(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料としてけい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム、石灰石を配合し溶融するソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスの製造方法において、前記けい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム、石灰石の原料を重量で１００部に、アノーサイト（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、無水石膏（ＣａＳＯ４）、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、石英（ＳｉＯ２）、クリストバライト（ＳｉＯ２）を含み、その主な組成を酸化物として換算すると、
ＳｉＯ２：４０〜５５重量％、
Ａｌ２Ｏ３：１４〜１９重量％、
Ｎａ２Ｏ：１〜５重量％、
Ｋ２Ｏ：０〜３重量％、
ＣａＯ：６〜１２重量％、
ＭｇＯ：２〜７重量％、
Ｆｅ２Ｏ３：８〜１３重量％、
ＳＯ３：２〜１５重量％
を含む０．５ｍｍ以下の微細な三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合して、ルツボを用い還元雰囲気で溶融して、成形することを特徴とする優れた熱線吸収性を有し泡切れされマリンブルーのようにクリアな青色に着色されたガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着色されたソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスの製造方法に係り、特に三宅島火山灰を有効利用して優れた熱線吸収性を有し泡切れされマリンブルーのようにクリアな青色に着色されたソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスは、けい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム及び石灰石に、水酸化アルミニウム、Ａｓ２Ｏ３やＳｂ２Ｏ３などの清澄剤、Ｆｅ、Ｃｏ等の金属イオンを着色剤として加え溶融、成形するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、泡切れされ青色系に着色されたソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスの製造では、けい砂、ソーダ灰、石灰石に、水酸化アルミニウム、清澄剤、着色剤を加えているものであるが、本発明は、三宅島火山灰をガラス原料として有効利用することにより、従来のように水酸化アルミニウム、清澄剤及び着色剤を配合することなく、泡切れされ青色系に着色されたソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、
原料としてけい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム、石灰石を配合し溶融するソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスの製造方法において、前記けい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム、石灰石の原料を重量で１００部に、アノーサイト（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、無水石膏（ＣａＳＯ４）、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、石英（ＳｉＯ２）、クリストバライト（ＳｉＯ２）を含み、その主な組成を酸化物として換算すると、
ＳｉＯ２：４０〜５５重量％、
Ａｌ２Ｏ３：１４〜１９重量％、
Ｎａ２Ｏ：１〜５重量％、
Ｋ２Ｏ：０〜３重量％、
ＣａＯ：６〜１２重量％、
ＭｇＯ：２〜７重量％、
Ｆｅ２Ｏ３：８〜１３重量％、
ＳＯ３：２〜１５重量％
を含む０．５ｍｍ以下の微細な三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合して、ルツボを用い還元雰囲気で溶融して、成形することを特徴とする優れた熱線吸収性を有し泡切れされマリンブルーのようにクリアな青色に着色されたガラスの製造方法である。
【０００６】
【作用】
本発明は、ソーダ石灰系ガラスの製造方法において、けい砂、ソーダ灰、石灰石等の原料を重量で１００部に、さらに三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合して、還元雰囲気で溶融、成形、徐冷することにより、優れた熱線吸収性を有し泡切れされマリンブルーのようにクリアな青色に着色されたソーダ石灰系ガラスを得ることができるものである。またカリウム系ガラスの製造方法において、けい砂、炭酸カリウム、石灰石等の原料を重量で１００部に、さらに三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合して、還元雰囲気で溶融、成形、徐冷することにより、優れた熱線吸収性を有し泡切れされマリンブルーのようにクリアな青色に着色されたソーダ石灰系ガラスを得ることができるものである。
【０００７】
本発明において用いる三宅島火山灰は、アノーサイト（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）、無水石膏（ＣａＳＯ４）、二水石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、石英（ＳｉＯ２）、クリストバライト（ＳｉＯ２）を含むもので、その主な組成を酸化物として換算すると、
ＳｉＯ２：４０〜５５重量％、
Ａｌ２Ｏ３：１４〜１９重量％、
Ｎａ２Ｏ：１〜５重量％、
Ｋ２Ｏ：０〜３重量％、
ＣａＯ：６〜１２重量％、
ＭｇＯ：２〜７重量％、
Ｆｅ２Ｏ３：８〜１３重量％、
ＳＯ３：２〜１５重量％を含むものである。
具体的には、上記の主な組成に、さらに、
ＴｉＯ２：０〜３重量％、
ＭｎＯ：０〜２重量％、
Ｃｌ：０〜１重量％、
Ｐ２Ｏ５：０〜２重量％、
Ｖ２Ｏ５：０〜１重量％、
Ｃｒ２Ｏ３：０〜０．０５重量％、
Ｃｏ２Ｏ３：０〜０．０５重量％、
ＣｕＯ：０〜１重量％、
ＺｎＯ：０〜０．０５重量％、
ＳｒＯ：０〜１重量％、
ＺｒＯ２：０〜０．０５重量％
を含んでいるものである。
なお、三宅島火山灰では、鉄分は磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）の形で含まれているが、その量をＦｅ２Ｏ３に換算して示した。
三宅島火山灰の特徴は、各地の火山灰と比較して鉄分が磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）の形で存在すること、ＣａＳＯ４が多く含まれていることである。
【０００８】
ガラスの製造において各地の火山灰を用いる試みがなされているが、三宅島火山灰には鉄がＦｅ３Ｏ４の形で存在しており、火山灰による還元性が強く、これを還元性雰囲気で溶融することにより、ソーダ石灰系ガラスやカリウム系ガラス中で鉄がＦｅ２＋の状態になっているため、けい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム、石灰石の原料を重量で１００部に、三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合することによりマリンブルーのようにクリアな青色に着色される。
三宅島火山灰が重量で１〜５部の配合では薄水色、６〜１５部の配合では青色、１６〜４０部の配合では青緑色、４１〜７０部の配合では暗緑色、７１〜１００部の配合では黒色に近い暗緑色に着色される。特に６〜１５部の配合で得られる青色はマリンブルーのようにクリアな青色の発色のものである。
三宅島火山灰が重量で１部未満ではほとんど着色されない。また１００部を超えると青色系の着色が得られなくなる。
【０００９】
また三宅島火山灰には、ＣａＳＯ４が含まれており、これがガラス化の際に分解することによって発生する気体が、ガラス中の小さい泡をとり込むことによって脱泡するため、泡切れされたソーダ石灰系ガラス、カリウム系ガラスが製造される。
また製造されたソーダ石灰系ガラス、カリウム系ガラス中に三宅島火山灰の鉄などが存在するために赤外線吸収の特性、すなわち優れた熱線吸収性を有しているものである。
さらに、三宅島火山灰には、ソーダ石灰系ガラスやカリウム系ガラスの原料であるけい砂、ソーダ灰、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムに相当する成分も含まれており、原料としてのけい砂、ソーダ灰、炭酸カルシウムの使用量を低減できものである。
このように、三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合することにより、水酸化アルミニウム、清澄剤、着色剤等を使用することなく、泡切れされマリンブルーのようにクリアな青色に着色されたソーダ石灰系ガラスやカリウム系ガラスを製造できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によるソーダ石灰系ガラスは、例えば、
ＳｉＯ２：５５〜７５重量％、
Ａｌ２Ｏ３：０．５〜８重量％、
ＣａＯ：５〜１５重量％、
ＭｇＯ：０．５〜４重量％、
Ｎａ２Ｏ：１０〜２０重量％
で、いわゆる通常のソーダ石灰系ガラスの範囲とするものであり、このようなガラス組成を目標とし、原料としてけい砂、ソーダ灰、石灰石の原料１００部に、三宅島火山灰を６〜１５部配合する。
また本発明によるカリウム系ガラスは、ソーダ石灰系ガラスのナトリウムの全部または一部をカリウムで置き換えたもので、例えば、
ＳｉＯ２：５５〜７５重量％
Ａｌ２Ｏ３：０．５〜８重量％
Ｋ２Ｏ：５〜２０重量％
ＣａＯ：５〜１５重量％
ＭｇＯ：０．５〜４重量％、
Ｎａ２Ｏ：０〜１５重量％
で、いわゆる通常のカリウム系ガラスの範囲のもので、このようなガラス組成を目標とし、原料としてけい砂、炭酸カリウム、石灰石の原料１００部に、三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合する。
三宅島火山灰は微粉末で、ほとんどが０．５ｍｍ以下の微細なものであり、特別の処理をすることなく堆積しているものをそのまま用いる。なお水分や火山灰以外のものが混っている場合には除去してから用いる。
【００１１】
このように、けい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム、石灰石の原料を重量で１００部に、三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合して、還元雰囲気で溶融する。例えばルツボに蓋をし、酸素を遮断した状態で溶融する。成形は、例えば宙吹き、型吹き、型押し、ロール法によりおこなうことができる。本発明のけい砂、ソーダ灰または炭酸カリウム、石灰石の原料を重量で１００部に、三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合したものの粘性、成形性は、通常のソーダ石灰系ガラスやカリウム系ガラスと同様のものであった。
また成形後、徐冷し、必要に応じて加工を行う。
【００１２】
【実施例】
本発明の実施例について、表１、図１を参照して説明する。
【表１】
0004233222.tif 000002
【００１３】
表１は実施例（Ｎｏ．３、Ｎｏ．４）並びに参考例（Ｎｏ．１、２及びＮｏ．５〜７）のソーダ石灰系ガラスの配合を示したものである。
図１は、分光特性を示したものである。
表１に示す、三宅島火山灰、原料部の珪砂粉、ソーダ灰、石灰石、水酸化アルミニウムの配合量の単位はｇである。原料部１００部に対する三宅島火山灰の割合（部）は、原料部の珪砂粉、ソーダ灰、石灰石、水酸化アルミニウムの重量を１００部として、三宅島火山灰が重量で配合されている割合（部）を示したものである。
三宅島火山灰は、０．５ｍｍ以下の微細なものである。また珪砂粉は１５０〜２００メッシュのものを用いた。
表１の参考例のＮｏ．１は原料部１００部に三宅島火山灰の割合１．２部配合したもので薄水色、参考例のＮｏ．２は原料部１００部に三宅島火山灰の割合２．４部配合したもので薄水色、実施例のＮｏ．３は原料部１００部に三宅島火山灰の割合６．５部配合したもので青色、また実施例のＮｏ．４は原料部１００部に三宅島火山灰の割合１０．１部配合したもので青色であった。参考例のＮｏ．５は原料部１００部に三宅島火山灰の割合２３．６部配合したもので青緑色、参考例のＮｏ．６は原料部１００部に三宅島火山灰の割合３６．４部配合したもので青緑色であった。参考例のＮｏ．７は原料部１００部に三宅島火山灰の割合５５．６部配合したもので暗緑色であった。
また、これらは三宅島火山灰に含まれてているＣａＳＯ４により泡切れがなされているもので、特に実施例のＮｏ．３，４は完全に泡切れされていた。
【００１４】
また、実施例のソーダ石灰系ガラスの物理的特性は、Ｎｏ．３の原料部１００部に三宅島火山灰の割合６．５部配合したものでは線膨脹係数：１００×１０−７／℃（４０〜４００℃）、転移点５５７℃、屈伏点６０９℃であり、Ｎｏ．４の原料部１００部に三宅島火山灰の割合１０．１部配合したものでは線膨脹係数：１０１．５×１０−７／℃（４０〜４００℃）、転移点５５５℃、屈伏点６０６℃であった。
このソーダ石灰系ガラスの物理的特性は、通常のソーダ石灰系ガラスと同等のものであった。
【００１５】
図１は分光特性を示したもので、横軸が波長（ｎｍ）、縦軸が透過率（％）である。本発明例の表１Ｎｏ．３に示した配合のガラスの分光特性（１）、市販のフロート板ガラス（ソーダ石灰系ガラス）の分光特性（３）、熱線吸収のガラス（ソーダ石灰系ガラスでＦｅイオンを含有させたもの）の分光特性（２）として記載した。
図１の分光特性（１）〜（３）に示すように、波長３２０ｎｍ以下では、いずれも透過率０％であるが、波長の長い領域では、本発明例のガラスの分光特性（１）は、フロート板ガラスの分光特性（３）、熱線吸収ガラスの分光特性（２）よりも透過率（％）が低くなっている。波長８００ｎｍ以上の赤外線領域で、特にフロート板ガラスの分光特性（３）、熱線吸収のガラスの分光特性（２）よりも優れた特性を示している。これは本発明例の表１Ｎｏ．３に示した配合のソーダ石灰系ガラス中に三宅島火山灰の鉄などが存在するために赤外線領域で優れた吸収特性、すなわち優れた熱線吸収性を有していることを示しているものである。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、けい砂、ソーダ灰、石灰石等の原料１００部に、さらに０．５ｍｍ以下の微細な三宅島火山灰を重量で６〜１５部配合して、ルツボを用いて還元雰囲気で溶融、成形、徐冷することにより優れた熱線吸収性を有し泡切れされマリンブルーのようにクリアな青色に着色されたソーダ石灰系ガラスまたはカリウム系ガラスを得ることができるという効果を有し、三宅島火山灰を原料に配合することにより、けい砂、ソーダ灰、炭酸カルシウムの使用量を低減でき、水酸化アルミニウム、清澄剤、着色剤等を使用することなく、泡のない高品質のマリンブルーのようにクリアな青色に着色ガラスを安価に製造できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  分光特性を示した図
【図１】
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