JPH05279082A - 結晶化ガラスの製造方法 - Google Patents

結晶化ガラスの製造方法

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JPH05279082A
JPH05279082A JP7989092A JP7989092A JPH05279082A JP H05279082 A JPH05279082 A JP H05279082A JP 7989092 A JP7989092 A JP 7989092A JP 7989092 A JP7989092 A JP 7989092A JP H05279082 A JPH05279082 A JP H05279082A
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信 中山
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C10/00Devitrified 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
    • C03C10/0036Devitrified 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 a divalent metal oxide as main constituents
    • C03C10/0045Devitrified 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 a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents

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Abstract

(57)【要約】 【目的】外観に優れ、天然石に近い模様を有する結晶化
ガラスを容易に且つ経済的に製造する方法を提供するこ
と。 【構成】(1) SiO2 55〜75重量%、(2) Al2
3 0〜15重量%、(3)CaO3〜15重量%及びMg
O6〜15重量%であって、且つ(CaO+MgO)と
して13〜25重量%、(4) ZnO0〜5重量%、(5)
2 3 0〜8重量%並びに(6) Na2 O、K2 O及び
Li2 Oの少なくとも1種3〜8重量%からなるガラス
組成原料の100重量部に対し、Na2 SO4 0.2〜
1重量部及び炭素0.05〜0.5重量部を加えた後、
溶融、成形及び熱処理することを特徴とする結晶化ガラ
スの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、結晶化ガラスの製造方
法に関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】従来よりTiO2 、Zr
2 、硫化物、フッ素等の核形成剤を含む一定のガラス
組成域の原料を熱処理して得られる結晶化ガラスについ
ては良く知られている。そして、外観が天然石に似てい
るという特徴を利用して、結晶化ガラスを建築用内外装
材等に応用する試みがなされている。しかし、通常の結
晶化ガラスでは、核形成剤を用いて製造されるため、微
細な結晶を均質に析出させることができる反面、その外
観が単調なものとなってしまうので、天然石材が有する
ような深みのある光沢を得ることまではできなかった。
【0003】これに対し、β−ウォラストナイト(Ca
O・SiO2 )系の結晶化ガラス(特公昭55−290
18号)、ディオプサイト(CaO・MgO・2SiO
2)系の結晶化ガラス(特開平3−205323号)等
が知られている。これらの結晶化ガラスは、核形成剤を
含まないため、結晶粒が比較的粗く、より天然石に近い
外観を有するものである。
【0004】しかしながら、これらはいずれも、表面か
ら析出する結晶を利用して結晶化を行なうために、その
表面積をできるだけ大きくする必要がある。従って、製
造時には溶融ガラスをまず粉砕分級した上で、そのガラ
ス小体を集積し、次いでこれを熱処理して融着一体化さ
せるという複雑な操作が要求されることになり、生産性
や経済性の見地からみれば工業的規模での生産に適した
ものとは言い難い。
【0005】
【問題点を解決するための手段】本発明の目的は、外観
に優れ、天然石に近い模様を有する結晶化ガラスを容易
に且つ経済的に製造する方法を提供することにある。
【0006】本発明者は、上記の核形成剤を含まない結
晶化ガラスにおける問題点に鑑み、鋭意研究した結果、
3重量%以上のCaO及び6重量%以上のMgOを含有
し、且つ当該CaOとMgOの合計が13重量%以上と
なるような特定組成をガラス原料に採用する場合には、
核形成剤を用いなくても、結晶化率が40%以上の、人
工石材に最適な結晶化ガラスを比較的容易に製造できる
ことを見出し、本発明を完成した。
【0007】即ち、本発明は、(1) SiO2 55〜75
重量%、(2) Al2 3 0〜15重量%、(3) CaO3
〜15重量%及びMgO6〜15重量%であって、且つ
(CaO+MgO)として13〜25重量%、(4) Zn
O0〜5重量%、(5) B2 3 0〜8重量%並びに(6)
Na2 O、K2 O及びLi2 Oの少なくとも1種3〜8
重量%からなるガラス組成原料の100重量部に対し、
Na2 SO4 0.2〜1重量部及び炭素0.05〜0.
5重量部を加えた後、溶融、成形及び熱処理することを
特徴とする結晶化ガラスの製造方法に係るものである。
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。
【0009】本発明の製造方法における原料組成の第1
成分としてSiO2 を55〜75重量%含有させる。S
iO2 は結晶化ガラス中の主結晶となるディオプサイト
の主成分である。上記割合が55重量%未満の場合には
結晶が生成しにくく、75重量%を上回る場合にはガラ
ス原料が溶融しにくくなる。
【0010】第2の成分としてAl2 3 を0〜15重
量%含有させる。Al2 3 を添加する場合は、得られ
る結晶化ガラスの耐候性が向上するので好ましいが、1
5重量%を超えるとガラス原料が溶融しにくくなる。
【0011】第3の成分としてCaOを3〜15重量%
及びMgOを6〜15重量%含有させる。CaOの割合
が3重量%を下回ると所望の結晶を得るのが困難とな
り、15重量%を超えると成形時に失透し易くなるので
好ましくない。またMgOの配合割合が、上記範囲外で
は所望の結晶が得られなくなるおそれがある。尚、上記
CaOとMgOはそれぞれ上記所定の配合割合を満たし
た上、さらに両者の合計の割合が13〜25重量%とす
ることを要件とする。この割合が13重量%を下回る場
合には結晶化率の低下が引き起こされ、建材等に適した
特性が得られず、また25重量%を上回ると原料溶融時
に炉材の侵食が激しくなる。
【0012】第5の成分としてZnOを0〜5重量%含
有させる。ZnOを添加した場合には融剤としての役割
を果たすが、その配合割合が5重量%を超えると他の結
晶が生成するので好ましくない。
【0013】第6の成分としてB2 3 を0〜8重量%
含有させる。B2 3 を添加した場合にも融剤としての
役割を果たすが、その配合割合が8重量%を超えると分
相が生じ易くなるので好ましくない。
【0014】第7の成分としてNa2 O、K2 O及びL
2 Oの少なくとも1種を融剤として3〜8重量%含有
させるが、混合アルカリ効果の上からこれらのうちの2
成分以上を用いるのが好ましい。また、配合割合を多く
すれば結晶が粗くなり透明に近いものが生成し、少なく
すれば結晶は緻密で不透明なものとなる傾向が強くな
る。なお、Li2 Oを用いれば結晶粒界にできる貫入を
防止することも可能である。
【0015】上記各成分からなるガラス組成原料100
重量部に、Na2 SO4 0.2〜1重量部及び炭素0.
05〜0.5重量部を加える。これらの成分は析出する
結晶粒を比較的大きくする働きがあり、これにより投光
感のある大理石模様を発現させることができる。Na2
SO4 が1重量部又は炭素が0.5重量部を超える場合
にはガラスが褐色を帯びるおそれがあり、Na2 SO4
が0.2重量部又は炭素が0.05重量部を下回るとき
には上記作用が不十分となり、結晶が過度に緻密化して
大理石模様が発現しなくなるおそれがある。
【0016】尚、これらの原料において、上記B2 3
又はNa2 O、K2 O及びLi2 Oの一部をPbO又は
BaOでそれぞれ置換することもできる。さらに、本発
明では、通常使用されている着色剤、消泡剤等の各種添
加剤を必要に応じて、本発明の効果を低減させない範囲
内で添加することも可能である。
【0017】以上により得られる原料を充分に混合した
後、常法に従って1400〜1500℃程度で溶融し、
所望の形状に成形し、歪を取り除くために冷却速度1〜
2℃/分程度で徐冷を行なう。冷却後、1000〜11
00℃程度で2〜5時間程度の熱処理を行なうことによ
り、ガラス表面及び内部からランダムに結晶が生長して
本発明の結晶化ガラスとなる。この結晶化ガラスの主結
晶相はディオプサイト(CaO・MgO・2SiO2
及びアルミナ含有ディオプサイトからなるものである。
またさらに、上記結晶化ガラスを常法により研磨・加工
すれば、光沢性に優れた美しい外観を有する材料が得ら
れる。
【0018】また、本発明に示すガラス組成原料を溶融
して得られたガラス板等を破砕することによってガラス
塊を得、これを棚板上に置いて焼成すれば、ガラス塊は
互いに融着して自ら水平面を形成し、その後には不均一
な内部結晶が析出するという特性を有する。従って、こ
の特性を利用することによって、より変化に富んだ装飾
材を作製することも可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、核形成剤を
用いないのにも拘らず、前記特開平3−205323号
の方法にあるのような融着工程を必要とせず、通常のガ
ラスの製法に基いて容易に且つ経済的に結晶化ガラスを
製造することができる。例えば、通常の板ガラスのロー
ルアウト法等を利用して板状成形物をつくり、これを熱
処理するだけで本発明の結晶化ガラスが得られる。
【0020】また、本発明製造方法により得られる結晶
化ガラスは、大理石模様を発現し、さらにこれを研磨・
加工すれば美しい光沢を付与でき、天然石に近い外観を
有する結晶化ガラスを得ることができる。しかも、結晶
化率が約40%以上に達するため、優れた強度、硬度、
耐候性等を発揮し、人工石材、建築用装飾材等の各種材
料に幅広く応用することができる。
【0021】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明瞭にする。
【0022】実施例1 表1に示すようなガラス組成原料を調合し、充分に混合
した後、坩堝にいれて1450℃で8時間溶融した。次
いで、この溶融ガラスを型枠に流し込み、300mm×6
00mm×25mmの板状に成形した後、徐冷炉に入れて徐
冷し、歪の除去を行なった。
【0023】その後、成形物を炉の中に入れ、100℃
/hの昇温速度で1100℃まで昇温し、この温度で2
時間保持した後、炉内放冷を行なうことにより結晶化ガ
ラスを得た。続いて、これを常法に従って研磨・加工す
ると天然石模様の結晶化ガラスが得られた。表1には得
られた結晶化ガラスの結晶化率及び外観について調べた
結果も併記する。
【0024】またさらに、上記結晶化ガラスにおける曲
げ強度、耐酸性及びモース硬度について、各物性試験を
行なった。この結果を表2に示す。尚、耐酸性について
は、1%硫酸水溶液に上記結晶化ガラスを650時間浸
漬した後の外観変化を観察することにより評価した。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】実施例2〜4 表1に示すようなガラス組成原料とした以外は、実施例
1と同様にして結晶化ガラスを製造した。得られた結晶
化ガラスの結晶化率及び外観について調べた結果を表1
に示す。
【0028】比較例1 Na2 SO4 及び炭素を添加しない以外は、実施例1と
同様にして結晶化ガラスを製造した。得られた結晶化ガ
ラスの結晶化率及び外観について調べた結果を表1に示
す。
【0029】比較例2 本発明の組成範囲外のガラス組成原料から実施例1と同
様の方法で結晶化ガラスを製造した。得られた結晶化ガ
ラスの結晶化率及び外観について調べた結果を表1に示
す。
【0030】以上の結果より、本発明の製造方法により
得られる結晶化ガラスは、天然石よりも優れた物性を有
し、且つ外観が大理石と類似しているために内装材、外
装材等に適していることがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1) SiO2 55〜75重量%、(2) Al
    2 3 0〜15重量%、(3) CaO3〜15重量%及び
    MgO6〜15重量%であって、且つ(CaO+Mg
    O)として13〜25重量%、(4) ZnO0〜5重量
    %、(5) B2 3 0〜8重量%並びに(6) Na2 O、K
    2 O及びLi2 Oの少なくとも1種3〜8重量%からな
    るガラス組成原料の100重量部に対し、Na2 SO4
    0.2〜1重量部及び炭素0.05〜0.5重量部を加
    えた後、溶融、成形及び熱処理することを特徴とする結
    晶化ガラスの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000012440A3 (fr) * 1998-08-28 2001-03-01 Boris Georgievich Koldaev Procede de preparation d'un materiau a base de verre cristallin et de pierre
WO2006135049A1 (ja) * 2005-06-16 2006-12-21 Nippon Electric Glass Co., Ltd 天然大理石様結晶化ガラス及びその製造方法
JP2012144391A (ja) * 2011-01-11 2012-08-02 Jian Quan Glass Development Co Ltd 模様付き結晶化ガラス物品

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JP2012144391A (ja) * 2011-01-11 2012-08-02 Jian Quan Glass Development Co Ltd 模様付き結晶化ガラス物品

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