JP4631491B2 - 軽量ガラス建材 - Google Patents
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Description
してドロマイト(MgCO3・CaCO3)粉末を配合することにより製造される泡ガラ
スが知られており(例えば、特許文献1参照)、また、この泡ガラスを利用した断熱軽量
外装材として、発泡層(嵩密度0.3〜0.6)、中間層(嵩密度1.0〜1.7)及び
緻密ガラス層を積層成型し、加圧下で一体焼成した積層泡ガラスが知られている(例えば
、特許文献2参照)。
ス中の発泡材を中心としてガラスが破損するという問題を解消すべく、予め発泡させたガ
ラス発泡粒の周りを粘土及びガラスから成るコーティング材で被覆した後、加圧乾式成形
して焼成した軽量焼成体(例えば、特許文献3参照)や、ガラス粉末を原料とした発泡ガ
ラスにおいて、結晶化防止剤としての水ガラス系混和剤や、凍害防止剤としての珪酸カル
シューム系材料(ALC等)を添加した耐凍害性軽量断熱建材(例えば、特許文献4参照
)が知られている。
的高温で処理する必要があり、また、凍害問題が依然として生じるという問題がある。
度の発泡ガラスであるため、強度確保のため嵩比重1.0〜2.0程度は要する壁・床材
用のガラスとして用いることができないという問題がある。
体を原料とする軽量ガラス建材であって、ALC粉末が添加されていると、耐凍害性に優
れた軽量ガラス建材を提供することができることを見出した。
量%以上含むと、耐凍害性、焼成時の発泡性を良くすることができることを見出した。
トである。
は、板ガラス(フロートガラス、型板ガラス、網入りガラス、Low−Eガラス、鏡等)
、ビンガラス(色ガラスを含む)及び蛍光灯ガラス等のソーダ石灰系ガラスであればよい
。また、建築解体廃ガラス、市中流通廃ガラス及び工場循環カレット等若干の不純物を含
むものであってもよい。
ス片を作成し(ステップS2)、破砕された廃ガラス材(ガラス粉)から夾雑物を除去し
、ガラス粉の粒度調製を行って粗粉Gを取得する(ステップS3)。ここで粒度調整は、
分級機によってガラス原料中3350μm〜165μmが70〜50質量%、165μm
以下が30〜50質量%(合計で100質量%ガラス)となるように行われる。これは、
成形性(ダレ)や焼成亀裂防止のためである。
いう。)粉末を添加した原料Xを作成する(ステップS4)。原料X中のALC粉末は、
500μm〜74μmの粒度のものを70質量%以上含み、74μm以下の粒度のものを
30質量%以下含むように粒度調整されたものであるのが好ましい。500μm〜74μ
mの粒度のものが70質量%以下であると、得られる軽量ガラス建材は耐凍害性を有しな
いためであり、74μm以下の粒度のものを30質量%以上含むと、焼成時の発泡性の阻
害原因となるからである。
重量に対して2〜10質量%、好ましくは3〜5質量%配合されたものであるのが好まし
い。2質量%未満の場合、得られる軽量ガラス建材は耐凍害性を有しないためであり、1
0質量%を超えた場合、焼成時の発泡性が抑制され軽量化ができず、また吸水性が大きす
ぎるからである。このALC粉末の原料には、若干の不純物が入っていてもよく、例えば
、建築廃材ALCやALC製造ロス品を原料として用いてもよい。
使用してもよいが、ALC粉末を配合した場合、最も耐凍害性に優れた軽量ガラス建材を
得ることができる。
ラス片を作成し(ステップS5)、これに発泡剤であるドロマイトと粉砕助剤としてのエ
チルアルコールを添加し、ボールミル又は振動ミルにて10μm以下の粒度を50質量%
以上含むように微粉砕した後(ステップS6)、上記粒径(粒度500μm〜74μmの
ものが70質量%以上)のALC粉末を添加して混合し(ステップS7)、これを軽量化
材の造粒体原料とする。
には、まず、発泡材である炭酸塩としてドロマイト(MgCO3・CaCO3)乾燥微粉
を用意し、これにガラス片を添加した後、粉砕助剤としてエチルアルコールを加えて微粉
砕し、これに得られた微粉(ガラス+ドロマイト)にALC粉末を所定量加えてこれ以上
粉砕がされないよう(ALCが微粉化するのを阻止するため)にミキサ(セメントミキサ
等)で軽く混合する。これに造粒体中の結合剤及び結晶化防止剤としての役割を果たす水
ガラスを加えたものを原料Yとする。原料Y中のALC粉末は、500μm〜74μmの
粒度のものを70質量%以上含み、74μm以下の粒度のものを30質量%以下含むよう
に粒度調整されたものであるのが好ましい。500μm以上の粗粒を多く含むと、得られ
る軽量ガラス建材は耐凍害性を有しないためであり、74μm以下の粒度のものを30質
量%以上含むと、焼成時の発泡性の阻害原因となるからである。
%、好ましくは、2〜5質量%配合されたものであるのが好ましい。12質量%を超えた
場合、焼成時の発泡性が抑制され軽量化ができず、また吸水性が大きすぎるからである。
一方、ALC粉末が原料Xに配合されているだけでなく、0.2質量%以上原料YにもA
LC粉末が配合されていると、より優れた耐凍害性を有する軽量ガラス建材が得られるか
らである。このALC粉末の原料には、若干の不純物が入っていてもよく、例えば、建築
廃材ALCやALC製造ロス品を原料として用いてもよい。
使用してもよいが、ALC粉末を配合した場合、最も耐凍害性に優れた軽量ガラス建材を
得ることができる。
て1〜20質量%、好ましくは3〜12質量%配合されたものであるのが好ましい。1質
量%未満しか配合されていない場合、焼成時の発泡が不十分で十分な軽量化ができないか
らであり、20質量%より多く配合されている場合、発泡が過剰で嵩比重が1未満となり
、得られた軽量ガラス建材に内外壁材等に用いるのに十分な強度を与えることができず、
また吸水性が大きすぎるからである。
好ましくは5〜10質量%の範囲で含むことが望ましい。10μm以下の粒度のものを3
質量%以上、好ましくは5質量%以上含むとき、後述するステップS11において焼成し
て得られる軽量ガラス建材が成型体形状を保持しやすくなり、20質量%以下、好ましく
は10質量%以下であるとき、搬送亀裂や焼結収縮亀裂の発生を低く抑えることができる
からである。また、粗粒側の粒度については特に条件付けしないが、成型のしやすかから
粒度は粒径5mm以下とするのが好ましい。但し、意匠的な配慮からそれ以上のガラスカ
レットを配置することも出来る。この軽量ガラス建材の全配合原料の総重量に対して30
質量%以上、好ましくは50質量%配合される。30質量%未満しか配合されていない場
合、建材(内外壁材・床材)としての基本性能(強度・硬度・耐汚染性等)を満たすこと
ができないからである。
(ステップS11)、本処理を終了する。ステップS11の焼成時間は約30分、焼成温
度は約750℃〜850℃、好ましくは760℃〜820℃であることが好ましい。75
0℃より低いと、発泡が不十分で軽量化不足となり、発色不十分で色調がくすんでみえ、
ガラスの軟化不足で表面が滑らかでないからである。一方、850℃より高いと、発泡が
過剰で耐凍害性が低下し、また、焼成寸法や形状に異常が生じ、さらに、焼成炉中の棚板
、枠、メッシュベルト等を構成する耐熱金属の耐久性が低下し、炉の寿命が短くなるから
である。但し、軽量化材の添加量を多くすれば、より低温での焼成を行っても十分に発泡
をさせることができる。
ット状となったり、建材表面に亀裂が生じて割れたりする凍結融解による破壊の起こりに
くさを示す指標をいう。
水が凝固したときの建材を圧迫する力が大きくなり、凍結融解による破壊が生じやすくな
るとされている。しかしながら、上述したように、軽量ガラス建材の吸水率を若干高くす
るALC粉末を軽量ガラス建材の原料に配合した方が軽量ガラス建材は耐凍害性に優れた
ものとなる。
察すると、その気孔の壁面の一部には微小の穴が生じていることがわかった。これに対し
、ALC粉末が原料に含まれない軽量ガラス建材の表面を顕微鏡で拡大観察してみると、
その気孔の壁面に穴が生じるということはほとんどないことがわかった。
っても、開口部が小さい逆Ω型の気孔がその表面に形成される場合、表面の吸着水がその
気孔に入って氷となると、気孔中の氷には逃げがなく、その体積が増えた分軽量ガラス建
材を圧迫し、凍結融解による破壊が生じやすいと考えられる。
、軽量ガラス建材表面の気孔に吸着した水がその後氷になった場合、その体積が増えた分
は気孔の壁面に生じている穴に入り込むため、凍結融解による破壊が生じにくいと考えら
れる。
等であるため、意匠的な観点から以下に示すようなガラスとすることもできる。
(2)上記(1)の組合せにより表面層を模様化したガラス
(3)表面層にガラスの粗粒や他材料を配合したガラス
(4)表面を型によるプレスをしてレリーフ化したガラス
た後に、窓ガラスの一部を水平式ローラクラッシャーを用いて破砕してガラス片を作成す
る。
ャー破砕したものをボールミルで粉砕した。
これを湿式ボールミルを用いて微粉砕してドロマイト乾燥微粉を得る。次いで、ドロマイ
ト乾燥微粉にガラス片を添加した後、粉砕助剤としてエチルアルコールを加えたボールミ
ルにて72時間かけて10μm以下の粒度を50質量%以上含むように微粉砕したものに
、ALC粉末を混合し、造粒体中の結合剤及び結晶化防止剤としての役割を果たす水ガラ
ス(日本工業規格(JIS)K1408に準拠する3号)を粉末比17質量%となるよう
に調整した水ガラス水溶液34%を加えたものを原料Yとする。ここで、ドロマイト乾燥
微粉の配合量は原料Yの総重量に対して5質量%とし、ALC粉末の配合量nは、原料Y
の総重量に対して表1に示す割合で配合される。
造粒中に散布しながら加えられる。得られた造粒体を乾燥させ、縦型のロールクラッシャ
ーを用いて粉砕し、篩にかけることにより表1に示す粒度の軽量化材の造粒体を作成する
。ここで、表1に示される粒度は、作業粒度(篩の目のあらさ)を示すものであって、実
際の粒度分布は表2に示す粒度のものが作成される。
から夾雑物を除去し、ガラス片の粒度調製を行って最大粒度3350μm以下とする粗粉
Gを取得し、この粗粉Gに原料Yに含まれるものと同じALC粉末を添加して原料Xを作
成する。原料X中のALC粉末の配合量mは、得られる軽量ガラス建材の全配合原料の総
重量に対して表1に示す割合で配合される。
ムライト・コージェライト製の棚板(1100mm×1400mm)上にセットされた成
型用金型内に散布することにより充填する。該棚板は、微粉状のアルミナなどの離型剤に
より予めコートされる。金型は、例えば厚さ1.5mmの鉄板により1区画が203mm
角となるように仕切られている。金型に充填した原料を均した後に上から0.2kg/c
m2程度の圧力でプレス成型し、充填むらや空隙がないようにした。
た。焼成条件は、毎分16℃で昇温して、最高焼成温度800度で約30分間維持し、そ
の後、毎分8℃で降温(除冷)する。
吸水率、凍結融解性(耐凍害性)を調べ、結果を表1に示した。
<曲げ強度>島津社製オートグラフを用い、荷重速度(クロスヘッドスピード)2mm/
minで行った。
<常態吸水率>水深300mmのところに試験体を48時間浸漬して重量変化を測定した
。
<凍結融解性>マルイ社製凍結融解試験機を用いJIS A 5422 7.9気中凍結水
中融解に準じて、試験体100×200mmを清水中に48時間浸漬した後、試験装置の
槽内に設置し、−20℃±3℃の気中で2時間凍結(2時間のうち降温に要する時間は1
5分とする)、+20℃±3℃の水中で1時間融解するという1サイクル3時間の試験を
行った。時々観察し、破壊に至るまでのサイクル数を記録し、600サイクルで中止した
。
実施例1〜12、参考例及び比較例1〜11は、全て嵩密度が1.0〜2.0の範囲である良好な発泡体であり、また、曲げ強度もいずれも1MP以上を有している点で良好であった。
凍害性を有する必要条件であり、原料X中のALC粉末の配合量mが、得られる軽量ガラ
ス建材の全配合原料の総重量に対して3質量%或いは5質量%であるときは(実施例1〜
8)、軽量ガラス建材が耐凍害性を有し、0質量%或いは1質量%であるときは(比較例
1〜8)、耐凍害性を有しないことがわかった。また、表1には記載していないが、原料
X中のALC粉末の配合量mは、得られる軽量ガラス建材の全配合原料の総重量に対して
2質量%未満の場合、得られる軽量ガラス建材は耐凍害性を有しないことがわかった。ま
た、10質量%を超えた場合、焼成時の発泡性が抑制され軽量化ができず、また吸水性が
大きすぎることがわかった。
の総重量に対して2〜10質量%、好ましくは3〜5質量%配合されていると、得られる
軽量ガラス建材が耐凍害性を有するようになることがわかった。
ても、原料YにはALC粉末が配合されていない場合(実施例1,5)より、原料Yにも
ALC粉末が一定量配合されている場合(実施例2〜4,6〜8)の方が耐凍害性に優れ
ている。すなわち、原料Xのみならず、原料YにもALC粉末が一定量配合されていると
き、具体的には、原料Y中のALC粉末の配合量nが、原料Yの総重量に対して2〜6質
量%であるときに、軽量ガラス建材の耐凍害性はより優れたものとなることがわかった。
また、表1には記載していないが、原料Y中のALC粉末の配合量nが、原料Yの総重量
に対して少なくとも0.2質量%以上配合されていれば、上記耐凍害性をより優れたもの
とすることができることがわかった。また、原料Yの総重量に対して12質量%を超える
と、焼成時の発泡性が抑制されて軽量化ができず、また吸水性が大きすぎることがわかっ
た。
%であるが、耐凍結融解性試験で良以上であったもののうち、実施例3,4の2つのサン
プルしかこの範囲の常態吸水率を有しておらず、残りの実施例のサンプルはこの範囲の常
態吸水率を有していなかった。一方、耐凍結融解性試験で不良であったものであっても、
比較例9に示すように、この範囲の常態吸水率を満たすサンプルがあった。
。
Claims (6)
- ガラス粉、軽量化材の造粒体を原料として、ALC粉末が添加されている軽量ガラス建材であって、前記軽量化材の造粒体は、500μm〜74μmの粒度のものを70質量%以上含み、前記ALC粉末は、前記軽量化材の造粒体以外の原料中に配合され、当該ALC粉末は、500μm〜74μmの粒度のものを70質量%以上含み、74μm以下の粒度のものを30質量%以下含むとともに、前記軽量ガラス建材の全配合原料の総重量に対して2〜10質量%配合されていることを特徴とする軽量ガラス建材。
- 前記ALC粉末は、更に前記軽量化材の造粒体中に配合されていることを特徴とする請求項1記載の軽量ガラス建材。
- 前記軽量化材の造粒体は、炭酸塩、ガラス微粉、及びALC粉末からなる粉末に水ガラスが添加されたものであって、当該ALC粉末は、前記軽量化材の造粒体の総重量に対して0.2〜12質量%配合されていることを特徴とする請求項2記載の軽量ガラス建材。
- 前記軽量化材の造粒体は、前記軽量ガラス建材の全配合原料の総重量に対して1〜20質量%配合されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の軽量ガラス建材。
- 前記ALC粉末は、建築廃材ALCやALC製造ロス品をその原料として用いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の軽量ガラス建材。
- 前記軽量ガラス建材の焼成温度は750〜850℃であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の軽量ガラス建材。
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JPH0333075A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-13 | Natl House Ind Co Ltd | 多孔質セラミック板の製法 |
JP2002179476A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-26 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 耐凍害性軽量断熱建材 |
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2005
- 2005-03-24 JP JP2005086010A patent/JP4631491B2/ja not_active Expired - Fee Related
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