JPS63233019A - 多層発泡ガラス体およびその製法 - 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） 本発明は建築物の内、外装材、外壁材等として多用され
る発泡ガラス体に関する。

（従来の技術とその問題点） 特開昭５０−１２３１０８号、特公昭６０−１２９３７
号等に開示されるように発泡ガラス層と緻密ガラス層を
接合し一体化することは公知である。発泡ガラス層の外
面を緻密ガラス層で被覆することにより表面硬度が格段
と向上し、耐加傷性に優れかつガラス固有の光沢、重厚
感が加味された装飾性に優れたものとなる。

通例緻密ガラス層のかさ比重（すなわちガラスの真比重
）は２．５前後に及ぶが、一方発泡ガラス層のかさ比重
は断熱性、軽量性等を考慮して０．８未満程度が好適と
される。両層の比重差は１．７を超え、それは諸物性、
殊に熱特性に差を与える。

□＋Ｉえば成形工程で形成された著しく断熱性に富んだ
発泡ガラス層と、それに比べれば逃かに熱伝導性の良好
な緻密ガラス層とを一体化した発泡ガラス体は徐冷工程
で冷却される際、いかに徐冷操作を充分に行なおうとも
収縮、固化するまでの時間は両層間に明白な差があり当
然両層間に歪を誘起し界面での接着性を不充分とする。

このようにして得られた発泡ガラス体は使用時において
軽い衝撃により、あるいはウェザリングによる繰返し疲
労により該界面部から亀裂、　　を生じ易い。

特開昭５９−１．１１９４８号には予め形成した発泡ガ
ラス体にそのオープン気孔を充填する水硬性物質を主体
とした中間層を施し、さらに釉薬層を被覆して共に加熱
溶着させることが開示されている。しかし該発泡ガラス
体においてもセラミックス又はガラスからなる緻密な中
間層とガスを多量に含む発泡ガラス層との熱伝導の差は
明らかであり、加えて中間層がセメント、石膏等カルシ
ウム分の多い高熱膨張の物質であるので両層間の歪は助
長される。わずかに目止めによる投錨効果が期待される
が両層間の接着性を基本的に改善するものではないし、
生産能率、経済性等からみても妥当性を欠く。

特公昭４９−２８２５１号には発泡ガラスに釉薬をｉ布
し形成した発泡ガラス体において、釉薬を施したいわゆ
る緻密ガラス層に接する発泡ガラスのかさ比重を０．４
以上とすることにより衝撃強度を増大させることを開示
しているが、前記特定かさ比重範囲にわたって本発明の
目的とする接着性を向上することはできず、剥離の問題
を解消することはできない。

本発明はこれら問題点を改善し、容易かつ経済的に製造
できる多層発泡ガラス体を提供するものである。

（発明の構成） 本発明はかさ比重０．８未満の発泡ガラス層の少なくと
も片面にかさ比ｆｆｉ　０．８〜１．８の中間発泡ガラ
ス層を介し緻密ガラス層を固着、一体化してなる多層発
泡ガラス体、並びにガラス微粉、発泡剤および結合剤の
混合造粒物よりなる発泡ガラス原料の層と、ガラス微粉
および結合剤あるいはさらに発泡剤の混合造粒物よりな
る中間発泡ガラス原料の層と、ガラス粒よりなる緻密ガ
ラス原料の層を順次積層し、次いで焼成し、これら各層
を一体的に形成するようにした、あるいはガラス微粉、
発泡剤および結合剤の混合造粒物よりなる発泡ガラス原
料の層と、ガラス粒よりなる緻密ガラス原料の層を積層
し、次いで焼成すると同時に、又はその直後に緻密ガラ
ス層の上面を０．１ｋｇ〜４ｋｇ／ＣＩＡの圧力で加圧
することにより発泡ガラス層の緻密ガラス層と接する部
分に中間発泡ガラス層を起生し、これら各層を一体的に
形成するようにした多層発泡ガラス体の製法からなる。

本発明において発泡ガラス層（以下単に発泡層という）
の原料として粒径１００μｍ以下、真比重２．５前後の
着色あるいは無色の通常のガラス、たとえばソーダ石灰
ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸系ガラス等の微
粉に石灰石、苦灰石、カーボン等の発泡′Ｍ＠粉末、さ
らに無機顔料を加え、または加えずして混合、調整した
ものを用いる。これらはさらに水ガラス等の結合剤を加
え通例の造粒手段により粒径１／３關〜数ｍｍ程度に造
粒する。

また、中間発泡ガラス層（以下単に中間層という）の原
料として前記同様のガラス粉末に適宜必要に応じ無機顔
料、発泡剤微粉末を添加混・合したものを用い、前記同
様造粒する。

これら発泡層、中間層のかさ比重は発泡剤の種類や量、
ガラスの軟化温度、無機顔料の種類や量、焼成条件等の
選択により本発明の範囲内で適宜調整し得る。

発泡層において非造粒原料を用いた場合、それは極めて
かさ高で内に多量の混入空気を有するが焼成工程におい
て混入空気が残留、膨張することによる粗泡、空洞の発
生、中間層との界面が平坦でなく波状となること、さら
には高発泡層が局所的に中間層をつき抜けて緻密ガラス
層と直接接触する等の弊害があるが、造粒原料を用いる
ことによりそのような弊害は解消される。また、・製品
は非造粒原料を用いた場合は連通気泡を形成する傾向が
大きいが、造粒原料を用いた場合殆どが独立気泡となり
、ために耐吸水性、耐透水性は格段と向上する。

中間層においても造粒原料を用いると前記と同様な理由
で非造粒原粒を用いた場合のような不均一に焼結される
ことによる局部的に脆弱な個所が無くなり、均質な層が
形成される。

さらにこれら造粒原料は流動性に富むため後工程での型
枠等への投入が容易でかつ平坦層を形成し易い。

なお、中間層を形成するうえで前記造粒原料に粗粒状ガ
ラスを混合し雅趣を付加させる等の応用も適宜なし得る
。

緻密ガラス層（以下単に緻密層という）の原料としての
ガラス粒は前記発泡層、中間層に用いられるガラス、あ
るいはより低軟化点のフリット等が選択されるが熱膨張
係数がそれら発泡層、中間層に近似していることが肝要
である。

粒径は１／３鶴以上のものを用いればガラスが軟化溶融
して気泡のないかさ比重（すなわち真比重）２．５前後
の緻密層を形成し易い。

これら多層発泡ガラス体原料の焼成には各種の手段を採
用し得る。たとえばスチール製型枠に発泡層用原料を所
望の厚さになるように投入、敷設し、次いでその上に中
間層用原料、さらに緻密層用原料を所望の厚さになるよ
うに充填し、加熱炉内で７００℃〜１０００℃の範囲の
適宜温度で焼成発泡させることにより、あるいはさらに
焼成とともにまたは焼成直後に適宜圧力を負荷させるこ
とにより同時一体的に多層発泡ガラス体を形成し得る。

さらには上下一対の走行する耐熱ベルト間の下位に発泡
層用原料、中位に中間層用原料、上位に緻密層用原料を
充填し連続的に加熱炉に導いて焼成、発泡させる等の手
段を講ずれば容易かつ経済的に、同時一体的かつ連続的
に多層発泡ガラス体を形成し得る。

なお、同時一体的に多層発泡ガラス体を製造する別の手
段に係り、型枠に発泡層用原料、緻密層用原料を積層充
填し、又は上下一対の走行する耐熱ベルト間の下位に発
泡層用原料、上位に緻密層用原料を充填し、加熱炉内で
の焼成発泡時又はその直後に、発泡層のかさ比重等にも
よるが０．１〜４ｋｇ／ｃｄの圧力を加えれば発泡層の
緻密層と接する界面に厚み０．５鶴以上、かさ比重０．
８以上の中間層が形成される。なお過剰に圧力を加える
と、発泡層自体も緻密化するのでより好ましくは１〜３
ｋｇ／ｃｄの範囲がよい。

圧力負荷手段は特定しないがたとえば後者においては複
数の押圧ローラにより耐熱ベルトを介して緻密層上より
押圧するようにしてもよい。

このようにして形成される多層発泡ガラス体の全体の厚
みは大略３０ｍ１〜１２５鶴の範囲が好ましい。すなわ
ち３０龍未満であると多層発泡ガラス体の特徴とする機
能すなわち断熱性を有効に発現し得ない。　１２５ｗ程
度であれば通常の建築物において熱を遮断するのに充分
な厚さであってそれ以上は必要としないし、それ以上の
厚みとなると多層発泡ガラス体といえども重量が増加し
建築物の軽量高層化の趨勢に悼り、かつ取扱茄工を困難
とする。

勿論厚みは特に限定されるものではなく、断熱性より軽
量性を重視する場合は３Ｏｎ＋未満、場合によっては１
０關前後でもよく、特に断熱性を要するような特殊な個
所では１２５１を超えてもよい。

発泡層のかさ比重は０．２ないし０．８未満の範囲が好
ましい。　０．２未満では建築物の内、外装材、外壁材
として使用するうえで脆弱であるし、０．８以上である
と断熱性を損ない、軽量性を阻害して取扱施工性に劣る
。より好ましくは０．３〜０．６の範囲とする。

緻密層の比重は既述したように２．５前後であり、ガラ
スの外観的特性を充分に発揮するうえで気泡の残留は避
けなければならない。

中間層のかさ比重は緻密層との接着性を良好にするこめ
には０．８以上を、又発泡層との接着性を良好にするた
めには１．８以下を必要とする。

中間層の厚みは緻密層と発泡層との間に介在し相互の接
着性を向上させるうえで０．５鶴以上あればよい。中間
層に各種着色ガラスを用いて彩色性を持たせ、これを緻
密層を介して透視するようにしてもよく、この場合敗龍
の厚みが必要となる。緻密層の厚みも表面硬度を向上し
耐加傷性を付与するうえで、かつガラスの重厚感を加味
するうえで１〜数１ｆｉあればよく、各種の着色ガラス
粒を用いることにより彩色性を現出できる。

中間層と緻密層の厚みの和は２０ｍｍ以内とする。

２０關を超えると剛性には優れるが殆ど弾性力を失い外
部衝撃に対して脆い。又、中間層と緻密層の総厚は多層
発泡ガラス体の断熱性、軽量性、取扱施工性等を損なわ
ないためにもその全厚の１／４以下とすべきである。

本発明の一態様においては、発泡ガラス体の退室個所に
予め接着付与剤を被覆して金属線、金属網、パンチング
メタル等の少なくとも１種により補強するようにすれば
さらに効果的である。これら金属材料は発泡ガラス体を
製造するに際し予め型枠に配設しておくことにより、あ
るいは連続製造において上、下のベルト間の原材料中に
挿通し走行させることにより特異な手段を要せずして容
易に発泡ガラス体と一体化し得る。

また、本発明の別の態様として発泡ガラス体・の発泡層
の両面に中間層及び緻密層を形成するようにしてもよい
。すなわち発泡ガラス体を製造するに際して型枠に緻密
層用原料、中間層用原料、発泡層用原料、さらに中間層
用原料、緻密層用原料の順に投入することにより、ある
いは連続製造において下位より上記原料の順に投入、積
層することにより既述したような製造手段を適用しこれ
ら五層より一体的に形成された発泡ガラス体とすること
ができ、特に外壁材として充分なものとなし得る。

また、緻密層、発泡層の少な（とも何れかその一方に表
面凹凸を配設すれば外装材として壁面に接着するに際し
て接着面積が増大してその効果を高めるし、前記表面凹
凸を幾何模様状にし外面として使用すれば美観上好まし
いものとなる。

これら表面凹凸の刻設は予め型枠の底部等に凹凸を配し
ておくことにより、あるいは連続製造においてメソシュ
跡を形成すべくメツシュ状耐熱ベルトを用いたり、プレ
ス用蓋面に凹凸を配しておくことによりきわめて容易に
為し得る。

（実施例および比較例） 発泡層用原料としてソーダ石灰ガラス屑を粒径１００μ
ｍ以下に粉砕したものに発泡剤として炭酸カルシウムの
１００μｍ以下の粉末０．７ｗｔ％を添加混合し、さら
に結合剤としての水ガラスを若干量加えて混合したもの
を転勤造粒し粒径０．５〜２ｆｉの造粒物を調製した。

中間層用原料としてソーダ石灰ガラス屑を粒径１００μ
ｍ以下に粉砕したものに所望のかさ比重を得るべく適宜
炭酸カルシウムを加えて後結合剤としての水ガラスを若
干量添加混合し、転勤造粒して粒径０．５〜２１■の造
粒物を調製した。

緻密層用原料としてソーダ石灰ガラス屑を粒径０．５〜
２ｍ−に粉砕したものを準備した。

スチール製型枠に発泡層用原料、中間層用原料、緻密層
用原料を順次投入積層し、加熱炉内で７５０℃〜９００
℃、２０分〜６０分適宜焼成し、さらに徐冷することに
より、発泡Ｐｊ４２鳳園、中間層５　＋＋ｎ、緻密Ｎ　
３　ｍｍの厚みからなり、発泡層のかさ比重０．４、緻
密層のかさ比重（すなわち真比重）が２．５で中間層の
かさ比重が０．７〜２．２の多層発泡ガラス体■を得た
。

又、スチール製型枠に発泡層用原料、緻密層用原料を投
入積層し、加熱炉内で７５０℃〜９００℃、２０分〜６
０分適宜焼成し、かつ焼成終了直前に　１．５ｋｇ／ｃ
ｉの圧力で１０分間緻密層上面よりプレスし、さらに徐
冷することにより発泡層４６Ｂ１発泡層が圧縮されて形
成された中間層１Ｂ、緻密層３１ｍの厚みからなり、発
泡層のかさ比重０．４、緻密層のかさ比重２．５、中間
層のかさ比重０．９〜１．３の多層発泡ガラス体■を得
た。

なお比較のために厚み５０龍、かさ比重０．４の発泡層
のみからなる発泡層ガラス体■、および発泡層が４７鰭
、緻密層が３關の厚みからなり人々のかさ比重が０．４
．２．５からなる二層発泡ガラス体■を作成した。

これらの発泡ガラス体の試料２０鶴×５０１ｊ（ｒ！ｌ
。

み方向）を引張強度試験器により厚み方向に上下に引張
し、その引張破壊強度を測定した。

結果は第１図のグラフに示す。

図中ａ−ｆは多層発泡ガラス体■、ｇ〜ｈは多層発泡ガ
ラス体■、ｉは二層の発泡ガラス体■、Ｊは発泡層のみ
からなる発泡ガラス体■の強度を示しており、中間層の
かさ比重が０．８〜１．８の範囲にあるｂ＝ｅ、ｇ、ｈ
はＪと同様発泡層が破断され比較的高い強度を示すが、
中間層のかさ比重が低いａは中間層と緻密層の界面で破
断され、中間層のかさ比重が高いｆは中間層と発泡層の
界面で破断され、又中間層のないｉは発泡層と緻密層の
界面で破断されいずれも低い強度を示し、界面での接着
性が劣ることが明らかである。

（発明の効果） 本発明は中間層を設けたことにより緻密層と発泡層の接
着性を向上させ、従来該境界部での剥離が生じ易いとい
う欠点を解消−し、中間層の介在により前記二層の著し
い物性差を緩和するという効果を奏し、建築物の内、外
装材、外壁材として好適である。又、緻密層は気泡が殆
どなくガラスの持つ重厚感、光沢、平滑性を発揮でき装
飾性に富んだ外観を呈する。

【図面の簡単な説明】

第１図は比較例と対比した本発明の多層発泡ガラス体の
引張破断強度を示したグラフである。 特許出願人　　セントラル硝子株式会社第１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）かさ比重０．８未満の発泡ガラス層の少なくとも
   片面にかさ比重０．８〜１．８の中間発泡ガラス層を介
   し緻密ガラス層を固着、一体化してなることを特徴とす
   る多層発泡ガラス体。
2. （２）発泡ガラス層のかさ比重０．３〜０．６、中間発
   泡ガラス層のかさ比重が１．０〜１．７であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の多層発泡ガラス体
   。
3. （３）中間発泡ガラス層の厚みが０．５ｍｍ以上、緻密
   ガラス層の厚みが１ｍｍ以上、かつ中間発泡ガラス層と
   緻密ガラス層の厚みの和が２０ｍｍ以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の多層発
   泡ガラス体。
4. （４）ガラス微粉、発泡剤および結合剤の混合造粒物よ
   りなる発泡ガラス原料の層と、ガラス微粉および結合剤
   あるいはさらに発泡剤の混合造粒物よりなる中間発泡ガ
   ラス原料の層と、ガラス粒よりなる緻密ガラス原料の層
   を順次積層し、次いで焼成し、これら各層を一体的に形
   成するようにしたことを特徴とする多層発泡ガラス体の
   製法。
5. （５）ガラス微粉、発泡剤および結合剤の混合造粒物よ
   りなる発泡ガラス原料の層と、ガラス粒よりなる緻密ガ
   ラス原料の層を積層し、次いで焼成すると同時に、又は
   その直後に緻密ガラス層の上面を０．１ｋｇ〜４ｋｇ／
   ｃｍ＾２の圧力で加圧するようにしたことを特徴とする
   多層発泡ガラス体の製法。
6. （６）緻密ガラス層の上面を１ｋｇ／ｃｍ＾２〜３ｋｇ
   ／ｃｍ＾２の圧力で加圧することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の多層発泡ガラス体の製法。