JP3793677B2 - Low melting point glass separation and recovery method and apparatus, and low melting point glass paste recycling method - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、低融点ガラスの切削加工に際し、切削された低融点ガラスをリサイクルすることのできる低融点ガラスの分離・回収方法及び装置、並びに低融点ガラスペーストのリサイクル方法に関し、より詳しくは、プラズマディスプレイパネル等のディスプレイの隔壁や電極形成等で使用される低融点ガラスからなる隔壁材を、サンドブラストにてパターン加工する場合に切削され廃棄されていた低融点ガラスをリサイクルすることが可能なプラズマディスプレイパネル等の低融点ガラスの分離・回収方法そして装置に関し、塗布乾燥した低融点ガラスペースト上にレジストにてパターニング後、磁性を持つ粉体を研磨材としてサンドブラスト加工にて低融点ガラスからなる隔壁材を切削することにより隔壁のパターンを形成する加工方法において排出されたダストを磁力分離し、破砕された研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスに分離して、分離した隔壁材たる低融点ガラスを原料として再び低融点ガラスペーストを製造することを可能としたプラズマディスプレイパネル等の低融点ガラスのサンドブラストによる隔壁形成後の隔壁材たる低融点ガラスペーストのリサイクル方法に関する。
【従来の技術】
従来、プラズマディスプレイパネルの隔壁形成等に使用される低融点ガラスからなる隔壁材のパターニング方法としてガラス基板上に低融点ガラスペーストをスクリーン印刷又はコーターにて塗布乾燥後、低融点ガラスからなる隔壁材上にサンドブラスト用の感光性レジストにてパターンを形成させ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、アルミナ等の無機粉体を研磨材としてサンドブラスト装置を使用してレジスト以外の部分を切削後、レジストを剥離して低融点ガラスを焼成して隔壁を形成していた。
【発明が解決しようとする課題】
サンドブラストで隔壁を形成する加工方法では、低融点ガラスをガラス基板全面に塗布して炭酸カルシウムなどを切削材としてサンドブラストでノズル1本当たり、200g/1m2/1h切削されるが、約3〜5μmに削り取られた低融点ガラスは廃棄される。従って、現状では高価な低融点ガラスペーストを廃棄することとなる。
【0002】
プラズマディスプレイパネルの高精細リブとしての隔壁形成では塗布された低融点ガラスのおよそ75%が捨てられ、プラズマディスプレイパネルとして利用されるのは25%である。
【0003】
低融点ガラスからなる隔壁材中には有害な鉛ガラスが混入しているため簡単に廃棄できなくなっており、また、前記問題点のため低融点ガラスを無鉛化する手段として低融点ガラスに鉛以外のビスマスを用いることが検討されているがビスマスは稀少金属であり高価であるため材料コストが高騰することになる。
そのため廃棄されたダスト中に含まれる低融点ガラスをリサイクルすることが望まれていた。
【0004】
しかしながら、従来の炭酸カルシウム、ガラスビーズ、アルミナ等の切削材を使用して切削された低融点ガラスは、切削加工時破砕した研磨材、例えば炭酸カルシウムの場合、ノズル1本当たり、1時間につき、約300g/1h、約3〜5μmに破砕されるが、この破砕した切削材と前記切削された低融点ガラスが混じってしまい約60wt%の破砕された研磨材から低融点ガラスを分別することは困難であった。
【0005】
そのため簡単に研磨材と低融点ガラスを分離、回収できるような加工方法、装置及び低融点ガラスのリサイクル方法の開発が要求されてきた。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の低融点ガラスの分離・回収方法においては、磁性を持つ研磨材を使用した低融点ガラスのサンドブラストによる隔壁形成において、前記サンドブラストに使用した前記研磨材と切削された低融点ガラスからなる隔壁材との混合物から、加工に使用できる研磨材をサイクロンにより分離すると共に、
前記加工に使用できる研磨材を分離した後の前記混合物から、破砕された研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスを磁石を用いて分離し、かつ、前記分離された破砕された研磨材と隔壁材たる低融点ガラスをそれぞれ個別に回収することを特徴とする。
【0006】
また、本発明の低融点ガラスの分離・回収装置として、磁性を持つ研磨材を使用した低融点ガラスのサンドブラストによる隔壁形成において、前記サンドブラストに使用した前記研磨材と切削された低融点ガラスからなる隔壁材との混合物から、加工に使用できる研磨材を分離するサイクロンから成る分級機と、前記分級機から排出された混合物から、破砕された研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスを磁石を用いて分離する磁力分離器と、前記磁力分離器によって分離された、破砕された研磨材と隔壁材たる低融点ガラスをそれぞれ導管を介して個別に捕集する集塵機をそれぞれ設けたことを特徴とする。
【0007】
さらに、前記低融点ガラスの分離・回収装置は、前記集塵機と前記分級機間の導管に、ドラム内の内周の少なくとも一部例えば2分の1円に例えば2分の1円の磁石の切欠円弧を近接して固設し、前記ドラムを前記磁石に対して回転自在に配設した前記磁力分離器を配置し、前記集塵機の負圧による空気の流れにより破砕された研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスの混合粉体を前記ドラム外周を通過させ、破砕された磁性を持つ研磨材をドラムの磁石に近い部分に付着させ、切削された隔壁材たる低融点ガラスの粉体のみ一の導管を介して一の集塵機に捕集し、ドラムを回転させて磁石から離れた部分で別の集塵機により磁性を持つ破砕された研磨材を他の導管を介して他の集塵機へ捕集することにより、破砕された磁性を持つ研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスを分離・回収することを特徴とする。
【0008】
前記分離・回収した隔壁材たる低融点ガラスにアクリル又はセルロースからなる樹脂バインダー、有機溶剤、着色剤、セラミック、低融点ガラス等の低融点ガラスペーストの組成物を補充して低融点ガラスペーストを製造してリサイクルすることを特徴とする。
【0009】
低融点ガラスペーストは一般的に鉛ガラス等の低融点ガラスとアルミナ等のセラミック粉体及び酸化チタン等の顔料と有機溶剤に溶かしたセルロース又はアクリル系の樹脂バインダーを混合して作られ、ガラス基板に塗布後乾燥させ有機溶剤を揮発させて低融点ガラスよりなる隔壁材層を形成させる。ドライフィルムにてパターニング後この隔壁材層をサンドブラストにて削る。
【0010】
この隔壁材には磁性を持ったものは何も含まれていないため研磨材として磁性を持つ粉体を使用して、加工後に従来ダストとして廃棄処理されていた破砕された研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスとの混合物から破砕された研磨材のみ磁石を使用して分離して切削された隔壁材たる低融点ガラスを原料として、これに不足している低融点ガラスペースト組成材料を補充することにより低融点ガラスペーストを製造して隔壁材のリサイクルを行うことができる。
【発明の実施の形態】
SUS201等オーステナイト系ステンレス、好ましくは常温で磁性体のマルテンサイト系ステンレス、より好ましくは、0.1〜0.4Cなど低Cのフェライト系ステンレスを始めとするSUS、ニッケル、鉄、コバルト、フェライト等の磁性を持つ粉体を研磨材として使用して焼成前の低融点ガラスをサンドブラストにより切削加工することによりプラズマディスプレイパネルの隔壁を形成する。
【0011】
工程1にて基板にまずスクリーン印刷やロールコーター等のコーター18にて低融点ガラスペースト12を塗布する。
【0012】
低融点ガラスペーストを乾燥後、行程2にて低融点ガラスよりなる隔壁材13層上にサンドブラスト用レジストにてパターンを形成する。隔壁材13層上へのパターニング方法としては感光性ドライフィルム14をマスクとして使用する方法、感光性低融点ガラスペーストをマスクとして使用する方法、液状の感光性樹脂を使用する方法、スクリーン印刷にてマスキングインクを印刷する方法がある。 感光性のレジストを使用する場合は行程3で現像液32にて現像を行う。行程4にて磁性を持つ研磨材にてレジスト以外の隔壁材たる低融点ガラスを切削することにより隔壁15のパターンを形成させる。
【0013】
行程5にて剥離液を使用してレジストを剥離して行程6にて低融点ガラスよりなる隔壁材を焼成して隔壁15を形成する。
【0014】
図2はプラズマディスプレイパネルの隔壁形成用サンドブラスト装置である。
【0015】
研磨材は研磨材定量供給装置24から研磨材ホース21を通りサンドブラスト装置加工室1内のノズル7より噴射される。ノズルは前後に高速に往復運動をしてガラス基板16は駆動ローラー27上をゆっくり左から右に送られ加工される。
【0016】
切削された隔壁材たる低融点ガラス42と研磨材41は集塵機の負圧に引っ張られて加工室ホッパー20から導管50に入り、分離タンク22にて混入した大きな異物を除去して導管51を通り分級機2に入る。分級機2にて使用できる研磨材と破砕され使用できない研磨材41及び切削された隔壁材たる低融点ガラス42に分級して、使用できる研磨材のみ研磨材タンク23に入り再び研磨材定量供給装置24に入る。
【0017】
破砕した磁性を持った研磨材41と切削された隔壁材たる低融点ガラス42の混合粉体40は集塵機の負圧に引っ張られ分級機から排出されて導管52から研磨材41と隔壁材たる低融点ガラス42の分離機5に入る。
【0018】
図3は研磨材と隔壁材たる低融点ガラスの分離機5を示すものである。
【0019】
分離機5に入った破砕した磁性を持った研磨材41と切削された隔壁材42たる低融点ガラスは分離ドラム45にあたり、分離ドラム45に沿って流れる。破砕した磁性を持った研磨材41と切削された隔壁材たる低融点ガラス42が流れる部分にはドラムの内側に磁石46が固定されており破砕した磁性を持った研磨材41のみドラム外周の磁石が固定されている円弧部分に付着する。磁石により破砕した磁性を持った研磨材41がドラムに付着するため切削された隔壁材たる低融点ガラス42のみ集塵機3の負圧に引き込まれ導管53を通り集塵機3に捕集される。
【0020】
ドラムに付着した破砕した磁性を持った研磨材42はドラム45が回転してドラム内周に磁石が無い部分に至り集塵機4の負圧により引っ張られ集塵機4に導管54を介して捕集される。
【0021】
内周に磁石が無い部分に外気からエアー43を取り込み吹き付けることによりローラーに付着した破砕した磁性を持った研磨材41を吹き払うか剥離用のバーをドラムに当てて物理的に欠き落とすことにより強制的にドラムに付着した破砕した磁性を持った研磨材を集塵機4に送ることが望ましい。
【0022】
上記磁石は永久磁石又は電磁石のどちらを使用してもよい。
【0023】
集塵機3に捕集された切削された隔壁材たる低融点ガラス42を取り出してアクリルやセルロースからなる樹脂バインダー、有機溶剤、着色剤、セラミック、低融点ガラス等の低融点ガラスペーストの組成物を補充して再び元の組成の低融点ガラスペーストを製造する。
実施例1
ステンレス200メッシュのスクリーン版を使用して低融点ガラスペーストをガラス基板上にベタ印刷を行う。8回刷り重ねを行い乾燥して膜厚180μmの隔壁材層を形成した。次にサンドブラスト用ドライフィルムを低融点ガラス上にラミネートしてガラスマスクを乗せ紫外線にて露光して隔壁となる部分のみ露光されるようにする。
【0024】
炭酸ナトリウム0.3%からなる現像液にて未露光部分を洗い出しピッチ150μmでパターン幅50μmのドライフィルムによるパターンを形成する。
【0025】
図2の装置を使用して平均粒径15μmのステンレスを研磨材としてノズルから噴射して加工を行う。ステンレスは常温にて磁性を有するSUS430を使用した。
【0026】
図2でガラス基板は左から右にゆっくり動きノズルは前後に高速で動き、ノズルから研磨材を噴射して加工を行う。噴射された研磨材は分級機に入り研磨材定量供給装置に入り再びノズルから噴射される。
【0027】
サンドブラストで低融点ガラスを加工後、基板を水酸化ナトリウムの0.2%溶液に入れドライフィルムを剥離する。
使用ドライフィルム:BF-603(東京応化工業製)
低融点ガラスペースト:G3-2141(奥野製薬製)
サンドブラスト装置:SC-5ADNH-404P(不二製作所製)
42インチ基板を50枚加工後、集塵機3に入った切削された隔壁材たる低融点ガラス42と集塵機4に入った破砕された研磨材41を取り出した。
【0028】
低融点ガラス約5kgでステンレス粉約600gが分離され、ステンレス粉は廃棄処分した。分級した低融点ガラス42は低融点ガラスペーストに使用する全低融点ガラスペーストの約30%を混合して有機溶剤(ターピネオール)にて粘度調整を行いリサイクルを行った。
【0029】
リサイクルした低融点ガラスペーストの分析を行ったところステンレスは検出されず完全に研磨材が分離されていた。
【図面の簡単な説明】
【図1】プラズマディスプレイパネル用の隔壁形成の工程図
【図2】サンドブラスト装置
【図3】研磨材と隔壁材たる低融点ガラスの分離機の詳細図
【符号の説明】
1 サンドブラスト装置加工室
2 分級機
3 集塵機
4 集塵機
5 (研磨材と隔壁材たる低融点ガラスの)分離機
7 サンドブラスト用ノズル
8 ガラスマスク
12 低融点ガラスペースト
13 低融点ガラスからなる隔壁材層
14 耐サンドブラスト性感光性ドライフィルム
15 プラズマディスプレイパネルの隔壁
16 ガラス基板
18 コーター
20 ホッパー
21 研磨材ホース
22 分離タンク
23 研磨材タンク
24 研磨材定量供給装置
26 ノズル駆動部
27 駆動ローラ
30 研磨材と高圧エアーの混合流体
32 現像液
40 破砕された研磨材と切削された隔壁材との混合粉体
41 破砕された研磨材
42 切削された隔壁材
43 エアー
45 分離機ドラム
46 磁石
47 分離機ドラム用モーター
50 導管
51 導管
52 導管
53 導管
54 導管[0001]
[Industrial application fields]
The present invention, upon cutting of the low-melting glass, separation and recovery method and apparatus can that low melting point glass be recycled cutting by low-melting glass, and relates to a method of recycling a low melting point glass paste, more particularly, Plasma that can recycle low-melting-point glass that has been cut and discarded when patterning the partition material made of low-melting-point glass, which is used to form partition walls and electrodes for displays such as plasma display panels, with sandblasting Separation / recovery method and apparatus for low melting point glass such as display panel, etc., partitioning made of low melting point glass by sandblasting using magnetic powder as abrasive after patterning with resist on coated and dried low melting point glass paste processing method for forming a pattern of barrier ribs by cutting the wood The Oite discharged dust and magnetic separator separates the crushed abrasive and cutting the septum material serving low-melting-point glass, to produce low-melting glass paste again separated partition wall member serving low melting point glass as a raw material The present invention relates to a method for recycling a low-melting-point glass paste as a partition wall material after the partition wall is formed by sandblasting of a low-melting-point glass such as a plasma display panel.
[Prior art]
Conventionally, as a patterning method for a partition material made of low-melting glass used for forming a partition of a plasma display panel, etc., a partition material made of low-melting glass after applying and drying a low-melting glass paste on a glass substrate by screen printing or a coater A pattern is formed with a photosensitive resist for sand blasting on the top, and after removing parts other than the resist using a sand blasting apparatus using inorganic powders such as calcium carbonate, glass beads, and alumina as abrasives, the resist is peeled off. The low-melting glass was baked to form the partition walls.
[Problems to be solved by the invention]
In the processing method of forming a partition wall in sandblasting, low-melting glass per one nozzle sandblasting as cutting material and calcium carbonate is coated on the entire surface of the glass substrate, 200 g / 1 m 2 / but 1h is cut, about 3~5μm The low melting point glass scraped off is discarded. Therefore, at present, expensive low melting point glass paste is discarded.
[0002]
In the formation of the partition walls as the high-definition ribs of the plasma display panel, approximately 75% of the applied low melting point glass is discarded, and 25% is used as the plasma display panel.
[0003]
The partition material made of low-melting glass cannot be easily disposed of because it contains harmful lead glass. However, since bismuth is a rare metal and expensive, the material cost will rise.
Therefore, it has been desired to recycle the low melting point glass contained in the discarded dust.
[0004]
However, the low melting point glass cut using a conventional cutting material such as calcium carbonate, glass beads, alumina, etc. is an abrasive that is crushed during cutting, for example, calcium carbonate, per hour per nozzle. It is crushed to about 300g / 1h and about 3-5μm, but this crushed cutting material is mixed with the cut low-melting glass, so that the low-melting glass is separated from the crushed abrasive of about 60wt%. It was difficult.
[0005]
Therefore, it has been required to develop a processing method, an apparatus and a low melting point glass recycling method that can easily separate and recover the abrasive and the low melting point glass.
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the method for separating and collecting low melting point glass according to the present invention, in the formation of partition walls by sand blasting of low melting point glass using a magnetic abrasive, it is cut with the abrasive used for sand blasting. In addition to separating the abrasive that can be used for processing from the mixture with the partition wall material made of low melting point glass by a cyclone,
From the mixture after separating the abrasive that can be used for the processing, the crushed abrasive and the low-melting glass as the cut partition wall material are separated using a magnet, and the separated crushed abrasive And low melting glass as a partition material are individually collected.
[0006]
Further, as the separation and recovery device of a low melting point glass of the present invention, a low melting point in the partition wall formed by sandblasting preparative low melting glass using abrasives having magnetism, was cut with the abrasive material used in the sandblasting from a mixture of a partition member made of glass, a classifier consisting of cyclones for separating the abrasive that can be used for processing, from the mixture discharged from the classifier, low serving barrier rib material is cut and crushed Ken Migakuzai a magnetic separator for separating with magnets melting point glass, separated by a pre-Symbol magnetic separator, a dust collector for collecting separately via conduits respectively crushed abrasive and the partition member serving low-melting glass Each is provided .
[0007]
Moreover, the separation and recovery device of a low-melting glass, the conduit between the dust collector and the classifier, the notch of the inner periphery of at least a portion e.g. 2 minutes 1 yen magnet, for example, 2 minutes 1 yen in the drum and fixedly provided in close proximity to the arc, the drum was placed the magnetic separator which is disposed rotatably relative to the magnet, is cut with the abrasive being crushed by the flow of air by negative pressure of the dust collector The mixed powder of low melting point glass as the partition wall material is passed through the outer periphery of the drum, and the crushed magnetic abrasive is adhered to the portion near the magnet of the drum. only collected in one dust collector through the one conduit, capturing the fractured abrasive by rotating the drum with a magnetic by another dust collector at a portion away from the magnet through the other conduit to another dust collector By polishing, polishing with crushed magnetism And separating and recovering machined septum material serving low-melting glass and.
[0008]
The low melting glass as the partition material collected and collected is supplemented with a composition of low melting glass paste such as resin binder made of acrylic or cellulose, organic solvent, colorant, ceramic, low melting glass, etc. to produce a low melting glass paste. And recycling.
[0009]
Low melting point glass paste is generally made by mixing low melting point glass such as lead glass, ceramic powder such as alumina, pigment such as titanium oxide and cellulose or acrylic resin binder dissolved in organic solvent. After the coating, it is dried and the organic solvent is volatilized to form a partition wall material layer made of low-melting glass. After patterning with a dry film, the partition wall material layer is shaved with sandblast.
[0010]
This partition material does not contain any magnetic material, so magnetic powder was used as the abrasive, and it was cut with the crushed abrasive that was conventionally disposed of as dust after processing. Low-melting-point glass paste composition material that is lacking in low-melting-point glass, which is a partition wall material that has been separated and cut using a magnet, only from the crushed abrasive material from the mixture with the low-melting-point glass that is the partition wall material By replenishing, the low melting point glass paste can be manufactured and the partition wall material can be recycled.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Austenitic stainless steel such as SUS201, preferably martensitic stainless steel that is magnetic at room temperature, more preferably low-C ferritic stainless steel such as 0.1 to 0.4C, SUS, nickel, iron, cobalt, ferrite, etc. A partition of a plasma display panel is formed by cutting the low-melting glass before baking by sandblasting using the powder as a polishing material.
[0011]
In step 1, the low-
[0012]
After drying the low melting point glass paste, in
[0013]
In
[0014]
FIG. 2 shows a sandblasting apparatus for forming partition walls of a plasma display panel.
[0015]
The abrasive is sprayed from the
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[0017]
The mixed
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FIG. 3 shows a
[0019]
The crushed magnetic abrasive 41 and the low-melting
[0020]
The abrasive 42 is a
[0021]
By blowing
[0022]
The magnet may be a permanent magnet or an electromagnet.
[0023]
The
Example 1
A low melting point glass paste is solid-printed on a glass substrate using a stainless 200 mesh screen plate. A partition material layer having a film thickness of 180 μm was formed by printing 8 times and drying. Next, a sandblasting dry film is laminated on a low-melting glass, and a glass mask is placed thereon and exposed to ultraviolet rays so that only a portion that becomes a partition wall is exposed.
[0024]
An unexposed portion is washed out with a developer composed of 0.3% sodium carbonate, and a pattern is formed by a dry film having a pattern width of 50 μm at a pitch of 150 μm.
[0025]
Using the apparatus of FIG. 2, processing is performed by spraying stainless steel having an average particle diameter of 15 μm from the nozzle as an abrasive. As stainless steel, SUS430 having magnetism at room temperature was used.
[0026]
In FIG. 2, the glass substrate moves slowly from left to right, and the nozzle moves back and forth at high speed, and processing is performed by injecting abrasive from the nozzle. The injected abrasive enters the classifier and enters the abrasive constant supply device and is again injected from the nozzle.
[0027]
After processing the low melting point glass by sandblasting, the substrate is placed in a 0.2% sodium hydroxide solution and the dry film is peeled off.
Used dry film: BF-603 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)
Low melting point glass paste: G3-2141 (Okuno Pharmaceutical)
Sandblasting device: SC-5ADNH-404P (Fuji Seisakusho)
After processing 50 pieces of 42-inch substrates, the low-melting-
[0028]
About 600 g of stainless steel powder was separated from about 5 kg of low melting glass, and the stainless steel powder was discarded. The classified
[0029]
When the recycled low melting point glass paste was analyzed, stainless steel was not detected and the abrasive was completely separated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram for forming a partition for a plasma display panel. FIG. 2 is a sandblasting apparatus. FIG. 3 is a detailed view of a separator for a low melting point glass as an abrasive and a partition material.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sand blasting
Claims (4)
前記加工に使用できる研磨材を分離した後の前記混合物から、破砕された研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスを磁石を用いて分離し、かつ、前記分離された破砕された研磨材と隔壁材たる低融点ガラスをそれぞれ個別に回収することを特徴とする低融点ガラスの分離・回収方法。From the mixture after separating the abrasive that can be used for the processing, the crushed abrasive and the low-melting glass as the cut partition wall material are separated using a magnet, and the separated crushed abrasive And a method for separating and recovering low-melting-point glass, wherein the low-melting-point glass that is a partition wall material is individually collected.
前記分級機から排出された混合物から、破砕された研磨材と切削された隔壁材たる低融点ガラスを磁石を用いて分離する磁力分離器と、
前記磁力分離器によって分離された、破砕された研磨材と隔壁材たる低融点ガラスをそれぞれ個別に捕集する集塵機をそれぞれ設けたことを特徴とする低融点ガラスの分離・回収装置。In the partition wall formation by sandblasting preparative low melting glass using abrasives having a magnetic, from a mixture of a partition member made of low melting glass wherein is cut with the abrasive used in the sandblasting, polishing can be used for machining A classifier consisting of a cyclone to separate the materials ,
From the mixture discharged from the classifier, and magnetic separator for separating using magnets with crushed Ken Migakuzai the machined septum material serving low-melting glass,
The magnetic separator was separated by instrument, crushed abrasive and the partition member serving low melting point glass, respectively separating and recovering device of the low-melting glass, characterized in that respectively a dust collector for collecting separately.
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