JP2014047101A

JP2014047101A - ガラス繊維処理システム

Info

Publication number: JP2014047101A
Application number: JP2012190995A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Mochizuki; 浩樹望月
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-03-17

Abstract

【課題】どのような性状のガラス繊維屑等であっても、略完全に有機化合物を除去することが可能なガラス繊維処理システムを提供する。
【解決手段】有機化合物が付着したガラス繊維屑Ｇから有機化合物を除去してガラス原料を得るガラス繊維処理システムであって、ガラス繊維屑Ｇを供給する供給部１０と、供給されたガラス繊維屑Ｇを搬送するコンベア２０と、コンベア２０で搬送されるガラス繊維屑Ｇを加熱する温度制御可能な加熱炉３０と、を備え、処理対象となるガラス繊維屑Ｇの性状に応じて、加熱炉３０の内部温度が一定範囲に維持されるように、加熱炉３０の出力が制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機化合物が付着したガラス繊維屑から当該有機化合物を除去してガラス原料を得るガラス繊維処理システムに関する。

ガラス繊維は、ガラス原料をガラス溶融炉で高温に熱して溶融ガラスとし、これをブッシングと呼ばれる成形機から紡糸して形成される。紡糸されたガラス繊維は、表面に有機化合物を主成分とする集束剤が塗布される。集束剤が塗布されたガラス繊維は、複数本束ねられ、巻取機で巻き取ってガラスケーキと呼ばれる巻回体が形成される。このガラスケーキを加工して、ガラスチョップドストランド、ガラスチョップドストランドマット、ガラスロービング等の各種ガラス繊維製品が製造される。

上記ガラス繊維の製造において、紡糸工程中に何らかの原因でガラス繊維が切断すると、製品にならないガラス繊維屑が発生する。また、ガラスケーキから各種ガラス繊維製品を製造する場合において、規格外品、不良品、半端物等が発生すると、これらはガラス繊維屑として処理されることがある。ガラス繊維又はガラス繊維製品の製造中に発生したガラス繊維屑はそのまま廃棄されることもあるが、ガラス原料として再利用することが望ましい。
ところが、上述のように、ガラス繊維には集束剤が塗布されているため、ガラス繊維屑をそのままガラス原料として再利用すると、ガラス溶融炉中で集束剤が炭化し、溶融ガラスの着色やガラス繊維への異物混入の原因となり得る。また、ガラス繊維屑をガラス原料として再利用する際には粉砕状態にすることが好ましいが、ガラス繊維屑の表面に集束剤が残存していると、ガラス繊維屑が柔軟性を有するため、容易に粉砕できなくなる。従って、ガラス繊維屑をガラス原料として再利用するためには、表面に付着している集束剤を除去しておく必要がある。

ガラス繊維屑をガラス原料として再利用することを目的として、ガラス繊維屑を高温で焼成し、表面に付着している有機化合物を燃焼分解して除去する技術があった（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。
特許文献１によれば、ガラス繊維屑はベルトコンベアに載せられて焼成炉に搬送され、焼成炉を通過する間に約３５０℃から８００℃まで徐々に加熱することで、ガラス繊維屑表面の有機化合物が燃焼分解される。特許文献２によれば、ガラス繊維屑は連続炉で加熱処理され、連続炉を通過中に表面の有機化合物が燃焼分解され、次いで、脆化したガラス繊維屑を粉砕装置で粉砕してガラス原料を得ている。

特開昭５８−８８１３７号公報特開平６−２８５３８５号公報

処理対象であるガラス繊維屑は、発生元のガラス繊維製品を構成するガラス繊維の直径、ガラス繊維製品の種類、ガラス繊維に塗布される集束剤の種類及び塗布状態等により、様々な形態となり得る。このため、ガラス繊維屑から有機化合物が略完全に取り除かれた高品質のガラス原料を確保するためには、ガラス繊維屑の性状に合わせて、最適な条件の下で処理を行うことが求められる。

この点、特許文献１は、直径が３〜１７μｍ程度の微細なガラス繊維屑を処理対象としており、そのような微細なガラス繊維屑の処理に適する装置として、温度傾斜を有する焼成炉が使用されている。ところが、このような特定の温度条件を有する焼成炉では、種々のガラス繊維屑に対応できず、異なる性状のガラス繊維屑を処理した場合にも有機化合物を確実に燃焼分解できるとは限らない。
また、特許文献１には、ガラス繊維屑の加熱処理において、圧縮しない状態で焼成する場合があることが示されている。これは、ガラス繊維屑の表面に付着している有機化合物を燃焼させるには多量の酸素が必要となるためとされている。ところが、圧縮していないガラス繊維屑は、ガラス繊維間に存在する空気によって断熱効果が大きくなるため、加熱処理における温度管理が難しくなる。

特許文献２では、連続炉に有機化合物を燃焼させる焼却域と、ガラス繊維屑を脆化させる脆化域と、ガラス繊維屑を冷却する冷却域とを設けている。各領域の温度について、焼却域は約４５０℃、脆化域は約８３０〜８６０℃、冷却域は約１２０℃が示されている。このように、連続炉内の領域間で設定温度が大きく異なっていることから、炉内の温度管理が難しく、温度の異なる雰囲気が隣接する領域に流入する虞がある。

ガラス繊維屑を安定して処理するためには、適切な温度管理がなされた加熱炉を使用し、ガラス繊維屑の性状の合わせた加熱処理条件を詳細に検討する必要がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、どのような性状のガラス繊維屑等であっても、略完全に有機化合物を除去することが可能なガラス繊維処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係るガラス繊維処理システムの特徴構成は、
有機化合物が付着したガラス繊維屑から前記有機化合物を除去してガラス原料を得るガラス繊維処理システムであって、
前記ガラス繊維屑を供給する供給部と、
供給された前記ガラス繊維屑を搬送するコンベアと、
前記コンベアで搬送される前記ガラス繊維屑を加熱する温度制御可能な加熱炉と、
を備え、
処理対象となる前記ガラス繊維屑の性状に応じて、前記加熱炉の内部温度が一定範囲に維持されるように、前記加熱炉の出力が制御されることにある。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、処理対象となるガラス繊維屑の性状に応じて、加熱炉の出力を制御し、加熱炉の内部温度を一定範囲に維持することができるので、ガラス繊維屑に付着している有機化合物が燃焼する際に発生する熱の影響も加味しながら、ガラス繊維屑をムラなく加熱することができる。その結果、ガラス繊維屑から有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。
本構成のガラス繊維処理システムのように、ガラス繊維屑をコンベアで搬送しながら加熱処理を行う連続処理方式においては、連続的な加熱によりガラス繊維屑が収縮し、融着し易くなる傾向が見られるが、加熱炉の内部温度を一定範囲に維持することにより、ガラス繊維屑が必要以上に収縮・融着することが抑制される。その結果、加熱処理後のガラス繊維屑は、有機化合物が除去されて柔軟性を失いながらも繊維状態をある程度保った脆い状態となる。ガラス繊維屑を粉砕してガラス粉末とする場合、ガラス繊維屑が脆い状態であれば粉末化が容易であり、さらに粒度のバラツキも少なくなるため、ガラス原料として好適に利用することができる。

本発明に係るガラス繊維処理システムにおいて、
前記コンベア上に供給された前記ガラス繊維屑の堆積厚を規制する上下移動可能なゲートを、前記加熱炉の前段に設けてあることが好ましい。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、加熱炉の前段に設けてあるゲートを上下に移動させることにより、ガラス繊維屑の堆積厚の規制高さを変更することで、最適な堆積厚に調整されたガラス繊維屑を加熱炉に搬送することができる。その結果、ガラス繊維屑全体がムラなく加熱され、ガラス繊維屑から有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

本発明に係るガラス繊維処理システムにおいて、
前記コンベア上に供給された前記ガラス繊維屑の堆積厚が１０〜１５０ｍｍとなるように、前記ガラス繊維屑の供給量、前記コンベアの搬送速度、及び前記ゲートの規制高さの少なくとも一つが調整されることが好ましい。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、ガラス繊維屑の堆積厚を１０〜１５０ｍｍにした状態で加熱処理を行うことにより、単位時間あたりのガラス繊維屑の搬送量を一定以上に維持しながら、堆積方向におけるガラス繊維屑の上側、中間部、及び下側で加熱状態は大きく変わらないため、ガラス繊維屑全体をムラなく加熱することができる。その結果、ガラス繊維屑から有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

本発明に係るガラス繊維処理システムにおいて、
前記コンベア上に供給された前記ガラス繊維屑の嵩密度が０．１〜１ｇ／ｃｍ^３となるように、前記ガラス繊維屑の供給量及び前記コンベアの搬送速度の少なくとも一方が調整されることが好ましい。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、ガラス繊維屑の嵩密度を０．１〜１ｇ／ｃｍ^３にした状態で加熱処理を行うことにより、ガラス繊維屑を構成するガラス繊維間の隙間から内部の奥深くまで熱気が十分に入り込み、有機化合物を確実に燃焼させることができる。その結果、ガラス繊維屑から有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

本発明に係るガラス繊維処理システムにおいて、
前記コンベア上に前記ガラス繊維屑が間欠的に堆積するように、前記ガラス繊維屑の供給タイミングが調整されることが好ましい。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、ベルトコンベア上にガラス繊維屑が間欠的に堆積した状態で加熱処理を行うことにより、単位重量当たりのガラス繊維屑と内部雰囲気との接触面積が大きくなるため、ガラス繊維屑は加熱炉内で熱気に十分に晒されることとなる。その結果、ガラス繊維屑から有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

本発明に係るガラス繊維処理システムにおいて、
前記加熱炉の内部温度は、前記有機化合物の分解温度より高く、且つ前記ガラス繊維屑の流動点より低い温度範囲に維持されることが好ましい。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、加熱炉の内部温度を有機化合物の分解温度より高く、且つガラス繊維屑の流動点より低い温度範囲に維持することで、ガラス繊維屑に付着した有機物を略完全に燃焼除去しながら、ガラス繊維屑が溶融して流動することがないので、その後の粉砕が容易となり、加熱炉を汚染する虞もない。

本発明に係るガラス繊維処理システムにおいて、
前記加熱炉の内部温度は、６００〜８５０℃に維持されることが好ましい。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、加熱炉の内部温度を６００〜８５０℃に維持することで、ガラス繊維屑から集束剤等の有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

本発明に係るガラス繊維処理システムにおいて、
前記加熱炉における加熱時間が５〜６０分となるように、前記コンベアの搬送速度が調整されることが好ましい。

本構成のガラス繊維処理システムによれば、加熱炉における加熱時間を５〜６０分とすることで、ガラス繊維屑が加熱炉を通過する間に必要十分な加熱が行われ、ガラス繊維屑から有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

図１は、ガラス繊維処理システムの内部構造を示す概略正面図である。図２は、ガラス繊維処理システムの内部構造を示す概略平面図である。図３は、ガラス繊維処理システムの加熱炉内の温度プロフィールの一例を表すグラフである。図４は、ガラス繊維処理システムの構成を表すブロック図である。

以下、本発明のガラス繊維処理システムを図１〜図４に基づいて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。

図１は、ガラス繊維処理システム１００の内部構造を示す概略正面図である。図２は、ガラス繊維処理システム１００の内部構造を示す概略平面図である。図３は、ガラス繊維処理システム１００の加熱炉内の温度プロフィールの一例を表すグラフである。

ガラス繊維処理システム１００は、有機化合物が付着したガラス繊維屑Ｇから有機化合物を除去してガラス原料を得るために用いるシステムである。ガラス繊維処理システム１００が除去対象とする有機化合物は、ガラス繊維の表面に塗布された集束剤や、ガラス繊維製品の加工に使用される二次バインダ等である。有機化合物には、低分子化合物だけでなく高分子化合物や有機金属化合物も含まれる。
図１及び図２に示すように、ガラス繊維処理システム１００は、ホッパー１０と、コンベア２０と、加熱炉３０とを備えている。

ホッパー１０は、処理対象となるガラス繊維屑Ｇを一時的に貯留し、処理条件に応じてガラス繊維屑Ｇをコンベア２０に供給する供給部である。ホッパー１０は、コンベア２０の搬送方向上流側の上方に配設される。ホッパー１０から投下されたガラス繊維屑Ｇは、稼働中のコンベア２０上に落下し、層状に拡がって堆積する。ガラス繊維屑Ｇの供給量及び供給タイミングは、ホッパー１０に設けてあるシャッター１１の操作により調整可能である。シャッター１１の操作は、後述の制御部６０による自動制御又は半自動制御等により行うことができる。
ホッパー１０からガラス繊維屑Ｇの落下を容易にするために、ホッパー１０に振動フィーダー等の振動装置を付設することも可能である。ホッパー１０に貯留されたガラス繊維屑Ｇに適当な振動を与えると、ガラス繊維屑Ｇが下方に移動する間に繊維同士の絡まりが徐々に解される。このため、ガラス繊維屑Ｇが大きな塊となって落下することがなく、ガラス繊維屑Ｇの供給量及び供給タイミングをより正確に調整することが可能となる。

コンベア２０は、ホッパー１０から供給されたガラス繊維屑Ｇを後段の加熱炉３０の内部に搬送する。コンベア２０は、図面上で時計回り方向に回転する二つ以上のローラ２１（一つのみ図示）、ローラ２１を駆動するモーター（図示せず）、及びローラ２１に周回されたベルト２２から構成される。ベルト２２は、耐熱性及び耐食性を有するように、例えば、ステンレス等の金属素材からなるメッシュで構成される。このようなメッシュ構造を有するベルト２２を備えたコンベア２０は、ベルト２２の裏側から表側への通気性が良好であるため、後段の加熱炉３０における加熱処理に好適に使用することができる。
コンベア２０の搬送速度は、モーターの回転速度を制御することで調整可能である。モーターの回転速度は、後述する制御部６０による自動制御又は半自動制御等により行うことができる。コンベア２０上に堆積するガラス繊維屑Ｇの堆積厚は、コンベア２０の搬送速度を一定とし、ホッパー１０からのガラス繊維屑Ｇの供給量を調整することにより変更可能である。あるいは、ホッパー１０からのガラス繊維屑Ｇの供給量を一定とし、コンベア２０の搬送速度を調整することにより変更可能である。ホッパー１０からのガラス繊維屑Ｇの供給量、及びコンベア２０の搬送速度の両方を同時に制御し、ガラス繊維屑Ｇの堆積厚を調整しても構わない。なお、コンベア２０は、ホッパー１０からのガラス繊維屑Ｇの供給量の変動（例えば、供給量が一時的に大きく増加した場合）にも対応可能なように、幅Ｗが３〜５ｍの幅広タイプのものを使用することが好ましい。

ガラス繊維屑Ｇは、個々のサイズ及び形状が不揃いの繊維集合体であるため、一定の形状を有していない。そのため、コンベア２０上に堆積する層状のガラス繊維屑Ｇは、想定よりも堆積厚が大きくなることがある。また、ガラス繊維屑Ｇの層表面からガラス繊維の端片が突出するなどして局所的に層厚が大きい部分が発生することもある。ガラス繊維屑Ｇの堆積厚が想定よりも大きくなると、後段の加熱炉３０における加熱処理において、ガラス繊維屑Ｇの内部に十分に熱が伝わらず、有機化合物が燃え残る可能性がある。
そこで、ガラス繊維処理システム１００には、ガラス繊維屑Ｇの堆積厚を一定にするためのゲート４０が、コンベア２０の搬送方向から見て、加熱炉３０の前段に配設されている。ゲート４０は、コンベア２０に対して近接／離間方向に移動可能に構成されている。これにより、ゲート４０は上下移動し、規制高さであるゲート４０の下端からコンベア２０の表面までの距離ｄを調整することができる。ゲート４０の移動は、後述する制御部６０による自動制御又は半自動制御等により行うことができる。ゲート４０を適切な位置に調整することにより、ガラス繊維屑Ｇの堆積厚をｄ以下に規制することができる。例えば、ホッパー１０からコンベア２０に投下されて形成した層状のガラス繊維屑Ｇに厚みｄ以上の部分が存在すると、コンベア２０の移動によりガラス繊維屑Ｇの当該部分はゲート４０の側面に当たり、下流側への通過が規制される。その結果、ガラス繊維屑Ｇの層表面が平坦に均され、堆積厚がｄ以下の層状物となる。
ゲート４０の規制高さｄ、すなわち、ガラス繊維屑Ｇの堆積厚は、処理対象のガラス繊維屑Ｇの性状に応じて適宜設定される。ガラス繊維屑Ｇの堆積厚は、好ましくは１０〜１５０ｍｍ、より好ましくは３０〜１００ｍｍの範囲に設定される。堆積厚が１０ｍｍより小さい場合、単位時間あたりのガラス繊維屑Ｇの搬送量が少なくなるため、処理効率が悪化する。堆積厚が１５０ｍｍより大きい場合、ガラス繊維屑Ｇの中央部にまで加熱空気が到達し難くなるため、有機化合物が燃え残ってしまう可能性がある。

加熱炉３０は、処理対象物を連続的に熱処理可能な連続焼成炉である。加熱炉３０は、コンベア２０の幅Ｗより幅広の入口３１及び出口３２が設けられ、入口３１から出口３２に亘ってコンベア２０が貫通するように構成されている。入口３１から出口３２までの距離Ｌは、例えば、１５〜３０ｍに設定される。加熱炉３０の熱源としては、ガスバーナー３３が使用される。ただし、ガスバーナー３３に代えて、電熱ヒーター等の他の熱源を使用しても構わない。ガスバーナー３３は、コンベア２０上に堆積しているガラス繊維屑Ｇを上下方向から加熱可能であり、且つガスバーナー３３の炎が直接ガラス繊維屑Ｇに当たらない位置に複数個配置される。ガスバーナー３３は、加熱炉３０の両側壁に対向配置される。本実施形態では、図１に示すように、ガスバーナー３３ａ〜３３ｄが加熱炉３０の側壁上方に配置され、ガスバーナー３３ｅ〜３３ｈが加熱炉３０の側壁のうちコンベア２０の上下のベルト２２の間に臨む位置に配置される。ガスバーナー３３の設置数量及び配置状態は、加熱炉３０の構造に応じて変更可能である。加熱炉３０の内部に多数のガスバーナー３３を設置しておき、処理対象物の状態に応じて、必要なガスバーナー３３だけを点火するようにしても構わない。
加熱炉３０には、ガラス繊維屑Ｇの加熱処理に伴って発生する燃焼ガスを排出するためのブロア５０が設けられている。ブロア５０から排出される高温の燃焼ガスは、ガラス繊維屑Ｇの予備乾燥等、他の用途に再利用することも可能である。
加熱炉３０の内部温度は、複数の温度センサ３４によって計測される。温度センサ３４には、例えば、工業用の熱電対を使用することができる。温度センサ３４は、少なくとも加熱炉３０の入口３１付近、中央付近、及び出口３２付近に設置される。本実施形態では、温度センサ３４は、加熱炉３０の内部温度の分布を監視できるように、上下二段に設置される。上側の温度センサ３４として、温度センサ３４ａ〜３４ｃが設けられる。温度センサ３４ａはガスバーナー３３ａの上流側、温度センサ３４ｂはガスバーナー３３ｂと３３ｃとの間、温度センサ３４ｃはガスバーナー３３ｄの下流側に夫々配置される。また、下側の温度センサ３４として、温度センサ３４ｄ〜３４ｆが設けられる。温度センサ３４ｄはガスバーナー３３ｅの上流側、温度センサ３４ｅはガスバーナー３３ｆと３３ｇとの間、温度センサ３４ｆはガスバーナー３３ｈの下流側に夫々配置される。温度センサ３４ａ〜３４ｆは、加熱炉３０の天井又は側壁から所定位置に挿入され、夫々の先端部ａ１〜ａ６の位置で加熱炉３０の雰囲気温度を検知する。計測された雰囲気温度は、図３に示すように、加熱炉３０の内部の位置に対してプロットされ、各位置の間を適宜補完することにより、加熱炉３０の内部温度の分布を表した温度プロフィールが得られる。この内部温度（又は温度プロフィール）に基づいて、当該内部温度（又は温度プロフィール）が一定の温度範囲となるように、加熱炉３０の出力（すなわち、ガスバーナー３３の火力）が制御される。ガスバーナー３３の火力制御は、ガスバーナー３３ａ〜３３ｈの夫々に対して個別に行うことも可能である。図３に示すように、温度プロフィールは、加熱炉３０の上側（温度センサ３４ａ〜３４ｃ）と下側（温度センサ３４ｄ〜３４ｆ）とで若干異なるが、加熱炉３０の出力制御の際は、いずれのデータを採用しても構わない。
内部温度（又は温度プロフィール）として表される内部温度データに基づく加熱炉３０の出力制御について、図４を参照しながら説明する。

図４は、ガラス繊維処理システム１００の構成を表すブロック図である。ホッパー１０、コンベア２０、及び加熱炉３０を備えるガラス繊維処理システム１００は、最適な処理条件で稼働するように作業者により運転操作ができるが、制御部６０を用いて自動制御又は半自動制御することも可能である。この場合、制御部６０は、汎用のコンピュータや制御盤等で構成される。ガラス繊維処理システム１００の制御を行うにあたり、加熱炉３０の所定位置に配置された温度センサ３４で計測した内部温度データが、制御部６０に送信される。制御部６０は、ガス調整部６１を備えている。ガス調整部６１は、温度センサ３４から受信した内部温度データに基づいて、ガスバーナー３３の火力を調整する。さらに、ガス調整部６１は、処理対象となるガラス繊維屑Ｇの性状（例えば、ガラス繊維屑Ｇの種類、ガラス繊維屑Ｇの形状、ガラス繊維屑Ｇ中の有機化合物の含有量等）に応じて、加熱炉３０の内部温度（又は温度プロフィール）が一定の範囲となるように、ガスバーナー３３の火力を調整する。例えば、ガラス繊維屑Ｇが有機化合物を多量に含むものである場合、有機化合物が燃焼するときに多量の熱が発生し、加熱炉３０内の雰囲気温度が上昇し易くなるので、ガス調整部６１はガスバーナー３３の火力を弱めるように、火力調整を行う。ガラス繊維屑Ｇの性状に関する情報は、ガラス繊維処理システム１００を稼働させる前に、作業者が制御部６０に入力しておく。ガス調整部６１によりガスバーナー３３の火力調整を行うと、加熱炉３０の内部温度は、有機化合物の分解温度より高く、且つガラス繊維屑の流動点より低い一定の温度範囲（これを、「処理可能温度」とする）に維持される。ガラス繊維屑Ｇに含まれる有機化合物がガラス繊維を集束させるための集束剤である場合、処理可能温度は図３のグラフ縦軸に示すように、６００〜８５０℃の範囲とすることが好ましい。この温度範囲でガラス繊維屑Ｇの加熱処理を行えば、ガラス繊維屑Ｇが必要以上に収縮・融着することが抑制され、さらに、加熱処理後のガラス繊維屑は、表面から有機化合物が略完全に燃焼除去された高品質のガラス原料となり得る。また、加熱炉３０が溶融したガラスによって汚染されたり、高温で損傷したりすることもない。加熱処理後のガラス繊維屑は、有機化合物が除去されて柔軟性を失いながらも繊維状態をある程度保った脆い状態となっているため、その後の粉砕が容易である。従って、加熱処理によって得られたガラス原料を、粉砕装置を用いて細かく粉砕すれば、粉砕物をバージン原料とともにガラス溶融炉にそのまま投入することが可能となる。このようにして、ガラス繊維屑Ｇは各種ガラス製品製造のためリサイクルされる。

図４に示すように、制御部６０は、必要に応じて、モーター制御部６２及びシャッター制御部６３を備えることが可能である。モーター制御部６２は、ガラス繊維屑Ｇの処理量に基づいて、コンベア２０のローラ２１を駆動するモーター（図示せず）を制御する。シャッター制御部６３は、ガラス繊維屑Ｇの処理量に基づいて、ホッパー１０に設けてあるシャッター１１を制御する。ガラス繊維屑Ｇの処理量は、ホッパー１０からコンベア２０への単位時間あたりのガラス繊維屑Ｇの供給量（重量）から求めることができる。ガラス繊維屑Ｇの供給量は、ホッパー１０内のガラス繊維屑Ｇの減少量から計算され、その値は自動的に又は作業者による手入力によって制御部６０に送信される。ガラス繊維屑Ｇの処理を確実且つ効率的に行うためには、ガラス繊維屑Ｇの処理量を１００〜２０００ｋｇ／ｈの範囲に設定することが好ましい。なお、ガラス繊維屑Ｇを加熱処理した場合のイグニッションロスは、０．１〜５０重量％である。従って、例えば、ガラス繊維屑Ｇの処理量が１０００ｋｇ／ｈである場合、ガラス原料の収量は５００〜９９９ｋｇ／ｈとなる。
次に、モーター制御部６２及びシャッター制御部６３により実行されるガラス繊維処理システム１００の制御について、具体例を挙げながら説明する。

（１）ガラス繊維屑の堆積厚の制御
ガラス繊維屑Ｇの好ましい堆積厚は、上述のように１０〜１５０ｍｍである。加熱処理を行う場合、コンベア２０上のガラス繊維屑Ｇの堆積厚が１０〜１５０ｍｍであれば、単位時間あたりのガラス繊維屑Ｇの搬送量を一定以上に維持しながら、その堆積方向におけるガラス繊維屑Ｇの上側、中間部、及び下側で加熱状態は大きく変わらず、ガラス繊維屑Ｇ全体をムラなく加熱することができる。その結果、ガラス繊維屑Ｇから有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。ガラス繊維屑Ｇの堆積厚は、上述のようにゲート４０の操作によって調整可能であるが、ガラス繊維屑Ｇの供給量やコンベア２０の搬送速度を調整することで、より正確な調整が可能となる。例えば、ガラス繊維屑Ｇの堆積厚が１５０ｍｍを上回りそうになった場合、モーター制御部６２がコンベア２０のモーターの回転速度を上げてガラス繊維屑Ｇの搬送速度を高めたり、シャッター制御部６３がホッパー１０のシャッター１１の開度を小さくしてガラス繊維屑Ｇの供給量を低下させる。あるいは、モーター制御部６２及びシャッター制御部６３による制御を同時に実行する。これにより、コンベア２０上のガラス繊維屑Ｇの堆積量が減少し、ガラス繊維屑Ｇの堆積厚を低下させることができる。ガラス繊維屑Ｇの堆積厚が１０ｍｍを下回りそうになった場合は、モーター制御部６２及びシャッター制御部６３は上記とは反対の制御を行って、ガラス繊維屑Ｇの堆積厚を増加させる。

（２）ガラス繊維屑の嵩密度の制御
ガラス繊維屑Ｇの好ましい嵩密度は、０．１〜１ｇ／ｃｍ^３である。例えば、ガラスチョップドストランドから発生したガラス繊維屑Ｇの嵩密度は、堆積厚３０ｍｍで約０．７０ｇ／ｃｍ^３、堆積厚１００ｍｍで約０．８５ｇ／ｃｍ^３となる。ガラスロービングから発生したガラス繊維屑Ｇの嵩密度は、堆積厚３０ｍｍで約０．１５ｇ／ｃｍ^３、堆積厚１００ｍｍで約０．２５ｇ／ｃｍ^３となる。加熱処理を行う場合、コンベア２０上のガラス繊維屑Ｇの嵩密度が０．１〜１ｇ／ｃｍ^３であれば、ガラス繊維屑Ｇを構成するガラス繊維間の隙間から内部の奥深くまで熱気が十分に入り込み、有機化合物を確実に燃焼させることができる。その結果、ガラス繊維屑Ｇから有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。ガラス繊維屑Ｇの嵩密度は、ガラス繊維屑Ｇの供給量やコンベア２０の搬送速度を調整することで、変更可能である。例えば、ガラス繊維屑Ｇの嵩密度が１ｇ／ｃｍ^３を上回りそうになった場合、モーター制御部６２がコンベア２０のモーターの回転速度を上げてガラス繊維屑Ｇの搬送速度を高めたり、シャッター制御部６３がホッパー１０のシャッター１１の開度を小さくしてガラス繊維屑Ｇの供給量を低下させる。あるいは、モーター制御部６２及びシャッター制御部６３による制御を同時に実行する。これにより、コンベア２０上のガラス繊維屑Ｇの堆積量が減少し、ガラス繊維屑Ｇの嵩密度を低下させることができる。ガラス繊維屑Ｇの嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ^３を下回りそうになった場合は、モーター制御部６２及びシャッター制御部６３は上記とは反対の制御を行って、ガラス繊維屑Ｇの嵩密度を増加させる。

（３）ガラス繊維屑の堆積状態の制御
コンベア２０上のガラス繊維屑Ｇの堆積状態を変更することも可能である。例えば、シャッター制御部６３がホッパー１０のシャッター１１を連続的に開閉させるように制御すると、ベルトコンベア２０上にガラス繊維屑Ｇが間欠的に堆積した状態となる。この状態で加熱処理を行うと、単位重量当たりのガラス繊維屑Ｇと内部雰囲気との接触面積が大きくなるため、ガラス繊維屑Ｇは加熱炉内で熱気に十分に晒されることとなる。その結果、ガラス繊維屑Ｇから有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

（４）ガラス繊維屑の加熱時間の制御
加熱炉３０におけるガラス繊維屑Ｇの加熱時間は、コンベア２０の搬送速度を調整することで変更可能である。ガラス繊維屑Ｇの好ましい加熱時間は５〜６０分であり、より好ましくは１０〜３０分である。加熱時間を５〜６０分に設定することで、ガラス繊維屑Ｇが加熱炉３０を通過する間に必要十分な加熱が行われ、ガラス繊維屑Ｇから有機化合物が略完全に除去された高品質のガラス原料を得ることが可能となる。

本発明のガラス繊維処理システムは、各種ガラス繊維製品の製造工程で発生した有機化合物が付着したガラス繊維屑等を処理対象とするものであるが、ガラスカレットやガラス板等、繊維以外の形態のガラス屑の処理にも応用可能である。また、本発明のガラス繊維処理システムにより得られたガラス原料は、ガラス繊維製品へのリサイクルだけでなく、ガラス板、建材用ガラス、電子工業用ガラス等の他のガラス製品にもリサイクルすることができる。

１０ホッパー（供給部）
２０コンベア
３０加熱炉
４０ゲート
６０制御部
１００ガラス繊維処理システム
Ｇガラス繊維屑

Claims

有機化合物が付着したガラス繊維屑から前記有機化合物を除去してガラス原料を得るガラス繊維処理システムであって、
前記ガラス繊維屑を供給する供給部と、
供給された前記ガラス繊維屑を搬送するコンベアと、
前記コンベアで搬送される前記ガラス繊維屑を加熱する温度制御可能な加熱炉と、
を備え、
処理対象となる前記ガラス繊維屑の性状に応じて、前記加熱炉の内部温度が一定範囲に維持されるように、前記加熱炉の出力が制御されるガラス繊維処理システム。
前記コンベア上に供給された前記ガラス繊維屑の堆積厚を規制する上下移動可能なゲートを、前記加熱炉の前段に設けてある請求項１に記載のガラス繊維処理システム。
前記コンベア上に供給された前記ガラス繊維屑の堆積厚が１０〜１５０ｍｍとなるように、前記ガラス繊維屑の供給量、前記コンベアの搬送速度、及び前記ゲートの規制高さの少なくとも一つが調整される請求項２に記載のガラス繊維処理システム。
前記コンベア上に供給された前記ガラス繊維屑の嵩密度が０．１〜１ｇ／ｃｍ^３となるように、前記ガラス繊維屑の供給量及び前記コンベアの搬送速度の少なくとも一方が調整される請求項１〜３の何れか一項に記載のガラス繊維処理システム。
前記コンベア上に前記ガラス繊維屑が間欠的に堆積するように、前記ガラス繊維屑の供給タイミングが調整される請求項１〜４の何れか一項に記載のガラス繊維処理システム。
前記加熱炉の内部温度は、前記有機化合物の分解温度より高く、且つ前記ガラス繊維屑の流動点より低い温度範囲に維持される請求項１〜５の何れか一項に記載のガラス繊維処理システム。
前記加熱炉の内部温度は、６００〜８５０℃に維持される請求項１〜６の何れか一項に記載のガラス繊維処理システム。
前記加熱炉における加熱時間が５〜６０分となるように、前記コンベアの搬送速度が調整される請求項１〜７の何れか一項に記載のガラス繊維処理システム。