ホーム > 特許ランキング > 日本電気硝子株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-30
(45)【発行日】2024-08-07
(54)【発明の名称】装飾用ガラス物品
(51)【国際特許分類】
C03C 3/12 20060101AFI20240731BHJP
C03C 3/14 20060101ALI20240731BHJP
C03C 3/145 20060101ALI20240731BHJP
C03C 3/15 20060101ALI20240731BHJP
C03C 3/155 20060101ALI20240731BHJP
A44C 27/00 20060101ALI20240731BHJP
【ＦＩ】
C03C3/12
C03C3/14
C03C3/145
C03C3/15
C03C3/155
A44C27/00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020033380
(22)【出願日】2020-02-28
(65)【公開番号】P2020172427
(43)【公開日】2020-10-22
【審査請求日】2023-01-18
(31)【優先権主張番号】P 2019072600
(32)【優先日】2019-04-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000232243
【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社
(72)【発明者】
【氏名】藤田 直樹
(72)【発明者】
【氏名】西田 晋作
(72)【発明者】
【氏名】榎本 朋子
【審査官】有田 恭子
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１０５４６１２２２（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７３２４６６０（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６４７７８７７（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０４４４５９２５（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０７４５７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１７１８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－００２５４４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０３Ｃ １／００－１４／００
Ａ４４Ｃ ２７／００
ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
モル％で、Ｌａ
２
Ｏ
３
１４～６３％、Ｂ２Ｏ３ ０．１～２５％、ＳｉＯ２ １０％以下、Ｂｉ２Ｏ３ １０％以下を含有し、酸化鉛を実質的に含有せず、屈折率が２．２以上、かつアッベ数が４２以下であることを特徴とする装飾用ガラス物品。
【請求項2】
着色度λ５が３９５以下であることを特徴とする請求項１に記載の装飾用ガラス物品。
【請求項3】
モル％で、Ｌａ２Ｏ３ １４～６３％、Ｂ２Ｏ３ ０．１～２５％、Ａｌ２Ｏ３ ０～５０％、ＺｒＯ２ ０～４０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０～８０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０～６０％、Ｔａ２Ｏ５ ０～６０％、Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｇｄ２Ｏ３ １４～９５％を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装飾用ガラス物品。
【請求項4】
さらにモル％で、ＴｉＯ２ ０～８５％を含有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装飾用ガラス物品。
【請求項5】
面取り加工が施されてい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装飾用ガラス物品。
【請求項6】
疑似宝石であ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装飾用ガラス物品。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか一項に記載の装飾用ガラス物品を備えることを特徴とする装飾品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、指輪、ペンダント、イヤリング、ブレスレット等の装飾品用途に好適な装飾用ガラス物品に関する。
【背景技術】
【0002】
日本硝子工業会によれば、クリスタルガラスは「酸化鉛を主要成分として含むガラス、および酸化カリウム、酸化バリウム、酸化チタニウム等を主要成分として含むガラスで、高い透明度を有し、かつ屈折率ｎｄが１．５２以上で光沢のある美しい輝き、および済んだ音色で特徴づけられる」と定義されている。これらのクリスタルガラスは、輝き、透明性、反響、重厚感、加工性等に優れ、装飾品（宝飾品、芸術品、食器等）に用いられている。
【0003】
しかし、鉛を含有するクリスタルガラスは人体に有害であり、かつ傷が付き易いという問題があることから、実質的に鉛を含まないクリスタルガラスの開発がなされている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第２５８８４６８号公報
【文献】特許第４９５０８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献２に記載された無鉛クリスタルガラスは、装飾品としての十分な輝きが得られない。また、「ファイア」と呼ばれる虹色の輝きも弱い傾向がある。
【0006】
以上に鑑み、本発明は、輝きとファイアに優れた装飾用ガラス物品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】
本発明の装飾用ガラス物品は、酸化鉛を実質的に含有せず、屈折率が１．９以上、かつアッベ数が４０以下であることを特徴とする。本発明のガラス物品は屈折率が高いため、ガラス物品の内部と外部（大気）との屈折率差が大きくなり、ガラス物品内部で光が反射しやすくなる。その結果、装飾用ガラス物品としての十分な輝きを得やすくなる。また、本発明のガラス物品はアッベ数が小さく、高分散であるため、ファイアが発現しやすくなる。なお本明細書において「実質的に含有しない」とは、ガラス組成として意図的に含有させないことを意味し、不可避的不純物の混入を排除するものではない。客観的には、含有量がモル％で０．１％未満であることを意味する。
【0008】
本発明の装飾用ガラス物品は、着色度λ５が３９５以下であることが好ましい。このようにすれば、可視光が透過しやすくなるため、無色透明になりやすい。なお「着色度λ５」とは、厚み１０ｍｍでの透過率曲線において光透過率が５％となる最短波長（ｎｍ）を示す。
【0009】
本発明の装飾用ガラス物品は、酸化ビスマスの含有量が、モル％で３０％以下であることが好ましい。酸化ビスマスを含有させると、ガラス物品が過度に着色してファイアに劣る傾向がある。そこで、酸化ビスマスの含有量を少なくすることにより、ファイアに優れたガラス物品としやすくなる。
【0010】
本発明の装飾用ガラス物品は、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ０～６３％、Ｂ２Ｏ３ ０～４０％、Ａｌ２Ｏ３ ０～５０％、ＺｒＯ２ ０～４０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０～８０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０～６０、Ｔａ２Ｏ５ ０～６０％を含有し、Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｇｄ２Ｏ３ ０．１～１００％を含有することが好ましい。ガラス組成をこのように規定することにより、所望の光学定数を有するガラス物品を得やすくなる。
【0011】
本発明の装飾用ガラス物品は、さらにモル％で、ＴｉＯ２ ０～８５％を含有することが好ましい。
【0012】
本発明の装飾用ガラス物品は、面取り加工が施されていることが好ましい。このようにすれば、ガラス物品内部で光が反射しやすくなり、輝きを高めることが可能となる。
【0013】
本発明の装飾用ガラス物品は疑似宝石として好適である。
【0014】
本発明の装飾品は、上記の装飾用ガラス物品を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、輝きとファイアに優れた装飾用ガラス物品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】実施例におけるＮｏ．８、３４及び３５の試料を示す平面写真である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の装飾用ガラス物品は、屈折率（ｎｄ）が１．９以上であり、２．０以上、２．１以上、２．２以上、特に２．２５以上であることが好ましい。このようにすれば、ガラス物品の内部と外部（大気）との屈折率差が大きくなり、ガラス物品内部で光が反射しやすくなる。その結果、装飾用ガラス物品としての十分な輝きを得やすくなる。なお、屈折率の上限は特に限定されないが、大きすぎるとガラス化が不安定になるため、２．６以下、２．５以下、特に２．４以下であることが好ましい。
【0018】
本発明の装飾用ガラス物品のアッベ数（νｄ）は４２以下、４０以下、３５以下、３０以下、特に２５以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラス物品が高分散となり、ファイアが発現しやすくなる。なお、アッベ数の下限は特に限定されないが、小さすぎるとガラス化が不安定になるため、１０以上、特に１５以上であることが好ましい。
【0019】
本発明の装飾用ガラス物品の組成は、上記の光学特性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、モル％で、Ｌａ２Ｏ３ ０～６３％、Ｂ２Ｏ３ ０～４０％、Ａｌ２Ｏ３ ０～５０％、ＺｒＯ２ ０～４０％、Ｎｂ２Ｏ５ ０～８０％、Ｇｄ２Ｏ３ ０～６０、Ｔａ２Ｏ５ ０～６０％し、Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｇｄ２Ｏ３ ０．１～１００％を含有するものが挙げられる。ガラス組成をこのように限定した理由を以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り「％」は「モル％」を意味する。
【0020】
Ｌａ２Ｏ３はガラス骨格を形成する成分であり、透過率を低下させることなく屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。Ｌａ２Ｏ３の含有量は０～６３％、０～６０％、特に１～５５％であることが好ましい。Ｌａ２Ｏ３の含有量が少なすぎると、上記効果が得にくくなる。一方、Ｌａ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。
【0021】
Ｎｂ２Ｏ５は屈折率を高める効果が大きい成分であり、アッベ数を低下させ高分散にする成分である。またガラス化範囲を広げる効果もある。Ｎｂ２Ｏ５の含有量は０～８０％であり、１～７８％、５～７５％、１０～７３％、特に２０～７０％であることが好ましい。Ｎｂ２Ｏ５の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。
【0022】
Ｇｄ２Ｏ３は屈折率を高める成分である。また、耐候性を向上させる効果もある。ただし、Ｇｄ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなる。従って、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は０～６０％、０．１～６０％、１～５０％、２～４５％、特に３～４０％であることが好ましい。
【0023】
Ｔａ２Ｏ５は屈折率を高める効果が大きい成分である。ただし、Ｔａ２Ｏ５の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなり、また原料コストが高くなる傾向がある。従って、Ｔａ２Ｏ５の含有量は０～６０％、０．１～６０％、１～５０％、２～４５％、特に３～４０％であることが好ましい。
【0024】
Ｂ２Ｏ３はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Ｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性が得にくくなる。従って、Ｂ２Ｏ３の含有量は０～４０％、０．１～４０％、１～３０％、２～２５％、特に３～２０％であることが好ましい。
【0025】
Ａｌ２Ｏ３はガラス骨格を形成し、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多すぎると、屈折率が低下して所望の光学特性が得にくくなる。従って、Ａｌ２Ｏ３の含有量は０～５０％、０．１～４０％、１～３０％、２～２５％、特に３～２０％であることが好ましい。
【0026】
ＺｒＯ２は屈折率を高める成分である。また、中間酸化物としてガラス骨格を形成するため、ガラス化範囲を広げる効果がある。ただし、ＺｒＯ２の含有量が多すぎると、ガラス化しにくくなり、また溶融温度が高くなりすぎる。従って、ＺｒＯ２の含有量は０～４０％、０．１～４０％、１～３０％、２～２５％、特に３～２０％であることが好ましい。
【0027】
Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｇｄ２Ｏ３の含有量は好ましくは０．１～１００％、より好ましくは１０～９５％、特に好ましくは２０～９０％である。Ｌａ２Ｏ３＋Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｇｄ２Ｏ３が少なすぎると、所望の屈折率、アッベ数が得にくくなる。
【0028】
本発明の装飾用ガラス物品には、上記成分以外にも下記の成分を含有させることができる。
【0029】
ＴｉＯ２は屈折率を高める効果が大きい成分であり、化学的耐久性を高める効果もある。またアッベ数を低下させ高分散にする効果もある。ＴｉＯ２の含有量は０～８５％、０．１～８３％、５～８０％、１０～８０％、３０～７７％、特に５０～７５％であることが好ましい。ＴｉＯ２の含有量が多すぎると、吸収端が長波長側にシフトするため可視光（特に短波長域の可視光）の透過率が低下しやすくなる。また、ガラス化しにくくなる。
【0030】
本発明の装飾用ガラス物品に使用するガラスには、所望の色調を付与するため、上述したもの以外の遷移金属酸化物や希土類酸化物といった着色成分を含有させてもよい。具体的には、遷移金属酸化物としては、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｎ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｖ２Ｏ５、ＭｏＯ３、ＲｕＯ２等が挙げられる。希土類酸化物としては、ＣｅＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｔｂ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３等が挙げられる。これらの遷移金属酸化物及び希土類酸化物は単独で含有させてもよく、２種以上を含有させてもよい。これらの遷移金属酸化物及び希土類酸化物の含有量（２種以上含有させる場合は合量）は、０～５％、０．００１～３％、０．０１～２％、特に０．０２～１％であることが好ましい。なお、含有させる成分によっては着色が強くなりすぎて、可視域透過率が低下し、所望の輝きやファイアが得られない場合がある。その場合は、上記の遷移金属酸化物及び希土類酸化物の含有量を１％未満、０．５％以下、さらには０．１％以下としてもよい。
【0031】
本発明の装飾用ガラス物品に使用するガラスには、上記成分以外にも、ガラス化範囲を広げるためＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等を各々１０％以下の範囲で含有させてもよい。
【0032】
なお酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）を含有させると、ガラス物品が過度に着色してファイアに劣る傾向がある。従って、本発明の装飾用ガラス物品における酸化ビスマスの含有量は、モル％で３０％以下、２０％以下、１０％以下、特に１％以下であることが好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
【0033】
本発明の装飾用ガラス物品は、人体に有害である酸化鉛を実質的に含有しない。
【0034】
本発明の装飾用ガラス物品は、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３等のガラス化範囲を広げる成分を積極的に含有させることにより、ガラス作製時における不当な結晶化を抑制し、ガラス物品のサイズを大きくする（例えば、直径２ｍｍ以上、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、特に５ｍｍ以上）ことが容易になる。
【0035】
本発明の装飾用ガラス物品に使用するガラスの着色度λ５は３９５以下、３９０以下、３８０以下、特に３７０以下であることが好ましい。このようにすれば、可視光が透過しやすくなるため、無色透明のガラスが得やすくなる。また、輝きやファイアを高めやすくなる。
【0036】
本発明の装飾用ガラス物品に使用するガラスの密度が高いほど、外観の重厚感が増し、装飾用ガラス物品（特に宝飾用ガラス物品）としての高級感が高まるため好ましい。ガラスの密度としては、例えば３ｇ／ｃｍ３以上、４ｇ／ｃｍ３以上、特に５ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。
【0037】
本発明の装飾用ガラス物品は、宝飾品、芸術品、食器等の装飾品用途に使用することができる。例えば、指輪、ペンダント、イヤリング、ブレスレット等の装飾品（宝飾品）に疑似宝石として取り付けて使用することができる。装飾用ガラス物品の形状は特に限定されず球形、楕球形、多面体等が挙げられる。
【0038】
本発明の装飾用ガラス物品は、いわゆるブリリアント加工等の面取り加工が施されていることが好ましい。このようにすれば、ガラス物品内部で光が反射しやすくなり、輝きを高めることが可能となり、特に疑似宝石として好適となる。
【実施例】
【0039】
以下、本発明の装飾用ガラス物品について、実施例を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0040】
表１～４は本発明の実施例（Ｎｏ．１～３３）及び比較例（Ｎｏ．３４～３５）を示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
【0045】
まず表に示す各ガラス組成となるように原料を調合して原料バッチを作製した。得られた原料バッチを均質になるまで溶融した後、急冷してガラス試料を得た。なお溶融温度は、試料Ｎｏ．１～３３は１５００～２０００℃、試料Ｎｏ．３４～３５は１４００～１５００℃とした。得られたガラス試料はガラス転移温度付近（４５０～７００℃）でアニールした後、下記の方法により、屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）、着色度（λ５）の測定、及び外観評価（輝き、ファイア、色調）を行った。
【0046】
屈折率（ｎｄ）、アッベ数（νｄ）は、ガラス試料に対して直角研磨を行い、ＫＰＲ－２０００（島津製作所製）を用いて測定した。屈折率（ｎｄ）はヘリウムランプｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する測定値で評価した。アッベ数（νｄ）は上記ｄ線の屈折率と、水素ランプのＦ線（４８６．１ｎｍ）及びＣ線（６５６．３ｎｍ）の屈折率の値を用い、アッベ数（νｄ）＝｛（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）｝の式から算出した。
【0047】
着色度（λ５）は、１０±０．１ｍｍの厚さに研磨したガラス試料について分光透過率を測定し、得られた透過率曲線において透過率５％と示す波長を採用した。なお、分光透過率は日本分光製Ｖ－６７０を用いて測定した。
【0048】
外観評価を次のように行った。まず、各試料の平面形状が５～７ｍｍφ程度の大きさになるようにブリリアント加工を行った。次に、加工したガラス試料について、蛍光灯光源下で目視にて、輝き及びファイアを評価した。評価は以下に示す４段階で行った。また、目視による色調評価を行った。なお、Ｎｏ．８、３４及び３５の試料の平面写真を図１に示す。
【0049】
［輝き］
◎：輝いて見え、輝きが強い。
○：輝いて見える。
△：少しだけ輝いて見える。
×：ほとんど輝いて見えない（ガラス窓と同程度）。
◎：輝いて見え、輝きが強い。
○：輝いて見える。
△：少しだけ輝いて見える。
×：ほとんど輝いて見えない（ガラス窓と同程度）。
【0050】
［ファイア］
◎：虹色（様々な色）の輝きが見える。
○：虹色の輝きが見えるが、色数が少ない。
△：少しだけ虹色の輝きが見える。
×：虹色の輝きはほとんど見えない。
◎：虹色（様々な色）の輝きが見える。
○：虹色の輝きが見えるが、色数が少ない。
△：少しだけ虹色の輝きが見える。
×：虹色の輝きはほとんど見えない。
【0051】
表１～４から明らかなように、実施例であるＮｏ．１～３３の試料は屈折率が１．９０以上、アッベ数が４１．４以下であり、輝き及びファイアが良好であった。一方、比較例試料Ｎｏ．３４～３５は、屈折率が１．５６以下と低く、アッベ数が４５以上と高いため、輝き及びファイアに劣っていた。
【図1】
