JP2002105468A - 固形燃料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】廃段ボールを有効に利用して固形燃料を提供す
る。 【解決手段】廃段ボールを破断して撹拌槽１０に投入し
て撹拌しながらほぼ離解し、脱水混合槽１２内において
必要に応じて糊剤と混合し、成形型１７を用いて加圧成
形するとともに、所定の形状に加圧成形された廃段ボー
ル塊を乾燥させて固形燃料２５とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は固形燃料およびその
製造方法に係り、とくに廃段ボールから成る固形燃料お
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平５−２９５３７６号公報に
は、有機廃棄物の脱水物に、化学反応によって酸素を発
生する酸素発生剤を混入した有機廃棄物機能材が開示さ
れている。このような有機廃棄物機能材は、着火すると
酸素が発生して燃焼が容易となり、また土壌中に保存し
たり飼料中に混入すると酸素を徐々に放出して分解、発
酵を起し易い。従って木材や炭と同様の燃料として利用
できる他、肥料、飼料等の各種の用途に利用することが
でき、有機廃棄物を公害を出すことなく処理して有効利
用することができるようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】各種の物品を物流に供
するために、段ボールによって製造される段ボールケー
スの包装箱が広く用いられている。このような包装箱は
リサイクル可能であって、段ボールシートを打抜く際の
打抜き細片や使用済みのものを再生して再び段ボールを
製造することが可能になり、これによって繰返し利用、
すなわちリサイクルが可能になる。

【０００４】しかし通常の段ボールの場合には、かなり
の割合で焼却廃棄処理が行なわれているのが現状であ
る。ところが段ボールは比較的良質のパルプから製造さ
れ、燃焼の際の発生カロリーも多いという特徴を有して
いる。従ってこのような段ボールの廃棄物を有効利用す
ることによって、良質の燃料を製造することが可能であ
るにもかかわらず、従来はその有効利用がほとんどなさ
れていなかった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、廃段ボールを利用した固形燃料および
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】固形燃料に関する主要な
発明は、段ボールの破断片をほぼ離解固化して成る固形
燃料に関するものである。ここで固形燃料中に糊剤が混
入されていてもよい。また固形燃料はその密度が０．１
５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 、より好ましくは０．２４〜
０．４０ｇ／ｃｍ3 の範囲内であってよい。

【０００７】製造方法に関する発明は、段ボールの破断
片を水中に投入してほぼ離解する工程と、ほぼ離解され
た段ボールを成形型に入れて脱水しながら加圧成形する
工程と、加圧成形された段ボールを乾燥する工程と、を
具備する固形燃料の製造方法に関するものである。ここ
でほぼ離解した段ボール中に糊剤を添加混入してよい。
添加混入される糊剤としては、澱粉糊あるいは酢酸ビニ
ール系のグルー糊が用いられてよい。また上記のような
方法で製造された固形燃料を焼成して炭化させるように
してもよい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係
る固形燃料を製造するための製造装置の概要を示すもの
であって、この装置は撹拌槽１０を備えている。撹拌槽
１０内には撹拌翼が設けられており、この撹拌翼によっ
て投入された廃段ボールの破断片がほぼ離解されるよう
になっている。そして撹拌槽１０は連通管１１を介して
脱水混合槽１２に連通されている。また脱水混合槽１２
には注出管１３が接続されており、この注出管１３によ
ってほぼ離解した廃段ボールの排出を行なうようにして
いる。

【０００９】上記注出管１３によって受けるように成形
型１７が移動される。成形型１７は固形燃料の形状に対
応する成形型であって、例えばここでは角柱状の凹部を
備え、このような凹部によって角柱状の固形燃料の成形
を行なうようにしている。また成形型１７内に投入され
た廃段ボールを押圧するための押圧子１８と、成形型１
７から固化された廃段ボールを押出すプッシャ１９とが
設けられている。そしてプッシャ１９によって押出され
た固形燃料２５を受けて乾燥するようにコンベア２０が
配されている。

【００１０】このような装置によって固形燃料を製造す
る場合には、撹拌槽１０内に破断された段ボールの細片
を投入し、撹拌翼によって水中で撹拌を行なう。これに
よって段ボールの破断片はある程度までほぼ離解される
ものの、繊維をばらばらな状態にするには至っていな
い。このような半溶解状態において、廃段ボールを連通
管１１を通して脱水混合槽１２に供給し、この脱水混合
槽１２内において糊剤を添加する。糊剤としては澱粉糊
あるいは酢酸ビニール系樹脂から成るグルー糊が用いら
れてよい。またこの混合槽１２において脱水処理がなさ
れ、水が幾分か分離される。

【００１１】糊剤が添加されるとともに脱水された廃段
ボールは注出管１３によって成形型１７に投入される。
そして成形型１７内の廃段ボールは押圧子１８によって
押圧固化される。そして固化された段ボールはプッシャ
１９によって押出され、コンベアベルト２０上に移載さ
れる。コンベアベルト２０は廃段ボールの固形物を乾燥
固化する図外の乾燥手段を備えており、この乾燥手段に
よって乾燥させると角柱状の固形燃料２５が得られる。

【００１２】撹拌槽１０に投入される段ボールの破断片
は、廃棄処理を行なうための回収された段ボール、すな
わち使用済みの段ボールケースを構成する段ボールであ
ってよい。あるいはまた段ボールシートから段ボール箱
を製造するために打抜く際における打抜きカスであって
よい。このような廃段ボールは破断機によって所定の寸
法以下の大きさに破断される。従ってこのような廃段ボ
ール材料の破断片によって、角柱状の固形燃料２５が得
られるようになる。

【００１３】このような固形燃料２５はゴミ処理場にお
ける助燃材として好んで用いられる。また発電用ボイラ
の燃料として用いられる。この場合には燃焼によって生
じたエネルギで発電が行なわれることになる。またこの
ような固形燃料２５を酸素を含まない雰囲気中で焼成す
ることによって、固形燃料２５とほぼ同一の形状の炭を
生産することが可能になる。従って固形燃料２５を炭に
して燃料として用いることができ、あるいはまた吸着材
として利用することが可能になる。

【００１４】

【実施例】実施例１〜６ これらの実施例においては、細かく破断された廃段ボー
ルを原料とし、このような細かい廃段ボールに澱粉糊を
添加し、これによって表１に示すような固形燃料を製造
した。このような固形燃料はその密度が０．２８〜０．
３８ｇ／ｃｍ3の値を有していた。

【００１５】実施例７〜１２ これらの実施例においては、大きな破断片から成る廃段
ボールに澱粉糊を添加して固形燃料を製造した。実施例
７〜１２の組成は表２に示される。これらの実施例の固
形燃料の密度は０．２６〜０．３７ｇ／ｃｍ3 の範囲内
である。

【００１６】実施例１３〜１８ これらの実施例においては、細かく破断された廃段ボー
ルに酢酸ビニール系のグルー糊を添加して固形燃料を製
造した。それぞれの実施例の仕様は表３に示される。表
３から明らかなように、これらの固形燃料の密度は０．
２８〜０．３８ｇ／ｃｍ3 の値であった。

【００１７】実施例１９〜２４ これらの実施例においては、大きな寸法に破断された廃
段ボールに酢酸ビニール系のグルー糊を添加して固形燃
料を製造した。その組成割合等は表４に示される。表４
から明らかなように、得られた固形燃料の密度は０．２
４〜０．４０の範囲内であった。

【００１８】実施例２５〜２７ これらの実施例においては、糊剤を用いることなく、細
かく破断された廃段ボールを水でほぼ離解して固形燃料
を製造した。その仕様は表５に示される。表５から明ら
かなように、固形燃料の密度は０．２４〜０．３６ｇ／
ｃｍ3 の範囲内であった。

【００１９】実施例２８〜３０ これらの実施例においては、大きく破断された廃段ボー
ルを水にほぼ離解して固形燃料を成形した。その仕様は
表６に示される通りである。またこれらの実施例の固形
燃料の密度は０．２６〜０．３８ｇ／ｃｍ3 の範囲内で
あった。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】

【表５】

【００２５】

【表６】

【実験例】上記実施例１〜３０の各種の固形燃料を用い
て種々の実験を行なった。これらの実験結果を以下に示
す。

【００２６】実験例１ 実施例７、８、および９の澱粉糊を混入した固形燃料を
用いて密度に対する燃焼時間の差を調べたところ、図２
に示すように密度が高いほど燃焼時間が長いことが判明
した。

【００２７】実験例２ 澱粉糊を用いた実施例１０、１１、１２の固形燃料を用
い、密度に対する燃焼温度の差異を調べたところ、密度
が高いほど燃焼温度が高くなることが図３によって明ら
かになった。

【００２８】実験例３ 澱粉糊を混入した実施例３、６の固形燃料について、糊
の量による燃焼時間の差異を調べたところ、図４に示す
ような結果になった。この結果から明らかなように、糊
剤の量が多くなるほど燃焼時間が長くなることが判明し
た。

【００２９】実験例４ 澱粉糊を用いた実施例４、１０の固形燃料について、投
入される段ボールの破断片の大きさが大きい場合と細か
い場合とで燃焼時間がどのように異なるか調べたとこ
ろ、図５に示すデータから明らかなように、段ボールの
破断片の大きさが細かい方が高温時の安定時間が長いこ
とが判明した。

【００３０】実験例５ グルー糊を混入した実施例１９、２０、および２１の固
形燃料を用い、密度による燃焼時間の差を調べたとこ
ろ、密度が高いほど燃焼時間が長いことが図６に示すよ
うに明らかになった。

【００３１】実験例６ 実施例２５、２６、および２７の糊を用いない固形燃料
について密度による燃焼温度の差を調べたところ、図７
に示すように密度が高いほど燃焼温度が高いことが判明
した。

【００３２】実験例７ グルー糊を混入した実施例２１および２４の固形燃料用
いて糊剤の含有量による燃焼時間の差異を調べたとこ
ろ、図８に示すように、糊の含有量が少ない方が燃焼時
間が長いことが判明した。

【００３３】実験例８ グルー糊を用いた実施例１５および実施例２１の固形燃
料によって、破断片の大きさに対して燃焼時間がどのよ
うな変化するかを調べたところ、図９に示すように、破
断片の大きさが細かい方が燃焼時間が長く、固形燃料と
して有効なことが判明した。

【００３４】実験例９ 実施例２５および２８の糊を混入しない固形燃料を用い
て破断片の大きさに対する燃焼温度および燃焼時間の際
を調べたところ、図１０に示す結果が得られた。この結
果から明らかなように、段ボールの大きさが細かい方が
燃焼時間が長くなるとともに、燃焼温度が高くなること
が判明した。

【００３５】実験例１０ 澱粉糊を用いた大きな破断片の実施例９の固形燃料と、
グルー糊を用いた破断片の大きな実施例２４の固形燃料
と、糊を用いないで大きな破断片で成形した実施例３０
の固形燃料とを燃焼実験に供し、成分の比較による燃焼
時間の差異を見たところ、図１１に示すように実施例９
の固形燃料が最も燃焼温度が高いものの燃焼時間は短か
った。これに対して実施例２４の固形燃料は燃焼温度は
それほど高くないものの安定的に長時間燃焼することが
判明した。

【００３６】以上のような数々の実験例から、糊剤を混
入させた固形燃料よりも糊剤を混入させない固形燃料の
方がより良好に燃焼する。また段ボールの含有率が少な
い方が燃焼する。さらに破断した段ボールの方が成形し
易いことが判明した。

【００３７】また燃焼においては、空気孔を中心やその
他の各所に形成した方がより良好に燃焼する。また必ず
しも糊剤を混入させなくても成形型によってプレスする
と固化することが判明した。

【００３８】

【発明の効果】本願の一発明は、段ボールの破断片をほ
ぼ離解固化して成る固形燃料に関するものである。従っ
てこのような固形燃料によれば、廃段ボールを有効に利
用した固形燃料を得ることが可能になり、このような固
形燃料をゴミ処理場の助燃材や発電ボイラの燃料とし、
あるいはまた炭の原料とすることが可能になる。これに
よって従来焼却廃棄していた廃段ボールの有効利用が図
られる。

【００３９】製造方法に関する主要な発明は、段ボール
の破断片を水中に投入してほぼ離解する工程と、ほぼ離
解された段ボールを成形型に入れて脱水しながら加圧成
形する工程と、加圧成形された段ボールを乾燥する工程
と、を具備する固形燃料の製造方法に関するものであ
る。従ってこのような製造方法によれば、廃段ボールを
水にほぼ離解して成形固化し、これを乾燥することによ
って固形燃料が得られるようになる。このような方法に
よれば、廃段ボールから成る固形燃料を容易に製造する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固形燃料を製造する製造装置の概略を示す要部
斜視図である。

【図２】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図３】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図４】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図５】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図６】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図７】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図８】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図９】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図１０】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【図１１】燃焼実験の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 撹拌槽 １１ 連通管 １２ 脱水混合槽 １３ 注出管 １７ 成形型 １８ 押圧子 １９ プッシャ ２０ コンベアベルト ２５ 固形燃料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小西 亮 東京都千代田区内幸町１丁目３番１号東罐 興業株式会社内 Ｆターム(参考） 4D004 AA12 BA03 CA14 CA26 CA42 CA50 CB15 CB26 CB46 CC20 4H012 HA00 4H015 AA01 AA12 AA17 AB01 AB03 BA09 BA13 BB03 BB05 CB01

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】段ボールの破断片をほぼ離解固化して成る
   固形燃料。
2. 【請求項２】糊剤が混入されていることを特徴とする請
   求項１に記載の固形燃料。
3. 【請求項３】密度が０．１５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 の範
   囲内であることを特徴とする請求項１に記載の固形燃
   料。
4. 【請求項４】段ボールの破断片を水中に投入してほぼ離
   解する工程と、 ほぼ離解された段ボールを成形型に入れて脱水しながら
   加圧成形する工程と、 加圧成形された段ボールを乾燥する工程と、 を具備する固形燃料の製造方法。
5. 【請求項５】ほぼ離解した段ボール中に糊剤を添加混入
   することを特徴とする請求項４に記載の固形燃料の製造
   方法。
6. 【請求項６】糊剤が澱粉糊であることを特徴とする請求
   項５に記載の固形燃料の製造方法。
7. 【請求項７】糊剤が酢酸ビニール系のグルー糊であるこ
   とを特徴とする請求項５に記載の固形燃料の製造方法。
8. 【請求項８】乾燥固化された固形燃料を焼成して炭化さ
   せることを特徴とする請求項４に記載の固形燃料の製造
   方法。