JPH0380129A - 結晶化ガラス - 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】 本発明は、建材用結晶化ガラスに関する。

［従来の技術］ 従来、軟化点より高い温度で熱処理すると軟化変形しな
がら表面から内部に向かって表面にほぼ垂直な方向に針
状の結晶が析出する性質を有するガラス小体の複数個を
軟化融着させるとともに前記ガラス小体を所要の程度に
結晶化させてなる気泡のない緻密なガラス物品とその製
造方法は５ｉｌｉｋａｔｔｅｃｈｎ、　１３　（１２）
　４１９　（１９６２）により知られている。

しかし、上記のものは針状の結晶が粒界面に対しほぼ垂
直に成長していることから、−旦亀裂が入ると、その亀
裂は粒界に沿ってではなく、結晶の成長方向に沿って成
長し易いため、粒内破壊し易く、ガラスを結晶化してガ
ラスの脆さを改善するという効果が十分発現できていな
いという課題があった。

［発明の解決しようとしている課題］ 本発明は従来技術が有していた上記課題を解消し、粒内
破壊の発生しにくい強度に優れた結晶化ガラスの提供を
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数のガラス体を軟化融着すると共に該ガラ
ス体の界面より界面に対し不特定方向に針状または樹技
状の結晶を析出しガラス体の形状に基ずく模様を形成し
てなる結晶化ガラス、及び複数のガラス体を軟化融着し
、該ガラス体の界面より界面に対し不特定方向方に短い
針状または樹技状の結晶を析出した結晶着ガラスを提供
する。

本発明においてガラス体の形状は特に限定されず、粒状
、球状、棒状、板状、水砕等により破砕されたちのが広
範囲に使用される。またその大きさは最終製品である結
晶化ガラスよりも小さく、０．５ｍｍ以上より大きいも
のが好ましい。ガラス体の大きさが０．５ｍｍ以下の場
合には融着時に界面に多くの気泡が残り、強度等を低下
させるので好ましくない。

界面から析出する針状結晶としては、β−ウオラストナ
イト、クリストバライト、ディオプサイド、トリデイマ
イトが例示され、樹技状結晶としてはデビトライと１・
、クリストバライト、フェルトスパーが例示される。

かかる結晶は各ガラス体の中心部まで析出したもの、各
ガラス体の界面から５〜２００１Ｌｍ程度の短い結晶を
析出し、中心部は実質的に結晶の存在しないもの、いず
れであってもよい。この短い結晶の析出にあたっては結
晶化温度を低くし又はその処理時間を短くすることによ
り達成される。

界面より内部に向かって不特定方向に結晶を析出するガ
ラスとしては、次の組成のものが例示される。即ち、重
量％表示で実質的にＳｉ０□　４０〜７５ Ａ１２０．　０〜２５ Ｍｇ０　　０〜２５ ＣａＯ１Ｏ〜３Ｏ Ｎａ２０＋ＬＯ：３〜２０ からなるものが挙げられる。

これらのガラスには当然Ｆｅ２ｅｓ、Ｎｉｐ、Ｃｏｄ。

５ｅ２０ａ、　Ｃｒ２Ｏ３等の着色剤を含有することが
できる。

かかる結晶化は次のようにして製造することができる。

所定の大きさのガラス体を枠に囲まれた平板上に集積す
る。この枠と平板は熱処理時大きく変化しないものなな
んでも良いが、耐熱性や強度を考慮すると耐火物が好ま
しい。またこの耐火物の枠と平板とガラス体とが融着す
ることを防ぐため、それら表面に離型剤を塗布してもよ
い。離型剤としてはＡ１゜０３．ＢＮ等を用いることが
できる。次に、この集積体を炉に入れ、所定の温度で軟
化融着させ、更に、結晶化させる。軟化融着させる温度
と結晶化温度は必ずしも一致しなくて良い。結晶化後、
亀裂が入らない程度の降温速度で冷却し、板状の結晶化
ガラスを製造する。

［実施例−１］ 重量％でＳｉＯ□７２．　Ａ１．２０３’２．　ＭｇＯ
ｌ、　Ｃａ０８Ｎａ２０１３．　Ｋ２Ｏ１の組成のガラ
スとなるように調合したバッチを１５００℃で溶解し、
厚さ３ｍｍの板に成形し粉砕し、破砕ガラスガラスを得
た。

これをふるいを用いて３ｍｍ″８ｍｍのガラス体（１）
７５ｋｇを１００ｃｍｘ１００ｃｍの枠に囲まれた平板
上に集積する。枠及び平板は耐火物でできており、ガラ
ス体と接する面にはＡ１□０３を塗布した。これを炉に
入れ、４００℃／ｈｒの昇温速度で１０００°Ｃまで加
熱し、その温度で約１時間保持した後、９２０℃で６時
間熱処理し結晶化し、］００℃／ｈｒの高温速度で室温
まで冷却した。この結果、表面が平担で、結晶化ガラス
中の針状及び、または樹技状の結晶が不規則な方向に成
長しており、その結晶の存在、その方向の相異にもとず
く模様のある１００ｃｍｘ１００ｃｍｘ３ｃｍの板が得
られた。この結晶化ガラスの断面を観察すると、界面か
ら種々の方向に成長じた針状のβ−ウオラストナイトと
樹技状のデビトライト結晶が析出していた。この板の表
面を見るとやや青味がかった大理石風の模様を呈してい
た。

［実施例−２〕 重量％でＳｉｎ。７２．　Ａ１２０３２．　Ｍｇ０４．
　ＣａＯ８Ｎａ２０１３．　ＫＪ　１．及び着色剤とし
てＣｅ２Ｏ３を添加したガラスを実施例１と同様に溶解
、成形粉砕し、３″８ｍｍのガラス体を得た。このガラ
ス体（２）とガラス体（１）とを配合比７：３の割合で
混合し、実施例−１と同様に集積、熱処理し、平板を得
た。この結晶化ガラスの断面を観察すると、ガラス体（
１）からは実施例−１を同様に結晶が析出し、一方ガラ
ス体（２）からは針状β−ウオラストナイト結晶が融着
界面に対しランダムな方向に析出・成長していた。ガラ
ス体（２）からの針状結晶の長さは０．５ｍｍ程度であ
り、完全には結晶化していないため、半透明であり、原
ガラスの色のブロンズを呈していた。ガラス体（２）の
やや青味を帯びた白とガラス体（１）のブロンズとの色
がガラス体の大きさの模様となり、メノウ風の風合いを
示す結晶化ガラスが得られた。

［実施例−３コ 上記ガラス体（１）を実施例−１のように集積して、そ
の集積体のうえに硫酸第一鉄を２０％含む水溶液をスプ
レーで吹きつけると、水溶液はガラス小片の間に流れ込
み内部へ浸透する。これを実施例−ｌと同様に熱処理す
ると、白色部分と界面が赤味を帯びた部分とが混ざりあ
った花筒岩様の美しい結晶化ガラスが得られた。

［実施例−４］ 重量％でＳｉｎ、　７２．　Ａｌ２Ｏ，５，Ｃａ０５．
Ｎａ２Ｏ１３に２０４の組成のガラスを実施例１と同様
に溶解、水砕し、３”８ｍｍのガラス体（３）を得た。

このガラス体（３）とガラス体（１）とを配合比７：３
の割合で混合し、実施例−１と同様に集積、熱処理し、
平板を得た。この結晶化ガラスの断面を観察すると、ガ
ラス体（１）からは実施例−１を同様に結晶が析出し、
一方ガラス体（３）からは粒状のＮａＦとＣａＦｚとの
結晶がガラス粒子内部から均一に析出していた。ガラス
体（３）からの結晶の大きさは直径約１μｍ以下で結晶
化率が５％以下と低いため、半透明であり、乳白色を呈
していた。ガラス体（３）の乳白色と（３）の乳白色と
ガラス体（１）の青みがかった白色とがガラス小片の大
きさの模様となり、大理石風の風合いを示す結晶化ガラ
スが得られた。

［比較例−■］ 重量％でＳｉｆ□５９．　Ａｌ。Ｏｉ　？、　Ｂ２Ｏ３
３，ＺｎＯ７゜Ｃａ０１９．　ＢａＯ４，Ｋ２Ｏ２の組
成のバッチを１５００°Ｃで溶解し、水砕して直径２″
５ｍｍのガラス粒を調製した。このガラス粒８４ｋｇを
実施例−１と同様の方法で集積し、この集積体を炉に入
れ、１２０’Ｃ／ｈｒの昇温速度で１１５０℃まで加熱
し、その温度で約５分保持した後、得られた結晶化ガラ
スの断面を観察すると、ガラス粒が軟化融着した界面に
ほぼ垂直にβ−ウオラストナイト結晶が析出していた（
図−３）。

本発明の方法により得られた実施例−１の結晶化ガラス
及び比較例−１との物性的性質な表−１に示す。表−■
から、本発明の結晶化ガラスの強度は天然大理石や花崗
岩のそれよりはるかに高く、比較例の結晶化ガラスより
も高い、また、破壊靭性値は比較例のそれより高く、脆
くないことが分かる。また吸水率も０％であり、吸水−
凍結破壊しないことから寒冷地でも使用可能であること
を示す。

表−１ ［実施例−５］ 上記のガラス体（１）　７５ｋｇを１００ｃｍｘ１００
ｃｍの枠に囲まれた平板上に集積する。枠及び平板は耐
火物でできており、ガラス体と接する面にはＡｌ２Ｏ３
を塗布した。これを炉に入れ、　４００°Ｃ／ｈｒの昇
温速度で９５０°Ｃまで加熱し、その温度で約１時間熱
処理し結晶化し、１００℃／ｈｒの降温速度で室温まで
冷却した。この結果、表面が平担で、結晶化ガラス中の
針状及び、または樹技状の結晶が不規則な方向に成長し
ており、その結晶の存在、その方向の相異にもとずく模
様のある１００ｃｍｘｌＯＯｃｍｘ３ｃｍの板が得られ
た。この結晶化ガラスの断面を観察すると、界面から種
々の方向に約０．２ｍｍｍの長さに成長した針状のβウ
ォラストナイトと樹技状のデビトライト結晶が析出して
いた。この板の表面を見るとやや青味がかった大理石風
の模様を呈していた。

［実施例−６］ 上記ガラス体（２）と上記ガラス体（１）とを配合比７
：３の割合で混合し、実施例−１と同様に集積、熱処理
し、平板を得た。この結晶化ガラスの断面を観察すると
、ガラス体（１）からは実施例−５を同様に結晶が析出
し、一方ガラス体（２）からは針状β−タウ４ラストナ
イト着界面に対しランダムな方向に析出・成長していた
。ガラス体（２）からの針状結晶の長さは０、　０１ｍ
ｍ程度であり、完全には結晶化していないため、はぼ透
明であり、原ガラスの色のブロンズを呈していた。ガラ
ス体（２）の青とガラス体（１）のブロンズとの色がガ
ラス体の大きさの模様となり、メノウ風の風合いを示す
結晶化ガラスが得られた。

［実施例−７］ 上記ガラス体（１）を実施例−５のように集積して、そ
の集積体のうえに硫酸第一鉄を２０％含む水溶液をスプ
レーで吹きつけると、水溶液はガラス小片の間に流れ込
み内部へ浸透する。これを実施例−５と同様に熱処理す
ると、青色部分と界面が赤味を帯びた部分とが混ざりあ
った花筒岩様の美しい結晶化ガラスが得られた。

［比較例−２］ 上記のガラス体（２）を実施例−５と同様の方法で集積
し、３００℃／ｈｒの昇温速度で１０５０℃まで加熱し
、その温度で約１時間保持した後、得られたガラスの断
面を観察すると、ガラス粒が軟化融着した界面には結晶
は析出していなかった。

実施例−５と６の結晶化ガラス及び比較例−２の物理的
性質を表−２に示す。表−２から結晶化ガラスの強度は
天然大理石や花崗岩のそれよりはるかに高く、比較例の
ガラスよりも高い。また、破壊靭性は比較例のそれより
高く、亀裂が進展しにくいことが分かる。

また吸水率も０％であり、吸水−凍結破壊しないことか
ら寒冷地でも使用可能であることを示す。

表 （発明の効果） 本発明によれば、機械的強度、特に破壊靭性、及び意匠
性に優れた結晶化ガラスが提供され、内壁材、間仕切り
、テーブルトップなど内装材として広く利用される。結
晶析出量の少ない結晶化ガラスは、透過率が高く、種々
の色が発現できることから、ステンドガラス風の応用も
可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のガラス体を軟化融着すると共に該ガラス体の
   界面より界面に対し不特定方向に針状または樹技状の結
   晶を析出しガラス体の形状に基ずく模様を形成してなる
   結晶化ガラス。 ２、複数のガラス体を軟化融着し、該ガラス体の界面よ
   り界面に対し不特定方向方に短い針状または樹技状の結
   晶を析出した結晶着ガラス。 ３、複数のガラス体を軟化融着すると共に該ガラス体の
   界面より界面に対し不特定方向に針状または樹技状の結
   晶を析出しガラス体の形状に基ずく模様を形成してなる
   結晶化ガラスをイオンにより着色した結晶化ガラス。 ４、複数のガラス体を軟化融着し、該ガラス体の界面よ
   り界面に対し不特定方向に短い針状または樹技状の結晶
   を析出した結晶着ガラスをイオンにより着色した結晶化
   ガラス。