(57)【要約】【課題】プレス成形等に適した低温成形用ガラス及びそのような低温成形用ガラスを用いたガラス成形品の製造方法を提供する。【解決手段】低温成形用ガラス及びそのような低温成形用ガラスを用いたガラス成形品の製造方法であって、ガラス原料として、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、を含む低温成形用ガラスであって、全体量に対して、Ｐ2Ｏ5の添加量を４０〜６０重量％の範囲内の値とし、ＢａＯの添加量を１０〜４０重量％の範囲内の値とし、ＺｎＯの添加量を１〜４０重量％の範囲内の値とし、かつ、ＳＯ3の添加量を０．１〜２０重量％の範囲内の値としたガラス組成物を使用する。【選択図】図１
2008094651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料として、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、を含む低温成形用ガラスであって、
全体量に対して、前記Ｐ2Ｏ5の添加量を４０〜６０重量％の範囲内の値とし、前記ＢａＯの添加量を１０〜４０重量％の範囲内の値とし、前記ＺｎＯの添加量を１〜４０重量％の範囲内の値とし、かつ、前記ＳＯ3の添加量を０．１〜２０重量％の範囲内の値とすることを特徴とする低温成形用ガラス。
【請求項２】
前記ガラス原料として、Ａｌ2Ｏ3をさらに含むとともに、当該Ａｌ2Ｏ3の添加量を、全体量に対して、０．１〜２０重量％の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１に記載の低温成形用ガラス。
【請求項３】
前記ガラス原料として、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの少なくとも一つをさらに含むとともに、当該Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計添加量を、全体量に対して、１〜３０重量％の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の低温成形用ガラス。
【請求項４】
転移温度を２５０〜４５０℃の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の低温成形用ガラス。
【請求項５】
屈伏温度を２５０〜５００℃の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の低温成形用ガラス。
【請求項６】
失透開始温度を５００〜６５０℃の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の低温成形用ガラス。
【請求項７】
低温成形用ガラスを用いた、成形装置によるガラス成形方法であって、
前記低温成形用ガラスとして、ガラス原料として、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、を含む低温成形用ガラスであって、全体量に対して、前記Ｐ2Ｏ5の添加量を４０〜６０重量％の範囲内の値とし、ＢａＯの添加量を１０〜４０重量％の範囲内の値とし、ＺｎＯの添加量を１〜４０重量％の範囲内の値とし、かつ、ＳＯ3の添加量を０．１〜２０重量％の範囲内の値としたガラス組成物を使用するともに、
前記成形装置として、プレス装置を用いることを特徴とするガラス成形方法。
【請求項８】
前記成形装置の成形温度を２５０〜５００℃の範囲内の値とすることを特徴とする請求項７に記載のガラス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温成形用ガラス及びガラス成形方法に関し、特に、プレス成形に適した低温成形用ガラス及びガラス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソーダガラス原料等からなるガラスは化学的に安定で、透明性に優れている一方、溶融温度が一般に１０００℃以上と高いことから、ブロー成形法が多用されていた。より詳細には、第一段階として、溶融ガラスを粗型に導入した後、かかる粗型内部にプランジャーを挿入し、その先端部から噴出されるカウンターブロー用エアーによってパリソン(粗形状のガラス容器)を成形し、次いで、第二段階として、成形されたパリソンを粗型から仕上型に移動した後、ファイナルブロー用エアーによって、所望の形状のガラス容器を製造していた。
【０００３】
しかしながら、ブロー成形法以外に、低温成形用ガラス材料（低融点ガラス）を用いて、２５０〜４００℃程度の低温でプレス成形することが望まれている。
そこで、Ｐ−Ｓｎ−Ｏ−Ｆ系のガラス組成物において、ガラス形成成分に加えて耐久性改善成分を含有してなり、Ｓｎ＋Ｐ＋Ｏ＋Ｆの合計量が７５重量％未満で、耐久性テストにおける減量率が０．２重量％以下であることを特徴とする低融点ガラスが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、更なる効率的成形や精度向上のために、所定の低温成形用ガラス材料（低融点ガラス）を用いて、射出成形することも試みられている。
例えば、このような低融点ガラスとしては、Ｐｂ化合物を実質的に含有せず、中屈折率・低分散であって、しかもＴｇ及びＴＬが低く精密プレス成形に適した光学ガラスが提案されている（例えば、特許文献２）。
より具体的には、重量換算で、Ｐ２Ｏ５：４０〜５０％、Ｂ２Ｏ３：０．１〜５％、ＺｎＯ：１〜３０％、ＢａＯ：１５〜４９％、ＳｒＯ：０〜１５％（ただし、ゼロを含む）、ＣａＯ：０〜５％（ただし、ゼロを含む）、ＭｇＯ：０〜５％（ただし、ゼロを含む）、ＲＯ（Ｒ＝Ｚｎ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）の総量：３５〜５０％、Ｌｉ２Ｏ：０〜０．５％（ただし、ゼロを含む）、Ｎａ２Ｏ：１〜１２％、Ｋ２Ｏ：０〜１０％（ただし、ゼロを含む）、Ｒ’２Ｏ（Ｒ’＝Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ）の総量：２〜１５％、Ａｌ２Ｏ３：１〜５％、Ｂｉ２Ｏ３：０．１〜４％の各ガラス成分を含有する光学ガラスが提案されている。
【０００５】
さらに、鉛やフッ素を含まないリン酸系の低融点ガラスとしては、Ｐ2Ｏ5：１５〜４３モル％、ＳＯ3：０．１〜３８モル％、Ｌｉ2Ｏ：０〜２５モル％、Ｎａ2Ｏ：０〜２５モル％、Ｋ2Ｏ：０〜２５モル％、ＣａＯ：０〜１０モル％、ＳｒＯ：０〜１０モル％、ＢａＯ：０〜１０モル％、Ｂ2Ｏ3：０．１〜２０モル％を含むとともに、遷移金属、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｂから選ばれる１種以上の元素の酸化物１〜５５モル％からなる低融点ガラスが開示されている（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−４８５７４（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００４−２６２７０３（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開平９−３３３５（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたガラス組成物の場合、フッ素材料を用いる必要があって、製造コストが高くなるばかりか、安全性に乏しいという問題があった。さらには、溶融粘度が未だ高くて、プレス成形等に使用できないという問題点が見られた。
また、特許文献２に開示された低融点ガラスは、ガラス成分として、所定量のＳＯ3を含んでいない一方、Ｂ２Ｏ３やＢｉ２Ｏ３を添加しなければならないことから、融点が未だ高く、成形温度を低下させることが困難であるという問題が見られた。
さらに、特許文献３に開示された燐酸系の低融点ガラスは、遷移金属、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｎ、ＰｂおよびＳｂから選ばれる１種以上の元素の酸化物を、所定量添加しなければならず、ガラス成分の構成が複雑であるばかりか、低融点性が不十分であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の発明者らは、上記の問題に鑑み鋭意検討したところ、安価でかつ安全性が高いガラス原料を用いるとともに、それらの配合割合を特定範囲に制御することによって、失透することなく、透明性や機械的特性に優れ、かつ、成形温度を著しく低下させられることを見出した。
よって、本発明の目的は、プレス装置等に好適に用いられる低温成形用ガラス及び、そのような低温成形用ガラスを用いたガラス成形品の安定的な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ガラス成分として、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、を含む低温成形用ガラスであって、全体量に対して、Ｐ2Ｏ5の添加量を４０〜６０重量％の範囲内の値とし、ＢａＯの添加量を１０〜４０重量％の範囲内の値とし、ＺｎＯの添加量を１〜４０重量％の範囲内の値とし、かつ、ＳＯ3の添加量を０．１〜２０重量％の範囲内の値とした低温成形用ガラスが提供され、上述した問題点を解決することができる。
すなわち、このように安価でかつ安全性が高いガラス原料を用いるとともに、それらの配合割合を特定範囲に制御することによって、失透することなく、透明性や機械的特性に優れ、かつ、成形温度が低い低温成形用ガラスを安定的に得ることができる。したがって、プレス装置等に好適に用いられる低温成形用ガラスを安定的に得ることができる。
【０００９】
また、本発明の低温成形用ガラスを構成するにあたり、ガラス原料として、Ａｌ2Ｏ3をさらに含むとともに、当該Ａｌ2Ｏ3の添加量を、全体量に対して、０．１〜２０重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、屈折率や流動性の調整が容易になるばかりか、耐水性等を容易に調整することができる。
【００１０】
また、本発明の低温成形用ガラスを構成するにあたり、ガラス原料として、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの少なくとも一つをさらに含むとともに、当該Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計添加量を、全体量に対して、１〜３０重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、屈折率や流動性の調整が容易になるばかりか、転移温度等のガラス特性を容易に調整することができる。
【００１１】
また、本発明の低温成形用ガラスを構成するにあたり、転移温度を２５０〜４５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、使用可能なガラス原料の選択範囲を狭めることなく、プレス装置等を用いて、透明性や機械的強度に優れた低温成形用ガラスを安定的に得ることができる。
【００１２】
また、本発明の低温成形用ガラスを構成するにあたり、屈伏温度を２５０〜５００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、使用可能なガラス原料の選択範囲を狭めることなく、プレス装置等を用いて、透明性や機械的強度に優れた低温成形用ガラスをさらに安定的に得ることができる。
【００１３】
また、本発明の低温成形用ガラスを構成するにあたり、失透開始温度を５００〜６５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、使用可能なガラス原料の選択範囲を狭めることなく、プレス装置等を用いて、透明性や機械的強度に優れた低温成形用ガラスをさらに安定的に得ることができる。
【００１４】
また、本発明の別の態様としては、低温成形用ガラスを用いた、成形装置によるガラス成形方法であって、低温成形用ガラスとして、ガラス原料として、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、を含む低温成形用ガラスであって、全体量に対して、Ｐ2Ｏ5の添加量を４０〜６０重量％の範囲内の値とし、ＢａＯの添加量を１０〜４０重量％の範囲内の値とし、ＺｎＯの添加量を１〜４０重量％の範囲内の値とし、かつ、ＳＯ3の添加量を０．１〜２０重量％の範囲内の値としたガラス組成物を使用するともに、成形装置として、プレス装置を用いることを特徴とするガラス成形方法である。
すなわち、このようにプレス装置を用いてガラス成形方法を実施することにより、安価でかつ安全性が高いガラス原料を用いるとともに、それらの配合割合を特定範囲に制御することによって、失透することなく、透明性や機械的特性に優れ、かつ、成形温度が低い低温成形用ガラスを安定的に得ることができる。
【００１５】
また、本発明のガラス成形方法を実施するにあたり、成形装置の成形温度を２５０〜４００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
このような温度で、プレス装置を用いてガラス成形方法を実施することにより、失透することなく、透明性や機械的特性に優れ、かつ、成形温度が低い低温成形用ガラスを安定的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[第１の実施形態]
第１の実施形態は、ガラス原料として、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、を含む低温成形用ガラスであって、全体量に対して、Ｐ2Ｏ5の添加量を４０〜６０重量％の範囲内の値とし、ＢａＯの添加量を１０〜４０重量％の範囲内の値とし、ＺｎＯの添加量を１〜４０重量％の範囲内の値とし、かつ、ＳＯ3の添加量を０．１〜２０重量％の範囲内の値とした低温成形用ガラスである。
以下、第１の実施形態における低温成形用ガラスを、構成要件等に分けて具体的に説明する。
【００１７】
１．ガラス原料
（１）Ｐ2Ｏ5
Ｐ2Ｏ5は、低温成形用ガラスのガラス原料として、必須構成成分であり、基本的に網目形成酸化物としての機能を果たすが、その他、透明性改善機能にも関与する。
ここで、Ｐ2Ｏ5の含有量を、全体量に対して、４０〜６０重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるＰ2Ｏ5の含有量が４０重量％未満となると、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下する場合があるためである。一方、かかるＰ2Ｏ5の含有量が６０重量％を超えると、低温成形用ガラスが着色したり、低温成形性に乏しくなったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの透明性等と、低温成形性等とのバランスがより良好となるため、Ｐ2Ｏ5の含有量を、全体量に対して、４３〜５８重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、４５〜５５重量％の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００１８】
また、ガラス原料としてのＰ2Ｏ5は、室温（２５℃）で液状である一方、安定的であることが好ましい。
したがって、全体量に対して、水分を８０〜９重量％程度含むＰ2Ｏ5水溶液であることが好ましい。なお、このようなＰ2Ｏ5水溶液を用いることによって、Ｐ2Ｏ5自体の保存安定性を高めることができる一方、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯ及びＳｒＯあるいはいずれか一方の酸化物との混合性が良好になって、失透することなく、透明性や機械的特性に優れ、かつ、成形温度が低い低温成形用ガラスを安定的に得ることができる。
【００１９】
（２）ＢａＯ
また、ＢａＯは、低温成形用ガラスのガラス原料として、必須構成成分であって、それぞれガラス化するとともに、適当な耐水性や耐熱性を得る目的のために添加される。
ここで、ＢａＯの添加量を、全体量に対して、１０〜４０重量％の範囲内の値とする。
この理由は、かかるＢａＯの添加量が１０重量％未満の値になると、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下するためである。一方、かかるＢａＯの添加量が４０重量％を超えると、低温成形用ガラスが着色したり、低温成形性に乏しくなったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの透明性等と、低温成形性等とのバランスがより良好となるため、ＢａＯの添加量を、全体量に対して、１２〜３５重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、１５〜３０重量％の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２０】
また、Ｐ2Ｏ5／ＢａＯの重量比率を１〜４の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるＰ2Ｏ5／ＢａＯの重量比率が１未満の値になると、成形条件によっては、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下する場合があるためである。一方、かかるＰ2Ｏ5／ＢａＯの重量比率が４を超えると、低温成形用ガラスが着色したり、低温成形性に乏しくなったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの透明性等と、低温成形性等とのバランスがより良好となるため、Ｐ2Ｏ5／ＢａＯの重量比率を１．２〜３．５の範囲内の値とすることがより好ましく、１．５〜３．０の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２１】
（３）ＺｎＯ
また、ＺｎＯは、低温成形用ガラスのガラス原料として、必須構成成分であって、それぞれガラス化するとともに、適当な耐水性や耐熱性を得る目的のために添加される。
ここで、ＺｎＯの添加量を、全体量に対して、１〜４０重量％の範囲内の値とする。
この理由は、かかるＺｎＯの添加量が１重量％未満の値になると、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下するためである。一方、かかるＺｎＯの添加量が４０重量％を超えると、低温成形用ガラスが着色したり、低温成形性に乏しくなったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの透明性等と、低温成形性等とのバランスがより良好となるため、ＺｎＯの添加量を、全体量に対して、５〜３０重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、８〜２０重量％の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２２】
また、Ｐ2Ｏ5／ＺｎＯの重量比率を２〜８の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるＰ2Ｏ5／ＺｎＯの重量比率が２未満の値になると、成形条件によっては、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下する場合があるためである。一方、かかるＰ2Ｏ5／ＺｎＯの重量比率が８を超えると、低温成形用ガラスが着色したり、低温成形性に乏しくなったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの透明性等と、低温成形性等とのバランスがより良好となるため、Ｐ2Ｏ5／ＺｎＯの重量比率を２．５〜７の範囲内の値とすることがより好ましく、３〜６の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２３】
（４）ＳＯ3
また、ＳＯ3は、低温成形用ガラスのガラス原料として、必須構成成分であって、それぞれガラス化するとともに、粘度を低下するために添加される。
ここで、ＳＯ3の添加量を、全体量に対して、０．１〜２０重量％の範囲内の値とする。
この理由は、かかるＳＯ3の添加量が０．１重量％未満の値になると、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの粘度が高くなるためである。一方、かかるＳＯ3の添加量が２０重量％を超えると、低温成形用ガラスが着色したり、低温成形性に乏しくなったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの粘度と、低温成形性等とのバランスがより良好となるため、ＳＯ3の添加量を、全体量に対して、０．５〜１５重量％の範囲内の値とすることがより好ましく、１〜１０重量％の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２４】
また、Ｐ2Ｏ5／ＳＯ3の重量比率を５〜２０の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるＰ2Ｏ5／ＳＯ3の重量比率が５未満の値になると、成形条件によっては、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下する場合があるためである。一方、かかるＰ2Ｏ5／ＳＯ3の重量比率が２０を超えると、低温成形用ガラスが着色したり、低温成形性に乏しくなったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの透明性等と、低温成形性等とのバランスがより良好となるため、Ｐ2Ｏ5／ＳＯ3の重量比率を８〜１８の範囲内の値とすることがより好ましく、１０〜１５の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２５】
（５）Ａｌ2Ｏ3
また、ガラス原料として、Ａｌ2Ｏ3をさらに含むとともに、当該Ａｌ2Ｏ3の添加量を、全体量に対して、０．１〜２０重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、屈折率や流動性の調整が容易になるばかりか、低融点ガラスの耐水性等を容易に調整することができるためである。
【００２６】
（６）Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ
また、ガラス原料として、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの少なくとも一つをさらに含むとともに、当該Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏの合計添加量を、全体量に対して、１〜３０重量％の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、屈折率や流動性の調整が容易になるばかりか、転移温度等のガラス特性を容易に調整することができるためである。
【００２７】
（７）着色剤
また、ガラス原料として、積極的に着色剤を添加することにより、着色低温成形用ガラスとすることができる。
そして、このような着色剤としては、ＣｏＯ、ＣｒＯ、Ｆｅ、Ｔｉ、ＥｕＯ、ＮｂＯ等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、このような着色剤の添加量は、低温成形用ガラスの用途において要求される物性等を考慮して定めることが好ましいが、具体的に、全体量に対して、０．０１〜１０重量％の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２８】
２．低温成形用ガラス
（１）転移温度
また、低温成形用ガラスの転移温度を２５０〜４５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる転移温度が２５０℃未満の値になると、使用可能なガラス原料の範囲が過度に狭くなったり、成形条件によっては、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下したりする場合があるためである。一方、かかる転移温度が４５０℃を超えると、プレス装置等を用いて、安定的に低温成形用ガラスを製造することが困難になったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの転移温度を２８０〜４２０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、３００〜４００℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００２９】
（２）屈伏点温度
また、低温成形用ガラスの屈伏点温度を２５０〜５００℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる屈伏点温度が２５０℃未満の値になると、使用可能なガラス原料の範囲が過度に狭くなったり、成形条件によっては、ガラス化できなくなって、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下したりする場合があるためである。一方、かかる屈伏点温度が５００℃を超えると、プレス装置等を用いて、安定的に低温成形用ガラスを製造することが困難になったりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの屈伏点温度を３００〜４５０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、３００〜４２０℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
【００３０】
（３）失透開始温度
また、低温成形用ガラスの失透開始温度を５００〜６５０℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる失透開始温度が５００℃未満の値になると、失透しやすくなって、プレス装置等を用いて、安定的に低温成形用ガラスを製造することが困難になったりする場合があるためである。一方、かかる失透開始温度が６５０℃を超えると、使用可能なガラス原料の範囲が過度に狭くなったり、成形条件によっては、ガラス化できなくなったり、低温成形用ガラスの透明性や機械的強度が低下したりする場合があるためである。
したがって、低温成形用ガラスの屈伏点温度を３００〜４５０℃の範囲内の値とすることがより好ましく、３００〜４２０℃の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、低温成形用ガラスの失透開始温度を調整するにあたり、低温成形用ガラスの転移温度を考慮することが好ましい。すなわち、プレス装置等を用いて、安定的に低温成形用ガラスを製造するためには、かかる失透開始温度と、転移温度との差が２００℃以上の値となるように、両者を調整することが好ましく、２５０℃以上の値となるように、両者を調整することがさらに好ましい。
【００３１】
３．用途
また、低温成形用ガラスの用途は特に制限されるものでなく、各種ガラス成形品やガラス工芸品、あるいは各種ガラス材料、さらには、ガラス被覆材やガラス装飾材の用途に用いることができる。より具体的には、光学レンズ、光学記録媒体、ガラスプレート、窓ガラス、ガラス容器、ガラス繊維、ガラス粒子、ガラス封止材、ガラス系接着剤、ガラス系装飾材等が挙げられる。
また、低温成形用ガラスと、各種異種材料との組み合わせ用途も挙げられる。例えば、低温成形用ガラスと、各種ポリマー、各種繊維、各種フィルム、各種金属、各種セラミック、各種樹脂成形品、各種セラミック成形品、各種木製成形品との組み合わせ用途も挙げられる。特に、従来の成形用ガラス、例えば、ソーダ石灰ガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、リン酸塩ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス等と組み合わせることにより、新規な特性を備えたガラス組成物あるいはそれからなる複合ガラス成形品とすることができる。
また、用途として、無色透明を要求されるガラス組成物に用いることも好ましいが、着色透明ガラスや着色半透明ガラスの用途に用いることも好ましい。例えば、着色透明ガラスや着色半透明ガラスを用いた場合には、光の内部反射を利用して、内容物の色を加味して、装飾性により優れたガラス容器を得ることができる。
【００３２】
[第２の実施形態]
第２の実施形態は、低温成形用ガラスを用いた、成形装置によるガラス成形方法であって、低温成形用ガラスとして、ガラス原料として、Ｐ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、を含む低温成形用ガラスであって、全体量に対して、Ｐ2Ｏ5の添加量を４０〜６０重量％の範囲内の値とし、ＢａＯの添加量を１０〜４０重量％の範囲内の値とし、ＺｎＯの添加量を１〜４０重量％の範囲内の値とし、かつ、ＳＯ3の添加量を０．１〜２０重量％の範囲内の値としたガラス組成物を使用するともに、成形装置として、プレス装置を用いることを特徴とするガラス成形方法である。
【００３３】
１．低温成形用ガラス
第１の実施形態と同様の内容とすることができるため、ここでの説明を省略する。
【００３４】
２．成形装置
本発明に用いる成形装置の一例として、図１に示す構成のプレス装置２０とすることができる。
このプレス成形装置２０は、主に、上型２１ａ及び下型２１ｂからなる金型２１と、この下型２１ｂを上下移動させるための下軸部２２と、この下軸部２２と対向する位置に載置され、その端部に上型２１ａを備えた上軸部２３と、から構成される。
また、これらの部材は、加熱装置２４によりそれぞれ加熱することができ、この加熱装置２４と、下軸部２２の上下動作を制御している駆動部２５と、下型２１ｂの下部に取り付けられた温度センサ２６と、はそれぞれ制御部２７により、連動制御することができる。
また、上型２１ａと下型２１ｂとは、それぞれ対向する内面に、所望の形状を型取ったキャビティ２８を備えているとともに、そのキャビティ２８近傍にガラス原料１を載置できる構成となっている。
すなわち、下軸部２２に取り付けられた下型２１ａ内部に、成形材料であるガラス原料を載置した後、加熱装置２０４によりガラス材料を溶融して、低粘度の溶融ガラスとする。次いで、下型２１ｂを制御部２５により制御しながら上方に移動させることにより、ガラス原料１が、下型２１ａと、上型２１ｂとの間でプレスされる。よって、上型と、下型との内面に設けられたプレス成形用のキャビティ２８に対応した所望形状のガラス成形品を精度良くかつ効率的に製造することができる。そして、成形温度を２５０〜４００℃とすることが好ましい。
【実施例】
【００３５】
以下に実施例を掲げて、本発明の内容を更に詳しく説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、これら実施例のみの記載に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において適宜変更することができる。
【００３６】
[実施例１]
１．ガラス成形品の作成
表１に示すガラス成分となるように、各種ガラス原料（８５％リン酸、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸バリウム、炭酸リチウム、トリポリリン酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸バリウム）を３００℃に保持されたガラス溶融炉に収容し、３時間加熱して、ガラス融液を作成した。
次いで、得られたガラス融液を一旦冷却した後、粉砕機を用いて、直径約１ｍｍのガラス粒子を作成した。
次いで、得られたガラス粒子を、図１に示すプレス装置に投入し、プレス圧力１１０ＭＰａの条件で成形し、厚さ２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍのガラス成形品（ガラスプレ−ト）を作成した。
【００３７】
２．ガラス成形品の評価
（１）透明性
得られたガラス成形品を、光透過率測定装置を用いて、波長４１５ｎｍにおける光透過率を測定し、以下の基準に沿って透明性を評価した。得られた結果を表２に示す。なお、ガラス成形品の用途にもよるが、通常、光透過率が８０％以上であれば、透明性に関して実用上問題が無いと言える。
◎：光透過率が９９％以上である。
○：光透過率が９０％以上である。
△：光透過率が８０％以上である。
×：光透過率が８０％未満である。
【００３８】
（２）転移温度
得られたガラス成形品における転移温度を、示差膨張計を用いて、１０℃／ｍｉｎの昇温条件で測定した。得られた結果を表２に示す。なお、ガラス成形品の用途にもよるが、通常、転移温度が２５０〜４５０℃の範囲であれば、プレス装置等に使用した場合において、実用上の問題が無いと言える。
【００３９】
（３）屈伏温度
得られたガラス成形品における屈伏温度を、転移温度と同様の条件で測定した。得られた結果を表２に示す。なお、ガラス成形品の用途にもよるが、通常、屈伏温度が２５０〜５００℃の範囲であれば、プレス装置等に使用した場合において、実用上の問題が無いと言える。
【００４０】
（４）白化度
得られたガラス成形品における白化度を評価した。すなわち、得られたガラス成形品を、９８℃、１時間の沸騰水に浸漬し、以下の基準に沿って評価した。得られた結果を表２に示す。
◎：全く変化無し。
○：ほとんど変化無し。
△：少々の白化が観察される。
×：顕著な白化が観察される。
【００４１】
[実施例２〜６]
実施例２〜６では、表１に示すようにガラス組成を変更した以外は、実施例１と同様にガラス成形品をプレス成形し、評価した。
【００４２】
[比較例１〜４]
比較例１〜３では、表１に示すようにガラス組成を変更した以外は、実施例１と同様にガラス成形品をプレス成形し、評価した。
【００４３】
【表１】
2008094651.tif 000003
【００４４】
【表２】
2008094651.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、ガラス原料として、所定量のＰ2Ｏ5と、ＢａＯと、ＺｎＯと、ＳＯ3と、をそれぞれ含むことにより、プレス成形等に適した低温成形用ガラス及びそのような低温成形用ガラスを用いたガラス成形品の製造方法を提供することができるようになった。
すなわち、安価でかつ安全性が高いガラス原料を用いるとともに、それらの配合割合を特定範囲に制御することによって、失透することなく、透明性や機械的特性に優れ、かつ、プレス成形の際の成形温度を著しく低下させられるようになった。
よって、本発明によれば、各種ガラス成形品やガラス工芸品、あるいは各種ガラス材料、さらには、ガラス被覆材やガラス装飾材の用途に適した低温成形用ガラスを経済的かつ安定的に製造できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明におけるプレス成型装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０：プレス成形装置、２１：金型、２２：下軸部、２３：上軸部、２４：加熱装置、２５：駆動部、２６：温度センサ、２７：制御部、２８：プレス成形用のキャビティ
【図１】
2008094651.tif 000005