(57)【要約】【課題】本発明は、廃棄物の再資源化を図ることができるとともに所望する比重を有する無機系発泡体が安定して得られ、また水質改善作用に優れる無機系発泡体を形成することができる無機系発泡体組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、比重の異なる層が積層され一体化された無機系発泡体を提供することを目的とする。また、本発明は、省エネルギー性に優れるとともに加熱炉等の設備負荷も少なく、さらに確実に発泡して気泡が形成され品質の安定性に優れる無機系発泡体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の無機系発泡体組成物は、無機系廃材を粉砕して得られる無機系粉体と、貝殻を粉砕して得られる貝殻粉体と、を含有している。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機系廃材を粉砕して得られる無機系粉体と、貝殻を粉砕して得られる貝殻粉体と、を含有していることを特徴とする無機系発泡体組成物。
【請求項２】
前記無機系粉体１００重量部に対し、貝殻粉体８〜２０重量部好ましくは１０〜１５重量部を含有していることを特徴とする請求項１に記載の無機系発泡体組成物。
【請求項３】
前記無機系粉体の粒径が、０．１〜１０００μｍ好ましくは０．５〜８５０μｍより好ましくは０．５〜５００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の無機系発泡体組成物。
【請求項４】
前記貝殻粉体の粒径が、０．１〜３０００μｍであることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物。
【請求項５】
前記貝殻粉体の粒径が、０．１〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物。
【請求項６】
前記貝殻粉体の粒径が、０．０１〜５０μｍ好ましくは０．１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物。
【請求項７】
前記無機系廃材が、ガラス質廃材であることを特徴とする請求項１乃至６の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物。
【請求項８】
無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体が加熱され溶融した無機系基体層と、無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体と貝殻粉体が加熱され前記無機系基体層と一体化され比重が前記無機系基体層より小さく形成された低比重発泡体層と、を備えていることを特徴とする無機系発泡体。
【請求項９】
請求項１乃至７の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物を各々混合する混合工程と、前記混合工程で得られた混合粉体を８５０〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃に加熱して溶融発泡させる加熱発泡工程と、を備えていることを特徴とする無機系発泡体の製造方法。
【請求項１０】
ａ．無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体１００重量部に対し石粉０〜５重量部を含有する、又は、ｂ．請求項４に記載の無機系発泡体組成物を含有する高比重粉体層と、請求項５に記載の無機系発泡体組成物を含有する低比重粉体層と、を積層する積層工程と、
前記積層工程で得られた積層物を８５０〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃に加熱し前記高比重粉体層と前記低比重粉体層を溶融させて各々無機系基体層と低比重発泡体層を形成するとともに前記無機系基体層と前記低比重発泡体層とを一体化する加熱工程と、
を備えていることを特徴とする無機系発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス質廃材、燃焼灰、煉瓦質廃材等の無機系廃材を用いた無機系発泡体組成物及び無機系発泡体並びに無機系発泡体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、無機系廃材の１種であるガラス質廃材や石炭灰等の再資源化のために、ガラス質廃材や石炭灰等を用いてガラス質等のマトリックス中に均一で独立又は連続した気泡を形成し、断熱性や防音性に優れたガラス質発泡体や軽量の人工骨材等が開発されている。
例えば、（特許文献１）には「ビンガラス等を粉砕したものに石灰石粉末を混合した原料を造粒後、８１０〜９６０℃で加熱する泡ガラスの製造方法」が開示されている。
【０００３】
（特許文献２）には「石炭灰に廃ガラスと粘結剤と酸化鉄，炭化珪素，炭材等の発泡剤とを混合して粉砕した後成形し、これを焼成する人工軽量骨材の製造方法」が開示されている。
【０００４】
（特許文献３）には「廃ガラスを破砕して粉粒状に形成し、これに炭酸ナトリウム等の金属炭酸塩、炭化珪素等の金属炭化物、窒化珪素等の金属窒化物の少なくとも１種を添加し加熱するガラス発泡体の製造方法」が開示されている。
【０００５】
（特許文献４）には「粗粉砕ガラス粉と微粉砕ガラス粉とを混合し、これに炭化珪素を添加し加熱するガラス質発泡体の製造方法」が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５８−６０６３４号公報
【特許文献２】
特開平１１−３３５１４６号公報
【特許文献３】
特開平１１−３４３１２８号公報
【特許文献４】
特開平１１−２３６２３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）乃至（特許文献２）に開示の技術は、加熱処理する前の段階で原料を造粒する工程が必要で、造粒設備と工数を要し生産性に欠けるという課題を有していた。
（２）（特許文献３）に開示の技術は、粉粒状にされた廃ガラスや発泡剤の粒径が特定されていないので、原料を加熱する条件が一定でも、廃ガラス等の粒径によって溶融状態や発泡状態等が異なり、比重や気泡の大きさ等が安定せず品質の安定性に欠けるという課題を有していた。
（３）（特許文献４）に開示の技術は、ガラス粉の粒度調整を行い比重の小さな発泡体は得られるが、長尺の発泡体を得ることができないという課題を有していた。
（４）（特許文献１）乃至（特許文献４）に開示の技術は、原料のガラスとしてガラス廃材等を用いているが、発泡剤として主に石灰石等の天然資源や炭化珪素等の化学薬品を用いているため、天然資源等の消費を助長し省資源性に欠けるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、廃棄物の再資源化を図ることができるとともに所望する比重を有する無機系発泡体が安定して得られ、また水質改善作用に優れる無機系発泡体を形成することができる無機系発泡体組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、比重の異なる層が積層され一体化された無機系発泡体を提供することを目的とする。
また、本発明は、省エネルギー性に優れるとともに加熱炉等の設備負荷も少なく、さらに確実に発泡して気泡が形成され品質の安定性に優れる無機系発泡体の製造方法を提供することを目的とする。また、１以上の比重を有する無機系基体層と１未満の比重を有する低比重発泡体層とが一体化された無機系発泡体を容易に製造することができる無機系発泡体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために本発明の無機系発泡体組成物及び無機系発泡体並びに無機系発泡体の製造方法は、以下の構成を有している。
【００１０】
本発明の請求項１に記載の無機系発泡体組成物は、無機系廃材を粉砕して得られる無機系粉体と、貝殻を粉砕して得られる貝殻粉体と、を含有した構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）無機系廃材や貝殻という廃棄物を用いているので、廃棄物の再資源化を図ることができる。
（２）貝殻は硬度が低く粉砕し易いので貝殻粉体が容易に得られ、粉砕設備負荷や工数等を小さくすることができる。
（３）加熱することで、貝殻が含有する炭酸カルシウムが分解して炭酸ガスを発生し溶融した無機系粉体を発泡させて気泡を形成するとともに、貝殻が含有するフミン酸が燃焼して焼失し微細孔を形成し表面積の大きな無機系発泡体が安定して得られる。
（４）貝殻の種類によっては赤貝等のように繊維質を有し、溶融発泡して形成された気泡の周囲に位置して補強剤として機能し、気泡が破裂するのを防止する。
（５）貝殻はカルシウムイオンだけでなくマグネシウムイオンも有し、これらが、無機系粉体が溶融した溶融体の粘性を小さくして冷却時に発生する残留ひずみを少なくするので冷却時に割れ難くなり、板状等の長尺の無機系発泡体を形成し易く成形性に優れる。
（６）貝殻粉体が加熱によって分解して生成される酸化カルシウムが、水分や二酸化炭素を吸収するので吸湿性等に優れる無機系発泡体を製造することができる。
（７）酸化カルシウムが水分を吸収して生成される水酸化カルシウムが溶出し易いので、土壌改質剤として用いることができる無機系発泡体を製造することができる。
（８）加熱されて形成された無機系発泡体を水質改善用浄化材等として水中に浸漬すると、無機系発泡体の破壊面から、貝殻が含有するカルシウム、マグネシウムが水中に溶出する。これにより、水に溶解しているリン酸が、溶出したカルシウムによってリン酸カルシウム（不溶性）になり水質の改善を行うことができる。また、溶出したマグネシウムが貝類や藻類等の成育を促進することができる。
【００１１】
ここで、無機系廃材としては、ガラス質廃材、燃焼灰、煉瓦質廃材、家畜や魚の骨等が用いられ、これらの１種若しくは複数種を混合して用いることができる。
ガラス質廃材としては、薬品用びん，化粧品用びん，食料調味料用びん，飲料用びん等のガラスびん、板ガラス、窓ガラス、テレビやディスプレイのガラスパネル等の廃棄物、ガラス製品工場から発生するスクラップ等が用いられる。
燃焼灰としては、石炭発電やゴミ発電，若しくは都市ゴミ焼却炉等の固体燃料を主として使用する燃焼装置の石炭灰等が用いられる。
煉瓦質廃材としては、赤煉瓦，耐火煉瓦，軽量煉瓦，舗道煉瓦，釉薬煉瓦，鉱滓煉瓦，珪灰煉瓦，セメント煉瓦等の廃棄物、煉瓦製品工場から発生するスクラップ等が用いられる。
家畜や魚の骨としては、牛，豚，馬，鶏等の家畜や魚を加工した際に得られる骨が用いられる。
これらの無機系廃材の内、特にガラス質廃材が好ましく用いられる。ガラス質廃材は、１０００℃以下の低温で軟化するものが多いので加熱炉等の設備負荷が小さく、また溶融体が粘性を有するので気泡を形成し易いとともに板状等の長尺の無機系発泡体を形成し易いからである。このため、他の無機系廃材に所定の割合で混合して、その融点を下げるとともに溶融体の粘性を高めることができる。
【００１２】
貝殻としては、牡蠣，帆立貝，赤貝，ハマグリ，アサリ，アワビ，サザエ，シジミ等の二枚貝や巻貝の殻が用いられる。
なお、貝殻は、砂等を除去するために水洗した後、乾燥させてから粉砕する。湿式で粉砕を行う場合には、粉砕してから乾燥させてもよい。
【００１３】
無機系廃材や貝殻の粉砕は、ハンマクラッシャ，エッジランナ，スクリーンミル，ローラミル，エロフォールミル，ボールミル，ジェットミル等の粉砕機を用いて行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無機系発泡体組成物であって、前記無機系粉体１００重量部に対し、貝殻粉体８〜２０重量部好ましくは１０〜１５重量部を含有した構成を有している。
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）貝殻粉体が所定量配合されているので、加熱して無機系粉体を溶融すると最適量の炭酸ガスが発生し気泡が形成され、発泡倍率の大きな無機系発泡体が得られる。
（２）貝殻粉体の密度が小さいので容量が多く、無機系粉体に均一に混合させることができる。
【００１５】
ここで、貝殻粉体の含有量としては、無機系粉体１００重量部に対し、８〜２０重量部好ましくは１０〜１５重量部が好適である。無機系粉体１００重量部に対し、貝殻粉体が１０重量部より少なくなるにつれ貝殻粉末が分解して発生する炭酸ガス量が少なく発泡し難くなる傾向がみられ、１５重量部より多くなるにつれ発生する炭酸ガス量が多く無機系発泡体の表面に大きなひび割れが発生しガスが抜けてしまい嵩が増え難く、またひび割れによって機械的強度が低下する傾向がみられるため、いずれも好ましくない。特に１０重量部より少なくなるか２０重量部より多くなるとこれらの傾向が著しいので好ましくない。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の無機系発泡体組成物であって、前記無機系粉体の粒径が、０．１〜１０００μｍ好ましくは０．５〜８５０μｍより好ましくは０．５〜５００μｍである構成を有している。
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）無機系粉体の粒径が所定の範囲に調整されているので、無機系粉体の溶融温度が安定するとともに気泡の大きさも安定し、機械的強度を高めることができるとともに無機系発泡体の品質の安定性に優れる。
【００１７】
ここで、無機系粉体の粒径としては、０．１〜１０００μｍ好ましくは０．５〜８５０μｍより好ましくは０．５〜５００μｍが好適である。粒径が０．５〜５００μｍの場合は機械的強度に優れ加熱溶融後の冷却時にも割れ難い無機系発泡体を得ることができる。０．５μｍより小さくなるにつれ無機系廃材の粉砕設備負荷と工数が増大するとともに溶融し易く溶融温度のコントロールが困難になる傾向がみられ、５００μｍより大きくなるにつれ加熱時に無機系粉体間の隙間が大きいため溶融して結合し難く機械的強度が低下し加熱溶融後の冷却時に割れ易くなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。また、８５０μｍより大きくなるにつれこの傾向は著しくなり、特に、粒径が０．１μｍより小さくなるか１０００μｍより大きくなるとこれらの傾向が著しいため、いずれも好ましくない。
【００１８】
無機系粉体は、重力分級機，慣性分級機，遠心分級機，篩い分け機等の乾式分級装置やスピッツカステン，スパイラル分級機等の重力式やハイドロサイクロン等の遠心力式の湿式分級装置によって所定粒径に分級すると、所定の範囲に確実に調整できるので好ましい。なお、湿式分級装置を用いた場合には、分級後に乾燥するか、加熱炉で加熱する場合に２００℃付近で完全に水分等を蒸発させてから昇温を行う。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物であって、前記貝殻粉体の粒径が、０．１〜３０００μｍである構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）貝殻粉体の粒径が０．１〜３０００μｍなので、凝集し難く無機系粉体に点在するように分散させることができ、加熱して溶融発泡することで気泡を点在するように均一に分布させることができる。
（２）この結果、比較的径の大きな独立した気泡を形成することができ、比重が１より大きな無機系発泡体を形成することができる。
【００２０】
ここで、貝殻粉体の粒径としては、粉砕されて厚みの薄い鱗片状乃至は球状に形成された貝殻粉体の３軸方向の長径をいう。
貝殻粉体の粒径が０．１μｍより小さくなるにつれ粉砕設備負荷と工数が増大するとともに貝殻粉体が凝集し易く無機系粉体に均一に分散し難くなる傾向がみられ、３０００μｍより大きくなるにつれ加熱されて１個の貝殻粉体が分解したときに発生するガス量が多く粗大な気泡を形成し易くなり、そこを起点として割れ易くなり、さらに無機系粉体に対する相対的な貝殻粉体の量が少なくなるので気泡の数が少なくなり無機系発泡体の発泡倍率が小さくなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。
なお、貝殻粉体は、請求項３で説明した無機系粉体と同様に分級することができる。これにより、所定の範囲に確実に調整できる。
【００２１】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物であって、前記貝殻粉体の粒径が、０．１〜１０００μｍである構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）貝殻粉体の粒径が０．１〜１０００μｍなので、凝集し難く無機系粉体に均一に分散させることができ、加熱して溶融発泡することで気泡を均一に分布させることができる。
（２）この結果、多数の独立した気泡と、それらが多数繋がった連続気泡を形成することができ、比重が１より小さな無機系発泡体を形成することができる。
【００２２】
ここで、貝殻粉体の粒径が０．１μｍより小さくなるにつれ粉砕設備負荷と工数が増大するとともに貝殻粉体が凝集し易く無機系粉体に均一に分散し難くなる傾向がみられ、１０００μｍより大きくなるにつれ加熱されて１個の貝殻粉体が分解したときに発生するガス量が多く粗大な気泡を形成するとともに、無機系粉体に対する相対的な貝殻粉体の量が少なくなり連続気泡が形成され難くなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。
なお、貝殻粉体の粒径は、請求項４で説明したものと同様に３軸方向の長径が用いられる。
【００２３】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物であって、前記貝殻粉体の粒径が、０．０１〜５０μｍ好ましくは０．１〜１０μｍである構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）貝殻粉体の密度が小さく、かつ粒径が小さいので容量が多く、無機系粉体の表面に貝殻粉体をまぶした状態となり、微細な気泡を均一に分散して形成させることができる。
（２）この結果、微細な気泡が多数繋がった連続気泡を形成することができ、表面積が大きく比重が１より大きな無機系発泡体を形成することができる。
【００２４】
ここで、貝殻粉体の粒径が０．１μｍより小さくなるにつれ粉砕設備等の設備負荷と工数が増大するとともに貝殻粉体が凝集し易く無機系粉体に均一に分散し難くなる傾向がみられ、１０μｍより大きくなるにつれ、連続気泡を形成するのに必要な無機系粉体に対する相対的な貝殻粉体の量が不足し連続気泡が形成され難くなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。特に、粒径が０．０１μｍより小さくなるか５０μｍより大きくなると、これらの傾向が著しいため、いずれも好ましくない。
また、貝殻粉体としては、貝殻粉体を粉砕するときに用いられるバグフィルタやエアフィルタ等のろ過集塵装置や電気集塵装置等で集塵された貝殻粉体が好適に用いられる。バグフィルタでは０．１〜１０μｍの粒径を有する貝殻粉体が、エアフィルタや電気集塵装置では０．０１μｍ程度の微細な粒径を有する貝殻粉体の捕集ができ、効率がよいからである。
なお、貝殻粉体の粒径は、請求項４で説明したものと同様に３軸方向の長径が用いられる。
【００２５】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物であって、前記無機系廃材が、ガラス質廃材である構成を有している。
この構成により、請求項１乃至６の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）ガラス質廃材は、１０００℃以下の低温で軟化するものが多いので加熱炉等の設備負荷が小さく、また溶融体が粘性を有するので気泡を形成し易く比重の制御を容易に行うことができ、さらに機械的強度が高く耐久性に優れる。
（２）ガラス質廃材が溶融固化した後は、カドミウム，シアン等の有害物質を溶出しないので、河川や湖等の浄化材として最適な無機系発泡体が得られる。
【００２６】
本発明の請求項８に記載の無機系発泡体は、無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体が加熱され溶融した無機系基体層と、無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体と貝殻粉体が加熱され前記無機系基体層と一体化され比重が前記無機系基体層より小さく形成された低比重発泡体層と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）低比重発泡体層と一体化された無機系基体層を有しているので、機械的強度が比較的乏しい低比重発泡体層を補強することができ機械的強度を高めることができ耐久性に優れる。
（２）無機系基体層の比重が低比重発泡体層の比重より大きいため、無機系基体層の比重を１以上に形成することにより無機系発泡体を湖，沼，海等の水中に沈めた場合には、低比重発泡体層を上向きにして無機系基体層を湖底等に設置することができる。このため、表面積の大きな低比重発泡体層に水流が当たり易くなるとともに低比重発泡体層に藻が付着したり生物膜が生息し易く、低比重発泡体層で有機物の分解や水の浄化等を効率よく行うことができる。
【００２７】
ここで、無機系基体層としては、無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体や、貝殻粉体，炭酸カルシウム，ドロマイト等が添加された無機系粉体を溶融して形成されたものが用いられる。また、請求項４に記載の無機系発泡体組成物を溶融したものを用いることもできる。比重を１以上にすることができるからである。
低比重発泡体層としては、無機系粉体に貝殻粉体が添加されて、加熱されて無機系基体層と一体化され比重が無機系基体層より小さく形成されたものが用いられる。また、請求項５に記載の無機系発泡体組成物を溶融したものを用いることもできる。比重を１未満にすることができるからである。
【００２８】
本発明の請求項９に記載の無機系発泡体の製造方法は、請求項１乃至７の内いずれか１に記載の無機系発泡体組成物を各々混合する混合工程と、前記混合工程で得られた混合粉体を８５０〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃に加熱して溶融発泡させる加熱発泡工程と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）混合された無機系発泡体組成物を所定の温度範囲で加熱して溶融発泡させるので、無機系粉体を十分に軟化させて貝殻粉体を完全に包み込み、貝殻粉体の分解によって発生した炭酸ガスで確実に発泡させることができ安定性に優れる。
（２）粒径の小さな貝殻粉体が均一に混合しているので溶融助剤として働き、全体の溶融温度を低下させる。また、貝殻粉体が無機系粉体の表面に均一に分散しているので、破壊の起点となり易い溶融斑の発生を防ぎ機械的強度を安定させる。
（３）加熱温度が８５０〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃と比較的低いので、加熱炉等の設備負荷が少なく、また省エネルギー性に優れる。
【００２９】
ここで、加熱発泡工程としては、混合工程で得られた混合粉体をステンレス製等の型枠内に充填し、若しくはステンレス製等のメッシュベルトやキャタピラー等の上に堆積して、ボックス炉，シャットルキルン，ローラーハースキルン，トンネル式等の加熱炉内で間歇式若しくは連続式に加熱し、無機系粉体を溶融させるものが用いられる。加熱発泡工程では、貝殻粉体が分解して発生した炭酸ガスによって、溶融して軟化した無機系粉体内に気泡が形成される。
【００３０】
加熱発泡工程における加熱温度としては、無機系粉体の種類にもよるが、８００〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃が好適に用いられる。加熱温度が９００℃より低くなるにつれ無機系粉体の軟化が不十分で貝殻粉体が分解しても発泡し難い傾向がみられ、１０００℃より高くなるにつれ貝殻粉体が分解して発生した気泡が膨張して粗大化し細かな気泡が得られ難くなったり発泡したものが再溶融して平滑なガラス状になったりする傾向がみられるため、いずれも好ましくない。特に、８００℃より低くなるか１１００℃より高くなるとこれらの傾向が著しくなるため、いずれも好ましくない。
加熱発泡工程では、８００〜１１００℃の加熱温度において５〜２０分間保持される。保持時間が５分より少なくなるにつれ発泡ムラが生じ気泡の大きさが著しく不揃いになる傾向がみられ、２０分より多くなるにつれ気泡が膨張して粗大化する傾向がみられるため、いずれも好ましくない。また、無機系発泡体組成物の量や加熱炉内での厚みによっては伝熱斑を生じ、不均質な無機系発泡体が形成されるので所定の範囲に調整される。
【００３１】
加熱発泡工程で得られた溶融発泡体は、加熱炉内で除冷、若しくは空気中で自然冷却、又は空気や水等で急冷されて、長尺状，塊状等の無機系発泡体が形成され、必要に応じて、破砕され若しくは切断され又は分割される。
無機系発泡体は、例えば、盛り土，埋め戻し，裏込め等や用いる土木用資材として、コンクリートやアスファルト等の軽量骨材，断熱材，防音材等の建築用資材として、破砕等を行った後に土と混ぜて土壌改質材等として用いることができる。特に、家屋床下や屋根裏，壁等に用いる断熱材として使用すれば、家屋等の軽量化を図ることができるとともに、大きな表面積によって断熱性や除湿性等が付与されるので好適に用いられる。
また、カルシウムやマグネシウム等を含有する貝殻粉体を含有し、さらに多孔質で表面積が大きいので、水質改善用浄化材として使用すれば優れた水質改善性能を示し好適である。また、多孔質なので水中で藻類や草類が繁茂し易く漁礁としても好適である。また、その保水性や軽量性等を利用して、屋上庭園や鉢植え等の軽量土壌材として用いることもできる。
なお、無機系発泡体は、加熱後冷却時に割れ難く長尺の無機系発泡体の成形が可能であることから、鉄筋コンクリートの床スラブ内に埋設する軽量化材として用いることができ、これにより廃棄物処理等の問題が発生せず環境保全性や安全性に優れる。現在、発泡スチロール製で形成された軽量化材が主に用いられているため、解体時には飛散し周囲の環境を汚染するとともに廃棄物処理等でも問題を発生し、火災時には有毒ガスの発生源ともなるからである。
【００３２】
本発明の請求項１０に記載の無機系発泡体の製造方法は、ａ．無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体１００重量部に対し石粉０〜５重量部を含有する、又は、ｂ．請求項４に記載の無機系発泡体組成物を含有する高比重粉体層と、請求項５に記載の無機系発泡体組成物を含有する低比重粉体層と、を積層する積層工程と、前記積層工程で得られた積層物を８５０〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃に加熱し前記高比重粉体層と前記低比重粉体層を溶融させて各々無機系基体層と低比重発泡体層を形成するとともに前記無機系基体層と前記低比重発泡体層とを一体化する加熱工程と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）積層工程において異なる組成を有する低比重粉体層と高比重粉体層を積層した後に加熱工程において溶融し一体化するので、比重が１以上の無機系基体層と比重が１未満の低比重発泡体層が一体化された無機系発泡体を容易に形成することができ生産性に優れる。
【００３３】
ここで、積層工程としては、ａ．ガラス質廃材，焼却灰，煉瓦質廃材等の無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体１００重量部に対し石粉０〜５重量部を含有する、又は、ｂ．請求項４に記載の無機系発泡体組成物を含有する高比重粉体層を、ステンレス製等の型枠内に敷き詰め、若しくはステンレス製等のメッシュベルトやキャタピラー等の上に堆積し、次いで、請求項５に記載の無機系発泡体組成物を含有する低比重粉体層を高比重粉体層の上に積層するものが用いられる。これにより、加熱工程において、低比重粉体層の自重で低比重発泡体層が無機系基体層の上に圧着されて一体化される。
なお、低比重粉体層の上に高比重粉体層を積層してもよい。加熱工程において、高比重粉体層の自重により同様に圧着されて一体化されるからである。
【００３４】
無機系粉体に添加される石粉としては、石灰石や大理石等から形成された炭酸カルシウムやドロマイト等が用いられる。また、貝殻粉末を用いることもできる。
石粉は、高比重粉体層の無機系粉体１００重量部に対し０〜５重量部の範囲で添加される。これにより、無機系基体層をわずかに発泡させて気泡を形成させることができ無機系基体層の表面積を大きくすることができる。
ここで、石粉の添加量が５重量部より多いと発泡量が多く比重が低下する傾向がみられるため、好ましくない。
【００３５】
加熱工程では、高比重粉体層と低比重粉体層を積層した積層物を、ボックス炉，シャットルキルン，ローラーハースキルン，トンネル式等の加熱炉内で間歇式若しくは連続式に加熱し、低比重粉体層と高比重粉体層を溶融して無機系基体層と低比重発泡体層とを形成するとともに、その境界面で一体化する。
加熱工程の加熱温度としては、請求項７の加熱発泡工程で説明したものと同様なので、説明を省略する。
また、無機系廃材としては請求項１で説明したものが用いられ、無機系廃材を粉砕した無機系粉体の粒径としては請求項３で説明したものを用いることができるので、説明を省略する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における無機系発泡体の斜視図である。
図１において、１は実施の形態１における無機系発泡体、１ａはガラス系廃材等の無機系廃材が粉砕された無機系粉体が溶融して形成された無機系発泡体１の基体、１ｂは牡蠣殻等の貝殻が粉砕されて形成され無機系粉体に添加された貝殻粉体、１ｃは貝殻粉体１ｂ中の炭酸カルシウムが発泡して基体１ａに形成された連続気泡や独立気泡からなる気泡である。貝殻粉体１ｂの主成分は炭酸カルシウムであるが、それ以外の組成物も含有しており全てが熱分解しないので、特に貝殻粉体１ｂの粒径が大きな場合は基体１ａ内に残留する。
ここで、本実施の形態においては、無機系粉体の粒径は０．１〜１０００μｍ好ましくは０．５〜８５０μｍより好ましくは０．５〜５００μｍに形成されている。また、貝殻粉体の粒径は０．１〜３０００μｍに形成されている。
【００３７】
以上のように実施の形態１における無機系発泡体は構成されているので、以下のような作用が得られる。
（１）無機系廃材や貝殻という廃棄物を用いているので、廃棄物の再資源化を図ることができる。
（２）貝殻は硬度が低く粉砕し易いので貝殻粉体が容易に得られ、粉砕設備負荷や工数等を小さくすることができる。
（３）加熱することで、貝殻が含有する炭酸カルシウムが分解して炭酸ガスを発生し溶融した無機系粉体を発泡させて気泡を形成するとともに、貝殻が含有するフミン酸が燃焼して焼失し微細孔を形成し表面積の大きな無機系発泡体が安定して得られる。
（４）貝殻はカルシウムイオンだけでなくマグネシウムイオンも有し、これらが、無機系粉体が溶融した溶融体の粘性を小さくして冷却時に発生する残留ひずみを少なくするので冷却時に割れ難くなり、板状等の長尺の無機系発泡体を形成し易く成形性に優れる。
（５）貝殻粉体が加熱によって分解して生成される酸化カルシウムが、水分や二酸化炭素を吸収するので吸湿性等に優れる無機系発泡体を製造することができる。
（６）酸化カルシウムが水分を吸収して生成される水酸化カルシウムが溶出し易いので、土壌改質剤として用いることができる無機系発泡体を製造することができる。
（７）加熱されて形成された無機系発泡体を水中に浸漬すると、無機系発泡体の破壊面から、基体に残留する貝殻粉体が含有するカルシウム、マグネシウムが水中に溶出する。これにより、水に溶解しているリン酸が、溶出したカルシウムによってリン酸カルシウム（不溶性）になり水質の改善を行うことができ浄化材として最適である。また、表面積が大きいことに加えて溶出したマグネシウムが貝類や藻類等の成育を促進することができ、漁礁としても最適である。
（８）無機系粉体の粒径が所定の範囲に調整されているので、無機系粉体の溶融温度が安定するとともに気泡の大きさも安定し、機械的強度を高めることができるとともに無機系発泡体の品質の安定性に優れる。
（９）貝殻粉体の粒径が０．１〜３０００μｍなので、凝集し難く無機系粉体に点在するように分散させることができ、基体内に気泡を点在するように均一に分布させることができる。この結果、比較的径の大きな独立した気泡を形成することができ、比重が１より大きな無機系発泡体が得られる。
【００３８】
ここで、本実施の形態においては、貝殻粉体の粒径が０．１〜３０００μｍに形成された場合について説明したが、０．１〜１０００μｍの範囲で形成することもできる。これにより、以下のような作用が得られる。
（１）貝殻粉体が凝集し難く無機系粉体に均一に分散させることができ、加熱して溶融発泡することで基体内に気泡を均一に分布させることができる。
（２）この結果、多数の独立した気泡と、それらが多数繋がった連続気泡を形成することができ、比重が１より小さな無機系発泡体を形成することができる。
【００３９】
また、貝殻粉体の粒径を０．０１〜５０μｍ好ましくは０．１〜１０μｍに形成することもできる。これにより、以下のような作用が得られる。
（１）貝殻粉体の密度が小さく、かつ粒径が小さいので容量が多く、無機系粉体の表面に貝殻粉体をまぶした状態となり、微細な気泡を基体内に均一に分散して形成させることができる。
（２）この結果、微細な気泡が多数繋がった連続気泡を形成することができ、表面積が大きく比重が１より大きな無機系発泡体を形成することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
図２は実施の形態２における無機系発泡体の斜視図であり、図３は実施の形態２における無機系発泡体の製造装置の要部模式図である。
図２において、１´は実施の形態２における無機系発泡体、２はガラス質廃材等の無機系廃材を粉砕して得られた粒径０．１〜１０００μｍの無機系粉体が加熱され溶融した無機系基体層、３はガラス質廃材等の無機系廃材を粉砕して得られた粒径０．１〜１０００μｍの無機系粉体と牡蠣殻等の貝殻を粉砕して得られた粒径０．１〜１０００μｍの貝殻粉体が混合されて加熱され溶融して無機系基体層２と一体化された低比重発泡体層、３ａは無機系基体層２と低比重発泡体層３の境界面である。
図３において、４はローラーハースキルン等の加熱炉、５は加熱炉４内を移動するステンレス製等のメッシュベルト、６はメッシュベルト５上に配設された第１ホッパ、６ａは第１ホッパ６からメッシュベルト５上に所定の厚みで供給され堆積した高比重粉体層である。高比重粉体層６ａはガラス質廃材等の無機系廃材を粉砕して得られた無機系粉体１００重量部に対し炭酸カルシウム等の石粉０〜５重量部を含有するものである。７は第１ホッパ６と加熱炉４との間のメッシュベルト５上に配設された第２ホッパ、７ａは第２ホッパ７から高比重粉体層６ａの上に所定の厚みで堆積され積層された低比重粉体層である。低比重粉体層７ａは粒径０．１〜１０００μｍに形成された無機系粉体に粒径０．１〜１０００μｍに形成された貝殻粉体が添加された無機系発泡体組成物を含有するものである。
【００４１】
以上のように構成された実施の形態２における無機系発泡体について、以下その製造方法を説明する。
始めに、ガラス質廃材等の無機系廃材を粉砕し粒径０．１〜１０００μｍに形成された無機系粉体を形成する。この無機系粉体１００重量部に対し炭酸カルシウム等の石粉０〜５重量部を添加混合したものを第１ホッパ６に貯留しておく。また、ガラス質廃材等の無機系廃材を粉砕し粒径０．１〜１０００μｍに形成された無機系粉体を形成する。さらに、牡蠣殻等の貝殻を粉砕し粒径０．１〜１０００μｍに形成された貝殻粉体を形成する。この無機系粉体１００重量部に対し貝殻粉体８〜２０重量部を添加混合したものを第２ホッパ７に貯留しておく。積層工程において、第１ホッパ６からメッシュベルト５上に無機系粉体等を堆積し高比重粉体層６ａを形成する。次いで、第２ホッパ７から無機系粉体等を高比重粉体層６ａの上に堆積し低比重粉体層７ａを積層する。
次いで、加熱工程において、高比重粉体層６ａと低比重粉体層７ａが積層された積層物を加熱炉４で８５０〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃に加熱する。この結果、高比重粉体層６ａが溶融して無機系基体層２を形成し低比重粉体層７ａが溶融して低比重発泡体層３を形成するとともに、低比重発泡体層３が自重で無機系基体層２に圧着され低比重発泡体層３と無機系基体層２とが一体化される。
【００４２】
以上のように、実施の形態２における無機系発泡体は構成されているので、以下のような作用が得られる。
（１）低比重発泡体層と一体化された無機系基体層を有しているので、機械的強度が比較的乏しい低比重発泡体層を補強することができ機械的強度を高めることができ耐久性に優れる。
（２）無機系基体層の比重が低比重発泡体層の比重より大きいため、無機系基体層の比重を１以上に形成することにより無機系発泡体を湖，沼，海等の水中に沈めた場合には、低比重発泡体層を上向きにして無機系基体層を湖底等に設置することができる。このため、表面積の大きな低比重発泡体層に水流が当たり易くなるとともに低比重発泡体層に藻が付着したり生物膜が生息し易く、低比重発泡体層で有機物の分解や水の浄化等を効率よく行うことができる。
【００４３】
また、実施の形態２における無機系発泡体の製造方法によれば、以下のような作用が得られる。
（１）積層工程において異なる組成を有する低比重粉体層と高比重粉体層を積層した後に加熱工程において溶融し一体化するので、比重が１以上の無機系基体層と比重が１未満の低比重発泡体層が一体化された無機系発泡体を容易に形成することができ生産性に優れる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、無機系粉体と石粉を混合した高比重粉体層を用いた場合について説明したが、粒径０．１〜１０００μｍに形成された無機系粉体に粒径０．１〜３０００μｍに形成された貝殻粉体が添加された無機系発泡体組成物を含有する高比重粉体層を用いることもできる。これにより、比重が１より大きく貝殻粉体を含有した無機系基体層を得ることができる。この無機系基体層は、水に浸漬するとカルシウムやマグネシウムを溶出するので、浄化材や漁礁として最適である。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
無機系廃材としてのガラスびん，窓ガラス等のガラス質廃材を、エッジランナ等の粉砕機を使用して平均粒径２〜３ｍｍに粗粉砕した。次いでエロフォールミル等の粉砕機を使用して微粉砕した。次に、振動ふるい等の分級装置を用いて分級し、粒径が０．１〜１０００μｍの無機系粉体を得た。
次に、牡蠣，帆立貝，赤貝等の貝殻を水洗して乾燥した後、エッジランナ等の粉砕機を使用して平均粒径２〜３ｍｍに粗粉砕した。次いでエロフォールミル等の粉砕機を使用して微粉砕した。次に、振動ふるい等の分級装置を用いて分級し、粒径が０．１〜１０００μｍの貝殻粉体を得た。
粉砕・分級された無機系発泡体組成物を、混合工程において、無機系粉体１００重量部と、貝殻粉体１２重量部と、を攪拌型等の混合機で十分に混合して混合粉体を得た。
加熱発泡工程においては、ステンレス製等で形成された幅１．５ｍのメッシュベルトが長さ２５ｍに渡って張設されたローラーハースキルンを加熱炉として用いた。得られた混合粉体をメッシュベルト上に厚み約７ｍｍ、幅約０．４ｍ、メッシュベルトの長手方向に沿って１．２ｍの長さに堆積した。メッシュベルトは、第１ゾーン６００〜７５０℃、第２ゾーン８５０℃、第３ゾーン９４０℃、第４ゾーン９６０℃、第５・６ゾーン９４０℃に保たれた加熱炉内を各ゾーンを５〜１０分の通過時間で通過するように設定されており、加熱炉に入った混合粉体は、３０〜６０分かけて溶融発泡され、厚み約１５ｍｍ、幅約０．４ｍ、長さ約１．２ｍの板状の実施例１の無機系発泡体を得た。
実施例１の無機系発泡体の比重を測定したところ、０．６ｇ／ｃｍ３であった。破断面を観察したところ、内径０．３〜２ｍｍの気泡が均一に分布していることが確認された。
【００４６】
（実施例２）
実施例１の無機系発泡体を製造するために牡蠣，帆立貝，赤貝等の貝殻をエロフォールミル等の粉砕機を使用して微粉砕したが、このときにバグフィルタやエアフィルタ等のろ過集塵装置等で集塵された０．１〜１０μｍの粒径を有する貝殻粉体を用いて、実施例２の無機系発泡体を製造した。無機系粉体１００重量部に対して粒径０．１〜１０μｍの貝殻粉体を１１重量部添加混合した以外は、実施例１と同様にして、実施例２の無機系発泡体を得た。
実施例２の無機系発泡体の比重を測定したところ、１．１ｇ／ｃｍ３であった。これを水に浸漬すると沈むことが確認された。破断面を観察したところ、内径０．２〜１ｍｍの気泡が均一に分布していることが確認された。
【００４７】
（比較例１）
無機系粉体１００重量部に対して炭化珪素（平均粒径３．９μｍ、品名Ｃ−４０００Ｆ）を４重量部添加混合した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の無機系発泡体を得た。
比較例１の無機系発泡体の比重を測定したところ、０．４ｇ／ｃｍ３であった。
【００４８】
（溶出試験）
実施例１，２の無機系発泡体を水に浸漬した際の有害物質の溶出量について評価した結果を（表１）に示す。
【表１】
2004123425.tif 000003
（表１）に示す測定方法において、「ＪＫ０１０２」と表示されているものは「ＪＩＳ　Ｋ　０１０２」の略であり、「Ｓ４９環告」と表示されているものは「昭和４９年環境庁告示」の略であり、「Ｓ４６環告」と表示されているものは「昭和４６年環境庁告示」の略である。
この結果、本実施例の無機系発泡体によれば、有害物質の溶出はみられないことが明らかになった。
【００４９】
（水質改善用浄化担体としての評価）
実施例１，２及び比較例１の無機系発泡体を用いて、水質改善用浄化材としての評価を行った。
図４は水質改善用浄化材の評価試験装置の模式図である。
図４において、１０は水質改善用浄化材の評価試験装置、１１は容量１００ｍｌのカラム、１２は一辺が約１ｃｍの略立方体状に切断若しくは破砕されカラム１１内に充填された実施例１，２等の試料である無機系発泡体、１３は容量約１リットルのビーカー、１４は０．４ｍｇ／Ｌのアンモニア性窒素と０．２ｍｇ／Ｌのリン酸態リンとを含有しビーカー１３に注入された約１リットルの水溶液、１５はカラム１１の下流側とビーカー１３に接続されカラム１１を通過した水溶液１４をビーカー１３に供給する液体循環路、１６はビーカー１３とカラム１１の上流側に接続されビーカー１３内の水溶液１４をカラム１１に供給する液体循環路、１７は液体循環路１６に配設され水溶液１４を循環するローラーチューブポンプ等のポンプである。
本評価試験では、容量が１００ｍｌのカラム１１内に充填した略同一容積の無機系発泡体１２の水質浄化性能について評価した。なお、無機系発泡体１２は、一辺が約１ｃｍの略立方体状に切断若しくは破砕した後、常温の室内で１０日間自然乾燥したものを用い、カラム１１内に充填した。充填量は、実施例１の無機系発泡体では２５．５ｇ、実施例２の無機系発泡体では５０．２ｇ、比較例１の無機系発泡体では２０．１ｇであった。また、カラム１１を通過する水溶液１４の流量が２００ｍｌ／ｈになるようにポンプ１７を調整した。なお、アンモニア性窒素を０．４ｍｇ／Ｌ、リン酸態リンを０．２ｍｇ／Ｌとしたのは、汚濁負荷がかなり大きな河川を想定したからである。
【００５０】
以上のように構成された評価試験装置１０を用いてポンプ１７を駆動して実験を開始した後、０，１，３，５，１２，２４，４８時間後の水溶液１４をビーカー１３から採取し、採取した水溶液についてアンモニア性窒素とリン酸態リンの測定を行った。
その結果を、図５及び図６に示す。
図５は実験開始からの経過時間とアンモニア性窒素の比濃度との関係を示す図であり、図６は実験開始からの経過時間とリン酸態リンの比濃度との関係を示す図である。ここで、比濃度とは、実験開始前（経過時間０）のアンモニア性窒素等の濃度を１としたときの各経過時間におけるアンモニア性窒素等の濃度との比を示したものである。
【００５１】
図５に示すように、貝殻粉体を用いた実施例１及び実施例２の無機系発泡体は、試験開始から約４８時間でアンモニア性窒素の比濃度を０．２以下の低濃度にすることができた。このことからアンモニア性窒素については、貝殻粉体を用いた実施例１及び実施例２の無機系発泡体は、炭化珪素を用いた比較例１の無機系発泡体とほぼ同様の水質改善作用を示すことが明らかになった。
【００５２】
次に、リン酸態リンについては、図６に示すように、実施例１の無機系発泡体で実験開始から４８時間で比濃度を０．４以下にすることができた。一方、比較例１の無機系発泡体では、実験開始から４８時間で比濃度は０．７程度であった。
このことは、無機系発泡体の破壊面から貝殻が含有するカルシウム、マグネシウムが水中に溶出することにより、リン酸態リンがリン酸カルシウム（不溶性）になり、水質の改善が行われるものであると推察している。実施例１の無機系発泡体のリン酸態リンの除去能力が、実施例２の無機系発泡体より高いのは、実施例１の無機系発泡体に用いられた貝殻粉体の粒径が０．１〜１０００μｍと大きいため、発泡後に基体内に残留した貝殻粉体の量が多いからであると推察している。
以上のように本実施例によれば、アンモニア性窒素及びリン酸態リンの除去効果に優れるとともに有害物質の溶出がみられない水質改善用浄化材として最適の無機系発泡体が得られることが明らかになった。
【００５３】
（実施例３）
実施例１と同様にして形成した粒径が０．１〜１０００μｍの無機系粉体１００重量部に粒径が０．１〜３０００μｍに形成された貝殻粉体を１１重量部添加混合した混合粉体を作成し、メッシュベルト上に約７ｍｍの厚さで堆積した。
次いで、実施例１と同様に設定された加熱炉で加熱し溶融発泡させ、実施例３の無機系発泡体を得た。
実施例３の無機系発泡体の比重を測定したところ、１．１ｇ／ｃｍ３であった。これを水に浸漬すると沈むことが確認された。破断面を観察したところ、内径０．２〜３ｍｍの気泡が分布していることが確認された。
【００５４】
（実施例４）
実施例１と同様にして形成した粒径が０．１〜１０００μｍの無機系粉体１００重量部に粒径が０．１〜２０μｍに形成された大理石等から形成された炭酸カルシウム等の石粉を４重量部添加混合したものを作成し、メッシュベルト上に堆積し厚み約７ｍｍの高比重粉体層を形成した。
次に、実施例１と同様にして混合粉体を作成し、メッシュベルト上に堆積された高比重粉体層の上に厚み約７ｍｍの低比重粉体層を積層した。（積層工程）
次いで、加熱工程において、実施例１で説明した加熱発泡工程と同様に設定された加熱炉を用いて、高比重粉体層と低比重粉体層を溶融して無機系基体層と一体化された低比重発泡体層を形成し、無機系基体層の厚み約９ｍｍ、低比重発泡体層の厚み約１４ｍｍ、幅約０．４ｍ、長さ約１．２ｍの板状の実施例４の無機系発泡体を得た。
得られた無機系発泡体を縦横の長さが約１０ｃｍの大きさになるように破砕し、これを深さ約２ｍの水槽内に落下したところ、比重の大きな無機系基体層が下側になり水中を沈降し、低比重発泡体層を上向きにして無機系基体層が水槽の底部に設置された。
以上のように本実施例によれば、低比重発泡体層を上向きにして無機系基体層を湖底等に設置することができるので、表面積の大きな低比重発泡体層に水流が当たり易くなるとともに低比重発泡体層に藻が付着したり生物膜が生息し易く、低比重発泡体層で有機物の分解や水の浄化等を効率よく行うことができるため、水質改善用浄化材や漁礁等として最適な無機系発泡体が得られることが明らかになった。
【００５５】
なお、無機系粉体、貝殻粉体の含有量や粒径等を、所定の範囲内で変えて同様の評価を行ってみたが、いずれも本実施例と同様に、所定の比重に形成することができるととも水質浄化性に優れていることが確認された。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の無機系発泡体組成物及び無機系発泡体並びに無機系発泡体の製造方法によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、
（１）無機系廃材や貝殻という廃棄物を用いているので、廃棄物の再資源化を図ることができる省資源性に優れた無機系発泡体組成物を提供することができる。
（２）貝殻は硬度が低く粉砕し易いので貝殻粉体が容易に得られ、粉砕設備負荷や工数等を小さくすることができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（３）加熱することで、貝殻が含有する炭酸カルシウムが分解して炭酸ガスを発生し溶融した無機系粉体を発泡させて気泡を形成するとともに、貝殻が含有するフミン酸が燃焼して焼失し微細孔を形成し表面積の大きな無機系発泡体が安定して得られる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（４）貝殻の種類によっては赤貝等のように繊維質を有し、溶融発泡して形成された気泡の周囲に位置して補強剤として機能し、気泡が破裂するのを防止する無機系発泡体組成物を提供することができる。
（５）貝殻はカルシウムイオンだけでなくマグネシウムイオンも有し、これらが、無機系粉体が溶融した溶融体の粘性を小さくして冷却時に発生する残留ひずみを少なくするので冷却時に割れ難くなり、板状等の長尺の無機系発泡体を形成し易く成形性に優れた無機系発泡体組成物を提供することができる。
（６）貝殻粉体が加熱によって分解して生成される酸化カルシウムが、水分や二酸化炭素を吸収するので吸湿性等に優れる無機系発泡体を製造することができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（７）酸化カルシウムが水分を吸収して生成される水酸化カルシウムが溶出し易いので、土壌改質剤として用いることができる無機系発泡体を製造することができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（８）加熱されて形成された無機系発泡体を水質改善用浄化材等として水中に浸漬すると、無機系発泡体の破壊面から、貝殻が含有するカルシウム、マグネシウムが水中に溶出する。これにより、水に溶解しているリン酸が、溶出したカルシウムによってリン酸カルシウム（不溶性）になり水質の改善を行うことができる。また、溶出したマグネシウムが貝類や藻類等の成育を促進することができる無機系発泡体が得られる無機系発泡体組成物を提供することができる。
【００５７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）貝殻粉体が所定量配合されているので、加熱して無機系粉体を溶融すると最適量の炭酸ガスが発生し気泡が形成され、発泡倍率の大きな無機系発泡体が得られる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（２）貝殻粉体の密度が小さいので容量が多く、無機系粉体に均一に混合させることができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
【００５８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）無機系粉体の粒径が所定の範囲に調整されているので、無機系粉体の溶融温度が安定するとともに気泡の大きさも安定し、機械的強度を高めることができるとともに無機系発泡体の品質の安定性に優れた無機系発泡体組成物を提供することができる。
【００５９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）貝殻粉体の粒径が０．１〜３０００μｍなので、凝集し難く無機系粉体に点在するように分散させることができ、加熱して溶融発泡することで気泡を点在するように均一に分布させることができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（２）この結果、比較的径の大きな独立した気泡を形成することができ、比重が１より大きな無機系発泡体を形成することができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
【００６０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）貝殻粉体の粒径が０．１〜１０００μｍなので、凝集し難く無機系粉体に均一に分散させることができ、加熱して溶融発泡することで気泡を均一に分布させることができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（２）この結果、多数の独立した気泡と、それらが多数繋がった連続気泡を形成することができ、比重が１より小さな無機系発泡体を形成することができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
【００６１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）貝殻粉体の密度が小さく、かつ粒径が小さいので容量が多く、無機系粉体の表面に貝殻粉体をまぶした状態となり、微細な気泡を均一に分散して形成させることができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（２）この結果、微細な気泡が多数繋がった連続気泡を形成することができ、表面積が大きく比重が１より大きな無機系発泡体を形成することができる無機系発泡体組成物を提供することができる。
【００６２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の内いずれか１の効果に加え、
（１）ガラス質廃材は、１０００℃以下の低温で軟化するものが多いので加熱炉等の設備負荷が小さく、また溶融体が粘性を有するので気泡を形成し易く比重の制御を容易に行うことができ、さらに機械的強度が高く耐久性に優れる無機系発泡体が得られる無機系発泡体組成物を提供することができる。
（２）ガラス質廃材が溶融固化した後は、カドミウム，シアン等の有害物質を溶出しないので、河川や湖等の浄化材として最適な無機系発泡体が得られる無機系発泡体組成物を提供することができる。
【００６３】
請求項８に記載の発明によれば、
（１）低比重発泡体層と一体化された無機系基体層を有しているので、機械的強度が比較的乏しい低比重発泡体層を補強することができ機械的強度を高めることができ耐久性に優れた無機系発泡体を提供することができる。
（２）無機系基体層の比重が低比重発泡体層の比重より大きいため、無機系基体層の比重を１以上に形成することにより無機系発泡体を湖，沼，海等の水中に沈めた場合には、低比重発泡体層を上向きにして無機系基体層を湖底等に設置することができる。このため、表面積の大きな低比重発泡体層に水流が当たり易くなるとともに低比重発泡体層に藻が付着したり生物膜が生息し易く、低比重発泡体層で有機物の分解や水の浄化等を効率よく行うことができる無機系発泡体を提供することができる。
【００６４】
請求項９に記載の発明によれば、
（１）混合された無機系発泡体組成物を所定の温度範囲で加熱して溶融発泡させるので、無機系粉体を十分に軟化させて貝殻粉体を完全に包み込み、貝殻粉体の分解によって発生した炭酸ガスで確実に発泡させることができ安定性に優れた無機系発泡体の製造方法を提供することができる。
（２）粒径の小さな貝殻粉体が均一に混合しているので溶融助剤として働き、全体の溶融温度を低下させる。また、貝殻粉体が無機系粉体の表面に均一に分散しているので、破壊の起点となり易い溶融斑の発生を防ぎ機械的強度を安定させる無機系発泡体の製造方法を提供することができる。
（３）加熱温度が８５０〜１１００℃好ましくは９００〜１０００℃と比較的低いので、加熱炉等の設備負荷が少なく、また省エネルギー性に優れた無機系発泡体の製造方法を提供することができる。
【００６５】
請求項１０に記載の発明によれば、
（１）積層工程において異なる組成を有する低比重粉体層と高比重粉体層を積層した後に加熱工程において溶融し一体化するので、比重が１以上の無機系基体層と比重が１未満の低比重発泡体層が一体化された無機系発泡体を容易に形成することができ生産性に優れた無機系発泡体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における無機系発泡体の斜視図
【図２】実施の形態２における無機系発泡体の斜視図
【図３】実施の形態２における無機系発泡体の製造装置の要部模式図
【図４】水質改善用浄化材の評価試験装置の模式図
【図５】実験開始からの経過時間とアンモニア性窒素の比濃度との関係を示す図
【図６】実験開始からの経過時間とリン酸態リンの比濃度との関係を示す図
【符号の説明】
１，１´　無機系発泡体
１ａ　基体
１ｂ　貝殻粉体
１ｃ　気泡
２　無機系基体層
３　低比重発泡体層
３ａ　境界面
４　加熱炉
５　メッシュベルト
６　第１ホッパ
６ａ　高比重粉体層
７　第２ホッパ
７ａ　低比重粉体層
１０　水質改善用浄化材の評価試験装置
１１　カラム
１２　無機系発泡体
１３　ビーカー
１４　水溶液
１５，１６　液体循環路
１７　ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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