JPH08175831A - 模様入り着色結晶化ガラス物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新規な外観を呈する建築用模様入り着色結晶
化ガラス物品を製造する方法を提供することである。 【構成】 まず軟化点より高い温度で熱処理すると軟化
変形しながら結晶が析出する性質を有する結晶性ガラス
小体の多数個を準備する。またガラス小体の多数個が軟
化融着し結晶化しているとともに、ガラス小体の界面に
存在する無機顔料によって着色されてなる結晶化ガラス
粗砕物を準備する。さらに無機顔料粉末を準備する。次
いでこれらを混合し、耐火性型枠内に集積して結晶性ガ
ラスの軟化点以上の温度で熱処理することを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建築物の外装材、内装
材等の化粧材に用いられる模様入り着色結晶化ガラス物
品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築物の外装材、内装材等の化粧材に用
いられる結晶化ガラス物品として、種々のものが提案さ
れている。

【０００３】例えば特公昭５５−２９０１８号には、結
晶性ガラス小体の多数個を集積し、これらを熱処理して
結晶化させる天然大理石様結晶化ガラス物品の製造方法
が開示されている。また着色結晶化ガラス物品の製造方
法として、結晶性ガラス小体と無機顔料粉末の混合物を
集積して熱処理する方法が特公平５−４３６５１号に開
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の建築
物の多様化に伴い、化粧材にも多様化が要求されてい
る。その多様化の１つとして色調や模様といった外観の
多様化があり、結晶化ガラス製の化粧材にも新規な外観
を呈するものが望まれている。

【０００５】本発明の目的は、新規な外観を呈する模様
入り着色結晶化ガラス物品を製造する方法を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の模様入り結晶化
ガラス物品の製造方法は、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針状の
結晶が析出する性質を有する結晶性ガラス小体の多数個
を準備する工程と、ガラス小体の多数個が軟化融着し結
晶化しているとともにガラス小体の界面に存在する無機
顔料によって着色されてなる結晶化ガラス小体を準備す
る工程と、無機顔料粉末を準備する工程と、結晶性ガラ
ス小体と結晶化ガラス小体と無機顔料粉末とを混合して
結晶性ガラス小体及び結晶化ガラス小体の表面に無機顔
料粉末を付着させた混合物を得る工程と、混合物を集積
して結晶性ガラスの軟化点以上の温度で熱処理する工程
とを含むことを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明において用いる結晶性ガラス小体は、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針状の結晶を析出する性質を有する
ものであり、化粧材として要求される諸特性（機械的強
度、耐候性等）を満足するものであればどのような組成
系のものでも使用できる。例えば主結晶としてβ−ウオ
ラストナイト（β−ＣａＯ・ＳｉＯ₂ ）、ディオプサイ
ド（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ₂ ）等の結晶を析出する
ガラス等が使用でき、特に重量％で、ＳｉＯ₂ ４０〜８
０％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ２〜１５％、ＣａＯ ３〜２５％、Ｚ
ｎＯ ０〜１５％、ＢａＯ ０〜２０％、Ｂ₂ Ｏ₃ ０〜
１０％、Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ＋Ｌｉ₂Ｏ ２〜２０％の組
成を有し、主結晶としてβ−ウオラストナイトを析出す
る結晶性ガラスや、ＳｉＯ₂ ４５〜８０％、Ａｌ₂ Ｏ₃
１〜２５％、ＣａＯ １〜２０％、ＭｇＯ ０．５〜２
０％、ＣａＯ＋ＭｇＯ １．５〜１８％、ＢａＯ ０〜
１８％、ＺｎＯ ０〜１８％、Ｎａ₂ Ｏ １〜１５％、
Ｋ₂ Ｏ ０〜７％、Ｌｉ₂ Ｏ ０〜５％、Ｂ₂ Ｏ₃ ０〜
１０％、Ｐ₂ Ｏ₅ ０〜１０％の組成を有し、主結晶とし
てディオプサイドを析出するガラス等を使用することが
好ましい。

【０００８】本発明において使用する結晶化ガラス小体
は、ガラス小体の多数個が軟化融着し結晶化していると
ともにガラス小体の界面に存在する無機顔料によって着
色されてなるものである。このような結晶化ガラス小体
は次のようにして作製する。まず、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
て針状の結晶を析出する性質を有するガラス小体の多数
個と無機顔料粉末をそれぞれ用意する。無機顔料粉末と
しては、後述するものを適宜選択して使用すれば良い。
次いでこれらを水や水溶性バインダーを添加しながら混
合してガラス小体表面に無機顔料粉末を付着させる。続
いてこれらを型枠内に集積し、熱処理して融着一体化さ
せるとともに結晶化させることにより作製する。このよ
うにして得られた結晶化ガラスは、そのまま結晶化ガラ
ス小体として使用してもよいが、さらに所望の形状とな
るように切断、粗砕等の加工を行ってから使用する方が
よい。なお結晶化ガラス小体を作製する際に使用するガ
ラス小体は、先記した結晶性ガラス小体と略同一組成の
ガラスを使用することが好ましい。

【０００９】また、本発明において用いる無機顔料粉末
は、耐熱性に優れ、褪色しないものであれば特に制限は
ない。なお無機顔料としては、例えば、ＮｉＯ、ＭｎＯ
₂ 、ＣｏＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 等の単体の着色酸
化物や、Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌスピネル、Ｓｎ−Ｓｉ
−Ｃａ−Ｃｒ−Ｚｎスフェイン、Ｚｒ−Ｓｉ−Ｐｒジル
コン、Ｚｒ−Ｓｉ−Ｖ−Ｐｒジルコン、Ｚｒ−Ｓｉ−Ｖ
ジルコン、Ｚｒ−Ｖジルコニア、Ａｌ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｚ
ｎスピネル、Ａｌ−Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｒスピネル、Ｆｅ−
Ｃｒ−Ｚｎ−Ａｌスピネル、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｚｎスピネ
ル、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ−Ｍｎスピネル、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏスピネル等の着色酸化物が使用できる。

【００１０】次に、本発明の模様入り着色結晶化ガラス
物品の製造方法を詳細に説明する。

【００１１】まず、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針状の結晶が
析出する性質を有する結晶性ガラス小体を多数個準備す
る。ガラス小体は粒径０．５〜１０ｍｍ程度のものを使
用することが好ましい。なお本発明でいうガラス小体と
は、ガラス水砕物、粒体、小球、小破片、棒状物等種々
の形状のものを含んでいる。また使用する結晶性ガラス
小体は、必ずしも１種のみに限定されるものではなく、
組成の異なる２種以上のガラス小体を混合して使用して
もよい。

【００１２】また結晶化ガラス小体を準備する。なお結
晶化ガラス小体は、後の熱処理によってもその形状が維
持されるため、適当な形状のものを選択することによ
り、結晶化ガラス物品に所望の形状の模様を現出させる
ことが可能になる。例えば粗砕物状の結晶化ガラス小体
を使用すると、御影石等の天然鉱物のような外観を得る
ことができる。また結晶化ガラス小体は、多数個用意し
てもよいが、仮に１個であっても差し支えない。

【００１３】また無機顔料粉末を準備する。なお無機顔
料粉末は、１種単独でもよいが、２種以上を混合して使
用しても差し支えない。また結晶化ガラス小体に含まれ
る無機顔料粉末と異なる色調を呈するものを選択するこ
とが望ましい。

【００１４】次に結晶性ガラス小体と結晶化ガラス小体
と無機顔料粉末とをミキサー等によって混合し、無機顔
料粉末を各ガラス小体の表面に付着させた混合物を得
る。これら混合物の混合割合は、結晶性ガラス小体６０
〜９０重量部、結晶化ガラス小体４０〜１０重量部、無
機顔料粉末０．１〜１０重量部の範囲が適当である。混
合割合をこのように限定した理由は、結晶性ガラス小体
が９０重量部より多くなると結晶化ガラス小体による模
様が現出し難くなり、６０重量部より少ないと流動し難
くなる。結晶化ガラス小体が４０重量部より多いと結晶
性ガラス小体が少なくなるため流動し難くなり、１０重
量部より少ないと結晶化ガラス小体の模様が現出し難く
なる。無機顔料粉末が１０重量部より多くなると結晶性
ガラス小体の軟化流動が阻害され、平滑な表面が得難く
なる傾向がある。一方、無機顔料粉末が０．１重量部よ
り少ないと十分な発色が得難くなるためである。

【００１５】各ガラス小体と無機顔料粉末とを混合する
方法としては、これらを適当量秤量し、乾式混合した
後、ガラス小体１００重量部に対して水又は水溶性バイ
ンダーを０．１〜５重量部添加して充分に攪拌混合すれ
ばよい。水や水溶性バインダーを添加する理由は、無機
顔料粉末がガラス小体表面に付着し易くするためであ
る。なお水又は水溶性有機バインダーの添加量を０．１
〜５重量部としたのは、無機顔料粉末とガラス小体の粒
度が大きく異なるために０．１重量部未満では混合が充
分に行われ難い。更にガラス小体表面に無機顔料粉末が
付着し難く、得られる結晶化ガラス物品の色むらが激し
くなリ易い。一方、５重量部を越えると顔料粉末の凝集
が著しくなって上記同様色むらが激しくなり易いためで
ある。

【００１６】その後、得られた混合物を耐火物製の型枠
内に集積し、結晶性ガラスの軟化点より高い温度で熱処
理すると、結晶性ガラス小体が軟化変形してガラス小体
同士を融着一体化させるとともに、結晶性ガラス小体の
表面から内部に向かって針状の結晶が析出する。また、
各ガラス小体の界面に無機顔料粉末による着色層が形成
される。

【００１７】このようにして模様入り着色結晶化ガラス
物品を得ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の模様入り着色結晶化ガラスの
製造方法を実施例に基づいて説明する。

【００１９】まず、重量百分率でＳｉＯ₂ ６３．０％、
Ａｌ₂ Ｏ₃ ６．５％，ＣａＯ １５．０％、ＺｎＯ
４．３％、ＢａＯ ５．０％、Ｂ₂ Ｏ₃ ０．８％、Ｎａ
₂ Ｏ２．８％、Ｋ₂ Ｏ １．０％、Ｌｉ₂Ｏ １．６％
の組成となるように調合したガラス原料を１４００〜１
５００℃で１２時間溶融した。次いでこのガラスを水中
に投下して水砕した後、乾燥し、さらに粉砕、分級して
最大粒径２ｍｍの結晶性ガラス粉砕物を得た。このガラ
ス粉砕物は軟化点が８００℃であり、結晶化させると主
結晶としてβ−ウオラストナイトを析出し、白色の結晶
化ガラスとなるものであった。

【００２０】また上記結晶性ガラス粉砕物と同一組成を
有し、緑色の色調を呈する結晶化ガラス粗砕物を多数個
準備した。この結晶化ガラス粗砕物は次のようにして作
製した。まず上記結晶性ガラス粉砕物とＺｒ−Ｓｉ−Ｖ
−Ｐｒジルコン顔料（平均粒径１０μｍ、緑色）を重量
比で９８：２の割合となるように秤量し、ミキサー中で
乾式混合した後、２重量部の５％ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）水溶液を添加してさらに攪拌混合した。続い
てこれらの混合物をムライト製の型枠内に集積し、１１
００℃で２時間熱処理することによって、無機顔料の存
在により緑色の色調を呈する結晶化ガラス板を得た。そ
の後、粗砕機にて粗砕し、最大長が２０ｍｍ以下の結晶
化ガラス粗砕物を得た。

【００２１】またＡｌ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｚｎスピネル顔料
（平均粒径１０μｍ、濃青緑色）を用意した。

【００２２】次に結晶性ガラス粉砕物と結晶化ガラス粗
砕物と無機顔料粉末とを重量比で７０：２７：３となる
ように秤量し、ミキサー中で乾式混合した後、２重量部
の５％ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）水溶液を添加し
てさらに攪拌混合した。

【００２３】その後、これらの混合物をムライト製の型
枠内に集積し、１１００℃で２時間熱処理することによ
って結晶化ガラス板を得た。

【００２４】このようにして得られた結晶化ガラス板は
平滑でクラックのない表面を有しており、青緑色の基地
部分の中に粗砕物状の緑色部分が点在する美しい外観を
呈していた。

【００２５】表面を詳細に観察したところ、基地部分は
全体として青緑色の色調を呈していたが、これは非常に
細かい白色のガラス小体とその界面に存在する濃青緑色
の着色層とからなっていた。また粗砕物部分は全体とし
て緑色の色調を呈していたが、これも非常に細かい白色
のガラス小体とその界面に存在する緑色の着色層からな
るものであった。

【００２６】

【発明の効果】本発明の方法によれば、結晶性ガラス小
体、結晶化ガラス小体或いは無機顔料粉末の種類、大き
さ、形状、混合割合等を変えることにより、多種多様な
模様入り着色結晶化ガラス物品を製造することが可能と
なり、化粧材の多様化の要求を満足させることができ
る。

【００２７】また本発明の方法は、無機顔料を含む結晶
化ガラス物品を製造する上で発生する結晶化ガラス屑
を、結晶化ガラス小体として再利用できるため、資源の
有効活用を図ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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針状の結晶が析出
   する性質を有する結晶性ガラス小体の多数個を準備する
   工程と、 ガラス小体の多数個が軟化融着し結晶化しているととも
   に、ガラス小体の界面に存在する無機顔料によって着色
   されてなる結晶化ガラス小体を準備する工程と、 無機顔料粉末を準備する工程と、 結晶性ガラス小体と結晶化ガラス小体と無機顔料粉末と
   を混合して結晶性ガラス小体及び結晶化ガラス小体の表
   面に無機顔料粉末を付着させた混合物を得る工程と、 混合物を集積して結晶性ガラスの軟化点以上の温度で熱
   処理する工程とを含むことを特徴とする模様入り着色結
   晶化ガラス物品の製造方法。