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WO2016088778A1 - ガラス板およびそれを用いた加熱器 - Google Patents

ガラス板およびそれを用いた加熱器 Download PDF

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WO2016088778A1
WO2016088778A1 PCT/JP2015/083810 JP2015083810W WO2016088778A1 WO 2016088778 A1 WO2016088778 A1 WO 2016088778A1 JP 2015083810 W JP2015083810 W JP 2015083810W WO 2016088778 A1 WO2016088778 A1 WO 2016088778A1
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WO
WIPO (PCT)
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glass plate
less
glass
mgo
zno
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/083810
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
順子 宮坂
優 村山
盛輝 大原
学 西沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2016562644A priority Critical patent/JPWO2016088778A1/ja
Priority to CN201580065836.2A priority patent/CN107001115A/zh
Priority to EP15864777.6A priority patent/EP3228601A4/en
Publication of WO2016088778A1 publication Critical patent/WO2016088778A1/ja
Priority to US15/595,062 priority patent/US20170247284A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a glass plate suitable for a top plate of a heater and a heater using the same.
  • a crystallized glass plate having a very low thermal expansion coefficient is used for a top plate on which an object to be heated such as a pan is placed (for example, patent document). 1).
  • the crystallized glass plate is composed of two phases, a crystal phase and a glass phase, there is a concern that cracks are likely to occur at the interface between the two phases when subjected to mechanical impact.
  • uncrystallized glass plates have poor heat resistance and are liable to break.
  • the present invention provides a glass plate suitable for a top plate of a heater having high infrared transmittance and being difficult to break against thermal and mechanical shocks.
  • the glass plate suitable for the top plate of the heater can be used as a heat-resistant glass plate.
  • the present invention is a glass plate, preferably a glass plate for a heater.
  • the glass plate has a thickness of 1 to 8 mm and an infrared transmittance T 3000 at a wavelength of 3000 nm of 4% or more, preferably 10% or more, 50 to 350.
  • the average coefficient of thermal expansion ⁇ at 15 ° C. is 15 ⁇ 10 ⁇ 7 to 35 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., expressed in mol% based on oxide, SiO 2 ; 50 to 85%, Al 2 O 3 ; 0.1 to 25% , B 2 O 3 ; 0.1 to 20%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO; 0 to 20%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O; 0 to 20%.
  • the crack generation load of the glass plate of the present invention is preferably more than 1.96N.
  • the strain point of the glass plate is preferably 520 to 780 ° C.
  • the glass plate is expressed in mol% based on oxide, SiO 2 ; 60 to 70%, Al 2 O 3 ; 4 to 25%, B 2 O 3 ; 8-20%, MgO; 0-10%, CaO; 0-5%, SrO; 0-5%, BaO; 0-5%, ZnO; 0-5%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO; 3-10%, Li 2 O; 0-1%, Na 2 O; 0-2%, K 2 O; 0-2%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O; 0-10%
  • the glass plate is preferably 15 ⁇ 10 ⁇ 7 to 30 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.
  • the glass plate is expressed in mol% based on oxide, Al 2 O 3 ; 5 to 25%, MgO; 1-8% ZnO; 0-2%, SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ; 80% or more, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO; 3-8% Li 2 O + Na 2 O + K 2 O; 0-2% It is preferable that The glass plate is preferably B 2 O 3 + MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO; 11 to 22%.
  • the glass plate is preferably MgO / (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO); 0.6 to 1. Moreover, it is preferable to have a compressive stress in at least a part of the glass plate surface.
  • the present invention is a heater including an infrared sensor, and a top plate on which an object to be heated is placed is formed of a glass plate. That is, the present invention includes a top plate on which an object to be heated is placed and an infrared sensor.
  • the top plate is made of a glass plate, the glass plate has a thickness of 1 to 8 mm, and an infrared transmittance T 3000 at a wavelength of 3000 nm is 4% or more, preferably 10% or more, and 50 to 350 ° C.
  • the average coefficient of thermal expansion ⁇ is 15 ⁇ 10 ⁇ 7 to 35 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.
  • SiO 2 As represented by mol% based on oxides, SiO 2; 50 ⁇ 85% , Al 2 O 3; 0.1 ⁇ 25%, B 2 O 3; 0.1 ⁇ 20%, MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO; 0 ⁇ 20%, Li 2
  • a heater that is O + Na 2 O + K 2 O; 0-20%.
  • the said glass plate is chemically strengthened.
  • a glass plate preferably a glass plate for a heater, which is difficult to break against thermal shock and mechanical shock and has high infrared transmittance, and by using such a glass plate.
  • a heater with excellent convenience can be obtained.
  • glass refers to an amorphous glass in which a diffraction peak indicating a crystal is not observed by X-ray diffraction, and does not include crystallized glass.
  • the glass composition is expressed in terms of a molar percentage based on oxide, and the content of components whose valence is likely to vary in the glass is converted into a representative oxide and displayed.
  • “%” means a mole percentage based on oxide. Moreover, it does not contain except an inevitable impurity that it does not contain substantially about a glass composition.
  • the crack generation load is a load at which the crack generation probability is 50% when the Vickers indenter is pressed against the glass surface under the conditions of the atmospheric temperature of 22 ° C. and the water vapor dew point of 0 ° C. to ⁇ 2 ° C. .
  • the crack generation load is measured by a method of measuring the number of cracks generated when ten Vickers indentations are made by pressing the Vickers indenter with a constant load at different positions on the glass surface for various loads. Since the maximum value of the number of cracks generated from one Vickers indentation is 4, the load at which the number of cracks generated when 10 Vickers indentations are made is 20 is the crack generation load.
  • the strain point of a glass plate is a strain point measured using the fiber elongation method defined in JIS-R3103 (2001) and ASTM-C336 (1971).
  • the glass transition point of a glass plate is a value measured using a TMA (differential thermal dilatometer), and is measured using a method defined in JIS-R310-3 (2001). It is a transition point.
  • the glass plate of the present invention preferably a glass plate for a heater (hereinafter referred to as the glass plate of the present invention, which is referred to as the glass of the present invention) has a high strength and is unlikely to be deformed. Is 1 mm or more, preferably 1.5 mm or more, more preferably 2 mm or more, and further preferably 2.5 mm or more.
  • the thickness of the glass plate of the present invention is 8 mm or less, preferably 7 mm or less, more preferably 5 mm or less, further preferably 4 mm or less, and particularly preferably 3.5 mm or less in order to reduce the weight.
  • the infrared transmittance T 3000 at a wavelength of 3000 nm of the glass plate of the present invention is 4% or more, preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and more preferably 15% or more in order to facilitate temperature control by an infrared sensor. More preferably, 20% or more is more preferable, and 30% or more is most preferable.
  • the infrared transmittance T 2500 at a wavelength of 2500 nm of the glass plate of the present invention is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, further preferably 78% or more, and more preferably 80% or more in order to facilitate temperature control by an infrared sensor. Is most preferred.
  • the infrared transmittance T 3200 of the glass plate of the present invention is preferably 10% or more, more preferably 20% or more, further preferably 25% or more, more preferably 30% or more. Is most preferred.
  • the glass plate of the present invention has an average coefficient of thermal expansion ⁇ at 50 to 350 ° C. of 15 ⁇ 10 ⁇ 7 to 35 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C., it is difficult to break against thermal shock.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ at 50 to 350 ° C. is preferably 30 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less, more preferably 28 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or less, and 25 ⁇ 10 ⁇ 7 or less in order to suppress cracking due to thermal shock. / ° C. or less is more preferable.
  • the average thermal expansion coefficient ⁇ of 50 to 350 ° C. is preferably 18 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more, more preferably 20 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more, and 25 ⁇ 10 It is more preferably ⁇ 7 / ° C. or higher.
  • the glass plate of the present invention preferably has a strain point of 520 to 780 ° C. When the strain point of the glass plate of the present invention is 520 ° C. or higher, cracking due to thermal shock can be suppressed.
  • the glass plate of the present invention preferably has a glass transition point of 580 to 800 ° C. When the glass transition point of the glass plate of the present invention is 580 ° C. or higher, cracking due to thermal shock can be suppressed.
  • it is 600 degreeC or more, More preferably, it is 650 degreeC or more, More preferably, it is 700 degreeC or more.
  • the heat resistant temperature t 3 measured by the following method is preferably 100 to 780 ° C. That is, a glass plate having a square with a side of 5 cm and a thickness of 1.2 to 5 mm is prepared and heated for 30 minutes or more in an electric furnace maintained at a high temperature. Next, the glass plate is taken out from the electric furnace and transferred into a liquid kept at a low temperature within 5 minutes, and the presence or absence of cracks is observed. Although the kind of liquid is not ask
  • Heat resistance temperature t 3 is preferably not less than 140 ° C., more preferably at least 180 ° C., more preferably above 220 ° C., particularly preferably at least 260 ° C., most preferably 300 ° C. or higher.
  • Very high glass heat temperature t 3 tend to melt temperature for the production of glass becomes too high.
  • the heat resistant temperature t 3 is preferably 750 ° C. or lower, more preferably 700 ° C. or lower, further preferably 650 ° C. or lower, and particularly preferably 600 ° C. or lower.
  • the crack generation load is preferably more than 1.96N.
  • the crack generation load of the glass plate of the present invention is more preferably more than 4.9N, further preferably 9.8N or more, and particularly preferably 19.6N or more.
  • the glass plate of the present invention has a compressive stress at least partially on the surface of the glass plate, so that it is difficult to break against thermal shock and hard to break against mechanical impact.
  • a glass plate having a compressive stress on the glass plate surface can be obtained, for example, by performing a strengthening treatment.
  • the strengthening treatment is preferably chemical strengthening.
  • the maximum surface roughness in the plate thickness direction is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 2 ⁇ m or less, still more preferably 200 nm or less, and particularly preferably 20 nm or less in terms of resistance to cracking.
  • the ⁇ -OH value of the glass of the present invention can be appropriately selected according to the required characteristics. In order to increase the strain point of glass, it is preferable that the ⁇ -OH value is low.
  • the ⁇ -OH value is preferably 0.3 mm ⁇ 1 or less, more preferably 0.25 mm ⁇ 1 or less, and further preferably 0.2 mm ⁇ 1 or less.
  • the ⁇ -OH value can be adjusted by various conditions at the time of melting the raw material, for example, the amount of water in the glass raw material, the water vapor concentration in the melting kiln, the residence time of the molten glass in the melting kiln, and the like.
  • a method for adjusting the amount of water in the glass raw material a method using a hydroxide instead of an oxide as a glass raw material (for example, magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 instead of magnesium oxide (MgO) as a magnesium source) )).
  • the density in order to reduce the weight is preferably in a 2.45 g / cm 3 or less, more preferably 2.40 g / cm 3 or less, more preferably 2.35 g / cm 3 or less.
  • the viscosity when glass production preferably 2.20 g / cm 3 or more, more preferably 2.23 g / cm 3 or more, more preferably 2.25 g / cm 3 or more.
  • the glass plate of the present invention preferably has a Young's modulus of 58 GPa or more, more preferably 60 GPa or more, and even more preferably 62 GPa or more in order to reduce dents when hit by a hard material.
  • 80 GPa or less is preferable, 75 GPa or less is more preferable, and 70 GPa or less is more preferable.
  • the glass in the present invention has a specific infrared transmittance and the like at a specific thickness as described above, and has the following glass composition.
  • the glass composition of the present invention in terms of the oxide-based mole percentage of the glass plate is SiO 2 50 to 85%, Al 2 O 3 0.1 to 25%, B 2 O 3 0.1 to 20%, The total of one or more selected from MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO is 0 to 20%, and the total of one or more selected from Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 0 to 20%.
  • SiO 2 , Al 2 O 3 and B 2 O 3 are all essential components.
  • the total content of these (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) increases the infrared transmittance at a wavelength of 2500 to 3500 nm, increases the heat resistance of the glass, increases the weather resistance, and is damaged against mechanical shock. It is useful for making it difficult, and is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and further preferably 90% or more.
  • the total content (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 ) is preferably 97% or less, more preferably 95% or less in order to lower the viscosity during glass production and suppress devitrification.
  • SiO 2 is a main component of glass.
  • the content of SiO 2 is 50% or more, preferably 55% or more, and more preferably 60% or more in order to increase the heat resistance of the glass, increase the weather resistance, and make it less susceptible to mechanical impact. 65% or more is more preferable.
  • the content of SiO 2 is 85% or less, preferably 80% or less, more preferably 75% or less, and even more preferably 70% or less.
  • Al 2 O 3 is 0.1% or more, preferably 1% or more, more preferably 2% or more, still more preferably 4% or more, in order to increase the heat resistance of the glass and increase the weather resistance. % Or more is more preferable, and 8% or more is particularly preferable. In order to reduce the viscosity during glass production and suppress devitrification, the content of Al 2 O 3 is 25% or less, preferably 22% or less, more preferably 20% or less, and even more preferably 16% or less.
  • B 2 O 3 is a component that promotes melting of the glass raw material and improves mechanical properties and weather resistance, so it is contained in an amount of 0.1% or more.
  • the content of B 2 O 3 is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, still more preferably 4% or more, and particularly preferably 8% or more.
  • it is preferably 9% or more, more preferably 10% or more, and most preferably 11% or more.
  • it is 20% or less, preferably 17% or less, more preferably 15% or less, and further preferably 12% or less.
  • MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO are components useful for promoting the melting of the glass raw material and adjusting the thermal expansion coefficient, viscosity, etc., and can contain any one or more of them.
  • the total content (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) is preferably 1% or more, more preferably 2% or more, and further preferably 3% or more.
  • the total content thereof (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) is 20% or less, more preferably 18% or less, more preferably 15% or less in order to increase the infrared transmittance at a wavelength of 2500 to 3500 nm, suppress the thermal expansion coefficient, and suppress devitrification. The following is more preferable, 12% or less is particularly preferable, 10% or less is most preferable, and 8% or less is further most preferable.
  • MgO has an action of lowering the viscosity at the time of melting the glass and promoting the melting, and can be contained for reducing specific gravity and making the glass less likely to be damaged. 1% or more is preferable, 2% or more is more preferable, and 3% or more is more preferable. When considering reducing the coefficient of thermal expansion of glass and suppressing devitrification, 10% or less is preferable, 8% or less is more preferable, 5% or less is more preferable, 3% or less is most preferable, and 2% The following are even more preferred:
  • CaO can be contained to promote melting of the glass raw material and to adjust viscosity and thermal expansion coefficient.
  • the CaO content is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 5% or less, most preferably 2% or less, and most preferably 1% or less.
  • SrO can be included to lower the viscosity during glass melting.
  • the content of SrO is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 5% or less, most preferably 2% or less, and most preferably 1% or less.
  • BaO can be included to lower the viscosity during glass melting.
  • the content of BaO is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 5% or less, most preferably 2% or less, and most preferably 1% or less.
  • ZnO can be contained to lower the viscosity during glass melting.
  • the content of ZnO is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, further preferably 5% or less, and particularly preferably 2% or less.
  • substantially not containing ZnO means 0.15% or less.
  • the total content of B 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO is useful for promoting the melting of the glass raw material and adjusting the thermal expansion coefficient, viscosity, etc. Yes, 3% or more is preferable. More preferably, it is 8% or more, more preferably 11% or more, still more preferably 13% or more, and most preferably 17% or more.
  • the total content is preferably 25%, more preferably 23% or less, and more preferably 22% or less in order to increase the infrared transmittance at a wavelength of 2500 to 3500 nm, suppress the thermal expansion coefficient, and suppress devitrification. Is more preferably 21% or less, and most preferably 20% or less.
  • the ratio of the content of MgO to the total content of MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO is useful for making glass less likely to be damaged, and is preferably 0.4 or more, 0 0.5 or more is more preferable, 0.6 or more is more preferable, 0.7 or more is further more preferable, and 0.8 or more is most preferable.
  • MgO / (MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO) is preferably 1 or less, preferably 0.95 or less, and more preferably 0.9 or less in order to suppress devitrification.
  • ZrO 2 can be contained for improving the hardness of the glass plate and increasing the strain point. In order to suppress devitrification, the content of ZrO 2 is preferably 5% or less, and more preferably 2% or less.
  • Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components useful for promoting the melting of glass raw materials, adjusting the thermal expansion coefficient, viscosity, etc., and performing chemical strengthening treatment by ion exchange. it can.
  • the total content (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 0.1% or more, and more preferably 1% or more.
  • (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 20% or less, preferably 15% or less, more preferably 12% or less. It is more preferably 10% or less, particularly preferably 8% or less, most preferably 5% or less, and most preferably 2% or less.
  • Li 2 O is a component useful for promoting melting of the glass raw material, adjusting the thermal expansion coefficient, viscosity, and the like, and performing chemical strengthening treatment by ion exchange, and is preferably contained.
  • the Li 2 O content is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 2% or less, and most preferably 1% or less in order to increase the strain point and keep the batch cost low.
  • Na 2 O is a component useful for promoting melting of the glass raw material, adjusting the thermal expansion coefficient, viscosity, and the like, and performing chemical strengthening treatment by ion exchange.
  • the Na 2 O content is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, still more preferably 2% or less, and most preferably 1% or less in order to increase the strain point and reduce the thermal expansion coefficient.
  • K 2 O is a component useful for promoting the melting of the glass raw material, adjusting the thermal expansion coefficient, viscosity, and the like, and performing chemical strengthening treatment by ion exchange.
  • the content of K 2 O is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, further preferably 2% or less, and most preferably 1% or less in order to increase the strain point and reduce the thermal expansion coefficient.
  • the glass plate of the present invention can have a heat resistant temperature t 3 of 100 to 780 ° C. by forming into a glass plate after the composition range of each component satisfies the above.
  • the glass plate of the present invention may contain SO 3 used as a fining agent.
  • the SO 3 content is preferably more than 0% and 0.5% or less, more preferably 0.3% or less, still more preferably 0.2% or less, and particularly preferably 0.1% or less.
  • the glass plate of the present invention may contain Sb 2 O 3 or As 2 O 3 used as an oxidizing agent and a fining agent.
  • the content of Sb 2 O 3 or As 2 O 3 is preferably 0 to 0.5%, more preferably 0.2% or less, still more preferably 0.1% or less, and substantially no content. Is particularly preferred. In the present invention, substantially not containing these means less than 0.1%.
  • the glass plate of the present invention may contain SnO 2 used as an oxidizing agent and a fining agent. In this case, the SnO 2 content is preferably 0 to 0.5%, more preferably 0.4% or less, and even more preferably 0.3% or less.
  • the glass plate of the present invention may contain 1% or less of PbO in order to facilitate melting of the glass. However, it is preferable not to contain substantially considering environmental load. In the present invention, substantially not containing PbO means 0.15% or less.
  • the glass plate of the present invention preferably contains no TiO 2, CoO as a colorant component, a V 2 O 5, MnO or the like substantially. If TiO 2 , CoO, V 2 O 5 , MnO, or the like is not substantially contained, a decrease in visible light transmittance can be suppressed.
  • the content of the coloring component is preferably 0 to 0.05%, more preferably 0.02% or less, further preferably 0.01% or less, and most preferably less than 50 ppm.
  • the glass plate of the present invention may be used as a top plate of a gas combustion type heater.
  • a glass plate having one or a plurality of holes of 5 to 30 cm is used because an instrument for burning gas is used.
  • the glass plate of the present invention may be decorated by printing or coating on one side or both sides. By performing printing showing the heated portion, it becomes easy to understand the position where an appliance such as a pan is placed. In addition, the design is improved by applying a pattern or coloring by printing or coating.
  • a liquid crystal display panel may be bonded to the glass plate of the present invention. Information such as temperature can be displayed in the top plate.
  • the light transmittance at 400 to 800 nm is preferably 50% or more.
  • the glass plate of the present invention may be hollowed out, and a display panel or an operation button may be provided in the hollowed portion. Since the operation buttons and display of the heater can be integrated in the top plate, it is not necessary to attach the operation buttons and display to other parts, and the design is improved.
  • the glass plate of the present invention may have a touch panel function. In that case, since the heater can be operated in the top plate, it is not necessary to install operation buttons in other portions, and the operability is improved.
  • the dielectric constant of the glass plate is preferably 5 or more, more preferably 6 or more, and even more preferably 7 or more. You may cover the edge part of the periphery of the glass plate of this invention with a metal plate. By preventing the occurrence of scratches due to contact with objects, it is possible to give further mechanical strength.
  • the surface of the glass plate of the present invention may be coated to prevent burning. Commonly known anti-burn coating agents include fluororesin coating and hydrophilic coating.
  • the heater of this invention is a heater provided with an infrared sensor, Comprising:
  • the top plate which mounts a to-be-heated material is comprised with a glass plate.
  • the heater of the present invention is, for example, a heating cooker.
  • the glass plate constituting the top plate of the heater of the present invention has a thickness of 1 to 8 mm, an infrared transmittance T 3000 at a wavelength of 3000 nm is 4% or more, preferably 10% or more, and an average thermal expansion coefficient ⁇ at 50 to 350 ° C. Is 15 ⁇ 10 ⁇ 7 to 35 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.
  • the glass plate constituting the top plate of the heater of the present invention is preferably the glass plate of the present invention.
  • the glass composition expressed in terms of mole percentage based on oxide of the glass plate is SiO 2 50 to 85%, Al 2 O 3 0.1 to 25%, B 2 O 3 0.1 to 20%, MgO
  • the total of one or more selected from CaO, SrO, BaO and ZnO is 0 to 20%, and the total of one or more selected from Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 0 to 20%. Is preferred.
  • a chemically strengthened glass plate is preferable in order to increase impact resistance.
  • Examples 1 to 10 are examples of the glass of the present invention
  • Examples 11 to 13 are comparative examples.
  • the raw materials of each component were prepared so as to have a target composition and melted at 1550 ° C. using a platinum crucible.
  • As raw materials silica sand, aluminum oxide, sodium carbonate and the like having a particle size of 1-1000 ⁇ m were used.
  • the glass melt was poured out and formed into a plate shape and then slowly cooled.
  • Example 11 is a commercially available crystallized glass (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., trade name Neoceram).
  • Table 1 shows glass composition (unit: mol%), crack generation load (unit: N), infrared transmittance T 2500 (unit:%) at a wavelength of 2500 nm of glass having a thickness of 4 mm, infrared transmittance T at a wavelength of 3000 nm. 3000 (unit:%), infrared transmittance T 3200 (unit:%) at a wavelength of 3200 nm, average thermal expansion coefficient ⁇ (unit: ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ ° C. ⁇ 1 ) at 50 ° C.
  • Example 11 is an estimated value from literature (New Glass, Vol. 20, No. 3, p23, 2005).
  • Method for measuring ⁇ OH value The absorbance of a glass sample with respect to light having a wavelength of 2.75 to 2.95 ⁇ m is measured, and the maximum value ⁇ max is divided by the thickness (mm) of the sample to obtain the ⁇ OH value in the glass.
  • the glasses of Examples 11 to 12 are not suitable for the top plate of a heater using an infrared sensor because the infrared transmittance T 3000 of the glass light wavelength 3000 nm is as low as less than 4% when the thickness is 4 mm.
  • the crystallized glass of Example 11 has a low cracking load and is easily broken when hit by a hard object.
  • the glass of Example 13 has a large average coefficient of thermal expansion ⁇ of 50 ° C. to 350 ° C., which is 37.5 ⁇ 10 ⁇ 7 ⁇ ° C. ⁇ 1, and therefore has low resistance to thermal shock and is not suitable for the top plate of the heater.
  • the glass of Example 2 was processed into a glass plate having a square with a side of 5 cm and a thickness of 4 mm, and heated in an electric furnace maintained at a high temperature for 30 minutes or more. Next, the glass plate was taken out from the electric furnace and transferred to water kept at a low temperature within 5 minutes to observe the presence or absence of cracks.
  • t 1 325 ° C.
  • t 2 350 ° C.
  • t 3 337.5 ° C. It was confirmed that the resistance to thermal shock was high.
  • a glass plate preferably a glass plate for a heater, which is hardly broken against thermal shock and mechanical shock and has high infrared transmittance.
  • the heater excellent in convenience can be obtained by use of this glass plate.

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Abstract

　割れにくく赤外線透過率が高いガラス板を提供する。　厚さは１～８ｍｍ、波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００は４％以上、５０～３５０℃における平均熱膨張係数αは１５～３５×１０－７／℃、酸化物基準のモル百分率表示によるガラス組成は、ＳｉＯ２が５０～８５％、Ａｌ２Ｏ３が０．１～２５％、Ｂ２Ｏ３が０．１～２０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯから選ばれる１種以上の合計が０～２０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種以上の合計が０～２０％である、ガラス板。

Description

ガラス板およびそれを用いた加熱器
　本発明は、加熱器のトッププレートに適したガラス板およびそれを用いた加熱器に関する。
　加熱調理器等の加熱器において、鍋などの被加熱物を載せるトッププレートには、耐熱性が要求されるために熱膨張係数が極めて小さい結晶化ガラス板が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
  しかし、結晶化ガラス板は、結晶相とガラス相の２相からなるため、機械的衝撃を受けたときに２相の界面でクラックが発生しやすい懸念がある。一方、結晶化していないガラス板は、耐熱性が乏しく、割れやすい懸念がある。
特開平１１－１００２２９号公報
　近年、ＩＨ方式の加熱調理器が一般的になり、加熱器具が過度に加熱されることは少なくなる傾向にある。一方、加熱器の温度センサとしては、応答速度の速い赤外線センサが用いられることが多くなり、赤外線透過率の高いトッププレートが求められている。
  本発明は、赤外線透過率が高く、かつ熱的衝撃に対しても機械的衝撃に対しても割れにくい加熱器のトッププレートに適したガラス板を提供する。前記、加熱器のトッププレートに適したガラス板は、耐熱ガラス板として使用することができる。
　本発明は、ガラス板、好ましくは加熱器用のガラス板であって、ガラス板の厚さは１～８ｍｍ、波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００は４％以上、好ましくは１０％以上、５０～３５０℃における平均熱膨張係数αは１５×１０－７～３５×１０－７／℃、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２；５０～８５％、Ａｌ２Ｏ３；０．１～２５％、Ｂ２Ｏ３；０．１～２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；０～２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～２０％である。
  本発明のガラス板、好ましくは加熱器用ガラス板のクラック発生荷重は、１．９６Ｎ超が好ましい。
  また、ガラス板の歪点は、５２０～７８０℃が好ましい。
　また前記ガラス板は、酸化物基準のモル％表示で、
　　ＳｉＯ２；６０～７０％、
　　Ａｌ２Ｏ３；４～２５％、
　　Ｂ２Ｏ３；８～２０％、
　　ＭｇＯ；０～１０％、
　　ＣａＯ；０～５％、
　　ＳｒＯ；０～５％、
　　ＢａＯ；０～５％、
　　ＺｎＯ；０～５％、
　　ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；３～１０％、
　　Ｌｉ２Ｏ；０～１％、
　　Ｎａ２Ｏ；０～２％、
　　Ｋ２Ｏ；０～２％、
　　Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～１０％
であり、５０～３５０℃における平均熱膨張係数αが１５×１０－７～３０×１０－７／℃であることが好ましい。
　また前記ガラス板は、酸化物基準のモル％表示で、
　　Ａｌ２Ｏ３；５～２５％、
　　ＭｇＯ；１～８％、
　　ＺｎＯ；０～２％、
　　ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３；８０％以上、
　　ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；３～８％、
　　Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～２％
であることが好ましい。
　また前記ガラス板は、Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；１１～２２％であることが好ましい。
　また前記ガラス板は、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）；０．６～１であることが好ましい。
  また、ガラス板表面の少なくとも一部分に、圧縮応力を有することが好ましい。
　本発明は、赤外線センサを備える加熱器であって、被加熱物を載置するトッププレートがガラス板で構成され、即ち、本発明は、被加熱物を載置するトッププレート及び赤外線センサを備える加熱器であって、前記トッププレートはガラス板で構成され、前記ガラス板の厚さは１～８ｍｍ、波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００は４％以上好ましくは１０％以上、５０～３５０℃における平均熱膨張係数αは１５×１０－７～３５×１０－７／℃であり、
  酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２；５０～８５％、Ａｌ２Ｏ３；０．１～２５％、Ｂ２Ｏ３；０．１～２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；０～２０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～２０％である加熱器を提供する。
  また、前記ガラス板は、化学強化されていることが好ましい。
　本発明によれば、熱的衝撃に対しても機械的衝撃に対しても割れにくく、かつ赤外線透過率が高いガラス板、好ましくは加熱器用ガラス板を得ることができ、かかるガラス板の使用により、利便性に優れた加熱器を得ることができる。
　本明細書において、ガラスは、エックス線回折法によって結晶を示す回折ピークが認められない非晶質のガラスをいい、結晶化ガラスを含まない。
　本明細書において、ガラスの組成は酸化物基準のモル百分率で表示し、ガラス中で価数が変動しやすい成分の含有量は代表的な酸化物に換算して表示する。本明細書において、特段のことわりがない限り「％」は、酸化物基準のモル百分率を意味する。また、ガラス組成について実質的に含有しないとは、不可避的不純物を除き含有しないことを意味する。
　本明細書においてクラック発生荷重は、雰囲気の温度が２２℃、水蒸気露点が０℃～－２℃の条件で、ガラス表面にビッカース圧子を押し付けた際のクラック発生確率が５０％となる荷重を指す。クラック発生荷重の測定は、種々の荷重について、ガラス表面の異なる位置に一定の荷重でビッカース圧子を押しつけて、ビッカース圧痕を１０個作ったときに発生するクラック数を計測する方法で行う。１つのビッカース圧痕から発生するクラック数の最大値は４であるから、ビッカース圧痕を１０個作ったときに発生するクラック数が２０となる荷重がクラック発生荷重である。
　本明細書においてガラス板の歪点は、ＪＩＳ－Ｒ３１０３（２００１年）及びＡＳＴＭ－Ｃ３３６（１９７１年）に規定されているファイバーエロンゲーション法を用いて測定される歪点である。
　本明細書においてガラス板のガラス転移点は、ＴＭＡ（示差熱膨張計）を用いて測定した値であり、ＪＩＳ－Ｒ３１０－３（２００１年）に規定されている方法を用いて測定されるガラス転移点である。
　本発明のガラス板、好ましくは加熱器用ガラス板（以下において、本発明のガラス板といい、そのガラスを本発明のガラスという。）は、強度が高く変形が生じにくいためにガラス板の厚さが１ｍｍ以上であり、１．５ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましく、２．５ｍｍ以上がさらに好ましい。
　本発明のガラス板の厚さは、軽量化するために８ｍｍ以下であり、７ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以下がより好ましく、４ｍｍ以下がさらに好ましく、３．５ｍｍ以下が特に好ましい。
　本発明のガラス板の波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００は、赤外線センサによる温度制御を容易にするために４％以上であり、５％以上が好ましく、１０％以上がさらに好ましく、１５％以上がさらに好ましく、２０％以上がさらに好ましく、３０％以上が最も好ましい。
　本発明のガラス板の波長２５００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ２５００は、赤外線センサによる温度制御を容易にするために4０％以上が好ましく、6０％以上がより好ましく、７８％以上がさらに好ましく、８０％以上が最も好ましい。
　本発明のガラス板の波長３２００ｎｍの赤外線透過率Ｔ３２００は、赤外線センサによる温度制御を容易にするために１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましく、２５％以上がさらに好ましく、３０％以上が最も好ましい。
　本発明のガラス板は、５０～３５０℃における平均熱膨張係数αは１５×１０－７～３５×１０－７／℃なので、熱衝撃に対して割れにくい。
  ５０～３５０℃における平均熱膨張係数αは、熱的衝撃による割れを抑制するために３０×１０－７／℃以下が好ましく、２８×１０－７／℃以下がより好ましく、２５×１０－７／℃以下がさらに好ましい。
　熱膨張係数が小さいガラスは製造時の溶融温度が高くなる傾向がある。ガラス製造時の溶融温度を低くできるために、５０～３５０℃の平均熱膨張係数αは、１８×１０－７／℃以上が好ましく、２０×１０－７／℃以上がより好ましく、２５×１０－７／℃以上がさらに好ましい。
　本発明のガラス板は、歪点が５２０～７８０℃が好ましい。本発明のガラス板の歪点が５２０℃以上であることにより、熱的衝撃による割れを抑制することができる。好ましくは５６０℃以上、より好ましくは６００℃以上、さらに好ましくは６５０℃以上である。
　本発明のガラス板は、ガラス転移点が５８０～８００℃が好ましい。本発明のガラス板のガラス転移点が５８０℃以上であることにより、熱的衝撃による割れを抑制することができる。好ましくは６００℃以上、より好ましくは６５０℃以上、さらに好ましくは７００℃以上である。
　本発明のガラス板について、以下の方法で測定される耐熱温度ｔ３は、１００～７８０℃が好ましい。
  すなわち、一辺が５ｃｍの正方形で厚みが１．２～５ｍｍのガラス板を用意し、高温に保持した電気炉中で３０分以上加熱する。次に、ガラス板を電気炉から取り出し、５分以内に低温に保持した液体中に移して割れの有無を観察する。液体の種類は問わないが、水、オイルなどが例示できる。この試験を、温度を変えて複数回行い、割れまたは１ｃｍ以上のクラックの発生確率が５０％未満であったときの最大の温度差ｔ１、および、割れまたは１ｃｍ以上のクラックの発生確率が５０％以上となったときの最小の温度差ｔ２を求める。ｔ１とｔ２の平均値ｔ３を耐熱温度とする。ただしｔ１とｔ２の差は、５０℃以内であると好ましく、２０℃以内であるとより好ましい。
　耐熱温度ｔ３は、１４０℃以上が好ましく、１８０℃以上がより好ましく、２２０℃以上がさらに好ましく、２６０℃以上が特に好ましく、３００℃以上が最も好ましい。
　耐熱温度ｔ３が非常に高いガラスは、ガラスを製造するための溶融温度が高くなりすぎる傾向がある。ガラス製造時の溶融温度を低くするためには、耐熱温度ｔ３は、７５０℃以下が好ましく、７００℃以下がより好ましく、６５０℃以下がさらに好ましく、６００℃以下が特に好ましい。
　本発明のガラス板は、機械的衝撃に対して割れにくいためにクラック発生荷重が、１．９６Ｎ超が好ましい。本発明のガラス板のクラック発生荷重は、４．９Ｎ超がより好ましく、９．８Ｎ以上がさらに好ましく、１９．６Ｎ以上が特に好ましい。
　本発明のガラス板は、ガラス板表面に少なくとも一部分に圧縮応力を有することにより、熱的衝撃に対して割れにくく、機械的衝撃に対して割れにくくできる。ガラス板表面に圧縮応力を有するガラス板は、例えば、強化処理をすることによって得られる。強化処理は、化学強化が好ましい。
　本発明のガラス板は、割れにくさの点で、板厚方向の最大表面粗さは、２０μｍ以下が好ましく、２μｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下がさらに好ましく、２０ｎｍ以下が特に好ましい。
　本発明ガラスのβ－ＯＨ値は、要求特性に応じて適宜選択することができる。ガラスの歪点を高くするためには、β－ＯＨ値が低いことが好ましい。β－ＯＨ値を０．３ｍｍ－１以下とすることが好ましく、０．２５ｍｍ－１以下とすることがより好ましく、０．２ｍｍ－１以下とすることがさらに好ましい。 
　β－ＯＨ値は、原料溶融時の各種条件、たとえば、ガラス原料中の水分量、溶解窯中の水蒸気濃度、溶解窯における溶融ガラスの滞在時間等によって調節することができる。ガラス原料中の水分量を調節する方法としては、ガラス原料として酸化物の代わりに水酸化物を用いる方法（例えば、マグネシウム源として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の代わりに水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2）を用いる方法）がある。また、溶解窯中の水蒸気濃度を調節する方法としては、バーナーでの燃焼時に、化石燃料を酸素ガスと混合して燃焼させる方法、酸素ガスおよび空気と混合して燃焼させる方法がある。
　本発明のガラス板は、軽量化のために密度は、２．４５ｇ／ｃｍ３以下とすることが好ましく、２．４０ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、２．３５ｇ／ｃｍ３以下がさらに好ましい。ガラス製造時の粘性を下げるためには２．２０ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、２．２３ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、２．２５ｇ／ｃｍ３以上がさらに好ましい。
　本発明のガラス板は、硬いものが当たった際の凹みを少なくするために、ヤング率は５８ＧＰａ以上とすることが好ましく、６０ＧＰａ以上がより好ましく、６２ＧＰａ以上がさらに好ましい。ガラス製造時の失透を下げるために８０ＧＰａ以下が好ましく、７５ＧＰａ以下がより好ましく、７０ＧＰａ以下がさらに好ましい。
　本発明におけるガラスは、上述のように特定の厚さにおいて特定の赤外線透過率等を有し、かつ、以下のガラス組成を有すことを特徴とする。
  本発明のガラス板の酸化物基準のモル百分率表示によるガラス組成は、ＳｉＯ２が５０～８５％、Ａｌ２Ｏ３が０．１～２５％、Ｂ２Ｏ３が０．１～２０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯから選ばれる１種以上の合計が０～２０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種以上の合計が０～２０％である。
　ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３および、Ｂ２Ｏ３は、いずれも必須成分である。これらの合計の含有量（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）は、波長２５００～３５００ｎｍにおける赤外線透過率を高め、ガラスの耐熱性を高め、耐候性を高め、機械的衝撃に対して傷つきにくくするのに有用であり、好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。これらの合計含有量（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）は、ガラス製造時の粘性を下げ、失透を抑制するために９７％以下が好ましく、９５％以下がより好ましい。
　ＳｉＯ２は、ガラスの主成分である。ＳｉＯ２の含有量は、ガラスの耐熱性を高め、耐候性を高め、機械的衝撃に対して傷つきにくくする等のため、５０％以上であり、５５％以上が好ましく、６０％以上がより好ましく、６５％以上がさらに好ましい。ガラス製造時の粘性を下げるためにＳｉＯ２の含有量は、８５％以下であり、８０％以下が好ましく、７５％以下がより好ましく、７０％以下がさらに好ましい。
　Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの耐熱性を高め、耐候性を高める等のため、０．１％以上であり、１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、４％以上がさらに好ましく、５％以上がより好ましく、８％以上が特に好ましい。ガラス製造時の粘性を下げ、失透を抑制するためにＡｌ２Ｏ３の含有量は、２５％以下であり、２２％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１６％以下がさらに好ましい。
　Ｂ２Ｏ３は、ガラス原料の溶融を促進し、機械的特性や耐候性を向上させる成分であるため、０．１％以上含有する。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは４％以上であり、８％以上が特に好ましい。クラックの発生を抑えたい場合は、９％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、１１％以上が最も好ましい。一方、揮発による脈理（ｒｅａｍ）の生成、炉壁の侵食等の不都合が生じないために２０％以下であり、１７％以下が好ましく、１５％以下がより好ましく、１２％以下がさらに好ましい。
　ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよび、ＺｎＯは、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張係数、粘性等を調整するのに有用な成分であり、いずれか１種以上を含有できる。これらの合計の含有量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は、好ましくは１％以上、より好ましくは２％以上、さらに好ましくは３％以上である。これらの合計含有量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は、波長２５００～３５００ｎｍにおける赤外線透過率を高め、熱膨張係数を低く抑え、失透を抑制するために２０％以下であり、１８％以下がより好ましく、１５％以下がさらに好ましく、１２％以下が特に好ましく、１０％以下が最も好ましく、８％以下がさらに最も好ましい。
　ＭｇＯは、ガラス溶解時の粘性を下げ、溶解を促進する作用があり、比重を低減させ、ガラスに傷をつきにくくする等のために含有できる。１％以上が好ましく、２％以上がより好ましく、３％以上がさらに好ましい。ガラスの熱膨張係数を低くし、失透を抑制することを考慮する場合は、１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、３％以下が最も好ましく、２％以下がさらに最も好ましい。
　ＣａＯは、ガラス原料の溶融を促進し、また粘性や熱膨張係数を調整する等のために含有できる。ＣａＯの含有量は、失透を抑制するために１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、２％以下が最も好ましく、１％以下がさらに最も好ましい。
　ＳｒＯは、ガラス溶解時の粘性を下げる等のために含有できる。ＳｒＯの含有量は、失透を抑制するために１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、２％以下が最も好ましく、１％以下がさらに最も好ましい。
　ＢａＯは、ガラス溶解時の粘性を下げる等のために含有できる。ＢａＯの含有量は、失透を抑制するために１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、２％以下が最も好ましく、１％以下がさらに最も好ましい。
　ＺｎＯは、ガラス溶解時の粘性を下げる等のために含有できる。ＺｎＯの含有量は、失透を抑制するために１０％以下が好ましく、８％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましく、２％以下が特に好ましい。ガラス板の成形にフロート法を採用する場合には、フロートバスで還元されやすいため、ＺｎＯを実質的に含有しないことが好ましい。本発明においてＺｎＯを実質的に含有しないとは０．１５％以下を意味する。
　Ｂ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよび、ＺｎＯの合計の含有量（Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張係数、粘性等を調整するのに有用であり、３％以上が好ましい。より好ましくは８％以上、さらに好ましくは１１％以上、よりさらに好ましくは１３％以上、最も好ましくは１７％以上である。これらの合計含有量（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は、波長２５００～３５００ｎｍにおける赤外線透過率を高め、熱膨張係数を低く抑え、失透を抑制するために２５％が好ましく、２３％以下がより好ましく、２２％以下がさらに好ましく、２１％以下がよりさらに好ましく、２０％以下が最も好ましい。
　ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよび、ＺｎＯの合計の含有量に対するＭｇＯの含有量の比（ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ））は、ガラスを傷つきにくくするのに有用であり、０．４以上が好ましく、０．５以上がより好ましく、０．６以上がさらに好ましく、０．７以上がよりさらに好ましく、最も好ましくは０．８以上である。ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）は、失透を抑制するために１以下が好ましく、０．９５以下が好ましく、０．９以下がより好ましい。
　ＺｒＯ２は、ガラス板の硬度を向上し、歪点を高くする等のために含有できる。ＺｒＯ２の含有量は、失透を抑制するために５％以下が好ましく、２％以下がより好ましい。
　Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、および、Ｋ２Ｏは、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張係数、粘性等を調整し、イオン交換による化学強化処理をする際に有用な成分であり、含有できる。これらの合計含有量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、０．１％以上が好ましく、１％以上がより好ましい。波長２５００～３５００ｎｍにおける赤外線透過率を高め、熱膨張係数を小さくするためには、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）は、２０％以下であり、１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましく、５％以下が最も好ましく、２％以下がさらに最も好ましい。
　Ｌｉ２Ｏは、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張係数、粘性等を調整し、イオン交換による化学強化処理をする際に有用な成分であり、含有することが好ましい。Ｌｉ２Ｏの含有量は、歪点を高温化し、バッチコストを低く抑えるために１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１％以下が最も好ましい。
　Ｎａ２Ｏは、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張係数、粘性等を調整し、イオン交換による化学強化処理をする際に有用な成分であり、含有できる。Ｎａ２Ｏの含有量は、歪点を高温化し、熱膨張係数を小さくするために１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１％以下が最も好ましい。
　Ｋ２Ｏは、ガラス原料の溶融を促進し、熱膨張係数、粘性等を調整し、イオン交換による化学強化処理をする際に有用な成分であり、含有できる。Ｋ２Ｏの含有量は、歪点を高温化し、熱膨張係数を小さくするために１０％以下が好ましく、５％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１％以下が最も好ましい。
　本発明のガラス板は、各成分の組成範囲が上記を満たした上でガラス板に成形することで、耐熱温度ｔ３を１００～７８０℃とできる。
　本発明のガラス板は、清澄剤として用いたＳＯ３を含んでもよい。この場合、ＳＯ３の含有量は、０％超０．５％以下が好ましく、０．３％以下がより好ましく、０．２％以下がさらに好ましく、０．１％以下が特に好ましい。
　本発明のガラス板は、酸化剤および清澄剤として用いたＳｂ２Ｏ３またはＡｓ２Ｏ３を含んでもよい。この場合、Ｓｂ２Ｏ３またはＡｓ２Ｏ３の含有量は、０～０．５％が好ましく、０．２％以下がより好ましく、０．１％以下がさらに好ましく、実質的に含有しないことが特に好ましい。本発明においてこれらを実質的に含有しないとは０．１％未満を意味する。
　本発明のガラス板は、酸化剤および清澄剤として用いたＳｎＯ２を含んでもよい。この場合、ＳｎＯ２の含有量は、０～０．５％が好ましく、０．４％以下がより好ましく、０．３％以下がさらに好ましい。
　本発明のガラス板は、ガラスの溶解を容易にするためにＰｂＯを１％以下含んでもよい。但し環境負荷を考慮すると実質的に含有しないことが好ましい。本発明においてＰｂＯを実質的に含有しないとは０．１５％以下を意味する。
　本発明のガラス板は、着色成分となるＴｉＯ２、ＣｏＯ、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ等を実質的に含まないことが好ましい。ＴｉＯ２、ＣｏＯ、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ等を実質的に含まなければ、可視光透過率の低下が抑えられる。かかる着色成分の含有量は、０～０．０５％が好ましく、０．０２％以下がより好ましく、０．０１％以下がさらに好ましく、５０ｐｐｍ未満が最も好ましい。
　本発明のガラス板は、ガスの燃焼方式の加熱器のトッププレートとして用いてもよい。この場合、ガスを燃焼させる器具をはめ込んで使用するため、５～３０ｃｍの穴が１個または複数の穴の空いたガラス板が用いられる。本発明のガラス板の片面または両面に印刷またはコーティングによる装飾を行ってもよい。加熱部分を示す印刷を行うことで、鍋などの器具を置く位置が分かりやすくなる。また、印刷またはコーティングにより模様をつけたり、着色したりすることで意匠性が向上する。
　本発明のガラス板に液晶表示パネルを接合してもよい。トッププレート内に温度などの情報を表示できる。この場合、４００～８００ｎｍの光の透過率が５０％以上であることが好ましい。
　本発明のガラス板をくりぬき、くりぬいた部分に表示パネルまたは、操作ボタンを装備させてもよい。トッププレート内で加熱機の操作ボタンや表示を集約できるため、他の部分に操作ボタンや表示器を付属する必要がなくなり、意匠性が向上する。
　本発明のガラス板にタッチパネル機能を持たせてもよい。その場合は、トッププレート内で加熱機の操作が行えるため、他の部分に操作ボタンを設置する必要がなくなり、操作性が向上する。タッチパネル機能を持たせるためには、ガラス板の誘電率は、５以上が好ましく、６以上がより好ましく、７以上がさらに好ましい。
　本発明のガラス板の周辺のエッジ部を金属板で覆ってもよい。物の接触による傷の発生を防ぐことでさらに機械的強度を持たせるたせることができる。
　本発明のガラス板の表面には、焦げ付き防止等のためにコーティングを行ってもよい。一般に知られている焦げ付き防止のコーティング剤にはフッ素樹脂コーティング、親水性コーティングなどがある。
　次に、本発明の加熱器について説明する。
  本発明の加熱器は、赤外線センサを備える加熱器であって、被加熱物を載置するトッププレートがガラス板で構成される。本発明の加熱器は、たとえば加熱調理器である。
　本発明の加熱器のトッププレートを構成するガラス板の厚さは１～８ｍｍ、波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００は４％以上、好ましくは１０％以上、５０～３５０℃における平均熱膨張係数αは１５×１０－７～３５×１０－７／℃である。本発明の加熱器のトッププレートを構成するガラス板は、本発明のガラス板が好ましい。
　すなわち、ガラス板の酸化物基準のモル百分率表示によるガラス組成は、ＳｉＯ２が５０～８５％、Ａｌ２Ｏ３が０．１～２５％、Ｂ２Ｏ３が０．１～２０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯから選ばれる１種以上の合計が０～２０％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏから選ばれる１種以上の合計が０～２０％、であることが好ましい。
　また、耐衝撃性を高めるためには化学強化されているガラス板が好ましい。
　以下において例１～１０は本発明のガラスの実施例、例１１～１３は比較例である。
  例１～１０、１２および１３については、各成分の原料を目標組成になるように調合し、白金坩堝を用いて１５５０℃で溶解した。原料としては、粒度が１～１０００μｍのケイ砂、酸化アルミニウム、炭酸ナトリウム等を用いた。ガラス融液を流し出し、板状に成形後徐冷した。
  例１１は市販の結晶化ガラス（日本電気硝子社製、商品名ネオセラム）である。
　表１には、ガラス組成（単位：モル％）、クラック発生荷重（単位：Ｎ）、４ｍｍの厚みのガラスの波長２５００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ２５００（単位：％）、波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００（単位：％）、波長３２００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３２００（単位：％）、５０℃～３５０℃の平均熱膨張係数α（単位：×１０－７・℃－１）、密度（単位：ｇ・ｃｍ－３）、ガラス転移温度Ｔｇ（単位：℃）、歪点、ヤング率（単位：ＧＰａ）、βＯＨ値を示す。ただし例１１のガラス組成は、文献（Ｎｅｗ　Ｇｌａｓｓ，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．３，ｐ２３，２００５）からの推定値である。
［βＯＨ値の測定方法］
　ガラス試料について波長２．７５～２．９５μｍ光に対する吸光度を測定し、その最大値βmaxを該試料の厚さ（ｍｍ）で割ることでガラス中のβＯＨ値を求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　なお、表１における括弧の表記は、計算値である。
　例１～１０のガラスを厚さ１．５～５ｍｍの板状に成形すると、赤外線透過率とクラック耐性と、耐熱性に優れた加熱器のトッププレートに適したガラス板が得られる。
　例１１～１２のガラスは、厚さが４ｍｍの場合にガラスの光の波長３０００ｎｍの赤外線透過率Ｔ３０００が４％未満と低いので、赤外線センサを用いた加熱器のトッププレートに適さない。
　例１１の結晶化ガラスは、クラック発生荷重が低く、かたいものが当たった時に割れやすい。
　例１３のガラスは、５０℃～３５０℃の平均熱膨張係数αが３７．５×１０－７・℃－１と大きいので、熱衝撃に対する耐性が低く、加熱器のトッププレートに適さない。
　例２のガラスを一辺が５ｃｍの正方形で厚みが４ｍｍのガラス板に加工し、高温に保持した電気炉中で３０分以上加熱した。次に、ガラス板を電気炉から取り出し、５分以内に低温に保持した水中に移して割れの有無を観察した。ｔ１＝３２５℃、ｔ２＝３５０℃、ｔ３＝３３７．５℃となり、熱衝撃に対する耐性が高いことが確認された。
　本発明によれば、熱的衝撃に対しても機械的衝撃に対しても割れにくく、かつ赤外線透過率が高いガラス板、好ましくは加熱器用ガラス板を得ることができる。また、かかるガラス板の使用により、利便性に優れた加熱器を得ることができる。
　なお、２０１４年１２月２日に出願された日本特許出願２０１４－２４３７５８号の明細書、特許請求の範囲および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。

Claims (13)

  1. 　ガラス板であって、ガラス板の厚さは１～８ｍｍ、
    　波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００は４％以上、
    　５０～３５０℃における平均熱膨張係数αは１５×１０－７～３５×１０－７／℃、
    　酸化物基準のモル百分率表示で、
    　　ＳｉＯ２；５０～８５％、
    　　Ａｌ２Ｏ３；０．１～２５％、
    　　Ｂ２Ｏ３；０．１～２０％、
    　　ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；０～２０％、
    　　Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～２０％、
    である、ガラス板。
  2. 　波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００が１０％以上である請求項１に記載のガラス板。
  3. 　クラック発生荷重が１．９６Ｎ超である請求項１または２に記載のガラス板。
  4. 　歪点が５２０～７８０℃である請求項１～３のいずれかに記載のガラス板。
  5. 　前記ガラス板は、酸化物基準のモル％表示で、
    　　ＳｉＯ２；６０～７０％、
    　　Ａｌ２Ｏ３；４～２５％、
    　　Ｂ２Ｏ３；８～２０％、
    　　ＭｇＯ；０～１０％、
    　　ＣａＯ；０～５％、
    　　ＳｒＯ；０～５％、
    　　ＢａＯ；０～５％、
    　　ＺｎＯ；０～５％、
    　　ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；３～１０％、
    　　Ｌｉ２Ｏ；０～１％、
    　　Ｎａ２Ｏ；０～２％、
    　　Ｋ２Ｏ；０～２％、
    　　Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～１０％、
    であり、
    　５０～３５０℃における平均熱膨張係数αが１５×１０－７～３０×１０－７／℃、
    である、請求項１～４のいずれかに記載のガラス板。
  6. 　前記ガラス板は、酸化物基準のモル％表示で、
    　　Ａｌ２Ｏ３；５～２５％、
    　　ＭｇＯ；１～８％、
    　　ＺｎＯ；０～２％、
    　　ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３；８０％以上、
    　　ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；３～８％、
    　　Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～２％、
    である、請求項５に記載のガラス板。
  7. 　前記ガラス板は、酸化物基準のモル％表示で、
    　　Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；１１～２２％、
    である、請求項５または６に記載のガラス板。
  8. 　前記ガラス板は、酸化物基準のモル％表示で、
    　　ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）；０．６～１、
    である、請求項５～７のいずれかに記載のガラス板。
  9. 　ガラス板表面の少なくとも一部分に圧縮応力を有する請求項１～８のいずれかに記載のガラス板。
  10. 　前記ガラス板は、加熱器用ガラス板である請求項１～９のいずれかに記載のガラス板。
  11. 　被加熱物を載置するトッププレート及び赤外線センサを備える加熱器であって、前記トッププレートはガラス板で構成され、
    　前記ガラス板は、厚さが１～８ｍｍあり、
    　波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００が４％以上あり、
    　５０～３５０℃における平均熱膨張係数αが１５×１０－７～３５×１０－７／℃であり、
    　酸化物基準のモル％表示で、
    　　ＳｉＯ２；５０～８５％、
    　　Ａｌ２Ｏ３；０．１～２５％、
    　　Ｂ２Ｏ３；０．１～２０％、
    　　ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ；０～２０％、
    　　Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ；０～２０％、
    である加熱器。
  12. 　前記ガラス板は、波長３０００ｎｍにおける赤外線透過率Ｔ３０００が１０％以上である請求項１１に記載の加熱器。
  13. 　前記ガラス板は、化学強化されている請求項１１または１２に記載の加熱器。
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