(57)【要約】【課題】コンベアベルトへのガラスの付着がなく、特別な廃液処理が不要で、かつ、発泡のばらつきのない、均一なガラス発泡体を得ることができるガラス発泡体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明のガラス発泡体の製造方法は、ガラス材に発泡剤を混合してなる原料を、ベルトコンベアのコンベアベルト上に載置して加熱炉に導入して加熱処理を行うガラス発泡体の製造方法において、前記コンベアベルト上に離型剤粉末からなる離型剤層を形成し、次いで、該離型剤層上に前記原料を載置して加熱処理することにより厚さ方向のばらつきのない均一なガラス発泡体を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材に発泡剤を混合してなる原料を、ベルトコンベアのコンベアベルト上に載置して加熱炉に導入して加熱処理を行うガラス発泡体の製造方法において、前記コンベアベルト上に離型剤粉末からなる離型剤層を形成し、次いで、該離型剤層上に前記原料を載置して加熱処理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】
上記離型剤粉末が、ガラス発泡体粉末、酸化アルミニウム粉末、水酸化アルミニウム粉末、及び、珪砂から選ばれた１種以上からなることを特徴とする請求項１に記載のガラス発泡体の製造方法。
【請求項３】
ベルトコンベアと加熱炉とを備え、該ベルトコンベア上にガラス材と発泡剤とからなる原料を供給する原料供給手段を備えたガラス発泡体の製造装置において、
該原料供給手段の該ベルトコンベア上流側に、該ベルトコンベアのコンベアベルト上に離型剤粉末を供給する離型剤粉末供給手段を備えたことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【請求項４】
ガラス材に発泡剤を混合してなる原料を、ベルトコンベアのコンベアベルト上に載置して加熱炉に導入して加熱処理を行うガラス発泡体の製造方法において、前記原料を前記コンベアベルト上に載置する前に、該コンベアベルトの原料載置面に対して離型剤液を噴霧して離型剤層を形成することを特徴とするガラス発泡体の製造方法。
【請求項５】
上記離型剤液が、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、珪砂から選ばれた一種以上を含有することを特徴とする請求項４に記載のガラス発泡体の製造方法。
【請求項６】
ベルトコンベアと加熱炉とを備え、該ベルトコンベア上にガラス材と発泡剤とからなる原料を供給する
原料供給手段を備えたガラス発泡体の製造装置において、
該原料供給手段の該ベルトコンベア上流側に、該ベルトコンベアのコンベアベルトに対して離型剤液を噴霧する離型剤液噴霧手段を備えたことを特徴とするガラス発泡体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃ガラスなどによるカレット（破砕ガラス）やガラス粉末などのガラス材を発泡剤と混合してなる原料を加熱処理してガラス発泡体を得るガラス発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
瓶などの廃ガラスは破砕されてカレットとされ、様々な用途に再利用される。そのうち、軽量地盤材、断熱材などとして用いられているガラス発泡体も、主として廃ガラスから得たガラス粉末に炭酸金属塩、ドロマイト、炭化ケイ素、カーボン等の発泡剤を添加した原料を加熱処理して得られる（特許文献１）。
【０００３】
図２にこのようなガラス発泡体の製造装置（ガラス発泡体連続焼成装置）を示す。
ベルトコンベアのコンベアベルト上に原料供給機によって、ガラス粉末及び発泡剤等を混合した原料を供給し、焼成炉（加熱炉）に供給し、通常８００℃以上、例えば９００℃に加熱することにより、板状のガラス発泡体を得る。なお、板状のガラス発泡体はベルトコンベアの端に達すると自重で折れるとともに、放熱時に塊状となり、例えば軽量地盤材用途ではそのまま製品とし、その他の用途では、その用途により必要な粒度に粉砕や分別を行って製品とする。
【０００４】
ベルトコンベアで用いるコンベアベルトとしては、耐熱性、耐久性、コストを勘案して通常、ステンレス製のベルト、例えばステンレス製のメッシュ（ステンレス細線を織って形成したメッシュ）からなるベルトを用いる。しかし、このステンレス製のベルトには加熱処理後にガラス発泡体が付着してしまうために、水酸化アルミニウムや酸化アルミニウムを離型剤として分散させた水にコンベアベルトを浸漬し、次いで、このコンベアベルト上に原料を供給して加熱処理を行っていた。
【０００５】
しかし、この方法では原料に用いるガラスが瓶ガラス等の着色ガラスの場合、着色剤としてクロム等の重金属類が配合されている場合があり、使用原料によってはこれら重金属類が離型剤分散液に溶出し、濃縮されてしまい、長時間用いた離型剤分散液はその廃棄の際にはこれら重金属に対する廃液処理が必要となる。
【０００６】
さらに、原料にはガラス粉末及び発泡剤の他、目的に応じた添加剤や添加材を加える場合があるが、これらの中には水と反応して発泡効果を生じるものもあり、これがコンベアベルトに付着している上記離型剤分散液の水分と反応して加熱処理の際に発泡することがあった。このため、加熱処理後により得られるガラス発泡体は水分が供給される下側（例えば厚さ７ｃｍのガラス発泡体の場合、その下から３ｃｍ程度の範囲）が他の部分に比べ発泡が大きくなる異常発泡が発生し、発泡が不均一となるので問題となっていた。
【特許文献１】特開２００１−３１４３６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、コンベアベルトへのガラスの付着がなく、特別な廃液処理が不要で、かつ、発泡のばらつきのない、均一なガラス発泡体を得ることができるガラス発泡体の製造装置、及び、ガラス発泡体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のガラス発泡体の製造方法は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、ガラス材に発泡剤を混合してなる原料を、ベルトコンベアのコンベアベルト上に載置して加熱炉に導入して加熱処理を行うガラス発泡体の製造方法において、前記コンベアベルト上に離型剤粉末からなる離型剤層を形成し、次いで、該離型剤層上に前記原料を載置して加熱処理することを特徴とするガラス発泡体の製造方法である。
【０００９】
また、本発明のガラス発泡体の製造方法は請求項２に記載の通り、請求項１に記載のガラス発泡体の製造方法において、上記離型剤粉末が、ガラス発泡体粉末、酸化アルミニウム粉末、水酸化アルミニウム粉末、及び、珪砂から選ばれた一種以上からなることを特徴とするガラス発泡体の製造方法である。
【００１０】
また、本発明のガラス発泡体の製造装置は、請求項３に記載の通り、ベルトコンベアと加熱炉とを備え、該ベルトコンベア上にガラス材と発泡剤とからなる原料を供給する原料供給手段を備えたガラス発泡体の製造装置において、該原料供給手段の該ベルトコンベア上流側に、該ベルトコンベアのコンベアベルト上に離型剤粉末を供給する離型剤粉末供給手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明のガラス発泡体の製造方法は上記課題を解決するため、請求項４に記載の通り、ガラス材に発泡剤を混合してなる原料を、ベルトコンベアのコンベアベルト上に載置して加熱炉に導入して加熱処理を行うガラス発泡体の製造方法において、前記原料を前記コンベアベルト上に載置する前に、該コンベアベルトの原料載置面に対して離型剤液を噴霧して離型剤層を形成することを特徴とするガラス発泡体の製造方法である。
【００１２】
また、本発明のガラス発泡体の製造方法は、請求項４に記載のガラス発泡体の製造方法において、上記離型剤液が、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、珪砂から選ばれた一種以上を含有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のガラス発泡体の製造装置は上記課題を解決するため、請求項６に記載の通り、ベルトコンベアと加熱炉とを備え、該ベルトコンベアのコンベアベルト上にガラス材と発泡剤とからなる原料を供給する原料供給手段を備えたガラス発泡体の製造装置において、該原料供給手段の該ベルトコンベア上流側に、該ベルトコンベアのコンベアベルトに対して離型剤液を噴霧する離型剤液噴霧手段を備えたことを特徴とするガラス発泡体の製造装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のガラス発泡体の製造方法によれば、コンベアベルトへのガラスの付着を効果的に防止でき、離型剤分散液にコンベアベルトを浸漬しないために重金属の濃縮が生じないので特別な廃液処理が不要で、かつ、発泡のばらつきのない、均一なガラス発泡体を得ることができる。
【００１５】
また、本発明のガラス発泡体の製造装置によればコンベアベルトへのガラスの付着を効果的に防止でき、離型剤分散液にコンベアベルトを浸漬しないために重金属の濃縮が生じないので特別な廃液処理が不要で、かつ、発泡のばらつきのない、均一なガラス発泡体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明では離型剤として、コンベアベルト上に離型剤粉末を、例えば散布などの手段で供給することにより、離型剤粉末層を形成し、次いで、この離型剤粉末からなる層上に原料を載置して加熱処理することにより、コンベアベルトへのガラスの付着を効果的に防止でき、離型剤分散液を用いないために特別な廃液処理が不要で、かつ、発泡のばらつきのない、均一なガラス発泡体を得ることができる。
【００１７】
離型剤粉末としては、ガラス発泡体粉末、酸化アルミニウム粉末、水酸化アルミニウム粉末、及び、珪砂から１種、あるいは、２種以上選択して用いることができる。ガラス発泡体粉末、酸化アルミニウム粉末、水酸化アルミニウム粉末、及び、珪砂としては市販の粉末状のものをそのまま用いることができる。
【００１８】
ここで、離型剤粉末としてガラス発泡体粉末を用いると、離型剤の原料コストは事実上、０となり、また、同時に、従来は廃棄していたこのようなガラス発泡体粉末を有効利用することにより、廃棄物処理費用を低下させることができるので好ましい。
【００１９】
すなわち、このようなガラス発泡体粉末としては、ガラス発泡体が自重や熱歪みで割れたりして発生するガラス発泡体粉末や、あるいは、ガラス発泡体を破砕して所定の粒度の製品にする際に発生するガラス発泡体の粉末を用いることができる。
【００２０】
このようなガラス発泡体粉末の粒度範囲としては、４ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲より大きいと製品外観に不均一感が生じることがある。より好ましい範囲は２ｍｍ以下である。
【００２１】
このようなガラス発泡体粉末は離型剤として機能し、加熱処理によって形成されるガラス発泡体とコンベアベルトへの付着を効果的に防止することができる。
【００２２】
コンベアベルト上に形成する離型剤粉末層の厚さとしては、原料がコンベアベルトに直接、接触しない厚さであることが必要で、用いる離型剤粉末の粒度範囲にもよるが通常１〜３ｍｍ程度とする。
【００２３】
本発明において、離型剤粉末を用いて、原料を載置する前にベルトコンベア上に離型剤粉末層を形成する以外に、原料を前記コンベアベルト上に載置する前に、コンベアベルトの原料載置面に対して離型剤液を噴霧して離型剤層を形成してもよく、この場合も本発明に含まれる。
【００２４】
ここで用いられる離型剤液とは、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、及び、珪砂から１種、あるいは、２種以上選択して、水に分散あるいは溶解させて調整する。このとき、各種分散安定剤、ｐＨ調整剤などのうちガラス発泡体を得るのに妨げとならず、ベルトコンベアに対して悪影響を及ぼさない各種成分を適宜選択して添加しても良い。
【００２５】
離型剤液中の有効成分配合量及び噴霧量は、加熱処理後に得られたガラス発泡体がベルトコンベア表面から容易に離型できる程度に適宜調整する。
【００２６】
原料は、ガラス発泡体の原料として一般的なものをそのまま用いることができる。すなわち、廃ガラス等のカレットを粉砕してなるガラス粉末及び発泡剤である。
【００２７】
用いるガラス材は用途・目的によって異なるが、軽量地盤材の場合、粒径が最大２００μｍ以下、平均粒径が１０μｍ以上３０μｍ以下程度のものを用いる。
【００２８】
用いる発泡剤としては炭酸カルシウムなどの炭酸金属塩、ドロマイト、炭化ケイ素、カーボン等が挙げられ、これらから１種あるいは２種以上を選択して用いる。
【００２９】
原料にはこれら主原料の他、目的に応じた各種添加剤や添加材を加えても良い。ここで、本発明のガラス発泡体の製造方法では、離型剤分散液等が不要であるので、水を用いず、そのため、水に溶解して失われてしまうおそれがある添加物や、水と反応する添加物も問題なく添加することができる。
【００３０】
これら原料は均一になるよう充分に混合し、上記離型剤粉末層の上に供給されて、ベルトコンベアにより、加熱炉に導入される。加熱炉では、一般的なガラス発泡体の製造条件（例えば、９００℃、３０〜４０分間等）により、加熱処理を行い、ガラス発泡体を得る。
【００３１】
得られたガラス発泡体は、例えば空気中で冷却される過程で、熱歪み等により、７ｃｍ〜２ｃｍ程度の大きさに自己破砕する。軽量地盤材用途では特に細かいガラス発泡体粉末を除き、このまま製品とするが、その他の用途では、適当な大きさに破砕し、必要に応じてふるいなどにより大きさ別に分別し、あるいは、水等によって急冷させて細かくするなど、求められる大きさとする。なお、このとき、得られる粉末状のガラス発泡体粉は本発明における離型剤として用いることができる。
【００３２】
ここで、本発明のガラス発泡体の製造方法に用いることができるガラス発泡体の製造装置（ガラス発泡体連続焼成装置）Ａのモデル図を図１を示す。
【００３３】
ベルトコンベア１のコンベアベルト１ａ（原料が供給される部分はステンレスメッシュ（ステンレス細線を織って形成したメッシュ）となっている）の上流端近くの上方に離型剤供給手段としての離型剤供給機２が、この離型剤供給機２の下流のコンベアベルト１ａ上方には原料供給手段として原料供給機４が、それぞれ備えられ、これらによって離型剤３及び原料５をこの順でコンベアベルト１ａ上に供給可能となっている。
【００３４】
コンベアベルト１ａはこれら離型剤粉末３及び原料５がこの順で載置された状態で焼成炉（加熱炉）６に入る。焼成炉６は重油を燃焼して加熱する燃料油燃焼式加熱炉で、温度は８００℃以上９２０℃以下で加熱可能となっているが、電気炉、あるいは、ブタンガスなどの燃料ガス燃焼式加熱炉などの他の加熱方式の加熱炉を用いることができる。
【００３５】
焼成炉６内部で加熱されて発泡して形成されたガラス発泡体７は焼成炉６出口からベルトコンベア１により、排出され、ベルトコンベア１下流端で自重により適当な大きさで折れる。このようにして得られたガラス発泡体７は適当な大きさに破砕されて、例えば軽量地盤材などの製品になるとともに、粒度選別の過程で発生したガラス発泡体粉末は、離型剤３として再利用される。
【００３６】
また、図２には本発明のガラス発泡体の製造方法に用いることができる他のガラス発泡体の製造装置（ガラス発泡体連続焼成装置）Ｂのモデル図を示す（製造装置Ａと同じ部材には同じ記号を用いる）。
【００３７】
ベルトコンベア１のコンベアベルト１ａ（原料が供給される部分はステンレスメッシュ（ステンレス細線を織って形成したメッシュ）となっている）の上流端側面にベルトコンベア１のコンベアベルト１ａに対して離型剤液２ａ’を噴霧する離型剤液噴霧手段としての離型剤液噴霧機２’が、この離型剤供給機２の下流のコンベアベルト１ａ上方には原料供給手段として原料供給機４が、それぞれ備えられており、これらによって離型剤液中の離型剤３及び原料５をこの順でコンベアベルト１ａ上に供給可能となっている。
【００３８】
離型剤液が分散系である場合、分散物の沈降を防止するために、強制循環を行う、あるいは、充分な撹拌を行うなどの対策を施す。また、例えば噴霧機も強制循環路に設けるなどの対策を施すことにより、目詰まりのない安定した噴霧が可能となる。
【００３９】
ここで、噴霧によりコンベアベルト１ａ上に噴霧される離型剤液２ａ’の液滴の大きさが小さいこと、液量が過剰にならないように供給可能であること、さらに
コンベアベルト１ａは焼成炉６により加熱された余熱がある状態で被噴霧部に供給されることにより、コンベアベルト１ａ上に噴霧された離型剤液２ａ’の水分は速やかに蒸発し、コンベアベルト１ａ上には水分がない、あるいは水分がほとんどない状態の離型剤３’からなる層が形成されるので、形成されるガラス発泡体を、その厚さ方向の斑がない、極めて均一なものとすることができる。
【００４０】
コンベアベルト１ａはその上にこれら離型剤３’層及び原料５がこの順で載置された状態で焼成炉（加熱炉）６に入る。以下は、上記ガラス発泡体の製造装置Ａと同様にしてガラス発泡体７が形成される。
【００４１】
ここで、ガラス発泡体の製造装置Ｂを用いる方法では、ガラス発泡体の製造装置Ａを用いる場合、特に１ｍｍ以下の小径の離型剤粉末を用いたときに生じていた、コンベアベルトから離型剤粉末が落ちてしまい、その結果、充分な離型効果が得られない場合があると云う問題が解消される。
【実施例】
【００４２】
以下に本発明のガラス発泡体の製造方法の実施例について説明する。
【００４３】
＜実施例１＞
平均粒径約３０μｍの廃瓶由来の粉末ガラス、炭酸カルシウム（発泡剤）、及び、添加剤を均一に有する軽量地盤材用原料と、この原料を用いて軽量地盤材を作製したときに発生したガラス発泡体粉末（平均粒径約１ｍｍ）をそれぞれ上記装置Ａの原料供給機４及び離型剤供給機２に入れ、コンベアベルト１ａ上に、離型剤をコンベアベルト１ａが覆われる程度散布・供給し、かつ、この離型剤からなる層上に原料を厚さ約３ｃｍとなるように供給しながら、焼成炉６で、９００℃、４０分間の加熱処理を行って厚さ約７ｃｍのガラス発泡体を得て、その後空気中で放熱させ、自己破砕して大きさが２ｃｍ〜７ｃｍの塊状のガラス発泡体となった。
【００４４】
ここで用いた原料は、図２に示した従来技術に係るガラス発泡体製造装置で得られたガラス発泡体では添加物に起因する異常発泡が生じた原料と同じものであったにもかかわらず、実施例で得られた上記ガラス発泡体では、その気泡の大きさが均一であり、従来技術では発生していた下側の気泡のみが大きくなると云った不均一さは全くなかった。
【００４５】
なお、上記実施例に係るガラス発泡体の下側には離型剤に起因する、目視で判別可能な層が厚さ０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度形成されていたが、軽量地盤材用途への利用には何らの問題がないことが確認された。
【００４６】
＜実施例２＞
図２にモデル的に示したガラス発泡体の製造装置Ｂを用いてガラス発泡体を製造した。
【００４７】
離型剤液としては、粉状の水酸化アルミニウム１ｋｇを水２０Ｌ中に撹拌して調整したものを用い、沈降を予防するために撹拌を継続しながら離型剤液噴霧機へ供給した。
【００４８】
噴霧はコンベアベルト全体が、液だれが生じなく、かつ、まんべんなく濡れる程度となるように行った。噴霧部付近のコンベアベルトの温度は７０℃であり、このためコンベアベルト上からは水分は迅速に蒸発し、原料載置場所に至るときにはほぼ乾燥した状態で原料が載置された。
【００４９】
その他の条件は上記実施例１同様に行った。その結果、大きさが２ｃｍ〜７ｃｍの塊状のガラス発泡体が得られた。
【００５０】
コンベアベルトからのガラス発泡体の離型性は良好であり、かつ、得られたガラス発泡体は厚さ方向に均一なものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、コンベアベルトへのガラスの付着がなく、特別な廃液処理が不要で、かつ、部分的な過発泡が生じないので、発泡のばらつきのない、均一なガラス発泡体を得ることができるので、ガラス発泡体の製造に好適に応用できる。さらに離型剤としてガラス発泡体粉末を用いた場合には、特別な離型剤が不要で、かつ、従来廃棄されたガラス発泡体粉末を再利用するために、より低コストで、かつ、廃棄物の発生が少なくなるので、より好適に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係るガラス発泡体の製造装置（ガラス発泡体連続焼成装置）Ａを示すモデル図である。
【図２】本発明に係るガラス発泡体の製造装置（ガラス発泡体連続焼成装置）Ｂを示すモデル図である。
【図３】従来技術に係るガラス発泡体の製造装置（ガラス発泡体連続焼成装置）を示すモデル図である。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ、Ｂ      本発明に係るガラス発泡体の製造装置（ガラス発泡体連続焼成装置）
１      ベルトコンベア
１ａ    コンベアベルト
２      離型剤供給機
４      原料供給機
６      焼成炉（加熱炉）
２’    離型剤液噴霧機
２ａ’  離型剤液
３’    離型剤
【図１】
2007161567.tif 000003
【図２】
2007161567.tif 000004
【図３】
2007161567.tif 000005