JPH11226955A

JPH11226955A - 使用済み発泡ポリスチレンの処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH11226955A
Application number: JP3154698A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Noda; 武広野田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】使用済み発泡ポリスチレンからポリスチレン
ペレットの成形効率を向上する。【解決手段】不純物が除去された使用済み発泡ポリス
チレンを所定の大きさに粉砕する破砕手段（２）と、破
砕手段（２）により破砕された前記発泡ポリスチレンを
圧縮により発泡ポリスチレン内部の空気、ガスを除去し
て所定の嵩密度で所定の大きさに造粒する減容手段
（８）と、減容手段（８）により圧縮造粒された前記発
泡ポリスチレンを定量的に供給する定量供給手段（１
０）と、定量供給手段（１０）により定量供給された前
記発泡ポリスチレンを押出機（１１）により短時間で溶
融混練し、かつ更に脱気により発泡ポリスチレン内部の
空気、ガスを除去した後に押し出して、冷却固化後、ペ
レットに成形するペレット成形手段（１２、１８）とか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、家電製品や電子機
器の梱包材料等として広く使われているいわゆる発泡ス
チロール（以下、発泡ポリスチレンという）又はスーパ
ーマーケット等で包装に使用されている食品トレー等
で、使用済みとなったものをポリスチレンペレット（以
下、単に、ペレットという）としてリサイクルする使用
済み発泡ポリスチレンの処理方法と装置に関し、特に、
使用済み発泡ポリスチレンを予め圧縮して押出機により
更に脱気してペレットとする使用済み発泡ポリスチレン
の処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、家電製品や電子機器の梱包材料を
はじめ、魚箱や果物、野菜箱などの鮮度保持容器、更に
土木・建築資材等、又はスーパーマーケット等で包装用
の食品トレーとして広く使われているいわゆる発泡スチ
ロール（以下、発泡ポリスチレンという）が大量に使用
されている。しかしながら、焼却時に高温を発生して焼
却炉の寿命を短縮化すること、投棄しても生物分解しな
い等、廃棄上問題があり、近年の環境保護、省資源化の
観点より、そのリサイクルが非常に望まれている。

【０００３】このため、使用済み発泡ポリスチレンを処
理して、ポリスチレンペレット（以下、単にペレットと
いう）等にリサイクルするような、以下の方法が考案さ
れている。第１の方法として、電気ヒータ、灯油バー
ナ、ガス等による熱風、摩擦熱等により加熱溶融し、イ
ンゴット状に圧縮し、破砕処理後ペレットとしてリサイ
クルする方法がある。

【０００４】第２の方法として、使用済み発泡ポリスチ
レンを破砕処理したものに、新しい発泡ポリスチレンビ
ーズを予備発泡させたものを混合し再度発泡ポリスチレ
ンとしてリサイクルする方法がある。第３の方法とし
て、ｄ−リモネン、スタイロソルブ等の柑橘系、ジペン
テン等のテルペン類、メチルエチルケトン、ジエチルケ
トン、メチル−ｎープロピルケトン、ヘキサノンなどの
ケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベン
ゼンなどの芳香族炭化水素、塩化エチレン、トリクロロ
エチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素、酢酸メ
チル、酢酸エチル、酢酸イソアミル等のエステル類等の
溶剤に溶解し、ポリスチレンを溶剤から分離してリサイ
クルする方法がある。分離方法としては、溶解液を加熱
し溶液を蒸発、ポリスチレン樹脂を溶融させて分離して
いる。実用化されているものとして、ｄ−リモネン、ス
タイロソルブ、有機溶剤を使用した溶解方式がある。

【０００５】第４の方法としては、使用済み発泡ポリス
チレンを破砕処理し、直接、単軸の押出機に供給して、
溶融してペレットとしてリサイクルする方法がある。
（例えば、（株）ぎょうせい平成７年９月１日発行
「発泡スチロール再生利用マニュアル−卸売市場環境対
策事業報告−」Ｐ．５２〜５５参照）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の方法では、以下のような問題点がある。第
１の方法の場合、電気ヒータ、灯油バーナ、ガス等によ
る熱風、摩擦熱等により使用済み発泡ポリスチレンを加
熱溶融した場合、高温にさらされる時間が長いためポリ
スチレンの分子量低下が大きく、ペレットの物性低下が
大きい。これは、ポリスチレンの溶融温度が約８０℃と
低温であるために、溶融し易く高温にさらされる時間が
長い程分子量が低下するためである。同時に、熱により
インゴットが黒く変色するため、低品質の発泡ポリスチ
レンとしての用途となってしまう。また、溶融処理時に
悪臭が発生する。更に、加熱前の発泡ポリスチレンは、
３０〜５０倍に発泡されているため、時間当たりの処理
量が少ないという問題点がある。

【０００７】第２の方法の場合、使用済み発泡ポリスチ
レンを破砕処理したものに、新しい発泡ポリスチレンビ
ーズを予備発泡させたものを混合し再度発泡ポリスチレ
ンにリサイクルした場合、発泡粒同士の密着性が悪いた
め、発泡ポリスチレンの成形品の外観が悪く、且つバー
ジンペレットのみで製造した発泡ポリスチレンに比べ物
性強度が悪いという問題点がある。また、この方法では
発泡ポリスチレンのみしか成形できず、ポリスチレン樹
脂として他に利用することができない。

【０００８】第３の方法の溶解する場合には、溶剤とポ
リスチレン樹脂の分離の際に、減圧処理、窒素等のガス
封入処理、高温加熱処理等の処理を行わなければなら
ず、分離処理の設備装置が大型化し、高価となるため、
ペレットの採算が合わず、普及が困難であるという問題
点がある。また、溶剤はポリスチレン樹脂の物性を低下
させるおそれがある。例えば、溶剤処理で溶融された場
合には、約１０％程度のポリスチレンの分子量の低下が
あり、ペレットとしての品質が低下する。

【０００９】第４の直接粉砕発泡ポリスチレンを押出機
に供給する方法の場合、主として、以下の問題点があ
る。３０〜５０倍に発泡させた発泡ポリスチレンを粉砕
して、押出機に供給しており、発泡ポリスチレンの嵩密
度が非常に小さいため（約０．０２ｇ／ｃｃ程度）、単
位時間当たりの押出機への供給重量が非常に小さく、ペ
レットの成形処理効率が非常に悪いという問題点があ
る。処理効率を上げようとすると、押出機を大型化しな
ければならず、占有面積も大きくなり、処理費用が高価
になるという問題点がある。また、発泡ポリスチレンの嵩密度が非常に小さく超
軽量のため、粉砕した発泡ポリスチレンを押出機に供給
する際、スクリューフィーダ等強制的に押出機に押し込
むための押し込み装置を使用しなければならなかった。
押し込み装置は、押出機に一定精度で定量供給するのが
困難であり、原料の供給量及び嵩密度が不均一となるた
め、押出機からストランドが排出する際に出むら、すな
わちサージングが発生し、ストランド切れが生じ易いと
いう問題点がある。ストランド切れが生じると、安定し
てストランドを生産することができず、ペレットの生産
性が低下する。たとえ、押し込み装置に供給する粉砕発
泡ポリスチレンを予め、定量供給装置で定量供給するよ
うにしたとしても、発泡ポリスチレンが超軽量であるた
め、精度良く定量供給することは困難である。

【００１０】更に、押出機において、空気又はガス
残存率を小さくして気泡等が入らないペレットに成形す
るためには、十分に混練脱気する必要があるため、押出
機のスクリューの長さを長くしなければならず、その結
果、押出機装置が大型化するという問題点がある。この
反面、押出機のスクリューが長いと、溶融されて排出さ
れる迄の滞留時間が長いため、原料であるポリスチレン
が高温に長時間さらされるため、融点温度の低いポリス
チレンの分子量が低下し低品質のペレットとなるという
問題点がある。他方、ポリスチレンの分子量が低下しな
いように、小型の押出機で短時間で排出するようにする
と、ペレットの空気又はガス残存率が大きいため、ペレ
ットに気泡が入り品質が低下し、また、押出機から排出
される際、ストランド内部の気泡のために、ストランド
切れが発生し易いという問題点がある。更に、押出機に供給する前に、破砕された発泡ポリ
スチレンを貯蓄するための倉庫が必要となるが、発泡ポ
リスチレンは破砕されたとしても、約３０〜５０倍に容
積が膨張しているため、倉庫が非常に大型化し占有面積
が非常に大きいという問題点がある。また、破砕したものを直接押出機に投入供給する場
合、投入原料の形状、大きさが不均一であり、原料が安
定して供給できず、このため、上記と同様に、ストラ
ンドに出むらが生ずるという問題点がある。

【００１１】本発明は、このような課題を解決すること
を目的としている。すなわち、第１に、本発明は、小型
の押出機のままで原料供給量を大きくすることができ、
押出機の成形処理効率を向上させて、ペレットの生産性
を格段に向上できる使用済み発泡ポリスチレンの処理方
法及び装置を提供することを目的としたものである。第
２に、本発明は、押出機に精度良く原料を定量供給して
サージングによるストランド切れを防止し、安定運転が
できる使用済み発泡ポリスチレンの処理方法及び装置を
提供することを目的としたものである。

【００１２】第３に、本発明は、空気又はガス残存率が
少なく且つ物性低下もない高品質のペレットを成形でき
る使用済み発泡ポリスチレンの処理方法及び装置を提供
することを目的としたものである。第４に、本発明は、
押出機を小型化し、かつ押出機に原料を供給する前の倉
庫を小型化して、設備占有面積を格段に縮小化ができる
使用済み発泡ポリスチレンの処理方法及び装置を提供す
ることを目的としたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、使用済み発泡
ポリスチレンを予め圧縮した後に、押出機により脱気し
てペレットに成形することにより、上記課題を解決す
る。すなわち、請求項１記載の発明は、使用済み発泡ポ
リスチレンを予め圧縮により発泡ポリスチレン内部の空
気、ガスを除去して所定の嵩密度と所定の大きさとした
後に、溶融混練して更に脱気することにより発泡ポリス
チレンの空気、ガスを除去してペレットに成形する方法
である。かかる方法により、予め圧縮して成形するた
め、従来のように、破砕した発泡ポリスチレンを直接、
押出機へ投入するのに比べ、圧縮し発泡ポリスチレン内
の空気、ガスを予め除去することにより、嵩密度を格段
に大きくできるため、圧縮しない従来のものに比べ、単
位時間当たりの押出機への原料供給重量を大きくするこ
とができ、ペレットの成形効率が飛躍的に向上する。

【００１４】請求項２記載の発明は、使用済み発泡ポリ
スチレンを所定の大きさに粉砕する破砕手段（２）と、
破砕手段（２）により破砕された前記発泡ポリスチレン
を圧縮により発泡ポリスチレン内部の空気、ガスを除去
して所定の嵩密度で所定の大きさに造粒する減容手段
（８）と、減容手段（８）により圧縮造粒された前記発
泡ポリスチレンを定量的に供給する定量供給手段（１
０）と、定量供給手段（１０）により定量供給された前
記発泡ポリスチレンを押出機（１１）により短時間で溶
融混練し、かつ更に脱気により発泡ポリスチレン内部の
空気、ガスを除去した後に押し出して、冷却固化後、ペ
レットに成形するペレット成形手段（１２、１８）とか
らなるものである。かかる構成により、押出機で短時間
の溶融混練で十分脱気できるので、発泡ポリスチレンが
高温にさらされる時間が非常に短くなるため、ポリスチ
レンの物性低下が小さく、かつ小型の押出機でありなが
ら、空気又はガス残存率が小さな高品質のペレットに成
形することができる。

【００１５】請求項３記載の発明は、予め不純物が除去
された使用済み発泡ポリスチレンを所定の大きさに粉砕
する破砕手段（２）と、破砕手段（２）で粉砕された発
泡ポリスチレンを空気輸送により搬送する空送手段
（３，６，９，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）と、搬送され
た発泡ポリスチレンから、風力による重量選別により不
純物を除去する風力選別手段（５）と、風力選別手段
（５）により不純物が除去された発泡ポリスチレンを圧
縮により発泡ポリスチレン内部の空気、ガスを除去して
所定の嵩密度で所定の大きさに造粒する減容手段（８）
と、減容手段（８）により圧縮造粒された前記発泡ポリ
スチレンを定量的に供給する定量供給手段（１０）と、
定量供給手段（１０）により定量供給された前記発泡ポ
リスチレンを、短時間で溶融混練し、かつ脱気により発
泡ポリスチレンの空気、ガスをほぼ完全に除去した後に
ストランドとして押し出す押出機（１１）と、押出機
（１１）の排出側に設けられて不純物を濾過により除去
する不純物除去手段（１７）と、押出機（１１）から押
し出されたストランドを冷却固化する水槽（１８）と、
冷却固化されたストランドをペレットに成形するペレタ
イザ（１２）とからなるものである。かかる構成によ
り、空送手段（３，６，９，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）
で空送により搬送するようにしているので、破砕後の発
泡ポリスチレンを飛散させることなく、確実にでかつ効
率良く搬送することが可能となる。空送手段としては、
ファン（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）で管内を送風して、
サイクロン（３，６，９）で捕獲するのが好適である。

【００１６】また、風力選別手段（５）を設けることに
より、減容手段（８）へ投入する前に、不純物を除去で
きるので、押出機（１１）での溶融混練時に不純物を最
小限とできる。また、風力で選別するので、乾燥した雰
囲気内で不純物除去するため、水分が発泡ポリスチレン
に付着しない。また。水洗による不純物除去のように大
規模な水処理設備を要さない。不純物除去手段（１７）
としては、例えば、スクリーンチェンジャ方式の不純物
除去手段が好適である。不純物除去手段（１７）を設け
ることにより、押出機（１１）内において、溶融混練後
に更に、残存可能性のある不純物を除去するので、ほぼ
完全に不純物を除去でき、品質の良いペレットが成形で
きる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項２又は請求
項３に記載の使用済み発泡ポリスチレンの処理装置にお
いて、前記押出機（１１）を、２軸スクリュ押出機とし
たものである。２軸スクリュー押出機を使用しているた
め、更に装置を小型化でき、設置面積を小さくできる。
なお、２軸スクリュー押出機で同方向回転型のスクリュ
ーとするのが好適である。これにより、スクリューのセ
ルフスクリーニング性と運転の安定性により、確実に原
料である発泡ポリスチレンを排出できる。請求項５記載
の発明は、請求項４記載の使用済み発泡ポリスチレンの
処理装置において、前記押出機（１１）に顔料等の副原
料を定量供給可能な副原料供給手段（１４）を備えたも
のである。副原料供給手段（１４）より顔料を２軸スク
リュー押出機（１１）に供給することにより、押出機
（１１）の２軸スクリュで十分に混練されるので成形ペ
レットに着色することができる。

【００１８】なお、上記のいずれかに記載の使用済み発
泡ポリスチレンの処理装置において、前記減容手段
（８）は、発泡ポリスチレンの嵩密度が約０．２ｇ／ｃ
ｃ以上となるように圧縮すると好適である。嵩密度を約
０．２ｇ／ｃｃ程度以上とすることにより、押出機（１
１）の処理効率が格段に向上し、ストランド切れがなく
安定生産でき、高品質のペレットが成形でき、かつ倉庫
及び押出機（１１）の小型化が特に好適にできる。な
お、かっこ内の符号などは、実施の形態の対応する部材
などを示す。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の使用
済み発泡ポリスチレンの処理装置について、図面を参照
して詳細に説明する。使用済み発泡ポリスチレンとして
は、家電製品や電子機器の梱包材料をはじめ、魚箱や果
物の生鮮食料品の鮮度保持容器や食品トレー、更に土
木、建築資材等で使用されている発泡ポリスチレン（い
わゆる発泡スチロール）がある。これらの発泡ポリスチ
レンは、嵩密度が約３０〜５０倍に発泡されているた
め、嵩比重が非常に小さい。梱包材料として使用される
ものは、約５０倍発泡されており（嵩密度約０．０２ｇ
／ｃｃ）、食品トレー等では約３０倍程度発泡されてい
る。

【００２０】本実施の形態の使用済み発泡ポリスチレン
の処理装置は、図１に示すように、基本的には、不純物
が除去された使用済み発泡ポリスチレンを所定の大きさ
に粉砕する破砕手段２と、破砕された前記発泡ポリスチ
レンを圧縮により発泡ポリスチレン内部の空気、ガスを
除去して所定の嵩密度で所定の大きさに造粒する減容手
段８と、減容手段８により圧縮造粒された前記発泡ポリ
スチレンを定量的に供給する定量供給手段１０と、定量
供給手段１０により定量供給された前記発泡ポリスチレ
ンを押出機１１により短時間で溶融混練し、かつ更に脱
気により発泡ポリスチレン内部の空気、ガスを除去した
後に押し出して、冷却固化後、ペレットに成形するペレ
ット成形手段１２、１８とからなるものである。

【００２１】具体的には、図１に示すように、ベルトコ
ンベア１と、破砕手段２と、空送手段であるサイクロン
３，６，９及びファン１６ａ，１６ｂ，１６ｃと、定量
供給機４，７と、風力選別手段５と、減容手段８と、供
給フィーダ（定量供給手段）１０と、押出機１１と、水
槽１８と、ペレタイザ１２と、ペレット選別機１３と、
副原料フィーダ（副原料供給手段）１４と、ストックタ
ンク１５とから構成される。

【００２２】本実施の形態では、使用済み発泡ポリスチ
レンは、前処理として予めラベル、シール、異物等の不
純物を除去して洗浄したものを適用する。ベルトコンベ
ア１は、幅広のコンベアからなり、前処理された種々大
きさの異なる容器等の発泡ポリスチレンをショベル等の
機械又は人手で投入可能である。破砕手段２は、ベルト
コンベア１から搬送された発泡ポリスチレンを強制的に
鋭利な刃物である破砕ロータに押し付けて、低速回転に
よりほぼ所定大きさに粉砕する。低速回転で粉砕するた
めに、熱変化を与えず素早く粉砕が可能である。破砕手
段２は、既存の装置で問題ないが、次工程の風力選別に
て発泡ポリスチレンと不純物を除去するために発泡ポリ
スチレンを直径１０〜５０ｍｍ程度に破砕できる装置が
望ましい。破砕手段２とては、例えば（株）御池鉄工所
のロータリープレスクラッシャーＲＰＣ等が好適であ
る。

【００２３】ファン１６ａは、粉砕された発泡ポリスチ
レンをブロアー等で空気輸送して、サイクロン３により
吸引して捕集する。サイクロン３は、サイクロン全体を
金属枠付バッグで構成するようにしており、発泡ポリス
チレンのような超軽量物も飛散なく確実に捕集可能であ
る。発泡ポリスチレンを空送する際には、パイプ内等を
通って搬送するようにする。図示はしていないが、サイ
クロン３，６，９で発生する送風はまたパイプ内に戻し
て発泡ポリスチレンを空送するのに循環させて利用す
る。このように空気輸送することにより、発泡ポリスチ
レンを乾燥した状態で、後行程の押出機１１に供給する
ことができる。

【００２４】風力選別手段５は、風力により重量物と軽
量物とに選別するものであり、前処理で除去できなかっ
たラベル、粘着テープ等の不純物を重量物として選別し
て、不純物除去を行う。粉砕された発泡ポリスチレン
は、軽量物として選別される。なお、風力選別は、密閉
された空間において行うために、悪臭を外部に放出させ
ることがない。風力選別手段５としては、例えば、
（株）御池鉄工所の風力選別機が好適である。

【００２５】定量供給機４，７は、スクリューコンベア
からなり、粉砕発泡ポリスチレンをスクリューにより強
制的かつ定量的に、各々風力選別手段５及び減容装置８
に搬送するものである。減容手段８は、予め発泡ポリス
チレン内の空気、ガスを除去して、所定の嵩密度とする
ものであり、例えば、粉砕された発泡ポリスチレンを圧
縮して造粒する圧縮造粒装置が好適である。具体的に
は、圧縮造粒装置は、成形するペレットの大きさの径の
穴が多数形成されたリングと、このリングに内接しなが
ら回転可能なローラから構成されている。原料である粉
砕発泡ポリスチレンをリング内に供給し、回転している
ローラとリング内面との間で圧縮されて、リングに形成
されている穴より粉砕された発泡ポリスチレンがペレッ
トとなって排出される。粉砕された発泡ポリスチレン
は、ローラとリングにより機械的にプレス圧縮されるも
のであり、ローラとリングとの摩擦熱により発生する温
度上昇しかないため、発泡ポリスチレンは溶融しない。
このため、発泡ポリスチレン内にある空気、ガスは完全
に抜くことはできず、嵩密度約０．２ｇ／ｃｃ程度とな
る。ポリスチレンは、溶融温度が約８０℃と低温である
ので、なるべく摩擦熱が生じないように、ローラを低速
回転で圧縮する。なお、本実施の形態では、ローラを回
転するようにしているが、ローラを固定で、リングを回
転させるようにしても良い。圧縮造粒装置としては、例
えば（株）御池鉄工所の多目的造粒機ペレットミルで
は、押出機に供給し易い形状に造粒可能で、適度な嵩密
度とすることができるため（この場合、約０．２ｇ／ｃ
ｃ）、特に好適である。ところで、本実施の形態では、
圧縮造粒装置を使用しているが、これに限定されるもの
ではなく、粉砕発泡ポリスチレンを適度な嵩密度に圧縮
可能なものであれば良く、油圧式又はスクリュー式のプ
レス装置等でも良い。これらの減容手段８で、適度な嵩
密度に圧縮する。（例えば、嵩密度約０．０２ｇ／ｃｃ
の発泡ポリスチレンは、０．２ｇ／ｃｃ程度まで嵩密度
を上げる。）減容手段８により圧縮することにより、次行程の押出機
１１に単位時間当たりに投入できる発泡ポリスチレン
が、本実施の形態では、約１０倍程度にできるため、成
形処理効率を約１０倍程度に向上させることができる。
また、減容手段８で、圧縮造粒されることにより、適当
な嵩密度となるので、押出機１１に供給する際、従来の
ような押し込み装置が不要となる。

【００２６】なお、本実施の形態では、減容手段８で、
約１０倍程度圧縮するようにしたが、使用する減容手段
８の性能により、それ以上の圧縮とすることにより更に
処理効率を向上させることができる。なお、本実施の形
態では、嵩密度を約０．２ｇ／ｃｃ程度に圧縮するよう
にしているが、これに限定されるものではなく、次行程
の押出機１１の性能、発泡ポリスチレンの性質等の諸条
件により、減少又は増加させて設定させてもよいことは
勿論である。

【００２７】ファン１６ｂは、減容手段８で圧縮造粒さ
れた発泡ポリスチレンを空気輸送し、サイクロン９で捕
集する。定量供給手段である供給フィーダ１０は、捕集
されたペレットを、ホッパに供給して定量的に押出機１
１のホッパに供給する。供給フィーダ１０は、例えば、
（株）日本製鋼所の重量式フィーダＪＳＷ−ＴＦが好適
であり、押出機１１に高精度に発泡ポリスチレンのペレ
ットを供給することが可能となる。減容手段８で、圧縮
造粒されており、適当な嵩密度となっているため、精度
良く定量供給することができる。このため、次行程の押
出機１１に一定精度で定量供給できるので、原料の供給
量及び嵩密度が均一にでき、押出機１１からストランド
が排出する際にサージングによるストランド切れを防止
することができる。なお、供給フィーダ１０の手前には
図示していないが、貯留倉庫を有しているため、押出機
１１のメンテナンス等で停止している場合にも、圧縮造
粒された発泡ポリスチレンを貯留しておくことができ
る。既に圧縮造粒されているので、従来の倉庫の約１／
１０程度の低容量で十分である。

【００２８】押出機１１では、供給された粉砕発泡ポリ
スチレンのペレットを溶融混練し、発泡ポリスチレンに
残存する空気、ガスを、押出機１１に複数設けられたベ
ント口１９より真空引きする。このように、複数のベン
ト口１９により、真空引きを十分に行っているため、脱
気を十分に行うことができ、空気、ガスの残存率が非常
に少ない高品質のペレットに成形できる。また、空気、
ガスの残存率が少ないために、ストランドに気泡が入ら
ず、ストランドとして押し出された場合に、従来のよう
なストランド切れを防止できる。また、ベント口１９よ
り真空引きすることにより、悪臭を放出することもな
い。なお、本実施の形態では、ベント口１９を複数設け
ることにより、確実に脱気を行うようにしているが、更
に、真空引きを行うポンプの能力を上げる、ベント口の
数を増加する、ベント口を長くする等により、脱気効率
を向上させることも可能である。

【００２９】押出機１１は、本実施の形態では、２軸ス
クリュー押出機とする。例えば、（株）日本製鋼所のＴ
ＥＸ２軸押出機等が好適である。押出機１１は、２軸ス
クリュー押出機としており、内部の２軸のスクリューで
十分混練することができるので、脱気効率が良いため、
気泡が入らない高品質のペレットに成形できる。更に、
２軸スクリュー押出機では、装置を小型化できるため、
設置占有面積を小さくできる。

【００３０】また、２軸スクリュー押出機で効率良く混
練されるので、約３０秒程度の溶融混練で十分脱気でき
る、押出機内の滞留時間、すなわち、高温にさらされる
時間が短時間にできる。このため、ポリスチレン樹脂の
分子量低下が少なく、樹脂の物性低下が防止でき、高品
質のペレットに成形できる。実験した結果では、分子量
低下率は、約３％程度であり、誤差程度の低下であり、
非常に高品質のペレットとなる。これに対して、従来の
溶剤処理で溶融された場合には、約１０％程度の分子量
の低下であり、ペレットの品質が低下する。

【００３１】また、２軸スクリュー押出機の内部のスク
リューを、同方向回転スクリューとすることにより、セ
ルフスクリーニング性及びベントアップ等押出安定性を
有するので、確実に原料であるポリスチレンを排出でき
る。また、２軸スクリュー押出機では、特に、シリンダ
内部で原料の逆流が生じにくいので内部の流動状態も均
一となり、サージングによるストランド切れが更に生じ
にくい。なお、本実施の形態では２軸の同方向回転の押
出機としているが、用途、原料の性状等により異方向回
転であっても良い。

【００３２】更に、２軸スクリュー押出機を使用するこ
とにより、混練性が良いため、副原料供給手段である副
原料フィーダ１４から顔料等のペレットを供給すること
により、ペレットに着色することができる。このため、
単軸押出機では、ペレットに着色することが困難である
ので、従来は、着色された使用済み発泡ポリスチレンの
容器等は前処理で排除するようにしていたが、本実施の
形態では、２軸スクリュー押出機を使用しているため、
ペレットに着色することが可能となる。これにより、色
付きの使用済み発泡ポリスチレンが多い場合、又は汚れ
がひどい発泡ポリスチレンをリサイクルする場合に、着
色ペレットとして成形することができ、リサイクル効率
が格段に向上する。

【００３３】また、２軸スクリュー押出機は、シリンダ
とスクリューの組み替えが可能なため、将来的に供給す
る原料の性状が変更しても容易に対応することができ
る。これにより、原料の性状が変更された場合にも、設
備コストを最小限に抑えることが可能である。なお、本
実施の形態では、２軸スクリュー押出機としたが、発泡
ポリスチレンの発泡率が小さいような場合、又は既存の
設備を使用する必要がある等、又は用途により、単軸の
押出機を使用することも勿論可能である。なお、単軸の
押出機を使用する場合であっても、予め圧縮されている
ので、空気又はガス残存率が小さいため、従来よりも溶
融時間が短縮でき、押出機を小型化することができる。

【００３４】ところで、押出機１１は、図示はしていな
いが、直接水冷するようにしているため、原料の発熱を
抑制することができる。押出機１１の排出側には、更に
残存可能性のある不純物を除去するためにスクリーンに
より濾過する不純物除去手段１７が設けられている。本
実施の形態では、スクリーンチェンジャ方式の不純物除
去手段１７を使用する。これにより、押出機１１の運転
中にスクリーンを交換可能であり、スクリーン交換時に
空気抜きの動作があるため、巻き込みエアによるストラ
ンド切れが発生することを防止する。また、押出機１１
のサイズに関係なくスクリーンの大きさを選定できるた
め、濾過面積を大きくすることもできる。例えば、スク
リーンチェンジャとして、（株）日本製鋼所のＮＳＣ−
ＤＢ型デユアルバースクリーンチェンジャが好適であ
る。

【００３５】押出機１１より押出されるストランドは、
横一列に約３０本程度の穴が形成されたダイより、約３
−５ｍｍ程度の丸棒状で連続して押し出される。この
後、水槽１８で、冷却固化されて、ペレタイザ１２で、
カッターにより所定長さに切断されてペレットとされ
る。押し出されるストランドは、上述したように、本実
施の形態では、定量供給手段１０で押出機１１に原料を
定量供給することによる供給原料の均一化、ベント口１
９による十分な脱気による気泡のストランドへの混入防
止、更に、十分な不純物除去により、サージングによる
ストランド切れが防止される。

【００３６】ペレット選別機１３では、ペレタイザ１２
で切断されたペレットをふるい等により選別して、所定
の大きさ以下のものを収集して、図示はしていないが、
再度押出機１１のホッパに供給する。ストックタンク１
５は、ペレット選別機１３により選別された所定長さの
ペレットを貯蔵する。更に所定重量毎に梱包されて、ペ
レットとしてリサイクルされる。

【００３７】ところで、本実施の形態では水洗装置を使
用していないが、市場等で使用された汚れの多い発泡ポ
リスチレンを適用する場合、また、風力選別手段５では
異物が十分に除去が困難な場合には、更に、破砕手段２
よりも前に水洗浄装置を設けるようにしても良い。この
ような汚れの多い発泡ポリスチレンは、破砕前に水洗浄
装置を設けて洗浄を行うようにしても良い。この時、洗
浄水は押出機１１より排出されたストランドを冷却する
水槽１８の冷却水を循環することができるので、更に水
処理施設を設ける必要がない。破砕手段２よりも前に、
水洗浄装置を設けるのは、押出機１１に投入する際に、
空送手段３，６，９及び風力選別手段５により乾燥した
状態にできるため、破砕圧縮されたポリスチレンへの水
分の付着が防止される。水分が付着していると、高温の
押出機１１に投入された際に、膨大な蒸気が発生してし
まうためである。

【００３８】以上説明したように、本実施の形態では、
破砕した発泡ポリスチレンを圧縮して予め、内部の空
気、ガスを圧縮により除去しておくことにより、押出機
１１に投入する粉砕発泡ポリスチレンの嵩密度を大きく
できるため、押出機１１の処理効率を格段に向上できる
ので、ペレットの成形効率が非常に良く生産性が格段に
向上する。

【００３９】また、発泡ポリスチレンを予め圧縮造粒す
ることにより、定量供給手段１０により精度良く押出機
１１に定量供給することができるので、供給量を安定化
できるため、サージングによるストランド切れを防止す
ることができる。また、従来のような押し込み装置が不
要となる。また、発泡ポリスチレンを予め圧縮造粒する
ことにより、予め空気、ガスの残存率を減少させたもの
を押出機１１に供給できるので、押出機１１において短
時間の溶融で空気又はガスの残存がなく、物性低下もな
い高品質のペレットを成形することができる。このよう
に高品質のペレットが再生されるため、従来のようにバ
ージンペレットを混入させる必要がなく、１００％近く
の使用済み発泡ポリスチレンによりペレットを成形する
ことができるので、高リサイクル率を達成することが可
能となる。

【００４０】また、減容手段８で造粒圧縮された発泡ポ
リスチレンを格納する倉庫（図示していない）も格段に
小型化できる。本実施の形態では倉庫の床面積は約１／
１０程度となり、従来のような大型の倉庫が不要となり
設備占有面積を大幅に減少することができる。また、押
出機１１も従来のものよりも小型化することができるの
で、設備占有面積を格段に縮小することができる。な
お、減容手段８の性能により更に倉庫及び押出機１１の
小型化が可能となる。

【００４１】なお、本実施の形態では、予め前処理で不
純物を除去した使用済み発泡ポリスチレンを減容手段８
に投入する前に、風力選別手段５により風力により選別
して不純物を除去し、更に押出機１１で溶融混練後も不
純物除去手段１７により残存可能性のある不純物を除去
するため、成形されるペレットへの不純物の混入をほぼ
完全に防止でき、高品質のペレットを成形することがで
きる。

【００４２】本実施の形態の使用済み発泡ポリスチレン
の処理方法及び装置は、既に、圧縮成形された発泡ポリ
スチレンの処理も勿論可能である。このため、百貨店、
スーパーマーケット、公共自治体等、広範囲で排出され
る発泡ポリスチレンの梱包材、容器、トレー等をそのま
ま回収して処理するだけでなく、既に各地で圧縮された
使用済み発泡ポリスチレンも効率良く処理できる。例え
ば、車載式の発泡ポリスチレン圧縮減容装置と併用して
使用することも可能である。かかる使用済み発泡ポリス
チレンの処理方法及び装置が普及することにより、膨大
な量の使用済み発泡ポリスチレンの処理が簡易に行える
ために、資源の活用及び使用済み発泡ポリスチレンの廃
棄物への大幅削減に多大な貢献が可能となるものであ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
と、使用済み発泡ポリスチレンを予め圧縮して内部の空
気、ガスを除去して所定の嵩密度と所定の大きさにした
後に溶融混練してペレットに成形するようにしているの
で、供給する造粒圧縮発泡ポリスチレンの嵩密度を大き
くできるため、ペレットの成形処理効率が向上し、生産
性を格段に向上することができるという効果がある。

【００４４】また、本発明は、減容手段（８）で圧縮造
粒された発泡ポリスチレンを定量供給手段（１０）で押
出機（１１）に定量供給するようにしているので、押出
機（１１）に精度良く原料を定量供給できるため、サー
ジングによるストランド切れを防止し、安定運転ができ
る。更に、本発明は発泡ポリスチレンの圧縮造粒によ
り、押出機（１１）で短時間の溶融で十分脱気できるの
で、空気又はガス残存率が少なく且つ物性低下もない高
品質のペレットを成形することができる。更に風力選別
手段（５）及び不純物除去手段（１７）の併用により不
純物除去を行うことにより、高品質のペレットを成形で
きる。

【００４５】また、本発明は押出機（１１）に原料を供
給する前に大型の倉庫が不要となり、押出機（１１）も
小型化できるので、設備占有面積を格段に縮小化するこ
とができる。なお、２軸スクリュー押出機とすることに
より、押出機（１１）を更に、小型化できるため、設備
占有面積を更に、削減することができる。更に副原料供
給手段（１４）を備えることにより、顔料を２軸スクリ
ュー押出機に供給することができるので、成形ペレット
に着色することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す使用済み発泡ポリス
チレンの処理装置の概要構成図である。

【符号の説明】

１ベルトコンベア２破砕手段３，６，９サイクロン（空送手段）１６ａ，１６ｂ，１６ｃファン（空送手段）４，７定量供給機５風力選別手段８減容手段（圧縮造粒装置）１０供給フィーダ（定量供給手段）１１押出機（ペレット成形手段）１８水槽（ペレット成形手段）１２ペレタイザ（ペレット成形手段）１３ペレット選別機１４副原料フィーダ（副原料供給手段）１５ストックタンク１７スクリーンチェンジャ（不純物除去手段）１９ベント口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２９Ｂ 15/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０１Ｗ // Ｂ２９Ｋ 25:00 ３０３Ｇ 105:04 105:26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用済み発泡ポリスチレンを予め圧縮に
より発泡ポリスチレン内部の空気、ガスを除去して所定
の嵩密度と所定の大きさとした後に、溶融混練して更に
脱気することにより発泡ポリスチレン内部の空気、ガス
を除去してペレットに成形する使用済み発泡ポリスチレ
ンの処理方法。
【請求項２】使用済み発泡ポリスチレンを所定の大き
さに粉砕する破砕手段（２）と、破砕手段（２）により破砕された前記発泡ポリスチレン
を圧縮により発泡ポリスチレン内部の空気、ガスを除去
して所定の嵩密度で所定の大きさに造粒する減容手段
（８）と、減容手段（８）により圧縮造粒された前記発泡ポリスチ
レンを定量的に供給する定量供給手段（１０）と、定量供給手段（１０）により定量供給された前記発泡ポ
リスチレンを押出機（１１）により短時間で溶融混練
し、かつ更に脱気により発泡ポリスチレン内部の空気、
ガスを除去した後に押し出して、冷却固化後、ペレット
に成形するペレット成形手段（１２、１８）とからなる
使用済み発泡ポリスチレンの処理装置。
【請求項３】使用済み発泡ポリスチレンを所定の大き
さに粉砕する破砕手段（２）と、破砕手段（２）で粉砕された発泡ポリスチレンを空気輸
送により搬送する空送手段（３，６，９，１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ）と、搬送された発泡ポリスチレンから、風力による重量選別
により不純物を除去する風力選別手段（５）と、風力選別手段（５）により不純物が除去された発泡ポリ
スチレンを圧縮により発泡ポリスチレン内部の空気、ガ
スを除去して所定の嵩密度で所定の大きさに造粒する減
容手段（８）と、減容手段（８）により圧縮造粒された前記発泡ポリスチ
レンを定量的に供給する定量供給手段（１０）と、定量供給手段（１０）により定量供給された前記発泡ポ
リスチレンを、短時間で溶融混練し、かつ脱気により発
泡ポリスチレンの空気、ガスをほぼ完全に除去した後に
ストランドとして押し出す押出機（１１）と、押出機（１１）の排出側に設けられて不純物を濾過によ
り除去する不純物除去手段（１７）と、押出機（１１）から押し出されたストランドを冷却固化
する水槽（１８）と、冷却固化されたストランドをペレットに成形するペレタ
イザ（１２）とからなる使用済み発泡ポリスチレンの処
理装置。
【請求項４】請求項２又は請求項３に記載の使用済み
発泡ポリスチレンの処理装置において、前記押出機（１１）は、２軸スクリュ押出機である使用
済み発泡ポリスチレンの処理装置。
【請求項５】請求項４記載の使用済み発泡ポリスチレ
ンの処理装置において、前記押出機（１１）に顔料等の副原料を定量供給可能な
副原料供給手段（１４）を備えた使用済み発泡ポリスチ
レンの処理装置。