JP2003062831A - 廃発泡スチロールの溶融減容装置およびこれを用いた減容方法 - Google Patents

廃発泡スチロールの溶融減容装置およびこれを用いた減容方法

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JP2003062831A JP2001255751A JP2001255751A JP2003062831A JP 2003062831 A JP2003062831 A JP 2003062831A JP 2001255751 A JP2001255751 A JP 2001255751A JP 2001255751 A JP2001255751 A JP 2001255751A JP 2003062831 A JP2003062831 A JP 2003062831A
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一昭 小島
Ichiu Kikuchi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃発泡スチロールをその発生現場で減容処理
できるように、持ち運び可能な廃発泡スチロールの溶融
減容処理装置とこれを用いた処理方法を提供する。 【解決手段】 廃発泡スチロールを投入する投入口15
と、投入された廃発泡スチロールを粉砕するカッター3
8と、所定の寸法以下に粉砕された廃発泡スチロールが
通過可能なスクリーン39と、該スクリーンを通過した
発泡スチロールを搬送する搬送手段49と、該搬送手段
により送り込まれる廃発泡スチロールを溶融する溶融手
段44と、溶融した廃発泡スチロールを排出する排出口
44と、を具備することを特徴とする廃発泡スチロール
の溶融減容積装置10である。また、前記廃発泡スチロ
ール溶融減容積装置10は、キャスター14により可搬
式であることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、廃発泡スチロールの溶
融減容装置及びそれを用いた減容積方法に関し、より詳
細には、建築用壁材の成形型として使用する発泡スチロ
ールや、魚箱用、梱包用緩衝材としての発泡スチロール
成形材の廃材を発生現場において粉砕、溶融して、廃発
泡スチロールの容積を減少させるための装置およびこれ
を用いた減容方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】発泡スチロールは、住宅用壁材を成型す
るための型材、住宅用断熱材、魚箱で知られる保冷容器
や、食品包装容器、梱包用緩衝材として多量に使用さ
れ、有用な反面、使用済み廃材となった時の処理に難が
あることは周知の通りである。自然界では分解せず、粉
砕すれば飛散し、燃やせば黒煙を上げるといった課題が
あった。しかしながら、廃発泡スチロールを専用プラン
トへ輸送して、溶融・粉砕処理することにより軽量骨材
などとして再利用されることは可能であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】発泡スチロールは、専
用プラントへ輸送する際に圧縮して容積を減らす(以下
減容と言う)ことができず、嵩むため輸送経費がかか
る。更に、回収後においては廃発泡スチロールの汚れを
落さなければ再生処理することが困難であったため、さ
らに経費がかかる。このため、再利用するよりも新生材
を用いる方が費用が安くなるため、再利用が普及しにく
いという課題がある。本発明は、発泡スチロールの体積
を減少させることによる輸送費の削減と、再生処理の際
における洗浄作業を不要とすることにより手間を省くこ
とに着目し、廃発泡スチロールの再利用に必要な費用の
削減を目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は次に示す構成を備える。すなわち、廃発
泡スチロールを投入する投入口と、投入された廃発泡ス
チロールを粉砕するカッターと、所定の寸法以下に粉砕
された廃発泡スチロールが通過可能なスクリーンと、該
スクリーンを通過した発泡スチロールを搬送する搬送手
段と、該搬送手段により送り込まれる廃発泡スチロール
を溶融する溶融手段と、溶融した廃発泡スチロールを排
出する排出口と、を具備することを特徴とする廃発泡ス
チロールの溶融減容装置である。また、基台上に設けら
れたケーシングの上部に前記投入口が設けられ、該投入
口の下方に前記カッターが設けられ、該カッターの下方
に前記スクリーンが設けられ、該スクリーンの下方に前
記スクリーンから落下した廃発泡スチロールを横方向に
搬送する前記搬送手段が設けられ、前記溶融手段が前記
ケーシングの横壁外部に取り付けられていて、前記搬送
手段により送り込まれた廃発泡スチロールを溶融するこ
とを特徴とする廃発泡スチロール溶融減容装置である。
【0005】また、前記基台にキャスターが取り付けら
れ、該キャスターにより移動可能であることを特徴とす
る廃発泡スチロールの溶融減容装置である。さらに、前
記カッターは、櫛刃状の固定刃と、回転軸上に取り付け
られ、固定刃の間に入り込む回転刃との組み合わせ式カ
ッターであり、回転刃の回転方向が周期的に正転および
逆転をくりかえすことを特徴とする廃発泡スチロールの
溶融減容装置である。さらにまた、前記スクリーンは固
定スクリーンプレートと可動スクリーンプレートの組み
合わせ式スクリーンであり、可動スクリーンプレートを
動かすことにより通過部の寸法が調節可能であることを
特徴とする廃発泡スチロールの溶融減容装置である。
【0006】また、前記溶融手段は、一端側が閉塞され
た円筒状をなし、前記ケーシングの横壁外部に取り付け
られたヒーターブロックを有し、前記搬送手段は、回転
軸上に螺旋羽根が取り付けられたスクリューコンベアに
形成され、該スクリューコンベアの一端側が前記ヒータ
ーブロック内に進入し、該ヒーターブロック内の部位と
ヒーターブロック外の部位とが断熱材47を介して連結
されることを特徴とする廃発泡スチロール溶融減容装置
である。さらに、前記ヒーターブロックの奥壁下部に前
記排出口が設けられていることを特徴とする廃発泡スチ
ロール溶融減容装置である。さらにまた、前記ヒーター
ブロックの奥壁内面に、前記排出口に連通する凹部が設
けられていることを特徴とする廃発泡スチロール溶融減
容装置である。また、前記ヒーターブロックの内壁下部
に、常時はキャップにより閉塞されている異物取出し口
が設けられていることを特徴とする廃発泡スチロール溶
融減容装置である。
【0007】また、上記のいずれかに記載の廃発泡スチ
ロール溶融減容装置を用いた廃発泡スチロールの減容方
法。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明にかかる
廃発泡スチロールの溶融減容装置の実施の形態について
詳細に説明する。図1は廃発泡スチロールの溶融減容装
置10の実施の形態の一例を示す概略正面図である。1
1はケーシングであり、基台12に金属板を組み立て
て、外形が箱体状に形成されている。基台12には、キ
ャスター14が取りつけられており、本装置10を移動
可能にしている。本装置10の内部は、上層部10a
と、中層部10bと、下層部10cとにより構成されて
いる。
【0009】先ず上層部10aについて説明する。上層
部10aは中空構造の箱体に形成されている。上層部1
0aの上面には、廃発泡スチロールを投入するための投
入口15が配設され、投入口15は蓋16により開閉自
在になっている。投入口15の下方はホッパーに形成さ
れている。また、上層部10aの側面には、後に説明す
るカッター38と、スクリューコンベア49と、ヒータ
ーブロック44とをそれぞれインバーター制御するため
の制御盤22が配設されている。また、制御盤22に
は、後述するモーター30、42の過負荷による損傷を
防ぐための異常電流感知手段を具備させて、非常停止機
能を付加すれば好適である。
【0010】中層部10bについて説明する。中層部1
0bの側面には、制御盤22によりインバーター制御さ
れているモーター30が配設されている。中層部10b
は、ホッパー部20に連通しており、中央部分には、モ
ーター30の出力軸30aに一端側を連結し、他端側を
ケーシング11に軸支させた回転軸32に刃33を配設
して形成した回転刃34が配設されている。また回転刃
34の直下には、回転刃34の刃33が進入可能な櫛刃
状の固定刃36が配設されている。回転刃34と、固定
刃36とによりカッター38を構成する。また、固定刃
36の固定部付近には、通過寸法が調整可能なスクリー
ン39が配設されている。
【0011】図2はカッターの概略説明図である。カッ
ター38を構成する回転刃34の回転軸32に固定され
ている刃33、33は2枚1組であり、回転軸32回り
に180度の間隔で配設されている。この2枚1組の刃
33は、回転軸32の長さ方向に一定間隔に配設されて
いる。さらには、隣り合う1組の刃33A、33Bの軸
線33a、33bどうしは、それぞれ回転軸32回りに
60度の間隔で配設されている。
【0012】モーター30は制御盤22により回転速度
および回転方向がインバーター制御されている。本実施
の形態においては、一定間隔でモーター30が正転およ
び逆転を繰り返すように設定されており、これに伴なっ
て回転刃34も正転および逆転を繰り返す。これによ
り、本装置10に投入した廃発泡スチロールがカッター
38に接触する状態が変化するため、一方向の回転を続
けるよりも粉砕され易くなる。これにより粉砕工程に要
する時間が短縮されるため、好適である。また、刃33
は図3に示すように、刃渡り方向の軸線まわりに捩じっ
て形成すれば、回転刃34が回転する際に、廃発泡スチ
ロールが掻きまわされ、カッター38に接触する状態が
さらに変化しやすくなるため、より効率的な粉砕工程と
なり、処理効率が向上し、なお好適である。
【0013】図4は、スクリーンの概略説明図である。
スクリーン39は、同じ大きさの通過孔を同じ間隔で配
設したスクリーンプレート39a、39bとを組み合わ
せることにより形成されている。一方のスクリーンプレ
ート39aを本装置10に固定し、他方のスクリーンプ
レート39bをスクリーンプレート39aに対して摺動
可能に配設する。手動によりスクリーンプレート39b
を摺動させることによって、スクリーンプレート39a
と、スクリーンプレート39bとの通過孔が重複する部
分のサイズを変化させることによりスクリーン39の通
過サイズを適宜調整する。なお、スクリーンプレート3
9bの摺動方法は、手動に限定されるものではなく、ボ
タン操作によりスクリーンプレートが摺動する自動調節
機構によるものでも構わない。
【0014】下層部10cについて説明する。図7は下
層部の拡大説明図である。下層部10cには少なくとも
下半部がほぼ半円筒状をなすガイド板40が横方向に配
設されている。ガイド板40の上部は、スクリーン39
と連通している。ガイド板40の一方の側方外部には、
制御盤22によりインバーター制御されているモーター
42が配設されている。また、ガイド板40の他方の側
方外部となるケーシング11の横壁外部には、一端が閉
塞された円筒状(断面コの字状)をなすヒーターブロッ
ク44が断熱材47を介して取り付けボルト(図示せ
ず)により着脱自在に配設されている。ヒーターブロッ
ク44にはヒーター線(図示せず)が配設されている。
また、ガイド板40の中心軸上には、モーター42の出
力軸に一端側を連結し、他端側をヒーターブロック44
に軸支させた回転軸46が配設されている。回転軸46
には螺旋羽根48が取りつけられている。回転軸46
と、螺旋羽根48とでスクリューコンベア49を形成し
ている。
【0015】スクリューコンベア49の一端側はヒータ
ーブロック44内に進入している。このスクリューコン
ベア49のヒーターブロック44内の部位とヒーターブ
ロック44外の部位とは、断熱材47を介して連結され
ている。図5は断熱材47の一例として剛度の高いコイ
ルスプリングを用いた例である。この場合、回転軸46
を分割し、この両回転軸内にコイルスプリング47を配
設し、濃い留守凹リング47の一端を一方の回転軸に、
他端を他方の回転軸に固定している。このように両回転
軸が分割されていることによって、ヒーターブロック4
4側からの伝熱が遮断される。
【0016】上記部位で螺旋羽根48を分割してもよ
い。両螺旋羽根間に隙間を設けることにより熱的に遮断
される。あるいは、この隙間にゴム板等の断熱材(図示
せず)を介装してもよい。図6は、分割した回転軸46
間にセラミック等からなる断熱材47を嵌め込んで連結
して熱的に遮断した例を示す。
【0017】ヒーターブロック44の奥壁下部には横長
の排出口44a(図5)が設けられていて、溶融された
樹脂が板状に押し出されるようになっている。また、ヒ
ーターブロック44の奥壁内面には、排出口44aに連
通する凹部44d(図5)が設けられている。ヒーター
ブロック44内面下部の排出口44a近傍には、常時は
キャップ44cによって閉塞されている異物取出し口4
4bが設けられている。なお、ガイド板40下部にも開
閉可能な異物取出し口を設けてもよい。
【0018】続いて操作手順に付いて説明する。本装置
10の図示しないスイッチを投入し、投入口16から廃
発泡スチロールを投入する。投入された廃発泡スチロー
ルは、ホッパー部20に一時貯蔵され、順次カッター3
8に落下する。落下した廃発泡スチロールはカッター3
8により、所定の大きさになるまで粉砕される。カッタ
ー38により粉砕された廃発泡スチロールのうち、スク
リーン39の通過孔より小さいものがガイド板40に落
下する。
【0019】ガイド板40に落下した廃発泡スチロール
はスクリューコンベア49により、ヒーターブロック4
4に搬送され、さらには、ヒーターブロック44に押圧
回転されながら溶融される。ヒーターブロック44に押
圧回転しながら溶融処理することにより、ヒーターブロ
ック44の壁面全体を使って溶融させるため、熱効率が
よい。また、発泡スチロールのように熱伝導率が低いも
のであっても、ヒーターブロック44の温度を高くせず
とも短時間で溶融させることができため、少ないエネル
ギーによって廃発泡スチロールを溶融処理することがで
きる。
【0020】また、先述にあるように、スクリューコン
ベアー49は、ヒーターブロック44に進入している部
分49aがヒーターブロック44により加熱され、ヒー
ターブロック44と共に溶融装置の一部として機能する
ため溶融効率が向上し、好適である。一方、ヒーターブ
ロック44に進入していない部分49bは熱的に遮断さ
れているため、廃発泡スチロールがガイド板40内を搬
送される際は、スクリューコンベア49により溶融され
てしまうおそれがないため、搬送効率が低下することが
ないため好適である。
【0021】溶融された廃発泡スチロールは、スクリュ
ーコンベア49に圧送されながらヒーターブロック44
の壁面に配設された凹部44dによって掻き取られ、順
次圧送されてくる溶融した廃発泡スチロールによって、
排出口44aより本装置10外に排出される。凹部44
dは、ヒーターブロック44の内壁面より僅かに窪んで
形成されている(図5)。この凹部44dにより、溶融
した廃発泡スチロールがヒーターブロック44にスクリ
ューコンベア49により押圧され、ヒーターブロック4
4の内壁面より掻き取られ、次々と搬送されてくる溶融
した廃発泡スチロールに押し出されることにより、効率
的に排出口44aから本装置10外に排出されるため好
適である。排出された廃発泡スチロールは、自然冷却ま
たは、ファンや水などによる強制冷却により固化され、
そのまま運搬するか、再利用するために再度粉砕され
る。
【0022】通常時は排出口44aから溶融された廃発
泡スチロールと共にある程度の大きさまでの異物が装置
10外に排出される。異物取出し口44bは、本装置1
0に投入した廃発泡スチロールに付着していたゴミのう
ち、排出口44aから排出することができないゴミを排
出させるためのものである。通常時においては、キャッ
プ44cが被せられているので異物取出し口44bから
溶融された廃発泡スチロールが排出されることはない。
なお、キャップ44cは、ゴミ等が排出口44aを詰ま
らせた場合に取り外すことにより、ゴミ等と共に溶融し
た廃発泡スチロールを異物取出し口44bから排出させ
る。また、掻き出し棒(図示せず)などで異物取出し口
44bから内部に詰まったゴミ等を掻き出すことによっ
て排出させてもよい。もし、廃発泡スチロールに付着し
ていたゴミにより一方の押し出し口44aが詰まってし
まった場合においても、キャップ44cを取り外すこと
により容易にゴミを装置10外に排出することができる
ため、装置10の運転を長時間にわたって停止させるこ
となく処理を再開することができ、好適である。
【0023】また、本装置10により廃発泡スチロール
を溶融減容処理して得られた無発泡樹脂は、再粉砕して
建設材料に混入させることで、強度や耐磨耗性の向上、
軽量化といった効果が得られる。例えば、無発泡樹脂を
再粉砕して粒状又は破片状、ファイバー状などの再生材
をつくり、再生材をモルタルに約1重量%混合して壁材
を形成すると、モルタルが乾燥する時に生じる壁のひび
割れを防止できる効果を有する。また、コンクリートに
再生材を数重量%混合したものにより自然石状に形成す
る住宅壁の場合も、乾燥時に発生し易いひび割れが発生
し難く、軽量化効果を有する。さらに、再生材をアスフ
ァルトに数重量%程度混合すると、熱変形温度や磨耗強
度が高くなり、夏季の軟化轍の発生や、冬季のチェーン
などのよる磨耗轍を防止できる。さらにまた、再生材を
混合した排水性舗装用アスファルトの場合、空隙率を向
上させる効果が得られる。以上のように再生材を建設材
料の一部として利用することが容易であり、混合による
公害もなく、材料費を抑えることができるため、好適で
ある。
【0024】以上、本発明にかかる廃発泡スチロールの
溶融減容処理装置について詳細に説明してきたが、本発
明はこれに限定されるものではない。例えば、回転刃3
4の刃33は捩じって形成しなくてもよく、刃33およ
び固定刃36を鋸状の刃にすることや、羽33の先端部
に爪を配設することでも粉砕効果は十分にある。また、
溶融減容処理する物品は、廃PETボトルに代表される
ような廃プラスチック類としても構わない。この場合、
カッター38を構成する各種の刃を交換可能な構造に
し、また、ヒータブロック44の温度を変更する等制御
部22の設定を変更することで対応可能である。さらに
は、スクリューコンベア49のガイド板40の底面にス
クリーンプレート39a、39bに配設した通過孔と同
程度の大きさの孔を適宜配設し、下層部10cの下に底
面の孔に連通する引き出し式の受皿(図示せず)を配設
してもよい。これにより、廃発泡スチロールを溶融処理
する前に、粉砕工程により分離したゴミ等が除去可能に
なり、排出口44aにゴミが詰まってしまうおそれがへ
るので、好適である。
【0025】
【発明の効果】本発明の廃発泡スチロールの溶融減容装
置によれば、廃発泡スチロールを溶融減容処理すること
ができるため、廃発泡スチロールの運搬コストを削減す
ることができる。また、本装置は運搬可能であるため、
廃発泡スチロールが生じた現場において処理することが
できるので、再生処理工場への運搬コストを削減するこ
とができる。また、カッターを回転刃と固定刃の組み合
わせ刃とし、さらに回転刃を正転および逆転を繰り返さ
せることにより、粉砕工程に要する時間を短縮すること
ができる。さらに、スクリーンを2枚のスクリーンプレ
ートによる組み合わせ式としたことにより、スクリーン
の通過寸法を適宜変更可能としているので、処理する廃
発泡スチロールの種類などに応じて、最適な処理条件を
設定することができる。さらにまた、スクリューコンベ
アを2分割することにより、スクリューコンベアの一部
に溶融機能を持たせ、溶融処理の効率を向上させること
ができる。また、排出口を横長に形成したことにより、
溶融した廃発泡スチロールを平板状に排出することがで
き、再生利用する際における粉砕工程にかかる手間が少
なくて済む。さらに、ヒーターブロックに凹部を配設し
たことにより、効率的な廃発泡スチロールの排出が可能
である。さらにまた、異物取出し口を配設したことによ
り、排出口に異物が詰まった場合においても、簡単に異
物の除去ができるため、長時間にわたって処理装置を停
止させることがないため、処理効率が高くなる等といっ
た著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】廃発泡スチロールの溶融減容装置の実施の形態
の一例を示す概略正面図である。
【図2】カッターの概略説明図である。
【図3】回転刃の刃の形状の一例を示す説明図である。
【図4】スクリーンの概略説明図である。
【図5】ヒーターブロックの拡大説明図である。
【図6】スクリューコンベアの連結部の構造例を示す概
略説明図である。
【図7】下層部の拡大説明図である。
【符号の説明】
10 廃発泡スチロール溶融減容装置 12 基台 14 キャスター 16 蓋 22 制御盤 30 モーター 34 回転刃 36 固定刃 38 カッター 39 スクリーン 42 モーター 44 ヒーターブロック 49 スクリューコンベア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B07B 1/04 B07B 1/04 Z 1/46 1/46 A B26D 1/28 ZAB B26D 1/28 ZABB 3/00 603 3/00 603A C08J 11/12 C08J 11/12 // B29K 25:00 B29K 25:00 Fターム(参考) 4D021 AA01 AB01 BA11 CA01 DC02 EA10 EB01 4D065 CA17 CB03 CC01 DD26 DD30 EB14 ED13 ED20 ED27 ED31 4F301 AA15 BF12 BF16 BF17 BF31 BF32

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃発泡スチロールを投入する投入口と、
    投入された廃発泡スチロールを粉砕するカッターと、所
    定の寸法以下に粉砕された廃発泡スチロールが通過可能
    なスクリーンと、該スクリーンを通過した発泡スチロー
    ルを搬送する搬送手段と、該搬送手段により送り込まれ
    る廃発泡スチロールを溶融する溶融手段と、溶融した廃
    発泡スチロールを排出する排出口と、を具備することを
    特徴とする廃発泡スチロールの溶融減容装置。
  2. 【請求項2】 基台上に設けられたケーシングの上部に
    前記投入口が設けられ、該投入口の下方に前記カッター
    が設けられ、該カッターの下方に前記スクリーンが設け
    られ、該スクリーンの下方に前記スクリーンから落下し
    た廃発泡スチロールを横方向に搬送する前記搬送手段が
    設けられ、前記溶融手段が前記ケーシングの横壁外部に
    取り付けられていて、前記搬送手段により送り込まれた
    廃発泡スチロールを溶融することを特徴とする請求項1
    記載の廃発泡スチロールの溶融減容装置。
  3. 【請求項3】 前記基台にキャスターが取り付けられ、
    該キャスターにより移動可能であることを特徴とする請
    求項1または2記載の廃発泡スチロール溶融減容装置。
  4. 【請求項4】 前記カッターは、櫛刃状の固定刃と、回
    転軸上に取り付けられ、固定刃の間に入り込む回転刃と
    の組み合わせ式カッターであり、回転刃の回転方向が周
    期的に正転および逆転をくりかえすことを特徴とする請
    求項1、2または3記載の廃発泡スチロールの溶融減容
    装置。
  5. 【請求項5】 前記スクリーンは固定スクリーンプレー
    トと可動スクリーンプレートの組み合わせ式スクリーン
    であり、可動スクリーンプレートを動かすことにより通
    過部の寸法が調節可能であることを特徴とする請求項
    1、2、3または4記載の廃発泡スチロールの溶融減容
    装置。
  6. 【請求項6】 前記溶融手段は、一端側が閉塞された円
    筒状をなし、前記ケーシングの横壁外部に取り付けられ
    たヒーターブロックを有し、前記搬送手段は、回転軸上
    に螺旋羽根が取り付けられたスクリューコンベアに形成
    され、該スクリューコンベアの一端側が前記ヒーターブ
    ロック内に進入し、該ヒーターブロック内の部位とヒー
    ターブロック外の部位とが断熱材47を介して連結され
    ることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載
    の廃発泡スチロールの溶融減容装置。
  7. 【請求項7】 前記ヒーターブロックの奥壁下部に前記
    排出口が設けられていることを特徴とする請求項6記載
    の廃発泡スチロールの溶融減容装置。
  8. 【請求項8】 前記ヒーターブロックの奥壁内面に、前
    記排出口に連通する凹部が設けられていることを特徴と
    する請求項6または7記載の廃発泡スチロールの溶融減
    容装置。
  9. 【請求項9】 前記ヒーターブロックの内壁下部に、常
    時はキャップにより閉塞されている異物取出し口が設け
    られていることを特徴とする請求項6、7または8記載
    の廃発泡スチロールの溶融減容装置。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9記載のいずれかの廃発泡
    スチロール溶融減容装置を用いることを特徴とする廃発
    泡スチロールの溶融減容方法。
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