JPH09208262A - 低膨張結晶化ガラス装飾用組成物及びこれを用いて装飾した低膨張結晶化ガラス板 - Google Patents
低膨張結晶化ガラス装飾用組成物及びこれを用いて装飾した低膨張結晶化ガラス板Info
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Abstract
を用い、クラックが発生せず、また耐摩耗性や耐酸性に
優れた装飾被膜を形成することが可能な低膨張結晶化ガ
ラス装飾用組成物と、これを用いて装飾した低膨張結晶
化ガラス板を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の低膨張結晶化ガラス装飾用組成
物は、ガラス粉末 40〜98重量%と、着色顔料 1
〜55重量%と、フィラー 0〜54重量%とからな
り、該ガラス粉末が、重量百分率でSiO2 55〜7
2%、Al2 O34〜8%、B2 O3 14〜22%、
BaO 2〜4%、Na2 O 5.1〜15%、Li2
O 0〜2%、K2 O 0〜2.8%、F2 0〜2%
の組成を有することを特徴とする。
Description
発熱手段を用いた電気調理器や電磁調理器のトッププレ
ートとして使用される低膨張結晶化ガラス板およびそれ
に用いられる装飾用組成物に関するものである。
のため最近特に需要が高まっており、これのトッププレ
ート等として、30〜750℃における熱膨張係数が、
約−5〜30×10-7/℃程度の低膨張結晶化ガラス板
が使用されている。
を絵付けする場合、陶磁器の釉薬等に用いられるガラス
粉末と、着色顔料とからなる装飾用組成物が従来より広
く使われており、これらを混合し、ペースト状にした
後、結晶化ガラス板の表面にスクリーン印刷し、所定温
度で焼成することによって装飾被膜が形成される。
用結晶化ガラス板に形成される装飾被膜には、人体に有
害な物質を含まないこと、クラックが発生し難いこと、
耐摩耗性や耐酸性に優れていること等が要求されてい
る。
飾用組成物には、上記要求全てを満足する装飾被膜を形
成できるものはなく、例えばクラックが生じ難く、耐摩
耗性や耐酸性に優れた装飾被膜が得られる公知の装飾用
組成物では、ガラス粉末中に有害なPbOを含んでい
る。またPbOを含まないホウケイ酸系のガラス粉末を
用いた装飾用組成物も提案されているが、得られる被膜
は耐摩耗性が十分に高くないという欠点がある。
あり、PbO等の有害な成分を含まないガラス粉末を用
い、クラックが発生せず、また耐摩耗性や耐酸性に優れ
た装飾被膜を形成することが可能な低膨張結晶化ガラス
装飾用組成物と、これを用いて装飾した低膨張結晶化ガ
ラス板を提供することを目的とする。
ラス装飾用組成物は、ガラス粉末 40〜98重量%
と、着色顔料 1〜55重量%と、フィラー 0〜54
重量%とからなり、該ガラス粉末が重量百分率でSiO
2 55〜72%、Al2 O3 4〜8%、B2O3
14〜22%、BaO 2〜4%、Na2 O 5.1〜
15%、Li2 O0〜2%、K2 O 0〜2.8%、F
2 0〜2%の組成を有することを特徴とする。
は、低膨張結晶化ガラス板の表面に、ガラス成分 40
〜98重量%と、着色顔料成分 1〜55重量%と、フ
ィラー0〜54重量%とからなる装飾被膜が形成されて
なり、該ガラス成分が重量百分率でSiO2 55〜7
2%、Al2 O3 4〜8%、B2 O3 14〜22
%、BaO 2〜4%、Na2 O 5.1〜15%、L
i2 O 0〜2%、K2O 0〜2.8%、F2 0〜
2%の組成を有することを特徴とする。
上記のように限定した理由を以下に述べる。
くは60〜65%である。SiO2が55%より少ない
とガラスの耐酸性が劣化する。また熱膨張係数が大きく
なり、低膨張結晶化ガラス板との膨張差が大きくなり過
ぎて、形成される装飾被膜にクラックが発生し易くな
る。また72%より多いとガラスの流動性が低くなって
焼結性が低下し、装飾被膜の耐摩耗性が劣化する。
は5〜7%である。Al2 O3 が4%より少ない場合、
及び8%より多い場合は何れもガラスの流動性が低くな
り、好ましくない。
くは16〜20%である。B2 O3が14%より少ない
とガラスの流動性が低くなり、22%より多いと熱膨張
係数が大きくなり過ぎるため好ましくない。
3.5%である。BaOが2%より少ないとガラスの流
動性が悪くなり、4%より多いと熱膨張係数が大きくな
り過ぎる。
成するために必須の成分である。この系のホウケイ酸ガ
ラスにNa2 Oを含有させると、ガラスの流動性が大幅
に向上して強固に焼結し、十分な耐摩耗性を有する装飾
被膜を得ることが可能となる。Na2 Oの含有量は5.
1〜15%、好ましくは5.4〜10%である。Na2
Oが5.1%より少ないと上記した効果を得ることがで
きず、15%より少ないと耐酸性が著しく低下する。ま
た熱膨張係数が大きくなり易い。
0.1〜1.5%である。Li2 Oが2%より多いと耐
酸性が著しく低下する。また熱膨張係数が大きくなり易
い。
は0〜2.3%である。K2 Oが2.8%より多いと耐
酸性が著しく低下する。また熱膨張係数が大きくなり易
い。
1.5%である。F2 が2%より多いと流動性が不安定
になり、安定した装飾被膜が得難くなる。
分を含有せず、低温で流動し、熱膨張係数が低く、耐摩
耗性と耐酸性に優れている。
しては、一般に市販されている顔料が使用可能であり、
例えばNiO(緑色)、MnO2 (黒色)、CoO(黒
色)、Fe2 O3 (茶褐色)、Cr2 O3 (緑色)、T
iO2 (白色)等の着色酸化物、Cr−Al系スピネル
(ピンク色)、Sn−Sb−V系ルチル(グレー色)、
Ti−Sb−Ni系ルチル(黄色)、Zr−V系バデラ
イト(黄色)等の酸化物、Co−Zn−Al系スピネル
(青色)、Zn−Fe−Cr系スピネル(茶色)等の複
合酸化物、Ca−Cr−Si系ガーネット(ビクトリア
グリーン色)、Ca−Sn−Si−Cr系スフェイン
(ピンク色)、Zr−Si−Fe系ジルコン(サーモン
ピンク色)、Co−Zn−Si系ウイレマイト(紺青
色)、Co−Si系カンラン石(紺青色)等のケイ酸塩
が適している。
上させる目的でフィラーを54重量%まで混合すること
ができる。このフィラーとしては、ジルコン及びジルコ
ニアの1者あるいは両者を使用することが好ましい。
末、着色顔料及びフィラーの混合割合を上記のように限
定した理由は次の通りである。ガラス粉末が40重量%
より少ないと流動性が低くなって耐摩耗性が低下し、ま
た98重量%より多いと流動し過ぎて所望の絵柄を得難
くなる。着色顔料が1重量%より少ないと所望の色調が
得られず、55重量%より多いと流動性が低くなり、好
ましくない。さらにフィラーが、54重量%より多い場
合も、流動性が低くなるため好ましくない。
80℃における熱膨張係数が約20〜70×10-7/℃
であり、また約900℃以下の熱処理で装飾被膜を形成
することが可能なものである。
張結晶化ガラス板に装飾被膜を形成する方法を述べる。
末、着色顔料及びフィラーを混合する。またエチルセル
ロース、ニトロセルロース、アクリル樹脂等をテルピネ
オール、ブチルカルビトールアセテート等の溶剤に溶解
させてビークルを作製する。次いで混合粉末とビークル
とを所望の割合で混合し、スリーロールミルやボールミ
ルで混練してペースト状にする。
性ガラス板を用意する。低膨張結晶化ガラスとしては、
30〜750℃における熱膨張係数が約−5〜30×1
0-7/℃のものが使用でき、例えば重量%で、SiO2
60〜75%、Al2 O315〜25%、Li2 O
2.5〜5%、MgO 0〜3%、ZnO 0〜3%、
BaO 0〜3%、TiO2 1〜7%、ZrO2 0
〜3%、P2 O50〜3%、Na2 O 0〜2%、K2
O 0〜1%、V2 O5 0〜0.5%、Fe2 O3
0〜0.5%、NiO 0〜0.5%、CoO 0〜
0.2%の組成を有し、β−石英固溶体結晶を析出して
なる結晶化ガラスが、耐衝撃性や強度に優れているため
好適である。また低膨張結晶性ガラスとしては、この結
晶化ガラスの原ガラスが使用できる。
法を用いて低膨張結晶化ガラス板又は低膨張結晶性ガラ
ス板の表面に塗布する。このとき形成される装飾被膜の
膜厚が0.2〜20μmとなるように塗布することが重
要である。即ち、膜厚が0.2μmより薄いと耐摩耗性
が不十分であり、20μmより厚くなると装飾被膜にク
ラックが発生し易くなるためである。
処理すると、ガラス成分 40〜98重量%と、着色顔
料成分 1〜55重量%と、フィラー成分 0〜54重
量%からなり、該ガラス成分が重量百分率でSiO2
55〜72%、Al2 O34〜8%、B2 O3 14〜
22%、BaO 2〜4%、Na2 O 5.1〜15
%、Li2 O 0〜2%、K2 O 0〜2.8%、F2
0〜2%の組成を有する装飾用被膜が表面に形成され
た結晶化ガラス板を得ることができる。
する。
〜21)と、比較例(試料No.22〜24)を示すも
のである。
た。
ス原料を1400〜1500℃の温度で10〜15時間
溶融し、フィルム状に成形した後、ボールミルにて微粉
砕し、平均粒径5μmのガラス粉末を得た。さらにこの
ガラス粉末と、市販の着色顔料と、ジルコン粉末及びジ
ルコニア粉末を混合して試料を得た。尚、着色顔料とし
ては、黄色顔料(TiO2 −Sb2 O3 −NiO系ルチ
ル)、茶色顔料(ZnO−Fe2 O3 −Cr2 O3 系ス
ピネル)、白色顔料(TiO2 )を使用した。尚、黄色
顔料と茶色顔料は、日本フェロー株式会社製のフェロー
カラー(商品名)を使用し、白色顔料は、石原産業株式
会社製品を使用した。
ルに溶解させたビークルと各試料とを重量比で1:2の
割合で混練してペースト状にし、試料No.1〜5及び
10〜17については低膨張結晶化ガラス板に、試料N
o.6〜9及び18〜24については低膨張結晶性ガラ
ス板にそれぞれスクリーン印刷法を用いて塗布した。
%でSiO2 66%、Al2 O323%、Li2 O
4%、MgO 0.5%、ZnO 0.3%、TiO2
5%、V2 O5 0.2%、Na2 O 0.5%、K2
O 0.5%からなり、50×50×4mmの大きさの
ものを使用し、また低膨張結晶化ガラス板としては、上
記の低膨張結晶性ガラス板を熱処理することによって、
内部にβ−石英固溶体結晶が析出し、30〜750℃の
温度で−3×10-7/℃の熱膨張係数を有するものを使
用した。
することによって、ベージュ色の装飾被膜が、表面に形
成された低膨張結晶化ガラス板を得た。尚、この装飾被
膜の膜厚を測定したところ、0.5〜20μmであっ
た。
た装飾被膜の熱膨張係数、クラックの有無、耐摩耗性及
び耐酸性について評価した。結果を各表に示す。
No.1〜21を用いて作製した装飾被膜は、30〜3
80℃における熱膨張係数が34〜60×10-7/℃で
あり、またクラックが認められず、高い耐摩耗性と耐酸
性を有していた。
と23を用いて作製した装飾被膜は、耐摩耗性が低く、
剥離が生じた。また試料No.24を用いて作製した装
飾被膜は、耐酸性が悪かった。
にプレス成形した後、850℃で焼成し、この焼成物を
差動検出式相対膨張計にて測定した。クラックの有無
は、装飾被膜表面を光学顕微鏡で観察して評価した。
(100φ)を用いて、装飾被膜の表面を荷重3kg、
片道100mm/秒の速度で1000回往復した後、被
膜の変化を目視で判定し、全く変化のないものを良、少
しでも変化したものを不良とした。
された結晶化ガラスを90℃の1%HCl溶液に6時間
浸した後、装飾被膜の外観を目視にて観察し、変化がな
かったものを良、少しでも変化したものを不良とした。
成物は、使用するガラス粉末にPbO等の有害な成分を
含んでいない。またクラックがなく、耐摩耗性や耐酸性
に優れた装飾被膜を形成することが可能である。
した本発明の低膨張結晶化ガラス板は、装飾被膜中に有
害な成分を含まず、しかも被膜が剥がれ難いため、電気
調理器や電磁調理器のトッププレートとして好適であ
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 ガラス粉末 40〜98重量%と、着色
顔料 1〜55重量%と、フィラー 0〜54重量%と
からなり、該ガラス粉末が重量百分率でSiO2 55
〜72%、Al2 O3 4〜8%、B2 O3 14〜2
2%、BaO2〜4%、Na2 O 5.1〜15%、L
i2 O 0〜2%、K2 O 0〜2.8%、F2 0〜
2%の組成を有することを特徴とする低膨張結晶化ガラ
ス装飾用組成物。 - 【請求項2】 低膨張結晶化ガラス板の表面に、ガラス
成分 40〜98重量%と、着色顔料成分 1〜55重
量%と、フィラー 0〜54重量%とからなる装飾被膜
が形成されてなり、該ガラス成分が重量百分率でSiO
2 55〜72%、Al2 O3 4〜8%、B2 O3
14〜22%、BaO 2〜4%、Na2 O 5.1〜
15%、Li2 O 0〜2%、K2 O 0〜2.8%、
F20〜2%の組成を有することを特徴とする低膨張結
晶化ガラス板。
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