JPH0193440A - 色模様付結晶化ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は建築用の内外装材として好適な色模様付結晶化
ガラスの製造方法に関する。

（従来の技術） 色模様付結晶化ガラスを得る方法としては、「特公昭５
５−２９０１８号」公報に開示されているところの、軟
化点以上の温度で針状結晶を析出するガラスの小体（１
〜７ｍ）を集積し、これを熱処理して集積小体を焼結す
ると共に結晶化を図る方法（以下集積法と称す）におい
て、集積小体中に着色ガラス小体を混在させる方法や、
本願出願人が「特願昭６１−２６９３号」で提案したと
ころの、ウオラストナイト品を析出することができるガ
ラス微粉末に、着色ガラスの粗粒を混在させて成形し、
熱処理して焼結及び結晶化する方法がある。同方法は焼
結する粉末粒子の融着界面に結晶が析出しやすいことを
利用した方法（このような方法を以下焼結法と呼ぶ）で
あり、特に結晶析出の容易な成分組成のガラスでな（と
も適用可能である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記集積法、焼結法のいずれにしても色模様の形成は混
在の着色ガラス小体や粗粒によるものであり、模様は斑
模様である。模様としてよく使用されるモザイク模様な
どの形成はできず、また斑模様の斑点そのもの一大形化
も、混在させる着色ガラスの小体や粗粒が過大であると
、焼結時において気泡を含みやすくなることから自から
制限を受け、たとえば焼結法では１ｏメツシュより大き
い着色ガラス粉末は好ましくないのである。

本発明はか−る事情に鑑みなされたもので、モザイク模
様を容易に形成することができる結晶化ガラスの製造方
法の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記目的達成のために本発明では、 ２００メツシュ以下の粒子が９０！ｉｉ％以上を占める
粒度構成を有するガラス粉末により、２種以上の色の異
なる粒状体を成形し、次いで該粒状体を混合集積し、加
圧成形して成形体とした後、該成形体を熱処理して焼結
及び結晶化を図る手段を採用したのである。

（作　　用） 本発明で使用のガラス粉末は、２００メツシュ以下の微
粉末が９０重量％以上を占める粒度構成のものであり、
か−る微粉末による成形体では粉末同士の接触面積は総
合的に極めて大きく、焼結において粉末間の融着緻密化
が比較的低温で容易に行われる。

これに反し粗粒の場合は隣接粒子間に間隙を生“して接
触面積も小さく、焼結における融着緻密化は軟化点を迩
かに上回る高温でなければ進行しない上に前記間隙は焼
結後空洞として残りやすいのである。しかじでか−る高
温焼結では結晶化が相当進行する場合があり、このよう
なときは同進行に伴う粘性増大によって焼結が妨げられ
るのである。

つまり本発明で２００メツシュ以下の微粉末の使用は、
軟化点をや一上回る程度の低温焼結を確実にして、焼結
期に結晶化が起こらぬようにし融着緻密化を十分進行さ
せることができるのである。

また、結晶は粉末の融着界面に析出しやすいことから、
前記微粒子の使用は融着界面を大ならしめるものであり
、多数の結晶が析出する。つまり結晶化が容易となり、
結晶化の容易な成分組成のガラスは勿論、そうでないガ
ラスであっても原料粉末としての適用を可能とするので
ある。

そしてモザイク模様は、上記ガラス粉末によって成形さ
れた２種以上の色の異なる粒状体（着色については後述
する）が、集積結合されて形成されるのである。

以下図面を参照して模様形成を説明すると、第１図〜第
３図は前記モザイク模様形成の説明図であり、３種の色
の異なる粒状体を用いた場合を例としたもので、色を異
にする粒状体１．　ｌａ、　ｌｂを第１図のように混合
集積し、次いで加圧成形すると、第２図のように各粒状
体１．１ａ、　ｌｂは変形すると共に境界を密接し一体
化する。つまり成形体は粒状体の寄せ集めにより成形さ
れるのであり、従って色の異なる粒状体１．　ｌａ、　
ｌｂはモザイク模様２を形成するのである。

そしてこのような成形体を焼結、結晶化すると前記モザ
イク模様２をはり保持しっ＼ガラス粒子は融着緻密化し
、かつ結晶を析出して第３図に示すようなモザイク模様
２ａを有する結晶化ガラスが得られるのである。

（実施例） まず本発明で使用のガラス粉末について述べる。

粉末とするガラスについては既に述べたように結晶の析
出容易なガラスは勿論、そうでないガラスも適用できる
のであり、その適用範囲は広くたとえば通常ガラスのソ
ーダ石灰ガラスも使用できる。

ガラス粉末の微細化については、適宜に破砕されたガラ
ス小体をたとえばボールミルなどにより微細化できるの
であり、その粒度を２００メツシュ以下の微粒子が９０
重貴簡以上を占める粒度構成の粉末と限定したことにつ
いては、低温焼結の確実化と、焼結後の結晶化において
多量の結晶を容易に析出させるためであることは既に述
べたとおりである。

しかじてか＼る粉末で色を異にする粉末を得るには、上
記粉末に混合するガラス着色剤の種類や混合量に差を設
けることによってでき、また既にガラス中に着色剤を含
む着色ガラスで色の異なるものをそれぞれ粉末として用
いてもよい。

着色剤としては、ＭｎＯ，Ｃｏｄ、　　Ｆｅ２０ｍ等の
酸化物粉末が通常使用され、その添加量はガラス粉末に
添加混合される場合も、ガラス原料中に添加し着色ガラ
スとする場合も、その着色効果から０．０５重量％以上
、また収縮率への影響で熱処理時における割れ発生のお
それ等から５重量％以下が好ましい。

なお上記の色の異なりとは色彩の異なること（無色と有
色の組合せも含む）は勿論、同色であっても濃淡、明暗
に差のある場合も含むものである。

次に、以上のように粒度調整及び色調整された粉末によ
る粒状体の成形について述べると、該粉末に水若しくは
粘結剤、たとえばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を加
え、よく混和して粒状体とするのであり、その大きさは
モザイク模様としての形状を確保する上でφ１璽重以上
が望ましく、一方φ３０龍を越えるようになると集積の
粒状体間の間隙が大きくなり、この大きな間隙は加圧成
形時及び焼結後も空洞として残りやすいことがらφ３０
ｍｍ以下が望ましいのである。

かくて得た粒状体は加圧成形型に集積し、加圧成形して
後熱処理する。

加圧成形は室温で行う冷間加圧成形やガラス粉末の軟化
点近傍に加熱して行う熱間加圧成形に依ることができ、
熱間加圧成形の加熱温度は通常軟化点をや一下回る温度
である。

熱処理は焼結を目的とした一次熱処理、同処理後更に温
度を上げて結晶化を目的とした二次熱処理を施す２段処
理に依ることもできるが、焼結を結晶化温度への昇温途
中で完了させて後結晶化を図る１段処理によることも可
能である。

ところで、粉末として用いるガラスの軟化点と結晶化温
度との差が過大のときは、加圧成形体の焼結後の結晶化
温度への昇温において、形状を保持することが困難とな
り、また軟化点と結晶化温度との差が過少の場合は、焼
結温度は実質的に結晶化温度域と重なり、結晶成長によ
る粘性増大のために焼結障害を生起する。

しかしてこれらの問題に対して本発明者らは、単一のガ
ラス粉末に依らず、軟化点と結晶化温度の差が大きく、
かつ軟化点の低い低軟化点ガラスの粉末と、高軟化点ガ
ラスの粉末の混合粉末を用いることによって、低温時に
前記低軟化点粉末の軟化融着による粉末の一体緻密化を
図り、温度上昇に伴う同粒子の粘性減少による形状保持
力の低下を、前記共存の未軟化ないしや＼軟化の高軟化
点ガラス粉末によって補うと共に融着緻密化の十分な進
行の後に結晶化が進行できるようにして好結果を得てい
るのであり、その好適な低高軟化点ガラス粉末の混合粉
末として、 必須成分として重量百分率で、 Ｓｔｏｗ　：　６７〜８０％、　　ＣａＯ：５〜１０％
Ｎａ２０　＋に２０　　：　１０〜２０％、ＭｇＯ＝　
２〜８％を含有してなる低軟化点ガラスの粉末と、必須
成分として重量百分率で、 ＳｉＯ□＝６７〜８０％、Ａムか２２５％以下、Ｎａ２
０　＋に、ｏ　　：　５〜１５％を含有してなる高軟化
点ガラスの粉末とを混合して、前記低軟化点ガラス粉末
が９０〜２０重量％、残部高軟化点ガラス粉末から成る
粉末を挙げることができ、以下に低高軟化点ガラスの成
分限定理由及び混合率について説明する。

なお、上記混合粉末の焼結、結晶化処理で析出する結晶
は主としてＳｔＯ□晶である。

低軟化点ガラス ５ｉＯｚ　：　６７〜８０％ ６７％未満では５ｉｎ２結晶は析出せず、一方８０％を
越えると軟化点が高くなる。

ＣａＯ：５〜１０％ ５％未満では軟化点が高（なり、一方１０％を越えると
ＳｉＯ□結晶が析出しにく−なる。

Ｎａ２０　＋に２０　　：　１０〜２０％１０％未満で
は軟化点が高くなり、一方２０％を越えると５ｉｎ２結
晶が析出しにく−なる。

？１ｇＯ：　２〜８％ ２％未満ではＳｉＯ□結晶の成長が速くなり過ぎ、また
Ｎａｚｏ　　・　３ＣａＯ・　６ＳｉＯ□　結晶などを
析出するよ４になる。一方８％を越えると５ｉ０２結晶
が析出しにくくなる。

高軟化点ガラス ５ｉＯｚ　：　６７〜８０％ ６７％未満ではＳｉＯ□結晶は析出せず、一方８０％を
越えると軟化点が高くなる。

へρ、０１：２５％以下 ２５％を越えるとＳｉｇｈ結晶が析出しに（＼なる。

Ｎａ２０　＋に２ｏ　　：　　５〜１５％５％未満では
軟化点が高くなり過ぎ、一方１５％を越えると軟化点が
低くなるのである。

なお上記両ガラスの軟化点の差は５０〜７００℃とする
ことが望ましい。つまり５０℃未満では成形体の結晶化
温度への昇温において両粉末共軟化しその形状保持が困
難となるおそれが大きく、また７００℃を越えると高軟
化点成分の低軟化点粉末側への移行が遅くなり、実際上
成形体の収縮促進は期待できないのである。

次に上記低高軟化点ガラス粉末の混合率について述べる
。

前記両粉末の粒度については云うまでもなく単一粉末の
場合と同様、２００メソシユ以下の微粒子が９０重量％
を占める粒度構成の粉末として用いるのであり、その混
合率を低軟化点ガラス粉末９０〜２０重量％、残部高軟
化点ガラス粉末としたのは、低軟化点ガラス粉末が９０
重量％を越えると熱処理時、成形体の形状保持が不十分
となるためであり、一方２０重量％に満たない場合は、
既述の高軟化点成分の低軟化点粉末側への成分移行によ
る緻密化促進作用が少なく、従って緻密化が遅くなり、
促進を図るためにはより高温を要し、そして更には緻密
化不十分の場合を生じることがある。すなわち高軟化点
ガラス粉末の軟化点と結晶化温度が接近している場合に
、結晶化に伴う粘性増大から生じる緻密化障害を十分防
止できず緻密化が不十分となるのである。

次に本発明の具体的実施例を示す。

下記第１表に実施例に供した低軟化点ガラス粉末Ａ及び
高軟化点ガラス粉末Ｂの組成を示した。

粒度は　　Ａ・・・２００メツシュ以下が９７％Ｂ・・
・２００メツシュ以下が９９％ 第　　１　　表 上記原料粉末のＡを６０重量％、残部Ｂの割合で混合し
、この混合粉末Ｃから次のような■〜■の３種の色の異
なる粉末を得た。

■・・・・・・上記混合粉末Ｃのま−。

■・・・・・・上記混合粉末Ｃに着色剤としてＦｅ２０
１粉末を１．０重量％含有するように混合した着色混合
粉末。

■・・・・・・上記混合粉末Ｃに着色剤としてＮｉＯ粉
末を０．３重量％含有するように混合した着色混合粉末
。

以上の３種粉末のそれぞれに粘結剤としてポリビニルア
ルコールを加えよく混練して後、３種粉末ともφ２〜φ
４鰭の粒状体に成形し、これらの粒状体を混合し成形型
に集積の後室温で加圧して１５０　ｘ１５０　Ｘ２５ｍ
ｍの平板状成形体を得た。加圧力は２５０　ｋｇ、ｆ／
ｃｒＡであった。

かくして得た成形体に９００・’ＣＸ１５１ｔｒＯ熱処
理を施し、焼結及び結晶化を行って結晶化ガラスを得、
同ガラスの平面を研磨した。研磨面には白色、赤色、黄
緑色のモザイク模様が形成されており、析出結晶は主と
してＳｉＯ□晶であった。

（発明の効果） 以上に説明したとおり、本発明では色を異にするガラス
微粉末による粒状体を成形し、これを集積加圧して得た
成形体を焼結、結晶化するのであるから、粒状体の大小
、色の組合せ等によって多様なモザイク模様が容易に形
成できるのである。

それに従来の集積法や焼結法等における色模様の形成が
、基地用ガラスの小体や微粉にそれぞれ介在させた着色
ガラスの小体や粗粒によるもので、焼結への影響から前
記模様形成体の大きさは非常に制限されるのに比し、本
発明では単位模様が微粉末による粒状体によるのであり
、従って焼結、結晶化に特別な影響はな〈従来より海か
に大きい単位模様が形成できるのである。

以上に加えて２００メツシュ以下というような微粉末の
使用は、低温焼結を可能にしかつ結晶化も容易にして大
型の結晶化ガラス建材の製造にも適するものであり、こ
れら多くの利点を有する本発明の工業的価値は著大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係るモザイク模様形成の説明
図で、 第１図は色を異にする粒状体の混合集積状態を示す図、
第２図は加圧された集積粒状体の状態を示す図、第３図
は結晶化ガラスにおけるモザイク模様例である。 １、　ｌａ、　Ｉｂ・・・粒状体、２，２ａ・・・モザ
イク模様。 特　許　出　願　人　　久保田鉄工株式会社ｊＩ７図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２００メッシュ以下の粒子が９０重量％以上を占
   める粒度構成を有するガラス粉末により、２種以上の色
   の異なる粒状体を成形し、次いで該粒状体を混合集積し
   、加圧成形して成形体とした後、該成形体を熱処理して
   焼結及び結晶化を図ることを特徴とする色模様付結晶化
   ガラスの製造方法。
2. （２）上記ガラス粉末が、必須成分として重量百分率で
   、 ＳｉＯ＿２：６７〜８０％、ＣａＯ：５〜１０％、Ｎａ
   ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ：１０〜２０％、ＭｇＯ：２〜８％、
   を含有してなる低軟化点ガラスの粉末と、 必須成分として重量百分率で、 ＳｉＯ＿２：６７〜８０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：２５％以
   下、Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏ：５〜１５％　、 を含有してなる高軟化点ガラス粉末とを混合して、前記
   低軟化点ガラス粉末が９０〜２０重量％、残部高軟化点
   ガラス粉末から成るガラス粉末であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の色模様付結晶化ガラスの
   製造方法。