JPH10152343A - 天然物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰 などを有効に利用した結晶化ガラスの製造方法 - Google Patents
天然物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰 などを有効に利用した結晶化ガラスの製造方法Info
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- JPH10152343A JPH10152343A JP8338827A JP33882796A JPH10152343A JP H10152343 A JPH10152343 A JP H10152343A JP 8338827 A JP8338827 A JP 8338827A JP 33882796 A JP33882796 A JP 33882796A JP H10152343 A JPH10152343 A JP H10152343A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】年々増加する数多くの廃棄物を有効に利用し、
付加価値の高い建築資材を造る。 【解決手段】天然物、一般及び産業廃棄物、あるいは一
般及び産業廃棄物の焼却灰などを有効に利用し、これら
に含有する着色成分を活用し、あるいは着色剤を添加し
た結晶化ガラスの製造に際し、重量％でアルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）を１．０〜１２．０％、アルカリ（Ｎａ２Ｏ＋
Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）を７．０〜２０．０％とし、アルカ
リ以外の融剤として、酸化ほう素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バ
リウム（ＢａＯ）、酸化アエン（ＺｎＯ）などを含ま
せ、所望により、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ素
（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、疏黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）を含有
させ、且つ、けい酸（ＳｉＯ２）と酸化カルシウム（Ｃ
ａＯ）との比が１．３〜５．２になるように組成を調整
し、これを比較的低温で溶融、熱処理することを特徴と
するこれらの物を有効に利用した結晶化ガラスの製造方
法。
付加価値の高い建築資材を造る。 【解決手段】天然物、一般及び産業廃棄物、あるいは一
般及び産業廃棄物の焼却灰などを有効に利用し、これら
に含有する着色成分を活用し、あるいは着色剤を添加し
た結晶化ガラスの製造に際し、重量％でアルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）を１．０〜１２．０％、アルカリ（Ｎａ２Ｏ＋
Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）を７．０〜２０．０％とし、アルカ
リ以外の融剤として、酸化ほう素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バ
リウム（ＢａＯ）、酸化アエン（ＺｎＯ）などを含ま
せ、所望により、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ素
（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、疏黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）を含有
させ、且つ、けい酸（ＳｉＯ２）と酸化カルシウム（Ｃ
ａＯ）との比が１．３〜５．２になるように組成を調整
し、これを比較的低温で溶融、熱処理することを特徴と
するこれらの物を有効に利用した結晶化ガラスの製造方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】「この発明」は、天然物（例え
ば、火山灰、けいそう土など）、一般廃棄物（例えば、
瓶屑などのガラスカレットなど）、産業廃棄物（例え
ば、石炭灰など）、一般廃棄物の焼却灰（例えば、ゴミ
の焼却灰、ゴミから造った固形然料の焼却灰など）、ま
た産業廃棄物の焼却灰（例えば、パルプスラッジの焼却
灰、シュレッダーダストの焼却灰など）などを原料とし
て、結晶化ガラスを製造する方法に関するもであり、年
々増加する数多くの廃棄物を有効に利用し、付加価値の
高い建築資材を造ることによって、多量の処理を有効に
するものである。
ば、火山灰、けいそう土など）、一般廃棄物（例えば、
瓶屑などのガラスカレットなど）、産業廃棄物（例え
ば、石炭灰など）、一般廃棄物の焼却灰（例えば、ゴミ
の焼却灰、ゴミから造った固形然料の焼却灰など）、ま
た産業廃棄物の焼却灰（例えば、パルプスラッジの焼却
灰、シュレッダーダストの焼却灰など）などを原料とし
て、結晶化ガラスを製造する方法に関するもであり、年
々増加する数多くの廃棄物を有効に利用し、付加価値の
高い建築資材を造ることによって、多量の処理を有効に
するものである。
【０００２】この結晶化ガラスは、結晶した場合はもち
ろんのこと、熱処理する前のガラスでも、有害産業廃棄
物またはその化合物の処理のための判定基準に十分に合
格し、公害は全くないことが立証されている。また、従
来製造されていたβ−ウオラストナイト（ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ２）系の結晶化ガラスは、発明の名称「天然大理石模
様結晶化ガラス」（特許公開 昭和４８年第６５２１０
号）などの明細書にも記載されているように、熱処理温
度が１１５０℃であり、普通のニクロム線の電気炉では
到底焼結できなかった。ところが「この発明」は、９３
０℃という比較的低温で２時間熱処理することによっ
て、目的の結晶化ガラスが得られるため、普通の電気炉
を使用することができ、経済的に安価に製造することが
可能となった。このようにして、粒状や球状のものを成
形することにより、また、析出する結晶には水硬性（セ
メントなどで見られるような、水で練って置くと、成分
と水とが化合して結晶性の化合物を生じ、硬化するよう
な性質）もあるので、多量に使用可能な骨材として適し
ているのみならず、これを板状に成形して、内外装材、
床材等の高級建材としても使用することができる。廃棄
物に含有する着色成分からは、人造宝石に類似した色調
（例えば、パルプスラッジからはもえぎ色、石炭灰から
はエメラルドグリーンなど）が得られるが、さらに着色
剤を加えることにより、付加価値の高い色調を得ること
ができる。特に、無色透明なガラスカレットを使用すれ
ば、着色剤を加えることにより、所望の色調（例えば、
銅赤ガラスに調整すれば、青とチョコレート色との縞模
様の色調など）が得られ、審美性のある結晶化ガラスと
なる。また、組成を調整することにより、β−ウオラス
トナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）の他に、ゲーレナイト
（２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、オケルマナイト
（２ＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ハーデストナイト
（２ＣａＯ・ＺｎＯ・ＳｉＯ２）などの結晶が析出する
ので、前述のような骨材に適する水硬性が得られ、新規
な結晶化ガラスの製造が可能である。
ろんのこと、熱処理する前のガラスでも、有害産業廃棄
物またはその化合物の処理のための判定基準に十分に合
格し、公害は全くないことが立証されている。また、従
来製造されていたβ−ウオラストナイト（ＣａＯ・Ｓｉ
Ｏ２）系の結晶化ガラスは、発明の名称「天然大理石模
様結晶化ガラス」（特許公開 昭和４８年第６５２１０
号）などの明細書にも記載されているように、熱処理温
度が１１５０℃であり、普通のニクロム線の電気炉では
到底焼結できなかった。ところが「この発明」は、９３
０℃という比較的低温で２時間熱処理することによっ
て、目的の結晶化ガラスが得られるため、普通の電気炉
を使用することができ、経済的に安価に製造することが
可能となった。このようにして、粒状や球状のものを成
形することにより、また、析出する結晶には水硬性（セ
メントなどで見られるような、水で練って置くと、成分
と水とが化合して結晶性の化合物を生じ、硬化するよう
な性質）もあるので、多量に使用可能な骨材として適し
ているのみならず、これを板状に成形して、内外装材、
床材等の高級建材としても使用することができる。廃棄
物に含有する着色成分からは、人造宝石に類似した色調
（例えば、パルプスラッジからはもえぎ色、石炭灰から
はエメラルドグリーンなど）が得られるが、さらに着色
剤を加えることにより、付加価値の高い色調を得ること
ができる。特に、無色透明なガラスカレットを使用すれ
ば、着色剤を加えることにより、所望の色調（例えば、
銅赤ガラスに調整すれば、青とチョコレート色との縞模
様の色調など）が得られ、審美性のある結晶化ガラスと
なる。また、組成を調整することにより、β−ウオラス
トナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ２）の他に、ゲーレナイト
（２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、オケルマナイト
（２ＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ハーデストナイト
（２ＣａＯ・ＺｎＯ・ＳｉＯ２）などの結晶が析出する
ので、前述のような骨材に適する水硬性が得られ、新規
な結晶化ガラスの製造が可能である。
【０００３】
【従来の技術】天然物、一般及び産業廃棄物の焼却灰な
どは、従来、多量のセメントに混合されたり、一般には
多く埋立てられていたが、埋立地も限定されており、こ
れらは、必ずしも、有害産業廃棄物またはその化合物の
処理のための判定基準に合格しないものもあり、二次公
害を起こす問題点があった。また、従来の処理方法であ
る焼却灰などの溶融スラグなどのガラスは、強度や硬度
も低く、アルカリ溶出などの問題もあり、天然石の骨材
より劣るという欠点があった。β−ウオラストナイト系
の結晶化ガラスを、天然物や廃棄物から造る出願は、坑
火石や下水汚泥の焼却灰などで提出されているが、いず
れも溶融温度、熱処理温度が高く、特に熱処理温度が高
いことは、大量生産する場合に、加熱のためのコストが
かかるという経済的な欠点があった。さらに、これらの
結晶化ガラスを多量に処理可能な骨材として製造する組
成や、具体的な方法についても考慮されていなかった。
どは、従来、多量のセメントに混合されたり、一般には
多く埋立てられていたが、埋立地も限定されており、こ
れらは、必ずしも、有害産業廃棄物またはその化合物の
処理のための判定基準に合格しないものもあり、二次公
害を起こす問題点があった。また、従来の処理方法であ
る焼却灰などの溶融スラグなどのガラスは、強度や硬度
も低く、アルカリ溶出などの問題もあり、天然石の骨材
より劣るという欠点があった。β−ウオラストナイト系
の結晶化ガラスを、天然物や廃棄物から造る出願は、坑
火石や下水汚泥の焼却灰などで提出されているが、いず
れも溶融温度、熱処理温度が高く、特に熱処理温度が高
いことは、大量生産する場合に、加熱のためのコストが
かかるという経済的な欠点があった。さらに、これらの
結晶化ガラスを多量に処理可能な骨材として製造する組
成や、具体的な方法についても考慮されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、一般及び産業廃
棄物、あるいは一般及び産業廃棄物の焼却灰などを無公
害で多量に、しかも経済的に処理することは困難とされ
ていた。一部これらを利用しての開発された結晶化ガラ
スもあったが、試作的なものであり、骨材として大量に
利用したり、あるいは高級建材などのような付加価値の
高い製品として、経済的に製造できないという問題点が
あった。骨材については、特にコストを安くし、多量に
生産することが必要があり、使用した場合には、水硬性
などの特性が要求されるものである。
棄物、あるいは一般及び産業廃棄物の焼却灰などを無公
害で多量に、しかも経済的に処理することは困難とされ
ていた。一部これらを利用しての開発された結晶化ガラ
スもあったが、試作的なものであり、骨材として大量に
利用したり、あるいは高級建材などのような付加価値の
高い製品として、経済的に製造できないという問題点が
あった。骨材については、特にコストを安くし、多量に
生産することが必要があり、使用した場合には、水硬性
などの特性が要求されるものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】「この発明」は、天然
物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰
などを、それぞれの物に含有する組成をもとに、必要な
成分を添加し調整することにより、従来の結晶化ガラス
の欠点を排除するとともに、新たに水硬性が考慮された
ものである。すなわち「この発明」は、天然物、一般及
び産業廃棄物、あるいは一般及び産業廃棄物の焼却灰な
どを有効に利用し、これらに含有する着色成分を活用
し、あるいは着色剤を添加した結晶化ガラスの製造に際
し、重量％でアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を１．０〜１２．
０％、アルカリ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）を７．
０〜２０．０％とし、アルカリ以外の融剤として、酸化
ほう素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ア
エン（ＺｎＯ）などを含有させ、所望により、酸化マグ
ネシウム（ＭｇＯ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫
黄（Ｓ）カーボン（Ｃ）を含有させ、且つ、けい酸（Ｓ
ｉＯ２）と酸化カルシウム（ＣａＯ）との比が１．３〜
５．２になるように調整することにより、比較的低温で
溶融し、熱処理することができ（
物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰
などを、それぞれの物に含有する組成をもとに、必要な
成分を添加し調整することにより、従来の結晶化ガラス
の欠点を排除するとともに、新たに水硬性が考慮された
ものである。すなわち「この発明」は、天然物、一般及
び産業廃棄物、あるいは一般及び産業廃棄物の焼却灰な
どを有効に利用し、これらに含有する着色成分を活用
し、あるいは着色剤を添加した結晶化ガラスの製造に際
し、重量％でアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を１．０〜１２．
０％、アルカリ（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）を７．
０〜２０．０％とし、アルカリ以外の融剤として、酸化
ほう素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化ア
エン（ＺｎＯ）などを含有させ、所望により、酸化マグ
ネシウム（ＭｇＯ）、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、硫
黄（Ｓ）カーボン（Ｃ）を含有させ、且つ、けい酸（Ｓ
ｉＯ２）と酸化カルシウム（ＣａＯ）との比が１．３〜
５．２になるように調整することにより、比較的低温で
溶融し、熱処理することができ（
【０００２】参照）、その結果、β−ウオラストナイト
（ＣａＯ・ＳｉＯ２）や、その他ゲーレナイト（２Ｃａ
Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、オケルマナイト（２Ｃａ
Ｏ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ハーデストナイト（２ＣａＯ
・ＺｎＯ・ＳｉＯ２）などの結晶が析出し、強度や硬度
が高く、水硬性があり、骨材や高級建材として適する結
晶化ガラスが得られるものである。
（ＣａＯ・ＳｉＯ２）や、その他ゲーレナイト（２Ｃａ
Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２）、オケルマナイト（２Ｃａ
Ｏ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、ハーデストナイト（２ＣａＯ
・ＺｎＯ・ＳｉＯ２）などの結晶が析出し、強度や硬度
が高く、水硬性があり、骨材や高級建材として適する結
晶化ガラスが得られるものである。
【０００６】無色透明のガラスカレットを利用した場合
は、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の含
有量が少ないので、着色剤を添加することにより所望の
色調のガラスが得られ、しかも、ガラスカレットの利用
率が８５％と多く、新規の結晶化ガラスの製造が可能で
ある。骨材のみに使用する結晶化ガラスは、熱処理の場
合、主として軟化点を考慮し、アルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アエン
（ＺｎＯ）などを添加し、アルカリを減少する組成に
し、且つ、塊状に形成するために流動しにくく軟化点の
高い組成にした方が良いが、その時に調整された組成も
「この発明」の特許請求の範囲を逸脱するものではな
い。
は、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の含
有量が少ないので、着色剤を添加することにより所望の
色調のガラスが得られ、しかも、ガラスカレットの利用
率が８５％と多く、新規の結晶化ガラスの製造が可能で
ある。骨材のみに使用する結晶化ガラスは、熱処理の場
合、主として軟化点を考慮し、アルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アエン
（ＺｎＯ）などを添加し、アルカリを減少する組成に
し、且つ、塊状に形成するために流動しにくく軟化点の
高い組成にした方が良いが、その時に調整された組成も
「この発明」の特許請求の範囲を逸脱するものではな
い。
【０００７】
【実施例】天然物については、火山灰の一例（ＢＡ−
１）、けいそう土（ＫＳ−１）、一般廃棄物について
は、ガラスカレット（ＧＣ−１）、産業廃棄物について
は石炭灰（ＣＡ−１）、一般廃棄物の焼却灰について
は、ゴミの焼却灰（ＤＧ−１）、ゴミから造った固形然
料の焼却灰（ＳＦ−１）、産業廃棄物の焼却灰について
は、パルプスラッジの焼却灰（ＰＳ−１）を代表的なも
のとして選択し、表１にこれらの平均的な化学組成を重
量％で示す。 （注２）ＧＣ−１のガラスカレットは、自動機械で製造
される牛乳瓶のような無色透明ガラスの組成が示されて
いる。 （注３）ＤＧ−１のゴミの焼却灰には、処理途中で消石
灰〔Ｃａ（ＯＨ）２〕を加えているためＣａＯの量が多
くなっている。
１）、けいそう土（ＫＳ−１）、一般廃棄物について
は、ガラスカレット（ＧＣ−１）、産業廃棄物について
は石炭灰（ＣＡ−１）、一般廃棄物の焼却灰について
は、ゴミの焼却灰（ＤＧ−１）、ゴミから造った固形然
料の焼却灰（ＳＦ−１）、産業廃棄物の焼却灰について
は、パルプスラッジの焼却灰（ＰＳ−１）を代表的なも
のとして選択し、表１にこれらの平均的な化学組成を重
量％で示す。 （注２）ＧＣ−１のガラスカレットは、自動機械で製造
される牛乳瓶のような無色透明ガラスの組成が示されて
いる。 （注３）ＤＧ−１のゴミの焼却灰には、処理途中で消石
灰〔Ｃａ（ＯＨ）２〕を加えているためＣａＯの量が多
くなっている。
【０００８】天然物、廃棄物を有効利用した結晶化ガラ
スについては、数多くの実験を行なったが、初めに代表
的な実施例として、自動機械で製造した無色透明のガラ
スカレットを利用したものを挙げ、その組成を調整した
化学組成の実施例を表２に示す。ＧＣ−Ｋ１〜ＧＣ−Ｋ
６は、いずれもガラスカレットを使用し、少しずつ組成
を変えた化学組成の記号である。
スについては、数多くの実験を行なったが、初めに代表
的な実施例として、自動機械で製造した無色透明のガラ
スカレットを利用したものを挙げ、その組成を調整した
化学組成の実施例を表２に示す。ＧＣ−Ｋ１〜ＧＣ−Ｋ
６は、いずれもガラスカレットを使用し、少しずつ組成
を変えた化学組成の記号である。
【０００９】表２に示すガラスの化学組成になるよう
に、無色透明ガラスカレットを基に組成を調整し、比較
的低温（例えば、１３５０℃）で溶融する。その後、溶
出したガラスを粒状又は球状に成形するか、あるいは水
揚げを行ない、比較的低温（例えば、９３０℃）で２時
間熱処理することにより、β−ウオラストナイト、その
他ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイトな
どの結晶が析出して乳濁し、骨材や高級建材としても十
分実用性のある製品が得られる。この粒状、球状に成形
する結晶化ガラスは機械化により大量生産も可能であ
る。自動機械で製造された瓶ガラスは、無色透明ガラス
であっても、ビール瓶や酒瓶などの着色ガラスであって
も組成は近似している。また、板ガラスの組成も同様で
あり、これらのいずれを使用しても結晶化ガラスの製造
は可能である。茶色のビール瓶を多く使用して溶融した
場合、一般に酸化鉄はＦｅ２Ｏ３として０．２％程度で
あり、酸化されグリーン系統の淡い色になるので、これ
に着色剤を添加することにより、多彩な色調を持つ結晶
化ガラスを製造することができる。もちろん、ビール瓶
の代りに無色透明なガラスカレットを使用するなら、こ
れも着色剤を加えることにより所望の色調を得ることが
できる。多少添加するバッチの組成は変えなければなら
ないが、銅赤、セレン赤、アンバーガラスのようなコロ
イド着色も可能であって、例としては
に、無色透明ガラスカレットを基に組成を調整し、比較
的低温（例えば、１３５０℃）で溶融する。その後、溶
出したガラスを粒状又は球状に成形するか、あるいは水
揚げを行ない、比較的低温（例えば、９３０℃）で２時
間熱処理することにより、β−ウオラストナイト、その
他ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイトな
どの結晶が析出して乳濁し、骨材や高級建材としても十
分実用性のある製品が得られる。この粒状、球状に成形
する結晶化ガラスは機械化により大量生産も可能であ
る。自動機械で製造された瓶ガラスは、無色透明ガラス
であっても、ビール瓶や酒瓶などの着色ガラスであって
も組成は近似している。また、板ガラスの組成も同様で
あり、これらのいずれを使用しても結晶化ガラスの製造
は可能である。茶色のビール瓶を多く使用して溶融した
場合、一般に酸化鉄はＦｅ２Ｏ３として０．２％程度で
あり、酸化されグリーン系統の淡い色になるので、これ
に着色剤を添加することにより、多彩な色調を持つ結晶
化ガラスを製造することができる。もちろん、ビール瓶
の代りに無色透明なガラスカレットを使用するなら、こ
れも着色剤を加えることにより所望の色調を得ることが
できる。多少添加するバッチの組成は変えなければなら
ないが、銅赤、セレン赤、アンバーガラスのようなコロ
イド着色も可能であって、例としては
【０００２】で述べた銅赤ガラスのように、新たな色の
結晶化ガラスを製造することができる。イオン着色の例
としては、着色剤として、酸化コバルト（Ｃｏ
３Ｏ４）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）などがあるが、いず
れの着色も、単に溶融してガラス化した時の色調とは多
少変化する。ＧＣ−Ｋ５は、オケルマナイトなどの結晶
を析出させるための組成で、熱処理すると水硬性のある
結晶化ガラスが得られる。
結晶化ガラスを製造することができる。イオン着色の例
としては、着色剤として、酸化コバルト（Ｃｏ
３Ｏ４）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）などがあるが、いず
れの着色も、単に溶融してガラス化した時の色調とは多
少変化する。ＧＣ−Ｋ５は、オケルマナイトなどの結晶
を析出させるための組成で、熱処理すると水硬性のある
結晶化ガラスが得られる。
【００１０】無色透明な自動機械で製造したガラスカレ
ットを利用した結晶化ガラスの化学組成をまず表２で述
べたが、これらの化学組成は着色成分を除外して考えれ
ば、天然物、廃棄物などにも同様に適用することができ
る。表３には、天然物、ガラスカレット以外の廃棄物を
利用して、特性値の優れた結晶化ガラスが得られる実施
例の化学組成を記している。これらの化学組成を基にそ
れぞれの組成を調整し、溶融、成形、熱処理をするな
ら、それぞれの含有する着色成分により、グレー、グリ
ーン、アンバーなどの結晶化ガラスが得られ、また、着
色剤を添加することによっても多彩な結晶化ガラスが得
られる。この詳細な製造方法については、
ットを利用した結晶化ガラスの化学組成をまず表２で述
べたが、これらの化学組成は着色成分を除外して考えれ
ば、天然物、廃棄物などにも同様に適用することができ
る。表３には、天然物、ガラスカレット以外の廃棄物を
利用して、特性値の優れた結晶化ガラスが得られる実施
例の化学組成を記している。これらの化学組成を基にそ
れぞれの組成を調整し、溶融、成形、熱処理をするな
ら、それぞれの含有する着色成分により、グレー、グリ
ーン、アンバーなどの結晶化ガラスが得られ、また、着
色剤を添加することによっても多彩な結晶化ガラスが得
られる。この詳細な製造方法については、
【０００９】に記されている方法と同一である。表３に
記されている記号は、ＢＡ−Ｋ１は火山灰、ＫＳ−Ｋ１
はけいそう土、ＣＡ−Ｋ１は石炭灰、ＤＧ−Ｋ１はゴミ
の焼却灰、ＳＦ−Ｋ１はゴミから造った固形然料の焼却
灰、ＰＳ−Ｋ１はパルプスラッジの焼却灰を利用したも
のであり、それぞれの組成を調整した化学組成を示す。 もちろん、表２．表３に示す化学組成に調整するには、
一般に使用されているガラス原料のみを使用してもでき
るが、これらの化学組成は、特に天然物、廃棄物などを
有効に利用するために開発されたものである。ＳＦ−Ｋ
１，ＰＳ−Ｋ１は、約３３％のゴミから造った固形然料
の焼却灰や、パルプスラッジの焼却灰を使用することに
より、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加することなく
オケルマナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２）などの
結晶を得ることができる。
記されている記号は、ＢＡ−Ｋ１は火山灰、ＫＳ−Ｋ１
はけいそう土、ＣＡ−Ｋ１は石炭灰、ＤＧ−Ｋ１はゴミ
の焼却灰、ＳＦ−Ｋ１はゴミから造った固形然料の焼却
灰、ＰＳ−Ｋ１はパルプスラッジの焼却灰を利用したも
のであり、それぞれの組成を調整した化学組成を示す。 もちろん、表２．表３に示す化学組成に調整するには、
一般に使用されているガラス原料のみを使用してもでき
るが、これらの化学組成は、特に天然物、廃棄物などを
有効に利用するために開発されたものである。ＳＦ−Ｋ
１，ＰＳ−Ｋ１は、約３３％のゴミから造った固形然料
の焼却灰や、パルプスラッジの焼却灰を使用することに
より、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加することなく
オケルマナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２）などの
結晶を得ることができる。
【００１１】「この発明」で、特許請求の範囲を限定し
た理由は、次のとおりである。アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）
の上限を越えると、比較的低温での溶融が困難であり、
下限を越えると、熱処理した場合の結晶の析出が悪く、
且つ、水硬性の劣るガラスとなる。アルカリ（Ｎａ２Ｏ
＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が上限を越えると、アルカリ以外
の融剤の添加にもよるが、結晶の析出が悪く、下限を越
えると、溶融が困難となる。けい酸（ＳｉＯ２）と酸化
カルシウム（ＣａＯ）との比を限定した理由は、回析Ｘ
線によりβ−ウオラストナイトの析出状況を観察して定
められたものである。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、
天然物や廃棄物などに含まれるもので十分な場合もある
が、オケルマナイトの結晶を析出させるためには必要な
成分である。硫黄（Ｓ）、カーボン（Ｃ）、酸化鉄（Ｆ
ｅ２Ｏ３）の量は、結晶の析出及び着色に影響するが、
Ｓ、Ｃなどを含有しなくても、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃ
ｌ）を含有させることにより、結晶核の成長することが
「この発明」では認められた。
た理由は、次のとおりである。アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）
の上限を越えると、比較的低温での溶融が困難であり、
下限を越えると、熱処理した場合の結晶の析出が悪く、
且つ、水硬性の劣るガラスとなる。アルカリ（Ｎａ２Ｏ
＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）が上限を越えると、アルカリ以外
の融剤の添加にもよるが、結晶の析出が悪く、下限を越
えると、溶融が困難となる。けい酸（ＳｉＯ２）と酸化
カルシウム（ＣａＯ）との比を限定した理由は、回析Ｘ
線によりβ−ウオラストナイトの析出状況を観察して定
められたものである。酸化マグネシウム（ＭｇＯ）は、
天然物や廃棄物などに含まれるもので十分な場合もある
が、オケルマナイトの結晶を析出させるためには必要な
成分である。硫黄（Ｓ）、カーボン（Ｃ）、酸化鉄（Ｆ
ｅ２Ｏ３）の量は、結晶の析出及び着色に影響するが、
Ｓ、Ｃなどを含有しなくても、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃ
ｌ）を含有させることにより、結晶核の成長することが
「この発明」では認められた。
【００１２】表２．表３に示す、化学組成のものを溶融
しガラス化すると、例えば、表３のＣＡ−Ｋ１，ＰＳ−
Ｋ１は良質の工芸、装飾用ガラスにもなり、これらの組
成に着色剤を加えることにより所望の色調が得られる。
さらに熱処理することにより、これらの結晶化ガラスに
はβ−ウオラストナイトの結晶の析出が見られ、ＪＩＳ
に準じて曲げ試験、ビッカス硬度ならびに回析Ｘ線分析
を行なった結果、いずれも、曲げ強度、７００ｋｇ／ｃ
ｍ２以上、ビッカス硬度は、５５０（Ｈｖ）以上もあっ
た。この結晶化ガラスでは、その多くが縞模様を生じる
ので大理石模様となるが、天然大理石よりも強度がある
ので高級建材としても使用することが可能である。表２
のＧＣ−Ｋ５、表３のＰＳ−Ｋ１ではこの結晶の他に、
ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイトなど
の結晶が認められ、熱処理時における流動性が他の組成
より若干悪い傾向を示したものの、これらの結晶にも水
硬性の特性が見られた。この組成で熱処理する際、さら
に温度を低くして（例えば、８００℃５時間で）焼結す
ると、円味を帯びた塊状の結晶化ガラスができるので、
骨材を作るためには組成の調整を行なったり、熱処理条
件を変えたりして造ることが可能である。硫黄（Ｓ）、
カーボン（Ｃ）の添加されたガラスは、溶融温度、熱処
理温度によって色調の変化を生じるので、一定した色調
を得るためには、温度管理が必要である。
しガラス化すると、例えば、表３のＣＡ−Ｋ１，ＰＳ−
Ｋ１は良質の工芸、装飾用ガラスにもなり、これらの組
成に着色剤を加えることにより所望の色調が得られる。
さらに熱処理することにより、これらの結晶化ガラスに
はβ−ウオラストナイトの結晶の析出が見られ、ＪＩＳ
に準じて曲げ試験、ビッカス硬度ならびに回析Ｘ線分析
を行なった結果、いずれも、曲げ強度、７００ｋｇ／ｃ
ｍ２以上、ビッカス硬度は、５５０（Ｈｖ）以上もあっ
た。この結晶化ガラスでは、その多くが縞模様を生じる
ので大理石模様となるが、天然大理石よりも強度がある
ので高級建材としても使用することが可能である。表２
のＧＣ−Ｋ５、表３のＰＳ−Ｋ１ではこの結晶の他に、
ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイトなど
の結晶が認められ、熱処理時における流動性が他の組成
より若干悪い傾向を示したものの、これらの結晶にも水
硬性の特性が見られた。この組成で熱処理する際、さら
に温度を低くして（例えば、８００℃５時間で）焼結す
ると、円味を帯びた塊状の結晶化ガラスができるので、
骨材を作るためには組成の調整を行なったり、熱処理条
件を変えたりして造ることが可能である。硫黄（Ｓ）、
カーボン（Ｃ）の添加されたガラスは、溶融温度、熱処
理温度によって色調の変化を生じるので、一定した色調
を得るためには、温度管理が必要である。
【００１３】
【発明の効果】「この発明」は、天然物、一般及び産業
廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰などを具体例にと
りあげ、これらを有効利用し、従来製造されていたβ−
ウオラストナイト系の結晶化ガラスより、溶融温度、熱
処理温度を低下させることにより経済的に結晶化ガラス
を製造することができるものである。これらに含有する
着色成分からは人口宝石に似た色調が得られるが、淡い
色や無色のものであれば着色剤を添加することにより、
美しい結晶化ガラスを造ることができる。「この発明」
による結晶化ガラスは、あらゆる天然物あるいは、廃棄
物から製造されているが、β−ウオラストナイトの他、
必要に応じ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などを添加す
ると、ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイ
トなどの結晶を析出するため無公害で、水硬性があり、
セメントに混合する骨材としても多量に使用できるばか
りでなく、強度、硬度に優れているため、板状に成形し
て、内外装材、床材などの高級建材などの製品を製造す
ることができる。それで「この発明」は、現在処理が困
難となっている天然物や廃棄物に対して、近い将来リサ
イクル事業としての大々的な活動が期待され、特に市町
村への採用にあたっては、多大な効果が期待できるもの
である。今回は天然物は２点、一般廃棄物関係は３点、
産業廃棄物は２点について具体例を示したが、表２、表
３これ以外の天然物、廃棄物についても「この発明」は
適用でき、いずれも優れた結晶化ガラスを製造すること
ができる。
廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰などを具体例にと
りあげ、これらを有効利用し、従来製造されていたβ−
ウオラストナイト系の結晶化ガラスより、溶融温度、熱
処理温度を低下させることにより経済的に結晶化ガラス
を製造することができるものである。これらに含有する
着色成分からは人口宝石に似た色調が得られるが、淡い
色や無色のものであれば着色剤を添加することにより、
美しい結晶化ガラスを造ることができる。「この発明」
による結晶化ガラスは、あらゆる天然物あるいは、廃棄
物から製造されているが、β−ウオラストナイトの他、
必要に応じ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などを添加す
ると、ゲーレナイト、オケルマナイト、ハーデストナイ
トなどの結晶を析出するため無公害で、水硬性があり、
セメントに混合する骨材としても多量に使用できるばか
りでなく、強度、硬度に優れているため、板状に成形し
て、内外装材、床材などの高級建材などの製品を製造す
ることができる。それで「この発明」は、現在処理が困
難となっている天然物や廃棄物に対して、近い将来リサ
イクル事業としての大々的な活動が期待され、特に市町
村への採用にあたっては、多大な効果が期待できるもの
である。今回は天然物は２点、一般廃棄物関係は３点、
産業廃棄物は２点について具体例を示したが、表２、表
３これ以外の天然物、廃棄物についても「この発明」は
適用でき、いずれも優れた結晶化ガラスを製造すること
ができる。
Claims (1)
- 【請求項１】天然物、一般及び産業廃棄物、あるいは一
般及び産業廃棄物の焼却灰などを有効に利用し、これら
に含有する着色成分を活用し、あるいは着色剤を添加し
た結晶化ガラスの製造に際し、重量％でアルミナ（Ａｌ
２Ｏ３）を１．０〜１２．０％、アルカリ（Ｎａ２Ｏ＋
Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）を７．０〜２０．０％とし、アルカ
リ以外の融剤として、酸化ほう素（Ｂ２Ｏ３）、酸化バ
リウム（ＢａＯ）、酸化アエン（ＺｎＯ）などを含ま
せ、所望により、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、フッ素
（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、疏黄（Ｓ）、炭素（Ｃ）を含有
させ、且つ、けい酸（ＳｉＯ２）と酸化カルシウム（Ｃ
ａＯ）との比が１．３〜５．２になるように組成を調整
し、これを比較的低温で溶融、熱処理することを特徴と
するこれらの物を有効に利用した結晶化ガラスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338827A JPH10152343A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 天然物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰 などを有効に利用した結晶化ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8338827A JPH10152343A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 天然物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰 などを有効に利用した結晶化ガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10152343A true JPH10152343A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18321812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8338827A Pending JPH10152343A (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 天然物、一般及び産業廃棄物、一般及び産業廃棄物の焼却灰 などを有効に利用した結晶化ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10152343A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981413A (en) * | 1998-07-02 | 1999-11-09 | Howard J. Greenwald | Abrasive composition |
| JP2002308646A (ja) * | 2001-04-10 | 2002-10-23 | Masatoshi Sato | ワラストナイト系低温焼成ガラスセラミックス及びその製造法 |
| KR20040050362A (ko) * | 2002-12-10 | 2004-06-16 | 한융기 | 건축물의 내,외장재용 기능성 물질의 제조방법 및 그방법으로 제조된 건축물의 내,외장재 |
| CN120605878A (zh) * | 2025-08-12 | 2025-09-09 | 中南大学 | 一种分离不同含镁量废旧铝合金的方法 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP8338827A patent/JPH10152343A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5981413A (en) * | 1998-07-02 | 1999-11-09 | Howard J. Greenwald | Abrasive composition |
| JP2002308646A (ja) * | 2001-04-10 | 2002-10-23 | Masatoshi Sato | ワラストナイト系低温焼成ガラスセラミックス及びその製造法 |
| KR20040050362A (ko) * | 2002-12-10 | 2004-06-16 | 한융기 | 건축물의 내,외장재용 기능성 물질의 제조방법 및 그방법으로 제조된 건축물의 내,외장재 |
| CN120605878A (zh) * | 2025-08-12 | 2025-09-09 | 中南大学 | 一种分离不同含镁量废旧铝合金的方法 |
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