JP2001003063A - 廃トナー処理方法および装置 - Google Patents
廃トナー処理方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トナーの成分および性状等を考慮したうえ
で、廃トナーを資源として有効利用でき、しかも、超微
粉である廃トナーのハンドリングが容易な廃トナー処理
方法を提供する。 【解決手段】 市場の７０〜８０％を占めるトナーが４
０〜５０％重量鉄粉を含むこと、およびトナーの粒子径
が数〜十数μｍの超微粒子であることに着目し、製鉄所
で廃トナーを有効利用すること、具体的には廃トナー混
合装置１で焼結原料に廃トナーを混合し、この廃トナー
を混合した焼結原料を焼結機２で焼結する。焼結原料に
混合した廃トナー中の鉄粉は鉄源として有効利用でき
る。また、廃トナー中の樹脂の一部は燃焼し、粉コーク
スの代替えとして有効利用できる。また、廃トナーを焼
結原料に混合して焼結するので、廃トナーが飛散するこ
となく、廃トナーのハンドリングが容易になる。
で、廃トナーを資源として有効利用でき、しかも、超微
粉である廃トナーのハンドリングが容易な廃トナー処理
方法を提供する。 【解決手段】 市場の７０〜８０％を占めるトナーが４
０〜５０％重量鉄粉を含むこと、およびトナーの粒子径
が数〜十数μｍの超微粒子であることに着目し、製鉄所
で廃トナーを有効利用すること、具体的には廃トナー混
合装置１で焼結原料に廃トナーを混合し、この廃トナー
を混合した焼結原料を焼結機２で焼結する。焼結原料に
混合した廃トナー中の鉄粉は鉄源として有効利用でき
る。また、廃トナー中の樹脂の一部は燃焼し、粉コーク
スの代替えとして有効利用できる。また、廃トナーを焼
結原料に混合して焼結するので、廃トナーが飛散するこ
となく、廃トナーのハンドリングが容易になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法による
複写機やプリンターなどから回収した廃トナーや、トナ
ー製造工場などで発生した廃トナーを処理する廃トナー
処理方法および装置に関する。
複写機やプリンターなどから回収した廃トナーや、トナ
ー製造工場などで発生した廃トナーを処理する廃トナー
処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】電子写真法に用いられるトナーは、通常熱
可塑性樹脂を基材とし、加熱により軟化・溶融して用紙
に接着し、冷却によって強固に固着する。このトナーに
は、一成分現像法に用いられるトナーと、二成分現像法
に用いられるトナーとが存在する。後者のトナーは、熱
可塑性樹脂に着色剤および数種の添加剤を混合したもの
で、主にカラートナーとして用いられる。前者のトナー
は、熱可塑性樹脂に磁性体としての酸化鉄の微粉末を添
加したもので、主に黒色トナーとして用いられる。これ
らのトナーは、いずれも、粒子径が数〜十数μの超微粒
子である。
可塑性樹脂を基材とし、加熱により軟化・溶融して用紙
に接着し、冷却によって強固に固着する。このトナーに
は、一成分現像法に用いられるトナーと、二成分現像法
に用いられるトナーとが存在する。後者のトナーは、熱
可塑性樹脂に着色剤および数種の添加剤を混合したもの
で、主にカラートナーとして用いられる。前者のトナー
は、熱可塑性樹脂に磁性体としての酸化鉄の微粉末を添
加したもので、主に黒色トナーとして用いられる。これ
らのトナーは、いずれも、粒子径が数〜十数μの超微粒
子である。
【０００３】ＯＡ機器の普及に伴い、トナーの使用量が
増大する一方で、トナー製造工場で発生した廃トナー
や、複写機やプリンターの使用済カセットなどから回収
した廃トナーの処理が問題となってきている。
増大する一方で、トナー製造工場で発生した廃トナー
や、複写機やプリンターの使用済カセットなどから回収
した廃トナーの処理が問題となってきている。
【０００４】従来、このような廃トナーは大部分が埋立
て処分されていた。これに対して、廃トナーを埋立て処
分することなく、エネルギー資源として有効利用するた
めの技術として以下のものが知られている。
て処分されていた。これに対して、廃トナーを埋立て処
分することなく、エネルギー資源として有効利用するた
めの技術として以下のものが知られている。
【０００５】廃トナーが良質な燃料となりうるため、
廃トナーを燃料として炉内空間で燃焼させる廃プラスチ
ック燃焼装置（特開平７−１１９９２２号公報参照）。
廃トナーを燃料として炉内空間で燃焼させる廃プラスチ
ック燃焼装置（特開平７−１１９９２２号公報参照）。
【０００６】廃トナーをタール滓と混合し、廃トナー
をバインダーにして成型炭を製造し、成型炭をコークス
炉へ装入して廃トナーを熱分解する廃トナーの処理方法
（本出願人が出願した特願平１０−３６８６２３号参
照）。
をバインダーにして成型炭を製造し、成型炭をコークス
炉へ装入して廃トナーを熱分解する廃トナーの処理方法
（本出願人が出願した特願平１０−３６８６２３号参
照）。
【０００７】廃トナーの処理方法ではないが、廃プラ
スチックの処理方法として、粒径０．５〜２０．０ｍｍ
の廃プラスチックを焼結原料の上に廃プラスチック層と
して装入し、点火炉で点火して下方吸引する廃プラスチ
ックの処理方法（特開平８−１６５５２６号公報参
照）。
スチックの処理方法として、粒径０．５〜２０．０ｍｍ
の廃プラスチックを焼結原料の上に廃プラスチック層と
して装入し、点火炉で点火して下方吸引する廃プラスチ
ックの処理方法（特開平８−１６５５２６号公報参
照）。
【０００８】上記と同様に廃プラスチックを焼結機
で処理する方法として、粒径０．５〜２０．０ｍｍの廃
プラスチックを点火炉上部に設置した廃プラスチック噴
射装置の噴射口から点火バーナーの火炎へ噴射し、点火
バーナーで燃焼することにより原料層の表面に着火する
焼結機の点火方法（特開平８−２５３８２４号公報参
照）。
で処理する方法として、粒径０．５〜２０．０ｍｍの廃
プラスチックを点火炉上部に設置した廃プラスチック噴
射装置の噴射口から点火バーナーの火炎へ噴射し、点火
バーナーで燃焼することにより原料層の表面に着火する
焼結機の点火方法（特開平８−２５３８２４号公報参
照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には以下の問題点がある。
来技術には以下の問題点がある。
【００１０】市場の７０〜８０％を占める一成分現像
法に用いられるトナーには、上述のように酸化鉄が含ま
れている。廃プラスチック燃焼装置にあっては、トナー
中の樹脂分をエネルギー資源として有効利用できるが、
トナー中の鉄分を資源として有効利用図ることができな
い。また、廃トナーを処理するために、設備費の高い廃
プラスチック燃焼装置を新たに製造する必要もある。さ
らに、トナーはその性状が非常に微細な超微粉であるの
で、通常のハンドリングでは飛散がひどく、その取扱い
が困難である。
法に用いられるトナーには、上述のように酸化鉄が含ま
れている。廃プラスチック燃焼装置にあっては、トナー
中の樹脂分をエネルギー資源として有効利用できるが、
トナー中の鉄分を資源として有効利用図ることができな
い。また、廃トナーを処理するために、設備費の高い廃
プラスチック燃焼装置を新たに製造する必要もある。さ
らに、トナーはその性状が非常に微細な超微粉であるの
で、通常のハンドリングでは飛散がひどく、その取扱い
が困難である。
【００１１】廃トナーをタール滓と混合する方法にあ
っては、廃トナーの大量処理に適さない、タール滓の粘
性のコントロールが難しい等の問題がある。
っては、廃トナーの大量処理に適さない、タール滓の粘
性のコントロールが難しい等の問題がある。
【００１２】廃プラスチックの処理方法にあっては、
焼結原料の上に廃プラスチック層の代わりに廃トナー層
を装入すると、Ｃガス等を焚いている点火炉で超微粉の
廃トナーが舞い上がり粉塵爆発を起こすおそれがある。
また、下方から吸引すると、廃トナーが焼結原料層を通
過してしまい、このため、廃トナーの鉄分が回収されな
いことがある。さらに、下方から吸引すると、廃トナー
が焼結原料層につまってしまい、焼結原料層の通気性が
悪くなり、焼結鉱に焼きムラが生じることもある。
焼結原料の上に廃プラスチック層の代わりに廃トナー層
を装入すると、Ｃガス等を焚いている点火炉で超微粉の
廃トナーが舞い上がり粉塵爆発を起こすおそれがある。
また、下方から吸引すると、廃トナーが焼結原料層を通
過してしまい、このため、廃トナーの鉄分が回収されな
いことがある。さらに、下方から吸引すると、廃トナー
が焼結原料層につまってしまい、焼結原料層の通気性が
悪くなり、焼結鉱に焼きムラが生じることもある。
【００１３】焼結機の点火方法にあっては、廃プラス
チックの代わりに廃トナーを廃プラスチック噴射装置の
噴射口から点火バーナーの火炎へ噴射すると、超微粉の
廃トナーが点火炉で舞い上がり、粉塵爆発を起こすおそ
れがある。また、噴射口から廃トナーを気相に近い状態
で噴射するのには設備的に困難が伴う。
チックの代わりに廃トナーを廃プラスチック噴射装置の
噴射口から点火バーナーの火炎へ噴射すると、超微粉の
廃トナーが点火炉で舞い上がり、粉塵爆発を起こすおそ
れがある。また、噴射口から廃トナーを気相に近い状態
で噴射するのには設備的に困難が伴う。
【００１４】そこで、本発明は、トナーの成分および性
状等を考慮したうえで、廃トナーを資源として有効利用
でき、しかも、超微粉である廃トナーのハンドリングが
容易な廃トナー処理方法および処理装置を提供すること
を目的とする。
状等を考慮したうえで、廃トナーを資源として有効利用
でき、しかも、超微粉である廃トナーのハンドリングが
容易な廃トナー処理方法および処理装置を提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、トナーの
成分および性状を調査した。その結果、トナーには、主
に樹脂からなるトナーＢと、樹脂に鉄粉を添加したトナ
ーＡとの２種類が存在することがわかった。表１は、ト
ナーＡとトナーＢとの成分、物性、製造比率を示したも
のである。
成分および性状を調査した。その結果、トナーには、主
に樹脂からなるトナーＢと、樹脂に鉄粉を添加したトナ
ーＡとの２種類が存在することがわかった。表１は、ト
ナーＡとトナーＢとの成分、物性、製造比率を示したも
のである。
【００１６】
【表１】 この表に示すように、市場の７０〜８０％を占めるトナ
ーＡの成分は、磁性を与えるための４０〜５０％重量の
鉄粉と、５０〜６０％重量の樹脂からなる。トナーＡの
成分は、より具体的には、スチレンアクリル樹脂３５
％，ポリエステル樹脂１７％，ポリオレフィン３％，鉄
粉（マグメタイト）４４％，染料（青色）１％とからな
り、主に一成分現像法の黒色トナーとして用いられる。
トナーＢの成分は、９０％重量の樹脂と顔料とからな
り、主に二成分現像法のカラートナーとして用いられ
る。また、トナーＡとトナーＢの物性を比較すると、比
重はトナーＡがトナーＢよりも鉄分を含むので若干大き
く、融点はトナーＡ，トナーＢいずれも略等しく、水溶
性はトナーＡ，トナーＢともほとんどないことがわかっ
た。そして、トナーＡ，トナーＢの性状は、いずれも粒
子径が数〜十数μｍの超微粒子である。なお、トナーＡ
には、鉄粉を８５〜９０％重量含むものも存在する。
ーＡの成分は、磁性を与えるための４０〜５０％重量の
鉄粉と、５０〜６０％重量の樹脂からなる。トナーＡの
成分は、より具体的には、スチレンアクリル樹脂３５
％，ポリエステル樹脂１７％，ポリオレフィン３％，鉄
粉（マグメタイト）４４％，染料（青色）１％とからな
り、主に一成分現像法の黒色トナーとして用いられる。
トナーＢの成分は、９０％重量の樹脂と顔料とからな
り、主に二成分現像法のカラートナーとして用いられ
る。また、トナーＡとトナーＢの物性を比較すると、比
重はトナーＡがトナーＢよりも鉄分を含むので若干大き
く、融点はトナーＡ，トナーＢいずれも略等しく、水溶
性はトナーＡ，トナーＢともほとんどないことがわかっ
た。そして、トナーＡ，トナーＢの性状は、いずれも粒
子径が数〜十数μｍの超微粒子である。なお、トナーＡ
には、鉄粉を８５〜９０％重量含むものも存在する。
【００１７】本発明者は、市場の７０〜８０％を占める
トナーＡが４０〜５０％重量鉄粉を含むこと、およびト
ナーＡ，Ｂいずれも粒子径が数〜十数μｍの超微粒子で
あることに着目し、製鉄所で廃トナーを有効利用するこ
と、具体的には焼結原料に廃トナーを混合し、この廃ト
ナーを混合した前記焼結原料を焼結する請求項１記載の
廃トナー処理方法を発明した。
トナーＡが４０〜５０％重量鉄粉を含むこと、およびト
ナーＡ，Ｂいずれも粒子径が数〜十数μｍの超微粒子で
あることに着目し、製鉄所で廃トナーを有効利用するこ
と、具体的には焼結原料に廃トナーを混合し、この廃ト
ナーを混合した前記焼結原料を焼結する請求項１記載の
廃トナー処理方法を発明した。
【００１８】この発明によれば、焼結原料に混合した廃
トナー中の鉄粉は鉄源として有効利用できる。また、廃
トナー中の樹脂の一部は燃焼し、粉コークスの代替えと
して有効利用でき、残りはガス化して焼結機の排風装置
に吸引される。廃トナーの樹脂分がガス化しても、廃ト
ナーは超微粒子であり、焼結原料に均一に分散されてい
るので、焼結鉱に悪影響を及ぼすおそれがない。また、
廃トナーを焼結原料に混合して焼結するので、廃トナー
が飛散することなく、廃トナーのハンドリングが容易に
なる。
トナー中の鉄粉は鉄源として有効利用できる。また、廃
トナー中の樹脂の一部は燃焼し、粉コークスの代替えと
して有効利用でき、残りはガス化して焼結機の排風装置
に吸引される。廃トナーの樹脂分がガス化しても、廃ト
ナーは超微粒子であり、焼結原料に均一に分散されてい
るので、焼結鉱に悪影響を及ぼすおそれがない。また、
廃トナーを焼結原料に混合して焼結するので、廃トナー
が飛散することなく、廃トナーのハンドリングが容易に
なる。
【００１９】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の廃トナー処理方法において、前記廃トナーを造粒装置
の前で前記焼結原料に添加し、前記造粒装置で前記廃ト
ナーおよび前記焼結原料を造粒して、前記廃トナーを前
記焼結原料に付着することを特徴とする。ここで、造粒
装置には、パッグミル、ドラムミキサー等が用いられ
る。
の廃トナー処理方法において、前記廃トナーを造粒装置
の前で前記焼結原料に添加し、前記造粒装置で前記廃ト
ナーおよび前記焼結原料を造粒して、前記廃トナーを前
記焼結原料に付着することを特徴とする。ここで、造粒
装置には、パッグミル、ドラムミキサー等が用いられ
る。
【００２０】廃トナーを焼結原料と一緒に造粒して廃ト
ナーを粗粒原料に付着すると、擬似粒子が形成される。
これにより、焼結機の原料層の通気性が悪化するのを防
止でき、焼結反応を均一かつ十分に進行することができ
る。また、既存の造粒装置を利用することで、新たな設
備を設けることなく、焼結原料に廃トナーを混合するこ
とができる。
ナーを粗粒原料に付着すると、擬似粒子が形成される。
これにより、焼結機の原料層の通気性が悪化するのを防
止でき、焼結反応を均一かつ十分に進行することができ
る。また、既存の造粒装置を利用することで、新たな設
備を設けることなく、焼結原料に廃トナーを混合するこ
とができる。
【００２１】さらに、請求項３の発明は、請求項２に記
載の廃トナー処理方法において、前記廃トナーを１次造
粒装置の前で前記焼結原料に添加し、１次造粒装置およ
び２次造粒装置で前記廃トナーおよび前記焼結原料を造
粒して、前記廃トナーを前記焼結原料に付着することを
特徴とする。
載の廃トナー処理方法において、前記廃トナーを１次造
粒装置の前で前記焼結原料に添加し、１次造粒装置およ
び２次造粒装置で前記廃トナーおよび前記焼結原料を造
粒して、前記廃トナーを前記焼結原料に付着することを
特徴とする。
【００２２】この発明によれば、１次、２次の造粒装置
で造粒するので、廃トナーおよび焼結原料の造粒をさら
に促進することができる。
で造粒するので、廃トナーおよび焼結原料の造粒をさら
に促進することができる。
【００２３】請求項４の発明は、請求項２に記載の廃ト
ナー処理方法において、前記廃トナーの一部または全量
を２次造粒装置の前で添加し、２次造粒装置で前記廃ト
ナーおよび前記焼結原料を造粒して、前記廃トナーを前
記焼結原料に付着することを特徴とする。
ナー処理方法において、前記廃トナーの一部または全量
を２次造粒装置の前で添加し、２次造粒装置で前記廃ト
ナーおよび前記焼結原料を造粒して、前記廃トナーを前
記焼結原料に付着することを特徴とする。
【００２４】この発明によれば、廃トナーを焼結原料と
一緒に造粒して廃トナーを粗粒原料に付着すると、擬似
粒子が形成される。これにより、焼結機の原料層の通気
性が悪化するのを防止でき、焼結反応を均一かつ十分に
進行することができる。また、既存の造粒装置を利用す
ることで、新たな設備を設けることなく、焼結原料に廃
トナーを混合することができる。
一緒に造粒して廃トナーを粗粒原料に付着すると、擬似
粒子が形成される。これにより、焼結機の原料層の通気
性が悪化するのを防止でき、焼結反応を均一かつ十分に
進行することができる。また、既存の造粒装置を利用す
ることで、新たな設備を設けることなく、焼結原料に廃
トナーを混合することができる。
【００２５】請求項５の発明は、請求項２ないし４いず
れかに記載の廃トナー処理方法において、前記焼結原料
に前記廃トナーを重量比０．５％以下添加することを特
徴とする。特に、廃トナーを重量比０．１％以下添加す
るのが望ましい。
れかに記載の廃トナー処理方法において、前記焼結原料
に前記廃トナーを重量比０．５％以下添加することを特
徴とする。特に、廃トナーを重量比０．１％以下添加す
るのが望ましい。
【００２６】表１に示すように、トナーは種類によって
成分が大きく異なり、廃トナー中の樹脂比率の最大バラ
ツキは４０％（５０〜９０％）ある。混合原料中の樹脂
成分のバラツキを通常の粉コークスの増減操作量である
０．２％以内に抑えるためには廃トナーの混合原料への
配合率は０．５％以下とすべきである。この場合の樹脂
成分のバラツキは最大でも０．５％×４０％＝０．２％
となる。混合原料への配合率を０．１％以下とすれば、
樹脂成分の配合率のバラツキは最大でも０．０４％にす
ぎず、廃トナーが成品焼結鉱へ及ぼす影響をほとんど無
視できる。また、廃トナーの樹脂成分は２００〜３００
℃で一部ガス化し、これが燃焼せずに電気集塵器に吸引
されると集塵機の火災を引き起こすおそれがあるが、
０．５％以下の配合率では廃ガス中の油脂分の実測値は
１ｐｐｍ程度の増加にすぎず、火災を引き起こすおそれ
もなくなる。
成分が大きく異なり、廃トナー中の樹脂比率の最大バラ
ツキは４０％（５０〜９０％）ある。混合原料中の樹脂
成分のバラツキを通常の粉コークスの増減操作量である
０．２％以内に抑えるためには廃トナーの混合原料への
配合率は０．５％以下とすべきである。この場合の樹脂
成分のバラツキは最大でも０．５％×４０％＝０．２％
となる。混合原料への配合率を０．１％以下とすれば、
樹脂成分の配合率のバラツキは最大でも０．０４％にす
ぎず、廃トナーが成品焼結鉱へ及ぼす影響をほとんど無
視できる。また、廃トナーの樹脂成分は２００〜３００
℃で一部ガス化し、これが燃焼せずに電気集塵器に吸引
されると集塵機の火災を引き起こすおそれがあるが、
０．５％以下の配合率では廃ガス中の油脂分の実測値は
１ｐｐｍ程度の増加にすぎず、火災を引き起こすおそれ
もなくなる。
【００２７】請求項６の発明は、焼結原料に廃トナーを
混合する廃トナー混合手段と、前記廃トナーが混合され
た前記焼結原料を焼結する焼結機とを備えることを特徴
とする廃トナー処理装置により、上述した課題を解決し
た。
混合する廃トナー混合手段と、前記廃トナーが混合され
た前記焼結原料を焼結する焼結機とを備えることを特徴
とする廃トナー処理装置により、上述した課題を解決し
た。
【００２８】この発明によれば、焼結原料に混合した廃
トナー中の鉄粉は鉄源として有効利用できる。また、廃
トナー中の樹脂の一部は燃焼し、粉コークスの代替えと
して有効利用でき、残りはガス化して焼結機の排風装置
に吸引される。廃トナーの樹脂分がガス化しても、廃ト
ナーは超微粒子であり、焼結原料に均一に分散されてい
るので、焼結鉱に悪影響を及ぼすおそれがない。また、
廃トナーを焼結原料に混合して焼結するので、廃トナー
が飛散することなく、廃トナーのハンドリングが容易に
なる。
トナー中の鉄粉は鉄源として有効利用できる。また、廃
トナー中の樹脂の一部は燃焼し、粉コークスの代替えと
して有効利用でき、残りはガス化して焼結機の排風装置
に吸引される。廃トナーの樹脂分がガス化しても、廃ト
ナーは超微粒子であり、焼結原料に均一に分散されてい
るので、焼結鉱に悪影響を及ぼすおそれがない。また、
廃トナーを焼結原料に混合して焼結するので、廃トナー
が飛散することなく、廃トナーのハンドリングが容易に
なる。
【００２９】さらに、請求項７の発明は、請求項６に記
載の廃トナー処理装置において、前記廃トナー混合手段
は、廃トナーを貯蔵するホッパーと、このホッパー内の
廃トナーを一定量切り出す定量切出し装置と、切り出さ
れた廃トナーを焼結原料輸送コンベヤ上に搬送する廃ト
ナー搬送装置と、前記廃トナーおよび前記焼結原料を造
粒する造粒装置を備えることを特徴とする。ここで、造
粒装置には、パッグミル、ドラムミキサー等が用いられ
る。
載の廃トナー処理装置において、前記廃トナー混合手段
は、廃トナーを貯蔵するホッパーと、このホッパー内の
廃トナーを一定量切り出す定量切出し装置と、切り出さ
れた廃トナーを焼結原料輸送コンベヤ上に搬送する廃ト
ナー搬送装置と、前記廃トナーおよび前記焼結原料を造
粒する造粒装置を備えることを特徴とする。ここで、造
粒装置には、パッグミル、ドラムミキサー等が用いられ
る。
【００３０】廃トナーを焼結原料と一緒に造粒して廃ト
ナーを粗粒原料に付着すると、擬似粒子が形成される。
これにより、焼結機の原料層の通気性が悪化するのを防
止でき、焼結反応を均一かつ十分に進行することができ
る。また、既存の造粒装置を利用することで、新たな設
備を設けることなく、焼結原料に廃トナーを混合するこ
とができる。
ナーを粗粒原料に付着すると、擬似粒子が形成される。
これにより、焼結機の原料層の通気性が悪化するのを防
止でき、焼結反応を均一かつ十分に進行することができ
る。また、既存の造粒装置を利用することで、新たな設
備を設けることなく、焼結原料に廃トナーを混合するこ
とができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の一実施形態における廃トナー処理装置について説明
する。図１は廃トナー処理装置の概略構成図を示すもの
である。この廃トナー処理装置は、廃トナーを焼結鉱製
造用原料（以下焼結原料という）に混合する廃トナー混
合手段としての廃トナー混合装置１と、廃トナーを混合
した焼結原料を焼結する焼結機２とを備える。
明の一実施形態における廃トナー処理装置について説明
する。図１は廃トナー処理装置の概略構成図を示すもの
である。この廃トナー処理装置は、廃トナーを焼結鉱製
造用原料（以下焼結原料という）に混合する廃トナー混
合手段としての廃トナー混合装置１と、廃トナーを混合
した焼結原料を焼結する焼結機２とを備える。
【００３２】廃トナー混合装置１は、焼結原料を種類毎
に貯蔵する複数の原料槽３と、原料槽３内の焼結原料を
所定量切り出す原料切り出し装置４と、切り出された焼
結原料を搬送する焼結原料輸送コンベヤ５と、この焼結
原料輸送コンベヤ５に廃トナーを供給する廃トナー供給
装置６と、廃トナーおよび焼結原料を造粒する造粒装置
としてのドラムミキサー７ａ，７ｂとで構成される。こ
の廃トナー混合装置１では、ドラムミキサー７ａ，７ｂ
は直列に２基配置された第１ドラムミキサー７ａおよび
第２ドラムミキサー７ｂを備える。
に貯蔵する複数の原料槽３と、原料槽３内の焼結原料を
所定量切り出す原料切り出し装置４と、切り出された焼
結原料を搬送する焼結原料輸送コンベヤ５と、この焼結
原料輸送コンベヤ５に廃トナーを供給する廃トナー供給
装置６と、廃トナーおよび焼結原料を造粒する造粒装置
としてのドラムミキサー７ａ，７ｂとで構成される。こ
の廃トナー混合装置１では、ドラムミキサー７ａ，７ｂ
は直列に２基配置された第１ドラムミキサー７ａおよび
第２ドラムミキサー７ｂを備える。
【００３３】図２は、廃トナー供給装置６を示したもの
である。廃トナーを焼結原料輸送コンベヤ５上に供給す
る廃トナー供給装置は、フレコンまたはローリー車で搬
入された廃トナーを貯蔵するホッパー８と、このホッパ
ー８内の廃トナーを一定量切り出す定量切出し装置とし
てのロータリーフィーダー９と、切り出された廃トナー
を焼結原料輸送コンベヤ５上に搬送する廃トナー搬送装
置としてのチェーンコンベヤ１０とで構成される。ここ
で、廃トナーが粉塵爆発を起こす可能性があるので、ホ
ッパー８には静電気対策が取られている。
である。廃トナーを焼結原料輸送コンベヤ５上に供給す
る廃トナー供給装置は、フレコンまたはローリー車で搬
入された廃トナーを貯蔵するホッパー８と、このホッパ
ー８内の廃トナーを一定量切り出す定量切出し装置とし
てのロータリーフィーダー９と、切り出された廃トナー
を焼結原料輸送コンベヤ５上に搬送する廃トナー搬送装
置としてのチェーンコンベヤ１０とで構成される。ここ
で、廃トナーが粉塵爆発を起こす可能性があるので、ホ
ッパー８には静電気対策が取られている。
【００３４】廃トナーは混合した焼結原料（以下混合原
料という）と一緒に回転する第１ドラムミキサー７ａに
供給される。第１ドラムミキサー７ａは廃トナーと混合
原料とを混合・造粒する。第１ドラムミキサー７ａには
原料を造粒するための温水または冷水添加装置が設置さ
れ、混合原料中の水分を一定値にコントロールしてい
る。温水または冷水添加装置は、原料水分が概そ７〜８
％になるように水を添加している。第１ドラムミキサー
７ａ内を原料が転動しながら進む際、添加された水の表
面張力により、微粉が粗粒に付着し擬似粒子が形成され
る。第１ドラムミキサー７ａである程度造粒された原料
は、第２ドラムミキサー７ｂに供給され、さらに造粒が
継続される。第２ドラムミキサー７ｂは造粒をさらに促
進する目的で使用されている。
料という）と一緒に回転する第１ドラムミキサー７ａに
供給される。第１ドラムミキサー７ａは廃トナーと混合
原料とを混合・造粒する。第１ドラムミキサー７ａには
原料を造粒するための温水または冷水添加装置が設置さ
れ、混合原料中の水分を一定値にコントロールしてい
る。温水または冷水添加装置は、原料水分が概そ７〜８
％になるように水を添加している。第１ドラムミキサー
７ａ内を原料が転動しながら進む際、添加された水の表
面張力により、微粉が粗粒に付着し擬似粒子が形成され
る。第１ドラムミキサー７ａである程度造粒された原料
は、第２ドラムミキサー７ｂに供給され、さらに造粒が
継続される。第２ドラムミキサー７ｂは造粒をさらに促
進する目的で使用されている。
【００３５】一般に、混合原料を焼結機で焼成する際、
微粉が多いと、焼結機上の原料の通気性が悪化し、焼成
速度が低下するので、生産性が低下する。この対策とし
て原料ホッパーと焼結機の間に大型の回転ドラムミキサ
ーを通常２機設置し、原料成分の均一化を図るとともに
造粒することにより、微粉を減らし、平均粒径を大きく
している。焼結原料としては、例えば、約５５％の鉄鉱
石粉、約１５％の所内回収ダスト、約１４％の返鉱（焼
結鉱のうち成品にするには粒径の小さすぎるもの）、そ
して、約１４％の石灰石、生石灰、じゃもん岩、ドロマ
イト等）と約３％のコークス粉（燃料）を使用する。焼
結原料の粒度は原料の種類によって各々異なるが、混合
したもの（以下混合原料という）の粒度構成は、例えば
表２の如くである。
微粉が多いと、焼結機上の原料の通気性が悪化し、焼成
速度が低下するので、生産性が低下する。この対策とし
て原料ホッパーと焼結機の間に大型の回転ドラムミキサ
ーを通常２機設置し、原料成分の均一化を図るとともに
造粒することにより、微粉を減らし、平均粒径を大きく
している。焼結原料としては、例えば、約５５％の鉄鉱
石粉、約１５％の所内回収ダスト、約１４％の返鉱（焼
結鉱のうち成品にするには粒径の小さすぎるもの）、そ
して、約１４％の石灰石、生石灰、じゃもん岩、ドロマ
イト等）と約３％のコークス粉（燃料）を使用する。焼
結原料の粒度は原料の種類によって各々異なるが、混合
したもの（以下混合原料という）の粒度構成は、例えば
表２の如くである。
【００３６】
【表２】 この表から、造粒前は、混合原料のうち粒径が０．２５
ｍｍから０．１２５ｍｍである細粒が１０％、さらに細
かい０．１２５ｍｍ（１２５μｍ）以下の微粉が６％を
占める。一方、造粒完了後の混合原料の粒度構成は、
０．２５ｍｍから０．１２５ｍｍの細粒が５％と減少
し、１２５μｍ以下の微粉が皆無となっている。また、
造粒前後で混合原料の平均粒径は２．１ｍｍから２．５
ｍｍに増加している。なお、生産性向上のために、焼結
原料の石灰石の一部を活性度の高い生石灰に代替し、造
粒性を高める場合もある。
ｍｍから０．１２５ｍｍである細粒が１０％、さらに細
かい０．１２５ｍｍ（１２５μｍ）以下の微粉が６％を
占める。一方、造粒完了後の混合原料の粒度構成は、
０．２５ｍｍから０．１２５ｍｍの細粒が５％と減少
し、１２５μｍ以下の微粉が皆無となっている。また、
造粒前後で混合原料の平均粒径は２．１ｍｍから２．５
ｍｍに増加している。なお、生産性向上のために、焼結
原料の石灰石の一部を活性度の高い生石灰に代替し、造
粒性を高める場合もある。
【００３７】図１に示すように、造粒された混合原料お
よび廃トナーは、原料供給装置１１を経て焼結機本体１
２のパレット上に装入される。点火炉１３は混合原料表
面のコークスに均一に着火する。焼結機本体１２はパレ
ットを自動的に排鉱側に送る。パレットの下部には風箱
が設けられていて、排風装置によって下側に風を吸引し
ているので、焼結原料中に混合されている粉コークスが
燃焼し、原料鉱石粒子の焼結反応および溶融反応が促進
する。
よび廃トナーは、原料供給装置１１を経て焼結機本体１
２のパレット上に装入される。点火炉１３は混合原料表
面のコークスに均一に着火する。焼結機本体１２はパレ
ットを自動的に排鉱側に送る。パレットの下部には風箱
が設けられていて、排風装置によって下側に風を吸引し
ているので、焼結原料中に混合されている粉コークスが
燃焼し、原料鉱石粒子の焼結反応および溶融反応が促進
する。
【００３８】このとき、廃トナー中の鉄分は、鉄源とし
て有効利用される。廃トナー中の樹脂の一部はコークス
として有効利用される。廃トナーは廃プラの一種である
が、廃プラの特徴として２００〜３００℃の雰囲気中で
ガス化して飛んでしまうことがある。廃プラをいきなり
１０００℃の雰囲気中におくと全部燃焼するが、徐々に
温度が上がる雰囲気中におくと必ずしも燃焼しない。こ
のため、廃トナーの一部は燃焼するが、残りはガス化し
て排風装置１３に吸引される。廃トナーの樹脂分がガス
化しても、廃トナーは超微粒子であり、焼結原料に均一
に分散されているので、焼結鉱に悪影響を与えるおそれ
がない。
て有効利用される。廃トナー中の樹脂の一部はコークス
として有効利用される。廃トナーは廃プラの一種である
が、廃プラの特徴として２００〜３００℃の雰囲気中で
ガス化して飛んでしまうことがある。廃プラをいきなり
１０００℃の雰囲気中におくと全部燃焼するが、徐々に
温度が上がる雰囲気中におくと必ずしも燃焼しない。こ
のため、廃トナーの一部は燃焼するが、残りはガス化し
て排風装置１３に吸引される。廃トナーの樹脂分がガス
化しても、廃トナーは超微粒子であり、焼結原料に均一
に分散されているので、焼結鉱に悪影響を与えるおそれ
がない。
【００３９】ところで、混合原料に対する粉コークスの
配合率は、上述のように、概ね３％程度が一般的であ
る。この粉コークスの配合率は非常に重要であり、混合
原料の成分、特にダスト中のカーボン量や含水量等によ
り、通常１回の操作量として±０．２％程度増減する。
配合率が過多の場合は原料が過溶融となり、通気性悪化
に起因した生産性低下や、成品焼結鉱の還元性状の悪化
が生じる。一方、配合率が不足する場合は、原料の焼結
不足から成品焼結鉱の冷間強度低下や成品焼結鉱の還元
粉化性状の悪化が生じる。
配合率は、上述のように、概ね３％程度が一般的であ
る。この粉コークスの配合率は非常に重要であり、混合
原料の成分、特にダスト中のカーボン量や含水量等によ
り、通常１回の操作量として±０．２％程度増減する。
配合率が過多の場合は原料が過溶融となり、通気性悪化
に起因した生産性低下や、成品焼結鉱の還元性状の悪化
が生じる。一方、配合率が不足する場合は、原料の焼結
不足から成品焼結鉱の冷間強度低下や成品焼結鉱の還元
粉化性状の悪化が生じる。
【００４０】一方、トナーは種類によって成分が大きく
異なり、廃トナー中の樹脂比率の最大バラツキは表１に
示すように４０％（５０〜９０％）程度ある。混合原料
中の樹脂成分のバラツキを通常の粉コークスの増減操作
量である０．２％以内に抑えるためには廃トナーの混合
原料への配合率は０．５％以下とすべきである。この場
合の樹脂成分のバラツキは最大でも０．５％×４０％＝
０．２％となる。さらに、混合原料への配合率を０．１
％以下とすれば、樹脂成分の配合率のバラツキは最大で
も０．０４％にすぎず、廃トナーが成品焼結鉱へ及ぼす
影響はほとんど無視できる。廃トナーの樹脂成分は２０
０〜３００℃で一部ガス化し、これが燃焼せずに電気集
塵機１４に吸引され、電気集塵機１４の火災を引き起こ
すおそれがあるが、０．５％以下の配合率では廃ガス中
の油脂分の実測値は１ｐｐｍ程度の増加にすぎず、火災
を引き起こすおそれもなくなる。一方、工業的には０．
１％の配合率でも、混合原料の６００Ｔ／Ｈ程度の処理
が可能な焼結機を使用すると、最大月間４３２Ｔ（６０
０Ｔ／Ｈ×０．１％×７２０Ｈ／月＝４３２Ｔ）の処理
が可能である。したがって、処理必要量１００〜２００
／月に対して充分な能力を有する。
異なり、廃トナー中の樹脂比率の最大バラツキは表１に
示すように４０％（５０〜９０％）程度ある。混合原料
中の樹脂成分のバラツキを通常の粉コークスの増減操作
量である０．２％以内に抑えるためには廃トナーの混合
原料への配合率は０．５％以下とすべきである。この場
合の樹脂成分のバラツキは最大でも０．５％×４０％＝
０．２％となる。さらに、混合原料への配合率を０．１
％以下とすれば、樹脂成分の配合率のバラツキは最大で
も０．０４％にすぎず、廃トナーが成品焼結鉱へ及ぼす
影響はほとんど無視できる。廃トナーの樹脂成分は２０
０〜３００℃で一部ガス化し、これが燃焼せずに電気集
塵機１４に吸引され、電気集塵機１４の火災を引き起こ
すおそれがあるが、０．５％以下の配合率では廃ガス中
の油脂分の実測値は１ｐｐｍ程度の増加にすぎず、火災
を引き起こすおそれもなくなる。一方、工業的には０．
１％の配合率でも、混合原料の６００Ｔ／Ｈ程度の処理
が可能な焼結機を使用すると、最大月間４３２Ｔ（６０
０Ｔ／Ｈ×０．１％×７２０Ｈ／月＝４３２Ｔ）の処理
が可能である。したがって、処理必要量１００〜２００
／月に対して充分な能力を有する。
【００４１】
【実施例】発明の実施例を以下に示す。６００Ｔ／Ｈの
焼結原料に０．６Ｔ／Ｈの廃トナーを添加し（配合率
０．１％）、第１ドラムミキサー（直径４．２ｍ、長さ
１４ｍ、回転速度６ｒｐｍ）に混合原料水分が８％にな
るように８０℃の温水を必要量添加し、造粒後さらに第
２ドラムミキサー（直径５ｍ、長さ１８．５ｍ、回転速
度４．８ｒｐｍ）にて造粒し、焼結鉱を製造した。廃ト
ナーの添加前後で表２に示した造粒後の原料粒度に変化
はなく、廃トナーは全量擬似粒子に取り込まれた。
焼結原料に０．６Ｔ／Ｈの廃トナーを添加し（配合率
０．１％）、第１ドラムミキサー（直径４．２ｍ、長さ
１４ｍ、回転速度６ｒｐｍ）に混合原料水分が８％にな
るように８０℃の温水を必要量添加し、造粒後さらに第
２ドラムミキサー（直径５ｍ、長さ１８．５ｍ、回転速
度４．８ｒｐｍ）にて造粒し、焼結鉱を製造した。廃ト
ナーの添加前後で表２に示した造粒後の原料粒度に変化
はなく、廃トナーは全量擬似粒子に取り込まれた。
【００４２】また、表３に示すように、廃トナーを０．
６Ｔ／Ｈ添加した場合、粉コークス配合率は３％から
２．９５％に低下し、０．０５％低減することができ
た。
６Ｔ／Ｈ添加した場合、粉コークス配合率は３％から
２．９５％に低下し、０．０５％低減することができ
た。
【００４３】
【表３】 廃トナー中の鉄分も焼結鉱として有効利用されている。
表４に示すように、生産性や成品焼結鉱の性状（強度、
還元指数、還元粉化指数）は、廃トナーの前後で全く変
化がみられず、本発明の有効性が立証された。
表４に示すように、生産性や成品焼結鉱の性状（強度、
還元指数、還元粉化指数）は、廃トナーの前後で全く変
化がみられず、本発明の有効性が立証された。
【００４４】
【表４】 なお、この実施例では廃トナーの全量を第１ドラムミキ
サーの手前で添加したが、その一部または全量を第２ド
ラムミキサーの手前で添加しても同等の効果が得られ
た。
サーの手前で添加したが、その一部または全量を第２ド
ラムミキサーの手前で添加しても同等の効果が得られ
た。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
焼結原料に廃トナーを混合し、この廃トナーを混合した
焼結原料を焼結したので、焼結原料に混合した廃トナー
中の鉄粉は鉄源として有効利用される。また、廃トナー
中の樹脂の一部は燃焼し、粉コークスの代替えとして有
効利用でき、残りはガス化して排風装置に吸引される。
廃トナーの樹脂分がガス化しても、廃トナーは超微粒子
であるので、焼結原料に均一に分散することができ、焼
結鉱に影響を与えることがない。
焼結原料に廃トナーを混合し、この廃トナーを混合した
焼結原料を焼結したので、焼結原料に混合した廃トナー
中の鉄粉は鉄源として有効利用される。また、廃トナー
中の樹脂の一部は燃焼し、粉コークスの代替えとして有
効利用でき、残りはガス化して排風装置に吸引される。
廃トナーの樹脂分がガス化しても、廃トナーは超微粒子
であるので、焼結原料に均一に分散することができ、焼
結鉱に影響を与えることがない。
【図１】本発明の一実施形態における廃トナー混合装置
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態における焼結機を示す概略
図である。
図である。
７ａ 第１ドラムミキサー（一次造粒装置） ７ｂ 第２ドラムミキサー（二次造粒装置） ２ 焼結機 １ 廃トナー混合装置（廃トナー混合手段） ８ ホッパー ９ ロータリーフィーダー（定量切出し装置） ５ 焼結原料輸送コンベヤ １０ チェーンコンベヤ（廃トナー搬送装置）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D004 AA22 CA14 CA15 CA30 CA37 CB09 CB34 CB50 CC11 DA03 DA09 DA10 DA11 DA20 4H012 HA07
Claims (7)
- 【請求項１】 焼結原料に廃トナーを混合し、この廃ト
ナーを混合した前記焼結原料を焼結することを特徴とす
る廃トナー処理方法。 - 【請求項２】 前記廃トナーを造粒装置の前で前記焼結
原料に添加し、前記造粒装置で前記廃トナーおよび前記
焼結原料を造粒して、前記廃トナーを前記焼結原料に付
着することを特徴とする請求項１に記載の廃トナー処理
方法。 - 【請求項３】 前記廃トナーを１次造粒装置の前で前記
焼結原料に添加し、１次造粒装置および２次造粒装置で
前記廃トナーおよび前記焼結原料を造粒して、前記廃ト
ナーを前記焼結原料に付着することを特徴とする請求項
２に記載の廃トナー処理方法。 - 【請求項４】 前記廃トナーの一部または全量を２次造
粒装置の前で添加し、２次造粒装置で前記廃トナーおよ
び前記焼結原料を造粒して、前記廃トナーを前記焼結原
料に付着することを特徴とする請求項２に記載の廃トナ
ー処理方法。 - 【請求項５】 前記焼結原料に前記廃トナーを重量比
０．５％以下添加することを特徴とする請求項２ないし
４いずれかに記載の廃トナー処理方法。 - 【請求項６】 焼結原料に廃トナーを混合する廃トナー
混合手段と、この廃トナーを混合した前記焼結原料を焼
結する焼結機とを備えることを特徴とする廃トナー処理
装置。 - 【請求項７】 前記廃トナー混合手段は、前記廃トナー
を貯蔵するホッパーと、このホッパー内の前記廃トナー
を一定量切り出す定量切出し装置と、切り出された廃ト
ナーを焼結原料輸送コンベヤ上に搬送する廃トナー搬送
装置と、前記廃トナーおよび前記焼結原料を造粒する造
粒装置を備えることを特徴とする請求項６に記載の廃ト
ナー処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627799A JP3738606B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 廃トナー処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17627799A JP3738606B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 廃トナー処理方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001003063A true JP2001003063A (ja) | 2001-01-09 |
| JP3738606B2 JP3738606B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=16010776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17627799A Expired - Fee Related JP3738606B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | 廃トナー処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3738606B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1467262A2 (en) * | 2003-03-19 | 2004-10-13 | Ricoh Company, Ltd. | Recycling method and system for separating and processing toner from used paper, to reuse both paper sheets and developer |
| US7010248B2 (en) | 2002-07-04 | 2006-03-07 | Ricoh Company, Limited | Toner recycling method and toner recycling system |
| US7632330B2 (en) * | 2006-03-13 | 2009-12-15 | Michigan Technological University | Production of iron using environmentally-benign renewable or recycled reducing agents |
| JP2011105975A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Kashima Senko Kk | 鉄原料の塊成方法およびその塊成設備 |
| WO2013150862A1 (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高反応性高炉用原料の製造方法 |
-
1999
- 1999-06-23 JP JP17627799A patent/JP3738606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7010248B2 (en) | 2002-07-04 | 2006-03-07 | Ricoh Company, Limited | Toner recycling method and toner recycling system |
| EP1467262A2 (en) * | 2003-03-19 | 2004-10-13 | Ricoh Company, Ltd. | Recycling method and system for separating and processing toner from used paper, to reuse both paper sheets and developer |
| EP1467262A3 (en) * | 2003-03-19 | 2005-01-05 | Ricoh Company, Ltd. | Recycling method and system for separating and processing toner from used paper, to reuse both paper sheets and developer |
| CN100429581C (zh) * | 2003-03-19 | 2008-10-29 | 株式会社理光 | 再循环方法和用于该再循环方法的再循环系统 |
| US7632330B2 (en) * | 2006-03-13 | 2009-12-15 | Michigan Technological University | Production of iron using environmentally-benign renewable or recycled reducing agents |
| JP2011105975A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Kashima Senko Kk | 鉄原料の塊成方法およびその塊成設備 |
| WO2013150862A1 (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-10 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高反応性高炉用原料の製造方法 |
| JP5505576B2 (ja) * | 2012-04-03 | 2014-05-28 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高反応性高炉用原料の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3738606B2 (ja) | 2006-01-25 |
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