JP2001123005A - 発泡スチロールの減容方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一般家庭や業務等から多量に排出される各種発
泡スチロールのゴミを対象として、減容発泡スチロール
の品質が高く、ランニングコストの低い、発泡スチロー
ル減容方法、減容装置。 【解決手段】 本発明に係る発泡スチロールの減
容処理方法は、カッター付ミキサーの原理を利用したも
のである。発泡スチロールが減容タンク内で水溶液の攪
拌作用を使い、カッターで細かく破砕し、水溶液と攪拌
しながら高速に攪拌している所に、減容液を注入する
と、細かく破砕した発泡スチロールは急激に減容し始め
る。また攪拌を止めることで、分離する性質、を利用し
て、減容発泡スチロールを分離回収している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する技術分野】本発明は、一般家庭や業務等
から多量に排出される各種発泡スチロールの破砕化およ
び減容化の方法、装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡スチロールは安価で軽く，断熱性・
緩衝性に富み，衛生的で商品価値を高めることから，急
速に使用範囲が広がり，今では保冷・保温用コンテナボ
ックス，食品トレー，魚箱など各種機器用の緩衝材ある
いは梱包材、包装材で使用され，大変身近な物となって
いる。しかし使用された後は即ゴミ化してしまう。この
ため、最近では発泡スチロールの処理が大きな社会問題
になっている。

【０００３】また、発泡スチロールの処理は埋立、焼
却、が大半を占めている。埋立処分はごみとして埋めて
も嵩高く決して腐らず、自然に風化することはなく土に
還元されない。また、埋め立て地不足の問題を抱えて維
持・継続することが困難な状況になっている。焼却処分
は発泡スチロールの発熱量が高過ぎ、悪臭を伴う黒煙が
発生して周辺の空気が汚染されるだけでなく、焼却時に
発生する高熱によって焼却炉が損傷しやすすくなる問題
がある。長所に反比例する短所の多さは、そのまま環境
への負荷とつながっている。しかし、近年の環境保護、
省資源化、循環社会の構築の機運により、投棄に際して
もなるべく減容化すること、更にはサーマル・リサイク
ル、マテリアル・リサイクルの普及促進が望まれてい
る。

【０００４】リサイクル方法としては発泡スチロールを
ペレット状にして搬送する方法、発泡スチロールを加熱
して圧縮する方法、加熱オイルを利用する方法、摩擦発
熱を利用する方法、等が一部実用化している。しかしこ
れらの方法も熱を加えて体積を縮小するため、ポリスチ
レンの化学構造を破壊するので、再生品の質を極端に落
としてしまう、また発泡スチロールの分解ガスや、発泡
スチロールの容器に付着している魚の鱗や骨などの残査
などから強い悪臭が発生し、作業上の危険が伴い、特に
火災の原因になる。

【０００５】また溶剤で処理する方法としては、柑橘類
の皮から生成される「ｄ−リモネン」や「エステル系植
物油」が実用化している。しかし天然物であり供給量が
限られ、高価格である、引火点が４０℃〜９５℃と低く
火災の危険性が伴う。

【０００６】発泡スチロールの減容液として、Ｏ／Ｗエ
マルジョンの有効性に付いてのことが、特開平５−１３
８１４６号広報に開示されている。この出願の発明者ら
の追試によると、Ｏ／Ｗ型エマルジョンの浸漬する手段
によれば、処理温度が１００℃以下のため作業性の安全
性、省エネ性、発泡スチロールの熱分解を避けることが
出来、Ｏ／Ｗ型エマルジョンの場合には必要以上の油を
減容化した発泡スチロールの内部に持ち込まない、即ち
油の消費量を必要最少量とどめることが出来るなどの利
点が確認されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし同時に上記追試
による、Ｏ／Ｗ型エマルジョンを利用した発泡スチロー
ルの減容方法は次の問題点があることが判明した。Ｏ／
Ｗ型エマルジョンを形成するため、減容液のほかに界面
活性剤、消泡剤が必要となり、減容発泡スチロールに複
数のエマルジョン化した不純物、が含まれることにな
る。マテリアル・リサイクルを行う場合、不純物を取り
除く工程、コストが増えることになる。現在では、いか
に減容ランニングコスト低く、安全性、再生コストの低
いものが求められている。

【０００８】発泡スチロールは回収さえしてしまえば、
発泡スチロールの利用価値は高く、しかし、回収を促進
しない一番のネックとなっているのは、その体積がかさ
ばること。重さのわりにかさばるので、収集・運送の回
数が多くなって、コストが割高になる。発泡スチロール
の減容処理のランニングコストが高いため、焼却、およ
び埋立されていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る発泡スチロ
ールの減容処理方法は、カッター付ミキサーの原理を逆
に利用したものである。本来カッター付ミキサーは、比
重の近い液体、固体等の複数の攪拌物を粉砕し均一に攪
拌するものである。本発明は水溶液と発泡スチロールの
比重では絶対に混ざらない特性を利用したもので、（水
比重１．０ 発泡スチロール比重０．０２）カッター付
ミキサーの粉砕力と攪拌力を使い、破砕した発泡スチロ
ールを強制的に水溶液と均一に攪拌している。また攪拌
を止めることで、分離する性質を利用して、減容発泡ス
チロールを分離回収している。

【００１０】発泡スチロールの減容処理方法は発泡スチ
ロールが減容タンク内で水溶液の攪拌作用を使い、カッ
ターで細かく破砕し、水溶液と攪拌しながら高速に攪拌
している所に、減容液を注入すると、細かな減容液分子
となり均一に混ざり始める。水溶液と、細かく破砕した
発泡スチロールと、減容液分子は均一な状態に混ざり始
めると、細かく破砕した発泡スチロールは急激に減容し
始め、数十秒後には粒状又は粉状の減容発泡スチロール
が出来る。従来の技術に基づく発泡スチロールの処理方
法とは違い火を使わず、常温での減容が可能で、何処で
も入手可能な安価な減容液（灯油等）が使用でき、破砕
と減容が同一装置で行える。

【００１１】攪拌に使用する水溶液としては何処にでも
入手可能な水を使用している。図３の破砕工程時に発泡
スチロールに付着したゴミ等の不純物の洗浄効果が期待
できる。必要ならば、水溶液に若干の中性洗剤を少し投
入すると、図３の破砕工程時に発泡スチロールに付着し
たゴミ等の不純物の洗浄効果がより期待できる。水溶液
の温度は１００℃以下だが、水溶液は温度が高いほうが
減容液はより細かな減容液の分子となり、水溶液に均一
に混ざりやすくなる。実用的には３０℃前後から７０℃
前後で十分減容する。

【００１２】発泡スチロールを減容時に使用する、減容
液としては何処でも入手可能で安価な灯油を使用してい
る。図４の減容工程時に破砕発泡スチロールを減容す
る。理論的にあらゆる動・植物油または鉱物油並びにこ
れらの混合油が適応可能である。減容液の選定基準は図
４の減容工程時で、発泡スチロールの減容率の違い、水
溶液の温度の違い、減容液のランニングコストの違い、
人体への危険性等を十分考慮に入れて選定すべきであ
る。図４の減容工程時に注入減容液の量は水溶液の容積
割合に対して約０．５％〜約５０％の量である。減容液
の注入量が多いほど、減容率は高い傾向がある。減容液
は揮発性の高い油ほど、減容率は高くなる傾向がある。
揮発性の低い油は水溶液の温度を高めることで、水溶液
に混ざりやすくなる。減溶液が灯油の場合の実験例を表
１に示す。

【発明実施の形態】

【００１３】

【実施例】以下、本発明の構造を図に基づき説明する。
図１は本発明の減容装置の一実施例を示す。装置全体は
発泡スチロール２９を破砕、減容する減容タンク１、破
砕発泡スチロール３２を減容する減容液注入装置２、減
容発泡スチロール３３を排出する保水装置３、減容発泡
スチロール３３を受け取る受け皿４からなる。

【００１４】減容タンク１は上部から発泡スチロール２
９を投入する投入口５に開閉蓋６が設けてある。減容タ
ンク１の下部には発泡スチロール２９を破砕・攪拌する
カッター・攪拌羽根７、が設けてある。カッター・攪拌
羽根７は軸受けとシール８で保持され、カップリング９
を介してモーター１０とつながっている。減容タンク１
の下部には、減容タンク１内の水溶液３０のレベルを調
節するための開口１１が設けてある。減容タンク１の下
部側面には、減容液注入口１２が設けてある。減容タン
ク１の上部側面には減容発泡スチロール３３を排出する
排出口１３を設けてある。減容タンク１側面には、均一
に攪拌できるようリブ１４が設けてある。減容タンク１
の側面には、図２の投入工程時に均一な量の水溶液３０
の張込みが出来るレベル・センサー１５が付く。

【００１５】減容液注入装置２は減容液タンク１６に減
容液注入ポンプ１７が配管１８でつながっている。減容
液注入ポンプ１７と減容液注入口１２が配管１９でつな
がっている。減容液注入装置２は、図４の減容工程時に
一定量の減容液３１を減容液注入口１２より注入する。

【００１６】保水装置３は水溶液タンク２０に張込み回
収ポンプ２１が配管２２でつながっている。張込み回収
ポンプ２１と開口１１が配管２３でつながっている。保
水装置３の側面には水溶液３０の温度を調節するための
電気ヒーター２４が設けてある。保水装置３の側面上部
には水溶液戻り口２５が設けてある。保水装置３の底部
には配管２２が水溶タンク２０の内部に若干突き出た位
置に取付けてある。水溶液タンクの底部に溜まったゴミ
等の不純物３４をドレンバルブ２６より排出できるよう
になっている。

【００１７】受け皿４は減容発泡スチロール３３が排出
された時に、若干の水溶液３０も同時に排出されるの
で、水切り２７が設けてある。受け皿４の底部と水溶液
戻り口２５にドレン配管２８が設け、水溶液３０が水溶
液タンク２０に戻るようにしてある。

【００１８】図２〜図７は図１の減容装置に係る処理工
程を説明図で示すものである。

【００１９】図２は投入工程を示すものである。開閉蓋
６を開け任意の大きさの発泡スチロール２９を一定量、
減容タンク１に投入し開閉蓋６を閉じる。この時、減容
タンク１内にはレベル・センサー１５の位置まで、電気
ヒーター２４で温度管理された水溶液３０が入ってい
る。

【００２０】図３は破砕工程を示すものである。減容タ
ンク１の下部に取付けたモーター１０とつながっている
カッター・攪拌羽根７が高速に回転することで、水溶液
３０と、発泡スチロール２９を攪拌しながら破砕を行
う。破砕発泡スチロール３２の大きさは、カッター・攪
拌羽根７の回転数、回転時間、カッター・攪拌羽根の角
度、カッター・攪拌羽根の羽根の枚数で破砕発泡スチロ
ール３２の大きさを調節することができる。生産性を上
げるために、あらかじめ破砕発泡スチロール３２を用意
すれば、この破砕工程は不用になり、減容タンク１の下
部に取付けた、カッター・攪拌羽根７の機能は不要で、
攪拌羽根だけの機能で良い。

【００２１】図４は減容工程を示すものである。減容タ
ンク１の下部に取付けたモーター１０とつながっている
カッター・攪拌羽根７が高速に回転し破砕した、破砕発
泡スチロール３２と水溶液３０が均一に攪拌している時
に減容液注入装置２より一定量の減容液３１を減容液注
入口１２から注入する。減容液３１は均一に攪拌してい
る水溶液３０と破砕発泡スチロール３２の中に細かな減
容液分子となり均一に混ざり始める。水溶液３０と破砕
発泡スチロール３２と減容液分子は均一な状態に混ざり
始めると、破砕発泡スチロール３２は急激に減容し始
め、減溶液３１は破砕発泡スチロール３２の親和性から
減容発泡スチロール３３に取り込まれる。減容液３１を
投入してから数十秒後には粒状又は粉状の減容発泡スチ
ロール３３が出来る。減容率はＥＰＳで約１／２５、Ｐ
ＳＰで約１／１５の粒状、粉状の減容発泡スチロール３
３ができる。必要があれば、減容液３１を揮発性の高い
物を使用する、又は減容液３１の注入量を増やす、又は
水溶液３０の温度を高くする、事で減容発泡スチロール
３３の粒状同士が溶融したインゴットの減容発泡スチロ
ール３３も、作ることが出来る。減溶液３１が灯油の場
合の実験例を表１に示す。

【表１】

【００２２】図５は減容工程終了を示すものである。減
容タンク１の下部に取付けたカッター・攪拌羽根７の回
転を止める。減容発泡スチロール３３と水溶液３０は比
重差で上下に分離する。この時に図３の破砕工程時に発
生した水溶液３０の比重より重いゴミ等の不純物３４は
減容タンク１の底部に沈殿する。

【００２３】図６は排出工程を示すものである。減容タ
ンク１の下部の開口１１より保水装置３から水溶液３０
を減容タンク１に張込む。減容発泡スチロール３３は保
水装置３から張込まれた水溶液３０で排出口１３より水
溶液３０と減容発泡スチロール３３が同時に排出され
る。減容発泡スチロール３３と水溶液３０は受け皿４の
水切り２７の上に排出される。また水溶液３０は受け皿
４の底部よりドレン配管２８を通り保水装置３の水溶液
戻り口２５に戻される。

【００２４】図７は水溶液回収工程を示すものである。
減容タンク１の下部の開口１１より保水装置３へ水溶液
３０を減容タンク１より、レベル・センサー１５の位置
まで回収する。この時、減容タンク１の下部に沈殿した
ゴミ等の不純物３４は保水装置３に回収される。

【００２５】図２から図７が本装置の減容サイクルの基
本系を示すものである。継続して発泡スチロールを減容
する場合は図２から繰り返して行うことで作業を続ける
事が出来る。

【発明の効果】簡単な構造で発泡スチロールを減容する
ことが出来るため、スーパーマーケット、商店、レスト
ランなどにも容易に設置かつ使用できる。減量化により
収集運送効率を著しく向上できる。減容率はＥＰＳで約
１／２５、ＰＳＰで約１／１５の粒状、粉状の減容発泡
スチロールが出来る。洗浄しながら発泡スチロールを破
砕減容するため、ゴミ等の不純物の混じることが少ない
ため、変色の少ない減容発泡スチロールが出来る。減容
発泡スチロールの中には最小限の油しか含まれていない
ため、減容液の油の消費量も著しく少ない。減容処理温
度が低いため、ポリシチレンの成分破壊が無い。粒状、
粉状の減容発泡スチロールはサーマル・リサイクルの粉
体燃料としての使用出来る。変色の少ない減容発泡スチ
ロールが出来るため高品質のマテリアル・リサイクルの
材料に出来る。減容液と水溶液の温度を変えることで、
その他の廃プラ等も減容可能な減容方法、減容装置であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の装置全体を示した断面正面図

【図２】投入工程を示した断面正面図

【図３】破砕工程を示した断面正面図

【図４】減容工程を示した断面正面図

【図５】減容工程終了を示した断面正面図

【図６】排出工程を示した断面正面図

【図７】水溶液回収工程を示した断面正面図

【符号の説明】

１減容タンク ２減容液注入装置 ３保水装置 ４受け皿 ５投入口 ６開閉蓋 ７カッター・攪拌羽根 ８軸受・シール ９カップリング １０モーター １１開口 １２減容液注入口 １３排出口 １４リブ １５レベル・センサー １６減容液タンク １７減容液注入ポンプ １８配管 １９配管 ２０水溶液タンク ２１張込み回収ポンプ ２２配管 ２３配管 ２４電気ヒーター ２５水溶液戻り口 ２６ドレンバルブ ２７水切り ２８ドレン配管 ２９発泡スチロール ３０水溶液 ３１減容液 ３２破砕発泡スチロール ３３減容発泡スチロール ３４ゴミ等の不純物

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水溶液中で発泡スチロールと減容液を攪拌
   しながら減容する減容処理方法。
2. 【請求項２】発泡スチロール２９を破砕、減容する減容
   タンク１と減容液注入装置２と減容発泡スチロール３３
   を排出する保水装置３と受け皿４を備えた、発泡スチロ
   ール減容装置。