JP3047761U - ポリスチレン廃材の溶解装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリスチレン廃材を特定の溶剤に溶解させる
ことによって、収集運搬の費用が低廉に済み、短時間に
処理できて黒煙発生等の公害問題が生ずることなく、ポ
リエチレン廃材を処理でき、経済的且つ安全なポリスチ
レン廃材の回収装置を提供する。 【解決手段】 上方を水層とし、下方をポリスチレンの
溶剤層として収容する槽と、前記槽内に入れられたポリ
スチレン廃材を前記溶剤に接触して溶解させるための押
圧手段とを具備する回収装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、ポリスチレンをベースとしたプラスチック廃材を再処理するための ポリエチレン廃材の溶解装置に関し、特に発泡ポリスチレンの溶解装置に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

ポリスチレンは、成形しやすく電気特性に優れており、射出成形などのすべて の成形方法が利用できるので、成形品を始め応用範囲が広く、各種の道具、装置 及び調度品等の素材としての木材又は金属の代替物として用いられる他に、発泡 ポリスチレンは断熱材、緩衝材及び食品容器等として多量に使用されている。 ポリスチレンのこのように広い応用範囲に基づいて、処分されねばならない廃 棄物が発生する割合も当然多くなっている。特にこの割合が高くなったのは、毎 日必要とされる食料品が、一般にポリスチレンを始めとするプラスチックの包装 又は容器を用いて、取扱われるようになったからである。 ポリスチレンを始めとするプラスチックは、自然の環境条件に対して安定な化 学的特性を有していて、水に不溶であり、空気中の酸素によって侵されず、しか も地上に棲息している微生物等によって他の物質に変換されず、分解されること もない。 従って、大量に生産されたポリスチレン等のプラスチック類は、廃棄処理上で 大きな問題を惹起することになる。

【０００３】 従来のポリエチレン廃材の処理方法としては、例えば（１）物理的に小さく粉 砕する方法、（２）電気的に溶解する方法及び（３）焼却する方法がある。 しかしながら、このような従来のポリスチレン廃材の処理方法にあっては、上 記（１）の方法では、廃材、特に発泡ポリスチレン廃材は嵩張るため、収集及び 処理場までの運搬に費用が掛かり、又上記（２）の方法では溶解処理に長時間を 要し、更に上記（３）の方法では焼却時に多量の黒煙を発し、環境汚染等の公害 問題が生じていた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、上記のような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ポリスチレ ン廃材を特定の溶剤に溶解させることによって、収集運搬の費用が低廉に済み、 短時間に処理できて、黒煙の発生等の公害問題が生ずることなくポリスチレン廃 材を処理でき、経済的且つ安全なポリスチレン廃材の溶解装置を提供することを 目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

内部にポリスチレンを溶解するための比重が１．３〜１．６の範囲内の溶剤層 と該溶剤層の上部を覆う水層とを保有するポリスチレン圧縮溶解層と、 該溶解層において溶解すべきポリスチレンを該溶解槽内に導入するための手段 又は槽の構造と、該槽内に導入された溶解すべきポリスチレンを押圧する手段と 、該溶解槽を加圧下に撹拌する手段とを有する事を特徴とする。

【０００６】 本考案では、溶解させる層中には上層に水を、下層にポリスチレンの溶剤とを 有するような溶剤、即ち比重が１以上の溶剤が選択されている。この方法により 、溶剤の上部表面は水によって密閉されており、その結果溶剤の蒸発を防止する ことができ、また臭気、安全及び衛生面で好都合である。しかしながら、ポリス チレンの溶剤で比重が１以上である溶剤は、例えば四塩化炭素（比重１．６０） 、トリクロロエチレン（比重１．４６４）、塩化メチレン（比重１．３２６）及 び四塩化エチレン（比重１．６２２６）等の塩素置換炭化水素類に限定される。

【０００７】 一方、ポリスチレンは比重が１．０５であり、更に発泡ポリスチレンは比重が 極めて小さいので、発泡ポリスチレンそのままでは上記の溶剤中に浸潰されない 。従って、発泡スチレンの溶解には、多くの時間と労力を必要とし、処理作業の 能率が低下するという不都合がある。本考案の装置には、溶解装置内の層内に入 れられた発泡スチレン等のポリスチレンを上記溶剤と接触させて溶解するための 浸潰用押圧手段が設けられているので、浸潰困難が解決されて溶解作業の能率が 向上する。

【０００８】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図１は、本考案に係るポリスチレン廃材の溶解装置の一実施例を示す縦断面図 である。 図１において、溶解装置１は、上方を水層２とし、下方を溶剤層３とする槽４ から成り、ポリスチレン廃材５を前記水層２と溶剤層３中に埋没収容させ、蓋体 ６で蓋をするように構成されている。この蓋体６には、上面にガス（空気）抜き 孔６ａが設けられ、また下面にはポリスチレン廃材５を上記水槽２及び溶剤層３ に埋没させて溶解させるように構成している。押し板９は、ポリスチレン廃材と 溶剤層３とを攪拌し、溶液を均一化する。 そして、槽４の蓋６の上部にはエアシリンダ７が設けられていて、このエアシ リンダ７のロッド８は、槽４内の押し板９を介してポリスチレン廃材５を溶剤槽 ３内に埋没させるように押圧している。

【０００９】 この実施例では、ロッド８の先端部８ａと押え板９との間には、コイルスプリ ング１０が設けられていて、コイルスプリング１０によりポリエチレン廃材５は 、順次溶剤層３内に埋設し、速やかに溶解が行なわれるようになっている。 尚、槽４の側部に設けられている装置は、コンプレッサ１１と本装置とを制御 する制御装置１２である。 ここで、槽４の材質としては、鋼鉄、ステンレス鋼、ガラス及び陶器等溶剤の 溶解力に耐えるものであれば、何でも良い。ガラス製容器は内部が透視できて好 都合である。蓋体６及びコイルバネ１０も上記の鉄製であって良い。この実施例 では、図１に示すようにエアシリンダ７とコイルバネ１０を設けたものを例示し たが、ポリスチレン廃材５を上記水層２と溶剤層３中に埋没できるように、押圧 できる機能を有するものであれば、どんな形状又は様式のものであっても良い。

【００１０】 ポリスチレンの溶剤としては、酢酸エチル及び酢酸メチルエステル等のエステ ル類、アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼン、トルエン及び キシレン等の芳香族炭化水素、四塩化炭素、塩化メチレン、ジクロメタン、トリ クロメタン、テトラクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、メチルクロロエチ レン、トリクロロエチレン及びテトラクロロエチレン等の塩素置換炭化水素類が 挙げられる。

【００１１】 しかしながら、上記の様に溶剤の揮発を防止し、臭気及び人体への安全衛生面 から、溶剤３の上面を水槽２で覆って密封するためには、比重が１以上で水より 重質のものでなければならない。この条件を満たす溶媒としては、上記の塩素置 換炭化水素類に限定される。しかも、これらの塩素置換炭化水素類には、上記の 利点に加えて、溶媒自体が不燃性である利点を併せて有している。 上記塩素化溶剤の中でも、溶解力及び揮発性等の点から、トリクロロエチレン 、テトラクロロエチレン及びメチルクロロエチレンが好ましい。これらの塩素化 溶剤は、単独でも２種類以上の混合物であっても良いが、特に重量比でトリクロ ロエチレン７に対し残りの各１種類が３の割合で混合された混合物が、ポリスチ レン廃材の溶解速度が大きいこと、及び最終処理する際の脱塩素後の処理が脱硫 と共に行える点から好ましいものである。

【００１２】 上記塩素化溶剤とシーリング材としての比率は、溶剤１００重量部に対して水 ２５重量部であることが好ましい。このような比率であると、燃料としてポリス チレン廃材を溶解した溶液を、そのまま燃焼させても、最高温度が１０００℃前 後程度に制御されて、炉の損傷を防止できるという利点を示す。そして、水の重 量比率が２５重量部を超えると、溶解装置が大型化することになり、その結果経 済的でなくなり、一方２５重量部未満では、水によるシール効果が低下し、特に 溶解装置の溶解力が飽和した後、有効成分の再利用のための蒸留分別や過剰回収 分の焼却処理のための最終処理場への運搬の際に、溶解装置が傾斜した時に溶剤 が直接表面へ露出する恐れが生じる。

【００１３】 本考案のポリスチレンの溶解装置は上記の様に構成されているので、先ず槽４ 中へ溶剤３を入れ、次いで水２を入れると、比重差により上方に水が貯まり、下 方に溶剤が貯まるので、上方に水槽２、下方に溶剤層３が形成できる。次いで、 発泡ポリスチレン等のポリスチレン廃材５を槽４内に入れると、廃材５が塩素化 溶剤３上に浮上し、水槽２中に一部沈んだ状態で廃材５が浮遊する。このままの 状態では、上述の様に溶解処理に時間がかかり、処理能率が低下する。そのため 、エアシリンダ７とコイルバネ１０との押圧力により、発泡ポリスチレン廃材５ を溶剤層３中に強制的に押し込む。こうすることにより、発泡ポリスチレン廃材 ５は、瞬間的に塩素化溶剤中にもぐりこみ、前記廃材５中に含まれている気泡を 放出しながら、溶解反応による発熱もなく溶解する。

【００１４】 尚、食品トレー等の低発泡表面を有しそのまま溶解し難いものは、予め幾つか の断片に切断後に、溶解させることが効率的である。この際、廃材５の溶解後の 溶液は、溶剤重量の２００倍もの重量の廃材５を溶解した後でも、重量は約２０ ０倍にも増加したにもかかわらず、体積は元の溶剤層３の体積に比べて、殆ど増 加しない現象を示す。このため、溶解装置１は、小型で済むばかりでなく、溶解 熱による温度上昇もないため、溶液の沸騰も生じなく、水槽２により溶剤層３の 充分なシール効果が発揮され、臭いや人体に衛生的な悪影響を与えることもない 。

【００１５】

【考案の効果】

ポリスチレン廃材を塩素化溶剤に溶解することにより、溶剤の体積に比べて殆 ど体積増加なしに重量比で約２７倍もの廃材を処理できるので、溶解装置が廃材 重量に比べて約５０分の１で済ますことができ、廃材の収集及び運搬費用を大幅 に低減できる。しかも、廃材を溶剤中へ強制的に浸潰できるので、溶剤の強力な 溶解力と併せて短時間に溶解処理することができる。更に、溶剤層の上面が水層 で覆われているので、充分のシール効果が発揮でき、悪臭の発生や人体への悪影 響も防止することができる。その上、溶液を蒸留分別することにより、有効成分 の回収・再利用することができ、資源の節約を図ることができるばかりでなく、 ポリスチレン廃材の濃厚溶液は、接着剤として活用することもできる。 尚、塩素化溶剤の特定比率の組合せを利用することにより、炉を損傷すること なく、直接燃料として利用することができ、熱エネルギー源の節減に資すること もできる。このとき、塩素ガス処理をすることは、もちろんである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のポリスチレン廃材の溶解装置の一実施
例の内部構成を示す正面断面図である。

【符号の説明】

１ 溶解装置 ２ 水層 ３ 溶剤層 ４ 溶解装置の槽 ５ ポリスチレン廃材 ６ 蓋体 ６ａ ガス（空気）孔 ７ エアシリンダ １０ コイルスプリング １１ コンプレッサ １２ 制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にポリスチレンを溶解するための比
   重が１．３〜１．６の範囲内の溶剤層と該溶剤層の上部
   を覆う水層とを保有するポリスチレン圧縮溶解層と、 該溶解層において溶解すべきポリスチレンを該溶解槽内
   に導入するための手段又は槽の構造と、該槽内に導入さ
   れた溶解すべきポリスチレンを押圧する手段と、該溶解
   槽を加圧下に撹拌する手段とを有する事を特徴とするポ
   リスチレン廃材の溶解装置。