JPS6033219A - ガラス発泡体の製造方法 - 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】 本発明は、耐水性に優れたガラス発泡体及びその製造方
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杓−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。

従って、このガラス発泡体は、それらの特性を生かして
、！！！築材料における不燃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。従って１例えば雨水に峻される様な場所
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、關放気孔内への水分の貯留が
避けられな１１゜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１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１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１本発明を
成すに至ったものである。

本発明の目的は、耐水性に優れた表層部を有するガラス
発泡体及びその製造方法を提供するにある。

また９本発明の他の目的は、耐凍結融解性に優れたガラ
ス発泡体及びその製造方法を提供するにある。

即ち１本発明のガラス発泡体は、内部に多数の気泡を含
むガラス質からなるガラス発泡体と、その少なくとも１
つの表面に形成してなる緻密な無機質の表皮層とからな
ることを特徴とするものである。

本発明によれば、ガラス発泡体は、その少なくとも１つ
の表面に耐水性に優れた緻密な表皮層を有するので、該
表皮層部においてガラス発泡体内部への水分の浸入を阻
止することができ、耐水性。

耐凍結特性に優れたガラス発泡体を提供することができ
る。

また、この発泡体は、＃水性に優れた緻密な表皮層をそ
の表面に形成したので１曲げ強度及び耐湿性に優れてい
る。

次に１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１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１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１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１本発明をより詳細に説明する。

本発明のガラス発泡体は、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。

ここで、このガラス発泡体は、ガラス粉末９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−ｙｘ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。従って。

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１表皮層は、その材質がガラスの軟化温度で軟化・
溶融する物質で、吸水率が低く耐水性に優れた無機系組
成物から成る。その代表的なものとして、ガラス組成物
が挙げられる。

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１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っ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。

また、緻密な表皮層の厚さは０．１−．１０　ｍである
ことが好ましい。これは、この表皮層の厚さがＱ、　ｌ
　ｍ未満である場合１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、ｇ、Ｏｓｗ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０．８〜ＬＯｆｆ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。

このガラス発泡体の代表的な製造方法を示すと以下の如
くである。

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、しかも核物質な
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、ガラスペーパー、ガフスマット、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０
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。

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９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１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伏
酸ガス、酸素等を発生する物質である炭酸力ｐシウム、
ｒ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灰酸ガス等を
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っても、それ以
前であってもよい。

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
ックス製型の何れも使用することができる。但し、セラ
ミック製型を月いた場合には、核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形成物質は。

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
まって１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
。

従って、この製造方法により製造されたガラス発泡体は
２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。

以下５本発明の実施例を示す。

実施例り 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９発泡剤としてド電 ロマイトｂ用いてガーｐ：ｙ−発泡体を製造し、得られ
たガラス発泡体の物性試験を行なった。

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
ダガラス粉末を１００重量部と発泡剤としてドロマイト
６重量部とを加え、微粉砕混合し。

日本工業規格標準篩８５０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な得た。

次いで、セラミックス製成形型（内寸法２６０Ｘ！ｌ＋
１０１０Ｘ６ｃ１の後、底部に表皮形成物質としてガフ
スペー／（−（ｔ６０ＸｌｌＯＸＩＷ）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・昇温しで７６０ｂ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、徐冷を行ない。

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、２６０ｘ２１０
Ｘ５０ｍの板状体で１図に示す如く直径α６ないし２．
ＯＨ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
α８鱈の緻密な無機質の表皮層部８を有していた。

尚、このガラス発泡体の嵩密度はαｗ５１／ｃＡ儂１ であり、圧縮強度は５０．８１９７４９曲げ強度は２０
．１　＆９７ｄ＜試料６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った。

また、得られた上記ガラス発泡体の耐凍結融解試験を、
ムＳＴＭ−Ｃ−６６６Ｂ法に準じて、凍結−融解（−２
０℃〜＋６℃のサイケ／ｌ／）を８００サイクル行なっ
た結果、バスした。

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ディン
グしたものを該試験に供シた。

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９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℃であった口得られたガラ
ス発泡体の寸法は２６０Ｘ２１０Ｘ５０ｍｌであった。

また、このガラス発泡体の内部には、直径０６〜２０鱈
程度のほぼ均一に分散した独立気泡が多数内在し七おり
１表皮層部の厚みはα９ｓｗでありだ。また１本実施例
のガラス発泡体の嵩密度はα２８　ｆｉ／ｄ、表皮層部
の吸水率はＱｖｏｌ／％、圧縮強度は４７．５１ｇ／ｄ
　、曲げ強度は１９．　ａ　ｋｑ／ｃｄ　（試料６個の
平均値）であった。

また、該ガラス発泡体の耐凍結融解試験を行なった結果
、３００サイクルをバスした。

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６０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流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カラスを１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９発泡剤８重景部であり、加熱
温度は７８０℃であった。

得られたガラス発泡体の寸法は、２６０Ｘ２１０Ｘ５０
１１Ｊｌであった。また、このガラス発泡体ゐ内部には
、ｉｆ径０．８〜１５１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９表層部の厚みは０６″″テア
ったＯまた１本実施例のガラス発泡体の嵩密度はα２８
ｇ／ｄ、表皮層部の吸水率はＯマ・１７％、圧縮強度は
５１８ｋｑ／ｄ、曲げ強度は２ｐ、ｓｋｙ／ｄＣ試料６
個の平均値）であった。また、該ガラス発泡体の耐凍結
融解試験を行なった結果、８００サイクルをバスした。

【図面の簡単な説明】

図は９本発明の実施例１のガラス発泡体を示す図である
。 図中、ｌはガラス発泡体、２はガラス発泡体部。 ８は表皮層部をそれぞれ示す。 特許出願人 株式会社　豊田中央研究所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）内部に多数の気泡を含むガラス質からなるガラス
   発泡体と、その少なくとも１つの表面に形成してなる緻
   密な無機質の表皮層とからなることを特徴とするガラス
   発泡体。 （２）表皮層は、ガラス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。 （８）表皮層の層厚は、　（１１ｍ１ｍ＋ないし７１０
   ｍであることを特徴とする特許請求の範１２［１Ｍ（１
   ７項記載のガラス発泡体。 （４）成形型内に無機質表皮形成物質を配置し。 次イ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。 （５）　無機質表皮形成物質は、がフス質物質であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載のガラス
   発泡体の製造方法。 （６）　無機質表皮形成物質は、ガラスペーパー。 ガラスマット、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（５）項記載のガラス発泡
   体の製造方法。