JP3120419B2 - 結晶化ガラス及び結晶化ガラスの成形方法 - Google Patents
結晶化ガラス及び結晶化ガラスの成形方法Info
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- JP3120419B2 JP3120419B2 JP07273573A JP27357395A JP3120419B2 JP 3120419 B2 JP3120419 B2 JP 3120419B2 JP 07273573 A JP07273573 A JP 07273573A JP 27357395 A JP27357395 A JP 27357395A JP 3120419 B2 JP3120419 B2 JP 3120419B2
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- glass
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- crystallized
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リドロー成形が可能な
結晶化ガラスと、これを用いた結晶化ガラスの成形方法
に関するものである。
結晶化ガラスと、これを用いた結晶化ガラスの成形方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】結晶化ガラスは、ガラス中に析出する種
々の結晶によってガラスには無いユニークな特性を示す
材料である。例えばβ−石英固溶体、β−スポジュメン
等の結晶を析出させると極めて低膨張の、或いはマイナ
ス膨張を示す結晶化ガラスが得られる。しかも一般に結
晶化ガラスは、これらの結晶の存在により、ガラスに比
べて高い機械的強度を有している。
々の結晶によってガラスには無いユニークな特性を示す
材料である。例えばβ−石英固溶体、β−スポジュメン
等の結晶を析出させると極めて低膨張の、或いはマイナ
ス膨張を示す結晶化ガラスが得られる。しかも一般に結
晶化ガラスは、これらの結晶の存在により、ガラスに比
べて高い機械的強度を有している。
【０００３】近年、このような優れた特性を有する結晶
化ガラスを、細棒状、細管状、薄板状等に精密加工し
て、電子部品、精密機械部品等の精密な寸法精度が要求
される製品分野に応用する試みがなされている。
化ガラスを、細棒状、細管状、薄板状等に精密加工し
て、電子部品、精密機械部品等の精密な寸法精度が要求
される製品分野に応用する試みがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ガラスを精密に加工す
る方法として、リドロー成形法と呼ばれる成形方法が知
られている。この方法は、適当な精度を有するように予
備成形されたガラス成形体を、ガラスの軟化点以上の温
度に加熱しながら延伸成形するというものであり、高精
度が要求されるガラス製品を連続的に製造する方法とし
て広く採用されている。
る方法として、リドロー成形法と呼ばれる成形方法が知
られている。この方法は、適当な精度を有するように予
備成形されたガラス成形体を、ガラスの軟化点以上の温
度に加熱しながら延伸成形するというものであり、高精
度が要求されるガラス製品を連続的に製造する方法とし
て広く採用されている。
【０００５】ところが従来の結晶化ガラスの場合、ガラ
スと同様にリドロー成形することは以下の理由から困難
である。即ち、従来の結晶化ガラスは、耐熱性が高過ぎ
たり、加熱時に失透が生じて延伸が困難であったり、加
熱によって結晶量が変動して物性が大きく変化する等の
問題を有しているためである。そこで結晶化ガラスとな
る前のガラス、所謂原ガラスをリドロー成形することも
考えられたが、この種のガラスは加熱により結晶化し易
いように設計されているため、リドロー成形のために原
ガラスを加熱すると必然的に失透が発生し、寸法のみな
らず物性までも制御できなくなる。
スと同様にリドロー成形することは以下の理由から困難
である。即ち、従来の結晶化ガラスは、耐熱性が高過ぎ
たり、加熱時に失透が生じて延伸が困難であったり、加
熱によって結晶量が変動して物性が大きく変化する等の
問題を有しているためである。そこで結晶化ガラスとな
る前のガラス、所謂原ガラスをリドロー成形することも
考えられたが、この種のガラスは加熱により結晶化し易
いように設計されているため、リドロー成形のために原
ガラスを加熱すると必然的に失透が発生し、寸法のみな
らず物性までも制御できなくなる。
【０００６】それゆえ結晶化ガラスを精密加工する場合
は、セラミックスと同様の機械加工を余儀なくされ、非
常なコスト高になっているのが現状である。
は、セラミックスと同様の機械加工を余儀なくされ、非
常なコスト高になっているのが現状である。
【０００７】本発明はこの様な事情に鑑みなされたもの
で、リドロー成形が可能な結晶化ガラスと、これを用い
た結晶化ガラスの成形方法を提供することを目的とす
る。
で、リドロー成形が可能な結晶化ガラスと、これを用い
た結晶化ガラスの成形方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は幾多の研究を
重ねた結果、結晶化ガラスがリドロー成形可能であるた
めには、加熱すると軟化して延伸可能であること、及び
加熱しても結晶相が安定であることの２点が重要である
との知見から、リドロー成形可能な結晶化ガラスの必須
条件を特定した。
重ねた結果、結晶化ガラスがリドロー成形可能であるた
めには、加熱すると軟化して延伸可能であること、及び
加熱しても結晶相が安定であることの２点が重要である
との知見から、リドロー成形可能な結晶化ガラスの必須
条件を特定した。
【０００９】即ち、本発明の結晶化ガラスは、析出結晶
粒子が１０μｍ以下、ガラス相の割合が１０〜８５体積
％であり、主たる析出結晶の融解点よりも低い軟化点を
有するとともに、軟化点以上の温度に加熱しても結晶化
が実質的に進行しない性質を有することを特徴とする。
粒子が１０μｍ以下、ガラス相の割合が１０〜８５体積
％であり、主たる析出結晶の融解点よりも低い軟化点を
有するとともに、軟化点以上の温度に加熱しても結晶化
が実質的に進行しない性質を有することを特徴とする。
【００１０】また本発明の結晶化ガラスの成形方法は、
析出結晶粒子が１０μｍ以下、ガラス相の割合が１０〜
８５体積％であり、主たる析出結晶の融解点よりも低い
軟化点を有するとともに、軟化点以上の温度に加熱して
も結晶化が実質的に進行しない性質を有する結晶化ガラ
スを所望の形状に予備成形した後、軟化点以上の温度に
加熱しながら延伸成形することを特徴とする。
析出結晶粒子が１０μｍ以下、ガラス相の割合が１０〜
８５体積％であり、主たる析出結晶の融解点よりも低い
軟化点を有するとともに、軟化点以上の温度に加熱して
も結晶化が実質的に進行しない性質を有する結晶化ガラ
スを所望の形状に予備成形した後、軟化点以上の温度に
加熱しながら延伸成形することを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の結晶化ガラスは、析出結晶粒子が１０
μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。結晶の大きさ
が１０μｍを越えると、リドロー成形した際の伸びが著
しく低下するとともに結晶が表面に突き出てしまい、失
透物の発生原因となったり、寸法や材料物性を大幅に劣
化させる。
μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である。結晶の大きさ
が１０μｍを越えると、リドロー成形した際の伸びが著
しく低下するとともに結晶が表面に突き出てしまい、失
透物の発生原因となったり、寸法や材料物性を大幅に劣
化させる。
【００１２】また本発明の結晶化ガラスは、ガラス相の
割合が１０〜８５体積％、好ましくは２０〜６５体積％
であることを特徴とする。ガラス相が１０体積％よりも
少ないとリドロ−成形に充分な軟化性が得難く、８５体
積％よりも多いと結晶量が少なくなるために結晶化ガラ
スとしての特性が劣化し易い。
割合が１０〜８５体積％、好ましくは２０〜６５体積％
であることを特徴とする。ガラス相が１０体積％よりも
少ないとリドロ−成形に充分な軟化性が得難く、８５体
積％よりも多いと結晶量が少なくなるために結晶化ガラ
スとしての特性が劣化し易い。
【００１３】また本発明の結晶化ガラスは、結晶化ガラ
スの軟化点が主たる析出結晶の融解点より低いことを特
徴とする。軟化点が融解点よりも低ければ、融解点より
低い温度でリドロー成形することが可能となり、成形後
に結晶が残るため、実質的に結晶化ガラスとしての特性
を維持したまま成形を行うことができる。結晶化ガラス
の軟化点及び融解点は示差熱分析（ＤＴＡ）によって測
定することができる。なお示差熱分析により軟化点が検
出できない結晶化ガラスは、加熱すると結晶が著しく析
出したり、ガラス相の割合が少な過ぎて軟化しない結晶
化ガラスであり、リドロー成形不可能なものである。
スの軟化点が主たる析出結晶の融解点より低いことを特
徴とする。軟化点が融解点よりも低ければ、融解点より
低い温度でリドロー成形することが可能となり、成形後
に結晶が残るため、実質的に結晶化ガラスとしての特性
を維持したまま成形を行うことができる。結晶化ガラス
の軟化点及び融解点は示差熱分析（ＤＴＡ）によって測
定することができる。なお示差熱分析により軟化点が検
出できない結晶化ガラスは、加熱すると結晶が著しく析
出したり、ガラス相の割合が少な過ぎて軟化しない結晶
化ガラスであり、リドロー成形不可能なものである。
【００１４】さらに重要な要因として、軟化点以上の温
度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質を有し
ていることが挙げられる。つまり、リドロー成形によっ
て新たに発生する表面は内部よりも自由エネルギーが高
いため、結晶化が進行し易い結晶化ガラスの場合、表面
に粗大な結晶（失透物）が集中して析出し、成形が困難
になったり、成形品の寸法や物性が大幅に劣化してしま
うためである。なお本発明において、結晶化が実質的に
進行しない性質とは、具体的には軟化点以上の温度に加
熱し、保持しても結晶相が１５体積％以上、好ましくは
１０体積％以上増加しないことを意味する。
度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質を有し
ていることが挙げられる。つまり、リドロー成形によっ
て新たに発生する表面は内部よりも自由エネルギーが高
いため、結晶化が進行し易い結晶化ガラスの場合、表面
に粗大な結晶（失透物）が集中して析出し、成形が困難
になったり、成形品の寸法や物性が大幅に劣化してしま
うためである。なお本発明において、結晶化が実質的に
進行しない性質とは、具体的には軟化点以上の温度に加
熱し、保持しても結晶相が１５体積％以上、好ましくは
１０体積％以上増加しないことを意味する。
【００１５】本発明の結晶化ガラスは、以上のような特
性を有するものであれば、析出結晶やガラス組成は特に
限定されるものではない。析出結晶の種類は目的と用途
によって選定されるべきで、ガラスの組成系もそれに伴
って決定される。例えば、低膨張の結晶化ガラスを所望
する場合には、β−石英固溶体やβ−スポジュメン固溶
体を主結晶として析出したＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 系結晶化ガラスが好適である。以下、この系の結晶
化ガラスについて説明する。
性を有するものであれば、析出結晶やガラス組成は特に
限定されるものではない。析出結晶の種類は目的と用途
によって選定されるべきで、ガラスの組成系もそれに伴
って決定される。例えば、低膨張の結晶化ガラスを所望
する場合には、β−石英固溶体やβ−スポジュメン固溶
体を主結晶として析出したＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 系結晶化ガラスが好適である。以下、この系の結晶
化ガラスについて説明する。
【００１６】Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 系の結晶
化ガラスの場合、上述の特性を発現させるに当たって
は、重量百分率でＳｉＯ2 ５５〜７２％（好ましくは
６２〜６８．５％）、Ａｌ2 Ｏ3 １４〜３０％（好ま
しくは１６〜２４．５％）、Ｌｉ2 Ｏ １．５〜３％
（好ましくは１．８〜２．８％）、Ｋ2 Ｏ １〜１０％
（好ましくは２．５〜７％）の組成を有するものを使用
することが好ましい。
化ガラスの場合、上述の特性を発現させるに当たって
は、重量百分率でＳｉＯ2 ５５〜７２％（好ましくは
６２〜６８．５％）、Ａｌ2 Ｏ3 １４〜３０％（好ま
しくは１６〜２４．５％）、Ｌｉ2 Ｏ １．５〜３％
（好ましくは１．８〜２．８％）、Ｋ2 Ｏ １〜１０％
（好ましくは２．５〜７％）の組成を有するものを使用
することが好ましい。
【００１７】各成分の割合をこのように限定した理由は
次の通りである。
次の通りである。
【００１８】ＳｉＯ2 はガラスの主たる構成成分である
と共に結晶成分でもある。ＳｉＯ2が５５％よりも少な
いと均一な構造の結晶化ガラスが得られず、７２％より
も多いと結晶化ガラスの軟化点が高くなると共に、ガラ
ス溶融時の溶融性が悪くなって不均一状態となるため、
部分的に失透しやすくなり、リドロー成形性が著しく低
下する。
と共に結晶成分でもある。ＳｉＯ2が５５％よりも少な
いと均一な構造の結晶化ガラスが得られず、７２％より
も多いと結晶化ガラスの軟化点が高くなると共に、ガラ
ス溶融時の溶融性が悪くなって不均一状態となるため、
部分的に失透しやすくなり、リドロー成形性が著しく低
下する。
【００１９】Ａｌ2 Ｏ3 も結晶構成成分であり、１４％
より少ないと結晶が粗大化してリドロー成形性が著しく
低下する。一方、３０％より多くなるとリドロー時に失
透が発生しやすくなる。
より少ないと結晶が粗大化してリドロー成形性が著しく
低下する。一方、３０％より多くなるとリドロー時に失
透が発生しやすくなる。
【００２０】Ｌｉ2 Ｏは結晶の構成成分として必須であ
り、１．５％よりも少ないと均一な結晶化ガラスが得難
く、３％より多くなると結晶性が強くなりすぎて、ガラ
ス相の割合が不充分になると共に、リドロー成形の過程
で結晶化が進行し易くなる。
り、１．５％よりも少ないと均一な結晶化ガラスが得難
く、３％より多くなると結晶性が強くなりすぎて、ガラ
ス相の割合が不充分になると共に、リドロー成形の過程
で結晶化が進行し易くなる。
【００２１】Ｋ2 Ｏは結晶性を制御するための必須成分
で、ガラス相の割合と軟化点に重要な影響を及ぼす。即
ち、Ｋ2 Ｏが１％未満であると結晶性が強くなりすぎて
ガラス相の割合が不充分になるとともに、結晶化ガラス
の軟化点が高くなる。一方、１０％を越えると結晶化ガ
ラスとなり難くなる。
で、ガラス相の割合と軟化点に重要な影響を及ぼす。即
ち、Ｋ2 Ｏが１％未満であると結晶性が強くなりすぎて
ガラス相の割合が不充分になるとともに、結晶化ガラス
の軟化点が高くなる。一方、１０％を越えると結晶化ガ
ラスとなり難くなる。
【００２２】この組成系においては、上記成分の他にＴ
ｉＯ2 を１〜４．５％（好ましくは１．５〜３．５
％）、ＺｒＯ2 を０〜４％（好ましくは１．５〜２．５
％）、ただしＴｉＯ2 とＺｒＯ2 は合量で２．５〜７％
（好ましくは３〜６％）、ＺｎＯを０〜１０％（好まし
くは１．５〜５％）、ＭｇＯを０〜２．５％（好ましく
は０．５〜１．５％）、ＣａＯを０〜２．５％（好まし
くは０〜１％）、ＢａＯを０〜３％（好ましくは０〜２
％）、Ｂ2 Ｏ3 を０〜７％（好ましくは０〜５％）、Ｎ
ａ2 Ｏを０〜２％（好ましくは０〜１％）、Ｐ2 Ｏ5 を
０〜０．８％（好ましくは０〜０．５％）加えることが
望ましい。各成分の限定理由は次の通りである。
ｉＯ2 を１〜４．５％（好ましくは１．５〜３．５
％）、ＺｒＯ2 を０〜４％（好ましくは１．５〜２．５
％）、ただしＴｉＯ2 とＺｒＯ2 は合量で２．５〜７％
（好ましくは３〜６％）、ＺｎＯを０〜１０％（好まし
くは１．５〜５％）、ＭｇＯを０〜２．５％（好ましく
は０．５〜１．５％）、ＣａＯを０〜２．５％（好まし
くは０〜１％）、ＢａＯを０〜３％（好ましくは０〜２
％）、Ｂ2 Ｏ3 を０〜７％（好ましくは０〜５％）、Ｎ
ａ2 Ｏを０〜２％（好ましくは０〜１％）、Ｐ2 Ｏ5 を
０〜０．８％（好ましくは０〜０．５％）加えることが
望ましい。各成分の限定理由は次の通りである。
【００２３】ＴｉＯ2 とＺｒＯ2 は結晶析出の際に核と
なる物質で、結晶を細かくする作用を有する。両者の合
計が２．５％よりも少ないと、緻密な結晶が得難くな
る。また両者の合計が７％を越えるか、或いはそれぞれ
単独で上記の範囲の上限を越えるとガラスが不均一にな
り易い。
なる物質で、結晶を細かくする作用を有する。両者の合
計が２．５％よりも少ないと、緻密な結晶が得難くな
る。また両者の合計が７％を越えるか、或いはそれぞれ
単独で上記の範囲の上限を越えるとガラスが不均一にな
り易い。
【００２４】ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、Ｂ2 Ｏ
3 及びＮａ2 Ｏはいずれも結晶化ガラスの軟化点を低下
させるのに有効な成分であり、それぞれ上記の範囲で添
加することができるが、これらの範囲を越えると異種結
晶が析出し易くなって失透性が強くなる。
3 及びＮａ2 Ｏはいずれも結晶化ガラスの軟化点を低下
させるのに有効な成分であり、それぞれ上記の範囲で添
加することができるが、これらの範囲を越えると異種結
晶が析出し易くなって失透性が強くなる。
【００２５】Ｐ2 Ｏ5 は結晶を細かくする作用を有する
が、０．８％よりも多くなると失透性が強くなる。
が、０．８％よりも多くなると失透性が強くなる。
【００２６】なおこれ以外にも、合量で５％をこえない
範囲で、さらにＡｓ2 Ｏ3 、Ｓｂ2Ｏ3 、ＳｎＯ、Ｐｂ
Ｏ、Ｂｉ2 Ｏ3 等を加えることもできる。
範囲で、さらにＡｓ2 Ｏ3 、Ｓｂ2Ｏ3 、ＳｎＯ、Ｐｂ
Ｏ、Ｂｉ2 Ｏ3 等を加えることもできる。
【００２７】次に、本発明の結晶化ガラスの成形方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２８】まず、析出結晶粒子が１０μｍ以下、ガラ
ス相の割合が１０〜８５体積％であり、主たる析出結晶
の融解点よりも低い軟化点を有するとともに、軟化点以
上の温度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質
を有する結晶化ガラスを所望の形状に予備成形する。
ス相の割合が１０〜８５体積％であり、主たる析出結晶
の融解点よりも低い軟化点を有するとともに、軟化点以
上の温度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質
を有する結晶化ガラスを所望の形状に予備成形する。
【００２９】このような結晶化ガラスとしては、以上の
ような特性を有するものであれば、析出結晶やガラス組
成は特に限定されるものではない。析出結晶の種類は目
的と用途によって選定されるべきで、ガラスの組成系も
それに伴って決定される。例えば低膨張の結晶化ガラス
を所望する場合には、β−石英固溶体又はβ−スポジュ
メン固溶体を主たる結晶相とするものを使用することが
できる。この系の結晶化ガラスの場合、その組成は重量
百分率でＳｉＯ2 ５５〜７２％、Ａｌ2 Ｏ3１４〜３
０％、Ｌｉ2 Ｏ １．５〜３％、Ｋ2 Ｏ １〜１０％の
範囲にあることが好ましく、さらにＺｎＯ ０〜１０
％、ＴｉＯ2 １〜４．５％、ＺｒＯ2０〜４％、Ｍｇ
Ｏ ０〜２．５％、ＣａＯ ０〜２．５％、ＢａＯ ０
〜３％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜７％、Ｎａ2 Ｏ ０〜２％、Ｐ
2 Ｏ5 ０〜０．８％、ＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2 ２．５〜
７％を含有することが望ましい。
ような特性を有するものであれば、析出結晶やガラス組
成は特に限定されるものではない。析出結晶の種類は目
的と用途によって選定されるべきで、ガラスの組成系も
それに伴って決定される。例えば低膨張の結晶化ガラス
を所望する場合には、β−石英固溶体又はβ−スポジュ
メン固溶体を主たる結晶相とするものを使用することが
できる。この系の結晶化ガラスの場合、その組成は重量
百分率でＳｉＯ2 ５５〜７２％、Ａｌ2 Ｏ3１４〜３
０％、Ｌｉ2 Ｏ １．５〜３％、Ｋ2 Ｏ １〜１０％の
範囲にあることが好ましく、さらにＺｎＯ ０〜１０
％、ＴｉＯ2 １〜４．５％、ＺｒＯ2０〜４％、Ｍｇ
Ｏ ０〜２．５％、ＣａＯ ０〜２．５％、ＢａＯ ０
〜３％、Ｂ2 Ｏ3 ０〜７％、Ｎａ2 Ｏ ０〜２％、Ｐ
2 Ｏ5 ０〜０．８％、ＴｉＯ2 ＋ＺｒＯ2 ２．５〜
７％を含有することが望ましい。
【００３０】続いて予備成形された結晶化ガラス成形体
を、軟化点以上の温度に加熱しながら延伸成形し、所望
の長さで切断することにより、リドロー成形された結晶
化ガラス物品を得ることができる。
を、軟化点以上の温度に加熱しながら延伸成形し、所望
の長さで切断することにより、リドロー成形された結晶
化ガラス物品を得ることができる。
【００３１】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
【００３２】表１は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜
５）、表２は比較例（試料Ｎｏ．６〜８）をそれぞれ示
している。
５）、表２は比較例（試料Ｎｏ．６〜８）をそれぞれ示
している。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】表に示した組成となるように調合したガラ
ス原料をガラス溶解窯に投入し、１６５０℃にて２４時
間溶融した後、直径５０ｍｍ、長さ５００ｍｍの円柱状
に鋳込んだ。次いでこれらのガラスを電気炉で加熱して
結晶化させた。なお結晶化は、表１及び表２に示す核形
成温度及び結晶成長温度で各々４時間加熱することによ
り行った。
ス原料をガラス溶解窯に投入し、１６５０℃にて２４時
間溶融した後、直径５０ｍｍ、長さ５００ｍｍの円柱状
に鋳込んだ。次いでこれらのガラスを電気炉で加熱して
結晶化させた。なお結晶化は、表１及び表２に示す核形
成温度及び結晶成長温度で各々４時間加熱することによ
り行った。
【００３６】このようにして得られた結晶化ガラス成形
体について、析出結晶粒子の種類と粒径、ガラス相の占
める割合、主たる結晶の融解点、結晶化ガラスの軟化点
を測定した。また軟化点より７０℃高い温度又は主たる
結晶の融解点よりも５０〜１５０℃低い温度で１時間加
熱した後、再びガラス相の占める割合を測定した。これ
らの結果を表３及び表４に示す。
体について、析出結晶粒子の種類と粒径、ガラス相の占
める割合、主たる結晶の融解点、結晶化ガラスの軟化点
を測定した。また軟化点より７０℃高い温度又は主たる
結晶の融解点よりも５０〜１５０℃低い温度で１時間加
熱した後、再びガラス相の占める割合を測定した。これ
らの結果を表３及び表４に示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】次に、結晶化ガラス成形体の外周をダイヤ
モンドツールで研削して真円度を整え、直径４００ｍｍ
の予備成形体とした。続いて図１に示すように、環状電
気炉１の上部から５ｍｍ／分の速度で予備成形体Ｇを連
続的に送り込み、軟化変形して下方に伸びた成形体の下
端をローラー２に挟んで、直径２．５ｍｍの細棒となる
ように１２８０ｍｍ／分の速度で延伸し、成形性を評価
した。なお図中、ｇは成形された結晶化ガラス物品を示
している。またリドロー成形は表３及び表４に示した温
度で行った。各試料の評価結果を表３及び表４に示す。
モンドツールで研削して真円度を整え、直径４００ｍｍ
の予備成形体とした。続いて図１に示すように、環状電
気炉１の上部から５ｍｍ／分の速度で予備成形体Ｇを連
続的に送り込み、軟化変形して下方に伸びた成形体の下
端をローラー２に挟んで、直径２．５ｍｍの細棒となる
ように１２８０ｍｍ／分の速度で延伸し、成形性を評価
した。なお図中、ｇは成形された結晶化ガラス物品を示
している。またリドロー成形は表３及び表４に示した温
度で行った。各試料の評価結果を表３及び表４に示す。
【００４０】表から明らかなように、本発明の実施例で
あるＮｏ．１〜５の各試料は、結晶粒径が２．５μｍ以
下、ガラス相の割合が２０〜６５体積％であり、しかも
軟化点が主結晶の融解点よりも低かった。また加熱後に
ガラス相が５〜２５体積％増加しており、全く結晶化が
進行していないことが分かった。これらの試料について
リドロー成形性を評価したところ、何れも良好な成形性
を示した。
あるＮｏ．１〜５の各試料は、結晶粒径が２．５μｍ以
下、ガラス相の割合が２０〜６５体積％であり、しかも
軟化点が主結晶の融解点よりも低かった。また加熱後に
ガラス相が５〜２５体積％増加しており、全く結晶化が
進行していないことが分かった。これらの試料について
リドロー成形性を評価したところ、何れも良好な成形性
を示した。
【００４１】これに対して、比較例であるＮｏ．６の試
料は、加熱するとガラス相の割合が２５体積％も減少
し、結晶化が著しく進行することが分かった。また加熱
すると結晶化が著しく進行するため軟化点は測定できな
かった。この試料について成形性を評価したところ、延
伸中にガラスが切断し、またその表面は多数の失透物が
認められた。試料Ｎｏ．７は、ガラス相の割合が極めて
少ないため軟化点が測定できなかった。この試料につい
て成形性を評価したところ、軟化変形が不充分で延伸す
ることができなかった。試料Ｎｏ．８は結晶粒子が粗大
であった。また成形性を評価したところ、延伸中にガラ
スが切断し、また失透が著しかった。
料は、加熱するとガラス相の割合が２５体積％も減少
し、結晶化が著しく進行することが分かった。また加熱
すると結晶化が著しく進行するため軟化点は測定できな
かった。この試料について成形性を評価したところ、延
伸中にガラスが切断し、またその表面は多数の失透物が
認められた。試料Ｎｏ．７は、ガラス相の割合が極めて
少ないため軟化点が測定できなかった。この試料につい
て成形性を評価したところ、軟化変形が不充分で延伸す
ることができなかった。試料Ｎｏ．８は結晶粒子が粗大
であった。また成形性を評価したところ、延伸中にガラ
スが切断し、また失透が著しかった。
【００４２】なお、主たる析出結晶の種類はＸ線回折
（ＸＲＤ）によって特定し、析出結晶粒子の粒径及びガ
ラス相の占める割合は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を
用いて測定した。主たる結晶の融解点及び結晶化ガラス
の軟化点は、１５０メッシュ以下の粉末にした試料を用
い、示差熱分析（ＤＴＡ）によって測定した。またリド
ロー成形性（伸び、失透物の有無）は次のようにして評
価した。伸びについては、リドロー成形中に切断が生じ
なかったものを良、切断したもの及び全く伸びなかった
ものを不良とした。失透物については成形後の試料の表
面を目視で観察し、失透物が認められなかったものを
無、認められたものを有とした。
（ＸＲＤ）によって特定し、析出結晶粒子の粒径及びガ
ラス相の占める割合は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を
用いて測定した。主たる結晶の融解点及び結晶化ガラス
の軟化点は、１５０メッシュ以下の粉末にした試料を用
い、示差熱分析（ＤＴＡ）によって測定した。またリド
ロー成形性（伸び、失透物の有無）は次のようにして評
価した。伸びについては、リドロー成形中に切断が生じ
なかったものを良、切断したもの及び全く伸びなかった
ものを不良とした。失透物については成形後の試料の表
面を目視で観察し、失透物が認められなかったものを
無、認められたものを有とした。
【００４３】
【発明の効果】以上のように、本発明の結晶化ガラス
は、リドロー成形が可能であるために機械加工を行う必
要がない。このため高精度の成形品を安価で提供するこ
とが可能であり、電子部品、精密機械部品等の分野へ応
用することができる。
は、リドロー成形が可能であるために機械加工を行う必
要がない。このため高精度の成形品を安価で提供するこ
とが可能であり、電子部品、精密機械部品等の分野へ応
用することができる。
【００４４】また本発明の方法によれば、寸法精度が高
く、しかも安価に供給できるため、電子部品、精密機械
部品等に使用される結晶化ガラスの成形方法として好適
である。
く、しかも安価に供給できるため、電子部品、精密機械
部品等に使用される結晶化ガラスの成形方法として好適
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】リドロー成形を示す説明図である。
Ｇ 結晶化ガラス予備成形体 ｇ リドロー成形された結晶化ガラス物品 １ 環状電気炉 ２ ローラー
Claims (7)
- 【請求項１】 析出結晶粒子が１０μｍ以下、ガラス相
の割合が１０〜８５体積％であり、主たる析出結晶の融
解点よりも低い軟化点を有するとともに、軟化点以上の
温度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質を有
することを特徴とする結晶化ガラス。 - 【請求項２】 主たる析出結晶が、β−石英固溶体又は
β−スポジュメン固溶体であることを特徴とする請求項
１の結晶化ガラス。 - 【請求項３】 主成分としてＳｉＯ2 、Ａｌ2Ｏ3 、Ｌ
ｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏを含有し、これら各成分の含有量が重量百
分率でＳｉＯ2 ５５〜７２％、Ａｌ2Ｏ3１４〜３０
％、Ｌｉ2Ｏ １．５〜３％、Ｋ2Ｏ １〜１０％の範囲
にあることを特徴とする請求項１の結晶化ガラス。 - 【請求項４】 析出結晶粒子が１０μｍ以下、ガラス相
の割合が１０〜８５体積％であり、主たる析出結晶の融
解点よりも低い軟化点を有するとともに、軟化点以上の
温度に加熱しても結晶化が実質的に進行しない性質を有
する結晶化ガラスを予備成形した後、軟化点以上の温度
に加熱しながら延伸成形することを特徴とする結晶化ガ
ラスの成形方法。 - 【請求項５】 主たる析出結晶がβ−石英固溶体又はβ
−スポジュメン固溶体である結晶化ガラスを使用するこ
とを特徴とする請求項４の結晶化ガラスの成形方法。 - 【請求項６】 主成分としてＳｉＯ 2 、Ａｌ 2 Ｏ 3 、Ｌｉ 2
Ｏ、Ｋ 2 Ｏを含有し、これら各成分の含有量が重量百分
率でＳｉＯ 2 ５５〜７２％、Ａｌ 2 Ｏ 3 １４〜３０
％、Ｌｉ 2 Ｏ １．５〜３％、Ｋ 2 Ｏ １〜１０％の範囲
にある結晶化ガラスを使用することを特徴とする請求項
４の結晶化ガラスの成形方法。 - 【請求項７】 重量百分率でＳｉＯ 2 ５５〜７２％、
Ａｌ 2 Ｏ 3 １４〜３０％、Ｌｉ 2 Ｏ １．５〜３％、Ｋ 2
Ｏ １〜１０％、ＴｉＯ 2 １〜４．５％、ＺｒＯ 2 ０
〜４％、ＴｉＯ 2 ＋ＺｒＯ 2 ２．５〜７％、ＺｎＯ ０
〜１０％、ＭｇＯ ０〜２．５％、ＣａＯ ０〜２．５
％、ＢａＯ ０〜３％、Ｂ 2 Ｏ 3 ０〜７％、Ｎａ 2 Ｏ
０〜２％、Ｐ 2 Ｏ 5 ０〜０．８％の組成を有する結晶化
ガラスを使用することを特徴とする請求項６の結晶化ガ
ラスの成形方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07273573A JP3120419B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 結晶化ガラス及び結晶化ガラスの成形方法 |
| US09/043,608 US6060412A (en) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | Crystalline glass, crystallized glass, crystallized glass article, and process for producing crystallized glass article |
| CN96197205A CN1128769C (zh) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | 结晶性玻璃、结晶化玻璃、结晶化玻璃制品,以及结晶化玻璃制品的制造方法 |
| CA002233231A CA2233231C (en) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | Crystallizable glass, crystallized glass, crystallized glass article, and method of manufacturing the crystallized glass article |
| DE69621140T DE69621140T2 (de) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | Kristallisiertes glas, kristallisierter glasgegenstand und verfahren zur herstellung eines kristallierten glasgegenstands |
| KR1019980701688A KR100360555B1 (ko) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | 결정성유리,결정화유리,결정화유리물품및결정화유리물품의제조방법 |
| EP96931977A EP0853071B1 (en) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | Crystallized glass, crystallized glass article, and process for producing crystallized glass article |
| PCT/JP1996/002752 WO1997011921A1 (fr) | 1995-09-26 | 1996-09-25 | Verre cristallin, verre cristallise, article de verre cristallise et procede de production d'un article de verre cristallise |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07273573A JP3120419B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 結晶化ガラス及び結晶化ガラスの成形方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000254050A Division JP3424749B2 (ja) | 2000-08-24 | 2000-08-24 | 結晶化ガラス物品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0986961A JPH0986961A (ja) | 1997-03-31 |
| JP3120419B2 true JP3120419B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=17529694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07273573A Expired - Lifetime JP3120419B2 (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | 結晶化ガラス及び結晶化ガラスの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3120419B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111268912B (zh) * | 2013-08-30 | 2022-08-30 | 康宁股份有限公司 | 可离子交换玻璃、玻璃-陶瓷及其制造方法 |
| US10501363B2 (en) | 2015-05-18 | 2019-12-10 | Schott Ag | Method for producing photo-structurable glass bodies by a redrawing method |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP07273573A patent/JP3120419B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0986961A (ja) | 1997-03-31 |
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