JP4088930B2 - 発泡ガラスの製造方法及び発泡ガラス - Google Patents

Description

本発明は、特に、ヒ素（Ａｓ）その他の重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）が環境中に溶出することが無い、発泡ガラスの製造方法及び発泡ガラスに関する。

近時、人工軽量骨材や建築用断熱材、防音材などとして発泡ガラスが利用されている。

このような発泡ガラスの製造方法として、家庭から排出される廃ガラスを粉砕し、これを溶融、発泡して、発泡ガラスを製造する方法が提案されている。
特開平１０―２０３８３６号公報 しかし、このようにして製造される発泡ガラスについて、溶出試験を行ったところ、ヒ素（Ａｓ）が溶出することが判明した。

また、本発明者等は、発泡ガラスについて、ヒ素（Ａｓ）以外の重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）についても溶出試験を行ったところ、これらの重金属類が溶出することが判明した。

発泡ガラスから、ヒ素（Ａｓ）その他の重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）が環境中に溶出すると、土壌や水質の汚染につながる虞がある。

本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、ヒ素（Ａｓ）その他の重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）が環境中に溶出されることがない、発泡ガラスを提供することを目的としている。

請求項１に記載の発泡ガラスの製造方法は、粉砕したガラスと、発泡ガラスにした後に、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子が残るような量を見越した量の消石灰とを含む混合物を７００℃以上１１００℃以下の温度で溶融・発泡させ、且つ、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシウムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子が、製造される発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に分散するようにした。
請求項２に記載の発泡ガラスの製造方法は、請求項１に記載の発泡ガラスの製造方法の、発泡ガラスにした後に、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子が残るような量を見越した量の消石灰の添加量が、前記破砕したガラスに対して、０．５重量％以上１０重量％以下の量である。

ここで、本明細書で用いる用語、「水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウム」は、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、又は、水酸化カルシウムと酸化カルシウムとの双方を含む、の意味で用いている。

また、製造される発泡ガラス中に分散している水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムは、原料中に添加した消石灰の一部に由来している。

尚、請求項１記載の発泡ガラスの製造方法は、必要により、ＳｉＣ、ＣａＣＯ_３、貝殻などの発泡剤を添加してもよい。

請求項３に記載の発泡ガラスの製造方法は、粉砕したガラスと、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子とを含む混合物を７００℃以上１１００℃以下の温度、より好ましくは、８５０℃以上１０００℃以下で溶融・発泡させ、且つ、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子とが、製造される発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に分散するようにした。

尚、請求項２に記載の発泡ガラスの製造方法は、必要により、ＳｉＣ、ＣａＣＯ_３、貝殻などの発泡剤を添加してもよい。

請求項４に記載の発泡ガラスの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発泡ガラスの製造方法の、ガラスが、ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラスである。

請求項５に記載の発泡ガラスの製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の発泡ガラスの製造方法の、ガラスが、廃ガラスである。

請求項６に記載の発泡ガラスは、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子が分散した状態になっている。

請求項７に記載の発泡ガラスは、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子が分散した状態になっている、発泡ガラス。

尚、炭酸カルシウム源としては、貝殻（廃棄物）を用いたり、硫酸カルシウム源として、石膏（廃棄物）を用いれば、廃ガラス、貝殻（廃棄物）石膏（廃棄物）の有効利用（リサイクル）が図れる。

また、酸化第二鉄源として、くず鉄（くず鉄中の酸化第二鉄）を用いれば、廃ガラス、くず鉄（くず鉄中の酸化第二鉄）の有効利用（リサイクル）が図れる。

請求項１又は請求項２に記載の発泡ガラスの製造方法では、消石灰（水酸化カルシウム）を用いている。

この消石灰は、発泡剤としての機能を有しているが、この発泡ガラスの製造方法では、製造される発泡ガラス中に混合物中に含有させた消石灰の一部が、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムとして分散した状態になっている。

この発泡ガラスの製造方法により製造される発泡ガラスでは、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムが分散した状態になっているので、製造される発泡ガラス中に、ヒ素（Ａｓ）が含まれていても、この水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの働きにより、発泡ガラスから環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出が防止される。

また、この発泡ガラスでは、その内部にも水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムが分散した状態になっているので、表面にのみ、消石灰が塗布又は付着しているものに比較して効果が持続するという効果や、発泡ガラスから環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出が防止される。

請求項３に記載の発泡ガラスの製造方法は、水酸化カルシム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分を用いており、且つ、この発泡ガラスの製造方法により製造される発泡ガラスでは、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子が分散した状態になっているので、製造される発泡ガラス中に、重金属類（ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）が含まれていても、この水酸化カルシム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の一部の粒子と、水酸化カルシウムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子の働きにより、発泡ガラスから環境中への重金属類（ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の溶出が防止される。

また、この発泡ガラスでは、その内部にも水酸化カルシム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分が分散した状態になっているので、表面にのみ、水酸化カルシム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の一部が塗布又は付着しているものに比較して効果が持続するという効果や、発泡ガラスから環境中への重金属類（ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の溶出が防止される。

請求項４に記載の発泡ガラスの製造方法は、家庭からの廃材として出される、ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラスを原料としているので、ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラスの有効利用（リサイクル）及び安全性に優れた、人工軽量骨材や建築用断熱材、防音材その他の発泡ガラスの市場への供給が可能となる。

請求項５に記載の発泡ガラスの製造方法では、原料ガラスとして、廃ガラスを使用している。

この発泡ガラスの製造方法では、廃ガラスから発泡ガラスを製造するようにしているので、家庭廃棄物又は産業廃棄物として排出される廃ガラスの有効利用（リサイクル）及び安全性に優れた、人工軽量骨材や建築用断熱材、防音材その他の発泡ガラスの市場への供給が可能となる。

請求項６に記載の発泡ガラスは、発泡ガラス発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシウムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子が分散した状態になっている。

従って、発泡ガラスの原料中に、ヒ素（Ａｓ）が含まれていても、この水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの働きにより、発泡ガラスから環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出が防止される。

また、この発泡ガラスでは、その内部にも消石灰が分散した状態になっているので、表面にのみ、消石灰が塗布又は付着しているものに比較して効果が持続し、発泡ガラスから環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出が防止される。

請求項７に記載の発泡ガラスは、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子と、水酸化カルシウムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子とが分散した状態になっている。

従って、発泡ガラスの原料中に、重金属類（ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）が含まれていても、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分と、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの働きにより、発泡ガラスから環境中への重金属類（ヒ素（Ａｓ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の溶出が防止される。

以下、本発明に係る発泡ガラスの製造方法及び発泡ガラスについて、図面を参照しながら説明する。

（ヒ素（Ａｓ）の溶出を防止する発泡ガラスについて）
図１は、本発明に係る発泡ガラスを概略的に示す模式図である。

この発泡ガラス１は、多孔質の孔部２を有する。また、孔部２の表面や、ガラス質部分内に水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子３・・・を有している。

次に、この発泡ガラス１の製造方法について説明する。

図２は、発泡ガラス１の製造工程を概略的に説明する工程図である。

発泡ガラス１を製造する際には、例えば、廃ガラス（例えば、ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラス）を原料とする（ステップＳ１を参照）。

次に、原料ガラス（廃ガラス）を粗破砕（ステップＳ２を参照）した後、微粉砕する（ステップＳ３を参照）。

次に、粒度選別をし、例えば、５００μｍ以下のものは、次工程へ送り、５００μｍを越えるものについては、微粉砕の工程へ送るようにする（ステップＳ３を参照）。

次に、以上により得たガラスパウダーに対し、消石灰を添加する。

ここで、消石灰は、発泡剤としての機能を有するが、本発明では、発泡ガラスにした後にも、発泡ガラス中に消石灰の一部に由来する水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子が残るような量を見越して、ガラスパウダーに対し、消石灰を添加する。

ここで、消石灰の添加量は、０．５重量％以上１０重量％以下の範囲とすることが好ましい。これは、消石灰の添加量は、０．５重量％未満の場合には、発泡ガラス中から環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出防止能が不十分となる。一方、消石灰を１０重量％を越える量を添加しても、発泡ガラス中から環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出防止能の向上が見られなくなるからである。

また、実験に基づけば、消石灰の添加量は、０．５重量％以上５重量％以下の範囲でも十分である。また、実験に基づけば、消石灰を５重量％を超える量を添加しても、発泡ガラス中から環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出防止能の向上が見られなくなっていた（以上については、図３を参照）。

また、必要により、発泡剤として、例えば、ＳｉＣ、ＣａＣＯ_３、貝殻などの発泡剤を添加してもよい。

また、添加する消石灰は、０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲にあることが好ましい。

次に、ガラスパウダーと、消石灰とを均一になるまで混合する。

ガラスパウダー、消石灰に、更に、必要により発泡剤を添加した場合は、これらを均一になるまで、混合する（以上について、ステップＳ４を参照）。

次に、以上の工程において準備した混合物を焼成（ステップＳ５を参照）を参照し、発泡させることで、発泡ガラスを製造する。

この時、焼成温度は、７００℃以上１１００℃以下の範囲の温度（より好ましくは、８５０℃以上１０００℃以下の範囲の温度）とし、製造される発泡ガラス中に、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子が存在している状態で、焼成工程を終了し、冷却して（ステップＳ６を参照）、製品（水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子が分散した状態になっている発泡ガラス）を炉から取り出す。

図３は、発泡ガラスのヒ素（Ａｓ）溶出量と、消石灰の添加量との相関関係を示すグラフである。

図３中、ａ〜ｉの各々は、作製した発泡ガラスを示しており、図３中に、ａ〜ｉの各々に対応させて、作製した発泡ガラスの作製条件（発泡剤の種類及び使用の有無、焼成温度）を示している。

ヒ素（Ａｓ）の溶出量を、０．０１ｍｇ／リットルを基準値とした場合、用いたガラス原料によっても異なるが、消石灰の添加量を０．５重量％以上にすれば、発泡ガラスから溶出されるヒ素（Ａｓ）を基準値以下にできることが、明らかになった。

この発泡ガラス１では、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子３・・・が分散した状態になっているので、製造される発泡ガラス中に、ヒ素（Ａｓ）が含まれていても、この水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの働きにより、発泡ガラス１から環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出が防止される。

また、この発泡ガラス１では、その内部にも水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子３・・・が分散した状態になっているので、表面にのみ、消石灰が塗布又は付着しているものに比較して効果が持続するという効果や、粉砕して使用しても、発泡ガラスから環境中へのヒ素（Ａｓ）の溶出が防止される。

また、この例に示す発泡ガラスの製造方法は、家庭から排出される、廃ガラス（ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラス）を原料としているので、廃ガラス（ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラス）の有効利用（リサイクル）及び安全性に優れた、人工軽量骨材や建築用断熱材、防音材その他の発泡ガラスの市場への供給が可能となる。

（重金属類の溶出を防止する発泡ガラスについて）
発泡剤として、ＳｉＣを用い、添加剤として、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）又は活性炭を用いる以外は、図２に示す発泡ガラスの製造方法と同様にして、添加剤（場合によっては、添加剤とその酸化物、又は添加剤の酸化物）が発泡ガラス中に分散した種々の発泡ガラスを作製した。

発泡剤（ＳｉＣ）は、０．５％とした。

また、添加剤の添加量は、０．５重量％以上１０重量％以下の範囲とすることが好ましい。これは、添加量は、０．５重量％未満の場合には、発泡ガラス中から環境中への重金属類の溶出防止能が不十分となる。一方、添加剤を１０重量％を越える量を添加しても、発泡ガラス中から環境中への重金属類の溶出防止能の向上が見られなくなるからである。

発泡剤として、ＳｉＣを使用する以外にも、ＣａＣＯ_３、貝殻などの発泡剤を添加するようにしても良い。

まず、ガラスパウダーと、発泡剤と、各種の添加剤とを均一になるまで混合する。

次に、以上の工程において準備した混合物を焼成し、発泡させることで、発泡ガラスを製造する。

この時、焼成温度は、７００℃以上１１００℃以下の範囲の温度（より好ましくは、８５０℃以上１０００℃以下の範囲の温度）とし、製造される発泡ガラス中に、添加剤の粒子が存在している状態で、焼成工程を終了し、冷却して、製品（添加剤の粒子が分散した状態になっている発泡ガラス）を炉から取り出す。

次に、得られた発泡ガラスについて、環境庁告示第４６号法溶出試験（土壌環境基準）を行った。
尚、カドミウムについては、元々ガラス中にほとんど含まれていない為、含まれていても溶出し難いものなので、図４のような溶出試験結果になっている。（以下図５〜図１０についても、カドミウム（Ｃｄ）の溶出試験結果においても同様である。）
図４は、添加剤として、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）の添加量との相関関係を示すグラフである。

図４の結果から明らかなように、廃ガラス中に、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、ヒ素（Ａｓ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、廃ガラス中に、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）を０．５重量％以上２重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、鉛（Ｐｂ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、図４から明らかなように、廃ガラスに添加する水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）は、特に、発泡ガラス中から、ヒ素（Ａｓ）の溶出を防止するのに効果がある。

図５は、添加剤として、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）の添加量との相関関係を示すグラフである。

図５の結果から明らかなように、廃ガラス中に、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、鉛（Ｐｂ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、鉛（Ｐｂ）の溶出防止効果は、０．５重量％以上１０重量％以下の範囲では、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）の添加量を増やすのに概ね正の関係で、表れることが判った。

また、廃ガラス中に、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出がほとんど見られなかった。

また、廃ガラス中に、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、セレン（Ｓｅ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、図５から明らかなように、廃ガラスに添加するリン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）は、特に、発泡ガラス中から、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）及びセレン（Ｓｅ）の溶出を防止するのに効果がある。

また、図５から明らかなように、廃ガラスに添加するリン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）は、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）の添加量が、０．５重量％から１０重量％の範囲では、添加量と概ね正の関係でヒ素（Ａｓ）の溶出を抑制できる。

図６は、添加剤として、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）の添加量との相関関係を示すグラフである。

添加剤として、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）を用いた場合、製造した発泡ガラス中には、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）及び／又は酸化カルシウム（ＣａＯ）が分散した状態になっている。

図６の結果から明らかなように、廃ガラス中に、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）を０．５重量％以上１０重量％下配合して作製した発泡ガラスは、鉛（Ｐｂ）の溶出がほとんど見られなかった。また、鉛（Ｐｂ）の溶出防止効果は、０．５重量部以上１０重量部以下の範囲では、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）の添加量を増やすのに概ね正の関係で、表れることが判った。

また、廃ガラス中に、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出がほとんど見られなかった。

また、廃ガラス中に、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、セレン（Ｓｅ）の溶出濃度（ｍｇ／リットル）を０．０１（ｍｇ／リットル）以下にすることが明らかになった。

また、図６から明らかなように、廃ガラスに添加する硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）は、特に、発泡ガラス中から、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）の溶出を防止するのに効果がある。

図７は、添加剤として、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）の添加量との相関関係を示すグラフである。

添加剤として、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を用いた場合、製造した発泡ガラス中には、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）及び／又は酸化カルシウム（ＣａＯ）が分散した状態になっている。

炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）源として、例えば、貝殻（廃棄物）を用いれば、廃ガラス、貝殻（廃棄物）の有効利用が図れる。

図７の結果から明らかなように、廃ガラス中に、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を１重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、鉛（Ｐｂ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、廃ガラス中に、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を１重量％以上６重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出量（ｍｇ／リットル）を、０．０１ｍｇ／リットル以下にすることができることが判った。

また、廃ガラス中に、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、セレン（Ｓｅ）の溶出量（ｍｇ／リットル）を、０．０１ｍｇ／リットル以下にすることができることが判った。

また、図７から明らかなように、廃ガラスに添加する炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）は、特に、発泡ガラス中から、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）の溶出を防止するのに効果がある。

図８は、添加剤として、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の添加量との相関関係を示すグラフである。

酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）源として、例えば、くず鉄（くず鉄中の酸化第二鉄）を用いれば、廃ガラス、くず鉄の有効利用が図れる。

図８の結果から明らかなように、廃ガラス中に、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、鉛（Ｐｂ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、廃ガラス中に、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、ヒ素（Ａｓ）の溶出防止に効果があることが判った。

また、廃ガラス中に、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）の溶出防止に効果があることが判った。

また、廃ガラス中に、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出がほとんど見られなかった。

また、廃ガラス中に、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、セレン（Ｓｅ）の溶出量（ｍｇ／リットル）を、０．０１ｍｇ／リットル以下にすることができることが判った。

また、図８から明らかなように、廃ガラスに添加する酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）は、特に、発泡ガラス中から、鉛（Ｐｂ）、ヒ素（Ａｓ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）の溶出を防止するのに効果がある。

図９は、添加剤として、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）の添加量との相関関係を示すグラフである。

図９の結果から明らかなように、廃ガラス中に、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）を１．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、鉛（Ｐｂ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、廃ガラス中に、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、ヒ素（Ａｓ）の溶出防止に効果があることが判った。

また、廃ガラス中に、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）の溶出防止に効果があることが判った。

また、廃ガラス中に、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出がほとんど見られなかった。

また、図９から明らかなように、廃ガラスに添加する硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）は、特に、発泡ガラス中から、鉛（Ｐｂ）、ヒ素（Ａｓ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出を防止するのに効果がある。

図１０は、添加剤として、活性炭を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、活性炭の添加量との相関関係を示すグラフである。

図１０の結果から明らかなように、廃ガラス中に、活性炭を０．５重量％以上１０重量％以下配合して作製した発泡ガラスは、鉛（Ｐｂ）の溶出がほとんど見られなかった。

また、鉛（Ｐｂ）の溶出防止効果は、０．５重量％以上１０重量％以下の範囲では、活性炭の添加量を増やすのに概ね正の関係で、表れることが判った。

また、廃ガラス中に、活性炭を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出量（ｍｇ／リットル）を、０．０５ｍｇ／リットル以下にすることができることが判った。

また、廃ガラス中に、活性炭を０．５重量％以上１０重量％以下配合して製造した発泡ガラスは、セレン（Ｓｅ）の溶出量（ｍｇ／リットル）を、０．０１ｍｇ／リットル以下にすることができることが判った。

また、図１０から明らかなように、廃ガラスに添加する活性炭は、特に、発泡ガラス中から、鉛（Ｐｂ）、セレン（Ｓｅ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）の溶出を防止するのに効果がある。

図４〜図１０の結果より明らかなように、上記した発泡ガラスでは、重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の溶出を抑制する添加剤及び/又はその酸化物の粒子が分散した状態になっているので、製造される発泡ガラス中に、重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）が含まれていても、添加剤及び/又はその酸化物の働きにより、発泡ガラスから環境中への重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の溶出が防止される。

また、これらの発泡ガラスでは、環境庁告示第４６号法溶出試験（土壌環境基準）に基づき、基準として、カドミウム（Ｃｄ）０．０１ｍｇ／リットル以下、鉛（Ｐｂ）０．０１ｍｇ／リットル以下、６価クロム（Ｃｒ^６＋）０．０５ｍｇ／リットル以下、セレン（Ｓｅ）０．０１ｍｇ／リットル以下とし、これに対し、図４〜図１０の結果より明らかなように、上記した発泡ガラスでは、重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の溶出の予防または、溶出が防止される。

また、これらの発泡ガラスでは、その内部にも添加剤及び/又はその酸化物の粒子が分散した状態になっているので、表面にのみ、添加剤が塗布又は付着しているものに比較して効果が持続するという効果や、粉砕して使用しても、発泡ガラスから環境中への重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の溶出が防止される。

また、この例に示す発泡ガラスの製造方法は、家庭から排出される、廃ガラス（ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラス）を原料としているので、廃ガラス（ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラス）の有効利用（リサイクル）及び安全性に優れた、人工軽量骨材や建築用断熱材、防音材その他の発泡ガラスの市場への供給が可能となる。

ヒ素（Ａｓ）やその他の重金属類（カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、セレン（Ｓｅ）など）の環境中への溶出のない、安全性に優れた、発泡ガラス製の人工軽量骨材や建築用断熱材、防音材などを市場に提供することができる。

本発明に係る発泡ガラスを概略的に示す模式図である。 図１に示す発泡ガラスの製造工程を概略的に説明する工程図である。 本発明に係る発泡ガラスのヒ素（Ａｓ）溶出量と、消石灰の添加量との相関関係を示すグラフである。 添加剤として、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）の添加量との相関関係を示すグラフである。 添加剤として、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、リン酸カルシウム（ＣａＰＯ_４）の添加量との相関関係を示すグラフである。 添加剤として、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ_４）の添加量との相関関係を示すグラフである。 添加剤として、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）の添加量との相関関係を示すグラフである。 添加剤として、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）の添加量との相関関係を示すグラフである。 添加剤として、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、硫酸第二鉄（Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３）の添加量との相関関係を示すグラフである。 添加剤として、活性炭を用いた発泡ガラスのカドミウム（Ｃｄ）、全クロム（Ｔ−Ｃｒ）、鉛（Ｐｂ）、６価クロム（Ｃｒ^６＋）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）の溶出量と、活性炭の添加量との相関関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 発泡ガラス
２ 孔
３ 水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子

Claims (7)

1. 粉砕したガラスと、発泡ガラスにした後に、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシウムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子が残るような量を見越した量の消石灰とを含む混合物を７００℃以上１１００℃以下の温度で溶融・発泡させ、且つ、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシウムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子が、製造される発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に分散するようにした、発泡ガラスの製造方法。
2. 前記発泡ガラスにした後に、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシウム及び／又は酸化カルシウムの粒子が残るような量を見越した量の消石灰の添加量が、前記破砕したガラスに対して、０．５重量％以上１０重量％以下の量である、請求項１に記載の発泡ガラスの製造方法。
3. 粉砕したガラスと、発泡ガラスにした後に、発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子の粒子が残るような量を見越した量の水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子とを含む混合物を７００℃以上１１００℃以下の温度で溶融・発泡させ、且つ、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子が、製造される発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に分散するようにした、発泡ガラスの製造方法。
4. 前記ガラスが、ホウケイ酸ガラス及び／又はソーダ石灰ガラスである、請求項１〜３のいずれかに記載の発泡ガラスの製造方法。
5. 前記ガラスが、廃ガラスである、請求項１〜４のいずれかに記載の発泡ガラスの製造方法。
6. 発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシムの粒子及び／又は酸化カルシウムの粒子が分散した状態になっている、発泡ガラス。
7. 発泡ガラスの多孔質の孔部の表面や、ガラス質部分内に、製造される発泡ガラスから重金属類の溶出を防止するための、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化第二鉄、硫酸第二鉄及び活性炭の群から選択される少なくとも１成分の粒子が分散した状態になっている、発泡ガラス。

Images