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【発明の名称】 廃石膏ボード分別リサイクル方法とそのシステム
【発明者】 【氏名】三輪 明広
【住所又は居所】東京都中央区京橋１−７−１ 戸田建設株式会社内

【氏名】中熊 純正
【住所又は居所】東京都江戸川区東小岩５−２６−８ 株式会社コア・テック内

【氏名】矢島 和男
【住所又は居所】東京都江戸川区東小岩５−２６−８ 株式会社コア・テック内
【要約】 【課題】本発明は、例えば、廃石膏ボード分別リサイクル方法に関し、建築廃材として発生する廃石膏ボ−ドが布やビニールクロス等の被覆材で被覆されていても石膏を分別し、所定粒径の石膏粒にしてリサイクル材として使用できるようにすることが、課題である。

【解決手段】紙，布若しくはビニールクロスである被覆材で被覆された廃石膏ボ−ドを荒破砕する一次分別破砕工程と、金属類又は前記被覆材の夾雑物と石膏粒とを分離させる二次分別破砕工程と、前記石膏粒と前記夾雑物とを篩い分ける一次篩分け工程と、前記石膏粒を所定の粒径以下に粉砕するとともに当該石膏粒に付着した夾雑物の厚みが前記所定の粒径以下である場合のみ通過させる三次分別破砕工程と、前記三次破砕工程を通過した所定の粒径以下の石膏粒と夾雑物とを篩い分ける二次篩分け工程と、から構成される廃石膏ボード分別リサイクル方法とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙，布若しくはビニールクロスである被覆材で被覆された廃石膏ボ−ドを荒破砕する一次分別破砕工程と、
金属類又は前記被覆材の夾雑物と石膏粒とを分離させる二次分別破砕工程と、
前記石膏粒と前記夾雑物とを篩い分ける一次篩分け工程と、
前記石膏粒を所定の粒径以下に粉砕するとともに当該石膏粒に付着した夾雑物の厚みが前記所定の粒径以下である場合のみ通過させる三次分別破砕工程と、
前記三次破砕工程を通過した所定の粒径以下の石膏粒と夾雑物とを篩い分ける二次篩分け工程と、から構成されること、
を特徴とする廃石膏ボード分別リサイクル方法。
【請求項２】
紙，布若しくはビニールクロスである被覆材で被覆された廃石膏ボ−ドを破砕装置と篩分け装置とで、金属類又は前記被覆材の夾雑物と石膏粒とに分別して石膏粒をリサイクルするシステムにおいて、
前記廃石膏ボ−ドを荒破砕する破砕装置が、鋭角な切込刃部が軸心方向に互いに咬み合うように複数配設されて回転される２軸回転刃で構成され、
前記廃石膏ボ−ドが荒破砕された後に、前記石膏粒と夾雑物とを分別破砕する破砕装置が、２軸ローラによる圧砕で当該ローラの外周に軸心方向に等間隔で周方向に溝が刻設され回転差をもって回転されること、
を特徴とする廃石膏ボード分別リサイクルシステム。
【請求項３】
紙，布若しくはビニールクロスである被覆材で被覆された廃石膏ボ−ドを破砕装置と篩分け装置とで、金属類又は前記被覆材の夾雑物と石膏粒とに分別して石膏粒をリサイクルするシステムにおいて、
前記夾雑物と分別された石膏粒を一定の粒径以下に破砕する最終段破砕装置が、２軸ローラからなり、当該２軸ローラの間隔が前記一定の粒径寸法に固設され、前記最終段破砕装置の後の篩分け装置が、前記最終段破砕装置を通過した所定の粒径以下の石膏粒と夾雑物とを篩い分ける篩い目を有していること、
を特徴とする廃石膏ボード分別リサイクルシステム。
【請求項４】
最終段破砕装置の前段階の篩分け装置の篩い目は、最終段破砕装置の２軸ローラと石膏粒との摩擦係数と、石膏粒が２軸ローラに挟み込まれる摩擦角との関係が食い込みとなる大きさに設定されていること、
を特徴とする請求項３に記載の廃石膏ボード分別リサイクルシステム。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃石膏ボード分別リサイクル方法とそのシステムに係り、詳しくは、建築廃材として発生する廃石膏ボ−ドを安定型産廃物と管理型産廃物とに分別する際に、布やビニールクロスで被覆された廃石膏ボ−ドを、効率よく分別するための廃石膏ボード分別リサイクル方法とそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、建築物の新築、改装、解体などの工事に伴って、発生する廃石膏ボ−ドは、それまでの安定型処分ができなくなり、紙類と分離した石膏ボードのみが安定型処分できることとなった。よって、少なくとも片面にシート（紙）を貼り付けたものであって、粉砕したものをそのまま廃棄するには、コストが嵩むことになっても、管理型処分場に埋め立てる必要がある。
【０００３】
そこで、廃石膏ボ−ドの廃棄処分費用を節約し、廃石膏ボ−ドのリサイクルを図るべく、廃石膏ボ−ドを石膏原料、紙類、金属類に分別し、粒径による選別ばかりでなく、比重による選別をおこなうものが知られており、また、廃石膏ボ−ドを粉砕粉粒物とシート類とに確実に分別して、前記粉砕粉粒物をリサイクル可能な所定範囲内の粒径にする処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７０９１５号公報（第２頁から第５頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００１−９３７８号公報（第１頁から第６頁、第１図乃至第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の廃石膏ボ−ドに関するリサイクル処理方法及びその分別装置は、いずれも、石膏と紙類とを分別の対象としているが、石膏ボードが紙類で被覆した上に、更に布やビニールクロスで被覆されていると、既存の粉砕処理機などでは粉砕することが困難であり、石膏の粒度を一定にして紙、布、鉄屑、その他の夾雑物とを高精度に分別して、安定したリサイクル材料にすることが困難である。本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクル方法とそのシステムは、このような課題を解決するために提案されたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクル方法の要旨は、紙，布若しくはビニールクロスである被覆材で被覆された廃石膏ボ−ドを荒破砕する一次分別破砕工程と、金属類又は前記被覆材の夾雑物と石膏粒とを分離させる二次分別破砕工程と、前記石膏粒と前記夾雑物とを篩い分ける一次篩分け工程と、前記石膏粒を所定の粒径以下に粉砕するとともに当該石膏粒に付着した夾雑物の厚みが前記所定の粒径以下である場合のみ通過させる三次分別破砕工程と、前記三次破砕工程を通過した所定の粒径以下の石膏粒と夾雑物とを篩い分ける二次篩分け工程とから構成されることである。
【０００７】
本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクルシステムの要旨は、紙，布若しくはビニールクロスである被覆材で被覆された廃石膏ボ−ドを破砕装置と篩分け装置とで、金属類又は前記被覆材の夾雑物と石膏粒とに分別して石膏粒をリサイクルするシステムにおいて、前記廃石膏ボ−ドを荒破砕する破砕装置が、鋭角な切込刃部が軸心方向に互いに咬み合うように複数配設されて回転される２軸回転刃で構成され、前記廃石膏ボ−ドが荒破砕された後に、前記石膏粒と夾雑物とを分別破砕する破砕装置が、２軸ローラによる圧砕で当該ローラの外周に軸心方向に等間隔で周方向に溝が刻設され回転差をもって回転されることである。
【０００８】
また、本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクルシステムの要旨は、紙，布若しくはビニールクロスである被覆材で被覆された廃石膏ボ−ドを破砕装置と篩分け装置とで、金属類又は前記被覆材の夾雑物と石膏粒とに分別して石膏粒をリサイクルするシステムにおいて、前記夾雑物と分別された石膏粒を一定の粒径以下に破砕する最終段破砕装置が、２軸ローラからなり、当該２軸ローラの間隔が前記一定の粒径寸法に固設され、前記最終段破砕装置の後の篩分け装置が、前記最終段破砕装置を通過した所定の粒径以下の石膏粒と夾雑物とを篩い分ける篩い目を有していることである。
更に、前記最終段破砕装置の前段階の篩分け装置の篩い目は、最終段破砕装置の２軸ローラと石膏粒との摩擦係数と、石膏粒が２軸ローラに挟み込まれる摩擦角との関係が食い込みとなる大きさに設定されていることを含むものである。
【０００９】
本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクル方法とそのシステムによれば、廃石膏ボ−ドが、紙類以外に、例えば、布やビニールクロス等の被覆材で被覆されていても、一次・二次の分別破砕工程において前記布やビニールクロスの被覆材を適当な大きさに砕くことで、三次破砕工程で石膏が所定の粒径に揃えられるとともに、繊維質の小片になった被覆材は、二次篩分け工程により分別される。
前記石膏粒と夾雑物とを分別破砕する破砕装置が、２軸ローラによる圧砕で当該ローラの外周に軸心方向に等間隔で周方向に溝が刻設され回転差をもって回転されているので、従前の破砕機等では困難であったが、前記布やビニールクロス等の被覆材を、適宜な大きさに破砕・分別することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクル方法とそのシステムについて、図面を参照して説明する。廃石膏ボ−ド分別リサイクルシステムＡは、図１乃至図２にその概略全体図を示すように、建物の解体において岩綿吸音板剥離装置１によって集められた石膏ボード、若しくは、他の方法でホッパー１ａに集められた、布やビニールクロス等の被覆材で被覆されている廃石膏ボ−ドが、それぞれベルトコンベア等の搬送手段２，３で、一次破砕装置用のホッパー４に運び込まれる。
【００１１】
前記一次破砕装置５は、図３に示すように、前記ホッパー１ａの開口の下に、２軸回転刃１６が略水平に配設されており、側方の駆動モータ１４と減速して回転伝達される変速装置１５により、前記２軸回転刃１６が、互いに逆方向に回転されるとともに、回転数に差があり刃先の周速が異なるようにされている。
【００１２】
前記回転刃１６は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、平行軸１６ｃ，１６ｄに設けられた複数の回転刃１６ａ，１６ｂが互い違いに咬み合うようにして軸心ｆ方向に配設されている。また、切込刃部ａは、鋭角の切込み刃であり、回転刃１６ａ，１６ｂが前記切込刃部ａに位相差を設けて、回転される。これにより、切込刃部ａの形状と、周速の差とにより、布やビニールクロス等の被覆材を強力に引きちぎり、毟り取り作用して、廃石膏ボ−ドを裁断・粉砕（荒破砕）するものである。
【００１３】
前記一次破砕装置５の下位置には、図２に示すように、二次破砕装置６が配設されている。この二次破砕装置６は、図５乃至図６に示すように、駆動モータ１７と該駆動モータ１７に連結され減速する変速装置１８と、該変速装置１８によって回転駆動される２軸ローラー１９とから成る。
【００１４】
前記２軸ローラー１９は、一次破砕装置によって上記適当な大きさに裁断された廃石膏ボ−ドを圧砕するものであり、図６（Ｂ），（Ｃ）に示すように、当該ローラの外周に軸心方向に等間隔で周方向に溝ａが刻設されている。この２軸ローラー１９も、互いに逆方向に回転され、その回転数に差が設けられている。これらにより、廃石膏ボ−ドに圧砕力のほか、曲げ力と剪断力を加え、ローラー外周の周速差で磨り（擦り）潰し作用を付与している。
【００１５】
前記２軸ローラー１９は、前記変速装置１８によって、逆方向に回転され回転数差が与えられるが、その機構は、図６（Ａ）に示すように、ｂ軸に駆動モータ１７の回転が伝達され、このｂ軸に高速回転ローラが取り付けられ、端部にピニオンギア２０が設けられている。前記ピニオンギア２０がｃ軸のドリブンギア２１に噛合し、更に、ｃ軸のピニオンギア２２がｄ軸のドリブンギア２３に噛合し、このｄ軸のピニオンギア２４がｅ軸のドリブンギア２５に噛合している。前記ピニオンギア２０からドリブンギア２５に至る回転伝達間に所望の減速がなされ、ｂ軸とｅ軸との回転方向も逆方向にされる。ｅ軸に低速回転ローラが取り付けられる。
【００１６】
また、前記ｂ軸とｅ軸との間隔は、スイングアーム３１の揺動により調整される。このスイングアーム３１を、例えば、装置框体にネジ止めされたボルト３２を回転させることで、前記ｄ軸を中心にして揺動させ、前記ｂ軸とｅ軸との間隔を変えて調整されるものである。
【００１７】
前記二次破砕装置６の下部には、図２に示すように、一次振動篩７が配設されている。この一次振動篩７は、比較的粗く不揃いな粒度の石膏粒と、布若しくはビニールクロス等の被覆材，タッカー，ビス等の夾雑物とを分別する。この一次篩７の篩い目は、略３ｍｍ〜５ｍｍ程度である。分別された前記夾雑物は、産業廃棄物として回収容器８に回収される。なお、前記ビスなどの金属類は、公知の磁気分別装置を併設して分別するようにしても良い。
【００１８】
また、この一次篩７の篩い目を通過しなかった石膏粒は、還元用搬送機（スクリュウ搬送機等）によって前記ホッパー４に投入され、二次破砕装置６に戻されて、再破砕される。
【００１９】
前記一次振動篩７によって分別された石膏粒は、当該篩７の振動とともに移送され、図２に示すように、搬送手段としてのベルトコンベア９で三次破砕装置１１に投入される。この三次破砕装置１１は、前記夾雑物と分別された石膏粒を一定の粒径以下に破砕する最終段破砕装置である。
【００２０】
前記三次破砕装置７は、図７に示すように、ホッパー１０の下位置に配設された２軸ローラ２８と、側方に配設された駆動モータ２６と、変速装置２７とから成る。前記２軸ローラ２８は、前記変速装置２７によって、互いに逆方向に回転され、且つ、回転数差が与えられる。２軸ローラ２８の軸間距離は、隙間がδ（例えば、δ＝０．２ｍｍ）となるように、例えば、板厚ｔ＝δの調整板を挟んで微調整された後に固設される。
【００２１】
前記δは、石膏としてリサイクルするために要求される粒径と等しく設定され、図７（Ｃ）に示すように、前記二次破砕装置６で破砕され一次振動篩７を通過した石膏粒の粒径Ｄは、これを挟み込む２軸ローラ２８のローラ半径ｒとの関係において、摩擦角θと摩擦係数μとが、θ＝ｔａｎ−１μとなるように設定される。
【００２２】
前記三次破砕装置７の下には、図２に示すように、二次振動篩１２が配設されている。この二次振動篩１２は、篩い目が、例えば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである。この二次篩い分け作用により、前記最終段破砕装置である三次破砕装置７を通過した所定の粒径以下の石膏粒と、被覆材の小片や繊維状になった被覆材等の夾雑物とが篩い目で分別される。そして、石膏粉は回収容器１３に回収されリサイクル材となり、前記夾雑物は回収容器８に回収され産業廃棄物となる。
【００２３】
このような廃石膏ボード分別リサイクルシステムにより、廃石膏ボ−ドをリサイクルする方法を説明する。図１乃至図２に示すように、岩綿吸音板剥離装置１や他の方法で集められた廃石膏ボ−ドが搬送手段２，３を介してホッパー４に投入される。前記廃石膏ボ−ドは、被覆材として紙類の他、布若しくはビニールクロス等で被覆されているものである。前記岩綿吸音板剥離装置１から排出される一部の産業廃棄物は回収容器８に集められる。
【００２４】
前記ホッパー４に投入された廃石膏ボ−ドは、一次破砕装置５の２軸回転刃１６によって破砕される。前記布やビニールクロス等の被覆材は、２軸回転刃１６の鋭角な切込刃部ａによって、強力に引きちぎられ、毟り取りされて裁断・粉砕（荒破砕）される。
【００２５】
荒破砕された廃石膏ボ−ドは、続いて下段の二次破砕装置６の２軸ローラ１９により破砕される。これにより、石膏片と、布やビニールクロス等の被覆材と、ビス又はタッカー等とに分別され、続いて、下段の一次振動篩７において、篩い目を通過した石膏片はベルトコンベア９でホッパー１０に投入され、前記被覆材とビスやタッカー等がこの篩い目を通過できずに、産業廃棄物として回収容器８に回収される。前記被覆材は、その大部分がこの段階で分別されて回収容器８に回収されるものである。
【００２６】
また、前記一次振動篩７を通過することのある若干量の小片の被覆材は、前記ベルトコンベア９で前記石膏片とともにホッパー１０に投入される。更に、この一次篩７の篩い目を通過しなかった石膏粒は、還元用搬送機（スクリュウ搬送機等）によって前記ホッパー４に投入され、二次破砕装置６に戻されて、再破砕される。
【００２７】
前記ホッパー１０に投入された石膏片は、三次破砕装置１１の２軸ローラ２８によって、所望の粒径に粉砕される。この２軸ローラ２８の隙間δは一定に維持されるので、この２軸ローラ２８を通過した石膏粒は前記隙間δ以下の粒径に調整される。また、前記小片の被覆材は、単に２軸ローラ２８を通過するのみである。
【００２８】
そして、二次振動篩１２によって、前記小片の被覆材が、繊維状で細長いので篩い目を通過することが無く、分別されて回収容器８に回収される。また、一定粒径の石膏粒は篩い目を通過して、回収容器１３に回収される。この石膏粒には、紙類または布・ビニールクロク等の被覆材からなる夾雑物が含まれていないので、リサイクル材として使用されるものである。
【００２９】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクル方法は、廃石膏ボ−ドを荒破砕する一次破砕工程と、金属類又は被覆材の夾雑物と石膏粒とを分離させる二次分別破砕工程と、前記石膏粒と前記夾雑物とを篩い分ける一次篩分け工程と、前記石膏粒を所定の粒径以下に粉砕するとともに当該石膏粒に付着した夾雑物の厚みが前記所定の粒径以下である場合のみ通過させる三次分別破砕工程と、前記三次破砕工程を通過した所定の粒径以下の石膏粒と夾雑物とを篩い分ける二次篩分け工程と、から構成されるので、布若しくはビニールクロス等の被覆材が廃石膏ボ−ドに存在しても、リサイクルできる石膏粒として回収することができるようになると言う優れた効果を奏するものである。
【００３０】
本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクルシステムは、廃石膏ボ−ドを破砕装置と篩分け装置とで、石膏粒と夾雑物とに分別して石膏粒をリサイクルするシステムにおいて、前記廃石膏ボ−ドを荒破砕する破砕装置が、鋭角な切込刃部が軸心方向に互いに咬み合うように複数配設されて回転される２軸回転刃で構成され、前記廃石膏ボ−ドが荒破砕された後に、前記石膏粒と夾雑物とを分別破砕する破砕装置が、２軸ローラによる圧砕で当該ローラの外周に軸心方向に等間隔で周方向に溝が刻設され回転差をもって回転されるので、廃石膏ボ−ドの被覆材が紙類以外に、布やビニールクロスであっても、強力に引き裂き、磨り潰しすることにより、分別破砕が可能となったものである。
【００３１】
また、廃石膏ボ−ドを破砕装置と篩分け装置とで、石膏粒と夾雑物とに分別して石膏粒をリサイクルするシステムにおいて、前記夾雑物と分別された石膏粒を一定の粒径以下に破砕する最終段破砕装置が、２軸ローラからなり、当該２軸ローラの間隔が前記一定の粒径寸法に固設され、前記最終段破砕装置の後の篩分け装置が、前記最終段破砕装置を通過した所定の粒径以下の石膏粒と夾雑物とを篩い分ける篩い目を有しているので、所望の粒径のリサイクル可能な石膏粒を得ることができる。
【００３２】
最終段破砕装置の前段階の篩分け装置の篩い目は、最終段破砕装置の２軸ローラと石膏粒との摩擦係数と、石膏粒が２軸ローラに挟み込まれる摩擦角とが略等しくなるような大きさに設定されているので、破砕作業が効率的に行われるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクル方法を具体的に示すシステムの全体概要を示す平面図である。
【図２】同本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクル方法を具体的に示すシステムの正面図である。
【図３】同本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクルシステムにおける、一次破砕装置５の平面図（Ａ）と、正面図（Ｂ）である。
【図４】同一次破砕装置５における、２軸回転刃１６の詳細な一部平面図（Ａ）と、同正面図（Ｂ）図である。
【図５】同本発明に係る廃石膏ボード分別リサイクルシステムにおける、二次破砕装置６の平面図（Ａ）と、正面図（Ｂ）である。
【図６】同二次破砕装置６における、変速装置１８の正面図（Ａ）と、２軸ローラ１９の一部平面図（Ｂ）と、正面図（Ｃ）である。
【図７】同三次破砕装置７の、平面図（Ａ）と、正面図（Ｂ）と、２軸ローラ２８の食い込みを示す説明図（Ｃ）である。
【符号の説明】
１ 岩綿吸音板剥離装置、 １ａ ホッパー、
２，３ 搬送手段、 ４ ホッパー、
５ 一次破砕装置、 ６ 二次破砕装置、
７ 一次振動篩、 ８ 回収容器、
９ ベルトコンベア、 １０ ホッパー、
１１ 三次破砕装置、 １２ 二次振動篩、
１３ 回収容器、 １４ 駆動モータ、
１５ 変速装置、 １６ ２軸回転刃、
１６ａ，１６ｂ 回転刃、
１６ｃ，１６ｄ 平行軸、
１７ 駆動モータ、 １８ 変速装置、
１９ ２軸ローラ、
２０，２２，２４ ピニオンギア、
２１，２３，２５ ドリブンギア、
２６ 駆動モータ、 ２７ 変速装置、
２８ ２軸ローラ、 ３１ スイングアーム、
３２ ボルト。
【出願人】 【識別番号】０００１６６４３２
【氏名又は名称】戸田建設株式会社
【住所又は居所】東京都中央区京橋１丁目７番１号
【識別番号】５００２７１６３８
【氏名又は名称】株式会社コア・テック
【住所又は居所】東京都江戸川区東小岩５丁目２６番８号
【出願日】 平成１５年２月１２日（２００３．２．１２）
【代理人】 【識別番号】１０００６３１７４
【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 功

【識別番号】１０００８７０９９
【弁理士】
【氏名又は名称】川村 恭子
【公開番号】 特開２００４−２４３１６５（Ｐ２００４−２４３１６５Ａ）
【公開日】 平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願番号】 特願２００３−３３５６９（Ｐ２００３−３３５６９）