(57)【要約】【課題】          水，空気，土壌等の浄化や環境の雰囲気改善，改良、並びに有害物の吸着除去等、或いは植物栽培床として用いることができ、また粒状体内に中空部を簡単に焼成形成することができる発泡ガラス粒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】      ガラス粉体にバインダーと発泡剤を添加し造粒して加熱発泡させた廃ガラスの粒状体５内に中空部２を形成した発泡ガラス粒体１の構造とする。この発泡ガラス粒体１は予め所定の径を備えた粒状の核体３を形成し、該核体３の外周に発泡剤入りのガラス粉体を積層被覆して加熱発泡させ、上記核体３の位置に対応する粒状体５の内部に中空部２を焼成形成させる発泡ガラス粒体の製造方法とした。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉砕されたガラス粉体にバインダーと発泡剤を添加し造粒して加熱発泡させた廃ガラスの粒状体であって、該粒状体（５）内に中空部（２）を形成してなる発泡ガラス粒体。
【請求項２】
粒状体（５）がボール状である請求項１の発泡ガラス粒体。
【請求項３】
粒状体（５）と中空部（２）が共に略同心的な球体からなる請求項１又は２の発泡ガラス粒体。
【請求項４】
微粉砕されたガラス粉体にバインダーと発泡剤を添加し加熱発泡させることにより発泡ガラス粒体（１）を形成する方法において、予め所定の径を備えた粒状の核体（３）を形成し、該核体（３）の外周に発泡剤入りのガラス粉体を積層被覆し、被覆層（６）を形成して加熱発泡させ、上記核体（３）の位置に対応する粒状体（５）の内部に中空部（２）を形成させる発泡ガラス粒体の製造方法。
【請求項５】
核体（３）を微粉砕されたガラス粉体を用いて造粒することによって形成する請求項４の発泡ガラス粒体の製造方法。
【請求項６】
核体（３）を木炭，発泡樹脂を含む合成樹脂その他加熱によって減容又はガス化する有機質材料により形成する請求項４又は５の発泡ガラス粒体の製造方法。
【請求項７】
核体（３）と被覆層（６）間に加熱時に核体（３）と被覆層（６）との融着を防止する融着防止材（４）を付着介在させてなる請求項４又は５又は６の発泡ガラス粒体の製造方法。
【請求項８】
核体（３）又は粒状体（５）に触媒その他の機能性を備えた鉱物，セラミック材を添加する請求項４又は５又は６又は７の発泡ガラス粒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水，空気，土壌等の浄化や環境の雰囲気改善，改良、並びに有害物の吸着除去やコンクリート，プレキャストコンクリート等の建材，プラスチック材等の軽量化材として用いる発泡ガラス粒体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡ガラス焼成体は廃ガラスを粉砕後に発泡剤を添加し、成型後焼成するという製造方法が一般的であり、本発明者の提案による特許文献１で示される発泡ガラス焼成体が公知である。また天然の火山ガラスを原料とする粉体を焼成し、ガラス質中空球体を形成する発泡ガラス中空球体の製造方法が特許文献２で示されるように公知である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２７２１９号公報（第２ページ，図２）
【特許文献２】特開平６−１５４５８６号公報（第３ページ，図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１で示される発泡ガラス焼成体は、粒状に微粉砕されたガラス粉体に発泡剤を添加し造粒形成した粒状体を焼成することによって、粒状体内に保水力及び保肥力に優れた気泡を有するものが任意形状で製造され、屋上緑化を行う際に植物栽培床の基盤材として土壌の流出等を防止できる利点がある。しかし粒状体内に気泡を形成しているものの大きな中空部を有しないので、土を混入した植物栽培床の全体重量の点から建物への負荷をさらに軽減させる面で課題を残すと共に、この発泡ガラス焼成体をそのまま空気や水質等の浄化用のフィルターとして利用することには性能面で問題がある。
【０００５】
また特許文献２で示される発泡ガラス中空球体は、火山ガラス原料を微粉砕した粉体を単に強熱減量を有する微粒子とともにそのまま焼成し、微細胞のガラス質中空球体としてのバルーンを得るものであり、また粒状体内に大きな中空部を焼成形成するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためにこの発泡ガラス粒体及びその製造方法は、第１に、微粉砕されたガラス粉体にバインダーと発泡剤を添加し造粒して加熱発泡させた廃ガラスの粒状体であって、該粒状体５内に中空部２を形成してなる発泡ガラス粒体としたことを特徴としている。
【０００７】
第２に、粒状体５がボール状であることを特徴としている。
【０００８】
第３に、粒状体５と中空部２が共に略同心的な球体からなることを特徴としている。
【０００９】
第４に、微粉砕されたガラス粉体にバインダーと発泡剤を添加し加熱発泡させることにより発泡ガラス粒体１を形成する方法において、予め所定の径を備えた粒状の核体３を形成し、該核体３の外周に発泡剤入りのガラス粉体を積層被覆し、被覆層６を形成して加熱発泡させ、上記核体３の位置に対応する粒状体５の内部に中空部２を形成させることを特徴としている。
【００１０】
第５に、核体３を微粉砕されたガラス粉体を用いて造粒することによって形成することを特徴としている。
【００１１】
第６に、核体３を木炭，発泡樹脂を含む合成樹脂その他加熱によって減容又はガス化する有機質材料により形成することを特徴としている。
【００１２】
第７に、核体３と被覆層６間に加熱時に核体３と被覆層６との融着を防止する融着防止材４を付着介在させてなることを特徴としている。
【００１３】
第８に、核体３又は粒状体５に触媒その他の機能性を備えた鉱物，セラミック材を添加することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明の発泡ガラス粒体及びその製造方法によれば、発泡ガラス粒体は粒体自体が吸水性，保肥性，吸着性，フィルター機能等に優れている。また粒状体内に中空部を形成しているから、中空部自体に水や肥料成分，薬剤を収容し、徐々に各種の環境中に時間をかけて放出できるほか、内部に有用な菌体の生息環境となる液体等を浸透収容させて、同様な放出を行わせることもできる。また中空なので任意な大きさのものを少ない資材で製造でき、軽量で取り扱い易く、重量による制約も緩和されるほか、耐久性及び強度を十分に備えて簡単に製造できるという利点がある。
また粒体は前述したような特徴により、浄化フィルターや断熱又は遮音用の建材にも利用できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の発泡ガラス粒体１を製造する製造方法を図１に示す工程図及び図２，図３により説明すると、この例では回収されたビン，板ガラス，自動車のウインドーガラス等の廃ガラス、その他ガラス質材を粉砕機にて微粉砕し、粒度３〜５０μｍ程度のガラス粉体を得る。このガラス粉体には公知の発泡剤が添加され、バインダーを混合したのち、造粒機によって発泡ガラス粒体１の中空部２を形成する核体３を造粒する。
【００１６】
上記発泡剤は粉砕の前工程又は後工程において添加することができる。また造粒用のバインダーはセラミック材用バインダーとして、一般に使用される有機質系バインダー等であり、例えばこれらの１０％溶液を５重量％前後、微粉砕されたガラス粉体に添加混入する。核体３は公知の造粒機によりバインダーを混入したガラス粉体よって略５ｍｍ程度の大きさのボール状に形成される。
【００１７】
次に造粒された核体３の外周に融着防止材４を付着させる。この融着防止材４はアルミナ等の粉末状離型剤が使用され、核体３の表面にまぶして塗布状態にしたのち乾燥される。この融着防止材４は核体３と核外周の後述する粒状体５の被覆層６の間にあって、加熱時に焼成される核体３と粒状体５との融着を生ずることなく粒状体５内に中空部２を形成する。
【００１８】
次に融着防止材４が塗布された核体３に対し、その外周に発泡剤入りのガラス粉体からなる被覆層６を積層し被覆造粒する。次ぎにこの焼成前の造粒発泡ガラス粒体１を焼成炉中において、略７００〜１１００℃の温度で２〜１０分程度加熱焼成することによって、発泡ガラス粒体１の製造を完了する。
【００１９】
この実施形態では、核体３に被覆されるガラス粉体被覆層の厚さを２〜３ｍｍ程度とし、また焼成前の発泡ガラス粒体１の直径を８〜１０ｍｍ程度とした。尚、発泡ガラス粒体１は核体３の大きさ及び粒状体５の厚さを選択することにより、用途に適応した任意な大きさと形状の粒状体に形成できる。
【００２０】
以上のように製造される発泡ガラス粒体１は、焼成によって粒状体５が連続気泡を形成し略１２〜１５ｍｍ程度の大きさの外径に発泡膨脹する。これに対し熱が伝わり難い内部の核体３は不発泡又は十分に発泡しないために粒径の拡大が殆ど生じない。このため核体３は融着防止材４の作用により、膨張する粒状体５との間で層間剥離を生じ、被覆層６からなるボール状の粒状体５内に膨張拡大された球状の中空部２を略同心的に形成する。そして殆ど膨張拡大しない粒状の核体３は内部で遊転可能な状態で残される。
【００２１】
この製造方法によれば、予め所定の径を備えた発泡ガラスで造粒した核体３の外周に、上記発泡剤入りのガラス粉体を積層被覆して均一な肉厚の被覆層６を形成し、加熱発泡させることにより、粒状体５の被覆層を略一定の厚さとし核体３の位置に対応する粒状体５の内部に球状の中空部２を形成することができる。
【００２２】
また核体３は微粉砕されたガラス粉体を用いて造粒することにより、粒状体５内に同一素材の流体として組み合わせ成形できる。尚、核体３は発泡剤を混入して造粒し焼成することにより、小密度の内部気泡を発生させ核体３にも吸着性等の機能を持たせることができる。また上記のように核体３部分を高湿度材で被覆層６を乾燥材で成形し、被覆層６のみを発泡膨張させて中空発泡ガラス体を形成することもできる。さらに核体３は加熱によって大きく膨張しない金属，非金属、セラミック等の他の鉱物でもよく、その場合融着防止材は不要である。
【００２３】
その他、核体３は核の成形工程において、木炭及び発泡樹脂を含む合成樹脂、その他加熱によって減容又はガス化する有機質材料により形成し、焼成によりガス化させて消滅させることができる。この場合は融着防止材４の塗布を省略することができ、中空部２内に核体３は残存しない。
【００２４】
また焼成温度は７００℃〜１１００℃とし焼成時間を２〜１０分の間で調整し発泡を行うが、上記焼成温度が７００℃以下の場合は焼成及び焼成時の粒体同士の固着が難しく、１１００℃を超えると粒体自体が再融解する可能性が高くなる。尚、この焼成温度及び焼成時間を適宜調整することにより、焼成時に図４に示すように隣接する粒状体５の表面同士を融着接合し、多数の発泡ガラス粒体１を一体的な団塊状に連ねることもでき、この場合粒体１間には多数の空隙７が形成される。
【００２５】
この製造方法によれば、粒体自体が軽量であると共に粒体内に中空部２を形成するので、ガラス素材の省資材化を図りながら、各種の用途に適応した機能を発揮させることが可能となる。また核体３の形状を変えることにより任意な多孔質断面の形状のものを低コストで製造することができる。
【００２６】
さらに粒状体５又は核体３を形成するとき、その表面又は内部に鉱物，セラミック材等からなる触媒その他の機能性を備えた機能性材を付着又は添加混合して発泡ガラス粒体１を製造することもできる。
【００２７】
また粒状体５又は核体３の間に上記のような触媒やその他の機能性を備えた鉱物，セラミック材を添加すると、これらが有する機能を粒体自体が有する特性に合わせて発揮することができ用途の拡大を図ることができる。この粒体自体は吸水性，保湿性，保肥性，吸着性等に優れ、粒体内に中空部を形成しているからこれらの性質を相乗的に高めることを可能にする。
【００２８】
即ち、発泡ガラス粒体１はそれ自体が通気性を有しフィルター機能を備えているほか、焼成された個々の粒体が気泡及び中空部２を有しているので、気泡中に浄化作用のある無機物質，殺菌作用のある物質，又は窒素固定細菌，脱窒細菌等の有用細菌を固定すれば、空気及び水質等の浄化作用，殺菌作用，環境浄化等の有効なフィルターとして用いることができる。
【００２９】
また核材としてゼオライトやその他の鉱物を収容するスペースとして利用することができ、且つ多孔質周壁内に比較的多量の薬剤，肥料，水分等を吸収保持するから、必要に応じて放出させることもできる。そして気体中，水中，土中等の流動体内等の環境に有用な微生物を保持させ、生息させることも可能である。
【００３０】
これにより、従来の屋上緑化手段は既存のビル屋上では重量等に制限があり緑化が難しかった課題を、本発明の発泡ガラス粒体１を利用しヒートアイランド現象の緩和やビルの断熱に効果を発揮させることができる。また通常、植物の性質に従い土壌の空隙を調節することが必要な場合があるが、造粒の際に粒体の径を調節することが可能なので、発泡ガラス粒体１を集合させた状態で空隙の調節も容易にでき、図４で示すようにより各種用途に最も望ましい空隙７を作ることもできる。
【００３１】
このほか粒体内に中空部２を形成した発泡ガラス粒体１は、水面に浮かべたとき、水面から露出する面積を大きくした状態で浮遊させることができるから、水面浮遊物の吸着はもとより、海水に流出した流出オイルの油分等を効率よく吸収し又は回収することができる。また発泡ガラス粒体１には油分の分解を促進させる光触媒その他の触媒等の保持もできる。
【００３２】
さらに本発明品である発泡ガラス粒体１は、熱伝導率，使用温度範囲，遮音性等に優れ、燃焼性，腐食性，径年劣化もなく、耐酸性，耐アルカリ性であることなどから、その応用範囲は多岐にわたる。
【００３３】
この実施形態では連続気泡を形成した発泡ガラス粒体１を示したが、これに限定することなくそれぞれの用途に応じ、例えば建材に用いる場合には、中空部２を形成した独立気泡からなる多孔質断面の粒体にすることもでき、断熱性及び遮音性等に優れた新しい建材を提供できる。上記独立気泡の形成は例えば焼成温度を９００℃以上に高くして冷却を瞬時に行って独立発泡させることによって行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明の発泡ガラス粒体及びその製造方法は、水，空気，土壌等の環境浄化や雰囲気改善，改良、並びに有害物の吸着除去、植物の栽培床材等のほか、軽量な断熱材，遮音材等として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の製造方法を示す工程図である。
【図２】本発明の発泡ガラス粒体の製造時の構造を示す断面図である。
【図３】図２のものを焼成した発泡ガラス粒体の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の発泡ガラス粒体及びその集合状態を示す全体図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    発泡ガラス粒体
２    中空部
３    核体
４    融着防止材
５    粒状体
６    被覆層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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