JP2014218422A - Fireproof glass, evaluation method and production method of fireproof glass - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、防火ガラスに関する。 The present invention relates to fire glass.
従来、延焼防止等の目的のため、遮炎性能が求められる防火ガラスとしては、火災発生時にガラスが割れ、脱落することによる開口が生じないようにした網入りガラス(特許文献1)のほか、ガラス表面に表面圧縮応力を形成し、火災によって発生するガラス面内とサッシで覆われたエッジ部分との温度差により発生する引張応力(熱応力)に耐えることで、割れにくくした耐熱強化ガラス(特許文献2)や透明結晶化ガラス(特許文献3)などが用いられる。
Conventionally, as a fire-proof glass that requires flame-shielding performance for the purpose of preventing the spread of fire, etc., in addition to a meshed glass (Patent Document 1) that prevents the glass from cracking and dropping when a fire occurs,
しかしながら、特許文献1に記載の網入りガラスは、網が入る分、ガラスの厚みを厚くしなければならない。また、特許文献2に記載の風冷強化法では、薄いガラス板に対しては、表面と内部の温度差がつきにくいために表面圧縮応力層を形成することが困難であり、十分な防火性能を満たす強度を得られない。そのため、風冷強化法による耐熱強化ガラス(以後、防火用風冷強化ガラスという)は、ガラス板の厚みを厚くしなければならないという問題点がある。また、特許文献3に記載の透明結晶化ガラスは、硫黄を含む石油、石炭、ガス、木材等が燃焼した場合、結晶と燃焼による生成物とのイオン交換反応によって結晶が収縮し、表面に微細なクラックが発生して強度が低下するという問題点がある。
However, the netted glass described in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ガラス板の厚みが薄くかつ高強度である防火ガラスを提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、防火ガラスの防火性能を簡易的に評価する評価方法及びその評価方法を用いた防火ガラスの製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the fire prevention glass whose thickness of a glass plate is thin and is high intensity | strength. Another object of the present invention is to provide an evaluation method for simply evaluating the fireproof performance of fireproof glass and a method for producing fireproof glass using the evaluation method.
上記目的を達成するため、本発明の一態様である防火ガラスは、化学強化ガラス用いる。 In order to achieve the above object, chemically tempered glass is used as the fireproof glass which is one embodiment of the present invention.
本発明では、透光性に優れ、厚みが薄くかつ高強度である防火ガラスを提供する。また、防火ガラスの防火性能を簡易的に評価する評価方法及びその評価方法を用いた防火ガラスの製造方法を提供する。 In the present invention, a fireproof glass having excellent translucency, thin thickness and high strength is provided. Moreover, the manufacturing method of the fire prevention glass using the evaluation method and its evaluation method which evaluate simply the fire prevention performance of fire prevention glass is provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の防火ガラス)
図1には第1の防火ガラス100の断面模式図を示す。なお、以下の説明では、図内左下に矢印で座標を定義しており、必要があればこの座標を用いて説明する。また図1は、防火ガラスをガラスの端面側から見た断面模式図である。
(First fire glass)
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the
図1に示すように本発明の第1実施形態による第1の防火ガラス100は、化学強化処理されたガラス板(以後、化学強化ガラス板)101から構成されている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、本発明で化学強化処理されたガラス板101として用いるガラスは、酸化物基準のモル百分率表示でSiO2を56〜75%、Al2O3を1〜20%、Na2Oを8〜22%、K2Oを0〜10%、MgOを0〜14%、ZrO2を0〜5%、CaOを0〜10%含有することを特徴とする。以降、百分率表示は、特に断らない限り、モル百分率表示含有量を示す。
Here, the glass used as the
本実施形態の化学強化処理されたガラスにおいて、ガラス組成を前記範囲に限定した理由を以下に説明する。 The reason why the glass composition is limited to the above range in the chemically strengthened glass of this embodiment will be described below.
SiO2は、ガラス微細構造の中で網目構造を形成する成分として知られており、ガラスを構成する主要成分である。SiO2の含有量は、56%以上であり、好ましくは60%以上、より好ましくは63%以上、さらに好ましくは65%以上である。また、SiO2の含有量は、75%以下であり、好ましくは73%以下、より好ましくは71%以下である。SiO2の含有量が56%以上であるとガラスとしての安定性や耐候性の点で優位である。一方、SiO2の含有量が75%以下であると熔解性及び成形性の点で優位である。 SiO 2 is known as a component that forms a network structure in the glass microstructure, and is a main component constituting the glass. The content of SiO 2 is 56% or more, preferably 60% or more, more preferably 63% or more, and further preferably 65% or more. Further, the content of SiO 2 is 75% or less, preferably 73% or less, more preferably 71% or less. When the content of SiO 2 is 56% or more, it is advantageous in terms of stability and weather resistance as glass. On the other hand, when the content of SiO 2 is 75% or less, it is advantageous in terms of meltability and moldability.
Al2O3は化学強化におけるイオン交換性能を向上させる作用があり、特に表面圧縮応力(CS)を向上する作用が大きい。ガラスの耐候性を向上する成分としても知られている。また、フロート成形時にボトム面からの錫の浸入を抑制する作用がある。Al2O3の含有量は、1%以上であり、好ましくは3%以上、より好ましくは5%以上である。また、Al2O3の含有量は、Al2O3の含有量は、20%以下であり、好ましくは17%以下、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは10%以下、特に好ましくは7%以下である。Al2O3の含有量が1%以上であると、イオン交換により、所望のCSが得られ、また、錫の浸入を抑制する効果が得られる。一方、Al2O3の含有量が20%以下であると、ガラスの粘性が高い場合でも失透温度が大きくは上昇しないため、ソーダライムガラス生産ラインでの熔解、成形の点で優位である。 Al 2 O 3 has an effect of improving ion exchange performance in chemical strengthening, and particularly has a large effect of improving surface compressive stress (CS). It is also known as a component that improves the weather resistance of glass. Moreover, there exists an effect | action which suppresses the penetration | invasion of the tin from a bottom surface at the time of float forming. The content of Al 2 O 3 is 1% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more. Further, the content of Al 2 O 3, the content of Al 2 O 3 is more than 20%, preferably 17% or less, more preferably 12% or less, more preferably 10% or less, particularly preferably 7 % Or less. When the content of Al 2 O 3 is 1% or more, desired CS is obtained by ion exchange, and an effect of suppressing infiltration of tin is obtained. On the other hand, if the content of Al 2 O 3 is 20% or less, the devitrification temperature does not increase greatly even when the viscosity of the glass is high, which is advantageous in terms of melting and forming in the soda lime glass production line. .
SiO2及びAl2O3の含有量の合計SiO2+Al2O3は80%以下であることが好ましい。80%超では高温でのガラスの粘性が増大し、溶融が困難となるおそれがあり、好ましくは79%以下、より好ましくは78%以下である。また、SiO2+Al2O3は70%以上であることが好ましい。70%未満では圧痕が付いた時のクラック耐性が低下し、より好ましくは72%以上である。
The total SiO 2 + Al 2 O 3 content of SiO 2 and Al 2 O 3 is preferably 80% or less. If it exceeds 80%, the viscosity of the glass at high temperature may increase and melting may be difficult, and it is preferably 79% or less, more preferably 78% or less. Further, it is preferable that
Na2Oはイオン交換により表面圧縮応力層を形成させる必須成分であり、圧縮応力深さ(DOL)を深くする作用がある。またガラスの高温粘性と失透温度を下げ、ガラスの熔解性、成形性を向上させる成分である。Na2Oの含有量は、8%以上であり、好ましくは12%以上、より好ましくは13%以上である。また、Na2Oの含有量は、22%以下であり、好ましくは20%以下、より好ましくは16%以下である。Na2Oの含有量が8%以上であると、イオン交換により所望の表面圧縮応力層を形成することができる。一方、Na2Oの含有量が22%以下であると、充分な耐候性が得られる。 Na 2 O is an essential component for forming a surface compressive stress layer by ion exchange, and has an effect of increasing the depth of compressive stress (DOL). Moreover, it is a component which lowers the high temperature viscosity and devitrification temperature of glass, and improves the meltability and moldability of glass. The content of Na 2 O is 8% or more, preferably 12% or more, more preferably 13% or more. Further, the content of Na 2 O is 22% or less, preferably 20% or less, more preferably 16% or less. When the content of Na 2 O is 8% or more, a desired surface compressive stress layer can be formed by ion exchange. On the other hand, when the content of Na 2 O is 22% or less, sufficient weather resistance can be obtained.
K2Oは必須ではないが、イオン交換速度を増大しDOLを深くする効果があるため含有してもよい。一方、K2Oが多くなりすぎると十分なCSが得られなくなる。K2Oを含有する場合は10%以下が好ましく、好ましくは8%以下、より好ましくは6%以下である。K2Oの含有量が10%以下であると、充分なCSが得られる。 K 2 O is not essential, but may be contained because it has the effect of increasing the ion exchange rate and deepening the DOL. On the other hand, if the amount of K 2 O is excessive, sufficient CS cannot be obtained. Preferably 10% or less when they contain K 2 O, preferably 8% or less, more preferably 6% or less. When the content of K 2 O is 10% or less, sufficient CS can be obtained.
MgOは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。MgOの含有量は、2%以上、好ましくは3%以上、より好ましくは3.6%以上である。また、MgOの含有量は、14%以下であり、好ましくは8%以下、より好ましくは6%以下である。MgOの含有量が2%以上であると、ガラスの耐薬品性が良好になる。高温での熔解性が良好になり、失透が起こり難くなる。一方、MgOの含有量が14%以下であると、失透の起こりにくさが維持され、充分なイオン交換速度が得られる。 MgO is not essential, but is a component that stabilizes the glass. The content of MgO is 2% or more, preferably 3% or more, more preferably 3.6% or more. Further, the content of MgO is 14% or less, preferably 8% or less, more preferably 6% or less. When the content of MgO is 2% or more, the chemical resistance of the glass becomes good. The meltability at high temperature becomes good and devitrification hardly occurs. On the other hand, when the content of MgO is 14% or less, the difficulty of devitrification is maintained, and a sufficient ion exchange rate is obtained.
ZrO2は必須ではないが、一般に、化学強化での表面圧縮応力を大きくする作用があることが知られている。しかし、少量のZrO2を含有してもコスト増加の割には、その効果は大きくない。したがって、コストが許す範囲で任意の割合のZrO2を含有することができる。含有する場合は、5%以下であることが好ましい。 ZrO 2 is not essential, but it is generally known that ZrO 2 has an action of increasing the surface compressive stress in chemical strengthening. However, even if a small amount of ZrO 2 is contained, the effect is not great for the cost increase. Therefore, an arbitrary proportion of ZrO 2 can be contained as long as the cost permits. When it contains, it is preferable that it is 5% or less.
CaOは必須ではないが、ガラスを安定化させる成分である。CaOはアルカリイオンの交換を阻害する傾向があるため、特にDOLを大きくしたい場合は含有量を減らす、もしくは含まないことが好ましい。一方、耐薬品性を向上させるためには、2%以上、好ましくは4%以上、より好ましくは6%以上含有することが好ましい。CaOを含有する場合の量は、10%以下であり、好ましくは9%以下、より好ましくは8.2%以下である。CaOの含有量が10%以下であると、充分なイオン交換速度が保たれ、所望のDOLが得られる。 CaO is not essential, but is a component that stabilizes the glass. Since CaO tends to inhibit the exchange of alkali ions, it is preferable that the content is reduced or not contained particularly when it is desired to increase the DOL. On the other hand, in order to improve chemical resistance, it is preferable to contain 2% or more, preferably 4% or more, more preferably 6% or more. The amount in the case of containing CaO is 10% or less, preferably 9% or less, more preferably 8.2% or less. When the content of CaO is 10% or less, a sufficient ion exchange rate is maintained, and a desired DOL is obtained.
SrOは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。SrOはイオン交換効率を低下させる作用があるため、特にDOLを大きくしたい場合は含有しないことが好ましい。含有する場合のSrO量は3%以下、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。 SrO is not essential, but may be contained for the purpose of lowering the high temperature viscosity of the glass and lowering the devitrification temperature. Since SrO has the effect of lowering the ion exchange efficiency, it is preferable not to contain it especially when it is desired to increase the DOL. When contained, the amount of SrO is 3% or less, preferably 2% or less, more preferably 1% or less.
BaOは必須ではないが、ガラスの高温粘性を下げ、失透温度を下げる目的で含有してもよい。BaOはガラスの比重を重くする作用があるため、軽量化を意図する場合には含有しないことが好ましい。含有する場合のBaO量は3%以下、好ましくは2%以下、より好ましくは1%以下である。 BaO is not essential, but may be contained for the purpose of lowering the high temperature viscosity of the glass and lowering the devitrification temperature. Since BaO has the effect of increasing the specific gravity of the glass, it is preferably not contained when the weight is intended to be reduced. The BaO content when contained is 3% or less, preferably 2% or less, more preferably 1% or less.
TiO2は天然原料中に多く存在し、黄色の着色源となることが知られている。TiO2の含有量は0.3%以下であり、好ましくは0.2%以下、より好ましくは0.1%以下である。TiO2の含有量が0.3%を超えるとガラスが黄色味を帯びる。 TiO 2 is abundant in natural raw materials and is known to be a yellow coloring source. The content of TiO 2 is 0.3% or less, preferably 0.2% or less, more preferably 0.1% or less. If the content of TiO 2 exceeds 0.3%, the glass becomes yellowish.
このほか、ガラスの熔融の清澄剤として、塩化物、フッ化物などを適宜含有してもよい。本発明のガラスは本質的に以上で説明した成分からなるが、本発明の目的を損なわない範囲でその他の成分を含有してもよい。そのような成分を含有する場合、それら成分の含有量の合計は5%以下であることが好ましく、より好ましくは3%以下、典型的には1%以下である。以下、上記その他成分について例示的に説明する。 In addition, chlorides, fluorides, and the like may be appropriately contained as glass refining agents. The glass of the present invention consists essentially of the components described above, but may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired. When such components are contained, the total content of these components is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and typically 1% or less. Hereinafter, the other components will be described as an example.
ZnOはガラスの高温での熔融性を向上するために、例えば2%まで含有してもよい。しかし、フロート法で製造する場合には、フロートバスで還元され製品欠点となるので含有しないことが好ましい。 ZnO may be contained up to 2%, for example, in order to improve the meltability of the glass at a high temperature. However, when it is produced by the float process, it is preferably not contained because it is reduced by a float bath and becomes a product defect.
B2O3は高温での熔融性またはガラス強度の向上のために、1%未満の範囲で含有してもよい。一般的には、Na2OまたはK2Oのアルカリ成分とB2O3を同時に含有すると揮散が激しくなり、煉瓦を著しく浸食するので、B2O3は実質的に含有しないことが好ましい。 B 2 O 3 may be contained in a range of less than 1% in order to improve the meltability at high temperature or the glass strength. In general, when an alkali component of Na 2 O or K 2 O and B 2 O 3 are contained at the same time, volatilization becomes intense and the brick is remarkably eroded. Therefore, it is preferable that B 2 O 3 is not substantially contained.
Li2Oは歪点を低くして応力緩和を起こりやすくし、その結果安定した表面圧縮応力層を得られなくする成分であるので含有しないことが好ましく、含有する場合であってもその含有量は1%未満であることが好ましく、より好ましくは0.05%以下、特に好ましくは0.01%未満である。 Li 2 O is a component that lowers the strain point to facilitate stress relaxation, and as a result makes it impossible to obtain a stable surface compressive stress layer, so it is preferably not contained, and even if it is contained, its content Is preferably less than 1%, more preferably 0.05% or less, and particularly preferably less than 0.01%.
本発明のガラスの製造方法は特に限定されないが、例えば種々の原料を適量調合し、約1500〜1600℃に加熱し溶融した後、脱泡、攪拌などにより均質化し、周知の、ダウンドロー法、プレス法などによって板状に、またはキャストしてブロック状に成形し、徐冷後所望のサイズに切断、必要に応じ研磨加工を施して製造される
化学強化処理の方法としては、例えばイオン交換法などがある。イオン交換法では、ガラスを処理液に浸漬して、ガラスの表層に含まれる、小さなイオン半径のイオン(例えば、Liイオン、Naイオン)を、大きなイオン半径のイオン(例えば、Kイオン)と置換することで、増加する体積分だけガラスの表層に圧縮応力を生じさせる。
The method for producing the glass of the present invention is not particularly limited. For example, various raw materials are prepared in appropriate amounts, heated to about 1500 to 1600 ° C. and melted, and then homogenized by defoaming, stirring, etc. As a method of chemical strengthening treatment, which is manufactured by forming into a plate shape by casting or forming into a block shape by casting, cutting into a desired size after slow cooling, and polishing as necessary, for example, an ion exchange method and so on. In the ion exchange method, a glass is immersed in a processing solution, and ions having a small ion radius (for example, Li ions and Na ions) contained in the surface layer of the glass are replaced with ions having a large ion radius (for example, K ions). By doing so, a compressive stress is generated on the surface layer of the glass by an increasing volume fraction.
化学強化の度合いを示す指標として、ガラス表面の圧縮応力(Compressive stress:CS)及び圧縮応力層の深さ(Depth of layer:DOL)を用いる。 As an index indicating the degree of chemical strengthening, compressive stress (CS) on the glass surface and depth of the compressive stress layer (Depth of layer: DOL) are used.
CSがガラス表面に発生する熱応力の値よりも高ければ、ガラスを割れにくくすることができる。特に、CSは180MPa以上、より好ましくは300、400、500、550、600、650、700MPa以上あることが望ましい。 If CS is higher than the value of thermal stress generated on the glass surface, the glass can be made difficult to break. In particular, CS is preferably 180 MPa or more, more preferably 300, 400, 500, 550, 600, 650, 700 MPa or more.
DOLは、ガラス表面から板厚方向の内部に発生する熱応力に対して、CSがどの深さまで対抗しているかを示すと考えられる。DOLは1μm以上、より好ましくは3、5、10、15、20、25、30、35μm以上あることが望ましい。 The DOL is considered to indicate to what depth the CS counters the thermal stress generated in the thickness direction from the glass surface. The DOL is preferably 1 μm or more, more preferably 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 μm or more.
また、CSが高ければ、サッシにガラス取り付けの際にガラス表面に傷が付きにくくなり、傷が付いたとしても進展しづらくなるため好ましい。さらに傷が付いたとしても、DOLの深さまではCSが形成されているので、傷の深さよりもDOLの深さが大きければ傷の有無によらず熱応力に対抗することができる。 Moreover, if CS is high, the glass surface is less likely to be scratched when the glass is attached to the sash, and even if it is scratched, it is difficult to progress. Even if there is a scratch, CS is formed at the depth of the DOL. Therefore, if the depth of the DOL is larger than the depth of the scratch, the thermal stress can be resisted regardless of the presence or absence of the scratch.
なお、化学強化処理の具体的な手法は、上述のイオン交換ができるものであれば特に限定されない。例えば加熱された硝酸カリウム(KNO3)溶融塩にガラス板を浸漬する方法が挙げられる。ガラス板に所望の表面圧縮応力層を形成するための条件はガラス板の厚さによっても異なるが、400〜550℃のKNO3溶融塩に2〜20時間ガラス基板を浸漬させることが典型的である。 In addition, the specific method of a chemical strengthening process will not be specifically limited if the above-mentioned ion exchange is possible. For example, a method of dipping the glass plates and the like in the heated potassium nitrate (KNO 3) molten salt. The conditions for forming the desired surface compressive stress layer on the glass plate vary depending on the thickness of the glass plate, but it is typical to immerse the glass substrate in 400 to 550 ° C. KNO 3 molten salt for 2 to 20 hours. is there.
本実施形態のような化学強化ガラス板101は、表層が圧縮応力によって強化され、熱による引張応力が生じても割れにくいため防火ガラスとして十分な遮炎性能を得ることができる。よって、網入りガラスのようにガラスの割れを想定して網を入れる必要がなく、ガラス板の板厚を薄くすることができる。さらに、錆による破壊等の問題もなくなる。
The chemically strengthened
また、化学強化ガラス板101は、ガラス板の厚みが薄くても充分高いCS及びDOLを形成できる、したがって薄いガラス板には圧縮応力を形成しにくい風冷強化と比べ、ガラス板厚を薄くすることができる。具体的には、風冷強化の場合、一般的な戸建やビル用防火ガラスの最小板厚である5mm以下で十分にガラス板を強化することは非常に困難だが、本実施形態によれば、2以上3mm以下の厚さで防火性能を持つガラス板を作成することが可能である。
Further, the chemically strengthened
また、化学強化ガラス板101は、透明結晶化ガラスのように燃焼による生成物とのイオン交換反応が起こらないため、表面に微細なクラックが発生しにくい。さらに、面内に微細なクラックが生じたとしても、表面の圧縮応力によってクラックは進展しづらく、高い強度が得られる。
Further, the chemically tempered
以上より、化学強化ガラスを用いた防火ガラスとすることで、透光性に優れ、ガラス板の厚みが薄くかつ高強度である防火ガラスを得られる。 From the above, by using a fireproof glass using chemically strengthened glass, a fireproof glass having excellent translucency, a thin glass plate, and high strength can be obtained.
(第2の防火ガラス)
次に、図2を参照して、本発明の第2実施形態(第2の防火ガラス200)について説明する。図2には、第2の防火ガラス200の断面模式図を示している。第2の防火ガラス200は、化学強化ガラス101を一部に取り入れた合わせガラス204である。したがって、図1と同様の部材には同様の参照符号を使用し、説明は省略する。
(Second fire glass)
Next, a second embodiment (second fire glass 200) of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the cross-sectional schematic diagram of the 2nd
本実施形態は、第1のガラス板202と化学強化ガラス板101とが中間膜201を介して接着されており、化学強化ガラス板101の第1の表面101Aには、Low−E膜205が形成されている。
In the present embodiment, the
第1のガラス板202は、化学強化されていない一般的なソーダライムガラス等であってもよく、化学強化されたガラス板であってもよい。
The
中間膜201は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等で構成されており、ビニル系ポリマー、エチレン‐ビニル系モノマー共重合体、スチレン系共重合体、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂及びアクリル樹脂から選択される一種類以上で構成されていることが好ましい。例えば、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)が典型的である。
The
Low−E膜205は、低放射性能を実現する膜であり、一般に知られる組成、構成と同等のものでよい。例えば、窒化チタン(TiN)から成る吸収層、窒化珪素(Si3N4)から成る透明誘電体膜、Ag主成分膜等、金属亜鉛から成る透明誘電体膜を積層させたものを用いてもよい。また、各層の厚みは所望の遮熱性能に合わせて任意に設定すればよい。
The Low-
本実施形態では、Low−E膜205は第1の表面101Aに設けた例を示したが、第2の表面101Bに設けられていてもよい。
In the present embodiment, the example in which the Low-
Low−E膜205を設ける意義は、次の理由による。例えば、図2に示す第2の防火ガラス200の化学強化ガラス板101の右側から火災が発生した場合、火炎自体は化学強化ガラス101によって遮炎されるが、火炎から発せられる熱が伝わり、第1のガラス板202が割れるおそれがある。さらに中間膜201が熱により発火すると、防火ガラス本来の遮炎という目的を達成できない。このような場合に本実施形態のように、いずれかのガラス板の表面にLow−E膜205を設けて、遮熱・断熱性を強化すれば、遮炎性能の向上の観点から好ましい。
The significance of providing the Low-
以上より、本実施形態によれば、合わせガラスとすることで、第1実施形態の効果に加え、仮に割れが発生したとしても、中間膜201がガラス片の脱落を防止し、遮炎性能を保つことができる。さらに、Low−E膜205を設けることで遮熱・断熱性を強化し、熱の伝導によるガラス板の割れや中間膜の発火を防止し、遮炎性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, even if cracking occurs, the
(第3の防火ガラス)
第3の防火ガラス300は化学強化ガラス板101を一部に取り入れた複層ガラスである。図3において、図1、図2と同様の部材には、同様の参照符号を使用し、説明は省略する。
(Third fire glass)
The third
図3では、第3の防火ガラス300は、中間膜201を介して接着された第1のガラス板202と、表面にLow−E膜205が形成された第2のガラス板301から成る合わせガラス304が、スペーサ306を介して化学強化ガラス板101と対向して隔置されている。
In FIG. 3, the
そして、第2のガラス板301、化学強化ガラス板101と対向するスペーサ306の各側面が一次シール材307A、307Bによって第2のガラス板301、化学強化ガラス板101とそれぞれ接着されている。
Then, the side surfaces of the
これにより、第2のガラス板301、化学強化ガラス板101の間に中空層308が形成される。また、一次シール材307A、307Bの外側が二次シール材309によって封止されている。中空層は大気圧以下または真空状態を保持されることが好ましい。
Thereby, a
化学強化ガラス板101、第1のガラス板202及び第2のガラス板301は、化学強化されていない一般的なソーダライムガラス等であってもよく、化学強化されたガラス板であってもよい。すなわち、第3の防火ガラス300のうち、少なくともいずれかのガラス板に化学強化処理されたガラス板を用いれば良く、さらに化学強化処理されたガラス板を二枚以上用いても良い。特に、最も火炎側のガラス板が化学強化されたガラス板であると好ましい。
The chemically strengthened
本実施形態において、Low−E膜205は第2のガラス板301の第1の表面301Aに形成された例を示したが、本実施形態に限られない。例えば、第2のガラス板301の第2の表面301B、化学強化ガラス板101の第1の表面101Aなどに形成してもよい。すなわち、前述の第2実施形態で説明したように、火災発生側と逆側のガラス板の割れ、及び中間膜の発火を防ぐ態様で用いられれば、Low−E膜205はいずれのガラス板の表面に設けられていても良い。
In this embodiment, although the example in which the Low-E film |
スペーサ306としては、アルミニウムを主材質とする金属製のスペーサが用いられる場合が多いが、ステンレス材や硬質樹脂からなるものも使用される場合がある。スペーサ306はその内部に中空部310を有し、中空部310には粒状ゼオライト等の乾燥剤311が充填されている。スペーサ306には、中空部310を中空層308に連通させる貫通孔312が開口されており、この貫通孔312を介して中空層308の空気が乾燥される。
As the
一次シール材307A、307Bには、主成分としてはブチル系シーリング材が用いられるが、難燃性の向上のために難燃剤を配合しても良い。また加工性、粘着性等の向上のために加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤等の架橋剤、加硫遅延剤、その他添加材(カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウムなどの充填剤(フィラー)、ワックス、シランカップリング剤、活性剤、可塑剤、軟化剤、老化防止剤、酸化防止剤、滑剤、顔料、紫外線吸収剤、分散剤、脱水剤、粘着付与剤、帯電防止剤、加工助剤)を配合しても良い。これらの配合成分は、ゴム組成物用の一般的なものを挙げることができる。それらの配合量も特に制限されず、任意に選択される。
The
二次シール材309は、ポリサルファイド、シリコーン、ウレタンなどの硬化性エラストマーとし、一次シールと同様に、ガラスとの接着性を発現するために適当な変性を加えられたものなどが好適である。
The
本実施形態のように複層ガラスとすることで、第1実施形態及び第2実施形態の効果に加え、さらに中空層を設けて断熱性能を向上させることで、Low−E膜205と同様に熱の伝導によるガラス板の割れや中間膜の発火を防止することができる。 In addition to the effects of the first embodiment and the second embodiment, a hollow layer is further provided to improve the heat insulation performance by using a multi-layer glass as in this embodiment. It is possible to prevent cracking of the glass plate and ignition of the intermediate film due to heat conduction.
また、化学強化ガラス板を用いたことによって、同じ強度の複層ガラスでも厚みを薄くできるため、施行性の向上及び軽量化が可能である。特に、窓のサッシ幅の規格による制約から今まで強化ガラスを含んだ複層ガラスを設置することが困難であった箇所にも設置することが可能となる。 In addition, by using a chemically strengthened glass plate, the thickness can be reduced even with a multi-layer glass having the same strength, so that it is possible to improve the effectiveness and reduce the weight. In particular, it is possible to install in a place where it has been difficult to install a multi-layer glass containing tempered glass because of restrictions on the window sash width.
なお、複層ガラスの構成は本実施形態に限定されない。例えば、複層ガラスの片側として合わせガラス304を用いる必要はなく、第1または第2のガラス板のいずれかと、化学強化ガラス板との複層ガラスであってもよい。
In addition, the structure of a multilayer glass is not limited to this embodiment. For example, it is not necessary to use the
(第4の防火ガラス)
次に、図4を参照して、本発明の第4実施形態(第4の防火ガラス400)について説明する。図4には、第4の防火ガラス400の断面模式図を示している。第4の防火ガラス400は図3と同様の構成を有する。したがって、図4において、図3と対応する部材には、図3の参照符号と同様の参照符号を使用している。
(Fourth fire glass)
Next, a fourth embodiment (fourth fire glass 400) of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the cross-sectional schematic diagram of the 4th
図4に示す第4の防火ガラス400では、第1の化学強化ガラス板401、第2の化学強化ガラス板402、第3の化学強化ガラス板403(以後、必要に応じて三枚の化学強化ガラス板と表現する)が各々スペーサ306を介して対向し、隔置されている。そして、第3の防火ガラス300と同様に、スペーサ306それぞれが、一次シール材307A、307B、307C、307D及び二次シール材309によって封止され中空層308が2層形成されている。
In the fourth
なお、以後必要に応じて、いずれか片方の中空層308と隣り合う第1、第3の化学強化ガラス板401、403を両側のガラス板、二つの中空層308の両方と隣り合う第2の化学強化ガラス板402を内部のガラス板と表現する。
If necessary, the first and third chemically strengthened
このように三枚の化学強化ガラス板を用いた中空層308を2層備えた複層ガラスとすることで、さらに断熱性能を向上させるとともに、火災による割れを抑制し、遮炎性能を向上させることができる。さらに従来の網入りガラスや防火用風冷強化ガラスを用いた複層ガラスに比べ、薄い板厚でも高い表面圧縮応力が得られるため、複層ガラス全体の厚みを小さくすることができ、軽量化、施行性の向上、窓のサッシ幅の規格に適合することが可能となる。
In this way, by making a double-layer glass with two
また、本実施形態では、第2の化学強化ガラス板402は、第1の化学強化ガラス401と第3の化学強化ガラス403に比べて化学強化の度合いが高くなっている。ここで、化学強化の度合いが高いとは、CSが高いことまたはDOLが深いこと、またはその両方を意味する。
In the present embodiment, the second chemically strengthened
このように、第2の化学強化ガラス402の化学強化の度合いを他の化学強化ガラスと比べて高くすることで、防火性能を第2の化学強化ガラス板402で担保できるため、第1、第3の化学強化ガラス板401、403の化学強化の度合いを小さくすることができ、製造工程の簡略化及び低コスト化が図れる。また、第2の化学強化ガラス板402が十分遮炎性能を満足するほどの化学強化の度合いであれば、第1、第3の化学強化ガラス板401、403は化学強化しない一般的なソーダライムガラスであっても良い(本明細書において、化学強化しない一般的なソーダライムガラスの化学強化の度合いは、CSの値が0、DOLの値も0であると表現する)。この場合、熱が伝わることによるガラスの割れを防止するため、いずれかのガラス板の表面にLow−E膜205を形成させても良い。
Thus, since the fireproof performance can be secured by the second chemically strengthened
また、化学強化の度合いを高くするガラス板は、第2の化学強化ガラス板402に限られず、第1の化学強化ガラス板401及び第3の化学強化ガラス板403であっても良い。すなわち、三枚のガラス板のうち、少なくとも一枚が、所望の遮炎性能を満足する化学強化の度合いを有する化学強化ガラスであればよく、他のガラス板は化学強化の度合いを小さくしてもよい。また、他のガラス板は、化学強化されていない一般的なソーダライムガラスを用いてもよい。
Moreover, the glass plate which raises the degree of chemical strengthening is not restricted to the 2nd chemically strengthened
また、三枚の化学強化ガラス板のうち、いずれか二枚の化学強化の度合いを高めても良い。この場合、風圧や微細なクラックといった外側からの外力に対する強度を高める観点から、両側のガラスすなわち第1、第3の化学強化ガラス板401、403の化学強化の度合いを高めたものが望ましい。
Further, the degree of chemical strengthening of any two of the three chemically strengthened glass plates may be increased. In this case, from the viewpoint of increasing strength against external force such as wind pressure and fine cracks, it is desirable to increase the degree of chemical strengthening of the glass on both sides, that is, the first and third chemically strengthened
本発明の実施形態の防火ガラスを用いて、その防火性能を検討した結果について以下に示す。 The result of having examined the fire prevention performance using the fire prevention glass of embodiment of this invention is shown below.
<実施例1>
本実施例においては、図5に示す防火性能を測定する簡易試験を行った。簡易試験装置は、内部に空間を有する箱状構造体504と、ガラス板502と、火炎発生手段503と、耐熱部材とを備え、箱状構造体504は、耐熱基板で構成され、第1の開口部506と第2の開口部505とを有し、ガラス板502は、面中央部とその外側に位置する周縁部を有し、周縁部に耐熱部材が設けられ、第1の開口部506に配置され、火炎発生手段503は、第2の開口部505に対向する位置に配置され、火炎発生手段503により、箱状構造体504の内部の空間が加熱されることを特徴とする。
<Example 1>
In this example, a simple test for measuring the fire performance shown in FIG. 5 was performed. The simple test apparatus includes a box-shaped
また、本実施例において、耐熱基板で構成され、内部に空間を有する箱状構造体を準備する工程と、前記箱状構造体内部にガラス板を配置する工程と、前記ガラス板の周縁にカバー部材を設ける工程と、前記箱状構造体内部を加熱する工程と、前記加熱時間と、前記箱内構造体内部の温度と、前記ガラス板との破損状態を観測する工程と、を備えたことを特徴とする防火ガラスの評価方法を開示する。 Further, in this embodiment, a step of preparing a box-shaped structure that is made of a heat-resistant substrate and has a space therein, a step of arranging a glass plate inside the box-shaped structure, and a cover around the periphery of the glass plate A step of providing a member, a step of heating the inside of the box-like structure, a step of observing the heating time, the temperature inside the box-like structure, and the broken state of the glass plate. Disclosed is a method for evaluating fireproof glass.
また、本実施例において、複数のガラス板のうち、少なくとも一つのガラス板サンプルを抽出する工程と、前記抽出されたガラス板サンプルの周縁にカバー部材を設ける工程と、前記ガラス板サンプルを耐熱基板で構成された箱状構造体内部に配置する工程と、前記箱状構造体内部を加熱する工程と、前記箱状構造体内部のガラス板サンプルの破損状態を評価する工程とを備えたことを特徴とするガラス板の製造方法を開示する。 Moreover, in a present Example, the process of extracting at least 1 glass plate sample among several glass plates, the process of providing a cover member in the periphery of the extracted glass plate sample, The said glass plate sample is heat-resistant board | substrate. A step of arranging inside the box-shaped structure composed of: a step of heating the inside of the box-shaped structure; and a step of evaluating the breakage state of the glass plate sample inside the box-shaped structure. Disclosed is a method for producing a glass plate.
箱状構造体504は、厚さ40mmのケイ酸カルシウム板501で構成される。本実施例では、そのうち一面は、第1の開口部506を形成するように組み合わせられる。第1の開口部506には、ケイ酸カルシウム板501でエッジ部を覆われた評価対象のガラス板502を配置する。箱状構造体504の内部の空間の寸法は横270mm、縦370mm、奥行き120mmとした。
The box-shaped
なお、本実施例に限定されず、例えば第1の開口部506を有さず、単に箱状構造体504の内部の空間にガラス板を設けても良い。
Note that the present invention is not limited to this embodiment. For example, the
評価対象のガラス板502の寸法は、横230mm、高さ330mmとし、ガラス板502の外周端より面中央側に10mmの部分(周縁部)の両面をケイ酸カルシウム板501(カバー部材)で覆った。このようにすることでガラスのエッジがサッシに覆われた状態を模擬している。
The dimensions of the
このカバー部材は、箱状構造体504とは独立してガラス板502の周縁部に取り付けられる構成でもよく、また実際のサッシのように、ガラス板を箱状構造体504に設けられたカバー部材に取り付けることで、ガラス板の周縁部に配されるような構成でもよい。
The cover member may be configured to be attached to the peripheral edge of the
なお、ガラス板502の周縁部の両面は耐熱部材で覆われることが好ましいが、内部の空間側のみ耐熱部材を設ける構成であってもよい。
In addition, although it is preferable that both surfaces of the peripheral part of the
ガラス板502の面を正面としたとき、箱状構造体の両側面には、第2の開口部505、即ち直径40mmの孔を設け、その孔から火炎発生手段503によって箱内の空間を熱した。第2の開口部505を箱状構造体の両側面に設けることで、ガラス板502に直接火炎が当たって局所的な応力を発生させることなく、さらにガラス板502に対して左右対称な位置からの加熱により、ガラス板502を均一に加熱することができる。火炎発生手段503としては火炎温度が800℃から1800℃となるガストーチを用いた。
When the surface of the
箱状構造物504を加熱する手段は、本実施例に限定されず、後述する温度上昇の急峻な傾きを実現できる加熱手段でよい。その際、第2の開口部505は設けなくともよい。
The means for heating the box-
また、このとき箱内のガラス面から約10cmの位置に熱電対を挿入して箱内の温度を測定した。 At this time, a thermocouple was inserted at a position about 10 cm from the glass surface in the box, and the temperature in the box was measured.
この評価方法を用いることで、加熱開始直後の箱内の温度上昇の傾きを急峻にでき、火災時の室内を模擬してガラス板502の防火性能を評価することができる。また、一般的な防火試験よりも温度上昇の傾きをさらに急峻にすることで、試験に要する時間を短縮して防火性能を評価することができる。
By using this evaluation method, the inclination of the temperature rise in the box immediately after the start of heating can be made steep, and the fireproof performance of the
また、この評価方法を用いてガラスを製造することで、より短時間で、適正な防火性能を有したガラス板が製造できる。 Moreover, the glass plate which has appropriate fireproof performance can be manufactured in a shorter time by manufacturing glass using this evaluation method.
なお、箱状構造体の容積は、8000cm2以上15000cm2以下、好ましくは10000cm2以上13000cm2以下であれば、加熱開始直後の箱内の温度上昇の傾きを急峻にできるため好ましい。またガラス板502の寸法は、箱状構造体504の一面の大きさに合わせて適宜変更可能である。
Incidentally, the volume of the box-like structure, 8000 cm 2 or more 15000 cm 2 or less, preferably as long as 10000 cm 2 or more 13000Cm 2 or less is preferable since it sharply the inclination of the temperature rise of the box immediately after the start of heating. The dimensions of the
また、孔の寸法は火炎の熱量などに応じて適宜変更可能であり、火炎発生手段503で箱内を加熱する以外の孔を設けてもよい。孔の寸法の変更、及び新たに孔を設けることで、空気を箱内に送り込み火炎温度の調整及び箱内の温度の調整をすることができる
図6は、試験時の箱内温度と時間の関係を示す。実施例1と実施例2としては、厚さ3mmの化学強化処理されたガラス板を用い、それぞれ化学強化の度合いを以下の表に示した。また、参考例としては厚さ5mmの防火用風冷強化ガラス板でCSが178MPa、DOLが833μm(一般的に風冷強化ガラスのDOLは、板厚の1/6と言われているため、その値を用いる)のガラスを用い、比較例としては強化処理をしていないガラス板を用いた。ガラス板が破壊するまでの箱内温度と時間を測定し、図6においてグラフが途切れている部分は、ガラス板がその時点で破壊したことを示す。
Moreover, the dimension of a hole can be suitably changed according to the calorie | heat amount etc. of a flame, and you may provide a hole other than heating the inside of a box with the flame generation means 503. FIG. By changing the size of the hole and providing a new hole, air can be sent into the box to adjust the flame temperature and the temperature in the box. Show the relationship. As Example 1 and Example 2, a 3 mm thick chemically strengthened glass plate was used, and the degree of chemical strengthening was shown in the following table, respectively. Moreover, as a reference example, 5 mm thick fire-cooled air-cooled tempered glass plate with CS of 178 MPa, DOL of 833 μm (in general, DOL of air-cooled tempered glass is said to be 1/6 of the plate thickness, As a comparative example, a glass plate not subjected to tempering treatment was used. The temperature and time in the box until the glass plate breaks are measured, and the portion where the graph is broken in FIG. 6 indicates that the glass plate broke at that time.
図6より、比較例である強化処理していないガラス板が箱内温度約300℃、加熱開始から30秒で熱応力によるクラックが発生し、破損している。一方で、化学強化を施した実施例1及び2は、箱内温度が約500℃〜600℃に達しても、実施例1では約3分、実施例2では約6分間破壊せずに保持された。参考例も同様に約6分間破壊せずに保持された。 From FIG. 6, the glass plate which is not subjected to the tempering treatment, which is a comparative example, is cracked due to thermal stress generated in the box temperature of about 300 ° C. and 30 seconds from the start of heating. On the other hand, in Examples 1 and 2 subjected to chemical strengthening, even if the temperature in the box reaches about 500 ° C. to 600 ° C., about 1 minute is maintained in Example 1 and about 6 minutes in Example 2 without being broken. It was done. The reference example was similarly held without breaking for about 6 minutes.
以上の結果から、化学強化されたガラス板を用いることで、防火性能が得られることが分かった。実施例1と実施例2から、CS及びDOLが高い方がより特に防火性能が高いことが分かった。 From the above results, it was found that fireproof performance can be obtained by using a chemically strengthened glass plate. From Example 1 and Example 2, it was found that the higher the CS and DOL, the higher the fire prevention performance.
ここで、実施例1及び実施例2は、一般的に発生する熱応力の値よりも高いCSの値であるにも関わらず、防火性能に差が生じていることから、実施例1と実施例2において、DOLの違いが防火性能に寄与していると考えられた。 Here, although Example 1 and Example 2 have a difference in fire prevention performance despite the CS value being higher than the value of generally generated thermal stress, Example 1 and Example 2 are implemented. In Example 2, it was considered that the difference in DOL contributed to the fire performance.
また、実施例2は参考例と同等の性能を示すことから、従来の防火ガラスと同等の性能でありながら、より厚みの薄い防火ガラスが得られることが分かった。 Moreover, since Example 2 showed the performance equivalent to a reference example, it turned out that a fireproof glass with thinner thickness is obtained, although it is the performance equivalent to the conventional fireproof glass.
本発明は、建築物の窓ガラス等に使用される防火ガラスに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for fireproof glass used for building window glass and the like.
100 第1の防火ガラス
101 化学強化ガラス板
200 第2の防火ガラス
201 中間膜
202 第1のガラス板
204、304 合わせガラス
205 Low−E膜
301 第2のガラス板
301A 第1の表面
301B 第2の表面
306 スペーサ
307A、307B、307C、307D 一次シール材
308 中空層
309 二次シール材
310 中空部
311 乾燥剤
312 貫通孔
400 第3の防火ガラス
401 第1の化学強化ガラス板
402 第2の化学強化ガラス板
403 第3の化学強化ガラス板
501 ケイ酸カルシウム板
502 ガラス板
503 火炎発生手段
504 箱状構造体
505 第2の開口部
506 第1の開口部
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記両側のガラス板の化学強化の度合いが、前記内部のガラス板の化学強化の度合いよりも小さい請求項10から12のいずれか一項に記載の防火ガラス。 The three glass plates include a glass plate on both sides adjacent to one of the two hollow layers, and an internal glass plate adjacent to both the two hollow layers,
The fireproof glass according to any one of claims 10 to 12, wherein the degree of chemical strengthening of the glass plates on both sides is smaller than the degree of chemical strengthening of the internal glass plates.
前記両側のガラス板の化学強化の度合いが、前記内部のガラス板の化学強化の度合いよりも大きい請求項10から12のいずれか一項に記載の防火ガラス。 The three glass plates include a glass plate on both sides adjacent to one of the two hollow layers, and an internal glass plate adjacent to both the two hollow layers,
The fireproof glass according to any one of claims 10 to 12, wherein a degree of chemical strengthening of the glass plates on both sides is greater than a degree of chemical strengthening of the internal glass plates.
前記箱状構造体内部にガラス板を配置する工程と、
前記ガラス板の周縁にカバー部材を設ける工程と、
前記箱状構造体内部を加熱する工程と、
前記加熱時間と、前記箱内構造体内部の温度と、前記ガラス板との破損状態を観測する工程と、
を備えたことを特徴とする防火ガラスの評価方法 A step of preparing a box-shaped structure which is made of a heat-resistant substrate and has a space inside;
Arranging a glass plate inside the box-shaped structure;
Providing a cover member on the periphery of the glass plate;
Heating the inside of the box-shaped structure;
Observing the heating time, the temperature inside the box structure, and the state of breakage of the glass plate;
Method for evaluating fire prevention glass characterized by comprising
前記抽出されたガラス板サンプルの周縁にカバー部材を設ける工程と、
前記ガラス板サンプルを耐熱基板で構成された箱状構造体内部に配置する工程と、
前記箱状構造体内部を加熱する工程と、
前記箱状構造体内部のガラス板サンプルの破損状態を評価する工程と
を備えたことを特徴とするガラス板の製造方法。 A step of extracting at least one glass plate sample among the plurality of glass plates;
Providing a cover member on the periphery of the extracted glass plate sample;
Placing the glass plate sample inside a box-shaped structure composed of a heat-resistant substrate;
Heating the inside of the box-shaped structure;
And a step of evaluating the damaged state of the glass plate sample inside the box-shaped structure.
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