, when contained in an appropriate amount, lowers the viscosity of the glass and improves the meltability and moldability of the glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths. It is also a component that can be involved in phase separation of glass.
  • the content of WO 3 is 0-20%, 0-15%, 0-10%, 0-8%, 0-6%, 0-4%, 0-2%, 0-1%, 0-0. It is preferably 5%, 0-0.25%, 0-0.1%, 0-0.01%, particularly 0-0.005%. If the content of WO 3 is too high, the glass will be likely to be colored, making it difficult to obtain the desired translucency.
  • the content of WO 3 may be controlled to adjust the translucency.
  • the content of WO 3 should be 0.01% or more, 0.05% or more, 0.08% or more, 0.1% or more, 0. It may be 2% or more, particularly 0.3% or more.
  • Fe 2 O 3 , TiO 2 , NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , V 2 O 5 , CoO, CuO, Nd 2 O 3 , and WO 3 reduce the viscosity of the glass by containing them in appropriate amounts. This is a component that improves the meltability and moldability of glass. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths.
  • the total amount of Fe2O3 , TiO2 , NiO , MoO3 , Cr2O3 , MnO2 , V2O5 , CoO, CuO, Nd2O3 , WO3 It is necessary to control ( Fe2O3 + TiO2 + NiO +MoO3+ Cr2O3 + MnO2 + V2O5 +CoO+CuO+ Nd2O3 + WO3 ) and adjust the translucency.
  • Fe 2 O 3 +TiO 2 +NiO+MoO 3 +Cr 2 O 3 +MnO 2 +V 2 O 5 +CoO+CuO+Nd 2 O 3 +WO 3 is more than 0, 0.0001 % or more, 0.0002% or more, 0.0003% or more, 0.05% or more, 0.1% or more, 0.2% or more, 0.3% or more, 0.5% or more, 0.7% or more , particularly preferably 0.9% or more.
  • SiO 2 and Al 2 O 3 are components that form the skeleton of glass.
  • Fe 2 O 3 , TiO 2 , NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , V 2 O 5 , CoO, CuO, Nd 2 O 3 and WO 3 reduce the viscosity of the glass and A component that improves meltability and moldability. It is also a coloring component of glass that absorbs light of various wavelengths.
  • the total amount of Fe2O3 , TiO2 , NiO , MoO3 , Cr2O3 , MnO2 , V2O5 , CoO, CuO, Nd2O3 , WO3 it is necessary to control the viscosity of the molten glass and mold it into the desired shape.
  • the total amount of SiO 2 and Al 2 O 3 SiO 2 + Al 2 O 3 ) is required to obtain a viscosity that is easy to mold using various molding methods.
  • Fe 2 O 3 , TiO 2 , NiO, MoO 3 , Cr 2 O 3 , MnO 2 , V 2 O 5 , CoO, CuO, Nd 2 O 3 , WO 3 (Fe 2 O 3 +TiO 2 +NiO+MoO 3 , Cr 2 O 3 +MnO 2 +V 2 O 5 +CoO+CuO+Nd 2 O 3 +WO 3 ) is preferably controlled appropriately, and these ratios (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(Fe 2 O 3 +TiO 2 +NiO+MoO 3 , Cr2O3 + MnO2 + V2O5 +CoO+CuO+ Nd2O3 + WO3 ) is more than 0, 5 or more , 10 or more, 15 or more, 20 or more, 25 or more, 30 or more, 35 or more, 40 or more, especially 45 or more. It is preferably 10,000 or less, 5,000 or less, particularly 3,000 or less.
  • the glass of the present invention further contains SO 3 , Cl 2 , La 2 O 3 in addition to the above-mentioned components, as long as the chemical durability of the glass, desired light transmittance, heat resistance, thermal shock resistance, etc. can be obtained. , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , RfO 2 , etc., in a total amount of up to 10%. However, since raw material batches containing the above components are expensive and tend to increase manufacturing costs, they may not be added unless there are special circumstances.
  • the total amount of these components is 5% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, 1% or less, 0.5% or less, 0.4% or less, 0.3% or less, 0.2 % or less, 0.1% or less, 0.05% or less, less than 0.05%, 0.049% or less, 0.048% or less, 0.047% or less, 0.046% or less, especially 0.045% It is preferable that it is below.
  • the glass of the present invention may further contain, in addition to the above-mentioned components, for example, H 2 , CO 2 , CO, H Trace components such as 2 O, He, Ne, Ar, and N 2 may be contained up to 0.1% each.
  • H 2 , CO 2 , CO, H Trace components such as 2 O, He, Ne, Ar, and N 2 may be contained up to 0.1% each.
  • Ag, Au, Pd, Ir, Sc, Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Ac, Th, Pa, U, etc. are intentionally Addition tends to increase the raw material cost and, as a result, the manufacturing cost.However, when glass containing Ag, Au, etc. is subjected to light irradiation or heat treatment, aggregates of these components are formed, and this is the starting point.
  • Crystallization can be intentionally promoted. Furthermore, Pd and the like have various catalytic effects, and by including them, it is possible to impart unique functions to glass.
  • the above components should be contained at 1% or less, 0.5% or less, 0.3% or less, and 0.1% or less, respectively. If there is no particular purpose, the content is preferably 500 ppm or less, 300 ppm or less, 100 ppm or less, and particularly preferably 10 ppm or less.
  • the glass of the present invention may be crystallized glass.
  • the content range of each component in this case is the same as described above.
  • crystal seeds in crystallized glass include ZnAl 2 O 4 (garnite), Al 2 SiO 5 , ZrO 2 and the like.
  • the glass of the present invention contains, in mass %, SiO 2 40-90%, Al 2 O 3 5-35%, ZnO more than 0-35%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0-5%, Fe 2 O 3 It is preferable to contain more than 0%. More preferably, in mass %, SiO 2 40 to 90%, Al 2 O 3 5 to 35%, ZnO more than 0 to 35%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0% to 5%, Fe 2 O 3 0 %, contains 0-5% HfO 2 .
  • HfO 2 0-0.5% Pt 5ppm or less, Rh 5ppm or less, Al 2 O 3 /ZnO 0.14-2, ZnO/(SiO 2 +B 2 O 3 ) 0. 05 to 0.7. More preferably, in mass %, SiO 2 45-85%, Al 2 O 3 5-35%, ZnO 12-35%, Li 2 O+Na 2 O+K 2 O 0.001-1%, Fe 2 O 3 0. 002% or more, HfO 2 0-0.5%, Pt 5ppm or less, Rh 5ppm or less, Al 2 O 3 /ZnO 0.14-2, ZnO/(SiO 2 +B 2 O 3 ) 0. 05 to 0.7.
  • Al 2 O 3 /ZnO is 0.14-2
  • ZnO/(SiO 2 +B 2 O 3 ) is 0.05-0.7
  • (ZnO+B 2 O 3 +P 2 O 5 )/ZnO is 1.001 or more.
  • Fe 2 O 3 +TiO 2 +NiO+MoO 3 , Cr 2 O 3 +MnO 2 +V 2 O 5 +CoO+CuO+Nd 2 O 3 +WO 3 is more than 0%, (SiO 2 +Al 2 O 3 )/(Fe 2 O 3 +TiO 2 + NiO+MoO 3 +Cr 2 O 3 +MnO 2 +V 2 O 5 +CoO+CuO+Nd 2 O 3 +WO 3 ) is 10 or more.
  • the glass of the present invention having the above composition can easily achieve low thermal expansion and desired light transmittance, heat resistance, and thermal shock resistance.
  • the glass of the present invention is crystallized glass, having the above composition makes it easier to achieve low thermal expansion and desired light transmittance, heat resistance, and thermal shock resistance.
  • the glass of the present invention has a ⁇ -OH value of more than 0 to 2/mm, 0.001 to 2/mm, 0.01 to 1.5/mm, 0.02 to 1.5/mm, 0.03 to 1.2/mm, 0.04 ⁇ 1.5/mm, 0.05 ⁇ 1.4/mm, 0.06 ⁇ 1.3/mm, 0.07 ⁇ 1.2/mm, 0.08 ⁇ 1.1/mm, 0.08-1/mm, 0.08-0.9/mm, 0.08-0.85/mm, 0.08-0.8/mm, 0.08-0. 75/mm, 0.08-0.74/mm, 0.08-0.73/mm, 0.08-0.72/mm, 0.08-0.71/mm, especially 0.08-0 Preferably, it is .7/mm.
  • the quality of the glass is less likely to deteriorate. That is, if the ⁇ -OH value is too small, the amount of water vapor generated when melting the glass batch decreases. Therefore, the stirring action of the glass batch due to the generation of water vapor is reduced, making it difficult to promote the initial reaction of the glass batch, and the production load tends to increase. On the other hand, if the ⁇ -OH value is too large, bubbles are likely to occur at the interface between a metal member such as Pt or a refractory member and the glass melt, and the quality of the glass product is likely to deteriorate.
  • the glass transition point, yield point, strain point, annealing point, and softening point may decrease, and the coefficient of linear thermal expansion may increase, resulting in deterioration of heat resistance and thermal shock resistance. becomes unsuitable for Note that since the ⁇ -OH value changes depending on the raw materials used, melting atmosphere, melting temperature, melting time, etc., these conditions can be changed as necessary to adjust the ⁇ -OH value.
  • the ⁇ -OH value can be increased by increasing the amount of hydroxide in the raw material, by performing melting by heating with a burner, or by increasing the melting temperature.
  • the ⁇ -OH value can be increased by increasing the melting time under closed conditions and by shortening the melting time under non-closed conditions.
  • the glass of the present invention has a linear thermal expansion coefficient of 60 ⁇ 10 -7 /°C or less, 56 ⁇ 10 -7 /°C or less, 52 ⁇ 10 -7 /°C or less, 48 ⁇ 10 -7 /°C or less at 30 to 380 °C. °C or less, 44 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 40 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 36 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 34 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 32 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 29.
  • the glass of the present invention has a linear thermal expansion coefficient of 60 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 56 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 52 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 48 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 44 ⁇ 10 -7 / °C or less, 40 ⁇ 10 -7 / °C or less, 36 ⁇ 10 -7 / °C or less, 34 ⁇ 10 -7 / °C or less, 32 ⁇ 10 -7 / °C or less, 29.5 ⁇ 10 -7 /°C or less, 27.5 ⁇ 10 -7 /°C or less, 25.5 ⁇ 10 -7 /°C or less, 23.5 ⁇ 10 -7 /°C or less, 21.5 ⁇ 10 - 7 /°C or less, 19.5 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 18 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 17.5 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C or less, 17 ⁇ 10 ⁇ 7 /°C
  • the linear thermal expansion coefficient is low in order to avoid damage due to heat or distortion.
  • the linear thermal expansion coefficient at 30 to 380°C is -70 x 10 -7 /°C
  • the linear thermal expansion coefficient at 30 to 750°C is -60. ⁇ 10 ⁇ 7 /°C.
  • the transmittance of the glass of the present invention should be suitably controlled for each wavelength depending on the application. Specifically, in applications that require high transparency in the ultraviolet region, the transmittance at a thickness of 4 mm and a wavelength of 300 nm is 0.1% or more, 1% or more, 5% or more, 10% or more, or 20%. It is preferably 24% or more, 28% or more, 30% or more, 40% or more, 43% or more, 44% or more, particularly 45% or more. In particular, when used for UV curing of resins, fluorescence detection of printed matter, insect attraction, etc., it is preferable that the transmittance at a wavelength of 300 nm is high.
  • the transmittance at a thickness of 4 mm and a wavelength of 300 nm is 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, or 5% or less. , 4% or less, 3% or less, 2% or less, particularly preferably 1% or less.
  • the transmittance at a wavelength of 300 nm is low. Note that since the suitable transmittance varies depending on the application, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the glass of the present invention has a thickness of 4 mm and a transmittance of 1% or more, 5% or more, 10% or more, 20% or more at a wavelength of 380 nm for applications that require high transparency in the near ultraviolet region. % or more, 30% or more, 36% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 82% or more, 83% or more, especially 84% or more.
  • the transmittance at a wavelength of 380 nm is high. If the transmittance at a wavelength of 380 nm is too low, it will be colored yellow and it will be difficult to obtain the desired colorless transparency.
  • the transmittance at a thickness of 4 mm and a wavelength of 380 nm is 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, 4%. Below, it is preferably 3% or less, 2% or less, particularly 1% or less.
  • the transmittance at a wavelength of 380 nm is low when used in chemical containers, ultraviolet light to blue light shielding applications, or when a colored appearance is required for a top plate for a cooking machine. Note that since the suitable transmittance varies depending on the application, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the glass of the present invention has a thickness of 4 mm and a transmittance of 0.1% or more, 1% or more, 5% or more, 10% or more, or 20% at a wavelength of 555 nm. 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 82% or more, 84% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, especially 88% or more
  • a wavelength around 555 nm is a wavelength range in which humans easily perceive light as brightness, and in particular, in applications that require high brightness such as displays, it is preferable that the transmittance at the wavelength of 555 nm is high.
  • the transmittance at a thickness of 4 mm and a wavelength of 555 nm is 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, or 8% or less. , 6% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, particularly preferably 1% or less.
  • the transmittance at a wavelength of 555 nm is low when used in chemical containers, ultraviolet light to green light shielding applications, or when a colored appearance is required for a top plate for a cooking machine. Note that since the suitable transmittance varies depending on the application, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the glass of the present invention has a thickness of 4 mm and a transmittance of 1% or more, 5% or more, 10% or more, 20% or more at a wavelength of 800 nm for applications that require high light transmittance in the near-infrared region. % or more, 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 82% or more, 84% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, especially 88% It is preferable that it is above. In particular, when used for medical purposes such as vein authentication, it is preferable that the transmittance at a wavelength of 800 nm is high.
  • the transmittance at a thickness of 4 mm and a wavelength of 800 nm is 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, or 8%. Below, it is preferably 6% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, particularly 1% or less.
  • the transmittance at a wavelength of 800 nm is low. Note that since the suitable transmittance varies depending on the application, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the glass of the present invention has a thickness of 4 mm and a transmittance of 0.1% or more, 1% or more, 5% or more, 10% or more, or 20% at a wavelength of 1200 nm. 30% or more, 40% or more, 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, 81% or more, 83% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, especially 88% or more It is preferable that In particular, when used in infrared communication applications such as infrared cameras and remote controls, it is preferable that the transmittance at a wavelength of 1200 nm is high.
  • the transmittance at a thickness of 4 mm and a wavelength of 1200 nm is 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, or 8% or less. , 6% or less, 4% or less, 3% or less, 2% or less, particularly preferably 1% or less.
  • the transmittance at a wavelength of 1200 nm is low. Note that since the suitable transmittance varies depending on the application, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the Young's modulus of the glass of the present invention is preferably 65 GPa or more, 67 GPa or more, 70 GPa or more, 72 GPa or more, 75 GPa or more, 78 GPa or more, particularly 80 GPa or more. In this way, even if a reflective film or the like is applied to the surface of the glass of the present invention, the glass will be less likely to warp, resulting in higher functionality of the product of the present invention.
  • the glass of the present invention preferably has a rigidity of 20 to 55 GPa, 25 to 50 GPa, 27 to 48 GPa, 29 to 46 GPa, particularly 30 to 45 GPa. If the rigidity is too low or too high, the glass will be easily damaged.
  • the glass of the present invention preferably has a Poisson's ratio of 0.35 or less, 0.32 or less, 0.3 or less, 0.28 or less, 0.26 or less, particularly 0.25 or less. If Poisson's ratio is too large, the glass of the present invention will be easily damaged.
  • the glass of the present invention has a density of 2.20 to 3.50 g/cm 3 , 2.30 to 3.40 g/cm 3 , 2.40 to 3.35 g/cm 3 , 2.50 to 3.30 g/cm 3 , particularly preferably 2.55 to 3.25 g/cm 3 . If the density is too low, the gas permeability of the glass will increase and the glass may become contaminated during long-term storage. On the other hand, if the density is too high, the weight per unit area will be large, making handling difficult.
  • the glass of the present invention may be composed of only a single glass phase, or may contain two or more phases.
  • the glass of the present invention is required to have a white or milky appearance for use as a cooking top plate, for example, it is particularly preferable that the glass contains two or more phases. In this case, by appropriately controlling the annealing conditions and the like, it is possible to easily obtain a glass with a white or milky appearance.
  • the second and subsequent phases may be in any of a glass state, a crystalline state, a gas state, and a liquid state. Further, the second and subsequent phases may be composed of metal oxides, metals, organic substances, etc., and the composition is not limited. Further, the shapes of the second and subsequent phases are preferably sheet-like, granular, spherical, circular, elliptical, linear, etc., and the above-mentioned shapes may be used alone or a combination of these shapes may be used. Note that the state of phase separation can be ascertained by etching with a liquid such as hydrofluoric acid and then measuring the surface shape with a SEM (scanning electron microscope), AFM (atomic force microscope), or the like.
  • SEM scanning electron microscope
  • AFM atomic force microscope
  • the sizes of the second and subsequent phases are 100 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, 10 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 4 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, 0.5 ⁇ m or less, and 0.3 ⁇ m at the longest part.
  • it is preferably 0.2 ⁇ m or less, particularly 0.1 ⁇ m or less. If the longest part of the second and subsequent phases is too long, the surface roughness of the glass will increase, making it difficult to obtain the desired translucency.
  • the lower limit of the longest part of each of the second and subsequent phases is not particularly limited, but realistically it is 0.01 nm or more.
  • the crystal system of the crystal may be hexagonal, trigonal, cubic, tetragonal, rectangular, or monoclinic. preferable. It may be a triclinic system, but in this case, birefringence is likely to occur within the crystal, resulting in light scattering, making it difficult to obtain the desired translucency.
  • the composition of the first phase must be designed so that the difference in refractive index between the crystal and the first phase is low.
  • the refractive index differences of each phase are nd (587.6 nm), nC (656.3 nm), nF (486.1 nm), ne (546.1 nm), ng (435. 8 nm), nh (404.7 nm), ni (365.0 nm), nF' (480.0 nm), n785 (785 nm), n1310 (1310 nm), and n1550 (1550 nm), within 1.5, 1.
  • each phase can be measured using a precision refractometer (KPR-2000 manufactured by Shimadzu Corporation) or the like.
  • the refractive index nd (587.6 nm) of the glass of the present invention is preferably 2.50 or less, 2.40 or less, 2.20 or less, 2.00 or less, 1.80 or less, 1.70 or less, 1.60 Below, it is 1.58 or less, 1.55 or less, 1.54 or less, especially 1.53 or less. Moreover, preferably it is 1.20 or more, 1.25 or more, 1.30 or more, 1.35 or more, 1.38 or more, 1.40 or more, 1.42 or more, especially 1.43 or more. If the refractive index is too high, light may be scattered at the surface or end face, making it difficult to obtain the desired translucency. On the other hand, if the refractive index is too low, the difference in refractive index between the glass of the present invention and air will be small, making it difficult to visually recognize the glass of the present invention, and there is a possibility that handling during manufacturing may become difficult.
  • the lightness L * of the glass of the present invention should be suitably controlled depending on the use.
  • the brightness L * at a thickness of 4 mm is 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 40 or more, 50 or more, 60 or more, 70 or more, 80 or more, 85 or more, 90 or more, It is preferably 94 or more, 95 or more, 96 or more, 96.1 or more, 96.3 or more, particularly 96.5 or more. If the lightness L * is too small, the appearance tends to be grayish and dark regardless of the chromaticity, so a large lightness L * is preferable, especially in applications that require high brightness such as displays. .
  • the lightness L * at a thickness of 4 mm is preferably 45 or less, 40 or less, 35 or less, 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, particularly 10 or less.
  • the lightness L * is low. Note that since the suitable lightness L * varies depending on the use, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the chromaticity a * at a thickness of 4 mm is within ⁇ 50, within ⁇ 40, within ⁇ 30, within ⁇ 20, within ⁇ 10, within ⁇ 5, ⁇ 3 It is preferably within ⁇ 1, within ⁇ 0.9, within ⁇ 0.8, within ⁇ 0.7, within ⁇ 0.6, particularly within ⁇ 0.5. If the brightness a * is too large in the negative direction, the color tends to appear green, and if the brightness a* is too large in the positive direction, the color tends to appear red.
  • the chromaticity a * at a thickness of 4 mm is preferably ⁇ 6 or more, ⁇ 7 or more, ⁇ 8 or more, particularly ⁇ 9 or more.
  • the chromaticity a * at a thickness of 4 mm is preferably +10 or more, +12 or more, +14 or more, +16 or more, +17 or more, +18 or more, +19 or more, particularly +20 or more. Note that since the suitable chromaticity a * varies depending on the application, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the chromaticity b * at a thickness of 4 mm is within ⁇ 50, within ⁇ 45, within ⁇ 40, within ⁇ 30, within ⁇ 20, within ⁇ 10, ⁇ 5 Within ⁇ 3, within ⁇ 1, within ⁇ 0.9, within ⁇ 0.8, within ⁇ 0.7, within ⁇ 0.6, particularly preferably within ⁇ 0.5. If the brightness b * is too large in the negative direction, the color tends to appear blue, and if the brightness b* is too large in the positive direction, the color tends to appear yellow.
  • the chromaticity b * at a thickness of 4 mm is ⁇ 6 or more, ⁇ 7 or more, ⁇ 8 or more, particularly ⁇ 9 or more.
  • the chromaticity b * at a thickness of 4 mm should be +10 or more, +12 or more, +16 or more, +20 or more, +24 or more, +28 or more, +32 or more, +36 or more, +40 or more, +42 or more, +44 or more. , +46 or more, +48 or more, particularly +50 or more. Note that since the suitable chromaticity b * varies depending on the application, it is not limited to the specific numerical range described above.
  • the temperature at which the slope of the thermal expansion curve of the glass changes is treated as the glass transition temperature.
  • the glass of the present invention has a glass transition point of 710°C or higher, 712°C or higher, 714°C or higher, 716°C or higher, 718°C or higher, 720°C or higher, 722°C or higher, 724°C or higher, 726°C or higher, 728°C or higher, In particular, the temperature is preferably 730°C or higher. If the glass transition point is too low, the glass will flow too much and it will be difficult to mold it into a desired shape. Furthermore, if the glass transition point is too low, the glass will easily deform when used at high temperatures.
  • the temperature at which the slope of the thermal expansion curve of the glass changes at a temperature equal to or higher than the glass transition point is treated as the yield point.
  • the glass of the present invention preferably has a yield point of 750°C or higher, 752°C or higher, 754°C or higher, 758°C or higher, 762°C or higher, 764°C or higher, 766°C or higher, 768°C or higher, particularly 770°C or higher. . If the yield point is too low, the glass will flow too much and it will be difficult to mold it into the desired shape. Furthermore, if the yield point is too low, the glass will easily deform when used at high temperatures.
  • the liquidus temperature of the glass of the present invention is preferably 1600°C or lower, 1580°C or lower, 1560°C or lower, 1540°C or lower, 1520°C or lower, 1500°C or lower, 1480°C or lower, 1460°C or lower, 1440°C or lower, 1420°C.
  • the temperature is preferably 1240°C or lower, 1230°C or lower, 1200°C or lower, 1190°C or lower, particularly 1180°C or lower. If the liquidus temperature is too high, devitrification tends to occur during production.
  • the liquidus viscosity of the glass of the present invention is preferably 10 2.7 dPa ⁇ s or more, 10 2.8 dPa ⁇ s or more, 10 3.0 dPa ⁇ s or more, 10 3.2 dPa ⁇ s or more, 10 3 .4 dPa ⁇ s or more, 10 3.6 dPa ⁇ s or more, 10 3.8 dPa ⁇ s or more, 10 4.0 dPa ⁇ s or more, 10 4.2 dPa ⁇ s or more, 10 4.4 dPa ⁇ s Above, 10 4.6 dPa ⁇ s or more, 10 4.8 dPa ⁇ s or more, 10 5.0 dPa ⁇ s or more, 10 5.2 dPa ⁇ s or more, 10 5.4 dPa ⁇ s or more, 10 5. 6 dPa ⁇ s or more, 10 5.8 dPa ⁇ s or more, 10 5.9 dPa ⁇ s or more, especially 10 6.0 dPa ⁇ s or more. This makes it difficult for the glass
  • the glass of the present invention preferably has high water resistance, which is a typical chemical durability. Specifically, when the alkali elution amount was measured using a method based on JIS R3502 (1995), the elution amounts of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O were 2 mg or less, 1.8 mg or less, and 1. 6 mg or less, 1.4 mg or less, 1.2 mg or less, 1.0 mg or less, 0.8 mg or less, 0.6 mg or less, 0.4 mg or less, 0.2 mg or less, 0.1 mg or less, 0.005 mg or less, especially 0 The amount is preferably .003 mg or less. When water resistance is low, ion exchange between alkali metals and protons on the glass surface tends to proceed, and the portion where ion exchange has proceeded is likely to change in quality and cracks may occur.
  • the glass of the present invention has an average surface roughness Ra of the main surface of 50 nm or less, 25 nm or less, 15 nm or less, 10 nm or less, 9 nm or less, 8 nm or less, 7 nm or less, 6 nm or less, 5 nm or less, 4 nm or less, 3 nm or less, 2 nm or less. , particularly preferably 1 nm or less. If the surface roughness Ra is too large, light that enters the glass surface from the outside is likely to be scattered, and light is difficult to be emitted from the inside of the glass to the outside of the glass, making it difficult to obtain desired translucency. Moreover, the glass becomes easily damaged.
  • the surface roughness Ra of the plane of the glass of the present invention is 0.01 nm or more, 0.03 nm or more, 0.05 nm or more, 0.07 nm or more, 0.09 nm or more, particularly 0.1 nm or more. It is preferable.
  • the glass of the present invention has an average surface roughness Ra of the end face of 100 nm or less, 50 nm or less, 25 nm or less, 15 nm or less, 10 nm or less, 9 nm or less, 8 nm or less, 7 nm or less, 6 nm or less, 5 nm or less, 4 nm or less, 3 nm or less, It is preferably 2 nm or less, particularly 1 nm or less. If the surface roughness Ra of the end face is too large, it will be difficult for light to enter the inside of the glass from the end face of the glass, and it will also be difficult for light to be emitted from the inside of the glass to the outside of the glass, making it difficult to obtain desired translucency.
  • the glass becomes easily damaged.
  • the surface roughness Ra of the end face of the glass of the present invention is 0.01 nm or more, 0.03 nm or more, 0.05 nm or more, 0.07 nm or more, 0.09 nm or more, 0.1 nm or more. is preferred.
  • the glass of the present invention preferably has an unpolished surface.
  • the theoretical strength of glass is originally very high, it often breaks even under stress that is much lower than the theoretical strength. This is because small defects on the nano-order called Griffith flow occur on the surface of the glass during a process after forming the glass, such as a polishing process. Therefore, if the surface of the glass of the present invention is left unpolished, the inherent mechanical strength will be less likely to be lost, and the glass will be less likely to break. Furthermore, since the polishing step can be omitted, manufacturing costs can be reduced. For example, when the glass of the present invention is in the form of a plate, if the entire effective surfaces of both principal surfaces are unpolished, the glass of the present invention becomes even more difficult to break.
  • the waviness of the glass of the present invention is 10 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 4 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, 0.8 ⁇ m or less, 0.7 ⁇ m or less, 0.6 ⁇ m or less, 0.5 ⁇ m or less, 0.4 ⁇ m or less , 0.3 ⁇ m or less, 0.2 ⁇ m or less, 0.1 ⁇ m or less, 0.08 ⁇ m or less, 0.05 ⁇ m or less, 0.03 ⁇ m or less, 0.02 ⁇ m or less, particularly preferably 0.01 ⁇ m or less.
  • the lower limit of waviness is not particularly limited, but realistically it is 0.01 nm or more.
  • the thickness of the glass of the present invention is preferably 10 mm or less, 9 mm or less, 8 mm or less, 7 mm or less, 6 mm or less, 5 mm or less, particularly 4 mm or less. If the sample is too thick, the attenuation rate of light inside the glass will increase, making it difficult to obtain the desired translucency. Further, when the glass of the present invention is used for display purposes, the wall thickness should be 1000 ⁇ m or less, 500 ⁇ m, 200 ⁇ m or less, 100 ⁇ m or less, 70 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, 1 to 20 ⁇ m, especially 5 to 10 ⁇ m. is preferred.
  • the difference between the maximum thickness and the minimum thickness of the glass of the present invention is 50 ⁇ m or less, 25 ⁇ m or less, 10 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 1 ⁇ m or less, 500 nm or less, 300 nm or less, 100 nm or less, 50 nm or less, 25 nm or less, 15 nm or less, 10 nm or less , 9 nm or less, 8 nm or less, 7 nm or less, 6 nm or less, 5 nm or less, 4 nm or less, 3 nm or less, 2 nm or less, particularly preferably 1 nm or less.
  • the incident angle of light incident from either the front or back surface and the exit angle when it exits from the other surface will be different angles, resulting in undesirable results. light is scattered and tends to create a glaring appearance.
  • the surface roughness Ra of the main surface and end surface of the glass can be measured by a method based on JIS B0601:2001.
  • the waviness can be measured using a stylus-type surface profile measuring device in accordance with SEMI STD D15-1296 "Method for measuring surface waviness of an FPD glass substrate.”
  • Wall thickness can be measured using common equipment such as digital calipers and point-contact roughness meters.
  • the glass of the present invention may be subjected to chemical strengthening or the like.
  • the treatment time and treatment temperature may be appropriately selected in consideration of the glass composition, the volume fraction of each phase, the type of molten salt, etc.
  • a glass composition may be selected that contains a large amount of Na 2 O, which may be included in the remaining glass phase.
  • the molten salt may contain a single monovalent cation such as Li, Na, K, etc. or a divalent cation such as Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, etc., or may contain a plurality of monovalent cations.
  • the usual one-step strengthening but also multi-step chemical strengthening may be selected.
  • molten salts include nitrates (potassium nitrate, sodium nitrate, lithium nitrate, etc.), carbonates (potassium carbonate, sodium carbonate, lithium carbonate, etc.), sulfates (potassium sulfate, sodium sulfate, lithium sulfate, etc.), and chlorides. (potassium chloride, sodium chloride, lithium chloride, etc.) or a combination thereof can be used. Among these, it is preferable to use a nitrate with a low melting point as the molten salt, and it is particularly preferable to use sodium nitrate.
  • the ion exchange temperature is preferably 330 to 550°C, 350 to 500°C, particularly 390 to 450°C, and the ion exchange time is preferably 30 minutes to 12 hours, 45 minutes to 10 hours.
  • the above-mentioned strengthening conditions may be arbitrarily changed depending on the required use and strength, and the suitable conditions are not necessarily limited to the above-mentioned conditions.
  • the compressive stress value (CS) is preferably 50 MPa or more, 100 MPa or more, 150 MPa or more, 200 MPa or more, 230 MPa or more, 260 MPa or more, particularly 300 MPa or more. . If the compressive stress value is too small, there is a risk that the Vickers hardness and bending strength will decrease.
  • the depth of compressive stress is preferably 10 ⁇ m or more, 50 ⁇ m or more, 100 ⁇ m or more, 110 ⁇ m or more, particularly 120 ⁇ m or more. If the compressive stress depth is too small, there is a risk that the fracture strength will decrease.
  • the compressive stress value (CS) and compressive stress depth (DOC) were measured using a scattered light photoelastic stress meter SLP-1000 (manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.) and a surface stress meter FSM-6000 (manufactured by Orihara Seisakusho Co., Ltd.). can be measured.
  • the glass of the present invention preferably has a four-point bending strength of 150 MPa or more, 200 MPa or more, 235 MPa or more, 245 MPa or more, particularly 250 MPa or more. If the four-point bending strength is too low, the glass will easily break when dropped when used as a cover glass for a smartphone, etc. Although the upper limit of the four-point bending strength is not particularly limited, it is realistically 1500 MPa or less. Further, the four-point bending strength due to damage can be measured by the following procedure. First, a 50 mm x 50 mm x 0.6 mm thick glass plate is held vertically, and a 1.5 mm thick SUS plate is applied to the main surface and the opposite surface of the glass plate to fix the glass plate.
  • the end of the pendulum-shaped arm collides with it through P180 sandpaper, causing damage.
  • the tip of the arm is an iron cylinder with a diameter of 5 mm, and the weight of the arm is 550 g.
  • the height at which the arm swings down shall be 5 mm from the point of collision.
  • the four-point bending strength of the damaged glass plate is measured.
  • the glass of the present invention is crystallized glass, it is preferable that it has the same characteristics as above.
  • the shape of the glass of the present invention is usually plate-shaped (particularly flat plate-shaped), but is not limited to this, and may be appropriately selected depending on the purpose.
  • the method for manufacturing glass of the present invention includes a step of melting glass raw materials to obtain molten glass, and a step of molding the molten glass.
  • a raw material batch (glass raw material) prepared to form glass with the above composition is put into a glass melting furnace and melted at 1200 to 1800°C to obtain molten glass, which is then molded.
  • melting glass use one of the following melting methods: flame melting using a burner, electric heating, laser irradiation, plasma melting, liquid phase synthesis, and vapor phase synthesis.
  • One method or a combination of two or more methods may be used.
  • the molding method is at least one selected from the overflow method, float method, downdraw method, slot down method, redraw method, containerless method, blow method, press method, roll method, bushing method, and tube drawing method. It is preferable. Further, after molding, the material may be reheated at a temperature equal to or higher than the glass transition point. In this way, the glass of the present invention with good surface quality can be manufactured.
  • the viscosity of the glass at the lower top end portion of the trough-like refractory is preferably 10 3.5 to 10 5.0 dPa ⁇ s. If no force is applied to the bottom end of the trough-like structure, the glass will shrink and fall downward due to surface tension. To prevent this, it is necessary to pinch both sides of the glass fabric with rollers and stretch it in the width direction to prevent the glass fabric from shrinking.
  • the cooling rate of the glass rapidly increases from the moment it is separated from the trough-like refractory.
  • the viscosity of the glass at the lower top end portion of the trough-like refractory is preferably 10 5.0 dPa ⁇ s or less, 10 4.8 dPa ⁇ s or less, 10 4.6 dPa ⁇ s or less, 10 4.4 dPa ⁇ s or less, 10 4.2 dPa ⁇ s or less, particularly 10 4.0 dPa ⁇ s or less.
  • the resulting glass is then annealed.
  • the purpose of annealing is primarily to remove strain and residual stress.
  • heat treatment is performed by staying in a temperature range from room temperature to strain point ( ⁇ glass transition point -5 to -20°C) for at least 1 minute, more preferably 3 minutes or more, 16 minutes or more, and most preferably more than 30 minutes. It is preferable to do so. By doing this, it becomes easier to obtain a glass composed of only a single glass phase, which increases the chemical durability of the glass, makes it easier to arbitrarily control the surface of the glass, and achieves the desired light transmittance. It becomes easier to obtain.
  • strain and residual stress may be removed and phase separation may be formed in the glass.
  • the heat treatment is preferably performed by staying in a temperature range higher than the strain point for at least 1 minute, more preferably 3 minutes or more, 16 minutes or more, most preferably more than 30 minutes.
  • the glass can be phase-separated, and the phase separation state becomes binodal decomposition in many cases.
  • the glass of the present invention is phase-separated, it is divided into a first phase containing a large amount of SiO 2 and other phases after the second phase, but the chemical durability of the phases after the second phase is lower than that of the first phase.
  • annealing may be performed while applying or irradiating sound waves or electromagnetic waves.
  • the glass of the present invention when the glass of the present invention is required to have a white or milky appearance for applications such as cooking top plates, it is preferable to separate the glass into two or more phases.
  • the heat treatment temperature is preferably 700°C or higher, 800°C or higher, 850°C or higher, particularly 900°C or higher, and preferably 1500°C or lower, 1200°C or lower, or 1100°C or lower. If the heat treatment temperature is too high, the glass changes from a solid state to a molten state, making it difficult to obtain the desired shape.
  • the heat treatment time is preferably 1 minute or more, 1 hour or more, 5 hours or more, 10 hours or more, 20 hours or more, especially 24 hours or more, and 1000 hours or less, 500 hours or less, 100 hours or less, 50 hours or less. It is preferable that If the heat treatment time is outside the above range, it will be difficult to obtain glass with desired characteristics.
  • the cooling rate when cooling the glass of the present invention heated to a high temperature may be a certain temperature gradient, or may be a temperature gradient of two or more levels.
  • the average cooling rate from the maximum temperature of annealing to 25°C is 3000°C/min, 1000°C/min or less, 500°C/min or less, 400°C at the inner part of the glass farthest from the surface of the glass of the present invention.
  • /min 300°C/min or less, 200°C/min or less, 100°C/min or less, 50°C/min or less, 25°C/min or less, 10°C/min or less, especially 5°C/min or less preferable.
  • further 2.5°C/min or less, 1°C/min or less, 0.5°C/min or less, 0.1°C/min or less, 0.05°C It is preferably at most 0.01° C./min, particularly at most 0.01° C./min.
  • the cooling rate of low thermal expansion glass be close to the cooling rate of the glass surface and the cooling rate of the wall thickness that is farthest from the glass surface.
  • the value obtained by dividing the cooling rate at the inner part of the glass farthest from the surface by the cooling rate at the surface is 0.0001 ⁇ 1, 0.001 ⁇ 1, 0.01 ⁇ 1, 0.1 ⁇ 1, 0.5 ⁇ 1, 0.8 to 1, 0.9 to 1, particularly preferably 1.
  • residual strain is less likely to occur in all positions of the glass of the present invention, making it easier to obtain long-term dimensional stability.
  • the cooling rate of the surface can be estimated using a contact temperature measurement or a radiation thermometer.
  • the temperature inside the glass is determined by the numerical data obtained by immersing the high-temperature low thermal expansion glass in a cooling medium and measuring the amount of heat and rate of change in the amount of heat in the cooling medium, as well as the specific heat and thermal conductivity of the low thermal expansion glass and the cooling medium. It can be estimated from etc.
  • the obtained glass of the present invention may be cut.
  • It may also include a step of heat-treating the glass obtained in the step of forming the molten glass to crystallize it.
  • the crystallization conditions are as follows. First, nucleation is performed at 700°C to 1200°C (preferably 750 to 900°C) for 0.1 to 60 hours (preferably 0.25 to 50 hours, more preferably 1 to 40 hours), followed by crystal growth. It is carried out at 800 to 1300°C (preferably 850 to 1100°C) for 0.1 to 50 hours (preferably 0.2 to 10 hours, more preferably 0.25 to 5 hours). Note that the heat treatment in each step of nucleation and crystal growth may be performed only at a specific temperature, or may be performed in stages by holding at two or more levels of temperature, or may be performed while applying a temperature gradient. good.
  • a crystallized glass in which the following crystals are precipitated can be obtained.
  • ZnAl 2 O 4 garnite
  • willemite zinc silicate
  • Al 2 SiO 5 aluminum silicate
  • zirconia zirconia titanate
  • tin-containing zirconia oxide titania
  • aluminotitanate ⁇ -quartz.
  • Solid solution ⁇ -quartz, ⁇ -quartz, ⁇ -spodumene solid solution, spodumene, zircon, cordierite, enstatite, mica, nepheline, anorthite, lithium disilicate, lithium metasilicate, wollastonite, diopsite, cristobalite , tridymite, feldspar, spinel crystals, metal colloids, etc.
  • these crystals may contain only one type or may contain two or more types.
  • crystals may be precipitated by annealing, or crystallization may be promoted by applying or irradiating sound waves or electromagnetic waves.
  • the cooling rate when cooling the crystallized glass of the present invention heated to a high temperature may be a certain temperature gradient, or may be a temperature gradient of two or more levels. The cooling rate is desirably similar to the cooling rate of the glass described above.
  • Tables 1 to 6, 14 to 16 show the compositions (sample Nos. 1 to 36, 41 to 58) of the glasses (amorphous glass before crystallization) according to the examples of the present invention, and Tables 7 to 12, 17 Tables 1 to 19 show the characteristic values of each glass in Tables 1 to 6 and 14 to 16, and Table 13 shows the characteristic values for each glass in Table 1. Crystallized glass No. 1 obtained by heat treating each of the glasses No. 1 to 4. The characteristic values of No. 37 to No. 40 in Table 20 are shown in Table 16. The characteristic values of the glass obtained by heat-treating No. 55 are shown.
  • each raw material was prepared in the form of oxide, hydroxide, carbonate, nitrate, etc. to obtain glass having the composition listed in each table, and glass batches were obtained (Tables 1 to 6, 14 to The composition listed in No. 16 is the analytical value of the glass that was actually produced.
  • the analysis was carried out using a scanning fluorescent X-ray analyzer ZSX series made by RIGAKU.In the table, the sum and ratio of each component is expressed as, for example, "Li+Na+K". (The oxygen element and coefficients are omitted.)
  • the obtained glass batch was melted at 1200 to 1800° C.
  • the prepared glass sample is processed by physical polishing, chemical polishing, chemical etching, fire blasting, etc. to obtain ⁇ -OH value, viscosity, liquidus temperature, liquidus viscosity, density, linear thermal expansion coefficient, Young's modulus, rigidity modulus, Poisson. Samples for evaluation such as comparison were prepared and evaluated.
  • the obtained molten glass was molded to a length of 400 mm by an overflow method, and heat-treated in a lehr for 30 minutes at a glass transition point of -150 to -50°C. A glass plate was obtained by lowering the temperature for 1 hour. The surface roughness Ra of the main surface, surface roughness Ra of the end surface, and waviness of the obtained glass plate were measured.
  • the Pt and Rh contents of the prepared samples were analyzed using an ICP-MS device (Agilent 8800 manufactured by AGILEINTTECHNOLOGY) as follows. First, the prepared glass sample was crushed and moistened with pure water, and then perchloric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, etc. were added to melt it. Thereafter, the Pt and Rh contents of the sample were measured by ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry). Note that the Pt and Rh contents of each measurement sample were determined based on a calibration curve created using previously prepared Pt and Rh solutions with known concentrations.
  • ICP-MS inductively coupled plasma mass spectrometry
  • the measurement mode was Pt:He gas/HMI (low mode) and Rh:HEHe gas/HMI (medium mode), and the mass numbers were Pt: 198 and Rh: 103.
  • the Li 2 O content of the prepared sample was analyzed using an atomic absorption spectrometer (ContrAA600 manufactured by Analytique Jena). The procedure for melting the glass sample and the use of a calibration curve are basically the same as those for Pt and Rh analysis. Note that other components were measured by ICP-MS or atomic absorption spectrometry in the same manner as Pt, Rh, and Li 2 O.
  • a glass sample with a known concentration previously examined using an ICP-MS or atomic absorption spectrometer is used as a calibration curve sample, and a calibration curve is created using an XRF (X-ray fluorescence) analyzer (ZSX Primus IV manufactured by RIGAKU). Based on the calibration curve, the actual content of each component was determined from the XRF analysis value of the measurement sample. During XRF analysis, tube voltage, tube current, exposure time, etc. were adjusted as needed according to the analyzed components.
  • the ⁇ -OH value was determined by measuring the transmittance of glass using an infrared spectrophotometer (FT-IR Frontier manufactured by PerkinElmer) and using the following formula. The scanning speed was 100 ⁇ m/min, the sampling pitch was 1 cm ⁇ 1 , and the number of scans was 10 times per measurement.
  • ⁇ -OH value (1/X)log(T 1 /T 2 )
  • X Glass thickness
  • T1 Transmittance at reference wave number 3846 cm -1
  • T2 Minimum transmittance near OH group absorption wave number 3600 cm -1
  • the linear thermal expansion coefficient was evaluated by the average linear thermal expansion coefficient measured in the temperature range of 30 to 380°C and 30 to 750°C using a sample processed to 20 mm x 3.8 mm ⁇ .
  • a Dilatometer manufactured by NETZSCH was used for the measurement.
  • the thermal expansion curve of the glass sample in the temperature range of 30 to 750° C. was measured, and the glass transition point and deformation point were evaluated by calculating the inflection point.
  • Transmittance, brightness, and chromaticity were evaluated using a spectrophotometer using a 4 mm thick sample with a surface roughness equivalent to optical polishing.
  • a spectrophotometer V-670 manufactured by JASCO Corporation was used for the measurement. Note that the V-670 is equipped with an integrating sphere unit "ISN-723", and the measured transmittance corresponds to the total light transmittance.
  • the measurement wavelength range was 200 to 2500 nm, the scanning speed was 200 nm/min, the sampling pitch was 1 nm, and the bandwidth was 5 nm in the 200 to 800 nm wavelength range and 20 nm in other wavelength ranges. Before measurement, baseline correction (100% alignment) and dark measurement (0% alignment) were performed.
  • Young's modulus, rigidity modulus, and Poisson's ratio were measured using a free resonance elastic modulus measuring device (manufactured by Nippon Techno Plus) on a plate-shaped sample (40 mm x 20 mm x 20 mm) whose surface was polished with a polishing solution containing No. 1200 alumina powder dispersed. JE-RT3) at room temperature. Note that the specific elastic modulus was calculated by dividing the obtained Young's modulus by the density.
  • the density was evaluated using the Archimedes method.
  • High-temperature viscosity was evaluated by the platinum ball pulling method as follows. A lumpy glass sample was crushed into appropriate dimensions and placed in an alumina crucible. Next, the alumina crucible is heated to turn the sample into a melt state, the measured values of the viscosity of the glass at multiple temperatures are calculated, the constants of the Vogel-Fulcher equation are calculated, a viscosity curve is created, and each viscosity (10 4 dPa ⁇ s, 10 3.5 dPa ⁇ s, 10 3 dPa ⁇ s, 10 2.5 dPa ⁇ s and 10 2 dPa ⁇ s).
  • the liquidus temperature was evaluated using the following method. First, a platinum boat measuring approximately 120 x 20 x 10 mm was filled with glass powder of 300 to 500 micrometers, placed in an electric furnace, and melted at 1400 to 1800°C for 30 minutes. Thereafter, the platinum boat was transferred to an electric furnace having a linear temperature gradient and maintained for 20 hours to precipitate devitrification. After the measurement sample was air-cooled to room temperature, devitrification deposited at the interface between the platinum boat and the glass was observed, and the temperature at the devitrification point was calculated from the temperature gradient graph of the electric furnace and determined as the liquidus temperature. Furthermore, by interpolating the obtained liquidus temperature to the high temperature viscosity curve of the glass, the viscosity corresponding to the liquidus temperature was evaluated as the liquidus viscosity.
  • the dielectric constant, dielectric loss tangent, and low-temperature volume resistance value were measured using an impedance analyzer at room temperature at a frequency of 1 MHz for a plate-shaped sample (50 mm x 50 mm x 3 mm) whose surface was polished with a polishing solution containing No. 1200 alumina powder dispersed. Measured at
  • the surface roughness Ra of the main surface and end surface of the glass was measured by a method based on JIS B0601:2001.
  • the waviness is a value obtained by measuring WCA (filtered centerline waviness) described in JIS B0601:2001 using a stylus-type surface shape measuring device. This measurement was performed in accordance with SEMISTD D15-1296 "Method for measuring surface waviness of FPD glass substrate".
  • the cutoff at the time of measurement was set to 0.8 to 8 mm, and the measurement was performed at a length of 300 mm in a direction perpendicular to the rolling direction of the glass during molding.
  • Example No. of the present invention Most of the glasses No. 1 to No. 59 were materials with low linear thermal expansion coefficients and high heat resistance and thermal shock resistance. In particular, No. Nos. 1 to 36, 41, 43 to 44, and 48 to 49 were colorless and highly transparent. Also, No. 42, 45 to 47, and 50 to 58 were colored brown, ultramarine to black, etc. In addition, No. It was confirmed that the glass No. 59 was separated into two or more phases, and its appearance was milky white.
  • the ZnO--Al 2 O 3 ---SiO 2 glass of the present invention is preferably used for cooker top plates, fireproof windows, heat-resistant tableware, or architectural members.
  • the glass of the present invention can be used, for example, in front windows of oil stoves, wood-burning stoves, etc., substrates for high-tech products such as color filters and image sensor substrates, setters for firing electronic components, light diffusion plates, and cores for semiconductor manufacturing. Tubes, masks for semiconductor manufacturing, optical lenses, dimensional measurement parts, communication parts, construction parts, chemical reaction containers, top plates for electromagnetic cooking, heat-resistant tableware, heat-resistant covers, window glass for fire doors, parts for astronomical telescopes.
  • the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention is crystallized glass, it is preferably used for cooker top plates, fireproof windows, heat-resistant tableware, or architectural members.
  • the uses of the ZnO--Al 2 O 3 --SiO 2- based glass of the present invention are not limited to the above. Moreover, it may be used for the above-mentioned purpose alone, or it may be used for a combination of the above-mentioned purposes. Examples of combinations include an electromagnetic cooking top plate with a display function, a smartphone with a chemically strengthened display, and the like.

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Abstract

Li2O-Al2O3-SiO2系結晶化ガラスに替わる、優れた透光性、耐熱性及び耐熱衝撃性を有するガラスを提供する。 質量%で、SiO2 40~90%、Al2O3 5~35%、ZnO 0超~35%、Li2O+Na2O+K2O 0~5%を含有することを特徴とするZnO-Al2O3-SiO2系ガラス。

Description

ZnO-Al2O3-SiO2系ガラス及びその製造方法
 本発明は低熱膨張特性を有するZnO-Al-SiO系ガラス及びZnO-Al-SiO系結晶化ガラスに関する。
 従来、石油ストーブ、薪ストーブ等の前面窓、電子部品焼成用セッター、半導体製造用炉心管、寸法測定用部材、通信用部材、建築用部材、化学反応用容器、電磁調理用トッププレート、耐熱食器、耐熱カバー、防火戸用窓ガラス、天体望遠鏡用部材、線熱膨張係数調整材等の材料として、結晶化ガラスが用いられている。例えば特許文献1~3には、主結晶としてβ-石英固溶体(LiO・Al・nSiO[ただし2≦n≦4])やβ-スポジュメン固溶体(LiO・Al・nSiO[ただしn≧4])等のLiO-Al-SiO系結晶を析出してなる結晶化ガラスが開示されている。
 当概結晶化ガラスは、線熱膨張係数が低く、機械的強度も高いため、優れた熱的特性を有している。また、結晶化工程において熱処理条件を適宜調整することにより、析出結晶の種類を制御することが可能であり、透光性のある結晶化ガラスを容易に作製することができる。
特公昭39-21049号公報 特公昭40-20182号公報 特開平1-308845号号公報
 一方、近年、リチウムイオン電池の普及に伴い、リチウム原料価格が高騰しており、LiO-Al-SiO系結晶化ガラスを安定的に製造し、市場に供給することが難しくなっている。
 このような背景から、LiO-Al-SiO系結晶化ガラスに替わる、透光性があり、かつ優れた熱的特性を有する低膨張材料が求められていた。
 本発明の目的は、LiO-Al-SiO系結晶化ガラスに替わる、優れた透光性及び熱的特性、特に耐熱性、耐熱衝撃性を有するZnO-Al-SiO系ガラスを提供することである。
 鋭意検討の結果、本発明者は、ガラス組成を適宜設計することにより、線熱膨張係数が低く、かつ優れた透光性、耐熱性及び耐熱衝撃性を有する低熱膨張ガラスを得られることを見出した。なお、本発明では、ZnO-Al-SiO系ガラスを、主成分がZnO、Al、SiOである組成物として、取り扱う。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量%で、SiO 40~90%、Al 5~35%、ZnO 0超~35%、LiO+NaO+KO 0~5%を含有することを特徴とする。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量%で、Fe 0%超を含有することが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量%で、HfO 10%以下を含有することが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、Pt 30ppm以下、Rh 30ppm以下を含有することが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量%で、MoO 0%超を含有することが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量%で、SnO0%超を含有することが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量%で、Cr 0%超を含有することが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量比で、Al/ZnO 0.14~2300を含有することが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量比で、ZnO/(SiO+B)0超~0.75であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量比で、(LiO+NaO+KO)/Feが10000以下であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量%で、ZnO+B+P 0超~55%であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、質量比で、(ZnO+B3+P)/ZnOが1.001以上であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、30~750℃における線熱膨張係数が、60×10-7/℃以下であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、厚さ4mm、波長555nmにおける透過率が0.1%以上であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、ヤング率が65Gpa以上であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、結晶化ガラスであってもよい。なお、本発明において、ZnO-Al-SiO系ガラスが結晶化ガラスである場合、当該結晶化ガラスを「ZnO-Al-SiO系結晶化ガラス」と呼ぶこともある。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスの製造方法は、上記いずれかのガラスを製造するための方法であって、ガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る工程、及び、前記溶融ガラスを成形する工程、を備え、前記溶融ガラスを成形する方法が、オーバーフロー法、フロート法、ダウンドロー法、スロットダウン法、リドロー法、無容器法、ブロー法、プレス法、ロール法、ブッシング法及び管引き法から選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスの製造方法は、さらに、前記溶融ガラスを成形する工程で得られたガラスに熱処理を施して結晶化させる工程を備えていてもよい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、調理器用トッププレート、防火窓、耐熱食器または建築用部材に用いられることが好ましい。
 本発明によれば、LiO-Al-SiO系結晶化ガラスに替わる、優れた透光性、耐熱性及び耐熱衝撃性を有するZnO-Al-SiO系ガラスを提供することができる。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラス(以下において、単に「ガラス」ともいう)は、質量%で、SiO 40~90%、Al 5~35%、ZnO 0超~35%、LiO+NaO+KO 0~5%を含有することを特徴とする。上記のように、各成分の含有量及び特性を規制した理由を以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味する。
 SiOはガラスの骨格を形成する成分である。また、分相の起こりやすさに特に関与しうる成分でもある。SiOの含有量は40~90%であり、50~90%、45~85%、40~82%、41~80%、50~80%、52%~79%、53%~78%、53.5~77%、特に54~76%であることが好ましい。SiOの含有量が少なすぎると、線熱膨張係数が高くなる傾向があり、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスが得られにくくなる。また、化学的耐久性が低下する傾向がある。一方、SiOの含有量が多すぎると、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。さらに、ガラス融液の表面にSiOの含有量が多いスカムが発生しやすくなり、そのスカムからクリストバライト等の失透が析出し、製造負荷が高まりやすくなる。
 Alはガラスの骨格を形成する成分である。また、分相の起こりやすさ等に関与しうる成分でもある。Alの含有量は5~35%であり、7~33%、9~30%、10~28%、特に11~25%であることが好ましい。Alの含有量が少なすぎると、線熱膨張係数が高くなる傾向があり、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスが得られにくくなる。また、化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。一方、Alの含有量が多すぎると、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。さらに、ムライト等の結晶が析出してガラスが失透する傾向があり、ガラスが破損しやすくなる。
 ZnOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分であり、ZnAl(ガーナイト)等のZn含有結晶の構成成分でもある。ZnOの含有量は0超~35%であり、1~35%、3~35%、5~35%、7~35%、9~35%、9~32%、9~28%、9~25%、9~23%、特に9~21%であることが好ましい。ZnOの含有量が少なすぎると、ムライト等の結晶が析出してガラスが失透する傾向がある。また、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。一方、ZnOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。また、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。
 Znカチオン、Alカチオン、Oアニオンは、ガラス及び結晶化ガラス中で電荷補償する形で配座していることがある。よって、電気的に中性な配座が形成され、かつ共有結合性の高い化学結合が形成されている場合、特に化学的に安定しやすい。化学的に安定した配座構造を有するガラスは、耐薬品性に優れ、耐熱衝撃性も高い。このため、質量比で、Al/ZnO(Al含有量をZnO含有量で除した値)は、0.14~2300、0.14~1000、0.14~500、0.1~100、0.1~100、0.14~4.5、0.14~4、0.14~3.5、0.14~3、0.14~2.5、0.14~2、0.3~2、0.5~2、0.6~2、0.6~1.9、特に0.7~1.9であることが好ましい。
 LiO、NaO、KOはそれぞれガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。LiO+NaO+KO(LiO、NaO、KOの合量値)は0~5%であり、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.5%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.9%、0~0.8%、0~0.7%、0~0.6%、0~0.5%、0~0.4%、0~0.35%、0~0.3%、0~0.2%、0~0.1%、特に0~0.05%であることが好ましい。LiO+NaO+KOが多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、LiO、NaO、KOは不純物として混入し易いため、これらを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、LiO+NaO+KOの含有量の下限は、0%超、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、特に0.001%以上であることが好ましい。
 LiOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。LiOの含有量は0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.5%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.9%、0~0.8%、0~0.7%、0~0.6%、0~0.5%、0~0.4%、特に0~0.39%であることが好ましい。LiOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、LiOは不純物として混入し易いため、LiOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。よって、製造コストの増加を抑制する場合には、LiOの含有量の下限は、0%超、0.0001%以上、0.0002%以上、0.0003%以上、0.0004%以上、0.0005%以上、特に0.001%以上であることが好ましい。
 NaOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分であり、ガラスの分相に関与しうる成分でもある。NaOの含有量は0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.5%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.9%、0~0.8%、0~0.7%、0~0.6%、0~0.5%、0~0.4%、特に0~0.39%であることが好ましい。NaOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、NaOは不純物として混入し易いため、NaOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、NaOの含有量の下限は、0%超、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.002%以上、0.004%以上、0.006%以上、0.008%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。
 KOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分であり、ガラスの分相に関与しうる成分でもある。KOの含有量は0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.5%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.9%、0~0.8%、0~0.7%、0~0.6%、0~0.5%、0~0.4%、特に0~0.39%であることが好ましい。KOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、KOは不純物として混入し易いため、KOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、KOの含有量の下限は、0%超、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、特に0.001%以上であることが好ましい。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、上記成分以外にも、下記の成分を含有してもよい。
 Feは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、酸化還元反応によって、酸素系のガスを放出する成分であり、ガラスの清澄性にも関与しうる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分であり、ガラスの分相にも関与しうる成分である。Feの含有量は0%超、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.0007%以上、0.0009%以上、0.0011%以上、0.0013%以上、0.0015%以上、0.002%以上、0.003%以上、0.004%以上、0.005%以上、0.006%以上、0.0.007%以上、0.008%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。一方で、Feの含有量が多すぎると、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。また、Feを含む失透が析出し、製造負荷が高まりやすくなる。よって、Feの含有量は20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、1%以下、0.5%以下、特に0.1%以下であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、Feの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色(例えば、黒色)の外観が必要になる場合は、Feの含有量は0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 LiO、NaO、KOはそれぞれガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、これらはガラスの光学的塩基度に関与し、LiO、NaO、KOの量が多いほど、光学的塩基度が上昇する傾向にある。一方、Feは様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分である。ガラスの光学的塩基度が高いとFeイオンは3価でガラス中に存在しやすくなり、ガラスの光学的塩基度が低いとFeイオンは2価で存在しやすくなる。3価のFeイオンは紫外域~可視域の光を吸収しやすく、2価のFeイオンは赤外域の光を吸収しやすい。本発明のガラスの用途に応じて、紫外域、可視域、赤外域の透光性を調整する必要があり、ガラスの光学的塩基度およびFeイオンの価数を好適に制御することが好ましい。このため、(LiO+NaO+KO)/Fe(LiO、NaO、K2の合計量をFeの含有量で除した値)は、0以上、0.1以上、0.2以上、0.3以上、0.4以上、特に0.5以上であることが好ましい。このようにすることで、ガラスの粘度を下げつつ、紫外域、可視域、赤外域の透光性を調整しやすくなる。また、(LiO+NaO+KO)/Feは10000以下、1000以下、100以下、50以下、40以下、30以下、25以下、特に15以下であることが好ましい。このようにすることで、ガラスの粘度が下がり過ぎず、成形しやすくなる。
 HfOはガラスのヤング率や剛性率などを向上させる成分であり、かつ、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。なお、本発明のガラスの用途に応じて、HfOの含有量を制御し、所望の強度を得られるように設計する必要がある。HfOの含有量が多すぎると、ガラスや結晶化ガラスの機械的強度が高くなりすぎてしまい、加工等が困難になり、所望の表面状態ひいては所望の優れた透光性を得にくくなる。また、HfOは原料が高価なため、製造コストの増大につながる。以上から、HfOの含有量は10%以下、9%以下、8%以下、7%以下、6%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、特に0.2%以下であることが好ましい。なお、HfOの含有量の下限は特に限定されず、0%以上であるが、HfOは使用する原料から混入しうる成分であり、その混入量は原料構成によって変化する。このため、HfOは、現実的には0.0001%以上、0.0003%以上、特に0.0005%以上含有しても良い。
 Ptはイオンやコロイド、金属等の状態でガラスに混入しうる成分であり、黄色~茶褐色の着色を発現させる。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。Ptの含有量は30ppm以下、28ppm以下、26ppm以下、24ppm以下、22ppm以下、20ppm以下、18ppm以下、16ppm以下、14ppm以下、12ppm以下、10ppm以下、8ppm以下、6ppm以下、4ppm以下、2ppm以下、1.6ppm以下、1.4ppm以下、1.2ppm以下、1ppm以下、0.9ppm以下、0.8ppm以下、0.7ppm以下、0.6ppm以下、0.5ppm以下、0.45ppm以下、0.4ppm以下、0.35ppm以下、特に0.3ppm以下であることが好ましい。Ptの含有量が多すぎると、Ptを含む失透が析出し、製造負荷が高まりやすい。なお、Ptの含有量の下限は特に限定されず、0ppmであってもよいが、一般的な溶融設備を用いた場合、均質なガラスを得るためにPt部材の使用が必要になることがある。このため、Ptを完全に除去しようとすると、製造コストが増加する傾向にある。着色に悪影響を及ぼさない場合においては、製造コストの増加を抑制するために、Ptの含有量の下限は0.0001ppm以上、0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.03ppm以上、0.05ppm以上、特に0.07ppm以上であることが好ましい。
 Rhはイオンやコロイド、金属等の状態でガラスに混入しうる成分であり、黄色~茶褐色の着色を発現させる。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。Rhの含有量は30ppm以下、28ppm以下、26ppm以下、24ppm以下、22ppm以下、20ppm以下、18ppm以下、16ppm以下、14ppm以下、12ppm以下、10ppm以下、8ppm以下、6ppm以下、4ppm以下、2ppm以下、1.6ppm以下、1.4ppm以下、1.2ppm以下、1ppm以下、0.9ppm以下、0.8ppm以下、0.7ppm以下、0.5ppm以下、0.4ppm以下、0.35ppm以下、特に0.3ppm以下であることが好ましい。Rhの含有量が多すぎると、Rhを含む失透が析出し、製造負荷が高まりやすい。なお、Rhの含有量の下限は特に限定されず、0ppmであってもよいが、一般的な溶融設備を用いた場合、均質なガラスを得るためにRh部材の使用が必要になることがある。このため、Rhを完全に除去しようとすると、製造コストが増加する傾向にある。着色に悪影響を及ぼさない場合においては、製造コストの増加を抑制するために、Rhの含有量の下限は0.0001ppm以上、0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.03ppm以上、0.04ppm以上、0.05ppm以上、特に0.07ppm以上であることが好ましい。
 また、Pt+Rh(PtとRhの合量)は60ppm以下、56ppm以下、52ppm以下、48ppm以下、44ppm以下、42ppm以下、38ppm以下、34ppm以下、30ppm以下、26ppm以下、22ppm以下、18ppm以下、14ppm以下、10ppm以下、6ppm以下、4.5ppm、4ppm以下、3.75ppm以下、3.5ppm以下、3ppm以下、2.75ppm以下、2.5ppm以下、2.25ppm以下、2ppm以下、1.75ppm以下、1.25ppm以下、1ppm以下、0.9ppm以下、0.8ppm以下、0.7ppm以下、0.6ppm以下、0.5ppm以下、0.4ppm以下、特に0.3ppm以下であることが好ましい。なお、Pt+Rhの下限は特に限定されず、0ppmであってもよいが、一般的な溶融設備を用いた場合、均質なガラスを得るためにPt部材やRh部材の使用が必要になることがある。このため、PtとRhを完全に除去しようとすると、製造コストが増加する傾向にある。着色に悪影響を及ぼさない場合においては、製造コストの増加を抑制するために、Pt+Rhの下限は0.0001ppm以上、0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.03ppm以上、0.05ppm以上、特に0.07ppm以上であることが好ましい。
 MoOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。MoOの含有量は0%超、特に0.0001%以上が好ましい。一方で、MoOの含有量が多すぎると、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。また、Moを含む失透が析出し、製造負荷が高まりやすくなる。よって、MoOの含有量は20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、1%以下、0.5%以下、特に0.1%以下であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、MoOの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において、有色の外観が必要になる場合は、MoOの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 SnOは清澄剤として作用する成分である。また、ガラスや結晶化ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。SnOの含有量は0%以上、0%超、0.0001%以上、0.001%以上、0.005%以上、0.01%以上、0.03%以上、0.05%以上、0.1%以上、0.15%以上、特に0.2%以上であることが好ましい。SnOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。SnOの含有量の上限には特別な限定はないが、現実的には20%である。20%超含有すると、Snを含む失透が析出し、製造負荷が高まりやすくなる。
 Crは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。Crの含有量は0%超、0.00001%以上、0.00005%以上、0.0001%以上、特に0.0005%以上が好ましい。一方で、Crの含有量が多すぎると、Crを含む失透が析出し、製造負荷が高まりやすくなる。また、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。よって、Crの含有量は20%以下、15%以下、10%以下、5%以下、1%以下、0.5%以下、特に0.1%以下であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、Crの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、前記好適範囲に加えて、0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.15%以上、0.18%以上、0.2%以上、0.25%以上、0.3%以上、0.4%以上、0.5%以上、0.6%以上、中でも特に0.7%以上としてもよい。
 Bはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、分相の起こりやすさに特に関与しうる成分でもある。Bの含有量は0~30%、0超~30%、0超~25%、1~25%、2~20%、2.5~19%、3~18%、3.5~17%、4~16%、特に4.5~15%であることが好ましい。Bの含有量が多すぎると、溶融時のBの蒸発量が多くなり、ガラス融液の表面に、Bの含有量が少なく相対的にSiOの含有量が多くなったスカムが発生しやすくなる。結果的に、そのスカムからクリストバライト等の失透が析出しやすくなり、製造負荷が高くなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなることで、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。
 ZnO、SiO、Bは、ガラスの分相の起こりやすさに関与する成分である。これらの含有量の比を好適に制御することにより、バイノーダル型分解による分相を発現させやすくなり、結果的に、所望の透光性を得やすくなる。なお、バイノーダル型分解による分相を発現させた場合に所望の透光性を得やすくなる理由は後述する。ZnO/(SiO+B)(ZnO含有量をSiOとBの合計量で除した値)は、0超~0.75、0超~0.7、0超~0.65、0超~0.6、0.05~0.6、特に0.1~0.6であることが好ましい。
 MgOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスの線熱膨張係数を低下させたり、屈折率を調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。MgOの含有量は0~30%、0~25%、0~20%、0~15%、0~10%、0~9%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~4%、0~3%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、特に0~0.1%であることが好ましい。MgOの含有量が多すぎると、逆に線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、MgOは不純物として混入し易いため、MgOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、MgOの含有量の下限は、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.003%以上、0.005%以上、0.007%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、MgOを積極的に含有させてもよい。例えば、調理用トッププレート等において外観が有色の場合、表面の凹凸の状態が悪化することによる透光性への影響を許容できるため、MgOの含有量は、0.5%以上、1%以上、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、特に5.5%以上としてもよい。
 Bはガラスの分相の起こりやすさに関与する成分である。また、Mgイオンの電場強度は他のカチオンと比べて高く、BとMgOを含むガラスでは分相が起こりやすいことが分かっている。これらの比を好適に制御することにより、バイノーダル型分解による分相を発現させやすくなり、結果的に、所望の透光性を得やすくなる。これにより、例えば、調理用トッププレート用途において有色の外観が求められる場合は、ガラスに添加する着色成分由来の色をガラスの外観に反映しやすくなるため、ガラスの色調を調整しやすくなり、より一層美観性の高い有色ガラスを得やすくなる。従って、MgO/(MgO+B)(MgO含有量をMgOとBの合計量で除した値)は、0超~0.99、0超~0.95、0超~0.90、0超~0.85、0.01~0.8、0.1~0.8、0.25~0.8、特に0.3~0.8であることが好ましい。なお、バイノーダル型分解による分相を発現させた場合に所望の透光性を得やすくなる理由は後述する。
 CaOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。CaOの含有量は0~30%、0~25%、0~20%、0~15%、0~10%、0~9%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~4%、0~3%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、特に0~0.1%であることが好ましい。CaOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、CaOは不純物として混入し易いため、CaOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、CaOの含有量の下限は、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.003%以上、0.005%以上、0.007%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。
 SrOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。SrOの含有量は0~30%、0~25%、0~20%、0~15%、0~10%、0~9%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~4%、0~3%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、特に0~0.1%であることが好ましい。SrOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、SrOは不純物として混入し易いため、SrOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、SrOの含有量の下限は、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.003%以上、0.005%以上、0.007%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。
 BaOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。BaOの含有量は0~30%、0~25%、0~20%、0~15%、0~10%、0~9%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~4%、0~3%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、特に0~0.1%であることが好ましい。BaOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラスの溶融性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、BaOは不純物として混入し易いため、BaOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、BaOの含有量の下限は、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.003%以上、0.005%以上、0.007%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。
 ZrOはガラスのヤング率や剛性率などを向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスの線熱膨張係数や屈折率などを調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。ZrOの含有量は0~10%、0~9%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~4%、0~3%、0~2%、0~1.5%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、特に0~0.01%であることが好ましい。ZrOの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下して溶融し難くなったり、粘度が高くなって清澄し難くなるほか、ガラスの成形が困難になって生産性が低下しやすくなる。なお、ZrOは不純物として混入し易いため、ZrOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、ZnOの含有量の下限は、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.003%以上、0.005%以上、0.007%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。
 TiOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。特に、チタンと鉄が共存する場合はイルメナイト(FeTiO)様の着色が発現することが分かっている。また、チタンと錫が共存する場合は黄色が強まることが知られている。また、TiOは分相の起こりやすさに特に関与しうる成分でもある。TiOの含有量は0~20%、0~19%、0~18%、0~17%、0~16%、0~15%、0~14%、0~13%、0~12%、0~11%、0~10%、0~9%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~1%、0~0.5%、特に0~0.1%であることが好ましい。TiOの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなる。また、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。ただし、TiOは不純物として混入し易いため、TiOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、TiOの含有量の下限は、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.005%以上、0.01%以上、特に0.02%以上であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、TiOの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、TiOの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 Pは低熱膨張ガラスの線熱膨張係数を低下させたり、屈折率を調整するための成分である。また、特にガラスの分相に関与しうる成分である。Pの含有量は0~20%、0超~20%、0.1~20%、0.5~20%、1~19%、2~18%、3~17%、4~16%、5~15%、6~14%、特に7~14%であることが好ましい。Pの含有量が多すぎると、逆に線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、Pは不純物として混入し易いため、Pを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、Pの含有量の下限は、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.003%以上、0.005%以上、0.007%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。
 ZnO、B及びPは、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分であり、ガラスの分相に関与しうる成分でもある。よって、ガラスの溶融性及び成形性を向上させつつ、バイノーダル型分解による分相を発現させて、所望の透光性を実現するには、ZnO+B+P(ZnO、B及びPの合計量)は0%超、0.1%以上、0.5%以上、1%以上、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、特に9%以上が好ましい。一方で、ZnO+B+Pが多すぎると、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなることで、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。よって、ZnO+B+Pは55%以下、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、19%以下、18%以下、17%以下、16%以下、15%以下、14%以下、13%以下、12%以下、特に11%以下であることが好ましい。
 Znカチオン、Bカチオン、Pカチオン、Oアニオンは、ガラス及び結晶化ガラス中で電荷補償し合う形で配座していることがある。電気的に中性な配座が形成され、かつ、共有結合性の高い化学結合が形成されている場合、特に化学的に安定しやすい。化学的に安定した配座構造を有するガラスは、耐薬品性及び耐熱衝撃性が高くなる。また、ZnO、B3、Pはそれぞれ、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。従って、これらの比を好適に制御することで、ガラスの耐薬品性及び耐熱衝撃性を高めつつ、生産性を向上させることができる。このため、質量比で、(ZnO+B3+P)/ZnO(ZnO、B3、Pの合量をZnO含有量で除した値)は、1.001以上、1.05以上、1.1以上、1.2以上、1.3以上、1.5以上、2以上、5以上、特に10以上であることが好ましく、2000以下、1600以下、1000以下、600以下、特に100以下であることが好ましい。
 Yはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、低熱膨張ガラスのヤング率を向上させ、線熱膨張係数及び屈折率を調整するための成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。Yの含有量は0~10%、0~9%、0~8%、0~7%、0~6%、0~5%、0~4.5%、0~4%、0~3.5%、0~3%、0~2.5%、0~2%、特に0~1.5%であることが好ましい。Yの含有量が多すぎると、線熱膨張係数が大きくなりすぎてしまい、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れたガラスを得ることが困難になる。さらに、ガラス融液の均質性が低下しやすくなる。また、ガラスの化学的耐久性が低下し、ガラス表面が変質しやすくなる。結果的に、表面の凹凸の状態が悪化し、所望の透光性を得にくくなる。なお、Yは不純物として混入し易いため、Yを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、Pの含有量の下限は、0.0001%以上、0.0003%以上、0.0005%以上、0.001%以上、0.003%以上、0.005%以上、0.007%以上、0.009%以上、特に0.01%以上であることが好ましい。
 AsやSbは毒性が強く、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る。このため、Sb+As(SbとAsの合量)は2%以下、1%以下、0.7%以下、0.7%未満、0.65%以下、0.6%以下、0.55%以下、0.5%以下、0.45%以下、0.4%以下、0.35%以下、0.3%以下、0.25%以下、0.2%以下、0.15%以下、0.1%以下、0.05%以下、0.04%以下、0.03%以下、0.02%以下、0.01%以下、0.005%以下、0.003%以下、0.002%以下、0.001%以下、0.0005%以下、0.0003%以下、0.0001%以下、特に実質的に含有しない(具体的には0.0001%未満である)ことが好ましい。
 NiOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。NiOの含有量は0~20%、0~15%、0~10%、0~8%、0~6%、0~4%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、0~0.01%、特に0~0.005%であることが好ましい。NiOの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなる。また、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。ただし、NiOは製造工程におけるSUS部材等から混入し易いため、NiOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、NiOの含有量の下限は、0超、0.0001%以上、0.0002%以上、特に0.0003%以上であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、NiOの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、NiOの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 MnOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。MnOの含有量は0~20%、0~15%、0~10%、0~8%、0~6%、0~4%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、0~0.01%、特に0~0.005%であることが好ましい。MnOの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなる。また、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。ただし、MnOは不純物として混入し易いため、MnOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、MnOの含有量の下限は、0超、0.0001%以上、0.0002%以上、特に0.0003%以上であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、MnOの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、MnOの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 Vは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。Vの含有量は0~20%、0~15%、0~10%、0~8%、0~6%、0~4%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、0~0.01、%特に0~0.005%であることが好ましい。Vの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなる。また、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。ただし、Vは不純物として混入し易いため、Vを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、Vの含有量の下限は、0超、0.0001%以上、0.0002%以上、特に0.0003%以上であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、Vの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、Vの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.1%以上、0.2%以上、0.25%以上、0.3%以上、0.4%以上、0.5%以上、0.6%以上、0.7%以上、特に0.75%以上としてもよい。
 Cr及びVは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。調理用トッププレート等の用途において、黒色の外観のガラスが望まれる場合、複数の着色成分を含有させることが考えられるが、Cr及びVは特に、ガラスの黒色化に寄与しやすい成分であり、ガラスの漆黒性をより一層向上させることができる。よって、ガラスの漆黒性を向上させるには、Cr+V(Cr及びVの合量値)は、0.05%以上、0.1%以上、0.2%以上、0.3%以上、0.4%以上、0.5%以上、0.6%以上、0.7%以上、0.8%以上、特に0.9%以上であることが好ましい。ただし、Cr+Vの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなるため、Cr+Vの含有量は、20%以下、10%以下、5%以下、3%以下、2%以下、特に1%以下であることが好ましい。
 CoOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。CoOの含有量は0~20%、0~15%、0~10%、0~8%、0~6%、0~4%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、0~0.01、%特に0~0.005%であることが好ましい。CoOの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなる。また、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。ただし、CoOは不純物として混入し易いため、CoOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、CoOの含有量の下限は、0超、0.0001%以上、0.0002%以上、特に0.0003%以上であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、CoOの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、CoOの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 CuOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。CuOの含有量は0~20%、0~15%、0~10%、0~8%、0~6%、0~4%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、0~0.01%、特に0~0.005%であることが好ましい。CuOの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなる。また、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。ただし、CuOは不純物として混入し易いため、CuOを完全に除去しようとすると、原料バッチが高価になり製造コストが増加する傾向にある。製造コストの増加を抑制する場合には、CuOの含有量の下限は、0超、0.0001%以上、0.0002%以上、特に0.0003%以上であることが好ましい。なお、本発明のガラスの用途に応じて、CuOの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、CuOの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 Ndは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。Ndの含有量は0~20%、0~15%、0~10%、0~8%、0~6%、0~4%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、0~0.01%、特に0~0.005%であることが好ましい。Ndの含有量が多すぎると、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。なお、本発明のガラスの用途に応じて、Ndの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、Ndの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 WOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。また、ガラスの分相に関与しうる成分である。WOの含有量は0~20%、0~15%、0~10%、0~8%、0~6%、0~4%、0~2%、0~1%、0~0.5%、0~0.25%、0~0.1%、0~0.01%、特に0~0.005%であることが好ましい。WOの含有量が多すぎると、ガラスが着色しやすくなり、所望の透光性を得難くなる。なお、本発明のガラスの用途に応じて、WOの含有量を制御し、透光性を調整してもよい。例えば、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、WOの含有量は0.01%以上、0.05%以上、0.08%以上、0.1%以上、0.2%以上、特に0.3%以上としてもよい。
 Fe、TiO、NiO、MoO、Cr、MnO、V、CoO、CuO、Nd、WOは適量を含有させることにより、ガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。本発明のガラスの用途に応じて、Fe、TiO、NiO、MoO、Cr、MnO、V、CoO、CuO、Nd、WOの合量(Fe+TiO+NiO+MoO+Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WO)を制御し、透光性を調整する必要がある。特に、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合は、Fe+TiO+NiO+MoO+Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WOは、0超、0.0001%以上、0.0002%以上、0.0003%以上、0.05%以上、0.1%以上、0.2%以上、0.3%以上、0.5%以上、0.7%以上、特に0.9%以上であることが好ましい。ただし、Fe+TiO+NiO+MoO+Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WOの含有量が多すぎると、ガラスの溶融性が低下しやすくなるため、Fe+TiO+NiO+MoO+Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WOの含有量は、20%以下、10%以下、5%以下、3%以下、2%以下、特に1%以下であることが好ましい。
 SiOとAlはガラスの骨格を形成する成分である。一方、Fe、TiO、NiO、MoO、Cr、MnO、V、CoO、CuO、Nd、WOはガラスの粘度を低下させて、ガラスの溶融性及び成形性を向上させる成分である。また、様々な波長の光を吸収する、ガラスの着色成分でもある。本発明のガラスの用途に応じて、Fe、TiO、NiO、MoO、Cr、MnO、V、CoO、CuO、Nd、WOの合量を制御し、透光性を調整する必要があるが、同時に、溶融ガラスの粘度を制御して、所望の形状に成形する必要がある。特に、調理用トッププレート等において有色の外観が必要になる場合に、様々な成形法で成形しやすい粘度にするために、SiOとAlの合量(SiO+Al)とFe、TiO、NiO、MoO、Cr、MnO、V、CoO、CuO、Nd、WOの合量(Fe+TiO+NiO+MoO、Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WO)の比は好適に制御することが好ましく、これらの比(SiO+Al)/(Fe+TiO+NiO+MoO、Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WO)は0超、5以上、10以上、15以上、20以上、25以上、30以上、35以上、40以上、特に45以上であることが好ましく、10000以下、5000以下、特に3000以下、であることが好ましい。
 本発明のガラスはさらに、ガラスの化学的耐久性や所望する透光性、耐熱性及び耐熱衝撃性等を得られる場合に限り、上記成分以外にも、SO、Cl、La、Ta、Nb、RfO等を合量で10%まで含有してもよい。ただし、上記成分の原料バッチは高価であり製造コストが増加する傾向にあるため、特段の事情が無い場合は添加しなくても良い。これら成分の合量は質量%で5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下、0.1%以下、0.05%以下、0.05%未満、0.049%以下、0.048%以下、0.047%以下、0.046%以下、特に0.045%以下であることが好ましい。
 本発明のガラスはさらに、ガラスの化学的耐久性や所望する透光性、耐熱性及び耐熱衝撃性等を得られる場合に限り、上記成分以外にも、例えばH、CO、CO、HO、He、Ne、Ar、N等の微量成分をそれぞれ0.1%まで含有してもよい。また、Ag、Au、Pd、Ir、Sc、Ce、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ac、Th、Pa、U等は意図的に添加すると原料コストが高くなり、結果として製造コストが高くなる傾向にあるが、AgやAuなどを含有させたガラスに光照射や熱処理を行うと、これら成分の凝集体が形成され、それを起点に意図的に結晶化を促進することが出来る。また、Pdなどには種々の触媒作用があり、これら含有させることで、ガラスに特異な機能を付与することが可能となる。こうした事情を鑑みて、結晶化促進やその他の機能の付与等を目的とする場合、上記成分をそれぞれ1%以下、0.5%以下、0.3%以下、0.1%以下含有してもよく、そのような目的が特にない場合は500ppm以下、300ppm以下、100ppm以下、特に10ppm以下であることが好ましい。
 なお、本発明のガラスは結晶化ガラスであってもよい。この場合の各成分の含有量範囲は、上述したものと同様である。結晶化ガラス中の結晶種としては、ZnAl(ガーナイト)、AlSiO、ZrO等が挙げられる。
 本発明のガラスは、質量%で、SiO 40~90%、Al 5~35%、ZnO 0超~35%、LiO+NaO+KOが0~5%、Fe 0%超を含有することが好ましい。
 より好ましくは、質量%で、SiO 40~90%、Al 5~35%、ZnO 0超~35%、LiO+NaO+KOが0%~5%、Fe 0%超、HfO 0~5%を含有する。
 より好ましくは、質量%で、SiO 40~90%、Al 5~35%、ZnO 0超~35%、LiO+NaO+KO 0%~5%、Fe 0%超、HfO 0~5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7である。
 さらに好ましくは、質量%で、SiO 45~85%、Al 5~35%、ZnO 6~35%、LiO+NaO+KO 0.001~3%、Fe 0.002%以上、HfO 0~0.5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7である。
 さらに好ましくは、質量%で、SiO 45~85%、Al 5~35%、ZnO 12~35%、LiO+NaO+KO 0.001~1%、Fe 0.002%以上、HfO 0~0.5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7である。
 さらに好ましくは、質量%で、SiO 45~85%、Al 5~35%、ZnO 18~35%、LiO+NaO+KO 0.001~0.5%、Fe 0.002%以上、HfO 0~0.5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7である。
 さらに好ましくは、質量%で、SiO 45~85%、Al 5~35%、ZnO 18~35%、LiO+NaO+KO 0.001~0.39%、Fe 0.002%以上、HfO 0~0.5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7である。
 さらに好ましくは、質量%で、SiO 45~85%、Al 5~35%、ZnO 18~35%、LiO+NaO+KO 0.001~0.39%、Fe 0.002%以上、HfO 0~0.5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下、MoO 0%超、SnO 0%超、Cr 0%超を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7である。
 さらに好ましくは、質量%で、SiO 45~85%、Al 5~35%、ZnO 18~35%、LiO+NaO+KO 0.001~0.39%、Fe 0.002%以上、HfO 0~0.5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下、MoO 0.0001%以上、SnO 0.01%以上、Cr 0%超を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7である。
 さらに好ましくは、質量%で、SiO 45~85%、Al 5~35%、ZnO 18~35%、LiO+NaO+KO 0.001~0.39%、Fe 0.002%以上、HfO 0~0.5%、Pt 5ppm以下、Rh 5ppm以下、MoO 0.0001%以上、SnO 0.1%以上、Cr 0.0001%以上を含有し、Al/ZnOが0.14~2、ZnO/(SiO+B)が0.05~0.7、(ZnO+B3+P)/ZnO 1.001以上であり、Fe+TiO+NiO+MoO、Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WOが0%超、(SiO+Al)/(Fe+TiO+NiO+MoO+Cr+MnO+V+CoO+CuO+Nd+WO)が10以上である。
 上記組成を有する本発明のガラスは、低熱膨張、かつ所望する透光性、耐熱性及び耐熱衝撃性を達成しやすくなる。
 なお、本発明のガラスが結晶化ガラスである場合も、上記組成を有することで低熱膨張、かつ所望する透光性、耐熱性及び耐熱衝撃性を達成しやすくなる。
 本発明のガラスは、β-OH値が0超~2/mm、0.001~2/mm、0.01~1.5/mm、0.02~1.5/mm、0.03~1.2/mm、0.04~1.5/mm、0.05~1.4/mm、0.06~1.3/mm、0.07~1.2/mm、0.08~1.1/mm、0.08~1/mm、0.08~0.9/mm、0.08~0.85/mm、0.08~0.8/mm、0.08~0.75/mm、0.08~0.74/mm、0.08~0.73/mm、0.08~0.72/mm、0.08~0.71/mm、特に0.08~0.7/mmであることが好ましい。β-OH値が上記範囲内にあると、ガラスの品質が低下しにくくなる。すなわち、β-OH値が小さすぎると、ガラスバッチを溶融する際に発生する水蒸気量が減少する。そのため、水蒸気の発生によるガラスバッチの撹拌作用が軽減されて、ガラスバッチの初期反応が促進されづらくなり、製造負荷が高まりやすい。一方、β-OH値が大きすぎると、Pt等の金属部材や耐火物部材とガラス融液の界面で泡が発生しやすくなり、ガラス製品の品質が低下しやすくなる。また、ガラス転移点、屈伏点、歪点、徐冷点、軟化点が低下したり、線熱膨張係数が高くなって耐熱性や耐熱衝撃性が悪化する恐れがあるため、高温下での使用に適さなくなる。なお、β-OH値は使用する原料、溶融雰囲気、溶融温度、溶融時間などによって変化するため、必要に応じてこれらの条件を変更し、β-OH値を調整することができる。例えば、原料中の水酸化物の量を増加させたり、バーナー加熱により溶融を行ったり、溶融温度を高くすることで、β-OH値を大きくすることができる。さらに、密閉下においては溶融時間を長くすることで、非密閉下においては溶融時間を短くすることで、β-OH値を大きくすることができる。
 本発明のガラスは、30~380℃における線熱膨張係数が、60×10-7/℃以下、56×10-7/℃以下、52×10-7/℃以下、48×10-7/℃以下、44×10-7/℃以下、40×10-7/℃以下、36×10-7/℃以下、34×10-7/℃以下、32×10-7/℃以下、29.5×10-7/℃以下、27.5×10-7/℃以下、25.5×10-7/℃以下、23.5×10-7/℃以下、21.5×10-7/℃以下、19.5×10-7/℃以下、18×10-7/℃以下、17.5×10-7/℃以下、17×10-7/℃以下、16.5×10-7/℃以下、15.5×10-7/℃以下、15×10-7/℃以下、14.5×10-7/℃以下、14×10-7/℃以下、特に13.5×10-7/℃以下であることが好ましい。
 また、本発明のガラスは、30~750℃における線熱膨張係数が、60×10-7/℃以下、56×10-7/℃以下、52×10-7/℃以下、48×10-7/℃以下、44×10-7/℃以下、40×10-7/℃以下、36×10-7/℃以下、34×10-7/℃以下、32×10-7/℃以下、29.5×10-7/℃以下、27.5×10-7/℃以下、25.5×10-7/℃以下、23.5×10-7/℃以下、21.5×10-7/℃以下、19.5×10-7/℃以下、18×10-7/℃以下、17.5×10-7/℃以下、17×10-7/℃以下、16.5×10-7/℃以下、15.5×10-7/℃以下、15×10-7/℃以下、14.5×10-7/℃以下、14×10-7/℃以下、特に13.5×10-7/℃以下であることが好ましい。線熱膨張係数が大きすぎると、耐熱性及び耐熱衝撃性が低く、高温下での使用が困難となる。また、位置安定性が必要とされる用途には適用しにくくなる。特に、調理用トッププレートでの使用が想定される場合、熱や歪による破損を避けるため、線熱膨張係数は低い方が好ましい。線熱膨張係数の下限に特別な制限はないが、現実的には、30~380℃における線熱膨張係数は-70×10-7/℃、30~750℃における線熱膨張係数は-60×10-7/℃である。
 本発明のガラスの透過率は、用途によって、波長ごとに好適に制御されるべきである。具体的には、紫外域において高い透光性が求められる用途においては、厚さ4mm、波長300nmにおける透過率が、0.1%以上、1%以上、5%以上、10%以上、20%以上、24%以上、28%以上、30%以上、40%以上、43%以上、44%以上、特に45%以上であることが好ましい。特に、樹脂のUV硬化(UVキュアリング)、印刷物の蛍光検出、誘虫用途などで使用する場合、波長300nmにおける透過率は高い方が好ましい。一方、紫外域において低い透光性が求められる用途においては、厚さ4mm、波長300nmにおける透過率が、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、5%以下、4%以下、3%以下、2%以下、特に1%以下であることが好ましい。特に、化学容器や光学フィルターなどでUVカット能を求められる場合は、波長300nmにおける透過率が低い方が好ましい。なお、好適な透過率は用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスは、近紫外域において高い透光性が求められる用途では、厚さ4mm、波長380nmにおける透過率が、0.1%以上、1%以上、5%以上、10%以上、20%以上、30%以上、36%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、82%以上、83%以上、特に84%以上であることが好ましい。特に、ディスプレイなどの無色透明度が求められる用途においては、波長380nmにおける透過率が高い方が好ましい。波長380nmにおける透過率が低すぎると、黄色く着色し、所望する無色透明度を得にくくなる。一方、近紫外域において低い透光性が求められる用途においては、厚さ4mm、波長380nmにおける透過率が、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、4%以下、3%以下、2%以下、特に1%以下であることが好ましい。特に、化学容器や紫外光~青色光遮光用途などで用いられる場合や、調理機用トッププレート等で有色の外観が求められる場合などは、波長380nmにおける透過率が低い方が好ましい。なお、好適な透過率は用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスは、可視域において高い透光性が求められる用途では、厚さ4mm、波長555nmにおける透過率が、0.1%以上、1%以上、5%以上、10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、82%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、特に88%以上であることが好ましい。波長555nm付近は人間が光を明るさとして認知しやすい波長域であり、特に、ディスプレイなどの高輝度が求められる用途においては、波長555nmにおける透過率が高い方が好ましい。一方、可視域において低い透光性が求められる用途においては、厚さ4mm、波長555nmにおける透過率が、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、8%以下、6%以下、4%以下、3%以下、2%以下、特に1%以下であることが好ましい。特に、化学容器や紫外光~緑色光遮光用途などで用いられる場合や、調理機用トッププレート等で有色の外観が求められる場合などは、波長555nmにおける透過率が低い方が好ましい。なお、好適な透過率は用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスは、近赤外域で高い透光性が求められる用途では、厚さ4mm、波長800nmにおける透過率が、0.1%以上、1%以上、5%以上、10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、82%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、特に88%以上であることが好ましい。特に、静脈認証等の医療用途などで使用する場合、波長800nmにおける透過率は高い方が好ましい。一方、近赤外域において低い透光性が求められる用途においては、厚さ4mm、波長800nmにおける透過率が、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、8%以下、6%以下、4%以下、3%以下、2%以下、特に1%以下であることが好ましい。特に、化学容器や可視光遮光用途などで用いられる場合や、調理機用トッププレート等で有色の外観が求められる場合などは、波長800nmにおける透過率が低い方が好ましい。なお、好適な透過率は用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスは、赤外域において高い透光性が求められる用途では、厚さ4mm、波長1200nmにおける透過率が、0.1%以上、1%以上、5%以上、10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、81%以上、83%以上、85%以上、86%以上、87%以上、特に88%以上であることが好ましい。特に、赤外カメラやリモコン等の赤外通信用途などで使用する場合、波長1200nmにおける透過率は高い方が好ましい。一方、赤外域において低い透光性が求められる用途においては、厚さ4mm、波長1200nmにおける透過率が、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、8%以下、6%以下、4%以下、3%以下、2%以下、特に1%以下であることが好ましい。特に、赤外光遮断用途などで用いられる場合は、波長1200nmにおける透過率が低い方が好ましい。なお、好適な透過率は用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスのヤング率は、65GPa以上、67GPa以上、70GPa以上、72GPa以上、75GPa以上、78GPa以上、特に80GPa以上であることが好ましい。このようにすれば、本発明のガラスの表面に反射膜等を付与したとしても、ガラスが反り難くなり、結果として本発明品の高機能化につながる。
 本発明のガラスは、剛性率が20~55GPa、25~50GPa、27~48GPa、29~46GPa、特に30~45GPaであることが好ましい。剛性率が低すぎても高すぎても、ガラスが破損しやすくなる。
 本発明のガラスは、ポアソン比が0.35以下、0.32以下、0.3以下、0.28以下、0.26以下、特に0.25以下であることが好ましい。ポアソン比が大きすぎると、本発明のガラスが破損しやすくなる。
 本発明のガラスは、密度が2.20~3.50g/cm、2.30~3.40g/cm、2.40~3.35g/cm、2.50~3.30g/cm、特に2.55~3.25g/cmであることが好ましい。密度が小さすぎると、ガラスのガス透過性が大きくなり、長期保管した際にガラスが汚染される恐れがある。一方、密度が大きすぎると単位面積当たりの重量が大きくなり、取り扱いが困難になる。
 一般に、スピノーダル型分解(第二相以降の相が、体積分率が最も大きい第一相に入り組んだ形で存在し、連続的に混合した分相様式)の分相が生じると、各相の化学的耐久性等の違いから、ガラス表面に凹凸ができやすくなる。鋭意検討の結果、本発明者は、本発明のガラスをガラス転移点以上の温度でアニールすることにより、二相以上の異なる相に分相しうることを突き止め、その分相状態は多くの例でバイノーダル型分解(第二相以降の相が、体積分率が最も大きい第一相の中に点在し、かつ球状等の形状で混合した分相様式)になることを見出した。また、ガラス組成やアニール条件などを好適に制御することで、バイノーダル型分解による分相を任意に発現させ、所望の透光性を得やすいガラス表面に仕上げられることを見出した。このような事情から、本発明のガラスは単一のガラス相のみで構成されて良く、二相以上を含んだ状態であっても良い。なお、本発明のガラスは、例えば、調理用トッププレート用途として白色または乳白色の外観が求められる場合は、二相以上を含んだ状態であることが特に好ましい。この場合、アニール条件などを好適に制御することで、容易に白色または乳白色の外観のガラスを得ることができる。なお、第二相以降の相はガラス状態、結晶状態、気体状態、液体状態のいずれであっても良い。また、第二相以降の相は金属酸化物、金属、有機物などによって構成されてよく、組成についても限定されるものではない。また、第二相以降の相の形状はシート状、粒状、球状、円状、楕円状、線状などが好ましく、前記形状単独でも良いし、それぞれを組み合わせた形状でも良い。尚、分相の様子はフッ酸等の液体によるエッチングをした後に、SEM(走査電子顕微鏡)やAFM(原子間力顕微鏡)等で表面形状を測定することで把握可能である。また、FT-IR分光法やラマン分光法などを用いて、試料中の化学結合状態を確認し、非破壊で分相に関する情報を得ることも可能であり、本願明細書に記載の分相状態は、当業者であれば容易に思いつく方法で把握可能である。
 第二相以降の相のサイズは、それぞれの最長部で100μm以下、50μm以下、30μm以下、10μm以下、5μm以下、4μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、0.5μm以下、0.3μm以下、0.2μm以下、特に、0.1μm以下であることが好ましい。第二相以降の相の最長部が長すぎると、ガラスの表面粗さが大きくなり、所望の透光性を得にくくなる。なお、第二相以降の相のそれぞれの最長部の下限は特に限定されないが、現実的には0.01nm以上である。
 第二相以降の相が結晶状態であった場合、結晶の晶系は六方晶系、三方晶系、立方晶系、正方晶系、直方晶系、単斜晶系のいずれかであることが好ましい。三斜晶系であっても良いが、この場合、結晶内で複屈折が発生しやすく、結果として光が散乱し、所望の透光性を得にくくなる。三斜晶系である場合は、結晶と第一相の屈折率差が低くなるように第一相の組成を設計する必要がある。
 本発明のガラスが二相以上を含んだ状態である場合、第二相以降の相と第一相の屈折率差が大きいと、各相の境界で光が散乱し、所望の透光性を得にくくなる。各相の屈折率差は、屈折率測定における代表的な波長であるnd(587.6nm)、nC(656.3nm)、nF(486.1nm)、ne(546.1nm)、ng(435.8nm)、nh(404.7nm)、ni(365.0nm)、nF’(480.0nm)、n785(785nm)、n1310(1310nm)、n1550(1550nm)のそれぞれにおいて、1.5以内、1.3以内、1.1以内、0.9以内、0.7以内、0.5以内、0.3以内、0.1以内、0.09以内、0.07以内、0.05以内、0.03以内、0.01以内、0.008以内、0.006以内、0.004以内、0.002以内、0.0009以内、00.0007以内、0.0005以内、0.0003以内、0.0002以内、特に0.0001以内であることが好ましい。尚、各相の屈折率は、精密屈折率計(島津製作所社製KPR-2000)等を用いて測定可能である。
 本発明のガラスの屈折率nd(587.6nm)は、好ましくは2.50以下、2.40以下、2.20以下、2.00以下、1.80以下、1.70以下、1.60以下、1.58以下、1.55以下、1.54以下、特に1.53以下である。また、好ましくは1.20以上、1.25以上、1.30以上、1.35以上、1.38以上、1.40以上、1.42以上、特に1.43以上である。屈折率が高すぎると表面や端面で光が散乱し、所望の透光性を得にくくなる恐れがある。一方、屈折率が低すぎると、本発明のガラスと空気との屈折率差が小さくなり、本発明のガラスを視認することが難しくなり、製造中の取り扱いが困難になる恐れがある。
 本発明のガラスの明度Lは、用途によって、好適に制御されるべきである。高い明度が求められる用途においては、厚さ4mmの明度Lが5以上、10以上、20以上、30以上、40以上、50以上、60以上、70以上、80以上、85以上、90以上、94以上、95以上、96以上、96.1以上、96.3以上、特に96.5以上であることが好ましい。明度Lが小さすぎると、色度の大きさに関わらず灰色がかり、外観が暗く見える傾向があるので、特に、ディスプレイなどの高輝度が求められる用途においては、明度Lが大きい方が好ましい。一方、低い明度が求められる用途においては、厚さ4mmの明度Lが45以下、40以下、35以下、30以下、25以下、20以下、15以下、特に10以下であることが好ましい。特に、化学容器や可視光遮光用途などで用いられる場合や調理機用トッププレート等で黒色の外観が求められる場合などは、明度Lが低い方が好ましい。なお、好適な明度Lは用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスについて、高い無色透明度が求められる用途では、厚さ4mmにおける色度aが±50以内、±40以内、±30以内、±20以内、±10以内、±5以内、±3以内、±1以内、±0.9以内、±0.8以内、±0.7以内、±0.6以内、特に±0.5以内であることが好ましい。明度aがマイナス方向に大きすぎると緑色に、プラス方向に大きすぎると赤色に見える傾向がある。一方、緑色または赤色に濃く着色する必要がある場合は、厚さ4mmにおける色度aが±6以上、±7以上、±8以上、特に±9以上であることが好ましい。また、黒色に着色する場合は、厚さ4mmにおける色度aが+10以上、+12以上、+14以上、+16以上、+17以上、+18以上、+19以上、特に+20以上であることが好ましい。なお、好適な色度aは用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスについて、高い無色透明度が求められる用途では、厚さ4mmにおける色度bが±50以内、±45以内、±40以内、±30以内、±20以内、±10以内、±5以内、±3以内、±1以内、±0.9以内、±0.8以内、±0.7以内、±0.6以内、特に±0.5以内であることが好ましい。明度bがマイナス方向に大きすぎると青色に、プラス方向に大きすぎると黄色に見える傾向がある。一方、青色または黄色に濃く着色する必要がある場合は、厚さ4mmにおける色度bが±6以上、±7以上、±8以上、特に±9以上であることが好ましい。また、黒色に着色する場合は、厚さ4mmにおける色度bが+10以上、+12以上、+16以上、+20以上、+24以上、+28以上、+32以上、+36以上、+40以上、+42以上、+44以上、+46以上、+48以上、特に+50以上であることが好ましい。なお、好適な色度bは用途によって変化するため、上記に記載した具体的な数値範囲のみに限定されるわけではない。
 本発明のガラスでは、ガラスの熱膨張曲線の傾きが変化する温度をガラス転移点(ガラス転移温度)として取り扱う。本発明のガラスは、ガラス転移点が710℃以上、712℃以上、714℃以上、716℃以上、718℃以上、720℃以上、722℃以上、724℃以上、726℃以上、728℃以上、特に730℃以上であることが好ましい。ガラス転移点が低すぎると、ガラスが流動しすぎてしまい、所望の形状に成形することが難しくなる。また、ガラス転移点が低すぎると、高温下での使用時にガラスが変形しやすくなる。
 本発明のガラスでは、ガラス転移点以上の温度において、ガラスの熱膨張曲線の傾きが変化する温度を屈伏点として取り扱う。本発明のガラスは、屈伏点が750℃以上、752℃以上、754℃以上、758℃以上、762℃以上、764℃以上、766℃以上、768℃以上、特に770℃以上であることが好ましい。屈伏点が低すぎると、ガラスが流動しすぎてしまい、所望の形状に成形することが難しくなる。また、屈伏点が低すぎると、高温下での使用時にガラスが変形しやすくなる。
 本発明のガラスの液相温度は、好ましくは1600℃以下、1580℃以下、1560℃以下、1540℃以下、1520℃以下、1500℃以下、1480℃以下、1460℃以下、1440℃以下、1420℃以下、1410℃以下、1400℃以下、1380℃以下、1360℃以下、1340℃以下、1320℃以下、1300℃以下、1290℃以下、1280℃以下、1270℃以下、1260℃以下、1250℃以下、1240℃以下、1230℃以下、1200℃以下、1190℃以下、特に1180℃以下であることが好ましい。液相温度が高すぎると製造時に失透しやすくなる。一方、1480℃以下であれば、ロール法などでの製造が容易になり、1410℃以下であれば、オーバーフロー法などでの製造が容易になり、1350℃以下であればブッシング法などでの製造が容易になり、1300℃以下であれば、ダンナー法などでの製造が容易になる。本発明のガラスの液相粘度は、好ましくは102.7dPa・s以上、102.8dPa・s以上、103.0dPa・s以上、103.2dPa・s以上、103.4dPa・s以上、103.6dPa・s以上、103.8dPa・s以上、104.0dPa・s以上、104.2dPa・s以上、104.4dPa・s以上、104.6dPa・s以上、104.8dPa・s以上、105.0dPa・s以上、105.2dPa・s以上、105.4dPa・s以上、105.6dPa・s以上、105.8dPa・s以上、105.9dPa・s以上、特に106.0dPa・s以上である。このようにすれば、成形時にガラスが失透し難くなる。
 本発明のガラスは、代表的な化学的耐久性である耐水性が高いことが好ましい。具体的には、JIS R3502(1995)に準拠した方法でアルカリ溶出量を測定した際に、LiO、NaO、KOの溶出量がそれぞれ2mg以下、1.8mg以下、1.6mg以下、1.4mg以下、1.2mg以下、1.0mg以下、0.8mg以下、0.6mg以下、0.4mg以下、0.2mg以下、0.1mg以下、0.005mg以下、特に0.003mg以下であることが好ましい。耐水性が低いと、ガラス表面でのアルカリ金属とプロトン等とのイオン交換が進行しやすく、イオン交換が進行した部分が変質し、割れ等が発生しやすくなる。
 本発明のガラスは、主面の平均表面粗さRaが50nm以下、25nm以下、15nm以下、10nm以下、9nm以下、8nm以下、7nm以下、6nm以下、5nm以下、4nm以下、3nm以下、2nm以下、特に1nm以下であることが好ましい。表面粗さRaが大き過ぎると、外部からガラス表面に入射した光が散乱されやすく、かつガラス内部からガラス外部に向けて光が出射されにくくなり、所望の透光性を得にくくなる。また、ガラスが破損しやすくなる。一方、平面の表面粗さRaが小さすぎると、ガラス表面が帯電しやすくなり、ガラスと、ガラス表面に接触させた物体との引力が大きくなり、所望する離型性が得られにくくなることがある。また、ガラス表面の帯電が原因となって、所望の電気的応答性が得られにくくなることがある。前記事情を鑑み、本発明のガラスの平面の表面粗さRaは、0.01nm以上、0.03nm以上、0.05nm以上、0.07nm以上、0.09nm以上、特に0.1nm以上であることが好ましい。
 本発明のガラスは、端面の平均表面粗さRaが100nm以下、50nm以下、25nm以下、15nm以下、10nm以下、9nm以下、8nm以下、7nm以下、6nm以下、5nm以下、4nm以下、3nm以下、2nm以下、特に1nm以下であることが好ましい。端面の表面粗さRaが大き過ぎると、ガラス端面からガラス内部に光が入射しにくくなり、かつガラス内部からガラス外部に向けて光が出射されにくくなり、所望の透光性を得にくくなる。また、ガラスが破損しやすくなる。一方、端面の表面粗さRaが小さすぎると、ガラス端面でガラスを物理的に支持しようとした際に、ガラスと支持体の接触面積が小さくなったり、摩擦抵抗が小さくなり、確実に支持することが困難になる恐れがある。前記事情に鑑み、本発明のガラスの端面の表面粗さRaは、0.01nm以上、0.03nm以上、0.05nm以上、0.07nm以上、0.09nm以上、0.1nm以上であることが好ましい。
 本発明のガラスは、未研磨の表面を有することが好ましい。ガラスの理論強度は、本来、非常に高いが、理論強度よりも遥かに低い応力でも破壊に至ることが多い。これは、ガラスの表面にグリフィスフローと呼ばれるナノオーダーの小さな欠陥がガラス成形後の工程、例えば研磨工程等で生じるからである。よって、本発明のガラスの表面を未研磨とすれば、本来の機械的強度を損ない難くなり、ガラスが破壊し難くなる。また、研磨工程を省略し得るため、製造コストを低廉化することができる。なお、例えば本発明のガラスが板状である場合、両主面の有効面全体を未研磨の表面とすれば、本発明のガラスは更に破壊し難くなる。また、有効面全体を未研磨の表面にするためには、成形時点で有効面に相当する部分を自由表面にすることが効果的である。更に、成形時に、有効面に相当する部分が固体部材等と接触したとしても、成形後に固体部材等と接触した部分をガラス転移点以上の温度で再加熱することで、自由表面に似た滑らかな表面を作り出すことが出来る。
 本発明のガラスのうねりは、10μm以下、5μm以下、4μm以下、3μm以下、2μm以下、1μm以下、0.8μm以下、0.7μm以下、0.6μm以下、0.5μm以下、0.4μm以下、0.3μm以下、0.2μm以下、0.1μm以下、0.08μm以下、0.05μm以下、0.03μm以下、0.02μm以下、特に0.01μm以下であることが好ましい。うねりが大き過ぎると、特定の位置におけるガラス表面への入射光の入射角度に分布が発生しやすくなり、ガラス表面での光散乱量が平均して大きくなり、所望の透光性を得にくくなる。うねりの下限は特に限定されないが、現実的には、0.01nm以上である。
 本発明のガラスの肉厚は、10mm以下、9mm以下、8mm以下、7mm以下、6mm以下、5mm以下、特に4mm以下であることが好ましい。試料の肉厚が厚すぎると、ガラス内部での光の減衰率が大きくなり、所望の透光性を得にくくなる。また、本発明のガラスがディスプレイ用途で使用される際は、肉厚が1000μm以下、500μm、200μm以下、100μm以下、70μm以下、50μm以下、30μm以下、1~20μm、特に5~10μmであることが好ましい。
 本発明のガラスの最大厚さと最小厚さの差は、50μm以下、25μm以下、10μm以下、5μm以下、1μm以下、500nm以下、300nm以下、100nm以下、50nm以下、25nm以下、15nm以下、10nm以下、9nm以下、8nm以下、7nm以下、6nm以下、5nm以下、4nm以下、3nm以下、2nm以下、特に1nm以下であることが好ましい。最大厚さと最小厚さの差が大き過ぎると、表裏面いずれかの方向から入射した光の入射角と、もう一方の面から出射する際の出射角とが、異なる角度になって、不所望に光が散乱し、ぎらついた外観になりやすい。
 尚、ガラスの主面及び端面の表面粗さRaは、JIS B0601:2001に準拠した方法で測定できる。また、うねりは、触針式の表面形状測定装置を用いて、SEMI STD D15-1296「FPDガラス基板の表面うねりの測定方法」に準拠した方法で測定できる。肉厚はデジタルノギスや点接触式の粗さ計などの一般的な装置を用いて測定可能である。
 本発明のガラスは、化学強化等を施しても良い。化学強化処理の条件はガラス組成、各相の体積分率、溶融塩の種類などを考慮して、処理時間や処理温度を適切に選択すればよい。例えば、化学強化しやすくなるように、残存ガラス相に含まれうるNaOを多く含んだガラス組成を選択しても良い。また、溶融塩はLi、Na、K等の一価のカチオンやMg、Ca、Sr、Ba、Zn等の二価のカチオンを単独で含んでも良いし、複数含んでいても良い。さらに、通常の一段階強化だけでなく、多段階での化学強化を選択しても良い。なお、溶融塩としては、硝酸塩(硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸リチウム等)、炭酸塩(炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム等)、硫酸塩(硫酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸リチウム等)、塩化物塩(塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化リチウム等)やこれらを組み合わせたものを用いることが出来る。中でも、溶融塩として融点の低い硝酸塩等を用いることが好ましく、特に硝酸ナトリウムを用いることが好ましい。イオン交換する温度は330~550℃、350~500℃、特に390~450℃であることが好ましく、イオン交換する時間は30分~12時間、45分~10時間であることが好ましい。なお、必要とされる用途や強度に応じて、上記強化条件は任意に変えてもよく、好適な条件は必ずしも上記に限られるものではない。
 本発明のガラスに化学強化等によって圧縮応力を付与する際は、圧縮応力値(CS)が50MPa以上、100MPa以上、150MPa以上、200MPa以上、230MPa以上、260MPa以上、特に300MPa以上であることが好ましい。圧縮応力値が小さすぎるとビッカース硬度や曲げ強度が低くなる虞がある。
 本発明のガラスに化学強化等によって圧縮応力を付与する際は、圧縮応力深さ(DOC)は10μm以上、50μm以上、100μm以上、110μm以上、特に120μm以上であることが好ましい。圧縮応力深さが小さすぎると破壊強度が低くなる虞がある。なお、圧縮応力値(CS)、圧縮応力深さ(DOC)は、散乱光光弾性応力計SLP-1000(株式会社折原製作所製)及び表面応力計FSM-6000(株式会社折原製作所製)を用いて測定可能である。
 本発明のガラスは、加傷4点曲げ強度が150MPa以上、200MPa以上、235MPa以上、245MPa以上、特に250MPa以上であることが好ましい。加傷4点曲げ強度が低すぎると、スマートフォンのカバーガラス等として使用した際、落下時に割れやすくなる。なお、加傷4点曲げ強度の上限は特に限定されないが、現実的には1500MPa以下である。また、加傷4点曲げ強度は、次のような手順で測定可能である。まず、50mm×50mm×0.6mm厚に加工したガラス板を垂直にした状態で、1.5mm厚のSUS板をガラス板の主面及びその反対面にあてがい、ガラス板を固定する。これに対してP180番手のサンドペーパー越しに振り子状のアーム先端を衝突させ、加傷させる。アーム先端はφ5mmの鉄製のシリンダーであり、アーム重量は550gである。アームを振り下ろす高さは衝突点から5mmとする。加傷させたガラス板について4点曲げ強度を測定する。
 なお、本発明のガラスが結晶化ガラスである場合も、上記と同様の特性を有することが好ましい。
 本発明のガラスの形状は、通常は板状(特に平板状)であるが、これに限定されず、用途に応じて適宜選択すればよい。
 次に本発明のガラスの製造方法を説明する。
 本発明のガラスの製造方法は、ガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る工程、及び、溶融ガラスを成形する工程を備える。
 具体的には、まず、上記組成のガラスとなるように調製した原料バッチ(ガラス原料)を、ガラス溶融炉に投入し、1200~1800℃で溶融し、溶融ガラスを得た後、成形する。ガラス溶融時は、バーナー等を用いた火炎溶融法、電気加熱による電気溶融法、レーザー照射による溶融法、プラズマによる溶融法、液相合成法、気相合成法の溶融方法のうち、いずれか一つの方法または二つ以上の方法を組み合わせて用いて良い。
 成形方法は、オーバーフロー法、フロート法、ダウンドロー法、スロットダウン法、リドロー法、無容器法、ブロー法、プレス法、ロール法、ブッシング法及び管引き法から選択される少なくとも1種以上であることが好ましい。また、成形後をガラス転移点以上の温度で再加熱しても良い。このようにすれば、表面品位が良好な本発明のガラスを製造することができる。
 オーバーフロー法で成形する場合、樋状耐火物の下頂端部分におけるガラスの粘度は、103.5~105.0dPa・sが好ましい。樋状構造物の下頂端部分に何も力を加えなければ、ガラスは表面張力によって縮みながら下方へ落下していく。これを防ぐためにガラス生地の両側をローラーで挟み込みガラス生地が縮まないように幅方向に引き伸ばす必要がある。本発明のガラスを成形する場合、ガラス自身が有する熱量が小さいため、樋状耐火物から離れた瞬間からガラスの冷却速度は急激に速くなる。よって、樋状耐火物の下頂端部分でのガラスの粘度は、好ましくは105.0dPa・s以下、104.8dPa・s以下、104.6dPa・s以下、104.4dPa・s以下、104.2dPa・s以下、特に104.0dPa・s以下である。このようにすれば、幅方向に引っ張り応力を付与した際に、破損を防止しつつ板幅を広げることが可能になると共に、安定して下方へ延伸することが可能になる。
 次に得られたガラスをアニールする。アニールの目的は主に、歪や残留応力の除去である。この場合、室温~歪点(≒ガラス転移点-5~-20℃)の温度帯に、少なくとも1分以上、より好ましくは3分以上、16分以上、最も好ましくは30分超滞在させて熱処理することが好ましい。このようにすることで、単一のガラス相のみで構成されるガラスを得やすくなり、結果としてガラスの化学的耐久性が高まり、ガラスの表面を任意に制御しやすくなり、所望する透光性を得やすくなる。他方、アニールによって、歪や残留応力の除去とともに、ガラスに分相を形成させても良い。この場合、歪点より高い温度帯に、少なくとも1分以上、より好ましくは3分以上、16分以上、最も好ましくは30分超滞在させて熱処理することが好ましい。このようにすることで、ガラスを分相させることができ、その分相状態は多くの例でバイノーダル型分解になる。なお、本発明のガラスを分相させた場合、SiOを多く含む第一相とそれ以外の第二相以降の相に分かれるが、第二相以降の相の化学的耐久性は第一相よりも低いことが多い。このような場合、各相の化学的耐久性等の違いから、ガラス表面に凹凸ができやすくなるが、前述した好適なガラス組成に設計することで、凹凸の状態は、所望の透光性を得られる程度に抑えることができる。また、微細な凹凸を付与することで、本発明のガラスと本発明のガラスに接触するモノとの離型性を高められるほか、ガラス表面の表面積を自由表面状態よりも大きくすることで、摩擦力を高めたり、物理的、化学的吸着力を高めたりすることができ、本発明のガラスを高機能化することにつながる。なお、音波や電磁波を印加、照射しながらアニールしても良い。
 なお上述したように、本発明のガラスは、調理用トッププレート等の用途として白色または乳白色の外観が求められる場合、二相以上に分相させることが好ましい。当該白色または乳白色の外観を有するガラスを得るには、成形後の本発明のガラスを、歪点より高い温度帯に、少なくとも1分以上滞在させて熱処理することが好ましい。具体的には、熱処理する温度は、700℃以上、800℃以上、850℃以上、特に900℃以上であることが好ましく、1500℃以下、1200℃以下、1100℃以下であることが好ましい。熱処理する温度が高すぎると、ガラスが固体状態から融液状態へと変化してしまい、所望形状を得にくくなる。一方で、熱処理する温度が低すぎると、効率的に分相を進行させることが困難となり、結果的に、製造コストの増大につながる。熱処理する時間は、1分以上、1時間以上、5時間以上、10時間以上、20時間以上、特に24時間以上であることが好ましく、1000時間以下、500時間以下、100時間以下、50時間以下であることが好ましい。熱処理する時間が上記範囲外の場合、所望の特性を有するガラスを得難くなる。
 さらに、高温にした本発明のガラスを冷却する際の冷却速度はある特定の温度勾配としても良く、二水準以上の温度勾配としても良い。耐熱衝撃性を十分に得たい場合、冷却速度を制御して残存ガラス相の構造緩和を十分に行うことが望まれる。その場合、アニールの最高温度から25℃までの平均冷却速度は、本発明のガラスの表面から最も遠いガラス内部の部分において3000℃/分、1000℃/分以下、500℃/分以下、400℃/分以下、300℃/分以下、200℃/分以下、100℃/分以下、50℃/分以下、25℃/分以下、10℃/分以下、特に5℃/分以下であることが好ましい。また、長期間にわたる寸法安定性を得たい場合は、さらに2.5℃/分以下、1℃/分以下、0.5℃/分以下、0.1℃以下/分以下、0.05℃/分以下、特に0.01℃/分以下であることが好ましい。風冷、水冷等による物理強化処理を行う場合を除き、低熱膨張ガラスの冷却速度はガラス表面の冷却速度とガラス表面から最も遠い肉厚内部との冷却速度が近いことが望ましい。表面から最も遠いガラス内部の部分における冷却速度を表面の冷却速度で除した値は、0.0001~1、0.001~1、0.01~1、0.1~1、0.5~1、0.8~1、0.9~1、特に1であることが好ましい。1に近いことで、本発明のガラスの全位置において、残留歪が生じにくく、長期の寸法安定性を得やすくなる。なお、表面の冷却速度は、接触式測温や放射温度計で見積もることができる。ガラス内部の温度は高温状態の低熱膨張ガラスを冷却媒体中に浸漬し、冷却媒体の熱量及び熱量変化率を計測して得られた数値データと、低熱膨張ガラスと冷却媒体の比熱、熱伝導度等から見積もることができる。
 得られた本発明のガラスは切断しても構わない。例えば、ワイヤーソーを用いて切断する場合、ワイヤーソーに研磨砥粒を含むスラリーを供給しながら切断することが好ましい。
 溶融ガラスを成形する工程で得られたガラスに熱処理を施して結晶化する工程を備えていても良い。
 具体的には、アニール後のガラスを熱処理して結晶化させることで、結晶化ガラスを得ることが可能である。結晶化条件としては、以下の通りである。まず、核形成を700℃~1200℃(好ましくは750~900℃)で0.1~60時間(好ましくは0.25~50時間、より好ましくは1~40時間)行い、続いて結晶成長を800~1300℃(好ましくは850~1100℃)で0.1~50時間(好ましくは0.2~10時間、より好ましくは0.25~5時間)行う。なお、核形成及び結晶成長の各工程における熱処理は、ある特定の温度のみで行って良く、二水準以上の温度に保持し段階的に熱処理しても良く、温度勾配を与えながら加熱しても良い。また、核形成を行わず、結晶成長の熱処理のみを行っても良い。このようにすることで、たとえば、以下の結晶を析出させた結晶化ガラスを得ることができる。具体的には、ZnAl(ガーナイト)、ウィレマイト(ケイ酸亜鉛)、AlSiO(ケイ酸アルミニウム)、ジルコニア、ジルコニアチタネート、スズ含有ジルコニア系酸化物、チタニア、アルミノチタネート、β-石英固溶体、α-石英、β-石英、β-スポジュメン固溶体、スポジュメン、ジルコン、コーディエライト、エンスタタイト、マイカ、ネフェリン、アノーサイト、リチウムダイシリケート、リチウムメタシリケート、ウォラストナイト、ディオプサイト、クリストバライト、トリジマイト、長石、スピネル系結晶、金属コロイドなどである。また、これら結晶は一種類のみを含有しても良く、二種類以上を含有しても良い。
 また、アニールによって結晶を析出させても良く、音波や電磁波を印加、照射することで結晶化を促進しても良い。さらに、高温にした本発明の結晶化ガラスを冷却する際の冷却速度はある特定の温度勾配としても良く、二水準以上の温度勾配としても良い。冷却速度は、上記のガラスの冷却速度と同様にすることが望ましい。
 次に実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。表1~6、14~16に本発明の実施例に係るガラス(結晶化前の非晶質のガラス)の組成(試料No.1~36、41~58)を、表7~12、17~19に、表1~6、14~16の各ガラスの特性値を、表13に表1のNo.1~4の各ガラスを熱処理して得られた結晶化ガラスNo.37~40の特性値を、表20に表16のNo.55を熱処理して得られたガラスの特性値を示している。
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 まず、各表に記載の組成を有するガラスとなるように、各原料を酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の形態で調合し、ガラスバッチを得た(表1~6、14~16に記載の組成は実際に作製したガラスの分析値。分析はRIGAKU製走査型蛍光X線分析装置ZSXシリーズで実施。なお表中において、各成分の和や比は、例えば「Li+Na+K」等と酸素元素や係数を省略して表記している)。得られたガラスバッチを1200~1800℃で0.5~400時間溶融後、得られた溶融ガラスを冷却しながら、ロール法にて圧延し、幅100mm、厚さ5mmになるように成形した。その後、徐冷炉を用いてガラス転移点-150~-50℃で30分間熱処理し、徐冷炉を室温まで-100℃/hで降温することにより、No.1~36、41~58のガラスを得た。
 表1記載のNo.1~4のガラスに対して、表13に記載の各条件で熱処理を行い結晶化させた。その後、700℃で30分間熱処理し、室温まで-100℃/hで降温し、結晶化ガラスNo.37~40を得た。
 表16に記載のNo.55の組成のガラスバッチについて、上記と同様の方法で、成形まで行った後、徐冷炉を用いて950℃で24時間熱処理を行い、徐冷炉を室温まで-100℃/hで降温することにより、表20に記載のNo.59のガラスを得た。
 作製したガラス試料を物理研磨、化学研磨、化学エッチング、ファイアブラスト等により加工し、β-OH値、粘度、液相温度、液相粘度、密度、線熱膨張係数、ヤング率、剛性率、ポアソン比等の評価用試料を作製し、評価を行った。また、得られた溶融ガラスをオーバーフロー法により、長さ寸法400mmになるように成形し、徐冷炉を用いてガラス転移点-150~-50℃で30分間熱処理し、徐冷炉を室温まで-100℃/hで降温することにより、ガラス板を得た。得られたガラス板の主面の表面粗さRa、端面の表面粗さRa、うねりを測定した。
 作製した試料のPt、Rh含有量はICP-MS装置(AGILEINTTECHNOLOGY製 Agilent8800)を用いて、以下のようにして分析した。まず、作製したガラス試料を粉砕し純水で湿潤した後、過塩素酸、硝酸、硫酸、フッ酸などを添加して融解させた。その後、試料のPt、Rh含有量をICP-MS(誘導結合プラズマ質量分析法)で測定した。なお、予め準備しておいた濃度既知のPt、Rh溶液を用いて作成した検量線に基づき、各測定試料のPt、Rh含有量を求めた。測定モードはPt:Heガス/HMI(低モード)、Rh:HEHeガス/HMI(中モード)とし、質量数はPt:198、Rh:103とした。また、作製した試料のLiO含有量は原子吸光分析装置(アナリティクイエナ製 ContrAA600)を用いて分析した。ガラス試料の融解の手順や、検量線を用いた点などは基本的にPt、Rh分析と同様である。なお、その他成分に関しては、Pt、Rh、LiOと同様にICP-MSないし原子吸光分析で測定した。あるいは、予めICP-MSまたは原子吸光分析装置を用いて調べた濃度既知のガラス試料を検量線用試料とし、XRF(蛍光X線)分析装置(RIGAKU製ZSX PrimusIV)で検量線を作成した後、その検量線に基づき、測定試料のXRF分析値から実際の各成分の含有量を求めた。XRF分析の際、管電圧や管電流、露光時間等は分析成分に応じて随時調整した。
 β-OH値は、赤外分光光度計(PerkinElmer社製 FT-IR Frontier)を用いてガラスの透過率を測定し、下記の式を用いて求めた。尚、スキャンスピードは100μm/min、サンプリングピッチは1cm-1、スキャン回数は1測定あたり10回とした。
β-OH値=(1/X)log(T/T
X:ガラス肉厚
T1:参照波数3846cm-1における透過率
T2:OH基吸収波数3600cm-1付近における最小透過率
 線熱膨張係数は、20mm×3.8mmφに加工した試料を用いて、30~380℃、及び30~750℃の温度域で測定した平均線熱膨張係数により評価した。測定にはNETZSCH製Dilatometerを用いた。また、同一測定器を用いて、ガラス試料の30~750℃の温度域の熱膨張曲線を計測し、その変曲点を算出することでガラス転移点と屈伏点を評価した。
 透過率、明度及び色度は、光学研磨相当の表面粗さを有する肉厚4mmの試料を用い、分光光度計により評価した。測定には日本分光製分光光度計 V-670を用いた。なお、V-670には積分球ユニットである「ISN-723」を装着しており、測定した透過率は全光透過率に相当する。また、測定波長域は200~2500nm、スキャンスピードは200nm/分、サンプリングピッチは1nm、バンド幅は200~800nmの波長域で5nm、それ以外の波長域で20nmとした。測定前にはベースライン補正(100%合わせ)とダーク測定(0%合わせ)を行った。ダーク測定時はISN-723に付属された硫酸バリウム板を取り外した状態で行った。測定した透過率を用い、JISZ8781-42013及びそれに対応する国際規格に基づいて三刺激値XYZを算出し、各刺激値から明度及び色度を算出した(光源C/10°)。
 ヤング率、剛性率、及びポアソン比は、1200番アルミナ粉末を分散させた研磨液で表面を研磨した板状試料(40mm×20mm×20mm)について、自由共振式弾性率測定装置(日本テクノプラス製JE-RT3)を用いて室温環境下にて測定した。なお、比弾性率は、得られたヤング率を密度で除することで算出した。
 密度はアルキメデス法で評価した。
 高温粘度は白金球引き上げ法により、以下のようにして評価した。塊状のガラス試料を適正な寸法に破砕し、アルミナ製坩堝に投入した。続いてアルミナ坩堝を加熱して、試料を融液状態とし、複数の温度におけるガラスの粘度の計測値を求め、Vogel-Fulcher式の定数を算出して粘度曲線を作成し、各粘度(10dPa・s、103.5dPa・s、10dPa・s、102.5dPa・s及び10dPa・s)における温度を算出した。
 液相温度は次の方法で評価した。まず、約120×20×10mmの白金ボートに300~500マイクロメートルに揃えたガラス粉末を充填し、電気炉に投入し1400~1800℃で30分間溶融した。その後、白金ボートを線形の温度勾配を有する電気炉に移し替え、20時間保持し、失透を析出させた。測定試料を室温まで空冷した後、白金ボートとガラスの界面に析出した失透を観察し、失透析出箇所の温度を電気炉の温度勾配グラフから算出して液相温度とした。また、得られた液相温度をガラスの高温粘度曲線に内挿することで、液相温度に相当する粘度を液相粘度として評価した。
 誘電率、誘電正接、低温体積抵抗値は、1200番アルミナ粉末を分散させた研磨液で表面を研磨した板状試料(50mm×50mm×3mm)について、インピーダンスアナライザを用いて室温環境下、周波数1MHzにて測定した。
 ガラスの主面及び端面の表面粗さRaは、JIS B0601:2001に準拠した方法で測定した。
 うねりは、触針式の表面形状測定装置を用いて、JIS B0601:2001に記載のWCA(ろ波中心線うねり)を測定した値である。この測定は、SEMISTD D15-1296「FPDガラス基板の表面うねりの測定方法」に準拠した方法で行った。ここで、測定時のカットオフは0.8~8mmとし、成形時におけるガラスの圧延方向に対して垂直な方向に300mmの長さで測定した。
 本発明の実施例No.1~59のガラスのうちそのほとんどは、線熱膨張係数が小さく、耐熱性及び耐熱衝撃性の高い材料であった。特に、No.1~36、41、43~44、48~49は、無色透明度が高かった。また、No.42、45~47、50~58は茶色や群青色~黒色等に着色していた。なお、No.59のガラスは二相以上に分相していることが確認でき、外観は乳白色であった。
 本発明のZnO-Al-SiO系ガラスは、調理器用トッププレート、防火窓、耐熱食器または建築用部材に用いられることが好ましい。具体的には、本発明のガラスは、例えば石油ストーブ、薪ストーブ等の前面窓、カラーフィルターやイメージセンサー用基板等のハイテク製品用基板、電子部品焼成用セッター、光拡散板、半導体製造用炉心管、半導体製造用マスク、光学レンズ、寸法測定用部材、通信用部材、建築用部材、化学反応用容器、電磁調理用トッププレート、耐熱食器、耐熱カバー、防火戸用窓ガラス、天体望遠鏡用部材、宇宙光学用部材、着色材、吸光材、温度調整材、遮音材、誘電部材、線熱膨張係数調整材、電池用部材、樹脂等の強度向上用部材、ディスプレイ用部材、化学強化用部材等として好適である。また、本発明のZnO-Al-SiO系ガラスが結晶化ガラスである場合には、調理器用トッププレート、防火窓、耐熱食器または建築用部材に用いられることが好ましい。尚、本発明のZnO-Al-SiO系ガラスの用途は上記に限定されるものではない。また、上記の用途単独で使用されても良く、上記用途を組み合わせた用途で使用されても良い。組み合わせた例として、ディスプレイ機能を有する電磁調理用トッププレートや、化学強化処理を施したディスプレイを有するスマートフォン等が挙げられる。
 

Claims (20)

  1.  質量%で、SiO 40~90%、Al 5~35%、ZnO 0超~35%、LiO+NaO+KO 0~5%を含有することを特徴とするZnO-Al-SiO系ガラス。
  2.  質量%で、Fe 0%超を含有することを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  3.  質量%で、HfO 10%以下を含有することを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  4.  Pt 30ppm以下、Rh 30ppm以下を含有することを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  5.  質量%で、MoO 0%超を含有することを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  6.  質量%で、SnO 0%超を含有することを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  7.  質量%で、Cr 0%超を含有することを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  8.  質量比で、Al/ZnOが0.14~2300であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  9.  質量比で、ZnO/(SiO+B)0超~0.75であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  10.  質量比で、(LiO+NaO+KO)/Feが10000以下であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  11.  質量%で、ZnO+B+P 0超~55%であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  12.  質量比で、(ZnO+B3+P)/ZnOが1.001以上であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  13.  30~750℃における線熱膨張係数が、60×10-7/℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  14.  厚さ4mm、波長555nmにおける透過率が0.1%以上であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  15.  ヤング率が65Gpa以上であることを特徴とする請求項1に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  16.  結晶化ガラスであることを特徴とする請求項1~15のいずれか一項に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  17.  請求項1~15のいずれか一項に記載のガラスを製造するための方法であって、
     ガラス原料を溶融して溶融ガラスを得る工程、及び、前記溶融ガラスを成形する工程、
    を備え、
     前記溶融ガラスを成形する方法が、オーバーフロー法、フロート法、ダウンドロー法、
    スロットダウン法、リドロー法、無容器法、ブロー法、プレス法、ロール法、ブッシング
    法及び管引き法から選択される少なくとも1種以上であることを特徴とするZnO-Al
    2O3-SiO系ガラスの製造方法。
  18.  さらに、前記溶融ガラスを成形する工程で得られたガラスに熱処理を施して結晶化させる工程を備えることを特徴とする請求項17に記載のZnO-Al-SiO系ガラスの製造方法。
  19.  調理器用トッププレート、防火窓、耐熱食器または建築用部材に用いられることを特徴とする請求項1~15のいずれか一項に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
  20.  調理器用トッププレート、防火窓、耐熱食器または建築用部材に用いられることを特徴とする請求項16に記載のZnO-Al-SiO系ガラス。
     
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