JPH08165143A - 着色透明ガラスセラミックおよびその色の調節方法 - Google Patents
着色透明ガラスセラミックおよびその色の調節方法Info
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- JPH08165143A JPH08165143A JP7144380A JP14438095A JPH08165143A JP H08165143 A JPH08165143 A JP H08165143A JP 7144380 A JP7144380 A JP 7144380A JP 14438095 A JP14438095 A JP 14438095A JP H08165143 A JPH08165143 A JP H08165143A
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Classifications
-
- 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
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0045—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3 and MgO as main constituents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透明なベータ石英固溶体ガラスセラミックに
おいて、その色を装飾に適した色にする。 【構成】 主結晶相としてベータ石英固溶体を有するガ
ラスセラミックにおいて、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量を19.5％
から20.5％までの範囲に、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量を550 ｐ
ｐｍから650 ｐｐｍまでの範囲に、Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量
を10ｐｐｍから20ｐｐｍまでの範囲に、Ｌｉ2 Ｏの含有
量を2.5 ％から3.0 ％までの範囲に制御する。
おいて、その色を装飾に適した色にする。 【構成】 主結晶相としてベータ石英固溶体を有するガ
ラスセラミックにおいて、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量を19.5％
から20.5％までの範囲に、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量を550 ｐ
ｐｍから650 ｐｐｍまでの範囲に、Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量
を10ｐｐｍから20ｐｐｍまでの範囲に、Ｌｉ2 Ｏの含有
量を2.5 ％から3.0 ％までの範囲に制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラスセラミックおよび
その色を調節する方法に関するものである。
その色を調節する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガラスセラミックは、加熱によりガラス
前駆体の少なくとも一部に均一なパターンで生じた少な
くとも１種類の結晶相を有する材料である。ガラスセラ
ミックは、米国特許第2,920,971 号（ストーキー）に記
載されて以来、30年以上に亘って知られている。この特
許には、ガラスセラミックについて様々な用途が記載さ
れており、その中でも特に、食品の調理と盛付けに使用
する製品の製造に関心が寄せられている。そのような製
品の例としては、調理器具、ベーク用器具、食器具およ
び平らな調理板（cooktop ）が挙げられる。
前駆体の少なくとも一部に均一なパターンで生じた少な
くとも１種類の結晶相を有する材料である。ガラスセラ
ミックは、米国特許第2,920,971 号（ストーキー）に記
載されて以来、30年以上に亘って知られている。この特
許には、ガラスセラミックについて様々な用途が記載さ
れており、その中でも特に、食品の調理と盛付けに使用
する製品の製造に関心が寄せられている。そのような製
品の例としては、調理器具、ベーク用器具、食器具およ
び平らな調理板（cooktop ）が挙げられる。
【０００３】一般的に、ガラスセラミック材料の製造に
は、次の３つの主要段階が必要である。
は、次の３つの主要段階が必要である。
【０００４】１． 通常は核剤を含有する原材料の混合
物を溶融してガラスを製造する。
物を溶融してガラスを製造する。
【０００５】２． このガラスから物品を造型し、ガラ
スの転移範囲よりも低い温度まで物品を冷却する。
スの転移範囲よりも低い温度まで物品を冷却する。
【０００６】３． 適切な熱処理によりガラス物品を結
晶化させる（「セラミック化」）。熱処理には通常、転
移範囲よりもやや高い温度での核形成段階が必要であ
る。これに続いて、この温度よりもさらにいくぶん高い
温度まで加熱して核上に結晶を成長させる。
晶化させる（「セラミック化」）。熱処理には通常、転
移範囲よりもやや高い温度での核形成段階が必要であ
る。これに続いて、この温度よりもさらにいくぶん高い
温度まで加熱して核上に結晶を成長させる。
【０００７】Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 組成範囲
のガラスを結晶化すると、一般的に高度に結晶化された
ガラスセラミックが得られる。主結晶相は、ガラスの組
成および熱処理により変わる。主結晶相は、透明ベータ
石英固溶体であっても、不透明ベータリチア輝石固溶体
であってもよい。
のガラスを結晶化すると、一般的に高度に結晶化された
ガラスセラミックが得られる。主結晶相は、ガラスの組
成および熱処理により変わる。主結晶相は、透明ベータ
石英固溶体であっても、不透明ベータリチア輝石固溶体
であってもよい。
【０００８】ベータ石英は、ＳｉＯ2 を六方晶偏四角多
面体にしたものである。ベータ石英の熱膨脹係数（ＣＴ
Ｅ）はわずかに負である。このことは、調理器具のよう
に熱サイクルにさらされる用途にとって特に興味深い。
ベータ石英固溶体の基本は、ベータ石英構造中のＳｉ+4
イオンのいくらかをＡｌ+3イオンで置換したことにある
と考えられている。ベータ石英構造中にＬｉ+ 、Ｍ
ｇ+2、またはＺｎ+2のような小さなイオンを導入するこ
とにより、置換により生じた電荷の不釣合を補ってい
る。
面体にしたものである。ベータ石英の熱膨脹係数（ＣＴ
Ｅ）はわずかに負である。このことは、調理器具のよう
に熱サイクルにさらされる用途にとって特に興味深い。
ベータ石英固溶体の基本は、ベータ石英構造中のＳｉ+4
イオンのいくらかをＡｌ+3イオンで置換したことにある
と考えられている。ベータ石英構造中にＬｉ+ 、Ｍ
ｇ+2、またはＺｎ+2のような小さなイオンを導入するこ
とにより、置換により生じた電荷の不釣合を補ってい
る。
【０００９】通常、ベータ石英固溶体のガラスセラミッ
クは核剤としてＴｉＯ2 を含有している。必要に応じ
て、ＴｉＯ2 を、一部もしくは全部、ＺｒＯ2 で置換し
てもよい。組成および／または熱処理の仕様を変えるこ
とにより、そのようなガラスセラミックの外観を変える
ことができる。したがって、従来技術に記載されている
ように、透明、半透明、そして不透明のガラスセラミッ
ク（無色、半透明、乳白色、または様々な色であっても
よい）の製造が可能である。
クは核剤としてＴｉＯ2 を含有している。必要に応じ
て、ＴｉＯ2 を、一部もしくは全部、ＺｒＯ2 で置換し
てもよい。組成および／または熱処理の仕様を変えるこ
とにより、そのようなガラスセラミックの外観を変える
ことができる。したがって、従来技術に記載されている
ように、透明、半透明、そして不透明のガラスセラミッ
ク（無色、半透明、乳白色、または様々な色であっても
よい）の製造が可能である。
【００１０】Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ガラスセ
ラミック材料は、20年以上に亘り、例えば、乳白色の調
理用具のような台所器具の分野で幅広く用いられてお
り、これらの台所器具は、最近では、通常は、より低温
で結晶化されて小さなベータ石英固溶体結晶を生じる薄
茶色の透明ガラスセラミックから作られている。
ラミック材料は、20年以上に亘り、例えば、乳白色の調
理用具のような台所器具の分野で幅広く用いられてお
り、これらの台所器具は、最近では、通常は、より低温
で結晶化されて小さなベータ石英固溶体結晶を生じる薄
茶色の透明ガラスセラミックから作られている。
【００１１】ＴｉＯ2 により核形成された透明なベータ
石英ガラスセラミックは薄茶色となる傾向にあることが
分かっている。このことは、基礎ガラス組成物中にＴｉ
Ｏ2およびＦｅ2 Ｏ3 の両方が存在することによるもの
である。この色とは違う色にするためには、この固有の
着色効果を考慮しなければならない。
石英ガラスセラミックは薄茶色となる傾向にあることが
分かっている。このことは、基礎ガラス組成物中にＴｉ
Ｏ2およびＦｅ2 Ｏ3 の両方が存在することによるもの
である。この色とは違う色にするためには、この固有の
着色効果を考慮しなければならない。
【００１２】米国特許第5,070,045 号（コムテ等）に
は、ガラスセラミック中の主結晶相がベータ石英固溶体
である透明なガラスセラミック板が開示されている。こ
れらの板には、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ
3 、ＭｎＯ2 、およびＶ2 Ｏ5からなる群より選択され
る着色剤が0.1 ％−1.0 ％の量で使用されている。この
特許は主に、ゆがみを最小限にする一方で、反射光は黒
色とし、透過光は赤味がかった茶色とするように作用す
るＶ2 Ｏ5 に関するものである。コムテ等の組成は、酸
化物基準で計算した重量パーセントで表して、65％−70
％のＳｉＯ2 、18％−19.8％のＡｌ2 Ｏ3 、2.5 ％−3.
8 ％のＬｉ2 Ｏ、0.55％−1.5 ％のＭｇＯ、1.2 ％−2.
8 ％のＺｎＯ、1.8 ％−3.2 ％のＴｉＯ2 、０％−1.4
％のＢａＯ、０％−1.4 ％のＳｒＯ、1.0 ％−2.5 ％の
ＺｒＯ2 、０％−1.5 ％のＡｓ2 Ｏ3 、０％−1.5 ％の
Ｓｂ2 Ｏ3 、０％以上1.0 ％未満のＮａ2 Ｏ、および０
％以上1.0 ％未満のＫ2 Ｏから実質的になり、ここで、
ＢａＯ＋ＳｒＯの合計が0.4％−1.4 ％、ＭｇＯ＋Ｂａ
Ｏ＋ＳｒＯの合計が1.1 ％−2.3 ％、Ａｓ2 Ｏ3 ＋Ｓｂ
2Ｏ3 の合計が0.5 ％−1.5 ％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏの合
計が０％以上1.0 ％未満であり、（2.8 Ｌｉ2 Ｏ＋1.2
ＺｎＯ）／5.2 ＭｇＯが1.8 より大である。
は、ガラスセラミック中の主結晶相がベータ石英固溶体
である透明なガラスセラミック板が開示されている。こ
れらの板には、ＣｏＯ、ＮｉＯ、Ｃｒ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ
3 、ＭｎＯ2 、およびＶ2 Ｏ5からなる群より選択され
る着色剤が0.1 ％−1.0 ％の量で使用されている。この
特許は主に、ゆがみを最小限にする一方で、反射光は黒
色とし、透過光は赤味がかった茶色とするように作用す
るＶ2 Ｏ5 に関するものである。コムテ等の組成は、酸
化物基準で計算した重量パーセントで表して、65％−70
％のＳｉＯ2 、18％−19.8％のＡｌ2 Ｏ3 、2.5 ％−3.
8 ％のＬｉ2 Ｏ、0.55％−1.5 ％のＭｇＯ、1.2 ％−2.
8 ％のＺｎＯ、1.8 ％−3.2 ％のＴｉＯ2 、０％−1.4
％のＢａＯ、０％−1.4 ％のＳｒＯ、1.0 ％−2.5 ％の
ＺｒＯ2 、０％−1.5 ％のＡｓ2 Ｏ3 、０％−1.5 ％の
Ｓｂ2 Ｏ3 、０％以上1.0 ％未満のＮａ2 Ｏ、および０
％以上1.0 ％未満のＫ2 Ｏから実質的になり、ここで、
ＢａＯ＋ＳｒＯの合計が0.4％−1.4 ％、ＭｇＯ＋Ｂａ
Ｏ＋ＳｒＯの合計が1.1 ％−2.3 ％、Ａｓ2 Ｏ3 ＋Ｓｂ
2Ｏ3 の合計が0.5 ％−1.5 ％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏの合
計が０％以上1.0 ％未満であり、（2.8 Ｌｉ2 Ｏ＋1.2
ＺｎＯ）／5.2 ＭｇＯが1.8 より大である。
【００１３】米国特許第5,179,045 号にはバーガンジー
色のガラスセラミックが記載されており、米国特許第5,
256,600 号にはＣｏ3 Ｏ4 を制御して添加することによ
り製造した琥珀色またはバーガンジー色のガラスセラミ
ックが開示されている。
色のガラスセラミックが記載されており、米国特許第5,
256,600 号にはＣｏ3 Ｏ4 を制御して添加することによ
り製造した琥珀色またはバーガンジー色のガラスセラミ
ックが開示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明なベー
タ石英固溶体ガラスセラミックを特定の装飾用の色にす
ることを目的とするものである。この色は、ＴｉＯ2 を
用いて核形成したベータ石英ガラスセラミックに固有の
茶色がかった色よりもおだやかに、よりくすんでいる。
この色は、シャンペンの薄黄色に似ている。
タ石英固溶体ガラスセラミックを特定の装飾用の色にす
ることを目的とするものである。この色は、ＴｉＯ2 を
用いて核形成したベータ石英ガラスセラミックに固有の
茶色がかった色よりもおだやかに、よりくすんでいる。
この色は、シャンペンの薄黄色に似ている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、主結晶相とし
てベータ石英固溶体を有するガラスセラミック材料の色
を制御する方法であって、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量を19.5％
から20.5％までとし、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量を550 ｐｐｍ
から650 ｐｐｍまでとし、Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量を10ｐｐ
ｍから20ｐｐｍまでとし、Ｌｉ2 Ｏの含有量を2.5 ％か
ら3.0 ％までとすることからなる方法を提供する。
てベータ石英固溶体を有するガラスセラミック材料の色
を制御する方法であって、Ａｌ2 Ｏ3 の含有量を19.5％
から20.5％までとし、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量を550 ｐｐｍ
から650 ｐｐｍまでとし、Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量を10ｐｐ
ｍから20ｐｐｍまでとし、Ｌｉ2 Ｏの含有量を2.5 ％か
ら3.0 ％までとすることからなる方法を提供する。
【００１６】本発明により製造する物品は、主結晶相と
してベータ石英固溶体を有する着色透明ガラスセラミッ
クであって、核剤としてＴｉＯ2 を約６％までの量で含
有し、10−20ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ4 、550 −650 ｐｐｍの
Ｆｅ2 Ｏ3 、19.5−20.5％のＡｌ2 Ｏ3 、および2.5 −
3.0 ％のＬｉ2 Ｏからなるカラーパッケージを有し、ｘ
座標が0.3200から0.3300までの範囲、ｙ座標が0.3220か
ら0.3350までの範囲にあり、Ｙが80から85までの範囲に
ある色座標で規定される色を有することを特徴とするガ
ラスセラミックである。
してベータ石英固溶体を有する着色透明ガラスセラミッ
クであって、核剤としてＴｉＯ2 を約６％までの量で含
有し、10−20ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ4 、550 −650 ｐｐｍの
Ｆｅ2 Ｏ3 、19.5−20.5％のＡｌ2 Ｏ3 、および2.5 −
3.0 ％のＬｉ2 Ｏからなるカラーパッケージを有し、ｘ
座標が0.3200から0.3300までの範囲、ｙ座標が0.3220か
ら0.3350までの範囲にあり、Ｙが80から85までの範囲に
ある色座標で規定される色を有することを特徴とするガ
ラスセラミックである。
【００１７】本発明は主に、透明ベータ石英固溶体ガラ
スセラミック用の独特なカラーパッケージを発見したこ
とに基づいてなされたものである。カラーパッケージと
は、通常、ある比率で遷移金属酸化物が含まれているガ
ラス酸化物の組合せをいう。これらの酸化物は、ある材
料の特定の色を作り出すか、もしくは作り出す際の制御
を行なっている。
スセラミック用の独特なカラーパッケージを発見したこ
とに基づいてなされたものである。カラーパッケージと
は、通常、ある比率で遷移金属酸化物が含まれているガ
ラス酸化物の組合せをいう。これらの酸化物は、ある材
料の特定の色を作り出すか、もしくは作り出す際の制御
を行なっている。
【００１８】前述したように、ベータ石英固溶体ガラス
セラミックの前駆体ガラスは一般的に、リチアアルミノ
シリケート（Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ）をベー
スとする組成を有している。このガラスはさらに、核剤
として６重量％までのＴｉＯ2 を含有しており、この一
部を、必要に応じて、ＺｒＯ2 で置き換えてもよい。こ
のガラスにはまた、清澄剤として酸化ヒ素または酸化ア
ンチモンを含有させてもよい。少量の二価金属酸化物
（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ）を改質剤として含有させて
もよい。
セラミックの前駆体ガラスは一般的に、リチアアルミノ
シリケート（Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 ）をベー
スとする組成を有している。このガラスはさらに、核剤
として６重量％までのＴｉＯ2 を含有しており、この一
部を、必要に応じて、ＺｒＯ2 で置き換えてもよい。こ
のガラスにはまた、清澄剤として酸化ヒ素または酸化ア
ンチモンを含有させてもよい。少量の二価金属酸化物
（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ）を改質剤として含有させて
もよい。
【００１９】本発明は、コムテ等の米国特許第5,070,04
5 号に開示されている前駆体ガラスを用いて開発したも
のである。このガラス用のカラーパッケージを開発する
際に、わずかではあるが、重要な組成の変更を行なうこ
とが必要となった。したがって、本発明に限定を加える
ものではないが、本発明は、このコムテ等の特許に開示
された組成を参考にして、それを改良したものについて
記載したものである。
5 号に開示されている前駆体ガラスを用いて開発したも
のである。このガラス用のカラーパッケージを開発する
際に、わずかではあるが、重要な組成の変更を行なうこ
とが必要となった。したがって、本発明に限定を加える
ものではないが、本発明は、このコムテ等の特許に開示
された組成を参考にして、それを改良したものについて
記載したものである。
【００２０】本発明のカラーパッケージは、ガラスの合
計の重量パーセントで表して、10−20ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ
4 、550 −650 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 、19.5−20.5％のＡ
ｌ2Ｏ3 、2.5 −3.0 ％のＬｉ2 Ｏ、および６％までの
ＴｉＯ2 からなる。
計の重量パーセントで表して、10−20ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ
4 、550 −650 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 、19.5−20.5％のＡ
ｌ2Ｏ3 、2.5 −3.0 ％のＬｉ2 Ｏ、および６％までの
ＴｉＯ2 からなる。
【００２１】本発明においては、ベースガラス成分を制
御している結果、このベースガラスにおいてある成分に
より付与される呈色の強さが緩和される。すなわち、組
成を変更すると脱色する傾向があり、言い換えれば、ガ
ラスが有する固有の色をくすませる傾向がある。したが
って、ビジョンズ調理器具の特性である茶色がおだやか
になっている。このようにして、カラーパッケージ中の
酸化コバルトの含有量に依存して、黄色から桃色へと変
化する薄い琥珀色を作り出す。カラーパッケージの成分
は、色に対する影響以外にも、他のガラス特性に影響を
与えるかもしれない。したがって、それらの特性を同水
準に維持するためにカラーパッケージ成分の含有量を制
御しなければならない。
御している結果、このベースガラスにおいてある成分に
より付与される呈色の強さが緩和される。すなわち、組
成を変更すると脱色する傾向があり、言い換えれば、ガ
ラスが有する固有の色をくすませる傾向がある。したが
って、ビジョンズ調理器具の特性である茶色がおだやか
になっている。このようにして、カラーパッケージ中の
酸化コバルトの含有量に依存して、黄色から桃色へと変
化する薄い琥珀色を作り出す。カラーパッケージの成分
は、色に対する影響以外にも、他のガラス特性に影響を
与えるかもしれない。したがって、それらの特性を同水
準に維持するためにカラーパッケージ成分の含有量を制
御しなければならない。
【００２２】ベータ石英結晶相を作成するためには、リ
チア（Ｌｉ2 Ｏ）を含有させることが必須である。Ｌｉ
2 Ｏの含有量を減少させると、液相線と粘度との関係が
改善される。このことにより、ガラスを送り出す際中に
無秩序な失透が生じる可能性が少なくなる。しかしなが
ら、Ｌｉ2 Ｏの量が減少すると、高温での粘度が大きく
なってしまって、溶融工程に不利に作用する。この理由
のために、Ｌｉ2 Ｏの含有量を減少させる程度を制限し
なければならない。したがって、Ｌｉ2 Ｏの含有量を2.
5 −3.0 重量％に維持する。
チア（Ｌｉ2 Ｏ）を含有させることが必須である。Ｌｉ
2 Ｏの含有量を減少させると、液相線と粘度との関係が
改善される。このことにより、ガラスを送り出す際中に
無秩序な失透が生じる可能性が少なくなる。しかしなが
ら、Ｌｉ2 Ｏの量が減少すると、高温での粘度が大きく
なってしまって、溶融工程に不利に作用する。この理由
のために、Ｌｉ2 Ｏの含有量を減少させる程度を制限し
なければならない。したがって、Ｌｉ2 Ｏの含有量を2.
5 −3.0 重量％に維持する。
【００２３】結晶を形成するためには、ガラス中に多量
のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を含有させる必要がある。規
定の含有量を増加させると、ある成分により付与される
呈色の強さが緩和されるだけでなく、高温での粘度も減
少させる。このことは、Ｌｉ2 Ｏの含有量を減少させる
ことの影響を打ち消す傾向にある。Ａｌ2 Ｏ3 の含有量
を増加させると、所望の色を維持しながら、酸化鉄の含
有量を多く維持することもできる。したがって、Ａｌ2
Ｏ3 の含有量を19.5−20.5重量％に維持する。
のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を含有させる必要がある。規
定の含有量を増加させると、ある成分により付与される
呈色の強さが緩和されるだけでなく、高温での粘度も減
少させる。このことは、Ｌｉ2 Ｏの含有量を減少させる
ことの影響を打ち消す傾向にある。Ａｌ2 Ｏ3 の含有量
を増加させると、所望の色を維持しながら、酸化鉄の含
有量を多く維持することもできる。したがって、Ａｌ2
Ｏ3 の含有量を19.5−20.5重量％に維持する。
【００２４】他のバッチ材料とともに含有してしまう不
純物として、酸化鉄を含むことは避けられない。この含
有量は、約900 ｐｐｍに維持されている。このために、
赤外線が透過しやすくなり、その結果、ガラスの溶融中
の熱の保持および移行が容易になる。本発明の目的にと
っては、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量を減少させて、この酸化物
により付与される特徴的な茶色の純度を減少させなけれ
ばならない。したがって、酸化鉄の含有量を550 −650
ｐｐｍの範囲、好ましくは約600 ｐｐｍに維持する。
純物として、酸化鉄を含むことは避けられない。この含
有量は、約900 ｐｐｍに維持されている。このために、
赤外線が透過しやすくなり、その結果、ガラスの溶融中
の熱の保持および移行が容易になる。本発明の目的にと
っては、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量を減少させて、この酸化物
により付与される特徴的な茶色の純度を減少させなけれ
ばならない。したがって、酸化鉄の含有量を550 −650
ｐｐｍの範囲、好ましくは約600 ｐｐｍに維持する。
【００２５】ガラスの色をおだやかで純度の小さいもの
にするために、酸化コバルト（Ｃｏ3 Ｏ4 ）の含有量を
10−20ｐｐｍに維持する。この酸化コバルトの含有量が
10ｐｐｍと20ｐｐｍの間で移行するにつれ、ガラスの色
が、おだやかな琥珀色の黄色から桃色に移行する。
にするために、酸化コバルト（Ｃｏ3 Ｏ4 ）の含有量を
10−20ｐｐｍに維持する。この酸化コバルトの含有量が
10ｐｐｍと20ｐｐｍの間で移行するにつれ、ガラスの色
が、おだやかな琥珀色の黄色から桃色に移行する。
【００２６】ガラスはまた、核剤として６％までのＴｉ
Ｏ2 を含有している。ＴｉＯ2 は、酸化鉄と同様に、ガ
ラスに固有の茶色を付与する。前述したように、本発明
のカラーパッケージは、この茶色の強度を小さくし、し
たがって、色をおだやかにする傾向にある。
Ｏ2 を含有している。ＴｉＯ2 は、酸化鉄と同様に、ガ
ラスに固有の茶色を付与する。前述したように、本発明
のカラーパッケージは、この茶色の強度を小さくし、し
たがって、色をおだやかにする傾向にある。
【００２７】本発明の好ましい組成は、酸化物基準の重
量パーセントで表して、65％−70％のＳｉＯ2 、19.5％
−20.5％のＡｌ2 Ｏ3 、2.5 ％−3.0 ％のＬｉ2 Ｏ、0.
5 ％−1.5 ％のＭｇＯ、1.2 ％−2.8 ％のＺｎＯ、1.8
％−3.2 ％のＴｉＯ2 、1.0％−2.5 ％のＺｒＯ2 、０
％−1.4 ％のＢａＯ、０％−1.4 ％のＳｒＯ、０％−1.
5 ％のＡｓ2 Ｏ3 、０％−1.5 ％のＳｂ2 Ｏ3 、10ｐｐ
ｍ−20ｐｐｍのＣｏ3Ｏ4 、および550 ｐｐｍ−650 ｐ
ｐｍのＦｅ2 Ｏ3 から実質的になり、ここで、ＢａＯ＋
ＳｒＯの合計が0.4 ％−1.4 ％、Ａｓ2 Ｏ3 ＋Ｓｂ2 Ｏ
3 の合計が0.5％−1.5 ％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏの合計が
０％以上1.0 ％未満である。
量パーセントで表して、65％−70％のＳｉＯ2 、19.5％
−20.5％のＡｌ2 Ｏ3 、2.5 ％−3.0 ％のＬｉ2 Ｏ、0.
5 ％−1.5 ％のＭｇＯ、1.2 ％−2.8 ％のＺｎＯ、1.8
％−3.2 ％のＴｉＯ2 、1.0％−2.5 ％のＺｒＯ2 、０
％−1.4 ％のＢａＯ、０％−1.4 ％のＳｒＯ、０％−1.
5 ％のＡｓ2 Ｏ3 、０％−1.5 ％のＳｂ2 Ｏ3 、10ｐｐ
ｍ−20ｐｐｍのＣｏ3Ｏ4 、および550 ｐｐｍ−650 ｐ
ｐｍのＦｅ2 Ｏ3 から実質的になり、ここで、ＢａＯ＋
ＳｒＯの合計が0.4 ％−1.4 ％、Ａｓ2 Ｏ3 ＋Ｓｂ2 Ｏ
3 の合計が0.5％−1.5 ％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏの合計が
０％以上1.0 ％未満である。
【００２８】
【実施例】以下、図面に示す実施例を参照して本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２９】本発明では、Ｃ光源を用いたＣＩＥの色度
座標を利用してガラスの色をグラフに示している。この
図面では、ｘ座標を水平軸に示し、ｙ座標を縦軸に示し
ている。多角形ＡＢＣＤＡは、本発明により一般的に容
認される色を示す座標値の組合せを包含するものであ
る。この区域の色座標値範囲を以下に示す。
座標を利用してガラスの色をグラフに示している。この
図面では、ｘ座標を水平軸に示し、ｙ座標を縦軸に示し
ている。多角形ＡＢＣＤＡは、本発明により一般的に容
認される色を示す座標値の組合せを包含するものであ
る。この区域の色座標値範囲を以下に示す。
【００３０】ｘ＝0.3200から0.3300 ｙ＝0.3220から0.3350 Ｙ＝80から85 矩形ＡＢＣＤＡの上側端（ｙ＝0.3350）において、黄色
がかった色となった。下側端、すなわち、0.3220に近い
ｙの値では、桃色がかった色となった。
がかった色となった。下側端、すなわち、0.3220に近い
ｙの値では、桃色がかった色となった。
【００３１】溶融ユニットに装填されるバッチ中に成分
全てを含ませることによりカラーパッケージを導入して
もよい。しかしながら、カラーセルと称する前炉着色剤
系（forehearth colorant additive system ）を用いる
ことが、本当の利点が達成できる点で好ましい。
全てを含ませることによりカラーパッケージを導入して
もよい。しかしながら、カラーセルと称する前炉着色剤
系（forehearth colorant additive system ）を用いる
ことが、本当の利点が達成できる点で好ましい。
【００３２】前炉中の溶融ガラスに着色剤を添加するの
に用いる方法および装置を、集合的に、前炉着色系また
はカラーセルと称する。これらの系（またはカラーセ
ル）は少なくとも30年以上に亘り使用されている。しか
しながら、これらは主にソーダ石灰ガラスを着色するた
めに使用されてきており、特に、ソーダ石灰ガラスから
なるボトルを緑色または青色にするために使用されてき
た。現在、カラーセルは２種類のガラス着色剤を導入す
るために用いられている。この２種類のガラス着色剤と
は、粒状形態の非溶融濃縮着色剤および溶融カラーフリ
ットである。前者は米国で好まれており、一方、後者は
ヨーロッパでよく知られている。
に用いる方法および装置を、集合的に、前炉着色系また
はカラーセルと称する。これらの系（またはカラーセ
ル）は少なくとも30年以上に亘り使用されている。しか
しながら、これらは主にソーダ石灰ガラスを着色するた
めに使用されてきており、特に、ソーダ石灰ガラスから
なるボトルを緑色または青色にするために使用されてき
た。現在、カラーセルは２種類のガラス着色剤を導入す
るために用いられている。この２種類のガラス着色剤と
は、粒状形態の非溶融濃縮着色剤および溶融カラーフリ
ットである。前者は米国で好まれており、一方、後者は
ヨーロッパでよく知られている。
【００３３】乳白色のコーニングウェア製品および本発
明によるシャンペン色の製品を同時に製造するのには、
カラーセルを利用することが特に有用である。他のバッ
チ材料中の混入不純物として少なくとも数ｐｐｍのＣｏ
3 Ｏ4 を含有することは避けられない。しかしながら、
Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量が約10ｐｐｍを越えると、乳白色の
製品が灰色となってしまう。したがって、ガラス槽中に
含まれるＣｏ3 Ｏ4 の含有量を低水準に維持することが
望ましい。そこで、溶融されたガラスが第２の前炉から
移り出される間に、前炉での添加物によりＣｏ3 Ｏ4 の
含有量を着色透明ガラスに必要な量にすることができ
る。
明によるシャンペン色の製品を同時に製造するのには、
カラーセルを利用することが特に有用である。他のバッ
チ材料中の混入不純物として少なくとも数ｐｐｍのＣｏ
3 Ｏ4 を含有することは避けられない。しかしながら、
Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量が約10ｐｐｍを越えると、乳白色の
製品が灰色となってしまう。したがって、ガラス槽中に
含まれるＣｏ3 Ｏ4 の含有量を低水準に維持することが
望ましい。そこで、溶融されたガラスが第２の前炉から
移り出される間に、前炉での添加物によりＣｏ3 Ｏ4 の
含有量を着色透明ガラスに必要な量にすることができ
る。
【００３４】両方のガラス製品をセラミック化、すなわ
ち、熱処理して所望のガラスセラミック製品を製造し
た。本発明の透明着色製品について一般的なスケジュー
ルを以下に示す。
ち、熱処理して所望のガラスセラミック製品を製造し
た。本発明の透明着色製品について一般的なスケジュー
ルを以下に示す。
【００３５】１． 炉の温度を300 ℃／時間の速度で80
0 ℃まで上昇させる。
0 ℃まで上昇させる。
【００３６】２． 炉の温度を30分間に亘り800 ℃と85
0 ℃の間の温度に保持する。
0 ℃の間の温度に保持する。
【００３７】３． 炉の温度を300 ℃／時間の速度で90
0 ℃まで上昇させる。
0 ℃まで上昇させる。
【００３８】４． 炉の温度を45−60分間に亘り900 ℃
に保持する。
に保持する。
【００３９】５． 炉が冷える速度で周囲温度まで冷却
する。
する。
【００４０】Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量が少ないガラス、すな
わち、乳白色製品の前駆体を１つの条件を除いて上述し
たものと同様のスケジュールに従ってセラミック化し
た。その条件とは、第３工程において、炉の温度を900
℃よりも高い1150℃まで上昇させることであった。この
より高温での処理により、ベータ石英結晶がリチア輝石
結晶に転化して結晶が成長し、それによって、製品が不
透明になった。
わち、乳白色製品の前駆体を１つの条件を除いて上述し
たものと同様のスケジュールに従ってセラミック化し
た。その条件とは、第３工程において、炉の温度を900
℃よりも高い1150℃まで上昇させることであった。この
より高温での処理により、ベータ石英結晶がリチア輝石
結晶に転化して結晶が成長し、それによって、製品が不
透明になった。
【００４１】おだやかで黄色っぽい琥珀色のチャンペン
色を作るためには、酸化物基準の重量パーセントで計算
して、68.6％のＳｉＯ2 、1.25％のＭｇＯ、1.60％のＺ
ｎＯ、0.80％のＢａＯ、2.60％のＴｉＯ2 、1.70％のＺ
ｒＯ2 、0.70％のＡｓ2 Ｏ3、2.80％のＬｉ2 Ｏ、20.00
％のＡｌ2 Ｏ3 、600 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 、および10
ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ4 から実質的になる組成を有するガラ
スを使用することが好ましい。
色を作るためには、酸化物基準の重量パーセントで計算
して、68.6％のＳｉＯ2 、1.25％のＭｇＯ、1.60％のＺ
ｎＯ、0.80％のＢａＯ、2.60％のＴｉＯ2 、1.70％のＺ
ｒＯ2 、0.70％のＡｓ2 Ｏ3、2.80％のＬｉ2 Ｏ、20.00
％のＡｌ2 Ｏ3 、600 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 、および10
ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ4 から実質的になる組成を有するガラ
スを使用することが好ましい。
【００４２】桃色がかった琥珀色を作るためには、Ｃｏ
3 Ｏ4 の含有量を約20ｐｐｍに増加させることが好まし
い。大規模な商業的溶融のために拡大する際には、これ
らの組成をわずかに変更させることが必要となってもよ
い。また、設計者の要求を満たすために、カラーパッケ
ージを変更させる必要もでてくるであろう。
3 Ｏ4 の含有量を約20ｐｐｍに増加させることが好まし
い。大規模な商業的溶融のために拡大する際には、これ
らの組成をわずかに変更させることが必要となってもよ
い。また、設計者の要求を満たすために、カラーパッケ
ージを変更させる必要もでてくるであろう。
【図１】本発明の一実施態様により作成した色を規定す
る色座標ボックスを示すグラフ
る色座標ボックスを示すグラフ
フロントページの続き (72)発明者 ロバート ウィリアム フィッツェンマイ ヤー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14823 カニステオ チェスナット ストリート 43 (72)発明者 チャールズ カルソン スミス ジュニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング ドッヂ アヴェニュー 229
Claims (8)
- 【請求項１】 主結晶相としてベータ石英固溶体を有す
る着色透明ガラスセラミックであって、核剤としてＴｉ
Ｏ2 を約６％まで含有し、10ｐｐｍ−20ｐｐｍのＣｏ3
Ｏ4 、550 ｐｐｍ−650 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 、19.5％−
20.5％のＡｌ2 Ｏ3 、および2.5 ％−3.0 ％のＬｉ2 Ｏ
からなるカラーパッケージを含むことを特徴とするガラ
スセラミック。 - 【請求項２】 前記ガラスセラミックの色が、光源Ｃを
用いたＣＩＥの光座標で、ｘ座標が0.3200から0.3300ま
での範囲、ｙ座標が0.3220から0.3350までの範囲、Ｃａ
ｐ Ｙが80から85までの範囲にあることを特徴とする請
求項１記載のガラスセラミック - 【請求項３】 前記ガラスセラミックが、酸化物基準の
重量パーセントで計算して、65％−70％のＳｉＯ2 、1
9.5％−20.5％のＡｌ2 Ｏ3 、2.5 ％−3.0 ％のＬｉ2
Ｏ、0.5 ％−1.5 ％のＭｇＯ、1.2 ％−2.8 ％のＺｎ
Ｏ、1.8 ％−3.2％のＴｉＯ2 、1.0 ％−2.5 ％のＺｒ
Ｏ2 、０％−1.4 ％のＢａＯ、０％−1.4％のＳｒＯ、
０％−1.5 ％のＡｓ2 Ｏ3 、０％−1.5 ％のＳｂ
2 Ｏ3 、10ｐｐｍ−20ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ4 、および550
ｐｐｍ−650 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 から実質的になり、こ
こで、ＢａＯ＋ＳｒＯの合計が0.4 ％−1.4 ％、Ａｓ2
Ｏ3 ＋Ｓｂ2 Ｏ3 の合計が0.5 ％−1.5 ％、Ｎａ2 Ｏ＋
Ｋ2 Ｏの合計が０％以上1.0 ％未満であることを特徴と
する請求項１記載のガラスセラミック。 - 【請求項４】 前記ガラスセラミックが、酸化物基準の
重量パーセントで計算して、68.6％のＳｉＯ2 、20.00
％のＡｌ2 Ｏ3 、2.8 ％のＬｉ2 Ｏ、1.25％のＭｇＯ、
1.6 ％のＺｎＯ、2.6 ％のＴｉＯ2 、1.7 ％のＺｒ
Ｏ2 、0.8 ％のＢａＯ、0.7 ％のＡｓ2 Ｏ3 、10ｐｐｍ
−20ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ4 、および600 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ
3 から実質的になることを特徴とする請求項３記載のガ
ラスセラミック。 - 【請求項５】 主結晶相としてベータ石英固溶体を有す
るガラスセラミックの色を制御する方法であって、Ａｌ
2 Ｏ3 の含有量を19.5％から20.5％までの範囲に、Ｆｅ
2 Ｏ3 の含有量を550 ｐｐｍから650 ｐｐｍまでの範囲
に、Ｃｏ3 Ｏ4 の含有量を10ｐｐｍから20ｐｐｍまでの
範囲に、Ｌｉ2 Ｏの含有量を2.5 ％から3.0 ％までの範
囲に制御する工程を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項６】 10ｐｐｍ−20ｐｐｍのＣｏ3 Ｏ4 、550
ｐｐｍ−650 ｐｐｍのＦｅ2 Ｏ3 、19.5％−20.5％のＡ
ｌ2 Ｏ3 、および2.5 ％−3.0 ％のＬｉ2 Ｏからなるカ
ラーパッケージを含有するＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓｉ
Ｏ2 ガラスを溶融する工程を含むことを特徴とする請求
項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記ガラスを約800 ℃まで加熱し、800
℃−850 ℃に保持し、900 ℃まで加熱してこの温度を保
持しておだやかな琥珀色のベータ石英結晶相を生じさせ
ることを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 溶融した前記ガラスを第１の前炉を通過
させる際に、この溶融ガラスにＣｏ3 Ｏ4 の含有量の少
なくとも一部を添加して、その後、第２の前炉を通過さ
せる際に異なる量のＣｏ3 Ｏ4 を添加することにより、
異なる含有量のＣｏ3 Ｏ4 を製造できることを特徴とす
る請求項６記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US258271 | 1994-06-10 | ||
| US08/258,271 US5422318A (en) | 1994-06-10 | 1994-06-10 | Glass-ceramics and color package |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165143A true JPH08165143A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=22979846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7144380A Withdrawn JPH08165143A (ja) | 1994-06-10 | 1995-06-12 | 着色透明ガラスセラミックおよびその色の調節方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5422318A (ja) |
| EP (1) | EP0686610A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08165143A (ja) |
| CA (1) | CA2148662C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103086603A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-05-08 | 中国人民解放军第四军医大学 | 一种用于制作牙科修复体的着色玻璃陶瓷及其制备方法 |
| JP2022511634A (ja) * | 2018-11-09 | 2022-02-01 | ユーロケラ | リチウム含有量の少ない透明β石英ガラスセラミック |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5512520A (en) * | 1994-11-14 | 1996-04-30 | Corning Incorporated | Ivory color in opaque glass-ceramic |
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