JP2007126299A - Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法 - Google Patents
Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＭｇＯ−Ｋ２Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】大量生産可能な、かつ結晶成長温度の低く製造コストが低く、建築材料に適用するＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス及びその製造方法を提供する。
【解決手段】質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化である。
【選択図】なし
【解決手段】質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化である。
【選択図】なし
Description
本発明は、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス、及びＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス、並びにこれらの結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法に関する。
近年、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラスは、カラーフィルター、あるいはイメージセンサー用基板等のハイテク製品用基板、電子部品焼成用セッター、電磁調理用トッププレート、光部品、電子レンジ用棚板、防火戸用窓ガラス、石油ストーブ、薪ストーブの前面窓ガラス等の材料として、広く使用されている。
前記Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラスとしては、例えば、特許文献１〜特許文献７等の各公報において、β−石英固溶体（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ｎＳｉＯ2［ただしｎ≧２］）、あるいはβ−スポジュメン固溶体（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ｎＳｉＯ2［ただしｎ≧４］）を主結晶として析出してなるＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラスが開示されている。
前記Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラスは、熱膨張係数が低く、また機械的強度も高いことから、優れた熱的特性を有している。
また、前記Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラスの原料を溶融し、成形した後、得られた結晶性ガラスを結晶化する工程において、熱処理条件を変更することにより、析出してくる結晶の種類を変更することができるため、同一組成のガラス原料から透明な結晶化ガラス（β−石英固溶体が析出する場合）と白色不透明な結晶化ガラス（β−スポジュメン固溶体が析出する場合）の両方を製造することができ、用途に応じて使い分けが可能という利点を有する。
また、前記Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラスの原料を溶融し、成形した後、得られた結晶性ガラスを結晶化する工程において、熱処理条件を変更することにより、析出してくる結晶の種類を変更することができるため、同一組成のガラス原料から透明な結晶化ガラス（β−石英固溶体が析出する場合）と白色不透明な結晶化ガラス（β−スポジュメン固溶体が析出する場合）の両方を製造することができ、用途に応じて使い分けが可能という利点を有する。
しかしながら、従来、前記Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶性ガラスを製造する際には、１６００℃を超える高温で、場合によって、１７００℃近い高温で、数時間〜２０時間程度かけてガラス原料を溶融する必要があり、該高温に長時間耐え得る溶融炉、及び必要な燃料等を準備しなければならないという問題があった。
また、白色不透明な結晶化ガラス（β−スポジュメン固溶体が析出する場合）を製造する際には、ガラス原料を溶融、成形して結晶性ガラスを得て、該結晶性ガラスにおいて核形成をした後、熱処理により結晶を成長させ結晶化を行うが、該結晶成長温度としては、これまで１０００℃〜１３００℃程度の高温に設定する必要があった。
上記の理由で、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶性ガラスとＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶化ガラスの製造コストが高かった。そのため、このシステムの結晶化ガラスを建材として、殆ど使われていなかった。
また、特許文献８及び特許文献９に、リチアを含有するリチア雲母に近い鉱物を主要原料とした結晶化ガラス及びその製造方法が開示されている。
特許文献８では、リチア雲母に近い鉱山廃棄物を主要原料として、８０〜１００％を配合に添加しており、溶解温度と結晶化温度とともに下げることができる。そして、廃棄物を充分利用して、コストを下げるだけではなく、環境保全の目的も達成することができる。
しかし、特許文献８には、リチア雲母に近い鉱山廃棄物を主要原料として、８０〜１００％を配合に添加しており、配合に廃棄物の占める量が余り高すぎて配合中各成分の含有量を調整することが難しく、場合によって、調整できなくなる。そのため、製品中の各成分の含有量は、廃棄物中の各成分の含有量によって変化することになる。従って、製品の組成が不安定になり、これは製品の物性や品質が不安定になる原因である。
また、特許文献９では、リチア含有鉱物を主要原料として、５０〜８１％を配合に添加しており、溶解温度と結晶化温度とともに下げることができる。そのため、コストを下げることができる。しかし、該特許文献９の特許請求範囲の請求項１の内容では、
「一種の結晶化ガラスは、その原料配合中には、リチア含有鉱物、酸化チタン等を含有し、その特徴としては、原料配合組成中に、リチア含有鉱物が５０〜８１質量％をしめ、酸化チタンが０．５〜４質量％をしめ、Ｌｉ2Ｏが０．５〜８．１質量％をしめてある」と記載されている。
「一種の結晶化ガラスは、その原料配合中には、リチア含有鉱物、酸化チタン等を含有し、その特徴としては、原料配合組成中に、リチア含有鉱物が５０〜８１質量％をしめ、酸化チタンが０．５〜４質量％をしめ、Ｌｉ2Ｏが０．５〜８．１質量％をしめてある」と記載されている。
文献の記載によると、リチア含有鉱物は４種類があり、その組成が表２に示すように相当に異なっている。特許文献９の特許請求範囲の請求項１の内容に「原料配合組成中に、リチア含有鉱物が５０〜８１質量％をしめ、酸化チタンが０．５〜４質量％をしめ、Ｌｉ2Ｏが０．５〜８．１質量％をしめてある」と記載されている。このような表現では、配合組成があまり明確ではなく、また、リチア含有鉱物が５０〜８１質量％をしめるということと表１のデータを使って、計算すると、リチア含有鉱物から配合に入るＬｉ2Ｏが配合の２．２４５〜６．８６９質量％を占めることになる。つまり、リチア含有鉱物から配合に入るＬｉ2Ｏの量が少なくとも配合の２．２４５質量％である。この値は、特許文献９の特許請求範囲の０．５質量％より遥かに大きくなり、矛盾している。
また、特許文献９の実施例の内容は次のようになる。
原料配合（wt％）：
アルミナ珪酸リチア鉱物 ７８％ ナトリウム長石 １０．２５％ 炭酸リチウム ７．７％ 酸化チタン １．６５％ 酸化カルシウム １％ 酸化マグネシウム １．４％
化学組成（ｗｔ％）
ＳｉＯ2 ６８．０２％ Ａｌ2Ｏ3 １７．６８％ Ｌｉ2Ｏ ４．１０％
ＣａＯ １．４７％ ＭｇＯ ２．８９％ Ｆｅ2Ｏ3 ０．１７％
Ｎａ2Ｏ ０．５３％ Ｋ2Ｏ ０．１１％ ＴｉＯ2 １．７４％
焼失 ３．２９％
原料配合（wt％）：
アルミナ珪酸リチア鉱物 ７８％ ナトリウム長石 １０．２５％ 炭酸リチウム ７．７％ 酸化チタン １．６５％ 酸化カルシウム １％ 酸化マグネシウム １．４％
化学組成（ｗｔ％）
ＳｉＯ2 ６８．０２％ Ａｌ2Ｏ3 １７．６８％ Ｌｉ2Ｏ ４．１０％
ＣａＯ １．４７％ ＭｇＯ ２．８９％ Ｆｅ2Ｏ3 ０．１７％
Ｎａ2Ｏ ０．５３％ Ｋ2Ｏ ０．１１％ ＴｉＯ2 １．７４％
焼失 ３．２９％
表２に示しているリチア含有鉱物の化学組成（ｗｔ％）中のＳｉＯ2含量を判断基準とする場合、上記実施例に一番近いのが葉長石であると判断することができる。従って、上述実施例に使用されたアルミナ珪酸リチア鉱物を葉長石と仮定すると、葉長石から配合に入ったＳｉＯ2が５９．４０％になる。また、文献記載による、ナトリウム長石の組成はＳｉＯ2６８．７％、Ａｌ2Ｏ3１９．５％、Ｎａ2Ｏ１１．８％である。
そうすると、実施例の配合にナトリウム長石から入ったＳｉＯ2が７．０４％である。そこで、葉長石とナトリウム長石から配合に入ったＳｉＯ2が５９．４０％＋７．０４％＝６６．４４％。このような方法で計算するとＡｌ2Ｏ3が１５．４２％に、Ｌｉ2Ｏが６．６２％になる。明らかに、この結果は、実施例の原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの含量と合わないことが分かる。
そうすると、実施例の配合にナトリウム長石から入ったＳｉＯ2が７．０４％である。そこで、葉長石とナトリウム長石から配合に入ったＳｉＯ2が５９．４０％＋７．０４％＝６６．４４％。このような方法で計算するとＡｌ2Ｏ3が１５．４２％に、Ｌｉ2Ｏが６．６２％になる。明らかに、この結果は、実施例の原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの含量と合わないことが分かる。
上記した実施例に使用されたアルミナ珪酸リチア鉱物をリチア雲母と仮定すると、リチア雲母から配合に入ったＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの含量がそれぞれ４１．２５％、２０．８８％、３．６３％である。ナトリウム長石から入ったＳｉＯ2が７．０４％、Ａｌ2Ｏ3が２．０％になる。炭酸リチウムから配合に入ったＬｉ2Ｏが３．０７％になる。この計算結果によると原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの含量がそれぞれ４８．２９％、２２．８８％、６．７％になる。明らかに、この結果は、実施例の原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの含量と合わないことが分かる。
上記した実施例に使用されたアルミナ珪酸リチア鉱物をリチア輝石と仮定すると、同じ計算方法を使用すると、原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの含量がそれぞれ５６．１６％、２４．１７％、８．３６％になることが分かる。明らかに、この結果は、実施例の原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの含量と合わないことが分かる。
以上の結果から、明らかに、アルミナ珪酸リチア鉱物の成分組成が規格化されなければ、原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2・・・各成分の含量を制御することができなくなる。従って、特許文献９においては、リチア含有鉱物の成分組成を規格化しなければ、製造工程中原料配合化学組成中のＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏの各成分の含量を制御することができないと判断することができる。これで、製品の成分組成を安定させることができなくなる。成分組成の安定できない製品に、安定な物理、化学性質を与えることが難しいから、安定な製品品質を持たせることが困難である。
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
本発明における第１の目的は、大量生産可能なＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスを提供することにある。
本発明における第２の目的は、結晶成長温度の低いＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスを提供することにある。この種の結晶化ガラスは、優れた熱特性と機械強度を持つ。
本発明における第３の目的は、製造コストが低く、建築材料に適用するＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスを提供することにある。
本発明における第４の目的は、成分組成、製品の物性及び化学的な性質、製品品質などが安定であり、リチア雲母又はリチア含有廃棄物を主要原料としたＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及びその結晶化ガラスを提供することにある。
本発明における第５の目的は、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラスを提供する。その特徴としては、この種の結晶性ガラスから少なくともＫ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固溶体Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ｎＳｉＯ2［ただしｎ≧４］）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（μ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）、ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）
の結晶の一種または二種以上を析出して結晶化ガラスになることである。
本発明における第６の目的は、上記したＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法を提供することにある。
本発明における第１の目的は、大量生産可能なＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスを提供することにある。
本発明における第２の目的は、結晶成長温度の低いＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスを提供することにある。この種の結晶化ガラスは、優れた熱特性と機械強度を持つ。
本発明における第３の目的は、製造コストが低く、建築材料に適用するＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスを提供することにある。
本発明における第４の目的は、成分組成、製品の物性及び化学的な性質、製品品質などが安定であり、リチア雲母又はリチア含有廃棄物を主要原料としたＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及びその結晶化ガラスを提供することにある。
本発明における第５の目的は、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラスを提供する。その特徴としては、この種の結晶性ガラスから少なくともＫ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固溶体Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ｎＳｉＯ2［ただしｎ≧４］）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（μ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）、ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）
の結晶の一種または二種以上を析出して結晶化ガラスになることである。
本発明における第６の目的は、上記したＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法を提供することにある。
上述した課題を解決する手段は次のようになる。
本発明のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスは、
＜１＞ 質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有することを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス。
＜２＞ 各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物が原料成分合計量に対して質量百分率で３０〜８０％占めることを特徴とする＜１＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス。
本発明のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスは、
＜１＞ 質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有することを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス。
＜２＞ 各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物が原料成分合計量に対して質量百分率で３０〜８０％占めることを特徴とする＜１＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス。
本発明のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスは、
＜３＞ 質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有することを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
＜４＞ 各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物が原料成分合計量に対して質量百分率で３０〜８０％占めることを特徴とする＜３＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
＜５＞＜１＞又は＜２＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスから少なくともＫ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固溶体Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ｎＳｉＯ2［ただしｎ≧４］）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（μ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）、ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）
の結晶の一種または二種以上が析出されていることを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
＜３＞ 質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有することを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
＜４＞ 各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物が原料成分合計量に対して質量百分率で３０〜８０％占めることを特徴とする＜３＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
＜５＞＜１＞又は＜２＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスから少なくともＫ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固溶体Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ｎＳｉＯ2［ただしｎ≧４］）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（μ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）、ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）
の結晶の一種または二種以上が析出されていることを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
本発明のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスの製造方法は、
＜６＞
１．質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ工程と、
２．Ａ工程で得られたガラス原料を溶融するＢ工程と、
３．Ｂ工程で得られたガラスを成形して、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスとするＣ工程と、
を含むことを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスの製造方法。
＜７＞ 前記Ａ工程が、
各成分の含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料を均一に攪拌するＡ−１工程と、
Ａ−１工程で得られたリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料に他の原料成分を添加して、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ−２工程と、
からなることを特徴とする＜６＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスの製造方法。
＜６＞
１．質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ工程と、
２．Ａ工程で得られたガラス原料を溶融するＢ工程と、
３．Ｂ工程で得られたガラスを成形して、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスとするＣ工程と、
を含むことを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスの製造方法。
＜７＞ 前記Ａ工程が、
各成分の含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料を均一に攪拌するＡ−１工程と、
Ａ−１工程で得られたリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料に他の原料成分を添加して、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ−２工程と、
からなることを特徴とする＜６＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスの製造方法。
本発明のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスの製造方法は、
＜８＞
１．質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ工程と、
２．Ａ工程で得られたガラス原料を溶融するＢ工程と、
３．Ｂ工程で得られたガラスを成形して、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスとする工程と、
４．Ｃ工程によって得られたＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスを結晶化熱処理によってＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスを生成するＤ工程と、
を含むことを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスの製造方法。
＜９＞前記Ａ工程が、
各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料を均一に攪拌するＡ−１工程と、
Ａ−１工程で得られたリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料に他の原料成分を添加して、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ6．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ−２工程と、
からなることを特徴とする＜８＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスの製造方法。
＜８＞
１．質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ工程と、
２．Ａ工程で得られたガラス原料を溶融するＢ工程と、
３．Ｂ工程で得られたガラスを成形して、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスとする工程と、
４．Ｃ工程によって得られたＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスを結晶化熱処理によってＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスを生成するＤ工程と、
を含むことを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスの製造方法。
＜９＞前記Ａ工程が、
各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料を均一に攪拌するＡ−１工程と、
Ａ−１工程で得られたリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料に他の原料成分を添加して、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ6．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ−２工程と、
からなることを特徴とする＜８＞に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスの製造方法。
原料配合化学組成中の成分の含量の制御が容易で製品の成分組成を安定化でき、その結果、安定な物理・化学的性質を与えることができるＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス及び結晶化ガラス、ならびに該結晶性ガラス及び結晶化ガラスの製造方法を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の結晶性ガラスと結晶化ガラスに関する、各成分の含有量を限定する理由は、次のようになる。以下，特に断りのない限り「％」は「質量％」を意味する。
本発明の結晶性ガラスと結晶化ガラスに関する、各成分の含有量を限定する理由は、次のようになる。以下，特に断りのない限り「％」は「質量％」を意味する。
ＳｉＯ2の含有量は５０．０〜６５．０％、好ましくは、５５．０〜６０．０％である。ＳｉＯ2が５０．０％より少ないとガラスが失透しやすくなり、成形が困難である。ＳｉＯ2が６５．０％より多いとガラス溶融温度が高くなり作業上不利となる。
Ａｌ2Ｏ3の含有量は１０．０〜２５．０％、好ましくは１５．０〜２０．０％である。Ａｌ2Ｏ3が１０．０％より少ないと結晶化が起こり難い、Ａｌ2Ｏ3が２５．０％より多いとガラスが失透しやすくなり、また溶融性が低下する。
ＭｇＯの含有量は６．０〜１５．０％、好ましくは８．０〜１４．０％である。ＭｇＯが６．０％より少ないとガラスの溶融が困難になり、結晶化が起こり難い、ＭｇＯが１５．０％より多いとガラスが失透しやすくなり、成形が困難である。
Ｌｉ2Ｏの含有量は２．５〜４．０％、好ましくは３．０〜４．０％である。Ｌｉ2Ｏが２．５％より少ないとＬｉ2Ｏを含有する結晶を析出することが難しくなり、Ｌｉ2Ｏが４．０％より多いとガラスが失透しやすくなり、成形が困難である。
Ｎａ2Ｏの含有量は０．５〜４．０％、好ましくは１．５〜３．０％である。Ｎａ2Ｏが０．５％より少ないとガラスの溶融が困難となり、Ｎａ2Ｏが４．０％より多いと結晶化ガラスの化学的耐久性が低下する。
Ｋ2Ｏの含有量は２．１〜７．５％、好ましくは３．０〜６．０％である。Ｋ2Ｏが２．１％より少ないとガラスの溶融が困難となり、Ｋ2Ｏを含有する結晶を析出することが難しくなり、Ｋ2Ｏが７．５％より多いとガラスが失透しやすくなり、成形が困難であるとともに結晶化ガラスの化学的耐久性が低下する。
核形成剤として添加するＦは、融剤であると共に結晶構成成分であり、また、結晶析出温度を低下させる効果があると共に結晶成長を促進する効果もある。その含有量は１．２〜４．８％、好ましくは１．２〜２．５％である。Ｆが１．２％より少ないとＦを含有する結晶を析出することが難しくなり、Ｆが４．８％より多いとガラスが失透しやすくなり、成形が困難である。
核形成剤として添加するＴｉＯ2の含有量は０．１〜４．０％、好ましくは１．０〜３．０％である。ＴｉＯ2が０．１％より少ないと核形成剤としての効果が期待できず、一方、ＴｉＯ2が４．０％より多いとガラスが失透しやすくなると共に、結晶化ガラスに不純物の着色が発生し易くなる。
核形成剤として添加するＺｒＯ2の含有量は０．１〜４．０％、好ましくは１．５〜３．０％である。ＺｒＯ2が０．１％より少ないと核形成剤としての効果が期待できず、一方、ＺｒＯ2が４．０％より多いとガラスの溶融が困難になると共に、ガラスが失透しやすくなる。
Ｐ2Ｏ5は核形成剤であるＺｒＯ2の難溶解性を改善する効果がある。その含有量は０．５〜３．０％、好ましくは１．０〜２．０％である。Ｐ2Ｏ5が０．５％より少ないと改善効果が顕著でない、Ｐ2Ｏ5が３．０％より多いと分相し易くなり、均一なガラスになり難くなる。
ＢａＯはガラスの溶融性を改善する効果があるが、耐火物に対する侵食性が強いため、３．０％まで添加することがよい。
清澄剤として添加するＡｓ2Ｏ3の含有量は０．４〜１．５％、好ましくは０．５〜１．０％である。Ａｓ2Ｏ3が０．４％より少ないと清澄剤としての効果が顕著でない、Ａｓ2Ｏ3が１．５％より多いと環境に対する汚染が酷くなる。
Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％はＡｓ2Ｏ3と共に清澄剤であるが、Ａｓ2Ｏ3と同じように、環境に対する悪い影響がある。また、清澄効果がＡｓ2Ｏ3程よくないと共に、不純物の着色を引き起こし易いため、１．５％以上添加するとよくない。
以下、本発明の結晶性ガラスと結晶化ガラスの製造方法を説明する。
まず、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料に調合して、均一に攪拌する工程である。リチア雲母又はリチア含有廃棄物を主な原料として添加する。
まず、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料に調合して、均一に攪拌する工程である。リチア雲母又はリチア含有廃棄物を主な原料として添加する。
リチア雲母又はリチア含有廃棄物としては、各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％が好ましく、このリチア雲母又はリチア含有廃棄物を原料成分に対して、質量百分率で３０〜８０％、好ましくは、３０〜５０％、より好ましくは３０〜４０％添加する。リチア雲母又はリチア含有廃棄物の添加量が３０％より少ないと、経済的価値が低いので好ましくなく、８０％より多いと、組成調整が困難となるので好ましくない。
次に、調合したガラス原料を溶融する。溶解温度を１４５０℃〜１５５０℃、好ましくは１５００℃〜１５５０℃にし、溶解時間を５〜２０時間、好ましくは５〜１５時間にする。
次に、溶融したガラスを成形して結晶性ガラスになり、そして、結晶性ガラスを熱処理することによって結晶化させて、機械的強度を持つと共に綺麗な天然大理石模様を呈する結晶化ガラスになる。熱処理は１〜１０℃／ｍｉｎ、好ましくは２〜５℃／ｍｉｎの速度で昇温し、７００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００℃に１〜４時間、好ましくは１〜２時間程度保持する。
以下、実施例によって本発明を説明する。
各実施例において、リチア含有廃棄物として下記に示す組成のリチア含有廃棄物を用い、原料成分に対して質量百分率でそれぞれの処理番号に示す配合％を占めるように添加量を調合した。
ＳｉＯ2 ５２．４６％
Ａｌ2Ｏ3 ２２．８９％
Ｌｉ2Ｏ ４．３６％
Ｆ ５．０１％、
Ｎａ2Ｏ １．５４％
Ｋ2Ｏ ８．２５％
Ｆｅ2Ｏ3 ０．１９５％
ＭｎＯ2 ０．３３３％
Ｒｂ2Ｏ １．２１％
Ｃｓ2Ｏ ０．２１％
各実施例において、リチア含有廃棄物として下記に示す組成のリチア含有廃棄物を用い、原料成分に対して質量百分率でそれぞれの処理番号に示す配合％を占めるように添加量を調合した。
ＳｉＯ2 ５２．４６％
Ａｌ2Ｏ3 ２２．８９％
Ｌｉ2Ｏ ４．３６％
Ｆ ５．０１％、
Ｎａ2Ｏ １．５４％
Ｋ2Ｏ ８．２５％
Ｆｅ2Ｏ3 ０．１９５％
ＭｎＯ2 ０．３３３％
Ｒｂ2Ｏ １．２１％
Ｃｓ2Ｏ ０．２１％
処理番号１− ３０％
処理番号２− ３５％
処理番号３− ４０％
処理番号４− ４５％
処理番号５− ５０％
処理番号６− ５５％
処理番号７− ６０％
処理番号８− ７０％
処理番号９− ８０％
処理番号２− ３５％
処理番号３− ４０％
処理番号４− ４５％
処理番号５− ５０％
処理番号６− ５５％
処理番号７− ６０％
処理番号８− ７０％
処理番号９− ８０％
実施例１
ガラス原料を表１に示す試料番号１の組成に調合した後坩堝に入れる。１５５０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。冷却後、ガラス板を熱処理炉に入れて、２００℃で１０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８００℃まで昇温する。８００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で９００℃まで昇温する。９００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で１０００℃まで昇温する。１０００℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
ガラス原料を表１に示す試料番号１の組成に調合した後坩堝に入れる。１５５０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。冷却後、ガラス板を熱処理炉に入れて、２００℃で１０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８００℃まで昇温する。８００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で９００℃まで昇温する。９００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で１０００℃まで昇温する。１０００℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
実施例２
ガラス原料を表１に示す試料番号２の組成に調合した後坩堝に入れる。１５５０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。冷却後、ガラス板を熱処理炉に入れて、２００℃で１０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８００℃まで昇温する。８００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で９００℃まで昇温する。９００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で１０００℃まで昇温する。１０００℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色がベージュである。
ガラス原料を表１に示す試料番号２の組成に調合した後坩堝に入れる。１５５０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。冷却後、ガラス板を熱処理炉に入れて、２００℃で１０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８００℃まで昇温する。８００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で９００℃まで昇温する。９００℃で２０ｍｉｎ間保持した後６０℃／ｈｒの速度で１０００℃まで昇温する。１０００℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色がベージュである。
実施例３
ガラス原料を表１に示す試料番号３の組成に調合した後坩堝に入れる。１５８０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５００℃で１０ｍｉｎ間保持した後１２０℃／ｈｒの速度で６２０℃まで昇温する。６２０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で７４０℃まで昇温する。７４０℃で４０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
ガラス原料を表１に示す試料番号３の組成に調合した後坩堝に入れる。１５８０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５００℃で１０ｍｉｎ間保持した後１２０℃／ｈｒの速度で６２０℃まで昇温する。６２０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で７４０℃まで昇温する。７４０℃で４０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
実施例４
ガラス原料を表１に示す試料番号４の組成に調合した後坩堝に入れる。１５８０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後１２０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で４０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で７６０℃まで昇温する。７６０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ8等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が灰色である。
ガラス原料を表１に示す試料番号４の組成に調合した後坩堝に入れる。１５８０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後１２０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で４０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で７６０℃まで昇温する。７６０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ8等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が灰色である。
実施例５
ガラス原料を表１に示す試料番号５の組成に調合した後坩堝に入れる。１５６０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、６２０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で４０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８３０℃まで昇温する。８３０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
ガラス原料を表１に示す試料番号５の組成に調合した後坩堝に入れる。１５６０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、６２０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で４０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８３０℃まで昇温する。８３０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
実施例６
ガラス原料を表１に示す試料番号６の組成に調合した後坩堝に入れる。１５６０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５５０℃で２０ｍｉｎ間保持した後１８０℃／ｈｒの速度で６２０℃まで昇温する。６２０℃で２０ｍｉｎ間保持した後１２０℃／ｈｒの速度で６６０℃まで昇温する。６６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８８０℃まで昇温する。８８０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
ガラス原料を表１に示す試料番号６の組成に調合した後坩堝に入れる。１５６０℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５５０℃で２０ｍｉｎ間保持した後１８０℃／ｈｒの速度で６２０℃まで昇温する。６２０℃で２０ｍｉｎ間保持した後１２０℃／ｈｒの速度で６６０℃まで昇温する。６６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で８８０℃まで昇温する。８８０℃で４０ｍｉｎ間保持した後炉冷する。結果として、
ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、ＺｒＯ2、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が白である。
実施例７
ガラス原料を表１に示す試料番号７の組成に調合した後坩堝に入れる。１６００℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で１時間保持した後１００℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固融体）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が茶色である。
ガラス原料を表１に示す試料番号７の組成に調合した後坩堝に入れる。１６００℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で１時間保持した後１００℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固融体）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色が茶色である。
実施例８
ガラス原料を表１に示す試料番号８の組成に調合した後坩堝に入れる。１６００℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。
その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で１時間保持した後１００℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色がベージュである。
ガラス原料を表１に示す試料番号８の組成に調合した後坩堝に入れる。１６００℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。
その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で１時間保持した後１００℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色がベージュである。
実施例９
ガラス原料を表１に示す試料番号９の組成に調合した後坩堝に入れる。１６００℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。
その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で１時間保持した後１００℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色がベージュである。
ガラス原料を表１に示す試料番号９の組成に調合した後坩堝に入れる。１６００℃でガラス原料を溶融して、２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１８ｍｍの板状に成形する。
その後、ガラス板を熱処理炉に入れて、５６０℃で３０ｍｉｎ間保持した後９０℃／ｈｒの速度で６５０℃まで昇温する。６５０℃で１時間保持した後１００℃／ｈｒの速度で８５０℃まで昇温する。８５０℃で１時間保持した後炉冷する。結果として、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）等の結晶を析出した結晶化ガラスになった。結晶化ガラス板の外観が綺麗で、色がベージュである。
表１中に各試料の配合組成、結晶相、結晶成長温度／時間、外観、色調等を纏めて示す。
※表１中に示す各結晶相Ａ〜Ｊはそれぞれ次の結晶を表示する。
Ａ：Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）
Ｂ：ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）
Ｃ：ＺｒＯ2
Ｄ：Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10
Ｅ：ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8
Ｆ：ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）
Ｇ：β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固融体）
Ｈ：Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）
Ｉ：ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）
Ｊ：ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）
Ａ：Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）
Ｂ：ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）
Ｃ：ＺｒＯ2
Ｄ：Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10
Ｅ：ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8
Ｆ：ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）
Ｇ：β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固融体）
Ｈ：Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（ｕ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）
Ｉ：ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）
Ｊ：ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）
Claims (9)
- 質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有することを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス。
- 各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物が原料成分合計量に対して質量百分率で３０〜８０％占めることを特徴とする請求項１に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラス。
- 質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有することを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
- 各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物が原料成分合計量に対して質量百分率で３０〜８０％占めることを特徴とする請求項３に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。
- 請求項１又は請求項２の記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスから少なくともＫ（Ｌｉ，Ａｌ）3（Ａｌ，Ｓｉ）4Ｏ10（ＯＨ，Ｆ）2（Ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）、ＫＬｉＭｇ2Ｓｉ4Ｏ10Ｆ2（Ｔａｉｎｉｏｌｉｔｅ）、Ｌｉ2Ａｌ2Ｓｉ3Ｏ10、ＬｉＡｌＳｉ3Ｏ8、ＬｉxＡｌxＳｉ3-xＯ6（Ｖｉｒｇｉｌｉｔｅ）、β−ＬｉＡｌＳｉ2Ｏ6（β−スポジュメン固溶体Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ2Ｏ3・ｎＳｉＯ2［ただしｎ≧４］）、Ｍｇ2Ａｌ4Ｓｉ5Ｏ18（μ−ｃｏｒｄｉｅｒｉｔｅ）、ＫＭｇ3（Ｓｉ3ＡｌＯ10）（ＯＨ）2（Ｐｈｌｏｇｏｐｉｔｅ）、ＫＭｇＡｌＳｉ4Ｏ10（ＯＨ）2（Ｌｅｕｃｏｐｈｙｌｌｉｔｅ）
の結晶の一種または二種以上が析出されていることを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラス。 - １．質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ工程と、
２．Ａ工程で得られたガラス原料を溶融するＢ工程と、
３．Ｂ工程で得られたガラスを成形して、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスとするＣ工程と、
を含むことを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスの製造方法。 - 前記Ａ工程が、
各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料を均一に攪拌するＡ−１工程と、
Ａ−１工程で得られたリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料に他の原料成分を添加して、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ−２工程と、
からなることを特徴とする請求項６に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスの製造方法。 - １．質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ工程と、
２．Ａ工程で得られたガラス原料を溶融するＢ工程と、
３．Ｂ工程で得られたガラスを成形して、Ｌｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスとするＣ工程と、
４．Ｃ工程によって得られたＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶性ガラスを結晶化熱処理によってＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスを生成するＤ工程と、
を含むことを特徴とするＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスの製造方法。 - 前記Ａ工程が、
各成分の質量含有量がＳｉＯ2 ５０．０〜６０．０％、Ａｌ2Ｏ3 ２０．０〜３０．０％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｌｉ2Ｏ ３．５〜５．０％、Ｎａ2Ｏ １．０〜３．０％、Ｋ2Ｏ ７．０〜９．０％、Ｆ ４．０〜６．０％、Ｒｂ2Ｏ １．０〜２．０％、Ｃｓ2Ｏ ０．１〜０．５％、ＭｎＯ2 ０．２〜０．８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．１〜０．３％からなるリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料を均一に攪拌するＡ−１工程と、
Ａ−１工程で得られたリチア雲母又はリチア含有廃棄物原料に他の原料成分を添加して、質量百分率でＳｉＯ2 ５０．０〜６５．０％、Ａｌ2Ｏ3 １０．０〜２５．０％、ＭｇＯ ６．０〜１５．０％、Ｌｉ2Ｏ ２．５〜４．０％、Ｎａ2Ｏ ０．５〜４．０％、Ｋ2Ｏ ２．１〜７．５％、Ｆ １．２〜４．８％、ＴｉＯ2 ０．１〜４．０％、ＺｒＯ2 ０．１〜４．０％、Ｐ2Ｏ5 ０．５〜３．０％、ＢａＯ ０〜３．０％、Ａｓ2Ｏ3 ０．４〜１．５％、Ｒｂ2Ｏ ０．３〜１．６％、Ｃｓ2Ｏ ０．０３〜０．４％、ＭｎＯ2 ０．０６〜０．７％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．０３〜０．３％、、Ｓｂ2Ｏ3 ０〜１．５％の組成を有するガラス原料を調合するＡ−２工程と、
からなることを特徴とする請求項８に記載のＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系結晶化ガラスの製造方法。
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