JP3701798B2

JP3701798B2 - 軽量成形体の製造方法

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Publication number: JP3701798B2
Application number: JP26225798A
Authority: JP
Inventors: 雅人榊原; 清志中村; 勝彦秋田; 聡加藤
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: JP2000072564A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物を有効活用し、かつ環境保全に有効であるところの建築仕上げ材として好適な軽量成形体の製造方法に関する。より具体的には石炭の燃焼灰であるフライアッシュ、廃ガラス及び無機発泡粒特に廃ガラスから製造されたガラス製発泡等粒を原料として、軽量化したタイルあるいは屋根材等の建築仕上げ材に好適な軽量性成形体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭火力発電所においては、燃料として石炭が使用されており、その結果燃焼後は産業廃棄物である燃焼灰、特にフライアッシュが大量に発生し、その発生量は年間４００万トンともいわれている。これについては廃棄処分場の確保あるいは環境保全等から有効活用が望まれており、既にセメント・コンクリート、土木産業分野あるいは窯業産業分野等では利用されてはいるものの、その利用率は５０％前後といわれており、更に利用促進が図られることが期待されている。
【０００３】
そして、ガラスについては建築物あるいは自動車等に多量の板ガラスが使用されており、また各種の飲料水を収容するビンなどの容器用ガラスとしても大量に使用され、不要になったガラスは大量に廃棄処分される。すなわち、建築物については、古くなると立て替えがあり、また容器については、ワンウエイビンは一度の使用で廃棄され、リサイクルビンにおいても数度の使用で損傷発生あるいは汚染物の除去不能等の理由で新規製品に更新することで大量のガラスが廃棄処分される。このようなことで廃ガラスの有効利用は資源の活用あるいは環境保全等からみて有意義なことであり、そのための技術も既に提案されているが、更に有益かつ適性な技術の出現が大いに期待されているところである。
【０００４】
前者のフライアッシュを活用する技術としては、例えば石炭灰に粘土及び長石を混合して、造粒、乾燥した後、焼成して発泡焼成粒を製造するものがあり（特開平５−１７０５６７号公報参照：以下「Ａの技術」という）、得られた焼成粒は軽量骨材、土壌改良材あるいはコンクリート２次製品用骨材等として活用される。
【０００５】
またフライアッシュと廃ガラスの両者を活用する技術もあり、それは例えばこの両者を主原料として成形を行い、得られた成型物を焼成することにより人工軽量骨材を製造する技術である（特開平９−７７５４１号公報参照：以下「Ｂの技術」という）が、これらの技術で製造されるものはいずれも軽量骨材であり、タイルあるいは瓦等の付加価値の高い建築仕上げ材等を製造する技術まで開示するものではない。
【０００６】
後者の廃ガラスを活用する技術には、例えば廃ガラスを粉砕してガラス粉とし、それに発泡剤その他の副成分を混合して微粒を形成した後焼成してガラス製発泡粒を形成し、その後他の副成分を混合した後所望の建築仕上げ材の形状に成形し、成形体を焼成するものがあり（特開平７ー１６５４３７号公報（特許第２５４８０８３号）参照：以下「Ｃの技術」という）、そこには建築仕上げ材である瓦の製造が実施例として、具体的に記載されている。
【０００７】
本発明者らは、軽量成形体の特性を生かすべく、それを利用する壁材、屋根材等の建築仕上げ材に関しては、従来から多くの研究開発を進めてきたところである。そして、本発明者は廃ガラス及びフライアッシュの両者を有価物として活用せしめることにより達成できる環境保全及び資源の有効活用の重要性を認識し、この両者を使って実用性のある建築仕上げ材であるタイル等の軽量成形体、すなわち特に屋外等の外部で使用可能な軽量成形体を製造することのできる技術の研究開発を進めた。
【０００８】
我々は、建築仕上げ材という点ではタイルを長年製造し、優れた製品を提供してきた多くの実績があり、またそのことを自負している。そのようなことで廃ガラス及びフライアッシュの両者を成分とする軽量タイル等の軽量成形体を開発するに当たっても、この実績に恥じないようなものを作るべく、まず実用性のある軽量タイルを製造する際に求められる製造工程上の必要事項及び製品が必要とする特性に関し検討した。
【０００９】
その検討結果は表１に記載するとおりであり、それによれば、求められる事項は、軽量化、寸法安定性、焼成体強度、生産安定性（原料ロット変動悪影響、成形体強度の確保）、産廃活用、低コスト（迅速焼成）、耐凍害性等であり、実用に供するタイルについてはこれらに関し十分な能力を具備することが必要である。
そこで、前記例示した従来技術に関しこれら事項について検討した。
【００１０】
前記従来技術のうちフライアッシュを利用する軽量成形物の技術（Ａ及びＢの技術）は前記したとおりいずれも軽量骨材に関するものであり、タイルの製造については具体的に記載するところはないが、これらに記載の技術に準じて骨材ではなく直接タイルを製造した場合にどのような結果になるかについてタイルを製造して検討した。また発泡ガラス粒を利用する技術についても、瓦ではなく、そこに記載の技術に準じてタイルを製造して同様に先の事項について検討した。
検討結果は表１に○△×で表記した。
【００１１】
この結果からＡの技術の場合には、軽量化、焼成体強度、生産安定性（成形体強度）、産廃活用及び低コスト化では適性な性能を発揮しているが、寸法安定性及び生産安定性（原料ロット変動悪影響）については×であり、その性能が低く適性な性能を発揮することができない。Ｂの技術の場合も同様であり、生産安定性（原料ロット変動悪影響）が△ではあるものの、先の２者に関し適性な性能を発現することができない。Ｃの技術の場合には、焼成体強度及び低コスト化が△で、生産安定性（成形体強度）が×であり、これらに関し適性な性能を発現することができない。このように従来技術について検討した結果、先の事項全てについて、適性な能力を発揮することのできる軽量タイル等の軽量成形体製造の技術が存在しないことが明らかになった。
【００１２】
【表１】

【００１３】
なお、この表中の用語の意味及びそれらに影響を与える事項等について、以下に記載する。
１）「寸法安定性」について
製造されたタイルに関しては、意匠性及び施工性等から縦、横の長さ及び厚さについて可能な限り製品毎のバラツキが少ないものが求められており、これはその達成度を意味する。フライアッシュ（以下「ＦＡ」と略称することがある）には、燃焼発泡して成形体の軽量化に寄与する未燃焼炭素が含有されており、その含有量がロットの差異により大きく変動し、その結果これを発泡に利用した場合には寸法安定性が低いものとなる。以上のとおりであるから、ＦＡを発泡に利用しているＡ、Ｂの技術ではいずれも寸法安定性が劣るものとなっている。Ｃの技術はＦＡを発泡させていないので寸法精度がよい。
【００１４】
２）「原料ロット変動悪影響」について
フライアッシュは前記したとおり使用石炭の種類あるいは燃焼状態の変動等による、組成のバラツキ、特に未燃焼炭素量のバラツキが大きくＦＡのロット毎に寸法、吸水率が変動しやすい。Ａの技術は焼成温度が高いため未燃焼炭素量の変動の影響を受けやすくロット毎に調合の微調整が必要となり、Ｂの技術は焼成温度は低いがＦＡの発泡を利用しているためロットバラツキを受けやすく、この両者の技術は共に生産安定性に劣る。Ｃの技術は低温で焼成を行い、ＦＡは非発泡のためロットの差異による影響はなく安定している。Ａの技術において炭素量が多い場合にはアンコ状のふくれ（過発泡）が起きやすい。
【００１５】
３）「成形体強度」について
Ｃの技術において軽量骨材の添加量を増加させれば軽量化できるが、成形体強度が低くなり、その結果生産性も低下することになる。この技術においてＦＡを配合すれば同比重における成形体強度が向上が期待できる。
【００１６】
４）「低コスト（迅速焼成）」について
板ガラスあるいは瓶ガラスで使用されているガラスは、最も一般的で安価なガラスであるアルカリソーダガラスであることから、廃ガラスの主たる成分はアルカリソーダガラスである。その熱膨張係数はＭａｘ２８．５×１０^-6／℃と大きく、焼成過程での冷却切れの原因となる。冷却切れを防止するためには焼成時の冷却に時間をかけることを要し、そのため焼成時間を長くとることが必要となるが、それは生産性の低下を招くことになる。それはＦＡを配合することで熱膨張を低下させることができ回避できる。ムライトあるいはコーディライト等の低熱膨張性物質を使用しても同様の効果が期待できる。またガラス製発泡粒の量を減少させるため原料のコストダウンにもなる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような検討を行うと同時にフライアッシュ及び廃ガラスから製造したガラス製発泡粒が有する特性及び問題点についても検討したところ、
１）ＦＡは炭種による組成のバラツキが非常に大きく１１００〜１３００℃で溶融するため、製品の品質が安定しにくい。
２）ＦＡを利用する軽量化の場合ＦＡを多量に配合するか発泡させないと軽量化せず、前者の場合焼成温度が上がり、後者の場合には発泡させるため寸法バラツキ発生という問題が生ずる。
３）ガラス発泡粒の使用は、コスト上昇を招く、生強度が弱い、熱膨張率が高く冷却切れが起きやすい等の問題があることがわかった。
【００１８】
以上の検討結果をもとに、本発明者は、先の問題を解決すべく研究に着手し、本発明を完成することによって、それを解決することができた。したがって、本発明は先に掲げた事項、すなわち軽量化、寸法安定性、焼成体強度、生産安定性（原料ロットの差異による影響回避、成形体強度の確保）、産廃活用、低コスト化（迅速焼成）、耐凍害性の全てについて、適性な性能を発現することのできる軽量タイル等の建築仕上げ材に好適な軽量成形体を製造することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段である軽量成形体の製造方法は、粘土質鉱物及びガラス質鉱物からなる主原料、フライアッシュ並びに無機発泡粒を含有し、かつフライアッシュの含有率が３〜２０重量％及び無機発泡粒の含有率が１５〜５０重量％である成形原料を加圧乾式成形して成形体を形成し、ついで低温非発泡焼成することからなるものであり、それによって製品あるいは製造工程に関し、軽量化、寸法安定性、焼成体強度、生産安定性（原料ロットの差異による影響回避、成形体強度の確保）、産廃活用、低コスト（迅速焼成）及び耐凍害性に優れた等の利点が発現するものである。
【００２０】
これら利点の一部について、より具体的に言及すると以下のようになる。
１）フライアッシュの反応開始温度より低い温度で焼成するのでＦＡのロットバラツキの影響を受けない。
２）非発泡で軽量化を行っているので寸法が安定している。
３）軽量化度合いを損なわずに発泡粒の使用量を減少させることができるので、コストダウンが図れ、生強度も向上させることができる。また熱膨張係数が低下するため冷却切れが発生せず短時間焼成が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の軽量成形体の製造方法を具体的に説明する。まず本発明で製造される軽量成形体の原料であるフライアッシュについてまず言及する。
フライアッシュを大量に発生するのは石炭火力発電所であり、その発電所における石炭の燃焼方式は同一のものではなく各発電所で差異がある。ＦＡは燃焼方式の違いによって未燃焼炭素の含有率等の組成あるいは粒子形状に違いが生ずるが特に制限されることはなく各種のものが使用できる。また石炭の産地によってもＦＡの性状に差異が生ずるがそれについてもかかわりなく各種のものが使用可能である。
【００２２】
石炭灰にはボイラ底部から排出されるボトムアッシュ、節炭器底部及び空気余熱器底部から排出されるシンダーアッシュ、並びに集塵機で発生するフライアッシュがあり、ＦＡはこれら３者の内では粒径が最も小さく、本発明ではこれを使用する。また使用に当たっては各種のものを混合し組成の均一化はかるのが好ましいが、本発明では未燃焼炭素を発泡させることがないので、組成の違いによる悪影響は小さく混合することは必ずしも必要としない。
【００２３】
本発明の軽量成形体製造方法におけるＦＡの配合量は原料全量の３〜２０重量％であり、好ましくは３〜１０重量％がよい。ＦＡの配合は熱膨張を低下させ、迅速焼成時の冷却切れを抑制することを期待するものであるが、ムライトあるいはコーディライト等の低熱膨張性物質を使用しても同様の効果が期待でき、ＦＡと共にこれらを配合してもよい。その際の低熱膨張性物質の配合量は２０重量％以下とすることが必要である。
【００２４】
無機発泡粒については、ガラス製発泡粒、シラスバルーン、パーライト及び膨張頁岩等があり、それは無機材料成分を造粒し、又は天然原料を破砕、粒度調整し、その後加熱焼成して発泡軽量化させたものであれば各種のものが使用できる。またガラス製発泡粒を処理して、その特性を更に改良したものも使用でき、例えば特許第２５４８０８３号に記載に開示されている前記したＣの技術に該当する改良ガラス製発泡粒も使用可能である。ガラス製発泡粒は既に市販もされており、例えばそれには（株）サンライト製造のＧライトがあり、これは好ましく使用できる。その配合量は全原料の１５〜５０重量％であり、好ましくは１５〜３０重量％がよく、また粒径は０．４〜２．０ｍｍが好ましい。
【００２５】
本発明で製造する軽量成形体には、先の２成分以外にも配合せしめる成分があり、それはガラス質鉱物及び粘土質鉱物であって、この２成分が主原料である。ガラス質鉱物の配合量は主原料の５５重量％以下であることが必要であり、好ましくは５０重量％以下がよい。したがって粘土質鉱物の配合量は主原料の４５重量％以上であることが必要である。またガラス質鉱物の配合量は原料全体との関係では１５〜４５重量％がよく、好ましくは２０〜４０重量％がよい。
【００２６】
ガラス質鉱物については、杭火石、火山灰、真珠岩、スラグあるいは廃ガラス等の焼成によりガラス質を形成するものであれば各種のものが使用可能であるが、廃棄物の活用及び環境保全の点から廃ガラスが好ましい。廃ガラスにも各種のものがあるが、建築物あるいは自動車等に広く使用されている板ガラスあるいは清涼飲料水等を貯蔵する瓶等に使用されているワンウエイボトル等の容器ガラス等各種のものが使用可能である。したがって、廃ガラス組成に関しても特に制限はなく、板ガラスあるいは容器用ガラスであるソーダ石灰ガラス、鉛ガラス及び硼珪酸塩ガラス等の珪酸塩ガラスは廃棄される量も多いことから、好ましく使用でき、この珪酸塩ガラスの組成は特に適している。
【００２７】
粘土質鉱物については、例えばベントナイト、原水簸粘土、蛙目粘土及び木節粘土等の各種のものがあり、これについても特に制限なく使用できる。その配合量は前記したとおり主原料の４５重量％以上であることが必要であり、好ましくは５０重量％以上がよい。また原料全体との関係では２０〜６０重量％がよく、好ましくは２５〜５５重量％がよい。以上の外に前記したとおりムライトもしくはコーディライト等の低熱膨張性物質も配合可能であり、その配合はＦＡ同様熱膨張率を低下させ、迅速焼成時の冷却切れの抑制を期待できる。又それ以外にもペタライト、スポジューメン等も配合可能である。
【００２８】
以上の成形原料を使用する本発明の軽量成形体の製造は、成形原料を均一に混合して原料坏土を調製し、これを加圧乾式成形して成形体を形成し、次いで低温でかつ非発泡の条件下で焼成することにより行う。
原料坏土の調製には特に制限されるところはなく、従前の各種方法が採用できるが、原料の粉砕から原料坏土の形成までの好ましい手法を例示すると以下のとおりである。すなわち無機発泡粒を除いた原料をまずミルで細磨し、これをスプレードライヤーで造粒して粒状坏土を形成し、これに無機発泡粒を混合してローラーコンパクター等で板状体を形成する。このできた板状体をデシン造粒機のメッシュ板に押し付け強制的に微粒にして押し出し、できた微粒が原料坏土となり、このようして原料坏土は調製される。
【００２９】
この調製工程における造粒にはスプレードライヤーの外にデシンターも好ましく使用できる。この造粒時の粒径は０．５〜２．０ｍｍ程度が好ましい。そして、無機発泡粒の混合にはドラムミキサー、クロスロータリー又はアイリッヒミキサーが好ましく使用できる。成形体の形状にはタイル、レンガ、ブロックあるいは瓦等の各種の形状が採用でき、本発明ではこれらの軽量成形体が製造可能であるが、タイルが特に好ましく製造できる。
【００３０】
成形では乾式成形機により製品に適合した板状体及びブロック状体等の形状にする。乾式成形機としては、プレス成形機が好ましく使用され、その際の加圧圧力は、１５０〜３００ｋｇｆ／ｃｍ² が採用される。外壁及び屋根材等として使用される建築仕上げ材用の板状体の厚さ及びサイズは、それぞれ０．５〜２ｃｍ及び４０〜２０００ｃｍ² 程度のものが製造可能である。
その形状については、正方形、長方形及び楕円形などの各種のものが採用でき、また正方形及び長方形の４隅を面取りした形状も採用できる。成形後には、施釉することも可能であり、それは好ましいことである。その際の釉薬にはガラス対粘土質鉱物の比が４０：６０〜９０：１０範囲のものが好ましい。
【００３１】
焼成には、ローラーハースキルン、トンネルキルンあるいは電気炉等の各種の焼成炉が使用可能であるが、連続自動焼成することができることから、ローラーハースキルンが好ましい。焼成はＦＡが非発泡の条件下で行うものであり、具体的には８００〜１１００℃で実施するのがよい。焼成時間は、焼成製品の大きさ、形状等によって違いはあるが、４０分〜２０時間程度である。また焼成温度はコーティング材の組成によって、多少違いがあり、粘土質鉱物の比が高くなった場合には、焼成温度を先の範囲で高めに設定するのがよい。
【００３２】
【実施例】
以下で、多くの実施例及び比較例の軽量成形体を製造し、これらについて前記した各種の性能等に関する試験を実施し、本発明の特徴及び長所をより具体的に明らかにするが、本発明はこれによって限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によって把握されるものであり、それに記載するところに従って各種の態様をとり得るものである。
【００３３】
実施例については９例、比較例については６例、それぞれ異なる組成あるいは異なる焼成温度で軽量成形体を製造し、それらについて各種の性能等の試験を行った。試験には各例につき１０個ずつ試験体を調製して使用した。使用した軽量成形体の組成ついては、実施例が表２、比較例が表３に記載するとおりであり、またその際使用したＦＡについては、特に未燃焼炭素量に差異のある２種類のロットを使用しており、その組成は表４に記載のとおりである。そして、その調製は以下のとおりの方法で行った。
【００３４】
【表２】

【００３５】
【表３】

【００３６】
【表４】

【００３７】
すなわち、無機発泡粒以外の原料成分である廃ガラス、粘土、ベントナイト、ＦＡ及びムライト等の原料をまずミルで細磨し、これをスプレードライヤーで造粒・乾燥して粒径０．５〜２ｍｍのベース坏土を形成し、これに無機発泡粒であるガラス製発泡粒（Ｇライト）をドラムミキサーで転動・混合した後ローラーにて棒状体を形成する。次いで、できた棒状体をデシン造粒機のメッシュ板に押し付け強制的に１〜２ｍｍの微粒にして押し出し、この微粒を原料坏土として、２００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力でプレス成形機で２００ｍｍ角、１３ｍｍ厚のタイルを乾式成形した。
【００３８】
得られたグリーンタイルはそれぞれの組成に適合した表２及び３に記載の温度で４５分間焼成し軽量成形体である軽量タイルを製造した。比較例の軽量タイルも同様の方法で製造したが、無機発泡体を配合しない場合にはベース坏土から直接棒状体を形成した。上記のようにして調製した軽量タイルを使用して、各種の試験を実施し、実施例と比較例について以下の各種性能等の比較を行った。
【００３９】
［寸法安定性］
実施例１ないし３及び比較例１ないし３を使用して、本発明が寸法安定性に優れていることを示す。
実施例１ないし３のタイルは、いずれも廃ガラス３０重量％、粘土２５重量％、ベントナイト５重量％、ＦＡ２０重量％の組成を有するものであり、これを９５０、１０００及び１０５０℃の各温度で焼成した。他方比較例１ないし３は廃ガラス７５重量％、ベントナイト５重量％及びＦＡ２０重量％の組成を有するものであり、これを８５０、９００及び９５０℃の各温度で焼成した。このように実施例では、３個の実施例とも組成は同一であり、焼成温度のみを５０℃ずつ上昇させてタイルを調製したものであり、また比較例でも同様に組成はいずれも同一であり、焼成温度のみを５０℃ずつ上昇させてタイルを調製している。
【００４０】
その結果実施例の方が焼成温度が１００℃高い領域で焼成を行っているにもかかわらず、嵩比重のバラツキがほとんどないのに対し、比較例では実施例に比し低温で焼成を行っているにもかかわらず焼成温度の違いにより嵩比重のバラツキが非常に大きいことが表５の結果に明確に現れている。この結果から本発明の製造方法では、焼成時に発泡がなく、焼成温度の違いにより嵩比重にバラツキが発生せず、寸法安定性の良好なものが製造できることがわかる。
【００４１】
【表５】

【００４２】
［フライアッシュロットの影響］
表４に示すようにＦＡ中の未燃焼炭素量は「ロットＡ」では１．２３％であるのに対し、「ロットＢ」では３．４３％である。このようにＦＡはロット間で未燃焼炭素の含有量に差が生ずることが避けられない。そこでタイルに与えるその悪影響を検討した。実施例２及び４では使用した原料はＦＡのロットが異なる点を除き差異はなく、比較例２及び４についても同様である。しかしながら製造されたタイルでは、表６に記載するように両実施例間の嵩比重の違いに対し、両比較例間の嵩比重の違いの方が大きいことがわかる。このことからＦＡ中の未燃焼炭素量の違いによる嵩比重の変動が比較例の方が大きく発現することがわかり、ロットの差異による影響が本発明である実施例の方が小さいことが明確になる。
【００４３】
【表６】

【００４４】
［ＦＡ配合量の材料強度への影響］
この調査では、いずれも嵩比重を低減することができるガラス製発泡粒及びＦＡについて、高価な発泡ガラス粒に代えてＦＡ配合量を増加させた際に成形体強度等の材料強度にどのような影響がでるかを検討した。その結果表７に示すように同一の嵩比重（１．５）のタイルを製造した場合には、ガラス製発泡粒であるＧライトの含有量を減少させＦＡを配合した実施例２及び５の方が、ＦＡ無配合でＧライトの含有量の高い比較例５より成形体強度が優れていることがわかる。この結果から、本発明が採用しているＦＡの配合は成形体強度等の材料強度に悪影響を与えていないことが理解できる。
【００４５】
【表７】

【００４６】
［熱膨張（冷却歩留）］
この調査では、ガラス製発泡粒の配合量を一定（２０％）にし、ＦＡ配合量を変化させた場合に熱膨張及び冷却歩留にどのような影響がでるかを検討した。調査はガラス製発泡粒（Ｇライト）の含有量が２０％で、焼成温度が１０００℃で調製したタイルを対象とし、焼成炉から取り出された焼成直後のタイルについて冷却切れの有無を目視にて観察することにより実施した。調査対象となったタイルは表８に示すように比較例６、実施例６、７、８、２の順でＦＡ配合量が増加している。
【００４７】
その調査結果は、表８に示すように比較例６から実施例２までＦＡ配合量の増加にしたがい熱膨張が低下して行くことを示している。またムライトが添加されている実施例９では一段と熱膨張が低下することがわる。そして、冷却歩留については、ＦＡ無添加の比較例６が５０％と極端に低くく、実施例の中ではＦＡ添加量が最も低い実施例６（３％）でも９０％であり、それ以上の添加量の実施例ではいずれも１００％となっていて冷却切れは観察されなかった。この結果から、本発明が採用しているＦＡの配合は熱膨張及び冷却切れに好影響を与えていることが理解できる。
【００４８】
【表８】

【００４９】
［耐凍害性］
この調査は、いずれも１０００℃で焼成した実施例２、６及び８のタイルについて実施した。その結果は表９に示すとおりであり、いずれの実施例でも３００サイクル継続することができ、耐凍害性についてはいずれも合格であった。この結果から、本発明が採用する組成は耐凍害性についても充分に適性な性能を発揮するものであることが理解できる。
【００５０】
なお、その際の試験方法はＪＩＳＡ１４３５中の気中凍結気中融解法によって行った。その概要を示すと以下のとおりである。−２０℃までの冷却と３０℃までの加熱とを、冷却時に水分の凍結が起こる気体環境中で行い、この冷却と加熱を１単位、すなわち１サイクルとして、３００サイクル繰り返した。その結果、割れ、ひび割れ、膨れあるいは剥離等の破壊が起こらなかった場合には、耐凍害性は合格とし、それ以前に破壊が起こった場合には、不合格とするとともに、いずれの場合にもサイクル数を記載した。
【００５１】
【表９】

以上の実施例及び比較例に関する検討結果をもとに、本発明で製造されたタイルの性能及びその製造工程の特性にあらためて言及すると、この検討結果からも、本発明では、軽量化、寸法安定性、焼成体強度、生産安定性（原料ロット変動悪影響、成形体強度の確保）、産廃活用、低コスト化（迅速焼成）、耐凍害性の全てについて、適性な性能を発現することのできる軽量タイル等の建築仕上げ材に好適な軽量成形体を提供できることが明らかとなる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明により、タイルあるいは瓦等の外壁、屋根等の建築仕上げ材に好適な軽量成形体として具備することが必要な特性である軽量化、寸法安定性、焼成体強度、生産安定性（原料ロット変動悪影響、成形体強度の確保）、低コスト化（迅速焼成）、耐凍害性の全てについて、適性な性能を発現することのできる軽量成形体を提供できる。
【００５３】
そして、原材料として使用するガラス製発泡粒、廃ガラス及びフライアッシュは産廃であり、したがって、本発明は産廃の活用及び環境保全に貢献できる技術を提供するものでもある。また得られた軽量成形体は廃棄物を利用していることから、数多くある他の材料を原料とする軽量成形体に比しても卓越した利点を有するものであって社会的ニーズに答えるものであり、しかもコストの低減を図ることができる技術でもあり、優れたものである。

Claims

粘土質鉱物及びガラス質鉱物からなる主原料、フライアッシュ並びに無機発泡粒を含有し、かつフライアッシュの含有率が３〜２０重量％及び無機発泡粒の含有率が１５〜５０重量％である成形原料を加圧乾式成形して成形体を形成し、ついで低温非発泡焼成することを特徴とする耐凍害性、寸法安定性及び強度に優れた軽量成形体の製造方法。
粘土質鉱物の配合量が主原料の４５重量％以下である請求項１記載の軽量成形体の製造方法。
ガラス質鉱物の配合量が主原料の５５重量％以上である請求項１又は２記載の軽量成形体の製造方法。
無機発泡粒がガラス製発泡粒である請求項１、２又は３記載の軽量成形体の製造方法。
焼成温度が８００〜１１００℃である請求項１ないし４のいずれか１に記載の軽量成形体の製造方法。
焼成時間が４０分〜２０時間である請求項１ないし５のいずれか１に記載の軽量成形体の製造方法。
軽量成形体がタイルである請求項１ないし６のいずれか１に記載の軽量成形体の製造方法。
軽量成形体の嵩比重が１．０〜１．８である請求項１ないし７のいずれか１に記載の軽量成形体の製造方法。
成形後の成形体に施釉した後焼成する請求項１ないし８のいずれか１に記載の軽量成形体の製造方法。