JP2002102737A

JP2002102737A - 圧砕装置並びにこれを使用した木材セメント板の処理方法

Info

Publication number: JP2002102737A
Application number: JP2000300924A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sueoka; 忠士末岡; Masaaki Nomura; 正明野村; Norifumi Nagata; 憲史永田
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】処理対象物に強い衝撃力を与えることなく、
簡単に圧砕できる装置を提供すると共に、該装置を用い
て、木材セメント板から木材部を微細解体化することな
く、セメントモルタル部を容易に分離し、木材部とセメ
ントモルタル部を再利用可能な状態で得る方法を提供す
る。【解決手段】突起刃を有する複数の回転軸を並列に備
え、隣接回転軸が相互に逆方向に回転することによっ
て、主にせん断と曲げ応力によって処理対象物を圧砕す
る装置、並びに木材セメント板を該装置を使用して圧砕
し、圧砕物を磨砕し、磨砕物を粒径２ｍｍ以下を境に分
級することでセメントモルタル部と木材部を分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材セメント板か
ら木材とセメントモルタルを分別し、これを再利用する
ための処理方法並びに当該処理に適した圧砕装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術】建設現場などから大量に発生する建設廃材
の処理は、これまでは大部分が再利用されることなく埋
立や焼却などの手段で廃棄処分されていた。しかし、昨
今では処分場の枯渇や循環型社会構造への対応策として
の資源再利用の観点から、建設廃材からも有価資源の回
収やその再利用化が積極的に検討されるようになってき
た。建設廃材の中で再資源化が進んでいないものに、木
材セメント板がある。木材セメント板は主に木片或いは
合板などをセメントモルタルで接着したものであり、解
砕してもセメントモルタル塊が木片に付着したものとな
っているため、それ自体の有望活用先を見出すのは困難
であるため、殆どが埋立処理されている。木材セメント
板そのものの直接再利用が困難な現状では、再活用の対
象を木材セメント板の構成材とし、これを分別して各々
の最適用途を見出すことで再資源化を図ることもでき
る。

【０００３】木材セメント板の構成材の再資源化に際し
ては、木材セメント板を木材とセメントモルタル部に分
離する必要がある。この分離の比較的簡単な方法は、木
材セメント板を解砕する方法である。木材セメント板を
解砕すると、木材に接着硬化したセメントモルタルが剥
離する。この剥離は一般に解砕時の衝撃力を高くするほ
ど、また解砕時間を長くするほど進み易い。

【０００４】

【発明が解決する課題】しかるに、解砕時に強い衝撃を
与えると、木材部が粉々に砕け易く、このような状態の
木材は使用用途が著しく制約され、また剥離したセメン
トモルタル中に木材微片が混入され易くなり、セメント
モルタルを再利用する際にはその分離も必要になる。従
来の解砕手法や破砕手法では主に衝撃力によって解砕や
破砕が進行するため、木材が微片化し易く、一方で衝撃
力を過度に弱めると木材からのセメントモルタル部の剥
離が進まない。従来の解砕や破砕手法を用いる限り、木
材セメント板の構成材の分離に適した条件の調整・制御
は甚だ困難であった。また、セメントモルタルは通常、
木板全体に均一に塗られているため、表面に残存固着す
るセメントモルタル小片や薄層まで解砕や破砕操作だけ
で十分剥離することは実質不可能である。

【０００５】

【課題を解決する手段】本発明者らは、前記課題解決の
ため検討を重ねた結果、強い衝撃力を与えることなく、
主にせん断と曲げ応力によって、処理対象物を完全に粉
砕化せずに圧砕できる装置を見出し、該装置を用いるこ
とで木材セメント板から木材の破砕化を抑制しつつ、セ
メントモルタル塊を容易に剥離でき、更に、該装置を使
用して得たセメントモルタルが付着残存する木材を、特
定条件のミルで磨砕することで、セメントモルタルの付
着量が著しく低減された木材並びに木材破片の混入が殆
ど無いセメントモルタル粉とを容易に分別回収できたこ
とから本発明を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は次の（１）〜（２）で表す
圧砕装置およびこの装置を用いた（３）〜（６）で表さ
れる木材セメント板の処理方法である。（１）複数の突
起刃を表面に有する回転軸が同じ高さで並列に複数配置
され、回転軸上の突起刃は、回転軸が回転する際に、隣
接する回転軸及び該回転軸上の突起刃とは接触すること
なく隣接回転軸上の突起刃間隙に入り込むよう交差する
構造の装置であって、隣接する回転軸が同一又は異なる
回転速度で互いに逆方向に回転し、被圧砕物を回転軸間
に投入することで圧砕が行われることを特徴とする圧砕
装置。（２）回転軸配置部位よりも下位に、１５ｍｍ以
上５０ｍｍ以下の目開きのスクリーンを有することを特
徴とする前記（１）の圧砕装置。（３）木材セメント板
を前記（１）又は（２）の圧砕装置で圧砕し、次いで圧
砕物を磨砕し、磨砕物を２ｍｍ以下の分級値を境に分級
することを特徴とする木材セメント板の処理方法。
（４）磨砕が比重４以下の磨砕媒体を使用して行うこと
を特徴とする前記（３）の木材セメント板の処理方法。
（５）分級して得た分級値以下の粒径の分級物をセメン
ト原料に用いることを特徴とする前記（３）又は（４）
の木材セメント板の処理方法。（６）分級した得た分級
値を超える粒径の分級物を木材セメント板の原料に用い
ることを特徴とする前記（３）又は（４）の木材セメン
ト板の処理方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に於ける圧砕装置の構造
は、同じ高さの位置に複数の回転軸が並列に備わったも
のである。各回転軸は同じ大きさの円柱形状であること
が設計上や使用上の利便性から望ましいが、異なる直径
の回転軸であっても良い。後者の場合、回転軸の上端面
で高さが同一となるよう配置する。本圧砕装置に備わる
回転軸の数は通常は２本とするが、３本以上であっても
良い。各回転軸は隣接する回転軸の回転方向は互いに逆
方向に回転するものとする。尚、回転はモーター等の駆
動装置で行われ、回転速度は可変であることが望まし
く、各回転軸の回転速度は同一であっても、それぞれ異
なるものでもあっても良い。

【０００８】上記各回転軸の表面には複数の突起刃が存
在する。突起刃の数は多い方が処理効率が高まるので好
ましい。突起刃の形状は特段限定されないが、例えば、
平板状、丸棒状、角棒状、円錐状、半球状、楕円体状な
どとすることができる。刃端は必ずしも鋭利で無くても
良い。通常は、回転軸上の突起刃は総じて同じ寸法・形
状の突起刃とし、またその大きさと回転軸上の存在位置
については、隣接する回転軸及び該回転軸上の突起刃と
接触することなく、更に少なくとも回転軸が回転中は、
回転軸上の突起刃は互いに相手の回転軸上の突起刃間隙
に入り込んで交差するような状態になるように存在させ
る。このような状態にするには、例えば所望の形状の突
起刃を、回転軸の軸方向に列を成すよう等間隔で設置す
る。これと隣接する回転軸上では、同様の突起刃を、そ
の間隙位置に相手軸の突起刃が対向して存在するよう
に、列を成して等間隔に設置する。突起刃の設置間隔
（間隙の間隔）は、少なくとも突起刃の幅よりも長くす
る。具体的な突起刃の寸法と設置間隔の値は圧砕対象物
によって適宜定めるのが望ましく、また圧砕対象物の圧
砕の程度も突起刃の形状寸法と設置間隔の値を選定する
ことによって概ね調整することができる。

【０００９】前記のような圧砕装置で対象物を圧砕する
には、回転軸を回転させ、回転軸間に圧砕対象物を投入
すれば良い。圧砕対象物の大きさの自由度を考慮し、回
転軸間の距離が多少変更できるような構造にすると一層
良い。

【００１０】また、本発明の圧砕装置は、回転軸設置部
の下側に１５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の目開きのスクリー
ンを有するのが好ましい。回転軸を通って圧砕された圧
砕物は該スクリーン上に落下し、該スクリーンの目開き
の大きさによって本圧砕装置によって得られる圧砕物の
最大粒度が決定される。スクリーン自体は一般に粉砕設
備などで使用されている公知のものが使用できる。

【００１１】また、本発明は前記圧砕装置を使用した木
材セメント板の処理方法である。対象とする木材セメン
ト板は、特に制限されないが、建設廃材として発生した
ものが好適である。この際、対象となる木材セメント板
が粗大な場合は予め建設機械等の重機を用いておよそ５
００ｍｍ以下の大きさにしておくことが望ましい。

【００１２】該木材セメント板を回転軸部の下に１５ｍ
ｍ以上５０ｍｍ以下の目開きのスクリーンを設けた前記
圧砕装置を使用して圧砕する。スクリーン目開きを５０
ｍｍより大きくすると、圧砕後の木材は比較的大きいも
のが得られるが、セメントモルタルの剥離が不十分とな
る。また、スクリーン目開きを１５ｍｍ未満にするとセ
メントモルタルの剥離は進むが、木材は小さく砕かれ再
生利用に値する長い木材は得難くなるので好ましくな
い。また回転軸上の突起刃の設置間隔は、好ましくは２
０〜８０ｍｍとする。突起刃の間隔をこれより小さくす
ると、長い木材部分が小さく圧砕され過ぎ、圧砕後の磨
砕工程で、木質小片がセメントモルタル粉に含まれて分
離が困難になる他、木材セメント板の再利用に適する大
きさの木材片が得られないことから好ましくなく、また
突起刃の間隔がこれを超える長さになると、突起刃の幅
を増大させない限り、圧砕物が大きく成り過ぎ、木材か
らのセメントモルタル部の剥離が殆ど進まないので好ま
しくない。尚、突起刃の幅と間隔を共に著しく増大させ
ると圧砕効率が低減するので好ましくない。

【００１３】圧砕物の木材部を再利用に適したものにす
るには、更に木材表面に残存付着したセメントモルタル
を取り除く必要がある。本法ではこれ以上の木材部の解
体化を防ぐため、圧砕物を磨砕して残存セメントモルタ
ルを木材から擦り取る。磨砕方法は、加わる衝撃力が少
ない方法であれば良いが、好ましくはチューブミル又は
ボールミルで行う。チューブミルやボールミルで磨砕す
る場合、磨砕媒体はセメントモルタルよりも高い硬度の
材質で、且つ比重が概ね４以下の材質からなるものが好
ましく、例えばアルミナボール等を挙げることができ
る。比重が大きい鉄ボールなどの媒体を使用すると強力
な衝撃力で木材が粉砕されることがあるので好ましくな
い。またセメントモルタルより低硬度の媒体では媒体自
体の摩耗が進むので好ましくない。この磨砕処理では木
材から分離したセメントモルタルの粉砕も併進し、概し
て磨砕時間を長くするほど微細な粉粒物になる。

【００１４】磨砕後の磨砕物は、分級することで木材と
セメントモルタル粉を分別回収することができる。分級
手法は限定されないが、通常は篩分けで良く、好ましく
は目開き２．０ｍｍ以下の篩、より好ましくは目開き
０．３ｍｍ以下の篩を用いることで、篩上残分として木
材片、篩通過分としてセメントモルタル粉を得ることが
できる。回収した木材片は実用上支障がない程度までセ
メントモルタルが取り除かれたものとなっているため、
木材セメント板の原料に再利用する。またセメントモル
タル粉は木材微片の混入が殆どないため、特に再度の処
理を行うことなく、セメント製造原料として利用するこ
とができる。

【００１５】

【実施例】実施例により本発明をより具体的に説明する
が、本発明は実施例により限定されるものではない。以
下に記す圧砕装置を使用し、建築廃材として搬出された
木材セメント板を下記のように処理して再資源化を行っ
た。

【００１６】＜圧砕装置＞使用する圧砕装置は、同一水
平面に中心軸間距離２００ｍｍになるよう並列に配置さ
れた一対の直径８０ｍｍ、圧砕有効長さ９８５ｍｍの円
柱形状回転軸を有し、各回転軸は同じ回転速度で互いに
逆方向に回転する。一方の回転軸上には直径２０ｍｍ、
長さ１００ｍｍの丸棒状の突起刃が回転軸表面から垂直
方向に突起して各棒の中心間距離９０ｍｍ間隔でそれぞ
れ１１本が一列となり、このような突起刃列が１本の回
転軸に９０゜毎に４列配置されており、また、他方の回
転軸上にも前記回転軸と同様の丸棒状の突起刃が同じよ
うに配置されているものの、各突起刃は回転軸方向に全
体に２５ｍｍずつ前記回転軸上の突起刃設置位置よりも
軸方向にずれた位置に存在する。更に、回転軸配置部の
下には、回転軸間通過後の全圧砕物が落下する目開き２
０ｍｍのスクリーンが備わっており、回転軸間の真上に
は被圧砕物の投入口が、またスクリーン下にはスクリー
ンを通過した圧砕物の排出取出し口が設置されている。

【００１７】＜木材セメント板の再資源化処理＞大きさ
約５０×７５×２５ｍｍ〜約４５０×５００×２５ｍｍ
の木材セメント板（種別：厚さ約２５ｍｍの片面板）
を、前記圧砕装置を用い、回転軸の回転速度９０ｒｐｍ
にて圧砕し、圧砕物を得た。圧砕物はアルミナ系材質の
内壁からなる内寸直径約５００ｍｍ、長さ約３００ｍｍ
の円筒形ミルと同材質のφ２５ボール（比重３．９０）
を使用し、ボール充填量約１０容量％、圧砕物充填量約
１５容量％、磨砕時間１０〜２０分にて乾式磨砕を行っ
た。磨砕後は内容物を取り出し、ボールを除去した後、
取り出した内容物を目開き０．３ｍｍの篩網で篩い分
け、篩上の残分を木材として回収し、篩通過物をセメン
トモルタルとして回収した。回収物の割合は、磨砕時間
１０分では篩上残分６８．５重量％（篩通過物３１．５
重量％）、磨砕時間１５分では篩上残分６５．６重量％
（篩通過物３４．４重量％）、磨砕時間１０分では篩上
残分６０．１重量％（篩通過物３９．９重量％）となっ
た。

【００１８】回収した木材は木材セメント板の製造工程
に戻し、原料木材の約１割（重量換算）をこの回収木材
で代替して木材セメント板を従来と同じ方法で製造し
た。得られた木材セメント板について表１に示した諸特
性を測定した。また、回収木材を原料使用せずに製造さ
れた市販の木材セメント板（種別：厚さ約２５ｍｍの片
面板で前記建築物に使われたものとほぼ同様の品質品）
について同様の特性を測定し、回収木材を原料とした前
記木材セメント板と比較したところ、表１で表すよう
に、特性的に明確な差異は無かった。また、回収したセ
メントモルタルを普通ポルトランドセメントクリンカ焼
成用原料１００重量部に対し５重量部加え、これを従来
の普通ポルトランドセメントクリンカ焼成用原料と同様
の条件でロータリーキルンで焼成したところ、得られた
クリンカの鉱物相や発色等は従来の普通ポルトランドセ
メントクリンカと殆ど同じであった。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明の圧砕装置は主にせん断と曲げ応
力によって、木材セメント板の木材部を微細解体化する
ことなく表面に結合したセメントモルタル塊を効率よく
迅速に剥離させることができる。また本装置を使用した
木材セメント板の処理法方によれば、木材セメント板か
ら木材を、新たな木材セメント板の木材原料として再利
用可能な状態で容易に分別回収でき、更に木材セメント
板からセメントモルタルをセメント製造原料として再利
用に適した状態で容易に分別回収することができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０２Ｃ 23/16 Ｂ０２Ｃ 23/16 Ｃ０４Ｂ 20/02 ＺＡＢＣ０４Ｂ 20/02 ＺＡＢＺ 28/02 ＺＡＢ 28/02 ＺＡＢ //(Ｃ０４Ｂ 28/02 (Ｃ０４Ｂ 28/02 18:26 18:26 18:16） 18:16） (72)発明者永田憲史山口県小野田市大字小野田6276番地太平洋セメント株式会社環境技術開発センター内Ｆターム(参考） 4D063 CC01 CC07 FF02 FF34 GA10 GC14 GC17 GD24 4D067 CG09 EE13 EE17 GA20 4G012 PA30 PA34

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の突起刃を表面に有する回転軸が同
じ高さで並列に複数配置され、回転軸上の突起刃は、回
転軸が回転する際に、隣接する回転軸及び該回転軸上の
突起刃とは接触することなく隣接回転軸上の突起刃間隙
に入り込むよう交差する構造の装置であって、隣接する
回転軸が同一又は異なる回転速度で互いに逆方向に回転
し、被圧砕物を回転軸間に投入することで圧砕が行われ
ることを特徴とする圧砕装置。
【請求項２】回転軸配置部位よりも下位に、１５ｍｍ
以上５０ｍｍ以下の目開きのスクリーンを有することを
特徴とする請求項１記載の圧砕装置。
【請求項３】木材セメント板を請求項１又は２に記載
の圧砕装置で圧砕し、次いで圧砕物を磨砕し、磨砕物を
分級値として２ｍｍ以下を境に分級することを特徴とす
る木材セメント板の処理方法。
【請求項４】磨砕が比重４以下の磨砕媒体を使用して
行うことを特徴とする請求項３記載の木材セメント板の
処理方法。
【請求項５】分級して得た分級値以下の粒径の分級物
をセメント原料に用いることを特徴とする請求項３又は
４記載の木材セメント板の処理方法。
【請求項６】分級した得た分級値を超える粒径の分級
物を木材セメント板の原料に用いることを特徴とする請
求項３又は４記載の木材セメント板の処理方法。