JPH0243689B2

JPH0243689B2 - Garasuhatsuhotainoseizohoho

Info

Publication number: JPH0243689B2
Application number: JP4358983A
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: 1983-03-16
Filing date: 1983-03-16
Publication date: 1990-10-01
Anticipated expiration: 2003-03-16
Also published as: JPS59169943A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ガラス発泡体の製造方法の改良に関
するものである。

従来のガラス発泡体の製造方法は、ガラス発泡
剤を含むガラス微粉末を発泡金型内に入れ、ガラ
ス粉末の軟化点以上に加熱し、かつ加熱によりガ
ラス発泡剤を発泡させて、ガラス発泡体を製造し
ている。この従来の製造方法においては、加熱に
より、原料粉末が発泡体になる際に、金型内で体
積膨張が生じる。このため、成形品の上方角部の
成形が不揃いになり、また、金型が変形するため
一定形状のガラス発泡体を製造するのが困難であ
つた。

それ故、直方体形状のガラス発泡体を製造する
に際しては、比較的大きいガラス発泡体を製造
し、発泡体の上下面あるいは側面部を切り取り直
方体形状の発泡体としていた。しかし、この方法
による場合には、多量の切り屑が発生し、収率が
悪いといつた問題点があつた。

また、従来のガラス発泡体の製造方法において
は金型内で大きな膨張が生じるために、ガラス発
泡体に歪が発生し、得られる成形品にクラツクが
発生しやすい等の問題点があつた。さらに、金型
が酸化腐食されるという問題もあつた。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解消し、
歪等の欠陥が存在しないガラス発泡体を簡単に製
造する方法を提供しようとするものである。

すなわち、本発明は、内部に空孔を有する有機
質構造体の骨格に、ガラス粉末と発泡剤とから成
る混合物を付着せしめて予備成形体を形成せしめ
る第一工程と、これらを加熱して上記骨格を除去
すると共に上記混合物から成り連通気孔を有する
中間成形体を形成せしめる第二工程と、更にこれ
らを高温に加熱して上記混合物を発泡せしめる第
三工程よりなることを特徴とするガラス発泡体の
製造方法にある。

本発明方法によれば、ガラス発泡体を製造する
工程で、発泡剤による体積膨張を中間成形体の内
部に含有する気泡により吸収するため、歪のない
ガラス発泡体を製造することができる。それ故、
最初の有機質構造体とほぼ同一の形状、大きさの
ガラス発泡体を製造することができ、初期の段階
からガラス発泡体の形状を定めることができる。
また、そのため、所望形状のガラス発泡体を形成
するために切り捨てるべき部分が非常に少なくな
り、収率が向上する。また、成形を行うための金
型を特別に使用する必要はなく、製造が簡単であ
る。また、金型を用いることによつて起こる歪や
割れ等の欠陥が存在しないガラス発泡体を得るこ
とができる。更に、有機質構造体に付着させるガ
ラス粉末と発泡剤との混合物の量により、ガラス
発泡体の内部に小さな独立気泡あるいは連通気泡
のどちらをも選択的に形成することができる。し
かも、その独立気泡は、全体に均質で多数形成さ
れており、機械的強度及び断熱特性にすぐれたも
のにすることができ、一方、連通気泡を含有した
ガラス発泡体においても、均一の大きさの気泡を
形成しているため、フイルター、吸音材等に使用
することができる。

本発明方法において、第一工程で使用する内部
に空孔を有する有機質構造体としては、ポリウレ
タンフオーム、ポリスチレンフオーム、ポリエチ
レンフオーム等の発泡状態の有機物質、或いはへ
ちまややしのみ等の綿状構造で内部に多数の空孔
を有する有機質体がある。上記有機質構造体は、
ガラス粉末と発泡剤との混合物をその骨格に付着
させる際に、容易にその内部に該混合物を浸透さ
せ、含浸させうるものを用いる。その意味で、上
記ポリウレタンフオーム等の発泡体はセル膜の存
在しない構造のものが好ましい。また、上記有機
質構造体は上記混合物の含浸の際、収縮あるいは
膨潤等の形状の変化を起こさない構造のものが好
ましい。

また、ガラス粉末としては、通常のソーダ石灰
ガラス、ほう酸ガラスその他種々のガラスの粉末
を使用する。発泡剤としては、ガラス粉末の軟化
温度以上に加熱することにより、熱分解を起こ
し、炭酸ガス、酸素等の気体を発生する。炭酸カ
ルシウム、ドロマイト等の無機化合物あるいはガ
ラスの軟化温度以上で燃焼して炭酸ガス等を発生
するカーボン粉末等を使用する。

次に、これらガラス粉末と発泡剤とを混合す
る。この混合に当つては、その混合物の前記骨格
への付着性の向上及び付着量の増加を図るため、
粘着剤として、水ガラス、ポリビニールアルコー
ル、酢酸ビニルエマルジヨン、カルボキシメチル
セルロース（CMC）等の有機粘着剤、エポキシ
樹脂等の反応性接着剤をも併用することができ
る。

本発明の第一工程である有機質構造体の骨格に
前記混合物を付着させる方法としては、例えば、
発泡剤とガラス粉末と、水ガラス等の粘着剤とを
混合してスラリーを作り、このスラリー中に、ポ
リウレタンフオーム等の有機質構造体を浸漬した
後、取り出し乾燥する。これにより、上記ガラス
粉末と発泡剤との混合物を有機質構造体に均一に
含浸させた予備成形体を形成する。

この場合、ガラス粉末と発泡剤との混合割合
は、ガラス粉末100重量部に対して発泡剤１ない
し10重量部の範囲が好ましい。この発泡剤が、こ
の範囲以下では、発泡剤を発泡させる加熱工程に
おいて、気泡発生が充分に起こらず、成形体の断
熱特性が低くなる傾向がある。一方、この範囲以
上では、気泡が発生しすぎて、成形体の形状がゆ
がみ、しかも機械的強度が低下する傾向にある。

また、水ガラス等の粘着剤の添加量はガラス粉
末100重量部に対して１ないし10重量部が好まし
い。水ガラス等の粘着剤がこの範囲以下では、ス
ラリーの粘度が低く、逆に、この範囲以上では粘
度が高くなり、いずれの場合も有機質構造体への
付着作業がやりにくくなる。

さらに、有機質構造体へ前記混合物を付着させ
る割合は、例えば、有機質構造体100重量部に対
して、該混合物400ないし1200重量部の範囲が好
ましい。混合物がこの範囲以上の場合には、有機
質構造体により形成される連通気孔が少なく、発
泡剤による発泡工程での発泡ガラスの体積増加を
吸収することが困難となり、成形体の外観上の体
積が増加し、ガラス発泡体の形状のゆがみ、歪が
生じてくる。一方、この範囲以下では、成形体中
に大きな気泡が残留することになり、械械的強
度、断熱特性が低下する。

上記以外に前記混合物を有機質構造体に付着さ
せる方法としては、網目の非常に細かいポリウレ
タンフオーム等の有機質構造体の空隙に該混合物
を埋め込んで成形体を形成する方法、あるいは、
有機質構造体を酢酸ビニルエマルジヨン等の接着
剤で湿めらせて混合物の粉末を付着させて成形体
とする方法もある。

なお、上記のように形成された有機質構造体に
付着した余分のガラス粉末と発泡剤とのスラリー
の除去には、遠心分離法、圧力エアー吹付法、真
空吸引法等により行うことができる。

次に、第二工程においては、有機質構造体の分
解温度以上、例えば、ポリウレタンフオームの場
合には、250℃程度に加熱し、有機質構造体とし
てのポリウレタンフオームを熱分解除去する。こ
れによつて前記混合物から構成され、その内部に
多数の連通気孔を有する中間成形体が形成され
る。

次に、第三工程においては、上記中間成形体を
第二工程より高い温度に加熱し、中間成形体を構
成するガラス粉末を軟化させると共に発泡剤を発
泡させる。この際、発泡剤は分解して気体を発生
し、軟化したガラス中に多数の気泡を生成する。
しかして、この発泡の際に、ガラス気泡は上記第
二工程で形成した連通気孔の内部を埋める。ま
た、この際、第一工程で付着させたガラス粉末の
量が多い場合には、ガラスの体積膨張が大きく、
連通気孔のほとんどを埋めて、小さな独立気泡を
形成する。一方、ガラス粉末の量が少ない場合に
は、連通気孔が残留する。

なお、本発明の第三工程での加熱方法について
は、従来のガラス発泡体を製造する加熱方法と同
様な方法で行う。例えば、ソーダ石灰ガラスをガ
ラス粉末として使用する場合には、650ないし800
℃の温度で加熱し、その後徐冷し、室温まだ冷却
してガラス発泡体を製造する。

本発明の第三工程において、ガラスの体積増加
のほとんどは、中間成形体の連通気孔により吸収
されるため、ガラス発泡体の外観上の形状の変化
が生じない。

なお、本発明においては金型を使用することな
くガラス発泡体を製造することができるが、必要
に応じて金型を使用することもできる。

以下、本発明の実施例を説明する。

実施例１通常のソーダ石灰ガラスを粗砕してガラス粉末
とした。このガラス粉末100重量部と、発泡剤と
してのドロマイト５重量部とを加え、更に微粉砕
混合し、原料粉末混合体を製造した。この粉末混
合体105重量部に１％ポリビニールアルコール水
溶液100重量部、水ガラス（JIS3部）５重量部を
加えて撹拌し、混合物としてのスラリーを調製し
た。

一方、内部に空孔を有する有機質構造体とし
て、第１図に示すような端面を有するセル膜の存
在しないポリウレタンフオーム（セル数13個／25
mm）を用い、このポリウレタンフオームに上記ス
ラリーを含浸させ、余分なスラリーを除去した
後、乾燥させた。この操作を５回繰り返し、その
後、室温で約24時間乾燥した。更に、その後、こ
のものを80℃で乾燥し、縦×横×高さが10×10×
３cmの予備成形体を得た。次に、この予備成形体
をセラミツク板上に置き、ガス炉内に挿入し、
徐々に昇温して、350℃とし、ポリウレタンフオ
ームを分解除去することにより、ガラス粉末と発
泡剤から成る混合物で構成された空隙率の大きい
中間成形体とした。その後、同じガス炉内で更に
750℃まで加熱、１時間保持し、ガラスを発泡さ
せた。その後徐冷し、本発明におけるガラス発泡
体を得た。このガラス発泡体の断面図を第２図に
示す。なお、同図において、斜線部分はガラス発
泡部分、実線で囲まれた部分は、気泡であり、点
線内は、中間成形体の連通気孔跡である。このガ
ラス発泡体の寸法は、縦×横×高さが11×11×
3.5cmであつた。この寸法は加熱前の予備成形体
の寸法とほぼ同じであつた。また、このガラス発
泡体は0.3〜1.5mm程度の独立気泡がほぼ内部まで
均一に分散した独立気泡のガラス発泡体であつ
た。なお、このガラス発泡体の嵩密度は0.15ｇ／
cm³であつた。

実施例２セル膜の存在しないポリウレタンフオームに混
合物としてのスラリーを含浸させ、余分なスラリ
ーを除去して、乾燥させる工程を３回行う以外は
実施例１と同様にして本発明にかかるガラス発泡
体を製造した。このガラス発泡体の寸法は、縦×
横×高さが10.5×10.5×3.3cmであつた。

この寸法は加熱前の成形体に比べてほぼ等しか
つた。また、このガラス発泡体は、0.5〜1.5mm程
度の連通気泡がほぼ内部まで均一に分散したガラ
ス発泡体であつた。また、このガラス発泡体の嵩
密度は0.12ｇ／cm³であつた。

この様にガラス発泡体が実施例１で得られたも
のと異なり、連通気泡を有し、嵩密度が低いとい
うことは、前記スラリーの含浸回数が実施例１の
場合よりも少なかつたためである。

実施例３実施例１と同様にガラス粉末と発泡剤の粉末混
合体105重量部に２％ポリビニールアルコール水
溶液40重量部および水ガラス（JIS3号）５重量部
を加えて撹拌し、スラリーを調製した。このスラ
リーを実施例１と同様の構造、大きさで、セル数
のみ８個／25mmと異なるセル膜の存在しないポリ
ウレタンフオームに含浸させ、余分なスラリーを
除去した後、乾燥させた。この操作を４回繰り返
して、予備成形体を得た。この成形体の寸法は、
縦×横×高さが10×10×３cmであつた。これ以降
の工程は、実施例１と同様にしてガラス発泡体を
製造した。このガラス発泡体の寸法は、縦×横×
高さが10.5×10.5×3.5cmであり、加熱工程前の予
備成形体の寸法に比べてほぼ等しかつた。また、
このガラス発泡体は、0.5〜１mm程度の連通気泡
がほぼ内部まで均一に分散したガラス発泡体であ
つた。なお、このガラス発泡体の嵩密度は0.18
ｇ／cm³であつた。

実施例４セル膜の存在しないポリウレタンフオームに混
合物としてのスラリーを含浸させ、余分なスラリ
ーを除去して、乾燥させる工程を７回行う以外
は、実施例３と同様にして本発明にかかるガラス
発泡体を製造した。このガラス発泡体の寸法は、
縦×横×高さが11×11×3.5cmであり、加熱前の
予備成形体に比べてほぼ等しかつた。また、この
ガラス発泡体は、１mm程度の独立気泡がほぼ内部
まで均一に分散したガラス発泡体であつた。ま
た、このガラス発泡体の嵩密度は、0.20ｇ／cm³で
あつた。

この様にガラス発泡体が実施例３で得られたも
のと異なり、独立気泡を有し、嵩密度が高いとい
うことは、前記スラリーの含浸回数が実施例３の
場合よりも多かつたためである。

実施例５実施例１と同様のガラス粉末と発泡剤の混合体
粉末に２％ポリビニールアルコール水溶液35重量
部および水ガラス（JIS3号）５重量部を加えて撹
拌し、スラリーを調製した。内部に空孔を有する
有機質発泡体として、軟質ウレタンフオーム（密
度0.02ｇ／cm³セル数30個／25mm）を用いて、上記
スラリーを該軟質ウレタンフオームに含浸させ、
軟質ウレタンフオームの隙間に埋め込んだ後、乾
燥させて、実施例１と同じ寸法の予備成形体を製
造した。これ以降のガラス発泡体を製造する工程
は、実施例１と同様にして行なつた。得られたガ
ラス発泡体の寸法は、縦×横×高さが11×11×
3.5cmであり、加熱工程前の予備成形体の寸法に
比べてほぼ等しかつた。また、このガラス発泡体
は0.5〜１mm程度の独立気泡が、ほぼ内部まで均
一に分散したガラス発泡体であつた。なお、この
ガラス発泡体の嵩密度は0.21ｇ／cm³であつた。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例を示し、第１図は実施例
１におけるセル膜の存在しないポリウレタンフオ
ームの端面、第２図は実施例１で得られたガラス
発泡体の断面を示す。１……ポリウレタンフオームの骨格、２……空
孔、３……ガラス発泡部、４……中間成形体の連
通気孔跡。

Claims

【特許請求の範囲】

１内部に空孔を有する有機質構造体の骨格に、
ガラス粉末と発泡剤とから成る混合物を付着せし
めて予備成形体を形成せしめる第１工程と、これ
らを加熱して上記骨格を除去すると共に上記混合
物から成り連通気孔を有する中間成形体を形成せ
しめる第二工程と、更にこれらを高温に加熱して
上記混合物を発泡せしめる第三工程とよりなるこ
とを特徴とするガラス発泡体の製造方法。