JP6060977B2 - ガラスおよび化学強化ガラス - Google Patents
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Description
近年、外装部材の素材として、従来は用いられていなかったガラスを用いる試みがされている(特許文献1)。特許文献1によれば、携帯電話等の電子機器において、外装部材自体をガラスで形成することにより、透明感のある独特の装飾効果を発揮することができるとされている。
本発明は、電子機器の外装部材や装飾品に好適な特性、すなわち、光源の違いによる反射色調の変化が抑制され、機械的強度に優れた、ガラス、化学強化ガラスの提供を目的とする。
すなわち、本発明のガラスは、着色成分を含有するガラスであって、下記(1)式で示される、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度a*とF2光源による反射光の色度a*との差Δa*の絶対値が、2.0以下であることを特徴とする。
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1)
Δb*=b*値(D65光源)−b*値(F2光源) ・・・(2)
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1)
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1)
Δb*=b*値(D65光源)−b*値(F2光源) ・・・(2)
Δa*とは、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度a*とF2光源による反射光の色度a*との差をいう。
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1)
Δa*とは、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度a*とF2光源による反射光の色度a*との差をいう。
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1)
Δb*とは、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度b*とF2光源による反射光の色度b*との差をいう。
Δb*=b*値(D65光源)−b*値(F2光源) ・・・(2)
なお、化学強化処理がされる前のメタメリズムが抑制されたガラスは、化学強化処理後においても同様の傾向(メタメリズムが抑制される)を示す。
ガラスの反射色調は、光源の分光分布とガラスの分光反射率とが重なったものである。
ガラス中に含有される着色成分は、それぞれの成分により吸収する波長が異なる。そのため、着色成分を含有するガラスの分光反射率は、着色成分の種類および含有量によって、相違する。
これら着色成分は、1種類であっても2種類以上を含有してもよい。
本発明のガラスとしては、下記酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を55〜80%、Al2O3を0.25〜16%、B2O3を0〜12%、Na2Oを5〜20%、K2Oを0〜15%、MgOを0〜15%、CaOを0〜15%、ΣRO(Rは、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn)を0〜25%、ZrO2を0〜1%、Fe2O3を0〜5%、CuOを0〜5%、V2O5を0〜5%、Seを0〜5%、Fe2O3+CuO+V2O5+Seを0.001〜5%含有するものが挙げられる。
なお、本明細書において、ガラスの各成分や着色成分の含有量は、ガラス中に存在する各成分が、表示された酸化物として存在するものとした場合の換算含有量を示す。
たとえば「Fe2O3を0.01〜5%含有する」とは、ガラス中に存在するFeが、すべてFe2O3の形で存在するものとした場合のFe含有量、すなわちFeのFe2O3換算含有量が0.01〜5%であることを意味するものである。
Al2O3が16%超ではガラスの粘性が高くなり均質な溶融が困難になる。好ましくは14%以下、典型的には12%以下である。
化学強化処理によりガラスの表面に高い表面圧縮応力を形成する場合は、Al2O3は5〜16%(ただし、5%を含まない)とすることが好ましい。また、ガラスの溶融性を高め、安価に製造する場合は、Al2O3は0.25〜5%とすることが好ましい。
B2O3が12%超では揮散による脈理が発生し、歩留まりが低下するおそれがある。好ましくは11%以下、典型的には10%以下である。
Na2Oが20%超では耐候性が低下する。好ましくは18%以下、典型的には16%以下である。
化学強化処理によりガラスの表面に高い表面圧縮応力を形成する場合は、CaOは0〜5%(ただし、5%を含まない)とすることが好ましい。また、ガラスの溶融性を高め、安価に製造する場合は、CaOは5〜15%とすることが好ましい。
さらに、Co3O4は、SO3と共存させることにより清澄作用をより高める成分である。すなわち、例えばボウ硝(Na2SO4)を清澄剤として使用する場合、SO3→SO2+1/2O2の反応を進めることで、ガラスからの泡抜けが良くなるため、ガラス中の酸素分圧は低い方が好ましい。鉄を含むガラスにおいて、コバルトが共添加されることで、鉄の還元により生じる酸素の放出を、コバルトの酸化により抑制することができ、SO3の分解が促進される。このため、泡欠点の少ないガラスを作製することができる。
このような清澄作用を発現させるためには、Co3O4は0.01%以上とされ、好ましくは0.02%以上、典型的には0.03%以上である。5%超では、ガラスが不安定となり失透を生じる。好ましくは4%以下、より好ましくは3%以下である。
分相ガラスは、組成の異なる2つ以上のガラス相が分布する。2つの相が連続的に分布するスピノーダルと1つの相がマトリクス中に粒子状に分布するバイノーダルがあり、それぞれの相は1μm以下の大きさである。分相ガラスは、適当な分相領域を求める組成制御と分相処理を行う熱処理条件にて所望の遮蔽性のガラスを得ることができる。
化学強化処理は、ガラスを425℃のKNO3(99%)とNaNO3(1%)とからなる溶融塩に6時間浸漬し、化学強化処理した。また、化学強化処理後、ガラスの温度が425℃から300℃まで下がる過程を400℃以上/分の冷却条件にて冷却した。
化学強化処理は、ガラスを450℃のKNO3(99%)とNaNO3(1%)とからなる溶融塩に6時間浸漬し、化学強化処理した。また、化学強化処理後、ガラスの温度が450℃から300℃まで下がる過程を400℃以上/分の冷却条件にて冷却した。
以上の評価結果を表12〜表15に示す。
Claims (21)
- 着色成分を含有するガラスであって、
下記(1)式で示される、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度a*とF2光源による反射光の色度a*との差Δa*の絶対値が、2.0以下であり、L * a * b * 表色系におけるL * が20〜85の範囲内であることを特徴とするガラス。
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1) - 着色成分を含有するガラスであって、
下記(1)式で示される、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度a*とF2光源による反射光の色度a*との差Δa*の絶対値、および下記(2)式で示される、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度b*とF2光源による反射光の色度b*との差Δb*の絶対値が、いずれも2.0以下であり、L * a * b * 表色系におけるL * が20〜85の範囲内であることを特徴とするガラス。
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1)
Δb*=b*値(D65光源)−b*値(F2光源) ・・・(2) - L*a*b*表色系におけるL*が20〜60の範囲内であることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス。
- 前記着色成分は、Fe2O3、CuO、V2O5およびSeからなる群より選択された少なくとも1成分の合計量が、酸化物基準のモル百分率表示で、0.001〜5%含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のガラス。
- 前記着色成分は、Fe2O3を0.015〜5%含有することを特徴とする請求項4に記載のガラス。
- 前記着色成分は、CuOを0.01〜5%含有することを特徴とする請求項4に記載のガラス。
- 前記着色成分は、V2O5を0.01〜5%含有することを特徴とする請求項4に記載のガラス。
- 前記着色成分は、Seを0.001〜5%含有することを特徴とする請求項4に記載のガラス。
- 前記ガラスは、下記酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を55〜80%、Al2O3を0.25〜16%、B2O3を0〜12%、Na2Oを5〜20%、K2Oを0〜15%、MgOを0〜15%、CaOを0〜15%、ΣRO(Rは、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn)を0〜25%、Fe2O3を0〜5%、CuOを0〜5%、V2O5を0〜5%、Seを0〜5%、Fe2O3+CuO+V2O5+Seを0.001〜5%含有することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載のガラス。
- 外装部材として用いられることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載のガラス。
- 着色成分を含有するガラスであって、
下記(1)式で示される、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度a*とF2光源による反射光の色度a*との差Δa*の絶対値が、2.0以下であり、L * a * b * 表色系におけるL * が20〜85の範囲内であって、表面から深さ方向に5〜70μmの表面圧縮応力層を有することを特徴とする化学強化ガラス。
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1) - 着色成分を含有するガラスであって、
下記(1)式で示される、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度a*とF2光源による反射光の色度a*との差Δa*の絶対値、および下記(2)式で示される、L*a*b*表色系のD65光源による反射光の色度b*とF2光源による反射光の色度b*との差Δb*の絶対値が、いずれも2.0以下であり、L * a * b * 表色系におけるL * が20〜85の範囲内であって、表面から深さ方向に5〜70μmの表面圧縮応力層を有することを特徴とする化学強化ガラス。
Δa*=a*値(D65光源)−a*値(F2光源) ・・・(1)
Δb*=b*値(D65光源)−b*値(F2光源) ・・・(2) - L*a*b*表色系におけるL*が20〜60の範囲内であることを特徴とする請求項11または12に記載の化学強化ガラス。
- 前記着色成分は、Fe2O3、CuO、V2O5およびSeからなる群より選択された少なくとも1成分の合計量が、酸化物基準のモル百分率表示で、0.001〜5%含有することを特徴とする請求項11ないし13のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
- 前記着色成分は、Fe2O3を0.015〜5%含有することを特徴とする請求項14に記載の化学強化ガラス。
- 前記着色成分は、CuOを0.01〜5%含有することを特徴とする請求項14に記載の化学強化ガラス。
- 前記着色成分は、V2O5を0.01〜5%含有することを特徴とする請求項14に記載の化学強化ガラス。
- 前記着色成分は、Seを0.001〜5%含有することを特徴とする請求項14に記載の化学強化ガラス。
- 前記ガラスは、下記酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2を55〜80%、Al2O3を0.25〜16%、B2O3を0〜12%、Na2Oを5〜20%、K2Oを0〜15%、MgOを0〜15%、CaOを0〜15%、ΣRO(Rは、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn)を0〜25%、Fe2O3を0〜5%、CuOを0〜5%、V2O5を0〜5%、Seを0〜5%、Fe2O3+CuO+V2O5+Seを0.001〜5%含有することを特徴とする請求項11ないし18のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
- 前記ガラスは、300〜1400MPaの表面圧縮応力を有することを特徴とする請求項11ないし請求項19のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
- 外装部材として用いられることを特徴とする請求項11ないし請求項20のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
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