具有天然大理石状表面花纹的结晶玻璃及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种具有天然大理石状表面花纹的结晶玻璃，它含有４５～７５重量％ＳｉＯ－［２］，１～２５重量％Ａｌ－［３］Ｏ－［２］，１～２０重量％ＣａＯ，０．５～１７重量％ＭｇＯ，０．１～１８重量％ＢａＯ，０～１８重量％ＺｎＯ，１～１５重量％Ｍａ－［２Ｏ，０～７重量％Ｋ－［２］Ｏ，０～５重量％Ｌｉ－［２］Ｏ，０～１０重量％Ｂ－［２］Ｏ－［３］，０～１０重量％Ｐ－［２］Ｏ－［５］，０～１重量％Ａｓ－［２］Ｏ－［３］和０～１重量％Ｓｂ－［２］Ｏ－［５］，基本上不含成核剂，其中透辉石类结晶析出；以及生产这种结晶玻璃的方法。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

Crystalline glass with natural marble surface pattern and process for producing the same

The invention discloses a natural marble like surface patterns of crystal glass, it contains 45 to 75 weight%SiO - 2, 1 - 25 weight%Al 3 O 2, 1 to 20 weight%CaO, 0.5 to 17 weight%MgO, 0.1 to 18 weight%BaO, 0 ~ 18 the weight of%ZnO, 1 to 15 weight%Ma - 2O, 0 ~ 7 weight%K 2 O, 0 to 5 weight%Li - 2 O, 0 to 10 weight%B - 2 O - 3, 0 - 10 weight%P 2 O 5. 0 to 1 weight%As - 2 O - 3 and 0 - 1 weight%Sb 2 O 5, basically not containing nucleating agent, wherein the diopside stone crystallization and production; Method for crystallizing glass.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有天然大理石状表面花纹的结晶玻璃，更具体地说是涉及用作建筑材料的辉石类结晶玻璃，具体为透辉石类结晶玻璃，以及生产这种结晶玻璃的方法。使玻璃经受热处理而得到结晶玻璃具有优良特性以致它们能取代天然石，例如大理石或花岗石，成为非常理想的建筑材料。通常，用作建筑材料的结晶玻璃主要采用β-硅灰石或镁橄榄石类结晶玻璃，但是，近来，具有特别优良抗化学腐蚀性能和优良机械强度的结晶透辉石(CaO·MgO·2SiO2)和顽辉石(MgO·SiO2)在这些用途中引起了很大的注意。例如，日本专利申请特开昭61-256940和日本专利申请特开昭62-108742中公开了使用TiO2或氟作为成核剂的辉石类结晶玻璃的生产方法。日本专利申请特开昭61-256940和特开昭62-108742所公开的生产辉石类结晶玻璃的方法中，首先将熔融玻璃铸模成型为预定的形状以便用碾出方法制得基础玻璃，然后通过热处理使基础玻璃结晶化。为了进行这种再结晶作用，成核剂是一种必不可少的成分。但是，用作成核剂的TiO2很昂贵以致很难降低原料成本。另一方面，氟是有毒物质，因而需要特殊装置以防止它泄漏到大气中。除此而外，上述方法还很难控制各种工艺条件，例如制备基础玻璃时的模制温度。这具有限制生产的作用，而且由于基础玻璃要保持在拉紧状态，需要有退火炉，因而很难以低成本大量生产这种结晶玻璃。此外，在结晶化之后结晶玻璃被预热以完成弯板操作时，希望的热处理温度为800℃或较低的温度。特别是，在这种温度下，模子和弯曲过程中使用的其它附属设备被损坏，并且由于形成的晶体在高温下被熔融，结晶玻璃的固有特性变坏。而且，由于必须含有大量的辉石类结晶以便用上述方法获得理想特性，因而结晶度必然很高，结果导致获得的结晶玻璃的变形温度(Tf)高，而且很难在热处理温度低于800℃时进行弯板过程。该方法中存在的另一问题是，所含成核剂的数量和结晶条件稍有变化，就会导致结晶生长不均匀，因此很难获得理想的天然大理石花纹。本专利技术的第一个目的是提供一种辉石类的、具有类似天然大理石表面花纹的结晶玻璃，具体地说，是一种透辉石类结晶玻璃，可用作建筑材料，消除了通常辉石类结晶玻璃的缺点，因而获得理想的天然石花纹，而且继结晶化之后可以毫无困难地通过预热进行弯板过程。本专利技术的第二个目的是提供一种以低成本和高产额生产上述结晶玻璃的方法。通过含以下成分、具有大理石状花纹的结晶玻璃达到本专利技术之第一目的;45～75重量%SiO2，1～25重量%Al2O3，1～20重量%CaO，0.5～17重量%MgO，0.1～18重量%BaO，0～18重量%ZnO，1～15重量%Na2O，0～7重量%K2O，0～5重量%Li2O，0～10重量%B2O3，0～10重量%P2O5，0～1重量%As2O3和0～1重量%Sb2O3，基本上无成核剂，其中透辉石类结晶被析出。本专利技术之第二个目的是通过包括下述步骤的方法而达到;(a)制备含有以下成分之小块玻璃料45～75重量%SiO2，1～25重量%Al2O3，1～20重量%CaO，0.5～17重量%MgO，0.1～18重量%BaO，0～18重量%ZnO，1～15重量%Na2O，0～7重量%K2O，0～5重量%Li2O，0～10重量%B2O3，0～10重量%P2O5，0～1重量%As2O3和0～1重量%Sb2O3，基本上无成核剂;(b)将所述小块玻璃料储集在模箱中;(c)热处理所述小块玻璃料以致透辉石类结晶从所述玻璃料的每一表面析出进入其内部并且所述玻璃料彼此熔融一结合。本专利技术之结晶玻璃含有45～75重量%，最好为50～73重量%的SiO2;1～25重量%，最好为2～23重量%的Al2O3;1～20重量%，最好是2～18重量%的CaO;0.5～17重量%，最好是0.5～6重量%的MgO，0.1～18重量%，最好是0.2～15重量%BaO;0～18重量%，最好是0～15重量%ZnO;1～15重量%，最好是1～12重量%Na2O;0～7重量%，最好是0.5～6重量%K2O;0～5重量%，最好是0～4重量%的Li2O;0～10重量%，最好是0.1～8重量%的B2O3;0～10重量%，最好是0～8重量%的P2O5;0～1重量%As2O3和0～1重量%Sb2O3;基本上无成核剂，其中透辉石类结晶被析出。对本专利技术之结晶玻璃组成的每一成分进行上述限制的原因如下如果SiO2含量少于45重量%，则失去光泽性;如果大于75重量%，则玻璃的粘度增加，因而流动性变差。如果流动性差，则结晶玻璃表面由于小块玻璃料不能完全熔融而变得粗造。如果Al2O3含量小于1重量%，则形成的结晶粗大，流动性变差;如果大于25重量%，则熔融特性变差，而且透辉石结晶不被析出。如果CaO含量小于1重量%，则透辉石结晶很难析出;如果大于20重量%，则流动性变差，而且形成不同类的结晶，例如硅灰石(CaO·SiO2)。如果MgO含量小于0.5重量%，透辉石结晶析出很困难;如果大于17重量%，则流动性变差。如果BaO含量小于0.1重量%，则流动性变差，如果大于18重量%，则透辉石结晶析出困难。如果ZnO含量大于18重量%，则透辉石结晶析出困难。如果Na2O含量小于1重量%，则流动性变差，如果大于15重量%，则抗化学腐蚀性变坏，热膨胀系数增加，而且制得的玻璃板很容易翘曲。如果K2O含量大于7重量%，则抗气候性降低。如果Li2O含量大于5重量%，则原料成本增加，这是不希望的。如果B2O3大于10重量%，则透辉石结晶析出很困难。如果P2O5大于10重量%，则很难产生结晶作用。0～1重量%As2O3和Sb2O3可作为澄清剂加入。除上述给出成分外，本专利技术之玻璃组成还可含有通常的玻璃着色剂，例如钴、锰、铬、铜、钒、铁、镍等的氧化物。可以加入一类，或两类或更多类的这些着色剂，含量高达10重量%。用本专利技术方法生产透辉石类结晶玻璃时，首先制备上述组分的小块玻璃料。这些小块玻璃料可以是颗粒、粉末、小固体球、小碎片、棒等形式。作为获得小块玻璃料的方法，将熔融玻璃注入水中进行淬冷，从而形成小块玻璃料的水淬法是合适的，因为它能用简单的方法提供大量的小块玻璃料。首先将小块玻璃料分级以获得合适的粒度范围，然后放入并储集在有理想形状的模子里。通过小块玻璃料的热处理，使玻璃料软化和变形，并彼此熔融一结合成一整体，同时，透辉石结晶从小块玻璃料表面析出，以致得到透辉石类结晶玻璃。因此，析出的玻璃结晶符合小块玻璃料的大小和形状，并在结晶玻璃中获得细小而精致的花纹，该结晶玻璃具有花岗岩，大理石及其它天然石的外观。通过控制小块玻璃料的大小，就能很容易地获得具有理想天然石花纹的结晶玻璃。按照本专利技术方法，透辉石，是辉石结晶中的一种结晶，被析出。透辉石具有特别优良的抗化学腐蚀性和优良的机械强度，因此，由本专利技术方法获得的结晶玻璃各种特性都很优良，这对用作建筑材料是重要的。由于用本专利技术方法获得的结晶玻璃中除透辉石外不形成其它结晶，因此结晶度低并且具有相当低的变形温度。特别是，由于用本专利技术方法获得之结晶玻璃的变形温度低，在热处理温度为700°～800℃范围内，该材料在玻璃基质相中是软的和易流动的以致可能弯曲结晶玻璃而不会降低其特性。以下参考实施例详细说明本专利技术，这些实施例是用于说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有天然大理石状表面花纹的结晶玻璃，它含有４５～７５重量％ＳｉＯ↓［２］，１～２５重量％Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，１～２０重量％ＣａＯ，０．５～１７重量％ＭｇＯ，０．１～１８重量％ＢａＯ，０～１８重量％ＺｎＯ，１～１５重量％Ｎａ↓［２］Ｏ，０～７重量％Ｋ↓［２］Ｏ，０～５重量％，Ｌｉ↓［２］Ｏ，０～１０重量％Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０～１０重量％Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］，０～１重量％Ａｓ↓［２］Ｏ↓［３］和０～１重量％Ｓｂ↓［２］Ｏ↓［３］，基本上不含成核剂，其中透辉石类结晶析出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：俣野高广，桥部吉夫，二宫正幸，谷武宏，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]