JP2006095983A - Volume reduction method of foamed resin molding and equipment therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は農水産品や家電製品の包装に使用された発泡スチロ−ル箱等を含む発泡樹脂成形物の廃棄物を再利用し完全リサイクルするに当たり、再生工場へ運搬するためにコスト削減の必要上、減容化すると共に、リサイクル材としての品質を劣化させない処理方法についての新規かつ進歩性を有する新技術に関するものである。 In the present invention, it is necessary to reduce costs in order to recycle and completely recycle the waste of foamed resin moldings including foamed polystyrene boxes used for packaging of agricultural and marine products and household appliances. The present invention relates to a new and innovative technology for a processing method that reduces the volume and does not deteriorate the quality as a recycled material.
発泡スチロ−ルなどの低融点材料は加熱によって急速に軟化変形するが、溶融点と発火点が近く、溶融すれば変質してしまうし、また発火すれば危険である。そこで従来、100〜150℃の低温度で間接的に加熱する方法や、過熱水蒸気による加熱、或いは熱風によって加熱する方法などがある。
例えば、第1の従来技術として実開平6−45714のような発泡スチロ−ルリサイクル装置がある。その目的は、少量の処理に適合する、安値で、運転操作が容易で、安全性の高い、廃発泡スチレンの熱溶融リサイクル装置を確立するというものである。またその構成は、廃発泡スチレンを熱溶融減容することによりリサイクルの用に供する装置において、可変温度式熱風発生機と、内壁面にセラミック材料から成る遠赤外線放射部を張設し外面に断熱部を張設した減容炉と、自動運転のための操作部と、減容炉内で発生した臭気成分を除去する脱臭装置から構成されるというものである。更に要約すると、熱風雰囲気の空間に遠赤外線放射セラミックス板を張りつけた装置で熱溶融する方法である。
Low melting point materials such as foamed polystyrene rapidly soften and deform by heating, but their melting point and ignition point are close to each other, and if they melt, they change in quality, and if they ignite, they are dangerous. Therefore, conventionally, there are a method of indirectly heating at a low temperature of 100 to 150 ° C., a method of heating with superheated steam, or a method of heating with hot air.
For example, as a first prior art, there is a polystyrene foam recycling apparatus such as Japanese Utility Model Publication No. Hei 6-45714. The purpose is to establish a low-cost, easy-to-operate, high-safety, hot-melt recycling equipment for waste foamed styrene that is suitable for a small amount of processing. In addition, in the equipment that is used for recycling by heat melting and reducing the volume of waste foamed styrene, a variable temperature hot air generator and a far infrared radiation part made of ceramic material on the inner wall surface are stretched to insulate the outer surface. The volume reduction furnace is provided with a section, an operation section for automatic operation, and a deodorization device for removing odor components generated in the volume reduction furnace. In summary, this is a method of heat melting with a device in which a far-infrared radiation ceramic plate is attached to a space of a hot air atmosphere.
また、第2の従来技術としては特開2004−142235に示されるような、発泡スチロ−ルのリサイクルがある。この課題は、ゴミとして回収された発泡スチロ−ルを、圧力を加えて圧縮し、発泡発泡スチロ−ルの体積を凝縮し、発泡スチロ−ルをリサイクルするというものである。
その解決手段は、発泡スチロ−ルを型に入れ圧縮機で圧縮させ体積を凝縮させる。このときに上下に板等をボンド等で張りつけながら圧縮させるとその後加工しやすくなる。また軽く圧縮させた後上下に発泡スチロ−ルの溶ける温度の熱を加えることにより、結合しやすく、さらに板等も接着するので、ボンドを塗る必要がなく、しかも圧縮する時間が短縮できるというものである。
Further, as a second prior art, there is recycling of polystyrene foam as disclosed in JP-A-2004-142235. This problem is to compress the foamed polystyrene recovered as waste by applying pressure, condense the volume of the foamed foamed polystyrene, and recycle the foamed polystyrene.
The solution is to place foamed polystyrene in a mold and compress it with a compressor to condense the volume. At this time, if the plate is compressed while being bonded up and down with a bond or the like, the subsequent processing becomes easy. In addition, it is easy to bond by applying heat at a temperature at which foamed polystyrene melts up and down after being lightly compressed, and it is also possible to bond a plate etc., so there is no need to apply a bond and the compression time can be shortened It is.
しかしながら、上記の従来技術では、発泡樹脂成形物をリサイクルしようとする場合において、夫々以下のような欠点ないし問題点がある。即ち、第1の従来技術では、常に200℃で加熱するとしているが、被加熱体である発泡成形物は多量の空気を含む多孔質であるから、熱伝導率は極めて低く、熱効率が悪く、長時間の加熱が必要となる。そのため100〜150℃位の融点よりも遙に高い200℃という温度を加えて溶融し、減容化する方法がとられている。しかしながら、スチレン等は100℃を超えると揮発し、ガスが揮発されて変質が始まり、更に、溶融状態とすると変質体となり、他の化学工程によらなければ、もとの発泡体にリサイクルすることは不可能となる問題点がある。更にまた、前記の揮発分は空中放出によって大気汚染の原因となる大欠点を有するものである。 However, the above-described conventional techniques have the following drawbacks or problems when trying to recycle the foamed resin molded product. That is, in the first prior art, heating is always performed at 200 ° C., but since the foamed molded article that is the object to be heated is porous including a large amount of air, the thermal conductivity is extremely low, and the thermal efficiency is poor. Long heating is required. Therefore, a method is adopted in which the volume is reduced by adding a temperature of 200 ° C. which is much higher than the melting point of about 100 to 150 ° C. However, styrene and the like volatilize when it exceeds 100 ° C., gas is volatilized and starts to change, and when it is in a molten state, it becomes an altered body, and if it does not depend on other chemical processes, it can be recycled to the original foam. There is a problem that becomes impossible. Furthermore, the volatile matter has a major drawback that causes air pollution by air release.
次に、前記第2の従来技術では、発泡スチロ−ルを圧縮するとしているが、細かい気泡が材質中に残ることは、第1の従来技術と同様であるから、同じ問題点がある。かつまた発泡スチロ−ルの溶ける温度の熱を加える、としているので、矢張り部分過熱と、ガスの揮発公害を発生するという欠点がある。 Next, in the second prior art, the foamed polystyrene is compressed. However, the fact that fine bubbles remain in the material is the same as the first prior art, and thus has the same problem. In addition, since heat at a temperature at which the foamed polystyrene is melted is added, there is a drawback in that it causes overheating of the arrowhead part and volatilization pollution of the gas.
本発明は、前記のような、すべての従来技術の問題点、諸欠点を除去し、改良するものであり、まず被処理物を変質させることなく、揮発成分が最も少ない条件で減容化する、画期的方法である。 The present invention eliminates and improves all the problems and disadvantages of the prior art as described above. First, the volume is reduced under the condition that the volatile component is the smallest without altering the object to be processed. This is a revolutionary method.
本発明においては、上記の課題を解決するため次の手段を創出した。
本発明の手段の第1の特徴は、発泡樹脂成形物を、トンネル形状減容室内に設けた、速度制御可能なメッシュベルトコンベア−又はロ−ラ−コンベア−上に載荷し移送させ、該減容室内に設けた遠赤外線放射機構によつて、該発泡樹脂成形物に、波長2〜15μmの遠赤外線を放射し、溶融又は変質させることなく、100〜70℃で、該発泡樹脂成形物の容積を減少させる発泡樹脂成形物を溶融の容積減少方法であることである。
次に、手段の第2の特徴は、細長のトンネル形状に設けた発泡樹脂成形物の減容室の内側の、天井及び側壁に金属アルミニウムもしくはステンレス板を内張りした光線反射ボックスと該ボックス内に設置された遠赤外線放射体によって構成された遠赤外線放射機構と、該減容室の内部空間長手方向に無限軌道式かつ速度制御可能なメッシュベルトコンベア−又はロ−ラ−コンベア−と、該コンベア−上に載荷した発泡樹脂成形物を連続移動させる機構と、該発泡樹脂成形物に波長2〜15μmの遠赤外線を直接又は反射により放射する遠赤外線放射機構とにより構成した発泡樹脂成形物の容積減少装置であることである。
また、手段の第3の特徴は、前記遠赤外線放射機構が遠赤外線放射ボックスと前記コンベアとの間に放射遠赤外線を散乱させる機能を有する金属アルミニウム或はステンレス製の金網を水平又は曲面状に設置した構成を有するものである発泡樹脂成形物の容積減少装置であることである。
更に、手段の第4の特徴は、前記メッシュベルトコンベア−又はロ−ラ−コンベア−は、それらのコンベア−エンド水冷圧延ロ−ラ−と破砕機を付設して、前記遠赤外線放射機構の末端における、可塑状態の樹脂塊状物を該ロ−ラ−により薄片状とし、続いて該破砕機により小片状として、リサイクル処理を高能率化する発泡樹脂成形物の容積減少装置であることである。
これらの手段の要点は、先ず、赤外吸収波長2〜15μmの間にある被処理体に、同じ波長範囲にある遠赤外線を吸収させ、100℃以下の温度で発熱させて、最短の時間で軟化させ、包含する空気を放出させることである。
次に、被処理物が箱形など不定形のものに、均一に散乱された遠赤外線を照射するという斬新な手段を用いることであり、それらの装置の構造と塊状となった減容物の再利用を有効にするための手段として、その塊状物を小片のフレ−クとすることが必要である。
In the present invention, the following means have been created to solve the above problems.
The first feature of the means of the present invention is that the foamed resin molded product is loaded and transported on a mesh belt conveyor or roller conveyor capable of speed control provided in a tunnel-shaped volume reducing chamber. By the far-infrared radiation mechanism provided in the chamber, far-infrared rays having a wavelength of 2 to 15 μm are radiated to the foamed resin molded product, and the foamed resin molded product is melted or altered at 100 to 70 ° C. It is a method of reducing the volume of a foamed resin molded product that reduces the volume.
Next, the second feature of the means is that there is a light reflecting box with a metal aluminum or stainless steel lined on the ceiling and side walls inside the volume reduction chamber of the foamed resin molding provided in the shape of an elongated tunnel, and in the box. A far-infrared radiation mechanism constituted by an installed far-infrared radiator, a mesh belt conveyor or roller conveyor capable of endless track-type speed control in the longitudinal direction of the interior space of the volume reducing chamber, and the conveyor -Volume of the foamed resin molded product constituted by a mechanism for continuously moving the foamed resin molded product loaded thereon and a far-infrared radiation mechanism for radiating far-infrared rays having a wavelength of 2 to 15 µm directly or by reflection to the foamed resin molded product. It is a reduction device.
A third feature of the means is that the far-infrared radiation mechanism has a function of scattering the far-infrared radiation between the far-infrared radiation box and the conveyor. This is a volume reducing device for a foamed resin molded product having an installed configuration.
Further, the fourth feature of the means is that the mesh belt conveyor or the roller conveyor is provided with a conveyor-end water-cooled rolling roller and a crusher, and the end of the far-infrared radiation mechanism. The volume-reducing apparatus for foamed resin moldings for improving the efficiency of recycling by converting the plastic lump in the plastic state into thin pieces with the roller and then making small pieces with the crusher. .
The main point of these means is to first absorb the far infrared ray in the same wavelength range on the object to be processed between the infrared absorption wavelengths of 2 to 15 μm and generate heat at a temperature of 100 ° C. or less, in the shortest time. Softening and releasing the enclosing air.
Next, it is necessary to use a novel means to irradiate far-infrared rays that are uniformly scattered to an indefinite shape such as a box shape. As a means for making the reuse effective, it is necessary to make the mass into small pieces of flakes.
1)発泡樹脂廃棄物の減容方法は、従来技術では、加熱するについても、不均一で部分的 過熱があり、変質、分解揮発、悪臭発生等の弊害があるが、これに対し本発明では特別 な機構の均一軟化脱気方法により、遠赤外線で短時間60秒処理で、減容率が1/60 となるほか、揮発ガスも殆どなく、材質の変化も全くないという、従来技術にはない、 画期的顕著な効果を有する。
2)従来技術では、発泡樹脂廃棄物を溶融して処理するため変質して、その後のリサイク ル工程では発泡しにくくなり、実質上再生産は不能になり、ただ減容して処分場への、 運賃を安くし捨てるだけであるが、本発明では、変質せずに、中間原料としての回収が 出来るから、それを軟化し細片化して、再度発泡剤を加えて発泡させれば、新品の数分 の1のコストで発泡樹脂製品を得ることが出来るという大きな効果を奏する。
3)従来技術では、発泡樹脂廃棄物を単に減容して、処分場への運賃を下げるだけで、埋 め立ての場所をとることは、従来同じで、逼迫している処分場対策には殆どならないが 本発明によれば、発泡樹脂廃棄物の全量をリサイクルして再度新製品同様となし得るの で、最終処分場を殆ど使用しなくてすむという、公共的に大きな効果をも有するもので ある。
1) In the conventional technology, the volume reduction method for foamed resin waste is non-uniform and partially overheated even when it is heated, and there are problems such as alteration, decomposition and volatilization, and generation of bad odors. In the conventional technology, the uniform softening and deaeration method with a special mechanism reduces the volume reduction rate to 1/60 after 60 seconds of treatment with far infrared rays, and there is almost no volatile gas and no change in material. No, it has an epoch-making remarkable effect.
2) In the conventional technology, the foamed resin waste is transformed to be melted and processed, and it becomes difficult to foam in the subsequent recycling process, making it virtually impossible to reproduce, and just reducing the volume to the disposal site. However, in the present invention, it can be recovered as an intermediate raw material without alteration, so if you soften it, break it down, add foaming agent again and foam it, a new one can be obtained. The foamed resin product can be obtained at a cost of 1 / minute.
3) In the conventional technology, simply reducing the volume of foamed resin waste and lowering the fare to the disposal site, and taking a landfill site is the same as in the past. According to the present invention, since the entire amount of foamed resin waste can be recycled and re-similar to that of the new product, it has a great public effect that the final disposal site is hardly used. It is.
全長3〜3.5m,高さ2m,幅1.5mのトンネル型内部アルミ反射板張り、遠赤外線放射装置;減容室を設け、室内下部に長さ3m幅1.2mで、速度制御可能な無限軌道式金属製メッシュベルトコンベア−又はロ−ラ−コンベア−を設け、その上に被処理物を載荷し、入口より出口に向けて移動する。この速度は、被処理物の処理状況により調節制御する。かつ、該コンベヤ−の上方から、遠赤外線バ−ナ−により、波長2〜15μmの遠赤外線を放射する。遠赤外線は放射体セラミックスにより放射し、その温度が550〜700℃に調節可能のものを使用し、該遠赤外線を被処理物に、可及的均一に作用させるため、該装置内上方に、真ん中を下方に湾曲させ、全体としては平らな形状のステンレス金網を水平に設ける。このステンレス金網の開口部分の面積は15mm×15mm程度が最良である。このような構造にすれば、被処理物と放射体セラミックスの間には適宜の距離があり、かつ、遠赤外線の均一散乱機構もあるので、被処理物、例えば発泡スチロ−ルを90〜100℃で変質させずに減容させることができ、最良の状態で脱気が行なわれ、該処理物の容積は数10分の1となる。これらを更に、ベルト終端において、破砕機に投入し、細片として発泡樹脂製品の原料とし最良のリサイクルを達成することができる。尚、実施例において、更に詳細に説明する。 Tunnel-type internal aluminum reflector with a total length of 3 to 3.5m, height of 2m, and width of 1.5m, far-infrared radiation device; a volume reduction chamber is provided, and the speed can be controlled with a length of 3m and a width of 1.2m. An endless track type metal mesh belt conveyor or a roller conveyor is provided, and an object to be processed is loaded on the mesh belt conveyor and moved from an inlet toward an outlet. This speed is adjusted and controlled according to the processing status of the workpiece. And far infrared rays with a wavelength of 2 to 15 μm are emitted from above the conveyor by a far infrared burner. Far infrared rays are radiated by radiator ceramics, and those whose temperature can be adjusted to 550 to 700 ° C. are used. In order to make the far infrared rays act on the workpiece as uniformly as possible, The middle is bent downward, and a flat stainless steel mesh is provided horizontally as a whole. The area of the opening portion of this stainless steel wire mesh is optimally about 15 mm × 15 mm. With such a structure, there is an appropriate distance between the object to be processed and the radiator ceramic, and there is a uniform scattering mechanism of far infrared rays. The volume can be reduced without changing quality at 0 ° C., and deaeration is performed in the best condition, and the volume of the processed product is reduced to several tenths. Furthermore, these can be put into a crusher at the end of the belt, and the best recycling can be achieved as a raw material for foamed resin products as fine pieces. The embodiment will be described in more detail.
上記の課題を解決する為に、次のような実施を行なった。波長4〜10μmの主波長を持つガス遠赤外線照射空間を作り、放射帯の温度550〜600℃の放射面からの被処理物の距離と軟化変形及び近似溶融についての実験実施を行なった。この場合、遠赤外線の照射強度は放射体面積1cm2 当たり5kcalであった。放射体と被処理物(被熱物)の距離、揮発変形等の有無の状態については、表1に示す通りであった。 In order to solve the above problems, the following implementation was performed. A gas far-infrared irradiation space having a dominant wavelength of 4 to 10 μm was created, and experiments were conducted on the distance, softening deformation and approximate melting of the object to be processed from the radiation surface having a radiation band temperature of 550 to 600 ° C. In this case, the irradiation intensity of far infrared rays was 5 kcal per 1 cm @ 2 of the radiator area. Table 1 shows the distance between the radiator and the object to be processed (heated object) and the presence or absence of volatile deformation.
図1は本発明の発泡樹脂成形物の減容装置の横断面説明図であり、赤外線照射面積は1m2のものでロ−ラ−コンベア1は入り口から出口方向に載荷物を流し、該載荷物の移動方向の全長は3.0mの設備を製作した。2はアルミニウム反射板囲いボックスで、遠赤外線放射器3はガス遠赤外線バ−ナ−で、その下にステンレス金網4を水平に設ける。発泡スチロ−ル製の被処理物5は、使用済の漁箱でサイズ350mm×550mm×185(厚さ30mm)を被処理物とし、照射時間60秒・80秒・120秒の3水準で処理し、放射体セラミックスの温度が550〜700℃に調整可能なもので、波長4〜10nm、1ユニット5,500Kcal/hrのものを両サイドに4ケ、天井水平面に3ケ設置し、合計38,500〜42,000Kcal/hrの遠赤外線放射体をアルミ板で囲った。
図2は該ベルトコンベア−と支持物の縦断面図である。
また、図1中4のステンレス金網は開口部面積15×15mmのものを用い中心部を曲面に成形したものを水平に設置した。また、ロ−ラ−コンベア−エンドには減容軟化して可塑状態にある処理物を水冷圧延ロ−ラ−7により厚さ2mmの薄片状とした後、破砕機8で破砕して小片状として回収する。遠赤外線の照射時間と減容率、揮発ガスの有無、材質の変化の関係は表2の通りであり、照射時間60秒ならば、揮発ガスはなく、材質は変化せずに、減容率は1/60となることが、確認された。また、以上の実験から、発泡スチロ−ル(かさ密度0.02)は90〜100℃の空間温度となる条件で処理すれば溶融に近くなり、揮発スチレンを放出することなく約2分間で1/50以下にし減容塊状物6となしうることを確認した。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a volume reduction device for a foamed resin molding according to the present invention. The infrared irradiation area is 1 m @ 2 and the
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the belt conveyor and the support.
Further, the stainless
もう1つの課題は、箱形被処理体の内外側壁面と底面に遠赤外線を均等に放射させる方法であるが、遠赤外放射室内は前記請求項2に記載したように、遠赤外線反射率の最も高いアルミニウム板で囲ってあり、また、外側面には約45度の傾斜角度でそれぞれ放射体を取り付けるが、内側面の受熱面積を広くする為、図1中の4に示すように、ステンレス又はアルミニウムの金網を水平に設置し特に中央部分を断面が曲線状になるようにして、遠赤外線を内側面へ散乱放射させるようにしたものである。
Another problem is a method of uniformly radiating far-infrared rays on the inner and outer wall surfaces and bottom surface of the box-shaped object. The far-infrared radiation chamber has a far-infrared reflectance as described in claim 2. In addition, each radiator is attached to the outer side surface at an inclination angle of about 45 degrees. In order to increase the heat receiving area on the inner side surface, as indicated by 4 in FIG. A stainless steel or aluminum wire mesh is installed horizontally, and in particular, the central portion has a curved cross section so that far infrared rays are scattered and radiated to the inner surface.
技術分野のところでほぼ記載した通り、本発明は農水産品や家電製品の包装に使用された発泡スチロ−ル箱等を含む発泡樹脂成形物の廃棄物を再利用し完全リサイクルするに当たり、再生工場へ運搬するためにコスト削減の必要上、減容化すると共に、リサイクル材としての品質を劣化させない処理方法についての新規かつ進歩性を有する新技術に関するものであり、斬新なる方法と装置であるから、その産業上の利用可能性は絶大なものがある。 As almost described in the technical field, the present invention is to recycle the waste of foamed resin moldings including foamed polystyrene boxes used for packaging of agricultural and fishery products and household appliances. Because it is necessary to reduce the cost for transportation, it is related to a new technology with a novel and innovative process method that does not deteriorate the quality as a recycled material, and it is a novel method and apparatus. Its industrial applicability is tremendous.
1;ロ−ラ−コンベア−
2;アルミ反射板囲いボックス
3;遠赤外線放射器
4;ステンレス金網
5;被処理物
6;減容塊状物
7;水冷圧延ロ−ラ−
8;破砕機
1; Roller conveyor
2; Aluminum reflector-enclosed
8; Crusher
Claims (4)
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KR101780798B1 (en) * | 2017-01-09 | 2017-09-21 | 서원태 | The processor Play for recycling of expanded polystyrene foam |
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