(57)【要約】【課題】廃石膏ボードを紙類と石膏部分とに有効に分離するとともに、紙類の破砕を最小限に止め、紙類の再生率を向上させる。【解決手段】廃石膏ボードを破砕して得られる石膏付き紙材から、さらに紙材と石膏とを分離する廃石膏ボードのリサイクル装置であって、廃石膏ボードを破砕して分離される石膏付き紙材から、さらに所定粒径以下の石膏粉を除去する一次分別装置１０１と、一次分別装置１０１における残留物に含まれ、微細な石膏粉が付着した剥離紙を除去する剥離紙分離部９と、剥離紙が除去された後の残渣を粒径に応じて分離して回収するトロンメル２とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃石膏ボードを破砕して分離される石膏付き紙材から、さらに所定粒径以下の石膏粉を除去する石膏粉除去部と、
前記石膏粉除去部における残留物に含まれ、微細な石膏粉が付着した剥離紙を除去する剥離紙分離部と、
前記剥離紙が除去された後の残渣を粒径に応じて分離して回収する残渣回収部と
を備えることを特徴とする廃石膏ボードのリサイクルシステム。
【請求項２】
前記残渣回収部によって回収された残渣と、粉砕された樹脂製廃材とを混練して加熱することによりペレットを生成するペレット生成部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の廃石膏ボードのリサイクルシステム。
【請求項３】
前記樹脂製廃材は、ポリプロピレン又はポリエチレンを含むことを特徴とする請求項２に記載の廃石膏ボードのリサイクルシステム。
【請求項４】
前記剥離紙分離部は、振とう動作又は叩き動作によって前記残留物を粉砕しつつ、篩い掛けにより剥離紙を除去することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の廃石膏ボードのリサイクルシステム。
【請求項５】
前記残留物は灰分が４５％以下であり、前記剥離紙分離部により除去される剥離紙は灰分が２１％以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の廃石膏ボードのリサイクルシステム。
【請求項６】
廃石膏ボードを破砕して分離される石膏付き紙材から、さらに所定粒径以下の石膏粉を除去する石膏粉除去工程と、
前記石膏粉除去工程における残留物に含まれ、微細な石膏粉が付着した剥離紙を除去する剥離紙分離工程と、
前記剥離紙が除去された後の残渣を粒径に応じて分離して回収する残渣回収工程と
を含むことを特徴とする廃石膏ボードのリサイクル方法。
【請求項７】
前記残渣回収工程によって回収された残渣と、粉砕された樹脂製廃材とを混練して加熱することによりペレットを生成するペレット生成工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の廃石膏ボードのリサイクル方法。
【請求項８】
前記樹脂製廃材は、ポリプロピレン又はポリエチレンを含むことを特徴とする請求項７に記載の廃石膏ボードのリサイクル方法。
【請求項９】
前記剥離紙分離工程では、振とう動作又は叩き動作によって前記残留物を粉砕しつつ、篩い掛けにより剥離紙を除去することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の廃石膏ボードのリサイクル方法。
【請求項１０】
前記残留物は灰分が４５％以下であり、前記剥離紙分離工程で除去される剥離紙は灰分が２１％以下であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の廃石膏ボードのリサイクル方法。
【請求項１１】
請求項６、９又は１０のいずれかに記載の残渣回収工程で回収された残渣を含むことを特徴とするペレットの原材料。
【請求項１２】
廃石膏ボードを破砕して分離される石膏付き紙材から、さらに所定粒径以下の石膏粉を除去する石膏粉除去工程と、
前記石膏粉除去工程における残留物に含まれ、微細な石膏粉が付着した剥離紙を除去する剥離紙分離工程と、
前記剥離紙が除去された後の残渣を粒径に応じて分離して回収する残渣回収工程と
前記残渣回収工程によって回収された残渣と、粉砕された樹脂製廃材とを混練して加熱することによりペレットを生成するペレット生成工程と
を含むことを特徴とするペレットの製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂製廃材は、ポリプロピレン又はポリエチレンを含むことを特徴とする請求項１２に記載のペレットの製造方法。
【請求項１４】
前記剥離紙分離工程では、振とう動作又は叩き動作によって前記残留物を粉砕しつつ、篩い掛けにより剥離紙を除去することを特徴とする請求項１２又は１３に記載のペレットの製造方法。
【請求項１５】
前記残留物は灰分が４５％以下であり、前記剥離紙分離工程で除去される剥離紙は灰分が２１％以下であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載のペレットの製造方法。
【請求項１６】
請求項１２乃至１５のいずれかに記載のペレットの製造方法によって製造されることを特徴とするペレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設廃材等の一部として排出される廃石膏ボードを破砕して得られる石膏付き紙材から、さらに紙材と石膏とを分離して再生利用可能とする廃石膏ボードのリサイクルシステム、リサイクル方法、並びにペレットの原材料、ペレットの製造方法及びこれらにより製造されるペレットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃石膏ボードは一般的に、粉砕して剥離紙と石膏部分とを分離したうえで、焼却か埋立処理をしている。ところが、剥離紙を焼却した場合、ＣＯ２の発生により温暖化の原因ともなり得るという問題があり、また、埋立処理をした場合には、石膏が硫酸物を多く含むことから、埋立処理された後に紙や紙に付着した石膏が雨水等と反応して土壌汚染を招いていた。
【０００３】
これに対して、従前より廃石膏ボードのリサイクルを図るべく、現在大量に排出される建築廃材としての使用済み石膏ボードと、同じく大量に排出されるペットボトルのキャップなどに代表される樹脂成形物とから、樹脂素材をリサイクル製品として製造し、廃棄物の減少に寄与させるとともに、リサイクル製品のコストを低減できる樹脂素材及びその製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この特許文献１に開示されたリサイクル装置は、使用済みオレフィン系樹脂成形物と使用済み石膏ボードと混合し、オレフィン系樹脂成分と石膏成分と繊維状セルロース成分とが混合された木質調の質感を有する樹脂素材を製造するものであり、オレフィン系合成樹脂成形物と石膏ボードとを撹拌する機能を有する混合装置内に順次に供給し、混合装置内で撹拌操作を行いつつ、オレフィン系合成樹脂を粉砕溶融するとともに、石膏ボードを粉砕して粉体状の石膏成分と繊維状のセルロース成分とに分離しながら、これらの３成分を混合処理する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０９２３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術は、石膏ボードを粉砕して粉体状の石膏成分と繊維状のセルロース成分とに分離するものであるが、単に石膏ボードを粉砕するのみでは、必要以上の石膏粉や剥離紙が混入して生成された樹脂素材の強度が十分に得られなかったり、逆に石膏粉が少なくなり樹脂成分が多くなりすぎて材料として必要な特性が得られなかったりなどの問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、廃石膏ボードを破砕して得られる石膏付き紙材から、紙材と石膏粉を再生利用可能とする際、適量の石膏粉や剥離紙を回収して、これらを用いて生成された樹脂素材について適正な強度や特性を得ることのできる廃石膏ボードのリサイクルシステム、リサイクル方法、並びにペレットの原材料、ペレットの製造方法及びこれらにより製造されるペレットを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の廃石膏ボードのリサイクルシステムは、廃石膏ボードを破砕して分離される石膏付き紙材から、さらに所定粒径以下の石膏粉を除去する石膏粉除去部と、石膏粉除去部における残留物に含まれ、微細な石膏粉が付着した剥離紙を除去する剥離紙分離部と、剥離紙が除去された後の残渣を粒径に応じて分離して回収する残渣回収部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の廃石膏ボードのリサイクル方法は、廃石膏ボードを破砕して分離される石膏付き紙材から、さらに所定粒径以下の石膏粉を除去する石膏粉除去工程と、石膏粉除去工程における残留物に含まれ、微細な石膏粉が付着した剥離紙を除去する剥離紙分離工程と、剥離紙が除去された後の残渣を粒径に応じて分離して回収する残渣回収工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
上記発明では、残渣回収部によって回収された残渣と、粉砕された樹脂製廃材とを混練して加熱することによりペレットを生成することが好ましい。なお、上記発明において、剥離紙分離部は、振とう動作又は叩き動作によって残留物を粉砕しつつ、篩い掛けにより剥離紙を除去することが好ましい。
【００１１】
また、上記発明において、樹脂製廃材は、ポリプロピレン又はポリエチレンを含むことが好ましく、残留物は灰分が４５％以下であり、剥離紙分離部により除去される剥離紙は灰分が２１％以下であることが好ましい。
なお、上述した本発明にかかるリサイクルシステム或いはリサイクル方法を実施することにより、本発明のペレットの製造方法が実施され、これらの方法を実施することによってペレットの原材料及びペレットが製造される。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明によれば、建設廃材等の一部として排出される廃石膏ボードを破砕して得られる石膏付き紙材を再生利用可能とする際、適度な配合の石膏粉、剥離紙及びその繊維等を効率よく回収し、これらを用いて生成された樹脂素材に適正な強度や特性を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る廃石膏ボードのリサイクルシステムの概略を示す説明図である。
【図２】本実施形態に係る廃石膏ボードのリサイクルシステムの概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、各図面を通じて同一若しくは同等の部位や構成要素には、同一若しくは同等の符号を付している。また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置などを例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１５】
（廃石膏ボードのリサイクルシステム及びリサイクル方法の概要）
図１は、本実施形態に係る廃石膏ボードのリサイクルシステム及びリサイクル方法の概略を示す説明図である。同図に示すように、本実施形態に係るリサイクルシステム及びリサイクル方法は、廃石膏ボードを破砕して得られる石膏付き紙材を、さらに剥離紙と石膏とに分離し、分離されたを再生紙として利用可能とするものであり、リサイクルシステムは、一次分別装置１０１と二次分別装置としての分別リサイクル装置１０２とから構成される。なお、本実施形態にかかるリサイクルシステムによるリサイクル方法を実施することにより、本発明のペレットの製造方法が実施され、これらの方法を実施することによってペレットの原材料及びペレットが製造される。
【００１６】
一次分別装置１０１は、廃石膏ボードを破砕して分離される石膏付き紙材から、さらに所定粒径以下の石膏粉を除去する石膏粉除去部であり、図１に示すように、本実施形態において一次分別装置では、石膏ボードＭ１を一次破砕により裁断し（Ｓ１０１）、それをさらに二次破砕により破壊して所定大の大きさにした後（Ｓ１０２）、灰分４５％以下の剥離紙と、石膏粉とに分離する（Ｓ１０３）。この段階において分離された石膏粉は所定粒径（ここでは、０．５ｍｍ又は３．０ｍｍ）以下に微粒化され（Ｓ１０４）、石膏粉Ｍ２として利用することができる。この石膏粉Ｍ２は、例えば、建設資材や肥料関係、土壌改良、汚泥固化、その他の再資源化に利用することができる。
【００１７】
ステップＳ１０３の分離作業において得られた灰分４５％以下の剥離紙には、未だ多少の石膏が付着しており、これを本実施形態に係る二次分別装置である分別リサイクル装置１０２によりさらに分別処理を行う。この二次分別装置では、先ず始めに、剥離紙分離部９によって、灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３と、石膏粉の付着が多い灰分２１％〜４５％の剥離紙Ｍ４とに分別される。この剥離紙分離部９では、振とう動作又は叩き動作によって残留物を粉砕しつつ、篩い掛けにより、ステップＳ１０３における残留物から、微細な石膏粉が付着した剥離紙を除去する。具体的には、一次分別装置１０１における残留物が、剥離紙分離部９に投入され、振とう動作又は叩き動作に加え、さらに多孔部材に対して擦りつけつつ叩きつける動作によって、撹拌されつつこの多孔部材上を搬送されることにより、灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３と、石膏粉の付着が多い灰分２１％〜４５％の剥離紙Ｍ４とに分離される。
【００１８】
次いで、灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３については、ベール紙その他の原材料（ベール紙等）Ｍ５とともに搬送コンベア７で撹拌・混練されつつ圧縮梱包機５に搬送される。また、石膏粉の付着が多い灰分２１〜４５％の剥離紙Ｍ４については、残渣回収部であるトロンメル２によって、さらに灰分２１％以下の紙材である剥離紙Ｍ７と、所定粒径以下の石膏粉Ｍ６３と、さらに繊維や石膏粉が混ざった残渣Ｍ６１とに分離がなされる。ここで分離された２１％以下の剥離紙Ｍ７は、上述した灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３やベール紙等Ｍ５とともに、圧縮梱包機５によって圧縮梱包され、再生紙の製紙原料Ｍ９として利用可能となる。
【００１９】
詳述すると、剥離紙分離部９で分離された灰分２１％以下の剥離紙Ｍ７は、投入コンベア３を通じて圧縮梱包機５に投入され、搬送コンベア７を通じて搬送されてきた灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３やベール紙等Ｍ５とともに、圧縮梱包機５によって圧縮梱包され製紙原料Ｍ９となる。他方、剥離紙分離部９で分離された残渣Ｍ６１はペレットの原材料となり、ペットボトルの廃キャップ等を粉砕してなる樹脂製廃材Ｍ６２とともに、摩擦混練機８で摩擦熱によって加熱混練され、プレペレットＭ８として成型され、プレペレット或いはペレットが製造される。このペットボトルの廃キャップ等が粉砕された樹脂製廃材Ｍ６２には、その成分としてポリプロピレン又はポリエチレンが含まれる。また、石膏粉Ｍ６３は、上述した石膏粉Ｍ２と同様に再資源化に供される。
【００２０】
（廃石膏ボードのリサイクルシステムの構成）
次いで、かかるシステムで用いられる二次分別装置としての分別リサイクル装置１０２について説明する。図２は、本実施形態に係る廃石膏ボード分別リサイクル装置の概略を示す構成図である。
【００２１】
この分別リサイクル装置１０２は、一次分別装置１０１で分離された石膏付き紙材から、さらに紙材と石膏粉とを分離する装置であり、具体的には、石膏付き紙材を投入する投入ホッパ１と、剥離紙分離部９と、残渣回収部であるトロンメルと、各装置間の搬送経路を構成する紙用コンベア２１，９１と、投入コンベア３と、圧縮梱包機５と、再生紙搬出部６と、搬送コンベア７と、摩擦混練機８と石膏粉搬出装置４を備えている。
【００２２】
投入ホッパ１は、投入された石膏付き紙材を貯めておく上部開口容器であり、下方が剥離紙分離部９に接続されている。剥離紙分離部９は、灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３と、石膏粉の付着が多い灰分２１％〜４５％の剥離紙Ｍ４とに分別する装置である。具体的にこの剥離紙分離部９は、一次分別装置１０１における残留物が投入され、振とう動作又は叩き動作に加え、さらに多孔部材に対して擦りつけつつ叩きつける動作によって、撹拌されつつこの多孔部材上を搬送されることにより、灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３と、石膏粉の付着が多い灰分２１％〜４５％の剥離紙Ｍ４とに分離する。
【００２３】
トロンメル２は、剥離紙が除去された後の残渣を粒径に応じて分離して回収する装置であり、石膏粉の付着が多い灰分２１〜４５％の剥離紙Ｍ４が投入され、異なる粒径の篩い分け機構を用い、撹拌しつつ回転させることによる遠心分離によって、灰分２１％以下の紙材である剥離紙Ｍ７と、所定粒径以下の石膏粉Ｍ６３とを回収し、その後に残った比重の軽い繊維と石膏粉とが混ざった残渣Ｍ６１を分離回収する。ここで分離された２１％以下の剥離紙Ｍ７は、上述した灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３やベール紙等Ｍ５とともに、圧縮梱包機５によって圧縮梱包され、再生紙の製紙原料Ｍ９として利用可能となる。
【００２４】
投入コンベア３は、トロンメル２で回収された紙材（剥離紙）を圧縮梱包機５に投入供給するためのベルトコンベアである。他方、搬送コンベア７は、一次分離等で分離された紙材のうち石膏粉の付着が少ない灰分２１％以下の剥離紙Ｍ３と、圧縮梱包後に梱包が解けてしまったベール紙、その他の紙類とを圧縮梱包機５に投入するためのベルトコンベアである。
【００２５】
石膏粉搬出装置４は、トロンメル２で分別された石膏粉Ｍ６３を紙用コンベア２１に送ることなく、搬出するための装置である。圧縮梱包機５は、所定量の剥離紙を圧縮して立方体状に成型する装置であり、ここで圧縮された剥離紙は、再生紙搬出部６から搬出される。また、摩擦混練機８は、剥離紙分離部９からトロンメル２を経て回収された残渣Ｍ６１と、粉砕された樹脂製廃材Ｍ６２とを混練して加熱することによりペレットを生成するペレット生成部であり、ここでは、トロンメル２によって分別された残渣Ｍ６１に樹脂製廃材Ｍ６２を摩擦混練してプレペレットＭ８を生成する。
【００２６】
（作用・効果）
以上説明した本実施形態によれば、建設廃材等の一部として排出される廃石膏ボードを破砕して得られる石膏付き紙材を再生利用可能とする際、適度な配合の石膏粉、剥離紙及びその繊維等を効率よく回収し、これらを用いて生成された樹脂素材に適正な強度や特性を与えることができる。
【符号の説明】
【００２７】
Ｍ１…石膏ボード
Ｍ２…石膏粉
Ｍ３…石膏粉が少ない剥離紙
Ｍ４…石膏粉が多い剥離紙
Ｍ５…ベール紙等
Ｍ６１…残渣
Ｍ６２…樹脂製廃材
Ｍ６３…石膏粉
Ｍ７…分別後の剥離紙
Ｍ８…プレペレット
Ｍ９…製紙原料
１…投入ホッパ
２…トロンメル（残渣回収部）
３…投入コンベア
４…石膏粉搬出装置
５…圧縮梱包機
６…再生紙搬出部
７…搬送コンベア
８…摩擦混練機
９…剥離紙分離部
２１，９１…紙用スクリューコンベア
２２…搬出装置
１０１…一次分別装置
１０２…分別リサイクル装置
２００…ケーシング部
２０１…分離部
２０２…撹拌搬送部
【図１】
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【図２】
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