JPH01201044A - 斑模様付結晶化ガラス建材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガラスの光沢とセラミックスの強度を兼備する
と共に、花崗岩様の模様を有して内外装材として好適な
斑模様付結晶化ガラス建材の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来のガラスセラミックス製品の製造には、核形成剤を
含むガラス原料を溶融して溶融ガラスとし、同ガラスを
各種の手段により成形して後結晶化熱処理を施し、結晶
を析出させる溶解法や、結晶性ガラスの小体を集積し、
上記小体ガラスの軟化点以上の温度で熱処理して、ガラ
ス小体相互を融着して一体化させると共に針状結晶を析
出させるようにした集積法（特公昭５５−２９０１８号
公報に開示）がある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記溶解法において、ガラス原料に着色剤を添加してお
けば着色製品が得られるが、色模様を有する建材とする
ことは困難であり、特に花崗岩のような斑模様を表出し
た建材を得ることは不可能であった。

一方集積法では、集積のガラス小体の中に着色ガラス小
体を混合することによって斑模様を表出できるが、同方
法における焼結は、隣り合う小体相互における接触部の
面積や非接触部間の距離等の関係から、実質的には小体
ガラスの軟化点より遥かに高い温度で行なう必要がある
。従って焼結時に既に結晶の成長が盛んになり、同成長
に伴う粘性の増大を来たすような成分組成のガラス小体
は、同粘性の増大により焼結一体化が妨げられる。

更に温度を上げて融着一体化を図ろうとすれば、結晶が
破壊もしくは転移して結晶しないのである。

つまり集積法で使用可能な原料ガラスには成分組成にか
なりの制約があり、核形成剤や核形成作用を有するガラ
ス着色剤を含むガラスも原料ガラスとしては適さないの
である。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、花崗岩様
の斑模様を有する結晶化ガラス建材の製造に当り、基地
構成用原料ガラスの選択に制約が少なく、たとえば通常
のソーダー石灰ガラスが使用でき、斑模様形成用原料の
着色ガラスの着色剤も、核形成作用の有無にか＼わらず
広い範囲からの選択を可能とし、更には焼結、結晶化も
比較的低温で行えるようにした製造方法の提供を目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成のために本発明においては、斑模様付形
成用として重量百分率で、 ＳｉＯ□：６０〜８０％、Ｎｔｏ、　　：１５％以下、
ＣａＯ：５〜１５％、Ｎａｎｏ　＋　Ｋ２Ｏ：　１０〜
２０％でかつ上記成分の合計量が８５％以上及びガラス
着色剤１５％以下を含んでなる有色ガラスの、４〜１０
０メソシュ粉末５〜４０重量％と、残部２００メツシュ
以下の粒子が９０重量％以上を占める粒度構成の基地構
成用ガラス粉末を混合、成形して後、熱処理を施して焼
結及び結晶化することを構成とするものである。

（作　用） 本発明はガラス小体を集積熱処理する集積法とは異なり
、ガラス粉末成形体を焼結、結晶化するのであり、該成
形体の半ば以上を占める基地構成用粉末は２００メツシ
ュ以下の微粒子が９０重量％以上の粉末であって、それ
に云うまでもないが粉末による焼結用成形体は、成形型
による加圧成形や振動型による振動成形等適宜の手段に
よる緻密成形体であるから、成形体構成のガラス粉末同
士の接触面積は広くかつ緻密接触のために、焼結に際し
ては軟化点をや＼上回る低温で軟化融着し収縮緻密化が
進行する。従って、焼結時点においては結晶は未成長で
あり、たとえ核形成剤や核形成作用のある着色剤を含む
ガラス粉末であっても結晶の成長に伴う粘性の増加はな
く、焼結後の昇温において結晶化が図れるのである。

それに結晶の発生は粒子境界を起点として発生しやすい
から、微粒子の使用は多数の粒子境界を有することとな
って結晶化を容易にする。

一方斑模様形成用の有色ガラス粉末は４〜１００メツシ
ュの粗粒であり、前記微粒の基地構成用粉末の焼結によ
る基地中に、か＼る粗粒の有色粉末が混在することによ
って斑模様が形成されるのである。

（実施例） 先ず斑模様形成用有色ガラスの成分限定理由から述べる
が、該有色ガラスはその粉末が、熱処理において基地構
成用粉末と良好に密着するように比較的軟化温度が低く
、また結晶化が遅く開始されるように配慮したものであ
る。

Ｓｉｎｇ　：　６０〜８０％ ６０％未満では結晶化が早く、同結晶化に伴う粘性増加
があり、また８０％を越えても粘性が高くなり、いずれ
にしても基地との密着が不十分となりやすい。

Ａｈ０３　　：１５％以下 １５％を越えるとガラスの粘性が高くなり、基地との密
着が不十分となりやすい。

ＣａＯ：５〜１５％ １５％を越えると結晶化が早くなり、基地との密着が不
十分となる。一方５％未満では結晶化が期待できず、強
度と硬さの面で不足を生じるＮａ２Ｏ＋に２０　　：　
１０〜２０％１０％未満では軟化点が高くなると共に結
晶化が早くなり、基地との密着が不十分となる。一方２
０％を越えると結晶化が不十分となる。

なお、上記成分の合計が８５％以上と限定したのは、原
料ガラスの物性を適正に保持するためである。

ガラス着色剤；１５％以下 ガラス着色剤を例示すると、Ｆｅｄ、　ＦｅｚＯ５＋　
ＦｅｚＯ４＋Ｎｉｐ、　Ｃｏｄ、　Ｃｒｚ（ｈ、　Ｃｕ
ｂ、　ＭｎＯ＋　ｌ’１ｎＯｚ等があり、このような着
色剤の１種または２種以上の合計で１５％以下と限定し
たのであり、これは１５％を越えると原料ガラスの物性
を変化させ、また着色効果からもその必要がないからで
ある。

次に粒度及び配合率の限定について述べると、粒度の４
〜１００メツシュは既述のように斑模様を表出するため
であり、１００メツシュ未満の細粒では製品中で斑点と
して視認できず斑模様の形成効果がない。また４メツシ
ュを越える粗粒では、熱処理時の成形体の収縮緻密化が
悪くなるのである。

配合率の５〜４０重量％は、５重量％未満では斑点が過
少で斑模様としての効果が得られないこと一８４０重量
％を越えると基地との密着性が悪くなるためである。

なお上述のような配合率では、斑模様の面積率は５〜５
０％であり、１０　ｗａ”の視野で斑点の個数が１００
０個以下（０，０００４５ｍｍ”以下のものは除外）の
斑模様製品が得られる。

次に基地構成用ガラス粉末について述べると、既述のよ
うに制約が少なく、ソーダ石灰ガラス等の使用が可能で
あり、下記にその組成例を示す。

（％は重量％） ■　ＳｉＯ□：６０〜８０％、Ａｌ２Ｏ２：１５％以下
、ＣａＯ：　　５〜１５％−ＮａｚＯ＋　ＫｚＯ：　１
０〜２０％で上記成分の合計が９０％以上からなり、結
晶化により主としてＮａｚＯ・３Ｃａ０・６ＳｉＯ□結
晶を析出するガラスの粉末。

■　ＳｉＯ□：６０〜８０％、Ａｈ０３　　：１５％以
下、ＣａＯ：　　５〜１５％、ＮａｚＯ＋に２０：１０
〜２０％で上記成分の合計が９０％以上のガラス粉末と
、５ＳＯｔ　：　３５〜５５％、Ｎｚ（ｈ　　＝５〜２
０％、ＣａＯ：　２５〜５０％、？１ｇＯ：３〜１０％
で上記成分の合計が９０％以上のガラス粉末との混合物
で、結晶化により主として、ＣａＱ　　−５ｔＯｚと２
ＣａＯ−Ａ７ｔＯｓ　　・ＳｆＯ，結晶を析出するガラ
ス粉末。

■　Ｓｉｎｇ　：　６０〜８０％、ＡＩ、０．　　：１
５％以下、ＣａＯ：　５〜１５％、Ｎａ、Ｏ＋に、０　
：１０〜２０％で上記成分の合計が９０％以上のガラス
粉末と、ＳｉＯ□＝６０〜８０％、／Ｖ２Ｏ３：２５％
以下、ＮａｚＯ十ＫｚＯ：　　５〜１５％ で上記成分の合計が９０％以上のガラス粉末との混合物
で、結晶化により主として、５ｉｆｔ結晶を析出するガ
ラス粉末。

■　５ｔ（ｈ　：　６０〜８０％、ＡｌｚＯ５：１５％
以下、ＣａＯ：　　５〜１５％、Ｎａ２Ｏ＋ＫｚＯ：　
１０〜２０％で上記成分の合計が９０％以上のガラス粉
末と、Ｎ２Ｏ２（アルミナ粉末）との混合物からなり、
結晶化により主として、ＮａｇＯ・ＡＩｔＯｓ　　・２
ＳｉＯ２結晶と、Ａ７□０３結晶を析出する混合粉末。

等があり、これら基地構成用ガラス粉末はその成分にガ
ラス着色剤を含有しても差支えない。また上記■に示し
たように、本発明でいう基地構成用ガラス粉末には、セ
ラミックス粉末を混合したものも含むのである。そして
これら粉末の粒度は、２００メツシュ以下の微粒子が９
０重量％以上を占める粒度構成のものであり、このよう
に限定したのは既述のように軟化点をや＼上回る程度の
低温で焼結が行われることを確実にするためである。

以上のように粒度調整された基地構成用及び斑模様形成
用粉末は所定の混合率で混合されて後、適宜の手段例え
ば加圧成形や振動容器を用いて緻密充填する振動成形等
により緻密成形を行う。通常加圧成形が用いられるが、
同成形には常温で行う常温加圧成形の他に、基地構成用
ガラス粉末の軟化点近傍で加圧する高温加圧成形による
ことも可能である。

なお前記振動成形や常温加圧成形等の常温成形において
は、粉末の成形能や成形体の強度向上のために粘結剤（
例、ポリビニルアルコール、ＰＶＡ）を添加することは
有効である。これに対して金型を用いあるいはロール法
により高温粉末を加圧成形する高温加圧成形では、粘結
剤を用いることなく強度の大きい成形体が得られる。

かくして得られた成形体の熱処理は、結晶化温度まで昇
温し、同温度を適当時間保持して結晶化を図る熱処理に
依ることができる。この場合は昇温過程で焼結が行われ
るのであり、前記例示の基地構成用ガラス粉未使用の場
合は８００℃〜１０００℃に昇温し、同温度を保持する
熱処理で焼結、結晶化が行える。勿論、焼結温度を適当
時間保持して焼結させて後結晶化温度へ昇温させること
も可能である。

結晶化処理により析出する結晶は、基地部においては前
述のようにそれぞれ使用の基地構成用ガラス粉末により
異なるが、斑模様部では最終的にＮａ□０・３Ｃａ０・
６ＳｉＯ□結晶を一部析出して強度と硬さを向上する。

なお上記８００℃〜１０００℃に昇温し結晶化を図る熱
処理は、集積法に比較して低い熱処理温度であるが、基
地部分と斑模様部分の間の密着状態は良好であり、粉末
粒子の境界部に現われやすい微小空孔もほとんど現れな
い。

また上記の熱処理では、基地構成用ガラス粉末粒子と斑
模様形成用ガラス粉末粒子の境界近傍を除き、成分移行
はほとんど見られない。

次に本発明の具体的実施例を示す。

■　原料のガラス粉末組成（ｎｔ％） 但し、Ｄはアルミナ粉末 Ａ−Ｄ７！１９ｉ獄餠ル戊用粉末 Ｅが斑模様形成用粉末 ■　粒度 Ａ−Ｄは２００メツシュ以下の粒子が９７重量％、Ｅは
、１０〜６０メツシュ粒子が８０重量％及び６０メツシ
ュ以下の粒子が２０重量％。

■　配合及び配合率 上記Ａ−Ｅ粉末を次のように配合した。配合率は重量％ ■　粉末成形 成形方法：室温の加圧成形（粘結剤としてＰＶＡの水溶
液添加）。

成形寸法：　　３００Ｘ３００　Ｘ２５　（鶴）■　熱
処理 なお第１図に斑模様例として前記実施例（イ）の組織写
真（１／１）を掲げた。

（発明の効果） 以上、説明したように、本発明では基地構成用に２００
メツシュ以下の微粒子９０重量％以上を占めるガラス粉
末と、斑模様形成用に４〜１００メツシュの有色ガラス
粉末を混合成形して熱処理するのであるから、比較的低
温での焼結及び結晶化ができ、しかも結晶化は焼結完了
後の昇温で進行するから、結晶化に伴う粘性増大の焼結
への影響はなく、従って基地構成用ガラスを広い範囲の
ガラスから選択でき、同様に着色剤も広い範囲から選択
できるのである。

また斑模様形成用ガラスの組成を、比較的軟化温度が低
くかつ結晶化が遅（開始されるように特定したのでこの
面からも焼結が支障なく行われると共に、基地部分と模
様部分との間の密着状態は良好で、接触粒子の境界面に
発生しやすい微小空孔もほとんど現われない高品質の製
品が得られる。

そして斑模様の増減、大きさ等の調整も容易であり、そ
の強度も実施例に見るように優れたものであって本発明
の工業的価値は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による斑模様結晶化ガラスの組織
写真（１／’　１　）である。 特許出願人　久保田鉄工株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）斑模様形成用として重量百分率で、 ＳｉＯ＿２：６０〜８０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：１５％以
   下、ＣａＯ：５〜１５％、Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ：１０
   〜２０％でかつ上記成分の合計量が８５％以上及びガラ
   ス着色剤１５％以下を含んでなる有色ガラスの、４〜１
   ００メッシュ粉末５〜４０重量％と、残部２００メッシ
   ュ以下の粒子が９０重量％以上を占める粒度構成の基地
   構成用ガラス粉末を混合、成形して後、熱処理を施して
   焼結及び結晶化することを特徴とする斑模様付結晶化ガ
   ラス建材の製造方法。