JP2019199399A - 板ガラス、その製造方法およびその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
ガラスの材料分類(Werkstoffklasse)は、以前から公知である。
− 特に200〜300nmの波長範囲における高いUV透明性
− 可視、つまり380〜780nmにおける高い透明性
− 近赤外線、つまり780〜1500nmの波長範囲における高い透明性
− わずかな自家蛍光
− 高い耐感光性
− 低い光屈折
− 低い熱膨張係数
− 高い化学的耐久性および低い腐食傾向
− ガラス内でのアルカリの最小限のマイグレーション、特にガラス表面でのアルカリ放出なし
− 優れた機械的安定性、および様々な媒体によるガラス表面への摩耗性浸食に対する高い強度
− 最適な誘電特性:1MHzにおいてε≦5、tanσ≦50×10−4。
本発明の課題は、従来技術の弱点を克服するか、または少なくとも低減する板ガラスの提供にある。
SiO2: λ0=162nm
B2O3: λ0=200nm
HPO3: λ0=273nm。
SiO2+MexOy 162nmからおよそ270nmへのλ0のシフト
B2O3+MexOy 200nmからおよそ360nmへのλ0のシフト。
Σ(SiO2+B2O3) 92〜98モル%
が成り立つ。
ΣR2O 1〜5モル%
が成り立ち、ここで、R2Oはアルカリ金属酸化物を表す。
B2O3/SiO2 0.12〜0.35であり、かつ/または
Σ(MexOy)/Σ(SiO2+B2O3) 0.02〜0.10
が成り立ち、ここで、Meは、酸化物において通常は酸化数yを有する金属を表し、特に、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属ならびにアルミニウムを表す。
0.1≦Fe2+/(Fe2++Fe3+)≦0.3
が成り立つ。
元素 吸収能/ppm
Fe2+/3+ 1
Co2+ 300
Ni2+ 70
Cr3+ 50
Cu2+ 20
Mn2+ 5
V5+ 2
Ti4+ 0.5。
Σ(1×Fe+300×Co+70×Ni+50×Cr+20×Cu+5×Mn+2×V)[重量基準ppm]
が、200ppm未満、好ましくは150ppm未満、さらに好ましくは100ppm未満、特に好ましくは50ppm未満、とりわけ好ましくは25ppm未満であるということが成り立ち、ここで、板ガラスの該当金属の全量は、その酸化状態に関係なく考慮される。
− ガラス原料およびカレットの純度
− ガラス溶融体と溶融装置の耐火材料との間の相互作用による着色3d元素の導入(ガラス腐食)
によって影響される。
ZB−X 9510(ASAHI/日本)(ZrO2 94.5%)
Monofrax Z(Monofrax/米国)(ZrO2 94%)
ER 1195(SEFPRO/フランス)(ZrO2 94%)。
− 特殊耐火金属、例えば、モリブデンまたはタングステン(製造会社はPlansee、HC Starck等)
− 特殊耐火貴金属合金、例えば、白金/ロジウム、白金/イリジウム、および白金/金(製造会社はUmicore/ベルギー、Heraeus/ドイツ、Tanaka/日本等)
を使用する。
例:
Sand− und Tonwerke Waalbeck
品質番号3 最大500ppmのFe2O3
品質番号3s 最大150ppmのFe2O3。
例:
Dorfner社/ドイツ
Hi−Pu 005 最大65ppmのFe2O3
Sigrano社/オランダ
MAM1U 最大50ppmのFe2O3
Sasil社/イタリア
Bianco Neve 最大40ppmのFe2O3
The Quartz Corp./米国
SP2−C 最大30ppmのFe2O3
SP2 最大15ppmのFe2O3
Brementhaler Quarzit/ドイツ
Sipur A1 最大10ppmのFe2O3
KMC Corp./日本
30C 最大30ppmのFe2O3
5C−E 最大5ppmのFe2O3。
− 強磁場磁気分離機による摩耗片の除去(およそ70〜80%が除去される)
− 細粒分<5mmのふるい分けによる摩耗片の除去(およそ85〜95%)
− 金属性摩耗工具を使用しない細砕技術(向流法、爆発法等)による摩耗片の回避
− バッチ中の破片含有率を≦20%に最小限化。
Ce4++Fe2+<−>Ce3++Fe3+または
セレンもしくは希土類(Er2O3)による物理変色(過染)のような追加措置が必要である。ただし、両措置とも、UV−VISにおける透過率低下を招く。
− 分解によりO2を放出させ、Fe2+/Fe3+比をFe3+方向にずらす、O2含有原料の使用、
− 通常使用するNa2CO3の代わりの、Na2OキャリアとしてのNaNO3の使用、
− 通常使用するK2CO3の代わりの、K2OキャリアとしてのKNO3の使用、
− O2ガスによるバブリング(ガス噴射)。
− 水に対して、DIN ISI 719に準拠するクラスHGB1、
− 酸に対して、DIN 12116に準拠するクラスS1W、および
− アルカリに対して、DIN ISO 695に準拠するクラスA3以上
を特徴とする。
SiO2 72〜85モル%、好ましくは76〜85モル%、
B2O3 10〜25モル%、好ましくは10〜22モル%、
Al2O3 0.2〜2.5モル%、
Na2O 0.5〜5.0モル%、
K2O 0〜1.0モル%、
Li2O 0〜1.5モル%
を含むが、ただし、好ましくは板ガラスに含まれるアルカリ金属酸化物Na2O、K2O、Li2Oの合計、好ましくは板ガラスに含まれる全アルカリ金属酸化物の合計は、5モル%未満である。
次の表1には、200〜1500nmの波長範囲において高透過率を有する板ガラスの組成を列挙する。次の表2は、比較ガラスの組成を含む。
Σ(SiO2+B2O3) 92〜98モル%
が成り立つ。
ΣR2O 1〜5モル%(ただし、R2Oはアルカリ金属酸化物を意味する)
が成り立つ。
B2O3/SiO2 0.12〜0.35であり、かつ/または
Σ(MexOy)/Σ(SiO2+B2O3) 0.02〜0.10
が成り立ち、ここで、Meは、酸化物において通常は酸化数yを有する金属を表し、特に、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属ならびにアルミニウムを表す。
0.1≦Fe2+/(Fe2++Fe3+)≦0.3
が成り立つ。
Σ(1×Fe+300×Co+70×Ni+50×Cr+20×Cu+5×Mn+2×V)[重量基準ppm]
が、200ppm未満、好ましくは150ppm未満、さらに好ましくは100ppm未満、特に好ましくは50ppm未満、とりわけ好ましくは25ppm未満であるということが成り立ち、ここで、板ガラス100の該当金属の全量は、その酸化状態に関係なく考慮される。
− 水に対して、DIN ISI 719に準拠するクラスHGB1、
− 酸に対して、DIN 12116に準拠するクラスS1W、および
− アルカリに対して、DIN ISO 695に準拠するクラスA3以上
を特徴とする。
SiO2 72〜85モル%、好ましくは76〜85モル%、
B2O3 10〜25モル%、好ましくは10〜22モル%、
Al2O3 0.2〜2.5モル%、
Na2O 0.5〜5.0モル%、
K2O 0〜1.0モル%、
Li2O 0〜1.5モル%
を含むが、ただし、好ましくは板ガラス100に含まれるアルカリ金属酸化物Na2O、K2O、Li2Oの合計、好ましくは板ガラス100に含まれる全アルカリ金属酸化物の合計は、5モル%未満である。
Claims (16)
- 板ガラスであって、前記板ガラスの厚さが1mmである場合に、電磁放射に対する前記板ガラスの透過率が、
254nmの波長において20%以上、好ましくは60%以上、特に好ましくは85%以上、とりわけ好ましくは88%以上であり、かつ/または
好ましくは300nmの波長において82%以上、好ましくは90%以上、特に好ましくは91%以上であり、かつ/または
好ましくは350nmの波長において90%以上、好ましくは91%以上であり、かつ/または
好ましくは546nmの波長において92%以上、好ましくは92.5%以上であり、かつ/または
好ましくは1400nmの波長において92.5%以上、好ましくは93%以上であり、かつ/または
好ましくは380〜780nmの波長範囲において91.5%以上、好ましくは92%以上であり、かつ/または
好ましくは780〜1500nmの波長範囲において92.5%以上、好ましくは93%以上である、板ガラス。 - 前記板ガラスの網目形成酸化物、特にケイ素および/またはホウ素の酸化物の含有率の合計が、最大98モル%である、特に請求項1記載の板ガラス。
- 前記板ガラスの線熱膨張係数αが、2.4×10−6〜3.5×10−6/Kである、請求項1または2記載の板ガラス。
- 前記板ガラスのSiO2含有率が、72〜85モル%、好ましくは76〜85モル%である、請求項1から3までのいずれか1項記載の板ガラス。
- 前記板ガラスがB2O3を含むが、ただし好ましくは、前記板ガラスのB2O3含有率が、10〜25モル%、特に好ましくは10〜22モル%である、請求項1から4までのいずれか1項記載の板ガラス。
- 前記板ガラスが、SiO2およびB2O3を含むが、ただし好ましくは、
Σ(SiO2+B2O3) 92〜98モル%
が成り立つ、請求項1から5までのいずれか1項記載の板ガラス。 - ΣR2O 1〜5モル%
が成り立ち、ここで、R2Oはアルカリ金属酸化物を表す、請求項1から6までのいずれか1項記載の板ガラス。 - 前記板ガラスの成分の物質量比に関して、
B2O3/SiO2 0.12〜0.35であり、かつ/または
Σ(MexOy)/Σ(SiO2+B2O3) 0.02〜0.10
が成り立ち、ここで、Meは、酸化物において通常は酸化数yを有する金属を表し、特に、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属ならびにアルミニウムを表す、請求項1から7までのいずれか1項記載の板ガラス。 - 前記板ガラスが含む鉄イオンの重量分率比に関して、
0.1≦Fe2+/(Fe2++Fe3+)≦0.3
が成り立つ、請求項1から8までのいずれか1項記載の板ガラス。 - 前記板ガラスが含む次の金属Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Mn、Vの重量分率(ppm)に関して、
Σ(1×Fe+300×Co+70×Ni+50×Cr+20×Cu+5×Mn+2×V)[重量基準ppm]
が、200ppm未満、好ましくは150ppm未満、さらに好ましくは100ppm未満、特に好ましくは50ppm未満、とりわけ好ましくは25ppm未満であるということが成り立ち、ここで、前記板ガラスの該当金属の全量は、その酸化状態に関係なく考慮される、請求項1から9までのいずれか1項記載の板ガラス。 - 前記板ガラスの転移温度Tgが、450〜550℃である、請求項1から10までのいずれか1項記載の板ガラス。
- 粘度ηを有し、ここで、1000〜1320℃の温度でのlgηの値が4である、請求項1から11までのいずれか1項記載の板ガラス。
- 前記板ガラスの、587.6nmの光波長における屈折率ndが、1.475未満である、請求項1から12までのいずれか1項記載の板ガラス。
- 以下の化学的耐久性値:
− 水に対して、DIN ISO 719に準拠するクラスHGB1、
− 酸に対して、DIN 12116に準拠するクラスS1W、および
− アルカリに対して、DIN ISO 695に準拠するクラスA3以上
を特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項記載の板ガラス。 - 前記板ガラスは、次の成分:
SiO2 72〜85モル%、好ましくは76〜85モル%、
B2O3 10〜25モル%、好ましくは10〜22モル%、
Al2O3 0.2〜2.5モル%、
Na2O 0.5〜5.0モル%、
K2O 0〜1.0モル%、
Li2O 0〜1.5モル%
を含むが、ただし、好ましくは前記板ガラスに含まれるアルカリ金属酸化物Na2O、K2O、Li2Oの合計、好ましくは前記板ガラスに含まれる全アルカリ金属酸化物の合計が、5モル%未満である、請求項1から14までのいずれか1項記載の板ガラス。 - 溶融工程およびそれに続く熱間成形において、特にフロート法、ロール法、もしくはドロー法、例えば、ダウンドロー法、好ましくはオーバーフローフュージョンダウンドロー法、もしくはアップドロー法、もしくはフーコー法で製造されているか、または製造可能である、請求項1から15までのいずれか1項記載の板ガラス。
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