JP2906104B2 - 鉛を含まないクリスタルなガラス組成物 - Google Patents
鉛を含まないクリスタルなガラス組成物Info
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Description
にもかかわらずクリスタルなガラス組成物に関し、食器
等に使用するのに好適なものである。
ラスとしては、一般に鉛含有クリスタルガラスが使用さ
れている。このガラスには多量の鉛が含まれており、そ
のガラス特性、つまり「重量感がある」、「光の屈折率
が高く分散が大きい」、「溶融が容易である」等の特性
は主にPbOによってもたらされるものである。PbO
の含有量は様々であるが、一般的には重量パーセントで
24〜26%程度である。
体に特に有害である鉛が溶出してくることが最近問題に
なり、例えばアメリカ合衆国カリフォルニア州では、食
器やデカンタ等に供される鉛クリスタルガラスに、公的
機関が「鉛曝露に対する明白な警告を行っていない」と
のことで告訴されているほどで、同国のFDA(Foo
d and Drug Administratio
n)規格では、鉛溶出量の規制値が厳しい値に改定され
ている。
告示第84号」において鉛含有クリスタルガラスの鉛溶
出量が規制されており、鉛含有クリスタルガラス品メー
カは、PbO含有量が24〜26%内の鉛含有クリスタ
ルガラスであっても、規制値を越えないように製造して
いるが、その規制値が国内でもますます厳しくなること
が予想される。
の溶出を抑制するため、特開平3−205325号公報
に記載の技術では、鉛含有クリスタルガラス食器の表面
をケイ素酸化物を主成分とする保護膜で被覆している
が、ガラス加工後に更に二次的加工を必要とするため、
製造コストの上昇は避けられない。
は、クリスタルガラス容器の表面を無鉛ガラス層で覆う
技術が開示されているが、二種のガラスを同時に溶融し
て吹きつけ成形するため、成形が非能率的でしかもプレ
ス成形できない等の問題がある。
の技術では、PbO、アルカリ土類金属及びZnOの総
量に対するアルカリ金属の添加量を限定することによ
り、鉛溶出を少なくしているが、約1/2程度の減少に
とどまっている。
は、鉛を全く含まずに、鉛含有クリスタルガラスの持つ
「重量感がある」、「光の屈折率が高く分散が大き
い」、「溶融が容易である」等の特性を、従来の鉛含有
クリスタルガラスと同等又はそれ以上に発揮する新規な
ガラス組成物を提供することにある。
物は、重量パーセントにして、SiO2を50〜60
%、K2Oを5〜13%、TiO2をガラスの屈折率を大
きくしアッベ数を小さくするために5〜8%、BaOを
ガラスの密度を大きくするために10〜15%、ZnO
をガラスの化学的耐久性をよくするために5〜10%、
Na2Oを10%以下、CaOを5%以下、Sb2O3を
ガラスの泡切れをよくするために0.3〜0.8%含有
し、鉛を含まないにも拘わらずクリスタルなガラス組成
となっている。
少量ずつ含ませても良い。表1に各成分の含有率をまと
めて示す。なお、以下の説明における%表記は全て重量
パーセントを示す。
2 とBaOを使用し、TiO2で光の屈折率及び分散を
大きくし、BaOで密度及び屈折率を大きくする。
きくする(アッベ数を小さくする)効果があり、本発明
ではPbOに代わるものとして必要不可欠である。Ti
O2が5.0%未満では、屈折率、分散の目標を達成で
きない。また、8.0%を越えると黄色味を帯びる傾向
が強くなり、透明度を重視するクリスタルガラスにとっ
て好ましくない。
性が劣り、60.0%を越えると溶融温度を上げる必要
が生じ、また密度が低下する。アルカリ土類としてBa
OとCaOを併用するが、密度を大きくする点から、ま
た屈折率を大きくする点からもBaOが好ましい。Ba
Oが10.0%未満では密度2.90%以上の目標を達
成できない。BaOが15.0%を越えると、脱泡がや
りにくく、また炉材の侵食が激しくなり、溶融が難しく
なる。CaOは、高温での粘度を下げる効果があるが、
作業温度域での固化速度を速めるため、1.0〜5.0
%が適当である。
O、Li2 Oは溶融温度を下げるために使用する。特
に、K2 Oはガラス中の不純物であるFeイオンの発色
を抑える効果があり、重要なものである。これが、5.
0%以下ではその効果が少なく、13.0%を越えると
耐火物の侵食が激しくなる。Na2 Oは溶融温度を下げ
る効果を補うために少なくとも3.0%は必要である。
K2 OとNa2 Oの合計が18.0%を越えると、ガラ
スの化学的耐久性が悪くなるため、18.0%以下に抑
える必要がある。Li2 Oは微量の添加によって溶融温
度を下げる効果が大きく、1.0%以下で充分である。
耐久性を増大させ、粘性温度曲線を緩やかにし成形作業
性を容易にする効果がある。その添加量は5.0〜1
0.0%の範囲で充分である。
げずに溶融温度を下げるのに効果的であるため、1.0
〜2.0%添加する。Sb2 O3 は、低温溶融の組成で
の脱泡剤として0.3〜0.8%の微量でも効果があ
る。ZrO2 は、化学的耐久性を上げる目的で添加する
ものであるが、ガラスの硬度を大きくするため、カット
や研磨加工を施すことが多いクリスタルガラスにとって
は好ましくないので、その添加量は最小限にしておく必
要がある。
m3 以上である。 屈折率Ndが1.55以上である。 分散を表す物性値としてのアッベ数が47以下であ
る。 1370〜1380℃程度の低温で容易に溶融させ
ることができる。 食器として使用されることが多いことを考慮して、
熱膨張係数を100×10- 7/℃以下にできる。 などという、クリスタルガラスとしての要件を充分に満
足したガラス組成物が得られるものである。なお、酸化
クロム等の着色剤を微量添加して着色クリスタルガラス
を製造することも当然可能である。
合した例1から例7のサンプルをそれぞれ白金ルツボに
入れ、1375℃の温度で約6時間電気炉内で溶融し
た。その後、ルツボを取り出し、溶融ガラスを鋼板上に
流し出して徐冷炉にて徐冷した。そして、各測定用試料
を切出し、密度、屈折率、アッベ数、熱膨張係数を測定
した。その測定結果を表2中に示す。なお、従来の一般
的な鉛含有クリスタルガラスは、密度が2.95〜3.
00g/cm3 、屈折率Ndが1.555〜1.56
5、アッベ数が45〜47、熱膨張係数が96〜100
×10- 7/℃である。
も、従来の鉛含有クリスタルガラスと同等又はそれ以上
の密度、屈折率、分散値を持つクリスタルなガラスを得
ることができる。また、原料も比較的安価であるに加
え、比較的低温で溶融可能であるため、経済的である。
溶出の問題にとどまらず、原料の調合から溶融炉までの
粉塵、フュームの飛散による作業環境及び公害の点で
も、ますます厳しくなることが予想されることを考える
と、極めて毒性の強い鉛を全く含まないということの利
点は多大なものがある。
Claims (1)
- 【請求項1】重量パーセントにして、SiO2を50〜
60%、K2Oを5〜13%、TiO2をガラスの屈折率
を大きくしアッベ数を小さくするために5〜8%、Ba
Oをガラスの密度を大きくするために10〜15%、Z
nOをガラスの化学的耐久性をよくするために5〜10
%、Na2Oを10%以下、CaOを5%以下、Sb2O
3をガラスの泡切れをよくするために0.3〜0.8%
含有したことを特徴とする、鉛を含まないクリスタルな
ガラス組成物。
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