JPH062605B2 - 結晶化ガラス物品の製造方法 - Google Patents
結晶化ガラス物品の製造方法Info
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- JPH062605B2 JPH062605B2 JP12747486A JP12747486A JPH062605B2 JP H062605 B2 JPH062605 B2 JP H062605B2 JP 12747486 A JP12747486 A JP 12747486A JP 12747486 A JP12747486 A JP 12747486A JP H062605 B2 JPH062605 B2 JP H062605B2
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- crystallized glass
- glass article
- sio
- silicon dioxide
- strength
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
- C03C17/23—Oxides
- C03C17/25—Oxides by deposition from the liquid phase
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は結晶化ガラス物品の製造方法に関し、特に強度
が高く、ばらつきの少ない結晶化ガラス物品の製造方法
に関する。
が高く、ばらつきの少ない結晶化ガラス物品の製造方法
に関する。
結晶化ガラスは、ガラスと同様気孔を全く含まず、析出
結晶相の種類により負の膨張係数から正の高い膨張係数
まで広い範囲の膨張係数を有する、高耐熱正、高弾性、
高強度、高硬度など種々の優れた特性を有し、それらの
特性を生かして耐熱食器、調理器のトッププレート、反
射鏡のミラーブランクスなど種々の分野で実用化されて
いる。
結晶相の種類により負の膨張係数から正の高い膨張係数
まで広い範囲の膨張係数を有する、高耐熱正、高弾性、
高強度、高硬度など種々の優れた特性を有し、それらの
特性を生かして耐熱食器、調理器のトッププレート、反
射鏡のミラーブランクスなど種々の分野で実用化されて
いる。
また、最近結晶化ガラスを種々の基板材料や構造材料あ
るいはガラスと同等の透明性を有するものにおいては、
ガラスに替わる種々の機器の窓用あるいはカバー用の透
明材料としても使用される場合が増えている。
るいはガラスと同等の透明性を有するものにおいては、
ガラスに替わる種々の機器の窓用あるいはカバー用の透
明材料としても使用される場合が増えている。
それらの用途の中で、寸法精度や平坦性、あるいは透明
なものにおいては像のゆがみのない透視性が要求される
用途においては、結晶化ガラスは研削・研磨加工を経て
使用される場合も多い。
なものにおいては像のゆがみのない透視性が要求される
用途においては、結晶化ガラスは研削・研磨加工を経て
使用される場合も多い。
結晶化ガラスは、ガラスと比べて加工速度が小さいため
加工にガラスより長時間を要するものの、ガラスと同様
の工程すなわちダイヤモンドグラインダー、SiCあるい
はアルミナなどのラップ剤による研削、CeO2スラリーに
よる研磨等が可能である。
加工にガラスより長時間を要するものの、ガラスと同様
の工程すなわちダイヤモンドグラインダー、SiCあるい
はアルミナなどのラップ剤による研削、CeO2スラリーに
よる研磨等が可能である。
ところが、一般的に結晶化ガラスはガラスと比べて硬度
が高く耐水性が高いため、加工速度が小さく鏡面が得ら
れるのに要する時間が長くなるばかりでなく、目視では
鏡面と判断されるまで研磨しても、その表面には目に見
えない微小な傷、すなわち潜傷が残留しやすいという問
題点があった。このように、結晶化ガラスにおいて潜傷
が残留しやすいことは、鏡面仕上げしたものを希フツ酸
等でエッチングすると、目に見えなかった微小な傷が拡
大されて目視により確認されるようになることにより確
かめられる。このような潜傷の残留は、結晶化ガラス物
品の強度低下をもたらし好ましくない。したがって、こ
のような潜傷の残留による強度低下を防ぐためには、研
磨時間を通常のガラスの場合の数倍から場合によっては
１０倍以上に長くしたり、あるいはこの研磨時間を短縮
するために、通常のガラスの研削・研磨工程では1000番
のラップ剤による研削から研磨工程に移行しているの
を、1000番のラップ剤による研削の後により細かい粒度
のラップ剤、例えば1500〜2000番のラップ剤による研削
を追加したりする必要があった。しかしながら、これら
研削・研磨工程の著しい変更は、加工コストの著しい上
昇を招き実用上好ましくない。
が高く耐水性が高いため、加工速度が小さく鏡面が得ら
れるのに要する時間が長くなるばかりでなく、目視では
鏡面と判断されるまで研磨しても、その表面には目に見
えない微小な傷、すなわち潜傷が残留しやすいという問
題点があった。このように、結晶化ガラスにおいて潜傷
が残留しやすいことは、鏡面仕上げしたものを希フツ酸
等でエッチングすると、目に見えなかった微小な傷が拡
大されて目視により確認されるようになることにより確
かめられる。このような潜傷の残留は、結晶化ガラス物
品の強度低下をもたらし好ましくない。したがって、こ
のような潜傷の残留による強度低下を防ぐためには、研
磨時間を通常のガラスの場合の数倍から場合によっては
１０倍以上に長くしたり、あるいはこの研磨時間を短縮
するために、通常のガラスの研削・研磨工程では1000番
のラップ剤による研削から研磨工程に移行しているの
を、1000番のラップ剤による研削の後により細かい粒度
のラップ剤、例えば1500〜2000番のラップ剤による研削
を追加したりする必要があった。しかしながら、これら
研削・研磨工程の著しい変更は、加工コストの著しい上
昇を招き実用上好ましくない。
本発明は上記問題点を解決するために、表面研磨された
ガラス物品を珪弗化水素酸の二酸化珪素過飽和溶液と接
触させて該結晶化ガラス物品表面に二酸化珪素被膜を析
出形成させている。
ガラス物品を珪弗化水素酸の二酸化珪素過飽和溶液と接
触させて該結晶化ガラス物品表面に二酸化珪素被膜を析
出形成させている。
本発明で行なわれる表示研磨の方法は通常行なわれる表
示研磨の方法であり、例えばラップ剤等で湿式研削の後
CeO2等のスラリーで湿式研磨する方法等である。
示研磨の方法であり、例えばラップ剤等で湿式研削の後
CeO2等のスラリーで湿式研磨する方法等である。
本発明は、鏡面を必要とする結晶化ガラス物品の製造に
対して特にその効果を示し、その場合に行なわれる結晶
化ガラスの表面研磨の最終表面状態は、通常の方法では
まだ研磨不足と判断される状態（潜傷が残留している状
態）であってもかまわない。この様な状態としては、同
一の組成を有するガラス物品を同一方法で鏡面に研磨す
るのに必要な時間の百数十％〜数倍程度の時間だけ研磨
した結晶化ガラス物品の表面状態が例示される。
対して特にその効果を示し、その場合に行なわれる結晶
化ガラスの表面研磨の最終表面状態は、通常の方法では
まだ研磨不足と判断される状態（潜傷が残留している状
態）であってもかまわない。この様な状態としては、同
一の組成を有するガラス物品を同一方法で鏡面に研磨す
るのに必要な時間の百数十％〜数倍程度の時間だけ研磨
した結晶化ガラス物品の表面状態が例示される。
又、該結晶化ガラス物品の形状は板状、棒状に限らず、
珪弗化水素酸の二酸化珪素過飽和溶液と接触させること
のできる筒状、管状等任意の形状のものが使用できる。
珪弗化水素酸の二酸化珪素過飽和溶液と接触させること
のできる筒状、管状等任意の形状のものが使用できる。
使用される珪弗化水素酸の二酸化珪素過飽和溶液は、珪
弗化水素酸の二酸化珪素飽和溶液の平衡状態をH3BO3,A
(OH)3等の添加剤を加える方法などにより移行させて
作成することができる。使用される珪弗化水素酸溶液は
0.5〜3.5モル／の濃度のものが良好な析出速度を得る
ために好まれる。又添加剤としてホウ酸(H3BO3)を用い
る場合には、0.5〜3.0モル／の濃度の珪弗化水素酸水
溶液１に対して2.0×10-2モル以上添加することが良
好な析出速度を得るために好まれる。
弗化水素酸の二酸化珪素飽和溶液の平衡状態をH3BO3,A
(OH)3等の添加剤を加える方法などにより移行させて
作成することができる。使用される珪弗化水素酸溶液は
0.5〜3.5モル／の濃度のものが良好な析出速度を得る
ために好まれる。又添加剤としてホウ酸(H3BO3)を用い
る場合には、0.5〜3.0モル／の濃度の珪弗化水素酸水
溶液１に対して2.0×10-2モル以上添加することが良
好な析出速度を得るために好まれる。
該珪弗化水素酸の二酸化珪素過飽和溶液は、スプレー
法、塗布法、浸漬法等通常用いられる方法により結晶化
ガラスと接触させられるが、目的の析出被膜が得られる
までの反応時間が比較的長時間かかるので浸漬法を用い
て接触させることが好まれる。
法、塗布法、浸漬法等通常用いられる方法により結晶化
ガラスと接触させられるが、目的の析出被膜が得られる
までの反応時間が比較的長時間かかるので浸漬法を用い
て接触させることが好まれる。
又結晶化ガラス物質上に析出させる二酸化珪素被膜は、
その析出効果が顕著であり、又生産性の良好な50〜200n
mの厚さの膜厚のものが好ましい。
その析出効果が顕著であり、又生産性の良好な50〜200n
mの厚さの膜厚のものが好ましい。
本発明は次のように作用すると考えられる。すなわち表
面に潜傷が残留する結晶化ガラスを珪弗化水素酸のシリ
カ過飽和水溶液と接触させると、その表面を核形成サイ
トとしてSiO2の析出が起り、その表面はSiO2膜でコート
される。その際、SiO2の析出源となる珪弗化水素酸水溶
液は粘性の低い液体のため、研削・研磨により生じた結
晶化ガラス物品中の微小な潜傷の内部まで浸透する。し
たがって、SiO2の析出は潜傷内部においても起り、その
結果潜傷がSiO2で充填されその強度への影響が実質的に
認められなくなる。
面に潜傷が残留する結晶化ガラスを珪弗化水素酸のシリ
カ過飽和水溶液と接触させると、その表面を核形成サイ
トとしてSiO2の析出が起り、その表面はSiO2膜でコート
される。その際、SiO2の析出源となる珪弗化水素酸水溶
液は粘性の低い液体のため、研削・研磨により生じた結
晶化ガラス物品中の微小な潜傷の内部まで浸透する。し
たがって、SiO2の析出は潜傷内部においても起り、その
結果潜傷がSiO2で充填されその強度への影響が実質的に
認められなくなる。
SiO2コート法としては、本発明による方法以外にアルキ
ルシリケートを用いる方法、シランガスを用いる方法な
どがある。しかし、これらの方法によりSiO2コートを行
なっても、本発明により得られる潜傷の強度への影響を
除去する効果は得られない。その理由は、これらの方法
により得られるSiO2膜は、ある程度の大きさのSiO2粒子
が表面に堆積したもので、本発明の方法により得られる
ようなSiO2が潜傷先端まで埋めるという効果がないため
と考えられる。
ルシリケートを用いる方法、シランガスを用いる方法な
どがある。しかし、これらの方法によりSiO2コートを行
なっても、本発明により得られる潜傷の強度への影響を
除去する効果は得られない。その理由は、これらの方法
により得られるSiO2膜は、ある程度の大きさのSiO2粒子
が表面に堆積したもので、本発明の方法により得られる
ようなSiO2が潜傷先端まで埋めるという効果がないため
と考えられる。
以下に、本発明を実施例に基いてさらに詳細に説明す
る。
る。
実施例１ 重量％でSiO265.0,A2O322.5,Li2O4.5,Na2O1.0,TiO22.
0,ZrO22.5,P2O 51.5,As2O31.0からなるガラスを、5℃／
分で850℃に加熱し850℃で４時間保持し、β−石英固溶
体を主たる析出結晶相として含む透明結晶化ガラスとし
た。これを、ダイヤモンドソーで底面約５mm角長さ約５
０mmの棒状に切断し、400番のSiC, 1000番のアルミナのラップ剤で研削後、たて5mmよこ５
０mmの４側面をCeO2スラリーで研磨した。それぞれ約１
５分間で、目視では研削工程で生じた傷が消え、鏡面と
判断された。こうして得られた棒状試料を四群に分け、
一群は2mol/，200ccの珪弗化水素酸のシリカ飽和水溶
液に0.5mol/のH3BO3水溶液を30cc添加した処理液に１
６時間浸漬した。その結果、その表面には約150nmの厚
さのSiO2膜が形成されていた。このようにして、SiO2コ
ートした棒状試料について三点曲げによりその強度を測
定した。また、比較のために残り三群のうち一群は研削
・研磨したままの状態で、また二群はそれぞれディッピ
ング法（SiO2に換算した濃度５％のテトラエチルシリケ
ートのエタノール溶液に浸漬後引きあげて500℃で３０
分間焼成）、CVD法（モノシラン５％，N295%の混合ガス
を500℃に加熱した基板に吹きつける）によりその表面
に約120nmの厚さのSiO2膜を形成させた後、同様に三点
曲げによりその強度を測定した。結果を第１表に示す。
0,ZrO22.5,P2O 51.5,As2O31.0からなるガラスを、5℃／
分で850℃に加熱し850℃で４時間保持し、β−石英固溶
体を主たる析出結晶相として含む透明結晶化ガラスとし
た。これを、ダイヤモンドソーで底面約５mm角長さ約５
０mmの棒状に切断し、400番のSiC, 1000番のアルミナのラップ剤で研削後、たて5mmよこ５
０mmの４側面をCeO2スラリーで研磨した。それぞれ約１
５分間で、目視では研削工程で生じた傷が消え、鏡面と
判断された。こうして得られた棒状試料を四群に分け、
一群は2mol/，200ccの珪弗化水素酸のシリカ飽和水溶
液に0.5mol/のH3BO3水溶液を30cc添加した処理液に１
６時間浸漬した。その結果、その表面には約150nmの厚
さのSiO2膜が形成されていた。このようにして、SiO2コ
ートした棒状試料について三点曲げによりその強度を測
定した。また、比較のために残り三群のうち一群は研削
・研磨したままの状態で、また二群はそれぞれディッピ
ング法（SiO2に換算した濃度５％のテトラエチルシリケ
ートのエタノール溶液に浸漬後引きあげて500℃で３０
分間焼成）、CVD法（モノシラン５％，N295%の混合ガス
を500℃に加熱した基板に吹きつける）によりその表面
に約120nmの厚さのSiO2膜を形成させた後、同様に三点
曲げによりその強度を測定した。結果を第１表に示す。
本発明の方法によりSiO2コートしたものは、SiO2コート
しなかったものと比較し高い強度および低いばらつきを
示した。また、ディッピング、CVDによりSiO2コートし
た場合には、本発明の方法によりSiO2コートした場合の
ように、コートによる強度上昇は認められなかった。
しなかったものと比較し高い強度および低いばらつきを
示した。また、ディッピング、CVDによりSiO2コートし
た場合には、本発明の方法によりSiO2コートした場合の
ように、コートによる強度上昇は認められなかった。
実施例２ 実施例１と同組成のガラスを、5℃／分で1150℃に加熱
し1150℃で２時間保持し、β−スポジュメン固溶体を主
たる析出結晶として含む白色不透明結晶化ガラスとし
た。こうして得られた結晶化ガラスから実施例１と同様
の手順で底面約５mm角長さ約５０mmの棒状研磨試料を作
製し、これを二群に分け、一群は200cc,2mol/の珪弗
化水素酸のシリカ飽和水溶液に30cの0.5mol/のHBO3水
溶液を添加した処理液に１６時間浸漬し、その表面を約
150nmの厚さのSiO2膜でコートした後、もう一群は研削
・研磨したままの状態で、三点曲げによりその強度を測
定した。
し1150℃で２時間保持し、β−スポジュメン固溶体を主
たる析出結晶として含む白色不透明結晶化ガラスとし
た。こうして得られた結晶化ガラスから実施例１と同様
の手順で底面約５mm角長さ約５０mmの棒状研磨試料を作
製し、これを二群に分け、一群は200cc,2mol/の珪弗
化水素酸のシリカ飽和水溶液に30cの0.5mol/のHBO3水
溶液を添加した処理液に１６時間浸漬し、その表面を約
150nmの厚さのSiO2膜でコートした後、もう一群は研削
・研磨したままの状態で、三点曲げによりその強度を測
定した。
SiO2コートしなかったものの三点曲げ強度は1560kg/cm2
であったのに対し、SiO2コートしたものは2340kg/cm2の
三点曲げ強度を示した。
であったのに対し、SiO2コートしたものは2340kg/cm2の
三点曲げ強度を示した。
本発明によれば、実施例からもあきらかなとうりガラス
に準じた工程で研削・研磨された結晶化ガラスに残留す
る潜傷の強度への影響をなくし、潜傷を含まない場合と
同等の強度を有する結晶化ガラス物品を得ることができ
る。又上記実施例はβ−石英およびβ−スポジュメンを
含む結晶化ガラスについて行なったが本発明に係る結晶
化ガラス物品の製造方法は、上記結晶化ガラスに限らず
任意の結晶化ガラスに対して適用できる。
に準じた工程で研削・研磨された結晶化ガラスに残留す
る潜傷の強度への影響をなくし、潜傷を含まない場合と
同等の強度を有する結晶化ガラス物品を得ることができ
る。又上記実施例はβ−石英およびβ−スポジュメンを
含む結晶化ガラスについて行なったが本発明に係る結晶
化ガラス物品の製造方法は、上記結晶化ガラスに限らず
任意の結晶化ガラスに対して適用できる。
Claims (3)
- 【請求項１】表面研磨された結晶化ガラス物品を珪弗化
水素酸の二酸化珪素過飽和溶液と接触させて該結晶化ガ
ラス物品の表面に二酸化珪素被膜を析出形成させる結晶
化ガラス物品の製造方法。 - 【請求項２】表面研磨された結晶化ガラス物品を、珪弗
化水素酸の二酸化珪素飽和溶液にホウ酸を添加すること
により二酸化珪素過飽和状態とした珪弗化水素酸溶液に
浸漬させる特許請求の範囲第１項記載の結晶化ガラス物
品の製造方法。 - 【請求項３】該二酸化珪素被膜の膜厚が50〜200nmであ
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の結晶化ガラス
物品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12747486A JPH062605B2 (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 結晶化ガラス物品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12747486A JPH062605B2 (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 結晶化ガラス物品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62283846A JPS62283846A (ja) | 1987-12-09 |
| JPH062605B2 true JPH062605B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=14960823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12747486A Expired - Lifetime JPH062605B2 (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 結晶化ガラス物品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH062605B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0686313B2 (ja) * | 1988-03-01 | 1994-11-02 | 日本板硝子株式会社 | 電子線着色防止ガラス |
-
1986
- 1986-06-02 JP JP12747486A patent/JPH062605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62283846A (ja) | 1987-12-09 |
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