JPS61281041A - 無アルカリガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルカリ金属の酸化物を実質上含有しない無ア
ルカリガラスに関する。

〔従来の技術〕

フォトマスク及び各種ディスプレー基板等の電子部品に
使用する無アルカリガラスとして、ＰＩ）Ｏを含有する
もの、ＰＩ）Ｏを含有しないものが提案されている。後
者の具体的ガラスとしては、例えば次のような組成（数
字は重量％）のものが挙げられる。

■５ｉＯｚ　５０．　　Ａｌ２０ｓ　１０．　　Ｂ２０
ｓ　１５．　　ＢａＯ２５＠５ｉ０２４６．９．　Ｂｇ
Ｏｓ　１４．　ＢａＯ３３，Ａｌｚｏｓ　６しかしなが
ら、ＰｂＯを含有するガラスは、溶解時においてＰｂＯ
の揮散による大気汚染を生じること、原料及び廃棄物に
よる環境汚染を生じることの難点がある。また、ｐｂｏ
原料に不純物として含有される遷移金属により紫外線の
透過率が低下するので、その透過率を要求されるフォト
マスク等の用途には不充分なものであった。

他方、ｐｂｏを含有しないガラスは耐熱性及び化学的耐
久性が不充分であり用途面の制約があるという難点があ
った。

〔発明の解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、従来ガラスの前記難点を解決し、ガラ
スの溶融、成形性に優れ、熱膨張率の小さい無アルカリ
ガラスの提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は１重量％表示で、実質的に ５ｉ０２　　　　　　　　　　　　５０〜６０Ａｌ２Ｏ
３　　　　　　　　　　　　１０〜２０Ｂｚ０３　　　
　　　　　　　　　　０．１〜４ＭｇＯ　　　　　　　
３〜１０ ＺｎＯ　　　　　　　　　　　　　　　　６〜１４Ｃａ
Ｏ３〜１０ ＢａＯ３〜１０ ＺｒＯｚ　　　　　　　　　　　　　　　　（１〜４Ｓ
ｒＯ０〜５ Ｃ！ａ　Ｏ＋Ｓ　ｒｏ　　　　　　　　　　　３〜１０
ＢａＯ＋ＳｒＯ　　　　　　　　　　３〜１０からなる
無アルカリガラスを提供する。

本発明における組成の限定理由は次の通りである。以下
特に説明がない限り、チは、重量％を意味するものとす
る。

５１０２は、ガラスのネットワークホーマであり、６０
％を越えると粘性が高くなり溶融性が低下するので好ま
しくない。他方、５１０２が５０チ未満では、ガラスの
化学的耐久性が悪化すると共に熱膨張率が大きくなり好
ましくない。

５１０２は上記範囲中５３〜５７％の範囲がより望まし
い。

Ａｌ２Ｏ３はガラスの安定化のために添加される。

Ａ’１２０３が１０チ未満ではガラスの粘性が大きくな
り過ぎて好ましくなく、２０％を越えるとＭｇＯ−Ａｌ
２０ａ−８ｉ○ｚ、　ＺｎＯ−Ａ１２ａｓ等の結晶が析
出し易くなるので好ましくない。Ａｌ２０ａは上記範囲
中１３〜１７％の範囲がより望ましい。

Ｂ２Ｏ３は熱膨張率を増大させることなく高温度での粘
性を低下させる効果がある。Ｂ２Ｏ３が０、１％未満で
は、かかる効果が実質的に得られ２ず、５％を越えると
化学的耐久性が低下するのでいずれも好ましくない。Ｂ
２Ｏ３は上記範囲中０．１〜３チの範囲がより望ましい
。

ＭｇＯは熱膨張率を増大させることな（溶融性を向上す
る効果がある。ＭｇＯが３チ未満では、かかる効果が少
なく、１０％を越えるとＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３・５１０２
の結晶が析出し易くなるので、いずれも好ましくない。

ＭｇＯは上記範囲中４〜８チの範囲がより望ましい。

ＺｎＯは添加することによりＭｇＯとほぼ同様の効果が
得られる。ＺｎＯが４チ未満では添加による効果が少な
く、１４チを越えるとＺｎＯ−Ａｌ２０ａの結晶が析出
し易くなり、いずれも好ましくない。ＺｎＯは上記範囲
中８〜１２％の範囲がより望ましい。

ＣａＯは溶融性を向上され失透温度を抑制する効果があ
るが、３％未満ではかかる効果が不充分であり、１０％
を越えると熱膨張率が太き（なり過ぎ、いずれも好まし
くない。ＣａＯは４〜８の範囲がより望ましい。

ＢａＯは、添加することによりＯａＯとほぼ同様の効果
が得られる。ＢａＯが３チ未満では、かかる効果が少な
く、１０％を越えると熱膨張率が大きくなり過ぎ、いず
れも好ましくない。Ｂｏ。

は上記範囲中４〜８チの範囲がより望ましい。

Ｚｒ０ｚは必須成分ではないが、添加することにより熱
膨張率を小さくし化学的耐久性を向上させることができ
る。ＺｒＯ２が４チを越えると粘性が大きくなり過ぎ、
かつガラスの安定性が悪くなるので好ましくない。Ｚｒ
（ｈは１．５チ未満にするのがより望ましい。

ＳｒＯは、Ｃ！ａｏ、　ＢａＯの一部を代替する成分と
して使用することができる。ＳｒＯが総量で５チを越え
ると熱膨張率が大きくなるので好ましくない。

更に、５ｉ（ｈ　＋Ａｌ２Ｏ３６８〜７２％の範囲のガ
ラスは、溶融性に優れるので特に望ましい。また、Ｍｇ
＋ＺｎＯ１３〜１８チの範囲のガラスは、熱膨張率が小
さく、失透温度が低いので特に望ましいｊ 本発明のガラスは上記の成分の総量が少なくとも９８チ
を占め、残部については、Ｃ１ｚ、　Ｆ２゜ＳｂｇＯｇ
、　ＡＢ２０ｓ、Ｅ３０３の清澄剤等を含有することが
できる。

本発明のガラスは、例えば次のようにして製造できる。

通常使用される各成分の原料を目標組成になるように調
合し、これを溶融炉に連続的に投入し、１５００〜１６
００℃に加熱して溶融する。

この溶融ガラスをロールアウト法によって所定板厚のリ
ボンに成形し、徐冷後切断する。次いで、このガラスの
表面を研磨し板ガラスとする。

実施例 各成分の原料を目標組成になるように調合し、白金ルツ
ボを用いて、１５００〜１５５０℃の温度で３〜４時間
加熱し溶融した。溶融に当っては、白金スターラーを挿
入し、１〜２時間攪拌しガラスの均質化を行なった。次
いで、溶融ガラスを流出し、徐冷した後、表面を研磨し
て表１に記載した６種類のガラス（試料＆１〜６）を製
造した。

これらのガラスについて、熱膨張係初、軟化点、粘性係
数、失透温度、耐水性、体積抵抗率、溶融性、耐酸性、
耐アルカリ性を測定しその結果を表２に示した。なお、
溶融性は調合原料に清澄剤として０ａＣ１ｚ　＋　Ｂａ
ＳＯ４を約０．３％添加し、白金ルツボで１６００℃４
時間加熱し、溶融したガラスＩ　Ｋｇ中に包含される気
泡の数として示した。

耐水性は、９５℃のイオン交換水中に４０時間浸漬した
後、重量減を測定し、それをガラスの単位表面積当りに
換算して示した。

耐酸性は、９５℃の　　規定のＨＮＯａ中にητ ２０時間浸漬した後に、重量減を測定し、それをガラス
単位表面積当りの値に換算して示した。

耐アルカリ性は、８０℃の５４　ＮａＯＨ中に浸漬した
後、重量減を測定し、それをガラスの単位表面当りに換
算して示した。

これとは別に上記のガラス原料を小型溶融炉に投入し、
溶融ガラスをロールアウト成形した。

ロールアウト成形開始１時間後に成形ガラス中に失透が
存在するか否かを調査し、失透が存在するものはＸ印、
存在しないものはＯ印を表２の成形性の欄に示した。

一方、比較例として３種類のガラス（煮７〜９）を製造
し、同様の測定を行ない、表１，２に併記した。

これらの表から明らかなように、本発明によるガラスは
、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性の化学的耐久性に優れ
、溶融性に優れ、かつ軟化点が高いので耐熱性に優れて
いる。

〔発明の効果〕

本発明によるガラスは、化学的耐久性に優れ、溶融性、
成形性に優れ、耐熱性にも優れ、かつ比較的低い熱膨張
率であるので、ディスプレイの基板、フォトマスク等か
かる特性を要求する用途に好適である。

また、ＰｂＯを含有しないので環境の汚染を生ずる恐れ
はない。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％表示で、実質的に ＳｉＯ＿２　５０〜６０ Ａｌ＿２Ｏ＿３　１０〜２０ Ｂ＿２Ｏ＿３　０．１〜４ ＭｇＯ　３〜１０ ＺｎＯ　６〜１４ ＣａＯ　３〜１０ ＢａＯ　３〜１０ ＺｒＯ＿２　０〜４ ＳｒＯ　０〜５ ＣａＯ＋ＳｒＯ　３〜１０ ＢａＯ＋ＳｒＯ　３〜１０ からなる無アルカリガラス。
2. （２）重量％表示で実質的に ＳｉＯ＿２　５３〜５７ Ａｌ＿２Ｏ＿３　１３〜１７ Ｂ＿２Ｏ＿３　０．１〜３ ＭｇＯ　４〜８ ＺｎＯ　８〜１２ ＣａＯ　４〜８ ＢａＯ　４〜８ ＺｒＯ＿２　０〜１．５ ＳｒＯ　０〜５ ＣａＯ＋ＳｒＯ　４〜８ ＢａＯ＋ＳｒＯ　４〜８ からなる特許請求の範囲第１項記載の無アルカリガラス
3. （３）重量％表示で、実質的に ＳｉＯ＿２＋Ａｌ＿２Ｏ＿３　６８〜７２ Ｍｇ＋ＺｎＯ　１３〜１８ である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の無アルカ
   リガラス。