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無鉛フリットガラス(PbFREE FRIT GLASS)

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無鉛化ガラス粉末技術レポート<

現在、一般に検討されている無鉛低融点ガラスの組成系は次の3系統である。

● 硼硅酸ビスマス塩系または硼酸ビスマス亜鉛系

● アルミノリン酸塩系またはリン酸亜鉛系

● ホウ珪酸塩系

それぞれに特徴はあるが、600℃以下の焼成領域ですべてにおいて優れた物性値を満たす組成は、現在の組成技術では解決できないことが多いが、用途に応じ使い分けていき、また組合せで使用することにより、一般的な要求に応じていく必要がある。

ビスマス系
ビスマスではBi2O3で25〜60molの範囲で比較的良好なガラスを得ることが出来、粘りのある特性を得られるため、比較的鉛ガラスに近い特性を得られやすいが、ビスマスが鉛鉱石の副産物として産出されていることから、長期的に生産量が限定されており、大量に市場でビスマスガラスが使用されることは考えにくい。但し、限定的な範囲での使用についてはその特性を生かし工業的に利用する必要もあると考えられる。
リン酸塩系
リン酸塩系では、P2O5が40〜70molの範囲で600℃以下の焼成条件に適合するガラスを得ることが出来るが、そのイオン活性度が高いことから生産工程上不安定になりがちで、電気的に安定した物性値を得にくい。但し、添加物を工夫することにより、その使用方法に適応可能なものも多々あり、低融性を得やすいため今後使用範囲は広がると考えられる。
ホウ珪酸塩系
ホウ珪酸塩系は軟化点470℃〜750℃程度まで広くとることが出来るが、低融点のものについては、アルカリまたはアルカリ土類がある程度含有されているものが一般的である。原料は最も安定して入手可能な範囲が多く、比較的生産工程も安定し易いが、低融点(600℃以下)かつ低膨張(80×10-7以下)の製品は限られる。

耐酸性は鉛ガラスに比べ、多少劣っているが、低融点の領域では必ずしも鉛ガラス の耐酸性が優良であるとは限らず、使用方法による使い分けが重要である。また、耐水性と耐酸性の性能は必ずしも一致せず、物性値における優先順位で開発をする必要がある。

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