(57)【要約】【課題】高い可視光の光透過率を有しつつ、赤外光の光透過率が抑制され、透明性と断熱性とを両立したガラスブロックを提供する。【解決手段】  本発明のガラスブロックの製造方法は、質量％でＦｅ２Ｏ３を０．０１〜０．１％含有する硼珪酸ガラスとなるようガラス原料を調合し、１６００〜１７００℃で溶融し、溶融されたガラスを中空箱形状に成形し、厚み６ｍｍにおける、波長５５０ｎｍにおける光透過率が９０％以上、波長１１００ｎｍにおける光透過率が８８％以下であるガラスブロックを得ることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％表示の酸化物換算でＦｅ２Ｏ３を０．０１〜０．１％含有する硼珪酸ガラスとなるようガラス原料を調合し、
前記ガラス原料を１６００〜１７００℃で溶融し、
溶融されたガラスを中空箱形状に成形して、
厚み６ｍｍにおける、波長５５０ｎｍにおける光透過率が９０％以上、波長１１００ｎｍにおける光透過率が８８％以下であるガラスブロックを得ることを特徴とするガラスブロックの製造方法。
【請求項２】
質量％でＳｉＯ2  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｃｌ２  ０〜１％を含有する硼珪酸ガラスとなるよう前記ガラス原料を調合することを特徴とする請求項１に記載のガラスブロックの製造方法。
【請求項３】
３０〜３８０℃における熱膨張係数が３０〜４０×１０−７／℃であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラスブロックの製造方法。
【請求項４】
ＪＩＳ  Ｒ  ３５０２に基づいて測定したアルカリ溶出量が０．１ｍｇ以下であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のガラスブロックの製造方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載のガラスブロックの製造方法で製造されたガラスブロック。
【請求項６】
質量％表示の酸化物換算でＦｅ２Ｏ３  ０．０１〜０．１％  ＳｉＯ2  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｃｌ２  ０〜１％を含有し、
中空箱形状を成し、
厚み６ｍｍにおける、波長５５０ｎｍにおける光透過率が９０％以上、波長１１００ｎｍにおける光透過率が８８％以下であることを特徴とするガラスブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の壁材として使用されるガラスブロック、特に遮温性能を有するガラスブロックおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の外装材や内装材としてガラスブロックが広く使用されている。このようなガラスブロックは、一般的に中空の箱型形状を有しており、断熱性、遮音性および透光性に優れているため、上述建材用途として好適である。
【０００３】
このようなガラスブロックの分野では、ガラスブロックの機械的強度、防火性能、透明性等を向上するべく、種々の技術開発が行われている（例えば、特許文献１）。特許文献１のガラスブロックでは、透明性や外観品位を向上するべく、ガラス組成が規制されている。具体的には、特許文献１のガラスブロックでは、アルカリ金属酸化物の含有量を制限することによって、ガラスブロック外表面の劣化（いわゆる、ガラスのくもり）を抑制している。また、特許文献１のガラスブロックでは、Ｆｅ２Ｏ３の含有量を制限することによって、ガラスの着色を抑制し、透明性を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３７１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のようにＦｅ２Ｏ３の含有量を下げると、ガラスの可視光透過率が上昇するとともに赤外光の光透過率まで上昇してしまう。赤外光の光透過率が上昇すると、例えば、夏季の好天時等に、外部からの赤外光がガラスブロックを透して室内に透過しやすくなり、室内温度が高くなり過ぎてしまう場合がある。また、冬季に室内でストーブ等の暖房器具を使用した際、暖房器具から発せられる熱線がガラスブロックを透して外部に漏れてしまい、室内の暖房効率が低下する場合がある。このように、従来のガラスブロックには改良の余地が残されていた。
【０００６】
本発明の目的は、高い可視光の光透過率を有しつつ、赤外光の光透過率が抑制され、透明性と断熱性とを両立したガラスブロックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のガラスブロックの製造方法は、質量％でＦｅ２Ｏ３を０．０１〜０．１％含有する硼珪酸ガラスとなるようガラス原料を調合し、ガラス原料を１６００〜１７００℃で溶融し、溶融されたガラスを中空箱形状に成形し、厚み６ｍｍにおける、波長５５０ｎｍにおける光透過率が９０％以上、波長１１００ｎｍにおける光透過率が８８％以下であるガラスブロックを得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明によれば、ガラスの組成および溶融条件が適切に規制されているため、可視領域（波長５５０ｎｍ）において高い光透過率を有しつつ、赤外領域（波長１１００ｎｍ）における光透過率が抑制されたガラスブロックを得ることができる。すなわち、透明性と断熱性とを両立したガラスブロックを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のガラスブロックの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係るガラスブロック１０について説明する。なお、以下の各成分の含有範囲の説明において、％表示は質量％を指す。
【００１１】
本発明のガラスブロック１０は、質量％表示の酸化物換算でＦｅ２Ｏ３を０．０１〜０．１％含有する硼珪酸ガラスとなるよう調合したガラス原料を、１６００〜１７００℃で溶融し、溶融されたガラス原料を中空箱形状に成形して得られる。
【００１２】
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラスの光透過率を調整する成分である。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、０．０１〜０．１％であり、好ましくは０．０１〜０．０７％、さらに好ましくは０．０２〜０．０５％である。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０．０１％より少ないと、波長１１００ｎｍにおける光（赤外光）の光透過率を低減させる効果が得られ難くなる。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が０．１％より多いと、波長５５０ｎｍにおける光（可視光）の光透過率が低下しやすくなる。
【００１３】
なお、波長１１００ｎｍにおける光透過率はガラス中のＦｅの価数に応じて変化する。より詳細には、ガラス中の全Ｆｅに占めるＦｅ２＋の存在割合が増加すると、赤外領域の光透過率が低下する。したがって、ガラスブロックの赤外領域の光透過率は、Ｆｅ２Ｏ３の含有量だけでなく、ガラス原料を溶融する際の還元条件にも影響を受ける。このような観点から、本発明ではガラス原料を、１６００〜１７００℃と高い温度で溶融することによって溶融炉内を還元雰囲気とし、波長１１００ｎｍにおける光透過率を良好に低減している。なお、溶融時に還元雰囲気を作るために、例えばカーボンなどの還元剤を添加しても良い。
【００１４】
硼珪酸ガラスは、ソーダ石灰ガラス等の一般にガラスブロックに使用されているガラスに比べて機械的強度や耐熱衝撃性に優れる。そして、本発明のガラスブロック１０は、硼珪酸ガラスから成るため、建材用途に適している。
【００１５】
建材用途のガラスブロックには、高い耐候性、および化学的耐久性が要求される。すなわち、アルカリ溶出量が少ないことが要求される。また、施工後にガラスブロックが大きく膨張または収縮すると周囲の目地や壁からの応力受ける等して破損するおそれがあるため、熱膨張係数が低いことが要求される。また、ガラス原料の溶解が容易であることが要求される。これらの要求を満たすために、本発明のガラスブロック１０は、質量％でＳｉＯ２  ７５〜８５％、Ａｌ２Ｏ３  ０〜５％、Ｂ２Ｏ３  １０〜２０％、Ｎａ２Ｏ  １〜１０％、Ｋ２Ｏ  ０〜５％、Ｃｌ２  ０〜１％を含有することが好ましい。
【００１６】
ＳｉＯ２は、ガラスの骨格構造を形成する主要成分であり、アルカリ溶出量および熱膨張係数を下げる作用がある。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは７５〜８５％であり、より好ましくは７７〜８３％、さらに好ましくは７７〜８０％である。ＳｉＯ２の含有量が７５％より少ないと、耐水性が低下してアルカリ溶出量が増加したり、熱膨張係数が高くなる。また、ＳｉＯ２の含有量が８５％より多くなると、ガラスの高温粘度が上昇して溶融し難くなる。
【００１７】
Ａｌ２Ｏ３は、ガラスの化学的耐久性を向上させる成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜５％であり、より好ましくは１〜４％、さらに好ましくは１．５〜３％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が５％より多くなるとガラスが溶融し難くなる。
【００１８】
Ｂ２Ｏ３は、ガラス構成成分であり、熱膨張係数を変化させずに、ガラスの高温粘度を下げる働きがある。Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは１０〜２０％であり、より好ましくは１１〜１８％、さらに好ましくは１２〜１６％である。Ｂ２Ｏ３の含有量が１０％より少ないと、ガラスの粘度を下げる効果が小さくなる。また、Ｂ２Ｏ３の含有量が２０％より多いと、耐候性が悪化しやすい。
【００１９】
Ｎａ２Ｏは、ガラスの高温粘度を下げたり、熱膨張係数を調整したりする効果のある成分である。Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは１〜１０％であり、より好ましくは２〜８％、さらに好ましくは３〜６％である。Ｎａ２Ｏの含有量が１％より少ないと、高温粘度を下げる効果が得られ難くなる。また、Ｎａ２Ｏの含有量が１０％より多いと、熱膨張係数が高くなり、また、アルカリ溶出量が多くなりやすい。
【００２０】
Ｃｌ２は、泡切れを良くして溶解性を向上させる働きを有する成分である。Ｃｌ２の含有量は、好ましくは０〜２％であり、より好ましくは０．０１〜１％、さらに好ましくは０．０１〜０．３％である。Ｃｌ２の含有量が２％より多くなると、清澄効果が殆ど向上しなくなるため、経済的でない。
【００２１】
なお、本発明で使用するガラスには、上記以外の成分としてＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｋ２Ｏ等を合量で１０％以下含有させることができる。
【００２２】
本発明のガラスブロック１０は、上記ガラス組成となるよう調合されたガラス原料を１６００〜１７００℃で溶融し、プレス成形等によって中空箱状に成形して得られる。なお、溶融方法および成形方法は従来周知の任意の手法を用いて良い。
【００２３】
図１は、本発明のガラスブロック１０の斜視図を示すものである。ガラスブロック１０は、有底無蓋の箱型形状を有する２つのガラス成形体１０ａ、１０ｂの開放端縁が融着一体化され構成される。ガラスブロック１０は、１９０×１９０×９５ｍｍの寸法を有しており、表面の平均肉厚は、８ｍｍである。なお、上記ガラスブロック１０の構成は一例であり、本発明のガラスブロック１０は中空箱状であれば任意の形態で構成されて良い。
【００２４】
本発明のガラスブロック１０は、ガラスの厚みを６ｍｍとした場合の、波長５５０ｎｍにおける光透過率が９０％以上、波長１１００ｎｍにおける光透過率が８８％以下である。ガラスブロック１０の光透過率特性を上記範囲とすれば、高い可視光透過性を得つつ、熱線の透過を抑制することができる。すなわち、高い美観性を有しつつ、室内を良好に断熱することができる。なお、波長５５０ｎｍにおける光透過率は、好ましくは９１％以上であり、より好ましくは９２％以上である。また、波長１１００ｎｍにおける光透過率は、好ましくは８７％以下であり、より好ましくは８６％以下である。
【００２５】
本発明のガラスブロック１０は、３０〜３８０℃におけるガラスの熱膨張係数が好ましくは３０〜４０×１０-７／℃であり、より好ましくは３２〜３８×１０-７／℃、さらに好ましくは３３〜３６×１０-７／℃である。ガラスの熱膨張係数を上記範囲とすれば、ガラスブロック１０の熱膨張を抑制し、建材用途として十分な耐熱衝撃性を得られる。より詳細には、ガラスブロックが火災等で熱を受けた場合に、ガラスブロックが膨張して周囲の目地や壁から受ける応力を低減することができ、当該応力に因る破損を防止することができる。また、全体が不均一に加熱された場合に、ガラスブロック中で温度差が生じることによって発生する歪を低減することができ、当該歪に因る破損を防止することができる。熱膨張係数が４０×１０-7／℃よりも高いと、上述の応力や歪によりガラスブロックが破損しやすくなる。
【００２６】
石英ガラスや、ＴｉＯ2−ＳｉＯ2系ガラス等の熱膨張係数が３０×１０-７／℃よりも低いガラスは、ベルヌーイ法やゾルゲル法等の特殊な製造方法を用いる必要があるため製造コストが高くなるという問題がある。一方、本願発明のガラスブロック１０は、上述の組成のガラスから成り、熱膨張係数が３０〜４０×１０-７／℃程度であるために、一般的なガラスの製造方法を用いて容易に製造することができ、経済的である。
【００２７】
また、本発明のガラスブロック１０は、透光面の面積が６００ｃｍ２以下であることが好ましい。ガラスブロック１０は、厚さに対する透光面の面積が小さいほど、透光面に垂直な方向への応力がかかり難くなる。したがって、ガラスブロック１０は、透光面の面積を６００ｃｍ２以下に制限することによって、耐熱衝撃性をさらに高くすることができる。一方、透光面の面積が６００ｃｍ2より大きく、特に１０００ｃｍ２以上であると、例えば火災時の熱によって一旦加熱されたガラスブロックが消化用水を浴びて急冷された場合等に、熱衝撃によって破損しやすくなる。
【００２８】
本発明のガラスブロック１０は、ＪＩＳ  Ｒ  ３５０２に基づいて測定したアルカリ溶出量が好ましくは０．１０ｍｇ以下であり、より好ましくは０．０７ｍｇ以下、さらに好ましくは０．０５ｍｇ以下である。アルカリ溶出量が０．１０ｍｇ以下であれば、建材用途として十分な耐候性を得られる。ガラスのアルカリ溶出量が０．１０ｍｇより多いと、ガラスブロックの耐候性が低下し、不透明になりやすくなる。より詳細には、ガラスのアルカリ溶出量が０．１０ｍｇより多いと、例えばガラスブロックを寒冷地で使用し、ガラスブロックの内面に結露が発生した際等に、結露によって、ガラスからアルカリ成分が溶出しやすくなる。そして、アルカリ成分が溶出した後に結露水分が揮発すると、ガラスブロック表面でアルカリ化合物が析出するため、ガラスブロックが白濁して透明性が低下してしまう。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明のガラスブロックを実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、表１は、本実施例にて使用する試料ガラスの組成を示している。表１に示す試料Ｎｏ．１〜４は本発明の実施例を、試料Ｎｏ．５は比較例を各々示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
先ず、表１に記載のガラス組成となるよう試料毎にガラス原料を調合し、溶融した。なお、試料Ｎｏ．１〜４については１６５０℃で１２時間溶融し、試料Ｎｏ．５については１４５０℃で１２時間溶融した。次いで、得られた溶融ガラスから有底無蓋の箱型形状のガラス成形体をプレス成形し、２つの成形体の各開放端縁を融着一体化した。その後、一体化された成形体を５５０℃で徐冷した後、室温まで冷却してガラスブロック試料を得た。得られたガラスブロック試料は１９０×１９０×９５ｍｍの寸法を有し、表面の平均肉厚が８ｍｍである。
【００３２】
上記のようにして得た各試料ガラスについて、下記特性の測定を行った。
【００３３】
密度はアルキメデス法によって測定を行った。熱膨張係数はＤｉｌａｔｏメーターによって３０〜３８０℃の範囲の平均線熱膨張係数を測定した。歪点および徐冷点はＡＳＴＭ  Ｃ  ３３６に記載の方法に準拠して測定を行った。軟化点は、ＡＳＴＭ  Ｃ  ３３８に記載の方法に準拠して測定を行った。アルカリ溶出量はＪＩＳ  Ｒ  ３５０２に記載の方法に準拠して測定した。波長５５０ｎｍと１１００ｎｍの光透過率は、島津製作所製分光光度計ＵＶ３１００ＰＣを用いて測定した。なお、光透過率の測定の際にはガラスブロック試料を厚み６．０ｍｍの板状に切り出し、当該板状試料を用いて測定した。
【００３４】
表１から明らかなように、本発明の実施例である試料Ｎｏ．１〜４は、何れも可視領域の光透過率が９２％と高く、尚且つ赤外領域の光透過率が８６％と低く抑制されていた。一方、本発明の比較例である試料Ｎｏ．５は、赤外領域および可視光の透過率の双方が大幅に低下していた。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のガラスブロックは、建物の外壁等として有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガラスブロック
１０ａ、１０ｂ  ガラス成形体
【図１】
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