(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる微小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする緻密ガラス層又は泡ガラス層よりなる下層と、夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる大夾雑物含有ガラス粉及び小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする泡ガラス層よりなる中間層と、夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる微小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする緻密ガラス層よりなる表層との積層構造とされた夾雑物含有積層泡ガラス。
【請求項２】
請求項１において、夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる微小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする緻密ガラス層よりなる被覆層が側面に形成されていることを特徴とする夾雑物含有積層泡ガラス。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記中間層は、大夾雑物含有ガラス粉を主原料とする泡ガラス層よりなる層と小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする泡ガラス層よりなる層との積層構造とされていることを特徴とする夾雑物含有積層泡ガラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物や自動車の解体時等に発生する多夾雑物含有廃ガラスを原料として製造された、建築用或いは各種産業用の化粧断熱材等として有用な積層泡ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
泡ガラスは、その多孔質により、断熱性、吸音性等を有することから、住宅の内、外装材や壁材等としての用途がある。
【０００３】
従来の泡ガラスの中には、表層の緻密層と下層の多孔質層とで構成された積層構造のものがあり、例えば、次のようなものが提案されている。
▲１▼  特公平４−６６８２１号公報
気孔率１〜３０体積％の緻密質泡ガラスで島状模様を有する表層と、気孔率７０〜９５体積％の多孔質泡ガラスの下層との積層泡ガラス。
▲２▼  特公平６−９９１６０号公報
緻密ガラス層の表層と、比重０．８〜１．８の発泡ガラス層の中間層と、比重０．８未満の発泡ガラス層の下層との積層泡ガラス。
【０００４】
ところで、ガラス製造工場、ガラス加工工場の不良品や残留物、その他、住宅やビルなどの建築物や廃棄自動車の解体工場などから発生する分別、分類の困難な廃ガラス（クズガラス）の中には、ガラス以外に、塩化ビニル、ポリエチレンなどの樹脂類や、アルミニウム、鉄、銅、銀などの金属類、更には、木片、土砂など多岐にわたる夾雑物が混入している。これらの夾雑物の多くは展延性を有するため、ガラスと共に粉砕しても粉体にはならず、大小の夾雑物としてガラス粉中に混入したものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の泡ガラスは、原料ガラス（カレット）の種類や純度に制限があり、不純物を多く含むカレットを原料として用いることは困難である。即ち、従来の泡ガラスは、層毎に均一な気泡を形成する必要があるため、発泡状態の異なるものや発泡せずに異物による空隙を形成するものなどが混入したカレットを用いることはできない。
【０００６】
一方で、近年、資源の有効利用、廃棄物の減量化の面から、前述の様々な夾雑物を含有する廃ガラスについても有効再利用することが強く望まれているが、前述の如く、廃ガラス中の夾雑物は分別が非常に困難であり、ガラスだけを取り出すためには多大な分別コストがかかる。また、夾雑物は容易に粉砕することができず、大小の夾雑物としてガラス粉中に残留する。このため、従来においては、このような夾雑物を含む廃ガラスを有効再利用する方法が確立されていないのが現状である。
【０００７】
本発明は上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、建築物や自動車の解体時等に発生する夾雑物を多く含む廃ガラスを有効利用して、建築用或いは各種産業用の化粧断熱材等として有用な積層泡ガラスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の夾雑物含有積層泡ガラスは、夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる微小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする緻密ガラス層又は泡ガラス層よりなる下層と、夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる大夾雑物含有ガラス粉及び小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする泡ガラス層よりなる中間層と、夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる微小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする緻密ガラス層よりなる表層との積層構造とされたことを特徴とする。
【０００９】
この積層泡ガラスは、夾雑物を含有する廃ガラスを分別することなく、そのまま破砕ないし粉砕して製造されるため、分別コストを要することなく、廃ガラスの有効再利用を図ることができ、廃棄物を減量化することができる。
【００１０】
また、中間層は泡ガラス層であるため、軽量で断熱性、吸音性等に優れる。
【００１１】
しかも、表層は、微細な夾雑物を少量含む緻密ガラス層であるため、化粧材としての用途にも適用可能であり、また、表面の耐水性、耐汚染性にも優れ、建材としての用途の拡大にも有効である。
【００１２】
しかも、本発明の積層泡ガラスは、それ自体が廃材とされた場合、再度必要に応じて発泡剤を混合すると共に、破砕ないし粉砕して積層泡ガラスの原料として再利用することができ、資源の有効利用、廃棄物の減量化に有効である。
【００１３】
本発明において、下層が緻密ガラス層である場合には、防水性が向上し、耐凍害性が上がり、また、竹構造となって強度アップにつながるという効果が奏され、泡ガラス層である場合には、さらに断熱性が向上するという効果が奏される。
【００１４】
本発明においては、側面にも夾雑物を含有する廃ガラスを破砕ないし粉砕して得られる微小夾雑物含有ガラス粉を主原料とする緻密ガラス層よりなる被覆層を設けるのが好ましく、この場合には、表面からだけでなく、側面からの吸水も防止して、凍結融解による破壊の問題のない、耐凍害性に優れた建材を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１（ａ），（ｂ）は本発明の夾雑物含有積層泡ガラスの実施の形態を示す模式的な断面図である。
【００１７】
図１（ａ）の夾雑物含有積層泡ガラス１は、下層２、中間層３及び表層４の三層積層構造であり、更に側周面に被覆層５が設けられたものである。
【００１８】
下層２は微細な夾雑物を少量含む緻密ガラス層又は泡ガラス層である。また、中間層３は比較的大きな夾雑物（大夾雑物）６と、比較的小さな夾雑物（小夾雑物）７とが混在した泡ガラス層よりなり、表層４及び側面の被覆層５は微細な夾雑物を少量含む緻密ガラス層よりなる。
【００１９】
このような夾雑物含有泡ガラス１は、例えば後述の実施例１，２の方法に従って各種の廃ガラスを破砕機で破砕して分級し、所定の大きさの夾雑物を含有する粉砕物を得、これに必要に応じて発泡剤やその他の成分を混合することにより、各層の成型用原料を得、これを順次型枠に散布して成型し、得られた成型体を焼成することにより製造することができる。
【００２０】
この場合、表層、下層、側面被覆層の緻密ガラス層用原料には、焼成収縮防止剤を０．１〜０．５重量％程度混合することが、これらの緻密ガラス層を中間層の泡ガラス層の焼成時の膨張に追従させる上で好ましい。また、この目的でこの緻密ガラス層用原料に泡ガラス層を形成し得ない程度の発泡剤、即ち、１重量％未満の発泡剤を混合しても良い。この場合には、製造時の焼成工程の昇温速度を高めても焼結体に割れ等が発生するのを防止することができる。
【００２１】
更に、表層や側面被覆層の緻密ガラス層用原料には、顔料を配合して着色を付与し、得られる積層泡ガラスの意匠性を高めることができる。
【００２２】
図１（ａ）に示す夾雑物含有積層泡ガラス１において、下層２や表層４及び側面被覆層５が夾雑物を含む場合、この夾雑物の大きさ（粒径）は４００μｍ以下で、その含有量は５重量％以下で、ガラス含有量が９５重量％以上であることが、得られる積層泡ガラスの意匠性、平滑性及び強度等の面から好ましい。また、下層２が泡ガラス層である場合、泡（気泡）の径は０．１〜５ｍｍ程度であり、泡の量は８５〜９５体積％であることが断熱性の面から好ましい。下層２が泡ガラス層である場合には、下層成型用原料にこのような泡が形成されるように発泡剤を混合すれば良い。
【００２３】
また、中間層３に含有される夾雑物は大きさ（粒径）１〜３０ｍｍ程度であることが好ましく、この中間層３の夾雑物含有量は５〜２０重量％でガラス含有量が８０〜９５重量％、泡（気泡）の径は０．１〜５ｍｍ程度で泡の量は８５〜９５体積％であることが断熱性保持や表面の平滑性に対する影響の面から好ましい。
【００２４】
図１（ａ）の夾雑物含有積層泡ガラス１において、下層の厚みは１〜５ｍｍ、表層の厚みは０．１〜１０ｍｍ特に０．５〜６ｍｍであることが好ましい。また、側面に被覆層を設ける場合、その厚みは０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
図１（ａ）に示す積層泡ガラス１は、本発明の実施の形態の一例であって、何ら本発明を制限するものではない。
【００２６】
例えば、本発明の積層泡ガラスは、３層積層構造に限らず、図１（ｂ）に示す如く、４層積層構造或いはそれ以上の多層構造であっても良い。
【００２７】
図１（ｂ）に示す夾雑物含有積層泡ガラス１Ａは、中間層が大夾雑物６を含有する泡ガラス層よりなる第２中間層３Ｂと小夾雑物７を含有する泡ガラス層よりなる第１中間層３Ａとの２層構造とされている点が図１（ａ）に示す夾雑物含有積層泡ガラス１と異なり、その他は同一の構成とされている。図１（ｂ）において、図１（ａ）に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００２８】
また、本発明の積層泡ガラスの製造に際して、成型時にシート型等で模様付けすることにより、下層の裏面にレリーフ模様を付与することができ、これにより施工面への接着強度を高めることができる。
【００２９】
特に、このレリーフ模様としてアリ溝状のものを形成することにより、この接着強度を著しく高めることができる。
【００３０】
なお、本発明において原料とする夾雑物含有廃ガラスは、ガラス製造工場、ガラス加工工場の不良品や残留物、その他、住宅やビルなどの建築物や廃棄自動車の解体工場などから発生する分別、分類の困難な廃ガラスであって、次のようなものが挙げられ、これらの１種又は２種以上を分別することなく、そのまま破砕ないし粉砕して用いることができる。
・複層ガラス、網入りガラス、合せガラス、導電性ガラス、鏡、透明板ガラス、型ガラス
・ガラス短繊維、ガラス長繊維
・ビンガラス
・結晶化ガラス、焼結ガラス
【００３１】
また、このような廃ガラス中に含まれる夾雑物の材質は例えば次のようなものである。
・塩化ビニール、ブチルゴム、ポリエチレン
・アルミ、鉄、ステンレス、銅、銀及び金属酸化物
・シリカゲル、ベントナイト、木片、土砂
【００３２】
なお、原料中に混合する発泡剤としては、特に制限はなく、石灰石粉、炭酸カルシウム、ドロマイト、カーボン、炭化珪素等の通常の泡ガラスの製造に用いられるものを使用することができる。
【００３３】
また、表層や下層の原料に焼成収縮防止剤を混合する場合、この焼成収縮防止剤としては、特公平６−８８８０７号公報で示された三酸化アンチモンＳｂ２Ｏ３や上記発泡剤の発泡限界以下の低配合等を用いることができる。
【００３４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３５】
なお、以下において、「％」は特記しない限り「重量％」を示す。
【００３６】
実施例１
複層ガラス加工工場から発生した不良品ガラスを収集し、板ガラス工場にリサイクルされる部分を分別し、残りの塩化ビニル製グレチャンやアルミスペーサーなどを含む多夾雑物含有廃ガラスを多軸のギヤーからなる破砕機にかけ、その後目開き２５ｍｍの篩機で分級した。篩上分は収量５〜２０重量％で大部分は夾雑物からなっていた。その構成比をみると重量比で、ブチルゴム４０％、塩化ビニル２０％、ガラス２０％、アルミニウム１０％、乾燥材等１０％であり、大きさは（粒径）１０〜３０ｍｍ程度であった。この大夾雑物含有ガラス粉を中間層成型用原料（Ｉ）とした。
【００３７】
また、篩下分を２分し、一方に、発泡剤として石灰石粉４％を添加して、ボールミルで粉砕した。分級して得られた粉砕物は、大きさ１〜１０ｍｍ程度の小夾雑物を含むガラス粉で、ガラス粉自体の実際の粒度は４００μｍ以下が殆ど（９５％以上）であった。これを中間層成型用原料（II）とした。
【００３８】
また、篩下分の他方には焼成収縮防止剤として酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）を０．３％と、顔料（金属酸化物）０．０１％を添加してボールミルで粉砕した。分級して得られた粉砕物は大きさ（粒径）４００μｍ以下の微小夾雑物含有非発泡性ガラス粉で、この微小夾雑物含有非発泡性ガラス粉を下層及び表層成型用原料とした。
【００３９】
ムライト系耐火板（厚み８ｍｍ）を準備し、その上に離型材として平均粒径７０μｍのアルミナを散布した。原料充填は、まず、下層成型用原料として微小夾雑物含有非発泡性ガラス粉を１．１ｇ／ｃｍ２散布し、その上に中間層成型用原料（Ｉ）の大夾雑物含有ガラス粉を０．６５ｇ／ｃｍ２充填し、その上に中間層成型用原料（II）の小夾雑物含有発泡性ガラス粉を０．４ｇ／ｃｍ２散布した。この中間層成型用原料（II）は中間層成型用原料（Ｉ）の大夾雑物間に入り込んだ。最後に、表層成型用原料として微小夾雑物含有非発泡性ガラス粉を０．５ｇ／ｃｍ２散布し、表面を軽くパイプで均した。
【００４０】
このようにして成型された成型体を電気炉に入れ、５℃／分の昇温速度で８５０℃まで上げ、８５０℃で１時間保持した後、０．６℃／分の降温速度で冷却した。
【００４１】
得られた積層泡ガラスの表面は青色に着色して美麗なガラス光沢を有し、切断して断面を観察したところ、表層は泡のない緻密ガラス層、中間層は泡ガラス層で一部夾雑物の灰分や空隙が存在した。また下層は一部中間層の夾雑物が食い込んでいたが緻密ガラス層であった。この積層泡ガラスの表層、中間層及び下層の厚みは概ね５ｍｍ，３７ｍｍ，３ｍｍで全体の厚さは４５ｍｍであった。また、中間層を構成する泡ガラス中の泡（気泡）の径は０．１〜５ｍｍ程度であり、泡の量は９０体積％程度であり、全体の嵩比重は０．５６であった。
【００４２】
実施例２
実施例１で得られた積層泡ガラスをリサイクルすべく、これを粉砕、分級し、篩下分２０％に、セメントモルタルを乾燥して粉砕した粉末５％と、実施例１で製造した中間層成型用原料（II）７０％及び発泡剤として軽質炭酸カルシウム５％をボールミルで粉砕、混合し、得られた粉砕物を中間層成型用原料（III）とした。
【００４３】
また、廃ガラスの粉砕、分級で得られた篩下分に上記セメントモルタル粉末５％と顔料（ベンガラ）０．５％とドロマイト１％とを加えて粉砕混合して、下層及び表層成型用原料とした。
【００４４】
ムライト系耐火板（厚み８ｍｍ）を準備し、その上に離型材として平均粒径２４μｍのアルミナを散布した。その上に周囲が傾斜角４５°の枠材を載せ、まず、上記下層成型用原料を枠材の隅部にも充填されるように１．１ｇ／ｃｍ２散布し、その上に実施例１で製造した中間層成型用原料（Ｉ）を０．６ｇ／ｃｍ２充填し、その上に上記中間層成型用原料（III）を０．４ｇ／ｃｍ２散布した。この中間層成型用原料（III）は中間層成型用原料（Ｉ）の大夾雑物間に入り込んだ。その後、枠材を外して、最後に、表層成型用原料０．６ｇ／ｃｍ２を成型体の傾斜面を含む全表面に散布し、再び同じ枠材を同じ位置に置いて表面を軽くパイプで均した。
【００４５】
なお、本実施例では、側面の被覆層を形成するために枠材を用いているが、この枠材の傾斜角は、用いる原料粉の安息角よりも十分に小さいことが必要である。
【００４６】
このようにして成型された成型体を電気炉に入れ、５℃／分の昇温速度で１０００℃まで上げ、１０００℃で３０分保持した後、３℃／分の降温速度で冷却した。得られた焼結体は急冷却したものであるにも拘らず、割れは発生していなかった。また、Ｘ線回析の結果、ワラストナイトの結晶が生成していることが確認された。
【００４７】
この積層泡ガラスの表面、側面、裏面は失透気味の赤色の硬い緻密ガラス層であり、切断して断面を観察したところ、全周囲が泡のない緻密ガラス層、中間層は泡ガラス層で一部夾雑物の灰分や空隙が存在した。この積層泡ガラスの表層、中間層及び下層の厚みは概ね５ｍｍ，２９ｍｍ，３ｍｍで全体の厚さは３７ｍｍであった。側面の被覆層の厚みは２ｍｍであった。また、中間層を構成する泡ガラス中の泡（気泡）の径は０．１〜５ｍｍ程度であり、泡の量は８５体積％程度であり、全体の嵩比重は０．６５であった。
【００４８】
実施例３，４
実施例１，２において、下層成型用原料に発泡剤として軽質炭酸カルシウム粉末を４％混合したこと以外は同様にして積層泡ガラスを製造した。得られた積層泡ガラスは、いずれも下層が泡（気泡）の径０．１〜５ｍｍで泡の量が８５〜９０体積％の泡ガラス層であり、さらに断熱性を向上させるという利点があった。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、建築物や自動車の解体時等に発生する夾雑物を多く含む廃ガラスを分別することなく、そのまま破砕ないし粉砕して安価に製造することができる。
【００５０】
上記により、分別コストをかけることなく、廃ガラスの有効再利用が可能となり廃棄物の減量化を図れる。
【００５１】
また、中間層を多孔質層として、断熱性、吸着性、軽量性等の機能を得ることができる。
【００５２】
さらに、表層は、微細な夾雑物を少量含むのみの緻密ガラス層であるので化粧材としても適用可能である。
【００５３】
さらにまた、表層が緻密層であるため、耐水性、耐汚染性に優れ、汚れが付着し難く、付着した汚れも簡単に拭き取ることができる。
【００５４】
また、下層が緻密ガラス層である場合には、防水性が向上し、耐凍害性が上がり、また、竹構造となって強度アップにつながるという効果が奏され、泡ガラス層である場合には、さらに断熱性が向上するという効果が奏される。
【００５５】
また、当該積層泡ガラス自体が廃材とされた際には、これを同様に積層泡ガラスの原料として有効利用することができる。といった優れた効果を有する夾雑物含有積層泡ガラスが提供される。
【００５６】
更に、緻密ガラス層よりなる側面被覆層を設けた場合には、耐凍害性に優れた積層泡ガラスが提供される。
【００５７】
このような本発明の夾雑物含有積層泡ガラスは、その多孔質と表面の意匠性、耐水性、耐汚染性を利用して、建築物の外装断熱材として、また、建築物の化粧断熱材、屋根材、内装壁材等として工業的に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の夾雑物含有積層泡ガラスの実施の形態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ  夾雑物含有積層泡ガラス
２  下層
３  中間層
３Ａ  第１中間層
３Ｂ  第２中間層
４  表層
５  被覆層
６  大夾雑物
７  小夾雑物
【図１】
0004556274.tif 000002