(57)【要約】  【課題】ガラスの断熱性能を高めることを目的に、ガラス組成はアルカリ金属酸化物成分を２０〜４０重量％含むことで素材熱伝導率を低下させ、かつ市中カレットを利用した高断熱ガラスの製造を可能とする。  【解決手段】材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４６〜６６％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物からなるガラス繊維の集合体を真空断熱材１の芯材２に用いた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４６〜６６％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物。
【請求項２】
材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４６〜６６％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物。
【請求項３】
材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４８〜６８％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを１〜８％、ＣａＯを３〜１３％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物。
【請求項４】
材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４８〜６８％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを１〜８％、ＣａＯを３〜１３％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物。
【請求項５】
材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を３９〜５９％、Ｎａ2Ｏを１７〜３７％、Ｋ2Ｏを３〜７％、ＳｒＯを４〜１０％、ＢａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物。
【請求項６】
材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を３９〜５９％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１７〜３８％、Ｋ2Ｏを３〜７％、ＳｒＯを４〜８％、ＢａＯを５〜１０％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の組成範囲からなるガラス繊維。
【請求項８】
請求項７に記載のガラス繊維の集合体を芯材とし、前記芯材をガスバリア性を有する外包材で被覆して前記外包材の内部を減圧して密閉してなる真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱性能を高めたガラス組成物、ガラス繊維、真空断熱材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化の防止を目的に省エネルギー化が望まれており、民生用機器、住空間に対して省エネルギー化の推進が行われている。特に住宅や車においては、窓ガラス部分における冷熱を効率的に利用するという観点から、今後、優れた断熱性を有するガラスが有用であると考えられる。
【０００３】
一般的な窓ガラスとしては、板ガラスと呼ばれるソーダ石灰ガラスが通常用いられている。しかしながら、これらのガラスは耐久性、生産性に優れているものの、省エネルギー化に対応できるような断熱効果を得るには望ましくない。
【０００４】
そこで、このような課題を解決する一手段として、断熱性能に優れる種々の窓ガラスが報告されている。
【０００５】
例えば、通常の板ガラス２枚で密閉した空間を真空にする、または空気に比べて熱伝導率が低いガスで満たすことにより、断熱性を向上した窓ガラスが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
本構成により、断熱性の高い空間を２枚のガラスで挟むことにより、窓全体としての断熱効果を高めている。
【特許文献１】特開２００１−１９４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の構成では、ガラス材料の素材熱伝導特性は改善されておらず、複数の板ガラスを層状に併用したユニット構造とすることで断熱効果を得るものであることから、ガラス使用量の増加、窓全体の厚み増加、さらには窓ガラスユニットの施工費が増大するという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ガラス素材自身の熱伝導率を低減することで、従来ガラスが適用されている住宅用窓ガラスや車用ガラス等の外観構造を変えることなく、素材自体で断熱効果を高めることのできる断熱ガラス組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４６〜６６％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲で含むようにガラス組成物を構成したのである。
【００１０】
また別の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４６〜６６％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲で含むようにガラス組成物を構成したのである。
【００１１】
さらに別の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４８〜６８％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを１〜８％、ＣａＯを３〜１３％の組成範囲で合計１００％となるように、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲で含むようにガラス組成物を構成したのである。
【００１２】
さらに別の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４８〜６８％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを１〜８％、ＣａＯを３〜１３％の組成範囲で合計１００％となるように、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲で含むようにガラス組成物を構成したのである。
【００１３】
さらに別の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を３９〜５９％、Ｎａ2Ｏを１７〜３７％、Ｋ2Ｏを３〜７％、ＳｒＯを４〜１０％、ＢａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲で含むようにガラス組成物を構成したのである。
【００１４】
さらに別の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を３９〜５９％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１７〜３８％、Ｋ2Ｏを３〜７％、ＳｒＯを４〜８％、ＢａＯを５〜１０％の組成範囲で合計１００％となるように、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲で含むようにガラス組成物を構成したのである。
【００１５】
上記構成において、アルカリ金属酸化物はガラスの網目構造を切断し、ガラス構造内部の熱抵抗を増大させる。これによりガラスの素材熱伝導率を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のガラス組成物は、アルカリ金属酸化物を多く含むことで素材熱伝導率を低減している。
【００１７】
よって、従来の汎用板ガラスよりも断熱性能の高いガラス組成物を提供できる。
【００１８】
また、アルカリ金属酸化物を多く含むことで、粘性が低下するために、ガラス溶融における生産性が向上する。さらには、生分解性が向上することで、万が一人体に取り込まれた場合にも蓄積され難く、安全性がより高まる。
【００１９】
さらに、本発明によるガラス組成物の構成は、従来の汎用板ガラス廃材であるカレットをベース原料として適用可能であることから、ガラス廃材のリサイクルを可能とし、材料費の低減はもとより、廃棄物リサイクルによる環境負荷低減の実現が可能となる。
【００２０】
よって、従来よりも断熱性能の高いガラスを容易に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
請求項１に記載の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４６〜６６％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物である。
【００２２】
本発明のガラス組成物は、アルカリ金属酸化物を２０〜４０％多く含み、ガラスの網目構造を切断することで、ガラスの熱伝導率を低減することができる。
【００２３】
また、汎用板ガラスを主としてアルカリ金属酸化物を多く含む市中回収カレットの適用が多く可能な組成である。
【００２４】
以上の作用により、ガラスの断熱性能が向上し、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料となるソーダ灰等の炭酸化合物原料の使用量を抑えることができるため、省資源及び二酸化炭素排出量低減による環境保全に貢献し、かつ高断熱性ガラスを安価に提供できる。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４６〜６６％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを２〜１０％、ＣａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物である。
【００２６】
本発明のガラス組成物は、板ガラスを主としたアルカリ金属酸化物を多く含む市中回収カレットの適用が可能な組成であることで、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料となるソーダ灰等の炭酸化合物原料の使用量を抑え、省資源及び二酸化炭素排出量低減による環境保全に貢献し、かつガラスを安価に提供できる。
【００２７】
さらに、本発明のガラス組成物は、アルカリ金属酸化物を多く含み、ガラスに非架橋構造を多く作ることでガラスの熱伝導率を低減することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４８〜６８％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを１〜８％、ＣａＯを３〜１３％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物である。
【００２９】
本発明のガラス組成物は、アルカリ金属酸化物を２０〜４０％多く含み、ガラスの網目構造を切断することで、ガラスの熱伝導率を低減することができる。
【００３０】
また、着色成分であるＦｅ2Ｏ3等、不純物の少ない照明機器から回収されるガラス廃材のカレットが適用可能な組成であり、かつ廃材がＮａ2Ｏ成分を多く含むことからアルカリ金属酸化物のヴァージン原料となるソーダ灰等の炭酸化合物原料の使用量を抑えると同時に、ガラスの素材熱伝導率を低減できるため、省資源及び二酸化炭素排出量低減による環境保全に貢献し、透明性が高く、高品質な断熱ガラスを安価に提供できる。
【００３１】
さらに、板ガラス組成よりもアルカリ成分が多く、よりカレットの使用率を高めることでリサイクル性が向上する。
【００３２】
請求項４に記載の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を４８〜６８％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１８〜４０％、ＭｇＯを１〜８％、ＣａＯを３〜１３％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物である。
【００３３】
本発明のガラス組成物は、着色成分であるＦｅ2Ｏ3等、不純物の少ない照明機器から回収されるガラス廃材のカレットが適用可能な組成であり、かつ廃材がＮａ2Ｏ成分を多く含むことからアルカリ金属酸化物のヴァージン原料となるソーダ灰等の炭酸化合物原料の使用量を抑えると同時に、ガラスの素材熱伝導率を低減できるため、省資源及び二酸化炭素排出量低減による環境保全に貢献し、透明性が高く、高品質な断熱ガラスを安価に提供できる。
【００３４】
さらに、板ガラス組成よりもアルカリ成分が多く、よりカレットの使用率を高めることでリサイクル性が向上する。
【００３５】
請求項５に記載の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を３９〜５９％、Ｎａ2Ｏを１７〜３７％、Ｋ2Ｏを３〜７％、ＳｒＯを４〜１０％、ＢａＯを５〜１５％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物である。
【００３６】
本発明のガラス組成物は、アルカリ金属酸化物を２０〜４０％多く含み、ガラスの網目構造を切断することで、ガラスの熱伝導率を低減することができる。また、よりガラスの熱抵抗を増大させる成分であるＢａＯ、ＳｒＯを含むため、さらに熱伝導率が低減する。
【００３７】
さらに、カラーＣＲＴ用フェースガラスの廃材であるアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物を多く含むアルカリバリウムガラスの適用が多く可能で、熱伝導率低減作用の大きいＢａＯ、ＳｒＯを安価で多量に再利用できるだけでなく、Ｋ2Ｏを多く含むことで、アルカリ混合効果による耐水性の向上、粘度特性の改善が容易に得られる。
【００３８】
以上の作用により、本発明のガラス組成物は、断熱性能が高いだけでなく、回収されたＣＲＴ用ガラス廃材をリサイクルすることで、多くの従来ＣＲＴ用特殊ガラスの有効活用により環境負荷を低減し、かつ高性能な断熱ガラスをより安価に提供できる。
【００３９】
請求項６に記載の発明は、材料組成比が、重量％でＳｉＯ2を３９〜５９％、Ａｌ2Ｏ3を１〜１５％、Ｎａ2Ｏを１７〜３８％、Ｋ2Ｏを３〜７％、ＳｒＯを４〜８％、ＢａＯを５〜１０％の組成範囲で合計１００％となるように構成したガラス組成物であって、かつアルカリ金属酸化物であるＮａ2ＯとＫ2Ｏとの合計を、重量％で２０〜４０％の範囲となるように含むガラス組成物である。
【００４０】
本発明のガラス組成物は、カラーＣＲＴ用フェースガラスの廃材であるアルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物を多く含むアルカリバリウムガラスの適用が可能で、熱伝導率低減作用の大きいＢａＯ、ＳｒＯを安価で多量に再利用できるだけでなく、Ｋ2Ｏを多く含むことで、アルカリ混合効果による耐水性の向上、粘度特性の改善が容易に得られる。
【００４１】
以上の作用により、本発明のガラス組成物は、回収されたＣＲＴ用ガラス廃材をリサイクルすることで、多くの従来ＣＲＴ用特殊ガラスの有効活用により環境負荷を低減し、かつ高性能な断熱ガラスをより安価に提供できる。
【００４２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の組成範囲からなるガラス繊維である。
【００４３】
よって、繊維化時においても、失透することのない安定なガラスであると共に、アルカリ金属酸化物を多く含むことにより、素材熱伝導率が低く、生分解性の高いガラス繊維を提供できる。また、断熱材用のガラス繊維においては、可視光領域で透明である必要がなく、Ｆｅ2Ｏ3等の不純物による着色成分を含むことができる。そのため、リサイクルされた廃ガラスの適用が容易であり、また、Ｆｅ2Ｏ3成分による赤外光の吸収により、輻射による熱伝達を抑制することもできる。
【００４４】
以上の作用により、素材自体の熱抵抗増大による断熱効果の向上のみならず、リサイクルによる廃ガラス製品の再利用に加えて、高い生分解性を有することで廃棄後にも環境負荷を抑制し、安全で高性能なガラス繊維断熱材を安価に提供できる。また、不純物成分による着色を懸念する必要がなく、輻射を抑制して、１００℃〜３００℃程度での断熱性能をさらに高めることができる。
【００４５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のガラス繊維の集合体を芯材とし、前記芯材をガスバリア性を有する外包材で被覆して前記外包材の内部を減圧して密閉してなる真空断熱材である。
【００４６】
よって、生分解性の高い繊維でも長期に渡って劣化のない断熱材として適用でき、廃棄後にも、廃ガラスとしての品質劣化がほとんどない状態で再利用が可能な状態であるために、再びガラス繊維断熱材として、または真空断熱材用の芯材としてリサイクルできる。
【００４７】
また、真空断熱材において、総伝熱量は固体と気体成分の熱伝導、及び輻射による熱伝達のうち、内部が減圧されていることで気体成分の寄与が小さく、常温付近では輻射もほぼ無視できるために、固体成分の熱伝導の占める比率が特に高い。そのため、本発明のガラス繊維を適用することにより、多くを占めるガラス繊維固体成分の熱伝導を抑制することで、真空断熱材の熱伝導率を大幅に低減できる。
【００４８】
以上の作用により、真空断熱材はリサイクル性が高まり、かつ安価で飛躍的な断熱性能の向上が図れる。
【００４９】
また、本発明で使用できるガラスは、ガラス状態になり得るガラス形成酸化物であればよいが、特に汎用性、環境面を考慮すると、ＳｉＯ2を主成分とするケイ酸塩系、ホウケイ酸塩系のガラスが好ましい。
【００５０】
各成分における重量％において、ＳｉＯ2は減少すればカレット使用率が低下し、汎用性が低下する。また、増大させれば粘性が高くなることで生産性が低下し、熱伝導率も増大するため、３９〜６８％の範囲が良いが、４６％〜６８％であれば安価な板ガラスカレット、または照明機器ガラスカレットが多く適用可能となり、より好ましい。さらに好ましくは５１〜６７％の範囲である。
【００５１】
Ａｌ2Ｏ3が増加すると熱伝導率が増加すると共に、粘性が高くなってしまうために、１５％以下、より好ましくは６％以下が良い。また、Ａｌ2Ｏ3を含むことで耐水性が向上するため、０．１％以上、より好ましくは０．５％以上含むことが良く、Ａｌ2Ｏ3は０〜１５％、好ましくは０．１〜６％、より好ましくは０．５〜６％の範囲が最も良い。
【００５２】
Ｂ2Ｏ3は必須成分ではないが、０．１％以上含むことで耐水性を高める効果があるため、０．１％以上、より好ましくは１％以上含むとよい。また、８％を超えると、溶融時の揮発量が増加して、生産性が低下するため、８％以下であることが望ましく、材料コスト、カレット使用率の面で６％以下であることがさらに好ましい。
【００５３】
アルカリ金属酸化物の合計は２０％以上とすることで、ガラス素材の熱伝導率を低減できるが、４０％を超えると耐水性が極端に悪化するために、２０〜４０％の範囲がよい。
【００５４】
さらに好ましくは２２〜３８％の範囲である。また、アルカリ金属酸化物としては、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏを主成分とすることがカレット使用率の面で好ましく、Ｎａ2Ｏは１８％〜３８％、Ｋ2Ｏは０〜７％の範囲内であれば、従来のカレットを多く使用できる。さらに０．１〜３％のＣｓ2Ｏを含むことでさらに熱伝導率は低減する。
【００５５】
ＭｇＯは耐水性を向上させるが、１０％を超える場合には高価な材料が必要となるため、０〜１０％が好ましく、より好ましくは１〜８％、さらに好ましくは１〜５％の範囲である。
【００５６】
ＣａＯはＭｇＯと同様に耐水性を高めるが、１５％を超えると液相温度が上昇するので失透の問題を起こしやすいため、１５％以下の範囲、より好ましくは３〜１３％の範囲である。
【００５７】
ＳｒＯ及びＢａＯは、熱伝導率を大きく低減する成分であるため、アルカリ金属酸化物と併用して含ませることで、断熱性能を高めることができる。しかし、材料が高価であるため、原料として大部分をＣＲＴ用フェースガラスカレットから得ることが好ましく、汎用面でＳｒＯは０〜１０％、より好ましくは４〜８％、ＢａＯは０〜１５％、より好ましくは５〜１０％の範囲が良い。
【００５８】
ＴｉＯ2、ＺｒＯ2のいずれも耐水性を高め、かつガラス素材熱伝導率を低減する作用を有するため、０〜５％の範囲で含むことが好ましいが、カレット使用率の面から、０〜３％の範囲がより好ましい。
【００５９】
Ｆｅ2Ｏ3は不純物として混入しているものであるが、この成分により輻射熱を吸収する効果があり、ガラスの着色による問題を犠牲にできる用途であれば、１％以下の範囲で含むことで輻射が大きい温度領域の適用には有用である。
【００６０】
また、ガラスはアルカリ金属酸化物等の含有量の増加に伴ってガラスの耐水性が問題となる場合ＺｎＯを０．１〜５重量％加えることで耐水性の改善可能である。また、低粘性のＰ2Ｏ5を加えると、より生分解性が高まり、さらに安全性が増す。
【００６１】
また、ガラスの製造時には、清澄剤を用いると泡切れを良好にし、生産性を向上させるために好ましく、Ｓｂ2Ｏ3等の公知のものが適用できる。
【００６２】
また、ガラス材料は経済面、環境面からも天然材料を主原料とすることが好ましく、ガラス成分には不純物によるばらつきは避けられないが、各不純物成分が１重量％未満であれば、不純物成分を多数含んでも本発明におけるガラスにおいて特に問題はない。
【００６３】
また、本発明の真空断熱材断熱材には水分吸着剤が使用できる。水分吸着材は特に限定するものではなく、真空断熱材の内部に存在する水蒸気を吸着し、内部雰囲気中の水蒸気量を減少されるものであればよい。
【００６４】
一例としては、合成ゼオライト、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ドーソナイト、ハイドロタルサイトなどの物理吸着剤、アルカリ金属やアルカリ土類金属単体やその酸化物および水酸化物などの化学吸着剤などが適用可能である。さらに、空気成分が吸着できるゲッター材等を併用することで内部の気体成分の熱伝導を低減して、断熱性能を向上させることも可能である。
【００６５】
また、本発明の外包材は、プラスチックラミネートフィルムが使用できるが、より高いガスバリア性を付与するためには金属箔や蒸着層が適用できる。なお、金属箔、および蒸着層は公知のもが利用でき、特に指定するものではない。
【００６６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００６７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるガラス組成物について説明する。
【００６８】
各ガラス組成物については、以下のようにして作製した。
【００６９】
まず一般的な従来の板ガラス、照明用ガラス、あるいはＣＲＴ用フェースガラスを粉砕し、実施例に示すような組成になるようヴァージン原料を加えて調合した後、１４５０℃で６時間溶融を行った。次いで、この溶融物を流しだし、４５０℃〜５３０℃で約２時間のアニールを施した。
【００７０】
このようにして得られたガラス組成物を大きさ５０×７０ｍｍで厚み１５ｍｍ程度に加工し、熱伝導率の測定を行った。熱伝導率の測定には、今回非定常熱線法による昭和電工製のＳｈｏｔｈｅｒｍＱＴＭを用いた。
【００７１】
結果、各実施例によるガラス組成物の熱伝導率は１Ｗ／ｍＫ以下であり、従来の汎用的な板ガラスよりも低い熱伝導率を示していた。これは、ガラス成分にアルカリ金属酸化物を増加させることでガラスの網目構造を積極的に切断し、ガラス内部の熱抵抗が増大したためと考えられる。
【００７２】
また、１０％以下のＳｒＯ、１５％以下のＢａＯ等のアルカリ土類金属酸化物や、５％以下のＴｉＯ2、ＺｒＯ2を含むことでも熱伝導率の低減効果があり、板ガラス、照明用ガラスカレットを用いる場合にも、これらを添加することでさらなる断熱性能の向上が可能である。
【００７３】
さらに、アルカリ金属酸化物の増加に伴って、耐水背が悪化する場合には、５％以下のＺｎＯにより耐水性の向上が図れ、３％以内であれば、Ｐ2Ｏ5を含むことで耐水性に問題なく生分解性をさらに高めることも可能である。
【００７４】
以上のことから、本実施の形態のガラス組成物は熱伝導率が低減し、アルカリ金属酸化物を増加させることにより、ガラス素材の熱伝導率を１Ｗ／ｍＫ以下とすることができる。
【００７５】
このように熱伝導率が低く、従来のものよりも断熱効果の高いガラスは、住宅建材用の窓ガラスや車ガラス等、板ガラスが用いられている場所への適用が可能であり、断熱効果の高い空間を提供することができる。
【００７６】
さらに、アルカリ金属酸化物を多く含むことで、低粘度特性を有するために、ガラス溶融における生産性が向上する。
【００７７】
また、本実施の形態の組成とすることで、各種市中回収カレットを多く利用できるために、断熱性能の高いガラスを安価に提供し、環境負荷を低減できる。
【００７８】
尚、アルカリ金属酸化物の増加に伴う耐水性の悪化は、アルカリ土類金属及びＡｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3の増加により改善することができる。
【００７９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるガラス繊維について説明する。
【００８０】
ガラス繊維は、以下のようにして作製した。
【００８１】
本発明の実施の形態１に記載のガラス組成物からなる溶融物を平均繊維径が３．５μｍ程度になるように繊維化した。繊維化工程については、長繊維として連続紡糸、または短繊維として火炎法、遠心法等どのようにして行ってもよいが、生産性を考慮して遠心法によりグラスウールを作製した。チョップストランドマットや、ロービングクロス等のように長繊維を作製した後に加工して断熱材として用いることもできる。
【００８２】
このように作製したグラスウールを４５０℃程度で加熱圧縮し、ボード形状に成形したもので熱伝導率を測定した。ボード成形については、バインダーを用いてより低温で行ってもよい。また、熱伝導率の測定には、英弘精機製のオートラムダにて測定した。
【００８３】
以上のようなガラス繊維からなる断熱ボードは従来のグラスウールによる断熱材よりも良好な断熱性能を示していた。
【００８４】
これは、繊維素材のガラス熱伝導率が低減されたことにより、ボード厚み方向の伝熱量が低減し、断熱性能が改善するものである。さらに、このガラス繊維は従来のガラス廃材を利用したリサイクルガラスとして得ることができる。
【００８５】
また、ここでＢ2Ｏ3は粘度特性の改善効果とともに、繊維は表面積が大きいために侵食されやすく、耐久性を改善する目的で１〜８重量％程度含むことが好ましい。Ａｌ2Ｏ3も同様に耐久性を改善する目的で１〜１５重量％程度含むことが好ましい。さらに、アルカリ土類金属酸化物であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯも耐久性の改善効果があり、適量含むことが好ましい。
【００８６】
また、本構成により作製したガラス繊維のボードは、ボード成形が４００℃程度でも行える。これは、アルカリ金属酸化物の増加により、粘度特性が低くなり、低温でのガラス繊維の熱変形による成形が可能となったものであり、従来のグラスウールが５００℃程度であることに対して約１００℃の低減効果がある。
【００８７】
また、本実施の形態におけるガラス繊維はアルカリ金属酸化物を多く含むことでより生分解され易く、従来のものでも問題はないが、粉塵として体内に入り込む可能性の高いグラスウール断熱材において、安全性がさらに増す。
【００８８】
（実施の形態３）
図１は、本発明の実施の形態１における真空断熱材の断面図を示す。
【００８９】
図１において、真空断熱材１は、芯材２と水分吸着材３とを外包材４に挿入し、内部を減圧して構成している。
【００９０】
真空断熱材１の作製は、芯材２を１４０℃の乾燥炉で３０分間乾燥した後、ラミネートフィルムの三方を熱溶着によりシールして袋状に成形した外包材４に挿入し、減圧チャンバー内で、外包材４内部が１０Ｐａ以下になるように減圧し、開口部を熱溶着により密閉封止している。
【００９１】
この時、外包材４は、表面保護層としてポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）、中間層にはアルミ箔（６μｍ）、熱溶着層として直鎖状低密度ポリエチレンフィルム（５０μｍ）からなるラミネートフィルムにより構成している。
【００９２】
また、水分吸着剤３は、酸化カルシウムを適用している。水分吸着材３がない場合にも特に問題はないが、水分吸着材を備えることで、内部の残存水蒸気を吸着し、ガラス繊維が水分により浸食されること可能性をさらに低減できるだけでなく、端面からの水蒸気侵入による内圧上昇を長期に渡って抑制できる。さらに、ガス吸着材を併用することでより内圧を低減し、断熱性能を高めることも可能である。
【００９３】
一方、芯材２は、実施の形態２に記載の平均繊維径３．５μのガラス繊維集合体を加圧した状態で加熱し、密度が２００ｋｇ／ｍ3程度の形状を維持しているボード状のものを用いている。
【００９４】
平均繊維径は１μｍ〜２０μｍの範囲のものが好ましく、２μｍ〜１０μｍのものが芯材２としての剛性を備え、かつ生産性と熱伝導率の面でより好ましい。また、断熱性能及び取扱い性の面で密封後の芯材部密度は２１０〜２８０ｋｇ／ｍ3の範囲がより好ましく、２４０ｋｇ／ｍ3となるように作製した。
【００９５】
ここではバインダーを用いることなく芯材成形を行っているが、バインダーを用いてより低温で芯材２を成形しても良い。また、表面性が問題とならない場合には、ガラス繊維の集合体をそのまま密閉封止しても構わない。その場合には、製造工数が削減するために、生産性が向上する。
【００９６】
また、用いたガラス組成の具体的な内容については実施例の中で詳しく説明するが、このガラスを繊維化したものを積層し、芯材２として作製した後に内部を減圧した外包材４で封止し、真空断熱材１を得た。
【００９７】
以上のようにして形成した真空断熱材１の熱伝導率を英弘精機製のオートラムダにて測定した。結果、熱伝導率は、平均温度２４℃にて０．００１３〜０．００１７Ｗ／ｍＫであり、汎用的な硬質ウレタンフォームの１０倍以上、従来の真空断熱材と比較しても大幅に優れた断熱性能を有していた。
【００９８】
つまり、蛍光Ｘ線分析によると重量比で、ガラス繊維の組成においてＮａ2ＯやＫ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物が合計で２０〜４０％の範囲にあるものについて、断熱性能は良好であり、この範囲の組成からなるガラス繊維芯材を従来のガラス組成カレットからのリサイクルで得ることができた。
【００９９】
このように、本構成により作製した真空断熱材１は、優れた断熱性能を有している上に、主な材料である芯材原料をリサイクルにより得ることが可能である。断熱性能の向上は、芯材２に用いたガラス繊維集合体において、ガラス自体の固体熱伝導が低減されているため、従来、真空断熱材の伝熱要素の大部分を占めていた芯材部における固体成分の熱伝導を抑制でき、真空断熱材の断熱性能が大幅に改善するものである。さらに、外包材４に覆われたガラス繊維は、長期間劣化のない状態で保持されることから、その芯材のリサイクルにも適している。
【０１００】
更には、高アルカリ含有であるために、ガラスの生分解性が高く、従来ガラスでも問題はないが、体内での溶解速度が従来よりも速くなることで、安全性がさらに増す。
【０１０１】
また、真空断熱材の芯材として適用したガラス繊維は減圧空間に密閉して使用されるため、長期に渡って劣化が小さく、生分解性の高い本実施例のガラス組成物においても真空断熱材廃棄後のリサイクルが可能である。
【０１０２】
尚、アルカリ金属酸化物成分としては、Ｎａ2Ｏを主成分として用いている。これは、原料が安価であること、また窓ガラスなどのリサイクルガラスを適用できるために好ましい。さらに、Ｋ2Ｏを混合しているが、これは単一のアルカリ金属酸化物成分を添加する場合よりも、粘度特性及び耐水性に優れるためである。
【０１０３】
また、ここでの実施の形態においては、Ｂ2Ｏ3やＡｌ2Ｏ3を含むものを用いている。これにより耐水性や取扱い性、及びガラス成形性の機能性が付与されているため、本発明の構成に加えて、これらを適量添加するのが好ましい。
【実施例】
【０１０４】
以下、実施例、および比較例を用いて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。
【０１０５】
（実施例１）
本実施例は、板ガラス市中回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰（Ｎａ2ＣＯ3）を混合し、重量百分率（重量％）で以下のガラス組成物を得た。
【０１０６】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が４６．０％、Ａｌ2Ｏ3が１．７％、Ｂ2Ｏ3が０．１％、Ｎａ2Ｏが３９．６％、Ｋ2Ｏが０．４％、ＭｇＯが２．０％、ＣａＯが１０．０％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．１％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体のうち、６３重量％の利用が可能であった。
【０１０７】
Ｂ2Ｏ3は溶融性、ガラス耐久性を向上させる目的で混合しており、板ガラスとして用いる場合には耐水性が大きな問題とならないために含まなくてもよいが、溶融性改善のために０．１〜８重量％程度含むことが望ましい。また、同様にＡｌ2Ｏ3の量を増加させてもよい。
【０１０８】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８０Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１０９】
よって、本実施例のガラス組成物は、最も汎用的なガラス組成である従来の板ガラスカレットを原料として６３％のリサイクルが可能であり、断熱性能の優れたガラスを安価に得られる。
【０１１０】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍＫであった。
【０１１１】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１４Ｗ／ｍＫであった。
【０１１２】
よって、本実施例の真空断熱材は、芯材材料が従来の板ガラスカレットを原料として６３％リサイクル可能であり、芯材のガラス繊維芯材の熱抵抗が増大し、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１１３】
（実施例２）
本実施例は、板ガラス市中回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１１４】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が４７．０％、Ａｌ2Ｏ3が５．５％、Ｂ2Ｏ3が６．０％、Ｎａ2Ｏが２９．５％、Ｋ2Ｏが０．５％、ＭｇＯが５．０％、ＣａＯが６．０％、ＴｉＯ2が０．１％、Ｆｅ2Ｏ3が０．３％、その他０．１％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体重量のうち、６４％の利用が可能であった。
【０１１５】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８５Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１１６】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来の板ガラスカレットを原料として６４％のリサイクルが可能であり、断熱性能の優れたガラスを安価に得られる。
【０１１７】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３１Ｗ／ｍＫであった。
【０１１８】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１７Ｗ／ｍＫであり、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１１９】
（実施例３）
本実施例は、板ガラス市中回収カレットに、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰、アルカリ土類金属酸化物原料を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１２０】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が５５．５％、Ａｌ2Ｏ3が０．１％、Ｎａ2Ｏが１９．４％、Ｋ2Ｏが０．６％、ＭｇＯが６．０％、ＣａＯが１３．０％、ＢａＯが５．０％、ＴｉＯ2が０．１％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．２％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体重量のうち、７７％の利用が可能であった。
【０１２１】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．９０Ｗ／ｍＫであり、アルカリ金属酸化物の増加がわずかであるにも関わらず、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１２２】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来の板ガラスカレットを原料として７７％ものリサイクルが可能であり、かつ従来の板ガラスよりも優れた断熱性能を有する。
【０１２３】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３３Ｗ／ｍＫであった。
【０１２４】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１８Ｗ／ｍＫであり、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１２５】
（実施例４）
本実施例は、照明用ガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１２６】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が４８．７％、Ａｌ2Ｏ3が１．１％、Ｂ2Ｏ3が４．６％、Ｎａ2Ｏが３８．９％、Ｋ2Ｏが１．１％、ＭｇＯが１．８％、ＣａＯが３．８％、その他０．１％未満の多数不純物からなり、照明用ガラスカレットは、原料全重量のうち、６８％の利用が可能であった。
【０１２７】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８１Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１２８】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来の照明用ガラスカレットを原料として７８％ものリサイクルが可能であり、断熱性能の優れたガラスを安価に得られる。さらに、照明用ガラスカレットを用いたことにより、高いリサイクル率にも関わらず、不純物はわずかで、透明性の高い高品質なガラス組成物を得ることが可能となる。
【０１２９】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍＫであった。ガラス繊維においては、照明用ガラスカレットを利用することにより不純物が少なく、安定した繊維化が行えるために、ショットの低減や繊維長の確保ができる。
【０１３０】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１５Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１３１】
（実施例５）
本実施例は、照明用ガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１３２】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が５４．１％、Ａｌ2Ｏ3が１．３％、Ｂ2Ｏ3が４．６％、Ｎａ2Ｏが３２．６％、Ｋ2Ｏが１．２％、ＭｇＯが２．０％、ＣａＯが４．２％、その他０．１％未満の多数不純物からなり、照明用ガラスカレットは、原料全重量のうち、７５％の利用が可能であった。
【０１３３】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８４Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１３４】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来の照明用ガラスカレットを原料として７５％のリサイクルが可能であり、断熱性能の優れたガラスを安価に得られる。
【０１３５】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３１Ｗ／ｍＫであった。
【０１３６】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１６Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１３７】
（実施例６）
本実施例は、照明用ガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１３８】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が６６．２％、Ａｌ2Ｏ3が１．６％、Ｂ2Ｏ3が４．６％、Ｎａ2Ｏが１８．６％、Ｋ2Ｏが１．４％、ＭｇＯが２．５％、ＣａＯが５．１％、その他０．１％未満の多数不純物からなり、照明用ガラスカレットは原料の全重量のうち、９２％もの利用が可能であった。
【０１３９】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．９０Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１４０】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来の照明用ガラスカレットを原料として９２％ものリサイクルを実現可能とし、かつ優れた断熱性能を有する。さらに、照明用ガラスカレットを用いたことにより、高いリサイクル率にも関わらず、不純物はわずかで、透明性の高い高品質なガラス組成物を得ることが可能となる。
【０１４１】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３３Ｗ／ｍＫであった。
【０１４２】
よって、本実施例の組成からなるガラス繊維は、アルカリ金属酸化物を合計で２０重量％含み、固体成分の熱伝導を低減することで優れた断熱性能を有する。また、不純物が少なく、安定した繊維化が行えるために、ショットの低減や繊維長の確保ができる。
【０１４３】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１８Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１４４】
（実施例７）
本実施例は、カラーＣＲＴ用フェースガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰と、ＴｉＯ2を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１４５】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が４０．０％、Ａｌ2Ｏ3が０．１％、Ｂ2Ｏ3が２．１％、Ｎａ2Ｏが３５．６％、Ｋ2Ｏが４．４％、ＭｇＯが０．３％、ＣａＯが１．２％、ＳｒＯが５．３％、ＢａＯが６．０％、ＴｉＯ2が３．０％、ＺｒＯ2が１．７％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．４％程度の多数不純物からなり、ＣＲＴ用フェースガラスカレットは、原料全重量のうち、６６％の利用が可能であった。
【０１４６】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．７０Ｗ／ｍＫであり、アルカリ金属酸化物の増加がわずかであるにも関わらず、従来の板ガラスよりも大幅に低い熱伝導率を示していた。
【０１４７】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来のＣＲＴ用フェースガラスカレットを原料として６６％のリサイクルが可能であり、かつ大幅に優れた断熱性能を有する。
【０１４８】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０２８Ｗ／ｍＫであった。
【０１４９】
よって、本実施例の組成からなるガラス繊維は、アルカリ金属酸化物を合計で２０重量％含み、固体成分の熱伝導を低減することで優れた断熱性能を有する。また、カレットにはＺｒＯ2が含まれることにより、そのままでも耐水性、耐アルカリ性の向上、さらにアルカリ金属酸化物のＫ2Ｏ比率が増加することによる混合アルカリ効果によっても耐水性が向上する。
【０１５０】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１２Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１５１】
（実施例８）
本実施例は、カラーＣＲＴ用フェースガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１５２】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が４５．２％、Ａｌ2Ｏ3が３．５％、Ｂ2Ｏ3が０．１％、Ｎａ2Ｏが２９．３％、Ｋ2Ｏが４．８％、ＭｇＯが３．４％、ＣａＯが５．３％、ＳｒＯが５．８％、ＢａＯが６．６％、ＴｉＯ2が０．３％、ＺｒＯ2が１．９％、その他０．６％程度の多数不純物からなり、ＣＲＴ用フェースガラスカレットは、原料全重量のうち、７３％の利用が可能であった。
【０１５３】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．７４Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも大幅に低い熱伝導率を示していた。  
【０１５４】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来のＣＲＴ用フェースガラスカレットを原料として７３％のリサイクルが可能であり、かつ大幅に優れた断熱性能を有する。ここでさらにアルカリ金属酸化物を４０重量％まで増加させてより熱伝導率を低減することも可能であるが、耐水性が大きく低下してしまうため、３５重量％以下であることがより好ましい。
【０１５５】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍＫであった。
【０１５６】
よって、本実施例の組成からなるガラス繊維は、アルカリ金属酸化物を合計で２０重量％含み、固体成分の熱伝導を低減することで優れた断熱性能を有する。また、カレットにはＺｒＯ2が含まれることにより、そのままでも耐水性、耐アルカリ性の向上、さらにアルカリ金属酸化物のＫ2Ｏ比率が増加することによる混合アルカリ効果によっても耐水性が向上する。
【０１５７】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１３Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１５８】
（実施例９）
本実施例は、カラーＣＲＴ用フェースガラスの回収カレットに、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１５９】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が５８．９％、Ａｌ2Ｏ3が０．５％、Ｂ2Ｏ3が４．０％、Ｎａ2Ｏが１４．１％、Ｋ2Ｏが５．９％、ＭｇＯが０．４％、ＣａＯが１．６％、ＳｒＯが７．２％、ＢａＯが８．２％、ＴｉＯ2が０．４％、ＺｒＯ2が２．３％、その他０．４％程度の多数不純物からなり、ＣＲＴ用フェースガラスカレットは、原料全重量のうち、９０％の利用が可能であった。
【０１６０】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８１Ｗ／ｍＫであり、アルカリ金属酸化物の増加がわずかであるにも関わらず従来の板ガラスよりも大幅に低い熱伝導率を示していた。
【０１６１】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来のＣＲＴ用フェースガラスカレットを原料として９０％ものリサイクルが可能であり、かつ大幅に優れた断熱性能を有する。
【０１６２】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍＫであった。
【０１６３】
よって、本実施例の組成からなるガラス繊維は、アルカリ金属酸化物を合計で２０重量％含み、固体成分の熱伝導を低減することで優れた断熱性能を有する。また、カレットにはＺｒＯ2が含まれることにより、そのままでも耐水性、耐アルカリ性の向上、さらにアルカリ金属酸化物のＫ2Ｏ比率が増加することによる混合アルカリ効果によっても耐水性が向上する。
【０１６４】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１５Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１６５】
（実施例１０）
本実施例は、板ガラス市中回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰（Ｎａ2ＣＯ3）を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１６６】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が４６．０％、Ａｌ2Ｏ3が１．１％、Ｂ2Ｏ3が４．６％、Ｎａ2Ｏが３９．６％、Ｋ2Ｏが０．４％、ＭｇＯが２．６％、ＣａＯが５．５％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．１％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体のうち、６４重量％の利用が可能であった。
【０１６７】
Ｂ2Ｏ3は溶融性、ガラス耐久性を向上させる目的で混合しているが、板ガラスとして用いる場合には耐水性が大きな問題とならないために含まなくてもよいが、溶融性改善のために１〜８重量％程度含むことが望ましい。また、同様にＡｌ2Ｏ3の量を増加させてもよい。
【０１６８】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８０Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１６９】
よって、本実施例のガラス組成物は、最も汎用的なガラス組成である従来の板ガラスカレットを原料として６４％のリサイクルが可能であり、断熱性能の優れたガラスを安価に得られる。
【０１７０】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍＫであった。
【０１７１】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１４Ｗ／ｍＫであった。
【０１７２】
よって、本実施例の真空断熱材は、芯材材料が従来の板ガラスカレットを原料として６４％リサイクル可能であり、芯材のガラス繊維芯材の熱抵抗が増大し、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１７３】
（実施例１１）
本実施例は、板ガラス市中回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１７４】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が５１．０％、Ａｌ2Ｏ3が１．２％、Ｂ2Ｏ3が５．１％、Ｎａ2Ｏが３２．８％、Ｋ2Ｏが０．５％、ＭｇＯが２．９％、ＣａＯが６．１％、ＴｉＯ2が０．１％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．１％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体重量のうち、７１％の利用が可能であった。
【０１７５】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８５Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１７６】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来の板ガラスカレットを原料として７１％のリサイクルが可能であり、断熱性能の優れたガラスを安価に得られる。
【０１７７】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３１Ｗ／ｍＫであった。
【０１７８】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１７Ｗ／ｍＫであり、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１７９】
（実施例１２）
本実施例は、板ガラス市中回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。ガラス組成はＳｉＯ2が６２．５％、Ａｌ2Ｏ3が１．５％、Ｂ2Ｏ3が４．６％、Ｎａ2Ｏが１９．４％、Ｋ2Ｏが０．６％、ＭｇＯが３．６％、ＣａＯが７．４％、ＴｉＯ2が０．１％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．１％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体重量のうち、８７％の利用が可能であった。
【０１８０】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．９０Ｗ／ｍＫであり、アルカリ金属酸化物の増加がわずかであるにも関わらず、従来の板ガラスよりも低熱伝導率を示していた。
【０１８１】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来の板ガラスカレットを原料として８７％ものリサイクルが可能であり、かつ従来の板ガラスよりも優れた断熱性能を有する。
【０１８２】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３３Ｗ／ｍＫであった。
【０１８３】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１８Ｗ／ｍＫであり、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１８４】
（実施例１３）
本実施例は、カラーＣＲＴ用フェースガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰と、実施例１０と同様の理由でＢａＣＯ3を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。ガラス組成はＳｉＯ2が３９．６％、Ａｌ2Ｏ3が１．１％、Ｂ2Ｏ3が４．２％、Ｎａ2Ｏが３５．６％、Ｋ2Ｏが４．４％、ＭｇＯが０．３％、ＣａＯが１．２％、ＳｒＯが５．３％、ＢａＯが６．０％、ＴｉＯ2が０．３％、ＺｒＯ2が１．７％、その他０．４％程度の多数不純物からなり、ＣＲＴ用フェースガラスカレットは、原料全重量のうち、６６％の利用が可能であった。
【０１８５】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．７０Ｗ／ｍＫであり、アルカリ金属酸化物の増加がわずかであるにも関わらず、従来の板ガラスよりも大幅に低い熱伝導率を示していた。
【０１８６】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来のＣＲＴ用フェースガラスカレットを原料として６６％のリサイクルが可能であり、かつ大幅に優れた断熱性能を有する。
【０１８７】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０２８Ｗ／ｍＫであった。
【０１８８】
よって、本実施例の組成からなるガラス繊維は、アルカリ金属酸化物を合計で２０重量％含み、固体成分の熱伝導を低減することで優れた断熱性能を有する。また、カレットにはＺｒＯ2が含まれることにより、そのままでも耐水性、耐アルカリ性の向上、さらにアルカリ金属酸化物のＫ2Ｏ比率が増加することによる混合アルカリ効果によっても耐水性が向上する。
【０１８９】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１２Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１９０】
（実施例１４）
本実施例は、カラーＣＲＴ用フェースガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１９１】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が４３．６％、Ａｌ2Ｏ3が１．２％、Ｂ2Ｏ3が４．１％、Ｎａ2Ｏが２９．３％、Ｋ2Ｏが４．８％、ＭｇＯが０．４％、ＣａＯが１．３％、ＳｒＯが５．８％、ＢａＯが６．６％、ＴｉＯ2が０．３％、ＺｒＯ2が１．９％、その他０．６％程度の多数不純物からなり、ＣＲＴ用フェースガラスカレットは、原料全重量のうち、７３％の利用が可能であった。
【０１９２】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．７４Ｗ／ｍＫであり、従来の板ガラスよりも大幅に低い熱伝導率を示していた。  
【０１９３】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来のＣＲＴ用フェースガラスカレットを原料として７３％のリサイクルが可能であり、かつ大幅に優れた断熱性能を有する。ここでさらにアルカリ金属酸化物を４０重量％まで増加させてより熱伝導率を低減することも可能であるが、耐水性が大きく低下してしまうため、３５重量％以下であることがより好ましい。
【０１９４】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍＫであった。
【０１９５】
よって、本実施例の組成からなるガラス繊維は、アルカリ金属酸化物を合計で２０重量％含み、固体成分の熱伝導を低減することで優れた断熱性能を有する。また、カレットにはＺｒＯ2が含まれることにより、そのままでも耐水性、耐アルカリ性の向上、さらにアルカリ金属酸化物のＫ2Ｏ比率が増加することによる混合アルカリ効果によっても耐水性が向上する。
【０１９６】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１３Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０１９７】
（実施例１５）
本実施例は、カラーＣＲＴ用フェースガラスの回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０１９８】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が５３．９％、Ａｌ2Ｏ3が１．５％、Ｂ2Ｏ3が４．０％、Ｎａ2Ｏが１４．１％、Ｋ2Ｏが５．９％、ＭｇＯが０．４％、ＣａＯが１．６％、ＳｒＯが７．２％、ＢａＯが８．２％、ＴｉＯ2が０．４％、ＺｒＯ2が２．３％、その他０．４％程度の多数不純物からなり、ＣＲＴ用フェースガラスカレットは、原料全重量のうち、９０％の利用が可能であった。
【０１９９】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．８１Ｗ／ｍＫであり、アルカリ金属酸化物の増加がわずかであるにも関わらず従来の板ガラスよりも大幅に低い熱伝導率を示していた。
【０２００】
よって、本実施例のガラス組成物は、従来のＣＲＴ用フェースガラスカレットを原料として９０％ものリサイクルが可能であり、かつ大幅に優れた断熱性能を有する。
【０２０１】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層した厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍＫであった。
【０２０２】
よって、本実施例の組成からなるガラス繊維は、アルカリ金属酸化物を合計で２０重量％含み、固体成分の熱伝導を低減することで優れた断熱性能を有する。また、カレットにはＺｒＯ2が含まれることにより、そのままでも耐水性、耐アルカリ性の向上、さらにアルカリ金属酸化物のＫ2Ｏ比率が増加することによる混合アルカリ効果によっても耐水性が向上する。
【０２０３】
次に、このガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材の熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００１５Ｗ／ｍＫであり、芯材の熱抵抗が増大により、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材において、優れた断熱性能を発揮している。
【０２０４】
（比較例１）
本比較例は、板ガラス市中回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰を混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０２０５】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が６３．４％、Ａｌ2Ｏ3が３．５％、Ｂ2Ｏ3が４．６％、Ｎａ2Ｏが１５．８％、Ｋ2Ｏが０．７％、ＭｇＯが３．７％、ＣａＯが７．９％、ＴｉＯ2が０．１％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．２％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体重量のうち、８５％の利用が可能であった。
【０２０６】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は１．０８Ｗ／ｍＫであり、カレットのリサイクル率は高いものの、従来の板ガラスと同等の熱伝導率で、断熱効果の改善が図れない。
【０２０７】
よって、本比較例１のように、アルカリ金属酸化物の合計が１６．５％程度では熱伝導率は低減しておらず、アルカリ金属酸化物を積極的に増加し、２０重量％〜４０重量％程度含むことで、断熱性能の向上が図ることが可能となる。
【０２０８】
また、このガラスを繊維化し、ボード状に積層したときの厚み方向の熱伝導率を測定した結果、平均２４℃における熱伝導率は０．０３５Ｗ／ｍＫであった。
【０２０９】
よって、本比較例の組成からなるガラス繊維は、８５％の原料リサイクルが可能であるが、アルカリ金属酸化物が合計で１６．５重量％しか含んでおらず、固体成分の熱伝導が大きいことで優れた断熱性能を得られていない。
【０２１０】
次に、このガラス素材からなるガラス繊維を積層したボードを芯材とし、水分吸着材を適用した真空断熱材を作製し、熱伝導率を測定したところ、平均温度２４℃にて０．００２１Ｗ／ｍＫであった。
【０２１１】
よって、本比較例の真空断熱材は、芯材材料が従来の板ガラスカレットを原料として８５％リサイクル可能であるが、芯材のガラス繊維がアルカリ金属酸化物を合計で１６．５重量％しか含んでおらず、芯材の熱抵抗が小さいため、特に固体成分の熱伝導の寄与が大きい真空断熱材においては、断熱性能の改善は図れない。
【０２１２】
（比較例２）
本比較例は、板ガラス市中回収カレットに、Ｂ2Ｏ3の原料であるホウ酸、アルカリ金属酸化物のヴァージン原料であるソーダ灰、及びＢａＯの原料である炭酸バリウムを混合し、重量百分率で以下のガラス組成物を得た。
【０２１３】
ガラス組成は、ＳｉＯ2が３２．９％、Ａｌ2Ｏ3が０．８％、Ｂ2Ｏ3が３．５％、Ｎａ2Ｏが２７．２％、Ｋ2Ｏが０．３％、ＭｇＯが１．９％、ＣａＯが３．９％、ＢａＯが２９．１％、ＴｉＯ2が０．１％、Ｆｅ2Ｏ3が０．１％、その他０．２％程度の多数不純物からなり、板ガラスカレットは、原料全体重量のうち、４６％しか利用することができなかった。
【０２１４】
このガラスの熱伝導率の測定を行った結果、ガラスのおよそ３１℃付近における熱伝導率は０．７５Ｗ／ｍＫであり、熱伝導率の低減効果は得られるものの、カレットのリサイクル率が低く、原料コストが大幅に増加する。
【０２１５】
よって、本比較例２のように、２０重量％を超えるＢａＯを含む場合、熱伝導率の低減効果はあるものの、カレット使用率が４６％程度とわずかであるために大幅なコストアップの要因となり、実用的には不向きである。
【０２１６】
また、繊維化を試みる場合にも、本実施例２のガラス組成物は結晶化による失透を起こし、安定して繊維化を行うことができない。
【０２１７】
なお、実施例１〜１５、および比較例１〜２の結果について（表１）にまとめた。
【０２１８】
【表１】
2007153649.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０２１９】
以上のように、本発明にかかるガラス組成物、ガラス繊維、及び真空断熱材は、ガラス素材の熱伝導率を低減し、従来よりも優れた断熱性能を有するものであるとともに、製造時の熱エネルギーを大幅に低減し、より安全性、リサイクル性を高めるものである。
【０２２０】
その結果、冷凍冷蔵庫および冷凍機器をはじめとする断熱を要する機器に利用することが可能となり、窓ガラスや断熱パネルとして、建材や車等の熱や冷熱から保護すべき物象などのあらゆる断熱、遮熱用途や、熱害対策用途等に適用することで省エネルギー化に貢献できる。
【０２２１】
なお、本発明におけるガラス組成物、ガラス繊維、及び真空断熱材は、あらゆる機器への適用が可能であり、冷凍冷蔵庫、冷凍機器、野菜保冷庫、および米保冷庫等の作動温度帯である−３０℃から常温、更には自動販売機、給湯タンク等のより高温までの範囲で温冷熱を利用した電気、ガス機器や一般住宅等の建材、車など、断熱を要する部分を含むものに適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２２２】
【図１】本発明の実施の形態３における真空断熱材の断面図
【符号の説明】
【０２２３】
１    真空断熱材
２    芯材
３    水分吸着材
４    外包材
【図１】
2007153649.tif 000004