JPH04193735A - 黒鉛を使用したガラス製品の製造方法 - 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、結晶化されたガラス製品の製造方法に関し、
特にその結晶化工程で軟化変形する性質を有する結晶化
ガラス製品の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、壁材等の建築用材料として、結晶化ガラスが広く
用いられているが、この種の結晶化ガラスは、通常耐火
物によって形成した板上にガラス原料を配置した後、そ
の軟化点以上の温度で熱処理することにより製造される
ものである。この場合、耐火物板とガラス原料との接着
を防止するために、耐火物板上にアルミナ粉を付着させ
て加工が行われるのであるが、このアルミナ粉の耐火物
板に対する付着は、水で溶いたアルミナ粉をはけ等によ
る塗布やスプレーによる吹付けを行って乾燥させること
により行われていて、非常に作業性の悪いものであった
。

そこで、このような作業性の悪さを改善するために、例
えば特開平２−１１６６３９号公報にて提案されている
ように、 「耐火物板１−に軟化点以上の温度で熱処理すると軟化
変形しなから結晶が析出する性質を有するカラスを配置
した後、軟化点以上の温度で熱処理する結晶化ガラス製
品の製造方法において、耐火物板とガラスとの間に酩型
祠としてセラミックシートを介在させてなることを特徴
とする結晶化ガラス製品の製造方法」 がある。

しかしなから、以」−のようなセラミックシートは非常
に高価なものであるばかりでなく、軟化したガラス原料
との所謂「濡れ性」が比較的よいため、軟化したカラス
原料がこのセラミックシートにイ＝ｊ着し易いものであ
る。しかも、−旦付着したカラス原料は、これをセラミ
ックシートから取り除くことは非常に手間の掛る作業で
あり、総合してみればアルミナ粉の塗布等よりも手間の
掛る方法であったのである。

本発明者等は、この種の結晶化ガラス製造における」−
記のような実状を改良すべく種々検詞を重ねてきた結果
、黒鉛材を使用すると良い結果か得られることを新規に
知見して、本発明を完成したのである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、以」二の経緯に基づいてなされたもので、そ
の解決しようとする課題は、軟化したガラス原料の耐火
物に対するイ」着である。

そして、本発明の目的とするところは、軟化］−程にお
けるガラス原料の他の部分へのイ」着を防止できて、結
晶化ガラス製品を容易かつ確実に製造することのできる
方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段及び作用）以」二の課題を
解決するために、本発明の採った手段は、 ｒ耐大物」二に載置したガラス原料をその軟化点温度以
−トに加熱することにより、このカラス原料を軟化変形
させながらその結晶を析出させて、結晶化したガラス製
品を製造する方法において、耐火物」―に、少なくとも
ガラス原料と接触する表面に熱分解炭素被膜を形成した
黒鉛板を載置して、この黒鉛板」二の前記熱分解炭素被
膜にガラス原料を接触させて、 これらの全体を１種もしくは２種以上の不活性ガス雰囲
気中に配置しなからガラス原料からガラス製品を製造す
る方法」 である。

すなわち、本発明においては、まず結晶化ガラス製品と
されるべきガラス原料を、少なくともこれか接触する面
に熱分解炭素被膜を形成した黒鉛板上に載置する必要が
ある。その理由は、軟化したガラス原料がこの黒鉛板に
付着しないようにする必要かあるからであるが、黒鉛板
の少なくとも軟化したガラス原料に接触する部分に形成
した熱分解炭素被膜は、その軟化ガラス原料に対する濡
れ性が非常に小さいものであるため、この性質を有効に
利用するためである。

すなわち、この熱分解炭素被膜は、その内側に位置する
炭素材料が粒体の集合体としての組織構造を有している
のに対して、粒体集合体とは異なる緻密組織となってい
る。つまり、この熱分解炭素被膜は、結晶構造的には黒
鉛ではなく炭素であり、その結晶の配向性は、結晶子の
Ｃ軸方向か沈積面に平行で、Ｃ軸方向は沈積面に垂直に
配向しているため、極めて太きいものである。従って、
この熱分解炭素被膜は、その異方性が非常に大きなもの
となって、しかも密度が大きく、ガラスなみの気体透過
率を有したものとなっているのである。

従って、この製造方法においては、次の不活性ガスの雰
囲気中に軟化ガラス原料を配置することとも相まって、
軟化したガラス原料がこれを支持しているものに対して
付着することはないのてある。

また、熱分解炭素被膜を黒鉛板の表面に形成したのは、
この熱分解炭素被膜を保持するための材料としては黒鉛
が最も適しているからであり、また黒鉛によって板状物
を形成することは容易かつ安価に行えるからである。し
かも、黒鉛材それ自体は、優れた耐熱性を有しているか
ら、ガラス製品の熱処理による製造に適しているからで
ある。

一方、この製造方法においては、熱分解炭素被膜を形成
した黒鉛板やガラス原料を、１種または２種以上の不活
性ガス雰囲気中に配置する必要がある。その理由は、ガ
ラス原料や黒鉛板等は、熱処理工程によって１０００°
Ｃ以上にも加熱されるものであり、これらが周囲のガス
によって化学変化を生じないようにするためである。つ
まり、もし、熱分解炭素被膜か酸化されると、ガラス原
料に対する濡れ性が良くなってしまうから、これを防止
するために不活性ガスの雰囲気中で熱処理を行う必要が
あるのである。

（実施例） 次に、本発明に係る製造方法の実施例について説明する
が、その前に、この方法において使用される黒鉛板、及
びその表面に形成される熱分解炭素被膜について説明し
ておく。

まず、耐火物上に載置される黒鉛板は、種々な方法によ
って製造されるものであり、例えばコークスあるいはカ
ーボンの微粉をクールピッチ等のバインダー成分と共に
高密度に形成した後焼成することにより黒鉛化したもの
である。そして、この炭素材料を切削加工することによ
り、黒鉛板とされるのである。このような黒鉛板に対し
て所定の加工を施した後、その表面に熱分解炭素被膜を
形成するのである。

この熱分解炭素の被膜を、黒鉛板表面に形成する方法と
しては、通常用いられる各種化学蒸着法（ＣＶＤ）によ
り行うことができ、黒鉛板上を８００〜２６００　’Ｃ
に加熱しておき、炭化水素あるいはハロゲン化炭化水素
を水素ガス共存下で黒鉛板と接触させ、多数の気孔を有
する黒鉛板上に熱分解炭素の緻密な層を形成させる。こ
れらの反応は常圧もしくは減圧下で行われるが、熱分解
炭素被膜の均一性、平滑性を考えると減圧下、特に３０
０　Ｔｏｒｒ以下で行うことが望ましい。また、熱分解
炭素表面層の厚みは、１０μｍ〜５００μｍが望ましい
。その理由は、１０μｍ以下では十分な耐消耗性が得ら
れないからであり、５００μｍ以上では黒鉛板との熱膨
張差により被膜にクラックを生じる可能性が大きいから
である。

勿論、以上のように形成した熱分解炭素それ自体は高純
度であるが、これを積層させるために使用した黒鉛板中
に種々な不純物、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、バ
ナジウムが混入していることがあり、これらが熱分解炭
素側に残留することがある。熱分解炭素中に不純物が混
入する経路として考えられるのは、前述した黒鉛板中の
不純物が、熱分解炭素形成中に拡散すること、及び供給
ガス中に不純物が混入していることがあげられる。これ
らの不純物は、高純度の黒鉛板を用いること及び供給ガ
スの純度（ガス供給部品、供給管及び反応容器等の構造
、材質を選択する）により、熱分解炭素中に混入しない
ようにすることができるものである。このような方法に
よって、当該吸着パッド（１０）中の全灰分（鉄なとの
不純物）の量を１０ｐｐｍ以下とすることができるので
ある。

熱分解炭素被膜を形成するための原料ガスとしては、不
純物を十分除去したメタン、プロパンあるいはベンゼン
等の炭化水素ガスを用い、その濃度の調整をも行なうキ
ャリアガスとして水素ガスを使用した。これにより、原
料ガスは、高温になっている炭素材料の表面で、分解、
結合なとにより、熱分解炭素となって沈積した。

笈柵勇ユ そして、まず重量百分率で、５ｉｎ２６４．０％、Ａ１
２０３６．０％、Ｃａ０　１７．０％、ＺｎＯ７，０％
、Ｂ２０４０％、Ｎａ２Ｏ２，０％の組成を有し、軟化
点か約８２０　’Ｃのカラスになるように調合した原料
を約１５００　’Ｃで溶融した後、直接水中へ流下急冷
して水砕することによって直径的１〜７ｍｍのガラス小
体を得、これらを乾燥した。

ついで、アルミナ製の囲りに枠を設けた耐火物板上に、
前述したような黒鉛板を、その熱分解炭素被膜が」二に
なるように載置して、その上から先記のガラス小体を集
積して電気炉内に投入し、約１、０５０　’Ｃの温度で
４時間熱処理した。これによってカラス小体は軟化変形
しながら相互に融着して板状になると同時にβ−ウオラ
ストナイト結晶か析出した。こうして製造した結晶化ガ
ラスを炉冷して常温まで冷却した後、黒鉛板上から取り
はずしたところ、結晶化ガラス裏面には付着物がほとん
と存在せず、また、黒鉛板」二の熱分解炭素被膜におい
ても、カラスの残留物は全く見られなかった 実」［例−λ 次に、重量百分率で、Ｓｉ０□　５２０％、Ａｓ２０３
１８０％、Ｂ２０３７．０％、Ｎａ２Ｏ７，０％、Ｋ２
Ｏ２，０％、Ｍｇ０　５．０％、ＺｎＯ５，Ｃ１％、Ｔ
ｉＯ２２，０％、ＺｒＬ１０％、Ａｓ２０３１．０％の
組成を有し、軟化点が約８１０　’Ｃのガラスになるよ
うに調合した原料を約１５００’Ｃで溶融した後、９０
０Ｘ１８００Ｘ８ｍｍの大きさの板状ガラスに成形した
。

このように成形した板状ガラスを、前記の熱分解炭素被
膜を有する黒鉛板」二に載置して電気炉内に投入し、約
１０５００Ｃの温度で２時間熱処理した。これによって
板状ガラスは表面が軟化変形して滑らかになると同時に
フォルステライト結晶及びガーナイト結晶が析出した。

こうして製造した結晶化ガラスを炉冷して常温まで冷却
した後、黒鉛板から取りはずしたところ、両者には何等
の異物も付着していなかった。

（発明の効果） 以」−詳述した通り、本発明においては、上記各実施例
にて例示した如く、 「耐火物」−に載置したガラス原料をその軟化点温度以
上に加熱することにより、このガラス原料を軟化変形さ
せなからその結晶を析出させて、結晶化したガラス製品
を製造する方法において、耐火物」二に、少なくともガ
ラス原料と接触する表面に熱分解炭素被膜を形成しｔコ
黒鉛板を載置して、この黒鉛板上の前記熱分解炭素被膜
にガラス原料を接触させて、 これらの全体を１種もしくは２種以上の不活性ガス雰囲
気中に配置しなからガラス原料からガラス製品を製造す
る」 ことにその特徴があり、これにより、軟化工程における
カラス原料の他の部分への付着を防止できて、結晶化カ
ラス製品を容易かつ確実に製造することのできる方法を
提供することができるのである。

以　　」−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 耐火物上に載置したガラス原料をその軟化点温度以上に
   加熱することにより、このガラス原料を軟化変形させな
   がらその結晶を析出させて、結晶化したガラス製品を製
   造する方法において、前記耐火物上に、少なくとも前記
   ガラス原料と接触する表面に熱分解炭素被膜を形成した
   黒鉛板を載置して、この黒鉛板上の前記熱分解炭素被膜
   に前記ガラス原料を接触させて、 これらの全体を１種もしくは２種以上の不活性ガス雰囲
   気中に配置しながら前記ガラス原料からガラス製品を製
   造する方法。