ガラス

日付: 2023 年 1 月 11 日

著者: ロバート・ゲッツィンガー、マクシミリアン・ヒル、サミュエル・シャベル、イェンス・シュナイダー

ソース：ガラス構造とエンジニアリング6巻、119 ～ 128 ページ (2021)

土井：https://doi.org/10.1007/s40940-020-00144-4

この論文では、紙とガラスを積層体として組み合わせるさまざまな方法と、透明性への影響を検証します。 この文脈におけるラミネートとは、接着剤で結合されたガラスの層の間に挟まれた紙の層を意味します。 透明性と半透明性に関連するガラス紙ラミネートの可能性を研究するために、さまざまな種類の紙と接着剤が使用されました。 これらのラミネートは、建築構造、安全ガラス、プリントエレクトロニクスなどに応用できる可能性があります。 さまざまな接着剤や紙を使用したところ、エポキシが透明性の点で最高であり、最も効果的に接着することが定性的証拠によってわかりました。

持続可能性の目標を達成するには、再生可能資源の使用を増やすことが重要です。 再生可能でリサイクル可能な資源を使用して建築できるようにする技術を開発し、新しい方法や材料を発見することは、継続的な成長にとって重要な要素になります。

紙は望ましい建築材料です。 重量に対する剛性の比率が高く、再生可能な資源である木材を使用して製造できます。 そこで、プロジェクト『BAMP！ 「紙でつくる」は、ダルムシュタット工科大学で 2017 年から実施されています。この学際的なプロジェクトの枠組みの中で、紙を建築材料として利用できるようにするための基礎が作成されます。 このプロジェクトの最初の事例研究（Kanli et al. 2019）などでは、紙が建築材料として確立される大きな可能性を秘めていることがすでに示されています。

ガラスは自然に透明な素材であり、剛性が高く、耐摩耗性もあります。 ガラスは建設や建築で使用されることが増えており、さまざまな用途向けに絶えず開発が進められています (Schneider et al. 2016)。

紙は長期的には建設業界での地位を確立する素材ではありますが、湿気に敏感で耐久性のある接合技術という紙の固有の弱点を克服するには、依然として基礎研究と基準が必要です。 紙を組み込んだガラス積層板を作成する取り組みの目的は、紙を湿気などから保護することです。 その一方で、紙は日よけ用途、鳥よけガラス、インテリアデザインに至るまで、ガラスシートの用途の数と多用途性を高めます。 紙に統合されたプリンテッドエレクトロニクスやセンサーなどの機能紙も考えられます。 もう 1 つの動機は、紙ガラス積層板の (結果として得られる) 材料特性を使用して、まったく新しい用途につながる可能性のあるこれらの複合材料の可能性を明らかにすることです。 複合材料中の紙を適切に機能化することによって、そのような積層体のリサイクル性を改善することも考えられる。

この論文の最初の目的は、ガラスと紙の積層板を製造する適切な方法を見つけることです (図 1)。 第 2 ステップでは、このような積層体のさまざまな組み合わせの特性を調査することになりました。 試験片の透明度を紙のショッパー・リーグラー (SR) 値に関連付けることにより、試験片の透明度に注意が払われました。 さらに小さなデモンストレーションを使用して、透明性と半透明性に影響を与えるさまざまな紙質のラミネートの特性を示します。 この調査結果は、ガラス紙ラミネートのトピックをさらに深く掘り下げるための入門として使用されます。

紙とガラスは非常に一般的な材料であり、さまざまな業界で非常に広く使用されています。 しかし、サンドイッチラミネートの形でガラスと紙をラミネートしてガラス・ペーパー・ラミネート（GPL）を作成することは、比較的未開発の領域です。 ただし、ライスペーパーを使用したガラス紙ラミネートはインテリアデザイン用途に使用されます (Maxlen 2020)。 紙が GPL の透明性にどのような影響を与えるかを理解することが、論理的な出発点となります。 この論文の目的は、さまざまな接着剤と紙のグレードが紙の透明性に及ぼす影響を判断することです。