JP4173030B2

JP4173030B2 - 合せガラスの分離方法及び該方法のための分離装置

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Publication number: JP4173030B2
Application number: JP2003058807A
Authority: JP
Inventors: 竜彦山本; 政弘橋口; 良弘野城
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP2004269278A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフロントガラスや建材用窓ガラスに用いる合せガラスの分離方法及びこの方法を用い得る分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記したフロントガラスや窓ガラス用途に合せガラスが多用されている。この合せガラスは、外側ガラスと内側ガラスとの一対のガラス間に、例えば、ポリビニルブチラールなどの合成樹脂製中間膜を介在させて形成されるものである。図１は、代表的な合せガラスの断面図であり、約１ｍｍの厚さの中間膜１を介して一対のガラス２、３（それぞれ厚さ約２ｍｍ）が積層する構造で合せガラス４が構成されることを示す。合せガラスは、その形成時に加熱を行うことで、ガラス２、３の界面の微小凹凸形状に、中間膜１がアンカー効果によりに固着する。アンカー効果による固着は強固であり、合せガラスの形成に際して接着剤を使用する必要がない。さらに、このような構造を備えることにより、合せガラスに衝撃が加わってガラスが破壊されても中間膜が保護層として機能し、粉砕された無数のガラス片が飛散する事態が防止される。
【０００３】
ところで、合せガラスの最終処分に当り、旧来は、そのままシュレッダーダスト化した後に産業廃棄物として地中埋蔵を行っていた。しかしながら、最近は、近年の資源リサイクル化に対応し、分離及び回収したガラス部分の再利用技術を確立することが要望されている。合せガラスにおいては、ガラス部分を分離回収する機会は、ガラス製造工程での端切れ品や取付工程での不具合品の発生時、あるいは、回収廃車からフロントガラスを取出したときに大別される。いずれの場合も共通して行われるのは、合せガラスを粉砕してカレット状ガラス片に断片化した後に、断片化してもなおガラス片が付着したままの中間膜の強固な接着力を低下させることである。
【０００４】
図２は、合せガラス粉砕後の、ガラス片５が付着した状態の中間膜１の形状を示すものである。ハンマリング方式、ローラー方式、プレス方式などの単純な破壊方法で粉砕しても、カレット状ガラス片５には変形するものの、中間膜１の強力な付着力により、合せガラスの大部分は剥落せずに中間膜１に付着したまま残り、かろうじて合せガラス４の構造を保っている。上記したガラス部分の再利用のためには、中間膜１からガラス片５を剥離する効率良く分離させることが必要であり、このために、中間膜の接着力を低下させることが必要となるのである。
【０００５】
従来、この種のガラス片の分離方法として、断片化されてカレット状ガラス片が付着した状態の中間膜に対して、水への浸漬や高湿度雰囲気を経て中間膜の接着力を弱めた後、振動篩により振動を加えて中間膜とガラスとを分離するものがある（例えば、特許文献１参照）。あるいは、同様にクラックが生じた状態の合せガラスを水中に浸漬した後に、これに対して高圧水を噴射してガラスを分離するものもある（例えば、特許文献２）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５１−４６３０８号公報（第５２頁）
【０００７】
【特許文献２】
特開平９−１０６９５号公報（第２−４頁、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例でガラス部分を分離させるために外力（振動篩による接触振動や噴射水の圧力）は、中間膜の表裏に不連続に付着した状態の表裏両ガラス面のいずれか一方の面に対するものであるため、一方の面側のカレット状ガラスに対して作用する間は、残る他方の面側ガラスの分離は進まない。
即ち、外力が作用する時間の空費が生じることになり、また、分離対象のカレット付き中間膜の形状が大きいときは、その表裏を反転させるなどの追加工程を要することになり不具合点が多い。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、例えば、合せガラスのガラス部分を回収するなどの目的のため、合せガラスを構成する中間膜とガラスとを効率的に分離する方法及びこの方法を実施し得る分離装置を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、先ず、一対のガラス板間に中間膜を介在させて成る合せガラスを、ガラスと中間膜とに分離するに際して、合せガラスをカレット状ガラス片に粉砕する第１工程と、このカレット状ガラス片が付着したままの中間膜の接着力を低下させる第２工程と、互いに対向して略水平方向に振動可能な下方ガラス板剥離スクリーンと、略水平方向に揺振自在の上方ガラス板剥離スクリーンとの間に、上記の一対のガラス板から成る両ガラス板面をそれぞれ当接させて合せガラスを装填する第３工程とをこの順で行う。
【００１１】
このものは、第１工程での粉砕及び第２工程での接着力低下を経た後に、表裏両面がカレット状ガラス片に変形したガラス板部分と、カレットが依然として付着する中間膜とにより合せガラス構造を保持しているものを、第３工程において上方及び下方の両ガラス板剥離スクリーン間に、それぞれ対向するスクリーンに上記表裏ガラス面を当接させた状態で装填させる。即ち、後の第４工程においてガラス部分を分離させるための外力を、表裏両ガラス面に対して作用させるための整備を行っている。
【００１２】
そして、その後の第４工程において、下方ガラス板剥離スクリーンを振動させることにより、カレット状ガラス片付きの中間膜と、上方ガラス板剥離スクリーンとを、それぞれ自励振動させる。このとき、下方ガラス板剥離スクリーン上のカレット状ガラス片付きの中間膜は、このスクリーンに対して当接状態で載置されているだけなので、下方剥離スクリーンの変位よりやや位相が遅れた自励の誘発振動を行う。さらに、この中間膜上の上方ガラス板剥離スクリーンもやはり中間膜に対して当接状態で載置されているだけなので、中間膜の自励振動よりやや位相が遅れて自励の誘発振動を行う。したがって、中間膜の表裏ガラス面が対峙する上方及び下方の両ガラス板剥離スクリーンのそれぞれと相対的に摺動するようになり、このような外力が作用してガラス部分が分離される。
【００１３】
即ち、表裏両面において同時に中間膜からガラスが分離されるため、例えばサイクルタイムが短縮されるなど工程効率が良好になる。しかも、カレット付き中間膜の形状が大きくても、反転作業も不要である。
【００１４】
この場合、第１工程における合せガラスの粉砕には、合せガラスに対して行うプレス工程が好適であり、または、第２工程における中間膜の接着力低下には、中間膜に対して、合せガラス形成工程のアンカー効果による接着時より高い温度を用いたり、若しくは、水への浸漬を用いたりすることが好適である。
【００１５】
さらに、特に上記の第３及び第４工程を行うため、粉砕した合せガラスをガラスと中間膜とに分離する装置を、固定ベース部と、このベース部上方に振動可能に搭載したフレーム部と、このフレーム部を略水平方向に振動させる振動手段と、この振動手段によりフレームと一体的に振動するようにフレーム内に付置した下方ガラス板剥離スクリーンと、分離すべき上記の合せガラスを介して下方ガラス板剥離スクリーン上に載置した揺振自在の上方ガラス板剥離スクリーンとにより構成する。
【００１６】
これによれば、振動手段によりフレーム部を振動させると、フレーム部と一体的に下方ガラス板剥離スクリーンが振動し、このスクリーン上にある上記の合せガラス、即ち、表裏両面がカレット状ガラス片に変形したガラス板部分と、カレットが依然として付着する中間膜とにより合せガラス構造を保持しているものに対して、フレーム部及び下方ガラス板剥離スクリーンよりやや位相が遅れた自励の誘発振動を発生させることができる。さらに、同様にして、合せガラス構造物上の上方ガラス板剥離スクリーンに対して、中間膜の自励振動よりやや位相が遅れた自励の誘発振動を発生させることができる。即ち、中間膜の表裏ガラス面が対峙する上方及び下方の両ガラス板剥離スクリーンのそれぞれと相対的に摺動するようになり、このような外力が作用して合せガラスの両面のガラス部分を同時に分離できる。
【００１７】
なお、本装置の周辺近傍に上記の第１及び第２の両工程に係る装置を配置することにより効率向上が得られることは言うまでもない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上記したように、本発明の合せガラス分離方法は、合せガラスをカレット状ガラス片に粉砕する第１工程と、このカレット状ガラス片が付着したままの中間膜の接着力を低下させる第２工程と、互いに対向して略水平方向に振動可能な下方ガラス板剥離スクリーンと、略水平方向に揺振自在の上方ガラス板剥離スクリーンとの間に、上記の一対のガラス板から成る両ガラス板面をそれぞれ当接させて合せガラスを装填する第３工程と、下方ガラス板剥離スクリーンを振動させることにより、カレット状ガラス片付きの中間膜と、上方ガラス板剥離スクリーンとを、それぞれ自励振動させる第４工程で構成される。
【００１９】
各工程につき以下図面を参照しながら詳述する。
【００２０】
図３（ａ）は、第１工程に用いる合せガラス粉砕装置の概略斜視図であり、略水平状態の合せガラス４が、互いに対向する上型６と下型７との間に挿入される。そして、上型６及び下型７が接近したときに交互に嵌合するように設けられた複数の刃具８、９による型押しのプレス工程で、合せガラス４のガラス２、３（図示せず）に亀裂が生じる。なお、合せガラス４として曲面形状をもつ自動車用フロントガラスを用いるときは、挿入前にハンマー等で叩くことにより、これを略平面状にしておくと良い。
【００２１】
刃具８、９は相対位置が反転しているだけで同形であり、その詳細を図３（ｂ）に示す。図に示すように、刃具８、９は頂部Ｔが台座状に形成された四角推台であり、その寸法の一例は、頂部Ｔの台座正方形が一辺２ｍｍ、底部Ｂの断面正方形が一辺７ｍｍ、高さＨが７ｍｍであり、底部Ｂからはさらに高さＨ´が３ｍｍの台座部Ｓが延在している。また、頂部Ｔの頂角を４０°として隣接する型同士で頂部Ｔのピッチを１４ｍｍに設定している。
【００２２】
そして、図３（ｃ）の拡大図に示すように、複数の刃具８、９が、互いに他方側刃具の凹部形状Ｆに一方側刃具の凸部形状Ｍが対向するようにして行列配置され、それぞれ上下型を構成する。図３（ｃ）は、型押し時の状態を示しており、このとき上下両型が合せガラス４（図示せず）を貫通してしまうと合せガラス４をその後の工程に搬送し難くなるため、これを上下型のストローク量や重なり量の設計時に考慮する必要がある。この場合は一例として、相対的なストローク量Ｌを６ｍｍとし、重なり量Ｏを１．５ｍｍとしている。
【００２３】
次に、合せガラス粉砕装置による型押し時の粉砕工程について、図４を用いて詳説する。
【００２４】
図４の各工程I〜IVで共通に示されるのは、型押し時における上下両型８、９及び合せガラス４の状態を示す断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。
【００２５】
図４（I）は、上記した自動車用フロントガラスなどにハンマー等による変形を行う予備粉砕を行って略平面形状にした合せガラス４に対し、刃具８、９の頂部Ｔの台座状平面が、合せガラス４の表裏両ガラス面２、３にそれぞれ当接した状態、即ち、図４（I−ａ）に示すように上下の両型６、７の間隙を合せガラス４の厚み分としたものである。このとき、図４（I−ｂ）の上面図に示すように、刃具８の頂部Ｔ₁と刃具９の頂部Ｔ₂とが千鳥状に周期配置される。そして、図４（I）の状態を本実施の形態においては、初期値としてストローク量０ｍｍと定義する。
【００２６】
次の図４（II）は、上下両型６、７を相対的に１ｍｍ接近（ストローク量１ｍｍ）させた状態である。このとき、図４（II−ａ）及び（II−ｂ）に示すように刃具８、９の圧接による垂直応力で、頂部Ｔ₁、Ｔ₂を起点としてガラス面２、３内に中間膜１まで到達するようなクラック（亀裂）Ｃがそれぞれ発生し、これに伴い中間膜１の直線形状が褶曲変形する。
【００２７】
そして、図４（III）に示すようにストローク量２ｍｍの状態では、図４（III−ａ）及び（III−ｂ）に示すように、刃具８、９の垂直応力により、ガラス面２、３のガラスが平面形状を保てなくなり粉砕が始まり、これによりカレット状ガラス片１０が剥落する。
【００２８】
その後、図４（IV）に示すように、ストローク量６ｍｍの状態に至ると、ガラス面２、３の相当部分の粉砕が進行してガラス片１０として剥落する。また、その一方で、中間膜１の褶曲が進むことにより褶曲部分で著しく伸張し、カレット状に変形しながらもかろうじて中間膜１への付着状態を保持していたガラス片１１が付着面の端部から剥離し始め、これによりカレット状ガラス片１０、１１の剥落が加速される。なお、ストローク量６ｍｍの段階での刃具８、９の重なり量は上記したように１．５ｍｍであり、これにより生じる中間膜１の伸び量は、その破断限界を下回るものであるため、中間膜１自体が破断されることはない。
【００２９】
図４に示すプレス工程I〜IV、特に、III〜IVで剥落する極微粒状ガラス片１０は、ガラス面２、３の全体積の概ね２０％程度である。残る概ね８０％のガラス部分は、中間膜１への付着を維持したカレット状ガラス片１１の状態となっている。このガラス片１１は、最大長約５ｍｍ程度、即ち、最大面積約２５ｍｍ²程度であることが望ましい。粒度が小さすぎると後述するように、その後の第２工程において効果的に接着力を低下し難くなるためである。
【００３０】
なお、本実施の形態では、第１工程の粉砕手段として、型押しによるプレス式粉砕装置を用いたが、これ以外にも、例えば図５や図６に示すような粉砕装置を用いても良い。
【００３１】
図５に示すものは、ベンディング方式の粉砕装置であり、押し出した合せガラス４を折り曲げながら、これに伴う褶曲部分にカッター１２により垂直応力を加えて短冊状にクラックを生じさせる。
【００３２】
また、図６は、ローラ方式粉砕装置の概略図であり、表面に沿って複数の刃具８、９を設けた一対のローラ１３、１４の間に、合せガラス４を送り出し、ローラ１３、１４の回転に伴う刃具８、９の圧入により、クラックを生じさせるものである。
【００３３】
図３乃至図６のガラス面の粉砕を行う第１工程に続く、中間膜１の接着力低下のための第２工程を示すものが図７である。
【００３４】
第１工程で得られたカレット状ガラス片１１付き中間膜１の状態の合せガラス４を、水槽１５内の水に浸漬することにより中間膜１の接着力が低下して、ガラス片１１の強固な付着状態が緩和される。具体的には、水温８０℃で３時間の水浸漬を経ると、カレット状ガラス片１１の一片あたりの接着力が約２ｋｇｆから約０．５ｋｇｆに低下することが判明している。なお、水温を上昇させるとガラス片１１の回収率が向上する傾向が認められるが、水温８０℃を境にこの回収率は高原状態となるため、この温度が回収率の飽和点であると推察される。浸漬時間についても３時間を境に回収率は反転して低下する。これらにより、水温８０℃及び浸漬３時間の工程条件が望ましい。
【００３５】
浸漬による接着力低下は次のように説明できる。即ち、図８に示すようにカレット１０（図示せず）の剥離面（クラックの拡大したところ）１６から網目状に膨潤し、これにより白濁する。この白濁は徐々に網目内部で拡散し、ついには中間膜１の全体に及ぶことから、全体的な膨潤が進行することになる。このとき、中間膜１は、その表面積が伸張することによる剪断応力が生じるため、これに伴いガラス面の微細凹凸形状に密着するアンカー効果による接着力が低下するのである。なお、このときにカレット１０の粒径が極端に小さいと生じるクラックも小さくなり、空気巻き込みによる気泡がクラック間に発生しやすくなる。このような気泡は、中間膜１への水温伝達を妨げる要因となり、この結果、所期の効果的な接着力低下を果せぬおそれがある。このため、上記のように、カレットのサイズは、最大長約５ｍｍ程度、即ち、最大面積約２５ｍｍ²程度であることが望ましい。
【００３６】
第２工程までで粉砕された合せガラス４から、第３及び第４工程にて、ガラスと中間膜との分離を行うための装置の概略断面図（ａ）及び上面図（ｂ）を図９に示す。図９（ａ）及び（ｂ）を参照して、分離装置１７は、接地固定したベース１８と、このベース１８の上方に振動可能に搭載させたフレーム１９と、このフレーム１９を略水平方向に振動させる振動機構２０と、この振動機構２０によりフレーム１９と一体的に振動するようにフレーム１９内に付置させた下方ガラス板剥離スクリーン２１と、第１及び第２工程を経た合せガラス４を介して下方ガラス板剥離スクリーン２１上に載置した揺振自在の上方ガラス板剥離スクリーン２２とにより構成され、さらにフレーム１９の下方には、ホッパー１９ａにより案内された剥離ガラス片を回収する回収用バケット１９ｂを設けている。
【００３７】
上下両方のガラス板剥離スクリーン２１、２２の詳細を示すのが図１０である。本図に示すように、スクリーン２１、２２はクリンプ織メッシュ構造で、その一例の寸法として、目開きＮが１５ｍｍ、線径ｒが２ｍｍで全体の重量が約４０ｋｇ程度のものを用いている。
【００３８】
ところで、第３工程は、上記中での第１及び第２工程を経た合せガラス４を両スクリーン２１、２２の間に装填するもので、下方ガラス板剥離スクリーン２１上に合せガラス４と上方ガラス板剥離スクリーン２２とをこの順に重ねて載置することにより、合せガラス４の両ガラス面２、３（図示せず）は、それぞれ対峙するスクリーン２１、２２と当接状態とする。
【００３９】
この状態で、両スクリーン２１、２２及び合せガラス４を振動させる第４工程を開始する。即ち、図９（ｂ）の振動機構２０を駆動させて、フレーム１９を、例えば７００回/分の周波数で３５秒間振動させると、フレーム１９と一体的に下方ガラス板剥離スクリーン２１が振動し、当接状態でスクリーン２１上にある合せガラス４、即ち、表裏両面がカレット状ガラス片１０（図示せず）に変形したガラス板３とカレット１０が依然として付着した状態の中間膜１とにより合せガラス４の構造を維持しているものに対して、下方ガラス板剥離スクリーン２１よりやや位相が遅れた自励の誘発振動が発生する。さらに、同様にして、当接状態で合せガラス構造物４上にある上方ガラス板剥離スクリーン２２に対して、中間膜１の自励振動よりやや位相が遅れた自励の誘発振動が発生する。
【００４０】
そして、中間膜１の表裏ガラス面２、３が対峙する上方及び下方の両ガラス板剥離スクリーン２１、２２のそれぞれと相対的に摺動するようになり、このような外力が作用してガラス面２、３の両面において同時に中間膜１からガラスが分離される。この際のガラス分離の実際を図１１により説明する。
【００４１】
即ち、振動機構２０によりフレーム１９と一体的に下方ガラス板剥離スクリーン２１が水平方向に振動すると、図１１（ａ）を参照して、カレット状ガラス片１１が付着したままの中間膜１は、スクリーン２１に対して当接状態で載置されているだけなので、下方剥離スクリーン２１よりやや位相が遅れた自励の誘発振動を行う。スクリーン２１と中間膜１とは振動位相が異なるため、相対的に摺動することになる。そして、この際に、クリンプ織メッシュの線断面２３とガラス片１１とが互いに圧接して、中間膜１に対して剪断応力が作用する。これにより、カレット状ガラス片１１が中間膜１から剥離するのである。
【００４２】
上方ガラス板剥離スクリーン２２と中間膜１とについても同様で、スクリーン２２は、中間膜１に対して当接状態で載置されているだけなので、振動位相の異なる相対的に摺動が行われ、カレット状ガラス片１１が中間膜１から剥離する（図１１（ｂ）参照）。
【００４３】
なお、本実施の形態では、クリンプ織メッシュの線断面２３の線断面直径ｒを２ｍｍとしたが、図１におけるガラス面２、３の肉厚と同等としたもので、これより極端に乖離すると、即ち、この場合は線断面直径を、例えば１ｍｍ以下あるいは３ｍｍ以上とするとガラス片１１の剥離率が低下することが判明している。
【００４４】
そして、剥離したガラス片１１は、上方及び下方ガラス板剥離スクリーン２１、２２の目開き部分を通過して、図９における回収用バケット１９ｂにて回収されて、再利用等の次の工程に用いられる。
【００４５】
また、このようにして剥離できるガラス片は、ガラス面２、３の全体積の概ね６０％程度である。この後の中間膜には概ね２０％程度のガラス片が付着したままであるが、ガラス片の回収量としては概ね満足できる程度であるため、装置からの取出し後にサーマルリサイクル燃料などとして再利用できる。
【００４６】
なお、本実施の形態にて用いた数値例は一例に過ぎず、これらにより本発明を限定するものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の分離方法を用いれば、合せガラス構造における中間膜の表裏ガラス面が、対峙する上方及び下方の両ガラス板剥離スクリーンのそれぞれと相対的に摺動するようになり、このような外力が作用してガラス部分が分離される。即ち、表裏両面において同時に中間膜からガラスが分離されるため、例えばサイクルタイムが短縮されるなど工程効率が良好になる。しかも、カレット付き中間膜の形状が大きくても、反転作業も不要である。
【００４８】
さらに、本発明の分離装置は、自励の振動発生を利用するため、搭載する振動機構が簡素になり、装置の複雑化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】合せガラスの略断面図
【図２】粉砕後の中間膜形状を示す概略図
【図３】（ａ）合せガラス粉砕装置の斜視図
（ｂ）刃具の要部拡大図
（ｃ）上下両型の嵌合状態を示す概略図
【図４】（I）〜（IV）粉砕工程図
（ａ）略断面図
（ｂ）略上面図
【図５】ベンディング式粉砕装置
【図６】ローラ式粉砕装置
【図７】浸漬工程図
【図８】浸漬工程時の中間膜の略断面図
【図９】（ａ）合せガラス分離装置の略断面図
（ｂ）合せガラス分離装置の略上面図
【図１０】ガラス板剥離スクリーンの拡大図
【図１１】（ａ）〜（ｂ）分離工程時の中間膜の略断面図
【符号の説明】
１中間膜
２、３ガラス板
４合せガラス
６上型
７下型
８、９刃具
１０、１１カレット状ガラス片
１５水槽
１７分離装置
１８ベース
１９フレーム
２１下方ガラス板剥離スクリーン
２２上方ガラス板剥離スクリーン
２０振動機構

Claims

一対のガラス板間に中間膜を介在させて成る合せガラスを、ガラスと中間膜とに分離する方法において、前記合せガラスをカレット状ガラス片に粉砕する第１工程と、該カレット状ガラス片が付着したままの前記中間膜の接着力を低下させる第２工程と、互いに対向して略水平方向に振動可能な下方ガラス板剥離スクリーンと、略水平方向に揺振自在の上方ガラス板剥離スクリーンとの間に、前記両ガラス板面をそれぞれ当接させて前記合せガラスを装填する第３工程と、前記下方ガラス板剥離スクリーンを振動させることにより、前記カレット状ガラス片付きの中間膜と、前記上方ガラス板剥離スクリーンとを、それぞれ自励振動させる第４工程とを行うことを特徴とする合せガラスの分離方法。
前記第１工程において、前記合せガラスの粉砕のため、該合せガラスに対してプレス工程を行い、または、前記第２工程において、前記中間膜の接着力低下のため、該中間膜に対して、合せガラス形成工程のアンカー効果による接着時より高い温度、若しくは、水への浸漬を用いることを特徴とする請求項１に記載の合せガラスの分離方法。
粉砕した合せガラスをガラスと中間膜とに分離する装置において、固定ベース部と、該ベース部上方に振動可能に搭載したフレーム部と、該フレーム部を略水平方向に振動させる振動手段と、該振動手段により前記フレームと一体的に振動するように該フレーム内に付置した下方ガラス板剥離スクリーンと、分離すべき前記合せガラスを介して該下方ガラス板剥離スクリーン上に載置した揺振自在の上方ガラス板剥離スクリーンとを備えることを特徴とする合せガラスの分離装置。