(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄ガラスを破砕する破砕工程と、破砕工程で破砕された廃棄ガラスに発泡材を含む原料破砕物を焼成炉（１）で発泡状態に焼結する焼成工程とからなるガラス発泡体の製造方法において、
破砕工程において、原料破砕物を焼成する焼成炉（１）に廃棄ガラスを搬入して焼成炉（１）で加熱し、その後に急冷して破砕し、あるいは急冷した廃棄ガラスを破砕機（５）で破砕することを特徴とするガラス発泡体の製造方法。
【請求項２】
焼成炉（１）の上部に原料破砕物を移送して焼成し、焼成炉（１）の下部に廃棄ガラスを移送させて加熱する請求項１に記載のガラス発泡体の製造方法。
【請求項３】
破砕された廃棄ガラスに発泡材を含む原料破砕物を発泡状態に焼成する焼成炉（１）を備えるガラス発泡体の製造装置において、
焼成炉（１）が、原料破砕物を焼成温度まで加熱して移送する焼成コンベア（２）と、廃棄ガラスを加熱する加熱コンベア（３）を備えると共に、この加熱コンベア（３）の排出側には、焼成炉（１）で加熱された廃棄ガラスを急冷する冷却機（４）を設けており、
廃棄ガラスを加熱コンベア（３）で焼成炉（１）に移送して加熱し、加熱された廃棄ガラスを冷却機（４）で急冷して破砕し、あるいは急冷した廃棄ガラスを破砕機（５）で破砕するようにしてなることを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項４】
焼成炉（１）の上部に焼成コンベア（２）を配設して、焼成炉（１）の下部に加熱コンベア（３）を配設している請求項３に記載するガラス発泡体の製造装置。
【請求項５】
冷却機（４）が、加熱された廃棄ガラスに散水して急冷する請求項３に記載するガラス発泡体の製造装置。
【請求項６】
焼成コンベア（２）の排出側に、焼成されたガラス発泡体を急冷する急冷破砕機（９）を設けてなる請求項３に記載されるガラス発泡体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄ガラスを有効に再利用するために、これを破砕して発泡状態に焼成してガラス発泡体とする製造方法と、この方法に使用する製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄ガラスは発泡している状態に焼成して有効に再利用できる。ガラス発泡体は、たとえば、数センチの大きさの粒状として、地盤の改良材として地中に埋設される。地中に埋設されたガラス発泡体は、地面の排水をよくして水溜りができるのを有効に阻止する。ガラス発泡体は無機の発泡体であるために、極めて優れた耐候性と耐久性があって、地面の排水性を長期間にわたって維持できる特長がある。また、地中に埋設するガラス発泡体は、色等に制約を受けないので、種々の色の廃棄ガラスを原料として有効に利用できる特長がある。
【０００３】
さらに、ガラス発泡体は、優れた断熱特性と耐久性が生かされて、建物やドア等の断熱材や芯材にも使用される。この種の用途においても、表面に現れないので種々の廃棄ガラスを原料として使用できる。
【０００４】
この種の用途に原料として使用される廃棄ガラスは、ほとんどがガラス瓶の廃棄物である。ガラス板の廃棄物もあるが、ガラス瓶に比較するとガラス板の使用量は極めて少量である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、図１に示すように、廃棄ガラスを、大きく破砕する粗砕機とさらに小さく破砕する微粉砕する粉砕機からなる破砕機１４で破砕し、破砕された廃棄ガラスにミキサー１５で発泡材を添加し、発泡材を添加した原料破砕物を焼成炉１に供給して、発泡状態に焼結してガラス発泡体を製造していた。この方法は、廃棄ガラスを破砕する工程で、多量の汚い粉塵が周囲に飛散した。とくに、廃棄ガラスにガラス瓶を使用すると、粉塵の発生量が著しく多くなる。ガラス瓶に残存している内容物、あるいは内部に侵入した塵、あるいはまた表面に付着しているラベル等が、破砕するときに微細な粉塵として飛散するからである。ガラス瓶を綺麗に洗浄して破砕し、あるいは、ガラス瓶に代わってガラス板を使用して破砕時の粉塵を少なくできる。ただ、廃棄されるガラス瓶を洗浄することは、処理コストを無視すればともかく、実際には到底に実現できない。また、ガラス瓶ではなくて、原料をガラス板を特定すると、絶対量が極減してしまう欠点がある。また、種々の廃棄ガラスが混在しているものを有効に再利用することもできなくなる。
【０００６】
さらに、廃棄ガラスを破砕する工程は、極めて大きな騒音も発生するので、騒音公害の原因となっている。騒音が大きいと、十分に遮音するのは極めて難しい。このため、廃棄ガラスを破砕する工程では、多量の粉塵と、大きな騒音によって極めて作業環境が悪くなっているのが実状である。
【０００７】
さらにまた、廃棄ガラスを破砕する破砕機は、大馬力のモーターで駆動されるので、電力消費も大きく、能率よく廃棄ガラスを破砕できる技術が切望されている。
【０００８】
本発明は、このような従来の欠点を解決することを目的に開発されたものであって、本発明の大切な目的は、廃棄ガラスを破砕する工程における粉塵の発生量を極減して、種々の廃棄ガラスを能率よく破砕してガラス発泡体を製造する方法と装置とを提供することにある。
【０００９】
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、焼成炉を破砕機に併用することにより、極めて簡単な装置で、騒音レベルを低下して能率よく破砕してガラス発泡体を製造する方法と装置とを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のガラス発泡体の製造方法は、廃棄ガラスを破砕する破砕工程と、破砕工程で破砕した廃棄ガラスに発泡材を含む原料破砕物を焼成炉１で発泡状態に焼結する焼成工程とからなる。
さらに、本発明の請求項１のガラス発泡体の製造方法は、原料破砕物を焼成する焼成炉１に廃棄ガラスを搬入して、この焼成炉１で廃棄ガラスを加熱し、加熱された廃棄ガラスを急冷して破砕し、あるいは急冷した廃棄ガラスを破砕機５で破砕する。
【００１１】
本発明の請求項２のガラス発泡体の製造方法は、焼成炉１の上部に原料破砕物を移送して焼成し、焼成炉１の下部に廃棄ガラスを移送させて加熱する。
【００１２】
本発明の請求項３のガラス発泡体の製造装置は、破砕された廃棄ガラスに発泡材を含む原料破砕物を発泡状態に焼成する焼成炉１を備える。焼成炉１は、原料破砕物を焼成温度まで加熱して移送する焼成コンベア２と、廃棄ガラスを加熱する加熱コンベア３とを備える。焼成炉１の排出側には、焼成炉１で加熱された廃棄ガラスを急冷する冷却機４を設けている。廃棄ガラスを加熱コンベア３で焼成炉１に移送して加熱し、加熱された廃棄ガラスを冷却機４で急冷して破砕し、あるいは急冷した廃棄ガラスを破砕機５で破砕する。
【００１３】
本発明の請求項４のガラス発泡体の製造装置は、焼成炉１の上部に焼成コンベア２を配設して、焼成炉１の下部に加熱コンベア３を配設している。
【００１４】
さらに、本発明の請求項５のガラス発泡体の製造装置は、加熱された廃棄ガラスに散水して急冷する冷却機４を備え、請求項６のガラス発泡体の製造装置は、焼成コンベア２の排出側に急冷破砕機９を設けて、焼成されたガラス発泡体を急冷して破砕する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための具体例を示するものであって、本発明はガラス発泡体の製造装置と製造方法を下記のものに特定しない。
【００１６】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１７】
図２に示すガラス発泡体の製造装置は、ガラス瓶やガラス板等の廃棄ガラスを加熱した後に急冷して破砕し、破砕した廃棄ガラスに発泡材等の添加物を添加した原料破砕物を発泡状態に焼成してガラス発泡体とする。
【００１８】
この図の製造装置は、廃棄ガラスを蓄えるホッパー６と、ホッパー６から供給される廃棄ガラスを加熱して焼成する焼成炉１と、焼成炉１で加熱された廃棄ガラスを急冷する冷却機４と、冷却機４で急冷された廃棄ガラスを破砕する破砕機５と、破砕機５で破砕された廃棄ガラスに発泡材等の添加物を添加した原料破砕物を蓄える原料タンク７とを備える。
【００１９】
ホッパー６は、ガラス瓶やガラス板等の廃棄ガラスを蓄えて、焼成炉１の加熱コンベア３に供給する。ホッパー６は下端にフィーダー８を備えている。フィーダー８はホッパー６の廃棄ガラスを加熱コンベア３に定量供給する。
【００２０】
焼成炉１は、廃棄ガラスを下部で加熱して、原料破砕物を中央部ないし上部で焼成する。焼成炉１はトンネル炉で、原料破砕物を焼成温度まで加熱して移送する焼成コンベア２を上部に水平に配設し、廃棄ガラスを加熱する加熱コンベア３を下部に配設している。焼成炉１は内部でガスを燃焼させて所定の温度に焼成、加熱するガス炉である。焼成炉１は、焼成コンベア２で供給される原料破砕物の焼成温度を、たとえば７５０〜１０００℃、好ましくは８００〜９５０℃、さらに好ましくは８００〜９００℃とする。加熱コンベア３で供給される廃棄ガラスの加熱温度は、たとえば４００〜８００℃、好ましくは４００〜７５０℃、さらに好ましくは４００〜７００℃とする。
【００２１】
図に示す焼成炉１は、焼成コンベア２の排出側にガラス発泡体の急冷破砕機９を設けている。急冷破砕機９は、焼成コンベア２で発泡状態に焼結されたガラス発泡体に散水する散水ノズル１０を有する。散水ノズル１０はガラス発泡体を急冷して、平均粒径を５〜３０ｍｍとする固形状に破砕する。この構造の焼成炉１は、ガラス発泡体を所定の大きさに破砕して排出できる。
【００２２】
冷却機４は、焼成炉１で加熱された廃棄ガラスを急冷する。図の冷却機４は、加熱コンベア３に載って移送されてくる廃棄ガラスに散水して急冷する散水ノズル１１を備える。散水ノズル１１は、加熱コンベア３の上方に位置して下向きに配設される。散水ノズル１１は、加熱コンベア３で焼成炉１から排出される廃棄ガラスに散水して急冷する。
【００２３】
急冷された廃棄ガラスは、破砕機５で破砕される。破砕機５は廃棄ガラスを破砕できる全ての機械、たとえば、ボールミル等の破砕機が使用できる。破砕機は、ボールミルに代わってジョウクラッシャーやロールクラッシャー等も使用できる。破砕機５は、加熱後に急冷されて無数のひび割れのある破砕されやすい廃棄ガラスを破砕する。破砕機５は、たとえば廃棄ガラスの平均粒径が０．５〜２ｍｍ、好ましく０．５〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．５〜１．２ｍｍとなるように破砕する。
【００２４】
破砕機５で破砕された廃棄ガラスは、図２の鎖線で示す混合機１３で発泡材を混合して原料破砕物とする。ただし、発泡材は、破砕機に供給される廃棄ガラスに添加して破砕機で混合することもできる。発泡材には、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、カーボン、炭酸マグネシウム、ドロマイト、炭酸ナトリウム、炭酸ソーダ等を使用する。さらに、原料破砕物は、発泡材に加えて、無機質材を粉粒体とした添加物を混合することもできる。添加物の添加量は、たとえば、０〜５０重量％とすることができる。添加物には、ホウ砂、パーライト、バーミクライト、軽石、火山れき、膨張スラグ、膨張けつ岩等を使用する。
【００２５】
さらに、原料破砕物は、添加材として、焼成するときに低い温度で溶融するフラックスやフリットを添加することもできる。フラックスやフリットの添加量は、０〜３０重量％とする。フラックスやフリットは、低い焼成温度で溶融して廃棄ガラスを焼結する。フラックスやフリットは、屈伏点を５００〜７００℃とするものを使用する。
【００２６】
フリットには、例えば、鉛白１１６重量部、長石１１１重量部、珪砂２８重量部、石灰石２０重量部、亜鉛科１２重量部、粘土２１重量部の混合物を溶融して粉砕したもの、あるいは、珪砂６０重量部、硝石２２重量部、食塩７．２重量部、みょうばん３．６重量部、ソーダ灰３．６重量部、石膏３．６重量部の混合物を溶融して粉砕したもの等が使用できる。フリットは、混合材料でもって融点が調整できる。
【００２７】
原料破砕物は原料タンク７に蓄えられて、焼成炉１の焼成コンベア２に供給される。原料タンク７は、原料破砕物を焼成コンベア２に供給するフィーダー１２を下部に備えている。原料タンク７の原料破砕物は、フィーダー１２で焼成コンベア２に供給される。原料破砕物は、連続運転される焼成コンベア２に定量供給され、焼成炉１を通過して発泡状態に焼結される。
【００２８】
［実施例１］
下記のようにして、粒状に破砕されたガラス発泡体を製造する。
▲１▼  ガラス瓶であるソーダガラスの廃棄ガラスを、ホッパーから加熱コンベアに供給する。加熱コンベアに供給された廃棄ガラスは、焼成炉を通過して約５００℃に加熱される。
▲２▼  加熱コンベアの排出側に設けている冷却機で、加熱された廃棄ガラスに散水して急冷する。この状態で廃棄ガラスには無数の微細な割れが発生する。
▲３▼  急冷した廃棄ガラスに、発泡材として炭化ケイ素を添加して破砕機に供給する。発泡材の添加量は、廃棄ガラス９９．５重量％に対して０．５重量％とする。
▲４▼  破砕機は、廃棄ガラスを破砕すると共に発泡材を混合して原料破砕物とする。破砕機は、廃棄ガラスを平均粒径が約１ｍｍとなる粒径に破砕する。
▲５▼  原料破砕物を焼成コンベアの上に、幅８００ｍｍ、厚さ１５ｍｍに供給する。焼成コンベアは、焼成炉を通過して上に載せている原料破砕物を発泡状態に焼成する。ガラス発泡体は、約３倍に発泡して約４５ｍｍの厚さとなる。この工程において、原料破砕物は焼成コンベアに載せられて、焼成炉の入口から出口にいたる時間は３時間、焼成温度は８５０℃とする。
▲６▼  発泡状態に焼成されたガラス発泡体を、焼成炉から出る部分で急冷破砕機で急冷する。急冷破砕機は、ガラス発泡体に散水して急冷する。ただし、急冷破砕機は、冷たい空気をガラス発泡体に吹き付けて急冷することもできる。急冷破砕機で急冷されたガラス発泡体は、熱収縮して粒状に破壊される。とくに、ガラス発泡体は内部に高温の気体を含む状態で発泡しているので、熱収縮によって能率よく破壊される。破壊されたガラス発泡体は、平均粒径が５〜３０ｍｍとなる。
【００２９】
この製造方法により、廃棄ガラスは能率よく小さく破砕されて、均一に発泡した粒状のガラス発泡体となった。とくに、破砕工程における粉塵の飛散が極めて少なく、１回の破砕で廃棄ガラスは小さく破砕される。さらに、この実施例で製作したガラス発泡体は、独立気泡が多い状態で発泡しており、地中に埋設するなどの使用状態において、吸水率の少ない高品質なものが得られた。
【００３０】
［実施例２］
下記のようにして粒状のガラス発泡体を製造する。
原料破砕物の混合比を、９８重量％の廃棄ガラスと、１重量％のホウ砂と、０．５重量％の炭化ケイ素と、０．５重量％の炭酸カルシウムとし、さらに、廃棄ガラスを加熱コンベアで加熱する温度を５５０℃とし、さらに、原料破砕物の焼成温度を９００℃とする以外、実施例１と同じようにして、ガラス発泡体を製作する。原料破砕物に含まれる炭化ケイ素と炭酸カルシウムは発泡材である。廃棄ガラスには、９０重量％の瓶ガラスに、１０重量％の板ガラスが混在しているものを使用する。
【００３１】
この製造方法によっても、廃棄ガラスは能率よく小さく破砕されて、均一に発泡した粒状のガラス発泡体となった。破砕工程における粉塵の飛散も極めて少なく、１回の破砕で廃棄ガラスは小さく破砕された。さらに、この実施例で製作したガラス発泡体は、独立気泡と連続気泡の両方を含む状態で発泡しており、水分を透過させるフィルターのような使用状態において優れた物性を示す。
【００３２】
［実施例３］
下記のようにして粒状のガラス発泡体を製造する。
原料破砕物の混合比を、９０重量％の廃棄ガラスと、９重量％のパーライトと、１重量％の発泡材であるドロマイトとを使用する以外、実施例１と同じようにして、ガラス発泡体を製作する。
【００３３】
この製造方法により、廃棄ガラスは能率よく小さく破砕されて、均一に発泡した粒状のガラス発泡体となった。とくに、破砕工程における粉塵の飛散も極めて少なく、１回の破砕で廃棄ガラスは小さく破砕された。この実施例で製作したガラス発泡体は軽くて、比重が小さくなった。
【００３４】
［実施例４］
下記のようにして粒状のガラス発泡体を製造する。
原料破砕物の混合比を、８４．５重量％の廃棄ガラスと、１５％のフリットと、０．５重量％の発泡材である炭酸マグネシウムとし、さらに、廃棄ガラスを加熱コンベアで加熱する温度を４００℃とし、さらに、原料破砕物の焼成温度を７５０℃とする以外、実施例１と同じようにして、ガラス発泡体を製作する。廃棄ガラスには、９０重量％の瓶ガラスに、１０重量％の板ガラスが混在しているもの使用した。さらに、フリットには、鉛白１１６重量部、長石１１１重量部、珪砂２８重量部、石灰石２０重量部、亜鉛科１２重量部、粘土２１重量部の混合物を溶融して粉砕したものを使用した。
【００３５】
この製造方法によっても、廃棄ガラスは能率よく小さく破砕されて、均一に発泡した粒状のガラス発泡体となった。破砕工程における粉塵の飛散も極めて少なく、１回の破砕で廃棄ガラスは小さく破砕された。
【００３６】
以上の実施例は、焼成炉で加熱、急冷した廃棄ガラスを破砕機で破砕している。本発明の製造方法と製造装置は、廃棄ガラスを焼成炉で加熱する温度を高くすることにより、破砕機を使用することなく、散水して小さく破砕して原料破砕物とすることもできる。
【００３７】
［比較例４］
比較のために、ガラス発泡体を加熱、急冷しないで、実施例１と同じ装置を使用し、同じ条件で同じ廃棄ガラスを破砕した。この方法は、加熱しない廃棄ガラスを破砕したので、実施例１と同じ条件で破砕したにもかかわらず、破砕された廃棄ガラスの平均粒径は約２．５ｍｍと極めて大きくなった。この状態では微細な発泡状態に焼結できなので、別の破砕機を使用してさらに小さく破砕する必要があった。さらに、破砕工程において、廃棄ガラスに付着している異物によって、多量の粉塵が飛散した。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、種々の異物が混在している廃棄ガラスを破砕する工程において粉塵の発生量を極減して、種々の廃棄ガラスを能率よく小さく破砕して均一なガラス発泡体を製造できる。それは、本発明の製造方法と製造装置とが、原料破砕物を焼成する焼成炉で廃棄ガラスを加熱し、その後に急冷して破砕するからである。
【００３９】
さらに、本発明は、原料破砕物の焼成炉で廃棄ガラスを加熱、急冷するので、焼成炉を破砕機の一部に併用して、装置全体を簡素化して、しかも破砕するときの騒音レベルを低下して能率よく破砕できる特長も実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のガラス発泡体の製造装置の概略図
【図２】本発明の実施例のガラス発泡体の製造装置の概略図
【符号の説明】
１…焼成炉
２…焼成コンベア
３…加熱コンベア
４…冷却機
５…破砕機
６…ホッパー
７…原料タンク
８…フィーダー
９…急冷破砕機
１０…散水ノズル
１１…散水ノズル
１２…フィーダー
１３…混合機
１４…破砕機
１５…ミキサー
【図１】
0003628556.tif 000002
【図２】
0003628556.tif 000003