JPH10297930A

JPH10297930A - 結晶化ガラス製建築用仕上材

Info

Publication number: JPH10297930A
Application number: JP9123503A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Matano; 高宏俣野; Hiroki Yamazaki; 博樹山崎
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1997-04-24
Filing date: 1997-04-24
Publication date: 1998-11-10

Abstract

(57)【要約】【課題】熱処理後に研磨等の加工を施さなくても使用
できる結晶化ガラス製建築用仕上材を提供することを目
的とする。【解決手段】軟化点より高い温度で熱処理すると軟化
変形しながら針状結晶が表面から内部に向かって析出す
る性質を有するガラス小体の多数個が軟化融着するとと
もに結晶が析出してなる。さらに前記針状結晶とは異種
の結晶が析出した表面層を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は結晶化ガラス製建築用仕
上材に関し、より詳しくは外装材、内装材、床材等に使
用される結晶化ガラス製建築用仕上材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、外装材、内装材、床材等として、
天然大理石模様を呈する結晶化ガラス製建築用仕上材が
広く用いられている。

【０００３】この種の仕上材を製造する方法として、粒
状、粉状、フレーク状等のガラス小体の多数個を耐火性
型枠内に集積した後、軟化点以上の温度で熱処理して融
着一体化させるとともに結晶化させる方法が知られてい
る。このようにして製造された仕上材は、用途に応じて
上面、下面或いは両面が製品表面として使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記方法で得
られる仕上材は、上下何れの面を製品表面に使用する場
合も、以下の理由から熱処理後の表面をそのまま使用す
ることは困難である。

【０００５】つまり上面の場合、熱処理によってガラス
小体が軟化変形するが、十分には流動しないためにガラ
ス小体に起因するうねりが残ってしまう。一方下面の場
合は、型枠や離型剤が結晶化ガラスの表面に焼き付いて
しまい、脱型が困難となったり、表面がガラス光沢のな
い荒れた外観となってしまう。

【０００６】それゆえ建築用仕上材として使用可能な外
観を得るためには研磨、サンドブラスト、化学的エッチ
ング（酸処理、アルカリ処理）等の方法で表層を数μｍ
〜数ｍｍに亙って取り除かなければならず、製造コスト
が大幅に上昇するといった問題を有している。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
熱処理後に研磨等の加工を施さなくても使用できる結晶
化ガラス製建築用仕上材を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の結晶化ガラス製
建築用仕上材は、軟化点より高い温度で熱処理すると軟
化変形しながら針状結晶が表面から内部に向かって析出
する性質を有するガラス小体の多数個が軟化融着すると
ともに結晶が析出してなる結晶化ガラス製建築用仕上材
において、前記針状結晶とは異種の結晶が析出した表面
層を有することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の結晶化ガラス製建築用仕上材は、主結
晶とは異種の結晶が表面に析出して表面層を形成してい
る。これらの異種結晶は、板状又は粒状の形態で析出し
て物品表面を緻密に覆うように析出しており、ガラスマ
トリックスが滲み出して型枠や離型剤と接触するのを防
止する。なお表面層の厚さは５００μｍ以下、好ましく
は２５０μｍ以下であることが望ましく、これより厚く
なると表面部分のガラスの流動性が悪化し、平滑な面が
得難くなる。なお主結晶としてはβ−ウォラストナイト
（ＣａＯ・ＳｉＯ₂ ）やディオプサイド（ＣａＯ・Ｍｇ
Ｏ・２ＳｉＯ₂ ）が、異種結晶としてはガーナイト（Ｚ
ｎＯ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、ハーディストナイト（２ＣａＯ・
ＺｎＯ・２ＳｉＯ₂ ）、エンスタタイト（ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ₂）、ウイレマイト（ＺｎＯ・ＳｉＯ₂ ）等が析出し
ていることが好ましい。

【００１０】また本発明の仕上材は、ガラス小体の多数
個が軟化融着するとともにβ−ウォラストナイト等の針
状結晶がガラス小体の表面から内部に向かって析出して
なるため、結晶の存在及び方向の相違に基づく模様が現
れ、天然大理石模様を形成する。なおこの模様上に上記
した表面層が形成されているが、層の厚さが非常に薄く
下層の模様が透視できるため、本発明の仕上材は天然大
理石様の外観を呈する。

【００１１】以下、本発明の結晶化ガラス製建築用仕上
材を製造する方法を紹介する。

【００１２】まず、ガラス小体、耐火性型枠及び化合物
粉末を用意する。

【００１３】ガラス小体としては、軟化点より高い温度
で熱処理すると軟化変形しながら針状結晶が表面から内
部に向かって析出する性質を有するものを使用する。ガ
ラス小体には、種々の結晶を析出するものが使用できる
が、特にβ−ウォラストナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ₂ ）又
はディオプサイド（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ₂ ）を主
結晶として析出する性質を有するものが好ましい。この
ようなガラスとして例えば重量％でＳｉＯ₂ ４０〜７
７％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １〜２５％、ＣａＯ７〜２５％、
ＺｎＯ１〜１８％、ＢａＯ０．５〜２０％、ＭｇＯ
０〜１５％、Ｎａ₂ Ｏ０．５〜２５％、Ｋ₂ Ｏ０
〜１０％、Ｌｉ₂ Ｏ０〜５％、着色酸化物（Ｆｅ₂ Ｏ
₃ 、ＮｉＯ、ＣｏＯ、ＭｎＯ₂ 、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 等）０〜
５％の組成を有するガラスを使用することができる。な
お、このようなガラス小体の表面に、予め無機顔料粉末
を付着させておいてもよい。

【００１４】耐火性型枠は、ガラスの熱処理温度、製品
サイズ等を考慮して材質や大きさを決定する。型枠の材
質としては、ステンレス、耐熱合金等の金属類やＳｉＣ
系、ムライト系、ムライト−コーディエライト系、アル
ミナ系等の耐火物が使用できる。なお、仕上材に所望の
凹凸模様を形成するために、ガラスとの接触面に凹凸模
様が形成された型枠を使用してもよい。

【００１５】化合物粉末としては、Ｃａ、Ｍｇ又はＺｎ
を含む化合物、例えばＣａ、Ｍｇ又はＺｎの酸化物、硫
化物、炭酸塩、硫酸塩等の粉末を単独又は混合して使用
することができる。Ｃａを含む化合物としては炭酸カル
シウム、硫酸カルシウム等が、Ｍｇを含む化合物として
は酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム等が、Ｚｎを含
む化合物としては酸化亜鉛、硫化亜鉛等が好適である。
なお化合物粉末は、水や有機溶媒に分散させてスラリー
にして使用する。またスラリー中にアルミナ粉末等の従
来より知られている離型剤を２０重量％以下添加してお
いてもよい。

【００１６】次に、耐火性型枠に化合物粉末を塗布す
る。化合物粉末を塗布する部位は、型枠の内面全てでも
よいが、製品表面が接触する部分のみでも差し支えな
い。この場合、化合物粉末を塗布しない部位には、従来
より使用されている離型剤を塗布しておくことが望まし
い。

【００１７】続いて、耐火性型枠内に粒状、粉状、フレ
ーク状等のガラス小体の多数個を集積する。なお得られ
る仕上材の上面を製品表面として使用する場合は、集積
したガラス小体の上に、化合物粉末が塗布された板状の
型枠を載置すればよい。

【００１８】その後、ガラスの軟化点以上の温度で熱処
理すると、各ガラス小体が軟化変形して互いに融着一体
化するとともに各ガラス小体中にβ−ウォラストナイト
等の針状結晶が析出する。また化合物粉末との接触面で
は、ガラスと化合物粉末の反応により異種結晶が析出し
て表面層が形成される結果、ガラスマトリックスの滲み
だしが防止される。なお表面層中に針状結晶（主結晶）
が析出していても差し支えない。このようにして型枠や
離型剤との焼き付きがない平滑な表面を有する結晶化ガ
ラス製建築用仕上材を製造することができる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

【００２０】（実施例１）まず重量％でＳｉＯ₂ ６０
％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ５％、ＣａＯ１７％、ＺｎＯ６％、
ＢａＯ６％、ＭｇＯ１％、Ｎａ₂ Ｏ３％、Ｋ₂ Ｏ
１．５％、Ｌｉ₂ Ｏ０．５％の組成を有し、軟化点
が７５０℃であり、熱処理するとβ−ウォラストナイト
が析出する性質を有する小球状のガラス小体（粒径１〜
５ｍｍ）を３０ｋｇ用意した。

【００２１】また重量％で酸化亜鉛粉末（平均粒径１０
μｍ程度）８０％と酸化アルミニウム粉末（平均粒径１
０μｍ程度）２０％とを混合してなる混合粉末２ｋｇ
に、水１２００ｃｃを添加し、混練してスラリーを作製
した。

【００２２】また耐火性型枠として、内寸９００×９０
０×３０ｔｍｍの大きさのムライト製型枠を用意した。

【００２３】次いで型枠内部にスラリーをスプレー法に
て塗布し、常温で１時間放置して乾燥させた。

【００２４】その後、型枠内にガラス小体を集積し、ト
ンネルキルンにて熱処理し、結晶化させた。なお熱処理
は６０℃／Ｈｒの速度で昇温し、１０５０℃で２時間保
持した。

【００２５】このようにして得られた結晶化ガラス板
は、型枠と融着することなく容易に脱型できた。また下
面を目視にて観察したところ、化合物粉末の付着は見ら
れず、平滑で光沢のある天然大理石様の外観を呈してお
り、建築用仕上材として使用可能な表面状態であった。
さらにこの結晶化ガラス物品の析出結晶及び結晶化度を
Ｘ線回折装置にて調査したところ、下面側表面から約１
００μｍの深さまでの部分（表面層）では、ガーナイ
ト、ハーディストナイト、及びβ−ウォラストナイトが
析出しており、約７０％の結晶化度を有していた。また
それ以外の部分ではβ−ウォラストナイトのみが析出
し、結晶化度は約３０％であることが分かった。表面層
を電子顕微鏡で観察したところ、針状結晶（β−ウォラ
ストナイト）の間に粒状結晶（ガーナイト）と板状結晶
（ハーディストナイト）が隙間なく析出しているのが認
められた。

【００２６】（実施例２）まず重量％でＳｉＯ₂ ６０
％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １０％、ＣａＯ９％、ＺｎＯ４％、
ＢａＯ４％、ＭｇＯ５％、Ｎａ₂ Ｏ４％、Ｋ₂ Ｏ
３％、Ｌｉ₂ Ｏ１％の組成を有し、軟化点が７００℃
であり、熱処理するとディオプサイドが析出する性質を
有するフレーク状のガラス小体（粒径１〜５０ｍｍ）を
３０ｋｇ用意した。

【００２７】また重量％で酸化マグネシウム粉末（平均
粒径１０μｍ程度）６０％と酸化亜鉛粉末（平均粒径２
０μｍ程度）４０％とを混合してなる混合粉末２ｋｇ
に、水１２００ｃｃを添加し、混練してスラリーを作製
した。

【００２８】また耐火性型枠として、内寸９００×９０
０×３０ｔｍｍの大きさのムライト製型枠を用意し、そ
の内面にアルミナ粉末をスプレー塗布した。また凹凸模
様を有する外寸８５０×８５０×１０ｔｍｍの大きさの
ムライト製板状型を用意した。

【００２９】次いで板状型の凹凸面にスラリーをスプレ
ー法にて塗布し、常温で１時間放置して乾燥させた。

【００３０】その後、型枠内にガラス小体を集積し、さ
らにその上に凹凸面が下側となるように板状型を載置
し、トンネルキルンにて熱処理し、結晶化させた。なお
熱処理は３００℃／Ｈｒの速度で昇温し、１０００℃で
１時間保持した。

【００３１】このようにして得られた結晶化ガラス板
は、上下の型枠と融着することなく容易に脱型できた。
また下面を目視にて観察したところ、化合物粉末の付着
は見られず、光沢のある凹凸模様が形成された外観を呈
しており、建築用仕上材として使用可能な表面状態であ
った。さらにこの結晶化ガラス物品の析出結晶及び結晶
化度をＸ線回折装置にて調査したところ、下面側表面か
ら約２００μｍの深さまでの部分（表面層）では、エン
スタタイト、ウイレマイト、及びディオプサイドが析出
しており、約４５％の結晶化度を有していた。またそれ
以外の部分ではディオプサイドのみが析出し、結晶化度
は約２０％であることが分かった。表面層を電子顕微鏡
で観察したところ、針状結晶（ディオプサイド）の間に
粒状結晶（エンスタタイト、ウイレマイト）が隙間なく
析出しているのが認められた。

【００３２】（比較例）実施例１と同様にして、ガラス
小体及び耐火性型枠を用意した。

【００３３】次いで型枠内部にアルミナ粉末をスプレー
法にて塗布した。

【００３４】その後、型枠内にガラス小体を集積し、実
施例１と同様にして熱処理し、結晶化させた。

【００３５】このようにして得られた結晶化ガラス板
は、型枠と融着することなく容易に脱型できた。しかし
下面を目視にて観察したところ、アルミナ粉末が全面に
焼け付き、荒れた外観を呈しており、このままでは建築
用仕上材として使用することは不可能であった。なおこ
の結晶化ガラス物品の析出結晶及び結晶化度をＸ線回折
装置にて調査したところ、β−ウォラストナイトのみが
析出し、結晶化度は約３０％であった。

【００３６】

【発明の効果】本発明の結晶化ガラス製建築用仕上材
は、型枠や離型剤の焼き付きがない平滑な表面を有す
る。それゆえこの面を製品表面にすると研磨等の加工を
施す必要がなく、外装材、内装材、床材等の仕上材とし
て好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟化点より高い温度で熱処理すると軟化
変形しながら針状結晶が表面から内部に向かって析出す
る性質を有するガラス小体の多数個が軟化融着するとと
もに結晶が析出してなる結晶化ガラス製建築用仕上材に
おいて、前記針状結晶とは異種の結晶が析出した表面層
を有することを特徴とする結晶化ガラス製建築用仕上
材。
【請求項２】異種結晶が、板状又は粒状の形態で析出
していることを特徴とする請求項１の結晶化ガラス製建
築用仕上材。
【請求項３】表面層の厚さが５００μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１の結晶化ガラス製建築用仕上
材。