JP2737059B2 - 建材用結晶化ガラス - Google Patents
建材用結晶化ガラスInfo
- Publication number
- JP2737059B2 JP2737059B2 JP1213988A JP21398889A JP2737059B2 JP 2737059 B2 JP2737059 B2 JP 2737059B2 JP 1213988 A JP1213988 A JP 1213988A JP 21398889 A JP21398889 A JP 21398889A JP 2737059 B2 JP2737059 B2 JP 2737059B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- crystallized glass
- building materials
- content
- crystallized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C10/00—Devitrified 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
- C03C10/0036—Devitrified 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 a divalent metal oxide as main constituents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は建材用結晶化ガラスに関するものである。
［従来の技術］ ガラスを熱処理して得られる結晶化ガラスは種々の分
野において使用されており、特に最近ではその優れた特
性を生かして、建材として大理石や花崗岩等の天然石の
代りに好んで用いられるようになってきている。本出願
人の発明になる特公昭55−29018号に開示されている結
晶化ガラスはその代表的例であり、溶融したガラスを水
冷等による急冷によって破砕して適当な大きさのガラス
小体とした後、加熱することにより該ガラス小体を互い
に融着一体化すると同時に結晶化することによって製造
される。この結晶化ガラスは機械的強度、熱衝撃強度、
化学耐久性等に優れており、建材に要求される諸条件を
満足する材料であるが、一方結晶化後の表面が凹凸状で
あるために、最終的に研磨する必要があり、安価で大量
に生産することが非常に困難である。
野において使用されており、特に最近ではその優れた特
性を生かして、建材として大理石や花崗岩等の天然石の
代りに好んで用いられるようになってきている。本出願
人の発明になる特公昭55−29018号に開示されている結
晶化ガラスはその代表的例であり、溶融したガラスを水
冷等による急冷によって破砕して適当な大きさのガラス
小体とした後、加熱することにより該ガラス小体を互い
に融着一体化すると同時に結晶化することによって製造
される。この結晶化ガラスは機械的強度、熱衝撃強度、
化学耐久性等に優れており、建材に要求される諸条件を
満足する材料であるが、一方結晶化後の表面が凹凸状で
あるために、最終的に研磨する必要があり、安価で大量
に生産することが非常に困難である。
上記事情に鑑み、製造コストを低減する目的で提案さ
れたのが、これも本出願人の発明になる特公昭60−4914
5号に開示されている結晶化ガラスである。この結晶化
ガラスは溶融ガラスを所定の形状に成形した後、該成形
体を焼成することによってガラス中にフォルステライト
（2MgO・SiO2）やガーナイト（ZnO・Al2O3）の結晶が析
出すると同時に、ガラスマトリックス相が軟化流動する
ため良好な表面品位が得られ、研磨工程を省略すること
ができるというものである。
れたのが、これも本出願人の発明になる特公昭60−4914
5号に開示されている結晶化ガラスである。この結晶化
ガラスは溶融ガラスを所定の形状に成形した後、該成形
体を焼成することによってガラス中にフォルステライト
（2MgO・SiO2）やガーナイト（ZnO・Al2O3）の結晶が析
出すると同時に、ガラスマトリックス相が軟化流動する
ため良好な表面品位が得られ、研磨工程を省略すること
ができるというものである。
［発明が解決しようとする問題点］ 工業的にガラスを焼成して結晶化ガラスを製造する場
合、焼成温度が低いほど焼成炉の熱経済性が良くなり、
また焼成時間が短いほど生産効率は良くなるが、この焼
成時間の設定には焼成温度と該結晶化ガラスの熱膨張係
数が考慮される。すなわち焼成温度が高いほど昇温ある
いは冷却時間が長くなり、また該結晶化ガラスの熱膨張
係数が高いほど、温度変化による歪を除くために徐冷時
間を長くする必要がある。
合、焼成温度が低いほど焼成炉の熱経済性が良くなり、
また焼成時間が短いほど生産効率は良くなるが、この焼
成時間の設定には焼成温度と該結晶化ガラスの熱膨張係
数が考慮される。すなわち焼成温度が高いほど昇温ある
いは冷却時間が長くなり、また該結晶化ガラスの熱膨張
係数が高いほど、温度変化による歪を除くために徐冷時
間を長くする必要がある。
従って焼成温度を低く設定でき、かつ低い熱膨張係数
を有する結晶化ガラスを得ることが、生産効率を良く
し、低コストを実現する重要な要素となる。
を有する結晶化ガラスを得ることが、生産効率を良く
し、低コストを実現する重要な要素となる。
しかしながら、先記特公昭60−49145号に開示されて
いる結晶化ガラスは、ガラスに結晶を析出させ、ガラス
マトリックス相を軟化流動させて良好な表面品位を得る
ために、焼成温度を900〜1000℃と高く設定する必要が
あり、また熱膨張係数が80×10-7/℃以上と高いために
焼成時間が長くなり、しかもフォルステライトやガーナ
イトの構成成分であるMgOとZnOを含量で３％以上含む
が、MgO、ZnOの原料である水酸化マグネシウムや亜鉛華
は高価であるため、製造コストを大幅に低減させること
ができなかった。
いる結晶化ガラスは、ガラスに結晶を析出させ、ガラス
マトリックス相を軟化流動させて良好な表面品位を得る
ために、焼成温度を900〜1000℃と高く設定する必要が
あり、また熱膨張係数が80×10-7/℃以上と高いために
焼成時間が長くなり、しかもフォルステライトやガーナ
イトの構成成分であるMgOとZnOを含量で３％以上含む
が、MgO、ZnOの原料である水酸化マグネシウムや亜鉛華
は高価であるため、製造コストを大幅に低減させること
ができなかった。
本発明は、研磨することなく良好な表面品位が得ら
れ、また焼成温度を低く設定することができ、かつ、熱
膨張係数が低く、しかも高価なMgO及びZnOを本質的に含
有しないため、製造コストを大幅に低減することがで
き、安価で大量に生産することが可能な建材用結晶化ガ
ラスを提供することを目的とするものである。
れ、また焼成温度を低く設定することができ、かつ、熱
膨張係数が低く、しかも高価なMgO及びZnOを本質的に含
有しないため、製造コストを大幅に低減することがで
き、安価で大量に生産することが可能な建材用結晶化ガ
ラスを提供することを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の建材用結晶化ガラスは重量％でSiO2 40〜70
％、Al2O3 5〜25％、Na2O 2〜16％、CaO 1〜20％、TiO2
0.5〜15％、ZrO2 0.1〜10％、CaO＋TiO2＋ZrO2 8〜25
％、B2O3 0〜15％、P2O5 0〜５％、K2O 0〜５％、BaO 0
〜５％、As2O3 0〜１％、Sb2O3 0〜１％からなり、本質
的にMgO、ZnOを含有せず、主結晶としてジルコノライト
を析出してなることを特徴とする。
％、Al2O3 5〜25％、Na2O 2〜16％、CaO 1〜20％、TiO2
0.5〜15％、ZrO2 0.1〜10％、CaO＋TiO2＋ZrO2 8〜25
％、B2O3 0〜15％、P2O5 0〜５％、K2O 0〜５％、BaO 0
〜５％、As2O3 0〜１％、Sb2O3 0〜１％からなり、本質
的にMgO、ZnOを含有せず、主結晶としてジルコノライト
を析出してなることを特徴とする。
［作用］ 本発明の建材用結晶化ガラスは高価なMgO、ZnOを本質
的に含まず、CaO、TiO2、ZrO2からなるジルコノライト
（CaZrTi2O7）を主結晶として析出することを特徴と
し、また950℃以下の温度で結晶が析出すると同時にガ
ラスマトリック相が軟化流動して良好な表面品位が得ら
れるために、焼成温度を800〜950℃と低く設定すること
ができ、しかも熱膨張係数が70×10-7/℃以下であるた
めに、焼成時間を短くできることから、製造コストを大
幅に低減させることができる。また本発明の建材用結晶
化ガラスは、ガラスマトリックス中にSiO2成分を多量に
含む為に機械的強度や化学耐久性に優れている。
的に含まず、CaO、TiO2、ZrO2からなるジルコノライト
（CaZrTi2O7）を主結晶として析出することを特徴と
し、また950℃以下の温度で結晶が析出すると同時にガ
ラスマトリック相が軟化流動して良好な表面品位が得ら
れるために、焼成温度を800〜950℃と低く設定すること
ができ、しかも熱膨張係数が70×10-7/℃以下であるた
めに、焼成時間を短くできることから、製造コストを大
幅に低減させることができる。また本発明の建材用結晶
化ガラスは、ガラスマトリックス中にSiO2成分を多量に
含む為に機械的強度や化学耐久性に優れている。
次に本発明の建材用結晶化ガラスの組成範囲を上記の
ように限定した理由を以下に示す。
ように限定した理由を以下に示す。
SiO2はガラス網目形成成分であり、その含有量は40〜
70％である。SiO2が40％より少ないと機械的強度や化学
耐久性が悪くなり、70％より多くなるとガラス溶融が困
難になる。
70％である。SiO2が40％より少ないと機械的強度や化学
耐久性が悪くなり、70％より多くなるとガラス溶融が困
難になる。
Al2O3の含有量は５〜25％である。Al2O3が５％より少
ないと結晶化し難くなり、25％より多いとガラス溶融が
困難になり、耐候性の劣るネファリン（Na2O・Al2O3・2
SiO2）結晶が析出する。
ないと結晶化し難くなり、25％より多いとガラス溶融が
困難になり、耐候性の劣るネファリン（Na2O・Al2O3・2
SiO2）結晶が析出する。
Na2Oは溶融を促進するフラックス剤として用いられ、
その含有量は２〜16％である。Na2Oが２％より少ないと
成形性、溶融性が悪くなり、16％より多いと化学耐久性
が劣り、建材に適さない。
その含有量は２〜16％である。Na2Oが２％より少ないと
成形性、溶融性が悪くなり、16％より多いと化学耐久性
が劣り、建材に適さない。
CaOはジルコノライト結晶の構成成分であり、その含
有量は１〜20％である。CaOが１％より少ないと主結晶
であるジルコノライトが出にくくなり、20％より多いと
表面が結晶化して均一に結晶化せず、強度が下がる。
有量は１〜20％である。CaOが１％より少ないと主結晶
であるジルコノライトが出にくくなり、20％より多いと
表面が結晶化して均一に結晶化せず、強度が下がる。
TiO2は核形成剤及びジルコノライト結晶の構成成分で
あり、その含有量は0.5〜15％である。TiO2が0.5％より
少ないと結晶化が不充分であり、15％より多いと結晶物
が黒色を帯び、好ましくない色調となる。
あり、その含有量は0.5〜15％である。TiO2が0.5％より
少ないと結晶化が不充分であり、15％より多いと結晶物
が黒色を帯び、好ましくない色調となる。
ZrO2は核形成材及びジルコノライトの構成成分であ
り、その含有量は0.1〜10％である。ZrO2が0.1％より少
ないと結晶化が不充分であり、10％より多いと溶融性が
悪くなり、ガラス成形時に表面失透する。
り、その含有量は0.1〜10％である。ZrO2が0.1％より少
ないと結晶化が不充分であり、10％より多いと溶融性が
悪くなり、ガラス成形時に表面失透する。
また本発明の結晶化ガラスはCaOとTiO2とZrO2を合量
で８〜25％含有する。すなわちこれらの成分が合量で８
％より少ないとジルコノライト結晶が析出しにくく、且
つ表面失透しやすくなり、また25％より多いと溶融性が
悪くなると共に結晶物が細かくなって結晶化ガラスの外
観が透明になるので好ましくない。
で８〜25％含有する。すなわちこれらの成分が合量で８
％より少ないとジルコノライト結晶が析出しにくく、且
つ表面失透しやすくなり、また25％より多いと溶融性が
悪くなると共に結晶物が細かくなって結晶化ガラスの外
観が透明になるので好ましくない。
B2O3はガラスマトリックス相の流動性を促進する成分
であり、その含有量は０〜15％である。B2O3が15％より
多くなると結晶化し難くなる。
であり、その含有量は０〜15％である。B2O3が15％より
多くなると結晶化し難くなる。
P2O5は結晶化を促進する成分であり、その含有量は０
〜５％である。P2O5が５％より多くなるとガラスが分相
し、耐候性が低下する。
〜５％である。P2O5が５％より多くなるとガラスが分相
し、耐候性が低下する。
K2OはNa2Oと同様溶融を促進するフラックス剤として
用いられ、その含有量は０〜５％である。
用いられ、その含有量は０〜５％である。
BaOは液相温度を下げて成形性を良好にする成分であ
り、その含有量は０〜５％である。
り、その含有量は０〜５％である。
K2O、BaOがそれぞれ５％より多くなると結晶化し難く
なる。
なる。
As2O3、Sb2O3は清澄剤として用いられ、その含有量は
各々０〜１％である。
各々０〜１％である。
また、本発明の建材用結晶化ガラスは上記成分以外に
Li2O、SrO、PbO、SnO2、CeO2や着色剤としてFe2O3、Ni
O、Cr2O3、MnO2、V2O5等を５％まで１種又は２種以上添
加することが可能である。しかしながらこれらの添加物
が５％をこえると結晶化ガラスの諸特性に悪影響を与え
る。
Li2O、SrO、PbO、SnO2、CeO2や着色剤としてFe2O3、Ni
O、Cr2O3、MnO2、V2O5等を５％まで１種又は２種以上添
加することが可能である。しかしながらこれらの添加物
が５％をこえると結晶化ガラスの諸特性に悪影響を与え
る。
［実施例］ 以下実施例に基づいて本発明の建材用結晶化ガラスを
詳細に説明する。
詳細に説明する。
次表は本発明の実施例（試料No.1〜７）及び比較例
（試料No.8）を示すものである。
（試料No.8）を示すものである。
表のNo.1〜８の試料は次のように調製した。試料No.1
〜８の各組成になるようにガラス原料を調合し、白金坩
堝を使用して1500〜1600℃で８〜30時間溶融した後、溶
融ガラスをカーボン台上に流し出し、ローラーを用いて
板状に成形し、徐冷してガラス試料を得た。次に、この
ガラス試料を電気炉中で750−800℃まで120℃/hrの昇温
速度で加熱し、約１時間保持した後、表の焼成温度まで
120℃/hrの昇温速度で加熱して１〜２時間保持し、その
後室温まで炉冷した。
〜８の各組成になるようにガラス原料を調合し、白金坩
堝を使用して1500〜1600℃で８〜30時間溶融した後、溶
融ガラスをカーボン台上に流し出し、ローラーを用いて
板状に成形し、徐冷してガラス試料を得た。次に、この
ガラス試料を電気炉中で750−800℃まで120℃/hrの昇温
速度で加熱し、約１時間保持した後、表の焼成温度まで
120℃/hrの昇温速度で加熱して１〜２時間保持し、その
後室温まで炉冷した。
このようにして得られた試料の結晶化ガラスは、ガラ
ス成形時のローラーによる凹凸は消失し、白色で光沢が
あり、良好な表面品位をもった美しいものであった。
ス成形時のローラーによる凹凸は消失し、白色で光沢が
あり、良好な表面品位をもった美しいものであった。
またＸ線回折の結果、試料の結晶化ガラスの析出結晶
は表のとおりであった。
は表のとおりであった。
また表から明らかなように、試料No.1〜７の実施例の
結晶化ガラスは、熱膨張係数69×10-7/℃以下、曲げ強
度1000kg/cm2以上であり、耐酸性1.0mg/cm2以下、耐ア
ルカリ性については2.30mg/cm2以下の値を示している。
一方試料No.8の比較例については熱膨張係数86×10-7/
℃、曲げ強度700kg/cm2、耐酸性、耐アルカリ性につい
てはそれぞれ1.80mg/cm2、2.50mg/cm2であった。
結晶化ガラスは、熱膨張係数69×10-7/℃以下、曲げ強
度1000kg/cm2以上であり、耐酸性1.0mg/cm2以下、耐ア
ルカリ性については2.30mg/cm2以下の値を示している。
一方試料No.8の比較例については熱膨張係数86×10-7/
℃、曲げ強度700kg/cm2、耐酸性、耐アルカリ性につい
てはそれぞれ1.80mg/cm2、2.50mg/cm2であった。
これらの事実は、本発明の建材用結晶化ガラスが、95
0℃以下の焼成温度で、良好な表面品位、機械的強度、
化学耐久性等優れた特性を得ることができ、建材として
優れたものであるということを示している。
0℃以下の焼成温度で、良好な表面品位、機械的強度、
化学耐久性等優れた特性を得ることができ、建材として
優れたものであるということを示している。
なお表中の熱膨張係数は、周知のディラトメーター
（Dilato meter）により測定した熱膨張曲線から算出
した。曲げ強度は７×10×50mmの大きさの試料で３点荷
重式曲げ強度試験機により測定した。耐酸性、耐アルカ
リ性は、それぞれ１％H2SO4、１％NaOHの溶液中に15×1
5×10mmの大きさの試料を90℃、24時間浸漬した後の重
量減により評価した。
（Dilato meter）により測定した熱膨張曲線から算出
した。曲げ強度は７×10×50mmの大きさの試料で３点荷
重式曲げ強度試験機により測定した。耐酸性、耐アルカ
リ性は、それぞれ１％H2SO4、１％NaOHの溶液中に15×1
5×10mmの大きさの試料を90℃、24時間浸漬した後の重
量減により評価した。
尚、実施例の建材用結晶化ガラスは白色であるが、調
合原料に一種類、あるいは二種類以上の着色剤を添加す
ることにより、種々の色調の建材用結晶化ガラスを得る
ことができる。
合原料に一種類、あるいは二種類以上の着色剤を添加す
ることにより、種々の色調の建材用結晶化ガラスを得る
ことができる。
［発明の効果］ 本発明の建材用結晶化ガラスは高価なMgO、ZnOを本質
的に含まず、焼成温度が800〜950℃、熱膨張係数が70×
10-7/℃以下とともに低く、焼成時間を短くできるた
め、製造コストを大幅に低減させることができ、安価で
大量に生産することを可能とするものである。
的に含まず、焼成温度が800〜950℃、熱膨張係数が70×
10-7/℃以下とともに低く、焼成時間を短くできるた
め、製造コストを大幅に低減させることができ、安価で
大量に生産することを可能とするものである。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％でSiO2 40〜70％、Al2O3 5〜25％、
Na2O 2〜16％、CaO 1〜20％、TiO2 0.5〜15％、ZrO2 0.
1〜10％、CaO＋TiO2＋ZrO2 8〜25％、B2O3 0〜15％、P2
O5 0〜５％、K2O 0〜５％、BaO 0〜５％、As2O3 0〜１
％、Sb2O3 0〜１％からなり、本質的にMgO、ZnOを含有
せず、主結晶としてジルコノライトを析出してなること
を特徴とする建材用結晶化ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213988A JP2737059B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 建材用結晶化ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1213988A JP2737059B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 建材用結晶化ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0380128A JPH0380128A (ja) | 1991-04-04 |
| JP2737059B2 true JP2737059B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=16648395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1213988A Expired - Lifetime JP2737059B2 (ja) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | 建材用結晶化ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2737059B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103011601B (zh) * | 2012-12-05 | 2016-04-27 | 毛庆云 | 一种以石英砂为主料的微晶玻璃及其制备方法 |
| CN111807705B (zh) * | 2020-06-29 | 2022-04-05 | 成都光明光电股份有限公司 | 微晶玻璃、微晶玻璃制品及其制造方法 |
-
1989
- 1989-08-18 JP JP1213988A patent/JP2737059B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0380128A (ja) | 1991-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110104954B (zh) | 一种低温晶化的可离子交换玻璃陶瓷 | |
| JP2691263B2 (ja) | 透明結晶化ガラス | |
| CN101439932A (zh) | 以锂辉石尾矿为主要原料的低膨胀微晶玻璃及其制造方法 | |
| JP7545771B2 (ja) | ガラス材料及びその製造方法並びにその製品 | |
| JPH0667774B2 (ja) | 透明結晶化ガラス | |
| JPH08253346A (ja) | 象牙色の不透明ガラスセラミック及びその色を調節する方法 | |
| JP2737059B2 (ja) | 建材用結晶化ガラス | |
| JP3087262B2 (ja) | 結晶化ガラス | |
| JP3269416B2 (ja) | 結晶化ガラス及びその製造方法 | |
| JP5041324B2 (ja) | 天然大理石様結晶化ガラス及びその製造方法 | |
| JP2730138B2 (ja) | 易成形性ガラス組成物 | |
| JP3014139B2 (ja) | 結晶化ガラス | |
| JP3094375B2 (ja) | 天然大理石様結晶化ガラス及び天然大理石様結晶化ガラス製造用ガラス小体 | |
| JP2004175592A (ja) | 光学ガラス | |
| JP3173529B2 (ja) | 黒色天然大理石様結晶化ガラス | |
| JP2008007402A (ja) | 結晶化ガラスの製造方法 | |
| JPH0570173A (ja) | 建材用結晶化ガラス | |
| JP2905549B2 (ja) | 結晶化ガラス | |
| JPH03164446A (ja) | 結晶化ガラスの製造法 | |
| JP3082780B2 (ja) | 耐熱ガラス | |
| JPH09263424A (ja) | 結晶化ガラス及びその製造方法 | |
| JP2737060B2 (ja) | ワインレッド色を呈する天然大理石様結晶化ガラス | |
| US5824615A (en) | Optical glass composition for precise press molding | |
| KR100579189B1 (ko) | 파유리를 이용한 결정질 유리타일의 제조방법 | |
| JP2515041B2 (ja) | 鉛溶出の少ないクリスタルガラス食器 |