JP2017087198A - Recycling method of toner cartridge, and device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーカートリッジのリサイクル方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a toner cartridge recycling method and apparatus.
トナーは、レーザープリンター又は複写機で使用される、帯電性を持ったプラスチック粒子に黒鉛及び/又は顔料等の色粒子を付着させた粒子径が数〜十数μmの微粒子である。トナーは、一般に熱可塑性樹脂を基材とし、これにバインダや着色剤が添加されている。プリンター(複写機とも言う)は、静電気を利用して紙にトナーを転写させ、熱によって用紙に接着し、定着させることで印刷する。 The toner is a fine particle having a particle size of several to several tens of μm, which is used in a laser printer or a copying machine, in which colored particles such as graphite and / or pigment are attached to plastic particles having charging properties. In general, a toner is made of a thermoplastic resin as a base material, and a binder and a colorant are added thereto. A printer (also called a copier) uses static electricity to transfer toner onto paper, adheres to the paper with heat, and fixes it for printing.
このトナーを、製鋼用電気炉内の溶融金属の還元剤として用いる技術が開示されている(特許文献1)。一方、処理単位を、トナー単位ではなく、カートリッジと呼ばれる専用の容器(以下、「トナーカートリッジ」と言う)をリサイクルする方法も開示されている。特許文献2では、使用済みトナーカートリッジの破砕時における廃トナー拡散による粉塵爆発の危険を防止し、安全かつ低コストで効率良く使用済みトナーカートリッジを各素材レベルまで確実にリサイクル可能にする技術が開示される。 A technique using this toner as a reducing agent for molten metal in a steelmaking electric furnace is disclosed (Patent Document 1). On the other hand, a method of recycling a dedicated container called a cartridge (hereinafter referred to as “toner cartridge”) instead of a toner unit is also disclosed.
特許文献3では、廃プラスチックを、コークス等として利用する方法が開示される。
大量生産、大量消費、大量破棄の消費社会から、製品のリサイクルにより持続可能な循環型社会へ移行していくためには、リサイクル対象とリサイクル方法の適正化により、リサイクル率を上げることが重要である。 In order to shift from a mass production, mass consumption, and mass destruction consumer society to a sustainable recycling-oriented society through product recycling, it is important to raise the recycling rate by optimizing the recycling target and the recycling method. is there.
特許文献1では、トナーをフレコンバッグ等で回収している(特許文献1、段落[0008])。しかしながら、特許文献2に示されるように、トナーの回収は、トナーカートリッジ単位で行った方が、容易であり、リサイクル対象の適正化がなされていないので、リサイクル率が上がらない。 In
一方、特許文献2では、トナーカートリッジのリサイクルを行っており、リサイクル対象の適正化がなされている。しかし、特許文献1のように電解炉に入れて、化学的分解プロセスを経てエネルギー資源や原材料として回収するいわゆる「ケミカルサイクル」と異なり、トナーカートリッジの材料(熱材料、非鉄金属、樹脂材料、ゴム材料)を、化学的分解プロセスを経ないで回収する「マテリアルリサイクル」である。マテリアルリサイクルを行う場合、トナーカットリッジごとに、回収設備を用意する必要がある。トナーカットリッジ自体は、プリンターを販売する会社ごとに異なるため、リサイクル設備を、会社毎に設ける必要がある。トナーカットリッジのリサイクルに関して、リサイクル設備の導入コストが問題になり、リサイクル設備が設けられず、リサイクル率が上がらない。 On the other hand, in
特許文献3では、廃プラスチックから、風力と磁力で選別した後に、破砕して、コークス炉へ提供するための造粒物を製造する技術が開示されている。しかし、筐体部分等の高密度プラスチックとトナー等の低密度プラスチックとからなるトナーカートリッジ等の廃プラスチックをコークス炉へ提供すると、低密度プラスチックが集塵機に回収される確率が高まり、リサイクル率が低下する。また、集塵機に回収されなかった場合でも、前記低密度プラスチックがコークス炉内に偏在し、炉内圧上昇等の操業トラブルに発展する可能性や、コークスの品質低下の危険性が残る。
上記課題を解決する形態は、以下の項目セットにより示されるように、回収容易なトナーカートリッジを、コークス原料としての造粒物を、加熱しながら減容して製造するリサイクルにより、リサイクル率をあげる。 As shown by the following item set, the form for solving the above problem increases the recycling rate by recycling the toner cartridge that is easy to collect by reducing the volume of the granulated product as a coke raw material while heating. .
1.トナーカートリッジのリサイクル方法であって、
前記トナーカートリッジを加熱して溶融し、
前記溶解したトナーカートリッジを冷却し、
前記冷却後の固化物を破砕し、
前記破砕した破砕物から不純物を除去し、
前記不純物除去後の残留物を加熱しながら減容化して、コークス原料としての造粒物を製造する、トナーカートリッジのリサイクル方法。1. A toner cartridge recycling method comprising:
Heating and melting the toner cartridge;
Cooling the dissolved toner cartridge;
Crushing the solidified product after cooling,
Removing impurities from the crushed crushed material,
A toner cartridge recycling method for producing a granulated product as a coke raw material by reducing the volume of the residue after removing the impurities while heating.
上記方法では、リサイクル対象を、回収容易なトナーカットリッジに限定し、溶融処理、冷却処理、破砕処理、不純物除去が可能な設備を設けて、さらに、残留物を加熱減容化することで、コークス炉原料に適する造粒物を製造する。そのため、コークス炉原料の石炭の量を減らして、二酸化炭素削減に貢献するとともに、トナーカットリッジをリサイクルできるため、トナーカットリッジのリサイクル率の向上と、CO2削減を同時に達成することができる。 In the above method, the recycling target is limited to a toner cut ridge that can be easily recovered, and a facility capable of melting, cooling, crushing, and removing impurities is provided, and the residue is heated and reduced in volume. A granulated material suitable for coke oven raw materials is manufactured. Therefore, the amount of coal as a coke oven raw material can be reduced to contribute to the reduction of carbon dioxide and the toner cut ridge can be recycled. Therefore, the improvement of the toner cut ridge recycling rate and the reduction of
2.前記減容化中の加熱温度は、120℃〜200℃である、項目1に記載のトナーカートリッジのリサイクル方法。 2.
3.前記減容化は、嵩密度200kg/m3以上、水分3wt%以下、直径20〜60mm×長さ40〜100mmである前記造粒物を製造する、項目1又は2に記載のトナーカートリッジのリサイクル方法。 3. 3. The toner cartridge recycling method according to
4.トナーカートリッジのリサイクル装置であって、
前記トナーカートリッジを加熱して溶融する溶解部と、
前記溶解したトナーカートリッジを、冷却する冷却部と、
前記冷却後の固化物を破砕する破砕部と、
前記破砕した破砕物から不純物を除去する除去部と、
前記不純物除去後の残留物を、加熱しながら減容化して、コークス原料としての造粒物を製造する減容部と、を備えるリサイクル装置。4). A toner cartridge recycling device,
A melting part for heating and melting the toner cartridge;
A cooling unit for cooling the melted toner cartridge;
A crushing section for crushing the solidified product after cooling;
A removal section for removing impurities from the crushed crushed material;
A volume reduction unit that reduces the volume of the residue after removing the impurities while heating to produce a granulated product as a coke raw material.
5.前記減容化中の加熱温度は、120℃〜200℃である、項目4に記載のトナーカートリッジのリサイクル装置。 5.
6.前記減容化部は、嵩密度200kg/m3以上、水分3wt%以下、直径20〜60mm×長さ40〜100mmである前記造粒物を製造する、項目4又は5に記載のトナーカートリッジのリサイクル装置。 6). 6. The toner cartridge recycling according to
本発明に係る一実施形態は、回収容易なトナーカートリッジを、回収容易なトナーカートリッジを、コークス炉で乾留するコークス炉化学原料に適する造粒物をつくるリサイクルにより、リサイクル率をあげる。 In one embodiment of the present invention, the recycling rate is increased by recycling the easily collected toner cartridge and the easily collected toner cartridge to produce a granulated material suitable for a coke oven chemical raw material that is carbonized in a coke oven.
以下、図面を参照して、以下の構成に基づき、トナーカートリッジのリサイクル方法およびその装置を説明する。 Hereinafter, a toner cartridge recycling method and apparatus will be described based on the following configuration with reference to the drawings.
1.リサイクル方法の概要
図1を用いて、本発明の実施形態の一例を説明する。
図1は、本発明に係るリサイクル装置の概略構成図である。このリサイクル装置10は、トナーカートリッジ1を加熱して溶融する溶解部20と、溶解したトナーカートリッジ1を、冷却する冷却部30と、冷却後の固化物を破砕する破砕部40と、破砕した破砕物から不純物を除去する除去部50と、不純物除去後の残留物を、加熱しながら減容化して、コークス原料としての造粒物2を製造する減容部60と、を備える。1. Outline of Recycling Method An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a recycling apparatus according to the present invention. The
溶解部20は、数十個から数百個の使用済みトナーカートリッジ1を投入してもよい。溶解部20は、80〜140℃程度で、トナーカートリッジ1を溶解する。なお、この温度は、トナーカートリッジを構成するプラスチック成分によって決まる。例えば、ポリエチレン(PE)の融点は120〜150℃、ポリプロピレン(PP)の融点は130〜180℃、ポリスチレン(PS)の融点は220〜260℃、ポリエチレンテレフタレート(PET)の融点は210〜280℃、ポリ塩化ビニル(PVC)の融点は180〜290℃である。溶解部20は、80〜140℃程度で、加熱するため、トナーカートリッジ1を完全に溶解せず、一部溶解させて、後段の破砕部40で破砕するための一定の形状にする。 The
冷却部30は、加熱部20から出てきた加熱後の使用済みトナーカートリッジ1(固化物ともいう)を、自然冷却して、必要に応じてファンにより強制冷却を行う。 The cooling
破砕部40、例えば、二軸破砕装置が用いられる。破砕部40に要求される破砕能力は、トナーカートリッジ1のケースを構成する樹脂材料を、15mm程度まで破砕する。破砕されるサイズは、破砕により、後段の除去部により、異物を取り除き易くなるような、適切なサイズである。 A crushing
除去部50は、破砕した破砕物から不純物を除去する。不純物は、例えば、金属である、この除去処理においては、磁力選別や、風力選別等により行われる。 The removing
次に、減容部60は、破砕物を、加熱しながら減容化して、コークス原料としての造粒物2を製造する。なお減容化時に、トナーカートリッジ以外の廃プラスチックと混合していることも本願発明の範囲である。また、減容化時にトナーカートリッジは内部に残留しているトナーの作用により、コークス炉の処理に適した好適な嵩密度増加が可能となる。このとき、造粒物は、コークス炉において、コークス炉で発生したガス(COG:Coke Oven Gas)5ではなく、コークスを効率よく製造するために、嵩密度200kg/m3以上、水分3wt%以下、直径20〜60mm×長さ40〜100mmとすることが好ましい。また、減容化中の加熱は、120℃〜200℃とすることが好ましい。なお、この理由については、図2を用いて説明する。 Next, the
図2は、コークス製造工程の一例を示す図である。コークス炉100では、造粒物2は、高炉110で使用されるコークスを製造する原料として利用される。コークス炉100におけるコークス製造工程では、コークス炉100の中で石炭3とともに投入された造粒物2を、石炭3とともに乾留されて、コークス4を製造する。この乾留工程で生じるガスが、COG5である。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a coke manufacturing process. In the
コークス4は、高炉110内で3つの重要な役割を担っている。第1に鉄鉱石を炭素で還元して鉄分を取り出すこと、第2に高炉110の中で還元ガスや溶けた鉄の通路を確保すること、第3に鉄鉱石や石灰石を溶かす熱源となることである。 The
COG5の主要な成分は水素50〜54%、メタン30〜33%、一酸化炭素6〜8%、エチレンなどの炭化水素2〜4%などであるが、タールや粗軽油、硫酸、アンモニア等も含む。COG5内に含まれるタールや粗軽油、硫酸、アンモニア等は、脱硫設備、脱アンモニア設備、租軽油回収設備等の回収設備120を経て、回収される。回収により、精製されたCOG5は、高炉110やコークス炉100で燃料として使用される。 The main components of COG5 are 50 to 54% hydrogen, 30 to 33% methane, 6 to 8% carbon monoxide, 2 to 4% hydrocarbons such as ethylene, but tar, crude light oil, sulfuric acid, ammonia, etc. Including. Tar, crude light oil, sulfuric acid, ammonia, and the like contained in the
COG5は、製鉄所12内で、燃料として有効利用されているものの、ガス生成工程等を要するため、造粒物を、COG5にするよりも、コークス4への転換率を上げて、石炭利用率を下げた方がCO2削減の観点で好ましい。そのため、造粒物2の構成は、減容部60で説明したような構成が好ましい。これにより、本実施形態は、リサイクルにより廃棄物問題の解決と、製鉄所12による二酸化炭素低減による地球温暖化防止という二つの効果を奏することができる。 Although COG5 is effectively used as fuel in
以上説明した実施形態は典型例として挙げたに過ぎず、その各実施形態の構成要素の組合せ、変形及びバリエーションは当業者にとって明らかであり、当業者であれば本発明の原理及び請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱することなく上述の実施形態の種々の変形を行えることは明らかである。 The embodiments described above are merely given as typical examples, and combinations, modifications, and variations of the components of each embodiment will be apparent to those skilled in the art, and those skilled in the art will understand the principles and claims of the present invention. Obviously, various modifications may be made to the embodiments described above without departing from the scope of the described invention.
1 トナーカートリッジ、2 造粒物、3 石炭、4 コークス
5 COG、10 リサイクル装置、12 製鉄所、20 溶解部
30 冷却部、40 破砕部、50 除去部、60 減容部
100 コークス炉、110 高炉、120 回収設備DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記トナーカートリッジを加熱して溶融し、
前記溶解したトナーカートリッジを冷却し、
前記冷却後の固化物を破砕し、
前記破砕した破砕物から不純物を除去し、
前記不純物除去後の残留物を加熱しながら減容化して、コークス原料としての造粒物を製造する、トナーカートリッジのリサイクル方法。A toner cartridge recycling method comprising:
Heating and melting the toner cartridge;
Cooling the dissolved toner cartridge;
Crushing the solidified product after cooling,
Removing impurities from the crushed crushed material,
A toner cartridge recycling method for producing a granulated product as a coke raw material by reducing the volume of the residue after removing the impurities while heating.
前記トナーカートリッジを加熱して溶融する溶解部と、
前記溶解したトナーカートリッジを、冷却する冷却部と、
前記冷却後の固化物を破砕する破砕部と、
前記破砕した破砕物から不純物を除去する除去部と、
前記不純物除去後の残留物を、加熱しながら減容化して、コークス原料としての造粒物を製造する減容部と、を備えるリサイクル装置。A toner cartridge recycling device,
A melting part for heating and melting the toner cartridge;
A cooling unit for cooling the melted toner cartridge;
A crushing section for crushing the solidified product after cooling;
A removal section for removing impurities from the crushed crushed material;
A volume reduction unit that reduces the volume of the residue after removing the impurities while heating to produce a granulated product as a coke raw material.
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