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図面 (5)

課題

簡便かつ安全にポリスチレンフォーム廃材エマルジョン型溶剤で連続的に処理し、餅化して再利用する。

解決手段

破砕部2において破砕したポリスチレンフォーム廃材を混練部10の回転翼20上に送り込み、同時にエマルジョン型溶剤を注入しつつ、回転翼20、21、22により混練する。エマルジョン型溶剤と回転翼20等、固定翼25、26の作用により、ポリスチレンフォーム廃材は餅化して減容化され、上方から順次下降して取出部40に落下して回収される。

概要

背景

ポリスチレンフォームは、断熱材、梱包材料食品包装材料等として汎用されており、その使用量の増大にともなって廃棄量も膨大なものとなっている。従来、ポリスチレンフォーム廃材埋め立て処分されるか、焼却処分されることが主流となっているが、これらの方法の場合には、処分場の確保や焼却による焼却炉の損傷、排煙による二次汚染の問題もあり、これらの問題の解決のため、更に資源再利用の観点からも処分方法の見直しが求められている。

このような従来の問題点を解決するため、ポリスチレンフォーム廃材を回収し、再利用せんとする技術として、物理的手段で粉砕するもの、加熱溶融により減容化するもの、加熱溶融と圧縮手段を組み合わせたものなどが知られている。

しかし、物理的な手段で粉砕する場合には、発泡ガスとして含まれているブタン爆発するおそれがあり、加熱溶融する場合には処理に時間がかかり過ぎることや、装置温度を百数十℃程度に保持し続けなければならない等の点で汎用するには問題がある。

概要

簡便かつ安全にポリスチレンフォーム廃材をエマルジョン型溶剤で連続的に処理し、餅化して再利用する。

破砕部2において破砕したポリスチレンフォーム廃材を混練部10の回転翼20上に送り込み、同時にエマルジョン型溶剤を注入しつつ、回転翼20、21、22により混練する。エマルジョン型溶剤と回転翼20等、固定翼25、26の作用により、ポリスチレンフォーム廃材は餅化して減容化され、上方から順次下降して取出部40に落下して回収される。

目的

本発明は、安全かつ簡便な装置により、ポリスチレンフォーム廃材を連続的に処理して減容化することができ、再利用を容易とするポリスチレンフォーム廃材の処理装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、前記ポリスチレンフォーム廃材の処理装置を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法を提供することを他の目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

ポリスチレンフォーム廃材投入口を備えた破砕部と、破砕されたポリスチレンフォーム廃材を溶剤とともに混練して餅化するため、混練手段を備えた混練部と、混練して餅化されたポリスチレンフォーム廃材を排出経路を経て回収するための取出部とを備え、各部がこれらの順序で上方から下方に順に接続・配置されてなるものであり、前記混練部が、混練槽と、混練槽の長さ方向に正逆に回転自在に設けられた回転軸と、回転軸の周囲に幅方向延出するようにして螺旋状に取り付けられ、長さ方向において2以上に分離されてなる回転翼と、回転翼の分離部分とほぼ等高位置に相当する混練槽の内壁面から回転軸方向に延出するようにして取り付けられ、混練槽の幅方向への断面の一部を遮るような平板状の固定翼とを具備するものであることを特徴とするポリスチレンフォーム廃材の処理装置

請求項2

混練部における回転翼が混練槽の長さ方向に3つに分離され、固定翼が混練槽の長さ方向に2つに分離されて設けられており、前記2つの固定翼が、互いに混練槽の長さ方向において異なる空間を遮るものである請求項1記載のポリスチレンフォーム廃材の処理装置。

請求項3

混練部の固定翼が、混練槽の幅方向への断面の4分の1以上の面積を遮る大きさのものである請求項1又は2記載のポリスチレンフォーム廃材の処理装置。

請求項4

混練部から取出部に至る間の排出経路がスクリュを備えている請求項1記載のポリスチレンフォーム廃材の処理装置。

請求項5

請求項1記載のポリスチレンフォーム廃材の処理装置を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法であり、破砕部において破砕したポリスチレンフォーム廃材を混練部の回転翼直上に供給する工程、溶剤としてポリスチレンフォームの可溶化溶剤、水及び界面活性剤を含むエマルジョン型溶剤を供給し、回転翼を回転させ、破砕したポリスチレンフォーム廃材を混練することにより餅化する工程及び餅化した処理物を排出し回収する工程を具備することを特徴とするポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法。

技術分野

0001

本発明は、ポリスチレンフォーム廃材を餅化して減容化し、再利用を容易にするためのポリスチレンフォーム廃材の処理装置に関する。また、本発明は、前記のポリスチレンフォーム廃材の処理装置を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法に関する。

背景技術

0002

ポリスチレンフォームは、断熱材、梱包材料食品包装材料等として汎用されており、その使用量の増大にともなって廃棄量も膨大なものとなっている。従来、ポリスチレンフォーム廃材は埋め立て処分されるか、焼却処分されることが主流となっているが、これらの方法の場合には、処分場の確保や焼却による焼却炉の損傷、排煙による二次汚染の問題もあり、これらの問題の解決のため、更に資源再利用の観点からも処分方法の見直しが求められている。

0003

このような従来の問題点を解決するため、ポリスチレンフォーム廃材を回収し、再利用せんとする技術として、物理的手段で粉砕するもの、加熱溶融により減容化するもの、加熱溶融と圧縮手段を組み合わせたものなどが知られている。

0004

しかし、物理的な手段で粉砕する場合には、発泡ガスとして含まれているブタン爆発するおそれがあり、加熱溶融する場合には処理に時間がかかり過ぎることや、装置温度を百数十℃程度に保持し続けなければならない等の点で汎用するには問題がある。

発明が解決しようとする課題

0005

そこで、上記した従来技術に代えて、ポリスチレンフォーム廃材を溶剤により処理して、減容化する方法や装置が提案されている。例えば、特開平6−298992号公報には、溶解装置テルペンを含む溶解剤とポリスチレンフォーム廃材を接触させる方法が提案され、特開平7−62137号公報には、槽内で塩素置換炭化水素類とポリスチレンフォーム廃材を接触させる方法が提案されている。

0006

しかし、これらの従来技術の場合は、ポリスチレンフォーム廃材が浮上して溶解剤との接触が不十分となることを防止するため、処理の間中、押圧手段により上方からポリスチレンフォーム廃材を押圧し続ける操作が必須となる。このため、いわゆるバッチ式の処理方法としてしか適用できず、連続的な処理をすることができない。

0007

本発明は、安全かつ簡便な装置により、ポリスチレンフォーム廃材を連続的に処理して減容化することができ、再利用を容易とするポリスチレンフォーム廃材の処理装置を提供することを目的とする。

0008

また、本発明は、前記ポリスチレンフォーム廃材の処理装置を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法を提供することを他の目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明は、上記一の目的の解決手段として、ポリスチレンフォーム廃材の投入口を備えた破砕部と、破砕されたポリスチレンフォーム廃材を溶剤とともに混練して餅化するため、混練手段を備えた混練部と、混練して餅化されたポリスチレンフォーム廃材を排出経路を経て回収するための取出部とを備え、各部がこれらの順序で上方から下方に順に接続・配置されてなるものであり、前記混練部が、混練槽と、混練槽の長さ方向に正逆に回転自在に設けられた回転軸と、回転軸の周囲に幅方向延出するようにして螺旋状に取り付けられ、長さ方向において2以上に分離されてなる回転翼と、回転翼の分離部分とほぼ等高位置に相当する混練槽の内壁面から回転軸方向に延出するようにして取り付けられ、混練槽の幅方向への断面の一部を遮るような平板状の固定翼とを具備するものであることを特徴とするポリスチレンフォーム廃材の処理装置を提供する。

0010

また、本発明は、他の解決手段として、混練部における回転翼が混練槽の長さ方向に3つに分離され、固定翼が混練槽の長さ方向に2つに分離されて設けられており、前記2つの固定翼が、互いに混練槽の長さ方向において異なる空間を遮るものである前記のポリスチレンフォーム廃材の処理装置を提供する。

0011

また、本発明は、他の解決手段として、混練部の固定翼が、混練槽の幅方向への断面の4分の1以上の面積を遮る大きさのものである前記第1又は第2のポリスチレンフォーム廃材の処理装置を提供する。

0012

また、本発明は、他の解決手段として、混練部から取出部に至る間の排出経路がスクリュを備えている前記第1のポリスチレンフォーム廃材の処理装置を提供する。

0013

本発明は、上記他の目的の解決手段として、上記第1のポリスチレンフォーム廃材の処理装置を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法であり、破砕部において破砕したポリスチレンフォーム廃材を混練部の回転翼直上に供給する工程、溶剤としてポリスチレンフォームの可溶化溶剤、水及び界面活性剤を含むエマルジョン型溶剤を供給し、回転翼を回転させ、破砕したポリスチレンフォーム廃材を混練することにより餅化する工程及び餅化した処理物を排出し回収する工程を具備することを特徴とするポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法を提供する。

発明を実施するための最良の形態

0014

以下において、本発明のポリスチレンフォーム廃材の処理装置の一実施態様をを図1〜4に基づいて説明する。図1はポリスチレンフォーム廃材の処理装置の部分縦断面図であり、図2図1における右側面図で一部が切り欠かれたものであり、図3はポリスチレンフォーム廃材の処理装置の平面図であり、図4は固定翼の取り付け状態を説明するための概略部分横断面図である。

0015

ポリスチレンフォーム廃材の処理装置1は、破砕部2、混練部10及び取出部40が、上方から下方に順に接続・配置されてなるものである。

0016

破砕部2は、方形箱状の外被部3の内部に破砕機4が収納されており、この破砕機4は二つの破砕羽根5a、5bが並設されてなるものである。これらの破砕羽根5a、5bは、回転軸の周囲において回転軸とは直交する方向に複数の棒状の羽根突設されてなるものであり、歯車6a、6b、6cを介して駆動モーター7に接続され、互いに同方向又は異方向に回転できるようになされている。本発明における破砕部2の破砕構造は、もちろん前記構造に限定されるものではなく、ポリスチレンフォーム廃材を破砕できるものであれば他の態様を採用できるものである。

0017

破砕部2の外被部3の一端は開口しており、この開口部がポリスチレンフォーム廃材の投入口8aをなす。投入口8aには蓋体9を取り付けることができる。また、他端開口部8bは混練部10に連結されており、そこから混練部10に破砕したポリスチレンフォーム廃材を送り込む。この他端開口部8bは混練部10の後述する回転翼20の直上に位置するように設けられている。

0018

混練部10は、円柱状で下部に部分的に略円錐状の傾斜がつけられている混練槽11の内部に混練手段が収納されてなるものである。この混練手段をなす回転軸12は、上部軸受13と下部軸受14により、正逆方向に回転自在に取り付けられている。上部軸受13は混練槽11の上面11a上に固定され、下部軸受14は混練槽11の内壁に十字に掛け渡すようにして取り付けられた二つの長尺状基板16と一体に設けることができる。15aは回転翼20等を駆動させるためのモーター、15bは回転軸12の上部が露出しないように被された被冠部、28、29は混練部10を気密にするためのパッキンである。

0019

回転軸12の周囲には、混練手段としての回転翼20、21及び22が、回転軸12とは略直交する方向に延出するようにして螺旋状に取り付けられており、これらの回転翼20、21及び22はそれぞれが混練槽11の長さ方向(上下方向)に3つに分離して取り付けられている。回転翼は、混練槽11の容積に応じて、4以上に分離して設けることができる。回転翼20、21及び22の先端部は、混練槽11の内壁面11bに接触しない程度でできるだけ近接していることが好ましい。

0020

回転翼20と21の間及び回転翼21と22の間の分離部分の上下方向にほぼ等しい高さの位置に相当する混練槽11の内壁面11bには、そこから回転軸12方向に垂直に延出するようにして、混練槽11の幅方向への断面の一部を遮るような平板状の固定翼25、26が突設されている。固定翼25、26の先端部は、回転軸12に接触しない程度でできるだけ近接していることが好ましい。固定翼は、回転翼の分離部分の数に応じた数だけ設けることができる。

0021

固定翼を2以上設ける場合には、図4に示すように、少なくとも隣接する2つの固定翼25、26が、互いに上下方向において異なる空間を遮るように設ける。例えば4枚の固定翼を設ける場合には、上方から1番目と2番目、2番目と3番目、3番目と4番目の固定翼が互いに上下方向において異なる空間を遮るように設ける。よって、この場合において、1番目と3番目、2番目と4番目の固定翼は、互いに上下方向において同じ空間を遮るように設けることができる。もちろん、すべての固定翼が上下方向において異なる空間を遮るように設けることもできる。

0022

固定翼25、26の上面側又は下面側と、回転翼20、21、22の最近接する翼面との間の間隔W1、W2、W3及びW4は等間隔になるように設定することが好ましいが、多少の誤差があっても差し支えないし、意図的に差をなすように設定することもできる。これらの間隔W1、W2、W3及びW4は、破砕部2における破砕の程度や回転翼20、21、22の傾斜(押送力)等により異なるものであるが、数mm〜数cm程度というように間隔ができるだけ狭い方がよい。

0023

固定翼25、26の大きさは特に制限されるものではないが、図4に示すように、一つの固定翼が混練槽11の幅方向への断面の実質的に4分の1以上の面積を遮る大きさのものであることが好ましい。

0024

固定翼25、26は、必要に応じて傾斜するようにして取り付けることができるし、その表面は平面である必要はなく、部分的又は全体としてひねりを加えたり、表面を波形にしたり、凹凸を付けたりすることができる。

0025

じゃま板27は、混練槽11の上面11aに取り付けられているもので、回転翼20との相互作用により混練操作を円滑に進めるためのものである。また、このじゃま板27には溶剤供給口としての機能を付与することもできる。即ち、じゃま板27に混練槽11内部と外部とを連通する所望構造の孔を設け、この孔と溶剤タンクとを必要に応じて強制的な溶剤供給手段を介して接続することができる。この場合、じゃま板27(溶剤供給口27)は回転翼20の直上に設置されているため、噴霧状又はシャワー状のような所望の供給状態で溶剤を供給することができる。また、溶剤供給口は、前記のようにじゃま板27に設ける場合のほかに、混練槽11の上面又は側面の所望の位置に設けることができる。

0026

混練槽11の部分的に略円錐状の傾斜が形成された下部開口部には、排出経路を経て、処理後のポリスチレンフォーム廃材を回収するための取出部40が連結されている。

0027

排出経路は、混練槽11の下部開口部と取出部40とを垂直又は斜めに連結した所要径の管により形成することができる。また、この排出経路の他の態様としては、図1に示すように、混練槽11から落下してきた処理後のポリスチレンフォーム廃材を少量ずつ水平方向に送り出すためのスクリュ31を備え、順次送り出した被処理物を排出口32から取出部40に送り込むようになすことができる。排出口32には開閉自在のバルブ付設され、このバルブを閉じることにより、混練槽11の内部に溶剤を満たすことができる。また、排出口32と混練槽11とを圧送手段を介してパイプで連結し、溶剤を循環使用するようにすることもできる。33はスクリュ31の駆動モーターである。

0028

取出部40は、少なくとも被処理物を回収できる程度の容量を有した貯留槽41を備えていればよい。また、ともに回収される被処理物と溶剤を分離回収するため、貯留槽41の内部を複数の孔を有する金網状の仕切り板により上下に分割した構造にすることもできる。

0029

ポリスチレンフォーム廃材の処理装置1において、溶剤と接触する部分については、例えばSUS304のようなステンレス鋼により形成することが好ましい。

0030

次に、ポリスチレンフォーム廃材の処理装置1を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法を説明し、あわせてポリスチレンフォーム廃材の処理装置1の動作についても説明する。

0031

第1工程は、破砕部2において破砕したポリスチレンフォーム廃材を混練部10の回転翼20の直上に供給する工程である。

0032

まず、蓋体9を開放し、投入口8aよりポリスチレンフォーム廃材を連続的に送り込み、破砕機4において適当な大きさ、例えば立方体であるとすれば約1〜数センチ角の大きさに破砕する。このように破砕することにより、次工程において溶剤との接触面積を増加させることができる。破砕された廃材は、他端開口部8bより混練部10の回転翼20の直上に連続的に送り込む。

0033

第2工程は、溶剤供給口27から溶剤を供給しながら回転翼20、21、22を回転させ、破砕したポリスチレンフォーム廃材を押圧しながら攪拌することにより混練し、つきたての餅状にして(餅化して)、減容化させる工程である。

0034

まず、破砕されたポリスチレンフォーム廃材を破砕部2より回転翼20の直上に連続的に送り込み、それと同時にじゃま板27を兼ねた溶剤供給口等から溶剤を、好ましくは噴霧状又はシャワー状にして連続的に供給する。

0035

このときに用いる溶剤は、ポリスチレンフォームの可溶化溶剤、水及び界面活性剤を含むエマルジョン型溶剤であり、例えば発泡スチロールゾル化剤E−100(商品名;生研化学株式会社製)を挙げることができる。このようなエマルジョン型溶剤は、引火性が低いこと、加熱が不要で常温において使用できること、含有されている水の作用により、餅化した被処理物の粘着性を低下できるため装置に対する負荷が低減できること等の点において優れている。このエマルジョン型溶剤の使用量は、例えばポリスチレンフォーム廃材10kgを連続的に処理する場合、重量比で約1〜2倍量の溶剤を用いる。

0036

前記の2つの操作と同期して、回転翼20、21、22を回転させる。このときの回転速度は、ポリスチレンフォーム廃材の処理量、溶剤の使用量及び混練槽11の容量等との関連において決定されるものであるが、通常は約60〜120回転/分が好ましい。

0037

この工程の処理において、ポリスチレンフォーム廃材の破砕物は、溶剤と接触し、更に回転翼20と、じゃま板27及び混練槽11の内壁面11bにより混練されながら餅化して、下降していく。この過程において、餅化したポリスチレンフォーム廃材(以下「餅化物」という)と回転翼20、じゃま板27及び混練槽11の内壁面11bは、エマルジョン型溶剤の作用により、互いに粘り着いたりすることがなく、円滑な処理がなされる。そして、下降して行った餅化物は、回転翼20と固定翼25との間の押圧力により、更に混練されながら細断され、回転翼21に送られる。

0038

その後、回転翼21と固定翼26において同様の処理がなされ、更に回転翼22の処理を経て、餅化物は下方に送られる。

0039

第3工程は、餅化物を排出し回収する工程である。図1に示すように、混練部10と取出部40との間にスクリュ31を備えた排出経路を有する場合、餅化物は混練部10から押送されてスクリュ31の一端側に送られる。そこからスクリュ31の回転により、スクリュ31の搬送能力に応じた適当量が他端側に順次送られ、バルブが開放された排出口32から貯留槽41に落下して、溶剤とともに又は溶剤と分離して回収される。

0040

ポリスチレンフォーム廃材の処理装置1を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法としては、上記態様のほかに次にような方法を適用することができる。まず、混練槽11の内部に所要量の溶剤を満たしておく。そして、次に破砕部2から破砕された廃材を連続的に少量ずつ供給しながら、混練する。以下、上記態様と同様に処理することにより、上記態様と同等の処理効果を得ることができる。

0041

本発明のポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法は、常温において適用することができ、また発泡体ではないポリスチレンにも適用できる。また、処理終了後の餅化したポリスチレンフォーム廃材とエマルジョン型溶剤の混合物は、そのまま燃料として用いることができる。このように燃料として利用した場合、前記混合物中のエマルジョン型溶剤に由来する水が燃焼時の最高温度を低下させるため、過度温度上昇により焼却炉の炉壁を損傷させることがない。

0042

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。

0043

実施例1
図1〜4に示すような装置を用い、ポリスチレンフォーム廃材の連続的処理を常温において行った。

0044

まず、ポリスチレンフォーム廃材10kgを破砕部2に連続的に送り込み、約1〜数cm角程度の大きさに破砕した。この破砕物は、混練槽11の回転翼20上に連続的に少量ずつ供給した。このとき、混練槽11の内部に溶剤供給口27からエマルジョン型溶剤として商品名E−100を少量ずつ注入し、更に回転軸12を回転させた。この場合のE−100は、総量で約15kgを使用した。回転軸12の回転速度は約60〜120回転/分とした。なお、排出口32に付設しているバルブは予め閉じた状態にした。

0045

ポリスチレンフォーム廃材は、エマルジョン型溶剤と接触し、更に混練されて餅化し、溶剤とともに取出部40において回収された。混練部10における処理過程においては、混練操作は円滑になされ、餅化したポリスチレンフォーム廃材により阻害されることはなかった。最終的に10kgのポリスチレンフォーム廃材を処理するに要した時間は約0.5時間であった。また、回収された餅化したポリスチレンフォーム廃材は、ポリスチレンフォーム分が約60〜65重量%で、溶剤分が約35〜40重量%であった。

0046

実施例2
混練槽11の内部に予めE−100を15kg満たし、破砕部2からポリスチレンフォーム廃材の破砕物10kgを少量ずつ連続的に供給する方法により、処理を行なった。なお、実施条件は実施例1と同様にした。その結果、ほぼ実施例1と同等の処理結果を得られた。

発明の効果

0047

ポリスチレンフォーム廃材の処理装置によれば、ポリスチレンフォーム廃材を連続的に処理して餅化し、減容化することができる。また、処理装置においては各構成要素が上方から下方に順次接続・配置されており、これにより被処理物は順次重力移送されるため、強制的な移送手段を必須としない。よって、簡単な装置で、従来よりも大量のポリスチレンフォーム廃材をより短時間で処理することができるという優れた効果を奏することができる。

0048

また、ポリスチレンフォーム廃材の処理装置を用いたポリスチレンフォーム廃材の連続的処理方法によれば、エマルジョン型溶剤を用いることにより、いっそう円滑な処理をなすことができる。

図面の簡単な説明

0049

図1ポリスチレンフォーム廃材の処理装置の部分縦断面図である。
図2図1における右側面図である。
図3ポリスチレンフォーム廃材の処理装置の平面図である。
図4図4は概略部分横断面図である。

--

0050

1ポリスチレンフォーム廃材の処理装置
2破砕部
4破砕機
8a投入口
9蓋体
10混練部
11混練槽
12回転軸
13 上部取付
14 下部取付部
16長尺状基板
20回転翼
21 回転翼
22 回転翼
25固定翼
26 固定翼
27溶剤供給口
31スクリュ
32 排出口
40取出部

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