JPH0380128A

JPH0380128A - 建材用結晶化ガラス

Info

Publication number: JPH0380128A
Application number: JP21398889A
Authority: JP
Inventors: Michiyuki Yamada; 山田　宙行; Masayuki Ninomiya; 二宮　正幸; Takehiro Shibuya; 武宏渋谷
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1991-04-04
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2737059B2

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】［産業上の利用分野コ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
互いに溶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ＥｉＯ−４
９１４５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（２Ｍｇ０・Ｓｉ２０）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
リックス層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コニ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はど昇温あるい
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却時
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、生産効率を良くシ、
低コストを実現する重要な要素となる。

しかしながら、完配特公昭ＧＯ−４９１４５号にＯｎ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層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８０Ｘ１０−７／
℃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Ｚｎ
Ｏを合量で３％以上含むが、ＭｇｏｌＺｎｏ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。

本発明の目的は、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、シかも高価な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。

ＥＭＨ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５Ｉ０２４０〜
７０％、ＡＩ。０３　５〜２５％、Ｎａ２Ｏ２〜１８％
、ＣａＯ１〜２０％、ＴｌＯ２０，５−１５％、ＺｒＯ
２０，１〜１０％、ＣａＯ＋Ｔ　１０２　＋　ＺｒＯ□
８〜２５％、Ｂ２０３０〜１５％、Ｐ２Ｏ５０〜５　％
、Ｋ２Ｏ０〜５％、Ｂａ０ＯＮ５％、Ａｓ２Ｏ３０〜１
％、Ｓｂ２Ｏ３ＯＮ１％からなり、本質的にＭｇ０１．
２ｎＯを含有せず、主結晶としてジルコノライトを析出
す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、ＣａＯ１Ｔ１０□、ＺｒＯ２からなる
ジルコノライト（ＣａＺｒＴ　Ｉ□０７）を主結晶とし
て析出することを特徴とし、また９５０°Ｃ以下の温度
で結晶が析出すると同時にガラスマトリ・ツク層が軟化
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°Ｃと低く設定することができ、しかも
熱膨張係数が７０Ｘ１０−７／°Ｃ：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８Ｉ０２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５− 上記のように限定した理由を以下に示す。

５ＩＯ２はガラス網目形成酸分であり、その含有量は４
０〜７０％である。５Ｉ０２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（Ｎ
ａ２０・Ａｌ２Ｏ３・２Ｓ１０２）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。

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。

ＴｉＯ３は核形成剤及びジルコノライト結晶の構成６− 成分であり、その含有量は０．５〜１５％である。

ＴｌＯ３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
。

また本発明の結晶化ガラスはＣａＯとＴｌＯ２とＺｒＯ
２を合量で８〜２５％含有する。すなわちこれらの成分
が含量で８％より少ないとジルコノライト結晶が析出し
に＜＜、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層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。

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。

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。

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。

Ｋ２Ｏ、ＢａＯがそれぞれ５％より多くなると結晶化し
難くなる。

ＡＳ２０３．Ｓｂ２Ｏａは清澄剤として用いられ、その
含有量は各々Ｏ〜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［
２０，５ｒＯ１ＰｂＯ１ＳｎＯ□、ＣｅＯ２や着色剤と
してＦｅ２Ｏ３、Ｎｌ０１ＣｒＯ２０３、ＭｎＯ２、Ｖ
２Ｏ５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
ラスの緒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。

次表は本発明の実施例（試料Ｎａ　１〜７）及び比較例（試料Ｎα８）を示すものである。

以下余白 −〇− 表のＮａ　１〜８の試料は次のように調製した。試料Ｎ
ａ　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１５００〜１ｅｏｏ℃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７５０−８０
０　’Ｃまで１２０’Ｃ／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°Ｃ／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。

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。

また表から明らかなように、試料Ｎα１〜７の実施例の
結晶化ガラスは、熱膨張係数６９Ｘ１０−７／℃以下、
曲げ強度１０００’ｋｇ／　ａｍ２以上であり、１１− 耐酸性１　、０　ｍ　ｇ　／　ａｍ　２以下、耐アルカ
リ性については２．３０ｍｇ／ｃＩ１１２以下の値を示
している。

一方試料Ｎα８の比較例については熱膨張係数８６Ｘ　
１０−’／°Ｃ１曲げ強度７００　ｋｇ　／　ｃｍ　２
、耐酸性、耐アルカリ性についてはそれぞれ１．８０ｍ
ｇ／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。

なお表中の熱膨張係数は、周知のデイラドメーター（Ｄ
ｉ　１ａｔｏ　　ｍｅｔｅｒ）により測定した熱膨張曲
線から算出した。曲げ強度は７Ｘ１０Ｘ　５０　ｍｍ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　Ｘ　１５　Ｘ　１０　
ｍｍの大きさの試料を９０’Ｃ１２４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＝１２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。

［発明の効果コ本発明の建材用結晶化ガラスは高価なＭｇ０１ＺｎＯを
本質的に含まず、焼成温度が８００〜９５０℃、熱膨張
係数が７０Ｘ１０−’／’Ｃ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

【特許請求の範囲】

（１）重量％でＳｉＯ＿２４０〜７０％、Ａｌ＿２Ｏ＿
３５〜２５％、Ｎａ＿２Ｏ２〜１６％、ＣａＯ１〜２０
％、ＴｉＯ＿２０．５〜１５％、ＺｒＯ＿２０．１〜１
０％、ＣａＯ＋ＴｉＯ＿２＋ＺｒＯ＿２８〜２５％、Ｂ
＿２Ｏ＿３０〜１５％、Ｐ＿２Ｏ＿５０〜５％、Ｋ＿２
Ｏ０〜５％、ＢａＯ０〜５％、Ａｓ＿２Ｏ＿３０〜１％
、Ｓｂ＿２Ｏ＿３０〜１％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。