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JP7554150B2 - Glass manufacturing method using biological Ca source - Google Patents
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Description

本発明は、生物由来のCa源である卵殻を用いたガラスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing glass using eggshells, which are a biological Ca source .

農林水産省の鶏卵流通統計(令和元年)によれば日本全国での鶏卵の生産量は264万トンである。卵殻の重量はこのうちおおよそ11%程度であることから、29万トンの卵殻が排出されている。鶏卵加工製造工程からは20万トンを超える卵殻が廃棄されていると言われており、環境保護の観点から資源としての再利用も行われているが、2割程度にしか過ぎず残りの8割は処分費用をかけて、埋立処分や焼却処分が行われている。また、ホタテ貝、牡蠣などの養殖業者からも大量の貝殻が発生している。特許文献1に示すように、それらの一部は土壌にCa分を供給する土壌改良剤として利用されているが、大部分は廃棄物処理業者によって廃棄処分されており、多くの処理費用が発生している。このほか、真珠養殖業者も市場に出せない廃真珠を廃棄処分しており、処理費用が発生している。 According to the Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries' egg distribution statistics (2019), the total egg production in Japan is 2.64 million tons. As the weight of eggshells is approximately 11% of this, 290,000 tons of eggshells are discarded. It is said that more than 200,000 tons of eggshells are discarded from the egg processing and manufacturing process. From the perspective of environmental protection, some are reused as resources, but only about 20% of them are reused, and the remaining 80% are landfilled or incinerated at disposal costs. In addition, a large amount of shells are generated by scallop and oyster farming. As shown in Patent Document 1, some of them are used as soil conditioners to supply Ca to the soil, but most are discarded by waste disposal companies, incurring a lot of disposal costs. In addition, pearl farming companies also discard waste pearls that cannot be sold on the market, incurring disposal costs.

上記した卵殻、貝殻、廃真珠などは生物由来のCaを主成分とするものであるが、その大部分は廃棄物として処理されており、有効利用されていない。その理由の一つは、卵殻には卵殻膜と呼ばれる有機膜が付着しており、貝殻には貝柱の一部や貝の腐敗物、藻類やその他生物等が付着していることが挙げられ、工業原料として扱いにくいためである。これらの卵殻や貝殻等を有効利用せず廃棄する場合、処理費用の問題の他に、廃棄処分のプロセスにおいて多量のCOが排出されるという問題がある。 The above-mentioned eggshells, shells, waste pearls, etc. are mainly composed of Ca derived from living organisms, but most of them are disposed of as waste and are not effectively utilized. One of the reasons for this is that eggshells have an organic membrane called eggshell membrane attached to them, and shells have parts of the adductor muscle, decaying shellfish matter, algae, and other living organisms attached to them, making them difficult to handle as industrial raw materials. If these eggshells, shells, etc. are discarded without being effectively utilized, in addition to the problem of processing costs, there is also the problem of large amounts of CO2 being emitted during the disposal process.

一方、ガラス工場においてはガラス原料として、Si源としての珪砂のほかにCa源として大量の石灰石を使用している。石灰石は石灰石鉱山と呼ばれる採掘場から重機を用いて掘り出され、精製された後、貨物車両に積載してガラス工場まで搬送されている。このため採掘場の重機や精製処理工程から多量のCOが排出される。また、石灰石鉱山はガラス工場から遠隔地にあることが多いので、重い石灰石を積載して長距離を走行する貨物車両からも、多量のCOが排出されている。このように、ガラス原料として石灰石を用いる場合、その採掘から精製、輸送に至るプロセスにおいて多量のCOが排出されるという問題がある。 Meanwhile, glass factories use a large amount of limestone as a Ca source in addition to silica sand as a Si source as glass raw materials. Limestone is excavated from mining sites called limestone mines using heavy machinery, refined, and then loaded onto freight vehicles and transported to glass factories. This causes a large amount of CO2 to be emitted from the heavy machinery at the mines and the refinement process. In addition, since limestone mines are often located far from glass factories, a large amount of CO2 is also emitted from freight vehicles that travel long distances loaded with heavy limestone. Thus, when limestone is used as a glass raw material, there is a problem that a large amount of CO2 is emitted in the process from mining to refinement and transportation.

また、石油や天然ガス等の化石原料を使用するガラス溶解炉では、燃焼に伴う多量のCOが排出されているが、それに加えて、ガラス製造においては石灰石等の炭酸塩原料がガラス化される際に多量のCOが排出されている。現在日本で採掘利用されている石灰石の多くは、2億年以上前に海底にサンゴなどの生物礁として堆積した石灰質物質が、地殻変動に伴い日本列島に付加されたものと考えられている。サンゴなどは大気中のCOを固定する機能を有しているが、再び石灰石になるまでのスパンが数億年と長いため、ガラス化に伴い石灰石から放出されるCO排出量のうち再び石灰石に吸収・固定される量はほぼ無いとみなされ、カーボンニュートラルな原料とはいえない。これらの問題は我が国が目指すカーボンニュートラルの目標達成を阻害する要因となっている。図5に、上記したサイクルを示した。 In addition, in glass melting furnaces that use fossil raw materials such as petroleum and natural gas, a large amount of CO2 is emitted during combustion. In addition, a large amount of CO2 is emitted during glass manufacturing when carbonate raw materials such as limestone are vitrified. Most of the limestone currently mined and used in Japan is thought to have been added to the Japanese archipelago due to crustal movement, from calcareous material that was deposited on the seabed as biological reefs such as coral more than 200 million years ago. Coral and other materials have the function of fixing CO2 in the atmosphere, but since it takes hundreds of millions of years for them to become limestone again, it is considered that almost no of the CO2 emissions released from limestone during vitrification are absorbed and fixed by limestone again, and they cannot be considered carbon-neutral raw materials. These problems are factors that hinder the achievement of Japan's carbon-neutral goal. Figure 5 shows the cycle described above.

本発明者はガラス工場からのCO排出量の削減を様々な角度から検討する中で、廃棄処分されている卵殻をガラス原料である石灰石の一部または全部と置換して使用することにより、鶏卵会社や養殖業者にとっては産業廃棄物の排出量減少と処分費用の削減となり、ガラス会社にとっては原料コストの削減となり、さらに全体としてCO排出量の削減を図り廃棄物の再生利用による循環型社会への貢献をすることができることに思い至った。従来、ガラス会社は市場から回収されたガラスをカレットとして再利用することでガラスの溶融性を高め、バーナー燃料の削減に努めてきたが、ガラスのCa源として生物由来のCa源を用いることは、これまで知られていない。 While examining the reduction of CO2 emissions from glass factories from various angles, the inventor came up with the idea that by replacing part or all of the discarded eggshells with limestone, a raw material for glass, egg companies and aquaculture producers would be able to reduce the amount of industrial waste generated and the disposal costs, glass companies would be able to reduce raw material costs, and CO2 emissions overall would be reduced, contributing to a recycling-oriented society through the recycling of waste. Conventionally, glass companies have endeavored to improve the melting property of glass and reduce burner fuel by reusing glass collected from the market as cullet, but the use of a biological Ca source as a Ca source for glass has not been known until now.

特開2020-164770号公報JP 2020-164770 A

本発明の目的は上記した現状に鑑み、従来よりもガラス工場からのCO排出量を削減してカーボンニュートラルの目標達成に寄与することができ、しかもコスト削減も可能なガラスの製造方法を提供することである。 In view of the above-mentioned current situation, an object of the present invention is to provide a method for producing glass which can reduce CO2 emissions from a glass factory compared to conventional methods, contribute to achieving the carbon neutral target, and also enable cost reduction.

上記の課題を解決するためになされた本発明は、珪砂と石灰石とカレットを主要原料として実用ガラスを製造するにあたり、石灰石の一部を生物由来のCa源である卵殻と置換することにより、ガラス製造に伴うCO 2 の発生量を削減したことを特徴とするものである。 The present invention, made to solve the above problems, is characterized by the fact that when practical glass is produced from silica sand, limestone, and cullet as the main raw materials, a portion of the limestone is replaced with eggshells, which are a biological source of Ca, thereby reducing the amount of CO2 generated during glass production .

本発明においては、卵殻を焼成して有機物を取り除いたうえで、ガラス原料として用いることができる。前記生物由来のCa源が卵殻の場合、この前処理が卵殻膜の分離工程を含むことが好ましい。また本発明においては、生物由来のCa源を、有機物を含んだままでガラス原料として用い、有機物中のS分を着色剤として利用することもできる。有機物中のS分は着色剤以外にも、清澄剤(脱泡剤)としても利用することができる。ガラスでは硫黄分を含む硫酸ナトリウムを一般的に清澄剤として使用している。 In the present invention, eggshells can be used as a glass raw material after being fired to remove organic matter . When the biological Ca source is eggshell, this pretreatment preferably includes a separation step of the eggshell membrane . In addition, in the present invention, the biological Ca source can be used as a glass raw material while still containing organic matter, and the S content in the organic matter can be used as a colorant. The S content in the organic matter can be used as a fining agent (defoaming agent) in addition to being used as a colorant. Sodium sulfate, which contains sulfur, is generally used as a fining agent in glass.

本発明によれば、生物由来のCa源をガラス原料として用いるため、石灰石鉱山から掘り出された石灰石の使用量を削減することができ、石灰石の掘削・精製や搬送に伴うCO2の発生量を減少させることができる。また大気中のCOは植物によって固定されるため、植物を食べる鶏は実質的に大気中のCOを減少させる役割を果たしている。従って本発明によれば、従来よりもガラス工場からのCO排出量を削減してカーボンニュートラルの目標達成に寄与することができる。 According to the present invention, since a biological Ca source is used as a glass raw material, the amount of limestone excavated from limestone mines can be reduced, and the amount of CO2 generated from the excavation, refining, and transportation of limestone can be reduced. Furthermore, since CO2 in the atmosphere is fixed by plants, chickens that eat plants essentially play a role in reducing CO2 in the atmosphere. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce CO2 emissions from glass factories compared to conventional methods, and contribute to achieving the carbon neutral goal.

また、従来は廃棄処分されていた卵殻をガラス原料として用いれば、鶏卵加工会社や養殖業者にとっては廃棄処分の費用がなくなり、ガラス会社にとっては石灰石購入量を削減できるから原料コストを削減することができる。それに加えて、廃棄処分のプロセスで発生するCO排出量を削減する効果も得られる。 Furthermore, by using eggshells, which were previously disposed of as waste, as a glass raw material, egg processing companies and egg farmers can eliminate waste disposal costs, and glass companies can reduce the amount of limestone they purchase, thereby reducing raw material costs. In addition, this also has the effect of reducing the CO2 emissions generated during the waste disposal process.

さらに、生物由来のCa源に付着している卵殻膜などの有機物が不要な場合には、前処理により有機物を取り除いて純粋なCa源として使用することができ、有機物中のSやCをガラス製造に利用したい場合には、前処理を行わずに使用することができる。 Furthermore, when organic matter such as eggshell membrane attached to the biological Ca source is not required, the organic matter can be removed by pretreatment and the source can be used as a pure Ca source. When it is desired to utilize the S and C in the organic matter in glass production, the source can be used without pretreatment.

本発明の実施形態を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of the present invention. 本発明の参考形態を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a reference embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態を説明する概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of the present invention. 本発明のサイクルを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a cycle of the present invention. 従来のサイクルを示す図である。FIG. 1 illustrates a conventional cycle. 従来技術を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a conventional technique.

本発明の実施形態を説明するに先立ち、先ず図5、図6に示す従来技術を説明する。
図6に示すように、ガラス工場はガラス溶融炉10を備え、図示を略したバーナーにより炉内を1200~1700℃程度の高温に加熱している。ガラス原料は目的に応じて調合され、原料ホッパ11から炉内に供給される。炉内で溶融したガラスは図示を略した成形機に供給され、ガラス製品12が成形される。COを含むバーナーの燃焼ガスは蓄熱室13を通過し、煙突14から大気中に放出される。
Before describing the embodiments of the present invention, the prior art shown in FIGS. 5 and 6 will be described.
As shown in Fig. 6, a glass factory is equipped with a glass melting furnace 10, and the inside of the furnace is heated to a high temperature of about 1200 to 1700°C by a burner (not shown). Glass raw materials are mixed according to the purpose and fed into the furnace from a raw material hopper 11. The glass molten in the furnace is fed to a forming machine (not shown) and formed into a glass product 12. The burner combustion gas containing CO2 passes through a heat regenerator 13 and is released into the atmosphere from a chimney 14.

板ガラスやガラス容器に用いられる実用ガラスの主成分はSiO2、CaO、Na2O、Al2O等であり、Si源としては珪砂が用いられ、Ca源としては石灰石が用いられているのが普通である。また溶融性を高めるために、市場から回収されたガラス屑を粉砕したカレットが、ガラス原料に加えられる。石灰石は遠隔の石灰石鉱山15から重機16を用いて掘り出され、精製工程を経て、貨物車両17によってガラス工場まで長距離を運搬されてくる。これらの重機16及び貨物車両17は化石燃料をエネルギ源としているため、石灰石がガラス工場に届くまでに大量のCOを大気中に放出している。このようにガラス工場は原料の調達段階においても溶融段階においても炭酸カルシウムがガラス化する際に大気中にCOを放出しており(CaCO3→CaO+CO2)、前記した通り、我が国が目指すカーボンニュートラルの目標達成を阻害する要因となっている。 The main components of practical glass used for plate glass and glass containers are SiO 2 , CaO, Na 2 O, Al 2 O 3, etc., and silica sand is usually used as the Si source and limestone is usually used as the Ca source. In addition, to improve melting property, cullet made by crushing glass waste collected from the market is added to the glass raw material. Limestone is excavated from a remote limestone mine 15 using heavy machinery 16, and after a refining process, it is transported long distances to the glass factory by freight vehicles 17. Since these heavy machinery 16 and freight vehicles 17 use fossil fuels as their energy source, they release a large amount of CO 2 into the atmosphere before the limestone reaches the glass factory. In this way, glass factories release CO 2 into the atmosphere when calcium carbonate is vitrified both at the raw material procurement stage and at the melting stage (CaCO 3 →CaO+CO 2 ), which, as mentioned above, is a factor that hinders the achievement of Japan's carbon neutral goal.

これに対して本発明では石灰石に替えて、生物由来のCa源を用いる。生物由来のCa源の代表的なものは卵殻であり、鶏卵加工を行っている食品会社から安価に購入することができる。卵殻には有機分を含む卵殻膜が付着しているほか、数%の水分が含まれるため、図1に示す第1の実施形態では前処理して有機物を取り除く。具体的には、卵殻を焼成炉18で焼成して有機分と水分を取り除いたうえで分級し、不純物の少ないCa原料とする。焼成は例えば550℃×1Hrで行うことができる。また分級は目開き5mmの篩を通過する程度とすることができる。しかしこれらの数値は適宜変更可能である。また、卵殻膜を除去する方法としては、焼成以外にアルカリ水や遠心分離、比重差を利用した方法等を用いてもよい。 In contrast, in the present invention, instead of limestone, a biological Ca source is used. A typical biological Ca source is eggshell, which can be purchased inexpensively from food companies that process eggs. Since eggshells contain eggshell membranes containing organic matter and a few percent of moisture, the eggshells are pretreated to remove the organic matter in the first embodiment shown in FIG. 1. Specifically, the eggshells are fired in a firing furnace 18 to remove the organic matter and moisture, and then classified to obtain a Ca raw material with few impurities. The firing can be performed at 550°C x 1 hour, for example. The classification can be performed to the extent that the eggshells pass through a sieve with a mesh size of 5 mm. However, these values can be changed as appropriate. In addition to firing, methods for removing the eggshell membranes can also be used, such as alkaline water, centrifugation, and methods using specific gravity differences.

焼成された卵殻を組成分析したところ、CaO:98.66%、MgO:0.9%、SiO2:0.4%、Fe2O3:0.004%であり、石灰石と同等の不純物の少ないCaO源として使用可能であることが確認された。周知のとおりFe2O3はガラスを着色する有害成分であり、石灰石は0.016%程度のFe2O3を含むが、卵殻のFe2O3含有率はその1/4であり、不純物の少ないガラス原料として好適である。なお、MgOとSiO2もガラス成分であるため、全く問題とならない。 Composition analysis of the fired eggshells revealed that they were CaO: 98.66%, MgO: 0.9%, SiO2 : 0.4%, Fe2O3 : 0.004%, and confirmed that they could be used as a CaO source with the same low impurities as limestone. As is well known, Fe2O3 is a harmful component that colors glass, and limestone contains about 0.016% Fe2O3 , but eggshells contain only 1/4 of that amount , making them suitable as a glass raw material with few impurities. MgO and SiO2 are also glass components, so they do not pose any problems.

このように、焼成された卵殻はほぼ純粋なCa源として使用可能であり、従来使用されていたガラス原料中の石灰石の一部または全部と置換して使用することができる。なお後述する有機分を除去しない卵殻は、不純物がガラス溶融炉10の操炉に影響を与えるため、石灰石の全部と置換すると着色や泡などの外観上の品質を低下させるおそれがある。従って卵殻の置換率を100%に近付ける場合には、前処理により有機分を除去することが好ましい。 In this way, the fired eggshell can be used as a nearly pure Ca source and can be used to replace part or all of the limestone in the glass raw materials that have been used in the past. However, eggshells from which the organic matter has not been removed, as described below, contain impurities that affect the operation of the glass melting furnace 10, and replacing all of the limestone with eggshells may result in a decrease in the appearance quality, such as coloring and bubbles. Therefore, if the eggshell replacement rate is to approach 100%, it is preferable to remove the organic matter by pretreatment.

本発明において生物由来のCa源として用いられる卵殻は、植物を飼料とする鶏が産出するものであり、植物は大気中のCOを固定する機能を持つ。一方、石灰石の場合、前述したようにガラス化する際に石灰石からCOが排出され、さらに排出されたCOはいつまでも再吸収されない。大気に放出されたCOの吸収・固定スピードを比較すれば、石灰石鉱山として固定される炭素循環は、植物の光合成で吸収される炭素循環と比較して著しく遅いことから、食物連鎖を経て産出される卵殻を石灰石の代替として使用することで、ガラス製品の原料調達~製造工程サイクルにおけるCOの発生抑制に貢献できる。図4に本発明のサイクルを示した。 The eggshells used as a biological Ca source in the present invention are produced by chickens that feed on plants, and plants have the function of fixing CO2 in the atmosphere. On the other hand, in the case of limestone, CO2 is released from the limestone during vitrification as described above, and the released CO2 is not reabsorbed forever. If we compare the speed at which CO2 released into the atmosphere is absorbed and fixed, the carbon cycle fixed in limestone mines is significantly slower than the carbon cycle absorbed by plants through photosynthesis. Therefore, by using eggshells produced through the food chain as a substitute for limestone, we can contribute to reducing the generation of CO2 in the glass product raw material procurement to manufacturing process cycle. The cycle of the present invention is shown in Figure 4.

なお生物由来のCa源として、卵殻以外にも図2の参考形態に示されるようにホタテ貝、牡蠣などの貝殻を用いることも考えられる。貝殻には貝柱その他の有機物が付着しているため、前処理することが望ましい。焼成後に牡蠣殻の組成分析を行ったところ、CaO:96.10%、MgO:1.01%、SiO2:2.21%、Fe2O3:0.61%であり、卵殻に比べてFe2O3の含有率が高い傾向が認められた。このため牡蠣殻は透明ガラスの原料としては不適当であるが、着色ガラスの原料として用いることができる。これに対してホタテ貝の貝殻はFe2O3の含有率が卵殻と同等以下であり、透明ガラスにも使用可能である。このほか、廃真珠も粉砕して用いることができる。真珠は核として貝殻を使用しており、有機物である真珠膜は非常に薄いため、実質的に貝殻と同様に取り扱うことができる。なお、貝類も海中の植物プランクトンを餌としており、海中の植物プランクトンは陸上の植物と同様にCOを固定して減少させる役割を果たしているので、卵殻を使用した場合と同様、食物連鎖を経て産出される貝殻や廃真珠を石灰石の代替として使用することで、ガラス製品の原料調達~製造工程サイクルにおけるCOの発生抑制に貢献できる。また、廃棄物処理に伴って排出されるCOを削減することができる。 In addition to eggshells, shells such as scallops and oysters can also be used as a biological Ca source, as shown in the reference form in Figure 2. Shells have adductor muscles and other organic matter attached to them, so pretreatment is desirable . When the composition of oyster shells was analyzed after firing, the results were CaO: 96.10%, MgO: 1.01%, SiO 2 : 2.21%, Fe 2 O 3 : 0.61%, and the Fe 2 O 3 content tended to be higher than that of eggshells. For this reason, oyster shells are not suitable as a raw material for transparent glass, but they can be used as a raw material for colored glass. In contrast, the Fe 2 O 3 content of scallop shells is equal to or lower than that of eggshells, so they can also be used for transparent glass. In addition, waste pearls can also be crushed and used. Pearls use shells as the nucleus, and the nacreous membrane, which is an organic substance, is very thin, so they can be treated essentially the same as shells. Shellfish also feed on marine phytoplankton, which, like terrestrial plants, fix and reduce CO2 , so by using shells and waste pearls that are produced through the food chain as a substitute for limestone, just like eggshells, it is possible to contribute to the reduction of CO2 emissions from the raw material procurement to manufacturing process of glass products. It also reduces the CO2 emitted from waste disposal.

次に図3に示す第2の実施形態を説明する。この実施形態では、卵殻を焼成することなくそのままガラス原料として用いる。卵殻には含硫アミノ酸であるシスチン、メチオニンが含まれており、そのままガラス原料として用いるとガラス中にS分が持ち込まれる。 Next, the second embodiment shown in Fig. 3 will be described. In this embodiment, eggshells are used as they are as a glass raw material without being fired. Eggshells contain sulfur-containing amino acids, cystine and methionine, and if they are used as a glass raw material as they are, S components will be introduced into the glass.

ビール壜やタンブラー等に用いられているアンバーガラスは、硫化鉄を着色剤として含有するガラスであり、ガラス原料中にSやFeを加えて溶融している。卵殻をCa源として使用すればSがガラス中に持ち込まれることとなる。このため卵殻から持ち込まれるS分だけSの添加量を削減することが可能となる。このようにS分を含有する着色ガラスを製造する場合には、生物由来のCa源を、有機物を含んだままでガラス原料として用い、有機物中のS分を着色剤として利用することが可能となる。 Amber glass, which is used for beer bottles, tumblers, etc., contains iron sulfide as a colorant, and is made by adding S and Fe to the glass raw materials and melting them. If eggshells are used as a Ca source, S will be brought into the glass. This makes it possible to reduce the amount of S added by the amount of S brought in from the eggshells. When manufacturing colored glass that contains S in this way, it is possible to use a biological Ca source as a glass raw material while still containing organic matter, and use the S in the organic matter as a colorant.

また、卵殻膜を含んだ卵殻を原料として加えた場合、卵殻膜の燃焼により補助的に熱量を発生させ溶融を補助することができる。また、近年溶融バーナーの燃料が重油からガスへと転換が進んでいることから、燃料の性質上輝炎が生じ難くなっており輻射による熱伝達がやむを得ず低下している。卵殻膜を直投ノズルや粉体スプレーで投入しバーナーの炎で燃焼させた場合には、輝炎を生じさせることができ輻射熱による溶融効率向上への寄与が期待できる。なお、いずれの実施形態においても、生物由来のCa源の粒度が細かすぎるとコンベア運搬等に支障が出るので、ふるいがけ等による分級工程を設けることが好ましい。 In addition, when eggshells containing eggshell membranes are added as a raw material, the combustion of the eggshell membranes can generate additional heat to assist in melting. In addition, as fuel for melting burners has been increasingly converted from heavy oil to gas in recent years, it has become difficult to generate a luminous flame due to the nature of the fuel, and heat transfer by radiation is inevitably reduced. When eggshell membranes are added using a direct injection nozzle or powder spray and burned with a burner flame, a luminous flame can be generated, and it is expected that the radiant heat will contribute to improving the melting efficiency. In any embodiment, if the particle size of the biological Ca source is too fine, it will cause problems with conveyor transport, etc., so it is preferable to provide a classification process using a sieve, etc.

表1に示す食器ガラス用の原料調合をベースとして、石灰石を卵殻(前処理無し)と置換する溶融試験を行った。置換量は、1%、5%、10%、30%、50%、100%の6段階とした。粘土るつぼを用い、溶融条件は1350℃で1.5時間とした。溶融後に水砕して電気炉で乾燥し、白金ビード皿に30gを入れ、1350℃で4時間溶融し、電気炉で徐冷した。その後研磨を行い、蛍光X線で組成分析を行った。その結果を表2に示す。なお、表2、表3中の各成分の値は重量%である。 Using the raw material mix for tableware glass shown in Table 1 as a base, a melting test was conducted in which limestone was replaced with eggshell (without pretreatment). The amount of replacement was set to six levels: 1%, 5%, 10%, 30%, 50%, and 100%. A clay crucible was used, and the melting conditions were 1350°C for 1.5 hours. After melting, the material was granulated in water and dried in an electric furnace, 30 g of which were placed in a platinum bead dish, melted at 1350°C for 4 hours, and cooled slowly in an electric furnace. The material was then polished and subjected to composition analysis using fluorescent X-rays. The results are shown in Table 2. Note that the values for each component in Tables 2 and 3 are in weight percent.

Figure 0007554150000001
Figure 0007554150000001

Figure 0007554150000002
Figure 0007554150000002

表2に示されるように、置換率が0~100%の何れの場合にもガラス組成に大きな差異はなかった。また気泡の発生についても置換無しの場合と差異はなく、溶融性も変わらなかった。 As shown in Table 2, there was no significant difference in glass composition regardless of the substitution rate from 0 to 100%. There was also no difference in the occurrence of bubbles compared to when there was no substitution, and there was no change in meltability.

なお、前処理を行わない卵殻で石灰石を100%置換し、原料にカレットを混入しなかった場合には、アンバー色の着色が認められた。 When limestone was 100% replaced with eggshells that had not been pretreated and no cullet was mixed into the raw material, amber coloring was observed.

(参考例)
実施例1の卵殻をホタテ殻または牡蠣殻に置き換えて溶融実験を行った。なお、置換率はいずれも100%である。その結果を表3に示す。
(Reference example)
A melting experiment was conducted by replacing the egg shell of Example 1 with a scallop shell or an oyster shell. The replacement rate was 100% in both cases. The results are shown in Table 3.

Figure 0007554150000003
Figure 0007554150000003

表3に示されるように、石灰石をホタテ殻と置換した場合はガラス組成に大きな差異は見られず、透明なガラスが得られた。一方、石灰石を牡蠣殻と置換した場合は、置換無しの場合と比較してFe2O3が約12.4倍含まれ、青色の着色が認められた。 As shown in Table 3, when limestone was replaced with scallop shells, no significant difference in glass composition was observed, and transparent glass was obtained. On the other hand, when limestone was replaced with oyster shells, the glass contained about 12.4 times as much Fe2O3 as when no replacement was used, and blue coloring was observed.

以上に説明した通り、本発明によればこれまで廃棄処分されていた生物由来のCa源をガラス原料として使用することにより、次の効果を得ることができる。
(1)CO2の発生量を抑制し、カーボンニュートラルの目標達成に寄与することができる。
(2)廃棄物を利用して、従来と同等の品質のガラスを製造することができる。
(3)廃棄物排出量並びに処理費用を削減することができ、ガラス会社にとっては原料コストを削減することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained by using a Ca source of biological origin, which has been discarded until now, as a glass raw material.
(1) It can reduce the amount of CO2 emissions and contribute to achieving the carbon neutral goal.
(2) Waste materials can be used to produce glass of the same quality as conventional glass.
(3) It reduces waste generation and disposal costs, and for glass companies, it reduces raw material costs.

10 ガラス溶融炉
11 原料ホッパ
12 ガラス製品
13 蓄熱室
14 煙突
15 石灰石鉱山
16 重機
17 貨物車両
18 焼成炉
19 粉砕機
10 Glass melting furnace 11 Raw material hopper 12 Glass product 13 Regenerator 14 Chimney 15 Limestone mine 16 Heavy machinery 17 Freight vehicle 18 Sintering furnace 19 Crusher

Claims (3)

珪砂と石灰石とカレットを主要原料として実用ガラスを製造するにあたり、石灰石の一部を生物由来のCa源である卵殻と置換することにより、ガラス製造に伴うCO 2 の発生量を削減したことを特徴とする生物由来のCa源を用いたガラスの製造方法。 A method for producing practical glass using silica sand, limestone, and cullet as the main raw materials, in which part of the limestone is replaced with eggshells, which are a biological calcium source, thereby reducing the amount of CO2 generated during glass production. 卵殻を焼成して有機物を取り除いたうえで、ガラス原料として用いることを特徴とする請求項1に記載の生物由来のCa源を用いたガラスの製造方法。 The method for producing glass using a Ca source of biological origin according to claim 1, characterized in that the eggshells are fired to remove organic matter and then used as a glass raw material . 卵殻を有機物を含んだままでガラス原料として用い、有機物中のS分を着色剤として利用することを特徴とする請求項1に記載の生物由来のCa源を用いたガラスの製造方法。 2. A method for producing glass using a biologically derived Ca source according to claim 1, characterized in that eggshells containing organic matter are used as a glass raw material, and the S content in the organic matter is used as a colorant .
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