JP3985917B2 - ガラスカレットの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスビン等の廃棄ガラスからガラスカレットを製造するガラスカレットの製造方法およびこの方法の実施に使用されるガラスカレットの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在日本で生産されているガラスビンは、平成７年度で約２００万トンであり、そのうち６０〜７０％は再生可能なビンであるが、ビンメーカに回収されてリターナルビンとして再使用あるいは破砕してカレットとして再資源化されている量は、生産総量の約５０％で、残りの約１００万トン以上ががゴミとして埋め立て廃棄されている。
【０００３】
このような現状下において「容器包装に係わる分別収集および再商品化の促進等に関する法律」いわゆる容器包装リサイクル法が平成９年４月から施行され、ガラスビン、ガラスカレットも指定品目に入っている。そこで、市町村の分別収集が一層進んでおり、ビンメーカーもそのリサイクル率の向上に努力しているが、ガラスビン生産のために使用されるカレットの利用率にも限界があり、ガラスビンの再生産や従来試みられてきたコンクリート道路のカラー舗装やコンクリートブロックの表層材といった程度の再生品化では、消化できず別の大量使用の用途の開発が望まれている。
【０００４】
このような状況から、ガラスカレットの用途開発へのさまざまなアプローチがなされているが、その中で道路舗装材、埋め戻し材、アスフアルト骨材、舗装ブロックの敷砂等の建設用資材あるいは砕石の一部代用として使用することができれば、比較的大量の再利用が可能なことから、ガラスカレットのこの分野での利用開発が目下急ピッチで試みられている。
【０００５】
このような用途に使用するためには、まずガラスカレットの粒度分布が夫々の規定の範囲内になければならないことは勿論であるが、価格的には市販の建材よりも安価であることが望まれ、また近距離から容易に入手でき、さらには手で直接触っても角がなく安全で、臭気がなく衛生的で取り扱い易いものであること、等が要求される。このような要求を満たすべく、ガラスビン工場、ゴミ処理場等において大規模なガラスカレット製造装置が設けられているが、このような大規模なガラスカレット製造装置は地域が限定されているうえに、設備費が高価であること、大容量の電力を必要とすること等の理由により、上記要求を必ずしも満たしていない。
【０００６】
そこで、機動性のある、小型で小容量の簡易ガラスカレット製造装置が開発され、実用に供されるようになってきている。この簡易ガラスカレット製造装置は、図３に作用と共に示されているように、概略的には、廃棄ガラスビンが入れられている投入ホッパ６０、廃棄ガラスビンを破砕する１次破砕機６２、破砕されたガラス破砕物を篩い分けるトロンメル６３、トロンメル６３を通過したガラスカ破砕物をガラスカレットに破砕する二次破砕機６４、二次破砕機６４で破砕されたガラスカレットの角を丸める角取機６５、角取りされたガラスカレットを分級する振動篩６６、廃棄ガラスビンに貼付されているラベルあるいは王冠等を分離する分離機６７等から構成されている。なお、この簡易ガラスカレット製造装置は、乾式のため集塵装置も備えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題 】
上記のように、従来の簡易ガラスカレット製造装置は、小型で小容量で機動性も有するので、一応上記したような要求を満たしているといえる。しかしながら、改良すべき点も認められる。例えば、回収された廃棄ガラスビンには一般にラベルが貼付されているが、簡易ガラスカレット製造装置が乾式のためラベルを除去するために別の処理工程を必要とし、割高になっている。また、回収された廃棄ガラスビンにはドリンク剤等の飲料、水が残っていることがあるが、これらの液体が腐敗し、破砕処理するときに悪臭を放ち、必ずしも衛生的とはいえない。さらには、廃棄ガラスビンを破砕するときには粉塵が生じるので、バックフィルタ等を備えた集塵装置を設けなければならず、設備が大型化する嫌いがある。
【０００８】
本発明は、上記したような問題点あるいは欠点を解消したガラスカレットの製造方法および製造装置を提供することを目的とし、具体的には破砕されたガラスカレットの角を取るときにラベル処理も同時にでき、また悪臭等に悩まされることなく衛生的なガラスカレットを製造することができる、ガラスカレットの製造方法およびこの方法の実施に使用されるガラスカレットの製造装置を提供することを目的としている。さらには上記目的に加えてバックフィルタ等を格別に必要としないガラスカレットの製造方法および製造装置を提供することも目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、回収された廃棄ガラスビンを所定の粒径に破砕し、そして破砕されたガラスカレットを湿式で循環処理および分級処理するように構成することにより達成される。すなわち、本発明は上記目的を達成するために、ガラスビン等の廃棄ガラスを所定の粒径のカレットに破砕する、破砕処理工程と、前記破砕処理工程で破砕されたガラスカレットと処理水との混合物であるパルプを、循環水槽、循環ポンプ、管路および循環水槽の間を強制的に循環させる循環処理工程と、前記循環処理工程で循環処理されたパルプからガラスカレットを分離、分級する分離分級処理工程とからなり、前記破砕処理工程を乾式で実施すると共に、このとき飛散する粉塵を空気と共に吸引し、そして前記循環処理工程に使用する循環水槽に排出するように構成される。
請求項２に記載の発明は、破砕装置部と、湿式循環分級装置部と、製品貯留部とからなる、ガラスビン等の廃棄ガラスからガラスカレットを製造する、ガラスカレットの製造装置であって、前記破砕装置部は、廃棄ガラスを破砕する乾式破砕機と、前記乾式破砕機で破砕されたガラスカレットを分級する分級機とを備え、前記分級機の篩上は、前記破砕機に戻されるように構成され、前記湿式循環分級装置部は、前記破砕装置部で得られたガラスカレットと処理水とが入れられる循環水槽と、ガラスカレットと処理水とからなるパルプを循環する循環ポンプと、パルプからガラスカレットを分離する分級装置と、前記循環水槽、循環ポンプおよび分級装置を液体的に接続している管路とを備え、前記循環ポンプを運転すると共に、前記管路に設けられているバルブを適宜開閉操作することにより、パルプが前記循環水槽、循環ポンプ、管路および循環水槽の間を循環するように、あるいは前記循環水槽、循環ポンプ、管路、分級装置および循環水槽の間を循環するように構成され、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の製造装置において、前記分級装置が、パルプからガラスカレットを分離する篩と、微粉化されたガラスカレットおよびラベル片等の廃棄物を分離する液体サイクロンとから構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、粒径が２０mm〜５mmと、５mm〜２mmおよび２mm以下の３種類のガラスカレットを、廃棄ガラスビンから製造する例について説明する。なお、２mm以下のガラスカレットは、後述するように、ガラスビンに貼付されていたラベル等と共に廃棄されるようになっている。本発明に係わるガラスカレットの製造装置は、概略的には、図１、２に示されているように、ガラスビンを破砕する破砕装置部１と、破砕されたガラスカレットと水とを循環させる湿式循環分級装置部３０と、分級された製品が蓄えられる製品貯留部５０とからなっている。そして、詳しくは後述するように、湿式循環分級装置部３０において、破砕されたガラスカレットと水とが循環され、角のあるガラスカレットは角が取られ、そして所定の粒度に分級されるようになっている。
【００１１】
破砕装置部１は、廃棄ガラスビンが蓄えられる投入ホッパ２、例えばハンマークラッシャー等からなる１次破砕機４、電磁フィーダ５、１次破砕機４で破砕された粗ガラスを２０mm以下に再度粉砕する２次破砕機７、篩の目が２０mmの振動篩あるいはトロンメル９、篩下貯留ビン１１等から構成されている。そして、これらは略水平方向に配置され、投入ホッパ２から供給される廃棄ガラスビンは、従来周知の形態をした第１の投入コンベヤ３により１次破砕機４に供給されるように、また１次破砕された粗ガラスカレットは電磁フィーダ５を経て第２の投入コンベヤ６により２次破砕機７に供給されるようになっている。２次破砕機７において破砕されたガラスカレットは、同様に従来周知の第３の投入コンベヤ８により振動篩９に供給される。振動篩９と２次破砕機７は、篩上リターンコンベヤすなわち返送コンベヤ１０で接続されている。これにより、粒径が２０mm以上の粗ガラスカレットは、２次破砕機７の方へ戻される。篩下貯留ビン１１は、トロンメル９の下方に配置され、この篩下貯留ビン１１は、供給コンベヤ１２により循環分級装置部３０の循環水槽３１に接続されている。これにより、２０mm以下に破砕されたガラスカレットのみが次の湿式循環分級装置部３０に供給されることになる。
【００１２】
図１には模式的に示されているに過ぎないが、上記した破砕装置部１には、集塵装置２０が設けられている。この集塵装置２０は、破砕装置部１を覆うような形状の複数個のフード体２１、２１’、２１”から構成されている。そして、フード体２１、２１’、２１”を連結している吸気管２３は、排風機２４を介して湿式循環分級装置部３０の循環水槽３１の内部に開口している。したがって、吸気管２３に介装されている排風機２４を起動すると、フード体２１、２１’、２１”を通して、破砕装置部１から飛散する粉塵、微細なガラスカレット等は吸引され、そして循環水槽３１の水中へ排出され、水に捕捉されることになる。捕捉されたガラスカレットは、後述するように飛散する微細な２ｍｍ以下のガラスカレットとして回収されることになる。
【００１３】
湿式循環分級装置部３０は、循環水槽３１を備えている。この循環水槽３１の底壁は、循環ポンプ３５の方へ向かって傾斜している。この傾斜により、ガラスカレットと水とが循環ポンプ３５に効率的に吸い込まれることになる。湿式循環分級装置部３０は、循環水槽３１の上方に、さらに液体サイクロン４３、第１の振動篩４４、第２の振動篩４９等も備えている。そして、循環ポンプ３５の吸込管３４は、バルブ３３が介装されて循環水槽３１に接続されている。循環ポンプ３５の吐出管３６は、第１、第２および第３の循環管３７、３９および４１に分岐している。第１の循環管３７には、第１のバルブ３８が、第２の循環管３９には、第２のバルブ４０が、第３の循環管４１には、第３のバルブ４２がそれぞれ介装されている。そして、第１の循環管３７は循環水槽３１に、第２の循環管３９は第１の振動篩４４に、第３の循環管４１は液体サイクロン４３に、それぞれ接続されている。したがって、バルブ３３、第１〜第３のバルブ３８、４０および４２を適宜開閉することにより、ガラスカレットと水の混合流体であるパルプが第１の循環管３７により循環水槽３１の間を循環し、また第１の振動篩４４に、あるいは液体サイクロン４３に選択的に供給され、循環することになる。なお、第３の循環管４１から分岐している排水管４１’には排水弁４２’が設けられ、また循環水槽３１の底部には水抜管３２が設けられている。
【００１４】
第１の振動篩４４は、上段の篩い目が５mmで、下段のそれが２mmの２段篩から構成されている。そして、上段の篩い目に対応して、第１の製品搬送コンベヤ４５が、下段の篩い目に対応して第２の製品搬送コンベヤ４６がそれぞれ設けられている。第１の振動篩４４の篩下は、シュートを介して循環水槽３１に戻されるるようになっている。液体サイクロン４３のアンダーフローは、振動篩４４に接続され、また液体サイクロン４３のオーバフロー管４８は、第２の振動篩４９に接続され、その篩上は、廃棄物搬送コンベヤ４７に接続されている。篩下は、シュートを介して循環水槽３１に戻されるようになっている。なお、図１において、符号Ｗは給水管を、そしてＶは給水弁をそれぞれ示している。
【００１５】
製品貯留部５０は、本実施の形態では、粒径が５〜２ｍｍのガラスカレットが貯えられる第１の貯蔵ビット５１と、粒径が２０〜５ｍｍのガラスカレットが貯えられる第２の貯蔵ビット５２と、２mm以下のガラスカレット、ラベル等の廃棄物が貯えられる第３の貯蔵ビット５３からなっている。そして、前述した第１の貯蔵ビット５１には第２の製品搬送４６の終端が接続され、第２の貯蔵ビット５２には第１の製品搬送４５の終端が、そして第３の貯蔵ビット５３には廃棄物搬送コンベヤ４７の終端部がそれぞれ接続されている。
【００１６】
次に、上記ガラスカレットの製造装置を使用してガラスカレットの製造方法を、図２も参照して説明する。破砕装置部１を起動する。そうすると、投入ホッパ２中の廃棄ガラスビンは、第１、２の投入コンベヤ３、６により１次および２次破砕機４、７に供給され、そして破砕される。破砕されたガラスカレットは、第３の投入コンベヤ８により振動篩９に供給される。振動篩９において、粒径が２０mm以下のガラスカレットは、篩下貯留ビン１１に排出される。２０mm以上のガラスカレットは、返送コンベヤ１０により２次破砕機７に戻される。このようにして、廃棄ガラスビンは、２０mm以下のガラスカレットに破砕されて篩下貯留ビン１１に貯えられる。
【００１７】
上記のようにして、２０mm以下のガラスカレットを得ているときに、集塵装置２０の排風機２４を起動する。そうすると、辺りに飛散する粉塵は、空気と共にフード体２１、２１’、２１”に吸引され、そして循環水槽３１の水中へ排出される。粉塵は、水に捕捉され、そして後述するように微細なガラスカレットと共に処理される。
【００１８】
湿式循環分級装置部３０において、給水管Ｗから所定量の処理水を循環水槽３１に供給する。また、篩下貯留ビン１１から１バッチで処理する所定量のガラスカレットを供給する。初めに、角取り、ラベル剥離等の処理をする。すなわち、バルブ３３と第１のバルブ３８とを開き、第２、３のバルブ４０、４２および排水弁４２’を閉じる。循環ポンプ３５を起動する。そうすると、水とガラスカレットとの混合物すなわち所定濃度のパルプが循環水槽３１、循環ポンプ３５、吐出管３６、分岐管３７および循環水槽３１の間を循環する。所定時間例えば３分循環する間に、ガラスカレットは循環ポンプ３５、吐出管３６、分岐管３７等内で相互の摩擦接触、衝突、摩砕等の作用を受ける。これにより、破砕されるときに生じたガラスカレットの角は、丸められる。また、ガラスカレットに付着しているラベルは剥離され、微細化される。ガラスカレットに付着している飲料水等の液体は水中に溶解する。
【００１９】
次に、分級処理をする。第１のバルブ３８を閉じ、第２のバルブ４０を開く。そうすると、循環処理されたパルプが、第１の振動篩４４に供給される。第１の振動篩４４において、周知のようにして分級され、篩い目が５mmの上段の篩上は、粒径が２０〜５mmのガラスカレットとして、第１の製品搬送コンベヤ４５により第２の製品貯蔵ビット５２に供給される。篩い目が２mmの下段の篩上は、粒径が５〜２mmのガラスカレットとして、第２の製品搬送コンベヤ４６により第１の製品貯蔵ビット５１に供給される。篩下は、循環水槽３１に戻される。上記分級操作を所定時間例えば１分間実施する。これにより所定粒度に分級されたガラスカレットが得られる。
【００２０】
最後に、廃棄物回収処理をする。すなわち、第１、２のバルブ３８、４０を閉じ、第３のバルブ４２を開いて循環ポンプ３５を所定時間駆動する。そうすると、分級回収された残りのパルプが液体サイクロン４３に供給される。液体サイクロン４３において、従来周知のようにして分離され、アンダーフローは第１の振動篩４４に供給され、再度分級される。これにより、分級処理時に回収されなかったガラスカレットが分離回収される。液体サイクロン４３のオーバーフローは、オーバーフロー管４８により第２の振動篩４９に供給される。この第２の振動篩４９において、２mm以下のガラスカレット、細分化されたラベル等の微粒子が分離され、そして廃棄物搬送コンベヤ４７により第３の貯蔵ビット５３に排出される。この処理も所定時間実施する。
【００２１】
以上の一連の処理が終わったら、篩下貯留ビン１１に貯えられている次に処理するガラスカレットを、循環水槽３１に投入し、前述したように、角取り、ラベル剥離等の処理、分級処理、廃棄物回収処理をする。以下同様にして、バッチ処理する。このようにバッチ処理しているときに、処理水が減少したときは、給水管Ｗから補給する。処理水の汚染が進んだときには、上記のようにして、ガラスカレット、ラベル等を回収した後に、第１、２、３のバルブ４２を３８、４０および４２を閉じ、バルブ３３と、排水弁４２’を開いて、循環ポンプ３５を運転する。そうすると、循環水槽３１中の処理水は、循環ポンプ３５の吐出管３６および排水管４１’を通って所定箇所の排水処理設備へ排水される。以下前述したようにして、給水管Ｗから所定量の処理水を循環水槽３１に供給する。
【００２２】
本発明は、上記実施の形態に限定されることがないことは明らかである。例えば、廃棄ガラスビン以外のガラス製品も、また陶器類も同様に処理できることは明らかである。したがって、ガラスカレットという用語の中には陶器類を破砕して得られる粉砕片も含まれることになる。また、ガラスカレットの粒度が実施の形態に限定されることがないことも明らかである。さらには、本発明は、振動篩に代えて他の分級機例えばトロンメル、スクリーン等で実施できる。また、上記実施の形態の作用の説明では、角取り、ラベル剥離等の処理、分級処理、廃棄物回収処理等は、手動的に実施するように説明したが、所定サイクルで１工程が終了するように自動運転ができることも明らかである。さらには、集塵装置も高価にはなるが、バックフイルタ等を備えた乾式集塵装置で実施することもできる。
【００２３】
また、上記実施の形態では、粉砕装置部１は固定式であるように説明したが、ポータブル式に構成できることも明かである。このとき、湿式循環分級装置部３０も移動式に構成することもできるが、湿式循環分級装置部３０は装置が比較的大きいので、センターに固定するセンター方式とするのが望ましい。このように実施すると、一台の湿式循環分級装置部３０に対して複数台の粉砕装置部１を適用することができ、複数台の粉砕装置部１をそれぞれのトラック等に搭載して廃棄ガラスビンの発生地へ移動し、発生地において比較的かさばるガラスビンを破砕、減容して湿式循環分級装置部３０へ輸送して、湿式循環分級処理することができる。これにより、比較的安価にガラスカレットを得ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、破砕処理工程で破砕されたガラスカレットと処理水との混合物であるパルプを、循環水槽、循環ポンプ、管路および循環水槽の間を強制的に循環させる循環処理工程を有するので、この循環処理工程を実施するときに、破砕処理工程で生じたガラスカレットの角は丸められ、またガラスカレットに付着しているラベルは剥離、微細化され、そしてガラスカレットに付着している飲料水等の悪臭を発する液体は水中に溶解する。したがって、本発明によると、破砕されたガラスカレットの角を取るときにラベル処理も同時にでき、また悪臭等に悩まされることなく衛生的なガラスカレットを製造することができるという、本発明に特有の効果が得られる。また、本発明は分離処理工程を有するので、角が丸められて安全で、且つラベル、飲料水等が除去された高品質の、所定の粒径のガラスカレットを得ることができる効果も得られる。さらには、破砕処理工程は乾式で実施するように構成されているので、湿式により実施する場合に比較して、水処理の必要がなく、安価に廃棄ガラスビンを破砕できる効果が付加され、また破砕処理工程を乾式で実施するとき、飛散する粉塵を空気と共に吸引し、そして循環処理工程に使用する循環水槽に排出するように構成されているので、破砕時に生じる粉塵をバックフィルタのような高価な装置を使用することなく、安価に処理できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を一部断面にして示す側面図である。
【図２】 本発明の実施の形態を、構成と作用とを同時にフローチャート的に示す図である。
【図３】 従来例を、構成と作用とを同時にフローチャート的に示す図である。
【符号の説明】
１ 粉砕装置部 ４ １次破砕機
７ ２次破砕機 ９ 振動篩
２０ 集塵装置 ２３ 吸引管
３０ 湿式循環分級装置部 ３１ 循環水槽
３５ 循環ポンプ ３６ 吐出管
３７ 第１の循環管 ３８ 第１の電磁開閉バルブ
３９ 第２の循環管 ４０ 第２の電磁開閉バルブ ４１ 第３の循環管 ４２ 第３の電磁開閉バルブ ４３ 液体サイクロン ４４ 第１の振動篩
４９ 第２の振動篩 ５０ 製品貯留部

Claims (3)

1. ガラスビン等の廃棄ガラスを所定の粒径のカレットに破砕する、破砕処理工程と、
   前記破砕処理工程で破砕されたガラスカレットと処理水との混合物であるパルプを、循環水槽、循環ポンプ、管路および循環水槽の間を強制的に循環させる循環処理工程と、
   前記循環処理工程で循環処理されたパルプからガラスカレットを分離、分級する分離分級処理工程とからなり、
   前記破砕処理工程を乾式で実施すると共に、このとき飛散する粉塵を空気と共に吸引し、そして前記循環処理工程に使用する循環水槽に排出する、ガラスカレットの製造方法
2. 破砕装置部と、湿式循環分級装置部と、製品貯留部とからなる、ガラスビン等の廃棄ガラスからガラスカレットを製造する、ガラスカレットの製造装置であって、
   前記破砕装置部は、廃棄ガラスを破砕する乾式破砕機と、前記乾式破砕機で破砕されたガラスカレットを分級する分級機とを備え、前記分級機の篩上は、前記破砕機に戻されるように構成され、
   前記湿式循環分級装置部は、前記破砕装置部で得られたガラスカレットと処理水とが入れられる循環水槽と、ガラスカレットと処理水とからなるパルプを循環する循環ポンプと、パルプからガラスカレットを分離する分級装置と、前記循環水槽、循環ポンプおよび分級装置を液体的に接続している管路とを備え、
   前記循環ポンプを運転すると共に、前記管路に設けられているバルブを適宜開閉操作することにより、パルプが前記循環水槽、循環ポンプ、管路および循環水槽の間を循環するように、あるいは前記循環水槽、循環ポンプ、管路、分級装置、および循環水槽の間を循環するように構成されていることを特徴とする、ガラスカレットの製造装置。
3. 請求項２に記載の製造装置において、前記分級装置が、パルプからガラスカレットを分離する篩と、微粉化されたガラスカレットおよびラベル片等の廃棄物を分離する液体サイクロンとからなる、ガラスカレットの製造装置。

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