(57)【要約】【課題】表面の傷またはカケが生じたとしても、洗浄性能、反射性能および強度を維持することのできる、坑道またはトンネル内装用材を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、厚みが０．５ｍｍ以上である坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが０．５ｍｍ以上である坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項２】
波長６００ｎｍの光の全光反射率Ｒ６００が５０％以上である請求項１に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項３】
白色分相ガラスである請求項１または２に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項４】
前記白色分相ガラスが白色バイノーダル分相ガラスである請求項３に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項５】
下記酸化物基準のモル百分率表示でＡｌ２Ｏ３を０〜２５％含有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項６】
密度が３．０ｇ／ｃｍ３以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項７】
フィラー混合ガラスを含まない請求項１〜６のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項８】
厚みが３０ｍｍ以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項９】
耐酸性（９０℃にて２０時間０．１Ｍ  ＨＣｌ処理）が２ｍｇ／ｃｍ２以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【請求項１０】
曲げ強度が６０ＭＰａ以上である請求項１〜９のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、坑道またはトンネルの内装用白色ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
坑道またはトンネルは温度および湿度が高く、空気が汚染されているので壁面の劣化が早い。また、坑道またはトンネル内は昼光が当たらないため、夜間だけでなく昼間も照明が必要であるが、全国の坑道またはトンネルで照明に消費される電力は多大であり、省エネルギー化が急がれている。
【０００３】
従来、坑道またはトンネルの内装材として、反射率の高いタイルが使用されていた。反射率の高いタイルを使用することにより、照明器具の数を減らすことができ、省エネルギー化されてきた。また、視認性を向上することができる。これまで使用されているトンネル内装用タイルにおいては、洗浄性、反射率または強度の向上のために、窯業系基板の上に釉薬が塗られていた。
【０００４】
例えば、特許文献１には、タイル基材表面に形成された複数の粒状凹凸部を有する表面側に強度を増す目的で釉薬が施されているトンネル内装用光反射タイルが記載されている。また、白色釉薬として透明釉薬の中にジルコニアを加えて白濁させた釉薬が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、建物の建材または壁材として使用される高反射白色タイルが記載され、必要に応じて釉薬により防汚染処理することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２５５１８８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、坑道またはトンネルをタイルにより内装すると、表面に釉薬を施していたとしても、施工中のハンドリングなどにより生じたタイル表面の傷またはカケにより、洗浄性能、反射性能または強度が低下する恐れがあった。また、釉薬と窯業系基板との熱膨張差により、釉薬が剥離しやすくなる懸念があった。
【０００８】
したがって、本発明は、表面の傷またはカケが生じたとしても、洗浄性能、反射性能および強度を維持することのできる、坑道またはトンネル内装用材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、厚みが０．５ｍｍ以上の白色ガラスを坑道またはトンネルの内装に使用することで、表面の傷またはカケが起こったとしても、洗浄性能、反射性能および強度を維持できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
すなわち、本発明は以下の通りである。
１．厚みが０．５ｍｍ以上である坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
２．波長６００ｎｍの光の全光反射率Ｒ６００が５０％以上である前項１に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
３．白色分相ガラスである前項１または２に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
４．前記白色分相ガラスが白色バイノーダル分相ガラスである前項３に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
５．下記酸化物基準のモル百分率表示でＡｌ２Ｏ３を０〜２５％含有する前項１〜４のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
６．密度が３．０ｇ／ｃｍ３以下である前項１〜５のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
７．フィラー混合ガラスを含まない前項１〜６のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
８．厚みが３０ｍｍ以下である前項１〜７のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
９．耐酸性（９０℃にて２０時間０．１Ｍ  ＨＣｌ処理）が２ｍｇ／ｃｍ２以下である前項１〜８のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
１０．曲げ強度が６０ＭＰａ以上である前項１〜９のいずれか１項に記載の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス。
【発明の効果】
【００１１】
坑道またはトンネルの内装にタイルを用いる場合、タイル表面の釉薬相が欠けてはがれると窯業系基板がむき出しになり、汚れが付きやすく、かつ落ちにくくなる。これに対し、本発明によれば、白色ガラスを坑道またはトンネルの内装に用いることで、ガラス表面の傷またはカケが生じたとしても、新たな表面はガラスであるため、汚れが付きにくく洗浄性能に優れるとともに、反射性能を維持することができる。
【００１２】
また、本発明に用いる白色ガラスは、窯業系基板に釉薬を施したタイルと比較して強度に優れており、ガラス表面の傷またはカケが生じにくく、ガラス表面の傷またはカケが生じたとしても、新たな表面はガラスであるため強度を維持することができる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、加工性に優れている白色ガラスを坑道またはトンネルの内装材として用いることにより、意匠性を備えた内装材とすることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の坑道またはトンネルの内装用白色ガラスの好適な実施形態について説明する。
【００１５】
本明細書において、「抗道」とは、主に鉱山などで採掘に使用される地下に作られる通路をいう。また、「トンネル」とは、地上から目的地まで地下、海底若しくは山岳などの土中を通る人工のまたは自然に形成された土木構造物であり、断面の高さまたは幅に比べて軸方向に細長い空間をいう。
【００１６】
人工のトンネルとしては、例えば、水道若しくは電線等ライフラインの敷設（例えば、共同溝）、鉱物の採掘または物資の貯留または運搬などを目的として建設された道路または鉄道（線路）といった交通路（例えば、山岳トンネル）が挙げられる。
【００１７】
本発明の坑道またはトンネルの内装用白色ガラス（以下、本発明の白色ガラスともいう）の厚みは、０．５ｍｍ以上であり、好ましくは１ｍｍ以上であり、より好ましくは２ｍｍ以上、さらに好ましくは３ｍｍ以上である。厚みが０．５ｍｍ未満であると、強度が低下する。また、軽量化の観点から、３０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以下、さらに好ましくは１５ｍｍ以下、最も好ましくは１０ｍｍ以下である。
【００１８】
本発明の白色ガラスは波長６００ｎｍの光の全光反射率Ｒ６００が好ましくは５０％以上であり、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。Ｒ６００を５０％以上とすることにより、省エネルギー化や視認性を向上させることができる。全光反射率は実施例において後述する方法により測定する。また、波長４００〜８００ｎｍの波長範囲における全光反射率の最小値（Ｒｍｉｎ）が好ましくは５０％以上であり、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上、特に好ましくは８０％以上である。
【００１９】
本発明の白色ガラスは接着剤等で壁面に直接張り付けることができる。また、複数の白色ガラスをセメント板または金属板などに張り付けた白色ガラスパネルを壁面に設置することもできる。また、壁面に直接張り付ける代わりに、金属やセラミック製等の冶具により固定してもよい。また、冶具で固定する場合は、ガラスの端で保持してもよいし、白色ガラス面内に開けた穴を利用して固定してもよい。
【００２０】
本発明の白色ガラスは、車両等が衝突した時に、割れて飛散するのを防ぐために、樹脂等と張り合わせてもよいし、ガラスとガラスの中間層に樹脂等を用いた合わせガラスとしてもよい。この場合、裏面のガラスは白色ガラスであってもよいし、透明のガラスであってもよい。
【００２１】
本発明の白色ガラスは、扱い易くするために、またはクラックなどによる強度低下を防ぐために、端辺を研磨加工してもよい。
【００２２】
本発明の白色ガラスのサイズは、短辺または短径が３０ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは４０ｍｍ以上、さらに好ましくは１００ｍｍ以上、特に好ましくは５００ｍｍ以上である。３０ｍｍ以上とすることにより、設置する枚数が増えるのを防ぐことができ作業効率が向上する。また、長辺または長径の長さは３０００ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは２０００ｍｍ以下、さらに好ましくは１０００ｍｍ以下である。３０００ｍｍ以下とすることにより、容易に扱うことが出来る。
【００２３】
本発明の白色ガラスとしては、白色分相ガラスまたは白色結晶化ガラスが挙げられる。
【００２４】
白色分相ガラスは、ガラスの内部に二つ以上のガラス相が共存した状態であり、微細な分相構造を有するものであり、白色分相ガラス中の分相構造はその界面で光を拡散反射および散乱することで外観が白色を呈する。
【００２５】
白色結晶化ガラスは、ガラス中に微細な結晶を析出させたガラスであり、ガラス相とガラス中に析出した結晶相の界面で光を拡散反射および散乱することで外観が白色を呈する。
【００２６】
本発明の白色ガラスは、ガラスの内部での微細構造による光の散乱を利用して、光を広範囲に拡散させることにより柔らかな光の質を作るとともに、意匠性を備えるものである。
【００２７】
次に、本発明に用いられる白色ガラスの組成について説明する。なお、本明細書においては、ガラス成分の含有量は、特に断らない限りモル百分率表示を用いて説明する。
【００２８】
本発明において、ＳｉＯ２の含有量は、４５〜７５％であることが好ましい。ＳｉＯ２は白色ガラスの網目構造を形成する基本的成分であり、４５％以上とすることにより、優れた機械的強度および耐候性（耐酸性および耐アルカリ性）（以下同様）を発揮する。より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５５％以上、特に好ましくは５７％以上である。一方、７５％以下とすることによりガラスの溶解温度が高くなることを防ぐことができる。より好ましくは７０％以下、さらに好ましくは６５％以下である。
【００２９】
アルカリ成分（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）の合量は０〜２５％であることが好ましい。アルカリ成分はガラスの溶解性を向上させる成分であり、含有する場合には１％以上であることが好ましい。１％以上含有することにより十分な含有効果が得られる。好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは６％以上、最も好ましくは８％以上である。また、２５％以下とすることによりガラスの耐候性が低下するのを防ぐことができる。より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１５％以下である。
【００３０】
アルカリ土類成分（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）の合量は０〜２５％であることが好ましい。アルカリ土類成分はガラスの溶解性を向上させる成分であり、含有する場合には１％以上である。１％以上含有することにより十分な含有効果が得られる。好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上、さらに好ましくは６％以上、最も好ましくは８％以上である。また、２５％以下とすることによりガラスの耐候性が低下するのを防ぐことができる。より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１５％以下である。
【００３１】
Ａｌ２Ｏ３を０〜２５％含有することが好ましい。Ａｌ２Ｏ３はガラスの安定を向上させたり、強度を向上させたりする効果があり、含有する場合は１％以上含有することが好ましい。１％以上含有することにより、十分な効果が得られる。より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。２５％以下とすることにより、耐酸性が低下するのを防ぐことができる。より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１５％以下、特に好ましくは１０％以下である。
【００３２】
〔白色分相ガラス〕  
白色分相ガラスは、ガラスの内部に微細な分相構造を有するものであり、機械的強度および耐傷性に優れている。
【００３３】
ガラスの分相とは、単一相のガラスが、二つ以上のガラス相に分かれることをいう。ガラスを分相させる方法としては、例えば、成型後のガラスを熱処理する方法、またはガラスを成型前に分相温度以上に保持する方法が挙げられる。
【００３４】
ガラスを分相するために熱処理する条件としては、典型的には、ガラス転移点または徐冷点より５０〜４００℃高い温度が好ましい。１００℃〜３００℃高い温度がより好ましい。ガラスを熱処理する時間は、１〜６４時間が好ましく、２〜３２時間がより好ましい。量産性の観点からは２４時間以下が好ましく、１２時間以内がさらに好ましい。
【００３５】
ガラスを成型前に分相温度以上で保持する方法としては、ガラスを分相開始温度以下でかつ１０００℃以上で保持して分相させる方法が好ましい。高温で分相させるため、短時間で白色化することが可能となる。より好ましくは１１００℃以上、さらに好ましくは１２００℃以上である。
【００３６】
ガラスが分相しているか否かは、ＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、走査型電子顕微鏡）により判断することができる。すなわち、ガラスが分相している場合、ＳＥＭで観察すると、２つ以上の相に分かれていることが観察できる。
【００３７】
白色分相ガラスとしては、白色バイノーダル分相ガラスまたは白色スピノーダル分相ガラスが挙げられ、防汚性または耐候性の観点から白色バイノーダル分相ガラスが好ましい。
【００３８】
次に、本発明に用いられる白色分相ガラスの組成について説明する。
【００３９】
ＳｉＯ２は、本発明において、白色分相ガラスの網目構造を形成する基本的成分である。すなわち、非晶質構造をとり、ガラスとしての優れた機械的強度、耐候性、あるいは光沢を発揮する。ＳｉＯ２の含有量は、４５〜７５％であることが好ましい。より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは５５％以上、特に好ましくは５７％以上である。また、より好ましくは７０％以下、さらに好ましくは６５％以下である。
【００４０】
ＳｉＯ２の含有量を４５％以上とすることによりガラスとしての耐候性および耐傷性を向上することができる。一方、７５％以下とすることによりガラスの溶融温度が高くなるのを防ぐことができる。
【００４１】
Ｂ２Ｏ３は必須成分ではないが、ガラスの溶融性を増加させるとともに、ガラスの白色度を向上させ、さらには耐候性も向上させために８％まで含有してもよい。より好ましくは７％以下、さらに好ましくは６％以下である。Ｂ２Ｏ３の含有量を８％以下とすることにより白色度にむらが生じてしまうのを防ぐことができる。
【００４２】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐候性を向上させる働きとともに、ＳｉＯ２と他の成分との分散安定性を著しく向上させ、ガラスの分相を均一にならしめる機能を付与させる効果がある。Ａｌ２Ｏ３の含有量は０〜１０％であることが好ましい。より好ましくは１％以上であり、さらに２％以上が好ましい。また、より好ましくは８％以下、７％以下、さらに好ましくは６％以下、特に好ましくは５％以下である。
【００４３】
Ａｌ２Ｏ３を含有する場合は、その含有量を１％以上とすることがより好ましい。Ａｌ２Ｏ３の含有量を１％以上とすることにより、その効果が十分に得られる。１０％以下とすることにより、ガラスの溶解温度が高くなるのを防ぎ、また、分相が生じ易くなり、反射率が低くなるのを防ぐことができる。
【００４４】
ＭｇＯは必須ではないが、ＳｉＯ２およびＮａ２Ｏと相俟って分相を促進しやすくさせて白色度を向上させたりするなどのために１８％までの範囲で含有してもよい。より好ましくは３％以上、さらに好ましくは５％以上、特に好ましくは７％以上である。
【００４５】
ＭｇＯの含有量を１８％以下とすることにより、白色度が低下するのを防ぐことができる。より好ましくは１１％未満、１０％以下、さらに好ましくは９％以下である。ＭｇＯを含有する場合その含有量は０．５％超であることが好ましい。０．５％超とすることによりその効果が十分に得られる。
【００４６】
ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯは必須ではないが白色度を大きくする効果を有する成分であり、いずれか１以上を含有してもよい。
【００４７】
ＣａＯを含有する場合その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上である。また、１０％以下であることが好ましく、より好ましくは８％以下であり、さらに好ましくは６％以下である。ＣａＯの含有量を１０％以下とすることによりガラスを溶解成形する過程において結晶が析出するのを防ぐことができる。
【００４８】
ＳｒＯを含有する場合その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上であり、また１０％以下であることが好ましく、より好ましくは８％以下である。ＳｒＯの含有量を１０％以下とすることによりガラスを溶解成形する過程において結晶が析出するのを防ぐことができる。
【００４９】
ＢａＯを含有する場合その含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは３％以上、さらに好ましくは５％以上であり、また１２％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは９％以下である。ＢａＯの含有量を１２％以下とすることによりガラスを溶解成形する過程において結晶が析出するのを防ぐことができる。ＢａＯは白色度を促進する効果が他のアルカリ土類金属酸化物より大きい。
【００５０】
これら成分の含有量の合計ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは０〜２０％であることが好ましく、より好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１３％以下、特に好ましくは１２％以下である。ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを１％以上とすることにより、十分な含有効果が得られる。より好ましくは２％以上であり、さらに好ましくは３％以上であり、特に好ましくは５％以上である。また、ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯを２０％以下とすることによりガラスを溶解成形する過程において結晶が析出するのを防ぐことができ、好ましい。
【００５１】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの含有量の合計ＲＯを４％以上とすることにより溶解温度が高くなるのを防ぐことができるため好ましく、より好ましくは６％以上、さらに好ましくは８％以上、特に好ましくは１０％以上である。２５％以下とすることによりガラスを溶解成形する過程において結晶が析出するのを防ぐことができるため好ましく、より好ましくは２２％以下、さらに好ましくは２０％以下である。
【００５２】
ＺｒＯ２は必須ではないが、耐候性を向上させる等のために好ましくは５％まで含有してもよい。ＺｒＯ２の含有量を５％以下とすることにより、白色度が低下するのを防ぐことができるため好ましく、より好ましくは４％以下、さらに好ましくは３％以下である。ＺｒＯ２を含有する場合その含有量は０．５％以上であることが好ましい。０．５％以上とすることにより十分な含有効果が得られる。
【００５３】
Ｎａ２Ｏの含有量は３〜１５％であることが好ましく、より好ましくは５％以上であり、さらに好ましくは８％以上、特に好ましくは９％以上である。より好ましくは１４％以下、さらに好ましくは１３％以下である。Ｎａ２Ｏはガラスの溶融性を向上させる効果があり、５％以上とすることにより十分な含有効果が得られるため好ましい。また、１５％以下とすることにより、ガラスの耐候性が低下するのを防ぐとともに、白色度が低下するのを防ぐことができるため好ましい。特に白みを持たせたい場合には１２％以下が好ましく、より好ましくは１１％以下である。
【００５４】
Ｐ２Ｏ５はガラスの白色化を著しく促進する成分であり、含有することが好ましい。Ｐ２Ｏ５の含有量を１％以上とすることにより、ガラスの白色度が十分となり好ましく、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。一方、１０％以下とすることにより、揮散が生じにくくなり、白色の色ムラが小さくなり、ガラスの美観を維持することができるため好ましく、より好ましくは８％以下、さらに好ましくは７％以下である。
【００５５】
本発明のガラスは本質的に上記成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でそれ以外の成分を用いてもよいが、その場合そのような成分の合計は９％以下であることが好ましい。なお、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｒＯ２、Ｎａ２ＯおよびＰ２Ｏ５の１０成分の含有量の合計は９０％以上であることが好ましく、典型的には９４％以上である。
【００５６】
前記成分以外の成分としてはたとえば以下のようなものが挙げられる。
【００５７】
Ｌａ２Ｏ３およびＮｂ２Ｏ５はガラスの白色度を向上させる効果を有し５％以下の範囲で含有してもよい。５％以下とすることにより、ガラスが脆くなるのを防ぐことができる。より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下である。
【００５８】
また、着色成分として、例えば、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、ＡｇまたはＡｕを含有してもよい。その場合は、最小価数の酸化物基準のモル％表示でこれら着色成分の合計は典型的には５％以下であることが好ましい。
【００５９】
好ましい白色分相ガラスの組成範囲を例示したが、本発明の目的の意図を満たすものは、上記以外の組成であっても、本発明に含まれる。
【００６０】
反射の観点から、分相状態における一相の平均サイズまたは分相したガラスにおける分散相の平均粒子径が４０〜５０００ｎｍであることが好ましく、５０〜３０００ｎｍであることがより好ましく、１００〜２０００ｎｍであることがさらに好ましい。
【００６１】
分散相の平均粒子径はＳＥＭ観察をすることにより測定することができる。ここで、分相状態における一相の平均サイズとは、スピノーダル状態にあっては相互かつ連続的に絡み合った相の幅の平均であり、バイノーダル状態にあっては一方の相が球状の場合はその直径、一方の相が楕円球状の場合はその長径と短径の平均値である。また、分散相の平均粒子径とはバイノーダル状態の場合の前記平均サイズである。
【００６２】
〔白色結晶化ガラス〕
白色結晶化ガラスとしては、ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラス（以下、ネフェリン結晶化ガラスともいう）、β−スポジュメンまたはβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラス（以下、スポジュメン結晶化ガラスともいう）、β−石英固溶体、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ガーナイト（ＺｎＯ・Ａｌ２Ｏ３）、等の結晶が析出した結晶化ガラスが挙げられる。なお、本発明の白色結晶化ガラスは、溶解して得られたガラス中に結晶を成長させて析出させた結晶化ガラスであり、析出する結晶は前記記載の結晶に限らない。
【００６３】
白色結晶化ガラスは前駆体の熱処理を通して製造することができる。結晶化ガラスの製造においては、次の（ｉ）〜（ｉｉｉ）の工程が含まれる。
（ｉ）通常は核形成剤を含むガラス形成バッチを１４００〜１７５０℃で溶融する。
（ｉｉ）溶融体をそのガラス転移温度より低い温度に冷却して所望形状のガラスを形成する。
（ｉｉｉ）ガラスを規定の熱処理法に供してガラスを結晶化させる。
【００６４】
前記（ｉｉｉ）の工程は次の（ｉｉｉ−１）および（ｉｉｉ−２）の２段階の工程に分けられる。
【００６５】
（ｉｉｉ−１）最初に原ガラスをガラス転移温度またはそれよりわずかに高い温度に加熱して、ガラス中に核を生成させる工程
ガラス中に核を生成させる熱処理の条件としては、温度は９５０℃以下であることが好ましく、９００℃以下であることがより好ましい。また、熱処理時間は、１〜１０時間であることが好ましく、２〜６時間であることがより好ましい。
【００６６】
（ｉｉｉ−２）ガラスをより一層高い温度に、時にはその軟化点より高い温度に加熱して、（ｉｉｉ−１）において形成させた核の上に結晶を成長させる工程
結晶を成長させる熱処理の条件としては、温度は８５０〜１２００℃であることが好ましく、９００〜１１５０℃であることがより好ましい。また、熱処理時間は、１〜１０時間であることが好ましく、２〜６時間であることがより好ましい。
【００６７】
なお、核生成と結晶成長は同時に行ってもよく、前記、（ｉｉｉ−１）または（ｉｉｉ−２）の一方のみでもよい。
【００６８】
結晶化機構においては、前もって形成させた無数の核の上に結晶が実質的に成長するため、ガラス母体内に均一に分散した比較的均一な大きさの微細結晶を含む微細構造の結晶を含む結晶化ガラスが得られ、坑道またはトンネルの内装用に好適な反射性能を有することができる。
【００６９】
（ネフェリン結晶化ガラス）
ネフェリン固溶体結晶は式Ｎａ８−ｘＫｘＡｌ８Ｓｉ８Ｏ３２（式中ｘは０〜８の範囲で変化する）で表わされる結晶である。なお、ｘが８の場合はカルシライト結晶である。典型的には、ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの１０〜９０％が結晶質である。
【００７０】
ネフェリン固溶体結晶中に出現する結晶相は、ガラスの組成およびガラスに適用される熱処理に依存する。「ネフェリン」は六方晶系に属する結晶構造を有し、一般化学式Ｎａ８−ｘＫｘＡｌ８Ｓｉ８Ｏ３２により識別される天然鉱物を示す。しかし、鉱物ネフェリンは広範な固溶体として存在し、十分に解明されていない（Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｐａｐｅｒ  Ｎｏ  １３０９，‘Ｎｅｐｈｅｌｉｎｅ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ’）。
【００７１】
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおいても同様であり、結晶成長は不平衡条件下で起こるため固溶体の範囲はさらに一層広範である。したがって、準安定結晶ガラスが成長し得る。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの結晶相は実質的に変化してもよく、これらの結晶はＸ線回折分析においてネフェリン固溶体結晶と共通の回折ピークを示すが、ピーク間隔および強度は結晶相の性質によって変化してもよい。
【００７２】
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスは、Ｎａ２Ｏを含有していることが好ましい。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおけるＮａ２Ｏの含有量は、１０〜３０％であることが好ましく、１２〜２４％であることがより好ましく、１５〜２０％であることがさらに好ましい。
【００７３】
ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３はネフェリン固溶体の主成分であり、必須である。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおけるＳｉＯ２の含有量は、４０〜７０％であることが好ましく、４５〜６４％であることがより好ましい。ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおけるＡｌ２Ｏ３の含有量は、８〜２８％であることが好ましく、１５〜２５％であることがより好ましく、２０〜２４％であることがさらに好ましい。
【００７４】
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスに、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯおよびＰ２Ｏ５のいずれか１つは核生成剤として必須である。
【００７５】
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスにおける核生成剤の含有量は、１〜１２％であることが好ましく、２〜１０％であることがより好ましい。
【００７６】
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスは、Ｋ２Ｏを含有してもよく、好ましくは２％以上であり、好ましくは１０％以下であり、より好ましくは８％以下である。Ｋ２Ｏはネフェリン固溶体結晶を形成する成分の１つであるとともに、溶融性を向上させる成分である。Ｋ２Ｏの含有量を１０％以下とすることにより耐候性が低下するのを防ぐことができる。
【００７７】
ネフェリン固溶体結晶を含む結晶化ガラスの反射率は、ガラス組成および結晶化処理条件を調整することで、調整することができる。
【００７８】
白色結晶化ガラスに、着色成分として、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、ＡｇまたはＡｕを添加してもよい。添加する場合は、酸化物基準のモル％表示で５％以下とすることが好ましい。
【００７９】
（スポジュメン結晶化ガラス）
スポジュメン結晶化ガラスは、β−スポジュメンまたはβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする結晶化ガラスである。
【００８０】
スポジュメン結晶化ガラスの組成は、ガラス形成バッチにおける酸化物として、ＳｉＯ２ガラスの骨格を形成すると共に、結晶を構成する成分であり、その含有量は５０〜７５％であることが好ましく、より好ましくは６０〜７０％である。ＳｉＯ２が５０％以上であることにより、溶解する過程において意図しない結晶の析出が抑えられ、生産し易くなる。また、７５％以下であることにより、ガラスの粘度が高くなりすぎることなく、ガラスの溶融が容易となる。
【００８１】
Ａｌ２Ｏ３はガラスの骨格を形成すると共に、結晶を構成する成分であり、その含有量１〜２５％であることが好ましく、より好ましくは５〜２０％である。Ａｌ２Ｏ３を２５％以下とすることにより、ガラスの粘度が高くなりすぎることなく、ガラスの溶融が容易となる。
【００８２】
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの液相温度を下げる効果があり、その含有量は０〜８％であることが好ましく、より好ましくは１〜５％である。Ｂ２Ｏ３を８％以下とすることにより、ガラス転移点が低下するのを防ぐことができる。
【００８３】
Ｌｉ２Ｏは結晶構成成分であり、結晶性に大きな影響を与えると共に、ガラスの粘性を低下させる働きがあり、その含有量は３〜１８％であることが好ましく、より好ましくは５〜１５％である。Ｌｉ２Ｏを１８％以下とすることにより、ガラスを溶解する過程において意図しない結晶の析出しにくくなる。
【００８４】
Ｎａ２Ｏはガラスの溶融性を向上する成分であり、その含有量は０〜１０％であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５％である。
【００８５】
Ｋ２Ｏはガラスの溶融性を向上すると共に、熱膨張係数を調整する成分であり、その含有量は０〜１０％であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５％である。ＭｇＯの含有量は０〜１６％であることが好ましく、より好ましくは１〜１０％である。
【００８６】
Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２またはＺｒＯ２は、核形成促進剤として働き、ガラスの結晶性を向上させる成分である。いずれか一方、もしくは合量で、その含有量は１〜８％であることが好ましく、より好ましくは２〜５％である。１％以上とすることで、核生成促進剤として十分に機能する。８％以下とすることにより、溶解する過程において意図しない結晶の析出を抑制しガラスの溶融が容易となる。
【００８７】
また、着色成分として、例えば、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｅｕ、ＡｇまたはＡｕを含有してもよい。その場合は、最小価数の酸化物基準のモル％表示でこれら着色成分の合計は典型的には５％以下であることが好ましい。
【００８８】
通常、前記のスポジュメン結晶化ガラスを形成するための方法としては、まず所望の組成を有するガラスとなるように原料を調製し、これを好ましくは１４００〜１７５０℃にて溶融した後、所望の形状に成形することによって結晶性ガラス成形体を作製する。
【００８９】
次いで、得られた結晶性ガラス成形体を好ましくは６００〜９００℃にて好ましくは０．５〜５時間保持して核形成を行い、β−スポジュメン固溶体を含む結晶化ガラスとする場合は好ましくは８００〜１２００℃にて好ましくは０．５〜３時間熱処理して結晶（β−スポジュメン固溶体）をガラス内部に析出させる。
【００９０】
本発明の白色ガラスは、密度が３．０ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましく、より好ましくは２．８ｇ／ｃｍ３以下である。密度が３．０ｇ／ｃｍ３以下であることにより、軽量化することができる。
【００９１】
本発明の白色ガラスは、フィラー混合ガラスを含まないことが好ましい。フィラー混合ガラスを含有する場合は、その混合量は１％以下とすることが好ましい。ここで、フィラーとはセラミック粉末または結晶粉末のことであり、フィラー混合ガラスとはフィラーをガラスに混合して加熱成形して得られたものをいう。なお、溶融して得られた均一なガラスから析出した結晶はフィラーに含まない。
【００９２】
フィラーとしては、例えば、窒化アルミニウム、酸化ジルコニア、ジルコンおよび酸化チタンなどが挙げられる。フィラー混合ガラスは気泡が入り易く、またフィラーと母ガラスの熱膨張差による応力により強度が低下する恐れがある。フィラー混合ガラスを含まないことにより、ガラスの強度を向上することができる。
【００９３】
本発明の白色ガラスは、耐酸性（９０℃にて２０時間０．１Ｍ  ＨＣｌ処理）が２ｍｇ／ｃｍ２以下であることが好ましく、１ｍｇ／ｃｍ２以下であることがより好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。耐酸性（９０℃にて２０時間０．１Ｍ  ＨＣｌ処理）が２ｍｇ／ｃｍ２以下であることにより、排気ガスに含まれる硫黄酸化物（ＳＯＸ）または窒素酸化物（ＮＯＸ）に対する耐性を向上することができる。
【００９４】
本発明の白色ガラスは、耐アルカリ性（９０℃にて２０時間０．１Ｍ  ＮａＯＨ処理）が２ｍｇ／ｃｍ２以下であることが好ましく、１ｍｇ／ｃｍ２以下であることがより好ましい。耐アルカリ性（９０℃にて２０時間０．１Ｍ  ＮａＯＨ処理）が２ｍｇ／ｃｍ２以下であることにより、壁面に使用されているコンクリートなどから溶出するアルカリ成分に対する耐性を向上することができる。
【００９５】
本発明の白色ガラスは、曲げ強度が６０ＭＰａ以上であることが好ましく、より好ましくは８０ＭＰａ以上である。曲げ強度が６０ＭＰａ以上であることにより、車の衝突または径時劣化にともなう壁面の変形などに対する十分な強度が得られる。曲げ強度は、実施例において後述するように３点曲げ試験により測定する。
【００９６】
本発明の白色ガラスは、典型的には板状である。また、平板状だけでなく、曲面状に成形されてもよい。この場合、平板またはブロック等に成形したガラスを再加熱し軟化した状態で自重変形させてもよいし、プレス成形してもよい。また、溶融ガラスを直接プレス型上に流出しプレス成形する、いわゆるダイレクトプレス法にて所望の形状に成形してもよい。
【００９７】
本発明の白色ガラスの表面は、平面であってもよいし、凸凹模様であってもよい。凸凹模様は、ガラスが軟化している状態で、表面が凸凹状態であるローラーで挟みこんでもよいし、プレスにより凸凹模様をつけてもよい。また、表面は鏡面であってもよいし、研磨粉またはエッチングにより、すりガラス状にしてもよい。
【００９８】
本発明の白色ガラスは、典型的には化学強化しないが、化学強化してもよいし、物理強化してもよい。強化することにより、さらに強度を増すことが出来る。
【００９９】
本発明の白色ガラスは、ＪＩＳ  Ｚ８７２９（２００４年）に準拠したＣＩＥ１９７６表色系における明度Ｌ＊が８５以上であることが好ましい。より好ましくは９０以上である。Ｌ＊が８５以上でより、明るく感じることができる。また、色度ａ＊は−６〜＋６であることが好ましく、より好ましくは−３〜＋３である。色度ｂ＊は−６〜＋６であることが好ましく、より好ましくは−３〜＋３である。色度ａ＊、ｂ＊が−６〜＋６であることにより、白色を有する意匠性の高い白色ガラスが得られる。
【実施例】
【０１００】
〔ガラスの製造〕
表１に示す組成である実施例１（白色分相ガラス）、実施例２（白色結晶化ガラス）および実施例３（白色結晶化ガラス）を下記方法により作製した。
【０１０１】
【表１】
2015040384.tif 000002
【０１０２】
（実施例１：白色分相ガラス）
ガラス原料を適宜選択し、表１の実施例１に示す組成のガラスとして３００ｇとなるように秤量および混合した。ついで、白金製るつぼに入れ、１６００℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、３時間溶融し、脱泡、均質化した後、１３６０℃まで１０分間で降温し、３０分間保持した。その後、型材に流し込み、ガラス転移点から３０℃程度高い温度にて１時間保持後、毎分１℃の冷却速度にて室温まで冷却して、白色分相ガラスを得た。
【０１０３】
（実施例２：白色結晶化ガラス）
ガラス原料を適宜選択し、表１の実施例２に示す組成のガラスとして３００ｇとなるように秤量および混合した。ついで、白金製るつぼに入れ、１６５０℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、３時間溶融し、脱泡、均質化した後、型材に流し込み、ガラス転移点から３０℃程度高い温度にて１時間保持後、毎分１℃の冷却速度にて室温まで冷却することで透明なガラスを得た。得られたガラスを再び抵抗加熱式電気炉に投入し、毎分１０℃の加熱速度で８５０℃まで昇温した後、８５０℃にて４時間保持し、さらに毎分１０℃の加熱速度で１１００℃まで昇温した後、１１００℃にて４時間保持し、毎分１０℃の冷却速度で室温まで冷却して白色ネフェリン結晶化ガラスを得た。
【０１０４】
（実施例３：白色結晶化ガラス）
ガラス原料を適宜選択し、表１の実施例３に示す組成のガラスとして３００ｇとなるように秤量および混合した。ついで、白金製るつぼに入れ、１６５０℃の抵抗加熱式電気炉に投入し、３時間溶融し、脱泡、均質化した後、型材に流し込み、ガラス転移点から３０℃程度高い温度にて１時間保持後、毎分１℃の冷却速度にて室温まで冷却することで透明なガラスを得た。得られたガラスを毎分１０℃の加熱速度で８３０℃まで昇温した後、８３０℃にて４時間保持し、さらに毎分１０℃の加熱速度で９２５℃まで昇温した後、９２５℃にて９時間保持し、毎分１０℃の冷却速度で室温まで冷却して、白色スポジュメン結晶化ガラスを得た。
【０１０５】
〔評価方法〕
（１）全光反射率
厚みが１ｍｍと３ｍｍである白色ガラスの全光反射率はＪＩＳ  Ｒ  ３１０６（１９９８年）に準じてＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製Ｌａｍｂｄａ  ９５０紫外可視近赤外分光光度計により測定した。波長６００ｎｍの全光反射率をＲ６００、可視光領域（４００−８００ｎｍ）の最大全光反射率をＲｍａｘ、最小全光反射率をＲｍｉｎで示す。
（２）密度
密度はアルキメデス法により測定した。
（３）ヤング率
ヤング率は、厚さが４〜１０ｍｍ、大きさが約４０ｍｍ×４０ｍｍのガラス板について、超音波パルス法により測定した。
（４）耐酸性
耐酸性は、ガラスを０．１Ｍ  ＨＣｌ水溶液に９０℃にて１時間または２０時間浸漬させた後の表面積あたりの質量減を測定した。表面積は、試験前のガラス表面積とし、試験前後の重量変化量を表面積で除して、単位面積当たりの質量減を求めた。
（５）耐アルカリ性
耐アルカリ性は、ガラスを０．１Ｍ  ＮａＯＨ水溶液に９０℃にて１時間または２０時間浸漬させた後の表面積あたりの質量減を測定した。表面積は、試験前のガラス表面積とし、試験前後の重量変化量を表面積で除して、単位面積当たりの質量減を求めた。
（６）曲げ強度  曲げ強度は、サンプル形状４０×５×１ｍｍの両面を酸化セリウムで鏡面研磨したガラス板を用い、室温において、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分、支持台スパン３０ｍｍの条件で３点曲げ試験にて測定した。
（７）色度
大きさが約３０ｍｍ×約３０ｍｍ、厚さが１ｍｍで、上下面が鏡面加工されたサンプルを作製した。色相と彩度を示す色度（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）値について、ＣＩＥ（国際照明委員会）で基準化され、ＪＩＳ［ＪＩＳ  Ｚ８７２９（２００４年）］に規格化されたＬ＊ａ＊ｂ＊表色系測定に準拠した、色彩計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、ｃｏｌｏｒ  ｉ７）にて、Ｄ６５光源、で、Ｌ＊＝９８．４４、ａ＊＝−０．２０、ｂ＊＝０．２３の白色標準板［株式会社エバーズ、ＥＶＥＲ−ＷＨｌＴＥ（Ｃｏｄｅ  Ｎｏ．９５８２）］上に１ｍｍ厚のガラスを置いて測定した。
【０１０６】
結果を表２に示す。
【０１０７】
【表２】
2015040384.tif 000003
【０１０８】
実施例１〜３の厚さ１ｍｍで４０×５ｍｍに鏡面研磨したガラス板を化学強化した。イオン交換した溶融塩、溶融塩温度、イオン交換時間を表３に記す。また、イオン交換した白色ガラスの曲げ強度を室温において、クロスヘッド速度０．５ｍｍ／分、支持台スパン３０ｍｍの条件で３点荷重法にて測定した。結果を表３に記す。
【０１０９】
【表３】
2015040384.tif 000004
【０１１０】
表２に示す結果から、本発明の白色ガラスは、耐酸性および耐アルカリ性に優れていることがわかった。特に、白色分相ガラスである実施例１の耐酸性および耐アルカリ性はそれぞれ０．１ｍｇ／ｃｍ２以下および０．３ｍｇ／ｃｍ２以下であり、優れていることがわかった。
【０１１１】
また、波長６００ｎｍにおける全光反射率が５０％以上であるとともに、曲げ強度も６０ＭＰａ以上あり、本発明の白色ガラスは反射性能および強度の点においても優れた特性を有することがわかった。
【０１１２】
また、表３に示すように、化学強化した白色ガラスの曲げ強度は５００ＭＰａ以上であり、強度の点において、優れた特性を有することが分かった。