JPS6287435A - 天然石様結晶化ガラス物品 - 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〕 本発明は建物の内壁、外壁面用としての建築用あるいは
インテリア等の装飾用等に適する天然石様結晶化ガラス
物品に関する。

〔従来の技術〕

従来より提案されている天然石様結晶化ガラス物品の組
成系及び組成はかなり広範囲にわたっており、またその
結晶も様々である。具体例を上げれば、特公昭４７−２
２７６号公報、特公昭５１−２３９６６号公報、特公昭
５３−３９８８４号公報などに代表されるβ−ウオラス
トナイトを主結晶とする本の、特開昭５６−１０４７４
７号公報、特開昭５９−９２９４２号公報、特開昭６０
−２７６２２号公報などに代表されるフォルステライト
系及びフォルステライト・ガーナイト系結晶化ガラス、
特公昭４９−３６３７６号公報に代表されるようなＦ・
２０５を多く含有する結晶化ガラス、更には特公昭４７
−１４８３９号公報、特公昭５３−４１６９３号公報、
特公昭５７−２０２５４号公報などのものが提案されて
いる。

これらの提案に係る結晶化ガラス物は、製造方法には若
干の相違があるものもあるが、いずれも夫々の所定組成
範囲にある結晶性ガラスを熱処理し、該結晶性ガラスの
表面や内部に結晶を析出・成長させることによって最終
的に結晶化ガラス物品を得ることに関しては共通し、ま
たこれらの結晶化ガラス物品は、建築用及び装飾用材料
としての使用を目的として、所与の物理的・化学的性質
を有すると共に、天然石様の美しい外観をも呈するもの
として考えられているものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前記したような天然石様の外観を呈する結晶
化ガラス物品の製造について本発明者が種々研究、開発
を重ねたところ、前述したβ−ウオラストナイト等の結
晶とは異なる結晶に由来した天然石様の外観を呈する新
規な結晶化ガラス物品の得られることが明らかとなった
。

このような新規な結晶化ガラス物品の提供は、種々の用
途に用いられるこの種の物品の選択余地を拡げ、特にか
かる物品が示す夫々特徴的な装飾的外観の選択のみなら
ず、種々の物品の示す物性の選択余地を拡大する点で好
ましいものである。

〔発明の目的〕

本発明は、例えば建築用及び装飾用材料等として使用さ
れるに十分な物性を有し、かつ天然石様の美しい外観を
も呈する、新規なアノーサイト及びゲーレナイトの結晶
を有する結晶化ガラス物品を提供することを目的とする
。

〔問題点を解決する為の手段〕

而してかかる目的を達成する為になされた本発明による
結晶化ガラス物品の特徴は、熱処理によって結晶を析出
・成長させた結晶化ガラス物品であって、結晶析出前の
ガラス組成が重量比で５ＳＯ２３２、Ｏ〜４２．０％、
　Ａｔ２０３２１．５〜３０．５％。

Ｃａ０２３．Ｏ〜３２．５％、　ＺｎＯ５，０〜１０．
５　％　＊Ｂ２０ＳＯ〜４．５％、　Ｋ２Ｏ０〜１．５
　％　、　Ｎａ２Ｏ０〜３．５％　、　Ｔｉｅ２０〜６
．０％を含有し、かつこれら各成分の合計量が全体の９
５％以上であシ、かつ熱処理によって最終的に得られた
結晶化ガラス物品は、その析出結晶である針状のアノ−
サイ）　（ＣａＯ・Ａｔ２０．−２８１０２）及び樹枝
状ｏｙ−ｔｚナイト（２Ｃ＆０・Ａ／！、２０．・８１
０□）が表面より内部に向かって整然と成長して、これ
らの結晶がガラスマトリックス相と混在することによっ
て、天然石様の美しい外観を呈するところにある。

本発明による結晶化ガラス物品において、結晶析出前の
ガラス組成は、その基本３成分であるＳｉＯ□ｌＡＺ　
２０５　ｒ　Ｃａ　Ｏの割合が概ねアノーサイトを初晶
とする組成範囲に留まるように特定されているが、この
理由は、アノーサイト結晶の熱膨張係数が約４５〜５０
×１０７℃と低膨張性を示し、またこの際に析出してく
ると予想されうるダーレナイトの熱膨張係数も約８０〜
８５Ｘ１０／℃であり、前記公知の結晶化がラス物品の
主結晶の熱膨張係数（例えば、β−ウオラストナイト約
９５〜１００Ｘ１０／℃、ディオシサイド約７５〜８５
Ｘ１０−に。

フォルステライト約９５Ｘ１０　　／℃、ネフェリン約
１００〜１３０Ｘ１０　　／℃、オークルマナイト約１
００〜１０５Ｘ１０　　／℃、ガーナイト約８０〜８４
×１０−’／℃）と比較して同等かむしろ小さい為、建
築用及び装飾用材料として使用されるに十分な物性を有
する結晶化ガラス物品が得られると考えたことによる。

さらに、本発明の結晶化ガラス物品を形成するガラス組
成を前記の如く特定した理由を詳述すれば次の通りであ
る。

Ｓ　ｉｏ２は３２．０％以下になるとガラス化が困難に
なると同時に、ガラスの構造骨格が虚弱になり希望する
物性値が得られない。また４２．０１以上では、結晶析
出・成長速度が遅くなる為充分な結晶を析出させること
が困難となる。Ａｔ２０．は２１．５−以下では結晶析
出・成長速度が遅くなり充分な結晶を析出させることが
困難となると同時に、熱処理によって得られる結晶化ガ
ラス物品に微細なりラックが生じ易くなる。また３０．
５−以上になると、ガラスの粘性が大きくなり成形が困
難となると同時に、やはり結晶析出・成長速度が遅くな
り充分な結晶を析出させることが困難となる。

ＣａＯは２３．０〜３２．５１以外の範囲では、熱処理
によって得られる結晶化ガラス物品に微細なりラックや
気孔が生じ易くなる。ＺｎＯは結晶析出・成長促進剤と
しての必須成分であり、Ｓ、ＯＳ以下では結晶析出・成
長速度が遅くなる為充分な結晶を析出させることが困難
となる一方、１０．５％以上になると結晶析出・成長速
度が速すぎる為、溶融・成形時に失透を起こし易くなる
。

次に、前記主要４成分と共に含有される副成分について
説明する。Ｂ２Ｏ５は溶融温度を低くし粘性を下げるの
に有効な成分として添加するのが好ましいが、その反面
結晶析出・成長速度を遅くする為４．５−以下に留める
のが良い。Ｋ２Ｏは成形性を向上させると共に結晶析出
・成長速度を遅くする効果がある有効な成分であり、少
量添加することによって結晶析出・成長速度を微妙にコ
ントロールするのが好ましいが、１．５１以−ヒになる
と充分な結晶を析出させることが困難となる。Ｎａ２Ｏ
は溶融温度を低くし粘性を下げると共に成形性の向上に
有効な成分であるが、３．５％以上では熱処理によって
得られる結晶化ガラス物品に微細なりラックが生じ易く
なる。ＴＩＯ，は失透の抑制に有効な成分であるが、含
有量が多くなると灰色味を帯びた好ましくない色調を呈
する為６．Ｏｓ以下に留めるのが望ましい。

本発明の前記した主要成分及び副成分の合計量は、ガラ
ス組成の全体の９５％以上であることが必要とされ、残
部としては、不純物々いしガラス物品の製造に際して常
用される適宜の清澄剤１着色剤等の一般的ガラス組成物
を必要に応じて添加することができる。

例えば、溶融温度及び粘性を低下させるのに有効な成分
としてＬ１２００〜１．５チ、ＣａＯと同類の２価の酸
化物であるＢａ００〜５．　Ｏ％　、　Ｍｇ００〜３．
０％、及びＰｂ００〜５．０　％、　ｔたＡｌ２Ｏ３＋
　５ｂ２ｏ３１Ｃｅ　Ｏ２などの公知の清澄剤θ〜１．
Ｏ％、公知の着色剤であるＣｏｏ、ＣｕＯ，ＮｉＯ，Ｆ
ｅ２Ｏ，などの有効量を添加することは何ら不都合を生
じるものではない。

本発明による結晶化ガラス物品の製造は、一般的には前
記組成範囲に調製された原料を溶融して得られたガラス
を、ロールアウト法、プレス法。

流し込み法などの従来の成形法によって板状、タイル状
などの所望の形状に成形した後、結晶化炉に入れて、１
５０〜３００ｒ、／ｈの速度で昇温し、１０００〜１２
００℃で３〜６時間保持して熱処理を行ない、針状のア
ノーサイト及び樹枝状のゲーレナイトを該結晶性ガラス
成形品表面より析出・成長させることで行なわれる。

本発明による結晶化ガラス物品は、前述した成形後の単
純彦一段階の熱処理によって容易に製造できる他、熱処
理前の結晶性ガラス物品の少なくとも表面ないしその近
傍にヒビを与えた後熱処理する方法（所謂ヒビ入れ法）
、結晶性ガラス融液中に結晶性ガラス、結晶化ガラス、
あるいは非結晶性ガラスの小片を分散させた後熱処理す
る方法（所謂分散法）を適用することも可能であり、各
各の製造方法に応じた特色を持たせることができる。

本発明の結晶化ガラス物品が呈する天然石様の装飾化さ
れた美的外観は、前記した所定組成範囲の原料をもって
溶融され、成形されたガラスを、熱処理することにより
得られる。

熱処理に伴って析出・成長する結晶は針状のアノーサイ
トと樹枝状のゲーレナイトの２種類でありそれらの結晶
形状が異なること、これら２種類の結晶がガラス成形品
表面よりその内部に向かって整然と成長すること、また
これら２種類の結晶相がガラスマトリックス相と混在す
ることによって、得られた結晶化ガラス物品は天然石様
の美しい外観を呈するのである。なお、熱処理温度や熱
処理時間などの熱処理条件を必要に応じて適宜変更する
ことによシ、一定程度の範囲で結晶化率や外観にも変化
を持たせることができることは言うまでもない。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

珪石粉、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム。

酸化亜鉛、硼酸カルシウム、炭酸カリウム、硝酸カリウ
ム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム２．酸化チタン、
炭酸リチウム、炭酸バリウム、水酸化マグネシウム、鉛
丹、亜砒酸、酸化アンチモン。

酸化セリウムを原料として表−１の扁１〜Ａ１３の組成
を満足するパッチを調合した後、各々のパッチを白金坩
堝に入れ電気炉で１４５０℃の温度で６時間溶融した。

得られた溶融ガラスを金属製型枠内に流し込み、３００
Ｘ３００Ｘ１５■程度の板状に成形し、との板状ガラス
を、上面に離型剤粉末を塗布した耐火板上に移し、ある
いは内面に離型剤粉末を塗布した耐火性型枠内に移し入
れ、熱処理炉で１０５０℃の温度まで２００℃Ａｏｕｒ
の速度で昇温し、１０５０℃で４゜時間３０分保持して
熱処理を行なった。温度が約９５０℃に達した付近から
、板状ガラス表面より内部に向かって針状及び樹枝状の
結晶が析出・成長し始め、さらに熱処理を続けることに
より粗大な針状及び樹枝状結晶の集合体である結晶化ガ
ラス板を得ることができた。１ｆｔ、得られた結晶化ガ
ラス板の表面を研磨すると、美しい天然石様の外観が得
られた。Ｘ線回折測定及び顕倣鏡による観察の結果、針
状結晶はアノーサイト、樹枝状結晶はゲーレナイトであ
ることが判明し、またその他の結晶は殆ど観察されなか
った。

物性測定の結果は、表−１の４１〜４１３組成から得ら
れた結晶化ガラス板すべてについて、熱膨張係数５５〜
６５Ｘ１０／’Ｃ，曲げ強度５００セ６００にν／ｌｙ
ｎ”の範囲にあり、建築用及び装飾用材料として十分に
実用に供する物性を有するものであった。このことは、
天然大理石の熱膨張係数ｉｏｏ〜２００　Ｘ　１０−’
／ｌ、曲げ強度１００〜２５０駒なる物性値と比較すれ
ば明瞭である。

〔発明の効果〕

本発明により得られる結晶化ガラス物品は、従来にない
ＣａＯ−ＡＺ２０　ｓ　−８Ｉ　Ｏ２系のアノーサイト
結晶及びダーレナイト結晶を有する新規なものとして天
然石様の優れた美的外観を呈し、またその物性も建築用
材料あるいは装飾用材料として十分実用に供し得る優れ
た性質を示すものであり、その有用性は大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱処理によって結晶を析出・成長させた結晶化ガラス物
   品であって、結晶析出前のガラス組成が重量比でＳｉＯ
   ＿２　３２．０〜４２．０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３　２１．
   ５〜３０．５％、ＣａＯ　２３．０〜３２．５％、Ｚｎ
   Ｏ　５．０〜１０．５％、Ｂ＿２Ｏ＿３　０〜４．５％
   、Ｋ＿２Ｏ　０〜１．５％、Ｎａ＿２Ｏ　０〜３．５％
   、ＴｉＯ＿２　０〜６．０％を含有し、かつこれら各成
   分の合計量が全体の９５％以上であり、アノーサイト及
   びゲーレナイトの結晶を有することを特徴とする天然石
   様結晶化ガラス物品。