JPH01264938A - 網入りガラス質人造石及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は屑ガラスの使用が可能で、花崗岩等天然石に代
替できる網入りガラス質人造石及びその製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

建築構造物の壁材や床材、石碑や墓石、美術工芸品等に
花崗岩や大理石等の天然石材が広く用いられている。し
かし天然石材は資源的な制約や寸法・品質の制約があり
、非常に高価なものとなっている。

近年これら天然石を模した人造石が数多く提案されてお
り、例えば特公昭４７−２２７６号や特開昭４８−７８
２１７号にはガラス中に結晶を析出させた大理石様人造
石が紹介されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これら先行技術の如き熱処理によって結晶化さ
せるガラスは板ガラスやびんガラスのガラス組成に比べ
てガラス溶融温度が高（、ガラス溶融窯の損傷が激しく
、また溶融ガラスからの成形が難しい上、結晶成長のコ
ントロールが難しいので製品コストは必然的に高くなる
という欠点がある。

また、これらの結晶化ガラス質人造石の中には、飛来物
、熱衝撃及び劣化などによって割れた場合に落下防止策
としてガラス繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）などを
貼りつけたものがあるが、これらはＦＲＰ貼りつけの二
次処理工程を必要とし、コストアップにつながるばかり
かＦＲＰ樹脂の劣化による落下の危険性も存在する。

またチラシとして知られる白色セメントに顔料と種石を
混練し、硬化養生後表面を研磨した人造石もあるが、種
石の着色が自由に出来ない上に、バインダーにセメント
を使うのでガラス質や天然石と比べて強度が低く、落下
防止のためには厚みを大きくなおかつアンカーピンなど
の止め金具を多く用いる必要がある。

他にも種石や砂、ガラス粉などを合成樹脂で固めたもの
があるが、有機樹脂を使用するために耐擦傷性や耐熱性
に欠ける。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記従来の人造石の欠点を解消した、低コスト
で、天然石と同等ないしは同等以上の性能を有し、かつ
天然石と同様の外観を有し、しかも補強と落下防止を兼
ねた網入りガラス質人造石及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。

本発明の網入りガラス質人造石は、均一に分散した多数
の微細気泡を有する多数のガラス質島状模様と、均一に
分散した多数の微細気泡を有し、前記島状模様周囲を充
填するとともに前記島状模様と相異る色調を有するガラ
ス質マトリックスとからなるガラス質人造石中に網を入
れて一体化したことを特徴とする。

本発明の網入りガラス質人造石の製造方法は、島状模様
を生成する粉末ガラスとガラス質マトリックスを生成す
る粉末ガラスバインダーに着色剤添加ガラス微粉を分布
せしめたガラス粉粒物を金型に充填した後、網をその上
に置き、振動によって網を中に挿入させ、その後焼結な
いし融着させることを特徴とする。

本発明の網入りガラス質人造石のもう１つの製造方法は
、前記ガラス粉粒物を充填し成形した後、成形物の上ま
たは下に網入り板ガラスを置き、そのまま焼結ないし融
着させることを特徴とする。

〔作　用〕

本発明人造石の原料はそのほとんどが粉末ガラスである
。粉末ガラスの原料としてのガラスは、仮ガラス屑やび
んガラス屑などガラスであれば何でも構わないが、粒状
物として使用するものとバインダーに使用するものは、
熱膨張率と軟化点を揃える上で、着色成分を除いて類似
組成のものが好ましい。また粉末粒径は、どちらも焼成
後の残留気泡を微細で均一に分散させる点から、出来る
だけ微細で均一なものが好ましく、大きくても２０００
μｍ以下が必要である。しかし製品の外観を複雑で変化
を与えたい場合には、種々の粒径に分布している方がよ
い。とりわけ網を入れる時に網のまわりに空隙が存在し
ないような稠密な充填のためにチキソトロピー性を存す
る１００μｍ以下の粒径の微粉を２０％以上含有させる
のが好ましい。

粒状物は製品にあっては、バング−から生じたマトリッ
クス中に点々と浮かぶ島状模様を生成する。そして前記
島状模様内部には、粒状物中に存在した微細気泡が封じ
込まれているので、島状模様としては半透明ないし不透
明である。この島状模様の寸法は粒状物の粒径を選ぶこ
とによって任意に調節が出来る。また島状模様は相異な
る着色物質を含む粉末ガラスを二重三重にまぶされた粒
状物によってより複雑な模様を出すことができる。

粒状物を製造するには、粉末ガラスに、必要応じて着色
物質粉末を添加し、粘結剤として水、苛性ソーダ水溶液
・水ガラス・有機珪酸化合物（エチルシリケート等）・
メチルセルローズ或いはポリビニルアルコール等を加え
て混合し、転動ないしは圧縮して造粒後振動成形に供す
る。粒状物は強固に造粒されている方が取扱いが楽であ
るが、生じる島状模様が単調になる嫌いがあり、パイン
ダ−との混合時や加圧により一部面れる程度のものが天
然石模様に近いものが得られる。

バインダーは前記粒状物から生じた島状模様の周囲を囲
むマトリックスを生成する。生したマトリックスも微細
気泡を含んでいるので半透明ないしは不透明である。バ
インダーは粉末ガラスを必要に応じて着色粉末を添加混
合したものを粒状物と混合すればよいが、バインダー量
を少くして生成するマトリックス面積比率を小さくした
い場合には、粒状物表面にまぶしてもよい。

粒状物とバインダーの比率は重量比で１：１ないしは５
０：１と広い範囲が採用し得る。粒状物同志の間隙が十
分にバインダーで充填されていなくとも、振動及びプレ
ス成形によって粒状物が変形し、大径の空隙が残ること
は避けられる。

粒状物から生成される島状模様とバインダーから生成さ
れるマトリックスが全く同色では、両者の境界に僅かに
識別出来る痕跡が残るのみで、天然石模様を実現するこ
とは出来ない。したがって少くともどちらかに相異なる
発色をする着色剤が入っていることが必要で、例えば一
方に着色粉末ガラスを使い、他方は無色透明の粉末ガラ
スを使ったり、また双方に無色透明の粉末ガラスを使用
する場合は、少くとも一方に無機粉末顔料を加えて差を
つける必要がある。着色物質に無機顔料を用いると、添
加量により生成する島状模様ないしマトリックスは半透
明から不透明へと変化する。

また粒状物間で異った色調を発色する着色物質を別々に
加えたり、粒状物表面にバインダーを付着させる場合に
おいて異なった色調を発色する着色物質をバインダーに
別々に加えたりすると、それらの組合せにより従来の天
然石にはない複雑な変化に冨んだ外観を有する人造石を
得ることができる。

このようにして得られるガラス質人造石も、いかに物性
が優れているとは言え、飛来物その他の不慮の事故で亀
裂を生じ、落下しないとも限らない。本発明の網入りガ
ラス質人造石は、それらの危険性を防止すべく、上記ガ
ラス質人造石中に網を入れたもので、その効果は市ｌ１
ｌｉｉ網入り板ガラスと同様に、飛来物その他の不慮の
事故で亀裂を生じても網によって保持されているので落
下することがほとんどない。使用される網は、ガラスよ
りも抗張力のあるもので、例えばステンレススティール
、鋼などの金属類、ＳｉＣ、アルミナ、ガラス繊維など
の人工の繊維による網など何でもよいが、とりわけ金属
類中でもステンレススティールや鋼製の網が経済的にも
望ましい。

網を入れる方法には、次の２つの方法がある。

■　島状模様を生成する粉末ガラスとガラス質マトリッ
クスを生成する粉末ガラスバインダーに着色剤添加ガラ
ス微粉を分布せしめたガラス粉粒物を金型に充填した後
、網をその上に置き金型全体を振動させ、網を中に挿入
させる。

■　前記ガラス粉粒物を金型に充填し、振動プレスまた
は高圧プレスなどの成形法で成形した後、成形物の上ま
たは下に市販の網入り板ガラスを置き、そのまま焼結な
いし融着させる。

上記Ｉの方法は、ガラス粉粒物を金型全体で振動させる
ことによって、ガラス粉粒物を構成する１００μｍ以下
の粒径の微粉が、チキソトロピー性により流動化するこ
とにより、ガラス粉粒物全体が粘性体になり、比重の大
きな網（特に金属製のｍ）がガラス粉粒物中に挿入され
るものである。

これ以外に先に網を置きその後ガラス粉粒物を充填し成
形することも出来るが、ガラス粉粒物と網の比重の関係
で網がガラス粉粒物の中程に入らないこと、また金型側
の下面を主に化粧面とすることなどにより好ましくない
。またガラス粉粒物を充填する途中で網を置くことも出
来るが、工程上煩雑となり好ましくない。

上記Ｈの方法は■の方法に比べて、より簡単な方法であ
るが建築用壁材などの場合、端部を出隅として化粧面に
使うこともあり、その場合は端部がガラス質人造石の模
様と市販網入り板ガラスの質感とが異なるために使用出
来ないことがある。

しかしこの場合でも第３図に示すように成形時にガラス
質人造石全体の寸法より少し短い寸法の綱入り板ガラス
を成形物中に成形物の面と網入り板ガラスの面が面一と
なるように埋設させることで解決される。

ガラス粉粒物を成形するには、プレスを伴う振動成形に
よって容易に成形することが出来る。すなわち振動数が
１０００〜１５０００ｃｐｍの振動機台上に金型を置き
、粒径１００μｍ以下の微粉を２０％（ｗｔ）以上含有
する粉末ガラスから造粒された粒状物およびバインダー
の混合物を充填し、低圧のプレスをかけながら振動させ
ると、金型に応じた稠密な板状または半割円筒状などの
成形物が得られる。

これは粉末ガラスが含水時にチキソトロピー性を持つこ
とによる流動性を利用したもので、前記混合物内で微粉
が近くの空隙に流れ込み稠密に充填されるためで、添加
された水が上部に浮き上って来る。ガラス微粉にチキソ
トロピー性を生せしめるには振動数が１０００〜１５０
００ｃｐｍ必要であり、この範囲外ではチキソトロピー
性が生じなかったり、また生じても稠密にするためには
長時間を必要する。ガラス粉粒物の粒度配合は模様の関
係から種々の粒度分布を有するものが望まれるが、粒径
が１００μｍ以下の微粉を少くとも２０％（ｗｔ）以上
占める必要がある。粒径が１００μｍ超のものはチキソ
トロピー性による流動化が期待できない。

また粒径カ月ＯＯμｍ以下の微粉が２０％未満だと稠密
充填に量的に不足する。振動時に成形物の上層に浮き上
った水を除去するために成形物の上に必要に応じてフェ
ルトをカバーしたり、サクションボックスを設けたりな
どする。

また上記成形物から焼結ないし融着させることによる網
入りガラス質人造石の製造方法は、以下に示す低温焼結
法によって得られる。すなわち、粉末ガラスを融着ない
し焼結させるための焼成温度は粉末ガラスの組成によっ
て異るので、粘度で表現すると１０５〜１０日ポイズに
相当する温度が必要で１０６〜１０１′・５の範囲が好
ましい。例えばフロート板ガラス屑を原料とする場合で
は凡そ６５０〜８００℃（１０９・５〜１０６・４ボイ
ズ）の範囲がやり易い。焼成温度が低すぎると粉末ガラ
ス同志の融着ないし焼結が不十分で製品の強度が不足し
たり、粒状物の変形流動が不足して大粒の気泡が残った
りする。逆に焼成温度が高すぎると、成形型と融着した
り、粒状物とバインダーが相互に流動混合し、所望の模
様を得られなかったり、粉末ガラス間に存在した微細気
泡が合体し大粒気泡となり、しかも半透明状態が透明状
態となって本発明人造石が持つソフトな奥行のある光沢
が失われる。従って６５０〜８００℃（１ｏ９・５〜１
０６・４ポイズ）の範囲内で好ましくは二段階の加熱温
度帯を有することが必要である。すなわち６５０〜７０
０℃の低温域で焼結を生ぜしめ大粒の気泡を除去させ、
７００〜８００℃の高温域でそれらを融着強固にさせる
。

〔実施例〕

以下具体的な実施例について説明する。

実施例１ フロート板ガラス屑（重量組成で５ｉｎ２７１．２％、
ＡＡｚＯ：＋　１．４％、Ｃａ０９％、Ｍｇ０３．９％
、Ｎａ、０１３．５％、Ｋ２Ｏ１，０％、軟化点７３０
℃）を粉砕篩分した粒径１６８０〜８４０μｍ、８４０
〜２９７μｍ、２９７〜１７７μｍ、１７７〜１０５μ
ｍのものをそれぞれ１５％（賀ｔ）ずつ及び１０５μｍ
以下のものを４０％（ｗｔ）含有するガラス粉粒物を混
合し、その中１７１０をバインダー用としてそれに５％
のＴｉＯ□粉末を添加混合した。他方残りの混合ガラス
粉粒物に水をスプレーしながらパン型造粒機にて４５°
の傾斜角、回転数２８ｒｐｍで造粒後、バング−用着色
ガラス粉末をふりかけた。水分は全体として１０％にな
るように調節した。このようにして出来たガラス粒状物
を振動台上の金型に充填後、表面を平滑にして網入り板
ガラス用金網を置き、フェルトをかけサクション付きの
有孔鉄箱でプレスしながら、振動数９０００ｃｐｍで振
動させた。この結果粉末ガラスが流動を生じ、水分が除
去されて金網が挿入され稠密な（嵩比重１．８〜２．０
の）成形物が出来上り、大板でもハンドリングが可能で
しかも乾燥・焼成時の亀裂がなくなった。次に金型から
脱形されて得た成形物を常温、相対湿度５０％の乾燥室
で１〜２日間乾燥した後、離型剤として粘土粉、アルミ
ナ粉、砂などを敷いた耐火物上にのせ、１０°Ｃ／分の
速度で　６５０゛Ｃまで上昇させ、１時間保持した後、
７５０″Ｃまで上げて１時間加熱した。加熱後室温まで
１°Ｃ／分の速度で冷却し脱型した。脱型して得られた
５　ｃｎａｘ５ｃｍｘ１．７ａｎ厚の板状成形品の片面
を約１重重研磨した後パフ研磨仕上げをしたところバイ
ンダーは粉末ガラスおよびＴｉＯ２粉末が完全に融着し
、無数の微細気泡を含む純白のマトリックスを形成し、
粒状物は粉末ガラスが同様に完全に融着しており、かつ
内部に微細気泡が無数にかつ均一に分散しており、気泡
による散乱反射のためか、薄ねずみ色の半透明の島状模
様を形成し、あたかも純白の石英・長石のマトリックス
に薄ねずみ色の雲母が散在する御影石の如き人造石が得
られた。第１図に得られた網入りガラス質人造石を示す
。試料の比重は２．５、気孔率は４．５％、曲げ強度は
４７０　ｋｇ／　ｃｒＡであった。得られた６ＣＩＩＸ
６ＣＩｌｌＸ　　１．５Ｃ１）厚の板状人造石に１　ｋ
ｇ鋼球を落下させ、その破壊状況をみた。その結果１．
５ｍ高さで亀裂を生じたがガラスは散逸しなかった。５
ｍ高さでも貫通しなかった。散逸破片は１０％以下であ
った。比較例として上記でつくられたと同様の網の入っ
ていない人造石の場合は１．４ｍ高さで亀裂を生じ貫通
した。

実施例２ 実施例１と同様にして出来たガラス粒状物を振動台上の
金型に充填後、振動数３４５０ｃｐｍでサクション振動
プレス成形を行ない、乾燥して成形物を得た。離型剤を
散布された耐火物上に厚さ６．８　ｍｍの市販網入り板
ガラスを置き、その上に前記成形物をのせ、そのまま実
施例１と同様に焼成した。

第２図に示すような網入りガラス質人造石を得た。

市Ｕｉ網入り板ガラスの反対面を研磨した。得られたも
のは実施例１と同様で比重２．５、気孔率４．８％、曲
げ強度４５０　ｋｇ／ｃｏ！であった。また落球衝撃試
験結果は同様の方法で１．５ｍ高さで亀裂を生じたがガ
ラスは敗逸しなかった。５ｍ高さでも貫通しなかった。

散逸破片は１０％以下であった。

〔発明の効果〕

以上詳述したとおり、本発明の網入りガラス質人造石は
、均一に分散した多数の微細気泡を有する多数のガラス
質島状模様と、均一に分散した多数の微細気泡を有し、
前記島状模様を充填するとともに前記島状模様と相異る
色調を有するガラス質マトリックスとからなるガラス質
人造石中に網を入れて一体化したものであるので、 ■　天然石と同等またはそれ以上の美観を呈することが
できる。

■　強度が高く、落下防止性能が著しく優れる。

■　原料として屑ガラスの有効利用をはかれる。

等の効果を有し、低コストで高特性かつ建材等として実
用性に優れた人造石である。

本発明の網入りガラス質人造石は、島状模様を生成する
粉末ガラスとガラス質マトリックスを生成する粉末ガラ
スバインダーに着色剤添加ガラス微粉を分布せしめたガ
ラス粉粒物を金型に充填した後、網をその上に置き、振
動によって網を中に挿入させ、その後焼結ないし融着さ
せる製造方法か、またはガラス粉粒物を充填し成形した
後成形物の上または下に網入り板ガラスを置き、そのま
ま焼結ないし融着させる製造方法により、低コストで効
率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例１の網入りガラス質人造石の断面
図を示す。第２図は本発明実施例２の網入りガラス質人
造石の断面図を示す。第３図はガラス粉粒物の成形物中
に網入り板ガラスを埋設して焼成したものの断面図を示
す。 図中、 １・・・網入りガラス質人造石、２・・・ガラス質人造
石、３・・・金網、４・・・網入り板ガラス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）均一に分散した多数の微細気泡を有する多数のガ
   ラス質島状模様と、均一に分散した多数の微細気泡を有
   し、前記島状模様周囲を充填するとともに前記島状模様
   と相異る色調を有するガラス質マトリックスとからなる
   ガラス質人造石中に網を入れて一体化したことを特徴と
   する網入りガラス質人造石。
2. （２）前記島状模様を生成する粉末ガラスと前記ガラス
   質マトリックスを生成する粉末ガラスバインダーに着色
   剤添加ガラス微粉を分布せしめたガラス粉粒物を金型に
   充填した後、網をその上に置き、振動によって網を中に
   挿入させ、その後焼結ないし融着させることを特徴とす
   る網入りガラス質人造石の製造方法。
3. （３）前記ガラス粉粒物を充填し成形した後、成形物の
   上または下に網入り板ガラスを置き、そのまま焼結ない
   し融着させることを特徴とする網入りガラス質人造石の
   製造方法。