JP2011173748A - Method for producing las-based crystalline glass - Google Patents

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泰 藤澤
Shingo Nakane
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0018Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0027Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining LAS (Li<SB>2</SB>O-Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>-SiO<SB>2</SB>)-based crystalline glass excellent in bubble quality by improving the clarifying ability of halogen in glass melting. <P>SOLUTION: The method for producing the LAS-based crystallin glass is provided by which the LAS-based crystalline glass which has composition containing, by mass, 55-75% SiO<SB>2</SB>, 17-27% Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 3-6% Li<SB>2</SB>O, 0-2% MgO, 0-2% ZnO, 2-5.5% TiO<SB>2</SB>, 0-3% ZrO<SB>2</SB>, 0.03-1% rare earth oxide and 0.01-0.2% halogen and substantially not containing As<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB>is obtained by melting a raw material batch, wherein the raw material batch contains 0.03-1% rare earth oxide and 0.05-1% halogen. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、泡品位に優れたLAS(LiO−Al−SiO)系結晶性ガラスを製造するための方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a LAS (Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 ) -based crystalline glass having excellent foam quality.

従来、低膨張結晶化ガラスとして、β−石英固溶体を主結晶とする透明結晶化ガラスやβ−スポジュメン固溶体を主結晶とする不透明結晶化ガラス等のLAS系結晶化ガラスが知られている。これらのLAS系結晶化ガラスは耐熱性および耐熱衝撃性に優れるため、調理器用トッププレート、ストーブ窓、防火窓等に広く使用されている。   Conventionally, LAS-based crystallized glass such as transparent crystallized glass having a β-quartz solid solution as a main crystal and opaque crystallized glass having a β-spodumene solid solution as a main crystal is known as a low expansion crystallized glass. Since these LAS-based crystallized glasses are excellent in heat resistance and thermal shock resistance, they are widely used for cooking appliance top plates, stove windows, fire prevention windows, and the like.

上記LAS系結晶化ガラスは、まず原料を調合し、溶融、成形することにより前駆体であるLAS系結晶性ガラスを製造し、当該LAS系結晶性ガラスに対し結晶化処理を施すことにより製造される。ここで、ガラス溶融の際あるいはガラス溶融の後に、溶融ガラスに対して清澄処理を施すことにより、泡品位の優れたガラスを得ることができる。しかしながら、上記LAS系結晶性ガラスはガラス融液の粘度が高いため清澄が困難であるという問題がある。   The LAS-based crystallized glass is manufactured by first preparing raw material LAS-based crystallized glass by mixing, melting and molding the raw material, and subjecting the LAS-based crystallized glass to crystallization treatment. The Here, the glass excellent in foam quality can be obtained by performing a clarification process with respect to molten glass at the time of glass melting or after glass melting. However, the LAS crystalline glass has a problem that it is difficult to clarify because the viscosity of the glass melt is high.

ガラスの清澄を促進するために、従来、清澄剤としてAsやSbが使用されてきた(例えば、特許文献1および2参照)。しかしながら、AsおよびSbは環境負荷が大きな物質であるため、近年その使用量を極力低減したり、あるいは使用されなくなってきている。 Conventionally, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 have been used as fining agents in order to promote glass fining (see, for example, Patent Documents 1 and 2). However, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are substances with a large environmental load, and in recent years, the amount of use has been reduced as much as possible, or has not been used.

そこで、AsやSbに替わる清澄剤として、Cl等のハロゲン、SnO、SOなどが単独でまたは組み合わせて使用されている(例えば、特許文献3参照)。特に、ハロゲンは清澄効果が高く、かつ望まない着色が発生しにくいため清澄剤として有効である。 Therefore, halogens such as Cl, SnO 2 , SO 3 and the like are used alone or in combination as a clarifying agent replacing As 2 O 3 or Sb 2 O 3 (see, for example, Patent Document 3). In particular, halogen is effective as a refining agent because it has a high refining effect and hardly causes unwanted coloring.

特開平6−329439号公報JP-A-6-329439 特開2001−48582号公報JP 2001-48582 A 特開平11−228180号公報JP 11-228180 A

ハロゲンを清澄剤として用いた場合、ガラス溶融時にガラス中からハロゲン系のガスが放出されて清澄効果が生み出される。しかしながら、ハロゲンはガラス中に残留しやすく潜在的な清澄能力を十分に発揮しにくいことが問題となっていた。   When halogen is used as a fining agent, a halogen-based gas is released from the glass when the glass is melted to produce a fining effect. However, halogen has been problematic in that it tends to remain in glass and does not sufficiently exert its potential fining ability.

したがって、本発明は、ガラス溶融時におけるハロゲンの清澄能力を高めることで、泡品位に優れたLAS系結晶性ガラスを得る方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for obtaining a LAS-based crystalline glass excellent in foam quality by enhancing the clarification ability of halogen during glass melting.

本発明者らは、上記課題に対して鋭意検討を行なった結果、LAS系結晶性ガラスの製造方法において、清澄剤としてハロゲンを用いるとともに特定の成分を添加することにより、ハロゲンの清澄効果が高められることを見出し、本発明として提案するものである。   As a result of intensive studies on the above problems, the inventors of the present invention have improved the halogen refining effect by using halogen as a refining agent and adding specific components in the LAS crystalline glass production method. Therefore, the present invention is proposed.

すなわち、本発明は、原料バッチを溶融することにより、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 17〜27%、LiO 3〜6%、MgO 0〜2%、ZnO 0〜2%、TiO 2〜5.5%、ZrO 0〜3%、希土類酸化物 0.03〜1%、ハロゲン 0.01〜0.2%を含有し、実質的にAsおよびSbを含有しないLAS系結晶性ガラスを製造するための方法であって、原料バッチ中に希土類酸化物を0.03〜1%かつハロゲンを0.05〜1%含有することを特徴とするLAS系結晶性ガラスの製造方法に関する。 That is, in the present invention, by melting a raw material batch, the composition is in mass%, SiO 2 55 to 75%, Al 2 O 3 17 to 27%, Li 2 O 3 to 6%, MgO 0 to 2%, 0~2% ZnO, TiO 2 2~5.5% , ZrO 2 0~3%, rare earth oxide from 0.03 to 1%, and containing 0.01 to 0.2% halogen, substantially as 2 A method for producing an LAS-based crystalline glass containing no O 3 or Sb 2 O 3 , wherein 0.03 to 1% of rare earth oxide and 0.05 to 1% of halogen are contained in a raw material batch The present invention relates to a method for producing an LAS-based crystalline glass.

本発明者等は、LAS系結晶性ガラスの溶融の際にハロゲン清澄を行なう場合、希土類酸化物を添加することによりガラス中に残存するハロゲン量を減らすことができることを見出した。すなわち、ガラス中のハロゲンが残存泡中へ拡散するのを希土類酸化物が促進し、泡の直径を大きくして浮上しやすくするため清澄効果が高められる。したがって、清澄剤と使用するハロゲンの添加量を低減しても、従来と同等あるいはそれ以上の清澄効果を期待することができる。   The present inventors have found that when halogen clarification is performed during melting of LAS-based crystalline glass, the amount of halogen remaining in the glass can be reduced by adding a rare earth oxide. That is, the rare earth oxide promotes the diffusion of halogen in the glass into the remaining bubbles, and the fining effect is enhanced by increasing the diameter of the bubbles to make it easier to float. Therefore, even if the addition amount of the clarifier and the halogen to be used is reduced, a clarification effect equivalent to or higher than the conventional one can be expected.

また、ガラス表面にアルミニウム等の金属薄膜を形成する場合、ガラス中にハロゲンが残存していると、経時的に金属薄膜が腐食しやすくなるという問題がある。本発明の製造方法によれば、ガラス中に残存するハロゲンを低減することができるため、このような金属薄膜の腐食が発生しにくいという効果も得ることができる。   Further, when a metal thin film such as aluminum is formed on the glass surface, if halogen remains in the glass, there is a problem that the metal thin film tends to corrode over time. According to the production method of the present invention, the halogen remaining in the glass can be reduced, so that such an effect that corrosion of the metal thin film hardly occurs can be obtained.

なお、本発明において「LAS系結晶性ガラス」とは、結晶化処理によりβ−石英固溶体やβ−スポジュメン固溶体等のLAS系結晶を主結晶として析出するガラスをいう。   In the present invention, “LAS-based crystalline glass” refers to glass that precipitates as a main crystal LAS-based crystals such as β-quartz solid solution and β-spodumene solid solution by crystallization treatment.

第二に、本発明のLAS系結晶性ガラスの製造方法は、希土類酸化物がNdまたはErであることを特徴とする。 Secondly, the LAS crystalline glass production method of the present invention is characterized in that the rare earth oxide is Nd 2 O 3 or Er 2 O 3 .

第三に、本発明は、前記いずれかの製造方法により作製されたことを特徴とするLAS系結晶性ガラスに関する。   Thirdly, the present invention relates to a LAS-based crystalline glass produced by any one of the above production methods.

第四に、本発明は、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 17〜27%、LiO 3〜6%、MgO 0〜2%、ZnO 0〜2%、TiO 2〜5.5%、ZrO 0〜3%、希土類酸化物 0.03〜1%、ハロゲン 0.01〜0.2%を含有し、実質的にAsおよびSbを含有しないことを特徴とするLAS系結晶性ガラスに関する。 Fourth, the present invention is, in mass% as a composition, SiO 2 55~75%, Al 2 O 3 17~27%, Li 2 O 3~6%, 0~2% MgO, 0~2% ZnO, TiO 2 2 to 5.5%, ZrO 2 0 to 3%, rare earth oxide 0.03 to 1%, halogen 0.01 to 0.2%, substantially As 2 O 3 and Sb 2 O The present invention relates to a LAS crystalline glass characterized by not containing 3 .

第五に、本発明は、前記いずれかに記載のLAS系結晶性ガラスを結晶化してなることを特徴とするLAS系結晶化ガラスに関する。   Fifth, the present invention relates to a LAS-based crystallized glass obtained by crystallizing the LAS-based crystallized glass described above.

第六に、本発明のLAS系結晶化ガラスは、β−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を主結晶として析出してなることを特徴とする。   Sixth, the LAS-based crystallized glass of the present invention is characterized by being precipitated as a main crystal of β-quartz solid solution or β-spodumene solid solution.

本発明は、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 17〜27%、LiO 3〜6%、MgO 0〜2%、ZnO 0〜2%、TiO 2〜5.5%、ZrO 0〜3%、希土類酸化物 0.03〜1%、ハロゲン 0.01〜0.2%を含有し、実質的にAsおよびSbを含有しないLAS系結晶性ガラスを製造するための方法に関する。本発明において、LAS系結晶性ガラスの組成をこのように限定した理由を以下に説明する。なお、特に断りのない限り、以下の記載において「%」は「質量%」を意味する。 In the present invention, the composition is in mass%, SiO 2 55 to 75%, Al 2 O 3 17 to 27%, Li 2 O 3 to 6%, MgO 0 to 2%, ZnO 0 to 2%, TiO 2 2 to 2%. 5.5%, ZrO 2 0 to 3%, rare earth oxide 0.03 to 1%, halogen 0.01 to 0.2%, and substantially free of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 The present invention relates to a method for producing LAS-based crystalline glass. The reason why the composition of the LAS-based crystalline glass is limited in this way in the present invention will be described below. Unless otherwise specified, “%” in the following description means “% by mass”.

SiOはガラスの骨格を形成するとともに、LAS系結晶を構成する成分である。SiOの含有量は55〜75%、58〜70%、特に60〜68%であることが好ましい。SiOの含有量が55%より少なくなると、熱膨張係数が大きくなる傾向にあり、耐熱衝撃性に優れた結晶化ガラスが得られにくくなる。また、化学的耐久性が低下する傾向にある。一方、SiOの含有量が75%より多くなると、ガラスの溶融性が悪化したり、ガラス融液の粘度が大きくなって、清澄しにくくなったりガラスの成形が難しくなる傾向がある。 SiO 2 forms a glass skeleton and is a component constituting an LAS crystal. The SiO 2 content is preferably 55 to 75%, 58 to 70%, particularly preferably 60 to 68%. When the content of SiO 2 is less than 55%, the thermal expansion coefficient tends to increase, and it becomes difficult to obtain crystallized glass excellent in thermal shock resistance. In addition, chemical durability tends to decrease. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 75%, the meltability of the glass deteriorates, the viscosity of the glass melt increases, and it tends to be difficult to clarify or form the glass.

Alはガラスの骨格を形成するとともに、LAS系結晶を構成する成分である。Alの含有量は17〜27%、19〜25%、特に20〜23%であることが好ましい。Alの含有量が17%より少なくなると、熱膨張係数が大きくなる傾向にあり、耐熱衝撃性に優れた結晶化ガラスが得られにくくなる。また、化学的耐久性が低下する傾向にある。一方、Alの含有量が27%より多くなると、ガラスの溶融性が悪化したり、ガラス融液の粘度が大きくなって、清澄しにくくなったりガラスの成形が難しくなる傾向がある。また、ムライトの結晶が析出してガラスが失透する傾向にあり、ガラスが破損しやすくなる。 Al 2 O 3 forms a glass skeleton and is a component constituting an LAS crystal. The content of Al 2 O 3 is preferably 17 to 27%, 19 to 25%, and particularly preferably 20 to 23%. When the content of Al 2 O 3 is less than 17%, the thermal expansion coefficient tends to increase, and it becomes difficult to obtain crystallized glass excellent in thermal shock resistance. In addition, chemical durability tends to decrease. On the other hand, when the content of Al 2 O 3 exceeds 27%, the meltability of the glass deteriorates, the viscosity of the glass melt increases, and it tends to be difficult to clarify or form the glass. Further, the mullite crystals tend to precipitate and the glass tends to devitrify, and the glass is easily damaged.

LiOはLAS系結晶を構成する成分であり、結晶性に大きな影響を与えるとともに、ガラスの粘性を低下させて、ガラス溶融性および成形性を向上させる成分である。LiOの含有量は3〜6%、3.3〜5.5%、特に3.5〜5%であることが好ましい。LiOの含有量が3%より少なくなると、ムライトの結晶が析出してガラスが失透する傾向がある。また、ガラスを結晶化させる際に、LAS系結晶が析出しにくくなり、耐熱衝撃性に優れた結晶化ガラスを得るのが困難になる。さらに、ガラスの溶融性が悪化したり、ガラス融液の粘度が大きくなって、清澄しにくくなったりガラスの成形が難しくなる傾向がある。一方、LiOの含有量が6%より多くなると、結晶性が強くなりすぎて、ガラスが失透する傾向にあり、ガラスが破損しやすくなる。 Li 2 O is a component that constitutes an LAS-based crystal, and has a great influence on crystallinity, and is a component that lowers the viscosity of glass and improves glass meltability and formability. The Li 2 O content is preferably 3 to 6%, 3.3 to 5.5%, particularly preferably 3.5 to 5%. When the content of Li 2 O is less than 3%, mullite crystals precipitate and the glass tends to devitrify. Further, when the glass is crystallized, LAS-based crystals are difficult to precipitate, and it becomes difficult to obtain crystallized glass excellent in thermal shock resistance. Furthermore, there is a tendency that the meltability of the glass deteriorates or the viscosity of the glass melt increases, making it difficult to clarify or molding the glass. On the other hand, when the content of Li 2 O exceeds 6%, the crystallinity becomes too strong, and the glass tends to be devitrified, and the glass is easily broken.

MgOはLAS系結晶に固溶する成分である。MgOの含有量は0〜2%、0〜1.5%、特に0.1〜1.2%であることが好ましい。MgOの含有量が2%より多くなると、結晶性が強くなりすぎて失透する傾向にあり、ガラスが破損しやすくなる。   MgO is a component that dissolves in the LAS crystal. The content of MgO is preferably 0 to 2%, 0 to 1.5%, particularly preferably 0.1 to 1.2%. If the content of MgO exceeds 2%, the crystallinity becomes too strong and tends to devitrify, and the glass tends to break.

ZnOはMgOと同様に、LAS系結晶に固溶する成分である。ZnOの含有量は0〜2%、0〜1.5%、特に0.1〜1.2%であることが好ましい。ZnOの含有量が2%より多くなると、結晶性が強くなりすぎるため、緩やかに冷却しながら成形するとガラスが失透する傾向にある。結果として、ガラスが破損しやすくなるため、例えばフロート法での成形が難しくなる。   ZnO, like MgO, is a component that dissolves in the LAS crystal. The content of ZnO is preferably 0 to 2%, 0 to 1.5%, particularly preferably 0.1 to 1.2%. If the ZnO content is more than 2%, the crystallinity becomes too strong, and thus the glass tends to devitrify when molded while being slowly cooled. As a result, the glass tends to be broken, so that it becomes difficult to form by, for example, the float process.

TiOは結晶化工程で結晶を析出させるための核形成成分である。TiOの含有量は2〜5.5%、2〜5.2%、特に2〜5%であることが好ましい。TiOの含有量が5.5%より多くなると、ガラスが失透する傾向にあり、破損しやすくなる。一方、TiOの含有量が2%より少なくなると、結晶核が十分に形成されず、粗大な結晶が析出して破損するおそれがある。 TiO 2 is a nucleation component for precipitating crystals in the crystallization process. The content of TiO 2 is preferably 2 to 5.5%, 2 to 5.2%, particularly 2 to 5%. When the content of TiO 2 is more than 5.5%, the glass tends to devitrify and easily break. On the other hand, when the content of TiO 2 is less than 2%, crystal nuclei are not sufficiently formed, and coarse crystals may be precipitated and damaged.

ZrOはTiOと同様に、結晶化工程で結晶を析出させるための核形成成分である。ZrOの含有量は0〜3%、0.1〜2.5%、特に0.5〜2.3%であることが好ましい。ZrOの含有量が3%より多くなると、ガラスを溶融する際に失透する傾向にあり、ガラスの成形が難しくなる。 ZrO 2 is a nucleation component for precipitating crystals in the crystallization step, like TiO 2 . The content of ZrO 2 is preferably 0 to 3%, 0.1 to 2.5%, particularly preferably 0.5 to 2.3%. When the content of ZrO 2 is more than 3%, the glass tends to be devitrified when it is melted, making it difficult to mold the glass.

本発明の製造方法は、原料バッチ中に希土類酸化物を0.03〜1%かつハロゲンを0.05〜1%含有することを特徴とする。   The production method of the present invention is characterized in that the raw material batch contains 0.03 to 1% rare earth oxide and 0.05 to 1% halogen.

希土類酸化物としてはNd、Er、Gd、CeO等のランタノイド酸化物が使用可能である。特に、NdおよびErはハロゲンの清澄能力を促進する効果が特に高く、泡品位に優れたLAS系結晶性ガラスが得られやすくなる。原料バッチ中における希土類酸化物の含有量は0.03〜1%、特に0.05〜0.8%であることが好ましい。希土類酸化物の含有量が0.03%よりも少ないとガラス中の残存ハロゲン量を低減させる効果が得られにくく、結果として十分な清澄効果が得られにくくなる。一方、希土類酸化物の含有量が1%より多くなっても、ガラス中の残存ハロゲン量を低減させる効果は大きくなりにくく、むしろガラスの着色が濃くなりすぎて用途によっては使用に適さなくなる傾向がある。 As the rare earth oxide, lanthanoid oxides such as Nd 2 O 3 , Er 2 O 3 , Gd 2 O 3 , and CeO 2 can be used. In particular, Nd 2 O 3 and Er 2 O 3 have a particularly high effect of promoting the halogen refining ability, and it becomes easy to obtain a LAS-based crystalline glass excellent in foam quality. The rare earth oxide content in the raw material batch is preferably 0.03 to 1%, particularly preferably 0.05 to 0.8%. When the rare earth oxide content is less than 0.03%, it is difficult to obtain the effect of reducing the residual halogen content in the glass, and as a result, it is difficult to obtain a sufficient refining effect. On the other hand, even if the content of the rare earth oxide exceeds 1%, the effect of reducing the residual halogen content in the glass is not likely to increase, but rather the color of the glass becomes too dark and tends to be unsuitable for use depending on the application. is there.

なお、本発明の製造方法により得られたLAS系結晶性ガラスにおける希土類酸化物の含有量は上記と同様である。   The rare earth oxide content in the LAS crystalline glass obtained by the production method of the present invention is the same as described above.

ハロゲンとしては、Cl、Br、I、Fを単独または組み合わせて使用される。なかでも、清澄能力が高くかつ取扱いが容易であることからClを用いることが好ましい。ハロゲン原料としては、ハロゲン化アルカリ(例えばNaCl、KCl、LiCl等)が挙げられる。原料バッチ中におけるハロゲンの含有量は、0.05〜1%、特に0.1〜0.8%であることが好ましい。原料バッチ中におけるハロゲンの含有量が0.05%より少なくなると、清澄効果が不十分になる傾向がある。一方、ハロゲン含有量が1%より多くなっても、清澄効果は大きくならず、ガラス中にハロゲン残存量が多くなり既述の金属薄膜の腐食の問題が生じやすくなる。   As the halogen, Cl, Br, I, and F are used alone or in combination. Among them, it is preferable to use Cl because of its high fining ability and easy handling. Examples of the halogen raw material include alkali halides (for example, NaCl, KCl, LiCl, etc.). The halogen content in the raw material batch is preferably 0.05 to 1%, particularly preferably 0.1 to 0.8%. If the halogen content in the raw material batch is less than 0.05%, the clarification effect tends to be insufficient. On the other hand, even if the halogen content is more than 1%, the fining effect is not increased, and the residual halogen content in the glass is increased, so that the above-described problem of corrosion of the metal thin film tends to occur.

なお、本発明の製造方法により得られたLAS系結晶性ガラスにおけるハロゲンの含有量は0.2%以下、特に0.15%以下であることが好ましい。LAS系結晶性ガラスにおけるハロゲン含有量が0.2%より多くなると、既述の金属薄膜の腐食の問題が生じやすくなる。一方、下限は特に限定されないが、現実的には0.01%以上である。   The halogen content in the LAS crystalline glass obtained by the production method of the present invention is preferably 0.2% or less, particularly preferably 0.15% or less. When the halogen content in the LAS crystalline glass is more than 0.2%, the above-described problem of corrosion of the metal thin film tends to occur. On the other hand, the lower limit is not particularly limited, but is practically 0.01% or more.

なお、本発明において、ハロゲン含有量はハロゲン原子としての含有量をいう。   In the present invention, the halogen content refers to the content as a halogen atom.

AsおよびSbも清澄剤成分であるが、環境負荷が大きいため、本発明では実質的に含有しないことが重要である。なお、本発明で言う「実質的に含有しない」とは、積極的に原料として用いず不純物として混入するレベルをいい、具体的には、含有量が0.1%以下であることを意味する。 As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are also clarifier components, but they have a large environmental burden, so it is important that they are not substantially contained in the present invention. In the present invention, “substantially does not contain” means a level that is not actively used as a raw material and is mixed as an impurity, and specifically means that the content is 0.1% or less. .

その他の清澄剤成分であるSnOやSOを添加しても良い。ただし、SnOは不純物としてガラス原料に含まれるFeなどの着色を濃くする作用を有するため、0.2%以下に留めることが望ましい。SOはハロゲンと同様、ガラス中で気泡中に拡散して清澄を促進する成分であるが、リボイルの原因となり気泡を発生させる作用も有するため、ガラス中における残存量は200ppm以下に留めることが望ましい。 The SnO 2 and SO 3 which is other fining component may be added. However, since SnO 2 has an effect of increasing the coloring of Fe or the like contained in the glass raw material as an impurity, it is desirable to keep it at 0.2% or less. SO 3 is a component that promotes clarification by diffusing into bubbles in the glass, like halogen. However, SO 3 also has the action of generating bubbles by causing reboil, so the remaining amount in the glass can be kept at 200 ppm or less. desirable.

上記以外にも、要求される特性を損なわない範囲で種々の成分を添加することができる。   In addition to the above, various components can be added as long as the required properties are not impaired.

例えば、ガラスを結晶化させる際に粗大結晶の成長を抑制するために、Bを0.1%以上添加してもよい。ただし、Bの含有量が多すぎると、ガラスの耐熱性が損なわれる傾向にあるため、上限は2%以下とすることが好ましい。 For example, 0.1% or more of B 2 O 3 may be added to suppress the growth of coarse crystals when crystallizing glass. However, if the content of B 2 O 3 is too large, the heat resistance of the glass tends to be impaired, so the upper limit is preferably made 2% or less.

はガラスの分相を促進して結晶核の形成を助ける成分であり、ガラス中に0.1%以上添加することができる。Pの含有量が多くなりすぎると、溶融工程において分相しやすくなり、所望の組成を有するガラスが得られにくくなるとともに、不透明となる傾向がある。したがって、上限は3%以下とすることが望ましい。 P 2 O 5 is a component that promotes phase separation of the glass and assists the formation of crystal nuclei, and can be added to the glass in an amount of 0.1% or more. When the content of P 2 O 5 is too large, phase separation is likely to occur in the melting step, and it becomes difficult to obtain a glass having a desired composition and tends to be opaque. Therefore, the upper limit is desirably 3% or less.

また、ガラスの粘性を低下させて溶融性および成形性を向上させるために、NaO、KO、CaO、SrOおよびBaOを合量で0.1〜5%添加することが可能である。なお、CaO、SrOおよびBaOは、ガラスを溶融する際にガラスを失透させる成分でもあるため、これら成分は合量で2%以下とすることが好ましい。 Further, in order to reduce the viscosity of the glass and improve the meltability and formability, it is possible to add Na 2 O, K 2 O, CaO, SrO and BaO in a total amount of 0.1 to 5%. . In addition, since CaO, SrO, and BaO are components which devitrify the glass when the glass is melted, it is preferable that the total amount of these components is 2% or less.

また、NiO、CoO、Cr、Fe、V等の着色剤を合量で2%まで添加することができる。 Further, a coloring agent such as NiO, CoO, Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , V 2 O 5 can be added up to 2% in total.

上記各成分を調合した原料バッチを1550〜1850℃の温度で溶融した後、成形し、アニールしてLAS系結晶性ガラスを得る。なお、目的とする形状に応じて、フロート法、プレス法、ロールアウト法等の種々の成形方法を適用することができる。   A raw material batch in which the above components are prepared is melted at a temperature of 1550 to 1850 ° C., and then molded and annealed to obtain LAS crystalline glass. Various molding methods such as a float method, a press method, and a roll-out method can be applied depending on the target shape.

このようにして作製した結晶性ガラスから以下のようにして結晶化ガラスを作製する。   Crystallized glass is produced from the crystalline glass thus produced as follows.

成形したLAS系結晶性ガラスを600〜800℃で1〜5時間熱処理して結晶核を形成させた後、さらに800〜1100℃で0.5〜3時間熱処理を行い、主結晶としてLAS系結晶を析出させることで、LAS系結晶化ガラスとすることができる。なお、透明結晶化ガラスを得る場合は、結晶核を形成させた後、800〜950℃で0.5〜3時間熱処理してβ−石英固溶体を析出させればよく、白色不透明な結晶化ガラスを得る場合は、結晶核を形成させた後、1000〜1100℃で0.5〜3時間熱処理してβ−スポジュメン固溶体を析出させればよい。   The formed LAS-based crystalline glass is heat-treated at 600 to 800 ° C. for 1 to 5 hours to form crystal nuclei, and further heat-treated at 800 to 1100 ° C. for 0.5 to 3 hours. By precipitating, LAS-based crystallized glass can be obtained. In order to obtain transparent crystallized glass, after forming crystal nuclei, heat treatment is performed at 800 to 950 ° C. for 0.5 to 3 hours to precipitate β-quartz solid solution. In the case of obtaining the β-spodumene solid solution, crystal nuclei are formed and then heat-treated at 1000 to 1100 ° C. for 0.5 to 3 hours.

また、本発明の結晶化ガラスは主結晶としてLAS系結晶を析出させてなるため、−10〜30×10−7/℃程度(測定範囲30〜750℃)の低熱膨張係数を有し耐熱性に優れ、また高い機械的強度も有する。 Moreover, since the crystallized glass of the present invention is formed by precipitating a LAS crystal as a main crystal, it has a low coefficient of thermal expansion of about −10 to 30 × 10 −7 / ° C. (measurement range: 30 to 750 ° C.) and is heat resistant And has high mechanical strength.

本発明のLAS系結晶性ガラスおよびLAS系結晶化ガラスは、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 17〜27%、LiO 3〜6%、MgO 0〜2%、ZnO 0〜2%、TiO 2〜5.5%、ZrO 0〜3%、希土類酸化物 0.03〜1%、ハロゲン 0.01〜0.2%を含有し、実質的にAsおよびSbを含有しないことを特徴とする。組成をこのように限定した理由は既述の通りである。また、これらの成分以外にも、上記の成分を適宜含有させることができる。 The LAS-based crystallized glass and the LAS-based crystallized glass of the present invention are in mass% as a composition, SiO 2 55-75%, Al 2 O 3 17-27%, Li 2 O 3-6%, MgO 0-2. %, ZnO 0 to 2%, TiO 2 2 to 5.5%, ZrO 2 0 to 3%, rare earth oxide 0.03 to 1%, halogen 0.01 to 0.2%, It is characterized by not containing As 2 O 3 and Sb 2 O 3 . The reason for limiting the composition in this way is as described above. In addition to these components, the above components can be appropriately contained.

本発明の結晶化ガラスは、切断、研磨、曲げ加工等の後加工を施したり、表面に絵付け等を施しても構わない。   The crystallized glass of the present invention may be subjected to post-processing such as cutting, polishing, bending, or painting on the surface.

以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described in detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples.

まず表1に記載の組成となるように原料粉末を調合し、さらに表2〜4に記載の割合でNdまたはErとClを添加して原料バッチを得た。なお、Cl原料としては、バッチA、CではNaCl、バッチBではLiClを使用した。 First, a raw material powder was prepared so as to have a composition shown in Table 1, and Nd 2 O 3 or Er 2 O 3 and Cl were added at a ratio shown in Tables 2 to 4 to obtain a raw material batch. As the Cl raw material, NaCl was used in batches A and C, and LiCl was used in batch B.

各原料バッチをルツボに投入し、1600℃で20時間、さらに1700℃で4時間溶融した。ガラス融液はカーボン板の上に流し出し、ローラーで約5mmの厚さに均し、電気炉でアニールすることによりガラス試料を得た。アニールは700℃から室温まで100℃/時間の速度で降温することにより行った。得られたガラス試料について、Cl残存量および清澄性を評価した。結果を表2〜4に示す。なお、得られたガラス試料において、Cl以外の成分については表1〜4に記載の含有量を有していた。   Each raw material batch was put into a crucible and melted at 1600 ° C. for 20 hours and further at 1700 ° C. for 4 hours. The glass melt was poured onto a carbon plate, leveled to a thickness of about 5 mm with a roller, and annealed with an electric furnace to obtain a glass sample. The annealing was performed by lowering the temperature from 700 ° C. to room temperature at a rate of 100 ° C./hour. About the obtained glass sample, Cl residual amount and clarity were evaluated. The results are shown in Tables 2-4. In addition, in the obtained glass sample, it had content of Tables 1-4 about components other than Cl.

Cl残存量は、各ガラス試料を3mmの板状に加工し両面を鏡面研磨して、蛍光X線分析(XRF)で全元素分析を行ない、ZAF補正することにより測定した。   The residual amount of Cl was measured by processing each glass sample into a 3 mm plate shape, mirror-polishing both surfaces, performing total elemental analysis by fluorescent X-ray analysis (XRF), and correcting for ZAF.

清澄性は、上記ガラス試料の100g当たりの泡数(泡径0.1mm以上)が0個のものを「A」、1〜2個のものを「B」、3〜5個のものを「C」、6個以上のものを「D」として評価した。   The clarity is “A” when the number of bubbles per 100 g (bubble diameter is 0.1 mm or more) of the glass sample is “A”, 1-2 is “B”, 3-5 is “ “C”, 6 or more were evaluated as “D”.

Claims (6)

原料バッチを溶融することにより、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 17〜27%、LiO 3〜6%、MgO 0〜2%、ZnO 0〜2%、TiO 2〜5.5%、ZrO 0〜3%、希土類酸化物 0.03〜1%、ハロゲン 0.01〜0.2%を含有し、実質的にAsおよびSbを含有しないLAS系結晶性ガラスを製造するための方法であって、原料バッチ中に希土類酸化物を0.03〜1%かつハロゲンを0.05〜1%含有することを特徴とするLAS系結晶性ガラスの製造方法。 By melting the raw batch, by mass% as a composition, SiO 2 55~75%, Al 2 O 3 17~27%, Li 2 O 3~6%, 0~2% MgO, 0~2% ZnO, TiO 2 2 to 5.5%, ZrO 2 0 to 3%, rare earth oxide 0.03 to 1%, halogen 0.01 to 0.2%, substantially As 2 O 3 and Sb 2 O 3 a method for manufacturing a LAS-based crystallizable glass containing no, LAS, characterized in that the rare earth oxide from 0.03 to 1% and a halogen-containing 0.05 to 1 percent in the raw batch A method for producing a crystalline glass. 希土類酸化物がNdまたはErであることを特徴とする請求項1に記載のLAS系結晶性ガラスの製造方法。 The method for producing an LAS-based crystalline glass according to claim 1, wherein the rare earth oxide is Nd 2 O 3 or Er 2 O 3 . 請求項1または2に記載の製造方法により作製されたことを特徴とするLAS系結晶性ガラス。   A LAS-based crystalline glass produced by the production method according to claim 1 or 2. 組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 17〜27%、LiO 3〜6%、MgO 0〜2%、ZnO 0〜2%、TiO 2〜5.5%、ZrO 0〜3%、希土類酸化物 0.03〜1%、ハロゲン 0.01〜0.2%を含有し、実質的にAsおよびSbを含有しないことを特徴とするLAS系結晶性ガラス。 In mass% as a composition, SiO 2 55~75%, Al 2 O 3 17~27%, Li 2 O 3~6%, 0~2% MgO, 0~2% ZnO, TiO 2 2~5.5% ZrO 2 0 to 3%, rare earth oxide 0.03 to 1%, halogen 0.01 to 0.2%, and substantially free of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 LAS-based crystalline glass. 請求項3または4に記載のLAS系結晶性ガラスを結晶化してなることを特徴とするLAS系結晶化ガラス。   A LAS-based crystallized glass obtained by crystallizing the LAS-based crystallized glass according to claim 3 or 4. β−石英固溶体またはβ−スポジュメン固溶体を主結晶として析出してなることを特徴とする請求項5に記載のLAS系結晶化ガラス。   The LAS-based crystallized glass according to claim 5, wherein β-quartz solid solution or β-spodumene solid solution is precipitated as a main crystal.
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