JPH10510793A - 高級ガラス用のガラス化混合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガラスは次の範囲内の化学組成（重量％）を有する：シリカ50〜58、酸化カリウム０〜13、酸化ナトリウム０〜９、酸化リチウム０〜４、酸化カルシウム０〜３、酸化マグネシウム０〜４、無水ホウ酸０〜２、酸化亜鉛16〜30、酸化バリウム０〜12、酸化チタン０〜６、酸化ジルコニウム０〜５、酸化イットリウム０〜５、アルミナ０〜３、酸化錫０〜５、酸化ランタン０〜９、酸化ニオブ０〜９、酸化ビスマス０〜12、酸化ゲルマニウム０〜５。

Description

【発明の詳細な説明】 高級ガラス用のガラス化混合物技術分野 本発明は鉛を存在させることなく鉛クリスタルの特性を有するガラス組成物に 関する。背景技術 鉛クリスタルは、格別の明るさと、屈折率と密度と音響とを特に特徴とするガ ラスとして周知である。 「鉛クリスタル」と呼ばれるガラスについて26/11/73のイタリア法律第 827号 、付則ｂ、欄ｅ及びｆ、２行で採用されたＥＥＣ標準規格69/493によって与えら れた定義によると、該ガラスは少なくとも24％の鉛を含有するのに加えて就中2. 90ｇ／cm³以上の密度と 1.545以上の屈折率とを有しなければならない。これら の特性は鉛含有量によって確保され、また高い鉛含量によってガラスに良好な加 工性と音響と光沢とを賦与する。 クリスタルガラスと同じ特性を有する新規なガラスを開発する必要性は鉛が既 に若干の製造過程から追放されているという事実から生じており、何故なら鉛は 潜在的に有毒であるからであり、この鉛使用の制限は近い将来必要に応じて拡大 されるかもしれない。 この理由のために、鉛を含有しないが前記した「クリスタルガラス」の物理特 性を有するガラスを得る別法が開発されてきた。この別法を達成するには、鉛の 代りに 無毒であって密度と屈折率との値を増大させるバリウム亜鉛、カルシウム、スト ロンチウム、ビスマス、チタン等の如き元素の混合物を使用できる。然しながら 、これらの特性と共に、これらの元素の多くは高価格でありしかもガラスの加工 性及び色を損なってしまうのでこれらの元素使用は工業用途には不適当である。 それ故研究者は工芸作業と工業的な加工処理との両方に適当な特性を有する鉛 無含有「クリスタル」を得る最も好都合な組成物を決定するように努力をし、例 えば次の表に与えた組成を有し且つCompagnie des Cristaller-ies de Baccarat 社の名称で国際特許出願WO93/16964号の主題であるガラスの如き例がある。 この組成物は鉛の代りに亜鉛とストロンチウムとカルシウムとの混合物を用い ることを特徴としており、対応のガラスは満足な密度と屈折率とを有するが、高 い融点及び軟化点と連続溶融には不適当な失透温度とを有する故に加工するのが 困難であると判明した。 別の鉛無含有クリスタルガラスは、次の表に示した組成を有し、東洋ガラスの 名称で欧州特許出願公開第 0594422A1号に見られるガラスである。この欧州特許 によると、鉛の代りにバリウムと亜鉛とチタンとホウ素との混合物を用いており 、該ガラスは適正な経費で満足な物理変数値特に密度及び屈折率を有するもので ある。 然しながらこの表に示した化学組成を有するガラスはチタン含量が高い故に脱 色、且つ手作業するのが困難であり得る。発明の開示 既知の鉛無含有ガラスの欠点を克服するために、本発明によると次の表１によ りガラス化混合物(vitriflablemixture)用組成物が創出された： この組成物においては、鉛の代りに、亜鉛を主として含有しそれに加えてバリ ウム、ランタン、ニオブ及びビスマスを含有してなる混合物を用いて、26％〜33 ％の範囲にある総含量の前記元素の酸化物を与える。酸化亜鉛を除いたこれらの 酸化物の合計は７〜14％でなければならず、しかも更にはガラスの耐薬品性及び 屈折率を尚向上させるためジルコニウム、イットリウム及びチタンを６％以下の これらの酸化物の総合計量で追加することができる。 本発明のガラスを形成する酸化物の混合物を定義する別の構成要件は次の通り である： （イ）SiO₂及び Al₂O₃の総重量含量は十分な耐薬品性を保証するため52％〜58％ である； （ロ）カリウム、ナトリウム及びリチウムの酸化物の総重量含量は加工性及び易 融性を改良するため12％〜 18％である； （ハ）酸化カリウムと酸化ナトリウムとのモル比は重金属イオンの転移を低く抑 えるため0.9〜２である； （ニ）精製剤(nefining agent)及び脱色剤としてヒ素、アンチモン、ニッケル、 コバルト、マンガン、エルビウム、ネオジム、セレン及びセリウムの酸化物を２ ％以下の全量で存在させること； （ホ）加水分解耐性を増大させるためアルミナ及びカルシウム及びマグネシウム の酸化物を４％以下の全量で存在させること； （ヘ）所望の密度及び屈折率を達成するため５重量％以下の全量で錫及びゲルマ ニウムを存在させること。 前述した範囲の実行可能な組成の領域内で、次のガラスは特に有用性を有 する： Ａ）以下の表２に示した範囲の組成を有するガラス： これらの数値は、適正な経費で前記のＥＥＣ標準規格により規定された数値に 等しいか又はそれより大きい密 度及び屈折率を有し且つ良好な耐薬品性を有するガラスに対応し、例えば鉛クリ スタルの代用品として用い得る次のガラス（表２／１）がある： 更に詳しく言えば、次の表（表２／２）は表２／１で定義された範囲の組成を 有するガラスの組成及び若干の変数の測定値を示している： この表及び次の表において、種々のガラスについての特性値は次の通り注釈付 きで示す：「DIN 12111」はドイツ工業規格により測定した耐薬品性値であり； 「ｄ」はＡＳＴＭ標準規格Ｃ729-75により測定した密度（kg／dm³）であり；「 α」は０〜300の範囲でＵＮＩ標準規格7460による熱膨脹係数値（℃^-1×10^-6） であり；「Ｔｇ」はガラス転移温度（℃）であり；「Ｍｇ」は軟化温度（℃）で あり；「Abbe No.」は表示（ｎ_D−１）／（ｎ_F−ｎ_C）の数値であり、アッベ数 は光学分散指数であり、分散指数の値が低いと分散が増大することに対応する。 Ｂ）前記のガラスと比較してバリウムの含量は低く、より良い特性を有する即 ち音響及び分散の如き物理変数 は同等か又はより良いが、ずっと経費がかかる、次の限定した組成範囲（表３） によるガラス： 次の表（表３／１）はこの最後に挙げた限定範囲による組成の２つの範囲を示 す： 更に詳しく言えば、以下に示した表３／２は表３／１に定義した範囲の組成を 有する２種のガラスの組成及び 若干の変数の測定値を与えてある： 単純にバリウムの代りにビスマスを代用すると光学分散が増大することが前述 した２つの実施例から見られる。 実施した試験が示す処によれば、種々の酸化物を適当に組合せると状況に応じ て次の特性：安価な製品、加工 性、色及び光学分散の１つ又はそれ以上を享受しながら鉛クリスタルの変数値に 匹敵する変数値を達成できる。更には、前記した組成範囲は潜在的に有毒な元素 又は汚染性の元素を用いることなく、向上した光学特性と高密度とかなりの耐薬 品性とを有するガラスを製造でき：前記した特定の二次範囲は工業的製造及び／ 又は市場の見地から特に有用である組成を定義するものである。 前記の実施例は本発明を実際に証明するのに単に与えるだけであり、本発明は こゝで定義した思想概念の範囲から逸脱することなく変更可能であると意図され る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．2.9ｇ／cm³以上の密度と 1.545以上の屈折率とを有する無鉛ガラスにおい て、次表に示した範囲内の種々の酸化物（重量％）を有し、Ｎｉ，Ｍｎ，Ｎｄ， Ｅｒ，Ｃｏ，Ｓｂ，Ａｓ，Ｓｅ及びＣｅの如き別の微量元素の酸化物の総計は２ 重量％以下となっている： ことを特徴とする無鉛ガラス。 ２．次の化学組成（重量％）： を有し且つ適正な経費でクリスタル範囲の物理変数値を得るように不純物又は脱 色剤としての微量元素の別の酸化物を含有することを特徴とする、請求の範囲１ 記載のガラス。 ３．次の範囲内の化学組成： を有し且つ不純物又は脱色剤として微量元素の別の酸化物を含有することを特徴 とする、請求の範囲２記載のガ ラス。 ４．次の限定範囲内の化学組成（重量％）： を有し、且つ経費のかなりの増大を犠牲にしながら請求の範囲２の品質よりも更 に良い品質のガラスを得るように不純物又は脱色剤として微量元素の他の酸化物 を含有することを特徴とする、請求の範囲１記載のガラス。 ５．次の化学組成値： を有し且つ不純物又は脱色剤として微量元素の他の酸化物を含有することを特徴 とする、請求の範囲４記載のガラス。 ６．鉛クリスタルの物理特性に大部分が対応する物理特性を有し、全体の化学 組成が前述した如き組成を有する鉛無含有ガラス。