JPH04305030A - 泡ガラス成形体の製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軽量で断熱性に富み、建
材、断熱材等として適用される泡ガラス成形体を容易な
手段、かつ低コストで製造する方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】泡ガラス粒を成形枠内に充填
し、加熱して相互に融着、一体化することにより板状、
ブロック状などの成形体とすることは公知である。しか
し泡ガラス粒を表面融着する程度に加熱温度、時間を抑
えた場合は泡ガラス粒間間隙が通孔として残留し、熱の
移動を充分抑制することができず、すなわち断熱材とし
ての性能が損なわれる。また雨滴等の水が浸透し易く、
更にその水が氷結した際には膨張して局部亀裂を起生し
、甚だしいときには破損に至らしめる等、外壁材としも
採用し難い。他方泡ガラス粒相互を充分密着せしめるべ
く加熱温度、時間を掛けると、泡ガラス粒の軟化が著し
くなり粒内の気孔も圧潰され、軽量断熱性が損なわれ易
い。

【０００３】公知技術において、特開昭５９−１９５５
４３　号には、天然ガラス質発泡粒の粒間に泡ガラス発
泡相を充填した複合ガラス成形体に関し、その製造手段
として成形枠内に天然ガラス質発泡粒と、その粒間にガ
ラス粉および発泡剤を充填し、これらを加熱すること、
あるいは予め天然ガラス質発泡粒表面にガラス粉および
発泡剤を被着せしめたうえでこれを加熱すること等が開
示されているが、泡ガラス発泡相を効率よく均一発泡さ
せるには高度の熱処理技術を必要とし、殊に成形体厚み
が厚い場合は天然ガラス質発泡粒が断熱相として作用し
発泡相の均一発泡を阻害する等発泡相が天然ガラス質発
泡粒間を効果的に充填した状態とはならず、ときにボイ
ドと称する空洞を生じたりする。

【０００４】本発明の目的の一つは前記従来技術の欠点
を排除した泡ガラス成形体の製法を提供することにある
。泡ガラス成形体は一般的にはガラス粉と発泡剤を主原
料として混合し、これら混合物を型枠に投入し、加熱炉
に導いて熱処理、発泡せしめて製造するのが常套手段で
あるが、このようにして得られた泡ガラス成形体は、そ
の利用が近年とみに高まり、生産量も急増する一方、製
造、加工に際して生ずる泡ガラス成形体の屑の量も増大
している。

【０００５】従来前記屑は、微粉砕して再度泡ガラス成
形体原料として新たなガラス粉と混合して用いる等の再
利用手段が講じられていたが、粉砕に高コストを要した
り、前記屑自体、既にガラスと発泡剤成分、例えば炭酸
カルシウム発泡剤におけるカルシウム分との反応により
ガラスが変質し、すなわち軟化温度が上昇し、あるいは
珪酸カルシウム結晶が析出したりして再発泡が困難とな
り、または再発泡温度が上昇するなどの弊害があって有
効な手段は見出されていない状況にある。

【０００６】本発明の他の目的は前記泡ガラス成形体の
屑を有効に活用する手段を提供することにある。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明は泡ガラス成形
体の製法に関し、粒径０．５　ｍｍ〜数ｍｍの泡ガラス
粒１重量部と、それと同等以下の粒径、軟化温度を有す
るガラス粉粒０．１　〜０．７　重量部とを含む均一混
合物を成形枠に投入し、加熱炉内で前記ガラス粉粒の軟
化温度（粘度が１０７．６５ポイズに相当）　以上、流
動温度（１０５ポイズに相当）　未満の温度範囲で熱処
理し、相互融着、一体化せしめること、さらに成形枠に
泡ガラス粒とガラス粉粒とを含む泡ガラス層原料と、ガ
ラス粒からなる緻密ガラス層との少なくとも２層を積層
投入し、熱処理により一体化せしめること、加えて上下
に並行して走行する一対の耐熱ベルト間に泡ガラス原料
層を投入し、またはこれと緻密ガラス原料層を含む少な
くとも２層を積層投入し、そのまま加熱炉に導き熱処理
すること、さらに加えて前記泡ガラス粒、あるいは更に
ガラス粉粒の原料が、元の泡ガラス成形体の破砕屑であ
ることからなる。

【０００８】従来一般的には、泡ガラス成形体は通常の
ソーダ石灰系等のガラス粉、発泡剤、またはこれに耐熱
無機粉、顔料を混合したものを成形枠に投入し、熱処理
、発泡させて泡径数十〜数百μｍ　、かさ比重０．３　
〜１．５　程度に適宜調製して形成し、これを必要に応
じ所望サイズ、形状に裁断、加工して製品とする。その
際泡ガラス塊状屑が生ずるが、本発明においてはこれを
適宜粒径に破砕して原料、すなわち泡ガラス粒とするも
のである。

【０００９】勿論公知の手段で、例えば前記原料を結合
剤とともに粒状に成形しこれを回転キルン内で加熱発泡
して泡ガラス粒とすることもできるが、低廉な前記屑の
利用が望ましい。

【００１０】前記泡ガラス粒の粒径は０．５　ｍｍ〜数
ｍｍとするもので、０．５ｍｍ　より小サイズであると
ガラス質多泡粒に内在する気泡自体が破砕されて製品の
断熱、軽量性等の特性を喪失し易く、他方、例えば６ｍ
ｍ以上の大サイズであると粒間間隙も粗大となって製品
に吸水、通水性を生じ易い。

【００１１】ガラス粉粒は、その軟化温度を前記泡ガラ
ス粒の軟化温度と同等またはそれ以下のものを採用する
。すなわちガラス粉粒の軟化温度が泡ガラス粒のそれよ
り高いと、熱処理に際してガラス粉粒が軟化し流動性を
帯びる以前に泡ガラス粒自体が軟化変形し、多泡性が損
なわれ、緻密化し、軽量断熱性が損なわれる。

【００１２】さらに該ガラス粉粒は粒径を泡ガラス粒と
同等以下とすることにより、熱処理に際して泡ガラス粒
の粒間間隙に介在し、これらを良好に接着せしめるもの
である。

【００１３】前記泡ガラス粒およびガラス粉粒は充分混
合したうえで成形枠に投入し、ガラス粉粒が軟化し流動
性を帯びる温度まで、すなわちガラス粉粒の軟化温度（
　粘度において１０７．６５ポイズ、ソーダ石灰系ガラ
スの場合７００　〜７５０　℃程度）　以上、かつ流動
温度（　粘度において１０５　ポイズ、ソーダ石灰系ガ
ラスの場合９００　℃前後ないし９３０　℃程度）　未
満で熱処理するもので、好適には粘度が１０６　ポイズ
付近、ソーダ石灰系ガラスの場合８００　〜８５０　℃
で熱処理すればよく、格別高度な加熱制御技術を要さな
い。かくして得られた泡ガラス成形体は耐吸水性におい
て良好で、曲げ強度等においても申し分なく、建築物の
外壁材などとして採用できる。

【００１４】添付図１において、図１Ａは泡ガラス成形
体の製造前、図１Ｂは製造後の拡大部分側断面図を例示
したものであって、１は泡ガラス成形体、２は泡ガラス
粒、３はガラス粉粒、３’はガラス粉粒が融着した後の
ガラス相である。なお図１Ａ中４は成形枠の一端を示し
、図１Ｂ中２’は粒間空孔を示す。

【００１５】泡ガラス成形体において泡ガラス層と緻密
ガラス層の２層を形成するには、前記した如く泡ガラス
粒とガラス粉粒の混合物を成形枠、または上下に並行し
て走行する一対の無端耐熱ベルト間に投入した後、その
上にガラス粉粒、あるいはこれと各種彩色性の無機顔料
との混合物を投入し、前者においては成形枠ごと熱処理
炉内に配置し、後者においては耐熱ベルトによりそのま
ま熱処理炉に導いて加熱処理すればよく、３層以上の積
層においても同様な操作で行える。

【００１６】

【実施例】以下本発明を実施例を基に説明する。 〔実施例１、比較例および参考例〕泡ガラス粒およびガ
ラス粉粒原料として元のソーダ石灰系の泡ガラス成形体
、詳しくは積層泡ガラス成形体の製造加工の際に生じた
塊状屑を用いた。該塊状屑は全体厚み３０ｍｍ、全体か
さ比重１．１１で、緻密ガラス層が厚み２ｍｍ、比重２
．６　、赤色系着色泡ガラス層が厚み４ｍｍ、かさ比重
１．０　、ベース泡ガラス層が厚み２４ｍｍ、かさ比重
１．０　である。なおこの製品は表層が堅固なガラス層
であり、その下の着色泡ガラス層を透視できて美観を呈
し、建築物の内、外装材として好適である。その塊状屑
をインパクトクラッシャーで粉砕、篩別し径０．５　な
いし１．２ｍｍ　の範囲のものを採用した。すなわち、
緻密ガラス層をガラス粉粒原料として、着色泡ガラス層
およびベース泡ガラス層を泡ガラス粒原料として適用す
るものである。

【００１７】ガラス粉粒原料となる緻密ガラス層は、泡
ガラス粒原料を含む全体量の１６ｗｔ％（泡ガラス粒を
１００　ｗｔ％　基準として１９ｗｔ％　）　、粒径は
０．５　ないし１．２ｍｍ　であり、泡ガラス粒原料と
なる赤色着色泡ガラス層およびベース泡ガラス層は全体
量の８４ｗｔ％　、粒径は前記同様の０．５　ないし１
．２　ｍｍであり、これにより泡ガラス成形体原料、詳
しくは後述する新たな積層泡ガラス成形体のベース泡ガ
ラス層原料が構成される。

【００１８】なお前記元の積層泡ガラス成形体の緻密ガ
ラス層、着色泡ガラス層、ベース泡ガラス層とも同一の
ソーダ石灰ガラスを使用しており、着色泡ガラス層は着
色原料としての酸化鉄等を若干量含み、さらに着色泡ガ
ラス層、ベース泡ガラス層とも炭酸カルシウム発泡剤の
残査であるカルシウム分が含まれる。これらカルシウム
分はさらにガラス中のシリカ分と反応して微細な珪酸カ
ルシウム結晶を析出せしめ、従って当該ソーダ石灰ガラ
スの軟化温度が７２０　℃であるのに対し、両泡ガラス
層の見掛けの軟化温度はそれより数度ないし数十度上昇
しており、他方緻密ガラス層はこれら発泡剤等の影響を
受けることがないので軟化温度に変化はない。すなわち
原料泡ガラス粒はガラス粉粒に比べ必然的に高軟化温度
となる。

【００１９】これら泡ガラス粒およびガラス粉粒は前記
粉砕、篩別段階で均一混合され、改めて混合操作をする
必要がないので都合がよい。成形枠に前記混合物を投入
してベース泡ガラス原料の層と為し、次いで１５０　メ
ッシュ以下に粉砕したソーダ石灰系ガラス粉、炭酸カル
シウム発泡剤、および酸化鉄系赤色着色剤微粉を混合調
製した着色泡ガラス原料層を積層投入し、更に粒径０．
３　ないし２ｍｍからなるソーダ石灰系の無色透明ガラ
ス粒を積層投入した（　実施例１）　。

【００２０】比較のために元の積層泡ガラス成形体の屑
のうち、緻密ガラス層を予め剥離除去し、着色泡ガラス
層およびベース泡ガラス層を実施例同様に粉砕篩別して
ベース泡ガラス原料と為し、これを成形枠に投入し、後
は実施例同様に着色泡ガラス原料層、無色透明ガラス粒
を積層投入した（　比較例）　。

【００２１】以下いずれも同様に成形枠ごと電気加熱炉
に導き、８００　ないし８５０　℃まで昇温し、２０分
保持後５℃／　分前後の降温速度で徐冷し、新たな積層
泡ガラス成形体を得た。

【００２２】なお実施例１は図２の部分側断面図に参照
されるように、緻密ガラス層５は厚み２ｍｍ、比重２．
６　、着色泡ガラス層６は厚み４ｍｍ、かさ比重１．０
　、ベース泡ガラス層７は厚み２４ｍｍ、かさ比重１．
２５で、全体かさ比重は１．３１である。比較例１は実
施例１と略同様であり、ただしベース泡ガラス層のかさ
比重が１．１５である点、全体かさ比重が１．２３であ
る点において実施例１と若干異なる。

【００２３】これら本発明の積層泡ガラス成形体、比較
例の積層泡ガラス成形体、元の積層泡ガラス成形体（　
参考例）　について通常の測定手段で１点荷重、２点支
持による曲げ強度〔サンプルサイズ１００ｍｍ　×５０
ｍｍ×３０ｍｍ（　厚み）　〕、常温下水中２４時間浸
漬後の吸水率〔サンプルサイズ同上〕を測定した。結果
は図３のグラフに縦軸に曲げ強度（ｋｇ／ｃｍ２）　、
横軸に吸水率（　ｗｔ％　）　であらわす。

【００２４】図示から明らかなとおり、本発明実施例の
ものは曲げ強度において優れ、吸水率においても元の積
層泡ガラス成形体（　参考例）　と遜色ない。他方比較
例のものはベース泡ガラス層の融着が未だ充分とはいえ
ず、曲げ強度において参考例に劣り、吸水率においては
粒間に通水性があると推察され、参考例と対比して格段
と劣るものであった。

【００２５】〔実施例２〕元の積層泡ガラス成形体の緻
密ガラス層の厚みが２ｍｍ、比重が２．６　であり、着
色泡ガラス層およびベース泡ガラス層の厚みが８ｍｍ、
かさ比重が１．０　である。これを実施例１同様に粉砕
した。該粉砕屑中のガラス粉粒原料は泡ガラス粒原料の
重量１００　ｗｔ％　を基準として６５ｗｔ％　に達す
る。該粉砕屑をベース泡ガラス層原料として採用し、実
施例１と全く同様に調製、成形枠への投入、熱処理して
積層泡ガラス成形体とし　（全体厚み３０ｍｍ、そのか
さ比重１．３５、ベース泡ガラス層の厚み２４ｍｍ、そ
のかさ比重１．３０）　、前記同様に曲げ強度、吸水率
を測定したところ図３に示す結果を得、強度、耐吸水性
とも良好であった。

【００２６】〔実施例３〕元の積層泡ガラス成形体の緻
密ガラス層の厚みが２ｍｍ、比重が２．６　であり、着
色泡ガラス層およびベース泡ガラス層の厚みが３８ｍｍ
、かさ比重が１．０　である。これを実施例１同様に粉
砕した。該粉砕屑中のガラス粉粒原料は泡ガラス粒原料
の重量１００　ｗｔ％　を基準として１４ｗｔ％　であ
る。該粉砕屑を用いて実施例１同様に調製、成形枠への
投入、熱処理して積層泡ガラス成形体とし　（全体厚み
３０ｍｍ、そのかさ比重１．２８、ベース泡ガラス層の
厚み２４ｍｍ、そのかさ比重１．２２）　、前記同様に
曲げ強度、吸水率を測定したところ図３に示す結果を得
、強度、耐吸水性とも参考例と遜色がない。

【００２７】〔実施例４〕元の積層泡ガラス成形体は実
施例１同様で、緻密ガラス層の厚みが２ｍｍ、比重が２
．６　であり、着色泡ガラス層およびベース泡ガラス層
の厚みが２８ｍｍ、かさ比重が１．０　である。これを
粉砕、篩別して径１ｍｍないし５ｍｍのものを採用した
。この粉砕屑のガラス粉粒原料は泡ガラス粒原料の重量
を基準として１９ｗｔ％　である。該粉砕屑を用いて実
施例１同様に調製、成形枠への投入、熱処理して積層泡
ガラス成形体とし　（全体厚み３０ｍｍ、そのかさ比重
１．２７、ベース泡ガラス層の厚み２４ｍｍ、そのかさ
比重１．２０）　、前記同様に曲げ強度、吸水率を測定
したところ図３に示す結果を得、強度、耐吸水性とも良
好であった。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、泡ガラス成形体の成形
加工の際に生ずる屑を用いて簡単な方法で容易かつ安価
に新たな泡ガラス成形体を製造でき、機械的強度、耐吸
水性等においても元の泡ガラス成形体と遜色なく、建材
、家具、什器素材としてきわめて有用であるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１Ａは本発明にかかる泡ガラス成形体の熱処
理前の拡大部分側断面図、図１Ｂは製品の拡大部分側断
面図である。

【図２】一実施例にかかる積層した泡ガラス成形体の部
分側断面図である。

【図３】実施例と比較例、参考例を対比した泡ガラス成
形体の曲げ強度、吸水率のグラフである。

【符号の説明】

１−−−−泡ガラス成形体 ２−−−−泡ガラス粒 ３−−−−ガラス粉粒 ３’−−ガラス相

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒径０．５　ｍｍ〜数ｍｍの泡ガラス粒１
   重量部と、それと同等以下の粒径、軟化温度を有するガ
   ラス粉粒０．１　〜０．７　重量部とを含む均一混合物
   を成形枠に投入し、加熱炉内で前記ガラス粉粒の軟化温
   度（粘度が１０７．６５ポイズに相当）　以上、流動温
   度（１０５ポイズに相当））未満の温度範囲で熱処理し
   、相互融着、一体化せしめることを特徴とする泡ガラス
   成形体の製法。
2. 【請求項２】成形枠に泡ガラス粒とガラス粉粒とを含む
   泡ガラス原料層と、ガラス粒からなる緻密ガラス原料層
   との少なくとも２層を積層投入し、熱処理により一体化
   せしめることを特徴とする請求項１記載の泡ガラス成形
   体の製法。
3. 【請求項３】上下に並行して走行する一対の耐熱ベルト
   間に泡ガラス原料層を投入し、またはこれと緻密ガラス
   原料層を含む少なくとも２層を積層投入し、そのまま加
   熱炉に導き熱処理することを特徴とする請求項１または
   ２記載の泡ガラス成形体の製法。
4. 【請求項４】泡ガラス粒、あるいは更にガラス粉粒の原
   料が、元の泡ガラス成形体の破砕屑であることを特徴と
   する請求項１ないし３記載の泡ガラス成形体の製法。