(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の円筒状の容器が設けられていて、容器の内側に隙間をあけて円筒状の内筒を設け、該内筒の内側にスクリューを設けた、ガラスビーズを製造するための研磨装置。
【請求項２】
有底の円筒状の容器が設けられていて、容器の内側に隙間をあけて円筒状の内筒を設け、該内筒と容器との間に撹拌棒を設け、該内筒の内側にスクリューを設けた、ガラスビーズを製造するための研磨装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の円筒状の内筒の内面および外面に凸状の螺旋を設け、該内筒が内側に設けたスクリューと反対方向に回転する、ガラスビーズを製造するための研磨装置。
【請求項４】
請求項１から３の少なくとも１項に記載のスクリューのピッチおよび回転数が可変であるガラスビーズを製造するための研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄ガラスを破砕したのち、その破片を研磨してガラスビーズを製造するための研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガラスビーズの製造方法は、主としてガラスを高温の気流中で溶融し、溶融したガラスが逐次滴下することにより、球状のガラスビーズを得るものであった。しかし、この方法で製造されたガラスビーズは、ガラスを一旦溶融するため、製造コストが高くつき、その用途は限定されている。
【０００３】
全国の各市町村では、ゴミを処分するにあたり、数種類のゴミに分別して、収集している。例えば、燃えるゴミ、燃えないゴミ、粗大ゴミ、有害ゴミなどに分けているが、その分類方法は市町村によって異なっている。このうち、燃えるゴミは焼却場において焼却するのが一般的であるが、燃えないゴミのうち、ビンの一部はそのままリサイクルされている。しかし、ビンや板ガラスなどは破砕されガラスの原料として、リサイクルされているものもあるが、ガラスの多くはその処理が問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ガラスビーズは、その粒径により細かいものは、交通標識、道路上のラインなどに反射材として入れることにより、夜間の反射特性を増すことができる。粒度によっては、防音材、断熱材、結露防止材、などに利用することもできる。また、粒径の大きなものは、人工砂などに用いることにより、人工的な砂浜をつくることができる。しかし、これらの用途は、いずれもガラスビーズの価格が安くないと実用化に至らないのが現状で、ガラスビーズを如何に安く製造するかが課題となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、これらの課題を解決するために種々の検討を行った結果、廃ガラスのカレットに研磨材を混合し、その混合物を混練することにより、廃ガラスのカレットを研磨する、ガラスビーズを製造するための研磨装置を提供するに至った。すなわち、有底の円筒状の容器が設けられていて、容器の内側に隙間をあけて円筒状の内筒を設け、該内筒の内側にスクリューを設けた、ガラスビーズを製造するための研磨装置であって、内筒と容器の間に撹拌棒を設けることができる。また、円筒状の内筒の内面および外面に凸状の螺旋を設け、内筒が内側に設けたスクリューと反対方向に回転することができ、スクリューのピッチおよび回転数を可変とすることができるガラスビーズを製造するための研磨装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明にいうガラスとは、ケイ酸塩ガラスのことをいい、ケイ酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラスなどを例示することができる。また、ソーダ石灰ガラスとしては、板ガラス、ビンガラス、クラウンガラスなどを例示することができる。従って、本発明では板ガラス、ビンガラス、食卓用品ガラス、家庭用品ガラス、電気用ガラス、照明用ガラス、理化学用ガラス、医療用ガラス、光学ガラス、などを使用したあとの廃棄物を使用するものである。
【０００８】
本発明にいう廃ガラスのカレットとは、ガラスの廃棄物をリサイクルまたは埋め立て処分するために破砕したものをいう。本発明を実施するためには、その粒度により分別し、反射材として利用するときには、１〜２ｍｍの細かい粒径のものが適しており、人工砂の製造を目的とするときには、粒径が２〜３ｍｍのものが適しており、微生物の担持体として利用するときには、粒径が６〜８ｍｍのものが適している。しかし、ガラスを破砕するときに生じるガラス粉末は、本発明の目的には適していない。
【０００９】
本発明にいう研磨材とは、天然品または人造品を問わず、高硬度鉱物の粒子および粉末をいう。天然品としては、ダイヤモンド、エメリー、スピネル、ザクロ石、ヒウチ石、タルク、微晶質ケイ酸、などを例示することができる。人造品としては、二酸化ジルコニウム、ムライト、アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、酸化鉄、酸化クロム、炭化タングステン、などを例示することができる。本発明を実施するためには、アルミナが種々の粒度のものが商品化されているので、ガラスビーズの粒度にあわせて粒径を選ぶことができるので、好ましい。なお、ガラスビーズから篩別された研磨材とガラスの粉末は、廃棄することなく、人工ゼオライトの原料として利用することができる。
【００１０】
本発明にいう液体の研磨助剤とは、液体であってガラスと研磨材との混合物の流動性をよくするものをいい、水、植物油、鉱油、有機溶媒などガラスおよび研磨材を溶解しないものをいう。水は必ずしも不純物を含まない純水である必要はなく、通常一般に使用される工業用水、水道水、井戸水、などを例示することができる。植物油とは、植物の果実、種子などから採取される油脂のうち、常温で液体のものをいい、本発明の目的のためには半乾性油および不乾性油が好ましく、ゴマ油、ナタネ油、綿実油、大豆油、ツバキ油、オリーブ油、ヒマシ油、トウモロコシ油、落花生油、などを例示することができる。鉱油としては、石油由来の灯油、機械油、潤滑油、などを例示することができる。有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアルコール、プロピルアルコール、などのアルコール類、エーテル、キシレン、トルエン、ベンゼン、などを例示することがでる。これらの溶剤のうち、水溶性の溶媒が水と併用することができるので、本発明の実施には好ましい。
【００１１】
本発明にいう研磨装置とは、廃ガラスのカレットおよび研磨材の混合物、あるいは、廃ガラスのカレット、研磨材および液体の研磨助剤からなるスラリー、を投入し、混練できる装置であれば、特に限定されるものではない。例えば、容器の内部に攪拌棒を設け、廃ガラスのカレットおよび研磨材の混合物、あるいは、廃ガラスのカレット、研磨材および液体の研磨助剤からなるスラリー、を混練しながら混合物が容器の内部で循環する装置がこれに該当する。
【００１２】
しかし、本発明の研磨装置１は、有底の円筒状の容器２が設けられていて、容器２の内側に隙間をあけて円筒状の内筒３を設け、内筒３の内側にスクリュー４を設けた、ガラスビーズを製造するための研磨装置であって、内筒３と容器２の間に攪拌棒５を設け回転させることができる構造である。円筒状の内筒３の内面および外面に凸状の螺旋を設け、内筒３をスクリュー４と反対方向に回転させることにより、研磨を効率よく行うことができる。このときの螺旋は、内面より外面の方のピッチを多くし、内筒３と容器２との間にある混合物またはスラリーの移動が内筒３の内側の移動よりはやくなるようにするのが、ガラスビーズを製造するために好ましい。さらには、スクリュー４のピッチおよび回転数が可変であるガラスビーズを製造するための研磨装置であって、有底の円筒状の容器２は、その内部に内筒３、スクリュー４、攪拌棒５などを設けることができれば、その形状および材質には特に制限はない。
【００１３】
本発明の研磨装置１は、内筒３の内側にスクリュー４を設けており、この部分に廃ガラスのカレットおよび研磨材の混合物、あるいは、廃ガラスのカレット、研磨材および液体の研磨助剤からなるスラリー、を投入し、スクリュー４を回転することにより、該混合物あるいは該スラリーが混練されながら下方へ移動し、内筒３の下部より内筒３の外側、容器２の内側の隙間に入り、上方へ移動し、内筒３の上部より内筒３の内側に入る。この間に廃ガラスのカレットは研磨材により研磨される。
【００１４】
また、容器２の内側、内筒３の外側に攪拌棒５を設け、回転させることにより、廃ガラスのカレットおよび研磨材の混合物、あるいは、廃ガラスのカレット、研磨材および液体の研磨助剤からなるスラリー、が均一に保たれ、容器２の下部より上方へ移動する間に混練が促進され廃ガラスのカレットは効率よく研磨される。
【００１５】
さらには、上記したように内筒３の内面および外面に螺旋を有していれば、該混合物および該スラリーの流動性がさらによくなる。このとき、内筒３を攪拌棒５およびスクリュー４と反対方向に回転させることにより、廃ガラスのカレットはより効率的に研磨される。
【００１６】
【実施例】
本発明の概要について、説明する。通常は、廃ガラスのカレットおよび研磨材の混合物、あるいは、廃ガラスのカレット、研磨材および液体の研磨助剤からなるスラリー、を容器内のスクリューの存在する部分に投入し、スクリューを回転することにより、混練する。研磨材の混合割合は、廃ガラスのカレットの形状、粒径、ガラスの硬度、研磨材の種類などによって異なるが、通常１０乃至１００重量％が好ましい。また、液体の研磨助剤の添加量は、研磨材と同じく廃ガラスのカレットの形状、粒径、ガラスの硬度、研磨材の種類、液体の研磨助剤の種類などによって異なるが、通常２乃至５倍であって、研磨の難易、表面の状態によって、液体の研磨助剤の添加量を調整する。研磨に際しては、ビーズの用途および研磨効率の面から、表面を滑らかにするために、粗い研磨材で研磨したのち、逐次細かい研磨材で研磨するなど、２乃至３段階を経てガラスビーズを製造することができる。
【００１７】
上記の研磨方法は、本発明の研磨装置においても、適用できるものである。次に本発明の詳細を実施例に基づいて説明するが、本発明の趣旨はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１８】
（実施例１）
平均粒径１ｍｍの廃ガラスのカレット１０ｇ、研磨材としてアルミナＡＭ−２７（住友化学工業株式会社製）１０ｇおよび水２０mlをセラミック製の乳鉢に入れ、３０分間先端をゴムで覆ったセラミック製の攪拌棒で混練したのち、ガラスのカレットと研磨材および水のスラリーを篩別し、ガラスビーズの製品を取り出した。得られたガラスビーズの写真を図３に、原料の廃ガラスのカレットの写真を図４に示した。図３および図４を比較することにより、表面の滑らかなガラスビーズが得られたことが判る。これは表１に示したように、路面標示塗料用ガラスビーズに関するJIS R 3301 1号に適合するものであった。
【００１９】
【表１】
0003741245.tif 000002
【００２０】
（実施例２）
平均粒径５ｍｍの廃ガラスのカレット１０ｇ、研磨材としてムライトＭＭ−３２５（内外セラミックス株式会社製）１０ｇおよび水２０mlをセラミック製の乳鉢に入れ、３０分間混練したのち、ガラスのカレットと研磨材および水のスラリーを篩別し、ガラスビーズの製品を取り出し、ガラスビーズよりなる人工砂を得た。
【００２１】
（実施例３）
平均粒径８ｍｍの廃ガラスのカレット１０ｇおよび研磨材としてムライトＭＭ−３２５（内外セラミックス株式会社製）１０ｇおよび水２０mlをセラミック製の乳鉢に入れ、３０分間混練したのち、ガラスのカレットと研磨材および水のスラリーを篩別し、ガラスビーズの製品を取り出し、ガラスビーズよりなる微生物の担持体を得た。
【００２２】
【発明の効果】
ガラスビーズは、その粒径により細かいものは、交通標識などの反射板に入れることにより、夜間の反射特性を増すことができる。また、粒径の大きなものは、人工砂などに用いることにより、人工的な砂浜をつくることができる。しかし、ガラスビーズの製造方法は、主としてガラスを溶融し、溶融したガラスを逐次滴下することにより、球状のガラスビーズを得るものであったので、製造コストが高くつき、これらの用途に使用することができなかった。
【００２３】
本発明は、これらの課題を解決するための方法を提供するもので、廃ガラスのカレットに研磨材を混合し、その混合物を混練することにより、ガラスビーズを製造する方法であって、原料には、廃棄物としてその処分に困っている廃ガラスを使用することができる。しかも、研磨することによりガラスビーズを製造するので、安価にガラスビーズを製造することができる。また、ガラスビーズを製造した後、篩別された研磨材とガラス粉末は廃棄することなく、人工ゼオライトの原料として有効に利用することができるものである。
【００２４】
また、本発明の研磨装置は、廃ガラスのカレットに研磨材を混合し、その混合物を混練することにより、ガラスビーズを製造するに当たり、短時間に効率よく研磨することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガラスビーズを製造するための研磨装置の縦断面図
【図２】ガラスビーズを製造するための研磨装置の横断面図
【図３】本発明により得られたガラスビーズの写真
【図４】本発明に使用した原料の廃ガラスのカレットの写真
【符号の説明】
１．ガラスビーズを製造するための研磨装置
２．有底の円筒状の容器
３．内筒
４．スクリュー
５．攪拌棒
６．内筒用の支持軸
７．スクリュー軸
【図１】
0003741245.tif 000003
【図２】
0003741245.tif 000004
【図３】
0003741245.tif 000005
【図４】
0003741245.tif 000006