JP2002037636A - 微小中空球体の製造方法、その製造装置および廃棄物リサイクル方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡剤などの新規材料を添加することなく、
真球又はほぼ球形で平滑な表面を有し、安全性が高く、
軽量、遮音性、断熱性が優れた、リサイクル用として好
適な微小中空球体を製造すること。 【解決手段】 廃棄物などを加熱溶融部で加熱溶融した
溶融液を微小気泡形成部１０に搬送し、パイプ１１内に
供給管１５から高圧空気を供給して溶融液に空気泡を混
入する。この空気泡を超音波振動波により多数の微小気
泡に微細化し、溶融液に撹拌、分散させ、粒状化部１９
に噴射する。この溶融液に圧縮可燃性ガスを吹き付け、
燃焼させ、さらに酸素ガスを吹き付けて燃焼を加速させ
ることにより、溶融液をジェット流にし、粒状化する。
これを大気中に噴霧させて急冷することにより微小中空
球体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細中空球体の製
造方法、その製造装置および廃棄物リサイクル方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球規模での環境汚染対策が進め
られているが、従来から無着色の廃棄ガラスの場合には
粉砕しカレット状としてガラス原料に再利用されてい
る。

【０００３】しかしながら、栄養ドリンク剤を収納して
いるガラス製ビン、ワインのビンなどの色や形がまちま
ちのものが多種類混在している廃棄ガラスの場合には、
カレットとしての再利用は選別作業に時間が掛かる為、
再生コストがかなり高くなり、このような原料としての
再利用が難しいという問題があった。

【０００４】上記のガラス廃棄物のリサイクル技術とし
て、特開平７−８１９７６号、特開平１０−２０３８３
６号、特開平１０−２２６５２７号などにガラス製品
を、ガラスカレットにし、微粉砕して不定形塊状発泡ガ
ラス片を製造し、建築、道路関係などに使用する技術が
開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
は微粉砕して小片にすると鋭い角や稜が出来易く、安全
性の面で実用化出来ていないのが実情である。特に、こ
のような微粉砕ガラスを道路の舗装材や路面に標示に使
用した場合には、自動車のタイヤの消耗が激しくなるた
め実用が困難である。

【０００６】このように従来のリサイクル技術では、ガ
ラスのリサイクルには実用できない課題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題を解消すべくな
されたもので、原料として再利用ができない色や形のま
ちまちの廃棄物でもリサイクルが可能な微小中空球体の
製造方法、微小中空球体の製造装置および廃棄物リサイ
クル方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の微小中空球体の
製造方法は、原料を加熱して溶融物とする加熱溶融工程
と、前記溶融物に気体を混入し微細化して、該溶融物中
に多数の微小気泡を形成させる微小気泡形成工程と、前
記多数の微小気泡を内包する溶融物を高温ガスで噴霧
し、急冷して微小中空球体を形成する溶融物噴霧工程と
を具備してなることを特徴とする。

【０００９】上記の粉状原料は、例えば着色ガラスなど
の原料を粉砕して粉状にしたものが好ましい。

【００１０】溶融物中に多数の微小気泡を形成させる方
法としては、前記溶融物に気体、例えば空気を混入する
とともに超音波を印加して混入した気体を微細気泡化さ
せる方法を採ることができる。

【００１１】本発明の微小中空球体の製造装置として
は、原料を加熱して溶融物とする加熱溶融手段と、前記
加熱溶融手段に粉状原料を供給する原料供給手段と、前
記加熱溶融手段で形成された溶融物に気体を混入し微細
化させて、該溶融物中に多数の微小気泡を形成させる微
小気泡形成手段と、前記微小気泡形成手段で形成された
多数の微小気泡を内包する溶融物を高温気体で噴霧し、
急冷させて微小中空球体を形成する溶融物噴霧手段とを
具備してなることを特徴とする。

【００１２】上記粉状原料は、原料を粉砕して粉状原料
とする粉状原料形成手段から、例えばスクリュータイプ
の原料供給手段により加熱溶融手段へ供給される。

【００１３】上記の加熱溶融手段で形成された溶融物
は、微小気泡形成手段に供給され、ここで気体が混入さ
れるとともに超音波が印加されて該溶融物中に多数の微
小気泡が形成される。

【００１４】この装置は、特に着色ガラス廃棄物を微小
中空球体にして再利用するリサイクルに適用することが
できる。本発明の原料として使用し得る廃棄物として
は、廃棄するワイン等酒類のガラスビンや化粧品類のガ
ラスビン、ガラス製品などのガラス類、アルミニウムな
どの金属類、塩化ビニル樹脂、ゴム、プラスチックなど
の熱溶融性プラスチック類、熱溶融性セラミック、紙、
などが例示され、これらは１種又は２種以上の混合で用
いられる。原料として廃棄物でなくても中空粒状球体の
製造方法であれば、何れにも適用できる。

【００１５】上記ガラスとしては、ホウケイ酸ガラス、
燐酸亜鉛ガラス、ソーダ石灰ガラスなどがあり、使用す
る製品によりガラスの種類が異なる場合があり、ガラス
の種類により融点が異なるため、ガラスの種別に分類し
て処理してもよいが、種別にせず一緒に処理してもよ
い。この場合には、融点が最高の温度に液状化温度を設
定して処理する必要がある。

【００１６】上記高温ガス流としては、圧縮可燃性ガス
と酸素の混合気体を燃焼させてなる燃焼ガス流をもちい
ることが好ましい。

【００１７】本発明において溶融物は、混入した気体が
微細気泡となって分散できる程度の液状の低い粘度にし
たものが適している。この液状化された溶融液へ混入す
る気体（空気）は、高圧空気の混合が最適であり、その
圧力は、０．数ｋｇ／ｃｍ^２〜数十ｋｇ／ｃｍ^２が望ま
しい。上記溶融液へ混入する気体は、空気に限らず他の
気体でもよい。

【００１８】溶融物へ混入した気泡の微細化は、超音波
の印加によって行うことが望ましいが、他の方法により
おこなってもよく、振動を付与してもよいし、回転翼な
どにより空気泡を撹拌して微細化してもよい。溶融液の
粘度が高い場合には、超音波と回転翼と組み合わせて用
いてもよい。上記振動の周波数は、対象とする原料や、
その溶融液状化物の粘度などにより適宜選択でき、高周
波振動が望ましい。

【００１９】本発明の微小気泡が混入したガラスなどの
溶融液から気泡を閉じ込めた微小な中空球体を形成する
手段は、気泡が混入したガラスなど溶融物の圧力を高く
し、これに圧縮可燃性ガス、酸素ガスなどのガスを高い
圧力で混入して燃焼させ、この温度と圧力を調整するこ
とにより、所望する大きさに形成することができる。

【００２０】本発明の微小中空球体は、気泡を閉じ込め
た溶融状態の球状体を大気中に吹き付けることにより、
気泡を閉じ込めた溶融状態の球体が、大気中に飛散した
状態となる。この飛散した各粒状体は、溶融温度から瞬
時に常温の２０℃に急冷され、この時閉じ込められてい
る気泡が熱膨張して、真球又は略球状に変化することに
より、気泡を包んでいる上記溶融物も対応して変形し、
図５に示すように微小な真球又は略球状の微小中空球体
の飛散状態となる。

【００２１】この１個の微小中空球体中に存在する気泡
の数は、１個が望ましいが、気泡の分散状態、粒状化状
態、溶射条件などにより、複数個の気泡が入る場合もあ
る。

【００２２】さらに、微小中空球体の原料としては、ガ
ラス、金属、プラスチックなど何れでもよいが、ガラス
最も望ましい。特に、廃棄物のリサイクルの用途に効果
が大きい。

【００２３】上記空気泡を細分化して微小気泡を多数形
成させ、この微小気泡を溶融液中全般に拡散させる条件
としては、超音波出力、溶融液収納パイプ径などを選択
することにより拡散することができる。

【００２４】本発明は、発泡剤などの新規材料を添加す
ることなく、ＩＳＯ対応の省資源で連続的に微小中空球
体を製造できる。この微小中空球体は、真球、ほぼ球形
で表面に尖鋭な部分がなく、平滑な表面を有し、強化ガ
ラスと同等の強度を有し、安全性が高い特徴を有する。

【００２５】さらに、この微小中空球体は、中空で空気
が密閉されているため、砂より軽量であり、遮音性、断
熱性が優れている。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明微小中空球体の製造
装置の一実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。
図１は、製造装置の一実施形態を説明するための微小中
空球体製造装置の構成図である。

【００２７】図２は、図１の微小気泡形成部の斜視図で
ある。図３は、図２の環状超音波発生器を構成する超音
波振動子の配列状態を説明するためのＡ−Ａ断面図であ
る。

【００２８】図４は、図１の微小気泡発生部での超音波
振動による空気泡の微細化状態を説明するための図であ
る。図５は、図１の微小中空ガラス球体を説明するため
の断面図、図６は、図５の微小中空ガラス球体のリサイ
クルとして壁板を形成した場合の説明図である。

【００２９】この実施形態は、ワインなどの廃棄ガラス
を微小中空球体にしてリサイクルする実施形態について
説明する。

【００３０】粉状原料形成部 廃棄されたワインなどのガラス製ビンを、粗く砕いて、
カレット状にする。このカレット状ガラス片１をホッパ
ー２内に搬入する。このホッパー２から予め定められた
速度で、上記ガラス片１を順次クラッシャー３に搬送す
る。

【００３１】このクラッシャー３では、上記ガラス片１
を粒径０．１ｍｍ〜数ｍｍ程度の粉体状に砕く。この砕
く手段は、例えば互いに相反する方向に摺接して回転す
る二つのローラ４、５間に上記ガラス片１を通すことに
より粉状に砕き粉末化する。

【００３２】上記回転速度は、適宜選択して行われる。
ガラスを粉砕する手段としては、クラッシャーの他、ボ
ールミル、ビーズミルなどが使用される。次いで、粉末
化されたガラス粉体を加熱溶融部６に搬送する。

【００３３】加熱溶融部 粉末化されたガラス粉体を、溶融化の速度に合わせて適
量づつ搬送するための回転速度に選択されたスクリュー
フィーダ７により搬送する。スクリューフィーダ７は、
スクリューが回転することにより、スクリューがすくっ
た量づつ回転搬送する装置である。このスクリューフィ
ーダ７により搬送されたガラス粉末をヒータ９によりガ
ラス溶融温度に加熱されている加熱溶融部６に搬送す
る。（押し込む状態となる。） この加熱溶融部６は、耐熱性があり、溶融物に反応しな
い材料たとえばステンレス製容器で、大きさたとえば１
００ｍｍφの円筒状パイプ８の外周面に沿って電気ヒー
タ９がコイル状に巻回されたものである。このヒータ９
によりガラスの溶融温度以上に加熱する。

【００３４】この温度は、被処理物たとえばガラスの種
類によって異なり、５００〜１５００℃で選択設定され
る。この設定温度を安定に維持するように、自動温度調
整回路（図示せず）が接続される。このような温度に加
熱されたパイプ８内に搬送されたガラス粉体を溶融し、
水アメ状のガラス溶液にする。このガラス溶液を微小気
泡発生部１０に供給する。

【００３５】微小気泡形成部 微小気泡形成部１０は、上記ガラス溶液に空気を混入し
て、ガラス溶液中に空気泡１６を形成し、この空気泡１
６を分割して微細化して微小気泡１７を発生（形成）
し、撹拌して均一に分散させ乳化させるためのものであ
る。（図４参照）その構成は、次のように構成されてい
る。上記パイプ８と同一径で同心的に円筒状パイプ１１
が接続され、このパイプ１１内に空気を供給するために
高圧空気供給管１２が接続されている。この供給管１２
の管径は、数ｍｍ〜１ｃｍである。

【００３６】上記パイプ１１の外周面には、空気泡１６
を細分化し、撹拌するために図２に示すように環状超音
波発生器１３が同心的に設けられている。この環状超音
波発生器１３の構成は、図３に示すように電極（図示せ
ず）が取着された圧電体板（超音波振動子）１４、８枚
が円環状に配列され一体化されたものである。

【００３７】図３には、各超音波振動子１４からパイプ
１１内への超音波の伝播状態を模擬的に曲線２０で示し
ている。この圧電体板１４に印加する超音波発生周波数
は、例えば３０〜６０ｋｈｚである。

【００３８】送入されたガラス溶液に高圧空気１５を供
給管１２から供給して混合させる。その後、環状に配設
された超音波発生器１３からの超音波振動波２０の伝播
領域にて、大きな空気泡１６が、上記超音波振動波２０
により順次微細化され、この微細化された微小気泡１７
は、さらに超音波振動波２０によりガラス溶液と撹拌さ
れ、図４に示すように比較的均一に分散される。

【００３９】微小気泡１７が混入されたガラス溶液は、
ノズル１８から粒状化部１９に高圧で噴出する。

【００４０】粒状化部 この粒状化部１９は、微細化された各微小気泡１７をガ
ラス溶液で閉じ込めた粒状化溶液を形成する。上記パイ
プ１１には、このパイプ１１と同一径の一端部を有し、
他端側に漸次細径化したノズル１８が接続されている。
このノズル１８の細径側端部２１の径は、約１／１０〜
１／１００に小径化した例えば１０ｍｍφである。

【００４１】上記ノズル１８を囲繞するように太径たと
えば２００ｍｍφの円筒状パイプ２２が同心的に、上記
パイプ１１に接続されている。

【００４２】上記細径側端部２１の先端部近傍には、上
記噴出した高温度の微小気泡１７入りガラス溶液を燃焼
させるための、圧縮可燃性ガス２３および酸素ガス２４
を夫々供給するためのノズル２５、２６が上記パイプ２
２の側壁面を貫通して設けられている。上記ノズル２
５、２６の形状は、１０ｍｍφのパイプで先端方向に１
ｍｍφに絞り込んだ形状になっている。さらに、これら
ノズル２５、２６の先端部は、この先端部からのガス流
が、ノズル１８からのガラス溶液流方向に沿って斜交す
るように設けられている。図１では、この様子を各ノズ
ル１８、２５、２６から矢印１８ａ、２５ａ、２６ａで
図示している。

【００４３】さらに、上記細径化端部２１の先端部近傍
には、上記高圧空気をバルブ２７を介して供給するため
のパイプ２８が上記パイプ２２の側壁面を貫通して設け
られている。

【００４４】このような構成により次のようにして、粒
状化溶液を形成する。ノズル１８から微小気泡１７が混
入された高温度（５００〜１５００℃）のガラス溶液を
パイプ２２内に噴出する。

【００４５】この噴出圧力は、例えば数十ｋｇ／ｃｍ^２
である。この高温度の噴出流に圧縮可燃性ガスノズル２
５から圧縮可燃性ガス例えば水素ガスを噴出することに
より燃焼し、この燃焼を加速支援するようにノズル２６
から酸素ガス吹き付ける。この燃焼により、上記ガラス
溶液は、微小な各空気粒を閉じ込めるように粒状化溶液
を形成すると共に、この粒状化溶液はジェット流とな
る。

【００４６】上記燃焼温度と各ノズル１８、２５、２６
からの供給圧力、そしてバルブ２７を調整して高圧空気
の供給圧力を調整することにより、上記粒状化溶液の各
粒の大きさを所望する大きさに調整することができる。
このようにして形成された粒状化溶液は溶融物噴霧部２
９に供給する。

【００４７】溶融物噴霧（溶射）部 この溶融物噴霧部２９は、上記パイプ２２の先端側を小
径化して圧力を高くし、上記粒状化溶液のジェット流を
大気中に噴霧する装置である。この構成は、口径２００
ｍｍφのパイプ２２を１／１０に小径化して２０ｍｍφ
の噴霧用ノズル３０が、パイプ２２と一体に設けられて
いる。

【００４８】この高温度粒状化溶液の噴霧に対してノズ
ル３０の耐熱性を支援するために、このノズル３０の外
側壁面には、冷却用パイプ３１がコイル状に巻回されて
いる。

【００４９】このパイプ３１には、冷媒例えば市水が循
環されるように給排水用市水供給管３２が接続されて構
成されている。

【００５０】このような構成により、大気中に噴霧され
た粒状化溶液は、瞬時に大気の温度に晒される。この
時、閉じ込められていた微小気泡１７は、膨張する過程
で、真球又は略球状に変化し、この微小気泡１７を包ん
でいるガラス溶液は、この微小気泡１７の球形に対応し
て球状に変化して固化する。

【００５１】このようにして、微小中空ガラス球体の製
造装置が構成されている。

【００５２】上記製造装置は、メンテナンスを考慮して
スクリューフィーダ７、加熱溶融部６、微小気泡形成部
１０、粒状化部１９を夫々個別に構成し、各パイプをフ
ランジの連結により構成しているが、メンテナンスの必
要性に応じて適宜一体化できる。

【００５３】微小中空ガラス球体３２の製造方法 次に、図１〜６を参照して、微小中空ガラス球体３２の
製造方法を説明する。

【００５４】原料を作成する工程 廃棄されたワインや化粧品などのガラス製ビンやガラス
を、粗く砕いて、カレット状にする。このカレット状ガ
ラス片１をホッパー２内に搬入する。このホッパー２か
ら予め定められた速度で順次クラッシャー３に搬送す
る。

【００５５】このクラッシャー３では、上記ガラス片１
を粒径０．１ｍｍ〜数ｍｍ程度の粉体状に砕き粉末化す
る。粉末化されたガラス粉体を加熱溶融部６に搬送し、
溶融化工程を実行する。

【００５６】加熱溶融工程 粉末化されたガラス粉体を、溶融化の速度に合わせて適
量づつ搬送するための回転速度に選択されたスクリュー
フィーダ７により搬送する。このスクリューフィーダ７
により搬送されたガラス粉末をヒータ９によりガラス溶
融温度に加熱されている加熱溶融部６に押し込み搬送す
る。

【００５７】この加熱溶融部６は、予め、ヒータ９によ
りガラスの溶融温度以上例えば５００〜１５００℃に加
熱されている。このような温度に加熱されたパイプ８内
に搬送されたガラス粉体を溶融し、ドロドロした水アメ
状のガラス溶液にする。この粘度は、例えば５００〜３
０００ｃＰである。

【００５８】このガラス溶液を微小気泡発生部１０に供
給し、微小気泡発生工程を実行する。

【００５９】微小気泡形成工程 微小気泡発生工程は、図４に示すように供給された上記
ガラス溶液に空気を吹き込み、発生した空気泡１６を微
細化して微小気泡１７を多数形成して、撹拌し、均一に
分散させ乳化させる工程である。

【００６０】送入されたガラス溶液に高圧空気１５を供
給管１２から供給して混合させる。その後、環状に配設
された超音波発生器１３からの超音波振動波２０の伝播
領域にて、大きな空気泡１６が、上記超音波振動波２０
により順次微小気泡１７に微細化され、この微細化され
た微小気泡１７はガラス溶液と撹拌され、さらに超音波
振動波２０により図４に示すように下流域では比較的均
一に分散される。

【００６１】この均一に分散され微細化された微小気泡
１７が混入されたガラス溶液は、ノズル２０から粒状化
部１９に噴出する。

【００６２】粒状化工程 この粒状化工程は、微細化された各微小気泡１７を閉じ
込めた粒状化溶液を形成する工程である。ノズル１８か
ら微小な微小気泡１７が混入された高温度のガラス溶液
をパイプ２２内に噴出する。この噴出圧力は、例えば数
十ｋｇ／ｃｍ^２である。

【００６３】この高温の噴出流に圧縮可燃性ガスノズル
２５から圧縮可燃性ガスを噴出することにより燃焼さ
せ、この燃焼にさらにノズル２６から酸素ガス吹き付け
ることにより燃焼を加速させる。この燃焼により、上記
ガラス溶液は、微小な各微小気泡１７を閉じ込めるよう
に粒状化溶液を形成すると共に、この粒状化溶液はジェ
ット流となる。

【００６４】上記燃焼温度と各ノズル２０、２５、２６
からの供給物の圧力を調整することにより、上記粒状化
溶液の各粒状の大きさを選択調整することができる。こ
のようにして、形成された粒状化溶液は溶融物噴霧部２
９に供給し、粒状化溶液の噴霧を実施する。

【００６５】上記粒状化溶液のジェット流が連続して定
常状態になった時には、圧縮可燃性ガスや酸素ガスの供
給を断続的（パルス状）にしてもよい。この断続的供給
は、圧縮可燃性ガスと酸素ガスの供給を同時でもよい
が、酸素ガスの供給を遅らせた方が、より安定な燃焼と
なる。このような断続的供給は、圧縮可燃性ガスや酸素
ガスの省力化に大きく効果がある。

【００６６】溶融物噴霧（溶射・噴射）工程 この溶融物噴霧工程は、上記パイプ２２の先端側を小径
化して圧力を高くし、上記粒状化溶液のジェット流を大
気中に噴霧し、急冷する工程である。

【００６７】大気中に噴霧された粒状化溶液は、粒状化
溶液に飛散し、この各粒状化溶液は瞬時に大気の温度に
晒される。この時、閉じ込められていた微小気泡１７
は、膨張しようとする過程で、真球又は略球状に変化
し、この微小気泡１７を包んでいるガラス溶液は、この
微小気泡１７の球形状態に対応して球状に変化して固化
する。

【００６８】即ち、中空粒状ガラス球体３４を形成しな
がら落下する。図５は、微小気泡１７が球状ガラス３３
により被覆された微小中空ガラス球体３４の構造を示し
ている。

【００６９】上記噴霧を連続的に実行することにより、
連続して微小中空ガラス球体３２を製造することができ
る。したがって、微小気泡発生工程で、微小気泡１７の
球径を小さくすれば、小さくするほど急冷効果を受ける
ことができ、真球に近い微小中空ガラス球体３４を形成
できる。

【００７０】この噴霧を連続して実行することにより、
固化した微小中空ガラス球体３４は連続して、バラバラ
落下し、微小中空ガラス球体３４の山を形成する。この
ガラス球体３４大きさは、数十μｍ〜数ｍｍである。

【００７１】リサイクル このようにして製造された微小中空ガラス球体３４は、
微小であるため強固で破壊しにくく、遮音性、断熱性、
軽量などの優れた材料が得られる。例えば、図６に示す
ように、多数の微小中空ガラス球体３４について面状に
配列又は接着固化して壁板を形成した場合、表面は、ガ
ラスであるが、中空で中にエアーが入っているため上記
効果を得ることができる。

【００７２】このような効果を有する微小中空ガラス球
体３４を建築材料や道路の舗装材料として利用した場
合、軽量で遮音性、断熱性に優れた効果がある。

【００７３】特に、屋根や、道路においては、遮音効果
により雨に対して静かな屋根、自動車の往来に対して静
かな道路の実現に効果がある。

【００７４】次に、金属例えばアルミニウム廃棄物をリ
サイクルする実施形態を説明する。

【００７５】微小中空アルミニウム球体の製造装置の構
成は、図１と同様であるから、図１を参照して、中空粒
状アルミニウム球体の製造方法を説明する。

【００７６】原料を作成する工程 廃棄されたアルミニウム（Ａｌ）金属片を、粗く砕い
て、大きさたとえば数ミリ角程度のカレット状にする。
このカレット状Ａｌ金属片１をホッパー２内に搬入す
る。このホッパー２から予め定められた速度で順次クラ
ッシャー３に搬送する。

【００７７】このクラッシャー３では、上記カレット状
Ａｌ金属片１を粒径０．１ｍｍ〜数ｍｍ程度の粉体状に
砕き粉末化する。粉末化されたＡｌ粉体を液状化部６に
搬送し、溶融化工程を実行する。

【００７８】加熱溶融工程 粉末化されたＡｌ粉体を、溶融化の進行速度に合わせて
適量づつ搬送するための回転速度に選択されたスクリュ
ーフィーダ７により搬入する。このスクリューフィーダ
７により搬送されたＡｌ粉末をヒータ８により予め設定
されたＡｌ溶融温度に加熱されている加熱溶融部６に押
し込み搬入する。

【００７９】この加熱溶融部６は、予め、ヒータ９によ
りＡｌの溶融温度６６０．４℃以上例えば７００℃に加
熱される。このような温度に加熱されたパイプ８内に搬
送されたＡｌ粉体を溶融し、ドロドロした水アメ状のＡ
ｌ溶液にする。

【００８０】このＡｌ溶液を微小気泡発生部１０に供給
し、空気泡の微細化工程を実行する。

【００８１】微小気泡形成工程 微小気泡発生工程は、図４に示すように供給された上記
Ａｌ溶液に高圧の不活性ガスを吹き込み、Ａｌ溶液中に
気泡１６を形成する。この気泡１６は、比較的大径であ
るため、この気泡１６を微細化して小径の多数の微小気
泡１７とし、Ａｌ溶液を撹拌することにより、小径の微
小気泡１７を均一に分散させ乳化させる工程である。

【００８２】Ａｌ溶液については、空気の吹き込みで
は、かなりの速度で酸化反応が進行するために不活性ガ
スを使用する。さらに、Ａｌ溶液の粘度については、上
記気泡１６を多数の微小気泡１７に微細化でき、この微
小気泡１７を、Ａｌ溶液全体に比較的一様に拡散できる
程度必要である。

【００８３】このためには、超音波の強度を高くするこ
と、Ａｌ溶液を収納するパイプ１１の管径を相応に細く
することの条件設定も重要である。超音波出力に限界が
ある場合には、パイプ１１内に撹拌翼（図示せず）を内
蔵させて、超音波と撹拌翼を同時又は交互に作動させる
ことにより、Ａｌ溶液内に微小気泡１７を均一に分散さ
せることができる。

【００８４】即ち、この工程に送入されたＡｌ溶液に高
圧不活性ガス１５を供給管１２から供給して混入させ
る。その後、環状に配設された超音波発生器１３からの
超音波振動波２０の伝播領域にて、大きな気泡１６が、
上記超音波振動波２０により順次分割し、微細化され、
この微細化された多数の微小気泡１７は、さらに超音波
振動波２０によりＡｌ溶液と撹拌され、図４に示すよう
に下流域ではＡｌ溶液中に比較的均一に分散される。

【００８５】この均一に分散された微小気泡１７混入Ａ
ｌ溶液は、ノズル１８から粒状化部１９に噴出する。

【００８６】粒状化工程 この粒状化工程は、微細化された各微小気泡１７を閉じ
込めた粒状化Ａｌ溶液を形成する工程である。ノズル１
８から微小気泡１７が混入された高温度のＡｌ溶液をパ
イプ２２内に噴出する。この噴出圧力は、例えば数十ｋ
ｇ／ｃｍ^２である。

【００８７】この高温度の噴出流に圧縮可燃性ガスノズ
ル２５から圧縮可燃性ガスを噴出することにより燃焼さ
せ、この燃焼にノズル２６から酸素ガス吹き付けること
により燃焼をさらに加速させる。この燃焼により、上記
Ａｌ溶液は、微小な各微小気泡１７を閉じ込めるように
粒状化Ａｌ溶液を形成すると共に、この粒状化Ａｌ溶液
はジェット流となる。

【００８８】上記燃焼温度と各ノズル１８、２５、２６
からの供給物の圧力を調整することにより、上記粒状化
溶液の各粒状の大きさを選択調整することができる。こ
のようにして、形成された粒状化Ａｌ溶液は溶射部２９
に供給し、粒状化Ａｌ溶液の噴射を実施する。

【００８９】上記粒状化Ａｌ溶液のジェット流が連続し
て定常状態になった時には、圧縮可燃性ガスや酸素ガス
の供給を断続的（パルス状）にしてもよい。この断続的
供給は、圧縮可燃性ガスと酸素ガスの供給を同時でもよ
いが、断続期間をずらした方がより安定な燃焼となる。
このような断続的供給は、圧縮可燃性ガスや酸素ガスの
省力化に大きく効果がある。

【００９０】溶融物噴霧（溶射・噴射）工程 この噴霧工程は、上記パイプ２２の先端側を小径化して
圧力を高くし、上記粒状化Ａｌ溶液のジェット流を大気
中に噴霧（溶射・噴射）し、急冷する工程である。

【００９１】大気中に噴霧された粒状化Ａｌ溶液は、粒
状態で飛散し、この各粒状化Ａｌ溶液は瞬時に大気の温
度（２０℃）に晒される。この時、閉じ込められていた
微小気泡１７は、膨張しようとする過程で、真球又は略
球状に変化し、この微小気泡１７を包んでいるＡｌ溶液
は、この微小気泡１７の球形に対応して球状に変化して
固化する。

【００９２】したがって、微小気泡発生工程で、微小気
泡１７の球径を小さくすれば、小さくするほど閉じ込め
られていた微小気泡１７は、急冷効果を受けることがで
き、真球に近い中空粒状Ａｌ球体３４を形成できる。

【００９３】この噴霧を連続して実行することにより、
固化した中空粒状Ａｌ球体３４は連続して、バラバラ落
下し、中空粒状Ａｌ球体３４の山を形成する。このＡｌ
球体３４の大きさは、数十μｍ〜数ｍｍである。図５
は、微小気泡１７が球状ガラス３３により被覆された微
小中空ガラス球体３４の構造を示している。

【００９４】リサイクル このようにして製造された微小中空Ａｌ球体３４は、強
固で破壊しにくく、遮音性、断熱性、軽量などの優れた
材料が得られる。この効果は、図６に示すように、各微
小中空Ａｌ球体３４について面状に配列又は接着固化し
た場合、表面は、Ａｌで良導電体、良熱伝導体である
が、中空で中にエアーが入っているためである。

【００９５】このような性能を有する微小中空Ａｌ球体
３２を建築材料や道路の舗装材料として利用した場合、
軽量で遮音性、断熱性に優れた効果がある。

【００９６】特に、屋根や、道路においては、遮音効果
により雨に対して静かな屋根、自動車の往来に対して静
かな道路の実現に効果がある。又、貯湯タンク等の断熱
材料としての使用も可能となる。

【００９７】上記実施形態では、ガラスと金属の微小中
空球体について説明したが、熱溶融性プラスチック廃棄
物や、そのリサイクルに適用してもよい。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発泡剤などの新規材料を添加することなく、ＩＳＯ対応
の省資源で連続的に中空粒状球体を製造できる。

【００９９】さらに、この中空粒状球体は、真球又はほ
ぼ球形で表面に尖鋭な部分がなく、平滑な表面を有し、
強化ガラスと同等の強度を有し、安全性が高い特徴を有
する。

【０１００】さらに、この中空粒状球体は、中空で気体
（空気）が密閉されているため、砂より軽量であり、遮
音性、断熱性が優れている。

【０１０１】さらに、安全性が高いため、リサクルとし
て利用して、上記効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る微小中空球体の製造装置の実施形
態を説明するための構成図。

【図２】図１の微小気泡発生部を拡大して示す斜視図。

【図３】図２のＡ−Ａ線切断面図。

【図４】図１微小気泡発生部での空気泡を微細化する状
態を拡大して示す断面図。

【図５】図１の製造装置により製造された微小中空球体
を説明するための図。

【図６】図５の微小中空球体を壁板にリサイクルした実
施形態を示す断面図。

【符号の説明】

１…ガラス片 ２…ホッパー ３…クラッシャー ４、５…ローラ ６…加熱溶融部 ７…スクリューフィーダ ８、１１、２２、２８、３１…パイプ ９…電気ヒータ １０…微小気泡形成部 １２…空気供給管 １３…超音波発生器 １４…圧電体板 １５…高圧空気 １６…空気泡 １７…微小気泡 １８、２５、２６、３０…ノズル １９…粒状化部 ２０…曲線 ２１…細径化側部 ２３…圧縮可燃性ガス ２４…酸素ガス ２７…バルブ ２９…溶融物噴霧部 ３２…市水供給管 ３３…球状ガラス ３４…微小中空球体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原料を加熱して溶融物とする加熱溶融工
   程と、 前記溶融物に気体を混入し微細化して、該溶融物中に多
   数の微小気泡を形成させる微小気泡形成工程と、 前記多数の微小気泡を内包する溶融物を高温ガスで噴霧
   し、急冷して微小中空球体を形成する溶融物噴霧工程と
   を具備してなることを特徴とする微小中空球体の製造方
   法。
2. 【請求項２】 原料を粉砕して粉状にする粉状体形成工
   程と、 前記粉状体原料を加熱して溶融物とする加熱溶融工程
   と、 前記溶融物に気体を混入するとともに超音波を印加して
   該溶融物中に多数の微小気泡を形成させる微小気泡形成
   工程と、 前記多数の微小気泡を内包する溶融物を高温ガス流で噴
   霧し、冷却して微小中空球体を形成する溶融物噴霧工程
   とを具備してなることを特徴とする微小中空球体の製造
   方法。
3. 【請求項３】 前記高温ガス流が、圧縮可燃性ガスと酸
   素の混合気体を燃焼させてなる燃焼ガス流であることを
   特徴とする請求項１又は２記載の微小中空球体の製造方
   法。
4. 【請求項４】 原料を加熱して溶融物とする加熱溶融手
   段と、 前記加熱溶融手段に粉状原料を供給する原料供給手段
   と、 前記加熱溶融手段で形成された溶融物に気体を混入し微
   細化させて、該溶融物中に多数の微小気泡を形成させる
   微小気泡形成手段と、 前記微小気泡形成手段で形成された多数の微小気泡を内
   包する溶融物を高温気体で噴霧し、急冷させて微小中空
   球体を形成する溶融物噴霧手段とを具備してなることを
   特徴とする微小中空球体の製造装置。
5. 【請求項５】 原料を粉砕して粉状原料とする粉状原料
   形成手段と、 粉状原料を加熱して溶融物とする加熱溶融手段と、 前記加熱溶融手段で形成された溶融物に気体を混入する
   とともに超音波を印加して該溶融物中に多数の微小気泡
   を形成させる微小気泡形成手段と、 前記微小気泡形成手段で形成された多数の微小気泡を内
   包する溶融物を高温ガス流で噴霧し、冷却させて微小中
   空球体を形成する溶融物噴霧手段とを具備してなること
   を特徴とする微小中空球体の製造装置。
6. 【請求項６】 前記高温ガス流が、圧縮可燃性ガスと酸
   素の混合気体を燃焼させてなる燃焼ガス流であることを
   特徴とする請求項４又は５記載の微小中空球体の製造装
   置。
7. 【請求項７】 加熱により溶融する廃棄物を粉砕して粉
   状原料とする粉状原料化形成手段と、 前記粉状原料を加熱し溶融して溶融物とする加熱溶融手
   段と、 前記溶融物に気体を混入し超音波を印加して微細化し
   て、該溶融物中に多数の微小気泡を形成させる微小気泡
   形成手段と、 前記多数の微小気泡を内包する溶融物を圧縮可燃性ガス
   と酸素の混合気体を燃焼させてなる高温ガス流で噴霧し
   冷却させて微小中空球体を形成する溶融物噴霧工程とを
   具備し、 前記廃棄物を微小中空球体にして再利用することを特徴
   とする廃棄物リサイクル方法。