JPH107433A - 多孔質結晶化ガラス組成物 - Google Patents
多孔質結晶化ガラス組成物Info
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- JPH107433A JPH107433A JP15931096A JP15931096A JPH107433A JP H107433 A JPH107433 A JP H107433A JP 15931096 A JP15931096 A JP 15931096A JP 15931096 A JP15931096 A JP 15931096A JP H107433 A JPH107433 A JP H107433A
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- mgo
- porous
- glass
- crystallized glass
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
- C03C11/007—Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 陶磁器質焼結体の組成原料として焼成の過程
において、軟化変形することなく均一に容積を２倍以上
に拡大させることにより、焼成によって起こる大きい収
縮を相殺して寸法精度の高い焼結体を得るための原料と
して、更に気孔率７０［％］以上の多孔質の焼結体であ
り、かつ連続貫通気孔をもった高強度の結晶化ガラス質
のものを造る原材料として各種の機能に対応することを
目的とする。 【解決手段】 焼成の過程において、ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 ・２ＳｉＯ2 の結晶を析出するガラス相の中に、高温
度まで容易に分解揮発しない硫化マンガンおよび硫鉄を
固溶した組成からなるものであり、約８００［℃］から
溶融が始まり、液相の生成と相関して結晶化が進行し軟
化変形を起こすことなく、分解ガスを高い圧力で封入
し、約９５０［℃］以上で爆発的にガスを放出し破裂気
孔を形成することが特徴である。創始されたガラス組成
はクレームに示す通りである。
において、軟化変形することなく均一に容積を２倍以上
に拡大させることにより、焼成によって起こる大きい収
縮を相殺して寸法精度の高い焼結体を得るための原料と
して、更に気孔率７０［％］以上の多孔質の焼結体であ
り、かつ連続貫通気孔をもった高強度の結晶化ガラス質
のものを造る原材料として各種の機能に対応することを
目的とする。 【解決手段】 焼成の過程において、ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 ・２ＳｉＯ2 の結晶を析出するガラス相の中に、高温
度まで容易に分解揮発しない硫化マンガンおよび硫鉄を
固溶した組成からなるものであり、約８００［℃］から
溶融が始まり、液相の生成と相関して結晶化が進行し軟
化変形を起こすことなく、分解ガスを高い圧力で封入
し、約９５０［℃］以上で爆発的にガスを放出し破裂気
孔を形成することが特徴である。創始されたガラス組成
はクレームに示す通りである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、陶磁器製品など高
温度で焼成する組成物の配合において、一部に発泡成分
を配合することにより、焼成過程における大きい収縮率
を相殺して寸法精度が高く、かつ、軽量であり、高強度
の製品を作ることに新規に利用される。連続貫通気孔を
もった製品は、濾過材料、バクテリア担体及び吸音材料
として広く求められるものであり、特に耐水耐薬品等に
安定で、高温度に対する結晶化された多孔質の焼結製品
の製造を従来にない高度の製法により、能率良く、低コ
ストで造ることができる多孔質結晶化ガラス組成物に関
する。
温度で焼成する組成物の配合において、一部に発泡成分
を配合することにより、焼成過程における大きい収縮率
を相殺して寸法精度が高く、かつ、軽量であり、高強度
の製品を作ることに新規に利用される。連続貫通気孔を
もった製品は、濾過材料、バクテリア担体及び吸音材料
として広く求められるものであり、特に耐水耐薬品等に
安定で、高温度に対する結晶化された多孔質の焼結製品
の製造を従来にない高度の製法により、能率良く、低コ
ストで造ることができる多孔質結晶化ガラス組成物に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の多孔質ガラスは、溶融された非結
晶のガラスについてのものであって、結晶化ガラスで多
孔質ないしは多泡質で明瞭に容積を拡大するものは、天
然にも人工のものも存在していない。一般に、加熱によ
って発泡するガラス組成物は、天然ガラス鉱物である真
珠石、黒曜石、あるいは、膨張貢岩などがある。また、
金属精練時に発生するスラグ類も加熱によって膨張する
ものがあるが、発泡というほど大きく容積を拡大するも
のは、ほとんどない。通称パーライトとして知られる黒
曜石を原料としたバルーン状の発泡体は、代表的なもの
であるが、これら天然ガラス鉱物は、ＳｉＯ2 は、６０
［％］から７５［％］、Ａｌ2 Ｏ3 は、１２［％］から
２０［％］で、Ｋ2 Ｏ及びＮａ2 Ｏのアルカリ成分が、
２［％］から７［％］の組成をもつ低融点ガラスの中に
微量に内蔵されたＨ2 Ｏの高温揮発による蒸気圧で急激
に発泡する性質を利用して造られるものであるが、膨張
貢岩や金属スラグなど低発泡の組成物は、揮発成分か、
ＣＯ、ＣＯ2 、Ｎ2 、ＳＯ2 などの外、酸化鉄成分から
の酸素の解離なども発泡し作用しているが、これらガス
成分の蒸気圧により発泡する時の高温粘度が高く気泡の
成長が起こらないものである。従って、膨張スラグとし
て知られる高炉スラグの発泡体は、高温溶融状態から高
圧水蒸気などを吹きつけて水蒸気の作用によって高い発
泡性を与える方法がある。また、断熱材として知られフ
ォームガラスのようにソーダー石灰系ガラス粉に発泡剤
として０．５［％］以下のカーボンと失透防止剤を加
え、耐熱金属容器に入れて加熱し、８５０［℃］で発泡
させた後、切断加工して製品とするものは広く知られて
いるが、特に結晶化（失透）をさせない条件でないと造
れないものである。また、東京都新島産の抗火石（天然
ガラス）を粉末とし、炭化珪素をまぜて耐火物容器に入
れ、１２００［℃］位の密度で、焼成発泡させた後、切
削加工して板状製品とするものもある。しかし、これら
は、何れもベースガラスか流動性を示す程度、即ち、１
０3 から１０4 ポアズのような状態で発泡を起こすもの
であるとともに、独立気泡をもつ発泡体であるが、結晶
化ガラスの発砲体ではない。
晶のガラスについてのものであって、結晶化ガラスで多
孔質ないしは多泡質で明瞭に容積を拡大するものは、天
然にも人工のものも存在していない。一般に、加熱によ
って発泡するガラス組成物は、天然ガラス鉱物である真
珠石、黒曜石、あるいは、膨張貢岩などがある。また、
金属精練時に発生するスラグ類も加熱によって膨張する
ものがあるが、発泡というほど大きく容積を拡大するも
のは、ほとんどない。通称パーライトとして知られる黒
曜石を原料としたバルーン状の発泡体は、代表的なもの
であるが、これら天然ガラス鉱物は、ＳｉＯ2 は、６０
［％］から７５［％］、Ａｌ2 Ｏ3 は、１２［％］から
２０［％］で、Ｋ2 Ｏ及びＮａ2 Ｏのアルカリ成分が、
２［％］から７［％］の組成をもつ低融点ガラスの中に
微量に内蔵されたＨ2 Ｏの高温揮発による蒸気圧で急激
に発泡する性質を利用して造られるものであるが、膨張
貢岩や金属スラグなど低発泡の組成物は、揮発成分か、
ＣＯ、ＣＯ2 、Ｎ2 、ＳＯ2 などの外、酸化鉄成分から
の酸素の解離なども発泡し作用しているが、これらガス
成分の蒸気圧により発泡する時の高温粘度が高く気泡の
成長が起こらないものである。従って、膨張スラグとし
て知られる高炉スラグの発泡体は、高温溶融状態から高
圧水蒸気などを吹きつけて水蒸気の作用によって高い発
泡性を与える方法がある。また、断熱材として知られフ
ォームガラスのようにソーダー石灰系ガラス粉に発泡剤
として０．５［％］以下のカーボンと失透防止剤を加
え、耐熱金属容器に入れて加熱し、８５０［℃］で発泡
させた後、切断加工して製品とするものは広く知られて
いるが、特に結晶化（失透）をさせない条件でないと造
れないものである。また、東京都新島産の抗火石（天然
ガラス）を粉末とし、炭化珪素をまぜて耐火物容器に入
れ、１２００［℃］位の密度で、焼成発泡させた後、切
削加工して板状製品とするものもある。しかし、これら
は、何れもベースガラスか流動性を示す程度、即ち、１
０3 から１０4 ポアズのような状態で発泡を起こすもの
であるとともに、独立気泡をもつ発泡体であるが、結晶
化ガラスの発砲体ではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術における
セラミック発泡体はすべて材料生地がガラスであるから
高温における発泡の過程で、軟化変形しやすく、常温え
の冷却に際しても、寸法が正確に仕上ることが困難であ
るという問題点がある。その上ガラスであるから衝撃に
弱いという大きな欠点がある。本発明は、前記従来技術
の発泡体の欠点を除去することにより、軟化変形少なく
仕上り寸法精度が正確で、而も衝撃に強く破損されにく
いセラミクスを創始し提供することを目的課題とするの
である。即ち本発明の多孔質結晶化ガラス組成物の目的
とするところは、これら組成物を主原料として、粘土な
どの成形バインダーを少量配合して、所望の形に成形し
た後耐火物容器などに入れることなしに、通常の陶磁器
製品のように、そのまま焼成するが、結晶化されてお
り、発泡の過程でも軟化変形することなく均一にサイズ
を拡大した連続気孔をもった製品を造るための組成物を
提供することである。
セラミック発泡体はすべて材料生地がガラスであるから
高温における発泡の過程で、軟化変形しやすく、常温え
の冷却に際しても、寸法が正確に仕上ることが困難であ
るという問題点がある。その上ガラスであるから衝撃に
弱いという大きな欠点がある。本発明は、前記従来技術
の発泡体の欠点を除去することにより、軟化変形少なく
仕上り寸法精度が正確で、而も衝撃に強く破損されにく
いセラミクスを創始し提供することを目的課題とするの
である。即ち本発明の多孔質結晶化ガラス組成物の目的
とするところは、これら組成物を主原料として、粘土な
どの成形バインダーを少量配合して、所望の形に成形し
た後耐火物容器などに入れることなしに、通常の陶磁器
製品のように、そのまま焼成するが、結晶化されてお
り、発泡の過程でも軟化変形することなく均一にサイズ
を拡大した連続気孔をもった製品を造るための組成物を
提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の多孔質結晶化ガラスの特徴は、重量比で、
ＳｉＯ2 が３５乃至４５［％］，Ａｌ2 Ｏ3 が１０乃至
１５［％］，ＭｇＯが１乃至５［％］，Ｋ2 Ｏ＋Ｎａ2
Ｏが、１乃至３［％］の化学成分からなりかつＣａＯ＋
ＭｇＯ／ＳｉＯ2 の重量比が０．９乃至１．２であり、
Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 の比が０．２５乃至０．３５であ
る無定形のガラスであって、７００乃至１０００［℃］
に再加熱する場合にはガス成分を放出する化合物が、重
量で１乃至５［％］含有固溶されているように構成され
ていることである。換言すれば、本発明は、前述のよう
に、材料が発泡時に軟化変形することなく、みずからの
形を保持した状態で、発泡させるという点が技術の要点
である。形状が保持されるような高粘度では、充分な発
泡が得られないため、発泡時の高温液相に、低粘度ガラ
スと結晶が混在した状態を造って、この目的を達成する
というのが、本発明の特徴である。従って、高温度に加
熱されて軟化点に達すると結晶化が開始され、液相の粘
度低下と結晶の生長が併行して、発生する結晶化ガラス
である。また、発泡源であるガス成分をもつ化合物は、
８００［℃］以上のできるだけ高温サイドで分解揮発し
て高い蒸気圧をもって、放出されるものが選ばれる必要
があり、本発明においては、Ｍｎ、及びＦｅの硫化物が
これらの条件に適する手段により構成する。また前記各
成分の範囲は、高粘度高温条件下における発泡しやすい
範囲により構成されている。
め、本発明の多孔質結晶化ガラスの特徴は、重量比で、
ＳｉＯ2 が３５乃至４５［％］，Ａｌ2 Ｏ3 が１０乃至
１５［％］，ＭｇＯが１乃至５［％］，Ｋ2 Ｏ＋Ｎａ2
Ｏが、１乃至３［％］の化学成分からなりかつＣａＯ＋
ＭｇＯ／ＳｉＯ2 の重量比が０．９乃至１．２であり、
Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ2 の比が０．２５乃至０．３５であ
る無定形のガラスであって、７００乃至１０００［℃］
に再加熱する場合にはガス成分を放出する化合物が、重
量で１乃至５［％］含有固溶されているように構成され
ていることである。換言すれば、本発明は、前述のよう
に、材料が発泡時に軟化変形することなく、みずからの
形を保持した状態で、発泡させるという点が技術の要点
である。形状が保持されるような高粘度では、充分な発
泡が得られないため、発泡時の高温液相に、低粘度ガラ
スと結晶が混在した状態を造って、この目的を達成する
というのが、本発明の特徴である。従って、高温度に加
熱されて軟化点に達すると結晶化が開始され、液相の粘
度低下と結晶の生長が併行して、発生する結晶化ガラス
である。また、発泡源であるガス成分をもつ化合物は、
８００［℃］以上のできるだけ高温サイドで分解揮発し
て高い蒸気圧をもって、放出されるものが選ばれる必要
があり、本発明においては、Ｍｎ、及びＦｅの硫化物が
これらの条件に適する手段により構成する。また前記各
成分の範囲は、高粘度高温条件下における発泡しやすい
範囲により構成されている。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態特に反応作用
は次の通りである。ＦｅＳ＋２Ｏ2 →ＦｅＳＯ4 →Ｆｅ
2 Ｏ3 の反応は、常圧酸化雰囲気では、５００［℃］か
ら８００［℃］であり、またＭｎＳ→ＭｎＳＯ4 →Ｍｎ
Ｏ2 の反応は８５０［℃］であるが、これらのガラス組
成物が成形体中に圧縮されて存在し、かつ焼成過程にお
いては、酸素不足の状態で焼成されると、分解が１００
［℃］から１５０［℃］高温側にあることを実験より発
見した。さらに、ＭｎＯ2 や、ＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 など
は、反応活性が高く、ＳｉＯ2 ーＣａＯーＡｌ2 Ｏ3 系
の組成物とは、容易に反応して、粘度を低下させるフラ
ックス効果があるものであり、発泡の液相条件に好まし
い効果を与える。以上のような技術的条件に基づいて、
先ず、基礎ガラスの組成を温度と粘度との関係から選択
した。Ｏｋｈｏｔｉｎ（Ｍ．Ｖ．Ｏｋｈｏｔｉｎ．Ｇｌ
ａｓｓ．Ｉｎｄ．３８ ２７０（１９５７年）によって
発表されたガラス粘度の成分加算性の式を用いた。 ｔ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ ｔ：所望の粘度となる温度 ｘ：Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏなどアルカリ分の％ ｙ：ＣａＯ＋ＭｇＯの％ ｚ：Ａｌ2 Ｏ3 の％ ｄ：定数
は次の通りである。ＦｅＳ＋２Ｏ2 →ＦｅＳＯ4 →Ｆｅ
2 Ｏ3 の反応は、常圧酸化雰囲気では、５００［℃］か
ら８００［℃］であり、またＭｎＳ→ＭｎＳＯ4 →Ｍｎ
Ｏ2 の反応は８５０［℃］であるが、これらのガラス組
成物が成形体中に圧縮されて存在し、かつ焼成過程にお
いては、酸素不足の状態で焼成されると、分解が１００
［℃］から１５０［℃］高温側にあることを実験より発
見した。さらに、ＭｎＯ2 や、ＦｅＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 など
は、反応活性が高く、ＳｉＯ2 ーＣａＯーＡｌ2 Ｏ3 系
の組成物とは、容易に反応して、粘度を低下させるフラ
ックス効果があるものであり、発泡の液相条件に好まし
い効果を与える。以上のような技術的条件に基づいて、
先ず、基礎ガラスの組成を温度と粘度との関係から選択
した。Ｏｋｈｏｔｉｎ（Ｍ．Ｖ．Ｏｋｈｏｔｉｎ．Ｇｌ
ａｓｓ．Ｉｎｄ．３８ ２７０（１９５７年）によって
発表されたガラス粘度の成分加算性の式を用いた。 ｔ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ ｔ：所望の粘度となる温度 ｘ：Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏなどアルカリ分の％ ｙ：ＣａＯ＋ＭｇＯの％ ｚ：Ａｌ2 Ｏ3 の％ ｄ：定数
【０００６】本発明における発泡時の高温粘度を１０4
ポアズから１０5 ポアズとして、ＳｉＯ2 ーＣａＯーＡ
ｌ2 Ｏ系の組成として算出すると、９５０［℃］から９
８０［℃］で１０5 となる。組成は、ＳｉＯ2 は、４５
［％］から５１［％］、Ａｌ2 Ｏ3 は、１２［％］から
１４［％］、ＣａＯ＋ＭｇＯは、３８［％］から４０
［％］であり、軟化点である１０7 ポアズは、８００
［℃］から８２０［℃］の間にある。また、これらの組
成において、Ａｌ2 Ｏ3 の量が、１［％］増加すると、
温度は、４［℃］から６［℃］高くなり、Ｎａ2 Ｏなど
のアルカリ分が１［％］増加すると１０［℃］から１５
［℃］低下する。請求項１において、ＣａＯ＋ＭｇＯ／
ＳｉＯ2 の比が０．９から１．２、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ
2 の比が０．２５から０．５としたのは、これらガラス
から晶出される主結晶鉱物をＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｓ
ｉＯ2 （アノルサイト）とＣａＯ・ＳｉＯ2 （ワラスト
ナイト）として安定化するための条件である。以上の設
計に基づいて、溶融し、水冷した結晶化ガラス組成物を
Ｘ線回折及び熱分析装置を用いて結晶化及びガス発生成
分化合物の酸化、分解反応を確認した。１０［℃／分］
の加熱温度上昇速度で高温Ｘ線カメラを用いて結晶化を
測定したところ、８１０［℃］より結晶の晶出が始ま
り、１０００［℃］では、ほぼ８０［％］以上がＣａＯ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 とＣａＯ・ＳｉＯ2 の結晶と
なり、最初にＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 の折出が
起こると温度の上昇とともにほぼ比例的に結晶化が進む
ことを確認した。さらに、熱分析の結果では、８００
［℃］からＦｅＳ2 とＭｎＳの酸化反応による大きい反
熱反応（結晶化にともなう発熱反応も同時に）が９２０
［℃］まで起こり、９２０［℃］から９５０［℃］の間
には、高い圧力で封じ込められたガスの放出と思われる
吸熱反応を示した後、さらに、また、９８０［℃］まで
の間は、結晶化による小さい発熱反応を示すものであ
り、これらの反応過程を推察すると、高い潜在力で封じ
込められていたＳＯ2 ガスが、一挙に放出されているこ
とを示し、気孔は、破裂した状態の連続連結気孔を成形
するもので、本発明の目的とする多孔質結晶化ガラスの
条件を満たすものであるであることを確認した。さら
に、これらの実験から、発泡時の液相の粘度を先述のＯ
ｋｕｈｏｌｉｎの式により算出し、結晶の生成と１０5
ポアズの温度を算出すると、 (1) 元のガラス組成物の粘度が１０5 ポアズの温度 ９６０［℃］ (2) 液相からＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 の結晶 が１０［％］できたとき ９５４［℃］ (3) 液相からＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 の結晶 が３０［％］できたとき ９４３［℃］ となり、結晶の析出とともに液相中のＡｌ2 Ｏ3 成分が
少なくなり、粘度は低下して発泡しやすい条件となるこ
とがわかった。また化学成分中のＫ2 Ｏ＋Ｎａ2Ｏを１
乃至３［％］の範囲としたのは、アルカリ量の増加によ
り粘度は下るが、結晶の生成が多くなり、発泡条件を好
都合にする効果はなかった。特に本発明の目的である連
続気孔を造るためには、１０5 ポアズ程度の高い粘度の
液相中に発生ガスを出来るだけ高温度まで封入しておい
て潜在圧力を高くし爆発的にガスを放出し破裂した形の
気孔を造る必要があり、アルカリ成分は３［％］以上は
好ましくない。
ポアズから１０5 ポアズとして、ＳｉＯ2 ーＣａＯーＡ
ｌ2 Ｏ系の組成として算出すると、９５０［℃］から９
８０［℃］で１０5 となる。組成は、ＳｉＯ2 は、４５
［％］から５１［％］、Ａｌ2 Ｏ3 は、１２［％］から
１４［％］、ＣａＯ＋ＭｇＯは、３８［％］から４０
［％］であり、軟化点である１０7 ポアズは、８００
［℃］から８２０［℃］の間にある。また、これらの組
成において、Ａｌ2 Ｏ3 の量が、１［％］増加すると、
温度は、４［℃］から６［℃］高くなり、Ｎａ2 Ｏなど
のアルカリ分が１［％］増加すると１０［℃］から１５
［℃］低下する。請求項１において、ＣａＯ＋ＭｇＯ／
ＳｉＯ2 の比が０．９から１．２、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ
2 の比が０．２５から０．５としたのは、これらガラス
から晶出される主結晶鉱物をＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２Ｓ
ｉＯ2 （アノルサイト）とＣａＯ・ＳｉＯ2 （ワラスト
ナイト）として安定化するための条件である。以上の設
計に基づいて、溶融し、水冷した結晶化ガラス組成物を
Ｘ線回折及び熱分析装置を用いて結晶化及びガス発生成
分化合物の酸化、分解反応を確認した。１０［℃／分］
の加熱温度上昇速度で高温Ｘ線カメラを用いて結晶化を
測定したところ、８１０［℃］より結晶の晶出が始ま
り、１０００［℃］では、ほぼ８０［％］以上がＣａＯ
・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 とＣａＯ・ＳｉＯ2 の結晶と
なり、最初にＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 の折出が
起こると温度の上昇とともにほぼ比例的に結晶化が進む
ことを確認した。さらに、熱分析の結果では、８００
［℃］からＦｅＳ2 とＭｎＳの酸化反応による大きい反
熱反応（結晶化にともなう発熱反応も同時に）が９２０
［℃］まで起こり、９２０［℃］から９５０［℃］の間
には、高い圧力で封じ込められたガスの放出と思われる
吸熱反応を示した後、さらに、また、９８０［℃］まで
の間は、結晶化による小さい発熱反応を示すものであ
り、これらの反応過程を推察すると、高い潜在力で封じ
込められていたＳＯ2 ガスが、一挙に放出されているこ
とを示し、気孔は、破裂した状態の連続連結気孔を成形
するもので、本発明の目的とする多孔質結晶化ガラスの
条件を満たすものであるであることを確認した。さら
に、これらの実験から、発泡時の液相の粘度を先述のＯ
ｋｕｈｏｌｉｎの式により算出し、結晶の生成と１０5
ポアズの温度を算出すると、 (1) 元のガラス組成物の粘度が１０5 ポアズの温度 ９６０［℃］ (2) 液相からＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 の結晶 が１０［％］できたとき ９５４［℃］ (3) 液相からＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ・２ＳｉＯ2 の結晶 が３０［％］できたとき ９４３［℃］ となり、結晶の析出とともに液相中のＡｌ2 Ｏ3 成分が
少なくなり、粘度は低下して発泡しやすい条件となるこ
とがわかった。また化学成分中のＫ2 Ｏ＋Ｎａ2Ｏを１
乃至３［％］の範囲としたのは、アルカリ量の増加によ
り粘度は下るが、結晶の生成が多くなり、発泡条件を好
都合にする効果はなかった。特に本発明の目的である連
続気孔を造るためには、１０5 ポアズ程度の高い粘度の
液相中に発生ガスを出来るだけ高温度まで封入しておい
て潜在圧力を高くし爆発的にガスを放出し破裂した形の
気孔を造る必要があり、アルカリ成分は３［％］以上は
好ましくない。
【０００７】
【実施例】前記請求項１に規定した化学成分の範囲で以
下表１のような６種類のガラスを造り、粒度０．２５乃
至１．０［ｍｍ］に調整し、配合率が重量で、ガラス８
０［％］ベントナイト２０［％］となるように混合し，
サイズ５０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］×２０［ｍｍ］の成
形体であってかさ比重が１．５［ｇ／ｍｌ］であるサン
プルを作成した。次に、焼成はガス炉中弱還元雰囲気
で、昇温速度を，２０［0 Ｃ／ｍｉｎ］とし、１１００
［0 Ｃ］で焼成し、容積膨張率、かさ比重を測定した。
下表１のような６種類のガラスを造り、粒度０．２５乃
至１．０［ｍｍ］に調整し、配合率が重量で、ガラス８
０［％］ベントナイト２０［％］となるように混合し，
サイズ５０［ｍｍ］×５０［ｍｍ］×２０［ｍｍ］の成
形体であってかさ比重が１．５［ｇ／ｍｌ］であるサン
プルを作成した。次に、焼成はガス炉中弱還元雰囲気
で、昇温速度を，２０［0 Ｃ／ｍｉｎ］とし、１１００
［0 Ｃ］で焼成し、容積膨張率、かさ比重を測定した。
【０００８】
【表１】
【０００９】以上の結果からわかるように、請求項１
の、ＳｉＯ2 −（ＣａＯ＋ＭｇＯ）−Ａｌ2 Ｏ3 の配合
比率の範囲において、良好な発泡が得られ、また強度に
ついては、Ｅ、Ｆ共曲げ強度４０［Ｋｇ／ｃｍ2 ］以上
を示し、ＡＬＣ等セメント系製品の約４倍の強度であっ
た。更にＤ、Ｅ、Ｆ、サンプルはいずれも破裂した形の
気孔となり、連続気孔を形成し本発明の目的に添うもの
である。
の、ＳｉＯ2 −（ＣａＯ＋ＭｇＯ）−Ａｌ2 Ｏ3 の配合
比率の範囲において、良好な発泡が得られ、また強度に
ついては、Ｅ、Ｆ共曲げ強度４０［Ｋｇ／ｃｍ2 ］以上
を示し、ＡＬＣ等セメント系製品の約４倍の強度であっ
た。更にＤ、Ｅ、Ｆ、サンプルはいずれも破裂した形の
気孔となり、連続気孔を形成し本発明の目的に添うもの
である。
【００１０】
（１）以上本文に説明したように、本発明の多孔質結晶
化ガラス組成物は１０００［0 Ｃ］程度の加熱によって
体積を２乃至３倍に発泡膨脹するが、従来のこの種の材
料と異り、一部分が結晶化してから発泡する為、軟化変
形が起らず、均一に体積を拡大して、高い強度をもった
ものとなる特徴効果がある。 （２）特に発泡ガス発生源となる化合物が結晶化ガラス
中に固溶されたＭｎ及びＦｅの硫化物であることが特徴
効果であり、高温サイドまでガラス相中にガスを封入
し、組織内に高い潜在蒸気圧を蓄積して、一挙に爆発的
にガスを放出するという、独特の 機構によって連続貫
通した気孔が形成される為、吸音材料、炉過材料等の製
造の目的には極めて有効な作用効果を奏するものであ
る。 （３）本発明の利用方法としては、従来一般の陶磁器質
製品は、石器質や磁器質を造る場合は、５［％］から１
０［％］の焼成収縮を示すため、変形したり、寸法精度
の高い製品を得ることが困難なものであったが、本ガラ
ス組成物を２０［％］から３０［％］配合することによ
り、ほとんど無収縮であり、さらに吸水率の低い製品が
得られる画期的な効果を発揮する。 （４）本ガラス組成物が５０［％］以上配合された陶磁
器質組成物は、１０００［℃］以上の焼成温度で、気孔
率７０［％］以上の多孔質体となり、かつ連続気孔をも
って音吸材料として高い吸音率を示すことも立証した。 （５）以上のように、本発明の多孔質結晶化ガラス組成
物は、セラミックス製品企画の方針において広く、かつ
効果的な原材料として利用できる。
化ガラス組成物は１０００［0 Ｃ］程度の加熱によって
体積を２乃至３倍に発泡膨脹するが、従来のこの種の材
料と異り、一部分が結晶化してから発泡する為、軟化変
形が起らず、均一に体積を拡大して、高い強度をもった
ものとなる特徴効果がある。 （２）特に発泡ガス発生源となる化合物が結晶化ガラス
中に固溶されたＭｎ及びＦｅの硫化物であることが特徴
効果であり、高温サイドまでガラス相中にガスを封入
し、組織内に高い潜在蒸気圧を蓄積して、一挙に爆発的
にガスを放出するという、独特の 機構によって連続貫
通した気孔が形成される為、吸音材料、炉過材料等の製
造の目的には極めて有効な作用効果を奏するものであ
る。 （３）本発明の利用方法としては、従来一般の陶磁器質
製品は、石器質や磁器質を造る場合は、５［％］から１
０［％］の焼成収縮を示すため、変形したり、寸法精度
の高い製品を得ることが困難なものであったが、本ガラ
ス組成物を２０［％］から３０［％］配合することによ
り、ほとんど無収縮であり、さらに吸水率の低い製品が
得られる画期的な効果を発揮する。 （４）本ガラス組成物が５０［％］以上配合された陶磁
器質組成物は、１０００［℃］以上の焼成温度で、気孔
率７０［％］以上の多孔質体となり、かつ連続気孔をも
って音吸材料として高い吸音率を示すことも立証した。 （５）以上のように、本発明の多孔質結晶化ガラス組成
物は、セラミックス製品企画の方針において広く、かつ
効果的な原材料として利用できる。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比で、ＳｉＯ2 が３５乃至４５
［％］，Ａｌ2 Ｏ3 が、１０乃至１５［％］，ＭｇＯが
１乃至５［％］，Ｋ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏが、１乃至３［％］
の化学成分からなり、かつＣａＯ＋ＭｇＯ／ＳｉＯ2 の
重量比が０．９乃至１．２であり、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＯ
2 の比が０．２５乃至０．３５である無定形のガラスで
あって、７００乃至１０００［℃］に再加熱する場合に
はガス成分を放出する、化合物が重量で、１乃至５
［％］含有固溶されていることを特徴とする多孔質結晶
化ガラス組成物。 - 【請求項２】 前記ガス成分を放出する化合物が、硫化
マンガンを含む硫化金属のうちより選ばれた１種以上の
化合物である、請求項１の多孔質結晶化ガラス組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8159310A JP2899954B2 (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 多孔質結晶化ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8159310A JP2899954B2 (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 多孔質結晶化ガラス組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH107433A true JPH107433A (ja) | 1998-01-13 |
| JP2899954B2 JP2899954B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=15691013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8159310A Expired - Fee Related JP2899954B2 (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 多孔質結晶化ガラス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899954B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077924A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kinji Takeuchi | 脱臭方法 |
| CN102795780A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-11-28 | 宁波荣山新型材料有限公司 | 一种低温微晶泡沫玻璃及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006336428A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Earth Engineering:Kk | 屋上防水層の保護構造 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04349180A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-12-03 | Ube Ind Ltd | 無機質発泡体粒子の製造法 |
-
1996
- 1996-06-20 JP JP8159310A patent/JP2899954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04349180A (ja) * | 1991-03-25 | 1992-12-03 | Ube Ind Ltd | 無機質発泡体粒子の製造法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077924A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Kinji Takeuchi | 脱臭方法 |
| CN102795780A (zh) * | 2012-08-20 | 2012-11-28 | 宁波荣山新型材料有限公司 | 一种低温微晶泡沫玻璃及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2899954B2 (ja) | 1999-06-02 |
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