FR3127214A1 - CALCINE FOR FLAT GLASS - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à un procédé de préparation d’un calcin adapté pour la fabrication de verre plat, caractérisé en ce qu’il met en œuvre une étape de broyage de l’intégralité d’un vitrage multiple 1 adapté pour le bâtiment, ledit vitrage multiple 1 comprenant au moins deux vitrages 3 séparés en périphérie par un cadre intercalaire non métallique 4 et au moins un joint de scellement (5A, 5B) de nature polymérique. Figure pour l’abrégé : Fig. 2The invention relates to a process for the preparation of a cullet suitable for the manufacture of flat glass, characterized in that it implements a step of grinding the entirety of a multiple glazing unit 1 suitable for the building, said multiple pane 1 comprising at least two panes 3 separated at the periphery by a non-metallic spacer frame 4 and at least one seal (5A, 5B) of polymeric nature. Figure for abstract: Fig. 2
Description
La présente invention se rapporte au domaine des vitrages pour véhicules ou bâtiment pour des applications intérieures et extérieures et plus précisément, au recyclage de vitrages multiples usagés (vitrages pour véhicules, simple, double ou triple-vitrages pour bâtiment etc…). L’invention concerne en particulier un procédé de préparation d’un calcin adapté pour la fabrication de verre plat. L’invention concerne également un calcin obtenu via cette préparation, une composition de matières premières intégrant un tel calcin, et un procédé de fabrication de verre plat à partir d’une telle composition de matières premières.The present invention relates to the field of glazing for vehicles or buildings for interior and exterior applications and more specifically, to the recycling of used multiple glazing (glazing for vehicles, single, double or triple glazing for buildings, etc.). The invention relates in particular to a process for the preparation of a cullet suitable for the manufacture of flat glass. The invention also relates to a cullet obtained via this preparation, a composition of raw materials incorporating such a cullet, and a process for manufacturing flat glass from such a composition of raw materials.
Le recyclage de vitrages multiples est aujourd’hui une problématique de première importance, ayant notamment pour enjeux la diminution des coûts de matière première vitrifiable et la réduction de l’empreinte environnementale des produits nouvellement fabriqués.The recycling of multiple glazing is today a problem of prime importance, with the challenges of reducing the cost of vitrifiable raw materials and reducing the environmental footprint of newly manufactured products.
De telles vitrages multiples se présentent généralement sous la forme de double vitrage ou de triple vitrage. On entend par double vitrage un ensemble de deux vitrages espacés et séparés par une lame de gaz ou de vide et par triple vitrage un ensemble de trois vitrages espacés et séparés par deux lames respectives de gaz ou de vide. De manière traditionnelle, les vitrages simples sont séparés deux à deux par un cadre intercalaire (espaceur) en métal, généralement en aluminium, ainsi que par des joints de scellement permettant d’assurer l’étanchéité des lames de gaz.Such multiple glazing is generally in the form of double glazing or triple glazing. The term “double glazing” means a set of two glazing units spaced apart and separated by a gas or vacuum layer and by “triple glazing” a set of three glazing units spaced apart and separated by two respective layers of gas or vacuum. Traditionally, the single glazing units are separated two by two by an intermediate frame (spacer) made of metal, generally aluminum, as well as by sealing joints to ensure the tightness of the gas gaps.
De manière connue, le verre est recyclable en totalité. Il n’en est cependant pas de même des matériaux non-verriers (par opposition au verre du vitrage) et en particulier du cadre intercalaire métallique qui, lorsqu’introduit dans un four verrier, nuit sensiblement à la qualité du verre produit. Pour cette raison au moins, le recyclage en l’état d’un tel vitrage multiple pour la fabrication de verre plat est à ce jour prohibée. Dans la pratique, de tels déchets de verre sont réorientés vers des lignes de fabrication de laine de verre ou de bouteilles, qui sont relativement plus tolérantes aux défauts pouvant être occasionnés dans le verre, en comparaison avec l’industrie du verre plat.As is known, glass is entirely recyclable. However, the same is not true of non-glass materials (as opposed to glazing glass) and in particular of the metal spacer frame which, when introduced into a glass furnace, significantly affects the quality of the glass produced. For this reason at least, the recycling of such multiple glazing for the manufacture of flat glass is currently prohibited. In practice, such glass waste is diverted to glass wool or bottle manufacturing lines, which are relatively more tolerant of defects that may be caused in the glass, compared to the flat glass industry.
Dans une problématique de recyclage pour la fabrication de verre plat, il s’avère aujourd’hui nécessaire de séparer le verre des autres composants (non verriers) du vitrage multiple. Une telle séparation est traditionnellement opérée mécaniquement, c’est-à-dire via une action de contact direct, et implique nécessairement la destruction d’un ou de plusieurs des composants dudit ensemble à fonction verrière, et en particulier du ou des vitrages. En témoigne le document brevet WO2020/002640 qui se rapporte à la fragmentation de fenêtres usagées, en vue de leur recyclage. Pendant toute l'étape de ce procédé, il existe un risque de rupture du vitrage multiple et de pollution du calcin par des matériaux non vitreux. La mise en œuvre d’un tel circuit de recyclage implique de plus le transport du vitrage multiple usagé dans un site équipé d’une installation de recyclage dédiée, ce qui constitue une contrainte logistique supplémentaire.In a recycling problem for the manufacture of flat glass, it is now necessary to separate the glass from the other components (non-glass) of the multiple glazing. Such a separation is traditionally carried out mechanically, that is to say via a direct contact action, and necessarily involves the destruction of one or more of the components of said glass function assembly, and in particular of the glazing(s). Evidenced by the patent document WO2020/002640 which relates to the fragmentation of used windows, with a view to their recycling. During the entire stage of this process, there is a risk of the multiple glazing breaking and of the cullet being polluted by non-vitreous materials. The implementation of such a recycling circuit also involves the transport of used multiple glazing to a site equipped with a dedicated recycling facility, which constitutes an additional logistical constraint.
La technique proposée permet de répondre aux inconvénients précédemment citées et se rapporte plus particulièrement, dans au moins un mode de réalisation, à un procédé de préparation d’un calcin adapté pour la fabrication de verre plat, caractérisé en ce qu’il met en œuvre une étape de broyage de l’intégralité d’un vitrage multiple adapté pour le bâtiment, par exemple un triple vitrage, préférentiellement un double-vitrage, ledit vitrage multiple comprenant au moins deux vitrages séparés en périphérie par un cadre intercalaire non métallique et au moins un joint de scellement de nature polymérique.The proposed technique makes it possible to respond to the aforementioned drawbacks and relates more particularly, in at least one embodiment, to a process for preparing a cullet suitable for the manufacture of flat glass, characterized in that it implements a step of grinding all of the multiple glazing suitable for the building, for example triple glazing, preferably double glazing, said multiple glazing comprising at least two glazing separated at the periphery by a non-metallic spacer frame and at least a seal of a polymeric nature.
Dans l’ensemble de la description, le calcin désigne les débris de verre issus de lignes de production de verre plat et/ou de chantiers de (dé)construction. Un tel calcin est adapté pour la fabrication de verre plat en ce qu’il présente une très faible teneur en matériaux non-verriers, afin de satisfaire aux critères de qualité de verre particulièrement exigeants, dans ce domaine spécifique.Throughout the description, cullet refers to broken glass from flat glass production lines and/or (de)construction sites. Such a cullet is suitable for the manufacture of flat glass in that it has a very low content of non-glass materials, in order to meet the particularly demanding glass quality criteria in this specific field.
L’invention repose sur un concept nouveau et inventif consistant à fabriquer du calcin à partir de vitrages multiples qui peuvent être intégralement réintroduits dans un four verrier pour verre plat, y inclus le cadre intercalaire et les joints de scellement. La gestion logistique du circuit de recyclage de tels vitrages multiples s’en trouve donc grandement simplifié.The invention is based on a new and inventive concept consisting in manufacturing cullet from multiple glazings which can be completely reintroduced into a glass furnace for flat glass, including the spacer frame and the sealing joints. The logistical management of the recycling circuit for such multiple glazing is therefore greatly simplified.
De tels vitrages multiples ont notamment pour spécificité de mettre en œuvre des espaceurs qui, du fait de leur composition non-métallique, limitent significativement les risques de contamination du bain de verre. L’invention permet ainsi de recycler des vitrages multiples sans pour autant sacrifier la qualité du verre plat fabriqué.Such multiple glazings have in particular the specificity of implementing spacers which, due to their non-metallic composition, significantly limit the risks of contamination of the glass bath. The invention thus makes it possible to recycle multiple glazings without sacrificing the quality of the flat glass manufactured.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit cadre intercalaire est au moins en partie revêtu d’un feuillet métallique, préférentiellement en aluminium, d’une épaisseur comprise entre 1 nanomètre et 10 micromètres.According to a particular embodiment, said spacer frame is at least partly coated with a metal sheet, preferably aluminum, with a thickness of between 1 nanometer and 10 micrometers.
Plus fin est le feuillet métallique et moindre est la déstabilisation du bain de verre.The thinner the metal sheet, the less the destabilization of the glass bath.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit cadre intercalaire appartient au groupe comprenant le polyéthylène (PE), les polycarbonates, le polypropylène (PP), le polystyrène, les polyesters, les polyuréthanes, les polyméthylméthacrylates, les polyacrylates, les polyamides, le polyéthylène téréphtalate (PET), le polybutylène téréphtalate (PBT), et de préférence l'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS), l’ester acrylique-styrène-acrylonitrile (ASA), PET/PC, PBT/PC et/ou copolymères ou leurs mélanges, et est renforcé avec de la fibre de verre selon une teneur comprise entre 20% et 50%, préférentiellement entre 30% à 40%.According to a particular embodiment, said spacer frame belongs to the group comprising polyethylene (PE), polycarbonates, polypropylene (PP), polystyrene, polyesters, polyurethanes, polymethylmethacrylates, polyacrylates, polyamides, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), and preferably acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), acrylic-styrene-acrylonitrile ester (ASA), PET/PC, PBT/PC and/or copolymers or their mixtures, and is reinforced with fiberglass according to a content of between 20% and 50%, preferably between 30% and 40%.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit cadre intercalaire est au moins partiellement empli de billes de dessiccant dont le diamètre est inférieur à 2,0 millimètres, préférentiellement égal à 0,7 millimètre.According to a particular embodiment, said spacer frame is at least partially filled with desiccant balls whose diameter is less than 2.0 millimeters, preferably equal to 0.7 millimeters.
La mise en œuvre de billes de dessiccant permet de réduire l’humidité au sein de la lame de gaz inerte. Plus la taille des billes est petite, et plus facile est leur désintégration au sein du bain de verre. Le risque d’apparition de défauts s’en trouve donc réduit.The use of desiccant balls makes it possible to reduce the humidity within the layer of inert gas. The smaller the size of the beads, the easier their disintegration within the glass bath. The risk of faults appearing is therefore reduced.
Selon un mode de réalisation particulier, lesdites billes de dessiccant appartiennent au groupe comprenant les gels de silice, les tamis moléculaires, CaCl2, Na2SO4, le charbon actif, les silicates, la bentonite, les zéolites et les mélanges de ceux-ci.According to a particular embodiment, said desiccant beads belong to the group comprising silica gels, molecular sieves, CaCl2, Na2SO4, activated carbon, silicates, bentonite, zeolites and mixtures thereof.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit vitrage multiple comprend un joint de scellement intérieur en polyisobutylène et un joint de scellement extérieur en polyurethane, polysulfide et/ou silicone.According to a particular embodiment, said multiple glazing comprises an interior seal in polyisobutylene and an exterior seal in polyurethane, polysulphide and/or silicone.
L’invention concerne également un un calcin obtenu par un tel procédé de préparation, caractérisé en ce qu’il comprend des matériaux non-verriers issus du broyage dudit cadre intercalaire non métallique et dudit joint de scellement de nature polymérique.The invention also relates to a cullet obtained by such a preparation process, characterized in that it comprises non-glass materials resulting from the grinding of said non-metallic spacer frame and of said sealing joint of a polymeric nature.
Selon un mode de réalisation particulier, la concentration massique en matériaux non-verriers est inférieure à 100000 ppm, préférentiellement inférieure à 10000 ppm, préférentiellement inférieure à 5000 ppm, préférentiellement inférieure à 2500 ppm.According to a particular embodiment, the concentration by mass of non-glass materials is less than 100000 ppm, preferentially less than 10000 ppm, preferentially less than 5000 ppm, preferentially less than 2500 ppm.
Selon un mode de réalisation particulier, les matériaux non-verriers présentent une taille de grain inférieure à 20 millimètres, préférentiellement inférieure à 10 millimètres.According to a particular embodiment, the non-glass materials have a grain size of less than 20 millimeters, preferably less than 10 millimeters.
Ce que l’on appelle taille d’un grain est en fait son « diamètre équivalent » (De). De manière connue, une telle taille de grain est mesurée au moyen d’un granulomètre à sédimentation.What is called size of a grain is in fact its “equivalent diameter” (De). In a known manner, such a grain size is measured by means of a sedimentation particle sizer.
Selon un mode de réalisation particulier, la concentration en matériaux métalliques est inférieure à 6,000 ppm, préférentiellement inférieure à 0,024 ppm.According to a particular embodiment, the concentration of metallic materials is less than 6.000 ppm, preferably less than 0.024 ppm.
Dans la pratique, une concentration en matériaux métalliques comprise entre 0,024 ppm et 6 ppm correspond à la mise en œuvre de feuillets métalliques d’une épaisseur comprise entre 30 nm et 7 microns. La valeur de 6 ppm est la limite haute de concentration au-dessus de laquelle la quantité de matériaux métalliques tend à déstabiliser le bain de verre de manière rédhibitoire. Afin de préserver le bain de verre, il est préférable que la concentration en matériaux métalliques soit la plus faible possible.In practice, a concentration of metallic materials between 0.024 ppm and 6 ppm corresponds to the implementation of metal sheets with a thickness between 30 nm and 7 microns. The value of 6 ppm is the upper concentration limit above which the quantity of metallic materials tends to destabilize the glass bath in a prohibitive manner. In order to preserve the glass bath, it is preferable for the concentration of metallic materials to be as low as possible.
Selon un mode de réalisation particulier, les matériaux métalliques présentent une taille de grain inférieure à 20000 micromètres, préférentiellement inférieure à 10000 micromètres, préférentiellement inférieure à 5000 micromètres.According to a particular embodiment, the metallic materials have a grain size of less than 20,000 micrometers, preferably less than 10,000 micrometers, preferably less than 5,000 micrometers.
Ce que l’on appelle taille d’un grain est en fait son « diamètre équivalent » (De). De manière connue, une telle taille de grain est mesurée au moyen d’un granulomètre à sédimentation. Plus faible est la taille de grain et meilleure est son absorption par le bain de verre.What is called size of a grain is in fact its “equivalent diameter” (De). In a known manner, such a grain size is measured by means of a sedimentation particle sizer. The smaller the grain size, the better its absorption by the glass bath.
L’invention concerne également une composition de matières premières adaptée pour la fabrication de verre plat, caractérisé en ce qu’elle comprend un tel calcin.The invention also relates to a composition of raw materials suitable for the manufacture of flat glass, characterized in that it comprises such cullet.
Selon un mode de réalisation particulier, le calcin présente une concentration massique inférieure ou égale à 100%, préférentiellement inférieure ou égale à 70%, préférentiellement inférieure ou égale à 40%, préférentiellement inférieure ou égale à 25%, préférentiellement inférieure ou égale à 10%, préférentiellement inférieure ou égale à 8%, préférentiellement inférieure ou égale à 6%.According to a particular embodiment, the cullet has a mass concentration less than or equal to 100%, preferably less than or equal to 70%, preferably less than or equal to 40%, preferably less than or equal to 25%, preferably less than or equal to 10 %, preferably less than or equal to 8%, preferably less than or equal to 6%.
Le choix d’une telle concentration massique de calcin selon l’invention dépend de la teneur de ce dernier en matériaux non-verriers, et en particulier en matériaux métalliques. Un programme de recherche conduit par les inventeurs a permis de mettre en évidence que la qualité du verre plat obtenu reste inchangée (et donc optimale) si la concentration massique au sein du bain de verre de l’ensemble regroupant les espaceurs, le dessiccant et les joints de scellement reste inférieure à 0,25%.The choice of such a mass concentration of cullet according to the invention depends on the content of the latter in non-glass materials, and in particular in metallic materials. A research program conducted by the inventors has made it possible to demonstrate that the quality of the flat glass obtained remains unchanged (and therefore optimal) if the mass concentration within the glass bath of the assembly comprising the spacers, the desiccant and the sealing joints remains below 0.25%.
L’invention concerne également un procédé de fabrication de verre plat, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de fusion d’une telle composition de matières premières.The invention also relates to a process for manufacturing flat glass, characterized in that it comprises a step of melting such a composition of raw materials.
Un tel procédé permet la fabrication de verre plat tout en diminution les coûts associés de matières premières vitrifiables, et en réduisant l’empreinte environnementale du verre plat nouvellement fabriqué.Such a process allows the manufacture of flat glass while reducing the associated costs of vitrifiable raw materials, and reducing the environmental footprint of the newly manufactured flat glass.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et de la figure annexée, pour laquelle :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of particular embodiments, given by way of simple illustrative and non-limiting examples, and of the appended figure, for which:
Les différents éléments illustrés par les figures ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle réelle, l’accent étant davantage porté sur la représentation du fonctionnement général de l’invention. Sur la
La
Afin d’évaluer l’impact de la concentration massique en composants non verriers sur la stabilité du bain de verre, une campagne d’essais a été mise en œuvre sur un four expérimental, au cours de laquelle des composants non verriers ont été introduits dans le bain de verre, selon des proportions massiques prédéterminées. Afin que les résultats obtenus correspondent au mieux à la réalité industrielle d’un four de production de verre plat dans lequel on introduirait du calcin incluant des vitrages isolants broyés avec leurs éléments non verriers, ces composants non verriers étaient constitués de 50 % massique de scellement secondaire en polyurethane, 27% massique d'un intercalaire polymérique nommé Swisspacer®, qui est commercialisé par le groupe Saint-Gobain et comprend notamment un feuillard d’aluminium de faible épaisseur, 20 % massique de billes de dessiccant, et 3 % massique de joint primaire de scellement en polyisobutylène. Une telle répartition correspond à celle habituellement observée dans un double vitrage équipé d’un tel intercalaire Swisspacer® et ayant une cavité de 16 mm d’épaisseur.In order to assess the impact of the mass concentration of non-glass components on the stability of the glass bath, a test campaign was implemented on an experimental furnace, during which non-glass components were introduced into the glass bath, according to predetermined mass proportions. So that the results obtained best correspond to the industrial reality of a flat glass production furnace into which cullet would be introduced including crushed insulating glazing units with their non-glass components, these non-glass components were made up of 50% by mass of sealing polyurethane secondary, 27% by mass of a polymeric interlayer called Swisspacer®, which is marketed by the Saint-Gobain group and comprises in particular a thin aluminum strip, 20% by mass of desiccant beads, and 3% by mass of polyisobutylene primary sealing joint. Such a distribution corresponds to that usually observed in a double glazing fitted with such a Swisspacer® spacer and having a cavity 16 mm thick.
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L’exploitation des résultats obtenus permet de conclure que la proportion massique de produits non-verriers pouvant être introduite dans le bain de verre sans déstabiliser ce dernier, et donc sans porter aucun préjudice à la qualité du verre produit, est de 0,25% en masse. L’introduction de matériaux non verriers selon des proportions massiques plus élevées pourrait être envisagée, mais elle aurait pour conséquence une dégradation croissante de la qualité du verre obtenu.The exploitation of the results obtained makes it possible to conclude that the mass proportion of non-glass products that can be introduced into the glass bath without destabilizing the latter, and therefore without causing any damage to the quality of the glass produced, is 0.25% en masse. The introduction of non-glass materials in higher mass proportions could be considered, but this would result in an increasing deterioration in the quality of the glass obtained.
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DE4418573C1 (en) * | 1994-05-27 | 1996-02-22 | Joerg Weinfurtner | Recycling insulating and/or laminated glass panels |
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US20200016641A1 (en) * | 2018-07-14 | 2020-01-16 | Polyceed Inc. | Recycling of smart windows |
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-
2022
- 2022-09-20 WO PCT/EP2022/076128 patent/WO2023046696A1/en unknown
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WO2020002640A1 (en) | 2018-06-29 | 2020-01-02 | Saint-Gobain Glass France | Fragmentation device |
US20200016641A1 (en) * | 2018-07-14 | 2020-01-16 | Polyceed Inc. | Recycling of smart windows |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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