[发明专利]玻璃组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃组合物，所述玻璃组合物适合于利用浮法的平板玻璃成形，由于具有适度的热膨胀系数和粘性特性，因而容易热强化，且应变点、软化点高于钠钙玻璃，因此适合作为耐热玻璃、特别是耐热防火用玻璃或各种基板玻璃。

背景技术

平板玻璃的情况下，最大温度差Δθ_max所导出的热应力F以下述(1)式表示。

F＝α·E/(1-v)×2/3Δθ_max               …(1)

这里，α为热膨胀系数，E为杨氏模量，v为泊松比。当应变松弛时间充分小、且忽略经时变化的现象时，该热应力F与将平板玻璃热强化时在室温下表面层的压缩应力大致相同。即，若增大平板玻璃的热膨胀系数、杨氏模量，或减小泊松比，则可增大所产生的热应力、即玻璃表面层的压缩应力，因此能进一步强化玻璃。另外，由于玻璃组成变化导致的泊松比变化幅度小，因此热应力受热膨胀系数和杨氏模量、特别是热膨胀系数的影响很大。

另外，对玻璃进行热强化时，将玻璃加热至与软化点接近的温度后，快速冷却至几乎不产生粘性流动的温度，使压缩应力在表面层发挥作用，或使拉伸应力在内层发挥作用，从而对玻璃进行强化。因此，若玻璃的软化点与几乎不产生粘性流动的温度之差很大、即所谓的“短性”玻璃(short glass)，则(1)式的Δθ_max大，其结果是，可增大表面层所产生的热应力(＝压缩应力)，因此玻璃被进一步强化。

以往，关于由SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃-R₂O(R：碱金属类)-R’O(R’：二价金属类)构成的所谓铝硼硅酸盐系玻璃，提出了很多例子，它们与钠钙硅系玻璃相比，软化点较高，可以说具有耐热性，例如作为甲类防火窗户用玻璃(可耐受925℃)使用时，需要热强化，而另一方面，该类玻璃的热膨胀系数很低，为30×10^-7/℃～50×10^-7/℃，因此，存在通过通常的热强化手段难以获得可耐受前述温度的耐断裂应力的问题。作为解决这些问题的方法，公开了例如在铝硼硅酸盐系玻璃中含有ZnO成分的玻璃组成(参照专利文献1)。

另一方面，通常作为汽车、建筑用而使用的钠钙硅玻璃的热膨胀系数很高，为85×10^-7/℃～90×10^-7/℃，因此容易热强化，还具有化学稳定性，但应变点、软化点低，耐热性差，因此对于加热所致的应力松弛的耐受力小，也就是说即便将玻璃热强化以提高功能，低温的加热也可松弛表面的压缩应力，因此存在不能充分发挥功能的问题。为了提高该现有的钠钙硅玻璃的耐热性，还提出了含有大量碱土类氧化物、特别是分子量较大的BaO的碱·碱土类·石英系玻璃(参照专利文献2～5)。

专利文献1：日本特开平7-53235号公报

专利文献2：日本特开平9-202641号公报

专利文献3：日本特开平9-255354号公报

专利文献4：日本特开平9-255356号公报

专利文献5：日本特开平10-194771号公报

发明内容

但是，在上述日本特开平7-53235号公报中记载的、铝硼硅酸盐系玻璃中含有ZnO成分的玻璃组成中，在利用浮法进行平板玻璃成形时，存在如下问题：在锡浴的还原气氛下Zn成分容易从玻璃挥散，从而导致锡浴劣化。

另外，为了提高钠钙硅玻璃的耐热性，在上述日本特开平9-202641号公报、日本特开平9-255354号公报、日本特开平9-255356号公报、日本特开平10-194771号公报中，含有大量碱土类氧化物、特别是分子量较大的BaO，但若对玻璃进行热处理，则在玻璃表面形成钡盐的结晶，可能引起产生光学缺陷等问题，另外从其毒性的观点出发，不期望含有BaO。进而，碱土类氧化物中也含有大量分子量较大的SrO、BaO，因此其密度与钠钙硅玻璃相比约大十分之一左右，常常会超过2.70，而且除MgO以外的碱土类氧化物(CaO、SrO及BaO)会减小玻璃的断裂韧性(K_IC)，因此若大量含有的话，则容易碎裂。

这里，玻璃的碎裂通常被认为是以划痕(裂纹)为起点而产生的脆性破裂，对于该脆性破裂的抵抗性被称为断裂韧性。因此，若玻璃的断裂韧性变小，则利用适度的热膨胀系数、温度差Δθ_max使热强化时产生很大的热应力，即使欲进一步将玻璃热强化，也无法耐受其所产生的热应力，玻璃可能破损。