JPH0151454B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、壁・天井材などの不燃断熱材やパネ
ル芯材として有用なガラス発泡体の製造方法に関
するものである。

〔従来技術〕

この種のガラス発泡体の製造方法の従来例とし
て、特開昭59−102827号公報に開示された技術が
知られている。

この方法は、ガラス発泡剤とガラス粉末とから
なり内部に多数の気孔を含んだグリーンコンパク
トを先ず製造し、次いでこのグリーンコンパクト
を加熱して、ガラス発泡剤によりガラスを発泡さ
せガラス発泡体を製造するものである。

ところが、上記方法はガラス発泡剤とガラス粉
末の混合物を加熱する点において、他にみられる
従来例と同様であり、そのため次に挙げるような
欠点を有する。

[1] 得られるガラス発泡体の重量が重くなる。

[2] ガラス発泡体の発泡密度にバラツキがあり、
そのため残留応力が大きい。

[3] 製造の最終工程において急冷できず、製造
に長時間を要する。

[4] ガラス発泡体の嵩密度が高い（ρ＝0.33）。

又、特に上記方法の場合、中間生成物であるグ
リーンコンパクトを得るのに、ガラス発泡剤とガ
ラス粉末の混合物に水ガラス等の粘着剤を加えて
スラリーを造り、これに発泡ビーズを混入して加
熱するといつた工程、或いはガラス発泡剤とガラ
ス粉末とを含む樹脂押し出し成形体を得、これを
有機発泡剤で発泡させた後、脱脂処理するといつ
た工程が必要であつて、その製造工程が一層複雑
になり、かつ製造に更に長時間を要するといつた
欠点を有する。

〔発明の目的〕

本発明は、従来例における上記問題点を考慮し
てなされたものであつて、製造に長時間を要する
ことなく、軽量で発泡密度にバラツキがなく諸物
性に優れたガラス発泡体を得ることの出来るガラ
ス発泡体の製造方法の提供を目的とするものであ
る。

〔発明の構成〕

本第１発明のガラス発泡体の製造方法は、可燃
性粒子からなる芯材に対し、ガラス粉末とが分解
型発泡剤との混合物を結合剤を用いて被覆し、こ
の被覆造粒物を金型に充填し前記芯材が燃焼しか
つガラス粉末が溶融しうる温度で加熱して焼結・
発泡させることにより、芯材の燃焼除去部からな
る中空部が多数散在した軽量で嵩密度が低く諸物
性に優れたガラス発泡体を得ることを特徴とする
ものである。

又、本第２発明のガラス発泡体の製造方法は、
可燃性粒子からなる芯材に対し、ガラス粉末と分
解型発泡剤との混合物を結合剤を用いて被覆した
後、その被覆層の上に結合剤を用いて金属粉末を
被覆し、更にその金属粉末層の上に結合剤を用い
て前記ガラス粉末と分解型発泡剤との混合物を被
覆し、この被覆造粒物を金型に充填し前記芯材が
燃焼しかつガラス粉末が溶融しうる温度で加熱し
て焼結・発泡させることにより、芯材の燃焼除去
部からなる中空部が多数散在し、ガラス発泡層に
金属粉末の介在する軽量で嵩密度が低く諸物性に
優れたガラス発泡体を得ることを特徴とするもの
である。

〔第１発明の実施例〕 上記第１発明の一実施例について以下に詳述す
る。

[1] 先ず粉末に対し、分解型発泡剤として
CaCO₃粉末２重量部を配合し、その混合物を
得る。

上記ガラス粉末として、ここではSiO₂
（72.5wt％）、Na₂O（14.4wt％）、CaO（10.2wt
％）、K₂O（0.2wt％）、Al₂O₃（2.0wt％）、BaO
（0.6wt％）、Fe₂O₃（0.1wt％）の組成からなる
廃ガラス粉末（120メツシユ以下：8.5％、120
〜200メツシユ：32.5％、200〜300メツシユ：
51.5％、300メツシユ以上：7.5％）を用い、コ
ストの低減を図つているが、その他のガラス粉
末を使用しても良い。

分解型発泡剤は加熱のさい熱分解によりガス
を発生させるためのもので、ここに挙げた
CaCO₃粉末のような炭酸塩や、カーボン粉末
のような炭酸ガス発生剤を用いるのが好適であ
る。

ガラス粉末と分解型発泡剤との混合比率は、
通常、ガラス粉末100重量部に対して発泡剤が
0.5〜10重量部となるように調整するのが好ま
しい。発泡剤が0.5重量部未満だと、得られる
ガラス発泡体は高密度となり、また10重量部を
越えると発泡気泡の気泡膜が破れて連続気泡と
なり吸水性が生じ強度も劣化することになる。

[2] 次いでパン型造粒機に芯材として直径２〜
３mmφの発泡ポリスチレン粒子を入れ、結合剤
としてポリビニルアルコール（2wt％）水溶液
を使用することにより、芯材に対して前記ガラ
ス粉末と分解型発泡剤の混合物を膜厚約0.5mm
に被覆した造粒物を得る。

上記結合剤としては、所謂増粘効果を有する
物質の溶液が適当であり、ここに挙げたポリビ
ニルアルコールの他、カルボキシメチルセルロ
ース、デンプン等の水溶性高分子類の水溶液が
好適である。

造粒方式は上記方式のものに限らず、いずれ
の方式を採用しても良い。例えば転動方式の場
合、結合剤で湿潤した芯材をガラス粉末上に載
置して、そこで転動してガラス粉末を付着さ
せ、次いで分解型発泡剤の粉末上に移動させそ
こで転動して発泡剤を付着させ、この動作を交
互に繰り返すことによつて、予めガラス粉末と
発泡剤とを混合することなく、混合層を被覆形
成することも出来る。

[3] 得られた造粒物を乾燥した後、予め離型剤
を塗布して乾燥させておいた耐熱鋼製金型（70
mm×70mm×15mm、厚さ20mm）に、この金型の全
容積に対して64vol％となるように造粒物を充
填し、電気炉で加熱して熱処理する。

上記熱処理では、少なくとも芯材が燃焼しか
つガラス粒子が相互に融着し得る温度を所定時
間維持することにより行われる。

ここでは、焼結工程として700℃−30分、発
泡工程として780℃−30分の焼成を行い、更に
650℃から550℃までの徐冷区間を除いて室温ま
で急冷を行う。

この熱処理において、芯材は燃焼し被覆粒子
の間を通つてその燃焼ガスが散逸消滅する一
方、上記発泡工程では、被覆層中の発泡剤が分
解して、融着しつつあるガラス粉末層中に気泡
を形成する。そのため、芯材の燃焼除去部分か
らなる中空部が多数散在した多孔性のガラス発
泡層で形成されたガラス発泡体が得られる。

以上のようにして得られたガラス発泡体は、
上記中空部の直径が約３〜５mmφ、発泡ガラス
層の厚みが約0.5〜1.0mm、嵩密度が0.18ｇ／c.c.、
圧縮強度が10.3Kg／cm²であつた。

〔第２発明の実施例〕 次に、上記第２発明の一実施例について以下に
詳述する。

[1] 先ず、第１発明の実施例と同様の条件で、
ガラス粉末に対し、分解型発泡剤として
CaCO₃粉末２重量部を配合・混合する。

[2] 次いで第１発明と同様に、パン型造粒機に
芯材として直径２〜３mmφの発泡ポリスチレン
粒子を入れ、結合剤としてポリビニルアルコー
ル（2wt％）水溶液を使用することにより、芯
材に対して前記ガラス粉末と分解型発泡剤の混
合物を膜厚約0.5mmに被覆する。この発明では、
上記被覆層の上に同様の結合剤を用いて金属粉
末を約0.5mm厚に被覆形成し、更にこの金属粉
末層の上に同じ結合剤を用いて前記ガラス粉末
と発泡剤の混合物を膜厚約0.5mmに被覆し、芯
材を包むガラス粉末層の中間部に金属粉末層が
介在する造粒物を得る。

[3] このようにして得られた造粒物を乾燥した
後、耐熱鋼製金型に、この金型の全容積に対し
て50vol％となるように造粒物を充填し、電気
炉で加熱して熱処理する。この熱処理における
焼結工程、発泡工程、冷却工程の条件は前記第
１発明の実施例と同様であり、焼結工程として
700℃−30分、発泡工程として780℃−30分の焼
成を行い、更に650℃から550℃までの間の徐冷
区間を除いて室温まで急冷を行う。

以上のようにして得られたガラス発泡体は、
芯材の燃焼除去部からなる中空部が多数散在し
た多孔性のガラス発泡層で形成され、その発泡
層の中間には金属粉末が介在しており、上記中
空部の直径が約３〜５mmφ、発泡ガラス層の厚
みが約0.5〜1.2mm、嵩密度が0.35ｇ／c.c.であつ
た。

〔比較例〕

因みに、使用原料として共通するものについて
第１発明の実施例と同一条件にして、本実施例の
工程条件下で芯材を用いない従来例の方法を実施
した手順並びにその結果を本第１発明と比較すれ
ば、以下の通りである。

[1] ガラス粉末として実施例と同様の組成から
なる廃ガラス粉末を採用し、これに発泡剤とし
てCaCO₃粉末を２重量部配合・混合した。

[2] 次に結合剤としてポリビニルアルコール
（5wt％）水溶液を用い、上記の発泡剤を含有
するガラス粉末と混練して、半乾式のデイスク
ペレツタ造粒機（不二パウダル(株)製）で造粒
し、更に遠心マルメ装置（不二パウダル(株)製）
で球状化させることにより造粒物を得た。

[3] 得られた造粒物を乾燥した後ふるいで粒度
調整し９〜14メツシユに揃えたものを、実施例
と同様の耐熱鋼製金型に、その金型の全容積に
対して50vol％となるように充填し、電気炉で
加熱して焼結工程として700℃−１時間、発泡
工程として780℃−１時間の焼成を行い、更に
650℃から550℃までの間の徐冷区間を除いて室
温まで急冷を行つた。

以上のようにして得られたガラス発泡体は、ガ
ラス発泡層の気泡径が約0.5〜3.0mmφ、嵩密度が
0.27ｇ／c.c.、圧縮強度が17.5Kg／cm²であり、実施
例によるガラス発泡体に比べ諸物性において劣る
ものであつた。

〔発明の効果〕

本第１発明のガラス発泡体の製造方法は、以上
のようにガラス粉末と分解型発泡剤との混合物を
結合剤を用いて可燃性粒子の芯材を被覆し、この
被覆造粒物を金型内で加熱するようにしたから、
芯材の燃焼除去部からなる中空部が多数散在する
ガラス発泡層で形成されたガラス発泡体を得るこ
とが出来、次に挙げるような効果が得られる。

[1] 得られるガラス発泡体が軽量になる。

[2] ガラス発泡体の発泡密度にバラツキがなく、
そのため残留応力が小さく、強度が向上する。

[3] 製造の最終工程での冷却を急冷により行え
るので、製造時間を大幅に短縮でき、製造能率
が向上する。

[4] 芯材の粒度を選択することにより、ガラス
発泡体の中空部径、換言すると嵩密度を任意に
設定でき、需要に応じた材質のものを容易に製
造することが出来る。

[5] 嵩密度が低いにもかかわらず、圧縮強度、
曲げ強度などの諸物性に優れたガラス発泡体を
得ることが出来る。

又、本第２発明のガラス発泡体の製造方法は、
前記１発明の方法において、芯材に被覆するガラ
ス粉末層（発泡剤を含む）の中間部に金属粉末層
を介装させるようにしたものであるから、第１発
明にみられる上記効果を同様に奏し得るばかりで
なく、ガラス発泡層の間に金属粉末の介在するガ
ラス発泡体を得ることが出来、例えば上記金属粉
末として鉄を使用することにより、その磁着性か
ら電波吸収材などにも応用し得る等、その用途を
一層拡大させることが出来る利点がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可燃性粒子からなる芯材に対し、ガラス粉末
   と分解型発泡剤との混合物を結合剤を用いて被覆
   し、この被覆造粒物を金型に充填し前記芯材が燃
   焼しかつガラス粉末が溶融しうる温度で加熱して
   焼結・発泡させることを特徴とするガラス発泡体
   の製造方法。 ２ ガラス粉末と分解型発泡剤との混合比率は、
   ガラス粉末100重量部に対して発泡剤が0.5〜10重
   量部である特許請求の範囲第１項記載のガラス発
   泡体の製造方法。 ３ 可燃性粒子からなる芯材に対し、ガラス粉末
   と分解型発泡剤との混合物を結合剤を用いて被覆
   した後、その被覆層の上に結合剤を用いて金属粉
   末を被覆し、更にその金属粉末層の上に結合剤を
   用いて前記ガラス粉末と分解型発泡剤との混合物
   を被覆し、この被覆造粒物を金型に充填し前記芯
   材が燃焼しかつガラス粉末が溶融しうる温度で加
   熱して焼結・発泡させることを特徴とするガラス
   発泡体の製造方法。