JPH1025133A - 焼結結晶化ガラス物品及びその製造方法 - Google Patents

焼結結晶化ガラス物品及びその製造方法

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JPH1025133A
JPH1025133A JP19963496A JP19963496A JPH1025133A JP H1025133 A JPH1025133 A JP H1025133A JP 19963496 A JP19963496 A JP 19963496A JP 19963496 A JP19963496 A JP 19963496A JP H1025133 A JPH1025133 A JP H1025133A
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JP
Japan
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glass
crystallized glass
powder
clay mineral
crystallized
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JP19963496A
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English (en)
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Yoshio Hashibe
吉夫 橋部
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Crystal Kurei Kk
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Crystal Kurei Kk
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規な外観を呈し、化粧材として好適な焼結
結晶化ガラス物品とその製造方法を提供する。 【解決手段】 結晶化ガラス及び非晶質ガラスからなる
生地に、骨材として粘土鉱物が分散してなることを特徴
とする。このような焼結結晶化ガラス物品を製造する方
法としては、結晶化ガラス粉末、非晶質ガラス粉末、及
び粘土鉱物粉末の混合物を水分調整して混練し、プレス
成型した後、1000〜1100℃で焼成すればよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、建築物の外壁材、内壁
材、床材等の化粧材に使用される焼結結晶化ガラス物品
と、その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガラスを結晶化させてなる結晶化ガラス
は、機械的強度や化学耐久性が高い等、優れた特性を有
しており、これらの特性を生かして建築物の外壁材、内
壁材、床材等の化粧材として使用されている。
【0003】このような結晶化ガラス物品として、従来
より種々のものが提案されており、例えば特公昭55−
29018号には結晶性ガラス小体の多数個を耐火性の
型枠内に集積し、焼成して結晶化させた天然大理石模様
を有する結晶化ガラス物品が開示されており、また特公
昭60−49145号には特定組成の結晶性ガラスをロ
ール製板し、焼成して結晶化させた無地で光沢のある結
晶化ガラス物品が開示されている。
【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。その多様化の一つとして模様、色調、質感といった
外観の多様化があり、結晶化ガラスを用いた化粧材にも
新規な外観を呈するものが求められている。
【0005】また、従来の結晶化ガラス物品は、結晶化
のための焼成工程でガラスが軟化流動するため、得られ
る結晶化ガラス物品の寸法は不安定である。また型枠を
用いる場合、これとの反応により端部の品位が劣化す
る。このため、通常は製品寸法よりやや大きめの結晶化
ガラス物品を作製した後、端部を切断して所望の寸法に
仕上げることが行われている。このため切断工程が必要
となり、また切断片が発生してしまう。
【0006】本発明の目的は、新規な外観を呈し、化粧
材として好適な結晶化ガラス物品と、このような結晶化
ガラス物品を、焼成後に切断加工することなく製造でき
る方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の焼結結晶化ガラ
ス物品は、結晶化ガラスと非晶質ガラスが混在する生地
中に、骨材として粘土鉱物が分散してなることを特徴と
する。
【0008】また本発明の焼結結晶化ガラス物品の製造
方法は、結晶化ガラス粉末及び/又は結晶性ガラス粉末
と、非晶質ガラス粉末と、粘土鉱物粉末との混合物を水
分調整して混練し、成型した後、焼成することを特徴と
する。
【0009】
【作用】本発明の焼結結晶化ガラス物品は、結晶化ガラ
スと非晶質ガラスが混在した生地中に粘土鉱物が分散し
ており、不透明な部分(結晶化ガラス)と透明な部分
(非晶質ガラス)が混在した光沢のある生地と、生地中
に分散した陶器様の部分(粘土鉱物)とからなる外観を
呈する。
【0010】また本発明の製造方法においては、ガラス
粉末とともに粘土鉱物粉末を使用するために、焼成によ
って緻密に焼結一体化するとともに、成型体自体が殆ど
変形せず形状が維持される。このため本発明の焼結結晶
化ガラス物品は、従来の結晶化ガラス物品と異なり、型
枠等を使用しなくても所定の製品寸法を得ることができ
る。
【0011】本発明の焼結結晶化ガラス物品において、
生地の構成成分である結晶化ガラスとしては、例えば主
結晶としてβ−ウォラストナイト、ディオプサイト、フ
ォルステライト、ガーナイト、アノーサイト、デビトラ
イト等の結晶が析出したものを使用することができる。
特に重量%でSiO2 40〜77%、Al230.
5〜25%、CaO 0.5〜25%、ZnO 0〜1
8%、BaO 0〜18%、Na2 O 0.5〜25
%、K2 O 0〜10%、Li2 O 0〜4%、着色酸
化物(Fe23 、NiO、CoO、MnO2 、Cr2
3 等) 0〜3%の組成を有する結晶化ガラスや、重
量%でSiO2 40〜60%、Al23 10〜2
5%、MgO 0〜10%、ZnO 0〜10%、Mg
O+ZnO 3〜15%、B23 2〜15%、Na
2 O 4〜13%、K2 O 0〜5%、CaO 0〜5
%、BaO 0〜5%、TiO2 0〜5%、ZrO2
0〜5%、TiO2 +ZrO2 0.5〜8%、As2
3 0〜1%、Sb23 0〜1%、着色酸化物
(Fe23 、NiO、CoO、MnO2 、Cr23
等) 0〜3%の組成を有する結晶化ガラスを使用する
ことが望ましい。なお結晶化ガラス成分の結晶化ガラス
物品に占める割合は、重量%で5〜85%、特に10〜
80%が好適である。
【0012】また、結晶化ガラスとともに生地を構成す
る非晶質ガラスは、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウ
ケイ酸ガラス等、種々のガラスが使用できる。非晶質ガ
ラス成分のガラス物品に占める割合は、重量%で5〜8
5%、特に10〜80%が好適である。
【0013】なお結晶化ガラス成分と非晶質ガラス成分
の割合は、重量比で9:1〜1:9の範囲が好ましい。
【0014】骨材として含まれる粘土鉱物には、カオリ
ン、ベントナイト等が使用できる。特にカオリンとベン
トナイトを重量比で1:2〜4:1の割合で併用するこ
とが望ましい。また粘土鉱物成分の結晶化ガラス物品に
占める割合は重量%で10〜50%、特に10〜40%
が好ましい。
【0015】また本発明の焼結結晶化ガラス物品は、上
記成分の他、アルミナ、ムライト、ジルコン、ジルコニ
ア等のセラミック成分や無機顔料を含有していてもよ
い。この場合、セラミック成分の結晶化ガラス物品に占
める割合は40重量%以下が適当であり、また無機顔料
の添加量は、生地成分に対して0.1〜25重量%程度
が適当である。
【0016】次に、本発明の焼結結晶化ガラス物品を製
造する方法を説明する。
【0017】まず、結晶化ガラス粉末や結晶性ガラス粉
末を用意する。これらのガラス粉末の平均粒径は2mm
以下であることが好ましい。またこれらのガラス粉末に
は、廃棄ガラスを利用してもよい。なおこれらのガラス
粉末には、結晶量が5〜50重量%、好ましくは5〜4
0重量%の結晶化ガラスや、焼成すると結晶量が5〜5
0重量%、好ましくは5〜40重量%の結晶化ガラスと
なる性質を有する結晶性ガラスを使用することが望まし
い。析出結晶量をこのように限定する理由は、結晶の析
出量が5重量%未満ではガラス質が多いために軟化温度
が低くなって骨材との反応が強くなり、焼成によって変
形し易くなるとともに、焼成時に発生するガスが抜け難
くなって焼結体中に大きな気孔が残り、機械的強度が低
下し易くなる。一方結晶量が50重量%を超えるとガラ
ス粉末が軟化し難くなって緻密な焼成体となり難く、吸
水率が増大するとともに機械的強度が低下し易くなる。
このような結晶化ガラス粉末又は結晶性ガラス粉末とし
ては、例えば主結晶としてβ−ウォラストナイト、ディ
オプサイト、フォルステライト、ガーナイト、アノーサ
イト、デビトライト等の結晶が析出するものを使用する
ことができる。特に重量%でSiO2 40〜77%、
Al23 0.5〜25%、CaO 0.5〜25
%、ZnO 0〜18%、BaO 0〜18%、Na2
O 0.5〜25%、K2 O 0〜10%、Li2
0〜4%、、着色酸化物(Fe23 、NiO、Co
O、MnO2 、Cr23 等) 0〜3%の組成を有す
る結晶化ガラスや結晶性ガラス、或いは重量%でSiO
2 40〜60%、Al23 10〜25%、MgO
0〜10%、ZnO 0〜10%、MgO+ZnO
3〜15%、B23 2〜15%、Na2 O 4〜1
3%、K2 O 0〜5%、CaO 0〜5%、BaO
0〜5%、TiO2 0〜5%、ZrO2 0〜5%、
TiO2 +ZrO2 0.5〜8%、As23 0〜
1%、Sb23 0〜1%、着色酸化物(Fe2
3 、NiO、CoO、MnO2 、Cr23 等)0〜3
%の組成を有する結晶化ガラスや結晶性ガラスを使用す
ることが望ましい。
【0018】また、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、ホウ
ケイ酸ガラス等からなる非晶質ガラス粉末を用意する。
非晶質ガラス粉末の平均粒径は2mm以下であることが
好ましい。またこれらのガラス粉末には板ガラス、瓶ガ
ラス等の廃棄ガラスを利用してもよい。
【0019】また粘土鉱物粉末を用意する。粘土鉱物と
しては、特にカオリンとベントナイトを重量比で1:2
〜4:1の割合で用いることが望ましい。粘土鉱物は、
骨材であるとともに、成型時のバインダーとしての役割
を果たす。また結晶化ガラス物品の外観に模様を与える
働きがある。なお粘土鉱物は造粒して用いることが望ま
しく、その平均粒径は1mm以下であることが好まし
い。
【0020】次いで、結晶化ガラス粉末及び/又は結晶
性ガラス粉末、非晶質ガラス粉末及び粘土鉱物を所定の
割合で混合し、水分調整して混練する。結晶化ガラス粉
末及び/又は結晶性ガラス粉末と、非晶質ガラス粉末
と、粘土鉱物の混合割合は、重量百分率で、結晶化ガラ
ス粉末及び/又は結晶性ガラス粉末5〜85%(好まし
くは10〜80%)、非晶質ガラス粉末5〜85%(好
ましくは10〜80%)、粘土鉱物粉末10〜50%
(好ましくは10〜40%)が適当である。結晶化ガラ
ス粉末及び/又は結晶性ガラス粉末が5%より少ないと
緻密な焼結体が得難くなるとともに、生地中に不透明部
分が殆ど現れなくなって模様が現れ難くなる。一方、8
5%より多いと焼成時に軟化流動して変形し易くなる。
非晶質ガラス粉末が5%より少ないと生地中の透明部分
が少なくなって模様が現れ難くなり、85%より多いと
焼成時に軟化流動して変形し易くなる。粘土鉱物粉末が
10%より少ないと成型が困難になるとともに焼成時に
流動して変形し易くなり、50%より多いと緻密な焼結
体が得難くなる。なおこれらの粉末を混練するに当た
り、成型性を良くするために水分調整するが、このとき
添加する水分量は2〜10重量%程度が好ましい。なお
結晶化ガラス粉末や結晶性ガラス粉末と、非晶質ガラス
粉末の割合は、重量比で9:1〜1:9の範囲が好まし
い。また粉末の混合時又は混練時に、アルミナ、ムライ
ト、ジルコン、ジルコニア等のセラミック粉末や無機顔
料粉末を添加してもよい。この場合、セラミック粉末の
粉末全体に占める割合は40重量%以下が適当であり、
また無機顔料粉末の添加量はガラス粉末全体に対して
0.1〜25重量%の範囲が好適である。
【0021】続いて、得られた混合物を所望の形状に成
型する。成型するに当たってはプレス成型、押出成型等
の方法が使用できる。
【0022】その後、成型体を焼成する。成型体を加熱
すると、まず成型体中の水分等が昇華し、また粘土鉱物
の結晶水が放出される。さらに高温になると、結晶化ガ
ラス粉末や結晶性ガラス粉末や非晶質ガラス粉末が軟化
して粘土鉱物と一体化し、また結晶性ガラスからは結晶
が析出する。このようにして結晶化ガラス及び非晶質ガ
ラスからなる生地中に粘土鉱物が分散して存在する焼結
結晶化ガラス物品が得られる。なお焼成は、1000〜
1100℃の温度域で行うことが好ましい。その理由
は、この温度域ではガラス粉末は粘土鉱物と緻密に融着
一体化するものの、成型体自体を変形させる程には軟化
しないためである。それゆえこの温度域より焼成温度が
低いとガラス粉末が十分に軟化しないために成型体が緻
密化し難く、一方焼成温度が高すぎるとガラス粉末が軟
化し過ぎて成型体が変形してしまう可能性がある。
【0023】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。
【0024】(実施例1)まず重量%でSiO2 64
%、Al23 5%、CaO 14%、ZnO5%、
BaO 5%、Na2 O 3%、K2 O 2%、Li2
O 0.5%、B23 1%、Sb23 0.5%
の組成を有し、主結晶としてβ−ウォラストナイトが析
出した白色不透明の結晶化ガラスからなる切断片を用意
した。この結晶化ガラスの析出結晶量は、X線回折の結
果、約30重量%であった。次いでこの結晶化ガラス片
をロールクラッシャーにて粉砕し、粒径が2mm以下の
結晶化ガラス粉末を得た。
【0025】また廃棄ガラス片(ソーダ石灰ガラス:重
量%でSiO2 70%、Al23 2%、CaO
12%、MgO 1%、Na2 O 14%、K2 O 1
%)をロールクラッシャーにて粉砕し、粒径が2mm以
下の非晶質ガラス粉末を得た。
【0026】また粘土鉱物として、カオリン造粒物及び
ベントナイト造粒物(何れも粒径1mm以下)を用意し
た。
【0027】次に、結晶化ガラス粉末、非晶質ガラス粉
末、カオリン造粒物、及びベントナイト造粒物を、重量
比で4:3:2:1の割合で混合した。さらに約5重量
%の水を加えて混練した。
【0028】続いてこの混練物をプレス機にて成型し、
300×300×15mmの大きさの成型体を得た。
【0029】その後、成型体を焼成炉に入れ、1時間に
300℃の速度で昇温し、1050℃で1時間保持する
ことによって焼結させた。
【0030】このようにして得られた試料(焼結結晶化
ガラス物品)は、焼成による変形が認められなかった。
また白色不透明な部分と透明な部分とが混在した光沢の
ある生地中に、褐色で陶器様の粘土鉱物部分が分散した
外観を呈していた。さらにその表面を研磨すると、気孔
は殆ど見当たらず、またその外観は御影石調であった。
【0031】(実施例2)実施例1と同様にして、結晶
化ガラス粉末、非晶質ガラス粉末、カオリン造粒物及び
ベントナイト造粒物を用意した。またアルミナ粉末(平
均粒径40μm以下)及び無機顔料粉末(Fe−Ni−
Coスピネル系、粒径5μm、黒色)を用意した。次い
で結晶化ガラス粉末、非晶質ガラス粉末、カオリン造粒
物、ベントナイト造粒物、及びアルミナ粉末を重量比で
2:5:1:1:1の割合で混合し、さらに無期顔料粉
末をガラス粉末全体に対して0.7重量%の割合で添加
し、約5重量%の水を加えて混練した。
【0032】続いてこの混練物を実施例1と同様にして
成型した。
【0033】その後、成型体を焼成炉に入れ、1時間に
300℃の速度で昇温し、1070℃で1時間保持する
ことによって焼結させた。
【0034】このようにして得られた試料は、焼成によ
る変形が認められず、また白色不透明な部分と透明な部
分とが混在した光沢のある生地中に、黒色で陶器様の粘
土鉱物部分が分散した外観を呈していた。またその表面
を研磨すると、御影石調の外観が得られた。
【0035】(実施例3)重量%でSiO2 55.0
%、Al23 11.5%、MgO 6.5%、Zn
O 2.5%、B23 9.7%、Na2 O 6.3
%、K2 O 1.2%、BaO 1.0%、TiO2
3.8%、ZrO2 2.2%、As23 0.3
%、Fe23 0.1%、CoO 0.1%の組成と
なるように調合したガラス原料を1500℃で12時間
溶融し、ロール成型して板状ガラスを得た。このように
して得られたガラスは、焼成すると灰色不透明の結晶化
ガラスとなる結晶性ガラスであった。また得られる結晶
化ガラスは、X線回折の結果、析出結晶量は約18重量
%であり、フォルステライトとガーナイトを主結晶とし
て析出することが分かった。次いでこの結晶性ガラス板
をロールクラッシャーにて粉砕することにより、粒径2
mm以下の結晶性ガラス粉末を得た。
【0036】また実施例1と同様にして、非晶質ガラス
粉末、及び粘土鉱物として、カオリン造粒物を用意し
た。
【0037】続いて、結晶性ガラス粉末、非晶質ガラス
粉末、及びカオリン造粒物を、重量比で3:3:4の割
合で混合し、約5重量%の水を加えて混練した。
【0038】続いてこの混練物を実施例1と同様にして
成型した。
【0039】その後、成型体を焼成炉に入れ、1時間に
300℃の速度で昇温し、1050℃で1時間保持する
ことによって焼結結晶化させた。
【0040】このようにして得られた試料は、焼成によ
る変形が認められず、また不透明な灰色部分と透明部分
が混在した光沢のある生地中に、褐色で陶器様の粘土鉱
物部分が分散した外観を呈していた。またその表面を研
磨すると、天然石様の外観が得られた。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の焼結結晶
化ガラス物品は、非晶質ガラスや粘土鉱物を含有してい
るために、従来の結晶化ガラス物品とは模様、色調、質
感等を異にし、趣の異なる外観を呈するため、化粧材の
多様化の要請に適うものである。
【0042】また本発明の方法によれば、従来品とは趣
の異なる結晶化ガラス物品を作製することができる。ま
た焼成後も形状が維持されるため、従来の結晶化ガラス
のように端部を切断する必要がなく、安価に供給するこ
とが可能である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶化ガラスと非晶質ガラスが混在する
    生地中に、骨材として粘土鉱物が分散してなることを特
    徴とする焼結結晶化ガラス物品。
  2. 【請求項2】 重量百分率で、結晶化ガラス成分5〜8
    5%、非晶質ガラス成分5〜85%、粘土鉱物成分10
    〜50%からなることを特徴とする請求項1の焼結結晶
    化ガラス物品。
  3. 【請求項3】 結晶化ガラス粉末及び/又は結晶性ガラ
    ス粉末と、非晶質ガラス粉末と、粘土鉱物粉末との混合
    物を水分調整して混練し、成型した後、焼成することを
    特徴とする焼結結晶化ガラス物品の製造方法。
  4. 【請求項4】 結晶化ガラス粉末及び/又は結晶性ガラ
    ス粉末と、非晶質ガラス粉末と、粘土鉱物粉末の混合割
    合が、重量百分率で、結晶化ガラス粉末及び/又は結晶
    性ガラス粉末5〜85%、非晶質ガラス粉末5〜85
    %、粘土鉱物粉末10〜50%であることを特徴とする
    請求項3の焼結結晶化ガラス物品の製造方法。
JP19963496A 1996-07-09 1996-07-09 焼結結晶化ガラス物品及びその製造方法 Pending JPH1025133A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012020922A (ja) * 2010-06-17 2012-02-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 天然大理石様結晶化ガラス、天然大理石様結晶化ガラス物品及びその製造方法

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JP2012020922A (ja) * 2010-06-17 2012-02-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 天然大理石様結晶化ガラス、天然大理石様結晶化ガラス物品及びその製造方法

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