JPS6049145B2 - 結晶化ガラスの製造方法 - Google Patents

結晶化ガラスの製造方法

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JPS6049145B2
JPS6049145B2 JP815880A JP815880A JPS6049145B2 JP S6049145 B2 JPS6049145 B2 JP S6049145B2 JP 815880 A JP815880 A JP 815880A JP 815880 A JP815880 A JP 815880A JP S6049145 B2 JPS6049145 B2 JP S6049145B2
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crystallized
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crystallized glass
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嵩 坂根
繁治 中村
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C10/00Devitrified 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
    • C03C10/0036Devitrified 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
    • C03C10/0045Devitrified 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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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、SIO。
、A1。03、MgO、ZnO、B。
O、、Na。O、TiO。を主成分とするガラスを溶融
、成形、熱処理する建材用結晶化ガラスの製造方法に関
する。従来、建築物の外壁や内壁には、主として大理石
、花崗岩などの天然石が用いられていたが、近年機械的
強度、耐熱衝撃性、化学的耐久性等にすぐれた結晶化ガ
ラスが好んで用いられるようになつてきた。
しかしながら、従来の結晶化ガラスは、溶融温度が高い
、先送しやすく成形しにくい、結晶化温度が高い、表面
を研磨しなければならない、などの欠点をもつており、
結晶化ガラス建材を大量に安価に供給することが困難で
あつた。本発明は、上述した従来の結晶化ガラスの欠点
を改善し、さらに、切断などの機械加エカ化やすく、ま
た結晶化したものを再熱処理して、表面状態を損うこと
なしに曲げ加工ができる結晶化ガラスを提供することを
目的とする。
本発明は、重量で5i0040〜60%、A10001
5〜25%、Mg00〜12%、Zn00〜12%、M
gO+Zn03〜15%、Ti021〜5%、B200
2〜10%、Na004〜13%、Zr000〜3%、
に000〜5%、Ca00〜5%、Ba00〜5%、M
0030〜1%、5b0030〜1%からなるガラスに
するために調合した原料を溶融し、この溶融ガラスを通
常の方法で板状に成形し、約1000℃以下の温度で成
形品を熱処理して、フォルステライト(2MgO−SI
O0)やカーナイト(ZnO−A1。
o。)などの結晶を析出させることに特徴を有する結晶
化ガラスの製造法である。上記のガラス組成において、
SiO。
、A1。O。と、MgO又はZnOは、析出結晶の構成
成分であり、TiO。はガラスから結晶を析出させるた
めに必要な核形成剤である。B。O。とNA。Oはガラ
スの溶解性をたすけるフラックス剤である。尚、ZrO
は必須成分ではないが、TiO。の核形・成作用をたす
ける成分として3%加えてもよい。に202、CaO、
BaOなども必須成分ではないが、それぞれ5%位まで
加えても支障はない。NiO、Cr2O3、Fe2O3
その他の着色剤を1種又は2種以上加えてもよい。AS
2OaやSb2O3などはガラス溶i融時の清澄剤とし
て有効な成分であるので1%位まで加えてもよい。Si
O。は40%より少ない場合は、結晶化物の耐候性が著
しく悪くなり、60%より多くなるとガラス溶融が困難
になる。Al2O3は5%より少ない場合は結晶化しに
くくなり、25%より多い場合はガラス溶融が困難にな
る。ZnO及びMgOはそれぞれ12%を超えると結晶
化物の表面光沢がなくなり、結晶化したものを再加熱し
て曲げることができなくなる。MgOとZnOの合量が
3%より少ない場合は、結晶化が不充分であり、15%
を超えると結晶化物の表面光沢がなくなる。TiO2が
1%より少ない場合は核形成が不充分であり、5%より
多くなると結晶化物が黒色を帯び好ましくない色調にな
る。B2O3が2%より少ない場合はガラス溶融性が劣
り、10%より多くなると結晶化しにくくなる。Na2
Oが4%より少ない場合はガラスの溶融性が劣り、13
%より多くなると結晶化物の耐候性が劣る。ZrO2が
3%より多くなると溶融性が悪くなり、均一なガラスが
得難くなる。K2O,CaO,BaOが各々5%より多
くなると結晶化しにくくなり、熱処理工程が長くなる。
AS2O3,Sb.O3が1%より多くなると結晶物の
色調が黒ずんでしまう。表1に本発明のガラス組成の実
施例を示す。
第1図は、表1に示したガラス(NO.l,NO.3,
NO.8)の粘性(η)と温度の関係、および各ガ2ラ
スの液相温度(TL)を示す。普通ガラスの成形(板な
ど)は、ガラスの粘性が103〜103.5ポイズ域の
温度で行なうが、第1図かられかるように本発明て用い
るガラスでは、液相温度と成形温度とにかなりの温度差
があるため、失透することな2しに容易にガラス成形す
ることができる。以下、便宜上、表1に示す実施例のN
O.lガラスについて、本発明を詳しく説明する。
先ず、石粉、長石、酸化アルミニウム、酸化マグネシウ
ム、悪鉛華、酸化チタン、珪酸ジルコニウム、硝!酸ソ
ーダ、ソーダ灰、硼砂、炭酸カルシウム、亜砒酸をNO
.lのガラス組成になるように調合して、約1400の
Cに保つたタンク炉のメルター部へ投入し、フィーダー
へ流れたガラスの温度を約1100゜Cに調節し、フィ
ダーの先端部のオリフィスから.約1050kg/Hr
速度てガラスを流出させ、オリフィス下部に設けてある
ローラーで1.06m/Minの速度て連続圧延して巾
1020Tf$L、肉厚7.5順の板を成形した。この
板ガラスを長さ120cmに切断して徐冷炉で除歪した
。得られたガラスは、若干黄味を帯びており、表面には
ローラーの仕上げ跡の小さな凹凸が認められた。このガ
ラス板を、予め台車上に棚組みしたムライト製の棚板の
上へ載せ、トンネル炉中で、常温から900板Cまで1
000C/Hrの速度で加熱し、900゜Cで1hr保
持した後、100゜C/Hrの平均速度で冷却した。得
られた板は白色で、光沢があり、ガラス製板時にみられ
たローラー仕上げの跡の小さな凹凸は消失し、滑らかで
平らな天然石の研磨品と同等以上の表面品位をもつ美し
いものであつた。X線回折の結果、析出主結晶はフォル
ステライト(2Mg0−SiO2)及びガーナイト(Z
nO−Al2O3)であることが確認された。この結晶
化物の物理化学的性質を表2に示す。この表から、建築
物の壁材として優れた性質をもつていることが分る。建
材として一般に用いられている花崗岩と、本発明の結晶
化ガラス(実施例NO.l)との機械的特性の比較を表
3に示す。
研削量は50×50×1DIr$tの大きさの試料につ
いて、直径100順のダイヤモンドカップホィールの研
削機を用いて、その研削量を測定したものである。
曲げ強度及び硬度については、10×50×300Tr
rftの大きさの試料について、3点荷重式曲げ強度測
定器及びシヨアー硬度計によりそれぞれ測定したもので
ある。
表3から明らかなように、本発明の結晶化ガラスの研削
量は花崗岩の2倍に近い。
これは、研削、切断などの機械的加工が容易であること
を示すものである。機械的加工が容易でありながら、曲
け強度は略5倍の値を示し、硬度も高く、本発明の結晶
化ガラスは建材として極めて優れたものてある。建築物
では、しばしば円柱或いは円筒状曲面の壁面が用いられ
る。
天然石では、大きいブロックを研削して曲面を削り出さ
ねばならなかつた。本発明の結晶化ガラスでは、平板状
のものを、凸状或いは凹状の曲面型の上に載せて加熱し
、容易に所望の曲面を得ることができる。この曲げ加工
は、結晶化熱処理の際同時に行うこともできるが、本発
明の結晶化ガラスの特徴は、既に結晶化!した平板につ
いて、結晶化熱処理温度より低い温度で容易に曲げ加工
することができることにある。しかも得られた曲面製品
の表面は、研磨品と同等の光沢と滑らかさを保つ。例え
ば、前記のようにして得た実施例NO.lの平板状結晶
化ガラス製品(結晶化温度900′Cで結晶化したもの
)を、950Rのステンレス製型の上に載せ、120)
C/Hrの−速度で加熱し、800゜Cで3紛間保持し
て、950Rの曲面製品を得たが、その表面状態は何ら
の変化もなく、滑らかで、光沢を保つていた。第2図は
、実施例NO.lの結晶化前のガラスと結晶化したもの
との熱膨張曲線を示したものであ9る。
結晶化物の熱膨張特特性は、原ガラスと同様のパターン
を示し、屈状点Tfで軟化する。即ち、本発明の結晶化
ガラスは結晶化度が低く、ガラスと同様の特性を示し、
ガラスと同様に屈状点Tfより約100℃高い温度で曲
げ加工ができるもの7である。実施FANO.lの結晶
化ガラスは白色であるか、調合原料に1種類或いは2種
類以上の着色剤を添加することにより、種々の色の結晶
化ガラスも得られる。
本発明の結晶化ガラスは、溶融温度が低くて溶融し易く
、液相温度と成形温度とにかなりの温度差があるので成
形時に失透することなく、結晶化温度が低く、結晶化し
たものを結晶化温度より低い温度で再加熱して曲げ加工
することができる。
又、機械加工し易い半面、曲げ強度や硬度が大きく、耐
酸性、耐アルカリ性、耐候性に優れ、建材として価値の
大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例のガラスの粘性と温度との関係を
示すグラフであり、第2図は実施例NO.lのガラスの
結晶化前と結晶化後の熱膨張特性を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重量%でSiO_240〜60%、Al_2O_3
    15〜25%、MgO0〜12%、ZnO0〜12%、
    MgO+ZnO3〜15%、TiO_21〜5%、B_
    2O_32〜10%、Na_2O4〜13%、ZrO_
    20〜3%、K_2O0〜5%、CaO0〜5%、Ba
    O0〜5%、As_2O_30〜1%、Sb_2O_3
    0〜1%からなるガラスにするために調合した原料を溶
    融し、成形し、熱処理する結晶化ガラスの製造方法。
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