JP2001025725A - 廃ガラス材からの有効資材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃ガラスの有効資材化を図ることであ
る。 【解決手段】 廃ガラス材から有効資材を製造する方法
であって、廃ガラス材を砕く第１工程と、前記第１工程
の砕きにより出来た尖った部分を有するガラス破片を、
前記尖った部分が鈍化するように加熱する第２工程とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃ガラス材から有効資材
を製造する方法に関する。特に、海浜、池、水槽、或い
は庭園などにおける代用砂と言った有効資材を、ガラス
瓶や建築用ガラス等の廃ガラスから製造する方法に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】今日、ワイン、日本
酒、ビール或いはウィスキー等のアルコール用のガラス
瓶、その他にも調味料用のガラス瓶、又、窓ガラスなど
の建築用ガラスと言った各種のガラス資材が産業廃棄物
として排出されている。このような廃ガラス材、特にガ
ラス瓶については、これを回収し、再び、瓶の原料とし
て利用する動きがある。

【０００３】しかし、このようなリサイクルに際して問
題になるのは、ガラス瓶を分別回収しなければならない
ことである。すなわち、回収したガラス瓶を瓶原料とし
て利用する場合、通常、これらのガラス瓶は美観（商品
価値）の関係から着色されている為、同一の瓶を集めて
回収しなければならない。つまり、色の違った瓶をまと
めて回収したのでは、瓶原料として利用できない。この
ようなことから、ガラス瓶を回収し、これを砕いてカレ
ットとし、瓶のガラス原料として利用する動きは停滞
し、あまり進んでいない。

【０００４】又、廃ガラス材をコンクリートの骨材とし
て利用する提案もなされている。しかし、この提案の動
きも鈍い。従って、本発明が解決しようとする課題は、
廃ガラスの有効資材化を図ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、日本は海に
面していて美しい砂浜を有していたものの、今日、その
美しい砂浜が失われている現状に鑑み、前記廃ガラスを
代用砂として用いたならば、美しい砂浜が出来上がるの
ではないかとの啓示を得るに至った。すなわち、今日、
排出されているガラス瓶は、各種、色が違ったカラフル
なものが多く、従って、これを砕いて代用砂としたなら
ば、これは、子供達にとって目を輝かすような砂浜が出
来るであろうと考えたのである。

【０００６】そして、この場合、各種の色が混ざってい
る方が景観上から良いので、各種のガラス瓶を分別回収
する必要がなく、寧ろ各種の色のガラス瓶を一緒にまと
めて回収する方が好ましいのであるから、このことはガ
ラス瓶の回収を容易なものとする。しかし、ここで注意
しなければならないのは、ガラスを砕いた場合、その破
砕物には、必ず、尖った部分が出来ていることである。
従って、そのままでは、代用砂として撒いてしまうと、
実に、危険である。この為、工夫が必要である。

【０００７】又、例えばワインが入っていたガラス瓶と
言っても、回収後のガラス瓶には雑多な汚れが付着して
いることも有る。従って、このガラス瓶を砕いた破砕物
から、仮に、その尖った部分を無くしたとしても、雑多
な汚れが付着していたのでは、代用砂として撒いてしま
うと、汚物を撒くことにも成り兼ねない。従って、環境
・衛生面からの工夫も必要である。

【０００８】そして、これらの課題を解決しない限り、
廃ガラスの破砕物を海浜などの代用砂として用いること
は出来ない。そこで、本発明者はこれらの課題の解決に
取り組んだ。先ず、今日、リサイクルに際して、ガラス
瓶に付着している汚れの洗浄方法として採用されている
手段を振り返ってみた。すなわち、ガラス瓶を砕いた破
砕物（カレット）中に混入している異物を取り除き、綺
麗にする為、磁性体については磁選機で取り除き、アル
ミ類についてはアルミ選別機で取り除き、紙や木片、或
いはプラスチック類はバキューム式選別機で取り除き、
そしてこの後、水洗処理機で洗って雑多な汚れを取り除
いている。

【０００９】しかし、水洗で綺麗に取り除くにも限度が
ある。この点についての検討を鋭意押し進めて行くうち
に、本発明者は、水洗処理のような湿式方式ではなく、
加熱してやれば、雑多な有機質系の汚れが除去できるの
ではないかとの啓示を得るに至った。しかも、加熱手段
を採用すれば、同時に、ガラスを破砕した時に破砕物に
出来る尖った部分も鈍り、鋭く尖った部分は無くなり、
その上を素足で歩いても、突き刺さったり、切ったりす
るような事故は起きなくなることにも気付いた。

【００１０】更には、鋭く尖った部分が鈍るような温度
である軟化温度は、例えば７００℃以上のような高温で
あるから、仮に、黴や菌が付着していても、これによっ
て殺菌され、汚れをなくすだけでなく、実に、衛生面で
も問題がなくなることに気付いた。すなわち、ガラス破
砕物を加熱処理する手法は、一石何鳥でもあったのであ
る。

【００１１】このような知見に基づいて本発明が達成さ
れたのであり、前記の課題は、廃ガラス材を砕く第１工
程と、前記第１工程の砕きにより出来た尖った部分を有
するガラス破片を、前記尖った部分が鈍化するように加
熱する第２工程とを有することを特徴とする廃ガラス材
からの有効資材の製造方法によって解決される。

【００１２】特に、廃ガラス材を砕く第１工程と、前記
第１工程の砕きにより出来た尖った部分を有するガラス
破片を、前記尖った部分が鈍化するように加熱すると共
に、ガラス破片が動くように外力を作用させる第２工程
とを有することを特徴とする廃ガラス材からの有効資材
の製造方法によって解決される。

【００１３】尚、ガラス破片が動くように外力を作用
は、例えばガラス破片を加熱する加熱炉を回転させるこ
とによって達成される。上記のように構成させた本発明
によれば、各種の色が混ざったままの（各種のガラス瓶
を分別回収しないで一緒にまとめて回収した）ガラス瓶
を砕いたカレットには、必ず、尖った部分が出来ている
ものの、この尖った部分は加熱によって軟化・鈍化した
ものとなっており、従ってこれが砂浜の代用砂として撒
かれても危険は無い。

【００１４】そして、この代用砂は、原料となる廃ガラ
ス材として各種の色が混ざったままの場合には、各種の
色のものが混ざったものとなり、カラフルであって、こ
れが海水で濡れていたりすると、キラキラと虹のように
輝いており、砂浜の景観性が格段に富む。又、日本にあ
っては、海に面している自治体は多く、そしてガラス瓶
の回収などは自治体に任されている場合が多いことか
ら、自治体が一貫して環境改善に取り組む際に、効果的
に採用できる。

【００１５】又、ガラス瓶などを砕いたカレットの尖っ
た部分を軟化させて鈍ったものとする為に加熱する訳で
あるが、この加熱温度はほぼ軟化温度以上の高温である
から、付着していた雑多な有機質系の汚れは除去され、
かつ、黴や菌が付着していても、これによって殺菌さ
れ、清潔で衛生的な代用砂となる。上記本発明における
第２工程において、ガラス破片同士の融着を防止する融
着防止材を加えた状態で加熱するのが好ましい。すなわ
ち、融着防止材を加えておくことによって、加熱時にガ
ラス破片同士の融着が防止され、粒子の増大化が防止さ
れ、目的とする大きさのものが簡単に得られるからであ
る。

【００１６】又、本発明における第２工程の加熱温度は
ガラス破片材の軟化温度から溶融温度までの間の温度で
あるのが好ましい。つまり、軟化温度以上に加熱するこ
とによって、短時間のうちにガラス破片の尖った部分を
鈍化させることが出来るからである。溶融温度より低い
温度としたのは、溶融温度以上になると、融着防止材を
加えていても、融着して粒子が増大化してしまい、目的
とする大きさのものが簡単に得られ難くなるからであ
る。具体的な加熱温度は、ガラス材料によっても相違す
るが、現在の着色ガラス瓶にあっては、約７３０〜９０
０℃程度である。

【００１７】尚、軟化は、砕いたガラス破片の尖った部
分のみの軟化で十分である。つまり、全体が軟化しなく
ても良い。尖った部分のみが、軟化により、鈍化すれば
良いから、軟化に要する時間は短時間で済む。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明になる廃ガラス材からの有
効資材の製造方法は、廃ガラス材（特に、分別されてお
らず、各種の廃ガラスが混じったままの廃ガラス材、特
に各種の色に着色されている廃ガラスが混じったままの
廃ガラス材）を砕く第１工程と、前記第１工程の砕きに
より出来た尖った部分を有するガラス破片を、前記尖っ
た部分（特に、ガラス破片全体では無く、尖った部分の
み、或いは尖った部分とその近傍の部分）が鈍化するよ
うに加熱する第２工程を有する。特に、廃ガラス材（特
に、分別されておらず、各種の廃ガラスが混じったまま
の廃ガラス材、特に各種の色に着色されている廃ガラス
が混じったままの廃ガラス材）を砕く第１工程と、前記
第１工程の砕きにより出来た尖った部分を有するガラス
破片を、前記尖った部分（特に、ガラス破片全体では無
く、尖った部分のみ、或いは尖った部分とその近傍の部
分）が鈍化するように加熱すると共に、ガラス破片が動
くように外力を作用（ガラス破片同士が衝突したり、ガ
ラス破片を入れている容器の壁面に衝突。例えば、ガラ
ス破片を入れている容器を回転）させる第２工程を有す
る。更に、第２工程の後、冷却（特に、徐冷）する第３
工程を有する。

【００１９】上記第２工程の加熱時においては、特に、
ガラス破片同士の融着を防止する融着防止材を加えた状
態で加熱がなされる。融着防止材としては、その融点が
該ガラス破片材の融点より高温の材料のものであれば良
く、例えば水酸化アルミニウムの粉末やカオリン等の鉱
物の粉末等が用いられる。加熱温度は、ガラス破片材の
軟化温度から溶融温度までの間の温度である。具体的な
加熱温度は、約７３０〜９００℃程度である。加熱時間
は、ガラス破片の尖った部分のみが軟化する時間あれば
十分である。

【００２０】以下、更に詳しく説明する。先ず、各種の
着色ビンが、各々の色に分けて分別されることなく、ま
とめて一緒に回収される。すなわち、資源ゴミとして回
収するに際して、回収を担当する自治体は、ビン等のガ
ラス廃材をまとめて回収する。分別回収の必要が無い。
各種の色に着色されているガラス瓶を一緒にクラッシャ
ー（破砕機）に掛け、所定の大きさのものに砕く。尚、
この破砕によって出来たカレットには、当然、鋭く尖っ
た突起部が出来ている。

【００２１】クラッシャーとしては、例えばジョークラ
ッシャー、コーンクラッシャー、ロールクラッシャー或
いはインパクトクラッシャーいずれのタイプのものを用
いても良い。これ以外のものであっても良い。但し、破
砕した時に副生する微小な粒径（例えば、０．１５ｍｍ
以下の微小な粒径）の割合が少ないものを選定するのが
好ましい。本例では、ロータリー式インパクトクラッシ
ャー（ローター回転数５７０ｒｐｍ、ローター周速３０
ｍ／ｓ）を用いた。

【００２２】次に、カレットを磁選機、アルミ選別機、
及びバキューム式選別機に掛け、鉄類、アルミ類、紙
類、木片類、プラスチック類を取り除く。尚、水洗処理
は行わない。上記選別工程に際して、篩いに掛け、０．
１５ｍｍより小さなカレットは取り除いた。これは、大
きさが小さ過ぎるものは、この後の加熱工程などを経て
得た最終品が代用砂として利用でき難いからである。

【００２３】このようにして得られたカレット１０００
０ｇの粒度分布を調べると、下記の表−１に示す通りで
あった。 表−１ 篩い目 9.5mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.60mm 0.30mm 通過量 9670g 7030g 3820g 1960g 980g 440g 通過率 96.7% 70.3% 38.2% 19.6% 9.8% 4.4%

【００２４】そして、このカレットをミキサーに投入し
た。又、カレット１００重量部に対して０．１〜５重量
部、特に０．５〜３重量部の割合で水酸化アルミニウム
とかカオリンの粉末（粒径が１０μｍ、特に５μｍ以下
（下限は得られるものであれば幾ら小さくても良い。）
の微粉末）からなる融着防止材も投入した。本例では、
カレット１００重量部に対して１重量部の割合で粒径が
３μｍ以下の水酸化アルミニウム粉末を投入した。そし
て、ミキサーを作動させ、カレット表面に水酸化アルミ
ニウム粉末（融着防止材）を付着させる。

【００２５】次いで、この融着防止材がまぶされたカレ
ットを回転焼成炉、例えばロータリーキルンに３００ｋ
ｇ／時間の割合で投入した。本例では、長さ８ｍ、内径
０．８ｍ、勾配２／１００のロータリーキルンを用い
た。ロータリーキルンは７５０〜９００℃に加熱されて
いる。特に、入口側４ｍから６ｍの領域が約８２０℃の
焼成雰囲気を維持するようにされている。又、ロータリ
ーキルンの回転速度は１．５ｒｐｍである。

【００２６】これによって、カレットに出来ている鋭く
尖った突起部は軟化・鈍化し、突き刺さるような箇所は
なくなる。しかも、この加熱に際して、ロータリーキル
ンは回転しているから、内部のカレットは転動する。従
って、カレット同士は衝突したり、ロータリーキルンの
壁面に衝突したり、擦り合ったりする。この機械的な磨
耗作用と加熱作用とが重なって、カレットに出来ている
鋭く尖った突起部は一層鈍化し、突き刺さるような箇所
はなくなる。

【００２７】尚、カレットを軟化温度（約７３０℃）以
上の温度に加熱しているから、場合によっては、カレッ
ト同士がくっつく恐れがある。しかし、本実施形態で
は、融着防止材を入れており、これがカレットにまぶさ
れているようになっているから、カレット同士がくっつ
く恐れは無い。又、この加熱処理によって、カレット全
体が軟化してしまう程のものでは無い。

【００２８】ロータリーキルンに投入してから２０分後
に約８２０℃の焼成雰囲気を通過させ、そして出口から
回収した。この回収した粒子を徐冷し、まぶした水酸化
アルミニウム粉末などを篩いに掛けて除去した。このよ
うにして得られた粒子の粒度分布を調べると、下記の表
−２に示す通りであった。

【００２９】 表−２ 篩い目 9.5mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.60mm 0.30mm 通過量 9742g 8019g 4980g 2416g 1247g 624g 通過率 98.4% 81.0% 50.3% 24.4% 12.6% 6.3% これから判るように加熱処理されたカレットは多少小さ
くなっている。つまり、尖った先端部分が軟化して縮ま
り、小さくなったものと考えられる。

【００３０】又、表面を子細に調べたが、鋭い突起は全
く認められなかった。すなわち、破砕によって出来てい
た鋭く尖った部分は軟化・鈍化していた。従って、この
ものを代用砂として撒いた上を素足で歩いても、傷付く
と言った事故は起きない。しかも、各種の色のものが混
ざった廃ガラス瓶を原料として用いたから、得られた代
用砂も各種の色のものが混ざったものであり、これが海
浜の砂浜に撒かれ、水に濡れた状態にあっては、各種の
色でキラキラと輝き、景観性に実に優れている。

【００３１】又、各種の色のものが混ざった廃ガラス瓶
を原料として用いたから、ガラス瓶を分別回収する必要
が無く、回収コストが低廉であり、かつ、回収し易いも
のであって、リサイクル性に富む。又、高温で処理され
るから、ガラス瓶に付着していた有機質系の汚れも除去
でき、水洗しなくても済むから、それだけ処理コストが
低廉である。かつ、雑多な有機質系の汚れが簡単に除去
できるのみならず、仮に、黴や菌が付着していても、殺
菌され、汚れをなくすだけでなく、実に、衛生面でも綺
麗になる。従って、代用砂として撒く場合にも問題が無
い。

【００３２】

【効果】本発明によれば、海浜、池、水槽、或いは庭園
などにおける代用砂が廃ガラスから簡単・低廉なコスト
で製造できる。特に、原料となる廃ガラス材は、各種の
ものが混ざっていても支障なく、例えば瓶原料とする場
合のような分別回収の必要が無く、従って原料となる廃
ガラス材の回収性に優れている。従って、この面からも
コストが低廉である。

【００３３】得られる廃ガラス材からの有効資材は、表
面に鋭利な突起部が無くなっているから、取扱いに際し
て手足を損傷する危険性が大幅に無くなる。そして、代
用砂として撒いた上を素足で歩いても、傷付くことは無
かった。しかも、各種の色のものが混ざった廃ガラスを
原料とした場合、得られた代用砂も各種の色のものが混
ざったものであり、これが海浜の砂浜に撒かれ、水に濡
れた状態にあっては、各種の色でキラキラと輝き、景観
性に実に優れている。

【００３４】又、高温で処理されるから、廃ガラスに付
着していた有機質系の汚れも除去でき、水洗しなくても
済むから、それだけ処理コストが低廉である。かつ、雑
多な有機質系の汚れが簡単に除去できるのみならず、仮
に、黴や菌が付着していても、殺菌され、汚れをなくす
だけでなく、実に、衛生面でも綺麗になる。従って、代
用砂として撒く場合にも問題が無い。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃ガラス材から有効資材を製造する方法
   であって、 廃ガラス材を砕く第１工程と、 前記第１工程の砕きにより出来た尖った部分を有するガ
   ラス破片を、前記尖った部分が鈍化するように加熱する
   第２工程とを有することを特徴とする廃ガラス材からの
   有効資材の製造方法。
2. 【請求項２】 第２工程の加熱時において、ガラス破片
   が動くように外力を作用させることを特徴とする請求項
   １の廃ガラス材からの有効資材の製造方法。
3. 【請求項３】 第２工程の加熱は、ガラス破片同士の融
   着を防止する融着防止材が加えられた状態で行われるこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２の廃ガラス材から
   の有効資材の製造方法。
4. 【請求項４】 第２工程における加熱温度はガラス破片
   材の軟化温度から溶融温度までの間の温度であることを
   特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの廃ガラス材か
   らの有効資材の製造方法。