(57)【要約】ガラス屑を被覆するための方法が提供される。一般的な樹脂、硬化剤、流れ調整剤、着色料を含む混合物がガラス屑上に付着される。次に、ガラス屑が硬化される。いくつかの実施形態では、混合物がガラス屑上に噴霧される。代替となる実施形態では、混合物がガラス屑と混合される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスを、それぞれが直径約１／２インチ（約１２．５５ｍｍ）未満であり直径約１ミリメートルよりも大きいガラス粒子に破砕するステップと、
前記ガラス粒子を洗浄するステップと、
前記ガラス粒子を乾燥させるステップと、
一般的な樹脂、硬化剤、流れ調整剤、着色料を含む混合物で前記ガラス粒子を被覆するステップと
を含むガラス屑を被覆するための方法。
【請求項２】
酸化プロセス、加熱プロセス、放射プロセス、触媒プロセスの少なくとも１つを使用することによって、前記被覆されたガラス粒子を硬化させるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
被覆するステップにおいて、前記混合物が前記ガラス粒子上に噴霧される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
被覆するステップにおいて、前記混合物が前記ガラス粒子と混合される請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記混合物が、１０％から９０％の一般的な樹脂、１％から２０％の硬化剤、０．１％から５％の流れ調整剤、０．１％から４０％の着色料を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記混合物が、接着調整剤、摩耗調整剤、紫外線（Ｕ．Ｖ．）吸収剤、溶媒の少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
被覆するステップにおいて、前記混合物が、少なくとも０．１ミクロンの厚さにまで前記ガラス粒子を被覆する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ガラス屑を、一般的な樹脂、溶媒、流れ調整剤、接着調整剤、硬化剤、着色料を含む混合物で被覆するステップと、
前記被覆されたガラス屑を硬化させるステップと
を含むガラス屑を被覆するための方法。
【請求項９】
被覆するステップにおいて、前記混合物が、１０％から９０％の一般的な樹脂、１％から２０％の硬化剤、０．１％から４０％の溶媒、０．１％から５％の流れ調整剤、０．１％から５％の接着調整剤、１％から２０％の硬化剤、０．１％から４０％の着色料を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
被覆するステップにおいて、前記着色料が、有機顔料、無機顔料、酸化鉄、染料、色を付与する化合物の少なくとも１つを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
被覆するステップにおいて、前記一般的な樹脂が、エポキシ、フェニール・ホルムアルデヒド樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、アスファルト・ロジン、リグニン・ロジン、ウッド・ロジン、ゴム・ロジンの少なくとも１つを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
被覆するステップにおいて、前記溶媒が、水、アルコール、芳香族溶媒、脂肪族溶媒、エステル、グリコールの少なくとも１つを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
被覆するステップにおいて、前記硬化剤が、アミン、イソシアニド、光開始剤、酸、塩基の少なくとも１つを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
被覆するステップにおいて、前記混合物をガラス屑上に噴霧すること、および前記混合物を溶融させて前記ガラス屑と混合させることの少なくとも１つによって前記混合物をガラス屑上に被覆させる請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
一般的な樹脂、着色料、硬化剤、流れ調整剤を含む混合物を作成するステップと、
前記混合物をガラス屑上に付着させるステップと、
前記ガラス屑を前記付着された混合物とともに硬化させるステップと
を含むガラス屑を被覆するための方法。
【請求項１６】
付着させるステップにおいて、前記混合物が前記ガラス屑上に噴霧される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
作成するステップにおいて、前記一般的な樹脂が、エポキシ樹脂であり、前記硬化剤がアミン硬化剤である請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
付着させるステップにおいて、前記混合物が、前記ガラス屑に一様に付着される請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
付着させるステップにおいて、前記混合物が、前記ガラス屑に付随する汚染物質が前記ガラス屑から浸出するのを防止するために前記ガラス屑をカプセル化する請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
付着させるステップにおいて、前記混合物が、前記ガラス屑に付随するごつごつした縁部を減少させる請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
１０％から９０％の一般的な樹脂と、
１％から２０％の硬化剤と、
０．１％から５％の流れ調整剤と、
０．１％から５％の接着調整剤と、
０．１％から４０％の着色料と、
０．１％から４０％の溶媒と
を含む、ガラス屑上に被覆された混合物。
【請求項２２】
前記一般的な樹脂が、水溶性エポキシ樹脂であり、前記硬化剤がアミンであり、前記溶媒が水である請求項２１に記載の混合物。
【請求項２３】
前記混合物が、前記ガラス屑上に噴霧され、前記ガラス屑上で硬化される請求項２１に記載の混合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス屑の処理、より具体的にはガラス屑を被覆するための方法と混合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス屑は、廃棄物処理とガラス・リサイクル産業に莫大な課題をもたらした。ガラス屑が、ガラス屑から周囲環境へ浸出することがある鉛などの重金属の廃棄物を含むためである。さらに、重金属は、市の上下水道に入り、環境に有害な影響を生じさせることがある。
【０００３】
また、ガラスをリサイクルすることは、人員集約的であり、費用がかかる。これは、あるガラス供給業者が、別のガラス供給業者とは異なるガラス製品中の鉛の濃度を使用しているためである。結果として、ガラス屑をリサイクルするために、各供給業者は、彼らが再利用できるガラス屑を受け取るように、供給業者別に屑を分別しなければならない。様々な鉛の濃度を有するガラス屑は、溶融され、延展され、様々な温度で固化される。したがってガラス供給業者は、彼らのガラス製造プロセスで使用される適切な量の鉛濃度を有するガラス屑を再利用することしかできない。
【０００４】
ガラス屑のリサイクルに付随する費用と時間のかかる性質のため、多くの廃棄物処理施設は、ガラス屑の不法廃棄に頼っている。州および環境保護庁（ＥＰＡ）によってガラス屑が適切に処理されないのは、このためである。このことは、このような施設の近くに住む人々にとって極めて危険である。
【０００５】
ブラウン管（ＣＲＴ）モニタなどのコンピュータ・モニタやテレビ受像機に関連するガラス屑は、これらのモニタが高レベルの鉛を含むため、ガラス・リサイクル業者や廃棄物施設にとって特に厄介である。過去には、廃棄するために中国などの他の国へこれらのモニタを運搬するという１つの解決法があった。しかし、近年では、これらの第三世界または発展途上国も、この廃棄物がその市民にもたらす健康の害のため、これらのモニタを再利用し始めた。
【０００６】
現在、コンピュータ・モニタを廃棄するための一般的かつ一時的な合法的技術は、精錬技術である。精錬プロセスは、モニタのガラスを極めて高温で溶融し、次に生成された液体の上部から鉛を抽出する。しかし、最近までモニタ・ガラスを安全に廃棄するための他の実行可能な技術が存在しなかったため、ＥＰＡは、このプロセスを暫定的な手段としか認めていなかった。ＥＰＡがこのプロセスを一時的にしか認めていなかった理由は、プロセスが、有毒ガスを副産物として生成し、ガラスを他の毒素で二次汚染するためである。精錬プロセスによって生成されるいくつかの毒素やその他の重金属は、セレン化ヒ素(selenium arsenic)を含む。したがって、ＥＰＡは、精錬プロセスを無期限に継続させることを許し続けることはできないと認識し、プロセスを承継するための研究を積極的に追求し、進めてきた。
【０００７】
別の最近の技術は、廃棄物が粘土と接着し、粘土が、ガラス屑から浸出するいかなる重金属も吸収するという仮定で、ガラス屑と混合された特別な粘土混合物を作成することを試みている。しかし、長い期間では、重金属が粘土から周囲環境へ浸出する。したがって、この技術は、問題の解決法であるとは考えられず、未来の環境破壊を遅延させるに過ぎない。
【０００８】
ＣＲＴ廃棄物やテレビジョン廃棄物は、合衆国の主な環境問題であり、ますます多くの団体と人々がＣＲＴモニタとテレビジョンを驚くべき速度で購入し、廃棄し続けるため、この問題は増大し続ける。最近では、ＣＲＴ廃棄物は、合衆国の危険な鉛廃棄物の第２位である。液晶やプラズマ・スクリーン技術が産業に組み込まれ、個人／団体がＣＲＴモニタの廃棄速度を加速するため、この問題は、後の数年しか増大し続けないであろう。
【０００９】
しかし、ごく最近、オハイオ州のＴｒｉｓｔａｔｅ「Ｅ」Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇは、ガラス屑を効率的にかつ環境に配慮して処理することができる方法とシステムを導入した。これらの方法とシステムは、ガラス屑を極めて小さいガラス粒子に破砕する。次に、粒子の表面から重金属を除去する酸性溶液内でその粒子を処理する。酸性溶液と粒子が、ある時間の間混合され、その後粒子が洗浄される。極端な状況と力の下でさえも重金属が周囲環境に浸出しないほど各粒子の直径が十分小さいため、残された粒子は環境に対して安全である。
【００１０】
しかし、現在では、環境に対して安全であるガラス屑でさえも、ガラス屑を廃棄する、または元のガラス製造業者に戻してガラスをリサイクルする目的のみのために使用されている。すなわち、産業全体が、ガラス屑を効率よく経済的に廃棄すること、または最初に製造された製品中の（たとえばＣＲＴモニタまたはテレビジョンなど）のガラス屑を再利用することで、消耗してきた。
【００１１】
また、リサイクルプロセス中に、家庭用製品（たとえば飲料用ガラス）などの環境に対して危険でないガラス屑を異なる色に着色することができない。したがって、市場に導入される有用で新しい製品を作製するように、ガラス屑をさらに処理するまたはガラス屑を再着色するための既知のまたは公表されている技術は、現在ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、ガラス屑を被覆し、ガラス屑に最初から付随してない他の色にガラス屑を再着色することができる新しい技術に対する必要性がある。これらの被覆技術は、ガラス屑の安全性をさらに確実にし、市場のガラス屑に関連する様々な新しい用途と製品を可能とするであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
簡単にかつ全体的に言えば、環境に対して安全になるようにガラス屑を被覆するための方法が提供される。ガラス屑を被覆することは、屑上の残留重金属をさらにカプセル化することによって、ガラス屑を環境に対してより安全にする。被覆することは、ガラス屑に所望の外観を与えるために着色することを含む。いったん被覆された後、ガラス屑は、庭園用マルチ、運動場用マルチ、造園装飾、道路被覆などの様々な製品内で安全に使用され得るが、それらは一例に過ぎない。
【００１４】
より具体的には、一実施態様では、ガラス屑を被覆するための方法が提供される。ガラス屑は混合物で被覆される。その混合物は、一般的な樹脂、溶媒、流れ調整剤、接着調整剤、硬化剤、着色料を含む。次に、被覆されたガラス屑が硬化される。
【００１５】
本発明のさらに他の態様は、以下の様々な実施形態の説明から当業者なら理解されよう。認識されるように、本発明は、本発明から何ら逸脱することなく、他の実施形態が可能である。したがって、図面および説明は、本来例示的なものであり、限定的なものであることを意図されていない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の説明および図面では、当業者が本発明を実施するのに十分な本発明の特定の実施形態が示されている。他の実施形態は、構造的、論理的、電気的、処理的またはその他の変更を組み込む。実施例は、考えられる変更を類型化しているに過ぎない。個々の構成要素と機能は、明記されていなければオプションであり、操作の順序は様々であってよい。いくつかの実施形態の部分と形態は、他の実施形態に含まれ、代替されてもよい。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載とすべての使用可能な均等物の全範囲を包含する。したがって、以下の説明は、限定的な意味でとられるものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲で定義されている。
【００１７】
本発明の様々な実施形態では、ガラス屑は、ＣＲＴガラス屑、テレビジョン・ガラス屑などの、適切に処理されなければ本来危険であるガラス屑を含む。また、ガラス屑は、着色または非着色の飲料用ガラスまたはその他の家庭用ガラス製品などの家庭用ガラス屑をも含む。
【００１８】
当業者によって容易に使用可能かつ修正可能である装置やシステムが、本開示の教義を達成するために使用される。したがって、これらの装置が、本発明の様々な実施形態の教示を達成するためにアセンブリおよび／または修正されるとき、アセンブリまたは修正されたシステムは、本開示の広い範囲内にあるように意図されている。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態によるガラス屑を被覆するための方法１００のフローチャートである。最初に、ガラス屑が入手される。ガラス屑は、ＣＲＴモニタ、テレビジョン・モニタによる、または環境に対して安全あるように最初に処理されるその他の危険なガラス屑であってもよい。一実施形態では、危険なガラス屑は、上記で議論したように、オハイオ州のＴｒｉｓｔａｔｅ「Ｅ」Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇによって提供される汚染除去プロセスによって処理される。他の実施形態では、ガラス屑は、家庭用ガラス製品などで、危険であるとは考えられない。
【００２０】
最初に、入手されたガラス屑が、１１０でガラス粒子に破砕される。ガラス片の直径は、約１／２インチ（約１２．７ｍｍ）未満であり、直径１ｍｍよりも大きいが、別の直径寸法であってもよい。１２０で、適切な直径寸法に適合するガラス粒子が濾過され、それに適合しない残りのガラス粒子が、残りのすべてのガラス屑に対して適切な直径が達成されるまで再破砕される。
【００２１】
次に、１３０で、ガラス粒子が、ガラス粒子に接着または混入している屑を除去するためにオプションで洗浄される。１４０で、洗浄されたガラス粒子が、オプションで乾燥される。粒子を空気乾燥させること、ガラス粒子に酸化プロセスを受けさせること、ガラス粒子に対流加熱プロセスを受けさせること、ガラス粒子に触媒化学反応を受けさせること、ガラス粒子に放射線照射を受けさせること、ガラス粒子に赤外線光源を受けさせることなどによって、オプションで乾燥される粒子を乾燥させることができる。
【００２２】
ガラス粒子が乾燥した後、１５０で、ガラス粒子を混合物で被覆する。混合物は、一般的な樹脂、硬化剤、流れ調整剤、着色料を含む。一般的な樹脂は、エポキシ、フェニール・ホルムアルデヒド樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、アスファルト・ロジン(bitumen rosin)、リグニン・ロジン、ウッド・ロジン、ゴム・ロジンなどを含んでもよい。硬化剤は、アミン、イソシアニド、光開始剤、酸、または塩基を含んでもよい。流れ調整剤は、当業者に使用可能であり、公知であるいかなる流れ調整剤であってもよい。着色料は、有機顔料、無機顔料、酸化鉄、染料、または他のいかなる色を付与する化合物であってもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、混合物は溶媒も含む。溶媒は、水、アルコール、芳香族溶媒、脂肪族溶媒、エステル、グリコールなどの有機液体を含む。さらなる実施形態では、混合物は、接着調整剤、摩耗調整剤、紫外線（Ｕ．Ｖ．）吸収剤などであるが、それに限定されない他の添加物を含む。
【００２４】
一実施形態では、混合物は、１０％から９０％の一般的な樹脂、１％から２０％の硬化剤、０．１％から５％の流れ調整剤、０．１％から４０％の着色料を含む。さらに、いくつかの実施形態では、混合物は、０．１から５％の接着調整剤と０．１％から４０％の溶媒を含む。
【００２５】
ある例示的な実施形態では、混合物は、水溶性エポキシ樹脂、アミン硬化剤、流れ調整剤、接着剤、着色料、水を含む。着色料は、ガラス粒子に望まれるいかなる所望の色に着色されてもよい。
【００２６】
いったん混合物が作成された後、混合物は、１５０で示すようにガラス粒子上に被覆される。一実施形態では、１５２で、ガラス粒子を被覆するために噴霧器を使用する。噴霧は、混合物をガラス粒子の表面に付着させ、ガラス粒子に接着させる。ガラス粒子が混合物で一様に被覆されるまで噴霧が継続する。ガラス粒子に付着される混合物の厚さは、０．１ミクロンから２００ミクロン超のいずれでもよい。
【００２７】
別法として、１５４で、ガラス粒子を容器内の液体形態の混合物と混合することによって、混合物でガラス粒子を被覆してもよい。たとえば、混合物が、溶融され、ガラス粒子と混合される。これらの実施形態では、着色料またはその他の接着剤を混合物に使用しなくてもよい。むしろ、混合物は、ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂であってもよい。このことは、ガラス粒子の既存の色を保持するために望ましく、ガラス粒子のごつごつした縁部をさらに滑らかにするためおよび／またはガラス粒子上に残存するいかなる重金属もカプセル化するためにポリエチレンが使用される。
【００２８】
さらに他の実施形態では、ガラスに混合物を付着させてもよい。混合物は、Ｕ．Ｖ．又は電子線（Ｅ．Ｂ）硬化性樹脂、光開始剤、調整剤として付着させられる。
【００２９】
したがって、いったん所望の着色料、樹脂および／または接着剤を有する所望の混合物をガラス粒子に被覆させた後、ガラス粒子を１６０で硬化または乾燥させる。硬化は、酸化プロセス、加熱プロセス、放射プロセス、触媒プロセスなどであるがそれに限定されない当業者に公知であり使用可能である技術によって行われる。硬化は、表面保護を与えるために混合物をガラス粒子の表面に固定する。混合物は、混合物内に含まれる着色料に関連する所望の色を付与することなどの他の利点を含むこともできる。
【００３０】
結果として得られる被覆されたガラス粒子は、造園装飾、庭園用マルチ、運動場用マルチ、ゴルフ・コース、道路被覆などの様々な新しい有用な製品として使用することができる。ガラス屑が、有用であり、市場で使用できる製品にいかに変換されるかを、当業者なら理解し、把握できるであろう。さらに、これらの製品は、粒子に付随するいかなるごつごつした縁部も除去されるように混合物で被覆されている。また、粒子の表面上に残存しているいかなる残留重金属も、被覆によって安全かつ確実にカプセル化される。このことは、望ましくない重金属が周囲環境に浸出しないことをさらに確実にする。このように重金属はガラス粒子の表面上に残る。
【００３１】
図２は、発明の一実施形態によるガラス屑を被覆するための別の方法２００のフローチャートである。ガラス屑は、ＣＲＴモニタ、テレビジョン・モニタなど、前に処理された環境に対して有害なガラス屑から得ることができる。また、ガラス屑はたとえば家庭用ガラス製品などの通常の危険でない資源からも得ることができる。
【００３２】
ガラス屑は、ガラス片の直径が約１／２インチ未満および１ｍｍよりも大きいガラス粒子から成る。２１０で、ガラス屑を被覆するために使用される混合物が作成される。混合物は、樹脂、硬化剤、流れ調整剤、接着調整剤、着色料、溶媒を含む。一実施形態では、混合物は、１０％から９０％の水溶性エポキシ樹脂、１％から２０％のアミン硬化剤、０．１％から５％の流れ調整剤、０．１％から５％の接着調整剤、０．１％から４０％の着色料、０．１％から４０％の水から成る。もちろん、当業者は、他の接着剤を同様に使用でき、このような接着剤はすべて、本発明の混合物に添加されたとき、本開示の範囲内にあるように意図されていることを理解されよう。
【００３３】
いくつかの実施形態では、混合物は、室温で固体で、したがって２１２で混合物が溶融される。２２０で、混合物をガラス屑に付着させる。２２２で示すように、混合物をガラス屑に注入し、ガラス屑を混合物と混合することが、混合物を付着させるために使用される。別法として、２２４で、混合物を、噴霧器を使用してガラス屑に付着させてもよい。さらに他の実施形態では、混合物を、上記で議論したように、Ｕ．Ｖ．またはＥ．Ｂ．技術を使用して付着させてもよい。
【００３４】
混合物をガラス屑に付着または被覆させた後、混合物を、ガラス屑上で硬化または乾燥させる。ガラス屑はここで、造園装飾、庭園用マルチ、運動場用マルチ、ゴルフ・コースの砂、道路被覆などの新しい有用な製品として市販することができる。さらに、被覆された混合物は、本発明の教義で作成され得る混合物で被覆される前のガラス屑に通常付随する危険を除去する働きをする。したがって、本ガラス屑は、非摩耗性であり、非有毒性であり、市販の製品として良好に使用できる。市場で望まれている様々な色や視覚効果を達成するために注文に応じてガラス屑を着色することもできる。
【００３５】
また、本発明のいくつかの実施形態では、本発明によって作成された混合物の様々な変形形態でガラス屑を複数回被覆させてもよい。したがって、ガラス屑の視覚効果や外見が、特定の願望または市場で望まれている視覚的外観を達成するように洗練される。
【００３６】
特定の実施形態がここで図示され、説明されてきたが、同じ目的を達成するように予測された、いかなる構成も、ここに示した特定の実施形態に代わることができることを当業者なら理解されよう。本開示は、本発明の様々な実施形態のすべての適用例または変形形態をカバーするように意図されている。上記の説明は、例示的な方式で行われており、限定的なものではないことを理解されたい。上記の実施形態の組合せや、本明細書に特に説明されていない他の実施形態は、上記の説明を読めば当業者には明らかであろう。本発明の様々な実施形態の範囲は、上記の構造と方法が使用される他の適用例も含む。したがって、本発明の様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照して、このような特許請求の範囲がそれに対して権威を与えられる均等物の全範囲にわたって、決定されるべきである。
【００３７】
技術的開示の性質と趣旨を読者が迅速に確認することを可能にする米国特許法第１．７２（ｂ）節に適合するように要約書が提供されていることを強調する。これが、特許請求の範囲と意味を説明または限定するために使用されてはいないことを理解されたい。
【００３８】
上記の詳細な説明では、様々な特徴が、開示を簡素化する目的で単一の実施形態に集約されている。この開示の方法は、本発明の特許請求された実施形態が、各請求項で述べられたものよりも多くの特徴を必要とすると解釈されるべきではない。むしろ、特許請求の範囲が示すように、本発明の主題は、開示された単一の実施形態のすべての特徴よりも少ない。したがって、特許請求の範囲は、詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、別個の好ましい実施形態としてそれ自体で独立したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態によるガラス屑を被覆するための方法のフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態によるガラス屑を被覆するための別の方法のフローチャートである。
【図１】
2006511428.tif 000003
【図２】
2006511428.tif 000004
【国際調査報告】
2006511428.tif 000005
2006511428.tif 000006
2006511428.tif 000007