JP4195603B2 - 多孔質ガラス成形体とその製造方法 - Google Patents
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- C03B19/06—Other methods of shaping glass by sintering, e.g. by cold isostatic pressing of powders and subsequent sintering, by hot pressing of powders, by sintering slurries or dispersions not undergoing a liquid phase reaction
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、舗道のインターロッキングブロックや、その他の建築、建設資材として利用可能な通気性及び通水性に優れ、かつ、融雪可能な導電性や夜間視認性に優れた蛍光性をも備えた多孔質ガラス成形体に係り、詳しくは、産業廃棄物である廃ガラスを利用して形成されたものと、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような産業廃棄物である廃ガラスを用いたものとしては、下記の工程からなるガラス入りインターロッキングブロックの製造方法があった。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
第１工程
セメント、水、骨材からなる混練材料を、その配合割合を基層用と表層用に分けて二種類、準備する。この時、骨材として廃ガラスを粉砕したガラスカレットを、何れか一方あるいは両者に適量混入させておく。
【０００４】
第２工程
上記基層用材料と表層用材料をそれぞれミキサーにより混練する。
【０００５】
第３工程
第２工程を経た基層用材料と表層用材料に、それぞれセメントに対して適量の高性能ＡＥ減水剤を投入した後、水分補給をしながら所定時間混練する。
【０００６】
第４工程
第３工程を経た基層用材料と表層用材料を、それぞれの給材箱に入れる。
【０００７】
第５工程
第４工程を経た基層用材料と表層用材料のうち、まず型枠に基層用材料を給材し、一次プレスを行った後、表層用材料を給材し、二次プレスを行い、離型し鉄パレットに載せる。
【０００８】
第６工程
第５工程を経たものを養生室に入れ養生した後、養生室から出し、土場に保管する。
【０００９】
また、融雪機能を備えたものとしては、赤外線を輻射する遠赤外線輻射素子を骨材として配合したインターロッキングブロックがあった。（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１８８７１１号公報（第４−５頁）
【特許文献２】
特開２０２−２８５５１１号公報（第２−４頁、第１図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の廃ガラスを用いたガラス成形体であるインターロッキングブロックの製造方法は、工程数が多く、かつ、手間を要する作業が多いため、生産性が悪かった。また、材料の配合割合や混練時間などによって品質にばらつきが生じ易く、製品品質の均質化をはかることも困難であるという問題点があった。
【００１２】
さらに、この方法で製造されたガラス成形体であるインターロッキングブロックは、透水性や保水性が悪く、昨今問題になっているヒートアイランド現象の要因になったり、周囲の植生に悪影響を及ぼすなど、環境に対して負担が大きいという問題点があった。
【００１３】
また、遠赤外線輻射素子を骨材として配合したインターロッキングブロックは、通常のものと同様に、セメントと砂や砂利などから形成されており、廃ガラスなどの産業廃棄物を再利用するものではなかった。また、このインターロッキングブロックは、融雪機能を有するものの、セメントや骨材で構成されているため必要な強度を得ようとすると、透水性が低くなり、また、透水性を向上させるために粗骨材の割合を増やすと、今度は混入されている遠赤外線輻射素子が逸失するおそれが高くなると共に、強度も極端に低下するという問題点があった。さらにこのインターロッキングブロックは、透光性を有するガラス質のものではないので、見た目が悪く、質感を伴わないという問題点もあった。
【００１４】
本発明は、上記従来のものや、その製造方法が有していた問題点の解決を課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明のうち、請求項１記載の発明は、廃ガラス由来の形状や色彩の異なった種々のガラス粒に無機パウダーを付着させ、焼成することで針状結晶を析出分散させて結晶化し、この結晶化ガラス同士が融着すると共に間隙が形成され、かつ、この間隙内に金属の粉粒物が封止された多孔質ガラス成形体としたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、廃ガラス由来の形状や色彩の異なった種々のガラス粒に無機パウダーを付着させ、焼成することで針状結晶を析出分散させて結晶化し、この結晶化ガラス同士が融着すると共に間隙が形成され、かつ、この間隙内に酸化チタンの粉粒物を封止したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、廃ガラス由来の形状や色彩の異なった種々のガラス粒に無機パウダーを付着させ、焼成することで針状結晶を析出分散させて結晶化し、この結晶化ガラス同士が融着すると共に間隙が形成され、かつ、この間隙内に蓄光材の粉粒物が封止された多孔質ガラス成形体としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、廃ガラスを粉砕したカレットの表面に、接着手段を介して焼却灰や火山灰などの無機パウダーを付着させ、これを金属、酸化チタン、蓄光材の少なくとも１つの粉粒物と共に型枠に入れて焼成することにより、カレットの尖鋭な角部を溶融させると共に、その表面のガラス質を針状結晶化し、この結晶化したガラス同士を一体的に結合させて導電性や蛍光性を備えた成形体としたことを特徴とする多孔質ガラス成形体の製造方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多孔質ガラス成形体と、その製造方法について詳細に説明する。
【００２０】
まず、本発明では、ガラス成形体の材料として産業廃棄物となる廃ガラスを用いている。この廃ガラスとしては、廃車に伴って発生するものや、寿命が尽きて廃棄される電球や蛍光灯、あるいは空き瓶など、どのようなものであっても良く、ワイン瓶やビール瓶、あるいはブラウン管や食器類などであっても良い。
【００２１】
そして、製造に際して、まずこれらのガラス類を、粉砕して細かいガラス粒子（以下、カレットと称する）とし、次いで、その表面を覆うように接着剤などの接着手段を用いて無機パウダーを付着させる。
【００２２】
この無機パウダーとしては、ゴミなどの焼却灰や火山灰などの有効利用が可能であり、粒径としては、例えば２００メッシュの網を通過する程度、即ち、１００〜１５０μｍ程度のものが好適に利用できる。
【００２３】
次に、このように表面が無機パウダーで覆われたカレットを、銅やニッケルなどの金属、酸化チタン、蓄光材の粉粒物の少なくとも１つと共に、素焼きなどで別途用意された所定形状の型枠内に入れ、これを焼成炉で通常のガラスを溶融させる際の温度よりもやや低い、７００〜８００℃で焼成する。このことにより、カレットは、その表面のみが軟化し、尖鋭な角部が丸まった形状の異形のガラス粒となると共に、このガラス粒同士が接触した個所が融着し、ガラス粒同士の間に間隙を有した状態で一体化する。よって、混入された金属、酸化チタン、蓄光材は、この間隙内に封止され、一体化される。
【００２４】
なお、この時、ガラスカレットの表面を覆った無機パウダーは、その内側のガラスと固相反応し、ガラス中に針状結晶を析出させるように作用する。このことにより、各ガラス粒は、結晶とガラスが混在した結晶化ガラスで覆われることとなり、また、その融着部分も結晶化ガラスを介して連結されることとなる。
【００２５】
以上のようにして、インターロッキングブロックや建材等に好適に用いられる本発明の多孔質ガラス成形体が製造されるものである。
【００２６】
そして、このように製造された本発明の多孔質ガラス成形体は、ガラス間に多数の間隙を有しているので、透水性や保水性に優れ、また、その表面や融着接合部分が針状結晶化しているので、その連結が強固であり、亀裂も伝播し難い、さらに金属、酸化チタン、蓄光材の少なくとも１つが混入一体化されているので、導電性や蛍光性を有するという特徴がある。また、酸化チタンを用いた場合は、周囲のガラスが透光性を有しているので、酸化チタンが備えている光触媒効果が損なわれることがない。
【００２７】
さらに、本発明の多孔質ガラス成形体は、種々の廃ガラスを原料としているため、それぞれの膨張係数は異なっているが、上述したようにその表面を結晶ガラス化させているので、このように膨張係数の異なるガラスで製造されていても割れたり、壊れたりし難いという効果も得られる。
【００２８】
また、本発明の多孔質ガラス成形体は、形状や色彩の異なる種々の廃ガラスを原料としているので、何ら着色などの加工を施さなくても、それ自体が既に十分な装飾性を備えているものである。また、その製造時には、自動的にカレットの尖鋭な角部が、丸くなるので、何ら仕上げ加工を施さなくても、製造された製品の安全性は、十分に確保されるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち、請求項１記載の発明は、廃ガラス由来の形状や色彩の異なるガラス粒で多孔質のガラス成形体を形成し、その内部に金属の粉粒物を封止することとしたので、従来はリサイクルするために分別しなくてはいけなかった色付き瓶などをそのまま利用することができる。よって、分離回収の不便さがなくなり、そのリサイクル率を向上させることができるばかりか、むしろ、色の異なる廃ガラスを用いることにより、金属色と相まって従来には見られない色彩の装飾性に優れたガラス成形体を得ることができる。
【００３０】
また、このガラス成形体は、多孔質で透水性並びに保水性に優れているので、この面からも環境に及ぼす影響が少なく、舗道のインターロッキングブロックや建材などとして広い分野で利用することができると共に、導電性を有し、融雪や電磁波障災害防止用としての用途にも利用が、はかられることとなる。
【００３１】
さらにまた、この多孔質ガラス成形体は、ガラス粒が結晶ガラス化されて一体化されているので、強度が高く、異なる膨張率のガラス材料で形成されていてもその結合は強固で壊れ難く、優れた耐久性を備えている。
【００３２】
請求項２記載の発明は、間隙内に光触媒機能のある酸化チタンを用いることとしたので、自浄作用があり、汚れが付着し難く、また雑菌の発生も抑えられるなどの種々の効果が得られ、しかも周囲が透光性を備えたガラスで構成されているので、この光触媒効果が妨げられるおそれもない。
【００３３】
請求項３記載の発明は、多孔質ガラス成形体の内部に蓄光材を封止したので、その蛍光色と相まって、ガラス成形体に従来には見られない質感を生じさせる事ができる。よって、舗道のインターロッキングブロックや縁石として好適に利用することができ、これらに用いた場合には、景観が良好になると共に、夜間の視界不良による不慮の事故を防止したり、防犯上の効果も期待し得るものである。
【００３４】
請求項４記載の発明は、表面に無機パウダーを付着させたガラスカレットを、金属、酸化チタン、蓄光材の少なくとも１つの粉粒物と共に型枠に入れて焼成することにより、製造することとしたので、従来の廃ガラスを用いた成形体の製造に比し、工程数が極端に少なく、かつ、与える熱量も少ない。よって、製造に大掛かりな設備を要さず、エネルギーの消費も最少に、導電性や蛍光性を備えた付加価値の高い多孔質ガラス成形体を容易に製造できる。また、このことにより市民がボランティア活動の一環として、この種のガラスのリサイクルに容易に取り組むことができ、廃ガラスのリサイクルが促進されるという効果もある。
Claims (4)
- 廃ガラス由来の形状や色彩の異なった種々のガラス粒に無機パウダーを付着させ、焼成することで針状結晶を析出分散させて結晶化し、この結晶化ガラス同士が融着すると共に間隙が形成され、かつ、この間隙内に金属の粉粒物が封止されたことを特徴とする多孔質ガラス成形体。
- 廃ガラス由来の形状や色彩の異なった種々のガラス粒に無機パウダーを付着させ、焼成することで針状結晶を析出分散させて結晶化し、この結晶化ガラス同士が融着すると共に間隙が形成され、かつ、この間隙内に酸化チタンの粉粒物が封止されたことを特徴とする多孔質ガラス成形体。
- 廃ガラス由来の形状や色彩の異なった種々のガラス粒に無機パウダーを付着させ、焼成することで針状結晶を析出分散させて結晶化し、この結晶化ガラス同士が融着すると共に間隙が形成され、かつ、この間隙内に蓄光材の粉粒物が封止されたことを特徴とする多孔質ガラス成形体。
- 廃ガラスを粉砕したカレットの表面に、接着手段を介して焼却灰や火山灰などの無機パウダーを付着させ、これを金属、酸化チタン、蓄光材の少なくとも１つの粉粒物と共に型枠に入れて焼成することにより、カレットの尖鋭な角部を溶融させると共に、その表面のガラス質を針状結晶化し、この結晶化したガラスを介してカレットからなるガラス同士を、一体的に結合させて、導電性や蛍光性を備えた成形体と成すことを特徴とする多孔質ガラス成形体の製造方法。
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