WO2014042200A1 - ガラスおよび化学強化ガラス - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a glass or a chemically tempered glass used for an exterior member or an ornament of an electronic device, for example, a communication device or an information device that can be carried and used.
- chemically tempered glass refers to chemically strengthened glass having a compressive stress layer formed on the surface by chemical strengthening treatment.
- Patent Document 1 Appropriate materials such as resin and metal are selected and used for exterior members and ornaments of electronic devices such as mobile phones in consideration of various factors such as decoration, scratch resistance, workability, and cost. Yes.
- Patent Document 1 an attempt has been made to use glass that has not been conventionally used as a material for an exterior member (Patent Document 1).
- Patent Document 1 in an electronic device such as a mobile phone, a unique decorative effect with a transparent feeling can be exhibited by forming the exterior member itself with glass.
- Example materials and decorations for electronic devices are required to express various designs that reflect the diversity of consumer preferences.
- the color tone is one of the most important designs.
- the glass used for the exterior member of the electronic device is required to faithfully reproduce the color tone based on the data obtained through marketing activities and the color tone determined by the designer.
- An object of the present invention is to provide glass and chemically tempered glass that are excellent in mechanical strength, and that are suitable for exterior members and ornaments of electronic devices, that is, changes in reflected color tone due to differences in light sources.
- the present inventor suppresses a change in reflection color tone (hereinafter sometimes referred to as metamerism) when the light source is different by containing a predetermined amount of a predetermined coloring component in the glass.
- the glass of the present invention is a glass containing a coloring component, and the chromaticity a * of reflected light by the D65 light source of the L * a * b * color system represented by the following formula (1) and the F2 light source:
- the absolute value of the difference ⁇ a * from the chromaticity a * of the reflected light due to is 2.0 or less.
- ⁇ a * a * value (D65 light source) ⁇ a * value (F2 light source) (1)
- the glass of the present invention is a glass containing a coloring component, and is represented by the following formula (1).
- the chromaticity a * of reflected light by the D65 light source of the L * a * b * color system and the F2 light source The absolute value of the difference ⁇ a * from the chromaticity a * of the reflected light due to the light and the chromaticity b * of the reflected light by the D65 light source of the L * a * b * color system represented by the following equation (2) and the F2 light source
- the absolute value of the difference ⁇ b * from the chromaticity b * of the reflected light due to the above is 2.0 or less.
- ⁇ a * a * value (D65 light source) ⁇ a * value (F2 light source) (1)
- ⁇ b * b * value (D65 light source) ⁇ b * value (F2 light source) (2)
- the chemically strengthened glass of the present invention is a glass containing a coloring component, and is represented by the following formula (1): chromaticity a * of reflected light by a D65 light source of the L * a * b * color system and an F2 light source
- chromaticity a * of reflected light by a D65 light source of the L * a * b * color system and an F2 light source The absolute value of the difference ⁇ a * from the chromaticity a * of the reflected light due to is 2.0 or less, and has a surface compressive stress layer of 5 to 70 ⁇ m in the depth direction from the surface.
- ⁇ a * a * value (D65 light source) ⁇ a * value (F2 light source) (1)
- the chemically tempered glass of the present invention is a glass containing a coloring component, and is represented by the following formula (1), and the chromaticity a * of reflected light by a D65 light source of L * a * b * color system:
- the absolute value of the difference ⁇ a * from the chromaticity a * of the reflected light from the F2 light source, and the chromaticity b * of the reflected light from the D65 light source of the L * a * b * color system represented by the following equation (2) :
- the absolute value of the difference ⁇ b * from the chromaticity b * of the reflected light from the F2 light source is 2.0 or less, and the surface has a surface compressive stress layer of 5 to 70 ⁇ m in the depth direction from the surface.
- ⁇ a * a * value (D65 light source) ⁇ a * value (F2 light source) (1)
- ⁇ b * b * value (D65 light source) ⁇ b * value (F2 light source) (2)
- the present invention it is possible to obtain a glass in which a change in reflection color tone due to a difference in light source is suppressed. Moreover, the chemically strengthened glass excellent in mechanical strength can be obtained.
- Metamerism is an index that indicates the degree of color change of the color tone or appearance color due to the color of external light.
- the L * a * b * color system standardized by the CIE (International Lighting Commission) is used. Can be defined using The lower the metamerism, the smaller the degree of color change or color change due to external light color.
- the glass metamerism is high, the color tone of the glass is greatly different when the type of the light source is different. For example, the color tone of glass indoors and the color tone of glass outdoors differ greatly.
- the glass and chemically strengthened glass of the present invention contain a coloring component, and the absolute value of ⁇ a * defined by the following formula (1) is 2.0 or less. Thereby, the difference between the reflection color tone of the glass indoors and the reflection color tone of the glass outdoors can be reduced.
- ⁇ a * refers to the difference between the chromaticity a * of the reflected light from the D65 light source of the L * a * b * color system and the chromaticity a * of the reflected light from the F2 light source.
- ⁇ a * a * value (D65 light source) ⁇ a * value (F2 light source) (1)
- the glass and the chemically strengthened glass of the present invention contain a coloring component, and the absolute value of ⁇ a * defined by the following formula (1) and the absolute value of ⁇ b * defined by the following formula (2) Both can be made 2.0 or less.
- ⁇ a * refers to the difference between the chromaticity a * of the reflected light from the D65 light source of the L * a * b * color system and the chromaticity a * of the reflected light from the F2 light source.
- ⁇ a * a * value (D65 light source) ⁇ a * value (F2 light source) (1)
- ⁇ b * is the difference between the chromaticity b * of the reflected light from the D65 light source of the L * a * b * color system and the chromaticity b * of the reflected light from the F2 light source.
- ⁇ b * b * value (D65 light source) ⁇ b * value (F2 light source) (2)
- the glass in which the metamerism before the chemical strengthening treatment is suppressed exhibits the same tendency (metamerism is suppressed) even after the chemical strengthening treatment.
- the glass and the chemically strengthened glass of the present invention can obtain a glass in which metamerism is suppressed by setting the absolute value of ⁇ a * to 2.0 or less. Moreover, the glass by which metamerism was further suppressed can be obtained by making absolute value of ( DELTA) a * and (DELTA ) b * into 2.0 or less.
- the lightness L * defined using the L * a * b * color system is preferably in the range of 20 to 85.
- the brightness of the glass is an intermediate region between “bright” and “dark”, so that it is a range where it is easy to recognize a change in color tone, and it is more effective to use the present invention.
- L * is less than 20, the glass exhibits a dark color, so it is difficult to recognize the color tone change of the glass.
- L * exceeds 85, the glass exhibits a light color, so that it is difficult to recognize a change in the color tone of the glass.
- L * is preferably 20 to 60, more preferably 22 to 50, still more preferably 23 to 40, and particularly preferably 24 to 30.
- the lightness L * is based on data obtained by measuring reflected light when using a F2 light source and installing a white resin plate on the back side of the glass.
- the total amount of at least one component selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 and Se as a coloring component in the glass is a molar amount based on the oxide.
- the content is preferably 0.001 to 5% in terms of percentage.
- the reason why metamerism is suppressed by containing at least one component selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 and Se as a coloring component in the glass is presumed as follows. .
- the reflection color tone of the glass is obtained by overlapping the spectral distribution of the light source and the spectral reflectance of the glass.
- the spectral distribution of the light source differs depending on the type of light source.
- the D65 light source is a light source for measuring the object color illuminated by daylight including the ultraviolet region, and shows a broad spectral distribution in the visible wavelength region.
- the F2 light source is white light of a typical fluorescent lamp, and shows a spectral distribution having a peak at a specific wavelength in the visible wavelength range.
- the colored components contained in the glass have different wavelengths to be absorbed depending on the respective components. Therefore, the spectral reflectance of the glass containing the coloring component differs depending on the type and content of the coloring component.
- the glass containing at least one component selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 and Se is a reflection color tone of a glass when using a D65 light source and a glass when using an F2 light source.
- the difference in reflection color tone is small. This is because the glass containing the coloring component has the characteristic of absorbing light having a wavelength that exhibits a peak in the spectral distribution of the F2 light source, thereby reducing the difference in the spectral distribution due to the light source, and thereby the reflection color tone of the glass. The difference is considered to be small.
- the glass When at least one component selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 and Se is contained in the glass as a coloring component, it is contained in an amount of 0.001 to 5% in terms of oxide-based mole percentage. It is preferable.
- these coloring components are contained, if the total amount of the coloring components is less than 0.001%, there is a possibility that a significant effect on the suppression of metamerism cannot be obtained.
- it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more, Typically, it is 0.2% or more.
- the total amount of these coloring components exceeds 5%, the glass becomes unstable and devitrification may occur.
- it is 4.5% or less, typically 4% or less.
- These coloring components may be one kind or may contain two or more kinds.
- Fe 2 O 3 When Fe 2 O 3 is contained as a coloring component, if it is less than 0.015%, there is a possibility that a significant effect on the suppression of metamerism cannot be obtained. Preferably it is 0.05% or more, more preferably 0.1% or more, and typically 0.2% or more. If Fe 2 O 3 exceeds 5%, the glass becomes unstable and devitrification may occur. Preferably it is 4% or less, typically 3% or less.
- CuO is contained as a coloring component, if it is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect on the suppression of metamerism cannot be obtained.
- it is 0.05% or more, more preferably 0.1% or more, and typically 0.2% or more. If CuO exceeds 5%, the glass becomes unstable and devitrification may occur.
- it is 4% or less, typically 3% or less.
- V 2 O 5 When V 2 O 5 is contained as a coloring component, if it is less than 0.01%, there is a possibility that a significant effect on the suppression of metamerism cannot be obtained. Preferably it is 0.05% or more, more preferably 0.1% or more, and typically 0.2% or more. If V 2 O 5 exceeds 5%, the glass becomes unstable and devitrification may occur. Preferably it is 4% or less, typically 3% or less.
- Se When Se is contained as a coloring component, if it is less than 0.001%, a significant effect on the suppression of metamerism may not be obtained. Preferably it is 0.005% or more, more preferably 0.01% or more, and typically 0.1% or more. If Se exceeds 5%, the glass becomes unstable and devitrification may occur. Preferably it is 4% or less, typically 3% or less.
- SiO 2 is 55 to 80%
- Al 2 O 3 is 0.25 to 16%
- B 2 O 3 is 0 to 12%
- composition of the glass of the present invention will be described using the oxide-based molar percentage display content unless otherwise specified.
- content of each component of a glass and a coloring component shows conversion content when each component which exists in glass shall exist as a displayed oxide.
- “containing Fe 2 O 3 in an amount of 0.01 to 5%” means that the Fe content in the glass is all in the form of Fe 2 O 3 , that is, Fe Fe This means that the content in terms of 2 O 3 is 0.01 to 5%.
- SiO 2 is a component constituting the skeleton of the glass and is essential. If it is less than 55%, the stability as glass will deteriorate, or the weather resistance will deteriorate. Preferably it is 60% or more. More preferably, it is 65% or more. If SiO 2 exceeds 80%, the viscosity of the glass increases and the meltability decreases significantly. Preferably it is 75% or less, typically 70% or less.
- Al 2 O 3 is a component that improves the weather resistance and chemical strengthening properties of glass and is essential. If it is less than 0.25%, the weather resistance is lowered. Preferably it is 0.5% or more, typically 1% or more. If Al 2 O 3 exceeds 16%, the viscosity of the glass becomes high and uniform melting becomes difficult. Preferably it is 14% or less, typically 12% or less. When a high surface compressive stress is formed on the glass surface by chemical strengthening treatment, Al 2 O 3 is preferably 5 to 16% (however, not including 5%). In the case where the melting property of the glass is increased and the glass is manufactured at a low cost, Al 2 O 3 is preferably 0.25 to 5%.
- B 2 O 3 is a component for improving the weather resistance of glass, but not necessarily can be contained if necessary. When B 2 O 3 is contained, if it is less than 4%, a significant effect may not be obtained for improving weather resistance. Preferably it is 5% or more, and typically 6% or more. If B 2 O 3 exceeds 12%, striae due to volatilization may occur and the yield may decrease. Preferably it is 11% or less, typically 10% or less.
- Na 2 O is a component that improves the meltability of glass, and is essential because a surface compressive stress layer is formed by ion exchange. If it is less than 5%, the meltability is poor, and it becomes difficult to form a desired surface compressive stress layer by ion exchange. Preferably it is 6% or more, typically 7% or more. When Na 2 O exceeds 20%, the weather resistance decreases. Preferably it is 18% or less, typically 16% or less.
- K 2 O is a component that improves the meltability of the glass and has the effect of increasing the ion exchange rate in chemical strengthening, and is therefore not essential, but is a preferable component.
- K 2 O contains K 2 O
- it is 0.3% or more.
- K 2 O exceeds 15%, the weather resistance decreases.
- it is 13% or less, typically 10% or less.
- RO represents Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn
- ⁇ RO represents MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO
- the meltability may decrease.
- ⁇ RO exceeds 25%, the weather resistance decreases. It is preferably 20% or less, more preferably 18% or less, and typically 15% or less.
- MgO is a component that improves the meltability of the glass, and is not essential, but can be contained as necessary. When it contains MgO, if it is less than 3%, there is a possibility that a significant effect cannot be obtained for improving the meltability. Typically 4% or more. When MgO exceeds 15%, the weather resistance decreases. Preferably it is 13% or less, typically 12% or less.
- CaO is a component that improves the meltability of the glass, and is not essential, but can be contained as necessary. When CaO is contained, if it is less than 0.01%, a significant effect for improving the meltability cannot be obtained. Typically, it is 0.1% or more. If CaO exceeds 15%, the chemical strengthening properties are lowered. Preferably it is 12% or less, typically 10% or less. Moreover, when making the chemical strengthening characteristic of glass high, it is preferable not to contain substantially. When a high surface compressive stress is formed on the glass surface by the chemical strengthening treatment, CaO is preferably 0 to 5% (but not including 5%). In addition, when increasing the meltability of the glass and producing it at low cost, CaO is preferably 5 to 15%.
- SrO is a component for improving the meltability, and is not essential, but can be contained as necessary. When it contains SrO, if it is less than 1%, there is a possibility that a significant effect cannot be obtained for improving the meltability. Preferably it is 3% or more, and typically 6% or more. If SrO exceeds 15%, the weather resistance and chemical strengthening properties may be lowered. Preferably it is 12% or less, typically 9% or less.
- BaO is a component for improving the meltability, and although not essential, it can be contained if necessary. When it contains BaO, if it is less than 1%, there is a possibility that a significant effect cannot be obtained with respect to improvement in meltability. Preferably it is 3% or more, and typically 6% or more. If BaO exceeds 15%, the weather resistance and chemical strengthening properties may be reduced. Preferably it is 12% or less, typically 9% or less.
- ZrO 2 is a component that increases the ion exchange rate, and is not essential, but can be contained as necessary. When ZrO 2 is contained, the range is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, and further preferably 3% or less. If ZrO 2 exceeds 5%, the meltability deteriorates and there is a possibility that it remains in the glass as an unmelted product. Typically no ZrO 2 is contained.
- ZnO is a component for improving the meltability, and is not essential, but can be contained as necessary. When it contains ZnO, if it is less than 1%, there is a possibility that a significant effect cannot be obtained with respect to improvement in meltability. Preferably it is 3% or more, and typically 6% or more. If ZnO exceeds 15%, the weather resistance may be lowered. Preferably it is 12% or less, typically 9% or less.
- Fe 2 O 3 preferably has a divalent iron content ratio (iron redox) in terms of Fe 2 O 3 of 10 to 50%, particularly 15 to 40%. Most preferably, it is 20 to 30%. If the iron redox is lower than 10%, decomposition may not proceed when SO 3 is contained, and the expected clarification effect may not be obtained. If it is higher than 50%, SO 3 will be decomposed too much before clarification and the expected clarification effect may not be obtained, or the number of bubbles may increase due to generation of bubbles.
- iron redox divalent iron content ratio
- Iron redox can be shown in the total iron terms of Fe 2 O 3, the percentage of divalent iron in terms of Fe 2 O 3% in the display by Mossbauer spectroscopy.
- a radiation source ( 57 Co)
- a glass sample (a 3-7 mm thick glass flat plate cut, ground, and mirror-polished from the glass block) and a detector (LND 45431) are arranged on a straight line.
- the radiation source is moved with respect to the axial direction of the optical system, and the energy change of ⁇ rays is caused by the Doppler effect.
- the ratio of divalent iron to total iron and the ratio of trivalent iron to total iron were calculated, and the ratio of divalent Fe to total iron was calculated as iron redox. To do.
- the following components may be introduced into the glass composition.
- Co 3 O 4 is a coloring component for coloring the glass in a dark color, and is a component that exhibits a defoaming effect in the presence of iron, and although it is not essential, it may be contained in a range of 5% or less. Good. That is, O 2 bubbles released when trivalent iron becomes divalent iron in a high temperature state are absorbed when cobalt is oxidized. As a result, O 2 bubbles are reduced, and the defoaming effect is achieved. can get. Furthermore, Co 3 O 4 is a component that enhances the clarification effect by coexisting with SO 3 .
- a glass containing a relatively large amount of alkali metal for performing the chemical strengthening treatment has a high basicity of the glass, so that SO 3 is hardly decomposed and the clarification effect is lowered.
- cobalt is particularly effective for promoting the defoaming effect because it promotes the decomposition of SO 3 .
- Co 3 O 4 is 0.01% or more, preferably 0.02% or more, and typically 0.03% or more. If it exceeds 5%, the glass becomes unstable and devitrification occurs. Preferably it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.
- SO 3 is a component that acts as a fining agent, and is not essential, but can be contained as necessary. Fining effect expected in the case of less than 0.005% containing SO 3 can not be obtained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.02% or more. 0.03% or more is most preferable. On the other hand, if it exceeds 0.5%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Preferably it is 0.3% or less, More preferably, it is 0.2% or less. 0.1% or less is most preferable.
- SnO 2 is a component that acts as a fining agent, and is not essential, but can be contained as necessary. When SnO 2 is contained, if it is less than 0.005%, the expected clarification action cannot be obtained. Preferably it is 0.01% or more, More preferably, it is 0.05% or more. On the other hand, if it exceeds 1%, it becomes a generation source of bubbles, and there is a possibility that the glass melts slowly or the number of bubbles increases. Preferably it is 0.8% or less, More preferably, it is 0.5% or less. Most preferred is 0.3% or less.
- chloride or fluoride may be appropriately contained as a fining agent when the glass is melted.
- Li 2 O is a component for improving the meltability, and is not essential, but can be contained as necessary.
- Li 2 O is contained, if it is less than 1%, there is a possibility that a significant effect cannot be obtained for improving the meltability.
- it is 3% or more, and typically 6% or more. If Li 2 O exceeds 15%, the weather resistance may decrease. Preferably it is 10% or less, typically 5% or less.
- coloring component MpOq (where M is at least one selected from Ti, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, and Ag, and p and q are (Which is the atomic ratio of M to O).
- MpOq where M is at least one selected from Ti, Cr, Pr, Ce, Bi, Eu, Mn, Er, Ni, Nd, W, Rb, and Ag, and p and q are (Which is the atomic ratio of M to O).
- These coloring components are components for coloring glass into a desired color, and by appropriately selecting the coloring components, for example, blue, green, yellow, purple, pink, red, achromatic Etc. can be obtained.
- the content of the coloring component of MpOq is less than 0.001%, the coloration of the glass is extremely thin. It will be necessary to design. Therefore, 0.001% or more is contained. Preferably it is 0.05% or more, More preferably, it is 0.1% or more. On the other hand, if the content exceeds 10%, the glass becomes unstable and devitrification may occur. Therefore, the content is 10% or less. Preferably it is 8% or less, More preferably, it is 5% or less.
- the glass and chemically strengthened glass of the present invention may have a surface compressive stress layer on the glass surface. Thereby, colored glass with high mechanical strength can be obtained.
- the depth of the surface compressive stress layer formed on the surface of the glass (hereinafter sometimes referred to as DOL) is preferably strengthened so as to be 5 ⁇ m or more, 10 ⁇ m or more, 20 ⁇ m or more, or 30 ⁇ m or more.
- DOL surface compressive stress layer formed on the surface of the glass
- the DOL is preferably 70 ⁇ m or less.
- the glass and chemically strengthened glass of the present invention are chemically strengthened so that the surface compressive stress (hereinafter sometimes referred to as CS) formed on the glass surface is 300 MPa or more, 500 MPa or more, 700 MPa or more, 900 MPa or more. Preferably it is.
- the mechanical strength of chemically strengthened glass increases as CS increases. On the other hand, if the CS becomes too high, the tensile stress inside the glass may become extremely high. Therefore, the CS is preferably 1400 MPa or less, and more preferably 1300 MPa or less.
- a method of forming a compressive stress layer on the glass surface is generally known.
- Typical methods for forming a compressive stress layer on the glass surface are an air cooling strengthening method (physical strengthening method) and a chemical strengthening method.
- the air cooling strengthening method is a method in which the glass plate surface heated to the vicinity of the softening point is rapidly cooled by air cooling or the like.
- alkali metal ions typically Li ions and Na ions
- alkali metal ions typically Li ions and Na ions
- alkali metal ions typically Li ions and Na ions
- This is a method of exchanging with alkali ions (typically, Na ions or K ions for Li ions and K ions for Na ions).
- glass used for exterior members of electronic devices is often used with a thickness of 2 mm or less.
- the air cooling strengthening method is applied to a thin glass plate, it is difficult to form a compressive stress layer because it is difficult to secure a temperature difference between the surface and the inside. For this reason, the target high-strength characteristic cannot be obtained in the glass after the tempering treatment.
- the flatness of the glass plate is impaired due to variations in the cooling temperature.
- the flatness will be impaired, and the texture that is the object of the present invention may be impaired. From these points, the glass is preferably strengthened by the latter chemical strengthening method.
- the chemical strengthening treatment can be performed, for example, by immersing the glass in a molten salt at 400 ° C. to 550 ° C. for about 1 to 20 hours.
- the molten salt used in the chemical strengthening treatment is not particularly limited, for example, molten salt of potassium nitrate (KNO 3) is preferably used. Other, it may also be used molten salt of a mixture of a molten salt or potassium nitrate sodium nitrate (NaNO 3) (KNO 3) and sodium nitrate (NaNO 3).
- the glass and chemically strengthened glass of the present invention may be so-called phase-separated glass or crystallized glass in which phase separation or crystals are generated in the glass.
- shielding opaque
- As a means for imparting shielding properties to glass there is a method in which a colored component is used to darken the glass to reduce the reflection transmittance of visible light. Further, there is a method in which phase separation and crystals are generated in the glass to diffuse the light transmitted through the glass by the fine structure in the glass and to reduce the reflection transmittance.
- the glass and the chemically strengthened glass of the present invention can obtain a glass having a desired color tone with high shielding properties by using phase-separated glass or crystallized glass containing a coloring component.
- the chemical strengthening glass provided with high mechanical strength can also be obtained by carrying out the above-mentioned chemical strengthening process of phase-separated glass and crystallized glass.
- a crystal phase of several nm to several ⁇ m in size is distributed in the glass matrix, and by selecting the composition of the base glass and controlling the manufacturing conditions and heat treatment conditions, By changing the size, a desired shielding glass can be obtained.
- the phase-separated glass two or more glass phases having different compositions are distributed. There are spinodal in which two phases are continuously distributed and binodal in which one phase is distributed in the form of particles in a matrix, and each phase has a size of 1 ⁇ m or less.
- a desired shielding glass can be obtained under the heat treatment conditions for performing composition control and phase-separation treatment for obtaining an appropriate phase-separation region.
- the glass and chemically strengthened glass of the present invention are preferably used as an exterior member. Since glass is colored and metamerism is suppressed, high aesthetics can be imparted to a device using an exterior member. Further, by using chemically strengthened glass, in addition to the above, it is possible to provide high mechanical strength that is difficult to be damaged or scratched by impact.
- the exterior member is, for example, provided on the outer surface of the electronic device, but is not limited to the electronic device, and may be provided on the outer surface of an ornament, a building material, furniture, an operation panel / interior of an automobile. Further, the glass itself may constitute an article.
- the shape of glass is not limited to a flat plate shape, and may have a shape other than a flat plate shape.
- the portable electronic device is a concept that includes communication devices and information devices that can be carried around.
- communication devices include mobile phones, PHS (Personal Handy-phone System), smartphones, PDAs (Personal Data Assistance), PNDs (Portable Navigation Devices, portable car navigation systems), and broadcast receivers.
- Mobile radio mobile TV, one-seg receiver and the like.
- Information devices include digital cameras, video cameras, portable music players, sound recorders, portable DVD players, portable game machines, notebook computers, tablet PCs, electronic dictionaries, electronic notebooks, electronic book readers, portable printers, portable scanners, etc. Can be mentioned. It can also be used for stationary electronic devices and electronic devices installed in automobiles.
- the electronic device is not limited to these examples.
- the method for producing the glass of the present invention is not particularly limited.
- various glass raw materials are prepared in an appropriate amount, heated and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc., and plate-like by a well-known downdraw method, press method, or the like. Or the like, or cast to form a desired shape. And after slow cooling, it cut
- the glass once formed into a lump is reheated to soften the glass and then press-molded to obtain a glass having a desired shape.
- the chemically strengthened glass of this invention carries out the chemical strengthening process of the glass obtained in this way. Then, the chemically strengthened glass is cooled to obtain chemically strengthened glass.
- the glass and the chemically strengthened glass of the present invention have been described by way of examples. However, the configuration can be appropriately changed as necessary without departing from the spirit of the present invention.
- compositions shown in Tables 1 to 11 are shown in mole percentages in the tables.
- glass raw materials generally used such as oxides, hydroxides, carbonates, nitrates and the like were appropriately selected and weighed to 100 ml as glass.
- SO 3 in Table was added to bow the glass raw material nitric (Na 2 SO 4), a residual SO 3 remaining in glass after Glauber's salt decomposition, is a calculated value.
- this raw material mixture was put in a platinum crucible, placed in a resistance heating type electric furnace at 1500 to 1600 ° C., heated for about 0.5 hours, and then the raw materials were melted, and then melted and degassed for 1 hour. Then, it was poured into a mold having a length of about 50 mm ⁇ width of about 100 mm ⁇ height of about 20 mm preheated to about 630 ° C., and slowly cooled at a rate of about 1 ° C./min to obtain a glass block. The glass block was cut to cut out the glass so that the size was 40 mm ⁇ 40 mm and the thickness was 0.8 mm, and then ground, and finally both surfaces were polished to a mirror surface to obtain a plate-like glass.
- the color tone before a chemical strengthening process was measured.
- the color tone of each glass was measured by the chromaticity of reflected light of the L * a * b * color system standardized by CIE.
- the F2 light source and the D65 light source were used as the light source, and the chromaticity of the reflected light was measured for each.
- the chromaticity of the reflected light of the L * a * b * color system was measured using a spectrocolorimeter (X-Rite, Color 7). The measurement was performed by placing a white resin plate on the back side of the glass (the back side of the surface irradiated with light from the light source).
- the surface stress measurement device is a device that utilizes the fact that the surface compressive stress layer formed on the glass surface exhibits an optical waveguide effect due to the difference in refractive index from other glass portions where the surface compressive stress layer does not exist.
- an LED having a central wavelength of 795 nm was used as the light source.
- the glass was immersed in a molten salt composed of KNO 3 (99%) and NaNO 3 (1%) at 425 ° C. for 6 hours and subjected to chemical strengthening treatment. Further, after the chemical strengthening treatment, the process of lowering the glass temperature from 425 ° C. to 300 ° C. was cooled under cooling conditions of 400 ° C. or more / min.
- Example 44 to Example 46 a comparative glass in which the total amount of at least one component selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , CuO, V 2 O 5 and Se does not contain more than 0.01%.
- ⁇ a * exceeds 2.0, and metamerism cannot be suppressed.
- each glass of the examples evaluated for CS and DOL is a glass having high mechanical strength by performing chemical strengthening treatment.
- the glass (Example 7, Example 8, Example 21, Examples 24 to 27, Examples 29 to 39, Examples 48 to 50, Examples 57 to 65, Examples 81 to 82) was subjected to the chemical strengthening treatment.
- the color tone was measured.
- the chromaticity of the reflected light of the L * a * b * color system normalized by CIE was measured in the same manner as described above.
- the F2 light source and the D65 light source were used as the light source, and the chromaticity of the reflected light was measured for each.
- the chromaticity of the reflected light of the L * a * b * color system was measured using a spectrocolorimeter (X-Rite, Color 7).
- the measurement was performed by placing a white resin plate on the back side of the glass (the back side of the surface irradiated with light from the light source).
- the chemical strengthening treatment was performed by immersing the glass in a molten salt composed of KNO 3 (99%) and NaNO 3 (1%) at 450 ° C. for 6 hours. Further, after the chemical strengthening treatment, the process of lowering the glass temperature from 450 ° C. to 300 ° C. was cooled under cooling conditions of 400 ° C. or more / min.
- Tables 12 to 15 The above evaluation results are shown in Tables 12 to 15.
- the chemically tempered glass of Examples containing at least one component selected from the group consisting of Fe 2 O 3 , CuO and Se has ⁇ a * and ⁇ b * which are metamerism indices. Also, it can be seen that metamerism can be suppressed.
- the glass and chemically strengthened glass shown here contain Se as a coloring component in the glass.
- Se When Se is contained in the glass material, Se volatilizes in the process of melting the glass material.
- the ratio of Se remaining in the glass out of Se charged into the glass raw material (hereinafter sometimes referred to as “Se residual ratio”) varies depending on the melting method of the glass raw material. For example, when a glass raw material is melted in a pot furnace, Se in the raw material may be volatilized by about 80 to 99% during the melting process.
- Example 79, Example 80, Example 25, Example 81, Example 82, and Example 83 shown in Tables 16 to 17 are glasses made by melting glass raw materials composed of the respective components described in Tables 3 and 9. It shows the content of each component whose composition was analyzed by the wet analysis method.
- Example 10, Example 20 to Example 24 shown in Table 16 are calculated values calculated only from the Se content, and the average values of the Se residual ratios of Examples 79, 80, and 25. 1, Table 3, and Table 9.
- Examples 26 and 27 shown in Tables 16 to 17 only the Se content is a calculated value calculated from the average value of the residual ratio of Se in Examples 81, 82, and 83. Table 3 and Table 9 are the same.
- Table 1 Table 3, Table of each example 9 is compared with the analytical values shown in Tables 16 to 17, and shows how much Se is added when the glass is added to the actual glass.
- the average value of the Se remaining rate in Examples 79, 80, and 25 is 0.65%.
- the average value of the Se remaining ratio in Examples 81, 82, and 83 is 3.88%.
- values obtained by multiplying the Se content described in Tables 1 to 11 by the Se residual rate were described as calculated values in Tables 16 to 17. did.
- the melting temperature of the glass raw material differs depending on the content of glass. Since the Se residual ratio is affected by the melting temperature of the glass raw material, the Se residual ratio was calculated in two groups as described above in consideration of the melting temperature of the glass raw material of each example.
- the present invention it is possible to produce colored glass for chemical strengthening and chemically strengthened glass with suppressed metamerism, small change in color tone before and after chemical strengthening treatment, and excellent mechanical strength.
- Operation panel for AV equipment, OA equipment, etc. opening / closing door of this product, operation button / knob, or decorative panel arranged around the rectangular display surface of digital photo frame, TV, etc. It can be used for decorative items and glass exterior members for electronic devices. It can also be used for interior parts for automobiles, members such as furniture, and building materials used outdoors and indoors.
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Abstract
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、化学強化ガラスを提供すること。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ガラスおよび化学強化ガラスである。 Δa*=a*値(D65光源)-a*値(F2光源) ・・・(1)
Description
本発明は、電子機器、例えば携帯して使用可能な通信機器や情報機器等の外装部材や装飾品等に用いられるガラス、化学強化ガラスに関する。本明細書において、「化学強化ガラス」とは、化学強化処理によって表面に圧縮応力層が形成されている、化学強化処理済のガラスをいう。
携帯電話等の電子機器の外装部材や装飾品は、装飾性、耐傷性、加工性、コスト等の様々な要因を考慮し、樹脂、金属等の素材から適宜のものが選択され、用いられている。
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。
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。
電子機器の外装部材や装飾品は、消費者の嗜好の多様性を反映し、様々な意匠表現が求められる。意匠表現の中でも色調は、特に重要なもののひとつである。前記電子機器の外装部材に用いられるガラスは、マーケティング活動で得られたデータに基づく色調やデザイナーが決定した色調を忠実に再現することが求められる。
着色成分を含有するガラスにおいては、明度L*(国際照明委員会(CIE)で規格化されたL*a*b*表色系)が20以上の場合、可視域の波長の光を完全に遮蔽することなく、一定量の可視域の波長の光が透過するため、反射色調を考慮した色調設定が重要となる。
しかしながら、本発明者は、着色成分を含有するガラスを屋外や屋内など様々な場所で用いられる携帯型の電子機器の外装部材に用いると、含有する着色成分によって屋外と屋内とでガラスの反射色調に相違があることを見出した。光源の違いによる反射色調の変化は、メタメリズムと呼ばれている。着色成分を含有するガラスにおいて、メタメリズムを抑制することは、本発明者によって見出された新規の課題である。
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。
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。
本発明者は、種々の検討を行った結果、ガラス中に所定の着色成分を一定量含有することで、光源が相違する際の反射色調の変化(以下、メタメリズムと呼ぶことがある)を抑制できることを見出した。
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。
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)
また、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、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)
Δb*=b*値(D65光源)-b*値(F2光源) ・・・(2)
本発明の化学強化ガラスは、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以下であり、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。
Δa*=a*値(D65光源)-a*値(F2光源) ・・・(1)
Δa*=a*値(D65光源)-a*値(F2光源) ・・・(1)
また、本発明の化学強化ガラスは、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、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、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。
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)
Δb*=b*値(D65光源)-b*値(F2光源) ・・・(2)
本発明によれば、光源の違いによる反射色調の変化が抑制されたガラスを得ることができる。また、機械的強度に優れた化学強化ガラスを得ることができる。
メタメリズム(条件等色)とは、外光色による、色調または外観色の色変化の度合いを示す指標で、CIE(国際照明委員会)により規格化されたL*a*b*表色系を用いて定義することができる。このメタメリズムが低い程、外光色による色調または外観色の色変化の度合いが小さいことになる。ガラスのメタメリズムが高い場合には、光源の種類が相違するとガラスの見た目の色調が大きく異なったものとなる。例えば、屋内におけるガラスの色調と屋外におけるガラスの色調とが大きく異なることになる。
本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、着色成分を含有するものであり、下記(1)式で定義されるΔa*の絶対値が2.0以下である。これにより、屋内におけるガラスの反射色調と屋外におけるガラスの反射色調との相違を小さくすることができる。
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)
また、本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、着色成分を含有するものであり、下記(1)式で定義されるΔa*の絶対値および下記(2)式で定義されるΔb*の絶対値を共に2.0以下にすることができる。これにより、屋内におけるガラスの反射色調と屋外におけるガラスの反射色調との相違を小さくすることができる。
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。
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。
L*a*b*表色系において、a*は赤から緑の色調変化を示し、b*は黄から青の色調変化を示す。人が色調変化をより敏感に感じるのは、赤から緑の色調変化である。そのため、本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、Δa*の絶対値を2.0以下とすることで、メタメリズムが抑制されたガラスを得ることができる。また、Δa*およびΔb*の絶対値を共に2.0以下とすることで、メタメリズムがさらに抑制されたガラスを得ることができる。
本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、L*a*b*表色系を用いて定義される明度L*が20~85の範囲内であることが好ましい。すなわち、L*が前記範囲内であると、ガラスの明度が「明るい」~「暗い」の中間領域であるため、色調変化に対して認識しやすい範囲であり、本発明を用いることがより効果的である。なお、L*が20未満であるとガラスは濃色を呈するため、ガラスの色調変化を認識し難い。また、L*が85を超えるとガラスは淡色を呈するため、ガラスの色調変化を認識し難い。L*は20~60が好ましく、22~50がより好ましく、23~40がさらに好ましく、24~30が特に好ましい。上記明度L*はF2光源を用い、ガラスの裏面側に白色の樹脂板を設置した場合の反射光を測定したデータに基づくものである。
本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、ガラス中に着色成分として、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%含有することが好ましい。これにより、所望の着色を呈するガラスであって、メタメリズムが抑制されたガラスを得ることができる。
ガラス中に着色成分として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成分を含有することで、メタメリズムが抑制される理由は、以下のように推察される。
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。
光源の分光分布は、光源の種類により相違する。D65光源は、紫外域を含む昼光で照らされている物体色の測定用光源であり、可視波長域においてブロードな分光分布を示す。また、F2光源は、代表的な蛍光ランプの白色光であり、可視波長域において特定の波長にピークを備える分光分布を示す。
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。
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。
上記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成分を含有するガラスは、D65光源を用いた場合のガラスの反射色調とF2光源を用いた場合のガラスの反射色調との差が小さい。これは、前記着色成分を含有するガラスは、F2光源の分光分布におけるピークを示す波長の光を吸収する特性を備えることで、光源による分光分布の相違を緩和し、これによりガラスの反射色調の差が小さくなるものと考えられる。
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成分を着色成分としてガラスに含有する場合、酸化物基準のモル百分率表示で、0.001~5%含有することが好ましい。これら着色成分を含有する場合、着色成分の合計量が0.001%未満では、メタメリズムの抑制について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは0.01%以上であり、より好ましくは0.05%以上であり、さらに好ましくは0.1%以上であり、典型的には0.2%以上である。これら着色成分の合計量が5%超ではガラスが不安定になり、失透が生じるおそれがある。好ましくは4.5%以下、典型的には4%以下である。
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。
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。
着色成分として、Fe2O3を含有する場合、0.015%未満では、メタメリズムの抑制について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上であり、典型的には0.2%以上である。Fe2O3が5%超ではガラスが不安定になり、失透が生じるおそれがある。好ましくは4%以下、典型的には3%以下である。
着色成分として、CuOを含有する場合、0.01%未満では、メタメリズムの抑制について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上であり、典型的には0.2%以上である。CuOが5%超ではガラスが不安定になり、失透が生じるおそれがある。好ましくは4%以下、典型的には3%以下である。
着色成分として、V2O5を含有する場合、0.01%未満では、メタメリズムの抑制について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上であり、典型的には0.2%以上である。V2O5が5%超ではガラスが不安定になり、失透が生じるおそれがある。好ましくは4%以下、典型的には3%以下である。
着色成分として、Seを含有する場合、0.001%未満では、メタメリズムの抑制について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは0.005%以上であり、より好ましくは0.01%以上であり、典型的には0.1%以上である。Seが5%超ではガラスが不安定になり、失透が生じるおそれがある。好ましくは4%以下、典型的には3%以下である。
次いで、本発明のガラスの好ましいガラス組成(Fe2O3、CuO、V2O5およびSeを除く)について説明する。
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。
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。
以下、本発明のガラスの組成について、特に断らない限り酸化物基準のモル百分率表示含有量を用いて説明する。
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。
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。
SiO2は、ガラスの骨格を構成する成分であり必須である。55%未満ではガラスとしての安定性が低下する、または耐候性が低下する。好ましくは60%以上である。より好ましくは65%以上である。SiO2が80%超ではガラスの粘性が増大し溶融性が著しく低下する。好ましくは75%以下、典型的には70%以下である。
Al2O3は、ガラスの耐候性および化学強化特性を向上させる成分であり、必須である。0.25%未満では耐候性が低下する。好ましくは0.5%以上、典型的には1%以上である。
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。
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は、ガラスの耐候性を向上させる成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。B2O3を含有する場合、4%未満では耐候性向上について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは5%以上であり、典型的には6%以上である。
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。
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は、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、またイオン交換により表面圧縮応力層を形成させるため、必須である。5%未満では溶融性が悪く、またイオン交換により所望の表面圧縮応力層を形成することが困難となる。好ましくは6%以上、典型的には7%以上である。
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。
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。
K2Oは、ガラスの溶融性を向上させる成分であるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくする作用があるため、必須ではないが含有することが好ましい成分である。K2Oを含有する場合、0.01%未満では溶融性向上について有意な効果が得られない、またはイオン交換速度向上について有意な効果が得られないおそれがある。典型的には0.3%以上である。K2Oが15%超では耐候性が低下する。好ましくは13%以下、典型的には10%以下である。
RO(Rは、Mg、Ca、Sr、Ba、Znを表す)は、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須ではないが必要に応じていずれか1種以上を含有することができる。その場合ROの含有量の合計ΣRO(ΣROは、MgO+CaO+SrO+BaO+ZnOを表す)が1%未満では溶融性が低下するおそれがある。好ましくは3%以上、典型的には5%以上である。ΣROが25%超では耐候性が低下する。好ましくは20%以下、より好ましくは18%以下、典型的には15%以下である。
MgOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。MgOを含有する場合、3%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。典型的には4%以上である。MgOが15%超では耐候性が低下する。好ましくは13%以下、典型的には12%以下である。
CaOは、ガラスの溶融性を向上させる成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。CaOを含有する場合、0.01%未満では溶融性向上について有意な効果が得られない。典型的には0.1%以上である。CaOが15%超では化学強化特性が低下する。好ましくは12%以下、典型的には10%以下である。また、ガラスの化学強化特性を高くする場合は、実質的に含有しないことが好ましい。
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。
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。
SrOは、溶融性を向上させるための成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。SrOを含有する場合、1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは3%以上であり、典型的には6%以上である。SrOが15%超では耐候性や化学強化特性が低下するおそれがある。好ましくは12%以下、典型的には9%以下である。
BaOは、溶融性を向上させるための成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。BaOを含有する場合、1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは3%以上であり、典型的には6%以上である。BaOが15%超では耐候性や化学強化特性が低下するおそれがある。好ましくは12%以下、典型的には9%以下である。
ZrO2は、イオン交換速度を大きくする成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。ZrO2を含有する場合、5%以下の範囲が好ましく、4%以下がより好ましく、3%以下がさらに好ましい。ZrO2が5%超では溶融性が悪化して未溶融物としてガラス中に残るおそれがある。典型的にはZrO2は含有しない。
ZnOは、溶融性を向上させるための成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。ZnOを含有する場合、1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは3%以上であり、典型的には6%以上である。ZnOが15%超では耐候性が低下するおそれがある。好ましくは12%以下、典型的には9%以下である。
Fe2O3は、Fe2O3で換算した2価の鉄の含有量の割合(鉄レドックス)が10~50%、特には15~40%であることが好ましい。20~30%であるともっとも好ましい。鉄レドックスが10%より低いとSO3を含有する場合その分解が進まず、期待する清澄効果が得られないおそれがある。50%より高いと清澄前にSO3の分解が進みすぎて期待する清澄効果が得られない、あるいは、泡の発生源となり泡個数が増加するおそれがある。
本明細書では、全鉄をFe2O3に換算したものをFe2O3の含有量として表記としている。鉄レドックスは、メスバウアー分光法によりFe2O3に換算した全鉄中の、Fe2O3に換算した2価の鉄の割合を%表示で示すことができる。具体的には、放射線源(57Co)、ガラス試料(上記ガラスブロックから切断、研削、鏡面研磨した3~7mm厚のガラス平板)、検出器(LND社製45431)を直線上に配置する透過光学系での評価を行う。光学系の軸方向に対して放射線源を運動させ、ドップラー効果によるγ線のエネルギー変化を起こす。そして室温で得られたメスバウアー吸収スペクトルを用いて、全鉄に対する2価の鉄の割合と全鉄に対する3価の鉄の割合を算出し、全鉄に対する2価のFeの割合を鉄レドックスとする。
上記成分以外にも下記の成分をガラス組成中に導入してもよい。
Co3O4は、ガラスを濃色に着色するための着色成分であるとともに、鉄との共存下において脱泡効果を奏する成分であり、必須ではないが5%以下の範囲で含有してもよい。すなわち、高温状態で3価の鉄が2価の鉄となる際に放出されるO2泡を、コバルトが酸化される際に吸収するため、結果としてO2泡が削減され、脱泡効果が得られる。
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。
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。
また、化学強化処理を行うためにアルカリ金属を比較的多量に含むガラスは、ガラスの塩基性度が高くなるため、SO3が分解しにくく、清澄効果が低下する。このように、SO3が分解しにくいガラスにおいて、鉄を含むものでは、コバルトは、SO3の分解を促進するため、脱泡効果の促進に特に有効である。
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。
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。
SO3は、清澄剤として作用する成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。SO3を含有する場合0.005%未満では期待する清澄作用が得られない。好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.02%以上である。0.03%以上がもっとも好ましい。また0.5%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。好ましくは0.3%以下、より好ましくは0.2%以下である。0.1%以下がもっとも好ましい。
SnO2は、清澄剤として作用する成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。SnO2を含有する場合、0.005%未満では期待する清澄作用が得られない。好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.05%以上である。また1%超では逆に泡の発生源となり、ガラスの溶け落ちが遅くなったり、泡個数が増加するおそれがある。好ましくは0.8%以下、より好ましくは0.5%以下である。0.3%以下がもっとも好ましい。
ガラスの溶融の際の清澄剤として、前述したSO3、SnO2以外に、塩化物やフッ化物を適宜含有してもよい。
Li2Oは、溶融性を向上させるための成分であり、必須ではないが必要に応じて含有することができる。Li2Oを含有する場合、1%未満では溶融性向上について有意な効果が得られないおそれがある。好ましくは3%以上であり、典型的には6%以上である。Li2Oが15%超では耐候性が低下するおそれがある。好ましくは10%以下、典型的には5%以下である。
着色成分として、MpOq(但し、Mは、Ti、Cr、Pr、Ce、Bi、Eu、Mn、Er、Ni、Nd、W、Rb、およびAgから選ばれる少なくとも1種であり、pとqはMとOの原子比である)を、必要に応じて含有することができる。これら着色成分は、ガラスを所望の色に着色するための成分であり、着色成分を適宜選択することにより、例えば、青色系、緑色系、黄色系、紫色系、桃色系、赤色系、無彩色等の着色ガラスを得ることができる。
上記したMpOqの着色成分の含有量が0.001%未満ではガラスの着色が極めて薄くなるため、ガラスを厚くしなければ有色として認識できず、意匠性を持たせるためには肉厚をかなり厚く設計する必要が生じることになる。したがって、0.001%以上含有させる。好ましくは0.05%以上であり、より好ましくは0.1%以上である。また、含有量が10%超ではガラスが不安定となり失透のおそれがある。したがって、含有量は10%以下とする。好ましくは8%以下であり、より好ましくは5%以下である。
本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、ガラスの表面に表面圧縮応力層を有していてもよい。これにより、機械的強度の高い、着色ガラスを得ることができる。ガラスの表面に形成される表面圧縮応力層の深さ(以下、DOLということがある)は、5μm以上、10μm以上、20μm以上、30μm以上となるように強化処理されていることが好ましい。ガラスを外装部材に用いる場合、ガラスの表面に接触傷がつく確率が高く、ガラスの機械的強度が低下することがある。そこで、DOLを大きくすれば、化学強化ガラスの表面に傷がついても、割れ難くなる。一方、強化処理後にガラスを切断加工しやすくするために、DOLを70μm以下とすることが好ましい。
本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、ガラス表面に形成される表面圧縮応力(以下、CSということがある)が、300MPa以上、500MPa以上、700MPa以上、900MPa以上となるように化学強化処理されていることが好ましい。CSが高くなることで化学強化ガラスの機械的強度が高くなる。一方、CSが高くなりすぎるとガラス内部の引張応力が極端に高くなるおそれがあるため、CSは1400MPa以下とすることが好ましく、1300MPa以下とすることがより好ましい。
ガラスの強度を高める方法として、ガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法が一般的に知られている。ガラス表面に圧縮応力層を形成させる手法としては、風冷強化法(物理強化法)と、化学強化法が代表的である。風冷強化法(物理強化法)は、軟化点付近まで加熱したガラス板表面を風冷などにより急速に冷却して行う手法である。また、化学強化法は、ガラス転移点以下の温度で、イオン交換により、ガラス板表面に存在するイオン半径が小さいアルカリ金属イオン(典型的にはLiイオン、Naイオン)を、イオン半径のより大きいアルカリイオン(典型的にはLiイオンに対してはNaイオンまたはKイオンであり、Naイオンに対してはKイオンである。)に交換する手法である。
例えば、電子機器の外装部材に用いられるガラスは、通常2mm以下の厚さで使用されることが多い。このように、厚みの薄いガラス板に対して風冷強化法を適用すると、表面と内部の温度差を確保しにくいため、圧縮応力層を形成することが困難である。このため、強化処理後のガラスにおいて、目的の高強度という特性を得ることができない。また、風冷強化では、冷却温度のばらつきにより、ガラス板の平面性を損なう懸念が大きい。特に厚みの薄いガラス板については、平面性が損なわれる懸念が大きく、本発明の目的である質感が損なわれる可能性がある。これらの点から、ガラスは、後者の化学強化法によって強化することが好ましい。
化学強化処理は、例えば、400℃~550℃の溶融塩中にガラスを1~20時間程度浸漬することで行うことができる。化学強化処理に用いる溶融塩としては、カリウムイオンもしくはナトリウムイオンを含むものであれば、特に限定されないが、例えば硝酸カリウム(KNO3)の溶融塩が好適に用いられる。その他、硝酸ナトリウム(NaNO3)の溶融塩や硝酸カリウム(KNO3)と硝酸ナトリウム(NaNO3)とを混合した溶融塩を用いてもよい。
本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、ガラスとして、ガラス中に分相や結晶が生じている、いわゆる分相ガラスや結晶化ガラスであってもよい。ガラスを外装部材として用いる場合、表面側から裏面側が透けない、いわゆる遮蔽性(不透明性)が求められることがある。ガラスに遮蔽性を付与する手段としては、着色成分を用いてガラスを濃色とし、可視光の反射透過率を低くする方法がある。また、ガラス中に分相や結晶を生じさせることで、これらガラス中の微細構造によりガラス中を透過する光を拡散し反射透過率を低くする方法もある。本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、着色成分を含有する分相ガラスや結晶化ガラスを用いることで、遮蔽性が高い、所望の色調のガラスを得ることができる。また、分相ガラスや結晶化ガラスを前述の化学強化処理することで、高い機械的強度を備えた化学強化ガラスを得ることもできる。
結晶化ガラスは、数nmから数μm大の結晶相がガラスマトリックス中に分布しており、母体ガラスの組成を選択することや製造条件、熱処理条件を制御することで、析出する結晶の種類や大きさを変え、所望の遮蔽性のガラスを得ることができる。
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。
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。
本発明のガラスおよび化学強化ガラスは、外装部材として用いられることが好ましい。ガラスが着色されており、かつメタメリズムが抑制されているため、外装部材を用いる機器に対して高い美観を付与することができる。また、化学強化ガラスとすることで、前述に加え、衝撃による破損や傷が付き難い高い機械的強度を備えることができる。外装部材とは、例えば電子機器の外表面に設けられるものであるが、電子機器に限らず装飾品、建材、家具、自動車の操作パネル・内装品の外表面に設けられてもよい。また、ガラス自体が物品を構成するものであってもよい。また、ガラスの形状は、平板形状に限らず、平板形状以外の形状を有するものであってもよい。
外装部材としては、特に限定されないが、例えば屋内外で使用することが想定される携帯型電子機器に好適に用いることができる。携帯型電子機器とは、携帯して使用可能な通信機器や情報機器を包含する概念である。例えば、通信機器としては、通信端末として、携帯電話、PHS(Personal Handy-phone System)、スマートフォン、PDA(Personal Data Assistance)、PND(Portable Navigation Device、携帯型カーナビゲーションシステム)があり、放送受信機として携帯ラジオ、携帯テレビ、ワンセグ受信機等が挙げられる。また、情報機器として、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯音楽プレーヤー、サウンドレコーダー、ポータブルDVDプレーヤー、携帯ゲーム機、ノートパソコン、タブレットPC、電子辞書、電子手帳、電子書籍リーダー、携帯プリンター、携帯スキャナ等が挙げられる。また、据え置き型電子機器や自動車に内装される電子機器にも利用できる。なお、電子機器はこれらの例示に限定されるものではない。
本発明のガラスの製造方法は特に限定されないが、例えば種々のガラス原料を適量調合し、加熱し溶融した後、脱泡、撹拌などにより均質化し、周知のダウンドロー法、プレス法などによって板状等に成形するか、またはキャストして所望の形状に成形する。そして、徐冷後所望のサイズに切断し、必要に応じ研磨加工を施す。または、一旦塊状に成形したガラスを再加熱してガラスを軟化させてからプレス成形し、所望の形状のガラスを得る。また、本発明の化学強化ガラスは、このようにして得られたガラスを化学強化処理する。そして、化学強化処理したガラスを冷却し、化学強化ガラスを得る。
以上、本発明のガラスおよび化学強化ガラスについて一例を挙げて説明したが、本発明の趣旨に反しない限度において、また必要に応じて適宜構成を変更することができる。
以下、本発明の実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
表1~表11の例1~例99(例1~43、例47~98は実施例、例44~46、99は比較例)について、表中にモル百分率表示で示す組成になるように、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等一般に使用されているガラス原料を適宜選択し、ガラスとして100mlとなるように秤量した。なお、表に記載のSO3は、ガラス原料にボウ硝(Na2SO4)を添加し、ボウ硝分解後にガラス中に残る残存SO3であり、計算値である。
次いで、この原料混合物を白金製るつぼに入れ、1500~1600℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、約0.5時間加熱して原料が溶け落ちた後、1時間溶融し、脱泡した。その後、およそ630℃に予熱した、縦約50mm×横約100mm×高さ約20mmの型材に流し込み、約1℃/分の速度で徐冷し、ガラスブロックを得た。このガラスブロックを切断して、サイズが40mm×40mm、厚さ0.8mmになるようにガラスを切り出した後、研削し、最後に両面を鏡面に研磨加工し、板状のガラスを得た。
得られた板状のガラスについて、化学強化処理前の色調を測定した。各ガラスの色調は、CIEにより規格化されたL*a*b*表色系の反射光の色度を測定した。光源として、F2光源およびD65光源を用い、それぞれについて、反射光の色度測定をした。L*a*b*表色系の反射光の色度測定は、分光色測計(エックスライト社製、Colori7)を用いて測定した。なお、ガラスの裏面側(光源からの光が照射される面の裏面)には、白色の樹脂板を置いて測定を行った。
ガラス(例7、例8、例24~例27、例29~例39、例69、例71、例75~例78)について、化学強化処理後に表面応力測定装置を用い、表面圧縮応力(CS)および表面圧縮応力層の深さ(DOL)を測定した。表面応力測定装置は、ガラス表面に形成された表面圧縮応力層が、表面圧縮応力層が存在しない他のガラス部分と屈折率が相違することで光導波路効果を示すことを利用した装置である。また、表面応力測定装置では、光源として中心波長が795nmのLEDを用いて行った。
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。
以上の評価結果を表1~表11に示す。なお、表中で「-」と表示しているものは、未測定の項目である。
表1~表11に示すように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成分を含有する実施例のガラスは、メタメリズムの指標であるΔa*がいずれも2.0以下であり、メタメリズムを抑制できることがわかる。また、例10、例22、例23、例83、例94を除く実施例のガラスは、Δa*およびΔb*がいずれも2.0以下であり、メタメリズムを一層抑制できることがわかる。これに対し、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0.01%を超えて含有しない比較例のガラス(例44~例46、例99)は、Δa*が2.0を超えており、メタメリズムを抑制できない。
また、CSとDOLを評価した実施例の各ガラスは、化学強化処理を行うことで、高い機械的強度を備えたガラスであることがわかる。
次いで、ガラス(例7、例8、例21、例24~例27、例29~例39、例48~例50、例57~例65、例81~例82)について、化学強化処理後の色調を測定した。各ガラスの色調は、前述と同様にCIEにより規格化されたL*a*b*表色系の反射光の色度を測定した。光源として、F2光源およびD65光源を用い、それぞれについて、反射光の色度測定をした。L*a*b*表色系の反射光の色度測定は、分光色測計(エックスライト社製、Colori7)を用いて測定した。なお、ガラスの裏面側(光源からの光が照射される面の裏面)には、白色の樹脂板を置いて測定を行った。
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。
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。
表12~表15に示すようにFe2O3、CuOおよびSeからなる群より選択された少なくとも1成分を含有する実施例の化学強化ガラスは、メタメリズムの指標であるΔa*およびΔb*がいずれも2.0以下であり、メタメリズムを抑制できることがわかる。
次いで、表1、表3、表9に記載した各実施例のうちSeを含有するガラス組成の分析値を表16~表17に示す。ここで示したガラス、化学強化ガラスは、ガラス中の着色成分としてSeを含有している。ガラス原料中にSeを含有する場合、ガラス原料を溶融する工程でSeが揮発する。ガラス原料中に投入したSeのうち、ガラス中に残存するSeの割合(以下、「Se残存率」ということがある。)は、ガラス原料の溶融方法によって相違する。例えば、ポット炉にてガラス原料を溶融する場合、溶融の過程で原料中のSeは80~99%程度揮散することがある。
表16~表17に示す例79、例80、例25、例81、例82、例83は、表3、表9に記載された各成分からなるガラス原料を溶融してできたガラスを、湿式分析法にて組成分析した各成分の含有量を示すものである。表16に示す例10、例20~例24は、Se含有量のみ、例79、例80、例25のSe残存率の平均値より算出した計算値であり、Se以外の各成分は、表1、表3、表9と同一である。また、表16~表17に示す例26、例27は、Se含有量のみ、例81、例82、例83のSe残存率の平均値より算出した計算値であり、Se以外の各成分は、表3、表9と同一である。
Se残存率とは、「Se残存率=(分析値におけるSe含有量/調合組成におけるSe含有量)×100[%]」で表されるように、各実施例の表1、表3、表9に示す調合組成と表16~表17に示す分析値とを対比し、調合時のSeの添加量が実際のガラスになった際にどの程度残存しているかを示すものである。例79、例80、例25のSe残存率の平均値は、0.65%である。また、例81、例82、例83のSe残存率の平均値は、3.88%である。Se含有量の分析値を実測していない各実施例のガラスは、表1~表11に記載のSe含有量に、前記Se残存率を乗じた値を表16~表17に計算値として記載した。なお、ガラスは、含有成分によってガラス原料の溶融温度が相違する。Se残存率は、ガラス原料の溶融温度に影響されるため、各実施例のガラス原料の溶融温度を考慮して、前述のように2つのグループに分けてSe残存率を算出した。
本発明によれば、メタメリズムが抑制され、化学強化処理前後の色調変化が小さく、機械的強度に優れた、着色された化学強化用ガラス及び化学強化ガラスを作製することができる。
AV機器・OA機器等の操作パネル、同製品の開閉扉、操作ボタン・つまみ、またはデジタル・フォト・フレームやTVなどの画像表示パネルの矩形状の表示面の周囲に配置される装飾パネル等の装飾品や電子機器用のガラス外装部材などに利用できる。また、自動車用内装部材、家具等の部材、屋外や屋内で用いられる建材等にも利用できる。
Claims (23)
- 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20~85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。
- 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3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4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5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5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5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5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9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10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、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、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20~85の範囲内であることを特徴とする請求項12または13に記載の化学強化ガラス。
- 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14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12ないし15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16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16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16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16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12ないし20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12ないし請求項21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12ないし請求項22のいずれか1項に記載の化学強化ガラス。
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