ガラス組成の選択は、まず製品の品質要件を満たしていること、十分な熱安定性と化学的安定性を備えていること、製造プロセスの要件を満たしていること、溶解および透明化が容易であること、欠陥が少ないこと、食器用ガラスに必要な美しい色と光沢を達成すること、などの条件を満たす必要があります。 、汚染を軽減しながら低コストの原材料の使用も考慮します。
食器用ガラスの成分
食器用ガラスの組成は、通常のソーダライム食器用ガラス、鉛クリスタルガラス、無鉛クリスタルガラス、乳白色ガラス、色ガラスなどのいくつかの種類に分類できます。
一般的なソーダライム食器用ガラスの組成
2005 年、中国日常硝子協会の専門委員会と技術諮問委員会は、家庭用食器用ガラスの組成範囲に関する統一基準を策定しました。表 3-6 を参照してください。
表 3-6 の化学組成範囲は、機械プレスの熱湯カップなど、機械ブローや機械プレスなどによって高速で機械的に成形されるナトリウム石灰器具用ガラスの成分にほとんど適用されます。しかし、「長い」材料特性を必要とする一部の手製器具用ガラスには、カルシウムとマグネシウムの含有量が高すぎ、硬化速度が速く、手作業での成形が難しいため、適用できません。材料特性を拡張するために、酸化カルシウムの含有量は多くの場合 6% 未満です。酸化マグネシウムの原料には鉄分が多く含まれる傾向があるため、食器用ガラスにはほとんど使用されません。山西省と河北省で生産される手造りの食器ガラスは、主に透明なガラス素材をプールキルンで溶かします。カリウムとナトリウムの含有量は約 16% と比較的低いです。東北地方の手作りガラス製品は色ガラスで知られています。透明なソーダライムガラスは色ガラスと調和する必要があります。しかし、色ガラスは溶解が難しいるつぼ炉で溶解することがほとんどです。この問題は、ガラス組成中のアルカリ含有量 (約 18%) を増やすことで解決されることがよくあります。山東省博山市で色合わせに使用されるソーダ石灰ガラス製品には、カリウムとナトリウムが約20％含まれており、溶けやすい。そのユニークな製品のほとんどは装飾品であり、高アルカリによって引き起こされる熱安定性の低下という欠点を簡単に示すことができません。もちろん、タンクキルンがるつぼキルンから徐々に置き換えられるにつれて、ガラス組成中のアルカリ含有量も市場の需要に応じて減少しています。透明ガラス製品の組成を表3-7に示します。
1番と2番は国産の手作りガラス製品の材料です。鉄の含有量は番号 3 ～ 6 に比べて大幅に高くなります。これは原材料の選択と工程管理に関係し、最終製品の白さ、透明度、全体的な質感にも直接影響します。番号 3 ～ 6 に共通する特徴は、酸化ケイ素の含有量が少なく、高温フラックスの役割を果たす酸化カルシウムの含有量が約 7%、酸化カリウムおよび酸化ナトリウムの含有量が約 19% に達します。これらの成分を含むガラスの溶融温度は、番号 1 および番号 2 のガラスよりも低くなります。同時に、酸化アルミニウムの含有量が高くなります。明らかに、ガラスの化学的安定性は、酸化アルミニウムの含有量を増やすことによって改善できます。表 3-8 は、製造に使用される透明なガラス製品の配合です。
色ガラスの組成
632 材料配合は 1963 年 2 月に開発に成功しました。1984 年には、より高価な硝酸カリウムとルミノールを除去するための改良配合が提案されました。酸化ヒ素は他の複合清澄剤に置き換えられており、その他の成分は各工場の実際のニーズに応じて異なります。色ガラスはこれに基づいて導き出されます。透明なガラス成分に一定量の着色剤を添加することで、必要な色を実現できます。
カラーガラスの着色はイオン着色とコロイダル着色に分けられます。イオンカラーカラーガラスには、主に2価または3価の遷移金属酸化物や希土類酸化物が導入されています。単一の遷移金属元素の酸化物は加法則に従います。 Co2+ と NF+ はガラス中で価数が安定していますが、他の遷移金属元素は異なる価数で存在します。実際の製造では、必要な色を実現するために複数の金属元素の酸化物が混合されることがよくあります。表3-9は、遷移金属元素酸化物の着色効果を示しています。基本成分はSiO2 72%、CaO 5.5%、ZnO 2.0%、Na2O 18.0%、Al2Og 1.5%です。
青色の場合、酸化銅と酸化ダイヤモンドを組み合わせることで銅自体の緑色成分を除去できるのに対し、銅はコバルトの赤色成分を除去できます。この 2 つを組み合わせると、ライトブルーとライトシアンの間の色調が得られます。酸化銅と酸化クロムの間、クロムの量を増やすと、混合された緑色は黄色の色合いに発色します。逆に、銅の量を増やすと、混合色は青みを帯びた色になります。銅とクロムを組み合わせると、黄緑から青緑までのあらゆる色合いを作り出すことができます。酸化マンガンと酸化クロムを併用すると、少量のクロムによりマンガンの着色が促進されますが、クロムが増加するとガラスの色調が著しくなり、茶色から黒色に変化します。 「フェロマンガン」を組み合わせると褐色が得られますが、価数状態の相互影響により、より多くの着色剤が添加されますが、色は深くなりません。 「セリウムチタンイエロー」は、決まった組み合わせでしか表現できない唯一無二のカラーです。一部のニュートラルグレーは、コバルト、ニッケル、銅を共有することで得られますが、これは投与量の違いによって異なります。
希土類元素の酸化物は発色が安定しており、純粋な色で、二色効果があります。発色力は弱く、一定以上になると一定の飽和状態を示します(表3-10)。基本成分はSiO: 72%、CaO 5.5%、ZnO 2.0%です。 Na2O 18.0%、Al2O31.5%。
レアアース元素は純粋でエレガントですが、価格が高いため、主に高級ガラス製品や美術品に使用されています。基本成分は発色や着色剤の添加量に一定の影響を与えます。
コロイド色素には主に金、銀黄、銅赤などがあり、加法則に従わないものです。ガラスは光の選択性によって色が付けられますが、その色はガラス内に分散された金属粒子のサイズに大きく依存します。粒子が小さすぎると色が出やすくなり、粒子が大きすぎると色が出やすくなります。適度な粒径で均一に分散した金属粒子を得るには、主にスズイオンの「金属的性質」を利用してコロイド粒子を高度に形成する酸化第一スズや塩化第一スズなどの還元性原料を配合物に添加する必要があります。スズイオンの金属橋の間に分散され、コロイド粒子のさらなる成長を抑制します。金赤や銅赤などのコロイド色ガラスにおいて、これらの錫を含む物質は「保護接着剤」の役割を果たします。ガラス組成の変化は演色効果に大きな影響を与えます。二次発色コロイド色ガラスの場合、色ガラスに使用される SnOz および着色剤は次のとおりです。金赤色ガラス SnOAu=100'(1~4)。銀黄色ガラス SnO:1Ag=(5~10):1。インジウムガラス、（１～２）１．カドミウムおよびカドミウム化合物が明確に禁止された後は、カッパーレッドが主な用途となるでしょう。