長石の用途（工業）セラミック・ガラス・フィラー利用と特性

長石の工業用途と役割

長石のガラス製造における利用

 

長石はガラス製造において最も重要な原料の一つとして利用されています。ガラス混合物の主成分として、アルミナ（Al₂O₃）を供給しながら溶融温度を下げるフラックス剤の役割を果たします。板ガラスや容器ガラス、ガラス繊維などの製造工程で、長石の添加によりガラスの透明性、強度、耐熱衝撃性が向上するという特性があります。

 

参考）カリウム長石：さまざまな用途に使用できる万能鉱物
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カリウム長石やソーダ長石は、ガラス化と半透明性を促進するため、高品質なガラス製品の生産に欠かせません。長石がガラスに溶解するプロセスは比較的遅く、結晶化能力が小さいため、ガラスの形成過程で結晶の沈殿を防ぎ、製品の品質を保つ効果もあります。通常の板ガラスや瓶ガラスには約2%のアルミナが含まれており、これは長石から供給されています。

 

参考）カリウム長石粉末
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ガラス産業では、長石を加えることでエネルギー消費を削減し、最終製品の品質を向上させることができます。ネフェリン閃長岩と比較すると、長石は入手しやすく、低コストで安定供給が可能なため、世界中のガラスメーカーで広く採用されています。

 

参考）https://www.fortunebusinessinsights.com/jp/%E9%95%B7%E7%9F%B3%E6%8E%A1%E6%8E%98%E5%B8%82%E5%A0%B4-109331
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長石のセラミック・陶磁器製造での役割

セラミック産業において、長石は陶磁器、タイル、衛生陶器などの製造に不可欠な原料です。長石の含有量は製品によって10～35%に達することもあり、特にカリ長石は素地と釉薬の両方に使用されます。長石に含まれるカリウムやナトリウムがフラックス成分となり、セラミックの緻密化を促進し、焼成温度を低減させる効果があります。

 

参考）インド長石について
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釉薬の配合では、長石は最も重要な媒熔剤として機能し、カリウムとナトリウムの働きによって溶融温度を下げます。同時に、長石自体がアルミナ成分とシリカ成分を含むため、釉薬の基本構成要素としても重要な役割を果たしています。純粋な長石は存在せず、媒熔剤となるカリウムとナトリウムの両方を含んでいるため、釉薬の性質を決定づける原料となります。

 

参考）https://ngy.co.jp/feldspar/
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高品質の磁器、石器、陶器の生産では、長石の優れたフラックス特性により適切な融点と耐久性の向上が可能になります。タイルや衛生陶器の製造では、焼成収縮の制御、白色度の確保、K₂O（酸化カリウム）の供給源として200メッシュ程度の粒度に調整された長石が使用されます。​

長石の塗料・プラスチック・ゴム用フィラー応用

長石粉末は、塗料、プラスチック、ゴムなどの産業で充填剤（フィラー）として広く活用されています。その優れた色保存特性により、塗料、コーティング、顔料の製造に使用され、微粉末の形で使用すると安定性、明るさ、色の一貫性が向上します。長石ベースのフィラーは、屈折率が1.48～1.60の範囲にあり、透明性に優れているため、樹脂やプラスチックの透明度を損なわずに機械的強度を向上させることができます。

 

参考）カリ長石
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塗料やコーティングの製造では、超微細長石が機能性フィラーとして採用されており、配合コストの削減と優れたUV硬化挙動を保証します。屈折率と物理的特性により、コーティング、インク、接着剤の性能を向上させることが可能です。特に、霞石閃長岩と比較して長石は結晶質シリカの含有量が低いため、健康面での懸念も少なくなっています。

 

参考）ネフェリン市場規模、成長、業界概要、分析、2033年までのレ…
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ゴムや樹脂への添加では、長石フィラーは基材の物性を改善し、加工性や最終製造物の機能向上に寄与します。長石の耐火性により、高温での用途にも適しており、極端な条件下でも顔料の完全性が保証されます。

 

参考）https://patents.google.com/patent/JP5426462B2/ja
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長石の研磨剤・溶接棒・クレンザー利用

長石は研磨剤や艶出し剤の製造にも利用されており、砥石車の製造では砥粒を結合する結合剤として機能します。これにより、さまざまな産業用途にわたって効率的な切断および研削作業が保証されます。長石の硬度は石英よりも低いため、「ソフト研磨」に適しており、光沢面を傷つけにくい特長があります。​
家庭用クレンザー向けの研磨材として、長石は優しい研磨作用を提供します。石英より柔らかい性質を利用することで、キッチンやバスルームの光沢面を保護しながら洗浄できる製品が製造されています。鉱物の硬度により、滑らかで光沢のある表面仕上げを実現する研磨剤の理想的な成分となります。​
溶接棒の被覆剤としても長石は重要な役割を果たしています。カリ長石はアーク安定化とスラグ形成に寄与するカリウム源として、被覆アーク溶接棒の被覆原料に伝統的に採用されてきました。溶接時の安定性向上と適切なスラグの生成により、高品質な溶接を実現します。​

長石のコンクリート・セメント・特殊工業用途

建設分野では、カリウム長石粉末がセメントやコンクリート製造の添加剤として利用されています。この鉱物を配合することにより、コンクリートの加工性と強度が向上し、ひび割れのリスクが軽減され、全体の耐久性が向上します。また、コンクリートの耐火性も向上するため、安全性が最優先される建設プロジェクトに最適です。​
興味深いことに、コンクリート中の長石類は長期的にセメントの水和物と反応することが明らかになっています。材齢50年の高経年化したコンクリート構造物の分析では、長石類が水酸化カルシウムと反応してアルミノ珪酸カルシウム水和物を生成し、強度を増進させる現象が確認されました。この反応は2000年前のローマ時代のコンクリートが現在も強度を増進し続けるメカニズムと同一のもので、耐久性に優れたコンクリートの開発に応用できる可能性があります。

 

参考）KAKEN href="https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-19K22008" target="_blank">https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-19K22008amp;mdash; 研究課題をさがす
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農業分野では、長石は土壌改良剤や肥料として活用されています。長石粉末は、そのミネラル含有量を通じて土壌に必須栄養素を提供し、カリウム肥料として作物の収量と品質の向上に役立ちます。徐放性特性により、植物への持続的なカリウム供給が可能になり、一貫した成長と全体的な健康が保証されます。

 

参考）土壌改良剤ミネラルスター : 御座入鉱山 合名会社 群馬長石
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歯科医療では、長石を主成分とするガラスセラミックスが審美的な修復物として使用されています。長石は透明性が高く、高い透明性を持っているため、色調再現に優れており、クラウン、ブリッジ、ベニアなどの審美的な修復物の製造に特殊な材料として採用されています。

 

参考）歯科治療でガラスセラミックスを導入するメリットとは？ - ス…
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長石の用途別ソリューション詳細（日本窯業株式会社）
長石のガラス、陶磁器、釉薬、砥石結合材、塗料/樹脂フィラー、溶接棒、クレンザー向けの用途解説が記載されています。

 

カリ長石の特性と用途（福岡タルク工業所）
カリ長石の窯業界での利用、塗料・ゴム・樹脂の充填剤としての機能、研磨剤としての応用などが詳しく説明されています。

 

月長石(字幕版)