(57)【要約】【課題】溶融性に優れ、尚且つホットスポットが従来よりも発生しにくい電子レンジ用耐熱ガラスおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る電子レンジ用耐熱ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％の組成を含有し、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが３〜１０％であり、β‐ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍであることを特徴とする。また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨの値が４〜２０であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、ＳｉＯ２  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが３〜１０％の組成を含有し、且つβ‐ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍであることを特徴とする電子レンジ用耐熱ガラス。
【請求項２】
（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨの値が４〜２０であることを特徴とする請求項１に記載の電子レンジ用耐熱ガラス。
【請求項３】
ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１２００℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子レンジ用耐熱ガラス。
【請求項４】
３０〜３８０℃における熱膨張係数が３７×１０−７／℃以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子レンジ用耐熱ガラス。
【請求項５】
周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における誘電損失が０．０３５以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子レンジ用耐熱ガラス。
【請求項６】
円盤形状を有し、ターンテーブルのプレートとして用いられることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の電子レンジ用耐熱ガラス。
【請求項７】
ガラス原料を溶融し、溶融ガラスを得た後、前記溶融ガラスを成形し、電子レンジ用耐熱ガラスを得る電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法であって、
前記電子レンジ用耐熱ガラスが質量％で、ＳｉＯ２  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが３〜１０％の組成となるよう前記ガラス原料を選択し、
さらに前記電子レンジ用耐熱ガラス中のβ‐ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍとなるよう前記ガラス原料を調製することを特徴とする電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法。
【請求項８】
前記ガラス原料として水酸化物を使用することによって前記β‐ＯＨ値を調整することを特徴とする請求項７に記載の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法。
【請求項９】
前記水酸化物は、Ｂ（ＯＨ）３、Ａｌ（ＯＨ）３、およびＮａＯＨより選択される１種以上を含むことを特徴とする請求項８に記載の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法。
【請求項１０】
前記ガラス原料としてカレットを使用することによって前記β‐ＯＨ値を調整することを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法。
【請求項１１】
前記カレットは、前記電子レンジ用耐熱ガラスを粉砕して成ることを特徴とする請求項１０に記載の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱ガラスおよびその製造方法に関し、より詳細には所定の組成を有する電子レンジ用耐熱ガラスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子レンジはマイクロ波発振器を内蔵し、この発振器から調理室内に周波数２．４５ＧＨｚのマイクロ波を供給することによって食品自体を発熱させて加熱する。この際、食品は調理室内の底面上に設置されたガラス製のターンテーブル上に置かれる。ターンテーブルに用いられるガラスとしては、熱膨張係数が低く、耐熱衝撃性に優れた硼珪酸ガラスが使用される。硼珪酸ガラス製のターンテーブルは、一般的に、溶融ガラスを所定の粘度まで冷却し、金型でプレス成型することによって作製される。
【０００３】
上記のようなプレス成型時の加工性を向上させるため、アルカリ金属酸化物の含有量を多くし、溶融性に優れた硬質ガラスが開発されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２‐７４５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような電子レンジにてマイクロ波の供給により調理室内の食品を加熱する際、同時にターンテーブル、すなわちガラスも発熱する。したがって、電子レンジを空焚き等すると、ターンテーブルが局所的に過度に発熱して一部が溶けて穴が空いてしまう、いわゆるホットスポットという現象を引き起こすことがある。このようなガラスの発熱は主にガラスの誘電損失に起因するものであり、誘電損失はガラスに含まれるアルカリ金属酸化物の含有量が多い程、高くなる傾向がある。すなわち、上記特許文献１のような従来のガラスでは、高い溶融性を得られる一方でホットスポットの発生や、耐熱衝撃性の低下等の課題があった。
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明は、溶融性に優れ、尚且つホットスポットが従来よりも発生しにくい電子レンジ用耐熱ガラスおよびその製造方法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】
【０００７】
一般に、電子レンジによる食品の加熱は食品に含まれる水分子がマイクロ波のエネルギーを吸収することによって行われる。このため、ガラス中の水分量が少ない方がガラスも加熱されにくくなると考えられる。本発明者は、ガラス中の水分量を所定値に規制すれば、当該水分量がガラスの誘電損失に与える影響がガラス組成によるものに比べて小さくできることを見出した。さらに、本発明者は、ガラス中の水分は、アルカリ金属酸化物には及ばないものの、ガラスの粘度を低下させる効果を有しており、ガラス中の水分量を所定値に規制すれば十分な効果を得られることを見出した。
【０００８】
上記のようなガラス中の水分量はβ‐ＯＨ値によって把握することができる。なお、「β‐ＯＨ値」とは、以下の式により算出される値である。
【０００９】
β‐ＯＨ値（／ｍｍ）＝{ｌｏｇ（Ｔ３８５０／Ｔ３５００）｝／ｔ
Ｔ３８５０：  ３８５０ｃｍ−１の透過率
Ｔ３５００：  ３５００ｃｍ−１付近の吸収帯の最低透過率
ｔ：  試料の肉厚（ｍｍ）
【００１０】
本発明者は、上記の知見に基づき、鋭意検討の結果、ガラス組成を厳密に規定し、β‐ＯＨ値を一定範囲内にすることにより上記技術的課題を解決できることを見出し、本発明として、提案するものである。
【００１１】
本発明に係る電子レンジ用耐熱ガラスは、質量％で、ＳｉＯ２  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、Ｎａ２Ｏ  ０〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％の組成を含有し、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが３〜１０％であり、β‐ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨの値が４〜２０であることが好ましい。このような構成によれば、電子レンジ内で調理加熱を行った際のホットスポットの発生を十分に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１２００℃以下であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、３０〜３８０℃における熱膨張係数が３７×１０−７／℃以下であることが好ましい。３０〜３８０℃における熱膨張係数が３７×１０−７／℃以下であれば、電子レンジ用耐熱ガラスとして十分な耐熱衝撃性を有するといえる。
【００１５】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における誘電損失が０．０２０〜０．０３５であることが好ましい。このような構成によれば、電子レンジ内で調理加熱を行った際のホットスポットの発生を十分に抑制することができる。
【００１６】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、円盤形状を有し、ターンテーブルのプレートとして用いられることを特徴とする。
【００１７】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法は、質量％で、ＳｉＯ２  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが３〜１０％の組成を含有し、且つβ‐ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍであることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法は、ガラス原料を溶融して溶融ガラスを得た後、溶融ガラスを成形し、電子レンジ用耐熱ガラスを得る電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法であって、電子レンジ用耐熱ガラスが質量％で、ＳｉＯ２  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｌｉ２Ｏ  ０〜５％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが３〜１０％の組成となるようガラス原料を選択し、さらに電子レンジ用耐熱ガラス中のβ‐ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍとなるようガラス原料を調整することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法では、ガラス原料として水酸化物を使用することによってβ‐ＯＨ値を調整することが好ましい。このようにガラス原料として水酸化物を使用すれば容易にβ−ＯＨ値を調整することができる。なお、水酸化物は、Ｂ（ＯＨ）３、Ａｌ（ＯＨ）３、およびＮａＯＨより選択される１種以上を含むことがより好ましい。これらの水酸化物は低コストであるため、少ない原料コストでβ−ＯＨ値を調整することができる。
【００２０】
また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法では、ガラス原料としてカレットを使用することによってβ‐ＯＨ値を調整することが好ましい。カレットを利用することによって原料コストを低減しつつ、さらに溶融性を向上することができる。なお、カレットは本発明の電子レンジ用耐熱ガラスを粉砕して成るものであることがより好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスによれば、組成およびβ‐ＯＨ値を適切に規制することによって、高い溶融性および耐衝撃性を備えつつ、誘電損失を低減することができる。すなわち、電子レンジの調理室内部でのマイクロ波による電子レンジ用耐熱ガラスの発熱およびホットスポットの発生を抑制することができる。すなわち製品として高い信頼性を得ることができる。また、溶融性に優れるため、高温溶融を必要とせず、ガラス溶解炉やプレス金型の損傷を抑制でき、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態に係る電子レンジ用耐熱ガラスについて説明する。なお、以下の各成分の含有範囲の説明において、％表示は質量％を指す。
【００２３】
ＳｉＯ２は、ガラス骨格構造を形成する主要成分である。本発明におけるＳｉＯ２の含有量は７５〜８５％、好ましくは７７〜８２％、より好ましくは７８〜８１％である。特に、ＳｉＯ２の含有量を７８〜８１％に規制すれば、機械的強度を損なうことなく、溶融性や成形性を高めることができる。ＳｉＯ２の含有量が７５％より少ないと、ガラスの機械的強度が低下しやすくなる。また、ＳｉＯ２の含有量が８５％より多いと、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融性や成形性が低下しやすくなる。そのため、溶融に要するエネルギーが増大するとともに、プレス成型時に金型が損傷するおそれがある。
【００２４】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの化学的耐久性や機械的強度を高め、且つ適量添加により耐失透性を高める成分である。本発明におけるＡｌ２Ｏ３の含有量は０〜５％、好ましくは１〜４％、より好ましくは２〜３％である。特に、Ａｌ２Ｏ３の含有量を２〜３％に規制すれば、成形時に溶融ガラス中に結晶が析出しにくくなるとともに、溶融性や成形性を高めることができる。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５％より多いと、高温粘度が高くなり、溶融性や成形性が低下しやすくなる。そのため、溶融に要するエネルギーが増大するとともに、プレス成型時に金型が損傷するおそれがある。
【００２５】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス骨格構造を形成し、且つ高温粘度を低下させる成分である。本発明におけるＢ２Ｏ３の含有量は１０〜２０％、好ましくは１０〜１５％、より好ましくは１２〜１５％である。特に、Ｂ２Ｏ３の含有量を１２〜１５％に規制すれば、分相や溶融ガラスからの揮発量を抑制できるとともに、溶融に要するエネルギーを低減でき、プレス成型時に金型が損傷しにくくなる。Ｂ２Ｏ３の含有量が２０％より多いと、ガラスが分相しやすくなり、一旦、分相が生じると、ガラスの熱膨張係数や誘電損失が均一でなくなることに加えて、化学的耐久性が低下しやすくなる。また、溶融ガラスからの揮発量が増え、溶融ガラス表面に異質層が形成されやすくなってガラスの均質性が低下しやすくなる。また、Ｂ２Ｏ３の含有量が１０％より小さいと、ガラスの粘性が高くなりすぎる。
【００２６】
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏは、ガラスの粘度を低下させ、溶融性を高める成分であるが、同時に熱膨張係数と誘電損失を高くする成分である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量は、３〜１０％、好ましくは４〜５％である。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が３％未満であるとガラスの粘度が高くなり、溶融性が悪化するとともにプレス成型時に金型が損傷しやすくなって製造コストが高くなる。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの含有量が１０％より多いとガラスの熱膨張係数および誘電損失が高くなり、耐熱衝撃性が低下するとともにホットスポットが発生しやすくなる。特に、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが４〜５％であれば、熱膨張係数と誘電損失の上昇を抑制できると同時にガラスの溶融に必要なエネルギーを低減でき、製造コストを抑制することができる。
【００２７】
Ｌｉ２Ｏは、ガラスの高温粘度を低下させて、溶融性を高める成分である。本発明におけるＬｉ２Ｏの含有量は０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％である。Ｌｉ２Ｏの含有量が５％より多いと、熱膨張係数が高くなりすぎるため、耐熱衝撃性が低下する。また、Ｌｉ２Ｏの含有量が５％より多いと、誘電損失が高くなりすぎるため、ホットスポットが発生しやすくなる。また、溶融ガラスからＬｉを含む結晶が析出しやすくなる。
【００２８】
Ｎａ２Ｏは、ガラスの高温粘度を低下させ、且つ溶融性を高める成分である。本発明におけるＮａ２Ｏの含有量は１〜１０％、好ましくは２〜７％、より好ましくは４〜６％である。特に、Ｎａ２Ｏの含有量が４〜６％であれば、熱膨張係数と誘電損失が高くなりすぎることなくガラスの溶融性を高めることができる。Ｎａ２Ｏの含有量が１％未満であると、ガラスの高温粘度が高くなり、溶融性が悪化する。Ｎａ２Ｏの含有量が１０％より多いと、熱膨張係数と誘電損失が高くなり、製品の信頼性が低下する。
【００２９】
Ｋ２Ｏは、ガラスの高温粘度を低下させて、溶融性を高める成分であり、その含有量は０〜５％、好ましくは０〜３％、より好ましくは０〜１％である。Ｋ２Ｏの含有量が５％より多いと、熱膨張係数が高くなりすぎるため、耐熱衝撃性が低下する。また、Ｋ２Ｏの含有量が５％より多いと、誘電損失が高くなりすぎるため、ホットスポットが発生しやすくなる。
【００３０】
β‐ＯＨ値はガラス中の水分量を示す指標であり、その範囲は０．３〜０．９／ｍｍ、好ましくは０．４〜０．９／ｍｍ、より好ましくは０．５〜０．９／ｍｍ、最も好ましくは０．６〜０．９／ｍｍである。β‐ＯＨ値が小さすぎると、ガラスの粘度が高くなって溶融性が悪化し、ガラスの溶融に必要なエネルギーが増大して製造コストが高くなる。β‐ＯＨ値が大きすぎると、ガラスの誘電損失が高くなる。特に、β‐ＯＨ値が０．６〜０．９／ｍｍであれば、ガラスの粘度が十分に低下して溶融性が改善され製造コストを低くできるとともに、誘電損失が高くなることも無い。
【００３１】
（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨは、ガラスの溶融性、熱膨張係数、および誘電損失の調整のための指標となる値である。（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨの値は、４〜２０、好ましくは６〜１５、より好ましくは６〜１０、最も好ましくは６〜７．５である。特に、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨの値が６〜７．５であればガラスの粘度が十分に低下して溶融性が改善され製造コストを低くできるとともに、熱膨張係数や誘電損失が高くなりすぎることが無い。（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨが２０より大きい場合、相対的にアルカリ金属酸化物の含有量が多いため、熱膨張係数や誘電損失の上昇、耐熱衝撃性の低下、およびホットスポットの発生率の上昇などのおそれがある。あるいは、相対的に水分量が少なすぎるため、ガラスの粘度が高く、ガラスの溶融に必要なエネルギーが増大して製造コストが高くなる。（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β‐ＯＨが４より小さい場合、相対的にアルカリ金属酸化物の含有量が少ないため、ガラスの粘度が高く、ガラスの溶融に必要なエネルギーが増大して製造コストが高くなる。あるいは、相対的に水分量が多すぎるため、ガラスの誘電損失が高くなり、ホットスポットが発生しやすくなるおそれがある。
【００３２】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは上記成分以外にも、他の成分を含有してもよい。例えば、熱膨張係数、誘電損失、高温粘度等の改良のために、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２、Ｐ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＳＢ２Ｏ３、ＳＯ２、Ｃｌ２、ＰｂＯ、Ｌａ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｃｏ３Ｏ４、Ｎｂ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２等を含有してもよい。なお、これらの成分の含有量は合量で３％以下とすることが好ましい。
【００３３】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、Ｈ２、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｎ２等の微量成分を合量で０．１％まで含有してもよい。また、誘電損失に悪影響を及ぼさない限り、ガラス中にＰｔ、Ｒｈ等の貴金属元素を合量で５００ｐｐｍまで含有してもよい。
【００３４】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスにおいて、周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における誘電損失は好ましくは０．０２５〜０．０３５、より好ましくは０．０２５〜０．０３３、さらに好ましくは０．０２７〜０．０３３である。周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における誘電損失が０．０３５よりも高くなると、ガラス中の残留応力に起因する誘電損失が低い場合でも、電子レンジ内部でマイクロ波により発熱しやすくなり、ホットスポットが発生しやすくなって製品の信頼性が低下する。また、周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における誘電損失を０．０２５未満にするためには、ガラス中の残留応力に起因する誘電損失の低減とともに、ガラスのアルカリ金属酸化物の含有量を少なくする必要があり、この場合ガラスの粘度が高くなってガラスの溶融が困難になる。特に、周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における誘電損失が０．０２７〜０．０３３であれば、電子レンジ内部でマイクロ波により発熱しにくくなるとともにガラスの溶融も容易になる。
【００３５】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスにおいて、３０〜３８０℃における熱膨張係数は３７×１０−７／℃以下であることが好ましい。３０〜３８０℃における熱膨張係数が３７×１０−７／℃以下であれば、十分なガラスの耐熱衝撃性を得ることができる。一方、３０〜３８０℃における熱膨張係数が３７×１０−７／℃より高くなると、ガラスの耐熱衝撃性が悪化する。
【００３６】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスにおいて、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度は１２００℃以下であることが好ましい。ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１２００℃以下であれば、ガラスの溶融に要するエネルギーが増大し過ぎることがなく、また、プレス成型時の金型の損傷を抑制することができる。一方、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１２００℃より高くなると、ガラスの溶融性が低下し、ガラスの溶融に要するエネルギーが増大するとともにプレス成型時に金型が損傷しやすくなる。
【００３７】
本発明の電子レンジ用耐熱ガラスは、ターンテーブルとして用いられる場合、円盤形状を有することが好ましい。また、本発明に係る電子レンジ用耐熱ガラスは、生産効率や誘電損失に悪影響を及ぼさない限り、その他任意の形状であってもよい。例えば、本発明に係る電子レンジ用耐熱ガラスは、棚板として利用可能な四角平板状であっても良い。
【００３８】
また、上記のように電子レンジ用耐熱ガラスが円盤状あるいは平板状を成す場合、板面（片面）の面積は好ましくは１３００ｃｍ２以下、より好ましくは７５０ｃｍ２以下とする。また、本発明の電子レンジ用耐熱ガラスの肉厚は好ましくは１〜１０ｍｍ、より好ましくは３〜７ｍｍとする。面積が大きすぎたり、肉厚が厚すぎたりすると、ガラスの体積が増大するため、プレス成型後のガラスに温度分布が生じやすくなり、その結果発生する熱応力によってガラスに欠けや割れが発生しやすくなって生産効率が低下する。また、肉厚が薄すぎると、機械的衝撃が加わった際に割れやすくなり、製品としての強度の信頼性が低下する。
【００３９】
次いで、本発明に係る電子レンジ用耐熱ガラスの製造方法について説明する。
【００４０】
本発明に係る電子レンジ用耐熱ガラスは、上述組成のガラス原料をβ‐ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍとなるよう溶融し、溶融ガラスからプレス成型された電子レンジ用耐熱ガラスの前駆体を、例えば、温度制御可能な連続徐冷炉によって徐冷することにより得られる。
【００４１】
本発明の製造方法では、ガラス原料として水酸化物を用いることが好ましい。具体的には、原料としてＢ（ＯＨ）３、Ａｌ（ＯＨ）３、およびＮａＯＨなどの水酸化物を用いることが好ましい。原料の水酸化物量を増減することによって、容易にβ−ＯＨ値を調整することができる。より詳細には、β−ＯＨ値が０．３／ｍｍ以下である場合には、原料の水酸化物量を増やし、β−ＯＨ値が０．９／ｍｍ以上である場合には、原料の水酸化物量を減らせば、容易にβ−ＯＨ値を０．３〜０．９／ｍｍの範囲内に調整することができる。なお、上記のような金属水酸化物を用いてβ−ＯＨ値を調整する場合、当該金属水酸化物の含有量に応じて、対応する金属酸化物の含有量を増減してガラスが上述の組成となるよう調製する。例えば、β−ＯＨ値を増加させるべくＡｌ（ＯＨ）３の含有量を増加させた場合には、Ａｌ２Ｏ３の含有量を低減する等してガラスが上述の組成となるよう調製する。なお、原料の形態は水酸化物に限定されず、水和物や炭酸化合物、硝酸化合物、酸化物等を用いても良い。また、原料コストが高くなりすぎる場合やガラスの水分量が多くなりすぎる場合には水酸化物を用いなくても良い。
【００４２】
また、本発明の製造方法では、原料としてカレットを用いても良い。原料としてカレットを用いることにより原料コストを下げることができるとともに、β−ＯＨ値を高くする効果があり、ガラスの粘度を容易に調整することができる。より詳細には、カレットはその製造工程において、特に原料を溶融する窯内において水分を取り込んでいるため、バッチ原料に比べて高い水分量を有している。したがって、原料としてカレットを用いることによって、ガラスのβ−ＯＨ値を容易に調整できるのである。より具体的には、β−ＯＨ値が０．３／ｍｍ以下である場合には、投入するカレットの量を増やし、β−ＯＨ値が０．９／ｍｍ以上である場合には、投入するカレットの量を減らせば、容易にβ−ＯＨ値を０．３〜０．９／ｍｍの範囲内とすることができる。なお、各種原料とカレットの使用量の比率はβ−ＯＨ値が０．３〜０．９／ｍｍ、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β−ＯＨの値が４〜２０の範囲内にある限り、特に制限されるものではない。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００４４】
表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜３）および比較例（試料Ｎｏ．４及び５）を示している。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
先ず、表１中に示すガラス組成になるように、天然原料、化成原料等の各種ガラス原料を秤量、混合して、ガラスバッチを作製した。なお、本発明の実施例では原料としてＡｌ２Ｏ３およびＡｌ（ＯＨ）３を用い、これらの含有量を適宜変更してガラスのβ−ＯＨ値を調整した。次に、このガラスバッチを白金坩堝で１６００℃で８時間溶融した後、得られたガラス融液をプレス成型し、円盤形状のガラス試料を得た。さらに、このガラス試料を各所に熱電対が設置された温度制御可能な連続徐冷炉を通過させた。
【００４７】
また、ガラス試料の降温速度を、連続徐冷炉各部の熱電対の表示温度と連続徐冷炉内のコンベアの送り速度とに基づいて算出した。なお、降温速度の算出方法は従来周知の任意の手法を用いて良い。
【００４８】
上記のようにして得られた各試料につき、β−ＯＨ値、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度、３０〜３８０℃における熱膨張係数、周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における比誘電率および誘電正接を測定した。
【００４９】
β─ＯＨ値は、２ｍｍ厚にして鏡面研磨した板状の各試料について、赤外分光光度計（ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ  ＳｐｅｃｔｒｕｍＧＸ）を用いて測定した。また、測定したβ─ＯＨ値に基づいて（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β−ＯＨの値を算出した。
【００５０】
また、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度は白金球引き上げ法により測定した。
【００５１】
また、熱膨張係数は、ＭＡＣ  ＳＣＩＥＮＣＥ社製熱膨張係数測定装置を用いて３０〜３８０℃における平均線熱膨張係数を測定した。
【００５２】
また、周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における比誘電率、誘電正接は空洞共振器を用いて共振周波数と負荷の変化から測定した。また、誘電損失は、比誘電率および誘電正接を乗算して算出した。
【００５３】
表１から明らかなように、本発明の実施例である試料Ｎｏ．１、２、３は、何れもβ−ＯＨ値が本発明の範囲内（０．３〜０．９／ｍｍ）にあり、誘電損失が０．０３２〜０．０３４と低く、ホットスポットの発生しにくい電子レンジ用耐熱ガラスが得られた。また、試料Ｎｏ．１は本発明における好ましいガラス組成を有しているため、３０〜３８０℃における熱膨張係数が３７×１０−７／℃以下、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１２００℃以下であった。すなわち、試料Ｎｏ．１は、高い耐熱性、耐衝撃性および優れた成形性を有する電子レンジ用耐熱ガラスとなっている。
【００５４】
一方、比較例である試料Ｎｏ．４は、β−ＯＨ値が大きく、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β−ＯＨが小さいため、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１１８０℃と低かったが、周波数２．４５ＧＨｚ、２５℃における誘電損失が０．０３６と高かった。すなわち、試料Ｎｏ．２は、溶融性に優れるものの、ホットスポットが発生しやすいガラスとなっている。
【００５５】
また、比較例である試料Ｎｏ．５はβ−ＯＨ値が小さく、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）／β−ＯＨの値が大きいため、ガラスの粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度が１２０５℃と高かった。すなわち、試料Ｎｏ．３は、溶融性が低いガラスとなっている。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る電子レンジ用耐熱ガラスおよびその製造方法は、ホットスポットが従来よりも発生しにくい電子レンジ用耐熱ガラスおよびその製造方法などとして有用である。