JP2003181431A - 廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置 - Google Patents

廃棄物処理方法及び廃棄物処理装置

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JP2003181431A
JP2003181431A JP2001381494A JP2001381494A JP2003181431A JP 2003181431 A JP2003181431 A JP 2003181431A JP 2001381494 A JP2001381494 A JP 2001381494A JP 2001381494 A JP2001381494 A JP 2001381494A JP 2003181431 A JP2003181431 A JP 2003181431A
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waste treatment
container
disposed
pressure rod
treatment method
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Takeshi Shinoda
剛 篠田
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Nagoya University NUC
Original Assignee
Nagoya University NUC
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/002Extruding materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special extruding methods of sequences

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融処理を用いることのない、新規な廃棄物
処理方法及び廃棄物処理装置を提供する。 【解決手段】 開放端11Aから廃棄処理すべき材料X
を容器11内に充填し、加圧ロッド12を材料Xに接触
させる。次いで、加圧ロッド12によって、材料Xを矢
印aで示す方向に加圧するとともに、容器11を矢印b
で示す方向に回転させる。すると、容器11の内壁と加
圧ロッド12の外表面との摩擦によって所定の摩擦熱が
生じ、この摩擦熱によって材料Xは軟化し、塑性流動化
する。材料Xは矢印aで示す方向に加圧されているた
め、塑性流動化することによって加圧ロッド12の押出
孔13を通じて押出され、線引き加工された棒状の成形
体Yを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物処理方法及
び廃棄物処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、日本のアルミニウムの総需要量は
400万トンに迫ろうとしており、一人当たりの消費量
ととともに世界第2位となっている。アルミニウム缶の
販売量は当初年間数億缶程度で、リサイクルに関して
も、リサイクル率の調査を開始した昭和52年度はわず
か17%に過ぎなかった。その後、アルミニウム缶のリ
サイクル率は年々向上し、平成9年度には容器包装リサ
イクル法が施行されるに至り、リサイクル率は73%ま
で向上し、さらに平成11年度には75.8%にまで達
した。
【0003】また、最近、通産大臣の諮問機関である、
産業構造審議会廃棄物処理・再資源化部会でアルミニウ
ム缶のリサイクル率及びCAN TO CAN率(缶材
への利用割合)を平成14年度(2002年度)までに
それぞれ80%とするガイドライン新目標が設定され
た。平成6年度の統計では、販売25万トン(148億
缶)に対して15万トン(60億缶)がリサイクル再生
されている。この結果、同じ量のアルミニウム地金をボ
ーキサイトから生産する場合に比べて、4兆6千億kc
alのエネルギーが節約されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】現在、アルミニウム缶
をリサイクルするに際しては、廃棄物としてのアルミニ
ウム缶を破砕し、溶融処理、固化して再生する手法が一
般的に用いられている。このような従来の廃棄物処理方
法においては、溶融処理が必須の工程となるために、莫
大なエネルギーを使用する結果となっていた。さらに、
前記溶融処理中に、アルミニウム缶の塗装膜からダイオ
キシンや他の有毒なガスが発生したりして、二次公害の
原因にもなっていた。この結果、アルミニウム缶の塗膜
を別途除去する工程が必要となっていた。
【0005】本発明は、上述したような溶融処理を用い
ることのない、新規な廃棄物処理方法及び廃棄物処理装
置を提供する。
【0006】
【課題を解決するために手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、一方端側が開放された容器内に、廃棄処理す
べき材料を充填する工程と、前記容器の、前記開放端側
から中心部において内部を貫通した押出孔を有する加圧
ロッドを挿入して、前記廃棄処理すべき材料と接触させ
て加圧するととともに、前記容器と前記加圧ロッドとの
相対的な回転運動によって生じた摩擦熱によって前記廃
棄処理すべき材料を軟化して塑性流動化させる工程と、
塑性流動化した前記廃棄処理すべき材料を前記加圧ロッ
ドの、前記押出孔を通じて押出す工程とを含むことを特
徴とする、廃棄物処理方法に関する。
【0007】また、本発明は、一方端側が開放された容
器と、中心部において内部を貫通した押出孔を有し、前
記容器内に充填された前記廃棄処理すべき材料を加圧す
るととともに、前記容器との相対的な回転運動によって
生じた摩擦熱によって前記廃棄処理すべき材料を軟化し
て塑性流動化させ、前記押出孔を通じて押出すための加
圧ロッドとを具えることを特徴とする、廃棄物処理装置
に関する。
【0008】本発明によれば、処理装置を所定の容器と
所定の加圧ロッドとを含む極めて簡易な構成とし、これ
らの相対的な回転運動によって発生する摩擦熱を用いて
廃棄処理すべき材料を軟化し、塑性流動化させた後、押
出すことによって再生している。
【0009】このように、本発明は、従来の廃棄物処理
方法のような溶融処理を伴わないため、処理工程中のエ
ネルギーを大幅に削減することができる。さらに、アル
ミニウム缶などのように塗膜を有する場合においても、
有害ガスの発生を防止すべく別途塗膜除去工程を設ける
必要もない。したがって、廉価かつ簡易な廃棄物処理方
法及び廃棄物処理装置を提供することができる。
【0010】なお、本発明は、上述したアルミニウムの
他、アルミニウム合金などのアルミニウムを含有する金
属、その他の金属材料、及び熱可塑性樹脂などに対して
も適用することができる。
【0011】また、本発明においては、廃棄処理すべき
材料に対して溶融処理を施すことを必須とするものでは
ないが、前記材料が、例えば、溶融−凝固温度範囲の大
きい合金などから構成される場合において、上述した処
理工程中に、局所的な溶融が生じる場合をも排除するも
のではない。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に即して詳細に説明する。
【0013】図1及び図2は、本発明の廃棄物処理装置
を用いた廃棄物処理方法を説明するための工程図であ
る。図1及び図2に示すように、本発明の廃棄物処理装
置は、容器11と加圧ロッド12とを具え、容器11は
一方の端が開放されており、加圧ロッド12は中心部に
おいて内部を貫通した押出孔13を有している。押出孔
13は、狭小化されたノズル部分13Aと、拡大孔13
Bとからなり、以下に示す処理工程において、廃棄処理
すべき材料Xが押出孔13に凝着し、排出抵抗が増大す
るのを防止している。
【0014】最初に、図1に示すように、開放端11A
から廃棄処理すべき材料Xを容器11内に充填し、加圧
ロッド12を材料Xに接触させる。次いで、図2に示す
ように、加圧ロッド12によって、材料Xを矢印aで示
す方向に加圧するとともに、容器11を矢印bで示す方
向に回転させる。すると、容器11の内壁と加圧ロッド
12の外表面との摩擦によって所定の摩擦熱が生じ、こ
の摩擦熱によって材料X2は軟化し、塑性流動化する。
材料Xは矢印aで示す方向に加圧されているため、塑性
流動化することによって加圧ロッド12の押出孔13を
通じて押出され、線引き加工された棒状の成形体Yを得
る。
【0015】なお、材料Xが例えば溶融−凝固温度範囲
の大きな合金系などから構成される場合は、上記処理工
程において局所的に溶融する場合がある。
【0016】容器11内の材料Xが総て押出されて成形
体Yとなった後に廃棄物処理工程を終了する。再度、廃
棄物処理工程を行なう際には、図1及び図2の工程を再
度繰り返す。
【0017】加圧ロッド12によって材料Xを加圧する
際、その圧力は1.0MPa以上であることが好まし
く、さらには10MPa以上であることが好ましい。こ
れによって、材料Xの成形体Yへの加工、すなわち、廃
棄物の処理時間を効率良く短縮化することができる。さ
らには、単位時間当たりの処理量を増大させることがで
きる。なお、前記圧力の上限は特に限定されるものでは
ないが、実用的には50MPa程度である。
【0018】また、容器12の回転速度は100rpm
以上であることが好ましく、さらには1000rpm以
上であることが好ましい。これによって、材料Xの成形
体Yへの加工、すなわち、廃棄物の処理時間を効率良く
短縮化することができる。さらには、単位時間当たりの
処理量を増大させることができる。なお、前記回転速度
の上限は特に限定されるものではないが、実用的には5
000rpm程度である。
【0019】さらに、図1及び図2においては容器11
を回転させているが、加圧ロッド12を回転させること
もできる。但し、塑性流動化された材料Xは、加圧ロッ
ド12の押出孔13を通じて行なわれるため、この押出
工程を安定的に行なうためには、容器11を回転させた
方が好ましい。また、押出工程を安定的に行なうことが
できる範囲内で、加圧ロッド12を容器11の回転方向
であるbと同方向又は逆方向に所定に回転速度で回転さ
せることもできる。
【0020】棒状の成形体Yは、塑性加工又は切削加工
によって所定の大きさに加工した後、鋳造などのプロセ
スを経て再利用される。前述したように、材料Xがアル
ミニウムを含む金属、特にアルミニウム単体から構成さ
れる場合、図1及び図2に示す工程を経て得た成形体Y
の、廃棄処理されるべき材料Xに対する比重変化は10
%以下となる。すなわち、図1及び図2に示す廃棄処理
工程を経て得た成形体Yは、アルミニウム材料としての
特性を有し、アルミニウム材料として再生されることが
分かる。
【0021】したがって、図1及び図2に示す本発明の
廃棄物処理方法は、単なる廃材の処理方法ではなく、廃
材を処理した後に再生して、再度有効な資源として再利
用することをも可能とするものである。なお、このよう
な再利用は、アルミニウムを含んだ金属に限らず、他の
金属材料や熱可塑性樹脂などにおいても実現することが
できる。
【0022】以上、具体例を示しながら発明の実施の形
態に則して本発明を説明してきたが、本発明は上記内容
に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない
範囲において、あらゆる変形や変更が可能である。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
溶融処理を用いることのない、新規な廃棄物処理方法及
び廃棄物処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の廃棄物処理装置を用いた廃棄物処理
方法における一工程を示す説明図である。
【図2】 図1に示す工程の次の工程に対する説明図で
ある。
【符号の説明】
11 容器 12 加圧ロッド 11A 開放端 13 押出孔 13A ノズル部分 13B 拡大孔 a 加圧ロッドによる加圧方向 b 容器の回転方向

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方端側が開放された容器内に、廃棄処
    理すべき材料を充填する工程と、 前記容器の、前記開放端側から中心部において内部を貫
    通した押出孔を有する加圧ロッドを挿入して、前記廃棄
    処理すべき材料と接触させて加圧するととともに、前記
    容器と前記加圧ロッドとの相対的な回転運動によって生
    じた摩擦熱によって前記廃棄処理すべき材料を軟化して
    塑性流動化させる工程と、 塑性流動化した前記廃棄処理すべき材料を前記加圧ロッ
    ドの、前記押出孔を通じて押出す工程と、を含むことを
    特徴とする、廃棄物処理方法。
  2. 【請求項2】 前記加圧ロッドによる前記廃棄処理すべ
    き材料の加圧圧力が1.0MPa以上であることを特徴
    とする、請求項1に記載の廃棄物処理方法。
  3. 【請求項3】 前記容器と前記加圧ロッドとの相対的な
    回転運動は、前記加圧ロッドを固定した状態において前
    記容器を所定の速度で回転させることにより実施するこ
    とを特徴とする、請求項1又は2に記載の廃棄物処理方
    法。
  4. 【請求項4】 前記容器の回転速度が、100rpm以
    上であることを特徴とする、請求項3に記載の廃棄物処
    理方法。
  5. 【請求項5】 前記廃棄処理すべき材料が金属材料であ
    ることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載
    の廃棄物処理方法。
  6. 【請求項6】 前記廃棄処理すべき材料がアルミニウム
    を含む金属材料であることを特徴とする、請求項5に記
    載の廃棄物処理方法。
  7. 【請求項7】 前記廃棄処理すべき材料の廃棄処理前後
    の比重変化が10%以下であることを特徴とする、請求
    項1〜6のいずれか一に記載の廃棄物処理方法。
  8. 【請求項8】 一方端側が開放された容器と、中心部に
    おいて内部を貫通した押出孔を有し、前記容器内に充填
    された前記廃棄処理すべき材料を加圧するととともに、
    前記容器との相対的な回転運動によって生じた摩擦熱に
    よって前記廃棄処理すべき材料を軟化して塑性流動化さ
    せ、前記押出孔を通じて押出すための加圧ロッドとを具
    えることを特徴とする、廃棄物処理装置。
  9. 【請求項9】 前記廃棄処理すべき材料が金属材料であ
    ることを特徴とする、請求項8に記載の廃棄物処理装
    置。
  10. 【請求項10】 前記廃棄処理すべき材料がアルミニウ
    ムを含む金属材料であることを特徴とする、請求項9に
    記載の廃棄物処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010016269A1 (ja) 2008-08-08 2010-02-11 学校法人日本大学 巨大歪加工法で固化成形した高比強度を有する純アルミニウム構造材料
EP2404682A1 (en) * 2010-07-09 2012-01-11 Southwire Company A method for providing plastic zone extrusion and a method for providing friction stir
US9616497B2 (en) 2010-07-09 2017-04-11 Southwire Company Providing plastic zone extrusion

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