(57)【要約】  本発明は、複合材料、特に、セラミックタイル、石被覆材、表面トップ（例えば、ワークトップ）等のための複合材料に関する。複合材料は、典型的には、廃棄物からもたらされる。本発明の複合材料は、ガラス成分、及び非ガラスのミネラル成分（例えば、セラミック、及び／又は釉薬）から形成される。一般的に、複合材料は、材料を一緒に保持するための接着剤（特に、合成接着剤）を少しも必要としない。それ故、複合材料、及びそれから作られる製品は、典型的には、再生可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス成分と、
非ガラスのミネラル成分と、
合成結合剤と、
を含む複合材料であって、
この複合材料は、５重量％未満の合成結合剤を含み、前記非ガラスのミネラル成分を少なくとも２０重量％含む、複合材料。
【請求項２】
前記非ガラスのミネラル成分が、セラミックを少なくとも６０重量％含む、請求項１に記載の複合材料。
【請求項３】
前記ガラス成分の含有量が、３０〜８０重量％である、請求項１又は２に記載の複合材料。
【請求項４】
前記ガラス成分が、
６５〜８０％（ｗ／ｗ）のシリカと、
５〜２２％（ｗ／ｗ）の酸化ナトリウムと、
１〜２０％（ｗ／ｗ）の酸化カルシウムと、
０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化マグネシウムと、
０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化アルミニウムと
を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項５】
前記ガラス成分の含有量が、３０〜８０重量％であり、
前記非ガラスのミネラル成分の含有量が、少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％であり、
前記非ガラスのミネラル成分が、少なくとも６０重量％のセラミックを含み、
前記ガラス成分が、
６５〜８０％（ｗ／ｗ）のシリカと、
５〜２２％（ｗ／ｗ）の酸化ナトリウムと、
１〜２０％（ｗ／ｗ）の酸化カルシウムと、
０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化マグネシウムと、
０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化アルミニウムと
を含み、
前記複合材料が１重量％未満の前記合成結合剤を含む、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項６】
前記複合材料が、前記合成結合剤を含まない、請求項１〜５のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項７】
前記複合材料が、廃材を少なくとも７５重量％含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項８】
前記複合材料が、前記２つの成分の加熱融合され混合された微粒子の混合物を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項９】
前記複合材料が、鉛成分等の毒性金属等の無機抗菌剤を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１０】
前記ガラス成分が、ガラス粒子を含み、
前記ガラス粒子の少なくとも９５重量％が、２ｍｍ未満の粒子サイズを有し、前記ガラス粒子の３０〜６０重量％が３５５μｍ未満の粒子サイズを有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１１】
前記ガラス成分が、鉛成分を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１２】
前記ガラス成分が、鉛成分を１８〜４０重量％含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１３】
前記ガラス成分が、陰極線管（ＣＲＴ）スクリーン由来の鉛ガラスを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１４】
前記非ガラスのミネラル成分が、非ガラス鉱物粒子を含み、
前記非ガラス鉱物粒子の少なくとも９５重量％が２ｍｍ未満の粒子サイズを有し、
前記非ガラス鉱物粒子の３０〜６０重量が３５５μｍ未満の粒子サイズを有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１５】
前記非ガラスのミネラル成分が、釉薬を少なくとも５重量％含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１６】
前記非ガラスのミネラル成分が、着色金属酸化物等の着色鉱物を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１７】
４０〜６０重量％のガラスと、
３０〜５０重量％のセラミックと、
５〜１５重量％の釉薬と、
０〜５重量％の着色酸化物等の着色料と
を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の複合材料。
【請求項１８】
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）前記混合された混合物を加熱して、複合材料を製造する工程と
を含む、複合材料の製造方法であって、
前記混合された混合物が合成結合剤を５重量％未満含み、
前記混合された混合物が非ガラスのミネラル成分を少なくとも２０重量％含む、複合材料の製造方法。
【請求項１９】
前記複合材料の前記混合された混合物の前駆体（すなわち、予め加熱された前記混合物）がガラス粒子及びセラミック粒子を含み、
前記ガラス粒子及びセラミック粒子のうち、
３０〜６０重量％が３５５μｍ以下の粒子サイズを有し、
１５〜２５重量％が３５５〜５００μｍの粒子サイズを有し、
８〜１２重量％が５００〜１０００μｍの粒子サイズを有し、
９〜１３重量％が１０００〜１４００μｍの粒子サイズを有し、
４〜１４重量％が１４００〜２０００μｍの粒子サイズを有する、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記混合された混合物を加熱する前に、前記混合された混合物を成形する、請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記混合された混合物を加熱する前に、前記混合された混合物の成形中又は成形後に前記成形された前記混合された混合物の表面に、補助粒子及び／又は物体を取り込む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記工程ｉｉ）では、前記混合された混合物を９００〜１１００℃の温度で加熱する、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記工程ｉｉ）では、前記混合物の温度を、１時間当たり５０〜２００℃の間の速度で最高加熱温度まで徐々に上昇させる、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記工程ｉｉ）では、前記混合された混合物を、最高温度で少なくとも２０分間加熱する、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合材料、又は、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の方法により得られる複合材料を含む、成形品。
【請求項２６】
前記成形品が、複合シート、屋内及び屋外タイル、屋外シート被覆材、装飾化粧れんが、キッチンワーク用表面等の表面トップ、及び、れんが等の建築ユニットからなる群より選択される、請求項２５に記載の成形品。
【請求項２７】
前記成形品が、複合シート材料又はタイルである、請求項２５に記載の成形品。
【請求項２８】
装飾表面を提供するための請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合材料の使用。
【請求項２９】
ガラス成分と鉛成分とを含む複合材料であって、
前記ガラス成分及び前記鉛成分が前記複合材料中に分散している、複合材料。
【請求項３０】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の複合材料を製造するための、有鉛ガラス陰極線管（ＣＲＴ）の使用。
【請求項３１】
実施例、及び添付の図面と関連して実質的に本明細書に記載される、複合材料、方法、成形品、及び、複合材料の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料、廃棄物からもたらされる複合材料、及び、それ自体が再生可能である複合材料に関する。本発明はまた、複合材料を含む成形品、及び、複合材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
美しい内部環境や外部環境をもたらすための装飾建築材料及び装飾表面としては、例えば、屋内又は屋外タイル、被覆材、化粧れんが、表面トップ(face tops)（例えば、ワークトップ、テーブルトップ等）等の幅広い需要が存在する。従前の材料、例えばシート状石材（例えば、石被覆材）、及びセラミックタイルは、一般的に、この需要を満たしている。しかしながら、鉱物資源に限りある供給や、増え続ける埋め立て廃棄物に対して高まる認識によって、家庭廃材及び産業廃材といったものも含む、新規かつより持続可能な複合材料が求められている。また、このような原材料は、典型的には、適切な装飾建築材料を製造するために、長距離に渡り輸送される。このため、このような製造にかかる費用負担及びエネルギー負担に対しても、取り組む必要がある。
【０００３】
このような持続可能な複合材料としては、Ｃｏｒｉａｎ（登録商標）（Ｄｕ  Ｐｏｎｔから市販されている）、及びＳｉｌｅｓｔｏｎｅ（登録商標）（Ｃｏｓｅｎｔｉｎｏから市販されている）が挙げられる。
【０００４】
Ｃｏｒｉａｎ（登録商標）は、約３３％のアクリル樹脂（ＰＭＭＡ−ポリメチルメタクリレート）と約６６％の天然鉱物（例えば、アルミニウム三水和物）とを含む、固体の無孔性材料である。Ｃｏｒｉａｎ（登録商標）は、シートとして、又は、成形された形で供給される。
【０００５】
また、Ｓｉｌｅｓｔｏｎｅ（登録商標）は、約９３％の粉砕石英を含み、残りは樹脂接着剤（不飽和ポリエステル樹脂）と色素とによって構成される、高密度の無孔性の石様材料である。この樹脂接着剤は、石英と共に硬化して、石英集合体と共に十分に結合するものである。
【０００６】
Ｃｏｒｉａｎ（登録商標）やＳｉｌｅｓｔｏｎｅ（登録商標）は商業的に成功した製品であるが、本発明者等は、改良した環境的に持続する可能性(improved environmental sustainability)を有する、代替的な複合物の必要性を認識していた。特に、Ｃｏｒｉａｎ（登録商標）やＳｉｌｅｓｔｏｎｅ（登録商標）などの複合物は、再生する前に、骨の折れる前処理工程にて、まず取り除かなければならない高価な接着剤を含有する必要がある。したがって、このような製品の再生することは、容易ではない。また、Ｃｏｒｉａｎ（登録商標）やＳｉｌｅｓｔｏｎｅ（登録商標）の不要分は、再生工程にコストがかかるために、埋め立てられる傾向にある。なお、Ｃｏｒｉａｎ（登録商標）やＳｉｌｅｓｔｏｎｅ（登録商標）の製品は、多少の廃棄物／再生された原材料を包含しているが、廃棄物の総含有量は７５重量％未満である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、前述した課題の少なくとも１つを解決することを一つの目的とする。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、改良した再生可能性(improved recyclability)を有する複合材料を提供することである。
【０００９】
さらに、本発明の別目的は、前述した製品より多い廃棄物／リサイクレート含有量を有する一方で、依然として、複合材料の構造上の整合性及び美的な質感(aesthetic qualities)を維持している複合材料を提供することである。
【００１０】
また本発明の別の目的は、埋め立て又は価値の低い適用（例えば、道路に適用する）になる可能性のある廃材（例えば、陰極線管）を使用することである。
【００１１】
さらにまた、本発明の別の目的は、固有の美的な質感を示し、かつ改良されて、多様な美的な外観及び質感の外観を生じさせる複合材料を提供することである。
【００１２】
また、本発明の別の目的は、特に、成形品（例えば、タイル）の製造中に、より容易な処理要件を有する複合材料を提供することである。例えば、本発明の目的は、複合材料が、加熱の際にその特性、及び質感を保持する（これにより、焼成支持鋳型を必ずしも必要としない）ように、例えば、成形品に鋳込成形され得る複合材料を提供することである。更にまた、本発明の目的は、加熱後（例えば、成形品の形成中）、冷却中のアニーリングを不必要とし、これにより、より効率的な熱回収、水での急速冷却、及び炉を通り抜ける押出量の増大を可能にする、複合材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、
ガラス成分と、
非ガラスのミネラル成分と、
５重量％未満の合成結合剤と、を含む複合材料が提供される。
【００１４】
本発明の第１の態様のバリエーションを表す更なる態様によれば、
ガラス成分と、
少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分と、
５重量％未満の合成結合剤と、を含む複合材料が提供される。
【００１５】
また、本発明の第２の態様によれば、
ガラス成分と、
非ガラスのミネラル成分と、
少なくとも７５重量％の廃材と、を含む複合材料が提供される。
【００１６】
本発明の第２の態様のバリエーションを表す更なる態様によれば、
ガラス成分と、
少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分と、
少なくとも７５重量％の廃材と、を含む複合材料が提供される。
【００１７】
また、本発明の第３の態様によれば、
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）前記混合された混合物を加熱して、前記複合材料を製造する工程と
を含み、
ここで、前記混合された混合物は、少なくとも７５重量％の廃材を含む、複合材料の製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の第３の態様のバリエーションを表す更なる態様によれば、
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）前記混合された混合物を加熱して、前記複合材料を製造する工程と
を含み、
ここで、前記混合された混合物は、少なくとも７５重量％の廃材を含み、前記混合された混合物が少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む、複合材料の製造方法が提供される。
【００１９】
また、本発明の第４の態様によれば、
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）前記混合された混合物を加熱して、前記複合材料を製造する工程と
を含み、
ここで、前記混合された混合物は、５重量％未満の合成結合剤を含む、複合材料の製造方法が提供される。
【００２０】
本発明の第４の態様のバリエーションを表す更なる態様によれば、
ｉｉｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｖ）前記混合された混合物を加熱して、前記複合材料を製造する工程と
を含み、
前記混合された混合物が５重量％未満の合成結合剤を含み、
前記混合された混合物が少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む、複合材料の製造方法が提供される。
【００２１】
本発明の第５の態様によれば、前記第３又は第４の態様のうちのいずれか１つの製造方法によって、得ることができる、得られる、又は直接得られる複合材料が提供される。
【００２２】
本発明の第６の態様によれば、本明細書に記載される複合材料を含む成形品が提供される。
【００２３】
本発明の第７の態様によれば、装飾表面を提供するための、本明細書に記載される複合材料の使用が提供される。
【００２４】
本発明の第８の態様によれば、全体に分散したガラス成分及び鉛成分を含む複合材料が提供される。
【００２５】
本発明の第９の態様によれば、複合材料を製造するための、有鉛ガラス陰極線管（ＣＲＴ）の使用が提供される。
【００２６】
本発明の第１０の態様によれば、抗菌表面を製造するための、有鉛ガラス陰極線管（ＣＲＴ）の使用が提供される。
【００２７】
そして、特に指定されない限り、本発明の任意の態様の任意の特徴、適当な特徴及び好ましい特徴を含む特徴は、また、本発明の任意の他の態様の任意の特徴、適当な特徴及び好ましい特徴を含むものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の一態様によれば、既存の材料によって達成できない、上等かつ固有の、美的な仕上げを有する複合材料を得ることができる。更に、製造過程の許容範囲に起因し、インプット材料（任意の添加剤を含む）及び粒子サイズを容易に合わせて、広範囲にわたる様々な美的な仕上げ、質感及び色を有する複合材料を得ることができる。また、本発明の複合材料によれば、美的に使用されることができるため（例えば、表面装飾のため又は観賞用の製品として）、これにより、完全に新しい視覚経験がもたらされる。
【００２９】
本発明に係る複合材料は、構造上非常に堅固であり、多数の既存の製品、例えば、セラミックタイル、石被覆材、表面トップ（例えば、ワークトップ）等の代替材料として役立つことができる。複合材料は、低い有孔性を有し、風化に対して耐性を有する。したがって、前記複合材料は、屋外適用と屋内適用の両方に対して非常に高い耐久性を有するものである。
【００３０】
本発明者等は、創意検討の結果、その固有の処理技術を、ガラス鉱物と非ガラス鉱物とが混合された混合物に適用することにより、非常に高い割合（ある場合では１００％）の廃棄物及び／又は再生された材料を用いても、優れた複合物が得られ得ることを見出した。特に、汚れた未分類の廃棄物、例えば、典型的には、価値の低いもの又は埋め立ての予定になっているものを用いて、高品質の複合材料を得ることができる。あるいは、使用に適さない廃棄物の流れを有効に利用することができる。
【００３１】
更に、構造上安定かつ有用な複合物は、従前には複合物の適切な成分を共に結合するために含まれていた合成接着剤を含まずに製造することができる。本発明では、適切な成分間の強力な結合を、製造中に形成することができる。したがって、本発明に係る複合材料は、前記接着剤を取り除くための前処理を必要とすることなく、それ自体、再生可能である。これはまた、これらの複合材料の環境上の持続可能性を増大させる。
【００３２】
更なる利点は、本発明に係る複合材料が、（例えば、本発明に係る成形品に）鋳込成形及び加熱後、そのレリーフ特性及び質感を保持することである。これにより、任意の焼成支持鋳型(firing support moulds)を用いずに、成形品の形成を可能とする。したがって、処理負担及び鋳型の要件を有意に低減することができる。
【００３３】
また、本発明の更なる利点は、長距離に渡り輸送される材料よりむしろ、地元由来の原材料を利用できることである。これにより、費用負担及びエネルギー負担を低減することができる。
【００３４】
また、本発明の更なる利点は、加熱／炉焼成後、複合材料の冷却の際にアニーリングを不必要とすることができる点にある。これによって、エネルギー節約及び製造時間の優位な短縮がもたらされる。特に、この低減されたアニーリング要件は、熱回収や急速水冷却を促進し、継続燃焼炉のトンネルを通りぬけるより迅速な通過を可能にする。
【００３５】
そして、本発明に係る複合材料の製造過程の副産物は、再生され、同一の製造過程に再導入できる。これによって、環境上、完全に持続可能な過程が提供され得る。
【００３６】
以下に、本発明をより理解するために、及びその実施形態を実施し得る方法を示すために、本発明に係る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明に係る複合材料の製造方法の一実施形態を説明するための、工程系統図である。
【図２】図２は、図１の実施形態にて利用される炉燃焼勾配を説明するための、グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
［定義］
本明細書の「ガラス成分(glass component)」は、ガラス、すなわち壊れやすく光学的に透明な無定形の非結晶固体を含む。
【００３９】
本明細書の「未加工ガラス(virgin glass)」は、再生されていないガラスである。
【００４０】
本明細書の「非ガラスのミネラル成分(non-glass mineral component)」は、ガラスに分類されない、無機非金属の材料である。例えば、非ガラスのミネラル成分は、典型的には、セラミック、セラミック釉薬等を含み、またいくつかの実施形態にて、石、及び／又は採石場廃棄物を含むことができる。
【００４１】
本明細書の「セラミック(ceramics)」は、加熱により融合され、続いて冷却される、無機非金属の材料として定義される。
【００４２】
本明細書の「食卓用器具(tableware)」は、瀬戸物等であり、典型的にはセラミック材料を含む。
【００４３】
本明細書の「衛生陶器(sanitary ware)」は、浴室装備品（例えば、洗面台、シンク、浴槽）等に言及し、セラミック材料を含む。
【００４４】
本明細書では、セラミック釉薬としても公知の「釉薬」は、セラミック材料の表面に融合される、ガラス質層／コーティング（又はエナメル）である。釉薬は、一般的には、該セラミック材料を着色するか、装飾するか、増強するか、又は防水するために用いられる。釉薬は、典型的には、シリカ（ガラス形成剤として）、アルミナ（網目修飾成分として）、及び金属酸化物（融剤として）を適当な割合で含む。
【００４５】
本明細書では、用語「融合された(fused)」は、（例えば、炉にて）一緒に溶解されることにより結合される材料を意味する。
【００４６】
本明細書の「廃棄物(waste)」は、処分された材料である。
【００４７】
本明細書の「リサイクレート(recyclate)」は、恐らく特定の不純物、又は不所望の材料を取り除くための処理工程後に、再生された廃材に言及する。
【００４８】
本明細書の「結合剤(binding agent)」は、材料を一緒に結合するために独立して固まり、硬化する物質として定義される。これは、セメント（例えば、ポートランドセメント、石こう）、天然樹脂、及び合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂接着剤）を含み得る。本明細書では、結合剤は、１つ又は複数の組み合わされた結合剤を含むことができる。
【００４９】
本明細書の「合成結合剤(synthetic binding agent)」は、合成的に製造される（すなわち、天然に存在するのではない）結合剤（上記を参照）として定義される。合成結合剤は、当技術分野で周知であり、典型的には、樹脂接着剤(resin binders)、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート−ＰＭＭＡ）等を含む。本明細書では、合成結合剤は、１つ又は複数のかかる組み合わされた結合剤を含みことができる。
【００５０】
本明細書の「陰極線管（ＣＲＴ）スクリーン(cathode ray tube (CRT) screen)」は、フロントスクリーンであり、典型的には、画像が映されるテレビのフロントスクリーンである。多くの場合、かかるＣＲＴスクリーンは、Ｘ線照射を防ぐための鉛成分（すなわち、鉛ガラス）を含む。
【００５１】
特定成分の重量パーセント（ｗｔ％）は、特定成分が構成部分を形成する任意の材料に関連して付与される。特に規定されない限り、重量パーセントは、「乾燥重量」に言及するものである。重量パーセントは、好ましくは、混合の際に助けとなるために、スラリー構成成分に用いられる任意の溶媒（例えば、水）を除くものである。材料を含む全成分（規定成分と未規定成分の両方を含む）の重量％値の合計が１００重量％になるべきであることは、当業者に理解されるだろう。全成分（任意の未規定構成成分を含む）の総重量％値が、必然的に合計１００重量％になることを考慮すると、特定成分の規定された最小重量％が、他の成分（規定されるか、否かに関わらず）の最大重量％を当然制限する場合を除き、特定成分の重量パーセントの規定が、他の成分（かかる他の成分が、規定されるか否かに関わらず）を許容する潜在的な重量パーセント値を必ずしも制限しないことは、当業者に理解されるだろう。一例として、不特定量のガラス成分、及び少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む複合材料は、他の不特定の成分（例えば、無機抗菌剤）、及び／又は２０重量％を超える、非ガラスのミネラル成分の量が、複合材料の残りの８０重量％の少なくとも一部を構成し得るので、必然的に、ガラス成分に対して上限８０重量％を意味するが、８０重量％未満で０を超える量のガラス成分もカバーされる。いくつかの実施形態にて、全規定成分の重量％の合計は、合計１００重量％になる。
【００５２】
粒子サイズは、所定の粒子の最長寸法の長さに関する。粒子サイズは、ふるい分け、レーザー回析等を含む、当技術分野で周知の様々な方法により測定され得る。
【００５３】
本明細書では、用語「本質的にからなる(consists essentially of)」、又は「本質的に、からなる(essentially consists of)」は、好ましくは、少なくとも７５％、好ましくは、少なくとも９０％、好ましくは、少なくとも９７％、好ましくは、少なくとも９９％、好ましくは、実質的に１００％の所定の成分から主になる、所定の材料を意味する。
【００５４】
［複合材料］
本発明は、
ガラス成分と、
非ガラスのミネラル成分と、
５重量％未満の合成結合剤と
を含む複合材料を提供する。
【００５５】
本発明はまた、
ガラス成分と、
少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分と、
５重量％未満の合成結合剤と
を含む複合材料を提供する。
【００５６】
本発明はまた、
ガラス成分と、
非ガラスのミネラル成分と、
少なくとも７５重量％の廃材と
を含む複合材料を提供する。
【００５７】
本発明はまた、
ガラス成分と、
少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分と、
少なくとも７５重量％の廃材と
を含む複合材料を提供する。
【００５８】
このような複合材料は、適切な成分の混合された混合物、好ましくは、混合された微粒子の混合物（すなわち、少なくともガラス成分と非ガラスのミネラル成分の混合された混合物）を含む。より好適には、複合材料は、適切な成分実質的に均一な混合物を含む。しかしながら、当業者は、混合された混合物が、様々な度合いに混合され、美的な質及び／又は質感が変えられ得ることを理解するだろう。
【００５９】
また、複合材料は、適切な成分の融合された混合された混合物、好ましくは融合された混合された微粒子の混合物を含む。また、好ましくは、混合された混合物は、加熱融合された混合された混合物である。また、好ましくは、混合された混合物の異なる成分（又は少なくともその一部）が、一緒に融合される。一実施形態にて、複合材料の少なくとも一部は、一緒に融合、好ましくは加熱融合されて、成分の少なくとも一部を一緒に永久的に（物理的に及び／又は化学的に）結合する。更に、いくつかの実施形態にて、部分的な融合は、必要とされる構造の整合性を有するバルク複合材料を提供するのに十分であり得る。例えば、混合された混合物の表面上での成分の融合は、混合された混合物の未融合部分を内部に堅固に封入する。これにより、全体の構造整合性をバルクに付与するのに十分であり得る。複合材料の全体での融合の程度は、融合過程自体、並びに形成された複合材料の寸法及び密度に依存する。一実施形態にて、複合材料の成分は、完全に融合される。また、特定の実施形態にて、複合材料は、適切な成分が炉で燃焼され混合された混合物を含む。
【００６０】
更に、複合材料の成分は、融合された基質、最も好ましくは、融合されたガラス基質内で一緒に結合され得る。一実施形態では、複合材料は、融合されたガラス基質を含む。融合されたガラス基質は、好ましくは、少なくとも部分的に自己融合された（例えば、ガラス成分を一過性に融解することにより、加熱融合された）ガラス成分を含む。特定の実施形態にて、ガラス成分のみが、他の成分と融合され、これは、融合されたガラス基質の内部に閉じ込められる。融合されたガラス基質は、好ましくは、他の成分を複合材料に封入して、固い永久構造物を提供することができる。また、別の実施形態では、ガラス成分は、非ガラスのミネラル成分に、少なくとも部分的に融合される（もしそうでなければ、完全に融合される）。別の実施形態では、複合材料は、融合されたガラスと非ガラスのミネラル成分に融合されたガラスの両方を含む。
【００６１】
また複合材料は、無機抗菌剤（例えば、鉛成分等の毒性金属）を含むことができる。
【００６２】
また複合材料は、多孔質であってもよい。
【００６３】
更に複合材料は、好ましくは１〜３ｇ／ｃｍ３、より好ましくは１．２〜２．５ｇ／ｃｍ３、更に好ましくは２〜２．５ｇ／ｃｍ３、特に好ましくは２．１〜２．４ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
【００６４】
複合材料（又は成形品−後述を参照）は、大きな粒子、又は大きな物体でさえ含み得る。例えば、複合材料（又は成形品）は、好ましくは１ｃｍ以上、２ｃｍ以上、５ｃｍ以上、１０ｃｍ以上の粒子サイズを有する、少なくとも５重量％の粒子を含み得る。また、好ましくは、複合材料（又は成形品）は上述の粒子サイズのいずれかを有する、少なくとも１０重量％、好ましくは少なくとも２０重量％の粒子を含み得る。いくつかの実施形態にて、複合材料（又は成形品）は、予め形成された物体（例えば、マグ、又はれんが）を含む。また、代替的な実施形態にて、複合材料自体は、大きな粒子及び／又は物体を成形品（ここで、該成形品は、複合材料及び大きな粒子及び／又は物体を含む）内の補助的な封入物と見なすことができるため、かかる大きな粒子及び／又は物体を含まないと見なすこともできる。本発明に係る複合材料は、特に、その固有の組成によって、大きな物体、例えばセラミック物体（例えば、マグ、ティーポット等）への直接的な結合（例えば、加熱後）に長けるものである。
【００６５】
［ガラス成分］
ガラス成分は、好ましくは、（例えば、粒状にされた、又は粉砕された）ガラス粒子を含む。ガラス粒子の平均粒子サイズ（すなわち、ガラスを融合するための任意の融合前）は、好ましくは、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、７５０μｍ未満である。また、ガラス粒子の少なくとも６５重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％、更に好ましくは少なくとも９５重量％、特に好ましくは少なくとも９９重量％は、２ｍｍ未満の粒子サイズを有する。好ましくはガラス粒子の３０〜６０重量％は、３５５μｍ未満の粒子サイズを有する。
【００６６】
好ましくは、ガラス成分の少なくとも一部は、複合材料内に自己融合(self-fused)される。故に、複合材料内のガラス成分の少なくとも一部は、好ましくは、融合されたガラス基質を形成し得る。この融合されたガラス基質は、好ましくは、後述の方法により得られる−すなわち、混合された混合物を加熱して、ガラスの少なくとも一部が融合される。融合されたガラス基質は、好ましくは、他の構成成分／成分を封入して、固い永久構造を複合材料に付与し得る。しかしながら、他の実施形態にて、ガラス成分は、他の成分（例えば、非ガラスのミネラル成分）に融合される。
【００６７】
ガラス成分は、好ましくは、少なくとも６０重量％、より好ましくは、少なくとも７０重量％、好ましくは、少なくとも７５重量％の二酸化ケイ素含有量を有するガラスを含む。ガラスはまた、他の鉱物、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カルシウム）を含んでもよい。
【００６８】
本発明の特定の実施形態によれば、ガラス成分（廃棄ガラス、又は非廃棄物／未加工ガラス）は、
−６５〜８０％（ｗ／ｗ）のシリカと、
−５〜２２％（ｗ／ｗ）の酸化ナトリウムと、
−１〜２０％（ｗ／ｗ）の酸化カルシウムと、
−０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化マグネシウムと、
−０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化アルミニウムと
を含むものである。
【００６９】
また、本発明の特定の実施形態によれば、ガラス成分（廃棄ガラス、又は非廃棄物／未加工ガラス）は、
−７０〜７４％（ｗ／ｗ）のシリカと、
−１２〜１６％（ｗ／ｗ）の酸化ナトリウムと、
−５〜１１％（ｗ／ｗ）の酸化カルシウムと、
−１〜３％（ｗ／ｗ）の酸化マグネシウムと、
−１〜３％（ｗ／ｗ）の酸化アルミニウムと
を含むものである。
【００７０】
複合材料は、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも４０重量％、更に好ましくは少なくとも４５重量％ガラス成分を含む。複合材料は、好ましくは最大８０重量％、より好ましくは最大７０重量％、更に好ましくは最大６０重量％のガラス成分を含む。また、特定の実施形態にて、複合材料は、４０〜６０重量％のガラス成分を含む。更に特定の実施形態にて、複合材料は、５０重量％のガラス成分を含む。
【００７１】
一実施形態にて、ガラス成分は、鉛成分（例えば、酸化鉛（ＰｂＯ）又は金属鉛）を含む。ガラス成分は、１８〜４０重量％、好ましくは２０〜３０重量％、より好ましくは約２５重量％の鉛成分を含むことができる。例えば、ガラス成分は、鉛ガラスを含み、好ましくは５０重量％以上の鉛ガラス、より好ましくは７０重量％以上の鉛ガラス、更に好ましくは９０重量％以上の鉛ガラスを含むことができる。また、特定の実施形態にて、ガラス成分は、鉛ガラスである。鉛ガラス自体は、好ましくは１８〜４０重量％の鉛成分（特に、酸化鉛）、より好ましくは約２０〜３０重量％の鉛成分、更に好ましくは約２５重量％の鉛成分を含むことができる。更に、鉛ガラスは、陰極線管（ＣＲＴ）又はＣＲＴフロントスクリーンからもたらされてもよい。ガラス成分は、好ましくは陰極線管（ＣＲＴ）スクリーン由来の鉛ガラスを含むことができる。更にまた、特定の実施形態にて、ガラス成分は、本質的にＣＲＴ由来の鉛ガラスからなる。したがって、これは、鉛ガラスが、標準的な方法で処理され得るように、鉛を鉛ガラスから取り出すことよりむしろ、鉛ガラスを再生する方法を提供する。
【００７２】
ガラス成分は、好ましくはガラス廃棄物を含むものである。また、ガラス成分は、好ましくは本質的にガラス廃棄物からなるものである。ガラス廃棄物は、廃棄浮遊物、使用済ガラス廃棄物、及び／又は廃棄物／再生された陰極線管を含むことができる。かかるガラス廃棄物は、廃棄容器ガラス（例えば、使用済の瓶、広口瓶等、例えばリサイクルセンターの「ボトルバンク(bottle banks)」で預けられたもの）、及び／又は廃棄物／再生された陰極線管（ＣＲＴ）（例えば、フロント有鉛ガラススクリーン、後部ガラス管、又はその両方）を含むことができる。これによって、安全に処理することが困難である、有害な廃材の環境上の有効な使用をもたらすことできる。
【００７３】
また、特定の実施形態にて、ガラス廃棄物は、廃棄された容器ガラス(waste container-glass)である。廃棄された容器ガラスは、複合材料の求められる美的な質感に依存して、任意の色であってもよい。またガラス成分は、好ましくは再生されたガラス廃棄物を含み得る。
【００７４】
また、特定の実施形態にて、廃棄ガラスは、廃棄物／再生されたＣＲＴを含むことができる。更に、特定の実施形態にて、廃棄物／再生されたＣＲＴは、有鉛ガラスＣＲＴフロントスクリーン（すなわち、テレビスクリーン自体）を含むことができる。好ましくは、かかるＣＲＴスクリーンは、鉛成分（例えば、金属鉛、又はより典型的には、酸化鉛（ＰｂＯ））を含む。ＣＲＴスクリーンは、好ましくは１８〜４０重量％、より好ましくは２０〜３０重量％、更に好ましくは約２５重量％の鉛成分（例えば、酸化鉛）を含む。生物有機体（ヒト及び微生物等を含む）に対して毒性である鉛成分は、複合材料の融合された混合された混合物内に閉じ込められ得る。複合材料からは、鉛成分が最小量で浸出する。しかしながら、特定の実施形態では、このような最小量の鉛成分の浸出は、複合材料の表面に抗菌特性を付与するために役立つことができる。
【００７５】
また、特定の実施形態にて、廃棄ガラスは、再生されたガラスを含む。また、特定の実施形態にて、廃棄ガラスは、本質的に再生されたガラスからなる。かかる再生されたガラスは、特定の不純物（例えば、合成化合物、例えば、接着剤樹脂等）を取り除くために、予め処理され得る。
【００７６】
また廃棄ガラスは、ガラス片、磁器、及び／又は石を含むことができる。
【００７７】
また、特定の実施形態にて、少量の「未加工ガラス」は、廃棄ガラスに加え、好ましくは、例えば複合材料への特定の着色をもたらすために、ガラス成分の一部として含むことができる。また、このような目的では、複合材料は０〜３重量％の未加工ガラスを含むことができる。
【００７８】
また、特定の実施形態にて、複合材料及びガラス成分は、未加工ガラスを含まない。
【００７９】
ガラス成分は、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、更に好ましくは１重量％未満の合成接着剤(synthetic binders)を含むことができる。また、ガラス成分は、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、更に好ましくは１重量％未満の接着剤(binders)を含むことができる。そして、特に好ましくは、ガラス成分は、合成接着剤を含まない。また、ガラス成分は、接着剤（天然、又は合成）を含まない。
【００８０】
［非ガラスのミネラル成分］
非ガラスのミネラル成分は、好ましくは（例えば、粒状にされた又は粉砕された）非ガラス鉱物粒子を含む。非ガラス鉱物粒子の平均粒子サイズ（すなわち、ガラスを融合するための任意の融合前）は、好ましくは、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、７５０μｍ未満である。また、非ガラス鉱物粒子の少なくとも６５重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％、更に好ましくは少なくとも９５重量％、最も好ましくは少なくとも９９重量％は、２ｍｍ未満の粒子サイズを有する。また好ましくは、非ガラス材料の３０〜６０重量％は、３５５μｍ未満の粒子サイズを有する。
【００８１】
また、一実施形態にて、非ガラスのミネラル成分の少なくとも一部は、融合されたガラス基質内に保持される。別の実施形態にて、非ガラスのミネラル成分の少なくとも一部は、ガラス成分と融合される。
【００８２】
非ガラスのミネラル成分は、好ましくはセラミックを含む。非ガラスのミネラル成分は、好ましくは少なくとも６０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％、更に好ましくは少なくとも７５重量％のセラミックを含む。また、非ガラスのミネラル成分は、好ましくは最大９５重量％、より好ましくは最大９０重量％、更に好ましくは最大８５重量％のセラミックを含む。
【００８３】
非ガラスのミネラル成分は、好ましくは釉薬を含む。また釉薬は、好ましくは陶器の釉薬、例えばタイルに関連して用いられるものである。好ましくは、釉薬は、最高の炉温度で融解し始める。釉薬粒子は、好ましくは、３５５μｍ未満の粒子サイズを有する。釉薬は、好ましくは、ほう砂フリットを含み得る。また、非ガラスのミネラル成分は、好ましくは少なくとも５重量％の釉薬、より好ましくは少なくとも１０重量％の釉薬、更に好ましくは少なくとも１５重量％の釉薬を含む。非ガラスのミネラル成分は、好ましくは最大３５重量％、より好ましくは最大３０重量％、更に好ましくは最大２５重量％の釉薬を含む。
【００８４】
非ガラスのミネラル成分は、好ましくは、着色鉱物（例えば、着色金属酸化物）を含む。着色鉱物は、色素等を含む。着色鉱物は、セラミックを着色するための任意の適当な材料を含んでもよい。着色鉱物は、セラミック自体、及び／又は釉薬自体からもたらされてもよい。非ガラスのミネラル成分は、着色鉱物を含まなくてもよいが、少なくとも０．２５重量％含んでもよい。非ガラスのミネラル成分は、好ましくは最大１０重量％、より好ましくは最大５重量％、最も更に好ましくは最大２．５重量％の着色鉱物を含む。また、着色鉱物に加えて、複合材料の色及び美的な質感を変更することができる。
【００８５】
特定の実施形態にて、非ガラスのミネラル成分は、セラミックと釉薬の両方を含む。また、特定の実施形態にて、非ガラスのミネラル成分は、セラミック、釉薬及び着色鉱物を含む。
【００８６】
複合材料は、好ましくは少なくとも２０重量％、より好ましくは少なくとも３０重量％、更に好ましくは少なくとも４０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む。このように、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を有することにより、本発明に係る複合材料が、（例えば、本発明の成形品に）鋳込成形され、加熱された後に、そのレリーフ特性、及び質感を保持し、これにより、焼成支持鋳型の必要が緩和されることを可能とする。この利点は、複合材料が、少なくとも３０重量％のガラス成分を含む場合、特によく見られる。これにより、処理負担、及び鋳型の要件が有意に低減される。これに加えて、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を有することにより、加熱／炉焼成後に複合材料を冷却する際の、アニーリングの要件が緩和される。これにより、有意なエネルギー節約、及び製造時間の短縮がもたらされる。特に、この低減されたアニーリング要件は、熱回収、急速水冷却を促進し、継続燃焼炉のトンネルを通りぬけるより迅速な通過を可能にする。複合材料は、好ましくは最大８０重量％、より好ましくは最大７０重量％、更に好ましくは最大６０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む。また、特定の実施形態にて、複合材料は、３５〜６０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む。また、特定の実施形態にて、複合材料は、５０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む。
【００８７】
複合材料は、好ましくは４０〜６０重量％のセラミックを含む。また、複合材料は、好ましくは５〜１５重量％の釉薬を含む。複合材料は、好ましくは０〜５重量％、より好ましくは０．２５〜２重量％の着色鉱物を含む。
また特定の実施形態にて、複合材料は、
−４０〜６０重量％のセラミックと、
−５〜１５重量％の釉薬と、
−０〜５重量％の着色鉱物と、
を含む。
【００８８】
非ガラスのミネラル成分は、非ガラス鉱物廃棄物、例えば、セラミック廃棄物（場合により、セラミック釉薬を含む）を含んでもよい。非ガラスのミネラル成分は、好ましくは、非ガラス鉱物廃棄物（例えば、セラミック廃棄物）から本質的になるものである。かかる非ガラス鉱物廃棄物は、標準的な家庭廃棄物（例えば、廃棄セラミック）、及び／又は産業廃棄物（例えば、食卓用器具廃棄物、衛生陶器廃棄物、採石場廃棄物、れんが瓦礫、石炭で燃焼される発電所由来の処理鉱物廃棄物）であってもよい。より好ましくは、非ガラス鉱物廃棄物は、セメント又は石こうベースの材料を含まない。
【００８９】
特定の実施形態にて、非ガラス鉱物廃棄物は、再生された非ガラス材料を含むことができる。また、特定の実施形態にて、非ガラス鉱物廃棄物は、本質的には、再生された非ガラス材料（例えば、再生されたセラミック）からなる。かかる再生された非ガラス材料は、特定の不純物を取り除くために、予め処理され得る。
【００９０】
廃棄セラミックは、ガラス状の衛生陶器、又は廃棄陶器でさえ含むことができる。
【００９１】
廃棄釉薬は、廃棄タイル釉薬（例えば、タイル製造者由来）、廃棄陶器釉薬、又は廃棄石器釉薬でさえ含むことができる。
【００９２】
非ガラスのミネラル成分は、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、更に好ましくは１重量％未満の合成接着剤(synthetic binders)を含むことができる。また、非ガラスのミネラル成分は、好ましくは１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、更に好ましくは１重量％未満の接着剤(binders)を含む。そして、特に好ましくは、非ガラスのミネラル成分は、合成接着剤を含まないものである。また、非ガラスのミネラル成分は、接着剤（天然、又は合成）を含まないものである。
【００９３】
［任意の無機抗菌剤］
複合材料は、好ましくは、十分な抗菌剤が、表面殺菌活性のため表面で利用可能であるように、複合材料内に分散された無機抗菌剤を含み得る。
【００９４】
無機抗菌剤は、鉛成分（例えば、上述した鉛成分）を含むか、更には鉛成分からなるものでもよい。鉛成分は、金属鉛、又は鉛化合物（例えば、酸化鉛（ＩＩ））であってもよい。好ましくは、鉛成分は、酸化鉛（ＩＩ）である。実施形態にて、鉛成分は、添加剤（すなわち複合材料に別の成分として混合されるもの）である。しかしながら、好ましい実施形態では、鉛成分は、例えば、ガラス成分が、鉛ガラスを含むか、又はこれから作られる場合、ガラス成分自体の一部である。また、特定の実施形態にて、鉛ガラスは、陰極線管（ＣＲＴ）又はＣＲＴフロントスクリーンからもたらされる。
【００９５】
鉛は、好ましくは、必要とされる抗菌作用を付与するのに十分な表面の鉛含有量(surface lead content)を与えるために、複合材料から浸出する。理想的には、複合材料は、ヒトに対して非毒性であるが、（例えば、ワークトップ又は病院にて表面殺菌の助けとなるために）表面での抗菌作用をもたらす割合で鉛を浸出させる。これは、一般的には、複合材料の製造過程の以下のパラメーターを合わせることにより達成される。
−鉛成分の流入量（重量％）、
−ガラス成分の流入量（重量％）（更なるガラス、恐らく鉛が閉じ込められる）、
−加熱温度（すなわち、温度が高いほど、より鉛が閉じ込められる）、及び
−加熱時間（すなわち、加熱時間が長いほど、より鉛を閉じ込める）
【００９６】
また、本発明の一態様によれば、複合材料の全体に分散したガラス成分及び無機抗菌剤を含む、複合材料が提供される。この実施形態では、無機抗菌剤は、ガラス成分内に分散される。
【００９７】
この特定の態様のこの複合材料は、好ましくは、本明細書に記載される方法により製造され得るが、非ガラスのミネラル成分は、場合により、存在しても、又は存在しなくてもよい。他の複合材料に関連して、本明細書に記載される、任意の特徴、適当な特徴、及び好ましい特徴を含む、全ての特徴はまた、この複合材料に関連する任意の特徴、適当な特徴、及び好ましい特徴を含む、特徴であり得る。更に、成形品（抗菌テーブル、及びワークトップを含む）は、この特定の複合材料から同様に形成され得る。
【００９８】
また本発明の一態様は、複合材料を製造するための、有鉛ガラス陰極線管（ＣＲＴ）の使用を提供する。
【００９９】
更に本発明の一態様は、抗菌表面を製造するための、有鉛ガラス陰極線管（ＣＲＴ）の使用を提供する。
【０１００】
［廃材］
複合材料は、好ましくは廃材、より好ましくは少なくとも７５重量％の廃材を含む。更に好ましくは、ガラス成分と非ガラスのミネラル成分との両方が、かかる廃材を含んでいる。また、ガラス廃棄物は、ガラス容器廃棄物及び／又は廃棄ＣＲＴスクリーンを含んでもよい。廃棄ＣＲＴスクリーンは、鉛がこれから抽出されるまで、現在、使用不可であると見なされることは注目に値することであり、従って、本発明は、かかる材料の再生可能性での進歩を表す。非ガラス鉱物廃棄物は、廃棄食卓用器具、衛生陶器（例えば、浴室アイテム）、採石場廃棄物、石炭で燃焼される発電所由来の処理廃棄物、れんが瓦礫等を含むことができる
【０１０１】
このような廃材は、そうでなければ、埋め立て、又は価値の低い適用の予定にされ得る。廃材は、家庭廃材、又は産業廃材であってもよい。また、かかる廃材は、再生された廃棄物、又は再生されていない廃棄物であってもよい。特定の状況下で、廃材の少なくとも一部は、本発明の複合材料の製造前に、特定の不純物を取り除くために再生される。
【０１０２】
特定の実施形態にて、複合材料は、少なくとも７５重量％の廃材を含む。
【０１０３】
特定の実施形態にて、複合材料は、少なくとも９０重量％の廃材を含む。
【０１０４】
特定の実施形態にて、複合材料は、少なくとも９７重量％の廃材を含む。
【０１０５】
特定の実施形態にて、複合材料は、本質的には廃材からなる。
【０１０６】
複合材料はまた、本発明の複合材料製造過程の副産物、又は廃棄物／再生された複合材料からもたらされた廃棄物製品を含んでもよい。
【０１０７】
［結合剤］
前述したように、「結合剤」は、材料を一緒に結合するために、独立して固まり、硬化する物質である。これは、セメント（例えば、ポートランドセメント、石こう）、天然樹脂、及び合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂接着剤）を含み得る。「合成結合剤」は、合成的に製造された結合剤、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート−ＰＭＭＡ）等である。本明細書にて「結合剤」は、好ましくは、複合材料内の任意の他の構成成分、例えば、ガラス成分、又は非ガラスのミネラル成分を除くものである。
【０１０８】
複合材料は、好ましくは５重量％未満、より好ましくは３重量％未満、更に好ましくは１重量％未満、特に好ましくは０．１重量％未満の合成結合剤を含む。そして、最も好ましくは、複合材料は合成結合剤を含まないものである。
【０１０９】
複合材料は、好ましくは５重量％未満、より好ましくは３重量％未満、更に好ましくは１重量％未満、特に好ましくは０．１重量％未満の結合剤（合成、又は天然）を含む。そして、最も好ましくは、複合材料は結合剤を含まないものである。
【０１１０】
更に複合材料は、好ましくは、再生可能でない結合剤を含まないものである。
【０１１１】
結合剤が、凝集成分材料を結合するのに必要とされず、この場合、混合された混合物の成分（すなわち、少なくともガラス成分、及び非ガラスのミネラル成分）を含むことが、本発明の特定の利点である。代わりに、問題の処理条件下、及び本発明の構成成分の特定の組み合わせで、混合された混合物が一緒に融合して、複合材料が形成される。複合材料における任意の接着剤（特に、合成接着剤）の非存在は、複合材料が、接着剤を取り除くための任意の前処理なく、それ自体直接再生可能であることを確かにする。これにより、複合材料製造過程の副産物として生成される、切れ端、及び廃材が、全ての利用可能な材料の有用性を最大にするために、該製造過程に直接戻されて再導入されることを可能にする。
【０１１２】
［特定の配合］
一般的に、本発明に係る複合材料は、その代表的な構成成分の「乾燥重量」への言及により記載される。故に、流入構成成分は、これらの乾燥重量という観点で見なされ得る。しかしながら、かかる複合材料が、複合材料を形成するための炉での焼成に先立ち、この最初の混合にて役立つための適切な構成成分のスラリーをまず形成すること（例えば、適量のスラリー溶媒、例えば、水を用いること）により、製造され得ることは、当業者によって容易に理解されるだろう。かかる炉焼成により、一般的に、大部分、又は全てのスラリー溶媒が取り除かれる。
【０１１３】
特定の実施形態にて、複合材料は、
−４０〜６０重量％のガラスと、
−３０〜５０重量％のセラミック、
−５〜１５重量％の釉薬、
−０〜５重量％の着色料（例えば、着色酸化物）
を含む。
【０１１４】
また特定の実施形態にて、複合材料は、
−４０〜６０重量％の廃棄ガラスと、
−３０〜５０重量％の廃棄セラミックと、
−５〜１５重量％の廃棄釉薬と、
−０〜５重量％の着色料（例えば、着色酸化物）と、
を含む。
【０１１５】
特定の実施形態にて、複合材料は、
−３０〜８０重量％のガラス成分と、
−少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分（好ましくは、最大７０重量％）（ここで、非ガラスのミネラル成分は、少なくとも６０重量％のセラミックを含む）と、
１重量％未満の合成結合剤と、
を含み、
ここで、前記ガラス成分は、
・６５〜８０％（ｗ／ｗ）のシリカと、
・５〜２２％（ｗ／ｗ）の酸化ナトリウムと、
・１〜２０％（ｗ／ｗ）の酸化カルシウムと、
・０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化マグネシウムと、
・０．１〜７％（ｗ／ｗ）の酸化アルミニウムと、
を含む。
【０１１６】
また、特定の実施形態にて、複合材料の混合された混合物の前駆体（すなわち、予め加熱された混合物）は、ガラス粒子及びセラミック粒子を含み、前記ガラス粒子及びセラミック粒子のうち、
−３０〜６０重量％は、３５５μｍ以下の粒子サイズを有し、
−１５〜２５重量％は、３５５〜５００μｍの間の粒子サイズを有し、
−８〜１２重量％は、５００〜１０００μｍの間の粒子サイズを有し、
−９〜１３重量％は、１０００〜１４００μｍの間の粒子サイズを有し、
−４〜１４重量％は、１４００〜２０００μｍの間の粒子サイズを有する。
【０１１７】
［複合材料の製造方法］
本発明に係る複合材料の製造方法によれば、
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）混合された混合物を熱にかけて、複合材料を製造する工程と、
を含み、
ここで、混合された混合物は、少なくとも７５重量％の廃材を含む、複合材料の製造方が提供される。
【０１１８】
また、本発明に係る複合材料の製造方法によれば、
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）混合された混合物を加熱して、複合材料を製造する工程と、
を含み、
ここで、前記混合された混合物は、少なくとも７５重量％の廃材を含み、前記複合材料は、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む、複合材料の製造方法が提供される。
【０１１９】
また、本発明に係る複合材料の製造方法によれば、
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）混合された混合物を加熱して、複合材料を製造する工程と、
を含み、
ここで、前記混合された混合物は、５重量％未満の合成結合剤を含む、複合材料の製造方法が提供される。
【０１２０】
また、本発明に係る複合材料の製造方法によれば、
ｉ）ガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む、混合された混合物を用意する工程と、
ｉｉ）混合された混合物を加熱して、複合材料を製造する工程と、
を含み、
ここで、前記混合された混合物は、５重量％未満の合成結合剤を含み、前記複合材料は、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む、複合材料の製造方法が提供される。
【０１２１】
なお、本発明に係る複合材料の製造方法は、１つ又は複数の加熱前工程（すなわち、工程ｉ）と工程ｉｉ）の間）を含むことができる。例えば、このような方法は、混合された混合物を成形する加熱前工程を含むことができる。
【０１２２】
また、本発明に係る複合材料の製造方法は、１つ又は複数の加熱後工程（すなわち、工程ｉｉ）の後）を含むことができる。例えば、このような方法は、複合材料の急速冷却、及び熱回収の加熱後工程を含むことができる。
【０１２３】
更に、本発明に係る複合材料の製造方法は、１つ又は複数の仕上げ工程を含むことができる、これによって、複合材料は、その最終形まで磨かれる。例えば、このような方法は、研磨、寸法付け、切断、つや出し、石材仕上げの仕上げ工程、並びに裁ち屑、及び廃棄切断物の再生を含んでもよい。
【０１２４】
当業者が、容易に価値を判断するように、複合材料に関連して、本明細書に記載される任意の成分、及び／又は定量値（例えば、上述の複合材料の成分の重量％）はまた、好ましくは、その製造方法に関連して、特に、混合された混合物に適用され得る。
【０１２５】
ｉ）混合された混合物
混合された混合物は、複合材料の混合された前駆体（すなわち、予め加熱され／予め融合された混合物）である。混合された混合物は、少なくともガラス成分及び非ガラスのミネラル成分を含む。また、これに加えて、前記混合された混合物は、上述の更なる構成成分／成分（例えば、無機抗菌剤）のいずれかを含んでもよい。混合された混合物の原材料成分については、種々の成分に関連して上述している。
【０１２６】
混合された混合物は、好ましくは２ｍｍ未満、好ましくは１ｍｍ未満、好ましくは７５０μｍ未満の平均粒子サイズを有する粒子を含む。混合された混合物の粒子の、好ましくは少なくとも６５重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％、更に好ましくは少なくとも９０重量％、特に好ましくは少なくとも９５重量％、最も好ましくは少なくとも９９重量％は、２ｍｍ未満の粒子サイズを有する。好ましくは、粒子の３０〜６０重量％は、３５５μｍ未満の粒子サイズを有する。また、特定の実施形態にて、混合された混合物は、粒子を含み、
−３０〜６０重量％は、３５５μｍ以下の粒子サイズを有し、
−１５〜２５重量％は、３５５〜５００μｍの範囲の粒子サイズを有し、
−８〜１２重量％は、５００〜１０００μｍの範囲の粒子サイズを有し、
−９〜１３重量％は、１０００〜１４００μｍの範囲の粒子サイズを有し、
−４〜１４重量％は、１４００〜２０００μｍの範囲の粒子サイズを有する。
【０１２７】
本発明に係る複合材料は、様々な粒子サイズ分布を許容し、これにより、精密な測定、及び複合物のふるい分けの必要を低減することができる。しかしながら、十分量の小粒子を有することは、本発明により提供されるエネルギー効率加熱条件下での有効な融合に重要であると考えられる。
【０１２８】
混合された混合物は、大きな粒子、又は大きな物体（すなわち、補助粒子及び／又は物体）でさえ含み得る。例えば、混合された混合物は、少なくとも５重量％の粒子を含み、これは、１ｃｍ以上、好ましくは２ｃｍ以上、より好ましくは５ｃｍ以上、更に好ましくは１０ｃｍ以上の粒子サイズを有する。好ましくは、混合された混合物は、前述した粒子サイズのいずれかを有する少なくとも１０重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％の粒子を含むことができる。いくつかの実施形態にて、混合された混合物は、予め形成された物体（例えば、マグ、又はれんが）を含む。しかしながら、いくつかの実施形態にて、かかる大きな粒子及び大きな物体は、「混合された混合物」の一部ではないが、故に、（すなわち、混合された混合物は、本明細書の別の箇所で定義される通り、依然として定義され得る）、その代わりに、該大きな粒子、又は大きな物体が、最終的な複合材料、又は成形品と統合されることを可能にするために、混合された混合物に（例えば、加熱前又は加熱中に）加えられるか、又はそうでなければ取り込まれる補助品物である。この方法論は、高度の３次元の特徴及び質感を示す複合材料、及び成形品（例えば、タイル）の形成を促進する。
【０１２９】
混合された混合物は、好ましくは５重量％未満、より好ましくは３重量％未満、更に好ましくは１重量％未満、特に好ましくは０．１重量％未満の合成結合剤を含む。そして、好ましくは、混合された混合物は、合成結合剤を含まないものである。
【０１３０】
また混合された混合物は、好ましくは５重量％未満、より好ましくは３重量％未満、更に好ましくは１重量％未満、特に好ましくは０．１重量％未満の結合剤（合成、又は天然）を含むことができる。そして、好ましくは、混合された混合物は、結合剤を含まないものである。
【０１３１】
一実施形態にて、混合された混合物を準備する工程は、以下の工程を含むことができる。
−微粒子形のそれぞれの成分（すなわち、少なくともガラス成分及び非ガラスのミネラル成分）を用意する工程、及び
−微粒子形のそれぞれの成分を混合して、混合された混合物を用意する工程
【０１３２】
また、それぞれの成分は、微粒子形で、市販の供給源から直接的に得ることができる。あるいは、微粒子形のそれぞれの成分又は任意の成分は、以下の工程より得ることができる。
ａ）粒子をバルク形の成分から（例えば、粉砕、研磨、破砕等により）形成する工程、
ｂ）場合により、工程ａ）由来の粒子をふるい分けて、特定の粒子サイズ閾値未満の粒子を集め、該粒子サイズ閾値より上の粒子をはじく工程、
ｃ）場合により、前のふるい分け工程由来のはじかれた粒子から、より小さな粒子を形成する工程、
ｄ）場合により、工程ｃ）由来の粒子を更にふるい分けて、特定の（場合により、異なる）粒子サイズ閾値未満の粒子を集め、該粒子サイズ閾値より大きい粒子をはじく工程、及び
ｅ）必要とされる粒子サイズ、及び／又は粒子サイズ分布が得られるまで、場合により、工程ｃ）〜ｅ）を繰り返す工程
【０１３３】
また別の実施形態にて、混合された混合物は、以下の工程から得ることができる。
ａ）それぞれの成分の非微粒子（すなわち、バルク）形のバルク混合物を用意する工程、
ｂ）一緒に、全ての成分が、微粒子の混合物をその場で形成するように、粒子を、（例えば、粉砕、研磨、破砕等により）バルク混合物から形成する工程、
ｃ）場合により、工程ｂ）由来の粒子をふるい分けて、特定の粒子サイズ閾値未満の粒子を集め、該粒子サイズ閾値より上の粒子をはじく工程、
ｄ）場合により、前のふるい分け工程由来のはじかれた粒子から、より小さい粒子を形成する工程、
ｅ）場合により、工程ｄ）由来の粒子を更にふるい分けて、特定の（場合により、異なる）粒子サイズ閾値未満の粒子を集め、該粒子サイズ閾値より大きい粒子をはじく工程、
ｆ）必要とされる粒子サイズ及び／又は粒子サイズ分布が得られるまで、場合により、工程ｄ）〜工程ｆ）を繰り返す工程、
ｇ）場合により、微粒子の混合された混合物を更に混合して、均一性を増大させる工程
により、その場で形成される。
【０１３４】
上述の通り、所望の粒子分布は、一連のふるい分け、及び上述の具体的に振り分けられた部分の戦略的な混合により、得ることができる。しかしながら、過程の許容範囲を考えると、ふるい分けは不必要とすることもできる。
【０１３５】
一実施形態にて、混合された混合物は、全成分が実質的に均一な混合物であってもよい。均一な混合物であれば、光学的特性（例えば、色、屈折率）は、混合された混合物を更に混合する際に、変化しない。
【０１３６】
代替的な実施形態にて、混合された混合物は、美的効果に適するよう不均一である。不均一な混合された混合物は、更に混合する／混ぜる際に変化する光学的特性を有する。
【０１３７】
好ましくは、合成結合剤は、混合された混合物に加えられない。そして好ましくは、結合剤は、混合された混合物に加えられない。
【０１３８】
混合された混合物は、（例えば、適量のスラリー溶媒、例えば、水中の）スラリーとして提供されてもよい。スラリーは、好ましくは本明細書に記載される粒子を、より好ましくは本明細書にて定められた割合のいずれかで含む。ここで、該割合は、それぞれの成分の乾燥重量に関連するものである。スラリーは、好ましくは加熱への暴露の前に複合材料の成形を可能にするために、粘性（又は濃厚）を有してもよい。スラリー形成は、取り扱い、混合を助け、また、最終形態の複合材料を改良することができる（例えば、より高密かつより密接に押し固められる）。
【０１３９】
複合材料の個々の成分のいずれか一つ又は全ての成分は、混合された混合物の準備を助けるために、スラリーとして提供されてもよい。特に、非常に小さい粒子サイズを有する成分（例えば、釉薬）は、好適には、取り扱いを助けるために及び混合を助けるために、スラリーとして提供される。しかしながら、このようなスラリーが、本発明に係る方法で用いられる場合、複合材料を形成するために用いられる構成成分の量は、好ましくは、その乾燥重量（すなわち、任意のスラリー溶媒を除く）に基づき計算されるものである。
【０１４０】
本発明はまた、本明細書に記載される製造方法のうちのいずれか１つによって、得られることができる、得られる、又は直接得られる複合材料を提供する。
【０１４１】
［前加熱工程］
好ましくは、混合された混合物を加熱する前に、混合された混合物を成形する。また、好ましくは、（例えば、本明細書にて、大きな粒子及び／又は物体、例えばセラミック物体に関連して定義された）補助粒子及び／又は物体を、前記成形中、又は前記成形後のいずれかに、かかる成形された混合された混合物の表面に取り込むことができる。続いて、成形され混合された混合物を加熱して、その形状を永久的に固定する。これにより、必要とされる形状の複合材料を得ることができる。
【０１４２】
混合された混合物の成形については、混合された混合物を圧縮すること、及び／又は、型を作ることを含んでもよい。このような成形は、バッチ過程（すなわち、混合された材料のバッチを、次のバッチが成形される前に成形する）、又は、連続する過程（すなわち、混合された混合物を、連続するシートを製造するために、成形モジュールを通った継続供給として搬送する）であってもよい。
【０１４３】
成形工程は、混合された混合物が、複合材料に必要とされる寸法及び特性に合わせられることを可能とする。大きな粒子及び／又は大きな物体を最終的な複合材料に取り込むべきである場合、前記大きな粒子及び／又は大きな物体は、この成形工程中、好ましくは更なる成分として、成形品の形成中に取り込むことができる。
【０１４４】
また、一実施形態にて、成形された混合された混合物は、鋳型内での加熱工程に運ばれる。また代替的な実施形態にて、成形された混合された混合物は、加熱工程に鋳型なしで運ばれる（すなわち、成形された混合された混合物は、好ましくは、自己支持し、構造上十分に堅固であり、鋳型を必要としない。これは、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分が用いられる場合、特に有効である）。
【０１４５】
ｉｉ）混合された混合物の加熱
混合された混合物は、好ましくは、混合された混合物を複合材料、好ましくは、複合材料の単一断片に融合するために、十分な強度と時間の熱にかけられる。
【０１４６】
一実施形態にて、混合された混合物を加熱することは、混合された混合物を炉、好ましくはガラス又はセラミック炉にて加熱することを含む。炉は、ガスにより燃焼される炉又は電気炉であってもよい。また、炉は、継続炉（例えば、継続燃焼炉）又は断続炉であってもよい。
【０１４７】
このような加熱工程での加熱温度及び加熱時間は、混合された混合物の特定の組成物、及び潜在的には、製造のスケールにも依存して、変動され得る。一般的に、特定の組成物は、適温で、適当な時間、加熱されて、必要とされる仕様の複合材料がもたらされる。
【０１４８】
また加熱工程では、混合された混合物は、好ましくは６００〜１５００℃、より好ましくは８００〜１２５０℃、更に好ましくは９００〜１１００℃、特に好ましくは９００〜１０００℃の温度で加熱する。温度が低すぎると、混合された材料が十分に融合することができない。温度が高すぎると、エネルギーが不必要に消費されてしまい、また複合材料中に不必要な泡が形成されることとなる。
【０１４９】
また加熱工程にて、混合された混合物の加熱は、最高の加熱温度（上で定義されるものであってもよい）まで温度を徐々に上昇させて行う。すなわち、加熱は、温度勾配(焼成勾配)に関与してもよい。好ましくは、混合された混合物の加熱は、室温（４０℃未満）から出発する。そして、加熱温度を、出発温度から、好ましくは１時間当たり３０〜３００℃の範囲、より好ましくは１時間当たり５０〜２００℃の範囲、更に好ましくは１時間当たり７０〜１７０℃の範囲となるような速度で徐々に上昇させる。
【０１５０】
更に好適には、混合された混合物を、適当な最高温度（例えば、上述した適温）で、少なくとも５分間、好ましくは少なくとも１０分間、より好ましくは少なくとも２０分間、更に好ましくは少なくとも３０分間、加熱する。そして、混合された混合物を、適温にて、好ましくは１．５時間未満、より好ましくは１時間未満、更に好ましくは４５分未満加熱する。これらの時間は、特に最大７ｃｍ、好ましくは最大５ｃｍ、好ましくは最大２ｃｍの厚さを有するタイル及びシート形の複合材料を製造するために適用することができる。
【０１５１】
好ましくは、混合された混合物／複合材料を、最高温度での加熱期間の後、冷却する。
【０１５２】
一実施形態では、複合材料が実質的に鉛を含まない場合、混合された混合物を、温度９５０〜１０００℃の範囲で、適当な時間加熱する。
【０１５３】
一実施形態では、複合材料が鉛成分を含む場合、混合された混合物を、８７５〜９２５℃の温度で、適当な時間加熱する。一般的に、加熱温度が高いほど、最終的に製造される複合材料内により多くの鉛を閉じ込める。一方で、加熱温度が低いほど、より多くの鉛が浸出することを可能にする。更には、加熱時間が長いほど、より多くの鉛が複合材料内に閉じ込められることを可能にする。一方で、加熱時間が短いほど、より多くの鉛を複合材料から自由に浸出させる。したがって、所定の混合された混合物に最適な加熱温度及び加熱時間は、最適な鉛浸出特性が複合材料の表面での抗菌活性を最大とする一方で、ヒトへの毒性を最小にすることを可能にする。
【０１５４】
本明細書及び上述の加熱温度は、好ましくは、複合材料が加熱中に暴露される最高温度に関係している。当業者は、「浸漬」温度としてこれに言及し得る。更に、本明細書及び上述に記載される加熱時間は、好ましくは、複合材料が、適切な加熱温度にかけられる時間に関連している。これは、時に、「浸漬」時間として言及される。特定の実施形態にて、複合材料は、適当な浸漬温度での３０〜５０分間の浸漬、好ましくは約４０分間の浸漬にかけられる。
【０１５５】
混合された混合物が、典型的には、加熱／「浸漬」（すなわち、浸漬温度で、浸漬時間、加熱すること）前に、好ましくは、出発温度（例えば、室温、約２０℃）から最高温度（すなわち、浸漬温度、例えば、８５０〜１３５０℃）まで上昇する、温度勾配にかけられることは、当業者により理解されるだろう。好ましい温度勾配は、１時間当たり３０〜９０℃であり、より好ましくは１時間当たり５０〜７０℃である。
【０１５６】
一実施形態では、成形された混合された混合物は、特に、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分が混合された混合物中で用いられる場合、鋳型の非存在下で加熱される。加熱前に、混合された混合物中に取り込まれた大きな粒子及び／又は大きな物体は、複合材料内で特に十分に結合する。一方で、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分は、混合された混合物中で用いられる。
【０１５７】
好ましくは、加熱／浸漬後、複合材料は、強制的に冷却するのではなく、自然（例えば、室温で、又は未加熱炉内で）に冷却する。しかしながら、強制的な冷却もまた許容可能な製品を提供する。しかしながら、現時点で、試験結果は、このような強制的な冷却の恩恵を示していない。
【０１５８】
［加熱後工程、及び仕上げ］
一実施形態では、適当な加熱後に複合材料を製造した後、複合材料を急速冷却にかけ、場合により、過剰な熱を「回収して」、エネルギー消費を低減させる。別の実施形態では、適当な加熱後、複合材料を自然に冷却させる。
【０１５９】
好ましくは、加熱後、複合材料にアニーリングを行わない（例えば、段階的な冷却過程は存在しない）。このようにアニーリングを行わないことは、複合材料又は混合された混合物が少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を含む場合、特に好適である。アニーリング工程を行わない利点は、有意なエネルギー節約、及び製造時間の短縮である。特に、この低減されたアニーリング要件は、熱回収、急速水冷却を促進し、また、継続燃焼炉のトンネルの中のより迅速な通過を可能にする。
【０１６０】
成形したら、複合材料を以下の仕上げ工程の１つ以上にかけてもよい。
ａ）研磨工程（例えば、滑らかな表面を得るために）、
ｂ）切断工程（例えば、ダイヤモンドソーを用いて）、
ｃ）石材仕上げ工程、
ｄ）つや出し工程
【０１６１】
複合材料の製造過程由来の任意の副産物、例えば、裁ち屑、切断物、又はスラリーは、製造サイクルに再導入して、上述の通り処理してもよい。
【０１６２】
最後に、使用された製品を含む任意の不所望の廃棄複合材料製品を、製造過程に再導入して、十分に再生してもよい。複合材料が、合成接着剤又は一般的な接着剤を含まない場合、これは特に好適である。
【０１６３】
［複合材料の使用］
本発明の一態様によって、本明細書に記載される複合材料を含む成形品が提供される。一実施形態にて、成形品は、本明細書に記載される複合材料から形成される。これに加えて、いくつかの実施形態では、成形品は、複合材料及び補助粒子又は補助物体、例えば本明細書で定義される大きな粒子及び／又は物体を含むことができる。
【０１６４】
成形品は、好ましくは、再生可能な製品である。また、成形品は、好ましくは装飾表面を提供するものである。このような成形品は、様々な色及び質感によって装飾されてもよい。成形品の色及び質感は、混合された混合物中の成分の組成に影響される。あるいは、成形品は、それ自体を釉薬で処理してもよい（例えば、セラミックに釉薬をかけるように、釉薬を複合材料に融合させることによって処理することができる。）。
【０１６５】
また、このような成形品は、好適には、複合シート、屋内又は屋外タイル、屋外シート被覆材、装飾化粧れんが(decorative facing brick)、表面トップ（例えば、キッチンワーク用表面）、建築ユニット（例えば、れんが）からなる群より選択されるものである。
【０１６６】
（クレーム２７）
また一実施形態にて、成形品は、複合シート材料又はタイルである。かかるシート又はタイルは、好ましくは少なくとも０．５ｃｍ、好ましくは少なくとも１ｃｍ、好ましくは少なくとも１．２ｃｍの厚さを有するものである。また、シート又はタイルは、好ましくは最大１０ｃｍ、好ましくは最大７ｃｍ、好ましくは最大５ｃｍ、好ましくは最大３ｃｍ、また好ましくは最大２ｃｍの厚さを有するものである。薄すぎると、複合材料は壊れやすいことがある。また、厚すぎると、複合材料は、加熱工程の際に十分にアニーリング又は融合することができない。より厚いシート及びタイルを用いて、表面トップ等、例えば、キッチンワークトップ、テーブルトップ、デスクトップ、病院用のワークトップ等を製造してもよい。より厚いタイルを用いて屋外部を建築するための屋外被覆材材料を製造してもよく、より薄いタイルを用いて屋内タイルを製造してもよい。
【０１６７】
また、成形品、例えば複合シート材料及びタイルは、固有の３次元の表面質感をもたらすために、本明細書に記載される大きな粒子及び／又は物体（例えば、マグ又はれんが）を取り込んでもよい。かかる固有のデザインは、少なくとも２０重量％の非ガラスのミネラル成分を、問題の複合材料、及び／又は混合された混合物内で用いることにより、特に可能になる。好ましくは、複合材料、及び／又は混合された混合物に関連して、本明細書で付与される定量値は、大きな粒子及び／又は大きな物体が、該複合材料、及び／又は混合された混合物内に更に取り込まれる、補助品物と見なされ得るので、本明細書に記載される任意の大きな粒子及び／又は大きな物体を除外し得る。本発明に係る複合材料及び／又は混合された混合物は、かかる多機能性を可能にする固有の組成によって、大きな粒子及び／又は大きな物体、例えば、セラミック品物に直接結合するために好適である。
【０１６８】
一実施形態にて、成形品は、観賞用の製品、例えばフィギュアである。
【０１６９】
成形品は、それ自体を、別の本体（例えば、壁又はワークトップ）に（例えば、粘着剤又はセメントを介して）結合されるか、又は融合してもよい。
【０１７０】
一実施形態にて、成形品は、好ましくは、装飾品が表面で目に見えるように、複合材料内に埋め込まれた（又は、部分的に埋め込まれた）装飾品を更に含む。好ましくは、装飾品は、装飾品と、好ましくは、混合された混合物を加熱して、複合材料を形成する工程中に、融合される。したがって、装飾品は、好ましくは、加熱工程前に、混合された混合物内に埋め込まれる（又は、部分的に埋め込まれる）。好ましくは、装飾品は、再生可能な材料、例えば、ガラス、又はセラミックから作られる。一例として、成形品は、タイルを装飾するために埋め込まれたティーポットの口又は取手を有する、キッチンの壁タイルとしてもよい。また、ティーポットの口又は取手は、タイルが、滑らかな表面仕上げを有するように、完全に埋め込まれるか、又は浮き出し効果をもたらすように、部分的にのみ埋め込まれてもよい。
【０１７１】
成形品は、（例えば、複合材料が鉛成分を含む抗菌表面を提供し得る。特定の実施形態にて、成形品は、抗菌表面を有するワークトップ（例えば、キッチン、又は病院用のワークトップ）である。
【０１７２】
本発明はまた、装飾表面を提供するための、本明細書に記載される複合材料の使用を提供するものである。
【０１７３】
［実施例］
続いて、以下、実施例によって本発明を具体的に説明することにより、本発明の効果を明らかにする。本発明に係る複合材料から作られたシートの非限定的な実施例を記載する。
【実施例１】
【０１７４】
特定の実施例では、シートを複合材料から以下の寸法で作製した。
−３０×３０×２．５ｃｍの被覆材タイル
−５０×５０×１．２５ｃｍの壁タイル
−７５×５０×４．５ｃｍのワークトップ
【０１７５】
上述の３つのシートの各々の複合材料は以下の構成からなるものとした。
−約５０重量％の微粒子家庭ガラス廃棄物（すなわち、粉砕した使用済の瓶／広口瓶）、
−約４０重量％の微粒子産業セラミック廃棄物（Ａｒｍｉｔａｇｅ  Ｓｈａｎｋｓ（商標））から得た粉砕した廃棄衛生陶器）
−約１０重量％の特定のセラミック釉薬（陶器、又はタイル産業から得た、ガラス状の衛生陶器由来の粉砕した釉薬）
−約１重量％の色素金属酸化物
（総量１００重量％となるよう適当に調節した量）
【０１７６】
これは、１００％廃材（色素を除く）と一致する。
【０１７７】
次いで、図１に図式的に記載する過程により、複合材料を作製した。まず、ガラス状セラミック及びガラスを実験用の粉砕機（Ｒｅｔｃｈ  ＢＢ２００）にて別々に粉砕した。破砕機に２回通すことにより、以下の粒子分布（ふるい分け分析により決定した）を共に有する、微粒子ガラス及びセラミック廃棄物を製造した。
−４５重量％  細粉〜３５５μｍ
−２０重量％  ３５５μｍ〜５００μｍ
−１０重量％  ５００μｍ〜１０００μｍ
−１１重量％  １０００μｍ〜１４００μｍ
−９重量％  １４００μｍ〜２０００μｍ
【０１７８】
次に、微粒子ガラス及び微粒子セラミックを乾燥混合して、２つの材料の均一の分布を達成した。
【０１７９】
次に、釉薬廃棄物及び色素（共に、１００％細粉−すなわち、３５５μｍ未満の粒子サイズを有する−である）の乾燥重量を測定した後、水と（産業用混合機で）混合して、水中の１３％（容量による）の滑らかな釉薬のスラリーを形成した。
【０１８０】
次に、釉薬のスラリーをガラスとセラミック廃棄物の乾燥微粒子の混合物と混合して、実質的に均一な混合物を形成した。最終的な混合した混合物の稠度は、軟練りモルタルのものと同様であった。ここで、好ましければ、例えば、より薄いタイルを製造するとき、混合した混合物の稠度を調節するために、より多くの水を加えてもよい。
【０１８１】
次に、混合した混合物を圧縮し、型により所望の形を形成した。標準的な炉の板又は棚が、鋳型の土台を形成していた。ＭＤＦから作製した鋳型を用いて、製品の形状及び深さを画定した。これらを炉の板に固定し、材料を鋳型に圧入した。ここで、所望なら、手によって、又は平坦なこてを介して質感を表面に加え、一様の表面を得てもよい。５分後、炉の板はタイルから水分を吸収し、一時的なＭＤＦ鋳型を取り除いた。
【０１８２】
次に、炉の板を炉に移し、図２に示すスケジュール（すなわち、１時間当たり８５℃から最高温度９３５℃の温度勾配、及び、最高温度での４０分間の浸漬／維持を伴う条件）により、燃焼した。
【０１８３】
次に、シートの急速冷却を続け、その後、シートを取り除き、必要に応じて仕上げ加工／寸法決定を行った。最後に、シートを磨き、その後、上述の使用のために包装した。
【０１８４】
［試験結果］
３つのシートを、その多孔性（水分吸収）、凍結融解、寸法及び表面の品質、破壊係数及び破壊強度、回復率の測定による衝撃抵抗、線熱膨張、鉛及びカドミウム浸出の観点で、全て試験した。ＢＳ  ＥＮ  ＩＳＯ  １０５４５：１９９７により試験を行った。全ての場合で、複合材料は予想を超えると判断した。
【０１８５】
特に、上記３つのシート全てを、多孔性及び凍結融解試験にかけ、全てが、屋外構造物材料に要求される英国の基準、具体的には、ＢＳ  ３９２１：１９８５、ＢＳ  ＥＮ  ７７２−７：１９９８、ｐｒＥＮ  ７７１−１：２０００：Ａｎｎｅｘ  Ｃ（全て、水分吸収について）、及びＣＥＮ／ＴＳ  ７７２−２２：２００５（凍結試験）を超えた。
【０１８６】
更に、粒子集合試験（すなわち、複合材料の成分の有効な融合を調べる試験）を、電子顕微鏡法／ＥＤＡＸ分析を用いて行った。全ての場合で、粒子集合は十分であると判断した。この分析のために用いた装置は、分析用のＦＥＩ  Ｑｕａｎｔｕｍ  ＥＤＡＸを備えたＦＥＩ  Ｑｕａｎｔｕｍ  ２０００であった。分析は、１０〜１２ｋＶでの標準的な高真空条件下で行った。また、表面への過剰な負荷によって「ホワイトアウト(white out)」が発生した場合、表面を低真空モードの水蒸気でスプレーして、蓄積した負荷を取り除いた。
【実施例２】
【０１８７】
本実施例では、鉛含有物（本実施例では酸化鉛）の有無について、本発明に係る製造方法により作製した複合材料のシートにて、更なる試験を行った。
【０１８８】
ガラス成分を、陰極線管ガラス（２５％（ｗ／ｗ）酸化鉛を含むＣＲＴガラス）と実施例１のガラス（すなわち、微粒子家庭ガラス廃棄物）で変えたこと以外、実施例１に説明したものと同一構成成分からなる、以下の複合材料のシートを作製した。
−５０重量％のガラス成分（試験に対して変えた）
−４０重量％の微粒子産業セラミック廃棄物（粉砕した廃棄衛生陶器／Ａｒｍｉｔａｇｅ  Ｓｈａｎｋｓ（商標）から得た）
−１０重量％の特定のセラミック釉薬（衛生陶器、陶器、又はタイル由来の粉砕した釉薬）
−１重量％の色素金属酸化物
【０１８９】
本実施例では、５０×５０×１．２５ｃｍの壁タイルとして作ったシートを、同一粒子サイズ及び混合手順で、実施例１の過程により製造した。加熱手順は、炉の最高温度が９００℃又は１０８５℃のいずれかであることを除き、同一であった（以下の表１を参照）。
【０１９０】
以下の表１は、複合材料の試験結果を示している。各複合材料は、その特定ガラス成分及び炉で用いた特定の燃焼温度の点でのみ異なっている。
【０１９１】
【表１】
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【０１９２】
１０８５℃で炉加熱した３つのＣＲＴガラス含有試料（実施例２．１Ａ〜２．１Ｃ）、９００℃で炉加熱した３つのＣＲＴガラス含有試料（実施例２．２Ａ〜２．２Ｃ）、及び９００℃で炉加熱した１つの標準家庭廃棄ガラス含有試料（実施例２．３Ａ）にて、試験を行った。
【０１９３】
第１に、鉛浸出を測定した（ｍｇ／ｌ）。実施例２．１は、実施例２．２より有意に少ない鉛を浸出した。これは、実施例２．１に用いたより高い炉加熱温度に起因すると考えられ、そして、酸化鉛をより有効に封じ込むようであり、これにより、炉燃焼バルクからのその放出を阻害する。実施例２．１、及び２．２の両方のセットで、鉛浸出は、ヒト毒性の観点から許容可能であるが、鉛浸出の程度は、抗菌表面を提供するために望ましい。したがって、製造した複合材料の特定の適用に依存して、炉温度、及び／又はガラス成分中に存在するＣＲＴガラスの割合を合わせて、最適なレベルの鉛浸出をもたらすことができる。例えば、比較的高レベルの鉛浸出又は少なくとも表面の鉛含有量が、抗菌作用をもたらすために望ましい場合、本発明に係る複合材料を、病院でのワーク表面(hospital work surfaces)として利用してもよい。
【０１９４】
第２に、実施例２．２及び実施例２．３に関して、衝撃抵抗、破壊係数及び破壊強度も測定し、ＣＲＴ由来複合物の強度、及び衝撃抵抗が、非ＣＲＴ由来複合物と同等であることが示される。再度、ＢＳ  ＥＮ  ＩＳＯ  １０５４５：１９９７により、試験を行った。それぞれの場合で、衝撃抵抗及び強度は素晴らしく、したがって、広範囲の適用に関連して本発明の複合物の適合性が確認された。
【実施例３】
【０１９５】
特定の実施例にて、複合材料から以下の一般的な寸法にシートを作製した。
−３０×３０×２．５ｃｍ被覆材タイル
−５０×５０×１．２５ｃｍ壁タイル
−７５×５０×４．５ｃｍワークトップ
【０１９６】
３つの上述のシートのそれぞれの複合材料は、以下の成分からなるものであった。
−約５０重量％の微粒子家庭ガラス廃棄物（すなわち、粉砕した使用済の瓶／広口瓶）、
−約４０重量％の微粒子産業セラミック廃棄物（Ａｒｍｉｔａｇｅ  Ｓｈａｎｋｓ（商標））から得た、粉砕した廃棄衛生陶器）
−約１０重量％の特定のセラミック釉薬（陶器、又はタイル産業から得た、ガラス状の衛生陶器由来の粉砕した釉薬）
−約１重量％の色素金属酸化物
（総量１００重量％となるよう適当に調節した量）
【０１９７】
これは、１００％廃材（色素を除く）と同等である。
【０１９８】
混合した混合物を、圧縮し、型により所望の形に形成した際、更なる大きな粒子（例えば、少なくとも１ｃｍの大きさの石）も、より３次元の質感を有する表面をもたらすために、大きなセラミック品物（例えば、ティーポットの取手）の表面、並びに一部に圧縮することを除き、実施例１（及び図１）に記載の過程により、複合材料を作製した。標準的な炉の板又は棚が、鋳型の土台を形成していた。ＭＤＦから作製した鋳型を用いて、製品の形及び深さを規定した。これらを炉の板に固定し、材料を鋳型に圧入した。ここで、所望なら、手によって、又は平坦なこてを介して質感を表面に加えて、一様の表面を得てもよい。５分後、炉の板は、タイルから水分を吸収し、そして一時的なＭＤＦ鋳型を取り除いた。
【０１９９】
次に、炉の板を、炉に移し、図２に示すスケジュール（すなわち、温度勾配、１時間当たり８５℃から最高温度９３５℃及び最高温度での４０分間の浸漬／維持を伴う）により、燃焼した。
【０２００】
次に、シートの急速冷却を続け、その後シートを取り除き、必要に応じて仕上げ加工／寸法決定を行った。最後に、シートを磨き、その後、上述した使用のために包装した。
【０２０１】
タイル製品は、表面を横切って最大５ｃｍ差の高さを有する、有意な３Ｄ表面質感を示した。かかる効果により、壁表面に対して天然石の構造又はモザイクパターンを模倣できることを確認した。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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