JPS6365614B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築用及び装飾用等に適する結晶化
ガラス物品の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

これまでに知られている結晶化ガラスに模様を
現出させる方法の一つには、特公昭37−18063号、
特公昭46−43238号、特開昭57−175751号などに
代表されるような着色を主とする方法があるが、
この方法では、単に表面的に着色模様が得られる
だけで、外観の意匠的効果は乏しいという難があ
つた。

そこで、結晶の配向性及び結晶とマトリツクス
ガラス相との混在に起因する深みのある濃淡模様
を主として、天然石様の外観をも持たせることが
でき、非常に味わい深い美しい模様を得ることを
目的とした方法も、特公昭53−19607号、特公昭
55−29018号によつて提案されている。

しかし、特公昭53−19607号では、熱処理して
得られる結晶化ガラス物品表面の凹凸を完全に研
削除去することによつて初めて平板状の模様入り
結晶化ガラスが得られることになり、鏡面平板を
得る為の研削・研磨工程に多大の労力と時間を要
するという欠点がある。

特公昭55−29018号に代表される所謂焼結法で
は、種々の色に着色した結晶性ガラス小体を集積
しその後熱処理することによつて、結晶の配向性
及び結晶とマトリツクスガラス相との混在に起因
する深みのある天然石様模様に加えて着色ガラス
小体に基づく着色デザインをも有する非常に美し
い結晶化ガラスが得られるのではあるが、集積さ
れる結晶性ガラス小体間の空隙が最終結晶化ガラ
ス物品内に必ず気孔として残存することになる
為、材料としての物性を損うことになる。

そこで本出願人は、前記した深みのある意匠的
に優れた外観をもつガラス物品であつて、しかも
繁雑な仕上げ加工が不要で、また内部の気孔もな
い結晶化ガラス物品の製造方法について種々検討
を重ね、前記した意匠的効果を向上させるために
は、結晶化の熱処理に際して、ガラス物品の内部
に結晶析出・成長の起点となる界面を予め形成さ
せると共に、反面気孔等の不具合要因は招致しな
いようにすればよいことに着目した。

このような新規な製造方法の一つとして、本出
願人は、熱処理前の結晶性ガラス物品（以下熱処
理前のものを結晶性と称し、熱処理後のものを結
晶化と称する）に、ヒビを与えた後熱処理する方
法（以下「ヒビ入れ法」と呼ぶ）を提案してい
る。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような確点からなされたもので
あり、その目的は、結晶の配向性及び結晶とマト
リツクスガラス相との混在に起因する深みのある
天然石様模様に加えて、自由な着色デザインをも
容易に施すことができ、しかも材料としての物性
を損うことなく、かつ簡素な製造工程からなる、
結晶化ガラスに模様を現出せしめる方法を提供す
るところにある。

〔問題点を解決する為の手段〕

前記した目的を達成するためになされた本発明
よりなる製造方法の特徴は、熱処理により表面か
ら内部に向つて結晶が析出・成長する性質を有す
る結晶性ガラスの融液を準備する工程と、該融液
を所望する形状に成形する工程と、この成形工程
と同時に又は成形工程に先立つて、前記融液内に
ガラス小片を分散させる工程と、成形後のガラス
成形品を結晶析出・成長のために熱処理する工程
とからなるところにある。

本発明方法を以下詳細に説明する。まず、熱処
理すると表面から内部に向かつて針状・樹枝状な
どの結晶が析出・成長する性質を有する結晶性ガ
ラスとなるバツチ原料を溶融し、その融液を準備
する。これとは別に、非結晶性ガラス或いは上述
と同じ性質を有する結晶性ガラスの小片を準備す
るのであるが、小片は粒状、水砕状、球状、棒
状、板状などのいずれでもよく形状をいとわない
他、その大きさも直径１mm程度の粒から融液中に
混入し得るかなり大きいものまで範囲は広くとれ
る。次にこの非結晶性ガラス小片または結晶性ガ
ラス小片或いはこれらの混合物を前述の結晶性ガ
ラスの融液中に分散させるが、その分散方法とし
ては例えば次の方法を例示することができる。

(イ) 坩堝内で溶融されて融液状になつている結晶
性ガラスに、別に準備したガラス小片を投入す
る方法、投入後内容物を金型上に流し出しある
いはすくい出して成形する。投入したガラス小
片の大きさが所望成形品の肉厚以内に収まる場
合には、プレス成形も可能である。

(ロ) 溶融された結晶性ガラスを金型上に流し出
し、すくい出しあるいはゴブとして落とした
後、該ガラス溶融物上に別に準備したガラス小
片を投入する方法。該ガラス溶融物上表面及び
投入したガラス小片をバーナーの炎で加熱する
ことにより、さらにプレスなどの方法によつて
上から圧力を加えてガラス小片を押し込むこと
により、より完全にガラス小片を埋め込むこと
ができる。当然ながらプレス成形も可能であ
る。

(ハ) ガラス小片を予め金型上に載せておき、これ
に溶融された結晶性ガラスを流し出し、すくい
出しあるいはゴブとして落とす方法。プレスな
どの方法によつて上から圧力を加えることによ
り、より完全にガラス小片を埋め込むことがで
きる。

尚、ガラス小片を埋め込む際、これが低温であ
ると結晶性ガラス融液との接触面でガラス融液が
冷却されて粘性が大きくなり、ガラス小片の完全
な埋め込みが困難となる場合があるので、ガラス
小片は上記(イ)、(ロ)、(ハ)のいずれの方法の場合にも
300〜900℃程度に予熱されていることが望まし
い。該ガラス小片が結晶性ガラスで900℃程度の
高温に予熱されている場合には、その表面に既に
結晶が析出し始めている為、埋め込み後マトリツ
クスガラスとの界面からの結晶成長を促進する効
果もある。

埋め込まれるガラス小片の数はいくつであつて
も良いのであるが、現出される模様をより広範囲
な賑やかなものにする為には、当然複数個の方が
好ましい。また、マトリツクスとなる結晶性ガラ
ス及び埋め込まれるガラス小片とも、予め着色剤
によつて種々の着色を施しておくことも可能であ
り、その場合には結晶の存在に基づく模様の他非
常に美しい着色デザイン模様をも有する結晶化ガ
ラス物品が最終的に得られることになる。

ガラス小片をガラス融液中に分散させる工程、
この工程と同時又はこの工程に続いて行なわれる
成形工程においては、結晶化熱処理工程での結晶
析出起点となる内部の界面が消失しないように、
ガラス小片分散後は可及的速かに成形工程を終了
させ、結晶化熱処理の工程に移行させることが望
ましい。

以上のように流し込み法、プレス法などによつ
て成形された、結晶性ガラスマトリツクス内にガ
ラス小片が存在する結晶化ガラス物体を熱処理す
ると、針状・樹枝状などの結晶が該結晶性ガラス
物体表面、及びガラス小片表面と該結晶性ガラス
の界面よりまた、ガラス小片が結晶性ガラスの場
合はそれ自体の表面よりそれぞれ内部に向かつて
析出・成長し始め、さらに熱処理を続けると全体
が粗大な結晶の集合体となる。得られた結晶化ガ
ラス物品の上表面を研磨すると、結晶の配向性及
び結晶とマトリツクスガラス相との混在に起因す
る、非常に美しく深みのある天然石様模様が現出
する。

また、熱処理工程に移る前に、該結晶性ガラス
物体に熱衝撃や機械的衝撃によつてヒビを入れる
ことにより、ヒビ入れ法の手法を併用することも
可能である。この場合には、該結晶性ガラス物体
表面、及び埋め込まれたガラス小片表面と該結晶
性ガラスの界面の他、与えられたヒビからも結晶
が析出・成長する為、さらに興味深い模様が得ら
れることになる。

なお、本発明において用いられる結晶性ガラス
は、前記公報に記載された既知の組成のものであ
つても良いし他のものでも良く、本発明方法はガ
ラス組成によつて制約されることはない。また、
マトリツクスとなる結晶性ガラスに埋め込まれる
ガラス小片の組成は、マトリツクスガラスと同一
の場合や前述したように着色剤の使用による種々
の着色ガラスを用いることができる他、結晶成長
速度の異なる組成のガラスを組み合わせることに
よつて、その結晶化率の相違により最終結晶化ガ
ラス物品中のガラス質と結晶質の存在割合や分布
を自由にデザインすることも可能である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。図面第
１図は、結晶性ガラスマトリツクス１内に、埋め
込まれた結晶性ガラス小片２が散在する結晶性ガ
ラス物体３の断面の様子を示すものであり、また
４は両者の界面を示している。図面第２図は、該
結晶性ガラス物体３を熱処理して得られた結晶化
ガラス物品５の断面の様子を示しており、６は結
晶性ガラス物体表面、埋め込まれた結晶性ガラス
小片表面及び両者の界面より析出・成長した結晶
を示している。図面第３図は、該結晶化ガラス物
品５の上表面を研磨することによつて現出した模
様を示したものであり、７は埋め込まれた結晶性
ガラス小片２が結晶化したものを示している。第
４図は結晶性ガラス物体中に非結晶性ガラス小片
１０が埋め込まれた結晶性ガラス物品８の断面を
示し、９は結晶性ガラス物体表面、及び非結晶性
ガラス小片と結晶性ガラス物体との界面より析出
した結晶を示している。

実施例 １ 珪石粉、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、硼酸カルシウム、硝酸カリウム、亜鉛華、亜
砒酸を原料として、下記ガラス組成を満足するよ
うにガラスバツチを調合し、これを坩堝に入れ電
気炉で1450℃の温度で約６時間溶融する。SiO₂
35.4wt％、Al₂O₃ 26.6wt％、CaO 26.6wt％、
B₂O₃ 1.0wt％、K₂O 1.0wt％、ZnO 8.9wt％、
As₂O₃ 0.5wt％。これとは別に、予め同組成ガラ
スを水砕して得られた直径で３〜５mm程度のガラ
ス粒の複数個を準備した。

該ガラス粒をヒーター上で約400℃に予熱した
後、同組成ガラスが溶融されている坩堝の中へ投
入し、即座に内寸300×300×30mmの予熱された鉄
製型枠内に内容物を流し出した。流し込まれた溶
融物の上表面をバーナーの炎で加熱し平滑にした
後、割れない程度の降温速度で冷却すると、第１
図に示すような約300×300×20mmの板状の結晶性
ガラス物体３が得られた。

次に、該結晶性ガラス物体を内面に離型剤粉末
を塗布した耐火性型枠内に移し結晶化炉に入れ
て、1050℃の温度まで200℃／hr.の速度で昇温
し、1050℃で３時間保持して熱処理を行なつた。
熱処理に伴い温度が900℃を越えた付近から、該
結晶性ガラス物体表面、埋め込まれた水砕ガラス
粒表面及び両者の界面より樹枝状の結晶がそれぞ
れの内部に向かつて析出・成長し始め、さらに熱
処理を続けると、気孔のない緻密な、粗大な樹枝
状結晶の集合体となつた。もちろん、熱処理条件
を変えることによつて、ある範囲で結晶化率を変
えることができる。

得られた結晶化ガラス板の上表面を研磨する
と、第３図に示すような美しく深みのある天然石
様模様が現出した。埋め込まれるガラス小片の形
状、大きさ、数に応じて、現出する模様も非常に
バラエテイーに富んだものであつた。

実施例 ２ 珪石粉、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、硼酸カルシウム、硝酸カリウム、亜鉛華、亜
砒酸を原料として、実施例１と同組成のガラスを
同様に溶融する。これとは別に、予め同組成ガラ
スを水砕して得られた直径で３〜５mm程度のガラ
ス粒の複数個を準備しヒーター上で約400℃に予
熱した。前記溶融ガラスを内寸300×300×30mmの
予熱された鉄製型枠内に流し込んだ後、即座に予
熱されたガラス粒の複数個を型枠内の溶融ガラス
上表面に投入し、さらに、溶融ガラス上表面及び
投入されたガラス粒をバーナーの炎で加熱して、
投入されたガラス粒を溶融ガラス中に完成に埋め
込みした。この際プレスなどの方法によつて上か
ら圧力を加え、ガラス粒を溶融ガラス中に押し込
むことが非常に効果的であつた。

その後、実施例１と同様なスケジユールで熱処
理し上表面を研磨すると、第３図に示すような美
しく深みのある天然石様模様を有する約300×300
×20mmの結晶化ガラス板が得られた。

この埋め込み方法は、ガラス小片の埋め込み位
置をある程度意図的に選択でき、簡単な文字や絵
柄であれば所望のデザイン通りに模様を現出せし
めることができる点で実用性が高い特徴がある。

実施例 ３ 実施例１と同組成のガラスを同様に溶融する。
これとは別に、予め同組成ガラスを水砕して得ら
れた直径で３〜５mm程度のガラス粒の複数個を準
備し、これらを内寸300×300×30mmの鉄製型枠内
にちりばめるように配置した後、ヒーターで約
600℃に予熱した。そこへ先に準備した溶融ガラ
スを流し込み、プレスによつて上から圧力を加
え、第１図を上下逆さまにした結晶性ガラス板を
得た。

これを実施例１と同様なスケジユールで熱処理
し、結晶性ガラス小片が埋め込まれた方の表面を
研磨すると、第３図に示すような美しく深みのあ
る天然石様模様を有する約300×300×20mmの結晶
化ガラス板が得られた。

この埋め込み法の場合にも、実施例２の方法の
場合と同様に、簡単な文字や絵柄の通りにデザイ
ン模様を現出せしめることができた。

実施例 ４ 実施例１に示したガラス組成を満足するように
調合したガラスバツチ原料に、公知の着色剤であ
る酸化コバルト、酸化クロム、酸化鉄の有効量を
各々添加して溶融し、これを水中に流し出して得
られる直径で３〜５mm程度の青色、緑色及び黒色
の水砕ガラス粒を準備する。これら３種の着色水
砕ガラス粒の複数個を、実施例１に示したガラス
組成を有する溶融ガラス中に実施例１の場合と同
様な方法で埋め込んで熱処理し上表面を研磨する
と、美しく深みのある天然石様模様に加えて、青
色、緑色及び黒色の水玉模様をも有する非常にき
れいな結晶化ガラス物品が得られた。また、予め
着色した溶融ガラスを準備し、これにそれぞれ
種々の色に着色したガラス小片を数多く埋め込ん
で熱処理することで非常に賑やかなしかも深みの
感じられる着色模様を有する結晶化ガラス物品が
得られた。

実施例 ５ 実施例１と同様な方法で、第１図に示すような
結晶性ガラス物体３を作製する。次に、該結晶性
ガラス物体を内面に離型剤粉末を塗布した耐火性
型枠内に移し入れ、約300℃に約20分間保持した
後水をかけて熱衝撃を与え、該結晶性ガラス物体
にヒビを入れた。その後、該ヒビ入り結晶性ガラ
ス物体を耐火性型枠ごと結晶化炉に移し、実施例
１と同様なスケジユールで熱処理すると、該結晶
性ガラス物体表面、埋め込まれた結晶性ガラス小
片表面、両者の界面の他、与えられたヒビからも
結晶が析出・成長し、得られた結晶化ガラス物品
の上表面を研磨すると、結晶の配向性や密度の変
化に富んだ非常に味わい深い美しい模様が現出し
た。

実施例 ６ 珪石粉、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、硼酸カルシウム、硝酸カリウム、亜鉛華、亜
砒酸を原料として下記ガラス組成を満足するよう
にガラスバツチを調合して溶融し、これを水中に
流し出して得られる直径で３〜５mm程度の水砕ガ
ラス粒の複数個を準備した。SiO₂ 35.4wt％、
Al₂O₃ 26.6wt％、CaO 26.6wt％、B₂O₃ 1.0wt
％、K₂O 2.0wt％、ZnO 7.9wt％、As₂O₃ 0.5wt
％。次に、該ガラス粒を実施例１で示したガラス
組成を有するガラス融液中に実施例１の場合と同
様に投入することによつて、第１図に示すような
結晶性ガラス物体３を得た。

これを実施例１の場合と同様なスケジユールで
熱処理し上表面を研磨すると、結晶化率の差異に
起因する美しい水玉明暗模様が現出した。即ち、
埋め込まれたガラス粒の結晶成長速度がガラスマ
トリツクスの結晶成長速度よりも遅い為、深みの
ある白色基調のマトリツクス内にガラス相の多い
部分が水玉のように点々と散在することになり、
上記の模様が得られた。

実施例 ７ 実施例１と同組成のガラスを溶融し厚さ約10mm
の板状にプレス成形した後、実施例１と同様なス
ケジユールで熱処理し天然石様の結晶化ガラス板
を得、この結晶化ガラス板をハンマーで破砕し直
径で３〜５mm程度の結晶化ガラス小片の複数個を
準備する。準備した結晶化ガラス小片の複数個を
実施例１と同組成の溶融ガラス中に実施例１の場
合と同様な方法で埋め込んだ後、さらに同じスケ
ジユールで熱処理すると、結晶性ガラスマトリツ
クス表面及び結晶性ガラスマトリツクスと埋め込
まれた結晶化ガラス小片との界面より結晶性ガラ
スマトリツクス内部に向かつて樹枝状の結晶が析
出・成長し結晶化ガラス物品が得られた。この結
晶化ガラス物品の上表面を研磨すると、結晶の配
向性及び密度の変化に富んだ美しく深みのある天
然石様模様が現出した。

尚、埋め込まれる結晶化ガラス小片は、ガラス
小片を結晶化したものでも良いし、上述のように
予め結晶化したものを破砕したものでも良いが、
後者の方が結晶の配向性の変化に富んだ興味深い
模様が得られた。また、結晶性ガラスマトリツク
スと同組成の結晶性ガラス小片を埋め込んだ場合
には、結晶化率の差異即ち結晶の密度の変化に起
因する模様は得られ難いが、本実施例のように予
め結晶化したガラス小片を埋め込んだ場合には、
熱処理条件に応じて結晶の密度の変化に起因する
水玉様の濃淡模様が容易に得られる。さらに、結
晶化ガラス小片の方が結晶性ガラス小片に比べて
耐熱性に優れている為、埋め込み時に結晶化ガラ
ス融液中に溶け込み難い利点もある。この他、埋
め込むガラス小片は非結晶性ガラスでも、種々の
ガラス小片混合物でもよい。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、材料としての物性を損う
ことなく、多大な労力や時間を要しない簡素な製
造工程により、非常に美しく深みのある天然石様
模様を結晶化ガラスに現出せしめることができ
る。埋め込まれるガラス小片の形状、大きさ、
数、色、さらには結晶性ガラスの場合には結晶成
長速度などに応じて、現出する模様はバラエテイ
ーに富み、しかもガラス粒の埋め込む位置によつ
て自由なデザインを施すことも可能であり、また
その人為的模様を容易に天然石様模様と組み合わ
せることができるという非常に優れた利点を有す
る。以上のように、本発明方法は非常に自由度の
高い装飾法であり、その有用性は極めて大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、結晶性ガラスマトリツクス内に、埋
め込まれた結晶性ガラス小片が存在する結晶性ガ
ラス物体の断面の様子を示す図、第２図は、該結
晶性ガラス物体を熱処理して得られる結晶化ガラ
ス物品の断面の様子を示す図、第３図は、該結晶
化ガラス物品の上表面を研磨することによつて現
出する模様を示す図、第４図は非結晶性のガラス
小片を埋め込みした場合の結晶化ガラス物品の断
面の様子を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱処理により表面から内部に向つて結晶が析
   出・成長する性質を有する結晶性ガラスの融液を
   準備する工程と、該融液を所望する形状に成形す
   る工程と、この成形工程と同時に又は成形工程に
   先立つて、前記融液内にガラス小片を分散させる
   工程と、成形後のガラス成形品を結晶析出・成長
   のために熱処理する工程とからなることを特徴と
   する結晶化ガラス物品の製造方法。 ２ ガラス小片が、熱処理前の結晶性ガラス又は
   熱処理済の結晶化ガラスであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載した結晶化ガラス物
   品の製造方法。 ３ ガラス小片が非結晶性ガラスであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載した結晶化
   ガラス物品の製造方法。