JPH039056B2 - - Google Patents
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- JPH039056B2 JPH039056B2 JP61022103A JP2210386A JPH039056B2 JP H039056 B2 JPH039056 B2 JP H039056B2 JP 61022103 A JP61022103 A JP 61022103A JP 2210386 A JP2210386 A JP 2210386A JP H039056 B2 JPH039056 B2 JP H039056B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
- H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
-
- 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
- C03C10/0018—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 monovalent metal oxide as main constituents
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-
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Glass Compositions (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は赤外線透過ガラスセラミツクスに関
し、特に調理器のトツププレートとして用いるに
適したこの種ガラスセラミツクスおよびその製造
方法に関するものである。 〔従来技術〕 特公昭60−54896号（米国特許第4211820号）に
示されるように、調理器のトツププレートとして
結晶化ガラスを用いることは公知である。上記特
許公報に示される結晶化ガラスは、重量％で2.5
〜4.5％Li2O、１〜２％MgO、１〜２％ZnO、
19.5〜21％Al2O3、66.5〜68％SiO2、４〜５％
TiO2および0.02〜0.2％V2O5を含み、その合計が
全組成の少なくとも98％からなつている。同結晶
化ガラスは、表面層にβ−石英固溶体結晶が析出
され内部にβ−スポジユメン結晶が析出されてお
り、β−石英固溶体結晶の熱膨張率がβ−スポジ
ユメン結晶のそれより低いため、表面圧縮が生
じ、これによつて機械的強度を高めたことを特徴
としたものである。 また、同特許公報記載の結晶化ガラスは、５mm
厚においてウオームブラウンの着色を呈し、
800nｍ波長の光の透過率が20〜60％であるとし
ている。 〔従来技術の問題点〕 上記特許公報のガラスでは、β−スポジユメン
結晶を析出させているが、このようにβ−スポジ
ユメン結晶が析出すると結晶化ガラスが白濁化し
て、外観上問題があるばかりでなく、赤外線透過
率が損なわれる。赤外線透過率が損なわれると、
調理器の発熱手段がトツププレートを透して識別
できないため、火傷等の危険がある。 〔発明の目的〕 本発明の主な目的は、β−石英固溶体結晶のみ
を析出し約３mm厚で500nｍ以下の可視光透過率
が約５％以下、1500nｍの赤外線透過率が80％以
上であり、1406.2Kg／cm2以上の曲げ強度を有して
おり、外観が黒色であるため汚れが目立たず、発
熱手段が作動している時には、それをトツププレ
ートを透して視覚で確認できるため安全で、且つ
熱効率の良い赤外線透過ガラスセラミツクスおよ
びその製造方法を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の上記目的は、SiO2−Al2O3−Li2O系ガ
ラスにV2O5を0.03〜0.5％、ZnOを0.1〜0.9％、
MgOを0.1〜0.9％、Na2Oを0.1〜１％の範囲に厳
しく限定して含有せしめ、且つ熱処理工程を充分
にコントロールすることによつて達成される。 V2O5は着色成分であり、これによつて黒色に
着色したガラスセラミツクスは、わずかに赤色可
視光を透過するためその下に配置されている発熱
手段が作動している時には、トツププレートを透
してそれを視覚で確認できる。V2O5による着色
は、ガラス成形体段階では発現せず、このガラス
成形体を熱処理結晶化を完了させることにより初
めて黒色を呈するが、赤外線透過率の高いガラス
セラミツクスを得るためには熱処理工程を充分に
コントロールする必要がある。即ち熱処理工程に
おいて結晶化の進行が速すぎたり、結晶サイズが
大きくなりすぎると結晶化後の色調に白い濁りが
発生し易くなり、赤外線透過率が著しく減少する
ため熱処理工程、すなわち具体的には核形成工
程、結晶化工程を限定された範囲の温度、時間で
行なうことが重要である。 また白い濁りの発生は、Li2O，ZrO及びMgO
の含有量によつても大いに影響をうける。即ち白
い濁りは、β−スポジユメン結晶の部分的な析出
によつて生じるが、ガラス組成の面で特にLi2O
が2.5％より少なかつたり、ZrOとMgOが各々0.9
％より多くなるとかかるβ−スポジユメン結晶が
析出し易くなり赤外線透過率が低下するため本発
明の所期の目的である1500nｍの赤外線透過率が
80％以上の高い透過率を有するガラスセラミツク
スが得られなくなる。そのため本発明において
は、β−石英固溶体結晶のみを析出させ、β−ス
ポジユメン結晶を全く析出させないようにLi2O
を2.5〜5.5％、ZnOとMgOを各々0.1〜0.9％に限
定している。さらにLi2O，ZnO，MgOの３成分
は、ガラスセラミツクスの機械的強度にも影響を
与え、各々の成分が上記の範囲からはずれる場合
は、機械的強度が低下し、1406.2Kg／cm2以上の曲
げ強度が得られなくなる。 また本発明では、Na2Oを0.1〜１％含有するこ
とによつてガラスの溶解性を良くすると同時にガ
ラスセラミツクスの表面が光沢を持つた平滑面に
なるため、トツププレートとして表面の汚れの掃
き取りが容易であり、清潔な表面を長く維持でき
る。 従つて本発明に係る赤外線透過ガラスセラミツ
クスは、重量百分率でSiO260〜72％、Al2O314〜
28％、Li2O2.5〜5.5％、MgO0.1〜0.9％、ZnO0.1
〜0.9％、TiO23〜６％、V2O50.03〜0.5％、
Na2O0.1〜１％、K2O0〜１％、CaO0〜２％、
BaO0〜２％、PbO0〜２％、As2O30〜２％、
ZrO20〜３％、P2O50〜３％からなり、約３mm厚
で500nｍ以下の可視光透過率が５％以下、1500n
ｍの赤外線透過率が80％以上であり、1406.2Kg／
cm2以上の曲げ強度を有し、外観が黒色を呈するこ
とを特徴とする。 更に本発明の赤外線透過ガラスセラミツクスの
製造方法は、上記組成からなるガラスを所望の形
状に成形した後、650〜800℃の温度範囲で核形成
するのに充分な時間加熱し、次いで800〜950℃の
温度範囲で結晶化するのに充分な時間加熱し、室
温まで冷却することを特徴とする。 本発明において上記のように核形成工程及び結
晶工程における温度と時間を十分にコントロール
することは高い赤外線透過率を得るために重要で
ある。すなわち核形成温度が上記範囲からはずれ
ると核形成が正常に行なわれなくなり次の結晶化
がスムーズに進行しなくなる。また結晶化温度が
800℃以下になると時間がかかりすぎて不経済で
あり、950℃以上になるとβ−スポジユメン結晶
が析出し、白濁が生じ赤外線透過率が低下する。 尚、核形成温度での保持時間としては0.5〜３
時間が、結晶化温度での保持時間としては0.5〜
５時間が適当である。 本発明の赤外線透過ガラスセラミツクスを構成
する各成分の含有量を上記のように限定した理由
を以下に示す。 SiO2は60〜72％であり、60％より少ない場合
は、膨張係数が高くなりすぎるとともに機械的強
度が低くなり、72％より多い場合はガラスの溶解
が困難となる。 Al2O3は14〜28％であり、14％より少ない場合
は、ガラスの化学耐久性が悪くなるとともに急速
に失透し易くなり、28％より多い場合は、ガラス
が固くなりすぎて均一なガラスが得られない。 Li2Oは、2.5〜5.5％であり、2.5％より少ない場
合は膨張係数が高くなりすぎるとともに結晶物に
濁りが発生し、5.5％より多い場合は失透性が強
くなり、均一な結晶物が得られない。 MgO及びZnOが各々0.1％より少ない場合は、
黒色化が不足して可視光が透過しやすくなり、
0.9％より多い場合は、失透性が強くなり、結晶
物に白濁が発生し、赤外線透過率が低下する。 TiO2は、３〜６％であり、３％より少ない場
合は、結晶化が弱まり充分な結晶化が起こらず、
６％より多い場合は失透性が強く、均一な結晶物
が得られなくなる。 V2O5は、0.03〜0.5％であり、0.03％より少な
い場合は色調が薄くなるため可視光が透過しやす
くなり、0.5％より多い場合は色調が濃くなりす
ぎて赤外線透過率が低下する。 Na2Oは、0.1〜1.0％であり、0.1％より少ない
場合は結晶物の表面に多量の結晶が析出し、光沢
が失なわれ汚れ易くなる。1.0％より多い場合は、
結晶性が弱まると共に膨張係数が高くなりすぎ
る。 更に上記成分以外にも本発明のガラスセラミツ
クスの特徴である高い赤外線透過率を維持する限
り、K2Oを１％まで、CaO、BaO、PbO、As2O3
を各々２％まで、ZrO2、P2O5を各々３％まで添
加可能であるが、各々上限値より多い場合は結晶
化が弱まると共に上記特性が損なわれる。また
Fe2O3、MnO、NiO、CoO、Cr2O3、CeO2等の着
色成分を添加することは透過率が低下するため好
ましくない。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を示す。 下表は、本発明のガラス組成とその熱処理工程
の温度、時間及び得られたガラスセラミツクスの
透過率、曲げ強度を示したものである。
し、特に調理器のトツププレートとして用いるに
適したこの種ガラスセラミツクスおよびその製造
方法に関するものである。 〔従来技術〕 特公昭60−54896号（米国特許第4211820号）に
示されるように、調理器のトツププレートとして
結晶化ガラスを用いることは公知である。上記特
許公報に示される結晶化ガラスは、重量％で2.5
〜4.5％Li2O、１〜２％MgO、１〜２％ZnO、
19.5〜21％Al2O3、66.5〜68％SiO2、４〜５％
TiO2および0.02〜0.2％V2O5を含み、その合計が
全組成の少なくとも98％からなつている。同結晶
化ガラスは、表面層にβ−石英固溶体結晶が析出
され内部にβ−スポジユメン結晶が析出されてお
り、β−石英固溶体結晶の熱膨張率がβ−スポジ
ユメン結晶のそれより低いため、表面圧縮が生
じ、これによつて機械的強度を高めたことを特徴
としたものである。 また、同特許公報記載の結晶化ガラスは、５mm
厚においてウオームブラウンの着色を呈し、
800nｍ波長の光の透過率が20〜60％であるとし
ている。 〔従来技術の問題点〕 上記特許公報のガラスでは、β−スポジユメン
結晶を析出させているが、このようにβ−スポジ
ユメン結晶が析出すると結晶化ガラスが白濁化し
て、外観上問題があるばかりでなく、赤外線透過
率が損なわれる。赤外線透過率が損なわれると、
調理器の発熱手段がトツププレートを透して識別
できないため、火傷等の危険がある。 〔発明の目的〕 本発明の主な目的は、β−石英固溶体結晶のみ
を析出し約３mm厚で500nｍ以下の可視光透過率
が約５％以下、1500nｍの赤外線透過率が80％以
上であり、1406.2Kg／cm2以上の曲げ強度を有して
おり、外観が黒色であるため汚れが目立たず、発
熱手段が作動している時には、それをトツププレ
ートを透して視覚で確認できるため安全で、且つ
熱効率の良い赤外線透過ガラスセラミツクスおよ
びその製造方法を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の上記目的は、SiO2−Al2O3−Li2O系ガ
ラスにV2O5を0.03〜0.5％、ZnOを0.1〜0.9％、
MgOを0.1〜0.9％、Na2Oを0.1〜１％の範囲に厳
しく限定して含有せしめ、且つ熱処理工程を充分
にコントロールすることによつて達成される。 V2O5は着色成分であり、これによつて黒色に
着色したガラスセラミツクスは、わずかに赤色可
視光を透過するためその下に配置されている発熱
手段が作動している時には、トツププレートを透
してそれを視覚で確認できる。V2O5による着色
は、ガラス成形体段階では発現せず、このガラス
成形体を熱処理結晶化を完了させることにより初
めて黒色を呈するが、赤外線透過率の高いガラス
セラミツクスを得るためには熱処理工程を充分に
コントロールする必要がある。即ち熱処理工程に
おいて結晶化の進行が速すぎたり、結晶サイズが
大きくなりすぎると結晶化後の色調に白い濁りが
発生し易くなり、赤外線透過率が著しく減少する
ため熱処理工程、すなわち具体的には核形成工
程、結晶化工程を限定された範囲の温度、時間で
行なうことが重要である。 また白い濁りの発生は、Li2O，ZrO及びMgO
の含有量によつても大いに影響をうける。即ち白
い濁りは、β−スポジユメン結晶の部分的な析出
によつて生じるが、ガラス組成の面で特にLi2O
が2.5％より少なかつたり、ZrOとMgOが各々0.9
％より多くなるとかかるβ−スポジユメン結晶が
析出し易くなり赤外線透過率が低下するため本発
明の所期の目的である1500nｍの赤外線透過率が
80％以上の高い透過率を有するガラスセラミツク
スが得られなくなる。そのため本発明において
は、β−石英固溶体結晶のみを析出させ、β−ス
ポジユメン結晶を全く析出させないようにLi2O
を2.5〜5.5％、ZnOとMgOを各々0.1〜0.9％に限
定している。さらにLi2O，ZnO，MgOの３成分
は、ガラスセラミツクスの機械的強度にも影響を
与え、各々の成分が上記の範囲からはずれる場合
は、機械的強度が低下し、1406.2Kg／cm2以上の曲
げ強度が得られなくなる。 また本発明では、Na2Oを0.1〜１％含有するこ
とによつてガラスの溶解性を良くすると同時にガ
ラスセラミツクスの表面が光沢を持つた平滑面に
なるため、トツププレートとして表面の汚れの掃
き取りが容易であり、清潔な表面を長く維持でき
る。 従つて本発明に係る赤外線透過ガラスセラミツ
クスは、重量百分率でSiO260〜72％、Al2O314〜
28％、Li2O2.5〜5.5％、MgO0.1〜0.9％、ZnO0.1
〜0.9％、TiO23〜６％、V2O50.03〜0.5％、
Na2O0.1〜１％、K2O0〜１％、CaO0〜２％、
BaO0〜２％、PbO0〜２％、As2O30〜２％、
ZrO20〜３％、P2O50〜３％からなり、約３mm厚
で500nｍ以下の可視光透過率が５％以下、1500n
ｍの赤外線透過率が80％以上であり、1406.2Kg／
cm2以上の曲げ強度を有し、外観が黒色を呈するこ
とを特徴とする。 更に本発明の赤外線透過ガラスセラミツクスの
製造方法は、上記組成からなるガラスを所望の形
状に成形した後、650〜800℃の温度範囲で核形成
するのに充分な時間加熱し、次いで800〜950℃の
温度範囲で結晶化するのに充分な時間加熱し、室
温まで冷却することを特徴とする。 本発明において上記のように核形成工程及び結
晶工程における温度と時間を十分にコントロール
することは高い赤外線透過率を得るために重要で
ある。すなわち核形成温度が上記範囲からはずれ
ると核形成が正常に行なわれなくなり次の結晶化
がスムーズに進行しなくなる。また結晶化温度が
800℃以下になると時間がかかりすぎて不経済で
あり、950℃以上になるとβ−スポジユメン結晶
が析出し、白濁が生じ赤外線透過率が低下する。 尚、核形成温度での保持時間としては0.5〜３
時間が、結晶化温度での保持時間としては0.5〜
５時間が適当である。 本発明の赤外線透過ガラスセラミツクスを構成
する各成分の含有量を上記のように限定した理由
を以下に示す。 SiO2は60〜72％であり、60％より少ない場合
は、膨張係数が高くなりすぎるとともに機械的強
度が低くなり、72％より多い場合はガラスの溶解
が困難となる。 Al2O3は14〜28％であり、14％より少ない場合
は、ガラスの化学耐久性が悪くなるとともに急速
に失透し易くなり、28％より多い場合は、ガラス
が固くなりすぎて均一なガラスが得られない。 Li2Oは、2.5〜5.5％であり、2.5％より少ない場
合は膨張係数が高くなりすぎるとともに結晶物に
濁りが発生し、5.5％より多い場合は失透性が強
くなり、均一な結晶物が得られない。 MgO及びZnOが各々0.1％より少ない場合は、
黒色化が不足して可視光が透過しやすくなり、
0.9％より多い場合は、失透性が強くなり、結晶
物に白濁が発生し、赤外線透過率が低下する。 TiO2は、３〜６％であり、３％より少ない場
合は、結晶化が弱まり充分な結晶化が起こらず、
６％より多い場合は失透性が強く、均一な結晶物
が得られなくなる。 V2O5は、0.03〜0.5％であり、0.03％より少な
い場合は色調が薄くなるため可視光が透過しやす
くなり、0.5％より多い場合は色調が濃くなりす
ぎて赤外線透過率が低下する。 Na2Oは、0.1〜1.0％であり、0.1％より少ない
場合は結晶物の表面に多量の結晶が析出し、光沢
が失なわれ汚れ易くなる。1.0％より多い場合は、
結晶性が弱まると共に膨張係数が高くなりすぎ
る。 更に上記成分以外にも本発明のガラスセラミツ
クスの特徴である高い赤外線透過率を維持する限
り、K2Oを１％まで、CaO、BaO、PbO、As2O3
を各々２％まで、ZrO2、P2O5を各々３％まで添
加可能であるが、各々上限値より多い場合は結晶
化が弱まると共に上記特性が損なわれる。また
Fe2O3、MnO、NiO、CoO、Cr2O3、CeO2等の着
色成分を添加することは透過率が低下するため好
ましくない。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例を示す。 下表は、本発明のガラス組成とその熱処理工程
の温度、時間及び得られたガラスセラミツクスの
透過率、曲げ強度を示したものである。
以上のように本発明による赤外線透過ガラスセ
ラミツクスは、黒色で高い赤外線透過率と強度を
有しており、且つ熱効率にも優れているため特に
調理器のトツププレートとして有用である。
ラミツクスは、黒色で高い赤外線透過率と強度を
有しており、且つ熱効率にも優れているため特に
調理器のトツププレートとして有用である。
図面は本発明品と従来品における透過率と波長
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量百分率でSiO260〜72％、Al2O314〜28
％、Li2O2.5〜5.5％、MgO0.1〜0.9％、ZnO0.1〜
0.9％、TiO23〜６％、V2O50.03〜0.5％、
Na2O0.1〜１％、K2O0〜１％、CaO0〜２％、
BaO0〜２％、PbO0〜２％、As2O30〜２％、
ZrO20〜３％、P2O50〜３％からなり、実質的に
β石英固溶体結晶のみが析出された、約３mm厚で
500nｍ以下の可視光透過率が５％以下、1500nｍ
の赤外線透過率が80％以上であり、1406.2Kg／cm2
以上の曲げ強度を有し、外観が黒色を呈する赤外
線透過ガラスセラミツクス。 ２ 重量百分率でSiO260〜72％、Al2O314〜28
％、Li2O2.5〜5.5％、MgO0.1〜0.9％、ZnO0.1〜
0.9％、TiO23〜６％、V2O50.03〜0.5％、
Na2O0.1〜１％、K2O0〜１％、CaO0〜２％、
BaO0〜２％、PbO0〜２％、As2O30〜２％、
ZrO20〜３％、P2O50〜３％からなるガラスを所
望の形状に成形した後、650〜800℃の温度範囲で
核形成するのに充分な時間加熱し、次いで800〜
950℃の温度範囲で結晶化するのに充分な時間加
熱し、室温まで冷却して実質的にβ石英固溶体結
晶のみを析出させることからなる、約３mm厚で
500nｍ以下の可視光透過率が５％以下、1500nｍ
の赤外線透過率が80％以上であり、1406.2Kg／cm2
以上の曲げ強度を有し、外観が黒色を呈する赤外
線透過ガラスセラミツクスの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61022103A JPS62182135A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 赤外線透過ガラスセラミツクスおよびその製造方法 |
| US07/011,298 US4835121A (en) | 1986-02-05 | 1987-02-04 | Infrared transparent glass ceramic articles with beta-quarts solid solution crystals without any other crystals |
| DE3703342A DE3703342C2 (de) | 1986-02-05 | 1987-02-04 | Glaskeramik und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| GB8703245A GB2200906B (en) | 1986-02-05 | 1987-02-12 | Infrared transparent glass ceramic articles with b-quartz solid solution crystals without any other crystals |
| FR8703540A FR2612510B1 (fr) | 1986-02-05 | 1987-03-16 | Articles en verre ceramique transparent aux infrarouges, a cristaux en solution solide de quartz-b sans autres cristaux, et procede de fabrication de ces articles |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61022103A JPS62182135A (ja) | 1986-02-05 | 1986-02-05 | 赤外線透過ガラスセラミツクスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62182135A JPS62182135A (ja) | 1987-08-10 |
| JPH039056B2 true JPH039056B2 (ja) | 1991-02-07 |
Family
ID=12073549
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (5)
| Country | Link |
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| US (1) | US4835121A (ja) |
| JP (1) | JPS62182135A (ja) |
| DE (1) | DE3703342C2 (ja) |
| FR (1) | FR2612510B1 (ja) |
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