JP2003047937A - 金属缶の分解処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】極めて簡単な操作でもって、使用済みの飲料缶
に代表される金属缶を胴体と蓋体とに明確に分解するこ
とが可能な金属缶の分解処理方法を提供する。 【解決手段】分解処理対象となる飲料缶は、胴体１０の
環状端部と蓋体２０の周縁部とを重ね合わせ、その重ね
合わせ部分を折り返し屈曲することにより形成される環
状結合部Ｃを有する。飲料缶の環状結合部Ｃの頭頂部分
に対して砥石４９を対向配置すると共に、回転する砥石
４９を環状結合部Ｃの頭頂部分に押しつけて当該頭頂部
分をその全周にわたり所定量削り取ることにより、飲料
缶を、胴体１０、蓋体２０及びリング片３０の三体に分
離する。その後、胴体１０をプレス４７で押圧し、蓋体
２０及びリング片３０を胴体１０の端部から離脱させ
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、飲料缶等の金属缶
を分解処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】清涼飲料やコーヒー飲料等の容器として
使用される飲料缶は、アルミ缶とスチール缶の二種類に
大別される。アルミ缶は、その名の通り全体がアルミニ
ウム系材料で構成されている。他方、スチール缶は、円
筒状の胴体及び底蓋に関してはスチール製であるが、飲
み口（例えばプルトップ）が形成される上蓋にはアルミ
ニウム系材料を採用するのが通例となっている。これ
は、プルトップの操作タブを起立させて引張った際に、
飲み口の輪郭線に沿って亀裂が生じるときのフィーリン
グの良さや安全性等の点で、スチールよりもアルミニウ
ム系材料の方が上蓋用材料として適しているという事情
による。このため、使用済み飲料缶（いわゆる空き缶）
のリサイクルと言っても、アルミ缶とスチール缶とでは
大きく事情が異なる。つまり、二種類の金属材料から構
成されるスチール缶の方が、リサイクルにはより多くの
手間と技術を必要とする。

【０００３】従来、スチール缶は次のような方法でリサ
イクル処理されている。即ち、スチール缶をプレス機で
押しつぶして平板化し、それをシュレッダで千切り状に
裁断して砕片化する。そして、得られた砕片を磁気ロー
ラに近づけ、その磁気ローラに吸着するか否かで、スチ
ール砕片と、それ以外の砕片とを分別している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一旦砕
片化してから磁気選別するという手法では、スチール材
とアルミニウム材とを完全に分別することができない。
経験的事実によれば、上蓋を構成するアルミ材の全量を
１００とすると、そのうちの６０程度が磁選後のスチー
ル砕片の中に紛れ込んでしまい、分別効率という点では
とても満足できるレベルには無い。即ち、無節操に砕片
化するという手法では、高い分別率でもって金属を種類
毎に分別回収することは極めて難しい。

【０００５】尚、特開平７−２５７７０３号公報には、
スチール缶を砕片化せずに、スチール缶の胴体部分の周
壁を、できるだけ上蓋又は底蓋に近い箇所で切刃でもっ
て切断するという処理方法及び処理装置が開示されてい
る。しかしながら、この方法とて、切り離された上蓋又
は底蓋は胴体の端部を含んだ状態にあり、その限りにお
いてアルミ材とスチール材の混合物であるという点に変
わりはない。つまり、アルミ材とスチール材の双方を、
それぞれに高い分別率で回収することには成功していな
い。また、スチール缶の胴体部分の周壁をその全周にわ
たって切刃で切断するというのは、かなり大変な作業で
あり、作業コストの点からも商業的な採算性を確保する
ことが難しい。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
である。本発明の目的は、極めて簡単な操作でもって、
使用済みの飲料缶等に代表される金属缶を胴体と蓋体と
に明確に分解することが可能な金属缶の分解処理方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１）は、
胴体の環状端部と蓋体の周縁部とを重ね合わせ、その重
ね合わせ部分を折り返し屈曲することにより、胴体と蓋
体とを液密状態で結合する環状結合部を有してなる金属
缶を分解処理する方法であって、前記環状結合部の頭頂
部分に対しその全周にわたって切削又は研削を施すこと
により、胴体の環状端部と蓋体の周縁部との間の前記折
り返し屈曲に基づく相互噛合を解消する削り工程を備え
たことを特徴とする。

【０００８】本発明では、分解処理の対象となる金属缶
が、図１に模式化したような胴体と蓋体との結合構造を
有することが前提となる。即ち、金属缶はその製造過程
において、先ず図１（Ａ）に示すように、胴体１０の環
状端部１１と蓋体２０の周縁部２１とが重ね合わされ
る。そして、図１（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、その
重ね合わせた部分を上から下に向けて「の」字状に折り
返し屈曲し、それを幾重にも繰り返すことにより、胴体
１０の環状端部１１と蓋体２０の周縁部２１との境界域
に、両者を液密状態で結合するための環状結合部Ｃを構
築している。このため、環状結合部Ｃの断面は、蓋体２
０の周縁部２１を構成する部材層と、胴体１０の端部１
１を構成する部材層とが交互に重なって噛み合う多重構
造となっている。尚、実際の金属缶では、上述のような
「の」字状の折り返し屈曲により、径方向へのかしめ咬
着効果がもたらされる。このため、前記環状結合部Ｃは
「かしめ部」とも呼ばれる。

【０００９】さて、本発明によれば、金属缶の環状結合
部Ｃの頭頂部分に対し、その全周にわたって切削又は研
削が施される。例えば図２（Ａ）に示す環状結合部Ｃに
おいて、一点鎖線Ｌよりも上の部分が削除される。する
と図２（Ｂ）に示すように、環状結合部Ｃの最外層を形
成する「蓋体２０の周縁部２１を構成する部材層」は、
その内側部分と外側部分とに完全に分断される。同様
に、環状結合部Ｃの最外層よりも一つ内側の層を形成す
る「胴体１０の端部１１を構成する部材層」も、その内
側部分と外側部分とに完全に分断される。このように環
状結合部Ｃの頭頂部分の少なくとも最外側二層が全周に
わたって削り取られると、胴体１０の環状端部１１と蓋
体２０の周縁部２１との間の前記折り返し屈曲に基づく
相互噛合が完全に解消される。その結果、金属缶は、胴
体１０と、その胴体端部の内側に単純嵌合状態で嵌り込
んでいる蓋体２０と、胴体端部の外側に単純嵌合状態で
嵌り込んでいるリング片３０の三つに分離される。かか
る分離状態の金属缶（図２（Ｂ）参照）に対し外力を付
与すると、胴体１０から蓋体２０及びリング片３０が容
易に離脱する（図２（Ｃ）参照）。本発明によれば、こ
うした簡単な操作でもって、金属缶を胴体と蓋体とに明
確に分解することができる。

【００１０】本発明の前記削り工程では、金属缶の環状
結合部の頭頂部分に対し円盤状の砥石を対向配置すると
共に、金属缶と砥石との間で相対回転を生じさせながら
前記環状結合部の頭頂部分と砥石とを相互接触させるこ
とにより、当該頭頂部分に対しその全周にわたる研削を
施すことは好ましい（請求項２）。このような削り工程
によれば、環状結合部の頭頂部分を簡単に削り取ること
ができる。

【００１１】なお、図２（Ａ）に示すように、前記環状
結合部Ｃの頭頂部分の削り量は少なくとも、胴体１０の
環状端部１１の肉厚（ｔ１）と、蓋体２０の周縁部２１
の肉厚（ｔ２）との和（ｔ１＋ｔ２）に相当する量で足
り、それ以上深く削る必要性に乏しい。つまり本発明に
よれば、極めて僅かな量の切削又は研削で、胴体１０か
ら蓋体２０を切り離すことが可能となる。

【００１２】更に、前記削り工程の後に、胴体の側面を
その中心方向に押すことにより、胴体から蓋体を離脱さ
せる押圧工程を備えることは好ましい（請求項３）。前
述のように、削り工程を経た後の蓋体は胴体端部の内側
に単純に嵌り込んでいるだけなので、胴体の側面をその
中心方向に押すというような外的な刺激により、胴体か
ら蓋体を簡単に離脱させることができる。

【００１３】本件の金属缶の分解処理方法において、分
解処理対象とする金属缶は、胴体と蓋体とが種類の異な
る金属で構成された飲料缶であることは好ましい（請求
項４）。このような飲料缶については、リサイクルのた
めの社会的環境が整っており、資源としての利用価値も
高い。つまり、このような飲料缶の分解処理に対するニ
ーズは高く、そこに本発明の意義が見いだされる。

【００１４】

【発明の実施の形態】金属缶の典型例である使用済み飲
料缶（いわゆる空き缶）の分解処理に関する一実施形態
を以下に説明する。なお、本実施形態で分解処理の対象
とする飲料缶は、胴体がスチール製で且つ上蓋が＃５０
００系のマグネシウム含有アルミニウム合金製の飲料缶
であって、胴体１０と、蓋体としての上蓋２０とが図１
（Ｃ）に示すような結合関係を有する飲料用スチール缶
である。

【００１５】本実施形態では、以下のような一連の工程
に従い、空き缶のリサイクル（つまり再資源化）が図ら
れる。なお、各工程に関する説明は、作業をオートメー
ション化することを想定したものとなっている。

【００１６】（工程１：スチール缶とアルミ缶の事前分
別）いわゆる空き缶は、地方自治体やゴミ回収業者によ
り資源ゴミとして一般家庭から集められるが、スチール
缶とアルミ缶とを区別することなく、両者が混じったま
ま回収されるのが普通である。そこで、既存の磁選機
（磁気式選別機）を用いて、集められた空き缶からスチ
ール缶だけを選び出す。

【００１７】（工程２：変形したスチール缶の除去）下
記工程４での分解処理に支障を来さないようにするため
に、潰れたスチール缶や、胴体又は蓋体が過度に変形し
たスチール缶を予め取り除いておく。この除去作業は目
視判別による手作業でも可能であるが、それではあまり
にも能率が悪い。そこで、正常なスチール缶と変形した
スチール缶とを機械的に判別するために、スチール缶を
緩やかな傾斜面（又は傾斜レール）に沿って転がし、そ
の転がり状況に基づいて正常なスチール缶を選別する。
つまり、正常な缶ならば、傾斜勾配が緩やかでも傾斜面
をスピーディ且つ円滑に転がり落ちるが、潰れた缶は、
勾配が緩やかな傾斜面を円滑に転がることができず、途
中で止まったりする。このような原理に基づく選別機構
を用いれば、変形のない正常なスチール缶だけを効率的
に選別することができる。

【００１８】（工程３：スチール缶の上蓋と底の識別・
反転配置）上記工程２を経て正常なスチール缶だけを集
めれば、図３に示すように、多数のスチール缶を誘導路
４１に沿って転がしつつ一列に整列させることができ
る。但し、そのままの整列状態では、缶の上蓋部分（ア
ルミ製）と底部分（スチール製）の向きが不揃いとなり
（図３の誘導路４１の上流側を参照）、下記工程４での
分解処理作業にスムーズに移行することが難しい。そこ
で、各スチール缶の上蓋と底とを機械的に識別し、必要
に応じてスチール缶の向きを変えさせることで、缶の上
蓋を誘導路４１の一側に揃えている。

【００１９】例えば図３に示すように、誘導路４１の途
中に、缶の向きの識別反転機構４２を設置する。その識
別反転機構４２は、誘導路４１の上流側から送られてく
るスチール缶を受け入れると共に再び誘導路４１の下流
側に送り出す反転ゲート４３と、その反転ゲート４３の
近傍で誘導路４１の一側（図では右側）に設けられた磁
気センサ４４とを備えている。誘導路４１の上流側から
反転ゲート４３内にスチール缶が進入したとき、そのス
チール缶の底（スチール製）が磁気センサ４４と対向す
る場合には、磁気センサ４４が反応して反転ゲート４３
が作動する。すると、反転ゲート４３内にある当該スチ
ール缶が反転ゲートの軸線４３ａの周りで１８０°回転
され、その缶の上蓋が磁気センサ４４と対向するように
スチール缶の向きが変えられる。これに対し、反転ゲー
ト４３内に進入したスチール缶の上蓋（アルミ製）が磁
気センサ４４と対向する場合には、磁気センサ４４は反
応せず、反転ゲート４３も作動しない。こうして、スチ
ール缶が識別反転機構４２を通過することで、上蓋が誘
導路４１の一側に揃うように、各スチール缶の配置（頭
とお尻の向き）が適宜変えられる。

【００２０】（工程４：スチール缶の分解処理）各スチ
ール缶の向きが一方向に揃えられた後、各スチール缶は
誘導路４１の終点で分解機構４５にセットされる。この
分解機構４５は、図４に示すように、スチール缶の胴体
１０を横倒し状態で保持するホルダ４６（保持手段）
と、そのホルダ４６に保持されたスチール缶をその径方
向に押圧可能なプレス４７（押圧手段）と、ホルダ４６
に保持されたスチール缶の上蓋側端面に対して接近離間
可能に設けられたグラインダ４８（切削又は研削手段）
とを備えている。グラインダ４８は、円盤状の砥石４９
と、その砥石４９を回転駆動するモータＭ（図３参照）
とから構成されている。

【００２１】図４に示すように、分解機構のホルダ４６
にスチール缶を保持すると、缶の上蓋側端面に対しグラ
インダ４８を接近させ、回転する砥石４９をスチール缶
の環状結合部Ｃの頭頂部分に押しつけ、その頭頂部分を
全周にわたって研削する。その際の研削量（即ち砥石４
９の送り量）は、少なくとも胴体１０を構成する円筒材
の厚み（ｔ１＝約０．２ｍｍ）と、上蓋２０を構成する
板材の厚み（ｔ２＝約０．２ｍｍ）との和に相当する量
（即ち約０．４ｍｍ）である。これにより、図２（Ｂ）
に示したように、スチール缶が、胴体１０と、蓋体２０
と、リング片３０の三体に完全に分離される。但し、環
状結合部Ｃの頭頂部分を全周にわたって研削しただけで
は、前記三者間の嵌合関係は未だ維持される。

【００２２】そこで、グラインダ４８による環状結合部
Ｃの全周研削が完了したら、缶端からグラインダ４８を
離間させた後に、プレス４７でスチール缶の胴体１０の
中程を径方向に軽く押圧する。すると、胴体１０に若干
の歪みが生じてその影響が胴体端部に波及し、その反作
用で、胴体端部の内外に嵌り込んでいる蓋体２０及びリ
ング片３０が胴体１０からその軸方向外側に押し飛ばさ
れて外れる。こうして図２（Ｃ）に示すように、スチー
ルのみからなる胴体１０と、アルミ合金のみからなる蓋
体２０と、アルミとスチールとが混在したリング片３０
（但しそのリング片は非常に細い）の三体に分解され
る。

【００２３】（工程５：分解後の分別）分解された三体
のうちの胴体１０はホルダ４６に保持されているので、
そのホルダ４６から胴体１０を直接、胴体１０用の回収
容器又は回収場所に移せば、１００％スチール製の胴体
１０を回収できる。他方、分離された蓋体２０とリング
片３０については、両者の混合回収物をあらためて磁気
選別にかけることで、両者をほぼ完全に分離できる。即
ち、スチール材とアルミ材とが層状構造をなすリング片
３０については磁気ローラ等に磁気吸着させることで、
１００％アルミ製で全く磁気吸着されない蓋体２０から
の完全分離を図ることができる。

【００２４】（まとめ）本実施形態によれば、上記工程
１〜５の手順を採用することにより、アルミ材の混入が
全く無いスチール材料（即ち胴体１０）と、スチール材
の混入が全く無いアルミニウム材料（即ち蓋体２０）と
を極めて効率的に分離回収することができる。なお、リ
ング片３０に関しては、依然としてスチール材とアルミ
材とからなる混合ゴミのままであるが、その発生量は、
分解前のスチール缶重量の１％にも満たないわずかな量
である。つまり本実施形態によれば、スチール缶の全重
量の９９％以上を占める金属材料を、スチール材とアル
ミ材とに完全に分離した状態で回収することができ、ス
チール缶の再資源化率を画期的に高めることができる。

【００２５】（別例）本発明の実施形態を以下のように
変更してもよい。 ・上記実施形態ではスチール缶を分解処理の対象とした
が、本発明の分解処理方法をアルミ缶に適用してもよ
い。というのも、一般に「アルミ缶」と称されている飲
料缶であっても、その胴体１０に使用されるアルミ材
と、蓋体２０に使用されるアルミ材とは厳密には種類が
異なることが多い。スチール缶と同様、例えば、アルミ
缶の蓋体には＃５０００系のマグネシウム（Ｍｇ）含有
アルミニウム合金が使用されるのに対し、アルミ缶の胴
体にはマンガン（Ｍｎ）含有のアルミニウム合金が使用
される。これは、Ｍｎ含有アルミニウム合金の方が絞り
加工がしやすく、所望の缶形状付与に有利だからであ
る。即ち、単一のアルミ缶から、Ｍｇ含有アルミニウム
合金と、Ｍｎ含有アルミニウム合金とを分離回収すると
いう目的意識さえあれば、本発明をアルミ缶に適用する
実益がある。

【００２６】・上記実施形態では、飲料缶の環状結合部
Ｃに対しグラインダ４８による研削を施したが、例えば
フライス盤のような機械を用いて環状結合部Ｃに面的な
切削を施して、環状結合部Ｃを全周にわたり所定量だけ
削り取ってもよい。

【００２７】・本発明は、飲料缶以外の缶（例えば、肉
類、野菜類又は果物類の缶詰用の缶や保存食料用の缶
等）は言うに及ばす、およそ資源リサイクルの対象とな
り得る全ての金属缶に対して適用できる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように各請求項に記載の金
属缶の分解処理方法によれば、極めて簡単な操作でもっ
て、金属缶（例えば使用済みの飲料缶）を胴体と蓋体と
に明確に分解することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属缶の胴体と蓋体の結合手順の概要を示す要
部断面図。

【図２】金属缶の分解処理に関する一連の手順を示す要
部断面図。

【図３】誘導路に沿って缶が移動する様子を示す平面
図。

【図４】グラインダを備えた分解機構で缶端を削る様子
を示す断面図。

【符号の説明】

１０…胴体、１１…環状端部、２０…蓋体としての上
蓋、２１…周縁部、３０…リング片、４８…グライン
ダ、４９…砥石、Ｍ…モータ、Ｃ…環状結合部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】胴体の環状端部と蓋体の周縁部とを重ね合
   わせ、その重ね合わせ部分を折り返し屈曲することによ
   り、胴体と蓋体とを液密状態で結合する環状結合部を有
   してなる金属缶を分解処理する方法であって、 前記環状結合部の頭頂部分に対しその全周にわたって切
   削又は研削を施すことにより、胴体の環状端部と蓋体の
   周縁部との間の前記折り返し屈曲に基づく相互噛合を解
   消する削り工程を備えることを特徴とする金属缶の分解
   処理方法。
2. 【請求項２】前記削り工程では、金属缶の環状結合部の
   頭頂部分に対し円盤状の砥石を対向配置すると共に、金
   属缶と砥石との間で相対回転を生じさせながら前記環状
   結合部の頭頂部分と砥石とを相互接触させることによ
   り、当該頭頂部分に対しその全周にわたる研削を施すこ
   とを特徴とする請求項１に記載の金属缶の分解処理方
   法。
3. 【請求項３】前記削り工程の後に、胴体の側面をその中
   心方向に押すことにより、胴体から蓋体を離脱させる押
   圧工程を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の金属缶の分解処理方法。
4. 【請求項４】分解処理対象とする前記金属缶は、胴体と
   蓋体とが種類の異なる金属で構成された飲料缶であるこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金
   属缶の分解処理方法。