JPH04170340A

JPH04170340A - 工芸ガラス原石の製造方法

Info

Publication number: JPH04170340A
Application number: JP29456290A
Authority: JP
Inventors: Kozo Noguchi; 野口　幸三; Kyoichi Nagano; 永野　恭一
Original assignee: Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-06-18

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、工芸ガラス原石の製造方法、特に内外装用壁
あるいは床用等に使用するコンクリート製置きパネルで
ある、いわゆるテラゾー等に使用する人造種石の原石の
製造方法に関する。

（従来の技術）従来、テラゾーの表面に散りばめる、いわゆる種石とし
ては、天然の着色原石、例えば大理石、御影石を砕石し
て使用しており、その景観材料としてのブザイニングに
限界があった。例えば、天然原石の場合は、色が鮮やか
でない、ガラスのような光沢がない、表面が水分、はこ
り、ゴミ等の吸収により外観が変化する等の問題がある
。

そこで、最近はガラス製造方法を応用して着色工芸ガラ
スを作ることが試みられている。しかし、この方法は、
いわゆる一般のガラス製造方法と同じように、５ｉ０２
．　ＣａＯ，ＮａｚＯ，／Ｖ、Ｏ，、等を主成分にして
おり、溶解時の粘性が相当高く、１４００°Ｃで１０’
ポイズ以上あり、そのため、溶解物中に内在する気泡を
除去することが難しく、長時間加熱保持して浮上除去し
なければならない。また、該目的の着色工芸ガラスを得
るためには、原料に含まれているＦｅ、　Ｍｎ等の微量
不純物による暗灰色を脱色して、無色透明または乳白色
にした状態で着色剤を働かせる必要がある。その脱色剤
として亜鉛（金属または酸化物で）を用いるが、これら
は１４００℃程度の温度領域で溶解物の粘度を上昇させ
、かつ金属亜鉛を使用する場合はガス発生が活発となる
から、前述の気泡の浮上除去と併せて、より長時間（３
〜４時間）の高温保持が必要となることが避けられない
。高温保持することは、熱エネルギーの消費と時間を要
することであり、それだけ製造費用を上昇させることに
なる。また、長時間高温保持させると、亜鉛による脱色
効果が消失することがある（溶解方法によっては、限度
時間は２時間程度）ので、この点からも製造時の時間管
理等の問題がある。

（発明が解決しようとする課題）従来の製造方法では、上記のように溶解時の粘性が高い
から、溶解物中に内在する気泡を除去するために長時間
にわたり高温加熱保持する必要がある。この傾向は着色
のために亜鉛を添加した場合により顕著にあられれる。

溶解物を長時間にわたり高温加熱保持することは製造コ
ストの上昇をもたらすとともに製造される工芸ガラス原
石の品質を不安定なものにする。

本発明はこのような従来技術の問題点を解消したもので
あり、簡単な手段で溶解物の粘度を下げて気泡の除去を
容易にした工芸ガラス原石の製造方法を提供しようとす
るものである。

（課題を解決するための手段）本発明の工芸ガラス原石の製造方法は原料中に５ｉＯｚ
　７３５〜６０％、　Ｎａ２ＣＯ３：　５〜２０％、　
ＣａＦｚ：３〜２０％を含有させ、かつＦｅＯ＋ＭｎＯ
：　０．２％以下に制限した原料：１００部に対して着
色剤として少なくともＺｎＯ：３〜１０部を添加して溶
解し、凝固させることを特徴とする。

本発明に使用する着色剤としては亜鉛の他、クロム、銅
、コバルト、ニッケル、マンガン、錫等の金属の酸化物
または硫化物を使用する。すなわち亜鉛をＺｎＯとして
単独で添加すると無色透明または乳白色となり、例えば
酸化コバルトをＺｎＯとともに添加するとブルーに、酸
化クロムをＺｎＯとともに添加するとグリーンに、酸化
銅をＺｎＯとともに添加するとレッドになる。なおＺｎ
Ｏを他の着色剤とともに添加するとき、ＺｎＯはＦｅｄ
、　ＭｎＯ等の不純物による暗灰色の脱色剤として作用
することになる。そのため、一般のガラス製造用の原料
のようにＦｅＯ等の不純物の少ない原料を使用する場合
は、ＺｎＯの添加量を少なくすることができる。

（作　用）成分について説明する。

５ｉＯｚは大気中での放冷による凝固物を破砕したとき
の破面の光沢が増し、ガラス化の傾向が安定するという
効果がある。しかし、その含有率が増加すると、溶解性
が悪くなり、また溶解物の粘度が上昇し、気泡の上昇放
散が遅くなる。有効な原料中Ｓｉ０ｇ含有率は３５〜６
０％である。

Ｎａ２ＣＯ＝は、溶解物の粘度調整と気泡浮上に効果が
ある。ただし、含有量がある値を越えると凝固物の固さ
が弱くなり、欠は易くなる傾向が増す。

また、グラファイト電極を用いた抵抗式電気炉による溶
解の場合、溶融塩中の通電性を増す働きをする。有効な
原料中のＮａ、ＣＯ，含有量は５〜２０％である。

ＣａＦｚは、溶解物の粘性を下げる作用があるが、含有
量がある値を越えると凝固物の破面の光沢を滅じ、また
脆く欠は易（なる。有効な原料中のＣａＦ、含有量は３
〜２０％である。

すなわち、主成分のＳｉＯ□は凝固物のガラス化のため
に必要な成分であるが、含有率が増加すると溶解物の粘
度が上昇し流動性が悪くなり、従って溶解物中に含まれ
ている気泡が抜けず凝固物中に介在し、その品質を下げ
る。この問題を解消するために従来では溶解物を長時間
にわたり高温保持していたのであり、その結果多量の熱
エネルギーを消費し経済的でない。本発明では溶解原料
中にＣａＦ２およびＮａ２ＣＯ，を所定量添加含有させ
ることにより、溶解物の粘度を調節して粘性を下げ、そ
の中に内在する気泡の浮上除去を促進させ、原料の溶解
が完全にできた段階で、即出湯可能にさせるものである
。

原料の中には、発色を妨害するＦｅＯやＭｎＯを少量含
んでいるので、これらの妨害を打消す目的でＺｎＯを添
加する。すなわち、妨害成分ＦｅＯ＋　ＭｎＯは原料中
に少量（〜０．２％）含まれており、ＺｎＯを使用しな
いと完全脱色ができない。例えば、−般のガラス用原料
を組合わせて溶解したものでもＦｅＯ等の微量の不純物
（〜０．１％）を含むので、ＺｎＯを添加しないと完全
脱色ができず、着色剤を添加しても所望するような鮮や
かさには発色しない。そのため、ＺｎＯを溶解原料１０
０部に対して最低３部添加することが必要である。一方
ＺｎＯは超微粉であり、粒径が０．２μｍ以下のため、
溶解中に白色ヒユームとなって大気中に飛散しやすいの
で、その添加量が制限される。そのため、ＺｎＯの添加
量を溶解原料１００部に対して最大１０部とした。

（実施例）以下に、本発明の実施例を示す。溶解方法は、グラファ
イト電極を用いた抵抗式電気炉で行なった。

使用する原料の組合せによる配合比の例を第１表に示す
。

第２表、第３表、第４表および第５表はそれぞれ原料中
のＳｉｎ、、　ＮａｚＣＯ３，ＣａＦ、およびＺｎＯの
成分含有量を変化させて、所望する特性値を得るための
各成分の範囲を調査したものである。調査方法は、炉の
中で溶は落ちた状態、すなわち湯の表面が完全に溶けた
状態を肉眼で［認した後、溶湯を１３００〜１４００°
Ｃに１０分間保持した状態で、５ＵＳ３０４ステンレス
鋼丸棒を湯の中に挿入して引き上げ、大気中で凝固させ
た時の付着物の外観を観察して判定した。すなわち、丸
棒の表面に形成されたガラス状被膜に気泡がなく、Ｚｎ
Ｏによる脱色状態が無色透明または乳白色状態である場
合は、所望する特性を現出しているものとした。

第２表〜第５表に示す調査結果から、本発明が所望する
特性を有する工芸ガラス原石を得るためには、原料中に
５ｉ０２を３５〜６０％、Ｎａ２ＣＯ，、を５〜２０％
（Ｎａ２０で３〜１２％）　、ＣａＦ２を３〜２０％含
有させ、かつＦｅＯ＋ＭｎＯを０．２％以下に制限する
とともに着色剤として少なくともＺｎＯを原料１００部
に対して３〜１０部添加して溶解することが必要である
との結論を得た。

なお上記実施例では着色剤としてＺｎＯを単独で使用し
て工芸ガラス原石の色調を無色透明または乳白色とした
が、もちろんＺｎＯに加えて他の着色剤を添加して所望
の色調（ブルー、グリーン、レッド、ブラウン、イエロ
ー等）を得ることもできる。この場合のＺｎＯはＦｅＯ
＋　ＭｎＯによる暗灰色の脱色剤として作用する。すな
わちＺｎＯにより無色透明または乳白色にした状態で着
色剤を作用させる。

（発明の効果）本発明による工芸ガラス原石の製造方法によれば、溶解
物の粘性を下げるのに従来のように長時間（３〜４時間
）高温（１４００℃）保持するのでな（、ＮａｚＣＯ：
＋およびＣａＦ　ｚを所定量原料中に含有させるという
簡単な手段により短時間（１０分間程度）で粘性を下げ
ることができるので、多量の熱エネルギーを消費するこ
とはなく経済的である。これにより短時間に溶解物中に
含まれる気泡が浮上除去できる。また、発色を妨害する
ＦｅＯ＋　ＭｎＯを０．２％以下におさえるとともにＺ
ｎＯを溶解原料１００部に対して３〜１０部添加するの
で、充分に無色透明または乳白色となるから着色剤が有
効に作用し所望の色調の工芸ガラス原石を得ることがで
きる。

また、本発明の製造方法により得られる工芸ガラス原石
は、その凝固物の破面が鮮やかな色調と光沢を有するの
で、高級テラゾー用種石等に使用して独特な景観材料を
提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

　原料中にＳｉＯ＿２：３５〜６０％、Ｎａ＿２ＣＯ＿
３：５〜２０％、ＣａＦ＿２：３〜２％を含有させ、か
つＦｅＯ＋ＭｎＯ：０．２％以下に制限した原料：１０
０部に対して着色剤として少なくともＺｎＯ：３〜１０
部を添加して溶解し、凝固させることを特徴とする工芸
ガラス原石の製造方法。