装饰用玻璃物品的制作方法

1.本发明涉及适于戒指、吊坠、耳环、手镯等装饰品用途的装饰用玻璃物品。


背景技术：

2.根据日本硝子工业会的定义，水晶玻璃是“含有氧化铅作为主要成分的玻璃以及含有氧化钾、氧化钡、氧化钛等作为主要成分的玻璃，具有高透明度且折射率nd为1.52以上，以有光泽的美丽的亮光以及清脆的音色为其特征”。这些水晶玻璃的亮光、透明性、回声、厚重感、加工性等优异，可用于装饰品(宝石饰物、艺术品、餐具等)。
3.但是，含有铅的水晶玻璃对人体有害，且存在容易损伤的问题，因此开发出了实质上不含铅的水晶玻璃(专利文献1、2)。另外，在高折射率这一点上，已知大量包含bi2o3等成分的光学玻璃用的高折射率玻璃(专利文献3)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利第2588468号公报
7.专利文献2：日本专利第4950876号公报
8.专利文献3：日本特开2016
‑
13971号公报


技术实现要素：

9.发明欲解决的技术问题
10.无铅水晶玻璃的折射率比较低，为1.57左右，无法得到作为装饰品的足够的亮光。另外，由于色散也低，因此被称为“火彩”的彩虹色的亮光倾向于较弱。另一方面，用于光学玻璃的高折射率玻璃虽然能够同时实现高折射率和高色散，但存在折射率越高，则着色越强、火彩越弱这样的问题。
11.鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种高折射率且高色散、亮光和火彩优异的装饰用玻璃物品。
12.用于解决问题的手段
13.本发明的装饰用玻璃物品的特征在于，以摩尔％计含有10～70％的la2o3、10～90％的nb2o5、0～40％的b2o3以及0～50％的tio2，折射率为2.0以上，阿贝数为50以下。这样，通过含有la2o3和nb2o5作为必要成分的玻璃组成，可以制成高折射率且高色散、并且亮光和火彩优异的装饰用玻璃物品。另外，具有该玻璃组成的玻璃也具有容易变成无色透明的特征。
14.本发明的装饰用玻璃物品优选以摩尔％计含有50％以上的la2o3+nb2o5。这样，容易得到高折射率且高色散的光学特性。需要说明的是，在本说明书中，
“○
+
○
+
···”是指记载的各成分的总量。
15.本发明的装饰用玻璃物品优选以摩尔％计含有0.1～40％的b2o3。通过含有b2o3作为必要成分，容易玻璃化，因此容易得到尺寸大的装饰用玻璃物品。
16.本发明的装饰用玻璃物品的着色度λ5优选为395以下。这样，由于可见光容易透射，因此容易变成无色透明。需要说明的是，“着色度λ
5”表示在厚度10mm时的透射率曲线中透光率为5％的最短波长(nm)。
17.本发明的装饰用玻璃物品也可以以摩尔％计含大于0％且小于等于5％的选自过渡金属氧化物(nb2o5和tio2除外)和稀土氧化物(la2o3除外)中的至少1种。这样，能够根据使其含有的成分来制成具有期望色调的玻璃物品。
18.本发明的装饰用玻璃物品优选被实施了倒角加工。这样，光容易在玻璃物品内部反射，能够提高亮光。
19.本发明的装饰用玻璃物品适合作为仿造宝石。
20.本发明的装饰品的特征在于，具备上述的装饰用玻璃物品。
21.发明效果
22.根据本发明，能够提供一种高折射率且高色散、并且亮光和火彩优异的装饰用玻璃物品。
附图说明
23.图1是示出实施例中的试样no.3及9的平面照片。
24.图2是示出实施例中的试样no.11～14的平面照片。
具体实施方式
25.本发明的装饰用玻璃物品的特征在于，以摩尔％计含有10～70％的la2o3、10～90％的nb2o5、0～40％的b2o3以及0～50％的tio2，折射率为2.0以上，阿贝数为50以下。以下，对这样限定玻璃组成的理由进行说明。需要说明的是，在以下的与各成分的含量相关的说明中，只要没有特别说明，则“％”是指“摩尔％”。
26.la2o3是形成玻璃骨架的成分，是在不降低透射率的情况下提高折射率的成分。另外，还具有提高耐候性的效果。la2o3的含量为10～70％，优选为15～60％，特别优选为20～50％。若la2o3的含量过少，则难以得到上述效果。另一方面，若la2o3的含量过多，则难以玻璃化。
27.nb2o5是提高折射率的效果大的成分，是使阿贝数降低而成为高色散的成分。另外，还具有扩大玻璃化范围的效果。nb2o5的含量为10～90％，优选为30～85％、40～80％，特别优选为50～75％。若nb2o5的含量过少，则难以得到上述效果。另一方面，若nb2o5的含量过多，则难以玻璃化。
28.需要说明的是，从得到高折射率且高色散的光学特性的观点出发，la2o3+nb2o5的含量优选为50％以上、70％以上，特别优选为90％以上。la2o3+nb2o5的含量可以为100％，但在含有其他成分的情况下，可以为99.9％以下、99％以下，尤其可以为95％以下。
29.b2o3构成玻璃骨架，是扩大玻璃化范围的成分。但是，若b2o3的含量过多，则折射率降低，难以得到期望的光学特性。因此，b2o3的含量优选为0～40％、0.1～40％、1～30％、2～25％，特别优选为3～20％。另外，由于能够得到稳定的玻璃，因此即使添加微量的着色成分，也能够防止结晶化。
30.tio2是提高折射率的效果大的成分，还具有提高化学耐久性的效果。另外，还具有
使阿贝数降低而成为高色散的效果。tio2含量为0～50％、0.1～30％、1～20％、特别优选3～15％。若tio2的含量过多，则吸收端向长波长侧迁移，因此可见光(特别是短波长区域的可见光)的透射率容易降低。另外，难以玻璃化。
31.为了对本发明的装饰用玻璃物品赋予期望的色调，也可以含有过渡金属氧化物(nb2o5和tio2除外)、稀土类氧化物(la2o3除外)这样的着色成分。作为过渡金属氧化物，可举出cr2o3、mn2o3、fe2o3、coo、nio、cuo、v2o5、moo3、ruo2等。作为稀土类氧化物，可举出ceo2、nd2o3、eu2o3、tb2o3、dy2o3、er2o3等。这些过渡金属氧化物和稀土类氧化物可以单独含有，也可以含有2种以上。这些过渡金属氧化物和稀土类氧化物的含量(在含有2种以上时为总量)优选为大于0％且小于等于5％、0.001～5％、0.005～3％、0.01～2％，特别优选为0.02～1％。需要说明的是，根据使其含有的成分，着色有时会变得过强，可见光区域透射率降低，无法得到所期望的亮光或火彩。在该情况下，也可以将上述过渡金属氧化物和稀土类氧化物的含量设为小于1％、0.5％以下，进一步可以设为0.1％以下。
32.在本发明的装饰用玻璃物品中，除了上述成分以外，为了扩大玻璃化范围，也可以分别以10％以下的范围含有sio2、al2o3、zno、mgo、cao、sro、bao等。
33.本发明的装饰用玻璃物品通过主动含有la2o3、nb2o5、b2o3等扩大玻璃化范围的成分，从而抑制玻璃制作时的结晶化，更容易增大玻璃物品的尺寸(例如，直径2mm以上、3mm以上、4mm以上，特别是5mm以上)。
34.需要说明的是，若含有氧化铋(bi2o3)，则有玻璃物品过度着色而火彩变差的倾向。因此，本发明的装饰用玻璃物品中的氧化铋的含量以摩尔％计优选为30％以下、20％以下、10％以下，特别优选为1％以下，最优选实质上不含有。另外，本发明的装饰用玻璃物品优选实质上不含有对人体有害的氧化铅。需要说明的是，本说明书中“实质上不含有”是指作为玻璃组成不会有意含有的情况，并不排除不可避免的杂质混入。客观而言，意味着含量以摩尔％计小于0.1％。
35.本发明的装饰用玻璃物品的折射率(nd)为2.0以上，优选为2.05以上、2.1以上，特别优选为2.15以上。这样，玻璃物品的内部与外部(大气)的折射率差变大，光容易在玻璃物品内部反射。其结果，容易得到作为装饰用玻璃物品的足够的亮光。需要说明的是，折射率的上限没有特别限制，但若过大则玻璃化变得不稳定，因此优选为2.5以下、2.4以下，特别优选为2.3以下。
36.本发明的装饰用玻璃物品的阿贝数(νd)优选为50以下、40以下、30以下，特别优选为25以下。这样，玻璃物品成为高色散，容易表现出火彩。需要说明的是，阿贝数的下限没有特别限制，但过小时玻璃化会变得不稳定，因此优选为10以上，特别优选为13以上。
37.本发明的装饰用玻璃物品的着色度λ5优选为395以下、390以下、380以下，特别优选为370以下。这样，由于可见光容易透射，因此容易得到无色透明的玻璃。另外，容易提高亮光、火彩。
38.本发明的装饰用玻璃物品的密度越高则外观的厚重感越增加，作为装饰用玻璃物品(特别是珠宝饰品用的玻璃物品)的高级感提高，因此优选。具体而言，装饰用玻璃物品的密度优选为3g/cm3以上、4g/cm3以上，特别优选为5g/cm3以上。
39.本发明的装饰用玻璃物品可以用于宝石饰物、艺术品、餐具等装饰品用途。例如，可以作为仿造宝石安装在戒指、吊坠、耳环、手镯等装饰品(珠宝饰品)而使用。装饰用玻璃
物品的形状没有特别限制，可举出球形、椭球形、多面体等。
40.本发明的装饰用玻璃物品优选实施所谓的明亮式加工等倒角加工。这样，光容易在玻璃物品内部反射，能够提高亮光，特别适合作为仿造宝石。
41.实施例
42.以下，使用实施例对本发明的装饰用玻璃物品进行详细说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
43.表1示出本发明的实施例(no.1～7)和比较例(no.8～9)。
44.[表1]
[0045][0046]
首先，将原料调配成表1所示的各玻璃组成，从而制作原料批料。将得到的原料批料熔融至均匀后，骤冷，得到玻璃试样(装饰用玻璃物品)。需要说明的是，熔融温度在试样no.1～7中为1500～2000℃，在试样no.8～9中为1400～1500℃。得到的玻璃试样在玻璃化转变温度附近(350～700℃)进行退火后，通过下述方法进行密度、折射率(nd)、阿贝数(νd)、着色度(λ5)的测定和外观评价(亮光、火彩、色调)。
[0047]
密度通过阿基米德法测定。
[0048]
折射率(nd)、阿贝数(νd)通过对玻璃试样进行直角研磨并使用kpr
‑
2000(岛津制作所制)进行测定。折射率(nd)用相对于氦灯d线(587.6nm)的测定值进行评价。阿贝数(νd)使用上述d线的折射率和氢灯的f线(486.1nm)和c线(656.3nm)的折射率的值，根据阿贝数
(νd)＝{(nd
‑
1)/(nf
‑
nc)}的式子算出。
[0049]
关于着色度(λ5)，对研磨成10
±
0.1mm的厚度的玻璃试样测定分光透射率，采用在所得到的透射率曲线中显示透射率为5％的波长。需要说明的是，分光透射率使用日本分光制v
‑
670进行测定。
[0050]
如下进行外观评价。首先，以各试样的平面形状成为左右的大小的方式进行了明亮加工。接着，对于加工后的玻璃试样，在荧光灯光源下通过目视评价亮光和火彩。评价按照以下所示的4个阶段进行。并通过目视进行色调评价。另外，试样no.3及9的平面照片如图1所示。
[0051]
[亮光]
[0052]
◎
：可看到亮光，而且亮光很强。
[0053]
○
：可看到亮光。
[0054]
△
：可看到微弱的亮光。
[0055]
×
：几乎看不到亮光(与玻璃窗相同程度)。
[0056]
[火彩]
[0057]
◎
：可看到彩虹色(各种颜色)的亮光。
[0058]
○
：可看到彩虹色的亮光，但颜色数较少。
[0059]
△
：可看到微弱的彩虹色的亮光。
[0060]
×
：几乎看不到彩虹色的亮光。
[0061]
由表1可知，实施例的试样no.1～7由于λ5为360且无色透明，并且折射率高达2.19以上，阿贝数低至21以下，因此亮光强，且能够清楚地观察到火彩。另一方面，比较例的试样no.8～9的λ5为340以下且无色透明，但折射率低至1.56以下，阿贝数高达45以上，因此几乎感觉不到亮光，也难以观察到火彩。
[0062]
另外，进行了用于确认添加了着色成分时的色调的差异的实验。具体而言，对于试样no.3的玻璃，制作添加了微量的作为着色成分的稀土氧化物的试样no.10～no.15。将结果示于表2和图2(试样no.10～no.13)。
[0063]
[表2]
[0064][0065]
如表2和图2所示，可以看出，根据使其含有的着色成分，可以制成具有各种各样颜色的玻璃物品，适合用于装饰品(特别是宝石饰品)。