JPH11300744A - 発泡ポリスチレン廃材の処理方法及びその処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡ポリスチレン廃材の容積を縮めて保管，
輸送効率を高め、さらにリサイクルし易くする発泡ポリ
スチレン廃材の処理方法を提供する。 【解決手段】 発泡ポリスチレン廃材９ａを破砕又は裁
断してチップ９ｂにした後、該チップ９ｂを塔本体部２
へ投入し熱風を吹きかけて減容させた後、さらにヒータ
加熱又は熱媒体により溶融体９ｄにして孔板Ｔをくぐら
せ、しかる後、その溶融体９ｄを冷却固化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡ポリスチレン
廃材を減容して保管，回収並びにリサイクルし易くする
発泡ポリスチレン廃材の処理方法及びその処理設備に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、発泡ポリスチレンが緩衝機能をも
つことから各種包装容器等に利用されている。例えば、
家電製品や水産物包装，青果物包装には発泡ポリスチレ
ン容器が好んで用いられている。水産物，青果物用容器
については、緩衝性能の他に、発泡ポリスチレンの断熱
性，密閉性等の優れた利点が生かされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、発泡ポリス
チレンの包装容器は、役目を終えた後、廃材となるが、
その回収が結構難しい状況にある。発泡ポリスチレンは
発泡倍率が高く、軽量であり、嵩張って保管，運搬効率
を悪くしている。近年、発泡ポリスチレン廃材のリサイ
クルが叫ばれるなかで、スーパーや魚市場，青果市場等
では前記発泡ポリスチレン廃材の回収に努めているが、
その対応に苦慮してきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するもので、発泡ポリスチレン廃材の容積を縮めて
保管，輸送効率を高め、さらにリサイクルし易くする発
泡ポリスチレン廃材の処理方法及びその処理設備を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
請求項１に記載の本発明の要旨は、発泡ポリスチレン廃
材を破砕又は裁断してチップにした後、該チップを塔本
体部へ投入し熱風を吹きかけて減容させることを特徴と
する発泡ポリスチレン廃材の処理方法にある。請求項２
に記載の本発明の要旨は、発泡ポリスチレン廃材を破砕
又は裁断してチップにした後、該チップを塔本体部へ投
入し熱風を吹きかけて減容させた後、さらにヒータ加熱
又は熱媒体により溶融体にして孔板をくぐらせ、しかる
後、その溶融体を冷却固化させることを特徴とする発泡
ポリスチレン廃材の処理方法にある。また、請求項３に
記載の本発明の要旨は、切刃を設けて、該切刃により発
泡ポリスチレン廃材を破砕又は裁断してチップ化する切
裁部（１）と、塔形状にして、上部に前記チップの投入
口が、下部にチップの減容体の取出し口が設けられると
共に塔内に熱風を導く供給口が形成された塔本体部
（２）と、を具備することを特徴とする発泡ポリスチレ
ン廃材の処理設備にある。

【０００６】請求項１，３の発明のごとく、チップに熱
風を吹きかけると、チップの気泡部分が潰れて減容する
ので、当初の発泡ポリスチレン廃材の体積が非常に小さ
くなってその取扱いが楽になる。さらに、請求項２の発
明のごとく、発泡ポリスチレン廃材を液状の溶融体を経
て冷却固化させると、発泡ポリスチレン廃材の気泡部分
がきれいに取り除かれその体積が一層小さくなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発泡ポリスチ
レン廃材の処理方法及びその処理設備の実施形態につい
て詳述する。図１〜図４は本発明の発泡ポリスチレン廃
材の処理方法及びその処理設備の一形態で、図１は発泡
ポリスチレン廃材の処理設備の概略説明図、図２は図１
の設備に後工程設備を加えて発泡ポリスチレン廃材を棒
状品に回収する発泡ポリスチレン廃材の処理設備の概略
説明図、図３は図２と別形態の後工程を備えた発泡ポリ
スチレン廃材の処理設備の概略説明図を示す。

【０００８】（１）発泡ポリスチレン廃材の処理設備 発泡ポリスチレン廃材の処理設備は切裁部１と塔本体部
２と熱風炉３１とを具備する。切裁部１は、切刃１１を
設けて、該切刃により発泡ポリスチレン廃材９ａを破砕
又は裁断してチップ９ｂ化させるものである。ここで
は、投入される発泡ポリスチレン廃材９ａを収容できる
大きさのホッパー１２が用意され、その内面の所定高さ
位置に切刃１１を水平配設している。上面開放のホッパ
ー１２内に上端側を刃先１１１にして切刃１１が取付け
られる。切刃１１は図示しない振動機によりバイブレー
ションが加えられており、ホッパー１２内に投入された
発泡ポリスチレン廃材９ａは切刃１１によって小さくカ
ットされる。カットされて小さくなったチップ９ｂは落
下しホッパー下部１２１に収納される。包装容器等に用
いられる発泡ポリスチレン廃材は裂け易く、自らの自重
等でもって、また切刃１１の振動も加わりチップ化が促
される。ホッパー下部１２１はコーン状になっていて送
り配管１３に接続され、該配管１３は塔本体部２の上面
に連結する。なお、本切裁部１については、切刃１１を
設けて、裁断に加え破砕により発泡ポリスチレン廃材９
ａをチップ化するクラッシャタイプの装置を採用するこ
ともできる。

【０００９】塔本体部２は、本実施形態では円筒状した
塔形状で、上面にさきほどの配管１３が接続されて前記
チップ９ｂの投入口２１が形成されている。配管１３と
接続したガイド管２２は塔内に入り、その下端部分にロ
ータリバルブ２３が取着される。塔本体部２は下部がコ
ーン状になっており、そのコーン部２６に近い円筒部に
は接線方向に入り込む熱風の供給口２４が形成される。
熱風は、熱風炉３１からファン３２，ダクト３３を経由
して、供給口２４から塔内に導かれる。熱風温度は減容
しようとするチップ９ｂの大きさや発泡倍率等によっ
て、適宜１００℃〜３５０℃（好ましくは１００℃〜２
００℃、より好ましくは１５０℃〜２００℃）の範囲内
で温度コントロールされる。符号２５は塔本体上部に設
けた熱風の排出口である。供給口２４から塔内に導入さ
れた熱風は、塔内を旋回しながら塔本体上部に設けた排
出口２５，ダクト４１から塔外へと排出されていく。そ
の過程で、ロータリバルブ２３から投入されたチップ９
ｂを昇温，減容させる。すなわち、投入口２１から塔内
に放り込まれたチップ９ｂは、落下する途中で熱風を吹
きかけられ、体積が収縮して減容体９ｃとなり、コーン
部２６に堆積することとなる。コーン部下端には減容体
９ｃの取出口が設けられ、該取出口にバルブ２７を取着
して底に溜った減容体９ｃが順次取り出されていく。

【００１０】符号２８は塔本体部内を攪拌する攪拌機を
示す。攪拌機２８は、投入口２１から本来自然落下する
チップ９ｂを攪拌することにより浮遊化させ熱風との接
触時間を多くとると共に、攪拌混合により熱風からチッ
プ９ｂへの熱移動を促進する役割を担う。垂直シャフト
２８４に所定形状の翼２８３を設け、該シャフト２８４
に減速機２８１，モータ２８２が連結する。攪拌効率を
高めるべく、必要に応じて塔内に邪魔板（図示せず）が
設けられる。モータ２８２が作動すると、翼２８３を回
転させることで塔内の熱風，チップ９ｂに旋回流動，軸
方向流動，半径方向流動を与える。尚、発泡ポリスチレ
ンは多孔質で見掛け比重が軽く、しかもチップ９ｂの状
態にしたものは熱風の流束によって簡単に浮遊化できる
場合があり、斯るケースでは攪拌機を省略できる。

【００１１】熱風炉３１は公知の高温ガスを発生させる
装置である。前述のごとく、熱風炉３１で発生した所定
温度の熱風はダクト３３，ファン３２を通って塔内に導
入される。図１〜図３では熱風の流れを破線矢印を表
す。なお、図１では図示しないが、排出口２５の塔内側
にはチップ飛散防止用のフィルタが設置されている。ま
た、排出口２５からのダクト４１にはチップ９ｂや減容
体９ｃの微粒子を集塵するサイクロンや排気ファンが適
宜設けられる。

【００１２】図１だけでも発泡ポリスチレン廃材９ａの
処理設備を呈するが、図２はさらに一歩進めて発泡ポリ
スチレン廃材９ａの回収レベルを向上させている。図２
中、符号５は貯槽を示す。バルブ２７を開にすることに
よりコーン部２６に在った減容体９ｃが貯槽５に収容さ
れる。貯槽５の底部には減容体９ｃを排出できるコック
５２が設けられ、その下方に棒状回収機（後工程設備）
が設置される。棒状回収機は溶融部６と冷却部７とを備
える。溶融部６は、底面に多孔板Ｔ（孔板）を配した摺
鉢状の受具６ａと、該受具６ａを介して受具６ａに収納
された減容体９ｃを加熱，溶融させるヒータ６ｂとを具
備する。ヒータ６ｂは板体を通じて熱伝導により受具内
の減容体９ｃに熱を伝達する。ここでは、多孔板Ｔの上
方にさらに分離器８を組込んで、ヒータ加熱により溶融
体９ｄにした中からフィルタ８１を使って異物が取り除
かれるようにしている。バケット５１から払い出される
減容体９ｃを受具６ａにて受けた後、ヒータ加熱で減容
体９ｃを溶融体９ｄにして多孔板Ｔをくぐらせ棒状溶融
体９ｄとする。そして、棒状になったその溶融体９ｄを
冷却部７で固化させ棒状品９ｅを造る。冷却部７はここ
では水Ｗを充満させた水槽７１を用いる。多孔板Ｔの直
下に該水槽７１を配設して、棒状になった溶融体９ｄを
該水槽７１によって冷却固化させる。本実施形態では、
発泡ポリスチレン廃材を棒状品で回収したが、板状品と
して回収することもできる。また、水槽７１の水面近傍
にカッター８を配し、該カッターを作動させることによ
り、多孔板Ｔを通って降下してくる棒状溶融体９ｄを分
断カットし、ペレット状体にして回収することもでき
る。

【００１３】図３には、図２と別形態の発泡ポリスチレ
ン廃材の処理設備を表す。本実施形態は、図２の貯槽５
を省略して受具６ａにその役割を担わせ、また、受具６
ａの外壁に熱媒Ｑが通るジャケット６ｃを設けて前記ヒ
ータ６ｂに代えている。高温の熱媒Ｑが上ノズルからジ
ャケット内に入り、下ノズルから出ていく。ジャケット
６ｃは、受具６ａ内に投入，充填された減容体９ｃを受
具壁を通じて外側から加熱する。また、図３は分離器８
のフィルタ８１を多孔板Ｔにして両者の共用化を図って
いる。受具６ａの下部ノズルにバルブＶを取着し、該バ
ルブの下に複数の透孔が形成された盤状のフィルタ８１
（孔板）を取付ける。さらに、ここではモータ８２の駆
動軸を分離器内に差し込み、駆動軸先端にフィルタ裏面
を掻き落とすスクレーパ８３を設け、異物によるフィル
タ目詰りを防止する。加えて、受具６ａからフィルタ８
１に向けて溶融体９ｄが円滑に流れるように、駆動軸に
螺旋形のスクリュウ８４を取付けている。図示は省略し
たが、図３の分離器８の下方には図２と同様の冷却部７
が設けられている。他の構成は図１，図２のものと同様
でその説明を省く。

【００１４】（２）発泡ポリスチレン廃材の処理方法 上記設備を用いて、発泡ポリスチレン廃材の処理方法を
詳述する。ここでは、包装役目を終えた発泡ポリスチレ
ンの回収容器である場合を説明する。まず、発泡ポリス
チレン廃材９ａを再利用に供し易いよう、ゴミや汚れを
取り除いた状態にする。そして、これをホッパー１２に
放り込む。該発泡ポリスチレン廃材９ａはバイブレーシ
ョンが加えられた切刃１１により廃材自らの重みで特に
廃材を押さえつけなくても裁断カットされ、小さなチッ
プ９ｂとなってホッパー下部１２１へ落下していく。発
泡ポリスチレン廃材については、独立気泡タイプで見掛
け密度が約０．０１５〜０．５ｇ／ｃｍ³ 程度で、また
衝撃強さ（アイゾット）は０．３〜２．０ｋｇ−ｃｍ／
ｃｍ程度であり、比較的簡単に破砕又は裁断が可能であ
る。水産用魚箱などでは２段発泡で発泡倍率が約１００
倍のものも存在し、発泡ポリスチレン廃材９ａを容易に
チップ化できる。

【００１５】上記チップ化操作と並行して熱風炉３１を
立ち上げる。所定温度に達した熱風をファン３２を使っ
て塔内へ送り込む。一方、モータ２８２を起動させて、
塔内を攪拌する。

【００１６】しかる後、ロータリバルブ２３を開にし
て、ホッパー下部１２１に溜ったチップ９ｂを順次塔内
へ投入していく。チップ９ｂは塔内で熱風を吹きかけら
れて表層が軟化し、独立気泡を作っている壁面同士がく
っついていく。チップ９ｂの気泡部分が潰れ収縮し、減
容体９ｃに変っていく。実験によれば、発泡ポリスチレ
ン廃材は、熱風温度が１００〜２００℃で軟化し気泡部
分を追い出して減容体９ｃになる。減容体９ｃは、操作
上まだドライ状態と想定され、減容体同士は接合一体化
しないのが確認されている。従って、塔本体部２内で閉
塞現象が起らず、その取扱いに支障がでない。気泡を有
して発泡倍率が２０〜５０倍の発泡ポリスチレン廃材９
ａは、気泡の大部分が消失して該廃材の数十分の１の極
く小さな減容体９ｃになっていく。塔本体部２に熱風炉
３１から接線方向に導入させる熱風は、旋回しながら排
出口２５に向うため効率よくチップ９ｂと接触する。さ
らに、攪拌機２８による熱風とチップ９ｂとの混合攪拌
で熱風のもつ熱エネルギがチップ９ｂへ確実に伝達す
る。しかも、発泡ポリスチレン廃材９ａを前もって比表
面積の大きなチップ９ｂにしているので、チップ９ｂは
熱風から効果的にその熱エネルギを吸収する。また、チ
ップ９ｂは、前述のごとく見掛け密度が小さいため、攪
拌機２８の混合攪拌で塔内で容易に浮遊状態になり、な
がらく熱風との接触が保たれ、熱風からの熱移動が円滑
に進むこととなる。こうして、チップ９ｂが熱風から熱
を授受し、気泡を潰して減容体９ｃになると、その分、
見掛け密度が大きくなって落下し、うまくホッパー下部
１２１に溜っていく。

【００１７】その後、ホッパー下部１２１に減容体９ｃ
が溜ってきたら、バルブ２７を開にして、気泡部分が失
われて小さくなった減容体９ｃを塔外へ取出す。減容体
９ｃは、前述のごとく互いにくっつき合わないので、ホ
ッパー下部で詰まる心配はない。発泡ポリスチレン廃材
９ａは本設備をくぐり抜けることによってごく小さな粒
状の減容体９ｃとなって回収される。

【００１８】さらに、貯槽５，棒状回収機を設置した場
合は（図２）、塔本体部２のコーン部に溜った粒状の減
容体９ｃをバルブ２７を開にして貯槽５内へ順次移し替
えていく。次いで、貯槽下部にあるコック５２を開けて
受具６ａ内に該減容体９ｃを放出する。受具６ａは予め
ヒータ６ｂで加熱しておく。ヒータ６ｂの熱伝導により
受具内の該減容体９ｃを加熱溶融して溶融体９ｄとす
る。 減容体９ｃでは一部に気泡が残るケースがまだ見
られるが、この溶融体９ｄになると、液相であるため気
泡部分がほぼ完璧に消える。該溶融体は多孔板Ｔをくぐ
り抜け、棒状溶融体になって垂れ落ちていく。棒状溶融
体９ｄは真下に配設された水槽７１に浸かって棒状品９
ｅとして回収される。さらに、カッターを設けた場合
は、棒状溶融体９ｄが分断カットされてペレット状体と
なって回収される。

【００１９】また、図３のような後工程設備を備えたも
のは、塔本体部２のコーン部に溜った減容体９ｃをバル
ブ２７を開にして受具６ａ内に適宜放出する。受具６ａ
は予めジャケット６ｃで加熱しておく。ジャケット加熱
により受具内の該減容体９ｃは加熱溶融されて溶融体９
ｄになる。次いで、バルブＶを開けてフィルタ８１で異
物を取り除いた溶融体９ｄを供出し、その後、該溶融体
９ｄを冷却固化して発泡ポリスチレン廃材から気泡部分
を取り除いた状態のものとして回収する。

【００２０】このように構成した発泡ポリスチレン廃材
の処理方法及びその処理設備によれば、発泡ポリスチレ
ン廃材９ａの当初体積の何十分の一の体積に減容させる
ことができるので、廃材保管用の場所をとらない。魚市
場や青果市場などでは、比較的簡単な本発明設備を用い
て、多量に出るこの種の廃材置き場確保の苦労から開放
される。また、従来、発泡倍率の高いこれら廃材の輸送
は空気を運んでいるようなものであったが、廃材体積が
何十分の一に縮まったことで、最終回収処理場までの輸
送コストを大幅に低減できる。さらに、棒状体９ｅ，ペ
レット等にすると、減容体９ｃよりも気泡部分が除かれ
るので、発泡ポリスチレン廃材を一層小さく減容でき、
一段と上記効果を高めることができる。加えて、発泡ポ
リスチレン廃材９ａを減容体９ｃ，棒状体９ｅ，ペレッ
ト，板状体等にすると、再利用し易くやすくなって、リ
サイクル技術が確立し資源の有効利用が図られる。

【００２１】尚、本発明においては、前記実施形態に示
すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で
種々変更できる。切裁部１，塔本体部２等の形状，大き
さ，材質等は用途にあわせて適宜選択される。

【００２２】

【発明の効果】以上のごとく、本発明の発泡ポリスチレ
ン廃材の処理方法及びその処理設備は、発泡ポリスチレ
ン廃材の容積を縮めて保管し易くすると共に輸送効率を
高め、しかも再利用可能な原料として供することができ
優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発泡ポリスチレン廃材の処理設備
の一形態で、その概略説明図である。

【図２】図１の設備に後工程設備を加えて発泡ポリスチ
レン廃材を棒状品に回収する発泡ポリスチレン廃材の処
理設備の概略説明図である。

【図３】図２と別形態の後工程を備えた発泡ポリスチレ
ン廃材の処理設備の概略説明図である。

【符号の説明】

１ 切裁部 １１ 切刃 ２ 塔本体部 ２１ 投入口 ９ａ 発泡ポリスチレン廃材 ９ｂ チップ ９ｄ 溶融体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡ポリスチレン廃材を破砕又は裁断し
   てチップにした後、該チップを塔本体部へ投入し熱風を
   吹きかけて減容させることを特徴とする発泡ポリスチレ
   ン廃材の処理方法。
2. 【請求項２】 発泡ポリスチレン廃材を破砕又は裁断し
   てチップにした後、該チップを塔本体部へ投入し熱風を
   吹きかけて減容させた後、さらにヒータ加熱又は熱媒体
   により溶融体にして孔板をくぐらせ、しかる後、その溶
   融体を冷却固化させることを特徴とする発泡ポリスチレ
   ン廃材の処理方法。
3. 【請求項３】 切刃を設けて、該切刃により発泡ポリス
   チレン廃材を破砕又は裁断してチップ化する切裁部
   （１）と、塔形状にして、上部に前記チップの投入口
   が、下部にチップの減容体の取出し口が設けられると共
   に塔内に熱風を導く供給口が形成された塔本体部（２）
   と、を具備することを特徴とする発泡ポリスチレン廃材
   の処理設備。