(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下で、且つ、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であり、１０2〜１０12個／ｋｇの気孔を有するガラスからなることを特徴とする建材用ガラス物品。
【請求項２】
３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下で、且つ、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるガラスからなり、ガラスの意匠面の正反射率が、２％以下であることを特徴とする建材用ガラス物品。
【請求項３】
ガラスが、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系あるいはＢ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建材用ガラス物品。
【請求項４】
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、耐火性セラミックス粉末を塗布した耐火性容器内にガラスを充填し、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し、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であり、１０2〜１０12個／ｋｇの気孔を有するガラスからなるガラス物品を製造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５】
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、耐火性セラミックス粉末を塗布した耐火性容器内にガラスを充填し、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し、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるガラスからなり、ガラスの意匠面の正反射率が、２％以下であるガラス物品を製造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６】
ガラスが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請求項４または請求項５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及びそ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。例えば、特許文献１には、建築用の有色結晶化ガラスの平均熱膨張率が３×１０-7〜９８×１０-7／Ｋ、可視光平均透過率が３７．９〜７２．５％の記載されている。また、特許文献２には、平均熱膨張率が−４×１０-7〜２．５×１０-7／℃、３００〜７００ｎｍでの可視光平均透過率のグラフが記載されているブロンズ色透光結晶化ガラスの開示がある。また、特許文献３には平均熱膨張率が−１×１０-7〜１×１０-7／Ｋ、４．６ｍｍ厚での波長４３６ｎｍの透過率が６２．３〜８８．１％の低膨張透明結晶化ガラスの開示がある。また、特許文献４には、２種類のガラス小体を混合して１１００℃で加熱処理することにより作製される結晶化ガラスの開示がある。
【特許文献１】
特開平２−５５２４３号公報
【特許文献２】
特開平２−３０２３３８号公報
【特許文献３】
特開昭６３−３０３８３１号公報
【特許文献４】
特開平１０−１３００２９号公報
【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、ガラスの質感を持った建材用ガラス物品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は、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下で、且つ、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であり、１０2〜１０12個／ｋｇの気孔を有するガラスからなることを特徴とする。また、本発明の建材用ガラス物品は、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下で、且つ、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるガラスからなり、ガラスの意匠面の正反射率が、２％以下であることを特徴とする。また、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、耐火性セラミックス粉末を塗布した耐火性容器内にガラスを充填し、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し、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であり、１０2〜１０12個／ｋｇの気孔を有するガラスからなるガラス物品を製造することを特徴とする。さらに、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、耐火性セラミックス粉末を塗布した耐火性容器内にガラスを充填し、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し、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるガラスからなり、ガラスの意匠面の正反射率が、２％以下であるガラス物品を製造することを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の建材用ガラス物品は、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下のガラスからなるため、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。
【０００９】
また、本発明の建材用ガラス物品は、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％であるガラスからなるため、ガラスの質感に富んだガラス物品になる。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。
【００１０】
また、本発明の建材用ガラス物品は、ガラスがＢ2Ｏ3−ＳｉＯ2系、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系あるいはＢ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスからなることが好ましい。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。
【００１１】
また、本発明の建材用ガラス物品は、ガラスが、１０2〜１０12個／ｋｇの気孔を有していると、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％になるため好ましい。即ち、ガラス物品内部の気孔が、外部からガラス物品表面に入射した可視光を反射あるいは散乱するため、気孔の量によって平均透過率を調整できるからである。
【００１２】
また、本発明の建材用ガラス物品は、波長４００〜７００ｎｍの範囲において、肉厚７ｍｍで平均透過率が１５〜８５％になれば、分相していても構わない。
【００１３】
さらに、本発明のガラス物品は、ガラスの意匠面の正反射率が高いと、太陽光や照明等の光が意匠面に反射して、直接人の目に入り眩しく感じるが、正反射率が２％以下であると、太陽光や照明等の光が意匠面で乱反射して、柔らかな光になり目にやさしいため好ましい。
【００１４】
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、耐火性セラミックス粉末を塗布した耐火性容器内にガラスを充填し、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は、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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
耐火性セラミックス粉末は、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何ら制限なく使用できるが、特に珪砂、アルミナ粉末、ジルコニア粉末、及び石膏粉末が好ましく、単独あるいは組み合わせて用いても良い。
【００１８】
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。また、耐火性セラミックス粉末を耐火性容器内に塗布する方法は、エアースプレー塗装、刷毛塗装、浸漬塗装等の方法が好適である。
【００１９】
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、ガラスと耐火性セラミックス粉末の離型材との反応性が高くなり、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。
【００２０】
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。
【００２１】
【実施例】
図１に本発明の建材用ガラス物品の斜視図を示す。
【００２２】
本発明の建材用ガラス物品１０は、３０〜３８０℃における平均熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下のガラス１１からなり、内部に気孔１２が多数含まれている。
【００２３】
表１に本発明の実施例を、表２に比較例を示す。
【００２４】
【表１】
0004029548.tif 000002
【００２５】
【表２】
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【００２６】
まず、内寸が２００×１００×１５０ｍｍのコージエライト製容器の内壁に、珪砂のスラリーを刷毛で塗布し、次いで、その耐火性容器内に３０ｍｍ以下の小片状の表１及び２に示す材質のガラスを各々充填し、表に示す温度で５時間熱処理し、実施例１〜５及び比較例１〜３に示す１９７×９７×６０ｍｍのブロック状の建材用ガラス物品を得た。
【００２７】
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。
【００２８】
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、平均透過率が低く、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。また、比較例３は、熱処理温度が高いため、気孔が少なく、平均透過率が９０％と高く、施工時に構造材が透けて見えた。
【００２９】
これに対し、実施例１〜５は、熱膨張係数が７０×１０-7／℃以下のガラスを用いているため、熱処理工程における冷却時の破損が無く、また、平均透過率が１５〜８５％の範囲内にあるため、ガラスの質感に富んだ建材用ガラス物品となった。
【００３０】
また、実施例１〜５の意匠面の正反射率は２％以下であるため、太陽光や照明等の光が意匠面で乱反射して、柔らかな光になり目にやさしい。
【００３１】
【効果】
以上説明したように、本発明の建材用ガラス物品は、熱膨張係数の７０×１０-7／℃以下のガラスを使用し、それを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、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】本発明の建材用ガラス物品の斜視図である。
【符号の説明】
１０  建材用ガラス物品
１１  ガラス
１２  気孔
【図１】
0004029548.tif 000004