JP2013103866A - Method for producing crystallized glass, crystallized glass, and top plate for cooking device - Google Patents

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Yasushi Fujisawa
泰 藤澤
Shuhei Ogawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing crystallized glass capable of adjusting a color tone easily by changing a crystallization condition, and hardly spoiling transmission characteristics of a visible ray or an infrared ray even when used for a long time, and to provide crystallized glass, and a top plate using the same.SOLUTION: This method for producing crystallized glass includes: a mixing step for mixing raw material powder so as to obtain a composition containing, in terms of mass%, 55-73% SiO, 17-25% AlO, 2-5% LiO, 2.6-5.5% TiO, 0-0.9% SnO, 0.01-0.4% VO, and not containing substantially AsOand SbO; a precursor preparing step for preparing precursor glass by melting the raw material powder; and a crystal nucleus formation step for subjecting the precursor glass to heat treatment in a temperature zone of 660-700°C for 10 minutes to 10 hours.

Description

本発明は、高い耐熱性を有する結晶化ガラスおよびその製造方法に関し、より具体的には、IH(電磁誘導加熱装置)、ハロゲンヒータ等を熱源とする調理器のトッププレート等に使用される結晶化ガラスおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a crystallized glass having high heat resistance and a method for producing the same, and more specifically, a crystal used for a top plate of a cooker having an IH (electromagnetic induction heating device), a halogen heater or the like as a heat source. The present invention relates to a vitrified glass and a method for producing the same.

IH、ハロゲンヒータ等を熱源とする調理器に用いられるトッププレートには、破損しにくい(機械的強度および耐熱衝撃性が高い)こと、外観が美しいこと、腐食しにくい(化学的耐久性が高い)こと、熱線である赤外線の透過率が高いことなどが要求される。このような特性を満たす材料として、β−石英固溶体(LiO−Al−nSiO(n≧2))を主結晶とする低膨張透明結晶化ガラスが知られており、トッププレートとして用いられている。 The top plate used in cooking devices that use IH, halogen heaters, etc. as the heat source is not easily damaged (high mechanical strength and thermal shock resistance), has a beautiful appearance, and is resistant to corrosion (high chemical durability) ) And high transmittance of infrared rays, which are heat rays. As a material satisfying such characteristics, a low expansion transparent crystallized glass having a main crystal of β-quartz solid solution (Li 2 O—Al 2 O 3 —nSiO 2 (n ≧ 2)) is known, and the top plate It is used as.

低膨張結晶化ガラスは、各種ガラス原料を所定割合で混合する調合工程、1600〜1900℃の高温でガラス原料を溶融して均質化された流体とする溶融工程、各種方法により種々の形状に成形する成形工程、歪みを除去するアニール工程、微細な結晶を析出させる結晶化工程を経ることにより製造される。結晶化工程には、結晶の核となる微結晶を析出させる核形成工程と、結晶を成長させる結晶成長工程を含む。   Low-expansion crystallized glass is formed into various shapes by a mixing process in which various glass raw materials are mixed at a predetermined ratio, a melting process in which glass raw materials are melted at a high temperature of 1600 to 1900 ° C. to obtain a homogenized fluid, and various methods It is manufactured through a forming step, an annealing step for removing strain, and a crystallization step for precipitating fine crystals. The crystallization process includes a nucleation process for precipitating microcrystals serving as crystal nuclei and a crystal growth process for growing crystals.

このようにして製造された低膨張透明結晶化ガラスは、概して可視光に対して透明であるため、そのままトッププレートとして使用すると、当該トッププレート下方に配置されている調理器の内部構造が直接見えてしまい、外観性に劣る。そのため、Vなどの着色剤によって結晶化ガラス自体を着色したり(例えば、特許文献1参照)、結晶化ガラス表面に遮光膜を形成したり(例えば、特許文献2参照)して、可視光を充分遮蔽した状態で使用される。 Since the low-expansion transparent crystallized glass produced in this way is generally transparent to visible light, when it is used as it is as a top plate, the internal structure of the cooker arranged below the top plate can be directly seen. It is inferior in appearance. Therefore, the crystallized glass itself is colored with a colorant such as V 2 O 5 (for example, see Patent Document 1), or a light shielding film is formed on the surface of the crystallized glass (for example, see Patent Document 2). Used in a state where the visible light is sufficiently shielded.

ところで、Vなどの着色剤によるガラスの着色は、清澄剤として使用されるAsやSbとの相互作用により強められると考えられている。ところが、AsやSbは環境負荷が大きいため、近年、その使用が制限されつつある。そして、従来のガラス組成から単純にAsやSbを除外すると、着色剤による発色効率が低下する傾向がある。着色剤の量を増やすことで可視光遮蔽効果を向上させることも可能であるが、当該方法によると着色剤の添加量の増加により原料コストが増加したり、赤外線透過率が低下したりするという問題がある。 However, coloration of the glass due to colorants such as V 2 O 5 is believed to be strengthened by interaction with As 2 O 3 and Sb 2 O 3 which is used as a fining agent. However, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 have a large environmental load, and their use is being restricted in recent years. When simply exclude As 2 O 3 and Sb 2 O 3 from a conventional glass composition, coloring efficiency by colorant tends to be lowered. Although it is possible to improve the visible light shielding effect by increasing the amount of the colorant, according to the method, the raw material cost increases due to the increase in the amount of the colorant added, or the infrared transmittance decreases. There's a problem.

一方、着色剤の発色効率を高める成分として、AsやSbに替えて、例えばSnO等を添加することが提案されている(例えば、特許文献3参照)。当該方法によれば、環境負荷が小さく、赤外線透過性および可視光遮蔽性に優れたトッププレートを得ることが可能となる。 On the other hand, it has been proposed to add, for example, SnO 2 or the like instead of As 2 O 3 or Sb 2 O 3 as a component that enhances the coloring efficiency of the colorant (see, for example, Patent Document 3). According to this method, it is possible to obtain a top plate that has a low environmental load and is excellent in infrared transparency and visible light shielding properties.

特公平3−9056号公報Japanese Patent Publication No. 3-9056 特開2003−68435号公報JP 2003-68435 A 特表2004−523446号公報JP-T-2004-523446

特許文献1や特許文献2に記載のガラスは、AsやSbを原料として添加しているため、結晶化条件を変更することで色調を容易に調整することが可能であるものの、調理器のトッププレートとして長期間使用した場合、色調が変化しやすいという問題がある。長期間使用しても高い赤外線透過率を維持可能であることは、調理性能の面からはもちろんのこと、省エネルギーの観点からも重要である。また、長期の使用によって加熱部分の可視光線透過性も低下する場合があり、調理性能には直接的に影響しなくても、加熱部分だけが変色して、外観が損なわれるという問題もある。 Since the glass described in Patent Document 1 and Patent Document 2 contains As 2 O 3 or Sb 2 O 3 as a raw material, it is possible to easily adjust the color tone by changing the crystallization conditions. However, there is a problem that the color tone tends to change when used as a top plate of a cooking device for a long time. Being able to maintain a high infrared transmittance even after long-term use is important from the viewpoint of energy saving as well as cooking performance. In addition, the visible light transmittance of the heated portion may decrease due to long-term use, and there is also a problem that even if the cooking performance is not directly affected, only the heated portion is discolored and the appearance is impaired.

一方、特許文献3のようにAsやSbを添加せずにSnOを添加した場合、一般的な結晶化条件である720〜780℃の核形成温度や800〜950℃の結晶成長温度において保持温度や保持時間を調整しても、結晶化ガラスの色調が変化しにくく、色調の調整が困難となる問題がある。 On the other hand, when SnO 2 is added without adding As 2 O 3 or Sb 2 O 3 as in Patent Document 3, a nucleation temperature of 720 to 780 ° C., which is a general crystallization condition, or 800 to 950 ° C. Even if the holding temperature and holding time are adjusted at the crystal growth temperature, there is a problem that the color tone of the crystallized glass hardly changes and the color tone is difficult to adjust.

したがって、本発明は、結晶化条件を変更することで容易に色調を調整可能であり、尚且つ長時間使用しても可視光線や赤外線の透過特性が損なわれにくい結晶化ガラスおよびその製造方法、ならびにこれを用いたトッププレートを提供することを技術課題とする。   Therefore, the present invention is a crystallized glass whose color tone can be easily adjusted by changing the crystallization conditions, and in which visible light and infrared transmission characteristics are hardly impaired even when used for a long time, and a method for producing the same, In addition, it is a technical problem to provide a top plate using the same.

本発明者は鋭意検討した結果、結晶核を形成する際、特定の温度範囲で熱処理の時間を変動させることによって、結晶化ガラスの色調を容易に制御できることを見出した。さらに、長期間の使用による可視光線や赤外線の透過性能の低下は、使用時の加熱によって結晶化が再度進行し、マトリックスガラス相の組成が変化することや、結晶の転移による白濁が原因であると突き止めた。そして、これらの知見に基づき本発明を提案するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that the color tone of the crystallized glass can be easily controlled by changing the heat treatment time in a specific temperature range when forming crystal nuclei. Furthermore, the deterioration of the visible light and infrared transmission performance due to long-term use is caused by crystallization re-advancing due to heating during use, changing the composition of the matrix glass phase, and white turbidity due to crystal transition. I found out. And based on these knowledge, it came to propose this invention.

すなわち、本発明は、第一に、質量%で、SiO 55〜73%、Al 17〜25%、LiO 2〜5%、TiO 2.6〜5.5%、SnO 0〜0.9%、V0.01〜0.4%を含有し、AsおよびSbを実質的に含有しない組成となるように原料粉末を調合する調合工程と、原料粉末を溶融して前駆体ガラスを作製する前駆体作製工程と、前駆体ガラスを660〜700℃の温度域において10分〜10時間熱処理する結晶核形成工程とを含むことを特徴とする結晶化ガラスの製造方法である。 That is, the present invention is primarily in mass%, SiO 2 55~73%, Al 2 O 3 17~25%, Li 2 O 2~5%, TiO 2 2.6~5.5%, SnO 2 0 to 0.9%, containing V 2 O 5 0.01 to 0.4% formulating raw material powder so as to be substantially free composition of as 2 O 3 and Sb 2 O 3 formulation Characterized in that it includes a step, a precursor preparation step in which a raw material powder is melted to prepare a precursor glass, and a crystal nucleus formation step in which the precursor glass is heat-treated in a temperature range of 660 to 700 ° C. for 10 minutes to 10 hours. This is a method for producing crystallized glass.

本発明によれば、結晶化ガラスの色調を容易に調整可能であり、尚且つ長時間使用しても可視光線や赤外線の透過特性が損なわれにくい結晶化ガラスを得ることができる。以下、詳細に説明する。   According to the present invention, a crystallized glass can be obtained in which the color tone of the crystallized glass can be easily adjusted, and the visible light and infrared transmission characteristics are hardly impaired even when used for a long time. Details will be described below.

先ず、本発明により結晶化ガラスの色調を容易に調整可能となる理由について説明する。   First, the reason why the color tone of crystallized glass can be easily adjusted according to the present invention will be described.

本発明の製造方法により得られる結晶化ガラスの着色メカニズムは以下の通りである。一般的に、ガラス中においてVイオンは主に3〜5価の状態で存在するが、結晶化ガラスの着色は、マトリックスガラス相に存在する4価のVイオンに起因して生じると推定される。そして、4価のVイオンがマトリックスガラス相に存在するTiOと結合すると、着色の程度がさらに強まる(可視光透過率が低下する)と考えられている。 The coloring mechanism of the crystallized glass obtained by the production method of the present invention is as follows. In general, V ions are present mainly in the 3-5 valence state in the glass, but the coloration of the crystallized glass is presumed to be caused by tetravalent V ions present in the matrix glass phase. . Then, it is considered that when the tetravalent V ions are combined with TiO 2 present in the matrix glass phase, the degree of coloring is further increased (the visible light transmittance is reduced).

ここで、結晶核としてTiOが多く析出するほど、マトリックスガラス相中のTiO濃度は低くなると考えられる。したがって、結晶化ガラスの色調は、結晶核としてのTiOの析出量を制御することによって制御することができる。本発明では、上記組成を有する前駆体ガラスを結晶化させる際に、660〜700℃の温度域における熱処理の時間を適宜変更することによって、結晶核としてのTiOの析出量を容易に制御可能である。すなわち、本発明によれば結晶化条件を変更することによって、結晶化ガラスの色調を容易に調整できる。 Here, it is considered that the more TiO 2 precipitates as crystal nuclei, the lower the TiO 2 concentration in the matrix glass phase. Therefore, the color tone of the crystallized glass can be controlled by controlling the amount of precipitation of TiO 2 as crystal nuclei. In the present invention, when the precursor glass having the above composition is crystallized, the precipitation amount of TiO 2 as a crystal nucleus can be easily controlled by appropriately changing the heat treatment time in the temperature range of 660 to 700 ° C. It is. That is, according to the present invention, the color tone of the crystallized glass can be easily adjusted by changing the crystallization conditions.

なお、上述したVイオンの価数は、Snの存在(特に、Snイオンの酸化還元作用)により変化するが、本発明では、VおよびSnOの含有量を適切に制限することにより、4価のVイオンの量を調整してVの発色効果を最大限に引き出すことが可能である。 In addition, although the valence of V ion mentioned above changes with presence of Sn (especially redox action of Sn ion), in the present invention, by appropriately limiting the contents of V 2 O 5 and SnO 2 By adjusting the amount of tetravalent V ions, it is possible to maximize the coloring effect of V 2 O 5 .

次いで、本発明により長時間使用しても可視光線や赤外線の透過特性が損なわれにくい結晶化ガラスを得ることが可能となる理由について説明する。   Next, the reason why it is possible to obtain a crystallized glass that does not easily deteriorate visible light and infrared transmission characteristics even when used for a long time according to the present invention will be described.

従来の調理器用トッププレートでは、長期にわたって使用した場合、使用時の加熱により結晶化がさらに進行する場合があった。結晶化が進行すると、マトリックスガラス組成が変化し、マトリックスガラス相における4価のVイオンおよびTiOの濃度が相対的に高まる。その結果、4価のVイオンとTiOの結合しやすくなり、可視領域および赤外領域における透過率が低下するおそれがあった。 In the conventional top plate for a cooker, when used for a long period of time, crystallization may further progress due to heating during use. As crystallization proceeds, the matrix glass composition changes and the concentrations of tetravalent V ions and TiO 2 in the matrix glass phase increase relatively. As a result, tetravalent V ions and TiO 2 are easily bonded, and the transmittance in the visible region and the infrared region may be reduced.

一方、本発明では、上記組成を有する前駆体ガラスを結晶化させる際に、660〜700℃の温度域で10分〜10時間熱処理を行うことにより、TiOを結晶核として多数析出させることができる。単位体積当たりの結晶核数が多くなると、結晶核間の距離が小さくなり、個々の結晶の成長する余地が小さくなる。よって、上記のように結晶核を多数析出させると結晶成長させた際に結晶粒径を小さくできるとともに、短時間で結晶化を充分に進行させることができる。したがって、本発明の製造方法により作製された結晶化ガラスは結晶化がほぼ完了しており、長時間の加熱使用に供されても結晶化がほとんど進行しない。すなわち、本発明の結晶化ガラスでは、長時間、加熱使用してもマトリックスガラス相におけるVイオンとTiOの結合状態が変化しにくい。故に、本発明の製造方法によれば、可視領域および赤外領域における透過特性が損なわれにくく、従来品に比べ高い耐用性を有する結晶化ガラスを得ることができる。 On the other hand, in the present invention, when the precursor glass having the above composition is crystallized, a large amount of TiO 2 can be precipitated as crystal nuclei by performing a heat treatment in a temperature range of 660 to 700 ° C. for 10 minutes to 10 hours. it can. As the number of crystal nuclei per unit volume increases, the distance between crystal nuclei decreases and the room for growth of individual crystals decreases. Therefore, when a large number of crystal nuclei are precipitated as described above, the crystal grain size can be reduced when the crystal is grown, and crystallization can be sufficiently advanced in a short time. Accordingly, the crystallized glass produced by the production method of the present invention is almost completely crystallized, and hardly undergoes crystallization even when subjected to heating for a long time. That is, in the crystallized glass of the present invention, even when heated for a long time, the bonding state between V ions and TiO 2 in the matrix glass phase hardly changes. Therefore, according to the production method of the present invention, it is possible to obtain a crystallized glass having high durability compared to the conventional products, with the transmission characteristics in the visible region and the infrared region being hardly impaired.

一般的なβ−石英固溶体を主結晶として含有する結晶化ガラスは、長期間にわたる加熱により、β−石英固溶体からβ−スポジュメン固溶体(LiO−Al−nSiO(n≧4))へ結晶転移が起こり、白濁を生じる性質を有している。結晶化ガラスにおいて白濁が生じると、外観が変化するとともに、散乱により赤外線透過率が低下する。そして、AsおよびSbは、このような結晶転移を促進する作用が大きい成分である。 A crystallized glass containing a general β-quartz solid solution as a main crystal is obtained by heating a β-quartz solid solution to a β-spodumene solid solution (Li 2 O—Al 2 O 3 —nSiO 2 (n ≧ 4)) by heating over a long period of time. ) Has a property of causing crystal transition and white turbidity. When white turbidity occurs in the crystallized glass, the appearance changes and the infrared transmittance decreases due to scattering. As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are components having a large effect of promoting such crystal transition.

その点、本発明の製造方法により得られる結晶化ガラスは、AsおよびSbを実質的に含有しないため、結晶転移しにくく、長期使用による可視領域および赤外領域の透過率が変化しにくい。 In that respect, since the crystallized glass obtained by the production method of the present invention does not substantially contain As 2 O 3 and Sb 2 O 3 , it is difficult to undergo crystal transition, and the transmittance in the visible region and infrared region due to long-term use. Is hard to change.

また、本発明の製造方法により得られる結晶化ガラスは、環境負荷が大きいとされるAsやSbを実質的に含有しないため、廃棄時における環境負荷を低減できる。なお、本発明における「実質的に含有しない」とは、意図してこれらの成分を原料として添加せず、各種ガラス原料に含まれる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0.01%以下であることを意味する。 Moreover, since the crystallized glass obtained by the production method of the present invention does not substantially contain As 2 O 3 or Sb 2 O 3 which is considered to have a large environmental load, the environmental load at the time of disposal can be reduced. In the present invention, “substantially does not contain” refers to a level in which these components are not intentionally added as raw materials but mixed as impurities contained in various glass raw materials. Specifically, the content is It means 0.01% or less.

第二に、本発明の結晶化ガラスの製造方法は、さらに、結晶核が形成された前駆体ガラスを800〜930℃の温度域で少なくとも10分間熱処理する結晶成長工程を含むことを特徴とする。   Secondly, the method for producing crystallized glass according to the present invention further includes a crystal growth step of heat-treating the precursor glass in which crystal nuclei are formed at a temperature range of 800 to 930 ° C. for at least 10 minutes. .

当該構成によれば、結晶化がさらに進行しやすくなり、可視領域および赤外領域における透過特性の経時変化をより一層低減することができる。   According to this configuration, crystallization is further facilitated, and the temporal change in transmission characteristics in the visible region and the infrared region can be further reduced.

第三に、本発明の結晶化ガラスの製造方法は、SnOの含有量が0.01〜0.7%であることを特徴とする。 Third, the method for producing crystallized glass of the present invention is characterized in that the SnO 2 content is 0.01 to 0.7%.

当該構成によれば、SnOの含有量を適切に規制することによって、高い発色性を得つつ、失透を防止できる。 According to this configuration, by appropriately regulating the content of SnO 2, while obtaining a high color developability can be prevented devitrification.

第4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結晶化ガラスに関する。   4thly, this invention relates to the crystallized glass produced by the said any manufacturing method.

第5に、本発明の結晶化ガラスは、900℃で50時間熱処理した後の波長700nmにおける吸光度変化率が20%以下であることを特徴とする。   Fifth, the crystallized glass of the present invention is characterized in that the absorbance change rate at a wavelength of 700 nm after heat treatment at 900 ° C. for 50 hours is 20% or less.

第6に、本発明の結晶化ガラスは、質量%で、SiO 55〜73%、Al 17〜25%、LiO 2〜5%、TiO 2.6〜5.5%、SnO 0〜0.9%、V0.01〜0.4%を含有し、AsおよびSbを実質的に含有しない組成を有し、900℃で50時間熱処理した後の波長700nmにおける吸光度変化率が20%以下であることを特徴とする。 Sixth, the crystallized glass of the present invention, in mass%, SiO 2 55~73%, Al 2 O 3 17~25%, Li 2 O 2~5%, TiO 2 2.6~5.5% , SnO 2 0-0.9%, V 2 O 5 0.01-0.4%, substantially free of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 , The absorbance change rate at a wavelength of 700 nm after the heat treatment is 20% or less.

第7に、本発明は、前記いずれかの結晶化ガラスを用いてなる調理器用トッププレートに関する。   Seventh, the present invention relates to a top plate for a cooking appliance using any one of the above crystallized glasses.

本発明の製造方法において、まず質量%で、SiO 55〜73%、Al17〜25%、LiO 2〜5%、TiO 2.6〜5.5%、SnO 0.01〜1%、V0.01〜0.4%を含有し、AsおよびSbを実質的に含有しない組成となるように原料粉末を調合する。このように組成を限定した理由を以下に説明する。 In the production method of the present invention, first, by mass%, SiO 2 55 to 73%, Al 2 O 3 17 to 25%, Li 2 O 2 to 5%, TiO 2 2.6 to 5.5%, SnO 2 0 The raw material powder is prepared so as to have a composition containing 0.01 to 1%, V 2 O 5 0.01 to 0.4%, and substantially not including As 2 O 3 and Sb 2 O 3 . The reason for limiting the composition in this way will be described below.

SiOはガラスの骨格を形成するとともに、β−石英固溶体を構成する成分である。SiOの含有量は55〜73%、好ましくは60〜71%、より好ましくは63〜70%である。SiOの含有量が少なくなると、熱膨張係数が高くなる傾向にあり、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の含有量が多くなると、ガラスの溶融性が低下したり、ガラス融液の粘度が大きくなったりして、ガラスの成形が困難になる傾向がある。 SiO 2 is a component that forms a glass skeleton and constitutes a β-quartz solid solution. The content of SiO 2 is 55 to 73%, preferably 60 to 71%, more preferably 63 to 70%. When the content of SiO 2 decreases, the thermal expansion coefficient tends to increase, and it becomes difficult to obtain crystallized glass having excellent thermal shock resistance. In addition, chemical durability tends to decrease. On the other hand, when the content of SiO 2 is increased, the meltability of the glass is lowered, or the viscosity of the glass melt is increased, so that it is difficult to form the glass.

Alはガラスの骨格を形成するとともに、β−石英固溶体を構成する成分である。Alの含有量は17〜25%、好ましくは17.5〜24%、より好ましくは18〜22%である。Alの含有量が少なくなると、熱膨張係数が高くなる傾向にあり、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の含有量が多くなると、ガラスの溶融性が低下したり、ガラス融液の粘度が大きくなったりして、ガラスの成形が困難になる傾向がある。また、ムライト結晶の析出によりガラスが失透する傾向があり、失透部位からガラスにクラックが発生しやすくなるため、成形が困難になる。 Al 2 O 3 forms a glass skeleton and is a component constituting a β-quartz solid solution. The content of Al 2 O 3 is 17 to 25%, preferably 17.5 to 24%, more preferably 18 to 22%. When the content of Al 2 O 3 decreases, 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 increases, the meltability of the glass decreases and the viscosity of the glass melt increases, which tends to make it difficult to form the glass. Further, the glass tends to be devitrified due to the precipitation of mullite crystals, and cracks are likely to be generated in the glass from the devitrified portion.

LiOはβ−石英固溶体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、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2〜5%、好ましくは2.3〜4.7%、より好ましくは2.5〜4.5%である。LiOの含有量が少なくなると、ムライト結晶によってガラスが失透する傾向があり、失透部位からガラスにクラックが発生しやすくなるため、成形が困難になる。また、ガラスを結晶化させる際に、β−石英固溶体結晶が析出し難しくなり、耐熱衝撃性に優れた結晶化ガラスが得られにくくなる。さらに、ガラスの溶融性が低下したり、ガラス融液の粘度が高くなったりする傾向にあり、ガラスの成形が困難になる。一方、LiOの含有量が多くなると、結晶性が強くなりすぎて結晶化工程において粗大結晶が析出しやすく、その結果、白濁して透明な結晶化ガラスが得られなくなったり、破損しやすくなって成形が困難になる。 Li 2 O is a component that constitutes a β-quartz solid solution, has a great influence on crystallinity, and lowers the viscosity of the glass to improve the meltability and moldability. The content of Li 2 O is 2 to 5%, preferably 2.3 to 4.7%, more preferably 2.5 to 4.5%. When the content of Li 2 O is reduced, the glass tends to be devitrified by mullite crystals, and cracks are likely to be generated in the glass from the devitrified portion. Moreover, when crystallizing glass, it becomes difficult to precipitate β-quartz solid solution crystals, and it becomes difficult to obtain crystallized glass excellent in thermal shock resistance. Furthermore, the meltability of the glass tends to decrease or the viscosity of the glass melt tends to increase, making it difficult to mold the glass. On the other hand, when the content of Li 2 O increases, the crystallinity becomes too strong and coarse crystals are likely to precipitate in the crystallization process. As a result, it becomes cloudy and a transparent crystallized glass cannot be obtained or is easily damaged. It becomes difficult to form.

TiOは結晶化工程で結晶を析出させるための結晶核を構成する成分であるとともに、4価のVイオンの発色を強める作用を有する。TiOの含有量は2.6〜5.5%、好ましくは2.6〜5%、より好ましくは2.8〜4.8%、さらに好ましくは3〜4.5%である。TiOの含有量が少なくなると、結晶化工程で660℃〜700℃で熱処理しても結晶核として析出しにくいため、色調を変化させることが難しくなる。また、TiOの含有量が少なくなると、結晶核として使用されずにマトリックスガラス相に残留する量が少なくなるため、4価のVイオンと結びつきにくく、発色効率が低くなる傾向がある。また、長期間の加熱によって結晶化が進行すると、既述のように、ガラスマトリックス中における4価のVイオンとTiOの濃度が高まり、両者の結合状態が変化するため、着色の程度が不当に変化する(特に、色が濃くなる)傾向がある。さらに、充分な数の結晶核が形成されないため、個々の結晶核から成長する結晶の粒径が大きくなって(粗大結晶)、白濁して透明な結晶化ガラスが得られにくい。一方、TiOの含有量が多くなると、溶融工程から成形工程においてガラスが失透する傾向にあり、破損しやすくなるため成形が困難になる。 TiO 2 is a component constituting a crystal nucleus for precipitating a crystal in the crystallization step, and has an action of enhancing the coloration of tetravalent V ions. The content of TiO 2 is 2.6 to 5.5%, preferably 2.6 to 5%, more preferably 2.8 to 4.8%, and still more preferably 3 to 4.5%. When the content of TiO 2 is reduced, it is difficult to change the color tone because it is difficult to precipitate as crystal nuclei even if heat treatment is performed at 660 ° C. to 700 ° C. in the crystallization step. Further, when the content of TiO 2 is reduced, the amount remaining in the matrix glass phase without being used as crystal nuclei is reduced, so that it is difficult to combine with tetravalent V ions, and the coloring efficiency tends to be lowered. Further, when crystallization proceeds by heating for a long period of time, as described above, the concentration of tetravalent V ions and TiO 2 in the glass matrix increases, and the bonding state of the two changes, so that the degree of coloring is inappropriate. (Especially, the color becomes darker). Furthermore, since a sufficient number of crystal nuclei are not formed, the grain size of crystals grown from the individual crystal nuclei becomes large (coarse crystals), and it becomes difficult to obtain a crystallized glass that is cloudy and transparent. On the other hand, when the content of TiO 2 increases, the glass tends to be devitrified from the melting step to the molding step, and it becomes easy to break, so that molding becomes difficult.

SnOは着色成分である4価のVイオンを増加させて発色を強める成分である。SnOの含有量は0〜0.9%、0.03〜0.7%、0.03〜0.6%、0.03〜0.3%、0.03〜0.25%、特に0.05〜0.23%であることが好ましい。SnOの含有量が少なくなると、4価のVイオンが効率よく生成しないため発色効果が強まりにくい。SnOの含有量が多くなると、ガラスを溶融、成形する際に失透する傾向にあり、成形が困難になる。また、同じ組成であっても溶融条件や結晶化条件のわずかな違いによって、色調が変化しやすくなる傾向がある。 SnO 2 is a component that enhances color development by increasing tetravalent V ions, which are coloring components. SnO 2 content is 0-0.9%, 0.03-0.7%, 0.03-0.6%, 0.03-0.3%, 0.03-0.25%, especially It is preferable that it is 0.05 to 0.23%. When the content of SnO 2 is reduced, tetravalent V ions are not efficiently generated, so that the coloring effect is hardly increased. When the content of SnO 2 is increased, the glass tends to be devitrified when it is melted and molded, so that the molding becomes difficult. Further, even with the same composition, the color tone tends to change easily due to slight differences in melting conditions and crystallization conditions.

は着色成分である。Vの含有量は0.01〜0.4%、0.02〜0.2%、特に0.03〜0.15%であることが好ましい。Vの含有量が少なくなると、着色が薄くなって可視光を充分に遮蔽できなくなる。一方、Vの含有量が多くなると、赤外線の透過率が低下する傾向がある。また、β−石英固溶体からβ−スポジュメン固溶体に結晶転移しやすくなり、白濁の原因となるおそれがある。 V 2 O 5 is a coloring component. The content of V 2 O 5 is preferably 0.01 to 0.4%, 0.02 to 0.2%, and particularly preferably 0.03 to 0.15%. When the content of V 2 O 5 is reduced, the coloring becomes thin and the visible light cannot be sufficiently shielded. On the other hand, when the content of V 2 O 5 increases, the infrared transmittance tends to decrease. Further, the crystal transition from the β-quartz solid solution to the β-spodumene solid solution is likely to cause white turbidity.

なお、AsとSbは既述の理由から実質的に含有しない。 Note that As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are not substantially contained for the reasons described above.

さらに、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.

MgOは、LiOの替わりにβ−石英固溶体結晶に固溶する成分である。MgOの含有量は0〜1.5%、好ましくは0〜1.4%、より好ましくは0.1〜1.2%である。MgOの含有量が多くなると、結晶性が強くなりすぎて失透する傾向にあり、その結果、ガラスが破損しやすくなって成形が困難になる。 MgO is a component that dissolves in β-quartz solid solution crystals instead of Li 2 O. The content of MgO is 0 to 1.5%, preferably 0 to 1.4%, more preferably 0.1 to 1.2%. When the content of MgO is increased, the crystallinity becomes too strong and tends to devitrify, and as a result, the glass is easily broken and molding becomes difficult.

ZnOは、MgOと同様にβ−石英固溶体結晶に固溶する成分である。ZnOの含有量は0〜2.0%、好ましくは0〜1.5%、より好ましくは0.1〜1.2%である。ZnOの含有量が多くなると、結晶性が強くなりすぎる傾向がある。そのため、緩やかに冷却しながら成形すると、ガラスが失透して破損しやすくなるため、例えばフロート法での成形に不向きとなる。   ZnO is a component that dissolves in the β-quartz solid solution crystal in the same manner as MgO. The content of ZnO is 0 to 2.0%, preferably 0 to 1.5%, more preferably 0.1 to 1.2%. When the content of ZnO increases, the crystallinity tends to be too strong. For this reason, if the glass is molded while being slowly cooled, the glass tends to devitrify and break, and thus, for example, it is not suitable for molding by the float process.

ZrOは、TiOと同様に結晶化工程で結晶を析出させるための結晶核を構成する成分である。ZrOの含有量は0〜2.3%、好ましくは0〜2.1%、より好ましくは0.1〜1.8%である。ZrOの含有量が多くなると、ガラスの溶融および成形工程において失透する傾向にあり、ガラスの成形が困難になる。 ZrO 2 is a component constituting a crystal nucleus for precipitating crystals in the crystallization step, like TiO 2 . The content of ZrO 2 is 0 to 2.3%, preferably 0 to 2.1%, more preferably 0.1 to 1.8%. When the content of ZrO 2 increases, the glass tends to be devitrified in the melting and forming process of the glass, making it difficult to form the glass.

なお、TiOとZrOの合量は3.8〜6.5%、好ましくは4.2〜6%である。これらの成分の合量が多くなると、ガラスの溶融および成形工程において失透する傾向にあり、ガラスの成形が困難になる。一方、これらの成分の合量が少なすぎる場合、結晶核が充分に形成されないため、結晶が粗大化しやすく、結果として、白濁して透明な結晶化ガラスが得られにくくなる。 The total amount of TiO 2 and ZrO 2 is 3.8 to 6.5%, preferably 4.2 to 6%. When the total amount of these components increases, the glass tends to be devitrified in the melting and forming process, and it becomes difficult to form the glass. On the other hand, when the total amount of these components is too small, crystal nuclei are not sufficiently formed, and the crystal is likely to be coarsened. As a result, it becomes difficult to obtain a crystallized glass that is cloudy and transparent.

はガラスの分相を促進する成分である。結晶核はガラスが分相する場所に生じやすいことから、Pは結晶核の形成を助ける働きをする。Pの含有量は0〜2%、好ましくは0.1〜1%である。Pの含有量が多くなると、溶融工程において分相するため、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。 P 2 O 5 is a component that promotes phase separation of glass. Since crystal nuclei are likely to be generated at the place where the glass is phase-separated, P 2 O 5 serves to assist the formation of crystal nuclei. The content of P 2 O 5 is 0 to 2%, preferably 0.1 to 1%. When the content of P 2 O 5 increases, phase separation occurs in the melting step, so that it becomes difficult to obtain a glass having a desired composition and tends to be opaque.

NaOは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。NaOの含有量は0.8%以下、好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.3%以下である。NaOの含有量が多すぎると、β−石英固溶体からβ−スポジュメン固溶体への結晶転移が促進されるため、結晶の粗大化による白濁が発生しやすい。また、熱膨張係数が高くなる傾向にあり、耐熱衝撃性に優れた結晶化ガラスが得にくくなる。 Na 2 O is a component that lowers the viscosity of the glass and improves glass meltability and moldability. The content of Na 2 O is 0.8% or less, preferably 0.5% or less, more preferably 0.3% or less. When the content of Na 2 O is too large, crystal transition from β-quartz solid solution to β-spodumene solid solution is promoted, and thus white turbidity due to crystal coarsening is likely to occur. Further, the thermal expansion coefficient tends to be high, and it becomes difficult to obtain crystallized glass excellent in thermal shock resistance.

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、KO、CaO、SrOおよびBaOを合量で5%まで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、失透を引き起こす成分でもあるため、これら成分は合量で2%以下とすることが望ましい。また、CaOはβ−石英固溶体からβ−スポジュメン固溶体への結晶転移を促進する作用を有するため、できる限り使用を控えたほうがよい。 In order to reduce the viscosity of the glass and improve the meltability and moldability, it is possible to add up to 5% in total of K 2 O, CaO, SrO and BaO. CaO, SrO, and BaO are components that cause devitrification when the glass is melted. Therefore, the total amount of these components is preferably 2% or less. Moreover, since CaO has the effect | action which accelerates | stimulates the crystal transition from (beta) -quartz solid solution to (beta) -spodumene solid solution, it is better to refrain from using as much as possible.

清澄剤として、SOやClを必要に応じて単独でまたは組み合わせて添加してもよい。これらの成分の合量は0.5%以下とすることが望ましい。なお、AsおよびSbも清澄剤成分であるが、環境負荷が大きいとされる成分であり、また、結晶転移を促進する成分であるため、実質的に含有しないことが重要である。 As a clarifier, SO 2 and Cl may be added alone or in combination as necessary. The total amount of these components is desirably 0.5% or less. As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are also clarifying components, but they are components that are considered to have a large environmental load, and are components that promote crystal transition, so it is important that they are not substantially contained. It is.

上記しなかった有色遷移金属元素(例えばCr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Cd等)を含有すると、赤外線を吸収したり、Snイオンの還元能が失われる(当該有色遷移金属元素がSnイオンと反応し、結果としてVイオンとSnイオンの反応が阻害される)おそれがあるため、できる限り含有しないことが好ましい。   When a colored transition metal element (for example, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Cd, etc.) not described above is contained, infrared rays are absorbed or the ability to reduce Sn ions is lost (the colored transition metal). The element reacts with Sn ions, and as a result, the reaction between V ions and Sn ions may be hindered).

以上のようにして調合した原料粉末を溶融して結晶性の前駆体ガラスを得る。溶融温度は特に限定されないが、充分にガラス化を進行させるため、例えば1600〜1900℃であることが好ましい。なお、溶融ガラスの成形方法としては、ブロー法、プレス法、ロールアウト法、フロート法等の様々な成形方法を適用可能である。成形された前駆体ガラスは、必要に応じてアニールに供される。   The raw material powder prepared as described above is melted to obtain a crystalline precursor glass. Although a melting temperature is not specifically limited, In order to fully advance vitrification, it is preferable that it is 1600-1900 degreeC, for example. In addition, as a shaping | molding method of a molten glass, various shaping | molding methods, such as a blow method, a press method, a rollout method, and a float method, are applicable. The formed precursor glass is subjected to annealing as necessary.

次に、前駆体ガラスに対し、660〜700℃の温度域で少なくとも10分〜10時間、より好ましくは15分〜7時間、さらに好ましくは20分〜4時間、熱処理を行う。当該熱処理工程で結晶核を析出させることができる。熱処理温度が660〜700℃の範囲を外れると十分な数の結晶核が形成されにくくなる。660〜700℃の温度域が最も結晶核としてTiOが析出しやすい範囲であり、結晶核を充分に形成することができる。ただし、熱処理時間が10分より短いと結晶化直後のガラスの色調が濃くなりやすい傾向にある。一方、熱処理時間が10時間より長くても、形成される結晶核の量は多くなりにくく、むしろ生産性やエネルギー面で不利である。なお、上記660〜700℃の温度域における熱処理時間の長さを10分〜10時間の範囲内で調整することによって、ガラスの色調を調整することができる。より詳細には、熱処理時間を長くするほど、より多くの結晶核を形成することができ、より濃い色調に調整することができる。 Next, heat treatment is performed on the precursor glass in a temperature range of 660 to 700 ° C. for at least 10 minutes to 10 hours, more preferably 15 minutes to 7 hours, and even more preferably 20 minutes to 4 hours. Crystal nuclei can be precipitated in the heat treatment step. When the heat treatment temperature is out of the range of 660 to 700 ° C., it is difficult to form a sufficient number of crystal nuclei. The temperature range of 660 to 700 ° C. is the range in which TiO 2 is most likely to precipitate as crystal nuclei, and crystal nuclei can be sufficiently formed. However, if the heat treatment time is shorter than 10 minutes, the color tone of the glass immediately after crystallization tends to become dark. On the other hand, even if the heat treatment time is longer than 10 hours, the amount of crystal nuclei formed is hardly increased, which is disadvantageous in terms of productivity and energy. In addition, the color tone of glass can be adjusted by adjusting the length of the heat processing time in the said 660-700 degreeC temperature range within the range of 10 minutes-10 hours. More specifically, the longer the heat treatment time, the more crystal nuclei can be formed and the color tone can be adjusted to a deeper color tone.

次に、前駆体ガラスに対し、さらに以下の熱処理を施すことにより結晶を成長させ、所望の結晶化ガラスを得る。ここで、熱処理は、充分に結晶化を促進させるため、800〜930℃、好ましくは850〜920℃、より好ましくは870〜910℃で少なくとも10分〜2時間行うことが好ましい。熱処理時間が10分より短いと結晶化直後の色が薄く、白濁が生じやすい傾向にある。一方、熱処理時間が2時間より長くても、形成される結晶核の量は多くなりにくく、むしろ生産性やエネルギー面で不利である。   Next, the precursor glass is further subjected to the following heat treatment to grow crystals to obtain a desired crystallized glass. Here, the heat treatment is preferably performed at 800 to 930 ° C., preferably 850 to 920 ° C., more preferably 870 to 910 ° C. for at least 10 minutes to 2 hours in order to sufficiently promote crystallization. When the heat treatment time is shorter than 10 minutes, the color immediately after crystallization is light and tends to cause white turbidity. On the other hand, even if the heat treatment time is longer than 2 hours, the amount of crystal nuclei formed is hardly increased, which is disadvantageous in terms of productivity and energy.

本発明の製造方法により得られた結晶化ガラスは、3mm厚において波長700nmにおける透過率が35%以下、さらには30%以下であることが好ましい。このような特性によれば、調理器の内部構造を充分に遮蔽することが可能となる。一方で、LED等を用いて温度や火力などを表示する場合は、3mm厚において波長700nmにおける透過率が15%以上、さらには18%以上であることが望ましい。このような特性によれば、調理器のトッププレートに用いた場合、LED等による表示を結晶化ガラスを介して充分に認識することが可能となる。   The crystallized glass obtained by the production method of the present invention has a transmittance of 35% or less, more preferably 30% or less at a wavelength of 700 nm at a thickness of 3 mm. According to such a characteristic, it becomes possible to fully shield the internal structure of a cooking appliance. On the other hand, when displaying temperature, thermal power, etc. using LED etc., it is desirable that the transmittance at a wavelength of 700 nm is 15% or more, and further 18% or more at a thickness of 3 mm. According to such characteristics, when used for the top plate of a cooker, it is possible to sufficiently recognize the display by the LED or the like through the crystallized glass.

また、本発明の結晶化ガラスは、3mm厚において波長1150nmにおける透過率が85%以上、さらには86%以上であることが好ましい。このような特性によれば、熱線(赤外線)を効率的に透過できる。   The crystallized glass of the present invention preferably has a transmittance of 85% or more, more preferably 86% or more at a wavelength of 1150 nm at a thickness of 3 mm. According to such characteristics, heat rays (infrared rays) can be transmitted efficiently.

なお、調理器用トッププレートのような用途に長期間使用しても、高い赤外線透過能が損なわれず、さらには、可視光透過率も変化しにくいことが好ましい。具体的には、本発明の結晶化ガラスは3mm厚で、加速試験として900℃で50時間熱処理した後の波長1150nmにおける透過率の変化量が5%以下、3%以下、特に2%以下であることが好ましい。また、上記加速試験において、波長700nmにおける透過率の変化量が5%以下、3%以下、特に2%以下であることが好ましい。   In addition, even if it uses for a long time for uses, such as a top plate for cookers, it is preferable that a high infrared transmittance is not impaired, and further, the visible light transmittance is not easily changed. Specifically, the crystallized glass of the present invention is 3 mm thick, and the change in transmittance at a wavelength of 1150 nm after heat treatment at 900 ° C. for 50 hours as an accelerated test is 5% or less, 3% or less, particularly 2% or less. Preferably there is. In the acceleration test, the change in transmittance at a wavelength of 700 nm is preferably 5% or less, 3% or less, particularly 2% or less.

また、本発明の結晶化ガラスは、900℃で50時間熱処理した後の波長700nmにおける吸光度変化率が20%以下、特に10%以下であることが好ましい。なお、吸光度変化率は以下の計算式により算出される。   The crystallized glass of the present invention preferably has an absorbance change rate at a wavelength of 700 nm of 20% or less, particularly 10% or less after heat treatment at 900 ° C. for 50 hours. The absorbance change rate is calculated by the following formula.

吸光度=−log10(透過率(%)/100)
吸光度変化率=(熱処理後の吸光度−熱処理前の吸光度)/熱処理前の吸光度×100(%)
本発明の結晶化ガラスの30〜750℃の温度範囲での熱膨張係数は、好ましくは−10×10−7〜30×10−7/℃、より好ましくは−10×10−7〜20×10−7/℃である。熱膨張係数が当該範囲にあると、耐熱衝撃性に優れたガラスとなる。なお、本発明において、熱膨張係数はディラトメーターにより測定した値をいう。
Absorbance = −log 10 (transmittance (%) / 100)
Absorbance change rate = (absorbance after heat treatment−absorbance before heat treatment) / absorbance before heat treatment × 100 (%)
The thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 to 750 ° C. of the crystallized glass of the present invention is preferably −10 × 10 −7 to 30 × 10 −7 / ° C., more preferably −10 × 10 −7 to 20 ×. 10 −7 / ° C. When the thermal expansion coefficient is in this range, the glass has excellent thermal shock resistance. In the present invention, the thermal expansion coefficient is a value measured with a dilatometer.

本発明の製造方法により得られた結晶化ガラスは、切断、研磨、曲げ加工、リヒートプレス等の後加工を施してもよく、表面に絵付けや膜付け等を施してもよい。   The crystallized glass obtained by the production method of the present invention may be subjected to post-processing such as cutting, polishing, bending, reheating press, etc., and the surface may be painted or filmed.

このように作製された結晶化ガラスは、IHヒータを備えたIH調理器、ハロゲンヒータを備えたハロゲンヒータ調理器、ガスバーナーを備えたガス調理器等のトッププレートとして使用可能である。   The crystallized glass thus produced can be used as a top plate for IH cookers equipped with IH heaters, halogen heater cookers equipped with halogen heaters, gas cookers equipped with gas burners, and the like.

次に、本発明を実施例を用いて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、表1は、本実施例にて使用する試料ガラスの組成を示している。表2〜7に示す試料No.1〜14は実施例、試料No.11〜25は比較例を各々示す。   EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated in detail using an Example, this invention is not limited to these Examples. Table 1 shows the composition of the sample glass used in this example. Sample No. shown in Tables 2-7. 1 to 14 are Examples, Sample Nos. Reference numerals 11 to 25 denote comparative examples.

先ず、表1に記載の組成A、B、C、D、E、およびFとなるようガラス原料を調合し、5種類のバッチを作製した。なお、組成A、B、C、D、Eの何れも、上述した本発明の範囲内の組成である。一方、組成Fは、Asを含み、本発明の範囲外の組成である。 First, glass raw materials were prepared so as to have compositions A, B, C, D, E, and F shown in Table 1, and five types of batches were produced. In addition, all of the compositions A, B, C, D, and E are compositions within the scope of the present invention described above. On the other hand, the composition F contains As 2 O 3 and is outside the scope of the present invention.

次いで、各バッチを、白金坩堝を用いて1600℃で20時間、さらに1700℃で4時間溶融した。その後、カーボン板の上に5mm厚の2本のスペーサーを載置し、スペーサーの間に溶融ガラスを流し出すとともにローラーにて均一の厚みの板状に成形した。次いで、得られた板状試料を700℃に保持した電気炉に投入し、30分保持してから電源を落として10時間以上かけて炉内で室温まで徐冷(アニール)して前駆体ガラスを作製した。   Each batch was then melted using a platinum crucible at 1600 ° C. for 20 hours and further at 1700 ° C. for 4 hours. Thereafter, two spacers having a thickness of 5 mm were placed on the carbon plate, molten glass was poured out between the spacers, and the plate was formed into a plate having a uniform thickness with a roller. Next, the obtained plate-like sample is put into an electric furnace maintained at 700 ° C., held for 30 minutes, then the power is turned off, and the glass is gradually cooled (annealed) to room temperature in the furnace over 10 hours. Was made.

次いで、冷却後の前駆体ガラスを電気炉で下記Stepの通り熱処理することによって結晶化し、結晶化ガラスを得た。なお、熱処理の条件は表2〜7に示す通り試料毎に変更した。   Subsequently, the precursor glass after cooling was crystallized by heat-treating it in the following step in an electric furnace to obtain crystallized glass. The heat treatment conditions were changed for each sample as shown in Tables 2-7.

Step1:電気炉に前駆体ガラスを投入する
Step2:常温からStep3の温度まで表中の速度で昇温する
Step3:表中の温度および時間条件で保持する(結晶核形成工程)
Step4:Step5の温度まで表中の速度で昇温する
Step5:表中の温度および時間条件で保持する(結晶成長工程)
Step6:表中の速度で常温まで降温する
Step7:電気炉から取り出す
上記のようにして得た各試料について、可視および赤外領域における透過率、Y値について評価した。
Step 1: The precursor glass is charged into the electric furnace. Step 2: The temperature is increased from room temperature to the temperature of Step 3 at the speed in the table. Step 3: The temperature and time conditions in the table are maintained (crystal nucleation step).
Step 4: Increase the temperature at the speed in the table to the temperature of Step 5 Step 5: Hold at the temperature and time conditions in the table (crystal growth step)
Step 6: Decrease the temperature to normal temperature at the speed shown in the table Step 7: Take out from the electric furnace Each sample obtained as described above was evaluated for transmittance and Y value in the visible and infrared regions.

700nmおよび1150nmの透過率は、各試料ガラスの両面を鏡面研磨して3mm厚に加工し、分光光度計(日本分光株式会社製 V−760)を用いて測定した。測定条件は、測定範囲1500〜380nm、スキャンスピード200nm/分とした。   The transmittances of 700 nm and 1150 nm were measured using a spectrophotometer (V-760 manufactured by JASCO Corporation) after mirror-polishing both surfaces of each sample glass to process them to a thickness of 3 mm. The measurement conditions were a measurement range of 1500 to 380 nm and a scan speed of 200 nm / min.

Y値は、色をxyY表色系で表した場合に当該色の明るさを示す値であり、明度とも呼ばれる。本実施例では、Y値を、可視光領域(波長380〜780nm)の透過率に基づいて、JIS Z 8701にしたがって算出した。   The Y value is a value indicating the brightness of the color when the color is expressed in the xyY color system, and is also called brightness. In this example, the Y value was calculated according to JIS Z 8701 based on the transmittance in the visible light region (wavelength 380 to 780 nm).

さらに、上述の各試料ガラスを長期使用した場合を想定して900℃で50時間熱処理(加速試験)し、当該熱処理後の可視および赤外領域における透過率を評価した。より詳細には、900℃に設定した熱処理炉に各試料ガラスを投入し、50時間経過した後に取り出して透過率測定を行なった。   Furthermore, assuming the case where each of the above-mentioned sample glasses was used for a long time, heat treatment (acceleration test) was performed at 900 ° C. for 50 hours, and the transmittance in the visible and infrared regions after the heat treatment was evaluated. More specifically, each sample glass was put in a heat treatment furnace set at 900 ° C., and taken out after 50 hours, and transmittance was measured.

以下、上記のように測定および演算した吸光度、透過率、Y値の評価結果について説明する。   Hereinafter, evaluation results of absorbance, transmittance, and Y value measured and calculated as described above will be described.

組成Aを用いた試料No.1〜5は、660〜700℃の温度域の通過時間に応じて色調(Y値や700nm透過率)が変化している。すなわち、結晶化のための熱処理を行う際、660〜700℃の温度域において、10分〜10時間の範囲内で保持時間を変更することにより色調を調整し得ることが示されている。一方、試料No15、16は、何れも660〜700℃の温度域の通過時間が2分程度である。そのため、その後780℃前後の温度域(結晶核形成工程)での保持時間を変更しても色調をほとんど変化させることができなかった。   Sample No. using composition A In 1-5, the color tone (Y value and 700 nm transmittance) changes according to the passage time in the temperature range of 660 to 700 ° C. That is, it is shown that when performing the heat treatment for crystallization, the color tone can be adjusted by changing the holding time within a range of 10 minutes to 10 hours in a temperature range of 660 to 700 ° C. On the other hand, sample Nos. 15 and 16 both have a passing time in the temperature range of 660 to 700 ° C. of about 2 minutes. Therefore, the color tone could hardly be changed even if the holding time in the temperature range (crystal nucleation step) around 780 ° C. was changed thereafter.

なお、No.6〜8およびNo.17〜18は組成Bのガラスを結晶化したもの、試料No.9〜10および試料19は組成Cのガラスを結晶化したもの、試料No.11〜12および試料20〜21は試料Dのガラスを結晶化したもの、試料No.13〜14および試料22〜23は試料Eを結晶化したものである。これらの試料についても、660〜700℃の温度域を10分〜10時間かけて通過した試料は、当該通過時間に応じて色調を調整することができた。一方、660〜700℃の温度域を10分未満で通過した試料は、色調をほとんど変化させることができなかった。   In addition, No. 6-8 and no. Nos. 17 to 18 are obtained by crystallizing glass of composition B, sample Nos. Samples Nos. 9 to 10 and Sample 19 were obtained by crystallizing glass of composition C, Sample No. Samples 11 to 12 and Samples 20 to 21 were obtained by crystallizing the glass of Sample D, Sample No. Samples 13 to 14 and Samples 22 to 23 are obtained by crystallizing Sample E. Regarding these samples, the color tone of the sample that passed through the temperature range of 660 to 700 ° C. over 10 minutes to 10 hours could be adjusted according to the passage time. On the other hand, the sample that passed through the temperature range of 660 to 700 ° C. in less than 10 minutes could hardly change the color tone.

また、組成にAsを含まない試料No.1〜23については、加速試験後も色調(Y値や波長700nmの吸光度)や赤外線透過率(波長1150nm)を、試験前とほぼ同等に維持できた。すなわち、高い耐久性を有することが示された。一方、Asを含む組成Fの試料No.24〜26では、加速試験の前後でY値、吸光度、および赤外線透過率の値が変動してしまい、色調や可視および赤外光の透過特性を維持することができなかった。   Sample No. containing no As in the composition was used. As for 1 to 23, the color tone (Y value and absorbance at a wavelength of 700 nm) and infrared transmittance (wavelength of 1150 nm) were maintained substantially the same as before the test even after the acceleration test. That is, it was shown to have high durability. On the other hand, the sample No. In 24-26, the Y value, absorbance, and infrared transmittance values fluctuated before and after the acceleration test, and the color tone and visible and infrared transmission characteristics could not be maintained.

以上の通り、本発明の範囲内の組成および製造方法に基づいて作成された試料No.1〜14については、結晶化条件を変更することにより色調を容易に調整可能であり、尚且つ高い耐久性を有することが示された。   As described above, the sample No. prepared based on the composition and manufacturing method within the scope of the present invention. As for 1 to 14, it was shown that the color tone can be easily adjusted by changing the crystallization condition, and also has high durability.

本発明の結晶化ガラスは、ガス、IH、ハロゲンヒータ等の調理器用トッププレートとして好適である。また、従来よりβ−石英固溶体を主結晶とする低膨張結晶化ガラスが使用されている高温炉内観察用のぞき窓、防火窓等にも使用可能である。また、本発明の結晶化ガラスの製造方法は上記用途の結晶化ガラスを容易に製造する方法として有用である。   The crystallized glass of the present invention is suitable as a top plate for cooking appliances such as gas, IH and halogen heaters. It can also be used for observation windows for high-temperature furnace observation, fireproof windows, etc., in which low-expansion crystallized glass having a β-quartz solid solution as a main crystal is conventionally used. Moreover, the manufacturing method of the crystallized glass of this invention is useful as a method of manufacturing the crystallized glass of the said use easily.

Claims (7)

質量%で、SiO 55〜73%、Al17〜25%、LiO 2〜5%、TiO 2.6〜5.5%、SnO 0〜0.9%、V0.01〜0.4%を含有し、AsおよびSbを実質的に含有しない組成となるように原料粉末を調合する調合工程と、
前記原料粉末を溶融して、前駆体ガラスを作製する前駆体ガラス作製工程と、
前記前駆体ガラスを660〜700℃の温度域で10分〜10時間熱処理する結晶核形成工程とを含むことを特徴とする結晶化ガラスの製造方法。
By mass%, SiO 2 55~73%, Al 2 O 3 17~25%, Li 2 O 2~5%, TiO 2 2.6~5.5%, SnO 2 0~0.9%, V 2 A blending step of blending raw material powder so as to have a composition containing 0.01 to 0.4% of O 5 and substantially not including As 2 O 3 and Sb 2 O 3 ;
A precursor glass production step of melting the raw material powder to produce a precursor glass;
And a crystal nucleus forming step of heat-treating the precursor glass in a temperature range of 660 to 700 ° C. for 10 minutes to 10 hours.
前記結晶核形成工程後に、結晶核が形成された前駆体ガラスを800〜930℃の温度域で10分〜2時間熱処理する結晶成長工程をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の結晶化ガラスの製造方法。   2. The crystal growth step according to claim 1, further comprising a crystal growth step of heat-treating the precursor glass having crystal nuclei formed in a temperature range of 800 to 930 ° C. for 10 minutes to 2 hours after the crystal nucleation step. A method for producing crystallized glass. SnOの含有量が0.01〜0.7%であることを特徴とする請求項1または2に記載の結晶化ガラスの製造方法。 The method for producing crystallized glass according to claim 1 or 2, wherein the content of SnO 2 is 0.01 to 0.7%. 請求項1から3の何れかに記載の製造方法により作製されたことを特徴とする結晶化ガラス。   A crystallized glass produced by the production method according to claim 1. 900℃で50時間熱処理した後の波長700nmにおける吸光度変化率が20%以下であることを特徴とする請求項4に記載の結晶化ガラス。   The crystallized glass according to claim 4, wherein the absorbance change rate at a wavelength of 700 nm after heat treatment at 900 ° C for 50 hours is 20% or less. 質量%で、SiO 55〜73%、Al17〜25%、LiO 2〜5%、TiO 2.6〜5.5%、SnO 0〜0.9%、V0.01〜0.4%を含有し、AsおよびSbを実質的に含有しない組成を有し、
900℃で50時間熱処理した後の波長700nmにおける吸光度変化率が20%以下であることを特徴とする結晶化ガラス。
By mass%, SiO 2 55~73%, Al 2 O 3 17~25%, Li 2 O 2~5%, TiO 2 2.6~5.5%, SnO 2 0~0.9%, V 2 Having a composition containing 0.01 to 0.4% of O 5 and substantially free of As 2 O 3 and Sb 2 O 3 ;
A crystallized glass characterized in that the absorbance change rate at a wavelength of 700 nm after heat treatment at 900 ° C. for 50 hours is 20% or less.
請求項4から6の何れかに記載の結晶化ガラスを用いてなる調理器用トッププレート。   A top plate for a cooking appliance using the crystallized glass according to any one of claims 4 to 6.
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