(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡体を含む処理対象物を圧縮して前記発泡体の独立気泡を構成する隔壁を圧縮およびせん断破壊し、前記発泡体中に存在する発泡ガス成分を排出側に限定して噴出させる一対の圧延ローラーと、前記一対の圧延ローラーから噴出する発泡ガス成分を捕捉するために前記一対の圧延ローラーの排出側に設けられたチャンバーと、前記チャンバーに回収媒体用気体を供給する回収媒体用気体供給容器と、前記チャンバー内の発泡ガス成分と回収媒体用気体を加圧状態で冷却し、前記発泡ガス成分を液化して分離回収する分離回収手段と、前記分離回収手段で分離された回収媒体用気体を前記チャンバーに回帰させる回帰管とを備えた事を特徴とする発泡体の構成成分の分離回収システム。
【請求項２】
前記回帰管は、前記分離回収手段で分離された回収媒体用気体に残存する発泡ガス成分を吸着剤で捕捉させる事を特徴とする請求項１に記載の発泡体の構成成分の分離回収システム。
【請求項３】
前記チャンバーにおいて、前記回収媒体用気体のエアーカーテンによる遮断機構を設けた事を特徴とする請求項１もしくは請求項２の何れかに記載の発泡体の構成成分の分離回収システム。
【請求項４】
前記チャンバーの所定位置にメッシュ状のフィルター機能を持つ分別排出機構と、前記フィルターを通過する発泡体の粉砕物を圧縮しながら排出する回収用スクリュー機構を配備した事を特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の発泡体の構成成分の分離回収システム。
【請求項５】
前記回収媒体用気体は、窒素ガスで代表される不活性ガスである事を特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の発泡体の構成成分の回収システム。
【請求項６】
前記一対の圧延ローラーに投入する前記発泡体を切断する切断手段を備えた事を特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の発泡体の構成成分の分離回収システム。
【請求項７】
前記一対の圧延ローラーのローラー間隔が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の発泡体の構成成分の分離回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発泡体中の構成成分、特に発泡用ガス成分の回収システム構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発泡断熱材中の発泡ガス成分の回収システム構成としては、破砕装置を囲った破砕室内で、破砕装置を用いて発泡体を微細粒子状に破砕して発泡体の気泡を破壊して、気泡中から放出される希薄な発泡ガス成分を破砕室内から吸引して取り込み、活性炭（吸着剤）を詰め込んだ容器内に案内して、一旦、活性炭に発泡ガス成分の所定量を吸着固定した後、
上記発泡ガス成分を吸着固定した活性炭を、過熱水蒸気や電気ヒーターなどの適当な手段で加熱昇温せしめ、導入ガス中に発泡ガス成分を脱着放出せしめて、比較的高濃度の発泡ガス成分の状態に濃縮して取り出した後、冷却装置を通過させて発泡ガス成分を液化回収していた。
【０００３】
または、破砕室内から吸引して取り込んだ希薄な発泡ガス成分の一部を、再び破砕室内に戻す事で、破砕室内で新たな断熱材中から放出される発泡ガス成分が加わる事で、次第に高濃度化を図った状態で冷却液化して分離回収する仕組みが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発泡ガス成分は必然的に低沸点である為、上記活性炭による吸着過程を経ず、希薄な低濃度の気体を直接冷却液化するには、図７に示す特性から明らかな様に、―４０℃を大幅に下回る極低温に冷却することが不可欠となって、自ずから冷却設備は大規模で、且つ高額となる。
【０００５】
また、微量な水分の混入でも、回収回路内に氷結閉塞を生じて、冷却液化装置の運転が不可能になる等の技術課題が多く、ましてや吸着剤を利用せず、破砕室内から吸引して取り込んだ低濃度の発泡ガス成分の一部を、再び破砕室内に戻して、新たに断熱材中から放出される発泡ガス成分を加えて高濃度化を図る仕組みは、破砕室内に高濃度の発泡ガス成分を充満させる事を意味し、分離設備を内蔵した完全隔離部屋の設置が不可欠となり、余計な設備投資を伴った。
【０００６】
従って、破砕室内に作業員が立ち入る事は事実上不可能であると共に、回収設備の如何なるメンテナンスに対しても、全体システムの運転停止は避けられず、非常に効率の悪い手段であった。
【０００７】
そのような事から、前記吸着剤（活性炭）吸脱着工程を経た濃縮手段を主体的に利用する事で、ようやく冷却条件を高温側に緩和した液化条件で発泡ガス成分の液化回収を可能としていた。
【０００８】
また、上記工程の連続運転では、吸脱着作用を交互に繰り返す必要があるが、回収能力維持に耐える大容積で且つ熱伝導性が低い活性炭容器を、吸脱着作用に適切な所定温度まで大量の吸着剤を昇温、および冷却するにはかなり長時間を要し、又、複数個の設置を伴う為、複雑且つ大掛りになって、設備投資費用の増大と運転コストが割高になり、何れにしても非常に採算性の悪い手段であった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の発泡体中の発泡ガス成分の回収システム構成は、構成成分を分離する設備を内蔵した完全隔離部屋の設置が不要で、且つ発泡体より噴出させた発泡ガス成分を高濃度で捕捉して、活性炭による吸着固定による濃縮工程を経ず、直接冷却液化して回収することで、設備の大幅な小型化、簡略化を図り、設備費用と運転費の大幅低減を図ったものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記の通り、発泡ガス成分を活性炭による吸着固定による濃縮工程を経ず、直接冷却液化して回収するには、発泡体から発泡ガス成分を比較的高濃度の状態で取り出して、冷却液化装置に送り込む事が不可欠となる事に対応して実現したもので、捕捉目的のチャンバー（遮蔽空間）は極めて狭い容積と限定された開口部とする一方、発泡断熱材中の発泡ガス成分を当該捕捉チャンバー開口部範囲内に集中的に噴出させることが不可欠となる。
【００１１】
そこで、発泡体を圧延ローラーに圧入し厚み方向に圧縮後、構成する独立気泡の隔壁を破壊させるに十分な条件に設定した圧縮ローラーを通過させて、ローラーの排出部である最大加圧点で発泡体の独立気泡の隔壁を破壊し、圧縮された発泡体とローラー排出部空間との間に強大な圧力傾斜を生成し、発泡体中に内包していた発泡ガス成分の噴出を、圧力傾斜方向、即ちローラーの排出方向の極めて限定された範囲に噴出させる状況を再現した。
【００１２】
また、その噴出の方向性とその範囲は極めて一定しており、それらの現象は回転するローラーに発泡体を供給し続ける限り継続するものであった。
【００１３】
一方、噴出する発泡ガス成分を、より高濃度で捕捉する手段として、ローラーの排出部に、捕捉ロスの出ない開口形状とした最小限の空間容積を形成し、且つ予め回収用媒体気体を充満した捕捉用チャンバー設け、当該チャンバー内に発泡ガス成分を噴出させる形態とした。
【００１４】
しかる状況で、捕捉用チャンバー内に別途設けた取り込み口から回収用媒体気体と共に吸引して発泡ガス成分を直接、冷却液化装置に案内して露点以下に冷却して液化し、分離回収することを可能にしたもの。
【００１５】
尚、冷却液化回収に際しては、液化収量を向上させる為に、発泡ガス成分を加圧し、高圧状態で冷却することによって、液化率を向上させる冷却手段を用いた。
【００１６】
また、本発明は、圧延ローラーの排出側に設けた捕捉用チャンバーにおいて、発泡体から噴出する発泡ガス成分の全量を吸引捕捉する際、大気中の水分を極力取り込まないよう、回収媒体用気体の吸引量と回帰量とを所定の均衡を維持する一方、圧延ローラー機構との間隙部形成部には回収媒体用気体および相当気体によるエアーカーテンを設けて、水分を含んだ大気を排除する構成としたもの。
【００１７】
また、本発明は、捕捉用チャンバーから吸引捕捉する発泡ガス成分を含む回収媒体用気体中には、水分を皆無にすることが望ましい。
【００１８】
従って、既に発泡ガス成分の露点以下に冷却され、且つ吸着剤を通過してきた回収媒体用気体には、全く水分が残存しない為、捕捉用チャンバー充満用の回収媒体用気体として回帰させて利用する形態としたもの。
【００１９】
また、本発明は、圧延ローラーの排出側のチャンバー（遮蔽囲い）の所定位置に、所定の開口径と開口率を形成したメッシュ状駆動ベルトによるのフィルター機構、並びに発泡体基材の粉砕微粉の圧縮回収用スクリュウ機構を配備することで、必然的に微粉化して所定メッシュを通過してチャンバー下部に落下堆積する発泡体基材の粉砕微粉を、スクリュウ機構で圧縮しながら、又一方、メッシュ状駆動ベルトを通過しない比較的大きな破砕片は当該駆動ベルトによって、各々チャンバー外に排出され回収する仕組みにしたもの。
【００２０】
また、本発明は、発泡体から噴出する発泡ガス成分に可燃性の成分が混在する恐れがある場合、チャンバー（遮蔽囲い）内に充満させる回収媒体用気体として、窒素ガスで代表される不活性ガスを適用し、発火の危険性を排除したもの。
【００２１】
また、本発明は、供給される処理対象物として、発泡体と金属板および樹脂板の少なくともその片方とを構成成分からなる組成構造物で、且つ立方体に形成された典型的形態である廃家電の冷蔵庫に本発明システムを適用したもので、特願２０００−２１４８２５に記載した切断手段によって本発明システムの圧延ローラーに投入可能な概略板状に切断して、処理対象物としたもので、本発明の特長である構成成分を、一挙に分離して回収する本法システムの効果を最大限に活用したもの。
【００２２】
（実施の形態１）
以下、本発明システムの第１実施例について、全体構成を示した図１および圧延ローラー部の動作説明図を示した図２（ａ）および図２（ｂ）に基づいて説明する。
【００２３】
図１および図２において、発泡体１を厚み方向に圧延し発泡体独立気泡隔壁を圧縮せん断破壊させるに十分な条件（図６参照）に設定した圧延ローラー装置２に発泡体１を圧入し、ローラー２１の最大加圧点２２で発泡体の独立気泡の隔壁を圧縮せん断破壊する事で、発泡体１の内圧とローラー排出空間２３との間に強大な最大圧力傾斜が生成し、発泡体１中に内包していた発泡ガス成分４１を、圧力傾斜方向、即ちローラーの排出方向の極めて限定された範囲に噴出させる状況を再現した。ローラー２１の直径は４１０ｍｍで有効長さは６００ｍｍでる。
【００２４】
又、その噴出方向の範囲は極めて一定しており、それらの現象はが回転するローラー２１に発泡体１が供給され続ける限り継続するものである。
【００２５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）における本発明システムの実施例における圧縮ローラー装置２に発泡体１を投入し、ローラー２１の最大加圧点２２に至る発泡体１の内圧を、ローラー２１の排出部空間２３と対比して表示した概念図であり、最大加圧点２２と、排出部２３との間に生成する強大な圧力傾斜状況を示す。
【００２６】
その状況で、ローラー２１の排出部空間２３に、捕捉ロスの出ない開口部形状で、最小限の空間容積３１を形成し、且つ予め回収用媒体気体４１で充満した捕捉用チャンバー（遮蔽空間）３を設けて、当該チャンバー３内に発泡ガス成分４２を噴出させる形態にして、噴出する発泡ガス成分１１を、より高濃度で捕捉する手段とした。
【００２７】
しかる状況で、捕捉用チャンバー３内に別途設けた吸引取り込み口３２から回収用媒体気体４１と共に吸引した発泡ガス成分４２を、加圧装置５によって高圧状態（５Ｋｇｆ／平方ｃｍ以上）にして、水冷装置１５にて適度に冷却した後、冷却液化装置６に案内し、設定露点（−４０℃以下）に冷却して発泡ガス成分４２を液化回収し、液化物４３は一般的に利用される水（みず）分離機７を経由して液化物４３から水４４を分離し、各々容器８、９に回収するもの。
【００２８】
上記回収用媒体気体４１と共に吸引した発泡ガス成分４２を高圧状態にして、設定露点（−４０℃以下）に冷却して液化回収の手段を用いたのは、発泡ガス成分４２は比較的低濃度であることから、図７に示す（発泡ガス成分例（Ｒ１１）の飽和蒸気圧／濃度／温度／圧力特性）から想定される捕捉気体の前記加圧条件と冷却露点を設定し、液化回収を可能としたもの。
【００２９】
しかし、冷却装置６を通過後の回収用媒体気体４１中には、蒸気圧相当分の発泡ガス成分が残存してしまう為、当該残存分は活性炭１０を充填した吸着用容器１１中に案内して、活性炭１０に吸着固定させ、回収用媒体気体４１中から発泡ガス成分４２および水分４４を完全に取除いた状態で、回帰管１４によってローラーの排出口部に設けた捕捉用チャンバー３内に戻し、充満する回収用媒体気体４１として循環利用する構成とした。
【００３０】
尚、当該工程を連続運転するには、活性炭１０を充填した容器１１を複数個設けて、活性炭１０に吸着固定した発泡ガス成分４２を、別途準備する熱媒体５０で活性炭１０を加熱して、回収用媒体気体４１中に脱着放出せしめたを、前記冷却液化装置６に別途設けた配管回路で案内し、捕捉チャンバーから取り込んだ発泡ガス成分４２と同時に液化回収する形態を併設するが、一般的に利用される手段であるので本文での図示、説明は省略する。
【００３１】
図１は本発明の実施例における、発泡断熱材から構成成分、特に発泡ガス成分を分離回収する概略システム構成図を示し、圧延ロラー装置２に投入された処理対象物の発泡断熱材１は、座屈粉砕され、発泡断熱材１の中に内包していた発泡ガス成分４２は、ローラーの排出口空間２３の極めて限定された範囲に噴出し、その噴出方向の範囲は極めて一定しており、ローラー２１の排出口部２３に、捕捉ロスの出ない開口部形状とし、最小限の空間容積３１を形成した捕捉用チャンバー（遮蔽空間）３を設けて、当該チャンバー３内に噴出する発泡ガス成分１１を、より高濃度で捕捉する。
【００３２】
しかる状況で、捕捉用チャンバー３内から回収用媒体気体４１と共に吸引した発泡ガス成分４２を、加圧装置５によって高圧状態（５Ｋｇｆ／平方ｃｍ以上）にした後、冷却液化装置６にて、露点（−４０℃以下）に冷却して液化回収するもの。
【００３３】
（実施の形態２）
本発明システムの第２の実施例について、全体構成を示した図１に基づいて説明する。
【００３４】
図１において、圧延ロラー装置２で座屈粉砕された処理対象物の発泡断熱材１から発泡ガス成分を回収する一方、チャンバー内下部には、微粉化しない薄鉄板および弾性樹脂板等の断熱材異種構成成分１２を捕捉してチャンバー外に排出する破砕片用の駆動メッシュ状ベルト排出機構３２を配備すると共に、
チャンバー内最下部には、粉砕された発泡断熱基材の微細粉１６の堆積物を、チャンバー３外に圧縮しながら排出する駆動スクリュー圧縮排出機構３３を配備し、
発泡ガス成分４２、微粉状にならない断熱材異種構成成分１２、および断熱基材の微細粉１６の各々を分離回収するシステム構成とした。
【００３５】
（実施の形態３）
本発明システムの第３の実施例について、全体構成を示した図１に基づいて説明する。
【００３６】
本発明システムの基本は、地球環境破壊につながるフロン（ハロゲン化炭化水素）系発泡材成分の回収を主眼とするが、代替フロン系および脱フロン系および可燃性ガス成分（化炭化水素）系発泡材成分への切替えも実施されている事から、廃棄物処理にはそれらが混在する事になる。
【００３７】
その事態に備えた本発明システムの応用展開として、捕捉チャンバー内に充満させる回収用媒体気体として、窒素ガスで代表される不活性ガスで代替置換するか、ないしは可燃性ガス成分の爆発限界に達しない程度の不活性ガス併用を可能とすべく、図１で示す不活性ガス供給用高圧容器４３と切り替え用バルブ４４を配備し、瞬時に捕捉チャンバー内に回収用媒体気体として、瞬時に不活性ガスを充満させて代替利用出来る本発明システム構成とした。
【００３８】
（実施の形態４）
本発明システムの第４の実施例について、その構成を示した図１に基づいて説明する。図１において、圧延ロラー装置２で圧縮破壊された処理対象物の発泡体１から発泡ガス成分を回収する一方、チャンバー内下部には、微粉化しない薄鉄板および弾性樹脂板等の断熱材異種構成成分１２を捕捉してチャンバー外に排出する破砕片用の駆動メッシュ状ベルト排出機構３２を配備すると共に、チャンバー内最下部には、粉砕された発泡断熱基材の微細粉１６の堆積物を、チャンバー３外に圧縮しながら排出する駆動スクリュー圧縮排出機構３３を配備し、発泡ガス成分４２、微粉状にならない断熱材異種構成成分１２、および断熱基材の微細粉１６の各々を分離回収するシステム構成とした。
【００３９】
（実施の形態５）
本発明システムの第５の実施例について、図１およびその構成を示した図３、図４に基づいて説明する。
【００４０】
廃家電の冷蔵庫の筐体を処理する場合、発泡体表面に金属板および樹脂板が形成され、且つそれらが立方体に構成された対象物を、本発明システムの圧延ロラー装置２へ供給する形態として、特願２０００−２１４８２５に記載する切断装置１１５を本発明システムの圧延ロラー装置２の前工程に設置したシステムとし、図３に示す立方体の冷蔵庫の筐体１７を、圧延ロラー装置２に投入可能な図３に示す処理対象物１の形態に切断する工程を経て、圧延ロラー装置２に投入するシステム構成とし、本発明システムを応用展開したもの。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、博板断熱材の発泡体独立気泡隔壁を圧縮せん断破壊により噴出させた発泡ガス成分を高濃度で捕捉して、活性炭による吸着固定による濃縮工程を経ず、直接冷却液化して回収可能であり、
また、処理対象物として、その形状や構成成分を選ばずに適用が可能であり、しかもそれら構成成分を比較的簡素な装置を用いて、一挙に分離回収できる効果が期待できるもので、設備の大幅な小型化と簡略化を図り、設備費用と運転費の大幅低減を図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は発泡断熱材から構成成分、特に発泡ガス成分を分離回収する概略システム構成図
【図２】（ａ）発泡断熱材１の発泡体独立気泡隔壁を圧縮せん断破壊し、発泡断熱材１の中に内包していた発泡ガス成分１１が、ローラーの排出口空間２３の極めて限定された範囲に噴出する様子を、模式的に図解した図
（ｂ）圧延ロラー装置２に投入された時点から座屈粉砕および排出までの間の発泡断熱材１自体の内部圧力を示した図
【図３】冷蔵庫の本体を示す図
【図４】冷蔵庫の本体を解体した部品を示す図
【図５】冷蔵庫の本体を高速切断機で切断している様子を示す図
【図６】（ａ）ローラー間隔を示す図
（ｂ）ローラー間隔とフロンの回収量の比率を示す図
【図７】ＣＦＣ−１１の蒸気圧曲線を示す図
【符号の説明】
１  発泡断熱材
２  圧延ロラー装置
３  捕捉用チャンバー
４  外気遮断用回収用媒体気体の気流カーテン
５  加圧装置
６  冷却液化装置
７  水（みず）分離器
８  水回収容器
９  発泡ガス成分液回収容器
１０  活性炭（吸着剤）
１１  活性炭（吸着剤）容器
１２  断熱材構成異材種成分
１３  発泡ガス成分の凝集液化物
１４  回帰管
１５  冷却装置
１６  発泡体の微細粉
１７  廃家電冷蔵庫筐体
２１  圧延ローラー
２２  加圧極大点
２３  排出部空間
３１  吸引取り込み口
３２  破砕片用駆動メッシュ状ベルト排出機構
３３  粉砕粉用駆動スクリュー圧縮排出機構
３４  回収用媒体気体の回帰口
４１  回収用媒体気体
４２  発泡ガス成分
４３  発泡ガス成分の凝集液化物
４４  高圧不活性ガス供給用容器
４５  切り替えバルブ
５０  熱媒体
１１５  切断装置
【図１】
0004385561.tif 000002
【図２】
0004385561.tif 000003
【図３】
0004385561.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004385561.tif 000007
【図７】
0004385561.tif 000008