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【発明の名称】 発泡スチロール製品の減容化方法
【発明者】 【氏名】内海 省吾

【要約】 【課題】発泡スチロール製品の減容率を従来以上に減少するとともに、省スペース化が要求される各店舗で容易に実施しうる発泡スチロール製品の減容化方法を提供すること。

【構成】発泡スチロール製品を所定のサイズに切断した後、切断して得られた複数のスチロール片を粉砕し、粉砕して得られた多数の粉砕片を袋に収容して、袋の内部を開口部を介して真空引きするようにした。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発泡スチロール製品の体積を減少させるための発泡スチロール製品の減容化方法であって、
前記発泡スチロール製品を所定のサイズに切断する工程と、
切断して得られた複数のスチロール片を粉砕する工程と、
粉砕して得られた多数の粉砕片を袋に収容して、前記袋の内部を開口部を介して真空引きする工程と、
を有することを特徴とする発泡スチロール製品の減容化方法。
【請求項2】
前記粉砕工程において、前記スチロール片に所定の圧力を加えて前記スチロール片を構成する多数の発泡粒子を個々の発泡粒子に分離するとともに、各発泡粒子の内部から空気を追い出すようにしたことを特徴とする請求項1に記載の発泡スチロール製品の減容化方法。
【請求項3】
前記所定の圧力を0.04〜0.1MPaに設定したことを特徴とする請求項2に記載の発泡スチロール製品の減容化方法。
【請求項4】
発泡スチロール製品を所定のサイズに切断したスチロール片の粉砕機であって、
円筒状の筐体と、該筐体の下部に着脱自在に取り付けられた受け皿と、前記筐体の上方開口部を開閉するための蓋体と、該蓋体に昇降軸を介して取り付けられた押圧板と、前記筐体内に回転自在に取り付けられたディスク状カッタープレートと、該カッタープレートに取り付けられた粉砕刃と、前記カッタープレートを回転させるための駆動手段とを有することを特徴とする粉砕機。
【請求項5】
前記粉砕刃は、四角錐形状の多数の突起が連続して形成されていることを特徴とする請求項4に記載の粉砕機。
【請求項6】
前記突起の高さが、0.5mm以上で1.0mm以下であることを特徴とする請求項5に記載の粉砕機。
【請求項7】
前記突起の数が、80〜90個/cmであることを特徴とする請求項5に記載の粉砕機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば緩衝包装材として使用される発泡スチロール製品の体積を極力減少させて、その運搬あるいはリサイクルを容易にするための発泡スチロール製品の減容化方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発泡スチロールには、農水産容器や機器の緩衝包装材に主に用いられるものや、食品用トレーに多く用いられるポリスチレンペーパーや、断熱建材に主に用いられる押出ボード等がある。これらの発泡スチロールのうち、特に農水産容器や機器の緩衝包装材に主に用いられる発泡スチロール製品は、その体積の98%が空気で、原料としてのプラスチックは僅か2%に過ぎず、非常に軽量であるにもかかわらず、その体積が大きいことから、使用済み製品を回収しリサイクルするに際し、回収スペースあるいは運搬が容易ではない。
【0003】
この問題を解決するため、回収された使用済みの発泡スチロール容器等の容器体積を減容しリサイクルを容易にすることができる破砕装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
この破砕装置は、ケース内に破砕槽を設け、この破砕槽に回転自在に取り付けられた回転軸に所定長さのチェーンを連結している。使用済みの発泡スチロール製品を減容する場合、モータにより回転軸を介してチェーンを回転させることにより、破砕槽に投入された使用済みの発泡スチロール製品を破砕し、破砕された発泡スチロール片を破砕槽の下方に配置された収納袋に落下させて、収納している。
【0005】
【特許文献1】特開平5−76791号公報(第3頁、図2)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載の粉砕機の場合、かさばる発泡スチロールは所定の寸法以下に破砕されるので、ある程度の減容化は可能であり、破砕後の大きさが小さいほど減容率も減少する。しかしながら、破砕のみによる減容率の減少には限度(例えば、約1/3)があり、さらなる減容化の達成が望まれていた。
【0007】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、発泡スチロール製品の減容率を従来以上に減少するとともに、省スペース化が要求される各店舗で容易に実施しうる発泡スチロール製品の減容化方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項1に記載の発明は、発泡スチロール製品の体積を減少させるための発泡スチロール製品の減容化方法であって、前記発泡スチロール製品を所定のサイズに切断する工程と、切断して得られた複数のスチロール片を粉砕する工程と、粉砕して得られた多数の粉砕片を袋に収容して、前記袋の内部を開口部を介して真空引きする工程と、を有することを特徴とする。
【0009】
また、請求項2に記載の発明は、前記粉砕工程において、前記スチロール片に所定の圧力を加えて前記スチロール片を構成する多数の発泡粒子を個々の発泡粒子に分離するとともに、各発泡粒子の内部から空気を追い出すようにしたことを特徴とする。
【0010】
また、請求項3に記載の発明は、前記所定の圧力を0.04〜0.1MPaに設定したことを特徴とする。
【0011】
さらに、請求項4に記載の発明は、発泡スチロール製品を所定のサイズに切断したスチロール片の粉砕機であって、円筒状の筐体と、該筐体の下部に着脱自在に取り付けられた受け皿と、前記筐体の上方開口部を開閉するための蓋体と、該蓋体に昇降軸を介して取り付けられた押圧板と、前記筐体内に回転自在に取り付けられたディスク状カッタープレートと、該カッタープレートに取り付けられた粉砕刃と、前記カッタープレートを回転させるための駆動手段とを有することを特徴とする。
【0012】
また、請求項5に記載の発明は、前記粉砕刃は、四角錐形状の多数の突起が連続して形成されていることを特徴とする。
【0013】
また、請求項6に記載の発明は、前記突起の高さが、0.5mm以上で1.0mm以下であることを特徴とする。
【0014】
また、請求項7に記載の発明は、前記突起の数が、80〜90個/cmであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、発泡スチロール製品を複数のスチロール片に切断した後、スチロール片を粉砕し、粉砕片を袋に収容して真空引きするようにしたので、粉砕のみでは達成し得ない発泡スチロール製品の減容率を達成することができる。
【0016】
また、発泡スチロール製品の切断に操作の容易な熱線式カッターを使用し、コンパクトな粉砕機を使用してスチロール片を粉砕することで、省スペース化が要求される各店舗でも容易に実施しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明にかかる発泡スチロール製品の減容化方法を示す概略図である。この発泡スチロール製品の減容化方法では、まず図1(a)に示されるように、熱線式カッター2を使用して、発泡スチロール製品Sを図1(b)あるいは図1(c)に示される粉砕機4に収容できる所定の大きさになるまで切断する。
【0018】
熱線式カッター2は、略U字状に折曲されたワイヤホルダ6と、ワイヤホルダ6の両端部に張設されたワイヤ8と、ワイヤホルダ6の一端部に取り付けられたグリップ10と、グリップ10に一端部が連結され他端部にプラグ(図示せず)が取り付けられた電源コード12とにより構成されている。この熱線式カッター2は、プラグをコンセント(図示せず)に差し込み、グリップ10を把持するとワイヤ8に通電され、グリップ10より手を離すとワイヤ8への通電がOFFとなる構成である。
【0019】
また、図1(a)に示される発泡スチロール製品Sは機器の緩衝包装材を示しており、発泡スチロール製品Sの切断に際し、上述したように熱線式カッター2のグリップ10を把持すると、ワイヤ8に通電されるので、発泡スチロール製品Sの溶融温度を超える温度までワイヤ8の温度が上昇すると発泡スチロール製品Sの切断が可能となる。したがって、発泡スチロール製品Sにワイヤ8を押し付けて、発泡スチロール製品Sを所定の大きさ(例えば、20〜30cm立方)のスチロール片S1に切断すればよい。
【0020】
次に、図1(b)に示されるように、発泡スチロール製品Sを切断した複数のスチロール片S1を上部より粉砕機4に投入し、図1(c)に示されるように、粉砕機4に取り付けられた回転ハンドルを回転することによりスチロール片S1を粉砕して落下させ、多数の粉砕片を粉砕機4の下部の受け皿に収納されたビニール袋16に収容する。なお、粉砕機4の詳細構成については、後述する。
【0021】
さらに、図1(d)に示されるように、ビニール袋16を収納した受け皿を粉砕機4より取り外し、図1(e)に示されるように、ビニール袋16の開口部を密封する。その後、図1(f)に示されるように、ビニール袋16に設けられた真空引き用排気孔18に掃除機20の吸引ホース22を接続して、多数の粉砕スチロール片が収容されたビニール袋16の内部を真空引きしてビニール袋16の内部を減容する。
【0022】
図2は、上述した粉砕機4を示しており、円筒状の筐体24と、筐体24の下部に着脱自在に取り付けられた受け皿26と、筐体24の上方開口部を開閉するための蓋体28とを備えている。蓋体24の中心部には円形開口部30が形成され、その上部には昇降軸取付部材32が取り付けられており、昇降軸取付部材32に形成された雌ねじと螺合する雄ねじを有する昇降軸34が昇降軸取付部材32に昇降自在に取り付けられている。
【0023】
昇降軸34の上端部には、昇降軸34を回転して昇降軸34を昇降するための回転ハンドル36が取り付けられており、昇降軸34の下端部には円形押圧板38が取り付けられている。押圧板38は、筐体24に投入された複数のスチロール片S1を上方より押圧するためのもので、押圧板38の下面にはスチロール片S1を保持するための多数の突起40が形成されている。
【0024】
また、蓋体28は、ヒンジ42を介して筐体24に開閉自在に取り付けられており、蓋体28の開閉はヒンジ42の反対側に設けられた開閉部材44を操作することにより行われる。
【0025】
筐体24の下部にはカッタープレート取付部材46が取り付けられており、カッタープレート取付部材46の中央には中心軸48が立設され、この中心軸48にディスク状カッタープレート50が回転自在に取り付けられている。
【0026】
カッタープレート50は筐体24に投入されたスチロール片S1を粉砕するためのもので、その上面には多数の粉砕刃52が形成されるとともに、粉砕片S2が落下するための多数の開口部(図示せず)が形成されている。また、カッタープレート50の中心部には、中心軸48が挿入されるボス54が設けられており、ボス54の下部には歯つきプーリ56が取り付けられている。さらに、筐体24の下部外面には駆動モータ58が配設されており、駆動モータ58の駆動軸に取り付けられた歯つきプーリ60と上述した歯つきプーリ56に歯つきベルト62を巻回することで、駆動モータ58の回転力を歯つきベルト62を介してカッタープレート50に伝達している。
【0027】
なお、歯つきプーリ56,60及び歯つきベルト62は、駆動モータ58の回転力をカッタープレート50に伝達するための動力伝達手段として採用されているが、スプロケットとチェーン等の他の動力伝達手段を採用することもできる。
【0028】
筐体24の下部には、上述したように受け皿26が着脱自在に取り付けられており、スチロール片S1の粉砕時、受け皿26の内部には、粉砕されて落下した粉砕片S2を収容するためのビニール袋16が収納されている。
【0029】
上記構成の粉砕機4を使用して発泡スチロール製品Sを粉砕する場合、図1(b)に示されるように、開閉部材44を操作して蓋体28を開放し、発泡スチロール製品Sを所定のサイズに切断したスチロール片S1を筐体24の内部に投入した後、蓋体28を閉止して開閉部材44により蓋体28をロックする。その後、駆動モータ58に通電すると、駆動モータ58の回転力が歯つきベルト62を介してカッタープレート50に伝達され、カッタープレート50が回転する。この状態で、回転ハンドル36を回転すると、昇降軸34とともに押圧板38が下降し、筐体24に収容されたスチロール片S1がカッタープレート50に押圧されるので、回転する粉砕刃52によりスチロール片S1が細かく粉砕され、粉砕片S2は落下して受け皿26に収納されたビニール袋16内に収容される。
【0030】
筐体24に収容されたスチロール片S1の粉砕が完了すると、駆動モータ58への通電をOFFにするとともに、回転ハンドル36を粉砕時とは逆方向に回転して押圧板38を所定の高さまで上昇させる。その後、開閉部材44による蓋体28のロックを解除して蓋体28を開放すると、次のスチロール片S1の投入が可能になる。
【0031】
上述した操作を繰り返して多数のスチロール片S1を粉砕し、受け皿26内に所定量の粉砕片S2が収容されると、受け皿26を筐体24より取り外して、図1(e)に示されるように、ビニール袋16の開口部を密封すればよい。
【0032】
なお、粉砕機4の安全性を考慮して、例えば、次のような対応策が施されている。
・蓋体28を開放した状態では、駆動モータ58に通電しても駆動モータ58は作動しない。
・粉砕中に蓋体28を開放すると、駆動モータ58への通電がOFFとなり、カッタープレート50の回転が停止する。
【0033】
また、発泡スチロール製品Sを20〜30cm立方のスチロール片S1に切断する場合、粉砕機4のサイズは、発泡スチロール製品Sを使用する各店舗における省スペース化、利便性等を考慮して決定され、例えば、次のように設定される。
・筐体24の直径:約600mm
・受け皿26の底面より蓋体28までの高さ:約800mm
【実施例】
【0034】
カッタープレート50に形成された粉砕刃52を種々変更して減容率を調べた。図3乃至図7は、粉砕刃52として使用したヤスリ、ジューサーの回転刃、プラスチック製おろし、金属製おろし、ミキサーの回転刃をそれぞれ示している。
【0035】
本実施例で使用したヤスリ64は、図3に示されるように、網の目状に交差する多数の凹部66間に形成された多数の粉砕刃68を有しており、凹部66のピッチP1は約1.6mmで各粉砕刃68の高さH1は約0.5mmであった。
【0036】
また、本実施例で使用したジューサーの回転刃70は、図4に示されるように、回転中心より放射状に形成された八列の粉砕刃を有し、各列には複数の粉砕刃72が所定の間隔で形成されており、各粉砕刃72の直径D2は約54mmで、高さH2は約0.5mmであった。
【0037】
さらに、本実施例で使用したプラスチック製おろし74は、図5に示されるように、所定の間隔で形成された多数の円形抜き穴76を有し、各抜き穴76の周囲には複数の粉砕刃78が所定の間隔で形成されている。各抜き穴76の直径D3は約8mmで、おろし74の長手方向及び幅方向における抜き穴76のピッチP3,P3’は略等しく、約12.5mmで、各粉砕刃78の高さH3は約0.5mmであった。
【0038】
また、本実施例で使用した金属製おろし80は、図6に示されるように、所定の間隔で形成された多数の楕円形抜き穴82を有し、抜き穴82の間には多数の粉砕刃84が所定の間隔で形成されている。各抜き穴82の長軸の長さD4は約20mmで、おろし80の長手方向及び幅方向における抜き穴82のピッチP4,P4’はそれぞれ約13mm、約24mmで、粉砕刃84の高さH4は約1mmであった。
【0039】
また、本実施例で使用したミキサーの回転刃86は、図7に示されるように、回転中心より放射状に延出する複数の回転羽根88を有し、各回転羽根88の回転方向の前縁には複数の粉砕刃90が所定の間隔で形成されている。回転羽根88の回転直径D5は約52mmで、粉砕刃90の高さH5は約0.5mmであった。
【0040】
これらの粉砕刃を使用して、発泡スチロール製品Sを所定のサイズに切断したスチロール片S1を粉砕したときの減容率を調べたところ、表1のような結果が得られた。
<表1>


【0041】
表1における減容率は、約30cm立方の発泡スチロール製品Pを容器に入れたときの容積を100としたときの比率である。
【0042】
また、表1における「発泡粒子」とは、発泡スチロール製品Pの製造過程における一次発泡で製造されるビーズのことである。すなわち、発泡スチロール製品Pは、プラスチックの一種であるポリスチレンにブタン等の発泡ガスを閉じ込めた直径が約1mmの真球状のビーズが原料となり、これを一次発泡させたものを金型に充填した後、蒸気をかけることでさらに膨張したビーズの粒どうしがくっついて成形されたもので、このビーズを「発泡粒子」と称している。
【0043】
表1から分かるように、粉砕刃52としてミキサーの回転刃86あるいは金属製おろし80を使用した場合、互いに接着した複数の発泡粒子が粉砕片S2に含まれており、多量の空気が残存していることで、真空圧縮前及び真空圧縮後の減容率が大きい。また、粉砕刃52としてプラスチック製おろし74あるいはジューサーの回転刃70を使用した場合、発泡粒子の接着は見られないが、多かれ少なかれ空気が残存しており、真空圧縮前及び真空圧縮後の減容率は、ミキサーの回転刃86あるいは金属製おろし80を使用した場合に比べ低下しているものの、ヤスリ64を使用した場合に比べまだまだ十分ではない。
【0044】
ヤスリ64を使用した場合、切断されたスチロール片S1の粉砕時、互いに接着した多数の発泡粒子に所定の押圧力が加わることで、直径2〜3mmの個々の発泡粒子に分離するとともに、各発泡粒子に「ねじれ」が生じているのが確認できた。その結果、各発泡粒子内に存在する空気がほぼ追い出されて真空圧縮前及び真空圧縮後の減容率が低下し、粉砕片P2の密度が増大している。
【0045】
そこで、種々のヤスリを使用して発泡スチロール製品Pの減容率を調べた。使用したヤスリには、軸線に対して所定の角度に傾けて切った平行直線の目を有する単目ヤスリや、交わるように二方向に切った下目と上目を有する複目ヤスリが含まれており、目数の異なる種々のヤスリを使用した。その結果、次の仕様のヤスリを使用して、スチロール片S1を0.04〜0.1MPaの押圧力でヤスリに押し付けながら粉砕したとき、減容率は所望の値以下に低下した。
・ヤスリの種類:四角錐形状の多数の突起が連続して形成された複目ヤスリ
・突起の高さ:0.5mm以上、1.0mm以下
・突起の数(密度):80〜90個/cm
【0046】
なお、突起の高さを0.5mm以上で、1.0mm以下に設定したのは次の理由による。
発泡率50%の発泡スチロールは発泡粒子の直径は約2mmであり、突起の高さが0.5mm以下の場合、発泡粒子を掻き取って細かくするための「引っ掛かり」が不十分なため粉砕効率が悪い。一方、突起の高さが1.0mm以上の場合、掻き取られた発泡粒子が隣接する突起と突起の間に滞留し、滞留した発泡粒子により隣接する突起が連なって、これらの突起上を発泡粒子が押し付け力を受けながら転がる(擦れながら動く)ようになるので、発泡粒子内部の空気を抜き出す効果が低下する。また、発泡粒子が数十個という大きな塊で掻き取られることもあり、粉砕後の減容率が低下する。
【0047】
すなわち、突起の最適高さは、個々の発泡粒子のサイズ(直径約2mm)を基に設定されたものである。
【0048】
また、上述したように、スチロール片S1の押圧力は0.04〜0.1MPaが好ましいが、この押圧力は、はかりの上にヤスリを置いてスチロール片S1を粉砕する実験を行い、そのときの押圧力を種々変更して、粉砕したスチロール片S1の状態を観察した結果に基づいている。
【0049】
すなわち、押圧力が0.04MPa以下の場合には、スチロール片S1を削ることができず個々の発泡粒子に分離しないのに対し、押圧力が0.1MPa以上の場合には、発泡粒子が大きな塊となって削り取られ、粉砕されずに押しつぶされていた。
【0050】
さらに、この実験で、スチロール片S1をヤスリ上で動かす距離と発泡粒子内部の空気の抜け具合との関係を調べたところ、ヤスリに沿ってスチロール片S1を少なくとも7cm移動させる必要があることがわかった。
【0051】
すなわち、0.04〜0.1MPaの押圧力を加えた状態で、ヤスリ上のスチロール片S1の移動距離が7cm以下の場合、スチロール片S1が個々の発泡粒子に分離しただけで発泡粒子はその原形を留めており、発泡粒子内部の空気が抜けなかったのに対し、ヤスリ上のスチロール片S1の移動距離が7cm以上の場合、発泡粒子内部の空気が抜けているのを確認できた。
【0052】
なお、上記実施の形態において、ビニール袋16を粉砕片S2を収容するために使用したが、ビニール袋以外の袋を使用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【0053】
本発明にかかる発泡スチロール製品の減容化方法は、操作の容易な熱線式カッターを使用して発泡スチロール製品を複数のスチロール片に切断し、コンパクトな粉砕機を使用してスチロール片を粉砕し、粉砕片をビニール袋に収容して真空引きするようにしたので、例えば発泡スチロール製の緩衝包装材等を使用する各店舗において使用済みの発泡スチロール製品の減容化に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【0054】
【図1】本発明にかかる発泡スチロール製品の減容化方法を示す概略図である。
【図2】本発明にかかる発泡スチロール製品の減容化方法において、発泡スチロール製品を粉砕するために使用される粉砕機の縦断面図である。
【図3】図2の粉砕機の粉砕刃として使用されるヤスリを示しており、(a)はその正面図で、(b)はその側面図で、(c)はその部分斜視図である。
【図4】図2の粉砕機の粉砕刃として使用されるジューサーの回転刃を示しており、(a)はその正面図で、(b)はその側面図で、(c)はその部分斜視図である。
【図5】図2の粉砕機の粉砕刃として使用されるプラスチック製おろしを示しており、(a)はその正面図で、(b)はその部分断面図で、(c)はその部分斜視図である。
【図6】図2の粉砕機の粉砕刃として使用される金属製おろしを示しており、(a)はその正面図で、(b)はその部分断面図で、(c)はその部分斜視図である。
【図7】図2の粉砕機の粉砕刃として使用されるミキサーの回転刃を示しており、(a)はその正面図で、(b)は回転刃を構成する1枚の粉砕刃の正面図である。
【符号の説明】
【0055】
2 熱線式カッター、 4 粉砕機、 6 ワイヤホルダ、 8 ワイヤ、
10 グリップ、 12 電源コード、 16 ビニール袋、 18 排気孔、
20 掃除機、 22 吸引ホース、 24 筐体、 26 受け皿、 28 蓋体、
30 円形開口部、 32 昇降軸取付部材、 34 昇降軸、
36 回転ハンドル、 38 押圧板、 40 突起、 42 ヒンジ、
44 開閉部材、 46 カッタープレート取付部材、 48 中心軸、
50 カッタープレート、 52 粉砕刃、 54 ボス、 56 歯つきプーリ、
58 駆動モータ、 60 歯つきプーリ、 62 歯つきベルト、 64 ヤスリ、
66 凹部、 68 粉砕刃、 70 回転刃、 72 粉砕刃、
74 プラスチック製おろし、 76 抜き穴、 78 粉砕刃、
80 金属製おろし、 82 抜き穴、 84 粉砕刃、 86 回転刃、
88 回転羽根、 90 粉砕刃、
S 発泡スチロール製品、 S1 スチロール片、 S2 粉砕片。
【出願人】 【識別番号】000005821
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】 平成18年7月10日(2006.7.10)
【代理人】 【識別番号】100101454
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 卓二

【識別番号】100081422
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 光雄

【識別番号】100091524
【弁理士】
【氏名又は名称】和田 充夫

【識別番号】100098280
【弁理士】
【氏名又は名称】石野 正弘

【識別番号】100125874
【弁理士】
【氏名又は名称】川端 純市


【公開番号】 特開2008−12500(P2008−12500A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−189220(P2006−189220)