JP4740470B2

JP4740470B2 - 簡易カイロの分離回収方法

Info

Publication number: JP4740470B2
Application number: JP2001125654A
Authority: JP
Inventors: 滋鎌田; 正行井戸; 力斎藤
Original assignee: 株式会社白元
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: JP2002316140A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使い捨て可能な簡易カイロの分離回収方法に関する。詳しくは、簡易カイロを素材ごとに分離回収する方法に関する。
【０００２】
近年、環境保全の観点から資源のリサイクルが促進されており、使い捨て可能な簡易カイロにおいても廃材を再利用することが望まれている。しかしながら、簡易カイロは複数の素材からなる複合体である。例えば、一の種類の簡易カイロは発熱剤と発熱反応を促進する発熱助剤を主成分とする発熱材と該発熱材を収納する通気性内装体と、これらを包装する不通気性外装体からなり、他の種類の簡易カイロは上記発熱材と該発熱材を収納する通気性内装体と、該通気性内装体の片面に塗布された衣服への装着用粘着材と、該粘着材に貼付された剥離シートと、これらを包装する不通気性外装体からなる。更に、上記発熱剤は金属粉粒物を主成分とし、発熱助剤は電解質と該電解質を水溶液として保持する保水材等を含む。
【０００３】
このように、簡易カイロは複数の異なる素材からなる複合体なので、各素材ごとの分離が不充分な状態で回収すると様々な不都合を生ずる。具体的には、使用済みのカイロから回収した鉄粉は酸化されているので、カイロの原料として再利用するためには、溶鉱炉で加熱して還元しなければならない。しかし、使用済みのカイロから回収した鉄粉に食塩等の電解質等が含まれていると溶鉱炉の耐火煉瓦を損傷するので、鉄粉を還元して再利用するためには電解質を取除く必要がある。また活性炭等の木質系材料は土壌改良材として好適なものであるが、鉄粉や食塩等の電解質が含まれているものは好ましくない。特に、食塩が含まれていると、植物を枯らす虞がある。
【０００４】
従って、簡易カイロを各素材ごとに回収するためには、まず素材ごとに分離することが要求される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、簡易カイロは発熱材と該発熱材を収納する袋体からなる複合体である。かかる簡易カイロを素材ごとに回収するためには、まず発熱材と内装体及び外装体等からなる袋体とを分離し、次に発熱材を金属粉粒物と発熱助剤に分離し、更に発熱助剤を保水材と電解質に分離しなければならない。従って、簡易カイロを素材ごとに回収するには、複雑で煩雑な工程を必要とすることから、簡易カイロを回収するのに要求される作業量は過大なものとなる。
【０００６】
しかしながら、従来は、簡易カイロを素材ごとに効率良く分離、回収する方法や装置は存在しなかったので、簡易カイロの回収を円滑に行なうことができなかった。かかる状況の下、不通気性外装体が取外された使用済みの簡易カイロや、不通気性外装体で包装されたままの未使用の簡易カイロを供給するだけで、素材ごとに効率良く分離し回収することができる方法や、該方法を実施できる装置があれば極めて便利である。
【０００７】
本発明は、簡易カイロを素材ごとに効率良く分離した後、回収することが可能な、簡易カイロの分離回収方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（１）発熱剤としての金属粉粒物と該金属粉粒物の酸化を促進する発熱助剤とを含む発熱材と、該発熱材を収納する袋体とからなる簡易カイロの分離回収方法であって、前記発熱助剤が、前記金属粉粒物の酸化を促進する電解質溶液と、該電解質溶液を保持する保水材とを含み、前記袋体の中から発熱材を取出す工程と、水中において前記発熱材を金属粉粒物と前記発熱助剤とに分離する工程とを備えることを特徴とする簡易カイロの分離回収方法、（２）袋体が、発熱材を収容すると共に内部の発熱材に酸素を供給可能な通気性袋体と、該通気性袋体を包装すると共に酸素の供給を遮断する非通気性袋体とからなることを特徴とする前記（１）記載の簡易カイロの分離回収方法、（３）袋体の中から発熱材を取出す工程において、一の破砕刃と他の破砕刃とを噛合うように逆回転させることにより、袋体を破砕して発熱材を取出すことを特徴とする前記（１）又は（２）記載の簡易カイロの分離回収方法、（４）一の破砕刃の回転の周速度と他の破砕刃の回転の周速度が異なることを特徴とする前記（３）記載の簡易カイロの分離回収方法、（５）互いに逆回転する低速回転部と高速回転部とからなり、上記低速回転部及び高速回転部は共に回転軸と回転軸の軸方向に沿って設けられた複数の円盤状の破砕刃とからなり、低速回転部の破砕刃の周面及び高速回転部の破砕刃の周面には共に複数の凹部と凸部が形成されており、上記低速回転部と高速回転部とは互いの破砕刃が互いに噛み合うように組み合わされている破砕装置を用いて袋体の中から発熱材を取出すことを特徴とする前記（４）記載の簡易カイロの分離回収方法、（６）低速回転部の破砕刃の周面に形成された各々の凸部の上端面から隣接する低速回転部の破砕刃の一の凸部の上端面に引いた線と回転軸の直角方向との角度がα度であり、高速回転部の破砕刃の周面に形成された各々の凸部の上端面から隣接する高速回転部の破砕刃の一の凸部の上端面に引いた線と回転軸の直角方向との角度がβ度であり、上記角度αと角度βとの差が０．１〜３０度である破砕装置を用いて袋体の中から発熱材を取出すことを特徴とする前記（５）記載の簡易カイロの分離回収方法、（７）袋体の中から発熱材を取出す工程において、袋体ごと剪断、袋体ごと穿孔、袋体を引き千切る、又は袋体を焼却することにより発熱材を取出すことを特徴とする前記（１）又は（２）記載の簡易カイロの分離回収方法、（８）発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程で分離された発熱助剤を、電解質溶液と保水材とに分離する工程を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法、（９）発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程において、比重差を利用することにより、水中において発熱材を前記金属粉粒物と前記電解質溶液と前記保水剤とに分離することを特徴とする前記（１）から（８）のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法、（１０）発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程において、発熱材を粉砕し、破砕された発熱材を水とともに遠心分離機を用いて遠心分離し、該発熱材を前記金属粉粒物と前記電解質溶液と前記保水剤とに分離することを特徴とする前記（１）から（８）のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法、（１１）上記発熱助剤を電解質溶液と保水材とに分離する工程において、水を加えた発熱助剤を圧搾機に入れて絞ることにより保水材と電解質溶液とを分離することを特徴とする前記（８）から（１０）のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法、（１２）上記発熱助剤を電解質溶液と保水材とに分離する工程において、水を加えた発熱助剤を遠心分離機を用いて電解質溶液を脱水することにより、保水材と電解質溶液を分離することを特徴とする前記（８）から（１０）のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法、を要旨とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は簡易カイロを素材ごとに分離し、回収することを目的とする。該簡易カイロは発熱材と、該発熱材を収納する袋体とからなり、発熱材は発熱剤としての金属粉粒物と該金属粉粒物の酸化を促進する発熱助剤とを含み、該発熱助剤は、金属粉粒物の酸化を促進する電解質溶液と、該電解質溶液を保持する保水材とを含む。
【００１０】
前記袋体は、発熱材を収容すると共に内部の発熱材に酸素を供給可能な通気性内装体と、該通気性内装体を包装すると共に酸素の供給を遮断する非通気性外装体とからなることが好ましいが、前記通気性内装体はその片面に衣服への装着用粘着材が塗布され、該粘着材には剥離シートが貼付されたもの（以下、衣服貼着用簡易カイロという。）でもよい。発熱材が通気性内装体に収納されていると、発熱材の飛散を防ぐことができると共に酸化反応に必要な空気中の酸素を供給することができる。又、発熱材を収容する通気性内装体が非通気性外装体で包装されていると、発熱材が酸化反応を起こすとを防いで、簡易カイロを長期間保存することができる。また、簡易カイロの使用者が非通気性外装体を破るだけで、酸化反応を起こすことにより簡単に簡易カイロを発熱させることができる。
尚、使用済みの簡易カイロにおいては、非通気性外装体は既に取外されているので存在しない。更に、使用済みの衣服貼着用簡易カイロにおいては、剥離シートと非通気性外装体は既に取外されているので存在しない。
【００１１】
上記通気性内装体としては、通気性フィルム、紙、不織布、化繊紙、有孔プラスチックフィルム等からなるものが挙げられる。又、上記非通気性外袋体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱融着性合成樹脂フィルム、または、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ナイロン、金属蒸着フィルム、金属酸化物の蒸着フィルム、金属箔ラミネートフィルム、ＥＶＯＨ（エチレン・ビニルアルコール共重合物、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物）系フィルムなどのフィルムと熱融着性フィルムを貼り合せた多層フィルム等からなるものが挙げられる。
【００１２】
又、簡易カイロの種類によっては前記袋体に加えて、形状保持用の素材として、植物性繊維、再生繊維等の綿、紙、濾紙、クラフトパルプやレーヨン等を主成分とするティッシュ又は化学繊維等で構成される不織布、パルプ、綿、ビスコースレーヨン、吸水性化学繊維等や、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなる熱融着性繊維等も使用される。
【００１３】
又、衣服貼着用簡易カイロにおいては、合成接着剤、天然接着剤の中から適宜選択して用いられ、好ましくはアクリル系接着剤、ビニル系接着剤、セルロース系接着剤が通気性内装体に塗布される粘着剤として使用される。
【００１４】
前記発熱材は発熱剤としての金属粉粒物と該金属粉粒物の酸化を促進する発熱助剤とを含む。該金属粉粒物としては、鉄粉、アルミニウム粉等が挙げられ、上記鉄粉としては、還元鉄粉、アトマイズ鉄粉、いもの鉄粉等が挙げられる。
【００１５】
前記発熱助剤は、金属粉粒物の酸化を促進する電解質溶液と、該電解質溶液を保持する保水材とからなることが好ましく、発熱助剤には、さらに酸化促進剤として機能する四三酸化鉄、四三酸化鉛、四三酸化マンガン、酸化第二銅を添加してもよい。
【００１６】
前記電解質としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等が挙げられるが、通常は入手しやすく取扱が簡便な塩化ナトリウムが使用される。
【００１７】
前記保水材としては、ヤシガラ活性炭、木粉炭、石炭、コークス炭、瀝青炭、泥炭、シリカ、バーミキュライト、吸水性ポリマー、木粉等が挙げられ、上記吸水性ポリマーとしては、ポリアクリル酸ソーダ、ポリアクリル酸塩架橋物等が挙げられる。
【００１８】
本発明の簡易カイロの分離回収方法は、前記袋体の中から発熱材を取出す工程（以下、発熱材取出工程という。）と、前記発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程（以下、金属粉粒物分離工程という。）とからなる。即ち、発熱材取出工程において袋体の中から発熱材を取出すことにより袋体と発熱材を分離して回収し、次に金属粉粒物分離工程において、発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離して別々に回収する。本発明においては、このように簡易カイロを構成する素材ごとに分離して回収するので、各素材のリサイクルが可能になる。
【００１９】
前記発熱材取出工程においては、一の破砕刃と他の破砕刃とを噛合うように逆回転させて袋体を破砕することにより、発熱材を取出すことが好ましい。このように一の破砕刃と他の破砕刃とを噛合うように逆回転させると、袋体は破砕されて破砕片になると共に、発熱材は破砕されて破砕粉となる。発熱材と袋体がこのように破砕されていると発熱材を取出すことにより、両者を分離して別々に回収し、袋体は再度ペレット化することにより再利用できる。また、発熱材が破砕されて、細かな破砕粉になっていると、後述する金属粉粒物分離工程において発熱材を金属粉粒物と発熱助剤に分離することが容易になる。
【００２０】
前記一の破砕刃の回転の周速度と他の破砕刃の回転の周速度は異なることが好ましい。両破砕刃の回転の周速度が異なっていると破砕力が強くなるので、発熱材や袋体、特に袋体を効果的に引き千切って、均一に且つ効率良く破砕することができる。具体的には、両破砕刃の回転の周速度の比は、１．３〜１０であることが好ましく、１．５〜７であることがより好ましく、２〜４であることが特に好ましい。
尚、上記回転の周速度とは、破砕刃の周縁が回転する速度をいう。
【００２１】
前記発熱材取出工程における破砕は、図１に示す破砕装置１を用いることが好ましい。該破砕装置１は、互いに逆回転する低速回転部２と高速回転部６とからなり、上記低速回転部２及び高速回転部６は共に回転軸３，７と回転軸３，７の軸方向に沿って設けられた複数の円盤状の破砕刃４，破砕刃８とからなり、低速回転部２の破砕刃４の周面及び高速回転部６の破砕刃８の周面には共に複数の凹部と凸部５，９が形成されており、上記低速回転部２と高速回転部６とは互いの破砕刃４，破砕刃８が互いに噛み合うように組み合わされている。かかる装置を使用すると、発熱材と袋体を効率良く連続して破砕することができ、後述する篩い機と組み合わせることにより発熱材を容易に取出すことができ、袋体も分離回収することができる。
【００２２】
上記図１に示す態様の装置においては、図３に示すように、低速回転部２の破砕刃４の周面に形成された各々の凸部５の上端面から隣接する低速回転部２の破砕刃４の一の凸部５の上端面に引いた線と回転軸３の直角方向との角度が角度αであり、図４に示すように、高速回転部６の破砕刃８の周面に形成された各々の凸部９の上端面から隣接する高速回転部６の破砕刃８の一の凸部９の上端面に引いた線と回転軸７の直角方向との角度が角度βであり、上記角度αと角度βとの差が０．１〜３０度であることが好ましい。角度αと角度βとの差がかかる範囲外の場合は、袋体を効率的に破砕できなくなる虞がある。
【００２３】
前記破砕刃４の周面に形成された各々の凸部５の上端面から隣接する破砕刃の一の凸部５の上端面に引いた線とは、破砕刃４の周面に形成された各々の凸部５の上端面に接すると共に隣接する破砕刃の一の凸部５の上端面に接する線をいう。このように引かれた線は、図３に示すように、速回転軸３の軸方向を中心とする螺旋Ｈ_Ｌとなり、螺旋Ｈ_Ｌの本数は破砕刃４の周面に形成された凸部５の数と同じになり、各々の凸部５は螺旋Ｈ_Ｌに接するように配置されることとなる。
但し、角度αが９０度の場合は、螺旋Ｈ_Ｌは回転軸３の軸方向に平行な直線となる。
【００２４】
又、前記破砕刃８の周面に形成された各々の凸部９の上端面から隣接する破砕刃の一の凸部９の上端面に引いた線とは、破砕刃８の周面に形成された各々の凸部９の上端面に接すると共に隣接する破砕刃の一の凸部９の上端面に接する線をいう。このように引かれた線は、図４に示すように、速回転軸７の軸方向を中心とする螺旋Ｈ_Ｈとなり、螺旋Ｈ_Ｈの本数は破砕刃８の周面に形成された凸部９の数と同じになり、各々の凸部９は螺旋Ｈ_Ｈに接するように配置されることとなる。
但し、角度βが９０度の場合は、螺旋Ｈ_Ｈはそれぞれ回転軸７の軸方向に平行な直線となる。
【００２５】
角度α、角度βは、発熱材等を効率良く破砕することができるという点から、それぞれが好ましくは３０度〜１５０度、より好ましくは６０度〜１２０度、更に好ましくは８５度〜９０度の範囲内で定めることが好ましく、特に角度αは９０度であることが好ましい。
【００２６】
回転軸３，７を構成する材料は、スチール鋼、ステンレス鋼等が用いられる。回転軸３，７の直径は、十分な強度を有すると共に装置の製作が容易であるという点から、１０〜３００ｍｍが好ましく、１０〜２００ｍｍがより好ましく、２０〜１００ｍｍが更に好ましい。また低速回転軸３の長さは１０〜５０００ｍｍが好ましく、３０〜４０００ｍｍがより好ましく、５０〜２０００ｍｍが更に好ましい。
【００２７】
破砕刃４，破砕刃８を構成する材料は、耐摩耗性に優れるヘルテン鋼等を使用することが好ましい。
【００２８】
破砕刃４，破砕刃８の直径は、破砕装置１の製作、維持が容易であると共に複合体を効率良く破砕できるという点から、５０〜５００ｍｍが好ましく、１００〜４００ｍｍがより好ましく、１５０〜３５０ｍｍが更に好ましい。破砕刃４，破砕刃８の厚さは、十分な強度を有すると共に発熱材等を効率良く破砕できるという点から、５〜３０ｍｍが好ましく、１０〜２０ｍｍがより好ましく、１２〜１６ｍｍが更に好ましい。尚、破砕刃８と破砕刃４は同じ材料を用いて、直径及び厚さを同一に構成することが、破砕装置１の製作が容易であることから好ましい。
【００２９】
破砕刃４，破砕刃８の枚数は、破砕装置１の製作、維持が容易であると共に、発熱材等を効率良く破砕することができるという点から、２〜１００枚が好ましく、３〜９０枚がより好ましく、５〜５０が更に好ましい。尚、破砕刃８と破砕刃４の枚数は同一であることが好ましいが、どちらかの枚数が１枚多く構成されていても良い。
【００３０】
凹部と凸部５，９は、複合体を均一に破砕できると共に製作が容易であるということから、破砕刃４，破砕刃８の周面に沿って同一形状のものを等間隔に形成することが好ましい。
【００３１】
凸部５，９の寸法は、発熱材等を効率良く破砕できるという観点から、長さは通常５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜４０ｍｍであり、高さは通常５〜５０ｍｍ、好ましくは１０〜４０ｍｍである。
【００３２】
破砕刃４，破砕刃８の少なくとも一方の円盤面には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、破砕片除去用凹部１０が設けられていることが好ましい。かかる破砕片除去用凹部１０が設けられていると、破砕粉や破砕片が破砕刃４と破砕刃８との間に挟まることを防いで、破砕刃４，破砕刃８を円滑に回転させることができるので、袋体や発熱材を効率的に破砕することができる。
【００３３】
破砕片除去用凹部１０は製作が容易であることから、円形であることが好ましく、該円形の直径は破砕刃４，破砕刃８の直径より３ｍｍ〜１００ｍｍ小さいことが好ましく、５ｍｍ〜６０ｍｍ小さいことがより好ましい。又、破砕片除去用凹部１０の深さは、３〜５０ｍｍが好ましく、５〜３０ｍｍがより好ましい。
【００３４】
低速回転軸３の周面と破砕刃８の凸部５の上端面との間隙Ｇ１、回転軸７の周面と破砕刃４の凸部９との間隙Ｇ２、破砕刃４の円盤面と破砕転刃８の円盤面との間隙Ｇ３は、発熱材等を均一に破砕することができるという点から、共に０．５〜１０ｍｍであることが好ましく、１〜５ｍｍであることがより好ましく、１．５〜３ｍｍであることが更に好ましい。
【００３５】
高速回転部６の破砕刃８の凸部９の上端面における回転の周速度は、発熱材や袋体、特に袋体を効果的に引き千切って、均一に且つ効率良く破砕するという観点から、低速回転部２の破砕刃４の凸部５の上端面における回転の周速度の１．３〜１０倍であることが好ましく、１．５〜７倍であることがより好ましく、２〜４倍であることが特に好ましい。
【００３６】
破砕装置１は、図５に示すように、上部が開放が開放されたケーシング２１の中に設けられていることが好ましい。このように構成されていると、簡易カイロを上方から落下させることによって簡易カイロを効率良く破砕することができるので、作業性が優れた装置となる。
【００３７】
前記ケーシング２１においては、図５に示すように、破砕装置１の下方部に篩い２２を設けることにより、発熱材の破砕粉と袋体の破砕片を分離することが好ましく、該篩い２２は篩いを上下左右に振動する振動篩い機として構成されているものがより好ましい。篩い２２が設けられていると、発熱材と袋体を容易に分離し、別々に回収することができる。
尚、上記篩い２２は１〜１０ｍｍの網目のものを使用することが好ましい。
【００３８】
本発明においては、前記発熱材取出工程が、袋体ごと剪断、袋体に穿孔、袋体を引き千切る、又は袋体を焼却することにより発熱材を取出す工程であってもよい。即ち、発熱材を収容した袋体ごと剪断した後、発熱材と袋体を分離することにより発熱材を取出すことができ、発熱材を収容した袋体を穿孔した後、その孔から発熱材を取出すことができ、袋体を引き千切ることにより発熱材を取出すことができ、又発熱材を収容する袋体を燃やすことにより発熱材を取出すことができる。
【００３９】
袋体を剪断により発熱材を取出す方法としては、例えば、図９に示すように、簡易カイロ５１をベルトコンベヤー５２で搬送しながら、一乃至複数の剪断刃５３を用いて袋体ごと剪断する方法が挙げられる。袋体を穿孔することにより発熱材を取出す方法としては、例えば、図１０に示すように、簡易カイロ５１をベルトコンベヤー５２で搬送しながら、先の鋭い穿孔刃５４が多数設けられた治具を用いて袋体ごと穿孔する方法が挙げられる。袋体を引き千切ることにより発熱材を取出す方法としては、例えば、図１１に示すように、簡易カイロ５１をベルトコンベヤー５２で搬送しながら、マジックハンド５５を用いて袋体を引張って引き千切る方法が挙げられる。袋体を焼却することにより発熱材を取出す方法としては、例えば、簡易カイロ５１をベルトコンベヤー５２で搬送しながら、図１２に示すようにオーブン５６を用いて加熱して袋体を焼却する方法が挙げられる。
【００４０】
前記金属粉粒物分離工程においては、比重差を利用することにより、水中において発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離することが好ましい。例えば、発熱助剤が電解質と保水材からなる場合、発熱材を水中において攪拌することによって金属粉粒物と発熱助剤とを分離させた後、電解質を水に溶解させ、更に金属粉粒物を沈殿させると共に保水材を浮遊させることによって、発熱材を金属粉粒物と発熱助剤に分離することが好ましい。かかる方法によれば、金属粉粒物と発熱助剤とを確実に分離することができる。このようにして分離され、回収された金属粉粒物は食塩等の電解質等が完全に取除かれており、加熱されても溶鉱炉の耐火煉瓦を損傷することなく還元することができるので、簡易カイロの製造に再度使用することができる。
【００４１】
金属粉粒物分離工程において、水中において比重差を利用することにより、金属粉粒物と発熱助剤とに分離するに際しては、発熱材を前述したように破砕して破砕粉としたものを用いることが、発熱材を効率的に金属粉粒物と発熱助剤とに分離することができるので好ましい。
【００４２】
前記金属粉粒物分離工程における比重差の利用による分離は、図６に示す計量攪拌装置３１を用いることが好ましい。該計量攪拌装置３１は、攪拌羽根３２が設けられた水槽３３と分離タンク３６を備え、水槽３３と分離タンク３６を連結する排出弁３５を有する装置である。
【００４３】
次に、計量攪拌装置３１を用いて発熱材の破砕粉を金属粉粒物と発熱助剤とを分離する方法について、発熱助剤が、金属粉粒物の酸化を促進する電解質溶液と、該電解質溶液を保持する保水材とからなる場合を例にとって説明する。
【００４４】
まず、発熱材の破砕粉と水を計量して水槽３３に投入する。次に、攪拌羽根３２を回転させると、破砕片を構成する金属粉粒物や、発熱助剤中を構成する活性炭等の保水材は、細かい固体粒子が水中に懸濁しているデイ状のスラリーとなって水中に分散する。このとき金属粉粒物と保水材とは分離した状態となり、電解質は水に溶解する。次に、排出弁３５を開いて水槽３３中の分散液を分離タンク３６に排出して放置すると、分離タンク３６中において金属粉粒物は下方に沈殿し、活性炭等の保水材は上方に浮遊する。次に、沈殿した金属粉粒物を金属粉粒物搬送用のスクリューフィーダー３７を用いて金属粉粒物回収タンク３８に搬送し、回収タンク３６内の発熱助剤の分散液（保水材が電解質の水溶液に分散したもの）に水を加えてオーバーフローさせて、浮遊した保水材を分散液に溶解した電解質と共に分散液の貯槽４０に排出する。このように計量攪拌装置３１を用いれば、金属粉粒物と発熱助剤とを容易に分離して別々に回収できると共に、装置の維持、清掃も容易である。
尚、図６において、３４は攪拌羽根３２の駆動装置を、３９は架台をそれぞれ示す。
【００４５】
計量攪拌装置３１を用いて破砕粉を水中において攪拌する場合、破砕粉の重量と水の重量の配合に制限はないが、水の重量は破砕粉の重量の１〜１０倍であることが好ましく、１〜３倍であることがより好ましい。水の重量が破砕粉の重量と同量未満の場合は、破砕粉と水の攪拌が不十分で金属粉粒物と発熱助剤を分離できない虞がある。一方、１０倍を超える場合は金属粉粒物を沈殿させるのに長時間を要すると共に浮遊物の回収にも長時間を要するので、分離効率が悪くなる虞がある。
【００４６】
破砕粉を水中において攪拌する速度は、制限はないが、１０〜９０ｒｍｐであることが好ましい。該速度が１０ｒｐｍ未満の場合は、攪拌が不十分になる虞があり、該速度が９０ｒｐｍを超えると、装置に負担がかかりすぎる割には効率よく分離できない虞がある上に、水や破砕粉が飛散する虞がある。
【００４７】
本発明の金属粉粒物分離工程においては、発熱材を粉砕してから遠心分離機を用いて発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離することもできる。
図１３に金属粉粒物分離工程において用いる遠心分離機の一例を示す。該遠心分離機６１は、実験室において使用される遠心分離機と同様な構造を有し、中心軸６２と中心軸６２の回りに回転可能に設けられた複数の容器６３を備え、容器６３は遠心分離機６１が静止している間は開口部６４を上に向けて直立し（図１３(a)）、遠心分離機６１が回転している間は遠心力により開口部６４を中心軸６２側に向けて水平になって回転する（図１３(b)）。
【００４８】
上記遠心分離機６１を用いて、細かく粉砕された発熱材を水と共に容器６３に入れて、容器を回転させると金属粉粒物分離は容器６３の底に沈殿し、発熱助剤は水に浮遊した状態となるので、金属粉粒物分離と発熱助剤を容易に分離することができる。
【００４９】
本発明の簡易カイロの分離回収方法においては、発熱助剤が前述したように電解質溶液と、保水材とからなる場合は、前記金属粉粒物分離工程において回収された発熱助剤を電解質溶液と保水材とに分離する工程（以下、電解質溶液分離工程という。）が設けられていることが好ましい。このようにして分離され、回収された電解質溶液は簡易カイロの製造に再利用することができる。
【００５０】
前記電解質溶液分離工程においては、水を加えた発熱助剤を圧搾機に入れて絞ることにより保水材と電解質溶液を分離することが好ましい。
具体的には、図７に示すような圧搾装置４１を用いて、水が加えられた発熱助剤をポンプ（図示はしない。）を用いて濾布製の袋体４２に入れ、次に濾布製の袋体４２を圧搾し、電解質水溶液を絞り出すことにより、電解質と保水材とを分離し、別々に回収することが好ましい。かかる方法によれば、発熱助剤を電解質と保水材に容易に分離することができる。又、活性炭や木粉等を主成分とする保水材は、電解質がほぼ完全に取除かれているので土壌改良剤として使用できる。
尚、図７において、４２は濾布製の袋体を、４３は圧縮機を、４５は架台をそれぞれ示す。
【００５１】
前記濾布製の袋体４２の大きさに制限はないが５００〜２０００リットル程度のものが製作が容易である上に、扱い易いので好ましい。圧搾能力も制限はないが、５００〜２００００Ｌ／日が効率良く脱水でき、装置に過度の負担がかからないという点で好ましい。
【００５２】
又、電解質溶液分離工程においては、水を加えた発熱助剤を遠心分離機を用いて電解質溶液を脱水することにより、保水材と電解質溶液を分離することもできる。
図１４に電解質溶液分離工程において用いる遠心分離機の一例を示す。該遠心分離機７１は、洗濯機の脱水槽と同様な構造を有し、回転軸７２を中心として回転可能な内側槽７３と外側槽７４とを備え、内側槽７３の周囲には微少穴７５が形成されている。尚、電解質と保水材を完全に分離するためには、内側槽６３の内側には濾布製の袋体７６を設けておくことが好ましい。
【００５３】
上記遠心分離機７１を用いて、水が加えられた発熱助剤を内側槽７３に入れて内側槽７３を回転させれば、電解質の水溶液は微少穴７５を通って内側槽７３と外側槽の間に放出され、保水材は内側槽７３の内部に残るので、保水材と電解質を容易に分離することができる。
尚、７７は排水口である。
【００５４】
本発明においては、以上説明した図５に示すケーシング２１の中に破砕装置１と篩い２２が設けられた装置と、図６に示す計量攪拌装置３１及び貯槽４０と、図７に示す圧搾装置４１を用いて、前述した各工程が連続して行われるように構成することが好ましく、その好ましい一例を図８に示す。各装置が図８のように構成されていると、簡易カイロを包装されたままの状態で供給するだけで、素材ごとに効率良く完全に分離し回収することができるので極めて便利である。
尚、図８において、２５は篩い２２を通過した破砕粉を次の工程に搬送するスクリューフィーダを、２３は篩い２２を通過せずに落ちてきた袋体の破砕片を回収する回収箱をそれぞれ示す。
【００５５】
本発明の方法は、既に非通気性の袋体が取外されている使用済みの簡易カイロを、各素材ごとに回収する場合に使用することもできれば、非通気性の袋体で包装されたままの簡易カイロ、例えば、品質保証期限が過ぎたために販売店より返品されたものを各素材ごとに回収する場合に使用することもできる。又、酸化鉄を利用した脱酸素剤を分離回収する場合にも使用できる。
【００５６】
【実施例】
以下、実施例を挙げてさらに詳細に説明する。
【００５７】
発熱材取出工程においては、図５に示す、ケーシングの中に破砕装置と篩い機が設けられた装置を用いて発熱材を取出した。即ち、破砕処理を行なって発熱材を破砕粉とし袋体を破砕片とした後、破砕粉と破砕片を分離した。破砕装置の低速回転部、高速回転部は共に、直径６０ｍｍ、長さ９００ｍｍの回転軸と、等間隔に設けられた直径５００ｍｍ、厚さ１２ｍｍの２０枚の破砕刃とからなり、該低砕刃の周面には長さ３０ｍｍ、高さ２０ｍｍの凸部を等間隔で１６個所形成した。尚、前記角度αは９０度、角度βは８５度に設定した。
【００５８】
上記低速破砕刃の両方の円盤面、高速破砕刃の両方の円盤面には共に、直径２６０ｍｍ、深さ２０ｍｍ（？破砕刃の厚さが１２ｍｍです。）の破砕片除去用凹部を設けた。
【００５９】
上記低速回転軸の周面と高速破砕刃の周面との間隙Ｇ１、高速回転軸の周面と低速破砕刃の周面との間隙Ｇ２、低速破砕刃の円盤面と高速回転刃の円盤面との間隙はＧ３は、共に２ｍｍとなるように低速回転部と高速回転部を組み立てた。
【００６０】
低速回転部は減速機付電動機を用いて回転させ、高速回転部は可変速機付電動機を用いて回転させた。
【００６１】
破砕装置は、図５に示すように、上部が開放された縦９００ｍｍ、横９００ｍｍ、高さ５００ｍｍのケーシングの中に取付けた。
【００６２】
篩いは、網目１０ｍｍのものが低速回転部と高速回転部の下方に５度の傾きをもって設けられており、上下左右に振動する機能を有するものを用いた。
【００６３】
金属粉粒物分離工程においては、図６に示す態様の計量攪拌装置及び貯槽を用いた。該攪拌装置の水槽の直径は１２００ｍｍ、深さは１０００ｍｍである。
【００６４】
電解質溶液分離工程においては、図７に示す圧搾装置を用いた。該圧搾装置の濾布製の袋体の容量は２０００リットルである。
【００６５】
実施例
簡易カイロは、発熱剤としての鉄粉と、塩化ナトリウム水溶液と活性炭を主成分とする発熱助剤とからなる発熱材（重量５０ｇ）と、大きさ９３ｍｍ×５５ｍｍの不織布の通気性内装体（重量２．４ｇ）とからなるものを用いた。
【００６６】
発熱材取出工程において、５２４ｋｇの上記簡易カイロを１０００ｋｇ／ｈｒで前記破砕機に供給し、低速回転部の破砕刃の回転の周速度を３．１ｍｍ／ｓｅｃ、高速回転部の破砕刃の回転の周速度を６．２ｍｍ／ｓｅｃに設定して、簡易カイロを破砕した。尚、上記破砕刃の回転の周速度は、低速回転部及び高速回転部共に破砕刃の凸部の上端面における回転速度である。
【００６７】
発熱材取出工程において、発熱材を破砕して得られた破砕粉と袋体を破砕して得られた破砕片を、前記篩いを用いて分離し別々に回収した。尚、発熱材取出工程が終了した時点での回収率は、破砕粉については９９％、破砕片については９９％であった。
【００６８】
金属粉粒物分離工程において、発熱材取出工程で得られた破砕粉約５００ｋｇと水５００ｋｇとを計量して前記計量攪拌装置に供給し、攪拌速度４０ｒｐｍで３分攪拌し、鉄粉と保水材が塩化ナトリウム水溶液に分散した分散液としてから、該分散液を分離タンクに排出した。分散液を分離タンクの中で放置して鉄粉を沈殿させた後、該鉄粉をスクリューフィーダーで取出して回収し、分離タンクに水を加えてオーバーフローさせることにより、保水材が分散した塩化ナトリウム水溶液を貯槽に回収した。金属粉粒物分離工程において、合計１９０ｋｇの鉄粉（乾燥後）を回収することができた。鉄粉の回収率は９９％であった。
【００６９】
電解質溶液分離工程において、前記金属粉粒物分離工程において回収した分散液を２０００Ｌの濾布製の袋体に入れて圧搾し、塩化ナトリウム水溶液を分離回収した。電解質溶液分離工程において得られた保水材は３０ｋｇ（乾燥後）で、回収率は９０％であった。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の簡易カイロ方法は、前述したように、袋体の中から発熱材を取出す工程と、発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程からなるので、簡易カイロから、金属粉粒物と発熱助剤を分離して回収することができる。
【００７１】
本発明方法においては、低速の破砕刃と高速の破砕刃とを噛合うように逆回転させて袋体を破砕するという構成を採用すると、袋体を破砕することにより発熱材を容易に取出すことができる。同時に、発熱材も破砕することができるので、後工程において発熱材を金属粉粒物と発熱助剤に分離することが容易になる。
【００７２】
前記発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程において、比重差を利用することにより、水中において発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離するという構成を採用すると、金属粉粒物と発熱助剤とを確実に分離することができる。このとき、発熱材として前記破砕粉を用いると金属粉粒物と発熱助剤とを分離することが容易になると共に、分離された金属粉粒物は食塩等の電解質等が完全に取除かれたものとなる。このように回収された鉄粉は、溶鉱炉の耐火煉瓦を損傷することなく還元することができるので、簡易カイロの製造に再度使用することができる。
【００７３】
本発明方法においては、前記分離された発熱助剤を電解質溶液と保水材とに分離する工程を設けると、回収された電解質溶液を簡易カイロの製造に再利用することができる。該工程において、水を加えた発熱助剤を圧搾機に入れて絞るという方法を採用すると、発熱助剤を電解質と保水材に容易に分離することができる上に、保水材から電解質を完全に取除くことができるので、保水材を土壌改良剤として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、発熱材取出工程において使用される破砕装置の一例を示す平面図である。
【図２】図２（ａ）は破砕刃の正面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のIIｂ−IIｂ線に沿う断面図である。
【図３】図３は破砕装置の低速回転部の正面図である。
【図４】図４は破砕装置の高速回転部の正面図である。
【図５】図５はケーシングの中に破砕装置と篩いが設けられた一例を示す図面である。
【図６】図６は、金属粉粒物分離工程において用いられる計量攪拌装置の一例を示す図面である。
【図７】図７は、電解質溶液分離工程において用いられる圧搾装置の一例を示す図面である。
【図８】図８は、本発明における好ましい工程の流れの一例を示す図面である。
【図９】図９は、簡易カイロを剪断刃を用いて袋体ごと剪断する方法の説明図である。
【図１０】図１０は、簡易カイロを穿孔刃を用いて袋体ごと剪断する方法の説明図である。
【図１１】図１１は、簡易カイロの袋体を引張って引き千切る方法の説明図である。
【図１２】図１２は、簡易カイロの袋体を加熱して焼却する方法の説明図である。
【図１３】図１３(a)は、金属粉粒物分離工程において用いる遠心分離機が静止した状態の一例を示す平面図である。図１３(ｂ)は、金属粉粒物分離工程において用いる遠心分離機が回転している状態の一例を示す平面図である。
【図１４】図１４は、電解質溶液分離工程において用いる遠心分離機の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１破砕装置
２低速回転部
３低速回転軸
４破砕刃
５凸部
６高速回転部
７回転軸
８破砕刃
９凸部
１０破砕片除去用凹部
２２篩い
３１計量攪拌装置
３２攪拌羽根
３３水槽
３６分離槽
４１圧搾装置
４２濾布製の袋体
５１簡易カイロ
５３剪断刃
５４穿孔刃
５５マジックハンド
５６オーブン
６１金属粉粒物分離工程において用いる遠心分離機
７１電解質溶液分離工程において用いる遠心分離機

Claims

発熱剤としての金属粉粒物と該金属粉粒物の酸化を促進する発熱助剤とを含む発熱材と、該発熱材を収納する袋体とからなる簡易カイロの分離回収方法であって、
前記発熱助剤が、前記金属粉粒物の酸化を促進する電解質溶液と、該電解質溶液を保持する保水材とを含み、
前記袋体の中から発熱材を取出す工程と、水中において前記発熱材を金属粉粒物と前記発熱助剤とに分離する工程とを備えることを特徴とする簡易カイロの分離回収方法。
袋体が、発熱材を収容すると共に内部の発熱材に酸素を供給可能な通気性袋体と、該通気性袋体を包装すると共に酸素の供給を遮断する非通気性袋体とからなることを特徴とする請求項１記載の簡易カイロの分離回収方法。
袋体の中から発熱材を取出す工程において、一の破砕刃と他の破砕刃とを噛合うように逆回転させることにより、袋体を破砕して発熱材を取出すことを特徴とする請求項１又は２記載の簡易カイロの分離回収方法。
一の破砕刃の回転の周速度と他の破砕刃の回転の周速度が異なることを特徴とする請求項３記載の簡易カイロの分離回収方法。
互いに逆回転する低速回転部と高速回転部とからなり、上記低速回転部及び高速回転部は共に回転軸と回転軸の軸方向に沿って設けられた複数の円盤状の破砕刃とからなり、低速回転部の破砕刃の周面及び高速回転部の破砕刃の周面には共に複数の凹部と凸部が形成されており、上記低速回転部と高速回転部とは互いの破砕刃が互いに噛み合うように組み合わされている破砕装置を用いて袋体の中から発熱材を取出すことを特徴とする請求項４記載の簡易カイロの分離回収方法。
低速回転部の破砕刃の周面に形成された各々の凸部の上端面から隣接する低速回転部の破砕刃の一の凸部の上端面に引いた線と回転軸の直角方向との角度がα度であり、高速回転部の破砕刃の周面に形成された各々の凸部の上端面から隣接する高速回転部の破砕刃の一の凸部の上端面に引いた線と回転軸の直角方向との角度がβ度であり、上記角度αと角度βとの差が０．１〜３０度である破砕装置を用いて袋体の中から発熱材を取出すことを特徴とする請求項５記載の簡易カイロの分離回収方法。
袋体の中から発熱材を取出す工程において、袋体ごと剪断、袋体ごと穿孔、袋体を引き千切る、又は袋体を焼却することにより発熱材を取出すことを特徴とする請求項１又は２記載の簡易カイロの分離回収方法。
発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程で分離された発熱助剤を、電解質溶液と保水材とに分離する工程を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法。
発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程において、比重差を利用することにより、水中において発熱材を前記金属粉粒物と前記電解質溶液と前記保水剤とに分離することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法。
発熱材を金属粉粒物と発熱助剤とに分離する工程において、発熱材を粉砕し、破砕された発熱材を水とともに遠心分離機を用いて遠心分離し、該発熱材を前記金属粉粒物と前記電解質溶液と前記保水剤とに分離することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法。
前記発熱助剤を電解質溶液と保水材とに分離する工程において、水を加えた発熱助剤を圧搾機に入れて絞ることにより保水材と電解質溶液とを分離することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法。
前記発熱助剤を電解質溶液と保水材とに分離する工程において、水を加えた発熱助剤を遠心分離機を用いて電解質溶液を脱水することにより、保水材と電解質溶液を分離することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の簡易カイロの分離回収方法。