JPH058802A - 物品の外装体およびその廃棄処理方法，廃棄処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチック廃棄物を加熱変形させて収縮減
容し、保管，搬送を便利にして、リサイクルの経済性を
向上させることを目的とする。 【構成】 物品の外装体を形成するプラスチックに電磁
波吸収材を含有させ、このプラスチック廃棄物７を回転
槽５内に投入し、電磁波発生手段２から回転槽５内に電
磁波を照射してプラスチック廃棄物７を直接発熱させて
変形させることにより、その体積を減容することができ
る。これにより、プラスチック廃棄物を発生した場所で
低い消費エネルギーで高速減容することができるととも
に、リサイクルの経済性を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機器の梱包材，生鮮食
料品などの容器および包装材，清涼飲料などの液体用ボ
トル等、プラスチックで形成された物品の外装体および
その廃棄処理方法，廃棄処理装置に関し、廃棄する物品
の外装体を工場，商店，家庭で簡便に体積を減容して搬
送しやすい形態に変えるものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック製の梱包材，包装材，容器
等のプラスチックで形成された物品の外装体の廃棄物
（以下、プラスチック廃棄物という）は体積的にかさ張
るものであるが、例えば一般家庭で発生する廃棄物の８
０％はプラスチックであるという調査結果も出ている。
この廃棄物を収集車が出向いて収集し、消却場等の処理
施設で集中処理するのが現在の最も一般的な処理方法で
ある。しかし、近年プラスチックのリサイクル化が強く
要請され始め、そのリサイクルコストを低減させる必要
性がクローズアップされてきた。

【０００３】リサイクルコストの多くは回収費用であ
る。この費用の低減を図るため、かさ張るプラスチック
廃棄物を発生した場所で減容するいくつかの手段が用い
られつつある。その一つである切断する方法は処理速度
は速いが、容器類以外のものは体積が殆ど減少しない。
また、圧縮する方法も処理速度は速いが体積は大幅には
減少せず、処理後紐で縛らないと再び体積復元するとい
う問題がある。

【０００４】これらの方法に比べ、加熱して変形させる
方法は体積減少率が最も大きく、特に発泡プラスチック
では大幅な体積減少が期待できるので最も経済的効果の
高い方法と考えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このようなプラスチッ
ク廃棄物を加熱して変形させる方法では、発泡プラスチ
ックの塊や、ポリエチレンの袋に入っているプラスチッ
クのように中心部に熱が伝わりにくい状態の廃棄物は、
加熱されても中心部の温度が上昇しにくいため、全体が
軟化するまでに加熱時間が長くかかるという問題があっ
た。また軟化速度を速めるため加熱温度を高くし過ぎる
とプラスチック廃棄物は発煙し、臭気の発生や塩素化合
物の発生を生じるという不具合があるので高速処理は難
しいものであった。

【０００６】本発明は上記問題を解決するもので、プラ
スチック廃棄物を発生した場所で低い消費エネルギーで
高速減容することができるとともにリサイクルの経済性
を向上することができる物品の外装体およびその廃棄処
理方法と廃棄処理装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するために、第１の手段は、電磁波吸収材を含有するプ
ラスチックで物品の外装体を形成したものである。

【０００８】第２の手段は、物品の外装体の廃棄処理装
置を電磁波吸収材を含有するプラスチックで形成された
物品の外装体が投入される槽と、前記槽内に電磁波を照
射する電磁波発生手段とを備え、前記電磁波照射により
前記物品の外装体を加熱収縮させるようにしたものであ
る。

【０００９】また、第３の手段は、物品の外装体の廃棄
処理方法を、プラスチックで形成された物品の外装体が
投入される槽と、前記槽内に電磁波を照射する電磁波発
生手段とを備えた物品の外装体の廃棄処理装置におい
て、表面に電磁波吸収材を散布した後、前記電磁波照射
により前記電磁波吸収材を加熱して前記物品の外装体を
加熱収縮させるようにしたものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記したように、物品の外装体を電磁
波吸収材を含有させたプラスチックで形成して適度の電
磁波吸収性をもたせたので、このプラスチック廃棄物を
電磁波照射により直接発熱させて熱変形させることがで
きる。

【００１１】また、電磁波吸収材を含有しないプラスチ
ック廃棄物に電磁波吸収材を散布し、電磁波を照射して
電磁波吸収材を発熱させるので、電磁波吸収材の熱によ
りプラスチック廃棄物を熱変形させることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１を参照
しながら説明する。図に示すように、１は桶状の処理槽
で、処理槽１内に電磁波（本実施例ではマイクロ波で、
以下、マイクロ波という）を照射するマイクロ波発生手
段２が導波管３を介して連結されている。処理槽１の中
には袋４を装着した回転槽５がモータ６により回転自在
に設けられている。袋４は耐熱性でマイクロ波透過性の
ＰＥＴ・ＰＢＴ等の材料で作られ、開口部が回転槽５の
上部で保持されている。プラスチック廃棄物７は処理槽
１の上部に設けられた扉８から投入される。扉８には投
入されたプラスチック廃棄物７の高さを計測する超音波
あるいは赤外応用の距離計９が設けられている。１０は
回転槽５内の加熱されたプラスチック廃棄物７を冷却す
る冷却ファンである。

【００１３】ここで、プラスチック廃棄物７はプラスチ
ック製の包装材料，容器等の混合体である。特に加熱処
理しにくいのは発泡ポリスチレンの塊や、ポリエチレン
の袋４に入っているプラスチックのように中心部に熱が
伝わりにくいプラスチック廃棄物である。たとえば、発
泡ポリスチレンの熱伝導率は０．０２〜０．０４Ｗ／
（ｍ・Ｋ）でポリスチレンの０．１４Ｗ／（ｍ・Ｋ）に
対して１／５である。また、プラスチック廃棄物がポリ
エチレンの袋に入っている場合は、空気の熱伝導率が
０．０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）で発泡ポリスチレンとほぼ同等
であるため、同体積の発泡ポリスチレンと同じ程度の断
熱性を有している。

【００１４】本発明は、このようなプラスチックに炭
素，鉄，ステンレス，アルミ，炭化珪素等の導電性材料
の粉体や繊維からなるマイクロ波吸収材を含有させてマ
イクロ波吸収性をもたせたものである。このマイクロ波
吸収材の含有により、物品の外装体の重量はやや増加す
るが、繊維状のマイクロ波吸収材を用いればマイクロ波
を受信し易く、そのうえ、ＦＲＰとなるので強度が増し
重量の大幅な増加を避けることができる。

【００１５】上記構成において、プラスチック廃棄物７
を袋４の中に投入し、マイクロ波発生手段２に通電して
袋４の中の廃棄物７にマイクロ波を照射すると、マイク
ロ波はマイクロ波吸収材の導電性材にも、誘電性材にも
吸収されて発熱する、前者は誘導加熱といわれ、電磁波
によって導体内に生じた磁束のヒステリシス損による発
熱と、電磁波によって導体の表面に誘起する渦電流損と
による発熱が同時に生じるものである。後者は誘電加熱
といわれ、その材料の誘電率と誘電力率の積に比例して
発熱するもので、たとえば、水はもっともこの係数の高
いものである。

【００１６】本発明は前者の誘導加熱を利用したもの
で、マイクロ波は粉体や繊維の導電材の中に渦電流を生
じさせる。この渦電流は導電材のごく表面を流れる。た
とえば、フェライトに１０００ＫHzのマイクロ波が誘導
する渦電流の深さは約２０ミクロンメートルであるが、
細い繊維や粉体を用いていれば、広大な面積が有効に電
波を吸収して発熱する能力も高いものとなる。

【００１７】このような、マイクロ波吸収材が高濃度に
分散されていると、マイクロ波は表面の部分で吸収さ
れ、表面部分で吸収濃度が高くなるので、中心までマイ
クロ波が到達できるように低分散度にとどめることが必
要であるが、過低分散度になると体積当たりのマイクロ
波の吸収量が少なくなるため、均一な熱変形はし易いが
処理時間が長くなるという不具合が生じる。したがっ
て、適切な濃度に分散させる必要がある。

【００１８】マイクロ波はマイクロ波吸収材以外を加熱
せずにマイクロ波吸収材が含有されたプラスチック廃棄
物７を加熱するので、プラスチック廃棄物７を急速かつ
低消費電力で熱変形させることができる。たとえば出力
５００Ｗのマイクロ波で４０×４０×４０cmの発泡ポリ
スチレンを変形させるに要する時間は２０分以下であ
る。そして、プラスチック廃棄物７はその温度が１００
℃から２００℃になると大幅に収縮して体積を減容する
もので、特に発泡ポリスチレンの収縮率は高く約１／１
００に収縮減容する。

【００１９】回転槽５はプラスチック廃棄物７にマイク
ロ波が均等に照射されるように回転することが好まし
く、上記したようにプラスチック廃棄物７が加熱されて
収縮減容し、処理が終了すると、その終了は距離計９の
出力の変化がなくなったことで検知される。なお、この
終了検知は回転槽５の底部の温度で検知してもよい。

【００２０】マイクロ波照射の強さや時間が過度になる
とプラスチック廃棄物７は分解して臭気を発生したり発
火したりするので所定の収縮減容を検知して適時にマイ
クロ波の照射を停止しなければならない。

【００２１】このような不具合には次のように種々の手
段が有効である。プラスチック廃棄物７にその処理前に
少量の水をかけておく方法がその一つで、マイクロ波は
特に水への吸収がよいので加熱変形中のプラスチック廃
棄物７は水蒸気雰囲気中のものとなり、酸素が不足して
発火することがない。また、回転槽５内の電界強度の垂
直分布を底部を弱くする方法がある。この方法による
と、底部に収縮した廃棄物７は強いマイクロ波で照射さ
れないので発火し難くなる。さらに、回転槽５の底部を
冷却ファン１０で冷やして収縮減容したプラスチック廃
棄物の過熱を防止することができる。

【００２２】このようにして収縮減容したプラスチック
廃棄物７の上に次のプラスチック廃棄物を投入し、再び
マイクロ波を照射すれば連続して多量のプラスチック廃
棄物を処理することができる。

【００２３】処理が終了して袋４が一杯になるとこれを
引き出して廃棄あるいは処理施設に移送する。処理施設
では再びペレット化して物品の外装体に再使用すること
ができる材料とするものである。

【００２４】また、次に、食品などの容器や包装材に使
用し、マイクロ波吸収材と食品との接触により食品衛生
上の問題がある場合には、マイクロ波吸収材を含有する
プラスチックで形成された容器や包装材の表面にポリエ
チレンなどのマイクロ波吸収材を含まない皮膜を形成す
ることによりその問題を回避することができる。また、
逆にマイクロ波吸収材を含まないプラスチックで形成さ
れた容器や包装材の裏面に樹脂系の接着剤とマイクロ波
吸収材料を混合して塗布してその問題を回避することが
できる。このような方法は、食品衛生上の問題以外にも
電気器具のメッキや塗膜をマイクロ波吸収材が傷つけな
い効果を持つものである。また、大型の梱包材ではマイ
クロ波吸収材を全体に含有させるより塗布する方が低コ
ストになるという効果がある。

【００２５】また、マイクロ波吸収材を含まないプラス
チック廃棄物を処理するときは、プラスチック廃棄物７
の上に粉体や微細な繊維状のマイクロ波吸収材を散布す
ることにより、マイクロ波吸収材をマイクロ波照射で発
熱させてプラスチック廃棄物７を加熱して収縮減容させ
ることができる。

【００２６】このマイクロ波吸収材の散布において、乾
いたマイクロ波吸収材を散布するとマイクロ波吸収材は
プラスチック廃棄物の表面を滑り落ちるので、水に分散
させたマイクロ波吸収材を用いるとよい。このようにす
ると、マイクロ波吸収材は上部のプラスチック廃棄物７
の表面に付着しやすく、かつ、上部のプラスチック廃棄
物７の表面で蒸発した水蒸気は酸素を遮断し発炎を防止
する効果がある。

【００２７】なお、プラスチック廃棄物の中でも塩化ビ
ニールは１２０℃から脱塩素の傾向があり、２００℃を
超えると塩酸の発生が急増するのでこれ以上処理温度を
高くすることはできない。また、発泡ポリスチレンは１
２０℃で自重で変形するが、比較的融点の高いポリエチ
レンテレフタレート等の樹脂類はこの温度では変形しな
い。このようなプラスチック廃棄物に対してはマイクロ
波加熱とともに圧力をかけて変形させ、最終的に体積を
大きく減容させることができる。

【００２８】なお、本実施例では電磁波にマイクロ波を
用いたものについて説明したが、プラスチック廃棄物を
誘導加熱することができればマイクロ波以外の電磁波で
あってもよいものである。

【００２９】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明によれば、物品の外装体を形成するプラスチ
ックに電磁波吸収材を含有させ、このプラスチック廃棄
物に電磁波を照射して直接発熱させて変形させ、その体
積を減容することができる。

【００３０】これにより、プラスチック廃棄物を発生し
た場所で低い消費エネルギーで高速減容することができ
るとともに、リサイクルの経済性を向上することができ
る物品の外装体およびその廃棄処理方法と廃棄物処理装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の廃棄物処理装置の側断面図

【符号の説明】

１ 処理槽（槽） ２ 電磁波発生手段 ５ 回転槽（槽） ７ プラスチック廃棄物（物品の外装体）

フロントページの続き (72)発明者 鵜飼 邦弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁波吸収材を含有するプラスチックで
   形成してなる物品の外装体。
2. 【請求項２】 外装体の少なくとも表面の一部に電磁波
   吸収材を含有しないプラスチック皮膜を形成してなる請
   求項１記載の物品の外装体。
3. 【請求項３】 プラスチックで形成され、その少なくて
   も表面の一部に電磁波吸収材を塗布してなる物品の外装
   体。
4. 【請求項４】 電磁波吸収材を含有するプラスチックで
   形成された物品の外装体が投入される槽と、前記槽内に
   電磁波を照射する電磁波発生手段とを備え、前記電磁波
   照射により前記物品の外装体を加熱収縮させるようにし
   た物品の外装体の廃棄処理装置。
5. 【請求項５】 プラスチックで形成された物品の外装体
   が投入される槽と、前記槽内に電磁波を照射する電磁波
   発生手段とを備え、前記物品の外装体の表面に電磁波吸
   収材を散布した後、前記電磁波照射により前記電磁波吸
   収材を加熱して前記物品の外装体を加熱収縮させる物品
   の外装体の廃棄処理方法。
6. 【請求項６】 電磁波吸収材を水に分散させて散布する
   請求項５記載の物品の外装体の廃棄処理方法。