DE2334101A1

DE2334101A1 - Glasprodukt sowie verfahren und mischung zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2334101A1
Application number: DE19732334101
Authority: DE
Inventors: John Douglas Prof Mackenzie
Original assignee: University of California
Current assignee: University of California
Priority date: 1972-07-05
Filing date: 1973-07-04
Publication date: 1974-01-24
Also published as: BE801907A; US3811851A; US3900303A; JPS5018512A; NL7309370A; FR2190746A1; FR2190746B1; GB1431072A; GB1431073A

Description

PATENTANWALT

DR. HANS ULRICH MAY

Da MÖNCHEN 2, OTTOSTRASSE 1 a TELEGRAMME: MAYPATENT MÖNCHEN TELEFON CO81O SQ3682

E-16-P-1/1198 München, 4. Juli 1973

sch

(1279-104)

The Regents of the University of California, Berkeley, Gal., V.St.A,

Glasprodukt sowie Verfahren und Mischung zur Herstellung

desselben

Kurze Zusammenfassung (Abstrakt) der Erfindung: Die Erfindung schafft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten, wobei zerkleinertes gebrauchtes Hohlglas mit einem ausgewählten Behandlungsmittel vermischt wird zur Bildung einer besonderen Glasrnischung. Das gebrauchte Hohlglas hat einen vorbestimmten ungefähren Konzentrationsbereich von Fremdeinschlüssen und ein mittleres Reflexionsvermögen von etwa 5-95 %» Die Mischung wird auf eine Temperatur und einen Druck oberhalb des Sinter- und Erweichungspunktes des Glases, aber unterhalb des Schmelzpunktes desselben, erhitzt, und zwar innerhalb eines Bereiches, der ausreicht zur Aktivierung des Behandlungsmittels, um das Glas entweder zu schäumen oder zu strecken. Im letzteren Pail wird erhöhter Druck zur Anwendung gebracht, um das Glas zu einem hartgepreßten Erzeugnis, beispielsv/eise einem Ziegel, zu formen. Im ersteren Pail wird Schaumglas mit einem charakteristischen Aussehen erzeugt. Das gebrauchte Hohlglas weist eine Vielzahl von Partikeln verschiedener Parben auf, und in die Oberflächen des gepreßten Erzeugnisses können Oxidfarb-

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körper eingebettet sein. Jiin bevorzugtes Behandlungsmittel besteht aus wärmebehandelten Exkrementen.

Allgemein bezieht sich die Erfindung auf Glas und insbesondere auf Glasprodukte von gebrauchten Behälterglas mit einer ausgewählten Konsentration von. Fremdeinschlüssen, wobei ein derartiges Glasprodukt insbesondere durch die Verwendung von wärmebehandelten Exkrementen als Schäumungsmittel erhalten wird.

Gebrauchte Glasbehälter stellen ein ungeheures Abfallbeseitigungsproblem dar. Allein in Kalifornien werden ,jede Woche etwa 50 Millionen Flaschen weggeworfen. Bemühungen zur Lösung dieses durch derart große Mengen von Abfallglas gebildeten Umweltproblems sind weitgehend darauf gerichtet, das Glas wiederzugewinnen mittels Verfahren, bei denen typischerweise' die Glasbehälter nach Art und Farbe sortiert, alle Fremdmaterialien wie Zellulosekunststoffetiketten, Metallverschlüsse, metallische Haltebügel u. ä. entfernt und schließlich die Flaschen wiedereingeschmolzen werden. Die vor dem Wiedereinschmelzen durchzuführenden Sortier- und Reinigungsverfahren sind kostspielig und zeitraubend, so daß bisher die Rückführung von Glas nicht in großem Umfang durchgeführt wurde. Hohlglas wird auch dadurch rückgeführt, daß es nach dem Entfernen von metallischen Verschlüssen, Bügeln u. ä. zu feinkörniger Form gebrochen und dann in kleineren Mengen als Füllstoff zu Bitumen und Teer zugegeben wird. Die sich ergebende Mischung wird als dauerhafter Straßenbelag verwendet. Bis jetzt wird diese Verwendung von Glas nicht in so weitem Umfang durchge-

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führt, daß einem steigenden Bedarf zur Säuberung der Umwelt nachgekommen werden könnte, wie dies durch die Entwicklung von wirtschaftlich attraktiven Verfahren und Verwendungszwecken für gebrauchte Hohlgläser möglich wäre.'Derartige neue Verfahren müßten billige Rückführschritte enthalten, um ihre weitverbreitete Anwendung bezüglich der sich von Woche zu Woche ansammelnden riesigen Mengen von Hohlgläsern zu fördern.

Ein weiteres Abfallbeseitigungsproblem, das damit im Grunde nicht verwandt ist, besteht in der Beseitigung von tierischen Exkrementen. Täglich v/erden in städtischen und anderen Kläranlagen riesige Mengen fester menschlicher Exkremente verarbeitet mittels Verfahren, die in der Niederschlagung und Sterilisierung der Exkremente und der Bildung von Klärschlammkuchen resultieren. Beispielsweise erzeugt Los Angeles in Kalifornien täglich 150 t und Orange County in Kalifornien täglich 200 t derartiger Klärschlammkuchen. Außerdem werden diese Klärschlammkuchen normalerweise ni'cht als Düngemittel verwendet, sondern v/erden in Trocknungsbereichen gesammelt und später von dort abgeführt und in Abfallbeseitigungsgruben u. ä. abgeladen.

Allein in Kalifornien fällt jährlich eine Million Tonnen fester tierischer Exkremente von weidendem Vieh an, und der größte Teil davon wird einfach aufgehäuft und trocknet und verwittert an der Sonne, wobei sich unerwünschte und schwer zu handhabende Anhäufungen derartiger Exkremente ergeben.

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Ähnliche Mengen fester Exkremente von weidenden Schafen, Schweinen und anderen Tieren sowie von Geflügel sammeln sich ebenfalls jährlich an und stellen in "bezug auf ihre Beseitigung ein ernstes Problem dar. Nur wenig dieser festen Exkremente wird für irgendwelche nützlichen Zwecke verwendet. Die gleiche Situation ergibt sich auf Bauernhöfen, auf Viehweiden und anderswo in bezug auf Exkremente von Haustieren aller Art einschließlich ^der Exkremente von Pferden, die in Ställen an Rennstrecken in größerer Anzahl gehalten v/erden.

Bei der Ansammlung tierischer Exkremente ergeben sich eine Reihe von Hygieneproblemen. Es wird beispielsweise darauf hingewiesen, daß es üblich ist, bestimmtes Vieh und Geflügel zu mästen durch Beigabe einer beträchtlichen Dosis synthetischer Hormone wie Diäthylstilböstrol zum üblichen Futter. Auf diese Weise gemästete Tiere werden dann für etwa zwei Wochen gehalten, bis ihr im Gewebe vorhandener Gehalt derartiger mit dem Putter aufgenommener Hormone so weit reduziert ist, daß er unterhalb der erlaubten Grenze liegt. Diese Verringerung des Gehalts an mit dem Putter aufgenommenen Hormonen findet teilweise durch Ausscheidung statt. Die Hormone können Jedoch durch Wasser aus den Exkrementen ausgezogen werden und damit in Wasser gelangen, das/später als Trinkwasser verwendet wird. Sterilisationsverfahren für Wasser, wie beispielsweise Chlorinierung, haben keine merkliche Wirkung auf die Legjgeit dieser Hormone, so daß sie mit dem Trinkwasser aufgenommen werden können, was äußerst unerwünscht ist.

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Es ist daher wünschenswert, ein wirksames und wirtschaftliches Verfahren zu schaffen für die Nutzung eines großen Teils der sich täglich ansammelnden großen Mengen tierischer Exkremente. Ein solches Verfahren sollte vorzugsweise Anwendung finden können mit festen Exkrementen, "beispielsweise mit menschlichen, Vieh- und Geflügelexkrementen sowie anderen entsprechenden festen Exkrementen, und sollte hygienische Probleme der oben genannten Art lösen. Es ist besonders wünschenswert, eine Möglichkeit zu schaffen, um in einem einzigen Verfahren die großen Mengen tierischer Exkremente und die großen Mengen von gebrauchtem Behälterglas nutzbar zu machen.

Gemäß der Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Glas geschaffen, das sowohl gebrauchte Hohlgläser als auch tierische Exkremente verwendet und die vorgenannten Forderungen erfüllt. Das erfindungsgemäße Verfahren resultiert in einer Vielzahl neuer Produkte, die in großem Umfang in der Bauwirtschaft und in anderen Industriezweigen Verwendung finden. Das Verfahren ist nicht teuer, es ist einfach und wirksam, und die damit gewonnenen Produkte können Verwendung finden entweder als Schaumglas von charakteristischem dekorativem Aussehen oder als gepreßte Erzeugnisse wie Platten, Ziegel u. ä.

Schaumglas kann innerhalb eines weiten Bereiches von Dichten, Größen und Formen erzeugt werden durch Veränderung der Schäumungs- und lOrmungsparameter. Es hat ausgezeichnete isolierende Eigenschaften in bezug auf Wärme, Schall und Elektrizitat, es ist nicht brennbar, kräftig, leicht, chemisch wider-

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standsfähig und dauerhaft. Außerdem v/eisen die Schaumglaserzeugnisse gemäß der Erfindung in bezug auf Farbe, Struktur und Reflexionsvermögen Verbesserungen auf infolge der Verwendung von gebrauchtem Behälterglas. Dementsprechend können die Schaumglasprodukte gemäß der Erfindung sowohl als Baumaterialien als auch als dekorative Materialien sowie für eine Vielzahl v/eiterer Anv/endungszwecke Verwendung finden.

Gepreßte erfindungsgemäße Erzeugnisse, wie beispielsweise Platten, sind nützlich als dekorative und strukturelle Verkleidungen für Böden, Wände, Möbel u. ä. Ihr spezielles Aussehen hängt von der Verv/endung von gebrauchtem Behälterglas ab und kann leicht durch Einfügen bestimmter Einschlüsse in die Oberflächen der Produkte verändert werden. Derartige gepreßte Erzeugnisse sind hart, dauerhaft, schlagwiderstandsfähig, sie haben geringes Gewicht und sind nicht teuer. Ihre weit verbreitete Anwendung zusammen mit erfindungsgemäSen Schaumglasprodukten wird eine äußerst günstige Wirkung auf die Umwelt haben, da hierdurch die verfügbaren Mengen von Abfallglas wesentlich reduziert werden.

In spezifischen Ausführungsbeispielen wird gebrauchtes Behälterglas, das bestimmte Metallanteile enthält und ein Reflexionsvermögen im Bereich von 5-95 % aufweist, mit festen Exkrementen vermengt, die in einem geschlossenen System bei Temperaturen von etwa 200-1000 C wärmebehandelt wurden, wie noch beschrieben wird. Die Mischung wird so behandelt, daß Schaumglas oder gepreßte Produkte erhalten werden. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

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Es wird nunmehr zuerst der Mischvorgang beschrieben. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gebrauchtes Hohlglas in Partikelform mit einem ausgewählten Behandlungsmittel vermengt, wobei dieses Mittel bei einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung aus wärmebehandelten tierischen Exkrementen besteht, so daß das erfindungsgemäße Gemenge gebildet wird.

Das gebrauchte Hohlglas besteht aus einer Vielzahl von gebrauchten Glasbehältern unterschiedlicher Art, Größe, Form und Parbe, die ohne vorheriges Reinigen oder Entfernen von Etiketten, Verschlüssen, Verschlußrückständen wie metallischen Dichtungsstreifen, Kunststoffen und ähnlichen Materialien vermischt sind. Diese Mischung aus Behälterglas wird im unsortierten Zustand zusammen mit den Verschlüssen, Streifen, Etiketten u. ä. auf eine gewünschte Partikelgröße zerkleinert, so daß sich zerkleinertes Behälterglas mit folgender ungefährer Konzentration von Fremdeinschlüssen ergibt:

Gewichtsprozentbereich Einschlüsse im Glas

JFe 0,1-3

Sn 0,1-2

Al ' 0,1-2

andere Metalle 0,1-1

Zellulosederivate 0,1-1

andere organische η τ ι

Stoffe u, .l-j.

Das partikelförmige gebrauchte Behälterglas ist außerdem identifizierbar durch sein mittleres Reflexionsvermögen von etwa 5-95 % und sein vielfarbiges Aussehen. Das relative Re-

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— ο —

flexionsvermögen variiert mit der Partikelgröße. Pur jeden Partikelgrößenbereich, solange dieser konstantgehalten wird, wird jedoch das Reflexionsvermögen des weißen einfachen Glases mit 100 % "und das Reflexionsvermögen des farbigen Glases mit 0 % angenommen.

Die Zerkleinerung der Glasbehälter zur Bildung des gebrauchten Behälterglases kann durch irgendwelche geeigneten Mittel erreicht werden, beispielsweise durch Mahlen, Pressen und Quetschen, Mahlen in der Kugelmühle o. ä. Es braucht vor oder nach dem Zerkleinern kein Aussortieren, Klassifizieren oder Vorauswahlen stattzufinden. Die Abfallglasbehälter, die den Werkstoff bilden, aus dein das gebrauchte^ Behälterglas erhalten wird, können das übliche repräsentative Sortiment von Glasbehältern umfassen. Üblicherweise werden durch die Zerkleinerung das Glas und die Einschlüsse auf eine mittlere Partikelgröße für eine lichte Maschenweite von etwa 3,5-0,07 mm, beispielsweise 0,15 mm, reduziert, obwohl auch andere Partikelgrößen, die eine gewünschte Vermischung ergeben, vorgesehen sein können.

Bei einer umfassenden Ausfuhrungsform ist das ausgewählte Behandlungsmittel ein G-lasschäumungsmittel und/oder Streckmittel, wobei Streckmittel dann verwendet werden, wenn heißgepreßte Erzeugnisse hergestellt werden sollen. Schäumungsmittel wie Lithiumkarbonat, Kaliumkarbonat und andere herkömmliche Glasschäumungsmittel können verwendet werden sowie auch unübliche Mittel wie Dolomit, Strontiumkarbonat, Bariumkarbonat und deren Mischungen.

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Das Sehäumungsmittel wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem zerkleinerten gebrauchten Behälterglas in einer Konzentration von etwa 0,5-10 Gew.-% der zusammengesetzten Mischung verwendet,- obwohl, falls gewünscht, auch andere geeignete Konzentrationen Verwendung finden können. Es ist zu beachten, daß in einer solchen Mischung auch Mischungen des Schäumungsmittels in fester und/oder flüssiger Form verwendet v/erden können. Außerdem können herkömmliche Streckmittel, die die Schäumung nicht wesentlich beeinträchtigen, sowie Farblcörper und ähnliche herkömmliche Zusätze in dem Gemenge vorhanden sein, aber derartige Zusätze bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Das Behandlungsmittel kann ein Streckmittel für das gebrauchte Behälterglas sein, und wenn es verwendet wird, ist es üblicherweise in einer Konzentration von etwa 10-80 Gew.-% der Mischung in dieser vorhanden, vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 40-60 Gew.-%, obwohl auch andere Konzentrationen Verwendung finden können. Pur derartige Zwecke können herkömmliche Streckmittel wie Ton, Asbest, Glasfasern u. ä. verwendet werden. Mischungen von zwei oder mehreren derartigen Streckmitteln können verwendet werden, und zwar mit oder ohne Zusätze wie Farbkörper, Strukturierungsmittel usw.

Die Vermischung des Behandlungsmittels und des partikelförmigen gebrauchten Behälterglases sollte hinreichend sein, um diese Bestandteile gleichmäßig miteinander zu vermengen. Um dieses Vermengen zu erleichtern, hat das Behandlungsmittel

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üblicherweise eine feste Partikelform, beispielsweise für eine lichte Maschenweite von 0,15 mm o. ä. Die Vermengung kann bewirkt v/erden durch mechanisches Rühren, Feinvermahieii, Schleudern oder andere übliche Mittel. Diepesultierende Mischung kann so, wie sie ist, verkauft werden und ist geeignet, bei Beaufschlagung mit Wärme (mit oder ohne Druck) in nutzbare Glasprodukte umgewandelt zu v/erden.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung v/eist das Behandlungsmittel partikelförmige wärmebehandelte Exkremente auf, die zur Bildung der erfindungsgemäßen Mischung dienen. Die Exkremente werden erhalten von Klärschlammkuchen, Viehexkrementen und Geflügelexkrementen sowie anderen vergleichbaren Zusammensetzungen. Unter menschlichen Exkrementen werden feste menschliche Exkremente verstanden, vorzugsweise nach Verarbeitung durch eine Kläranlage. Bei dieser Verarbeitung ergibt sich normalerweise ein steriles festes Endprodukt in Form eines Kuchens. Viehexkremente in fester Form sind leicht erhältlich von Viehweiden, aber auch Schafpferche, Schweineställe u. ä. liefern geeignete Exkremente* Geflügelfarmen bilden eine Quelle weniger erwünschter, aber immer noch nutzbarer fester Exkremente. Bauernhöfe und andere Tierzuchtbetriebe sind ebenfalls geeignete Stellen zum Erhalt derartiger Exkremente.

In jedem Fall v/erden die festen Exkremente zerkleinert und dann in einer abgeschlossenen Zone, beispielsweise einer f IaLimenerhitzten Retorte, bei etwa 200-100O⁰C, üblicherweise etwa

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300-60O⁰C, wärmebehändeIt während einer Zeitdauer von normalerweise etwa 15-120 Minuten, was ausreichend ist, um die meisten leichtflüchtigen Stoffe auszutreiben. Diese werden üblicherweise gleich bei Erzeugung aus der Heizzone abgeführt. Die Wärmebehandlung wird innerhalb des gewünschten Temperaturbereichs fortgesetzt; bis der Kohlenstoffgehalt des festen Rückstandes sich auf etwa 15-50 Gew.-%, normalerweise etwa 15-35 Gew.-%, erhöht hat. Nach Abkühlung werden die Rückstände als die hier erwähnten wärmebehandelten Exkremente verwendet. V/eitere Einzelheiten des Wärmebehandlungsverfallrens für diese Exkremente sind in der US-Patentanmeldung Hr. 268 972 vom

Juli 1972 beschrieben.

Wenn das Ausgangsmaterial für die Wärmebehandlung menschlicher Klärschlammkuchen ist, können die wärmebehandelten Rückstände folgende typische ungefähre Zusammensetzung aufweisen:

Bestandteile Gew.-?6

Kohlenstoff 17,5

Wasserstoff 1,7

Silicium 14,7

Aluminium . 1,0

Typische wärmebehandelte Exkremente von Kuhmist haben die folgende ungefähre Zusammensetzung:

Bestandteile Gew.-¹

Kohlenstoff 31

Silicium 10

Aluminium . 3

309884/1U7 ₀

Wasserstoff 2

Die Zusammensetzung variiert natürlich, je nach der Herkunft, der Behandlungstemperatur und der Behandlungszeit der Exkremente.

Die so erhaltene Mischung wird gemäß der Erfindung in einen geeigneten Behälter eingebracht, beispielsweise eine Form o. ä., und auf eine Temperatur und einen Druck gebracht, die innerhalb eines Bereiches liegen, der ausreichend ist zum Sintern und Erweichen der Glaskomponente des Gemenges und zum Aktivieren des Behandlungsmittels, jedoch nicht ausreichend zum Schmelzen des Glases. Die Mischung wird dann innerhalb dieses Bereiches gehalten, bis das Behandlungsmittel aktiviert ist und das gewünschte Produkt erhalten wird.

Es ist wichtig, daß die Identifizierbarkeit der Glaspartikel erhalten bleibt, während sie zu einer starken gleichmäßigen strukturellen Masse zusammenwachsen. Wenn man das Glas gründlich schmelzen ließe, würde das vielfarbige charakteristische individuelle Aussehen des Produkts verlorengehen. Demzufolge wird die Behandlungstemperatur normalerweise im Bereich zwischen etwa 500-1000⁰G gehalten, üblicherweise bei etwa 600-90O⁰C, und es werden Behandlungsdrücke von etwa 0,7 kg/cm bis etwa 703 kg/cm angewendet, je nach den speziellen Eigenschaften, die das fertige Produkt aufweisen soll.

Die Verweilzeit der Mischung bei der Behandlungstemperatur und den Behandlungsdrücken variiert je nach den gewünschten Ergebnissen, ist jedoch im allgemeinen hinreichend lang, so daß das Behandlungsmittel in der Mischung voll wirksam werden

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kann. Typische Verweilzeiten für Schäumungsmittel liegen zwischen 2-120 Minuten, während typische Verweilzeiten für Druckverfahren mit Streckmitteln zwischen 1 Sekunde Ms etwa 60 Hinuten liegen.

Falls ein Schaumglasprodukt gewünscht wird, ist das Behandlungsmittel ein ßchäumungsmittel, und die üblichen Behandlungsparameter sind eine Temperatur von etwa 600-90O⁰G bei Atmosphärendruck. Das Behandlungsmittel wird so gewählt, daß es bei der Behandlungstemperatur in der Anwesenheit des Glases aktiviert wird und ein Gas v/ie beispielsweise Kohlendioxid, Stickstoff, Dampf o. ä. freigibt, und dieses Gas bewirkt eine Expansion des erweichten Glases. Das Ausmaß der Schäumung hängt ab von dem ausgewählten Behandlungsmittel, dessen Konzentration, der Temperatur, dem Druck und der Verweilzeit. Das Ausmaß der Schäumung kann so reguliert werden, daß Produkte erzeugt werden mit Dichten von etwa 0,1 g/cm bis etwa 2,0 g/cm .

Die Oberflächenstruktur des Schaumglasproduktes kann reguliert werden, beispielsweise durch mechanisches Glätten, während das Glas im erweichten Zustand ist, oder indem auf die Form oder irgendeinen Behälter, in dem die Mischung wännebehandelt wird, eine Abdeckung mit einer glatter. Fläche aufgebracht wird, so daß das Glas vor Abkühlung in den festen Zustand in Kontakt mit der Abdeckung gelangt.

Wenn ein gepreßtes Erzeugnis gewünscht wird, wird das Pressen der Mischung während der Wärmebehandlung bewirkt, damit das

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Streckmittel (Behandlungsmittel) rait den Glaspartikeün zusammenwächst und das Glas und das Streckmittel zu einer einheitlichen Masse verschweißt werden, wobei die Partikel des G-lases und des Streckmittels ihre relativen Positionen behalten. Nach Abkühlung auf eine Temperatur ixnterhalb des Erstarrungspunktes erhält man ein hartes vielfarbiges Fertigprodukt. I¹Ur derartige Zwecke v/erden Drücke von bis zu 703 kg/cm oder höher angewendet, und das Pressen kann in jeder geeigneten v/eise durchgeführt werden, beispielsweise durch Verwendung einer bewegbaren Abdeckung, die in einer Form, in der die Mischung wärmebehändeIt wird, nach unten gedruckt wird. Es können auch andere geeignete Preßmittel verwendet v/erden.

Das Heißpressen kann noch dadurch ergänzt werden, daß auf eine Oberfläche oder Oberflächen der Mischung oder des gepreßten Produktes Farbkörper in Form anorganischer Oxide wie Ferrioxid, Bleioxid o. ä. aufgebracht v/erden oder Metalle und/oder Glasplatten, mit denen die Mischung oder das gepreßte Produkt dann unter geeigneter Anwendung von Wärme und Druck verbunden wird, so daß sich ein Fertigprodukt mit einem bestimmten Aussehen ergibt. Typische Drücke und Temperaturen liegen innerhalb der beschriebenen Wärmebehandiungsbereiche.

Das Schaum- oder Preßglasprodukt wird dann auf eine Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes desselben abgekühlt, beispielsweise indem die Wärmezuführung zur lieiszone abgestellt wird und das Produkt langsam abkühlen kann, 2. B. über Nacht, oder durch Überführung des Produktes in einen Abkühlungsbereich, in dem die Wärme schneller abgeführt wird.

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Das abgekühlte Glaserzeugnis wird dann in gebrauchsfertigem Zustand entnommen. Falls gewünscht, kann das Produkt geglüht werden durch Erhitzen auf übliche Glühtemperaturen und Drücke, so daß sich ein Nachlassen innerer Spannungen ergibt.

Demgemäß werden gemäß der Erfindung verbesserte Glasprodul:te von charakteristischem vielfarbigem Aussehen geschaffen. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Beispielen.

Beispiel I

45,4 kg eines typischen gemischten Postens unsortierter, ungereinigter gebrauchter Glasbehälter einschließlich der Etiketten, Verschlußstreifen, Verschlüsse und der üblichen zugehörigen Materialien werden vermählen und auf eine mittlere Partikelgröße für eine lichte Maschenweite von etwa 0,15 mm gesiebt, wobei das Produkt ein mittleres Reflexionsvermögen von 20 So und die folgenden ungefähren Konzentrationen von Pr enid e ins chlüs s en hat:

Fremdeinschlüsse - Gew.-^o

Fe 0,2

Sn 0,1

Al 1,2

andere Metalle 0,1

Zellulosederivate 0,5

andere organische _π ,

Stoffe ^υ>4

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Anschließend wird das gebrauchte Behälterglas mit 4,54 kg zerkleinerten wärinebehandelten Yiehexkrementen einer mittleren Partikelgröße für eine lichte Kaschenweite von etwa 0,15 nm vermischt. Diese Exkremente wurden vorher in zerkleinerter* Form einer Wärmebehandlung unterworfen, und zwar in einem geschlossenen System für eine Zeitdauer von etwa 30 Minuten bei einer Temperatur von etwa 500⁰C, wobei während dieser Wärmebehandlung leichtflüchtige Stoffe entfernt wurden, und dieses Produkt hat die folgende ungefähre Zusammensetzung:

Bestandteile Gew.-%

Kohlenstoff 51

Silicium 10 Aluminium 5

Wasserstoff 2

Die resultierende Mischung von zerkleinertem gebrauchtem Behälterglas und zerkleinerten wänriebehandelten tierischen Exkremente'n wird in eine oben offene Form eingeführt und in dieser auf etwa 975 G erhitzt und wird für etwa eine Stunde auf dieser Temperatur gehalten, damit die Mischung auf etwa 350 °/o ihres ursprünglichen Volumens aufschäumt und ihre Dichte auf etwa 0,25 g/cm reduziert wird. Während des Schäumens erweichen die jlaspartikel (sie schmelzen jedoch nicht), sie expandieren und werden miteinander verschweißt und bilden so ein einheitliches Schaumerzeugnis. Daraufhin kann das Schaumprodukt während etwa einer Stunde auf Raumtemperatur abkühlen, und die Form wird abgenommen. Das Fertigprodukt hat ein charakteristisches dunkles gemasertes Aussehen, ein durch-

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schnittliehes Reflexionsvermögen von etwa 25 % und eine Zugfestigkeit von etwa 10,5 kg/cm . Das Produkt ist nützlich als Bau- und Dekorationsmaterial, es kann mit der Säge, dem Bohrer, der Schleifmaschine oder auf andere Weise bearbeitet v/erden, und es ist widerstandsfähig gegen Wasser, Chemikalien und Abnutzung.

Beispiel II

Es wird das Verfahren gemäß Beispiel I angewendet, und die wärinebehandelten tierischen Exkremente wurden bereitet durch Erhitzen von festen zerkleinerten Schweineexkrementen auf etwa 45O⁰C; sie wurden in einem geschlossenen System für etwa 30 Minuten auf dieser Temperattir gehalten, wobei leichtflüchtige Stoffe entfernt wurden. Die wärmebehandelten Exkremente haben die folgende ungefähre Zusammensetzung:

Bestandteile Gew.-%

Kohlenstoff 40

Silicium 9

Aluminium 2

"Wasserstoff 1

Dieses Behandlungsmittel v/ird in einer Konzentration von etwa 3,63 kg verwendet. Die Wärmebehandlung der Mischung erfolgt bei etwa 875⁰C für etwa 30 Minuten bei etwa Atmosp'aär endruck, und die Oberfläche des Schaumglasproduktes wird vor Abkühlung desselben auf eine Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes

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mechanisch geglättet. Das Fertigprodukt hat einen charakteristischen vielfarbigen Glanz, wobei metallische Einschlüsse deutlich sichtbar sind. Es hat eine Dichte von O»4 g/cnr³ und ist für die gleichen Zwecke wie das Produkt des ersten Beispiels verwendbar.

3eispiel III

Hier gelangen allgemein das Verfahren und die Parameter von Beispiel I zur Anwendung, jedoch ist die Menge des aus wärmebehandelten tierischen Exkrementen bestehenden Produkts, das mit dem gebrauchten Behälterglas vermengt wird, 2,27 kg. Außerdem wurde das Exkrementenprodukt aus Stierexkrementen bereitet, indem diese in getrockneter zerkleinerter Form für Minuten bei 600⁰C in einem geschlossenen Behälter erhitzt wurden, wobei leichtflüchtige Stoffe entfernt wurden. Dieses Produkt hat die folgende ungefähre Zusammensetzung:

Bestandteile Gew. -%

Kohlenstoff 40

Silicium 9

Aluminium 3

Wasserstoff 1

Das gebrauchte Behälterglas hat ein durchschnittliches Reflexionsvermögen von etwa 5-95 % und die folgenden ungefähren Konzentrationen von JFremdeinschlüssen:

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■K'remdeinschlüsse Pe Sn Al andere Metalle Zellulosederivate

andere organische Stoffe

0,1-3 0,1-2 0,1-2 0,1-1 0,1-1

0,1-1

Die Wärmebehandlung der Mischung erfolgt bei 900 Ό und mit einem erhöhten Druck von etwa 70,3 kg/cm während einer Verweilseit von etwa 2 Minuten, wonach das gepreßte Produkt während einer Stunde auf Raumtemperatur abgekühlt wird und als hartes, glattes, kräftiges schieferähnliches Produkt mit sehr guten Zugfestigkeitseigenschaften und einer Dichte von Ij9 g/cni^ entnommen wird. Dieses Produkt ist nicht brennbar, es ist widerstandsfähig gegen Wärmestoß, es ist billig und dauerhaft. Es hat ein charakteristisches dunkles gemasertes Aussehen mit einem mittleren Reflexionsvermögen von 10 %, Es ist nützlich als Bedachungsmaterial, als Boden- und Wandplatte, Kunstschiefer und Kunstmarmor.

Beispiel IV

Bei diesem Beispiel gelangen das Verfahren und die Parameter von Beispiel III zur Anwendung, wobei jedoch das Behandlungsmittel aus wärmebehandelten Exkrementen besteht, die hergestellt wurden durch Wärmebehandlung von getrockneten menschliehen Exkrementen für eine Zeitdauer von 30 Minuten bei 600⁰C in einem geschlossenen System, während leichtflüchtige Stoffe

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daraus entfernt wurden. Der feste Rückstand hat folgende ungefähre Zusammensetzung:

Bestandteile ' Gew.-%

Kohlenstoff 18

Silicium 17

Aluminium 2

Wasserstoff 2

Das Behandlungsmittel wird in der Mischung in einer Menge von 22,7 kg verwendet. Die' Wärmebehandlungstemperatur der Mischung ist 80O⁰G, der aufgewendete Druck beträgt 140,6 kg/cm , und die Verweilzeit ist 5 Minuten. Vor dem Abkühlen wird Perrioxidpulver auf die Oberflächen des Glasproduktes gestreut, und das Produkt wird für etwa eine Minute nochmals bei 70,3 kg/cm gepreßt; Das nach Abkühlung erhaltene Fertigprodukt hat eine Zugfestigkeit von 421,8 kg/cm , eine Dichte von 2,0 g/cm sowie ein charakteristisches vielfarbiges Aussehen mit einem mittleren Reflexionsvermögen von 20 ^c/o. Es ist für die gleichen Verwendungszwecke wie bei Beispiel III verwendbar.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen umfassendere Ausführungsbeispiele, bei denen andere Behandlungsmittel als bei den vorhergehenden Beispielen verwendet v/erden.

Beispiel V

45,4 kg eines typischen gemischten Postens unsortierter, ungereinigter gebrauchter Glasbehälter einschließlich der Eti-

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ketten, Verschlußstreifen, Verschlüsse und der üblichen zugehörigen Materialien werden vermählen und zu einer mittleren Partikelgröße für eine lichte Maschenweite von etwa 0,07 mm gesiebt, wobei das Produkt ein mittleres Reflexionsvermögen von 20 % und die folgenden ungefähren Konzentrationen von Premdeinschlüssen hat:

Premdeinschlüsse G-ew. -%

Pe 0,2

Sn 0,1

Al 1,2

andere Metalle 0,1

Zellulosederivate 0,5

andere organische _n ,

Stoffe ^U>4

Sodann wird das gebrauchte Behälterglas mit 0,907 kg Strontiumkarbonat einer mittleren Partikelgröße für eine lichte Masehenweite von etwa 0,15 mm vermischt. Die resultierende Mischung aus parti_kelförmigem gebrauchtem Behälterglas und Strontiumkarbonat wird in eine am Oberende offene Form eingebracht und in dieser auf etwa 95O⁰C erhitzt und für etwa 5 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, so daß die Mischung auf etwa 300 % ihres ursprünglichen Volumens aufschäumt und ihre

■2

Dichte auf etwa 0,2 g/cm reduziert v/ird. V/ährend des Schäumens erweichen die Glaspartikel, schmelzen jedoch nicht, und sie expandieren und werden miteinander verschweißt und bilden ein gleichmäßiges Schaumprodukt. Anschließend kann dieses während einer Zeitdauer von etwa 2 Stunden auf Raumtemperatur abkühlen, und die Form v/ird abgenommen. Das Fertigprodukt hat

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ein spezifisches gemasertes Aussehen, ein mittleres Reflexionsvermögen von etwa 20 % und eine Zugfestigkeit von etwa 14,1 kg/cm . Es ist verwendbar als Bau- und Dekorationsmaterial, es kann mit Säge, Bohrer, Schleifwerkzeug oder anderweitig "bearbeitet werden, und es ist widerstandsfähig gegen Wasser, Chemikalien und Abnutzung.

Beispiel VI

Das Verfahren gernaiS Beispiel V findet Anwendung, wobei jedoch das Behandlungsmittel Dolomit ist, das in einer Konzentration von etwa 0,454 kg verwendet wird. Die 7/ärme behandlung findet statt bei etwa 900⁰C für etwa 20 Minuten, und die Oberfläche des Schaumglasproduktes wird mechanisch geglättet, bevor das Produkt auf eine Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes abgekühlt wird. Das Fertigprodukt hat einen charakteristischen glänzenden vielfarbigen Schein, und metallische Einschlüsse sind deutlich sichtbar. Es hat eine Dichte von 0,4 g/cm und ist für die gleichen Zwecke wie das Produkt von Beispiel V verwendbar.

Beispiel VII

Das Verfahren und die Parameter von Beispiel VI finden Anwendung, wobei jedoch anstelle von Dolomit Bariumkarbonat in einer Menge von 0,907 kg verv/endet wird. Die V/ärmebehandlungstemperatur ist 95O⁰C, und die Verweilzeit beträgt 10 Minuten bei Atmosphärendruck. Eine niedrigschmelzende Glasur wird

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dem wärnebehandelten Produkt vor dessen Abkühlung zugefügt. Die erhaltenen Resultate sind vergleichbar mit denen der Beispiele V und VI, wobei jedoch die Dichte des Produkts 0,5 g/cm ist.

Beispiel VIII

Das Verfahren und die Parameter von Beispiel I finden allgemein Anwendung, jedoch die Menge des mit dem gebrauchten Behälterglas vermischten Behandlungsmittels ist 45,4 kg. Das gebrauchte Behälterglas hat ein mittleres Reflexionsvermögen von 40 % und die folgenden ungefähren Konzentrationen an Fremd-

einschlüssen:

Fremde ins chlüs se Gew.-$£

Pe 0,1

Sn ' 0,1

Al 1,0

andere Metalle 0,1

Zellulosederivate 0,7

andere organische _Q ^

Stoffe ^f ■

Die Wärmebehandlung findet bei einer Temperatur von 85O⁰C und einem erhöhten Druck von etwa 140,6 kg/cm während einer Verweilzeit von etwa 2 Minuten statt, wonach das gepreßte Produkt während einer Zeit von zwei Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt und als hartes, glattes, festes, schieferähnliches Pro-

dukt entnommen wird, das eine Zugfestigkeit von etwa 421,8 kg/cm

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, 233Α101

und eine Dichte von 2,5 g/cm hat. Dieses Produkt ist nicht ■brennbar, es ist widerstandsfähig gegen Wärmeschock, "billig und dauerhaft. Es hat ein charakteristisches gemasertes Aussehen und ein mittleres Reflexionsvermögen von 60 %. Es ist verwendbar als Bedachungsmaterial, Boden- und Wandverkleidung, Kunstschiefer und Kunstmarmor.

Beispiel IX

Das Verfahren und die Parameter von Beispiel VIII finden Anwendung, wobei das Behandlungsmittel Flugasche ist und in einer Menge von 45,4 kg in der Mischung verwendet wird. Die Wärmebehandlungstemperatur beträgt 900⁰C, der Druck ist 70,5 kg/cm und die Verweilzeit 2 Minuten. Vor dem Abkühlungsvorgang wird Perrioxidpulver auf Oberflächen des Glasproduktes gestreut, und das Produkt wird nochmals für etwa eine Minute und mit einem Druck von 70,3 kg/cm gepreßt. Das nach dem Abkühlen erhaltene Fertigprodukt hat eine Zugfestigkeit von 429,1 kg/cm , eine Dichte von 2,2 g/cm und ein charakteristisches vielfarbiges glänzendes Aussehen mit einem mittleren Reflexionsvermögen von 50 %, Es ist für die gleichen Zwecke wie das Produkt von Beispiel VIII verv/endbar.

Beispiel X

Das Verfahren und die Parameter von Beispiel VIII finden Anwendung, wobei das Streckmittel Sand ist und in einer Menge von 36,5 kg in der Mischung verwendet wird. Die Wärmebehand-

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lungsbedingungen sind wie folgt: Temperatur 1000 C, Druck 35,2 kg/cm und Verweilzeit eine Minute. Vor dem Abkühlen wird das gepreßte Produkt unter einem Druck von 35,2 kg/cm und bei einer Temperatur von 700⁰G mit einer Klarglastafel verschweißt, so daß sich ein Fertigprodukt mit einem mittleren Reflexionsvermögen von 60 Ya₉ einer Zugfestigkeit von

2 * 3

351,5 kg/cm und einer Dichte von 2,3 g/cm ergibt. Das Produkt hat ein charakteristisches glänzendes vielfarbiges Aussehen, es hat eine harte blanke Oberfläche und ist besonders gut verwendbar als dekorative Platte.

Gemäß der Erfindung v/erden ein verbessertes Verfahren, eine Glasmischung und Glasprodukte geschaffen. Die Produkte haben ein charakteristisches Aussehen und sind mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in billiger V/eise herstellbar. Das Umweltproblem der Beseitigung großer Mengen gebrauchten Behälterglases und tierischer Exkremente wird in wirksamer V/eise gelöst.

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Claims

Patentanspruch e

1. Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Vermischen von partikelförmigem gebrauchtem Behälterglas mit einem ausgewählten Behandlungsmittel, wobei das gebrauchte Behälterglas mit der folgenden ungefähren Konzentration von Fremdeinschlüssen vermischt ist:

ffrenideinschlüsse Gew.->o im Glas

Pe 0,1-3

Sn 0,1-2 ^!

Al 0,1-2

andere Metalle 0,1-1

Zellulosederivate 0,1-1

andere organische η ι ι

Stoffe ■ U.J.-X

und wobei das gebrauchte Behälterglas ein mittleres Reflexionsvermögen zwischen etv/a 5 und 95 % hat; Erhitzen der resultierenden Mischung auf eine Temperatur und einen Druck innerhalb eines zum Sintern und Erweichen des Glases und zum Aktivieren des Behandlungsmittels ausreichenden Bereiches, ohne daß ein Schmelzen des Glases erfolgt; Halten der Mischung innerhalb der genannten Temperatur- und Druckbereiche, bis das Glas zu einer zusammenhängenden Masse umgewandelt ist;

und Abkühlen des Glases auf eine Temperatur unterhalb des Erstarrungspunktes desselben und Entnahme des fertigen Glasprodukts.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Behandlungsmittel ein Glasschäu- ■ Eiungsmittel ist, wobei die genannte Mischung innerhalb des genannten Bereichs geschäumt wird und ein Schaumglasprodukt von spezifischem dekorativem Aussehen erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Schäumungsmittel ein festes partikelförmiges Schäumungsmittel in einer Konzentration von etwa ■0,5-10 Gew.-56 der Mischung ist und daß das gebrauchte Behälterglas vielfarbig ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der genannte Temperaturbereich zwischen 600⁰C und 900⁰C liegt und daß die Mischung innerhalb dieses Bereiches gehalten wird, bis die Schäumung im wesentlichen durchgeführt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Schäumungsmittel aus Pestkörperpartikeln in einer Konzentration von etwa 0,5-10 Gew.-;o der Mischung vorhanden ist und daß der Druck etwa Atmosphärendruck ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Schäumungsmittel aus partikelförmigen wärmebehandelten Exkrementen besteht.

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7. Verfahren nach Anspruch. 6, dadurch gekennzeichnet , daß die genannten Exkremente menschliche oder Vieh- oder Geflügelexkremente sind.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäumungsmittel Dolomit ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Behandlungsmittel ein Glasstreekmittel ist, daß die genannte Mischung innerhalb des genannten Bereiches mit Druck beaufschlagt wird und daß ein hartes gepreßtes Glasprodukt von spezifischem dekorativem vielfarbigem Aussehen erhalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der genannte temperaturbereich zwischen etwa 500-1000⁰G liegt und daß ein Druck von etwa 0,7-703 kg/cn zur Anwendung gelangt.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Streckmittel in einer Konzentration von etwa 10-30 Gew.-% der Mischung vorhanden ist und daß das gebrauchte Behälterglas vielfarbig ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Streckmittel aus Festkörperpartikeln besteht und in einer Konzentration von etwa 40-60 Gew.-Jo der Mischung vorhanden ist und daß ein Oxidfarbkörper in die Oberfläche des gepreßten Produkts eingebettet ist.

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13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Beaufschlagung mit Druck für einen Zeitraum von etwa 1 Sekunde Ms etwa 1 Stunde erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Streckmittel aus partikelförmigen wärmebehandelten'Exkrementen besteht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Exkremente menschliche oder Rinder- oder Geflügelexkremente sind.

16. Mit Wärme zu behandelnde Glasmischung, dadurch gekennzeichnet , daß die Mischung aus gebrauchtem Behälterglas mit der folgenden ungefähren Konzentration von damit vermengten Premdeinschlüssen besteht:

Einschlüsse Gew.-% im Glas

Pe 0,1-3

Sn 0,1-2

Al 0,1-2

andere Metalle 0,1-1

Zellulosederivate 0,1-1

andere organische π ι τ

Stoffe υ,i-i

wobei das gebrauchte Behälterglas ein mittleres Reflexionsvermögen zwischen etwa 5 und 95 % hat, und daß mit der genann-. ten Glasmischung ein ausgewähltes Behandlungsmittel vermengt ist, das aktivierbar ist bei Erhitzung des gebrauchten Behälterglases auf eine Temperatur und Beaufschlagung desselben mit

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einem Druck innerhalb eines Bereiches, der ausreichend ist zum Sintern und Erweichen des Glases, ohne daß dieses schmilzt.

17. Glasmischung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Behandlungsmittel ein Glasschäumungsmittel in einer Konzentration von etwa 0,5-10 Gew.-% der Mischung ist.

18. Glasmischung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Schä.umungsinittel aus partikelförmigen wärmebehandelten Exkrementen besteht.

19. Glasmischung nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet , daß das Schäumungsmittel Dolomit ist,

20. Glasmischung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Behandlungsmittel ein
Glasstreckmittel ist und in einer Konzentration von etwa
10-80 Gew.-^ in der Mischung vorhanden ist.

21. Glasmischung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Streckmittel aus partikeiförmigen wärmebehandelten Exkrementen besteht, die in einer Konzentration von etwa 40-60 Gew.-% der Mischung vorgesehen sind,

22. Glasmischung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß das Streckmittel Dolomit ist und in einer Konzentration von etwa 4-0-60 Ge\^.-% der Mischung vorgesehen ist.

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23. Festglasprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem gleichmäßigen Gemenge von gesintertem partikelförmigem gebrauchtem Behälterglas und partikeiförmigen wärmebehandelten Exkrementen besteht, wobei das Glas die folgende ungefähre Konzentration an Fremdeinschlüssen hat:

Einschlüsse ■ .Gew.-% im Glas

Fe 0,1-3

Sn 0,1-2

Al 0,1-2

andere Metalle 0,1-1

Zellulosederivate 0,1-1

andere organische η τ η

Stoffe υ, x-j.

und wobei das Glas ein Reflexionsvermögen zwischen etwa 5 und 95 % hat.

24. Glasprodukt nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß das Glas vielfarbig und von geschlossener zellenförmiger Schaumstruktur ist.

25. Glasprodukt nach Anspruch 23, dadurch ge-· kennzeichnet , daß das Glas etwa 10-80 Gew.-^C,o eines Streckmittels enthält und ein gepreßtes Produkt ist.

26. Glasprodukt nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß das Streckmittel in einer Konzentration von etwa 40-60 Gew.-7o vorgesehen ist.

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27. Glasprodukt nach Anspruch 25, dadurch gele en η zeichnet , daß in die Oberflächen dos gepreßten Produkts farbige Oxidfarbkörper eingebettet sind.

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