(57)【要約】【課題】ガラス粉末の発泡体が有する特性を利用し、土木資材、建築用資材等とは異なる用途の埋設構造物を提供する。【解決手段】ガラス粉末を発泡処理したガラス発泡体１１を主体とする外殻部の内部に小型造形物１５を収納（埋設）し、前記ガラス発泡体１１を主体とする外殻部を削り除くことによって、前記小型造形物１５を現出させる。前記ガラス発泡体１１は複数の外殻部材１１ａ，１１ｂより形成され、必要に応じて前記小型造形物１５を収納する保護殻体１６を内部に収納するとともに接合剤１２によって一体化される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス粉末の発泡体を主体とする外殻部の内部に小型造形物を収納し、前記外殻部を削り除くことによって前記小型造形物が現出するようにしたことを特徴とする埋設構造物。
【請求項２】
前記ガラス粉末の発泡体を主体とする外殻部が粉末状のガラスと水ガラスと発泡剤とを混合した後、固化し、焼成したガラス発泡体である請求項１に記載の埋設構造物。
【請求項３】
前記ガラス粉末の発泡体を主体とする外殻部が粉末状のガラスと発泡剤を混合し、焼成したガラス発泡体である請求項１に記載の埋設構造物。
【請求項４】
前記外殻部が複数の外殻部材より形成されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の埋設構造物。
【請求項５】
前記小型造形物が前記外殻部の内部に埋設されて一体に成形されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の埋設構造物。
【請求項６】
前記小型造形物が無機材料又は金属よりなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の埋設構造物。
【請求項７】
前記小型造形物が保護殻体内に収納されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の埋設構造物。
【請求項８】
前記小型造形物又は保護殻体に離型剤が塗布されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の埋設構造物。
【請求項９】
前記離型剤にアルミナ粉末が含まれている請求項８に記載の埋設構造物。
【請求項１０】
前記構造物が発掘を模した玩具である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の埋設構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品が埋設された構造物に関し、特にガラス粉末の発泡体に物品を埋設した埋設構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
びんガラスや板ガラス等のガラス廃材を再利用する方法の一つとして、ガラス廃材を粉砕してガラス粉末とした後、炭化珪素等の発泡剤と混合して所定の温度及び時間で加熱焼成することによってガラス粉末の発泡体を製造することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようにして得られるガラス粉末の発泡体は、軽量で水はけ等がよく、ガラス廃材を再利用して容易かつ安価で製造することが可能であるため、主として、地盤沈下等を防止する土木用資材や、断熱材や防音材あるいはアスファルト用の軽量骨材等の建築用資材等に使用されている。
【０００３】
ところで、従来のガラス粉末の発泡体は、前述のように土木用あるいは建築用資材等で用いられることが大半であり、現状では、ガラス粉末の発泡体は限られた分野のみに利用されているに過ぎなかった。そのため、前記ガラス粉末の発泡体に新たな利用分野を開発すべく研究されてきた。そこで、本発明者は、ガラス粉末の発泡体が有する特性を活かしつつ上記土木用資材や建築用資材等以外での新たな利用分野を見出すことに成功した。
【特許文献１】特開平１１−２３６２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、ガラス粉末の発泡体が有する特性を活かし、特にそれを利用した埋設構造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】
【０００５】
すなわち、請求項１の発明は、ガラス粉末の発泡体を主体とする外殻部の内部に小型造形物を収納し、前記外殻部を削り除くことによって前記小型造形物が現出するようにしたことを特徴とする埋設構造物に係る。
【０００６】
請求項２の発明は、前記ガラス粉末の発泡体を主体とする外殻部が粉末状のガラスと水ガラスと発泡剤とを混合した後、固化し、焼成したガラス発泡体である請求項１に記載の埋設構造物に係る。
【０００７】
請求項３の発明は、前記ガラス粉末の発泡体を主体とする外殻部が粉末状のガラスと発泡剤を混合し、焼成したガラス発泡体である請求項１に記載の埋設構造物に係る。
【０００８】
請求項４の発明は、前記外殻部が複数の外殻部材より形成されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の埋設構造物に係る。
【０００９】
請求項５の発明は、前記小型造形物が前記外殻部の内部に埋設されて一体に成形されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の埋設構造物に係る。
【００１０】
請求項６の発明は、前記小型造形物が無機材料又は金属よりなる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の埋設構造物に係る。
【００１１】
請求項７の発明は、前記小型造形物が保護殻体内に収納されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の埋設構造物に係る。
【００１２】
請求項８の発明は、前記小型造形物又は保護殻体に離型剤が塗布されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の埋設構造物に係る。
【００１３】
請求項９の発明は、前記離型剤にアルミナ粉末が含まれている請求項８に記載の埋設構造物に係る。
【００１４】
請求項１０の発明は、前記構造物が発掘を模した玩具である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の埋設構造物に係る。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、ガラス粉末の発泡体の内部に小型造形物を収納し、該ガラス粉末の発泡体を削り除くことによって前記小型造形物が現出する埋設構造物として構成されているので、ガラス発泡体の特性を活かしつつ従来の土木や建築等の限られた利用分野とは異なる他の分野での利用が可能となる。
【００１６】
請求項２又は３の発明によれば、ガラス発泡体がほぼ均一な多孔質構造となるので、安定した切削性が得られて容易に切削することが可能となる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、外殻部が複数の外殻部材より形成されているため、前記外殻部を容易に所望の形状とすることが可能となる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、小型造形物が外殻部の内部に埋設されて一体に成形されているので、前記小型造形物を外殻部から取り出す際の切削作業に興趣を付与することが可能となる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、小型造形物が無機材料又は金属よりなるので、埋設構造物の製造の際に前記小型造形物が熱による影響を受けないようにすることができる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、小型造形物が保護殻体内に収納されているので、前記小型造形物が汚れることを防止できるとともに、外殻部の切削の際に前記小型造形物に傷がつくことを防止することができる。
【００２１】
請求項８の発明によれば、小型造形物又は保護殻体に離型剤が塗布されるので、前記小型造形物又は保護殻体に付着したガラス発泡体の除去を容易に行うことができる。
【００２２】
請求項９の発明によれば、離型剤にアルミナ粉末が含まれているので、ガラス粉末の融着に伴って離型剤が融着されることがなく、小型造形物又は保護殻体とガラス発泡体との融着を防止することができる。
【００２３】
請求項１０の発明によれば、発掘を模した玩具なので、切削作業の興趣を高めることができ、玩具としての利用性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例に係る埋設構造物の構造断面図、図２は同埋設構造物の第１の概略工程図、図３は同埋設構造物の第２の概略工程図、図４は第２の実施例に係る埋設構造物の構造断面図、図５は図４の埋設構造物の部分拡大模式図、図６は第２の実施例に係る埋設構造物の概略工程図、図７は第３の実施例に係る埋設構造物の構造断面図、図８は同埋設構造物の概略工程図、図９は第２の実施例に係る埋設構造物の使用状態を表す模式図である。
【００２５】
本発明の埋設構造物は、請求項１の発明に規定するように、ガラス粉末の発泡体を主体とする外殻部の内部に小型造形物を収納するように構成されている。この埋設構造物では、前記外殻部が彫刻刀やカッターナイフ等の工作用具等によって容易に切削することが可能であって、該外殻部を削り除くことによって前記小型造形物が現出するようにしたことを特徴とするものである。
【００２６】
また、本発明の埋設構造物において、前記外殻部には、請求項２の発明に規定するように、前述の粉末状のガラスと水ガラスと発泡剤（例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等）とを適宜の割合で混合した後、固化し、加熱焼成して得られたガラス発泡体を使用することもできる。このようにして得られたガラス発泡体では、加熱焼成した際に形成される空隙（気泡）がほぼ均一に構成された多孔質構造となる。そして、この多孔質構造により、前記ガラス発泡体の切削性が安定するので、切削容易となる。
【００２７】
さらに、前記外殻部には、請求項３の発明に規定するように、びんガラスや板ガラス等のガラス廃材（例えば、ソーダライムガラス等）を粉砕して粉末状にしたガラスと発泡剤（例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等）とを適宜の割合で混合し、加熱焼成して得られたガラス発泡体を使用することができる。このガラス発泡体においても、前述のガラス粉末と発泡剤とを混合して焼成したガラス発泡体と同様に、加熱焼成した際に形成される空隙（気泡）がほぼ均一に構成された多孔質構造とすることができるので、安定した切削性が得られて容易に切削することが可能となる。
【００２８】
本発明の埋設構造物では、前記外殻部としてガラス発泡体を成形する際に、微量の無機顔料を添加して加熱焼成することによって着色された発泡体としてもよい。前記無機顔料としては、例えば、青色の場合はＣｏＡｌ2Ｏ4等、黄色の場合は（Ｚｒ，Ｐｒ）ＳＯ4等、赤色の場合はＺｒＳｉＯ4及びＣｄＳ等を使用することができる。なお、前記無機顔料はこれらの種類に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択して添加することができる。
【００２９】
次に、図１に示す第１の実施例に係る埋設構造物１０について説明する。前記埋設構造物１０は、請求項４の発明に規定するように、外殻部が複数（図においては２つ）の外殻部材により形成されるとともに、前記外殻部をガラス粉末と水ガラスと発泡剤とを混合して成形したガラス発泡体１１とし、そのガラス発泡体１１の内部に馬を模した樹脂製の小型造形物１５が収納されたものである。
【００３０】
前記ガラス発泡体１１は、ガラス廃材（例えば、ソーダライムガラス等）を粉砕して粉末状にしたガラスと、水ガラスと、発泡剤（例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等）とを適宜の割合で混合し、加熱焼成して得られたものである。この粉末ガラスの発泡体１１では、前述のように、加熱焼成した際に形成される空隙（気泡）がほぼ均一に構成された多孔質構造とすることができる。また、前記ガラス発泡体１１は、中心部に空間を設けた略半球型にあらかじめ成形された上型外殻部材１１ａと、前記上型外殻部材１１ａと一対に成形された下型外殻部材１１ｂとからなり、前記上型外殻部材１１ａ及び下型外殻部材１１ｂの接合面１２ａ，１２ｂを接合剤（例えば、エポキシ系樹脂等）等によって一体化されるように構成されている。したがって、外殻部を所望の形状に形成することが容易となる。
【００３１】
この実施例において、前記小型造形物１５は馬を模した樹脂製の造形物としたが、その材質は特に限定されるものではなく、例えば、紙製、布製、木製、金属製、陶磁器製、鉱物（天然石、人工石等）等から適宜用いることができる。さらに、その形状についても特に限定されるものではなく、例えば、人物像、動植物、昆虫、美術品等を模した造形物が列記される。
【００３２】
また、前記小型造形物１５は、図示しかつ請求項７の発明に規定したように、保護殻体１６内に収納されるように構成してもよい。前記保護殻体１６は、前記小型造形物１５を収納することが可能であれば、その材質や形状等は特に限定されるものではないが、切削作業中に前記小型造形物が傷ついたり汚れたりすることを防止できる強度を有するとともに、開閉可能な密閉構造であることが好ましい。実施例においては、ポリプロピレン等の公知の樹脂製の略球状の保護殻体１６として形成され、図示したように、上型殻体１６ａと下型殻体１６ｂとが嵌合部１６ｃによって嵌着され、開閉可能な密閉構造となるように構成されている。
【００３３】
続いて、図２及び図３を用いて第１の実施例に係る埋設構造物１０の製造工程について説明する。まず、前記埋設構造物１０の外殻部（ガラス発泡体１１）の原料であるガラス粉末と、水ガラスと、発泡剤と、必要に応じて無機顔料が適宜の割合で均質混合され、混合体１１ｐとなる。前記混合体１１ｐの混合比としては、ガラス粉末８０〜８９．７重量％、水ガラス１０〜１５重量％、発泡剤０．２〜２．０重量％、無機顔料０．１〜３．０重量％とすることが好ましい。
【００３４】
前記混合体１１ｐは、図２（ａ）に示した略半球状の凹部を有する成形型２６に適宜の量が充填され、略半球状の凸部を有する押圧型２７によって手動で軽く押圧される。そして、前記混合体１１ｐ中の水ガラスが固化するまで押圧状態が維持され、前記ガラス粉末同士が凝着される。なお、前記混合体１１ｐ中の水ガラスを固化させる際はに、前記混合体１１ｐに炭酸ガスを噴霧して固化を促進させてもよい。また、ここで使用される前記成形型２６及び押圧型２７は、特に限定されるものではなく、例えば、金属や樹脂等の型が使用される。
【００３５】
続いて、押圧された前記混合体１１ｐは、前記成形型２６から取り出される。その際、前記混合体１１ｐ中のガラス粉末同士が、図２（ｂ）に示すように前記成形型２６及び押圧型２７の形状に沿った外形が維持された型状混合体１１ｓとなる。この型状混合体１１ｓは、図示しない焼成炉（例えば、バッチ炉やトンネルキルン等）に搬入され、加熱焼成が行われる。
【００３６】
前記型状混合体１１ｓは、所定温度及び時間で加熱焼成されることにより、ガラス粉末が溶着するとともに水ガラス及び発泡剤が発泡して、図３（ａ）に示すような型状のガラス発泡体１１ｆが形成される。なお、加熱焼成する際の焼成条件は、焼成温度７２０〜８５０℃、焼成時間１０〜６０分とすることが好ましい。
【００３７】
前記の条件下で加熱焼成して得られたガラス発泡体１１ｆは、その外面が適宜の形状に切削または研磨されるとともに、内面も必要に応じて保護殻体の形状に合わせて切削または研磨され、外形が整えられる。そして、外形が整えられた型状のガラス発泡体が複数用意され、それぞれを外殻部材として、その内部に小型造形物が収納された保護殻体が収納される。この実施例では、図３（ｂ）に示すように、上型外殻部材１１ａと下型外殻部材１１ｂが用意され、前記下型外殻部材１１ｂに馬を模した小型造形物１５が収納された樹脂製の保護殻体１６が設置された後、前記下型外殻部材１１ｂの接合面１２ｂにエポキシ系樹脂等の接合剤１２が塗布され、該接合剤１２によって前記上型外殻部材１１ａの接合面１２ａと前記下型外殻部材１１ｂの接合面１２ｂとが接合されて埋設構造物１０が得られる。
【００３８】
次に、図４に示す第２の実施例に係る埋設構造物３０について説明する。前記埋設構造物３０は、請求項５の発明に規定されるように、小型造形物が外殻部の内部に埋設されて一体に成形されたものである。
【００３９】
前記外殻部には、ガラス廃材（例えば、ソーダライムガラス等）を粉砕したガラス粉末と発泡剤（例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等）とが均質混合され、加熱焼成されたガラス発泡体３１が使用される。このガラス発泡体３１は、前述しかつ前記埋設構造物３０のＡ部分を拡大して表した図５に示されるように、加熱焼成した際に形成される空隙（気泡）３３がほぼ均一に構成された多孔質構造となる。
【００４０】
前記小型造形物３５は、前記ガラス発泡体３１の内部に埋設され、一体に成形されるものであるため、前記ガラス発泡体３１を焼成する際の熱等の影響によって変質することのない耐熱材であることが好ましく、特には、請求項６の発明に規定するように、無機材料又は金属よりなる造形物が適している。前記小型造形物３５における材料としては、陶磁器又は金属に加え、鉱物（天然石や人工石等）等を加工して用いることができる。なお、前記小型造形物３５の形状は特に限定されるものではないが、例えば、人物像、動植物、昆虫、美術品等を模した造形物が列記される。なお、実施例においては、アンモナイトを模した造形物とした。
【００４１】
前記小型造形物３５は、上記のように前記ガラス発泡体３１の内部に埋設されて一体に成形されているので、前記ガラス発泡体３１から前記小型造形物３５をきれいに取り出すために工夫しながら切削する等、切削作業に興趣を付与することができる。
【００４２】
また、加熱焼成した際に前記ガラス発泡体３１が前記小型造形物３５に融着することを防止するために、請求項８の発明に規定するように、前記小型造形物３５の表面部分に離型剤４１を塗布することが好ましい。特に、請求項９の発明に規定するように、前記離型剤４１にはアルミナ粉末が用いられ、例えば、カルボキシメチルセルロース，ポリビニルアルコール，アラビアゴム，でんぷんのり等に溶いて使用される。前記アルミナ粉末は、焼成時、ガラス粉末とともに融解されることがないため、前記ガラス発泡体３１の小型造形物３５への融着防止に適している。従って、図５に示すように、前記小型造形物３５の表面部分に離型剤４１（アルミナ粉末４２）塗布しておくと、ガラス発泡体３１を切削し小型造形物３５を現出させる際、前記ガラス発泡体３１は前記小型造形物３５から離型剤４１（アルミナ粉末４２）を伴って剥離されやすくなり、前記小型造形物３５を容易に取り出すことが可能となる。
【００４３】
次に、図６を用いて前記埋設構造物３０の製造工程を説明する。まず、埋設構造物３０の外殻部（ガラス発泡体３１）の原材料であるガラス粉末と、発泡剤と、必要に応じて無機顔料が適宜の割合で混合され、均質な混合粉末３１ｐとなる。前記混合粉末３１ｐの混合比としては、ガラス粉末９５．０〜９９．７重量％、発泡剤０．２〜２．０重量％、無機顔料０．１〜３．０重量％とすることが好ましい。
【００４４】
続いて、図６（ａ）に示すように、内側面に沿って離型シート（例えば、セラミックシート等）４５が敷かれたステンレス製等の耐熱性を有する成形型４６を用意し、該成形型４６内に適量の前記混合粉末３１ｐを入れる。前記混合粉末１１ａを注入した後、前記離型剤４１を表面に塗布した前記小型造形物３５を該混合粉末３１ｐ内に埋没するように設置し、加熱焼成を行う。なお、前記混合粉末３１ｐは、発泡量を考慮して適宜の量が充填されるものであるが、特には、前記成形型４６の内容量の約１／３程度とすることが好ましい。
【００４５】
加熱焼成を行う際には、混合粉末３１ｐと小型造形物３５が入った前記成形型４６を図示しない焼成炉（例えば、バッチ炉やトンネルキルン等）に入れ、所定温度及び時間で加熱を行う。この加熱焼成により、前記混合粉末３１ｐ中のガラス粉末が融着するとともに発泡剤が発泡してガラス発泡体３１が形成され、図６（ｂ）に示すような埋設構造物３０が得られる。なお、焼成条件は、焼成温度７２０〜８５０℃、焼成時間１０〜６０分とすることが好ましい。
【００４６】
前記の条件下で加熱焼成後、前記成形型４６から前記埋設構造物３０を取り出し、前記埋設構造物３０の外殻部であるガラス発泡体３１の外形を適宜削り取り、完成する。
【００４７】
また、外殻部に小型造形物を埋設して一体に成形する埋設構造物の他の実施例として、図７に示す第３の実施例に係る埋設構造物５０について説明する。前記埋設構造物５０は、外殻部をガラス粉末と水ガラスと発泡剤とを混合し形成したガラス発泡体５１とし、そのガラス発泡体５１の内部に小型造形物５５を収納した保護殻体５６が一体に埋設されていることを特徴とする。
【００４８】
前記ガラス発泡体５１は、ガラス廃材（例えば、ソーダライムガラス等）を粉砕して粉末状にしたガラスと水ガラスとから生成される発泡ガラスビーズと、別途の水ガラスと、発泡剤（例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等）とを適宜の割合で混合し、加熱焼成して得られたものである。このガラス発泡体５１でも、前述の第１及び第２の実施例におけるガラス発泡体１１，３１と同様に、加熱焼成した際に形成される空隙（気泡）がほぼ均一に構成された多孔質構造とすることができる。
【００４９】
前記保護殻体５６は、小型造形物を収納して前記ガラス発泡体５１内に埋設され、一体に成形されるものであるから、前記ガラス発泡体５１を焼成する際の熱等の影響によって変質することのない陶磁器や金属等の耐熱材であることが好ましい。また、その形状は特に限定されるものではなく、前記小型造形物５５を収納し、開閉可能な密閉構造であることが好ましい。実施例においては、金属製の卵形の保護殻体５６として形成され、図示したように、上型殻体５６ａと下型殻体５６ｂとが嵌合部５６ｃによって嵌着され、開閉可能な密閉構造となるように構成されている。
【００５０】
前記小型造形物５５には、既に述べた小型造形物３５と同様の材料（特には、陶磁器、金属、鉱物等）を使用することが好ましい。また、その形状は特に限定されるものではないが、前記小型造形物３５と同様に、例えば、人物像、動植物、昆虫、美術品等を模した造形物が列記される。なお、実施例では、図示のように乗用車を模した造形物とした。
【００５１】
また、前記保護殻体５６の表面部分には、加熱焼成した際に前記ガラス発泡体５１が融着することを防止するために、前記第２の実施例と同様に離型剤６１を塗布することが好ましい。前記離型剤６１は、第２の実施例で使用された離型剤２１と同様のものを使用することができるため、ガラス発泡体５１を切削し保護殻体５６を現出させる際に、前記ガラス発泡体５１が前記保護殻体５６から剥離しやすくなり、前記保護殻体５６を容易に取り出すことが可能となる。
【００５２】
次に、図８を用いて前記埋設構造物５０の製造工程を説明する。まず、ガラス粉末と結合剤及び発泡剤としての水ガラスと無機顔料とが混合され、スプレードライヤーによって造粒かつ乾燥後、７００〜７５０℃、１０〜３０分で焼成を経て着色された発泡ガラスビーズが生成される。次いで、この発泡ガラスビーズと別途の水ガラスと発泡剤とが適宜の割合で均質混合され、混合体５１ｐとなる。なお、発泡ガラスビーズを生成する際のガラス粉末と水ガラスと無機顔料との混合比としては、ガラス粉末８９〜９４．９重量％、水ガラス５〜８重量％、無機顔料０．１〜３．０重量％とすることが好ましく、前記混合体５１ｐの発泡ガラスビーズと水ガラスと発泡剤との混合比は、発泡ガラスビーズ８３〜８９．８重量％、水ガラス１０〜１５重量％、発泡剤０．２〜２．０重量％とすることが好ましい。
【００５３】
前記混合体５１ｐは、図８（ａ）に示すような成形型６６に充填され、小型造形物５５を内部に収納するとともに離型剤６１を表面に塗布した保護殻体５６も前記混合体５１ｐ内にともに埋没される。そして、前記混合体５１ｐは、前記成形型６６を密閉可能とする蓋部材６７によって手動で軽く押圧され、前記混合体５１ｐ中の水ガラスが固化するまで押圧状態が維持され、前記発泡ガラスビーズ同士が凝着される。なお、前記混合体５１ｐ中の水ガラスを固化させる際には、前述のように前記混合体５１ｐに炭酸ガスを噴霧して固化を促進させてもよい。また、ここで使用される前記成形型６６は、特に限定されるものではなく、例えば、金属や樹脂等の型が使用される。
【００５４】
続いて、押圧された前記混合体５１ｐは前記成形型６６から取り出される。その際、前記混合体５１ｐにおいて、発泡ガラスビーズ同士は、図８（ｂ）に示すように前記成形型６６の形状に沿った外形が維持された型状混合体５１ｓとなる。この型状混合体５１ｓが図示しない焼成炉（例えば、バッチ炉やトンネルキルン等）に搬入され、加熱焼成が行われる。
【００５５】
前記型状混合体５１ｓは所定温度及び時間で加熱焼成されることにより、発泡ガラスビーズがさらに膨張し溶着するとともに水ガラス及び発泡剤が発泡して、ガラス発泡体５１が形成され、図８（ｃ）に示すような埋設構造物５０が得られる。なお、第３の実施例の焼成条件は、前記第１の実施例と同様に、焼成温度７２０〜８５０℃、焼成時間１０〜６０分とすることが好ましい。
【００５６】
前記の条件の下で加熱焼成された後、前記埋設構造物５０の外殻部であるガラス発泡体５１の外形が適宜削り取られ、完成する。
【００５７】
次に、第１ないし第３の実施例に係る埋設構造物１０，３０，５０の使用状態について、前記第２の実施例に係る埋設構造物３０の例を用いて説明する。この埋設構造物３０では、図９に示すように工作用具Ｔ（図においては彫刻刀）等を用いてガラス発泡体３１（外殻部）が切削されることにより、前記ガラス発泡体３１内に一体に埋設された小型造形物３５が現出され、該小型造形物３５が取り出される。
【００５８】
前述のように、前記ガラス発泡体３１は、ほぼ均一な多孔質構造で切削容易に構成されているため、特別な技術を要することなく、彫刻刀やカッターナイフ、樹脂製のヘラ、ドライバー等を用いることによって容易に切削作業を行うことができる。
【００５９】
また、前記小型造形物３５は、上記のとおり適宜の造形物とされるため、前記ガラス発泡体３１を切削して現出させる際に、擬似的な発掘作業のように切削作業を行うことができる。特に、前記小型造形物３５が複雑な形状である場合には、細部に微細なガラス発泡体が付着するが、細部をブラッシングすることによって付着したガラス発泡体を除去することも可能となる。そのため、切削作業の興趣を一層高めることができる。
【００６０】
前記埋設構造物３０にあっては、請求項１０の発明に規定するように、粉末ガラスの発泡体を利用して、容易に使用することができる発掘等の切削作業を模した玩具とすることが可能である。特に、前記ガラス発泡体３１に無機顔料を添加して色彩の工夫をしたり、実施例のように前記小型造形物３５をアンモナイトの造形物としたりすることによって、より精巧な発掘を模した玩具を提供することができる。
【００６１】
また、第１及び第３の実施例に係る埋設構造物１０，５０についても、外殻部であるガラス発泡体がほぼ均一な多孔質構造で切削容易に構成されていることから、前記第２の実施例における埋設構造物３０と同様に発掘等の切削作業を模した玩具として利用することができる。
【００６２】
なお、本発明は、上記各実施例に記載の埋設構造物に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、第１の実施例に係る埋設構造物において、外殻部が複数の外殻部材を接合剤等によって接合された構成としたが、接合剤を用いることなく前記外殻部材を嵌着可能な構成として一体化するようにしてもよい。
【００６３】
また、前記第１の実施例に係る埋設構造物では、複数の外殻部材をあらかじめ成形した後、小型造形物を内部に収納して接合する構成としたが、前記複数の外殻部材を型状の混合体としてその内部に小型造形物を埋設し、一体に加熱焼成するように構成することもできる。
【００６４】
さらに、前記第１実施例に係る埋設構造物では、ガラス発泡体としてガラス粉末と水ガラスと発泡剤とを混合して成形したものを使用したが、この例に限定することなく、ガラス粉末と水ガラスから生成される発泡ガラスビーズと別途の水ガラスと発泡剤とを混合して成形したものを使用したり、ガラス粉末と発泡剤とを混合して成形したものを使用する等、適宜の構成からなるガラス発泡体を複数の外殻部材として成形してもよい。
【００６５】
これと同様に、前記第２実施例及び第３実施例に係る埋設構造物においても、外殻部としてのガラス発泡体の構成は前記各実施例に示した構成のみに限定されることなく、例えば前記第２実施例でガラス粉末と水ガラスと発泡剤とからなるガラス発泡体を外殻部としたり、前記第３実施例でガラス粉末と発泡剤とからなるガラス発泡剤を外殻部として使用する等、適宜の構成とすることもできる。
【００６６】
また、第１及び第３の実施例に係る埋設構造物では保護殻体が用いられ、第２の実施例に係る埋設構造物では保護殻体を用いない構成としたが、この構成に限定されることなく、第１及び第３の実施例の埋設構造物で保護殻体を用いずに小型造形物を外殻部に収納したり、第２の実施例の埋設構造物に保護殻体を用いたり、目的に応じて適宜変更してもよい。
【００６７】
さらにまた、各実施例でのガラス発泡体の混合比や焼成条件等の各構成についても、規模や設備等により、適宜変更することが可能である。
【実施例１】
【００６８】
実施例１は、前出の図１に示した埋設構造物の試作を表すものである。当該埋設構造物中のガラス発泡体の組成は、ガラス粉末８３．８重量％、水ガラス１５重量％、発泡剤１．０重量％、無機顔料０．２重量％とした。
【００６９】
ガラス粉末の調整において、廃棄ソーダライムガラスを適宜のミルにより粉砕し、目開き２５０μｍの篩を用い、平均粒径約５５μｍとなる粉末に分級した。また、発泡剤には、平均粒径２．２μｍの炭酸カルシウム（日東粉化工業株式会社製、沈降炭カル）を用い、無機顔料には（Ｚｒ，Ｐｒ）ＳＯ4（川村化学株式会社製、４２５８）を用いた。列記の各原料を上記の配合比に基づき混合機に投入し、均質になるまで混合して混合体とした。
【００７０】
半径５ｃｍの略半球状の凹部を有するポリプロピレン製のバットを成形型として、この成形型の内面に沿って前記混合体を充填した。この混合体に対し、略半球状の凸部を有する押圧型によって上方から手動により軽く押圧した後、前記混合体中の水ガラスが固化するまで押圧状態を維持した。当該混合体をバッチ炉内に搬入し、焼成条件を７５０℃、１０分間とする焼成を行い発泡させ、中心部に空間を設けた略半球状のガラス発泡体を得た。また、同様の方法で対となるもう１つのガラス発泡体を成形した。
【００７１】
２つのガラス発泡体の外面、内面、接合面等を所望の形状に切削及び研磨し、それぞれを外殻部材とした。そして、一の外殻部材の内部に、馬を模した樹脂製の小型造形物を収納したポリプロピレン製の保護殻体を設置し、エポキシ系樹脂（三洋化成工業株式会社製、ユニボンド３０Ａ／Ｃ）を接合剤として２つの外殻部材を接合するとともに前記保護殻体を収納して埋設構造物を得た。
【００７２】
実施例１の試作により得た埋設構造物について、市販されている彫刻刀を用いて切削作業を行ったところ、前記ガラス発泡体を容易に削り除くことができ、特に外殻部材の接合部分を切削することによって極めて容易に外殻部から小型造形物を収納した保護殻体を取り出すことができた。また、前記保護殻体が開閉可能な構造であるため、馬の造形物を容易に取り出すことができた。
【実施例２】
【００７３】
実施例２は、前出の図４に示した埋設構造物の試作を表すものである。当該埋設構造物中のガラス発泡体の組成は、ガラス粉末９８．８重量％、発泡剤１．０重量％、無機顔料０．２重量％とした。
【００７４】
ガラス粉末の調整において、廃棄ソーダライムガラスを適宜のミルにより粉砕し、目開き２５０μｍの篩を用い、平均粒径約５５μｍとなる粉末に分級した。また、発泡剤には、平均粒径２．２μｍの炭酸カルシウム（日東粉化工業株式会社製、沈降炭カル）を用いた。無機顔料には、ＣｏＡｌ2Ｏ4スピネル（水野化学工業株式会社製、３２８）を用いた。列記の各原料を上記の配合比に基づき混合機に投入し、均質になるまで混合して混合粉末とした。
【００７５】
内容量０．７Ｌのステンレス製のバットを成形型として、該成形型の内面に全てセラミックシートを貼り付け、この中に前記混合粉末を成形型の１／３容量程度注入した。
【００７６】
併せて、鉄の鋳造によるアンモナイトを模した造形物を用意した。前記造形物の表面にカルボキシメチルセルロースに適宜のアルミナ粉末を溶いて調整した離型剤を塗布した後、前記混合粉末内に配置した。
【００７７】
前記成形型ごと、電気炉内に搬入し、焼成条件を７５０℃、１０分間とする焼成を行い、混合粉末を発泡させガラス発泡体とした。前記ガラス発泡体を成形型から取り出し、余分な発泡箇所を切りそろえることにより、埋設構造物を得た。
【００７８】
実施例２の試作により得た埋設構造物について、市販されている彫刻刀を用いて切削作業を行ったところ、前記ガラス発泡体を容易に削り除くことが可能であった。また、アンモナイトを模した造形物に付着した微細なガラス発泡体をブラッシングによって除去することができ、アンモナイトの造形物をきれいな状態で取り出すことができた。
【実施例３】
【００７９】
実施例３は、前出の図７に示した埋設構造物の試作を表すものである。当該埋設構造物中のガラス発泡体の組成は、発泡ガラスビーズ８６．５重量％、水ガラス１３重量％、発泡剤０．５重量％とした。
【００８０】
発泡ガラスビーズの調整にあっては、まず廃棄ソーダライムガラスを適宜のミルにより粉砕し、目開き２５０μｍの篩を用い、平均粒径約４０μｍとなる粉末に分級し、ガラス粉末とした。続いて、ガラス粉末９４．６重量％に水ガラス５重量％と無機顔料０．４重量％を混合し、スプレードライヤーにより乾燥後、７３０℃で１０分間焼成した。一連の処理により得られた発泡ガラスビーズの平均粒径は１．２ｍｍであった。また、無機顔料には、（Ｚｒ，Ｐｒ）ＳＯ4（川村化学株式会社製、４２５８）を用いた。各原料を上記の配合比に基づき混合機に投入し、均質になるまで混合し、混合体とした。なお、発泡剤には、平均粒径２．２μｍの炭酸カルシウム（日東粉化工業株式会社製、沈降炭カル）を用いた。
【００８１】
内容量０．７Ｌのポリプロピレン製のバットを成形型として、この中に前記混合体を充填した。なお併せて、陶器製の乗用車を模した造形物を鉄製の保護殻体内に封入し、当該保護殻体表面にカルボキシメチルセルロースに適宜のアルミナ粉末を溶いて調整した離型剤を塗布した後、前記混合物内に配置し、完全に埋没させた。
【００８２】
保護殻体（造形物）を内包した混合体に対し、前記成形型を密閉するように上方から手動により軽く押圧した後、当該混合体を成形型から取り出した。成形型から取り出した混合体を電気炉内に搬入し、焼成条件を７５０℃、１０分間とする焼成を行い発泡させ、埋設構造物を得た。
【００８３】
実施例３の試作により得た埋設構造物について、市販されている彫刻刀を用いて切削作業を行ったところ、前記ガラス発泡体を容易に削り除くことができ、保護殻体に付着した微細なガラス発泡体をブラッシングによって除去することにより乗用車を模した造形物が収納された保護殻体をきれいな状態で取り出すことができた。また、前記保護殻体内から乗用車の造形物をきれいな状態で取り出すことができた。
【００８４】
以上実施例１ないし３の試作から理解されるように、ガラス発泡体の切削が容易であるとともに、埋設構造物の構成に応じてそれぞれ切削作業の難易度が異なるものとなるので、使用目的（使用対象）に適した難易度の埋設構造物を提供することが可能となる。したがって、玩具としての利用性に優れたガラス発泡体による埋設構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る埋設構造物の構造断面図である。
【図２】同埋設構造物の第１の概略工程図である。
【図３】同埋設構造物の第２の概略工程図である。
【図４】第２の実施例に係る埋設構造物の構造断面図である。
【図５】図４の埋設構造物の部分拡大模式図である。
【図６】第２の実施例に係る埋設構造物の概略工程図である。
【図７】第３の実施例に係る埋設構造物の構造断面図である。
【図８】同埋設構造物の概略工程図である。
【図９】第２の実施例に係る埋設構造物の使用状態を表す模式図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０，３０，５０  埋設構造物
１１，３１，５１  ガラス発泡体
１５，３５，５５  小型造形物
２１，６１  離型剤
１６，５６  保護殻体
【図１】
2005089203.tif 000003
【図２】
2005089203.tif 000004
【図３】
2005089203.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005089203.tif 000007
【図６】
2005089203.tif 000008
【図７】
2005089203.tif 000009
【図８】
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【図９】
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