JPH06293529A

JPH06293529A - 結晶化ガラス材の製造法

Info

Publication number: JPH06293529A
Application number: JP8065393A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Yokokura; 倉修一横; Shuhei Ito; 藤修平伊
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Current assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Priority date: 1993-04-07
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 1994-10-21

Abstract

(57)【要約】【目的】集積法により製造される結晶化ガラス材の表
面近傍の気泡や表面穴を低減する技術の提供。【構成】ガラス粒子の集塊を焼成してガラス粒子同士
を融着させると共に結晶を析出させることからなる結晶
化ガラス材の製造法において、焼成工程でガラスが十分
融解した後で当該ガラス融解物に面加重を加えることを
特徴とする、結晶化ガラス材の製造法。【効果】表面近傍の気泡や表面穴の低減した結晶化ガ
ラス材が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人造石として建材およ
びインテリア用などとして利用される結晶化ガラス材の
製造法に関する。さらに具体的には、本発明は、その表
面近傍の気泡および表面穴の著しく低減された結晶化ガ
ラス材の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】結晶化ガラス材の製造法には大別して、
次の二方法がよく知られている。一つは、原料としての
ガラス粒子、ガラス溶融物の水砕片あるいはガラス成形
物の破砕片等、を型枠に充填して焼成することにより、
ガラス粒子同士が融着・結晶化して、美観（デザイン
性）に富んだ結晶化ガラス材を製造する方法である。こ
の方法を、以下、集積法と呼ぶ。この方法による市販品
としては「ネオパリエ」（日本電気ガラス社製商品名）
が、例として挙げられる。

【０００３】もう一つのものは、ガラス溶融物が、溶融
工程を経て板状等に押し出されて、徐冷工程の直前で結
晶化させることにより、結晶化ガラス材を製造する方法
である。「クリストン」（旭ガラス社製商品名）が例と
して挙げられる。

【０００４】これらのうち集積法は、結晶と非結晶とが
混在する独特の美観を形成させるのに有利な方法であ
る。

【０００５】この方法には、しかしながら、問題が無い
訳ではない。すなわち、集積法の場合は、原料であるガ
ラス粒子を型枠に入れて焼成することになるが、焼成時
にガラス粒子間の空隙の気体（一般的に空気）が、焼成
工程で逸出するとしてもその一部には焼成ガラス層内部
に気泡となって残留するものがあり、内部の気泡はガラ
スの透明性のために表面から視認することができ、また
表面の研磨時に表面の穴となって、顕在化する。この表
面近傍の気泡や表面穴は、結晶化ガラス材の建材やイン
テリア材としての利用面から美観を損ねるものとして、
その低減や除去が望まれるのである。

【０００６】結晶化ガラス材のガラス原料たるガラス粒
子の粒径は、一般的に 1〜10mmの範囲である。粒径が小
さくなるほど残留気泡の径も小さくなる傾向にあるが、
焼成された結晶化ガラス材表面近傍の気泡や表面穴は美
観を低下させる。原料ガラス粒子の粒径を 1mm以下にす
れば残留気泡の径が著しく小さくなり、通常の肉眼観察
では容易に認められない程度にまでなるが、結晶化ガラ
ス材としてのデザイン性（美観）を考慮すると、必ずし
も原料ガラス粒子の粒径を小さくすることができるわけ
ではなく、また小さい残留気泡さえも問題となることが
ある。

【０００７】一方、焼成温度を十分に高く、かつ長時間
焼成する方法も表面近傍の気泡や表面穴を低減する対策
として考えられるが、焼成温度を必要以上に高くする
と、生成する結晶相が目的とするものと異なる（目的と
する結晶以外の結晶が析出する）とか、結晶量の適量範
囲をはずれることがある。デザイン性が重視される建材
やインテリア材用途の結晶化ガラス材にとっては、この
ような制限があることは好ましくない。また、焼成時間
があまり長いと製造コスト高となり、実用性にも乏し
い。

【０００８】表面穴の補修として、表面の穴にワックス
などの化学的に安定な物質を埋め込む方法も実施されう
るが、抜本的対策でないことは明かである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、集積法によ
り製造される結晶化ガラス材の表面近傍の気泡や表面穴
を低減させる技術を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

［発明の概要］＜要旨＞本発明による結晶化ガラス材製造法は、ガラス
粒子の集塊を焼成して、ガラス粒子同士を融着させると
共に結晶を析出させることからなる結晶化ガラス材の製
造法において、焼成工程でガラスが十分融解した後で当
該ガラス融解物に面加重を加えること、を特徴とするも
のである。

【００１１】＜効果＞本発明の方法によれば、粒子間空
隙由来の気体（一般的に空気）により発生した結晶化ガ
ラス材の表面近傍に残留する小さい気泡もしくは表面穴
を、著しく減少させることができた。これによって、結
晶化ガラスを建材あるいはインテリア材として用いる際
の、表面あるいは表面研磨後の気泡や表面穴による美
観、デザイン性の低下を防止することができ、その用途
をより拡大できる。

【００１２】［発明の具体的説明］＜結晶化ガラス材＞本発明が対象とする結晶化ガラス材
は、その主要な結晶がウォラストナイト、デビドライ
ト、ネフェリンあるいはＮａ₂Ｏ・２ＣａＯ・３ＳｉＯ
₂からなるものが代表的である。

【００１３】このような結晶化ガラス材は上記以外のも
のを含めてすでに公知であり、例えば、特開昭48-78217
号、特開平1-157432号各明細書にその例を見ることがで
き、また前記の「ネオパリエ」その他は建材として上市
されてもいる。

【００１４】結晶化ガラス材中の結晶は、原料ガラスの
種類ないし組成、ならびに結晶化条件その他によって変
化し、結晶の外観（板状か、針状か）、大きさ、分散の
程度に関して、種々のものがある。

【００１５】そのような結晶化ガラスの具体例として
は、ソーダ石灰系ガラスの最大寸法 1〜10mmのガラス粒
子を 760 〜960 ℃の範囲で溶解、結晶化させて実質的
にネフェリン結晶を析出させた結晶化ガラス材（特願平
3-260814号）や、ソーダ石灰系ガラスの最大寸法 1〜10
mmのガラス粒子を 800 〜950 ℃の範囲で溶融、結晶化
させて、実質的にＮａ₂Ｏ・２ＣａＯ・３ＳｉＯ₂結晶
を析出させた結晶化ガラス材（特願平4-227516号）があ
げられる。これらの結晶化ガラスにおいて比較的大粒の
ガラス粒子の溶融一体化および結晶化によって製造され
た場合は、結晶が粒子界面に沿って生成し、かつ結晶含
量も比較的少なくて、ガラスの本質的に持つ透明感を有
する美麗なものとなる。

【００１６】本発明の結晶化ガラスは、着色されたもの
であってもよいことはいうまでもなく、結晶化ガラス材
の建材あるいはインテリア材としての用途を考えれば着
色した方が好ましいとさえいえる。着色に際しては、公
知のいずれの方法を用いてもよい。着色は、粒子ごとに
異なっても良い。

【００１７】また本発明の結晶化ガラス材は、上記のガ
ラス粒子から主としてなるものであるが、少量の補助成
分、たとえばガラスの成分としてあるいは原料として使
用しうる物質たとえばアルミナ、ジルコニア、シリカ、
アルミニウム塩、ケイ酸塩、ケイ砂、スラグ等、を含ん
でもよい。また、原料ガラス粒子と同一または異質のガ
ラスの繊維を含んでもよい。

【００１８】集積法による、結晶化ガラス材の製造で
は、ガラスを粒子状で使用する。粒子状ガラスは、調合
した所定原料を均一化するため、一旦溶融し、次に溶融
ガラスを水中に投入するか、あるいは一旦冷却後、機械
的に粉砕して得るのが一般的である。いずれの場合に
も、得られた粒子を所定の粒子に選粒して、原料ガラス
粒子とする。

【００１９】採用した粒状化手段にもよるが、生成ガラ
ス粒子は不定形をしていることが多いので、ガラス粒子
の大きさはその最大寸法と最小寸法で示すことが実用的
である。本発明では、最大寸法が 1〜10mm、好ましくは
2〜 5mm、最小寸法が 0.1〜0.5mm 、好ましくは 0.2
〜 0.4mm、のものが適当である。異径粒子を組み合わせ
ることも、もちろん可能である。

【００２０】このようなガラス粒子を所定形状の型枠に
充填して、加熱処理をする。本発明による結晶化ガラス
材の大きな用途の一つは建材としてのそれであって、そ
の場合は板材として使用されることが多い。「板材」は
平板状であっても曲面状であってもよい。平板状の場合
は、ガラス粒子を充填すべき型枠は平板状のガラス粒子
集塊ができるような形状のものであることが一般的であ
る。

【００２１】このガラス粒子の集塊、いわばプレフォー
ムは、バインダーなしの自己形状保存性のない、ガラス
粒子集塊であることが普通であるが、必要に応じて、適
当なバインダーを使用して自己形状保存性のあるプレフ
ォームとすることもできる。後者の場合であっても、本
発明の加圧操作のしやすさの面から考えて型枠を使用す
ることが好ましい。

【００２２】また、プレフォームを形成する際に、でき
るだけ内部に残っている空気が少ないようにすることが
望ましい。そのために、振動による細密充填法、加圧に
よる方法、その他を利用することができる。これによ
り、あらかじめプレフォーム中の空気を押し出しておく
ことで、本発明の効果をより強く発現させることも可能
である。

【００２３】＜加熱処理＞本発明の結晶化ガラス材は、
前記のようにして得たプレフォームを加熱処理すること
によって得る。

【００２４】加熱工程は、一般に昇温期、恒温期、およ
び降温期からなる。恒温期は必ずしも完全な定温である
必要はなくて、たとえばゆるやかな山型をなしてもよく
（すなわち、その場合はガラスの到達する最高温度が恒
温期の中程に在ることになる）、また降温期は通常それ
に続く徐冷期との境界が分明でなくてもよい。

【００２５】昇温期は50〜 400℃／時間程度の加熱速度
でガラス粒／粉集塊を加熱して、 800〜1100℃程度の温
度領域の一定の温度（数十度の上下幅があってよい）に
まで到らせ、恒温期では実質的にその温度で 0.5〜 5時
間保温し、降温期には50〜 100℃／時間の冷却温度で冷
却して常温付近にまで降温させる。

【００２６】加熱工程中にガラス粒子は軟化して、プレ
フォームの自重によって相互の融着が生じることが普通
である。しかし、加熱温度が低くてガラス粒子の軟化が
不十分であるとき、あるいは必要に応じて、加熱下のプ
レフォームを加圧して、粒子相互の融着を促進すること
もできる。これは本発明の気泡を低減する方法とは全く
別の操作であり、あくまで、融着を促進するためだけの
ものである。従って、後述のように、融着が十分進んだ
後では、その加圧するタイミングは重要な意味を有す
る。

【００２７】＜面加重の印加＞本発明による結晶化ガラ
ス材の製造法では、焼成工程で面加重を加えて、表面近
傍の気泡および表面穴の発生を低減させる。すなわち、
ガラス粒子を型枠に入れて焼成し、十分に粒子間の融着
・結晶化が成されたあと、結晶化ガラス面全面に適当圧
力、たとえば0.01〜 0.1 kg/cm²、好ましくは0.02〜0.
05 kg/cm²、の面加重を加えることにより、表面近傍の
気泡を著しく低減させることができる。

【００２８】面加重を加える方法は、特に限定されな
い。例えば、結晶化ガラスを板状に仕上げる際に、板状
の重量物を結晶化ガラス板上に静的に乗せるとか、外部
より何らかの方法で面加重を加えることでもよい。結晶
化ガラス板上に板状の重量物を乗せる場合は、ガラス板
と面荷重板との癒着防止のため、荷重板に予めＡｌ₂Ｏ
₃、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂等の微粉末を剥型剤として塗布
しておくことが好ましい。

【００２９】面荷重を持続する時間は、通常 1〜10分程
度であるが、一般的に面加重が大きくなる程、荷重の持
続時間は短くてよい。例えば面加重が 0.01kg/cm²の場
合では、持続時間は 5〜10分間程度で効果が発現するの
がふつうである。また面加重が 0.1 kg/cm²の場合は、
1〜 2分間で表面近傍の気泡の著しい低減効果が認めら
れることもある。

【００３０】本発明は、面加重を加える時点に一つの特
徴を有する。すなわち、本発明での面加重の印加は、焼
成工程でガラスが十分融解してから行う。焼成工程は、
一般的に昇温期、恒温期および降温期からなるが、ガラ
スが十分融解してからということは、この恒温期以降、
具体的には最高温度に到達し、降温期の直前ということ
である。

【００３１】すなわち、昇温時はガラス粒子間空隙の気
体（通常では空気）が、ガラス粒子の融着に伴ってたく
さん発生してガラスより抜けてゆく時期であり、この時
点で荷重板による面加重をかける場合は、かえって荷重
板とガラス面の間に気体（空気）をとどめることにな
り、結晶化ガラスの表面近傍の気泡を減少させる効果が
あらわれない。これに対して、最高温度到達時点以降で
あれば、ある程度気体が抜けた後であり、面荷重による
気泡の低減効果が大きくなる。従って、面加重を加える
時期は、最高温度到達時点以降で、降温期の直前が望ま
しいことになる。なお、ガラスが十分に融解せずに原料
粒子が有意に残留しているときに面加重を加えれば気泡
が強制的に押し出されることは明かであるが、本発明の
場合のようにガラスが実質的に融解しているときに面加
重を加えることによって表面の気泡の低減することはガ
ラスが十分に融解していないときに面加重を加える場合
と気泡低減メカニズムが異なる可能性が考えられる。

【００３２】用いる荷重板は、一般に平滑なものである
が、必要により本発明の効果を大きく損なわない範囲
で、模様のついた平板でもよい。これにより、結晶化ガ
ラス材の表面に任意の模様をつけることも可能である。

【００３３】

【実施例】原料として粒径 2〜 5mmのガラス粒子を、予
めアルミナ( Ａｌ₂Ｏ₃) 微粉末にて表面塗布されたム
ライト製枠（縦21cm×横21cm×深さ 3cm）に入れ、電気
炉にて 200℃／時間で昇温して、 850℃にて30分間保持
した後、直ちに所定の重量のステンレス製荷重板（縦20
cm×横20cm）を、ガラス焼成体上に乗せて、面加重を所
定の時間加えた後、荷重板を除いて降温し、徐冷工程を
経て室温まで冷却した。

【００３４】焼成した結晶化ガラス板の表面を鏡面研磨
した後、その表面近傍の気泡および表面穴の発生数を調
べた。得られた結果は表１に示す通りであった。

【００３５】

【表１】注）No.1は対照例であり、無荷重のものである。

【００３６】実験の結果から、面荷重を加えることによ
り、焼成された結晶化ガラス板材の表面近傍の気泡およ
び表面穴の低減効果が認められた。

【００３７】

【発明の効果】本発明の方法により、結晶化ガラス材の
表面近傍の気泡や表面穴を低減した、デザイン性に富ん
だ結晶化ガラス材が得られることは［発明の概要］の項
において前記したところである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス粒子の集塊を焼成してガラス粒子同
士を融着させると共に結晶を析出させることからなる結
晶化ガラス材の製造法において、焼成工程でガラスが十
分融解した後で当該ガラス融解物に面加重を加えること
を特徴とする、結晶化ガラス材の製造法。
【請求項２】結晶化ガラス材製造の焼成工程において、
最高焼成温度到達時点後、ガラス融解物に0.01〜 0.1 k
g/cm²の面加重を加える、請求項１に記載の結晶化ガラ
ス材の製造法。