JP2941600B2 - 発泡断熱材の発泡ガスの回収方法 - Google Patents
発泡断熱材の発泡ガスの回収方法Info
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- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
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Description
不要な発泡断熱材の処理方法及び処理装置に関し、特に
前記発泡断熱材から発泡剤を脱気して回収する方法及び
処理装置に関するものである。
れ、他の廃材とともに埋立て処分あるいは焼却処分され
ていた。最近では環境保護あるいは資源回収の観点から
発泡剤を回収することが検討されている。
十mmの大きさに粗破砕したものをシリンダプレス等で圧
縮することによって、発泡ガスを断熱材中から排気し、
これを活性炭等で吸着、脱気して回収する方法が試みら
れている。
法の硬質発泡ポリウレタン断熱材に約5トンの荷重を作
用させても脱気はできず、単純な圧縮では実用上脱気は
困難と判断された。これは硬質発泡ポリウレタンの90%
以上の容積が独立気泡で形成されており、しかも気泡の
粒径が数100μmと小さいため、気泡膜すなわちポリウ
レタンを破壊し、連続気泡としなければ脱気できないと
いうのが主たる理由である。硬質発泡ポリウレタンの断
熱性能は、樹脂など材料の品質向上と製造技術の向上で
大幅にアップしている。従って強度的にみて十数年前の
廃棄物から最近の製造行程で生じた廃材までを同一レベ
ルで脱気するには、圧縮作業のみでは困難である。
独公開特許DE4016512A1公報に示されたもの
がある。
で形成されており、気泡内の発泡ガスを脱気するために
は気泡膜を破壊しなければならない。断熱材を圧縮する
場合、独立気泡が空気ばねのような作用をし、圧縮荷重
を高めれば独立気泡の内圧力も上昇する。気泡膜の破壊
強度を弱めるためには断熱材樹脂を加熱する方法がある
が、断熱材そのものが、元来断熱効果が高く容易に均一
に加熱することが困難であり、発泡ガスが加熱分解して
しまうことにもなる。一方、熱分解を避けるために低温
に冷却して断熱材樹脂を脆化させることも可能である
が、断熱材は主として保冷材としての機能を有しており
均一冷却も困難である。
ある。しかし例えば冷蔵庫に用いられた発泡断熱材を対
象にすると、前処理として冷蔵庫の破砕、通常は板状の
プラスチック等に固定された断熱材の剥離工程、剥離さ
れた断熱材とプラスチック等の混合物からの断熱材の選
別工程等が必要になる。
効率にかつ発泡断熱材を変質させることなく発泡ガスと
断熱材樹脂とに分離し、各々を回収する発泡断熱材の発
泡ガスの回収方法と装置を提供することにある。
ば、板部材に固着された発泡断熱材部材に対して、高速
回転体を有する破砕機により剪断力を与えて剥離破砕
し、両部材が互いに分離された板部材片および発泡断熱
材部材片の破片混合物を生成する剥離破砕工程(例えば
図6の破砕機3の工程)と、上記破片混合物から板部材
片が分離された発泡断熱材部材片を分別する分別工程
(例えば図6の風力分別機7の工程)と、上記分別工程
からの発泡断熱材部材片を収容する容器(例えば図6に
おけるホッパ28)から仕切(例えば図6における扉3
0)を介して供給される発泡断熱材片を粉砕機により微
粉砕する微粉砕工程(例えば図6の粉砕機16の工程)
とが設けられる。さらに、上記構成に加え、上記粉砕機
の内部空間に連通した密閉空間において、上記微粉砕工
程において生成された微粉砕物を押し固めて、発泡カ゛ス
を分離する押し固め工程(例えば図6の減容スクリュー
26の工程)と、上記微粉砕工程および押し固め工程に
おいて分離された発泡カ゛スを液化して回収する回収工程
(例えば図6の圧縮器2、凝縮器23、捕集タンク24
等の工程)とが設けられてもよい。
板とプラスチック板との間でウレタン樹脂がフロンガス
により発泡されて形成されるのが一般的であり、発泡後
のウレタン樹脂は金属板およびプラスチック板に強固に
密着した固着状態となる。上記剥離破砕工程によれば破
砕にともなって材料毎に分離された破片混合物が得ら
れ、上記分別工程は上記破片混合物から板部材片が分離
された発泡断熱材部材片を分別するので、その後は柔ら
かい発泡断熱材部材片のみを対象とした処理が可能とな
る。このため、後続の微粉砕工程では例えば回転刃を備
えた粉砕機による独立気泡破壊が可能となり、ほとんど
全数の独立気泡を破壊することができる。この独立気泡
の破壊により発泡ガス(フロンガス)を脱気することが
できる。
粉末が得られ、また微粉末間のわずかな隙間にも発泡ガ
スが残留することになる。上記押し固め工程により微粉
末が押し固められ、減容されるとともに微粉末間の隙間
に残留する発泡ガスも押し出される。このようにして分
離された発泡ガスが回収されるので、極めて高い発泡ガ
スの回収率が得られる。
り説明する。
断熱材を用いた冷蔵庫1等は第1の破砕機2で粗破砕さ
れた後、第2の破砕機3に投入される。破砕機3は伸縮
可能な突起4をもった2軸の高速回転体5を有してお
り、2つの高速回転体の回転数は異なっている。破砕機
2を出た時点の発泡断熱材の大半はプラスチック等に固
定された状態であるが、破砕機3では突起に挟まれた破
砕片6は回転数の異なる2軸の高速回転体により衝撃的
な剪断力を受け、固定されたプラスチック等から剥離さ
れる。
風力分別機7の投入口8に落下するものもあるが、一部
は突起に挟まれたまま数回転、破砕機3に留まり、より
完全に剥離される。
て、スクリーン10へ抜ける構造のものである。風洞部
の傾斜角θは、風洞部の底板11とプラスチック等12
との壁面摩擦係数より大きく、また風洞内を上る風に対
しても前記プラスチックあるいは金属等が傾斜面で滞留
することなく滑ることが可能な傾斜角である。そのた
め、プラスチック等は傾斜面を下側へ滑り、プラスチッ
ク等の回収箱13へ回収される。一方風下側に移動した
発泡断熱材14は次の粉砕機に送られる。
スチック等は大半が板状であり、この板の面の方向は風
洞の底板11に平行になって滑るため、風洞内を上る風
に対しては抵抗が小さくなり、バルク状の発泡断熱材と
風に対する飛び易さの差は大きくなる。以下これについ
て従来機と比較して説明する。
では板状のプラスチック等は板の面が風向に平行な場合
は、比重がプラスチック等より小さい発泡断熱材より飛
びにくく発泡断熱材と分別されやすいが、板の面が風向
に垂直になった場合は発泡断熱材と同様に飛びやすいた
め分別精度は良くない。これに対し本発明の風力分別機
は前記のように板の面が風向に平行になるため分別は高
精度になる。図3は板状のプラスチックとバルク状の発
泡断熱材の破砕片の混合物を対象に、発明者らが実験に
より回収率と回収された発泡断熱材中のプラスチックの
混入率を求めたもので、黒丸印と白丸印は各々、本発明
と従来機の回収率を、また黒三角印と白三角印は混入率
を示す。本発明の風力分別機では実線の矢印aで示す風
速(4.8m/s)では回収率100%で混入率0%の
理想的な分別ができているが、従来機は風速が破線の矢
印b(5.1m/s)では回収率が80%程度である。
また回収率を上げるため風速を矢印c(5.8m/s)
まで上げると回収率は95%になるが混入率は40%程
度になり、従来機では回収率と混入率を両立させる風速
はない。
の工程である図1のスクリューフィーダ15により粉砕
機16に送り込まれる。
ように鋸歯状の固定刃17と板状の回転刃18とを備え
ている。発泡断熱材14は、回転刃の先端と固定刃の隙
間に(約1〜2mm)に押し付けられ、剪断力で砕断さ
れる。発泡断熱材が硬質発泡ポリウレタンの場合、剪断
力の大きさは、1000/s以上、望ましくは5000
/s〜50000/sである。図4の例では回転刃を約
3000rpmとすることによって必要な剪断力が得ら
れる。
る必要はなく、例えば各々外周に回転刃を備えた一対の
ロータを平行に配置し回転刃間において断熱材に衝撃力
を与える方式の衝撃粉砕機のように、断熱材に動的な外
力を作用させうるものであればよい。
粉砕後の発泡断熱材の粒径と脱気される発泡剤の関係の
一例を示すが、粒径を0.4mm程度まで、すなわち発
泡断熱材の独立気泡径程度に粉砕するとほぼ完全に脱気
される。発泡断熱材中に形成される独立気泡の大きさは
ばらつきがあるので、粉砕された粒の粒径は概ね独立気
泡の直径の1倍〜10倍となる。なお、脱気率は、粉砕
により脱気した発泡剤の量/発泡断熱材中の全発泡剤の
量により現される。
気と共にバグフィルタ19、ファン20及びバルブ21
を経由して圧縮機22で圧縮され、凝縮器23で液化し
捕集タンク24に回収される。
のガスの濃度が低い。そこで、気体の一部は配管(F
1)を通り粉砕機に戻され濃度が高められる。
のガスと凝縮しなかった一部の発泡ガスは、吸着剤25
を介して大気へ排出される。
は、減容スクリュー26で押し固められ、発泡ガスを分
離して系外に取り出される。
明する。
施例1と同じものであるので説明を省く。
0、風洞部の傾斜角θ等の基本構成は実施例1の場合と
同じであるが、比重差により3種類の分別が可能にした
点が異なる。
な金属等の回収箱27、投入口8、比重が次に小さいプ
ラスチック等の回収箱13、最も比重が小さい発泡断熱
材を回収するホッパ28が設置されている。
チック及び発泡断熱材等を投入口8から入れた場合、金
属等はほとんど風に流されないので投入口のほぼ真下に
落ち、そのまま回収箱27に回収される。次にプラスチ
ック等は金属等よりも風に飛ばされやすいので風下側へ
移動するが、風洞の斜面に着地した後は実施例1と同様
に斜面を滑り、回収箱13に回収される。また発泡断熱
材はホッパ28に回収される。ホッパ28の下部はシリ
ンダ状の構造になっており、片側にはピストン29が、
反対側には紙面に垂直方向にスライドする扉30が設置
され、スクリューコンベア15とは仕切られている。本
構造では発泡断熱材がホッパ下部に蓄積された時点で扉
30が開かれ、発泡断熱材はピストン29でスクリュー
コンベア15に送り込まれる。本構造にすることによ
り、同伴空気の量を減少させることができるため脱気さ
れた発泡ガスは実施例1よりも高濃度になり、凝縮器2
3で凝縮する際、凝縮効率を高めることができる。
ることなく発泡ガスと断熱材樹脂とに容易にかつ高効率
に分離し、各々を回収し再資源として有効利用できる。
さらに大気中のフロンの拡散を防止し、環境保全の効果
もある。
風力分別機の性能を比較する特性図である。
である。
断熱材の粉砕後の粒径と脱気率を示す特性図である。
ワ、10…スクリーン、11…風洞部の底板、12…プ
ラスチック等、13…プラスチック等の回収箱、15…
スクリューコンベア、16…粉砕機、19…バグフィル
タ、20…ファン、22…圧縮器、23…凝縮器、24
…捕集タンク、27…金属等の回収箱、29…ピスト
ン、30…扉。
Claims (14)
- 【請求項1】傾斜面を上る方向の風が流れる風洞からな
り、上記風が風洞を流れている状態においてプラスチッ
クおよび金属が傾斜面で滞留することなく下側に滑り落
ちることが可能な角度に傾斜して設けられた傾斜型風力
分別部に対して、上記プラスチックおよび金属に発泡断
熱材がさらに混在した混合物を供給して上記傾斜型風力
分別部の上側から上記発泡断熱材を上記プラスチックお
よび金属から分離して取り出す分別工程と、上記分離さ
れた発泡断熱材に対して粉砕機により外力を作用させて
発泡断熱材中の各独立気泡を破壊することにより発泡断
熱材を構成する樹脂と気泡内の発泡ガスとに分離する カ゛
ス 分離工程と、上記分離された発泡ガスを冷却して液化
させる液化工程とからなることを特徴とする発泡断熱材
の発泡ガスの回収方法。 - 【請求項2】請求項1記載のガス分離工程は、上記発泡
断熱材を粒に微粉砕する工程であり、微粉砕された粒の
粒径は独立気泡の直径の1倍〜10倍であることを特徴
とする発泡断熱材の発泡ガスの回収方法。 - 【請求項3】板部材に固着された発泡断熱材部材に対し
て、高速回転体を有する破砕機により剪断力を与えて剥
離破砕し、両部材が互いに分離された板部材片および発
泡断熱材部材片の破片混合物を生成する剥離破砕工程
と、 上記破片混合物から板部材片が分離された発泡断熱材部
材片を分別する分別工程と、 上記分別工程からの発泡断熱材部材片を収容する容器か
ら仕切を介して供給される発泡断熱材片を粉砕機により
微粉砕する微粉砕工程と、 上記粉砕機の内部空間に連通した密閉空間において、上
記微粉砕工程において生成された微粉砕物を押し固め
て、発泡 カ゛ス を分離する押し固め工程と、 上記微粉砕工程および押し固め工程において分離された
発泡 カ゛ス を回収する回 収工程と からなることを特徴とす
る発泡断熱材の発泡カ゛スの回収方法。 - 【請求項4】板部材に固着された発泡断熱材部材に対し
て、高速回転体を有する破砕機により剪断力を与えて剥
離破砕し、両部材が互いに分離された板部材片および発
泡断熱材部材片の破片混合物を生成する剥離破砕工程
と、 上記破片混合物から板部材片が分離された発泡断熱材部
材片を分別する分別工程と、 上記分別工程からの発泡断熱材部材片を収容する容器か
ら仕切を介して供給される発泡断熱材片を粉砕機により
微粉砕する微粉砕工程と、 上記微粉砕工程において分離された発泡 カ゛ス を回収する
回収工程と からなることを特徴とする発泡断熱材の発泡
カ゛スの回収方法。 - 【請求項5】請求項3または4記載の板部材はプラスチ
ック板および金属板であることを特徴とする発泡断熱材
の発泡カ゛スの回収方法。 - 【請求項6】発泡断熱材部材片を収容する容器から仕切
を介して上記発泡断熱材部材片が供給される粉砕機によ
り上記発泡断熱材部材片を微粉砕する微粉砕工程と、 上記粉砕機の内部空間に連通した密閉空間において、上
記微粉砕工程において生成された微粉砕物を押し固め
て、発泡 カ゛ス を分離する押し固め工程と、 上記微粉砕工程および押し固め工程において分離された
発泡 カ゛ス を回収する回収工程と、 からなることを特徴とする発泡断熱材の発泡カ゛スの回収
方法。 - 【請求項7】請求項3、4または6のいずれか記載の微
粉砕工程は、上記発泡断熱材を粒に微粉砕する工程であ
り、微粉砕された粒の粒径は独立気泡の直径の1倍〜1
0倍であることを特徴とする発泡断熱材の発泡ガスの回
収方法。 - 【請求項8】傾斜面を上る方向の風が流れる風洞からな
り、上記風が風洞を流れている状態 においてプラスチッ
クおよび金属が傾斜面で滞留することなく下側に滑り落
ちることが可能な角度に傾斜して設けられた傾斜型風力
分別部に対して、上記プラスチックおよび金属に発泡断
熱材がさらに混在した混合物を供給して上記傾斜型風力
分別部の上側から上記発泡断熱材を上記プラスチックお
よび金属から分離して取り出す分別手段と、上記分離さ
れた発泡断熱材に対して粉砕機により外力を作用させて
発泡断熱材中の各独立気泡を破壊することにより、発泡
断熱材を構成する樹脂と気泡内の発泡ガスとに分離する
カ゛ス 分離手段と、上記分離された発泡ガスを冷却して液
化させる液化手段とからなることを特徴とする発泡断熱
材の発泡ガスの回収装置。 - 【請求項9】請求項8記載のガス分離手段の破砕機は、
上記発泡断熱材を、独立気泡の直径の1倍〜10倍の粒
に粉砕することを特徴とする発泡断熱材の発泡ガスの回
収装置。 - 【請求項10】板部材に固着された発泡断熱材部材に対
して、高速回転体を有する破砕機により剪断力を与えて
剥離破砕し、両部材が互いに分離された板部材片および
発泡断熱材部材片の破片混合物を生成する剥離破砕手段
と、 上記破片混合物から板部材片が分離された発泡断熱材部
材片を分別する分別手段と、 上記分別手段からの発泡断熱材部材片を収容する容器か
ら仕切を介して供給される発泡断熱材片を粉砕機により
微粉砕する微粉砕手段と、 上記粉砕機の内部空間に連通した密閉空間において、上
記微粉砕工程において生成された微粉砕物を押し固め
て、発泡 カ゛ス を分離する押し固め手段と、 上記微粉砕手段および押し固め手段において分離された
発泡 カ゛ス を回収する回収手段と からなることを特徴とす
る発泡断熱材の発泡カ゛スの回収装置。 - 【請求項11】板部材に固着された発泡断熱材部材に対
して、高速回転体を有する破砕機により剪断力を与えて
剥離破砕し、両部材が互いに分離された板部材片および
発泡断 熱材部材片の破片混合物を生成する剥離破砕手段
と、 上記破片混合物から板部材片が分離された発泡断熱材部
材片を分別する分別手段と、 上記分別手段からの発泡断熱材部材片を収容する容器か
ら仕切を介して供給される発泡断熱材片を微粉砕する粉
砕機と、 上記粉砕機において分離された発泡 カ゛ス を回収する回収
手段と からなることを特徴とする発泡断熱材の発泡カ゛ス
の回収装置。 - 【請求項12】請求項10または11記載の板部材はプ
ラスチック板および金属板であることを特徴とする発泡
断熱材の発泡 カ゛ス の回収装置。 - 【請求項13】発泡断熱材部材片を収容する容器から仕
切を介して上記発泡断熱材部材片が供給され、上記発泡
断熱材部材片を微粉砕する粉砕機と、 上記粉砕機の内部空間に連通した密閉空間において、上
記粉砕機からの微粉砕物を押し固めて、発泡 カ゛ス を分離
する押し固め手段と、 上記粉砕機および押し固め手段において分離された発泡
カ゛ス を回収する回収手段とからなることを特徴とする発
泡断熱材の発泡 カ゛ス の回収装置。 - 【請求項14】請求項10、11または13記載の粉砕
機は、上記発泡断熱材を独立気泡の直径の1倍〜10倍
の粒に微粉砕する発泡断熱材の発泡ガスの回収装置。
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DE19944418627 DE4418627A1 (de) | 1993-05-27 | 1994-05-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Rückgewinnung von Treibgas aus geschäumten Materialien |
US08/414,643 US5678773A (en) | 1991-12-02 | 1995-04-03 | Waste processing method and apparatus therefor |
US08/806,526 US5769333A (en) | 1991-12-02 | 1997-02-24 | Method of and apparatus for recovering foaming gas of the foamed material |
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- 1993-05-27 JP JP5125670A patent/JP2941600B2/ja not_active Expired - Fee Related
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