JP2003313085A - ガラス質発泡体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】発泡剤として水ガラスを用い、色付き回収ビン
ガラスなどの廃ガラスを含むガラスを発泡させたガラス
質発泡体（１）およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 主原料として色付き回収ビンガラスなど
のガラスを粉砕して得られたガラス粉末に水ガラスを添
加し、さらに粘性調整に水を加えたスラリーを調製す
る。そのスラリーを成形し、室温〜１２０℃で乾燥後、
５００〜８００℃で加熱することでガラス質発泡体
（１）を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はガラス質発泡体
（１）およびその製造方法に係り、発泡剤として水ガラ
スを用いて色付き回収ビンガラスなどの廃ガラスを発泡
させたガラス質発泡体（１）およびその製造方法に関す
る。

【０００２】また、軽量骨材として土木建築用資材に用
いられているガラス質で粒状発泡体のパーライトとガラ
ス質発泡体（１）との複合ガラス質発泡体の製造方法に
関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、ガラスの発泡剤としては、炭酸カ
ルシウムなどの炭酸塩、カーボン類、金属アルミニウ
ム、でん粉などが用いられている。これらはいずれも加
熱の際にＣＯ_２ガスや水素ガスなどの気体を発生させる
ことで、ガラスを発泡させている。ＣＯ_２ガスの発生は
地球温暖化の観点からみて好ましいものではなく、ま
た、水素ガスは爆発する危険性がある。水ガラスは無機
結合剤として知られ、ガラス発泡体の製造においては、
ガラス粉末の結合剤として使用されているが、発泡体と
しては使用されていない。

【０００４】従来のガラス発泡体の発泡後において、そ
の形状は原形と異なる角のないドーム状になる。これ
を、特開２００１−３０２２６１号公報では、大粒子と
小粒子のガラス粒子を用いて、ガラス発泡体の形状を制
御している。しかし、軽量骨材として土木建築用資材に
用いられているガラス質で粒状発泡体であるパーライト
をガラス質発泡体の形状制御として用いた例はない。

【０００５】ガラス質で粒状発泡体であるパーライト
は、軽量骨材としてセメント、石膏および粘土鉱物等に
混ぜられて土木建築用資材として実用化されている。ま
た、特開２０００−１１９０７６号公報のようにパーラ
イトと回収ガラスの複合化がなされている。しかし、パ
ーライトとガラス質発泡体を複合化して、かさ比重が
０．２５以下の複合ガラス質発泡体を製造した例はな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、ガラス発泡体を
作製する際に結合剤として用いられてきた水ガラスを結
合剤としてではなく、ＣＯ_２ガスや可燃性ガスが発生し
ない発泡剤として用いたガラス質発泡体（１）およびそ
の製造方法を提供する。

【０００７】ガラス質発泡体（１）の形状制御に関する
技術を提供する。

【０００８】ガラス質で粒状発泡体であるパーライトと
ガラス質発泡体（１）を複合化して、かさ比重０．１〜
１．０の複合ガラス質発泡体の製造方法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】水ガラスを発泡剤とする
ガラス質発泡体（１）は以下の２種類の方法（Ａ）およ
び（Ｂ）で製造できる。これらの方法では、原料はガラ
ス粉末と水ガラスのみであるため、ＣＯ_２ガスや可燃性
ガスは発生しない。製造過程で原料から脱水するが、こ
の脱水量がガラスの発泡に関わっている。 （Ａ）主原料として回収ビンガラスなどのガラスを粉砕
したガラス粉末（３）に５０重量％以下の水ガラスおよ
び粘性調整に水を加えて、スラリー（４）を調製する。
それをモールディングし、室温〜１２０℃で乾燥後、５
００〜８００℃で加熱することでガラス質発泡体（１）
とする。 （Ｂ）スラリー（４）を凍結乾燥あるいは室温〜１２０
℃で乾燥して、加圧成形したものを５００〜８００℃で
加熱することでガラス質発泡体（１）とする。

【００１０】ガラス粉末（３）と水ガラスの割合、ガラ
ス粉末（３）の粒度、粘性調整のための水の添加量、乾
燥温度および加熱温度を変化させることによって、ガラ
ス質発泡体（１）のかさ比重、全気孔率、開気孔率およ
び閉気孔率を制御することができる。

【００１１】パーライトとガラス質発泡体（１）を複合
化したかさ比重０．１〜１．０の複合ガラス質発泡体は
以下の２種類の方法（Ｃ）および（Ｄ）で製造できる。
また、それらの方法によってガラス質発泡体（１）の形
状制御が可能となる。 （Ｃ）スラリー（４）にパーライト１〜５重量％を混合
する。それをモールディングし、室温〜１２０℃で乾燥
後、５００〜８００℃で加熱することでパーライトとガ
ラス質発泡体（１）の複合ガラス質発泡体が得られる。 （Ｄ）パーライトを穴のあいた成形型に充填し、そこに
スラリー（４）を含浸させ、室温〜１２０℃で乾燥後、
離型したものを５００〜８００℃で加熱することでパー
ライトとガラス質発泡体（１）の複合ガラス質発泡体が
得られる。

【００１２】スラリー（４）の調整条件、パーライトの
粒度、パーライトの添加量、乾燥温度および加熱温度を
変化させることによって、複合ガラス質発泡体のかさ比
重、全気孔率、開気孔率および閉気孔率を制御すること
ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明のガラス質発泡体
（１）の製造方法およびパーライトとガラス発泡体の複
合化の方法について詳細に説明する。

【００１４】回収びんガラスを鉄製のクラッシャーで１
００メッシュ以下に粗粉砕した後、アルミナ陶器製のボ
ールミルにて湿式で微粉砕する。それを乾燥し、ガラス
粉末とする。ガラス粉末の粒度はボールミルの粉砕時間
を変えることで調整できる。このガラス粉体と水ガラス
を用いて２種類の方法でガラス質発泡体（１）が製造で
きる。それら２種類の方法によるガラス質発泡体（１）
の製造について実施例に基づき説明する。

【００１５】

【実施例１】回収びんガラスを鉄製のクラッシャーで１
００メッシュ以下に粗粉砕した後、アルミナ陶器製のボ
ールミルにて湿式で１０時間粉砕し、乾燥してガラス粉
末（５）とする。そのガラス粉末（５）と和光試薬の水
ガラス（６）を重量比で５：５〜７：３として混合し、
さらに粘性調整のための水を外割で１〜７重量％添加
し、撹拌器で混合して、スラリー（７）とする。そのス
ラリー（７）を、離型剤を塗布した７．５ｃｍ×４．５
ｃｍ×２ｃｍのアクリル製の型にモールディングし、６
０℃で５時間乾燥する。その後、成形体を型から取り外
し、５００〜８００℃で１時間加熱する。その結果、か
さ比重が０．１５〜１．５のガラス質発泡体（１）が得
られる。なかでも、ガラス粉末（６）と水ガラス（６）
の割合を重量比で５：５として水を外割で１．２重量％
添加して混合したスラリーを、モールディングし、６０
℃で５時間乾燥後、７００℃で１時間加熱すると、かさ
比重が０．１８、曲げ強度が１．２ＭＰａ、熱伝導率
０．０６Ｗ／ｍ・Ｋのガラス質発泡体（１）が得られ
る。

【００１６】

【実施例２】回収びんガラスを

【実施例１】と同様に粗粉砕した後、アルミナ陶器製の
ボールミルにて湿式で６時間粉砕し、乾燥してガラス粉
末（８）とする。そのガラス粉末（８）と水ガラス
（６）を重量比で５：５〜７：３として混合し、さらに
粘性調整のための水を外割で１〜７重量％添加し、撹拌
器で混合して、スラリー（９）とする。スラリー（９）
を凍結乾燥させ、粉砕した後、プレス成形する。得られ
た成形体を５００〜８００℃で１時間加熱する。その結
果、かさ比重が０．２〜１．０のガラス質発泡体（１）
が得られる。ガラス粉末（８）と水ガラス（６）を重量
比で５：５として水を１．２重量％添加して混合したス
ラリーを凍結乾燥し、粉砕した後、９８ＭＰａで加圧成
形して７００℃で１時間加熱すると、かさ比重が０．
２、全気孔率が８５％、開気孔率が２％、閉気孔率が８
３％のガラス質発泡体（１）が得られる。

【００１７】スラリー（９）とパーライトを用いて、２
種類の方法によりパーライトとガラス質発泡体（１）の
複合ガラス質発泡体が製造できる。それら２種類の方法
による複合体の製造について実施例に基づき説明する。

【００１８】

【実施例３】直径約３ｍｍのパーライト２．４重量％、
ガラス粉末（８）４８．８重量％、水ガラス（６）４
８．８重量％、水を外割で２２．５重量％を量り取り、
混合する。その混合物を、離型剤を塗布した５ｃｍ×４
ｃｍ×１ｃｍのアクリル製の型にモールディングする。
型に入れたまま、６０℃で６時間乾燥させる。その後、
混合物を型から取り出し、再び６０℃で２０時間乾燥さ
せる。それを６５０〜７２５℃で１時間加熱すると、パ
ーライトとガラス質発泡体（１）の複合ガラス質発泡体
が得られる。６７５℃で１時間の加熱では、かさ比重が
０．２１、全気孔率が９１％、開気孔率が８％、閉気孔
率が８３％、曲げ強度が０．０４ＭＰａで、熱伝導率が
０．０６６Ｗ／ｍ・Ｋの複合ガラス質発泡体が得られ
る。

【００１９】

【実施例４】ガラス粉末（８）３３．５重量％、水ガラ
ス（６）３３．５重量％、水３３．０重量％を混合し、
スラリー（１０）とする。直径約３ｍｍのパーライト
１．６ｇを５×４×２ｃｍの穴のあいたプラスチック製
の型（１１）に充填する。攪拌されているスラリー（１
０）３００ｍｌ中に、パーライトを充填したプラスチッ
ク製の型（１１）を図１に示すように、３０分間浸漬す
る。プラスチック製の型（１１）をスラリー（１０）か
ら取り出した後、６０℃で２６時間乾燥する。プラスチ
ック製の型（１１）から、混合物を取り出し、６７５℃
で１時間加熱し、パーライトとガラス質発泡体（１）の
複合ガラス質発泡体が得られる。得られた複合ガラス質
発泡体は、かさ比重が０．２０、全気孔率が９２％、開
気孔率が３８％、閉気孔率が５４％、曲げ強度が０．２
６ＭＰａ、熱伝導率０．０７Ｗ／ｍ・Ｋである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるガラス
質発泡体（１）および複合ガラス質発泡体は、下記のよ
うな優れた作用効果を発揮するものである。 ＣＯ_２ガスや可燃性ガスを発生することなく、かさ
比重の小さいガラス質発泡体（１）を低い加熱温度で製
造することができる。 現在ほとんど再利用されていない色つきの廃ビンガ
ラスを原料として利用できる。 本発明のガラス質発泡体（１）および複合ガラス質
発泡体は、防音性および断熱性に優れた耐火・軽量建築
資材あるいは各種産業用断熱材として応用が可能であ
る。 本発明のガラス質発泡体（１）および複合ガラス質
発泡体は無害の無機物であるため、使用後は安定型処分
場に廃棄できる。 以上のように、本発明のガラス質発泡体（１）および複
合ガラス質発泡体は環境に与える負荷が少ない建築資材
あるいは各種産業用断熱材として利用できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】粒状のパーライトを充填した穴のあいたプラス
チック製の型にガラス粉末、水ガラスおよび水からなる
スラリーを含浸させる方法を説明するための図である。

【符号の説明】

１ おもり ２ パーライトを充填した穴のあいたプラスチック製の
型 ３ ストッパー（プラスチック製） ４ ガラス粉末、水ガラスおよび水からなるスラリー ５ 容器 ６ 撹拌子 ７ 撹拌器（スターラー）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 真一 長野県岡谷市赤羽３−12−25 株式会社大 和土木建築内 Ｆターム(参考） 4G019 LA03 LB02 LC11 LD02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水ガラスを発泡剤として得られることを
   特徴としたガラス質発泡体（１）。
2. 【請求項２】 色付き回収ビンガラスなどの廃ガラスを
   粉砕したガラス粉末に発泡剤としての水ガラスと粘性調
   整剤としての水を混合した混合物（２）を成形・乾燥後
   あるいは乾燥・成形後、加熱して発泡させることを特徴
   としたガラス質発泡体（１）の製造方法。
3. 【請求項３】 ガラス質の粒状発泡体であるパーライト
   を充填した成形型に混合物（２）を含浸させた成形体を
   加熱して、あるいはガラス質の粒状発泡体であるパーラ
   イトと混合物（２）を混合・成形した成形体を加熱して
   得られることを特徴としたパーライトとガラス質発泡体
   （１）の複合ガラス質発泡体の製造方法。