JPH0324414B2

JPH0324414B2 -

Info

Publication number: JPH0324414B2
Application number: JP58140820A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Hayashi; Kazuhiro Fukumoto
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1983-08-01
Filing date: 1983-08-01
Publication date: 1991-04-03
Also published as: JPS6033219A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、耐水性に優れたガラス発泡体の製造
方法に関するものである。

ガラス発泡体は、一般に多泡ガラスとも言わ
れ、独立または連絡せる均一な微細気孔を有し、
軽量であると共に、吸水率は非常に小さく、不燃
性、断熱性、吸音性、加工性等の優れた特性を有
する。従つて、このガラス発泡体は、それらの特
性を生かして、建築材料における不熱断熱材また
は吸音材、保温材として広く実用に供されてい
る。

ところが、このガラス発泡体は、製品とするた
めに切削加工をすると、その際に、その切削加工
面に多数の開放気孔が生ずる。従つて、例えば雨
水に曝される様な場所或いは高温な場所でこのガ
ラス発泡体成形品を使用すると、雨水や結露等に
より、開放気孔内への水分の貯留が避けられな
い。そして、この水分が冷却されて氷に変態する
と、体積が膨張し、ガラス発泡体表面に亀裂が発
生する。この様な状態で、凍結融解が繰り返され
ると亀裂の発生は徐々に内部に進行し、該ガラス
発泡体成形品の強度を著しく低下させ、最終的に
はガラス発泡体成形品が破壊されてしまう。

この様に、従来のガラス発泡体は、それを製品
とした際に、耐水性、耐湿性、耐凍結融解性、機
械的強度等に問題があり、その使用条件及び使用
地域等が制限されていた。

そこで、本発明者等は、上記の様な従来の問題
点に鑑み、これを解決すべく各種の研究を重ねた
結果、本発明を成すに至つたものである。

本発明の目的は、耐水性に優れた表層部を有す
るガラス発泡体の製造方法に提供するにある。

また、本発明の他の目的は、耐凍結融解性に優
れたガラス発泡体の製造方法を提供するにある。

即ち、本発明のガラス発泡体の製造方法は、成
形型内に無機質表皮形成物質を配置し、次いでガ
ラス発泡体原料を充填し、然る後にガラス軟化温
度以上に加熱して上記ガラス発泡体原料を発泡さ
せることにより表皮を有するガラス発泡体を成形
することを特徴とするものである。

本発明のガラス発泡体の製造方法によれば、耐
水性、耐湿性及び耐凍結融解性に優れたガラス発
泡体を製造することができる。

また、本発明の製造方法によれば、ガラス発泡
体製造時に無機質表皮形成物質を予め成形型内に
配置するという極めて簡単な作業により、耐水性
等に優れたガラス発泡体を容易に製造することが
できる。また、表皮層形成のための後処理等は一
切不要であり、簡単な方法である。

以下、本発明をより詳細に説明する。

先ず、所望のガラス発泡体製造用成形型を用意
し、該型の表皮層を形成したい部分に無機質表皮
形成物質を配置する。ここで、この無機質表皮形
成物質は、主としてガラス軟化温度で軟化・融解
する物質で、しかも該物質を固化・成形した際に
吸水率が極めて低く耐水性に優れた性質を示す無
機系物質からなる。その代表的なものとして、ガ
ラスペーバー、ガラスマツト、ガラスクロス、ガ
ラス繊維等がある。また、この無機質表皮形成物
質は、例えば比較的目の粗い紙、布等にガラス粉
末の泥しようを含浸させたものを使用してもよ
い。更には、ガラス発泡体製造用成形型の表皮層
を形成したい部分にガラス粉末或いは釉薬原料等
を敷くだけでもよい。なお、この表皮層を構成す
る無機系組成物は、母材としてのガラス発泡体と
略等しい熱膨張率を有する物質であることが好ま
しい。これは、表皮層を構成する無機系組成物が
ガラス発泡体と大きく異なつた熱膨張率を有する
物質である場合、ガラス発泡体の表皮層部が、急
激な加熱・冷却により亀裂・剥離等を生じ易いか
らである。

次に、ガラス発泡体原料を上記型内に充填す
る。このガラス発泡体原料は、主としてガラス粉
末と発泡剤とから成り、粗砕したガラス粉末に発
泡剤を加え、微粉砕混合して得る。ガラス粉末
は、通常のソーダ石灰ガラスや硼珪酸ガラス、鉛
ガラス、ソーダ珪酸ガラス等の種々のガラス粉末
を用いる。また、発泡剤は、ガラス軟化温度で熱
分解または酸化して気体を発生し軟化したガラス
中に多数の気泡を生成させることのできる物質を
用いる。その代表的なものとしては、前者の場
合、ガラス粉末の軟化温度で分解して炭酸ガス、
酸素等を発生する物質である炭酸カルシウム、ド
ロマイト、炭化珪素、炭酸マグネシウム等が、ま
た、後者の場合、ガラスの軟化温度で燃焼して炭
酸ガス等を発生する物質であるカーボン粉末等が
それぞれ挙げられる。

この場合、ガラス発泡体原料の成形型内への充
填は、上記無機質表皮形成物質の配置と同時であ
つても、それ以前であつてもよい。

次に、成形型内に無機質表皮形成物質及びガラ
ス発泡体原料を配置・充填した後、該成形型内を
ガラス軟化温度以上に加熱し、その後徐冷しガラ
ス発泡体を得る。

ここで、成形型は、ステンレス等の金属製型及
びセラミツクス製型の何れも使用することができ
る。但し、セラミツク製型を用いた場合には、該
型の加熱による変形、酸化、消耗等が起こること
がなく、また、製造した成形体の表面を製造前の
型形状と同様に制御することが容易である。

該型内のガラス発泡体原料及び表皮成形物質
は、ガラス軟化温度以上の加熱によりガラス粉末
が軟化すると共に発泡剤が発泡し、軟化したガラ
スに多数の気泡が発生する。また、それとほぼ同
時に或いは若干早く、同型内の表皮形成物質が軟
化・融解し、該表皮形成物質と接触する部分のガ
ラス発泡体原料のガラス発泡体化に相まつて、表
皮形成物質が該接触部分に浸透し、緻密な表面層
を形成する。その後、徐冷してガラス発泡体を得
る。従つて、この製造方法により製造されたガラ
ス発泡体は、表皮層部とガラス発泡体部との密着
性が大変優れている。

本発明のガラス発泡体の製造方法により製造さ
れたガラス発泡体は、ガラスを主成分とし内部に
多数の気泡を含んでなるガラス発泡体と、その少
なくとも１つの表面に形成した耐水性に優れた緻
密な無機質の表皮層とからなる。このガラス発泡
体は、ガラス粉末、発泡剤等のガラス発泡体材料
を用い加熱・発泡させて製造したもので、ガラス
を主成分とし内部に多数の独立気泡を含んでなる
ものであるため、このガラス発泡体部は、軽量で
吸水率が大変小さく、不燃性で断熱性等に優れた
特性を有する。また、表皮層は、その材質がガラ
スの軟化温度で軟化・溶解する物質で、吸水率が
低く耐水性に優れた無機系組成物から成る。

また、緻密な表皮層の厚さは0.1〜2.0mmである
ことが好ましい。これは、この表皮層の厚さが
0.1mm未満である場合、表皮層の強度が弱くなる
等の不具合が生じるからである。また、2.0mmを
越えると、断熱性の低下、嵩密度の増加等の不具
合を生じるからである。また、より好ましくは
0.3〜1.0mmである。

以上の様に、軽量で吸水率が大変小さく、不燃
性で断熱性等に優れたガラス発泡体と、その少な
くとも１つの表面に形成した耐水性に優れた緻密
な無機質の表皮層とを有するガラス発泡体は、母
材としてのガラス発泡体の特性を損なうことな
く、それらの特性に加えて耐水性、耐湿性、耐凍
結融解性等に優れたものとすることができる。

以下、本発明の実施例を示す。

実施例１表皮形成物質としてガラスペーパーを、ガラス
粉末としてソーダ石灰ガラスを、発泡剤としてド
ロマイドを用いてガラス発泡体を製造し、得られ
たガラス発泡体の物性試験を行つた。

本実施例における製造方法は次の様である。

即ち、先ずガラス発泡体原料のガラス粉末とし
てソーダ石灰ガラス粉末を100重量部と発泡剤と
してドロマイト５重量部とを加え、微粉砕混合
し、日本工業規格標準篩350メツシユ（44μm）と
なる様な混合粉末を得た。次に、該混合粉末を
110℃で２時間乾燥してガラス発泡体原料を得た。

次いで、セラミツクス製成形型（内寸法260×
210×60mm）の底部に表皮形成物質としてガラス
ペーパー（260×210×１mm）を一層敷き、更に上
記ガラス発泡体原料を充填した。これを、ガス炉
内に挿入し、加熱・昇温して750℃とし、この温
度を１時間保持した。これにより、ガラス粉末の
発泡剤の作用による発泡及び表皮形成物質の融着
を完了した。その後、徐冷を行い、緻密な表皮層
を有するガラス発泡体を得た。更に、該発泡体は
上部を研削して直方体状とした。

以上により得られたガラス発泡体１は、260×
210×50mmの板状体で、図に示す如く直径0.5ない
し2.0mm程度のほぼ均一に分散した独立気泡が多
数内在するガラス発泡体部２と、その上部表面に
形成された厚み約0.3mmの緻密な無機質の表皮層
部３を有していた。

尚、このガラス発泡体の嵩密度は0.25ｇ／cm²で
あり、圧縮強度は50.3Kg／cm²、曲げ強度は20.1
Kg／cm²（試料５個の平均値）で、緻密な表皮層か
らの吸水は全く認められなかつた。

また、得られた上記ガラス発泡体の耐凍結融解
試験を、ASTM−Ｃ−666B法に準じて、凍結−
融解（−20℃〜＋５℃のサイクル）を300サイク
ル行つた結果、パスした。

但し、吸水試験及び耐凍結融解試験の際に用い
たガラス発泡体は、製品加工の際にできたガラス
発泡体部の開放気孔部分を撥水性を有するシリコ
ーンゴムでコーテイングしたものを該試験に供し
た。

実施例２表皮形成物質としてガラスクロスを、ガラス粉
末として硼珪酸ガラス100重量部を、発泡剤とし
て炭酸カルシウム６重量部を用いて実施例１と同
様の製造方法にて、ガラス発泡体を製造した。そ
の際の加熱温度は、800℃であつた。得られたガ
ラス発泡体の寸法は260×210×50mmであつた。ま
た、このガラス発泡体の内部には、直径0.5〜2.0
mm程度のほぼ均一に分散した独立気泡が多数内在
しており、表皮層部の厚みは0.2mmであつた。ま
た、本実施例のガラス発泡体の嵩密度は0.23ｇ／
cm²、表皮層部の吸水率は0vol／％、圧縮強度は
47.5Kg／cm²、曲げ強度は19.8Kg／cm²（試料５個の
平均値）であつた。また、該ガラス発泡体の耐凍
結融解試験を行つた結果、300サイクルをパスし
た。

実施例３表皮形成物質として、ソーダガラス粉末100重
量部と水50重量部及びポリビニルアルコール溶液
１重量部とからなるガラス粉末泥しようを和紙に
含浸したものを、ガラス粉末としてソーダ石灰ガ
ラスを、発泡剤として炭酸カルシウムを用い、実
施例１と同様の製造方法にてガラス発泡体を製造
した。尚、ガラス発泡体原料の混合割合は、ソー
ダ石灰ガラス100重量部に対して、発泡剤３重量
部であり、加熱温度は780℃であつた。得られ
たガラス発泡体の寸法は、260×210×50mmであつ
た。また、このガラス発泡体の内部には、直径
0.3〜1.5mm程度のほぼ均一に分散した独立気泡が
多数内在しており、表層部の厚みは0.5mmであつ
た。また本実施例のガラス発泡体の嵩密度は0.28
ｇ／cm²、表皮層部の吸水率は0vol／％、圧縮強度
は53.8Kg／cm²、曲げ強度は22.3Kg／cm²（試料５個
の平均値）であつた。また、該ガラス発泡体の耐
凍結融解試験を行つた結果、300サイクルをパス
した。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例１のガラス発泡体を示す
図である。図中、１はガラス発泡体、２はガラス発泡体
部、３は表皮層部をそれぞれ示す。

Claims

【特許請求の範囲】１成形型内に無機質表皮形成物質を配置し、次
いでガラス発泡体原料を充填し、然る後にガラス
軟化温度以上に加熱して上記ガラス発泡体原料を
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無機質表皮形成物質は、ガラス質物質である
ことを特徴とす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無機質表皮形成物質は、ガラスペーパー、ガ
ラスマツト、ガラスクロス、ガラス繊維であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のガラ
ス発泡体の製造方法。