JP4105151B2 - Waste toner processing method - Google Patents
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Description
本発明は、コピー装置やプリンターなどから回収される廃トナーや、トナー製造工場などで発生する廃トナーを処理する方法に関する。より詳細には、廃トナーに前処理を施して安全かつ効率よく処理する方法に関する。 The present invention relates to a method for processing waste toner collected from a copying apparatus or a printer, or waste toner generated in a toner manufacturing factory. More specifically, the present invention relates to a method for pretreating waste toner and processing it safely and efficiently.
トナーは電子写真法を利用する画像形成装置で用いられる粉体状のインクであり、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。トナーは、加熱により溶融して用紙に接着し、冷却されることで固化する。トナーには一成分現像法に用いられるトナーと、二成分現像法に用いられるトナーとがある。前者のトナーは、熱可塑性樹脂に磁性体としての酸化鉄の微粉末を添加したもので主に黒色トナーとして用いられる。後者のトナーは、熱可塑性樹脂に着色剤および数種の添加剤を混合したもので、主にカラートナーとして用いられる。これらのトナーは粒子径が数〜十数ミクロン(μm)の超微粒子である。 The toner is a powdery ink used in an image forming apparatus using electrophotography, and generally includes a thermoplastic resin as a base material to which a binder and a colorant are added. The toner melts by heating, adheres to the paper, and solidifies by being cooled. As the toner, there are a toner used for the one-component developing method and a toner used for the two-component developing method. The former toner is obtained by adding a fine powder of iron oxide as a magnetic material to a thermoplastic resin, and is mainly used as a black toner. The latter toner is a mixture of a colorant and several additives in a thermoplastic resin, and is mainly used as a color toner. These toners are ultrafine particles having a particle diameter of several to several tens of microns (μm).
近年のOA機器の普及に伴って、トナーの使用量が急速に増大している。トナーは前述のように極めて小さい粒子であるので飛散し易く、また、静電気によって爆発するとの報告もあるので大量に処理する場合には注意を要する。例えば廃棄物処理炉に廃トナーを投入して焼却処理する場合、廃トナーが粉塵となって舞うので著しく悪い作業環境となる。また、廃トナー同士の擦れ合いで静電気が発生して爆発する虞がある。よって、回収した廃トナーを安全に且つ効率良く処理する方法を確立することが急務な課題となっている。 With the recent spread of OA equipment, the amount of toner used is rapidly increasing. Since the toner is very small particles as described above, it is easy to scatter, and there is a report that the toner explodes due to static electricity. For example, when waste toner is put into a waste treatment furnace and incinerated, the waste toner flies as dust, resulting in a very bad working environment. Further, there is a risk of explosion due to static electricity generated by rubbing between waste toners. Therefore, it is an urgent issue to establish a method for safely and efficiently processing the collected waste toner.
例えば特許文献1は廃トナー処理方法を提案している。この文献1は、廃トナーを液化する加熱処理溶融処理、液化した廃トナーを冷却して固化する冷却処理及び固化した廃トナーを破砕する破砕処理を含み、これらの処理を連続的に行う処理方法を開示している。また、特許文献2は製鉄所のダストリサイクルシステムを利用してスラリー状のダストに廃トナーを添加し、脱水してミックスダストを製造する。このミックスダストを焼結することで廃トナーを有効活用する方法を提案する。また、特許文献3は製鉄所の焼結原料に廃トナーを混合して焼結機で焼結することで廃トナーを有効活用する方法を提案する。
For example,
しかしながら、特許文献1で提案する処理方法では廃トナーを液化して、冷却固化している。トナーを液化するには多量の熱を要し、また、これを冷却固化させた形成物は強固ものとなる。このような形成物は焼却処理し難く、焼却しようとすると多大なコストを要する。また、この形成物を埋立て処理することは用地確保や環境保護の観点から問題がある。
However, in the processing method proposed in
特許文献2及び特許文献3の処理方法は、製鉄所のラインを利用して廃トナーを処理するものであり、廃トナーを活用するという点で優れている。しかし、これらの技術は製鉄所で発生するスラリー等に廃トナーを混合して処理する技術である。よって、前提として大きな設備が必要であり、また、廃トナーだけを効率良く処理できない。さらに、特許文献2及び特許文献3の処理方法では、前述した廃トナーの爆発性の対処について検討されていない。
The processing methods disclosed in Patent Document 2 and
そこで、本発明は上述した従来の課題に鑑みてなされたもので、廃トナーを効率良く、安全に処理する方法を提案することである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and proposes a method for efficiently and safely processing waste toner.
上記目的は、廃トナーのうち赤トナー、黒トナー及び黄トナーを160〜220℃の熱風を用いて加熱し、該赤トナー、黒トナー及び黄トナーの温度を75℃以上95℃以下になるように調整しつつ固化する前処理を行った後に、廃棄物処理炉で焼却処理する廃棄トナーの処理方法によって達成される。本発明によると、前処理を施すことにより廃トナーのうち赤トナー、黒トナー及び黄トナーが加熱により取扱い易い凝集固化した形態となる。これらの赤トナー、黒トナー及び黄トナーを焼却処理するので、粉塵を発生させず、安全かつ効率よく廃トナーを処理できる。 The above object is red toner of the waste toner, black toner and yellow toner is heated by a hot air of 160 to 220 ° C., the red toner, a black toner and to the temperature of the yellow toner becomes 95 ° C. below 75 ° C. or higher This is achieved by a waste toner processing method in which after pre-solidifying while adjusting, the waste is incinerated in a waste processing furnace. According to the present invention, by performing the pretreatment, the red toner, the black toner, and the yellow toner among the waste toners are agglomerated and solidified easily by heating. Since these red toner, black toner, and yellow toner are incinerated, waste toner can be processed safely and efficiently without generating dust.
また、上記目的は、廃トナーのうち青トナーを160〜220℃の熱風を用いて加熱し、該青トナーの温度を85℃以上95℃以下になるように調整しつつ固化する前処理を行った後に、廃棄物処理炉で焼却処理することを特徴とする廃トナーの処理方法によって達成できる。 Further, the above-mentioned object is to perform a pretreatment for heating the blue toner of waste toner using hot air of 160 to 220 ° C. and adjusting the temperature of the blue toner to 85 ° C. or more and 95 ° C. or less. Thereafter, the waste toner can be incinerated in a waste treatment furnace.
また、前記前処理後の廃トナーを塊状に破砕してから、前記廃棄物処理炉に投入すると、さらに効率良く廃トナーを処理できる。また、前記前処理で水分を添加してもよい。 Further, when the waste toner after the pretreatment is crushed into a lump and then put into the waste treatment furnace, the waste toner can be processed more efficiently. Further, moisture may be added in the pretreatment.
以上説明したように、本発明の廃トナーの処理方法によれば、廃トナーを効率良く、安全に処理できる。 As described above, according to the waste toner processing method of the present invention, waste toner can be processed efficiently and safely.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図1は実施例に係る廃トナーの処理工程を示した図である。本発明の廃トナーの処理方法では、粉塵となり、さらに爆発の虞のある廃トナーを前処理することで取扱い易い凝集固化した形態に変更する。そして、その後に廃棄物処理炉で焼却処理することで、安全かつ効率良く廃トナーを処理する。図1を参照して廃トナーの処理工程を順に説明する。一般に、廃トナーは袋状のフレキシブルコンテナや、ダンボール、ドラム缶等の容器に収納されて回収される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a waste toner processing process according to the embodiment. In the waste toner processing method of the present invention, the waste toner that becomes dust and may explode further is pretreated to change to a coagulated and solidified form that is easy to handle. Then, the waste toner is safely and efficiently processed by incineration in a waste processing furnace. The waste toner processing steps will be described in order with reference to FIG. In general, waste toner is collected and collected in a bag-like flexible container, or a container such as a cardboard or drum.
容器に収納された状態の廃トナーを受入れる(S101)。廃トナーを容器に収納したままの状態で前処理として加熱処理を行う(S102)。後述する所定条件で廃トナーを加熱すると凝集固化させることができる。容器に収納したままの状態で加熱処理するので粉塵や静電気による爆発の問題を回避できる。このステップ102では、例えば160〜220℃の熱風を用いて廃トナーを処理する。このときに廃トナーの温度が75℃〜105℃未満、より好ましいくは80〜100℃となるように調整する。熱風の送込み量や熱風の供給時間を適宜に調整することで、廃トナーの温度を管理する。このステップ102における処理により、基材である樹脂材が凝集固化する。この前処理としての加熱処理では廃トナーを液状となるまで加熱することを目的としたものではなく、廃トナーを凝集させて飛散を抑制できる程度の粒状或いは塊状とする。 The waste toner stored in the container is received (S101). A heat treatment is performed as a pretreatment while the waste toner is stored in the container (S102). When the waste toner is heated under predetermined conditions described later, it can be agglomerated and solidified. Since the heat treatment is performed in the state of being stored in the container, the problem of explosion due to dust or static electricity can be avoided. In this step 102, waste toner is processed using hot air of 160 to 220 ° C., for example. At this time, the temperature of the waste toner is adjusted to 75 to 105 ° C., more preferably 80 to 100 ° C. The temperature of the waste toner is managed by appropriately adjusting the amount of hot air fed and the hot air supply time. By the processing in step 102, the resin material as the base material is agglomerated and solidified. The heat treatment as the pretreatment is not intended to heat the waste toner until it becomes liquid, but is formed into a granular or lump shape that can agglomerate the waste toner and suppress scattering.
なお、熱風に水分を添加してもよい。水分を添加して廃トナーを加熱処理すると、微細粉の散乱或いは、炭塵爆発等の危険を未然に防止できる。また、上記熱風に替えて高温の水蒸気を用いてステップ102の処理を行ってもよい。上記同様、微細粉の散乱或いは、炭塵爆発等の危険を未然に防止できる。 Note that moisture may be added to the hot air. When the waste toner is heat-treated by adding moisture, it is possible to prevent dangers such as scattering of fine powder or explosion of coal dust. Further, the process of step 102 may be performed using high-temperature steam instead of the hot air. Similar to the above, it is possible to prevent dangers such as scattering of fine powder or explosion of coal dust.
図2は、本願発明者が確認した、廃トナーと加熱温度との関係をまとめて示した図である。青トナーは凝集固化し難い傾向がある。青トナーは85℃で1時間保持すると部分的な凝集が認められ、粉塵抑制に効果が認められる。そして、青トナーを85℃で3時間保持すると、確実に凝集して容積が約1/2にまで減少(減容)する。よって、充分な粉塵抑制効果を期待できる。 FIG. 2 is a diagram collectively showing the relationship between the waste toner and the heating temperature confirmed by the inventors of the present application. Blue toner tends to be hard to aggregate and solidify. When the blue toner is held at 85 ° C. for 1 hour, partial aggregation is observed, and an effect for dust suppression is recognized. When the blue toner is held at 85 ° C. for 3 hours, the blue toner is surely aggregated and the volume is reduced (reduced) to about ½. Therefore, a sufficient dust suppression effect can be expected.
より低温となる65℃では、青トナー、赤トナー及び黒トナーのいずれのトナーについても変化が認められない。そして、青トナーは75℃でも変化が認められない。しかし、赤トナー及び黒トナーについては75℃で1時間保持すると部分的な凝集が認められ、粉塵抑制に効果が認められる。更に、赤トナー及び黒トナーを75℃で3時間保持すると確実に凝集固化する。よって、赤トナー及び黒トナーについては、75℃から充分な粉塵抑制効果を期待できる。なお、図2では青トナー、赤トナー及び黒トナーについて示しているが、黄トナーは赤トナー及び黒トナーと同じ傾向を示す。 At 65 ° C., which is a lower temperature, no change is observed in any of the blue toner, the red toner, and the black toner. The blue toner does not change even at 75 ° C. However, when the red toner and the black toner are held at 75 ° C. for 1 hour, partial aggregation is observed, and an effect for suppressing dust is recognized. Further, when the red toner and the black toner are held at 75 ° C. for 3 hours, they are surely aggregated and solidified. Therefore, with respect to the red toner and the black toner, a sufficient dust suppressing effect can be expected from 75 ° C. Although FIG. 2 shows blue toner, red toner, and black toner, yellow toner shows the same tendency as red toner and black toner.
一方、高温側については105℃を超えると、青トナー、赤トナー及び黒トナーのいずれのトナーも焼結し、容積が1/2に減容する。同様に粉塵抑制効果はあるが、焼結するとトナー粒子、すなわち、青トナー、赤トナー、黒トナー及び黄トナーの粒子が強固に結合してしまうので焼却効率が低下する。そこで、トナーを破砕処理してから焼却するのが好ましいが、焼結したトナーは硬いので破砕に時間を要することになる。そこで、前述したように廃トナー温度を75℃〜105℃未満、より好ましいくは80〜100℃に設定し、凝集固化させるのが望ましい。
On the other hand, when the temperature exceeds 105 ° C. on the high temperature side, all of the blue toner, the red toner, and the black toner are sintered and the volume is reduced to ½. Similarly, although there is a dust suppressing effect, when sintered, toner particles , that is, blue toner, red toner, black toner, and yellow toner particles are firmly bonded, so that the incineration efficiency is lowered. Therefore, it is preferable to incinerate the toner and then incinerate it. However, since the sintered toner is hard, it takes time to crush. Therefore, as described above, it is desirable that the waste toner temperature is set to 75 ° C. to less than 105 ° C., more preferably 80 ° C. to 100 ° C. for aggregation and solidification.
再度、図1を参照する。ステップ102の前処理が完了した廃トナーを取出して(S103)、凝集固化した廃トナーを破砕処理する(S104)。このステップ104での破砕処理は、容器と一緒に処理してもよい。例えばパワーショベルを用いて、容器に収納した状態で破砕して廃トナーを塊状とする。凝集固化している廃トナーを塊状に破砕することにより、表面積が増加するのでこの後の廃棄物焼却炉で効率良く焼却できる。そして、最後のステップ105で塊状とした廃トナーを廃棄物処理炉に投入して焼却する。廃棄処理炉に投入するときには、廃トナーは塊状となっているので飛散して粉塵が発生することはない。また、トナーが塊状となっているので静電気の発生を抑制できる。
Reference is again made to FIG. The waste toner for which the pre-processing in step 102 has been completed is taken out (S103), and the aggregated and solidified waste toner is crushed (S104). The crushing process in step 104 may be performed together with the container. For example, using a power shovel, the waste toner is lumped by being crushed in a state of being stored in a container. By crushing the aggregated and solidified waste toner into a lump, the surface area is increased, so that it can be efficiently incinerated in a subsequent waste incinerator. In the
以上説明したように、本発明による方法では、廃トナーを加熱処理することにより取扱い易い形態に変更してから焼却処理するので、粉塵を発生させず、安全かつ効率よく廃トナーを処理できる。 As described above, in the method according to the present invention, the waste toner is incinerated after being changed to a form that is easy to handle by heat treatment, so that the waste toner can be processed safely and efficiently without generating dust.
図3は、本発明を適用した設備の一例について示した図である。図3で示す設備では、既存の焼却炉10に200℃の加熱空気が供給されている。加熱空気はエロフィンヒータ11に図示しない蒸気を供給し、常温空気を加熱して昇温させたものである。
FIG. 3 is a diagram showing an example of equipment to which the present invention is applied. In the facility shown in FIG. 3, 200 ° C. heated air is supplied to the existing
上記設備に廃トナーを凝集させるための凝集固化室20を併設する。この凝集固化室20に前記加熱空気の一部を供給する。凝集固化室20には廃トナーTを収納した容器22を保持するパレット21を準備する。このパレット21上に容器22を載置した状態で、凝集固化室20を昇温させて廃トナーTを加熱処理する加熱処理の条件は前述した通りである。
An agglomeration and
凝集固化室20での加熱処理が完了した廃トナーTは、例えば破砕処理場に引出されて容器22ごとパワーショベル等で破砕される。容器22が破損すると廃トナーTが露出するが、凝集固化しているので粉塵が舞うことはない。この破砕処理で、廃トナーTは例えば野球ボール程度の塊状にされる。この後、廃トナーTは高温の廃棄物処理炉25に投入される。このときは容器22の破片を一緒に投入してもよい。投入される廃トナーTは焼結しておらず、破砕によって焼却し易い大きさとなっている。よって、廃トナーTは廃棄物処理炉25により効率良く焼却される。廃トナーTの基材は炭素を主体とする樹脂であるので焼却の過程で還元剤として機能し、また熱源となる。よって、廃トナーTは廃棄物処理炉25内で効率の良く焼却される。焼却灰には鉄粉が含まれるのでこれをリサイクル供することができる。
The waste toner T that has been subjected to the heat treatment in the coagulation and
以上、本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
20 凝集固化室
21 パレット
22 容器
25 廃棄物処理炉
T トナー
20 Coagulation solidification chamber 21
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