JPH0460059B2 - - Google Patents

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JPH0460059B2
JPH0460059B2 JP61087196A JP8719686A JPH0460059B2 JP H0460059 B2 JPH0460059 B2 JP H0460059B2 JP 61087196 A JP61087196 A JP 61087196A JP 8719686 A JP8719686 A JP 8719686A JP H0460059 B2 JPH0460059 B2 JP H0460059B2
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JP
Japan
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glass
temperature
strengthening
composition
cao
Prior art date
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Application number
JP61087196A
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English (en)
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JPS62246839A (ja
Inventor
Shinichi Araya
Tadashi Muramoto
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Central Glass Co Ltd filed Critical Central Glass Co Ltd
Priority to JP8719686A priority Critical patent/JPS62246839A/ja
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Publication of JPH0460059B2 publication Critical patent/JPH0460059B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、強化しやすいガラス組成物、特にフ
ロート方式で製造され、熱強化することによつて
強化ガラスを得る際の最適なガラス組成物に関す
る。 本発明は、自動車・鉄道車輌等の窓ガラスを初
め、建築用窓ガラスおよびドアガラス、家具、調
理用機器、電子電気機器等の広い分野で採用され
得るものである。 〔従来の技術〕 シートガラスおよびフロートガラスが強化用素
板として利用されていたが、最近ではフロートガ
ラスの比重が増しつつあり、板厚においても薄板
化が進みつつある。しかもフロートガラス特有の
表面平滑性、平面性、板厚の均一性等があるので
種々分野に使用され、なかでも自動車用窓ガラス
等に広く採用され、より強化性のあるガラスが望
まれ、種々の強化方法、ガラス組成等が提案され
ている。 また、シートガラスおよびフロートガラスは
SiO2,Al2O3,CaO,MgO,Na2O,K2Oを主要
成分としてなるソーダライムガラスであり、さら
に軟化点温度付近まで昇温し、その後、表面から
エアーで急冷することによる熱強化法によつて強
化ガラスがつくられている。 例えば、特公昭57−7574号公報にはシートガラ
スおよびフロートガラスの製造方法が開示され、
その組成範囲として重量パーセントでSiO2 70〜
73.3,Na2O 15.5〜19.0,CaO 5.5〜7.7,MgO
3.5〜4.9,Al2O3 0.1〜1.5,Fe2O3 0.03〜0.7,
K2O 0〜0.5,SO3 0.2〜0.5であり、SiO2
Na2O,CaO,MgO,Al2O3,Fe2O3およびSO3
の割合は組成物全体の少なくとも98重量%であ
り、CaO/MgOの重量比は1.3〜1.9の範囲であ
り、Na2O/CaOの重量比は2.0〜3.2であるフラ
ツトガラスシートが記載されている。また、特開
昭46−1185号公報には、改良された熱強化処理法
が開示され、板ガラスの強化法において、板ガラ
スを冷却流体との接触によつて変形点以上の温度
から低温に冷却することと、最終的には室温まで
冷却することと、SiO2を重量で最低60%、アル
カリ土類金属酸化物を重量で最低5%,K2O+
Na2Oを計5〜25%含有し、ガラスの軟化点と変
形点との温度差を約177℃以内にすること、ある
いは、急冷したガラスを変形点と軟化点との間で
加熱した場合の比容積と変化を在来のフロートガ
ラスを変形点から軟化点まで加熱した場合に起る
変化より大きくすること等が記載され、知られて
いる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前述した特公昭57−7574号公報に記載されてい
るガラス成分組成では成形性は良くなるものの熱
強化法による易強化性は良好とはならず、その原
料価格も高いものとなるものであり、特開昭46−
1185号公報に記載されているように、通常のフロ
ートガラス成分組成では、軟化点と変形点の温度
差が177℃以内にすることは難しく、B2O3あるい
は/およびTiO2を選択添加することが不可欠で
あるものであり、原料価格も高くなり、通常の建
築用ガラス板、自動車用窓ガラス等の使用には採
用しにくいものとなるものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、従来のかかる欠点に鑑みてなしたも
のであり、ソーダライムガラスの成分構成であつ
て、熱膨張係数、ヤング率およびポアソン比を大
きい方にかつ熱伝導率を小さい方になるよう特異
な成分組成とし、易強化性が上がり、耐候性、成
形性も充分に有する易強化ガラス組成物を提供す
るものである。 すなわち、本発明は重量百分率で、SiO2 68.0
〜71.0%,Al2O3 1.6〜3.0%,CaO 8.5〜11.0%,
MgO 2.0〜4.0%,Na2O12.5〜16.0%,K2O 0.9
〜3.0%の酸化物成分からなり、これら成分の総
和が97%以上であつて、かつSiO2+Al2O2 70.0〜
73.0%,CaO+MgO 12.0〜15.0%,Na2O+K2O
13.5〜17.0%の組成成分範囲からなり、しかも109
ポイズになる粘性温度が650〜685℃ならびに1012
ポイズになる粘性温度が555〜585℃であり、かつ
両者の温度差が96〜103℃となることを特徴とす
る易強化ガラス組成物を提供するものである。 ここで、SiO2成分を重量百分率で68.0〜71.0%
としたのは、68.0%未満では表面にやけ等が発生
しやすく耐候性が下がり実用上の問題が生じてく
るものであり、71.0%を超えるとその易強化性が
下がり、溶融も難しくなるものであり、Al2O3
分を重量百分率で1.6〜3.0%としたのは、1.6未満
では耐候性が下がり表面にやけ等が発生しやすく
実用上の問題が生じてくるものであり、3%を超
えると失透が生じやすくなり成形温度範囲がせま
くなり製造が難しくなるものであり、CaO成分を
重量百分率で8.5〜11.0%としたのは、8.5%未満
では易強化性が下がり、また融剤として不足気味
となり溶融温度も高くなりまた流動温度を低くし
ないので製造しにくくなり、11%を超えると失透
しやすくなり、成形作業範囲が狭くなり製造が難
しくなるものであり、MgO成分を重量百分率で
2.0〜4.0%としたのは2.0%未満では溶融温度が上
がり操作範囲をせばめるので製造がしにくくな
り、4.0%を超えると易強化性が下がるものであ
り、Na2O成分を重量百分率で12.5〜16.0%とし
たのは、12.5%未満では易強化性が下がり、成形
性が難しくなり、失透も生じやすくなるので操作
範囲がせばまり製造しにくくなり、16.0%を超え
ると耐候性が下がり、表面にやけ等が発生しやす
くなり実用上の問題が生じてくるものであり、コ
ストアツプにもつながるものであり、K2O成分を
重量百分率で0.9〜3.0%としたのは、0.9%未満で
は易強化性が下がり、3.0%を超えると耐候性が
下がりかつコストも高くなるものである。 また、SiO2,Al2O3,CaO,MgO,Na2O,
K2Oの成分の総和を重量百分率で97.0%以上とし
たのは、例えばFe2O3,SO3などの微量成分とし
ては3%を超えない量に制御するためであり、
Fe2O3については例えば透明ガラスでは重量百分
率で0.1%前後が好ましく、多すぎても少なすぎ
ても色あいがかわつたり、原料の精製等からも影
響をうけるものであり、SO3については例えば重
量百分率で0.1〜0.4%程度である。なお、TiO2
分については、不純物として超微量、例えば5〜
10ppm程度であれば許容することができ、この程
度であれば組成上無視できるものである。さら
に、SiO+Al2O3を重量百分率で70.0〜73.0%とし
たのは、70%未満では耐候性が下がり、73.0%を
超えると易強化性が下がり問題が生じるものであ
り、CaO+MgOを重量百分率で12.0〜15.0%とし
たのは、CaOおよびMgO成分は溶融温度を下げ
るために用いられるとともに、12%未満では易強
化性が下がり、15%を超えると失透しやすくなり
製造上難しくなるものであり、Na2O+K2Oを重
量百分率で13.5〜17.0%としたのは、13.5%未満
では易強化性が下がり、失透も生じやすくなつて
成形において作業温度範囲が狭くなり、製造が難
しくなり、17.0%を超えると耐候性が下がり実用
上の問題を生じるものであるとともにコスト的に
も高くなるものである。 さらに加えて、粘性温度について109ポイズと
1012ポイズを取り上げたのは、109ポイズは実用
上強化開始温度であり、1012ポイズは事実上粘性
流動が小くなり強化の終了する温度であると考え
てよいものであるためであり、109ポイズになる
粘性温度が650〜685℃および1012ポイズになる粘
性温度が555〜585℃であり、かつ両者の温度差が
96〜103℃になるものであり、96℃未満では易強
化性は上がるが耐候性、失透性、成形性ならびに
コスト等のうち少なくとも1つ以上のいずれかに
問題が生じ、103℃を超えると易強化性が小さく
なり、所望の易強化ガラスを得ることができない
ものである。 〔作用〕 前述したとおり、本発明の易強化ガラス組成物
すなわち酸化物成分の特定組成範囲を組み合せ、
特定の粘度温度をも考慮した組成物とすることに
よつて、成形性、耐候性、失透性、コストおよび
溶融性等を考慮し、製造条件等をほとんど変化さ
せず、例えば従来のフロートガラスのもつ性質に
加えて易強化性を向上さすことができるものであ
り、さらに、従来熱強化方法では充分な強化度が
得られなかつた薄板ガラス等でも、充分な強化度
が得られるようになる等、熱強化度が向上したガ
ラス板が得られるので従来採用しにくいとされた
電子電気機器、調理用機器等の分野にもより採用
され易いものとなり、自動車、鉄道車輌等の窓ガ
ラス、建築用窓ガラスおよびドアガラスおよび家
具用ガラス等にもより確実で安定した高強度の強
化ガラスを提供できるものとなり、さらに本発明
は、製造上の生産性等をほぼ不変にして、強化処
理の生産性の向上をもたらし、充分耐候性のある
ものとなるものである。 〔実施例〕 以下本発明の実施例について説明する。 実施例1〜11 ガラスは、特選珪砂(共立窯業製)と1級試薬
であるAl2O3,Fe2O3,CaCO3,MgCO2
Na2SO3,KNO3を所期の目標組成になるよう秤
量調合し、該調合原料をルツボに入れ、約1450℃
に保持した電気炉中で約3時間溶融しガラス化し
て、さらに均質化および清澄のため、1420℃〜
1430℃で2時間保持した後、型に流し出しガラス
ブロツクとし、大きさ100mm×100mmで厚み3.5mm
のガラス板に切出し、研削研磨し、各試料とし
た。 この作製した試料について、JISR−3101に基
づく湿式分析を行い、表1の各実施例に示す数値
を得た。粘性温度についてはベンデイングアーム
法により粘度曲線を測定し、109ポイズおよび
1012ポイズの温度を求め、表2の各実施例に示す
数値を得た。なお確認の意味で歪点をリリー法
で、また軟化点をリトルトン法を用いて測定し、
ガラスの軟化点と歪点との温度差は大体200〜240
℃の範囲にあるものであつた。失透性について
は、所定の温度で2時間保持してから後急冷し、
結晶の有無を顕微鏡で調べ、失透温度が1040℃以
下であり、問題ないものであつた。成形性につい
ては、ガラスを約700℃でプレスし、その成形精
度および離型性等を加味して総合的に判断し、問
題がないものであつた。耐候性については、99%
RHで50℃の雰囲気温度下に約2ケ月間さらし、
その表面状態を観察したが、問題はないものであ
つた。 易強化性については、前記の試料を雰囲気温度
約730℃の炉内で約3〜5分間加熱した後、エア
圧1300Aqで通常の風冷強化し、大きさ100mm×
100mmで板厚3.5mmの強化ガラス板を得、この板の
コーナー部の角端面から30mmの位置で衝撃を与え
て破砕し、全面に破砕されたガラス板の中央領域
で50mm×50mmの面積当りの破砕数を数えたとこ
ろ、JISで決められている60〜400個内にあり、充
分満足できるものであつた。それぞれ表2に示す
とおりである。 比較例 1〜9 ガラス板およびその粘性温度、易強化性、失透
性、成形性、耐候性等については実施例と同様に
実施し、その結果は実施例と同様に表1および表
2に示すとおりである。 なお、失透については、結晶の初晶はすべてβ
−ウオラストナイトであつた。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
前述した本発明の実施例と比較例からも明らか
なように、本発明によつて、特殊な成分を添加す
ることなくSiO2,Al2O3,CaO,MgO,Na2O,
K2Oの成分を大部分の成分としたガラス成分組成
物として易強化性をもたらすとともに、製造条件
をほとんど変更することなく、特にフロートガラ
スを製造上問題を生じるようなことがなく製造し
得て、しかも、製造したガラスの耐候性も優れた
ものとなるものである。 以上のように、本発明は薄板ガラスの熱強化を
可能にし、熱強化法による強化ガラスの採用され
る範囲を拡大することができるという顕著な効果
をもたらすものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 重量百分率で、下記酸化物であり、 SiO2 68.0〜71.0% Al2O3 1.6〜3.0% CaO 8.5〜11.0% MgO 2.0〜4.0% Na2O 12.5〜16.0% K2O 0.9〜3.0% これら成分の総和が97%以上であつて、かつ SiO2+Al2O3 70.0%〜73.0% CaO+MgO 12.0〜15.0% Na2O+K2O 13.5〜17.0% の組成成分範囲からなり、しかも109ポイズに
    なる粘性温度が650〜685℃ならびに1012ポイズに
    なる粘性温度が555〜585℃であり、かつ両者の温
    度差が96〜103℃になることを特徴とする易強化
    ガラス組成物。
JP8719686A 1986-04-17 1986-04-17 易強化ガラス組成物 Granted JPS62246839A (ja)

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