(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一種又は二種以上の材質からなる薄片状、小片状または粒状のガラスを複数個用意し、耐火性容器の内壁面にセラミックスファイバーシートを載置した後、ガラスを充填し、７００〜１１００℃の温度で熱処理する建材用ガラス物品の製造方法であって、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０−７／℃以下であり、かつ波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系あるいはＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系材質のガラスを使用し、前記耐火性容器に充填したガラスをリボイルする温度範囲内で熱処理することを特徴とする建材用ガラス物品の製造方法。
【請求項２】
０．５〜５０ｍｍの大きさの薄片状、小片状または粒状のガラスを使用し、ガラス中の気孔が１０２個／ｋｇ以上、１０１２個／ｋｇ以下のガラス物品を製造することを特徴とする請求項１に記載の建材用ガラス物品の製造方法。
【請求項３】
薄片状、小片状または粒状のガラスに、予め、耐火性着色顔料粉末を混合することを特徴とする請求項１又は２に記載の建材用ガラス物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の内外装材、床材等の化粧材として使用される建材用ガラス物品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内外装材、床材等の化粧材として用いる建材用ガラス物品としては、結晶化ガラス建材が広く知られている。結晶化ガラス建材は、その意匠性から、天然石の代替品として用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、結晶化ガラス建材は、内部全体に亘って結晶が析出しており、外部からの可視光が表面近傍でほとんど反射してしまうため、ガラスよりは石材のイメージが強く、ガラスの質感に乏しかった。
【０００４】
また、結晶化ガラス建材は、先ず、熱処理して結晶が析出する特殊な専用材質を溶融窯で溶融し、水砕して粒状の結晶性ガラスを得、その結晶性ガラスを耐火性枠内に集積し、１１００℃程度の高温で熱処理し、その後、表面を研磨し、所望のサイズに切断、面取り等の加工を行うといった非常に煩雑な製造工程を経るため、非常に高価なものになってしまうという問題点を有していた。
【０００５】
上記の問題点を解決するために、ソーダ石灰ガラスからなる板ガラスやビンガラスを粗砕し、軟化流動を起こす温度で熱処理し、建材用ガラス物品を得ようとすることも試みられているが、熱処理工程における冷却時の熱衝撃や、激しい気温の変化による熱衝撃でも破損しやすいという問題点がある。
【０００６】
本発明の目的は、熱処理工程における冷却時の熱衝撃や、激しい気温の変化による熱衝撃でも破損することが無く、安価に製造でき、意匠面の光沢に優れ、ガラスの質感を持った建材用ガラス物品の製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の建材用ガラス物品の製造方法は、一種又は二種以上の材質からなる薄片状、小片状または粒状のガラスを複数個用意し、耐火性容器の内壁面にセラミックスファイバーシートを載置した後、ガラスを充填し、７００〜１１００℃の温度で熱処理する建材用ガラス物品の製造方法であって、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０−７／℃以下であり、かつ波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２系、Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系あるいはＢ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系材質のガラスを使用し、前記耐火性容器に充填したガラスをリボイルする温度範囲内で熱処理することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の建材用ガラスの製造方法は、一種又は二種以上の材質からなる薄片状、小片状または粒状のガラスを複数個用意し、耐火性容器の内壁面にセラミックスファイバーシートを載置した後、ガラスを充填し、７００〜１１００℃の温度で熱処理する建材用ガラス物品の製造方法であって、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下であるガラスを使用するため、本発明の建材用ガラス物品が、熱処理工程における冷却時の熱衝撃によって破損することが無く、安価に製造できる。即ち、本発明の建材用ガラス物品は、熱衝撃に強い熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下のガラスを用い、また、熱処理後の研磨、切断加工、面取り加工等の工程を経ずに製品が製造できるからである。
【０００９】
また、本発明の建材用ガラス物品の製造方法は、０．５〜５０ｍｍの大きさの薄片状、小片状または粒状のガラスを用いることが好ましい。即ち、ガラスが０．５ｍｍより小さいと、ガラス中の気孔が１０12個／ｋｇよりも多くなり、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５％よりも低くなるため、ガラスの質感に乏しく、また、粉砕のためにコストがかかりすぎるため経済的でなく、５０ｍｍを超えると，ガラス中の気孔が１０2個／ｋｇよりも少なくなり、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が８５％を超えてしまい、また、ガラス中の気孔が大きくなり、強度劣化を起こすためである。
【００１０】
また、薄片状、小片状または粒状のガラスに予め、耐火性着色顔料粉末を所定量混合することによって、建材用ガラス物品を着色することも可能である。
【００１１】
耐火性容器は、１１００℃以下の温度で軟化変形しない材質が好ましく、ムライト、コージエライト、アルミナセラミックス製等の耐火性容器が好適である。
【００１２】
セラミックスファイバーシートを離型材として用いるため、作業性に優れ、ガラス物品の意匠面の光沢に優れる。即ち、セラミックスファイバーシートを耐火性容器の内壁面に沿って載置するだけでよく、接着剤や水等を使って耐火性容器の内壁面に接着させる必要はなく、ガラスとセラミックスファイバーとの反応層が薄く、意匠面が光沢を有するからである。
【００１３】
セラミックスファイバーシートは、ガラス物品と耐火性容器との離型材として作用するものであれば、セラミックスファイバーの材質及び含有量、セラミックスファイバーシートの平均厚み等に関して何ら制限なく使用できるが、特にセラミックスファイバーとして主成分にアルミナ、シリカ−アルミナ又はジルコニアを含むセラミックスファイバーシートは、耐熱性が高いためガラスと反応しにくく、離型性に優れ、また、熱処理後に作成したガラス物品を取り出した後もペーパーの形状を保っているため、離型材の剥離除去がしやすく作業性に優れ、粉塵になりにくく好ましい。
【００１４】
また、セラミックスファイバーシートの平均厚さが１．０ｍｍ以下であると、ガラス物品の寸法精度が高くなるため好ましい。
【００１５】
また、セラミックスファイバーの材質、セラミックスファイバーの含有量、シートの平均厚みが異なるセラミックスファイバーシートを複数組み合わせて用いると、ガラス物品の意匠面の多様に変化させることができ好ましい。
【００１６】
また、耐火性容器の内壁面に耐火性セラミック粉末を塗布し、その上にセラミックファイバーシートを載置して用いると、離型性がさらに向上し好ましい。
【００１７】
また、本発明の建材用ガラス物品の製造方法では、７００〜１１００℃、好ましくは８００〜１０００℃で熱処理する。熱処理温度が７００℃より低いと、軟化流動が充分に行われず、機械的強度が低くなり、１１００℃を超えると、ガラス物品の気孔が少なくなり、可視光の透過率が高くなって、施工時に構造材が透けて見え、また、ガラスと、セラミックスファイバーシートとの反応性が高くなって意匠面の光沢が著しく劣化し、ガラスと耐火性容器とが融着しやすくなるため好ましくない。
【００１８】
また本発明の建材用ガラス物品の製造方法は、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下のガラスを使用するため、熱処理工程における冷却時の熱衝撃や、激しい気温の変化による熱衝撃でも破損することが無い。
【００１９】
また、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるガラスを使用すると、ガラスの質感に富んだガラス物品になりやすい。即ち、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５％より低いと、可視光が表面近傍でほとんど反射してしまうため、ガラスの質感が得られず、平均透過率が８５％を超えると、施工した際、構造材が透けて見えるためである。
【００２０】
また、本発明の建材用ガラス物品の製造方法は、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系あるいはＢ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを使用することが好ましい。即ち、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系あるいはＢ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスは、熱衝撃に強く、耐薬品性に優れているため、熱処理工程における冷却時の熱衝撃や、激しい気温の変化による熱衝撃でも破損する事が無く、耐候性に優れているからである。
【００２１】
また、本発明の建材用ガラス物品の製造方法は、ガラスがリボイルする温度範囲内で熱処理すると、ガラス片や粒の間隙によってできる気孔に加えて、リボイルによりガラス物品内部に気孔が生成されるため好ましい。ガラス内部に溶存していたガスが気孔となって現れ始める温度は、ガラスの軟化点よりも約５０℃高い温度である。熱処理温度をさらに上昇させると、それに伴い、ガラス内部での気孔の生成がさらに活発になるが、ガラスの粘度も低下するため、生成した気孔は、次第に大きくなり、浮上してガラスの外部に放出されてしまう。ここでは、ガラスがリボイルする温度範囲とは、ガラス内部に溶存していたガスが気孔となって現れ始めてからガラスの外部に放出されてしまうまでの温度範囲を指し、例えば、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスでは、約８００〜１０００℃となる。
【００２２】
【実施例】
図１に本発明の製造方法を示す概念図を、図２に本発明の製造方法で作製した建材用ガラス物品の斜視図を示す。
【００２３】
表１、２に本発明の実施例を、表３に比較例を示す。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
【表３】
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【００２７】
まず、内寸が２００×１００×１５０ｍｍのコージエライト製の耐火性容器１１の内側面１１ａ及び内底面１１ｂに、離型材としてセラミックスファイバーシート１２を載置し、次いで、その耐火性容器１１内に、表１〜３に示す材質からなる３０ｍｍ以下の小片状のガラス１３を各々充填し、表に示す温度で５時間熱処理し、実施例１〜６に示す１９７×９７×６０ｍｍのブロック状の建材用ガラス物品２０（図２）を得た。
【００２８】
図２に示す建材用ガラス物品２０は、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下のガラス２１からなり、内部に気孔２２が多数含まれている。
【００２９】
尚、使用したセラミックスファイバーシート１２は、主成分としてアルミナ−シリカを有するセラミックスファイバーが使用され、ファイバー含有量が９５％で、平均厚みは０．５ｍｍであった。
【００３０】
比較例１〜３は、離型材としてセラミックスファイバーシートを使用するかわりに、珪砂のスラリーを刷毛で塗布した以外は、実施例１と同様にして建材用ガラス物品を得た。
【００３１】
気孔量は、作製したガラス物品を約３０×３０×１０ｍｍに切断し、その重量を測定し、次いで、その中に存在する気孔数をカウントし、単位重量当たりの個数に換算して求めた。尚、比較例１の結晶化ガラス物品は、結晶が析出し、可視光が全く透過しないため、内部の気孔を観察できず、測定不能であった。３０〜３８０℃における平均熱膨張係数は理学製熱機械分析装置で測定した。波長４００〜７００ｎｍの範囲における、肉厚７ｍｍでの平均透過率は、島津製分光光度計（ＵＶ２５００ＰＣ）で、意匠面の正反射率は、島津製分光光度計（ＵＶ３１００ＰＣ）で測定した。
【００３２】
ガラス物品の意匠面の光沢は、目視により評価し、ほとんど離型材と反応せず光沢に非常に優れているものを「◎」、離型材との反応が少し見られるが、光沢が優れているものを「○」、離型材との反応が進行し、光沢が劣っているものを「×」、ほぼ全面に亘って離型材との反応が起こり、光沢が著しく劣っているものを「××」とした。
【００３３】
比較例１〜３のガラス物品は、離型材として珪砂の粉末を使用しているため、ガラスと離型材との反応が進行し、意匠面の光沢が悪く、特に比較例３は、熱処理温度が高いため、離型材と接する全面に亘って離型材が付着し、光沢が著しく劣っていた。
【００３４】
また、比較例１の結晶化ガラス物品は、熱処理工程における冷却時の破損は無かったが、結晶が析出しているため、ガラスの質感に乏しかった。比較例２は、Ｎａ2Ｏ−ＣａＯ−ＳｉＯ2系ガラスを使用しているため、熱膨張係数が高く、熱処理工程における冷却時の破損が発生した。
【００３５】
これに対し、実施例１〜６は、熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下のガラスを使用したため、熱処理工程における冷却時の破損が無く、また、離型材としてセラミックスファイバーシートを用い、１１００℃以下で熱処理したため、光沢に優れ、ガラスの質感に富んだ建材用ガラス物品となった。
【００３６】
【効果】
以上説明したように、本発明の製造方法は、熱膨張係数が７０×１０−７／℃以下のガラスを使用し、それを、セラミックスファイバーシートを載置した耐火性容器内に充填して、熱処理し製造するため、熱処理工程における冷却時の熱衝撃や、激しい気温の変化による熱衝撃でも破損することが無く、安価に製造でき、意匠面の光沢に優れガラスの質感に富んだ、内外装材あるいは床材等の化粧材として好適な建材用ガラス物品を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を示す概念図である。
【図２】本発明の建材用ガラス物品の斜視図である。
【符号の説明】
１１    耐火性容器
１１ａ  内側面
１１ｂ  内底面
１２    セラミックスファイバーシート
１３    小片状のガラス
２０    建材用ガラス物品
２１    ガラス
２２    気孔
【図１】
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【図２】
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