JPH1157345A

JPH1157345A - ガラス製濾過材

Info

Publication number: JPH1157345A
Application number: JP23189997A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Matsushima; 弘和松島
Original assignee: MATSUKAZU MAINTENANCE KK
Current assignee: MATSUKAZU MAINTENANCE KK
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】【課題】濾過砂や濾過砂利に代替して、水の浄化処理
に用いられる耐久性のある粒状のガラス製濾過材を提供
すること。【解決手段】カレット１は荒割りされた後（Ｓ１）、
磨砕機へ投入され、揉み磨り磨砕される（Ｓ２）。この
磨砕は磨砕層内へ洗浄水４を混入しつつ行われ、洗浄水
４により磨砕層内が洗浄されて、磨砕層内へのガラス粒
状物の付着が防止される。磨砕後の粒状物となったカレ
ット１はふるい分けられる（Ｓ３）。ふるい分けは３ミ
リと１０ミリの網の目とを有する２種類の網材により行
われ、３ミリふるい下のものは固液分離機にて、ふるい
分けの際に吹き付けられた水とガラス粒状物とに分離さ
れる（Ｓ４）。この分離されたガラス粒状物がガラス製
濾過材の濾過砂２となる。また、３ミリふるい上かつ１
０ミリふるい下のガラス粒状物がガラス製濾過材の濾過
砂利３となる。一方、１０ミリふるい上のものはゴミと
して廃棄される（Ｓ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、濾過砂や濾過砂
利に代替して、水の浄化処理に用いられる粒状のガラス
製濾過材に関し、特に、耐久性の向上された粒状のガラ
ス製濾過材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラス容器の廃材（カレット）
の多量化に伴い、その再利用（リサイクル）について盛
んな研究が各所で行われている。一方、濾過砂や濾過砂
利は工場廃水や飲料水等の浄化処理用の濾過材として使
用されているが、これらは自然の中から採取されるもの
であり、過度な採取は自然破壊につながり好ましくな
い。また、その資源は有限である。そこで、本願出願人
は、ガラス容器の廃材であるカレットを粒状に破砕し
て、これを水の浄化処理用の濾過材として再利用するこ
とを考えた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に
カレットを破砕して粒状とされたものは、強度が不足す
るため耐久性が悪く、濾過材として使用することができ
ないという問題点があった。カレットを破砕した粒には
多くの角や罅ができるので、強度が不足し、欠け易いの
である。濾過材は所定期間使用すると洗浄しなければな
らないが、強度が不足していると、洗浄により粒形が容
易に変形してしまうので、数回の洗浄で濾過材として使
用できなくなってしまうのである。

【０００４】粒状物の丸味を示す数値として、粒形判定
実績率（以下、単に「実績率」と称す）がある。この実
績率は単位体積中に占める粒状物の体積割合を示したも
のであり、角の多い粒状物ほど粒状物間の隙間が大きく
なって、その実績率が小さくなる。因みに、粒状物が完
全球状である場合の実績率は６７％であり、天然の自然
石の実績率は略６０％である。

【０００５】図４は、かかる実績率と曲げ強度との関係
を示した図である。図４中、Ｘ１はロッドミルにより破
砕されたカレット粒状物のグラフであり、Ｘ２はハンマ
ミルにより破砕されたカレット粒状物のグラフであり、
Ｓは自然石の粒状物のグラフである。図４に示すよう
に、自然石では（Ｓ）、その実績率が６０％で、曲げ強
度の平均値が１２０ｋｇｆ／ｃｍ²であるのに対し、ロ
ッドミルにより破砕された粒状物では（Ｘ１）、実績率
が５５％で、曲げ強度の平均値が７３ｋｇｆ／ｃｍ²、
また、ハンマミルにより破砕された粒状物では（Ｘ
２）、実績率が５７％で、曲げ強度の平均値が８３ｋｇ
ｆ／ｃｍ²である。即ち、自然石に比べて、ロッドミル
により破砕された粒状物ではその強度が略６１％、ハン
マミルにより破砕された粒状物では略６９％と、弱くな
っている。このようにガラス容器の廃材であるカレット
を単に破砕しただけでは、強度が不足し、濾過材として
使用することができないのである。

【０００６】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、ガラス廃材を原料として耐久性に
優れた粒状のガラス製濾過材を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
めに請求項１記載のガラス製濾過材は、水の浄化処理に
用いられる粒状の濾過材であり、ガラス廃材を原料と
し、そのガラス廃材を磨砕して、丸味付けされた粒状物
とすることにより形成されるものである。この請求項１
記載のガラス製濾過材によれば、磨砕によって粒状物に
は丸味付けが施されているので、その強度が向上され
る。よって、複数回の洗浄によっても粒形が容易には変
形しない耐久性に優れた濾過材とされる。

【０００８】請求項２記載のガラス製濾過材は、請求項
１記載のガラス製濾過材において、前記磨砕は、原料で
あるガラス廃材を収容する外部ドラムと、その外部ドラ
ムの内部に配設される内部ロータとを備えた磨砕機によ
り、前記外部ドラムと内部ロータとをそれぞれ逆方向へ
回転させて、前記ガラス廃材の粒状物を相互に揉み磨り
して行われる。よって、かかる揉み磨り作用により、ガ
ラス粒状物の角が除かれ、その粒状物に丸味付けが施さ
れる。また、ガラス廃材を揉み磨り作用により磨砕し粒
状物としているので、その粒状物には罅の発生がほとん
どない。従って、磨砕によりガラス廃材は、丸味付けさ
れた罅のほとんどない粒状物とされ、その強度が一層向
上される。

【０００９】請求項３記載のガラス製濾過材は、請求項
１又は２に記載のガラス製濾過材において、前記磨砕は
磨砕機の洗浄水を混入しつつ行われる。ガラス廃材にジ
ュース瓶等が混入されていると、そのジュース瓶等に残
されたジュース等の粘性によって、磨砕されたガラスの
粒状物が磨砕機内に付着し、磨砕機の損傷を引き起こし
てしまう。そこで、洗浄水を混入しつつ磨砕を行うこと
により、ガラス粒状物の磨砕機内への付着を防止して、
磨砕機の損傷を抑制することができる。また、この洗浄
水の混入により、洗浄された綺麗なガラス粒状物を得る
ことができる。

【００１０】なお、磨砕された粒状物の丸味付けの程度
としては、好ましくは実績率５８％以上であり（請求項
４記載）、更に好ましくは実績率６０％以上である（請
求項５記載）。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例
について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発
明の一実施例であるガラス製濾過材（濾過砂及び濾過砂
利）の製造工程図である。この図１を参照して、ガラス
製濾過砂２、及び、ガラス製濾過砂利３の製造工程を説
明する。なお、図１中、角に丸味のある四角形１〜４は
物を示しており、角に丸味のない四角形Ｓ１〜Ｓ６は工
程を示している。

【００１２】図１に示すように、まず、ガラス容器の廃
材（カレット）１が荒割り機へ投入され、その荒割り機
によって、磨砕機への投入が容易な小片とされる（Ｓ
１）。次に、この小片、即ち、荒割りされたカレット１
が磨砕機へ投入され、磨砕機にて揉み磨り磨砕が行われ
る（Ｓ２）。磨砕機としては、磨砕対象物であるカレッ
ト１を収容する外部ドラムと、その外部ドラムの内部斜
め下方に偏心して配設された内部ロータとを備え、両者
をそれぞれ逆方向へ回転させることにより、カレット１
を相互に揉み磨り、或いは、すりつぶして、磨砕するも
のが使用される。本実施例では、磨砕機として、新六精
機株式会社製の「ハリケーンスーパー」を使用してい
る。

【００１３】カレット１がジュース瓶等である場合、カ
レット１内にはジュース等の残留物があるので、磨砕の
際、この残留したジュース等により磨砕されたガラス粒
状物が磨砕機内に付着することがある。ガラス粒状物が
付着すると磨砕機の損傷の原因となるので、磨砕は磨砕
層内（外部ドラム内）へ洗浄水４を混入しつつ行われ
る。即ち、磨砕時に混入される洗浄水４により、磨砕層
内のジュース等が洗浄されて、磨砕層内へのガラス粒状
物の付着が防止され、磨砕機の損傷の原因が除かれるの
である。また、洗浄水４の混入により、洗浄された綺麗
なガラス粒状物を得ることができる。即ち、磨砕と同じ
工程で（磨砕と同時に）、ガラス粒状物の洗浄をもする
ことができるのである。よって、磨砕工程と洗浄工程と
を別工程とした場合に比べて、ガラス製濾過材２，３の
製造工程を短縮することができる。更に、洗浄水４は磨
砕機の刃の冷却材としても機能するので、磨砕時に洗浄
水４を混入することにより磨砕機の刃の耐久性を向上す
ることができる。

【００１４】磨砕後、粒状物となったカレット１に、ふ
るい分けが行われる（Ｓ３）。このふるい分けは、３ミ
リの網の目と１０ミリの網の目とを有する２種類の網に
より行われる。ふるい分けの際には、両網に振動が与え
られるとともに、両網の上方から水が吹き付けられる。
このふるい分け工程（Ｓ３）で吹き付けられる水によっ
ても、磨砕されたガラス粒状物の洗浄が行われる。

【００１５】ふるい分けの結果、３ミリふるい下のもの
は固液分離機に移され、吹き付けられた水とガラス粒状
物とが分離（固液分離）される（Ｓ４）。これにより固
体として分離されたガラス粒状物が、ガラス製濾過材の
濾過砂２とされるのである。また、３ミリふるい上、か
つ、１０ミリふるい下のガラス粒状物は、ガラス製濾過
材の濾過砂利３とされる。一方、１０ミリふるい上のも
のは、カレット１とともに混入された瓶のキャップや包
装等であるので、これらはゴミとして廃棄される（Ｓ
６）。

【００１６】なお、ふるい分けにより生じた３ミリふる
い上、かつ、１０ミリふるい下のガラス粒状物について
は、ふるい分け後（Ｓ３）、更に研磨して、その実績率
と曲げ強度とを向上させ、耐久性に優れた濾過砂利３と
しても良い。この場合の具体的な研磨は、該粒状物を回
転研磨機へ投入して、研磨石とともに回転研磨すること
により行われる（Ｓ５）。また、研磨に替えて、再度、
該粒状物を磨砕機へ投入し（Ｓ７）、磨砕工程を２度以
上繰り返しても良い。磨砕工程を繰り返すことにより、
実績率と曲げ強度とが向上され、この場合にも、耐久性
に優れた濾過砂利３とすることができる。

【００１７】ガラス製濾過砂利３を磨砕対象物として、
磨砕工程を２度以上繰り返すことにより（Ｓ７）、その
繰り返された磨砕工程で（Ｓ２）、新たな濾過砂２を製
造することができる。よって、濾過砂２が不足する場
合、磨砕工程を繰り返すことにより、濾過砂２の生産量
を上げることができるのである。

【００１８】図２は、上記工程により製造された濾過砂
２について、ＪＷＷＡ−Ａ１０３の水道用濾過砂試験方
法に基づいて行われた、水道用濾過材としての試験結果
である。図２に示されるように、ガラス製濾過砂２は、
比重を除く全ての値が選定標準の範囲内となっているの
で、水道用濾過材以外の他の濾過材、例えば、井水を濾
過して工業用水とするための濾過材や廃水処理用の濾過
材として、使用できることが確認される。なお、強熱減
量の試験については、ガラス製濾過砂２を１０００°Ｃ
前後で加熱すると融けてしまうので、４７５±２５°Ｃ
で３０分間加熱して、その減量を求めたものである。

【００１９】また、図３は、上記工程により製造された
濾過砂利３について、ＪＷＷＡ−Ａ１０３の水道用濾過
砂利試験方法に基づいて行われた、水道用濾過材として
の試験結果である。図３に示されるように、ガラス製濾
過砂利３は、全ての値が選定標準の範囲内となっている
ので、水道用濾過材として使用できることが確認され
る。

【００２０】更に、上記製造工程により製造された濾過
砂２及び濾過砂利３は、濾過材としての耐久性をも十分
に備えていることが、図４により確認される。図４は、
実績率と曲げ強度との関係を示した図である。図４中、
Ａ１は図１の工程で製造された濾過砂２のグラフであ
り、Ａ２は同工程で製造された濾過砂利３のグラフであ
る。尚、従来技術の欄で説明したように、Ｓは自然石の
粒状物のグラフである。

【００２１】図４に示すように、ガラス製濾過砂利２の
場合（Ａ１）、実績率は６２％で、曲げ強度の平均値は
１２３ｋｇｆ／ｃｍ² である。自然石の粒状物の場合
（Ｓ）、曲げ強度の平均値は１２０ｋｇｆ／ｃｍ² であ
るので、上記工程により製造されたガラス製濾過砂２
は、自然砂より、優れた強度を有し、優れた耐久性を備
えている。よって、このガラス製濾過砂２は、自然砂に
代替して、濾過材として十分に使用することができる。

【００２２】また、ガラス製濾過砂利３の場合（Ａ
２）、実績率は５８％で、曲げ強度の平均値は１１８ｋ
ｇｆ／ｃｍ² である。よって、曲げ強度の平均値が１２
０ｋｇｆ／ｃｍ² である自然石の粒状物より（Ｓ）、若
干の強度低下はあるものの、自然石の粒状物に近い強度
を備えている。従って、上記工程により製造されたガラ
ス製濾過砂利３は、自然石とほぼ同程度の耐久性を備え
ているので、自然石に代替して、濾過材として十分に使
用することができる。

【００２３】なお、前記した通り、ガラス製濾過砂利３
は、研磨または再磨砕することにより、その実績率を向
上して、耐久性（強度）を向上することができる。よっ
て、耐久性の要求される用途には、磨砕後研磨された濾
過砂利３や、２回以上繰り返し磨砕された濾過砂利３を
使用すれば良い。

【００２４】また、図４に示すように、実績率が５７％
以下の場合と５８％以上の場合とでは、曲げ強度に大き
な変化が見られた。実績率が５７％の場合の曲げ強度の
平均値は８３ｋｇｆ／ｃｍ²であるのに対し、実績率が
５８％の場合は１１８ｋｇｆ／ｃｍ²であり、実績率が
１％アップすることにより、曲げ強度は略１．４倍にア
ップしている。また、自然石の粒状物の実績率が６０％
で、その場合の曲げ強度の平均値が１２０ｋｇｆ／ｃｍ
²であるので、カレット１を実績率５８％に磨砕すれ
ば、自然石の粒状物の場合の略９８％の曲げ強度が得ら
れるのである。よって、カレット１を実績率５８％以上
に磨砕することにより、耐久性を十分に備えたガラス製
濾過材２，３とすることができる。

【００２５】更に、実績率を大きくすれば、その分、曲
げ強度も向上され、耐久性も向上される。そこで、自然
石の粒状物の実績率が６０％であることに鑑み、カレッ
ト１を実績率６０％以上に磨砕することにより、自然石
の粒状物以上の耐久性を備えたガラス製濾過材２，３と
することができる。

【００２６】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良変形が
可能であることは容易に推察できるものである。

【００２７】例えば、本実施例のふるい分け工程（Ｓ
３）では、３ミリと１０ミリの網の目の２種類の網材を
使用したが、これらの網材は、濾過材の用途に合わせ
て、適宜変更するものである。また、本実施例のガラス
製濾過材２，３は、自然石の濾過砂や濾過砂利とその全
てを代替しなくとも、その一部のみを代替して、自然石
の濾過砂や濾過砂利と混合して使用するようにしても良
い。

【００２８】

【発明の効果】本発明のガラス製濾過材は、磨砕によ
って、丸味付けされた罅のほとんどないガラス粒状物と
されている。よって、強度に優れ、複数回の洗浄によっ
ても粒形が容易に変形しない、耐久性（濾材寿命）の向
上された濾過材であるという効果がある。しかも、原料
にはガラス廃材を使用しているので、かかるガラス廃材
を有効に再利用し、該廃材の量を減少させることができ
るという効果がある。また、このガラス製濾過材は濾過
砂や濾過砂利に代替されるので、その分、濾過砂や濾過
砂利の使用量（採取量）を減少させることができ、自然
環境を保護することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるガラス製濾過材の製
造工程図である。

【図２】図１の工程で製造されたガラス製濾過砂につ
いての水道用濾過材としての試験結果を示した図であ
る。

【図３】図１の工程で製造されたガラス製濾過砂利に
ついての水道用濾過材としての試験結果を示した図であ
る。

【図４】ガラス製濾過材の実績率と曲げ強度との関係
を示した図である。

【符号の説明】

１ガラス容器の廃材（カレット）（ガラス廃材）２ガラス製濾過砂（ガラス製濾過材）３ガラス製濾過砂利（ガラス製濾過材）Ａ１ガラス製濾過砂の実績率と曲げ強度とのグラフＡ２ガラス製濾過砂利の実績率と曲げ強度とのグラフＳ自然石の粒状物の実績率と曲げ強度とのグラフＸ１ロッドミルにより破砕されたガラス粒状物の実績
率と曲げ強度とのグラフＸ２ハンマミルにより破砕されたガラス粒状物の実績
率と曲げ強度とのグラフＳ１荒割り工程Ｓ２磨砕工程（揉み磨り磨砕）Ｓ３ふるい分け工程Ｓ４固液分離工程Ｓ５回転研磨工程Ｓ６廃棄工程Ｓ７再磨砕工程

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水の浄化処理に用いられる粒状のガラス
製濾過材において、ガラス廃材を原料とし、そのガラス廃材を磨砕して、丸
味付けされた粒状物とすることにより形成されるガラス
製濾過材。
【請求項２】前記磨砕は、原料であるガラス廃材を収
容する外部ドラムと、その外部ドラムの内部に配設され
る内部ロータとを備えた磨砕機により、前記外部ドラム
と内部ロータとをそれぞれ逆方向へ回転させて、前記ガ
ラス廃材の粒状物を相互に揉み磨りして行われることを
特徴とする請求項１記載のガラス製濾過材。
【請求項３】前記磨砕は磨砕機の洗浄水を混入しつつ
行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラ
ス製濾過材。
【請求項４】前記粒状物の実績率は５８％以上である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のガ
ラス製濾過材。
【請求項５】前記粒状物の実績率は６０％以上である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のガ
ラス製濾過材。