(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、ケーシング部２００により石膏付き紙材の搬送経路を形成し、撹拌搬送部２０２によって石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送し、ケーシング部２００と撹拌搬送部２０２との間隙ｄにおいて、搬送中の石膏付き紙材に対して摩擦力を生じさせ、搬送中の石膏付き紙材から石膏を分離するとともに、間隙ｄによって石膏付き紙材の一部が撹拌搬送部２０２による搬送から遅延させる。【選択図】  図４
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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、さらに紙材と石膏とを分離し、
分離された前記紙材を再生紙として利用可能とする
ことを特徴とする廃石膏ボードの分別リサイクルシステム。
【請求項２】
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分別リサイクル装置であって、
前記石膏付き紙材の搬送経路を形成するケーシング部と、
前記ケーシング部内おいて前記石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送する撹拌搬送部と、
前記ケーシング部に設けられ、搬送中の前記石膏付き紙材から石膏を分離する分離部と
を備え、
前記ケーシング部と前記撹拌搬送部との間には、前記石膏付き紙材に対して摩擦力を生じさせるとともに該石膏付き紙材の一部が通過できる程度の間隙が形成され、
前記ケーシング部では、前記石膏付き紙材の一部が、前記間隙によって前記撹拌搬送部による搬送から遅延される
ことを特徴とする廃石膏ボードの分別リサイクル装置。
【請求項３】
前記ケーシング部は、前記間隙の大きさに応じて、前記搬送経路の進行方向に向かって上昇するように傾斜されていることを特徴とする請求項２に記載の廃石膏ボードの分別リサイクル装置。
【請求項４】
前記分離部の下方に設置され、該分離部により分離された石膏を搬送する石膏搬送部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の廃石膏ボードの分別リサイクル装置。
【請求項５】
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分別リサイクル方法であって、
ケーシング部により前記石膏付き紙材の搬送経路を形成し、
前記ケーシング部内おいて、撹拌搬送部によって前記石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送し、
前記ケーシング部と前記撹拌搬送部との間隙において、搬送中の前記石膏付き紙材に対して摩擦力を生じさせ、搬送中の該石膏付き紙材から石膏を分離するとともに、該間隙によって該石膏付き紙材の一部が該撹拌搬送部による搬送から遅延される
ことを特徴とする廃石膏ボードの分別リサイクル方法。
【請求項６】
前記間隙の大きさに応じて、前記ケーシング部を、前記搬送経路の進行方向に向かって上昇するように傾斜させることによって、前記石膏付き紙材の一部を前記撹拌搬送部による搬送から遅延させることを特徴とする請求項５に記載の廃石膏ボードの分別リサイクル方法。
【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、分離された剥離紙を再生紙として利用可能とする廃石膏ボードの分別リサイクルシステム、分別リサイクル装置及び分別リサイクル方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。その一方で、石膏は、天然鉱物で再利用が可能であり、また紙も分離後に再生紙にリサイクルされ得るものである。
【０００３】
これに対して、従来から廃石膏ボードのリサイクルを図るべく、廃石膏ボードを石膏原料、紙類に分別するリサイクル装置が開発されている（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、紙類で被覆された廃石膏ボー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、石膏粒と夾雑物とを篩い分ける一次篩分け工程と、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、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ている。
【０００５】
そして、このようなリサイクル装置によれば、廃石膏ボードが紙類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。
【特許文献１】特開２００４−２４３１６５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、上述した従来のリサイクル装置では、紙類である被覆材を破砕しすぎるため、剥離紙に含まれている繊維が過度に裁断されて短くなり再生紙として利用し難いという問題があり、剥離紙を十分にリサイクルできていなかった。また、石膏は結晶になりやすい分子構造であるため、破砕の際に過度の圧力を加えると固化して装置に固着する可能性がある。
【０００７】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、廃石膏ボードを紙類と石膏部分とに有効に分離するとともに、紙類に対する破砕及び加圧を最小限に止め、紙類のリサイクル率を向上させ得る廃石膏ボードの分別リサイクルシステム、分別リサイクル装置及び分別リサイクル方法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、本発明は、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、分離され剥離された前記紙材を再生紙として利用可能とすることを特徴とする廃石膏ボードの分別リサイクルシステムである。
【０００９】
また、本発明は、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及びリサイクル方法であって、ケーシング部により石膏付き紙材の搬送経路を形成し、ケーシング部内おいて、撹拌搬送部によって石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送し、ケーシング部と撹拌搬送部との間隙において、搬送中の石膏付き紙材に対して摩擦力を生じさせ、搬送中の石膏付き紙材から石膏を分離するとともに、間隙によって石膏付き紙材の一部が撹拌搬送部による搬送から遅延させる。
【００１０】
このような本発明によれば、従来の廃石膏ボードの分別で行われていた破砕によって剥離された紙材（剥離紙）を再生紙として有効に利用することができる。すなわち、従来の分別では剥離紙に付着した石膏によって、剥離紙の再生紙としての利用には限界があったが、本発明では、剥離紙に付着した石膏をさらに分離することができるため、剥離紙の再利用率を向上させることができる。
【００１１】
具体的には、一次破砕等で紙材と石膏とに分離された後の石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送することにより、紙材の裁断を最小限に止めて、紙材に付着した石膏を分離することができる。すなわち、本発明では、ケーシング部と撹拌搬送部との間の摩擦力により、搬送中の石膏付き紙材を揉み出し、紙資材から石膏を分離させるとともに、ケーシング部と撹拌搬送部との間隙により、石膏付き紙材の一部が撹拌搬送部による搬送から遅延させ、紙材に過度の摩擦力が作用するのを防ぎ、紙材の繊維が必要以上に裁断されるのを回避することができる。
【００１２】
上記発明において、ケーシング部は、間隙の大きさに応じて、搬送経路の進行方向に向かって上昇するように傾斜されていることが好ましい。この場合には、簡単な構成により、紙材に過度の摩擦力が作用するのを防ぐことができる。
【００１３】
上記発明において、分離部の下方に設置され、分離部により分離された石膏を搬送する石膏搬送部をさらに有することが好ましい。この場合には、石膏搬送部を介して、搬送中に紙材から分離された石膏粉を効率よく回収することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明の構造によれば、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について、さらに紙材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、紙類のリサイクル率を向上させることができ、環境型社会に貢献することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（廃石膏ボードの分別リサイクルシステムの構成）
本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る廃石膏ボードの分別リサイクルシステムの概略を示す説明図である。
【００１６】
同図に示すように、本実施形態に係る分別リサイクルシステムは、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、一次分別装置と二次分別装置とから構成される。
【００１７】
本実施形態において一次分別装置では、同図に示すように、本実施形態では、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）、風圧等により剥離紙と石膏とに分離する（Ｓ１０３）。この段階において分離された石膏粉も微粒化して（Ｓ１０４）、石膏粉Ｍ２として利用することができる。
【００１８】
ステップＳ１０３の分離作業において得られた剥離紙には、未だ多くの石膏が付着しており、これを本実施形態の二次分別装置（分別リサイクル装置）によりさらに分別処理を行う。この二次分別装置により、石膏粉の付着が多い剥離紙Ｍ４について、さらに紙材（剥離紙）と石膏とに分離がなされ、分離された紙材は再生紙として利用可能となる。
【００１９】
（廃石膏ボードの分別リサイクル装置の構成）
次いで、かかるシステムで用いられる分別リサイクル装置（上記二次分別装置）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。
【００２０】
この分別リサイクル装置は、一次分別装置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、搬送経路を構成する選別スクリューコンベア２と、投入コンベア３と、石膏粉排出部４と、圧縮梱包機５と、搬出部６と、搬送コンベア７と、混合機８とを備えている。
【００２１】
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、下方にスクリューフィーダ１１に接続されている。スクリューフィーダ１１は、情報の投入ホッパ内の石膏付き紙材を所定量ずつ選別スクリューコンベア２に送り出すスクリューコンベアである。
【００２２】
選別スクリューコンベア２は、本実施形態では、左右一対のコンベア２ａと２ｂとで構成され、それぞれコンベア２ａ及び２ｂとを２段直角に連設することにより、２系統の搬送路を形成している。
【００２３】
投入コンベア３は、選別スクリューコンベア２で搬送され選別された紙材（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。搬送コンベア７は、本装置による分別処理をスキップして、直接紙材を圧縮梱包機５に投入するためのベルトコンベアである。この分別処理をスキップする紙材としては、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剥離紙や、圧縮梱包後に梱包が解けてしまったベール紙、その他の紙類が含まれる。
【００２４】
石膏粉排出部４は、選別スクリューコンベア２で分別された石膏粉を投入コンベア３に送ることなく、混合機８に送るために、選別スクリューコンベア２から排出するための排出路である。
【００２５】
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、搬出部６から搬出される。また、混合機８は、分別された石膏粉に砕石や石灰を混合してブロック原料を生成する混合機である。
【００２６】
選別スクリューコンベア２は、具体的には、図３及び図４に示すように、上下２段のスクリューコンベアを基本構成としており、上側が、分別中の石膏付き紙材が搬送される紙用スクリューコンベア２１（２１ａ又は２１ｂ）となっており、下側が分離された石膏粉が搬送される粉用スクリューコンベア２２（２２ａ及び２２ｂ）となっている。
【００２７】
紙用スクリューコンベア２１は、石膏付き紙材の搬送経路を形成するケーシング部２００と、ケーシング部２００内おいて石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送する撹拌搬送部２０２と、ケーシング部２００に設けられ、搬送中の石膏付き紙材から石膏を分離する分離部２０１とを備えている。
【００２８】
ケーシング部２００は、内部中空の細長の筒状体であり、搬送経路に沿って配置される。このケーシング部２００の下部表面は、パンチングメタルとなっており、所定径の透孔が多数形成された分離部２０１となっている。この分離部２０１により、分離された石膏粉が篩い分けられ、下方の粉用スクリューコンベア２２に落下するようになっている。
【００２９】
撹拌搬送部２０２は、ケーシング部２００内部において長手方向に延設され、回転可能に軸支された螺旋体であり、図４（ｂ）に示すように、回転速度ωで回転駆動することにより、内部の石膏付き紙材を撹拌しつつ、搬送方向に速度Ｖで押し流す。
【００３０】
そして、ケーシング部２００と撹拌搬送部２０２との間には、石膏付き紙材に対して摩擦力を生じさせるとともに石膏付き紙材の一部が通過できる程度の間隙ｄが形成され、ケーシング部２００では、石膏付き紙材の一部が、間隙ｄによって撹拌搬送部２０２による搬送から遅延される。
【００３１】
また、ケーシング部２００は、間隙ｄの大きさに応じて、搬送経路の進行方向に向かって上昇するように傾斜角θがつけられている。この傾斜角度θは、前半の選別スクリューコンベア２ａと、後半の２ｂとでは、その搬送距離に応じて変えてあり、上述した間隙ｄも前半の選別スクリューコンベア２ａと、後半の２ｂとでは、その傾斜角度θに応じて設定されている。なお、本実施形態において、この傾斜角度θは、前半の選別スクリューコンベア２ａと、後半の２ｂとで等しくなるように設定されている。
【００３２】
他方、下方の粉用スクリューコンベア２２は、分離部２０１に対応させて紙用スクリューコンベア２１と平行となるように設置され、分離部２０１により分離された石膏を搬送する石膏搬送部であり、紙用スクリューコンベア２１と同様に、ケーシング内に螺旋体を備えたスクリューコンベアとなっている。また、この粉用スクリューコンベア２２の終端には、石膏粉排出部４に接続されている。
【００３３】
（分別リサイクル方法）
以上の構成を有する分別リサイクル装置を動作させることによって、本発明の分別リサイクル方法を実施することができる。図１を用いて、本実施形態に係る分別リサイクル装置による分別リサイクル方法の手順を説明する。
【００３４】
同図に示すように、本実施形態では、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）、風圧等により剥離紙と石膏とに分離する（Ｓ１０３）。この段階において分離された石膏粉も微粒化して（Ｓ１０４）、石膏粉Ｍ２として利用することができる。
【００３５】
ステップＳ１０３の分離作業において得られた剥離紙には、未だ多くの石膏が付着しており、これを本実施形態の分別リサイクル装置によりさらに分別処理を行う。なお、このステップＳ１０３で分離された剥離紙にも石膏粉の付着が少ないもの（剥離紙Ｍ３）もあり、これは製紙原料とすることができるため、搬送コンベア７を通じて、直接圧縮梱包機５に搬送する。
【００３６】
一方、ステップＳ１０３において石膏粉の付着が多い剥離紙Ｍ４については、投入ホッパ１に投入し、選別スクリューコンベア２により分別を行う。具体的には、投入ホッパ１から、スクリューフィーダ１１を介して、選別スクリューコンベア２の紙用コンベア２ａの始端に定量ずつ供給する。紙用コンベア２ａでは、ケーシング部２００内おいて、撹拌搬送部２０２によって石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送しする。この搬送中、ケーシング部２００と撹拌搬送部２０２との間隙において、搬送中の石膏付き紙材に対して摩擦力を生じさせ、搬送中の石膏付き紙材から石膏を分離する。このとき、ケーシング部２００が、搬送方向に向かって上昇するように傾斜されていることから、間隙ｄによって石膏付き紙材の一部が撹拌搬送部２０２による搬送から遅延される。
【００３７】
そして、分離された剥離紙Ｍ７は、投入コンベア３から投入口５１を介して圧縮梱包機５に投入され、剥離紙Ｍ３とともに圧縮されて、製紙原料Ｍ９を生成する。一方、選別スクリューコンベア２により分別された石膏粉は、砕石・石灰Ｍ６とともに混合機８によりブロック原料Ｍ８として混合される。
【００３８】
（作用・効果）
以上説明した本実施形態によれば、一次破砕等で紙材と石膏とに分離された後の石膏付き紙材を撹拌しつつ搬送することにより、紙材の裁断を最小限に止めて、紙材に付着した石膏を分離することができる。すなわち、本実施形態では、ケーシング部２００と撹拌搬送部２０２との間の摩擦力により、搬送中の石膏付き紙材を揉み出し、紙資材から石膏を分離させるとともに、ケーシング部２００と撹拌搬送部２０２との間隙ｄにより、石膏付き紙材の一部が撹拌搬送部２０２による搬送から遅延させ、紙材に過度の摩擦力が作用するのを防ぎ、紙材の繊維が必要以上に裁断されるのを回避することができる。
【００３９】
特に、本実施形態においてケーシング部２００は、間隙の大きさに応じて、搬送経路の進行方向に向かって上昇するように傾斜されているため、簡単な構成により、紙材に過度の摩擦力が作用するのを防ぐことができる。また、分離部２０１の下方に設置された粉用の粉用スクリューコンベア２２を設けたため、搬送中に紙材から分離された石膏粉を効率よく回収することができる。
【００４０】
これらの結果、本実施形態によれば、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ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施形態に係る廃石膏ボードの分別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分別リサイクル装置の概略を示す構成図である。
【図３】（ａ）は、本実施形態に係る選別スクリューを含む搬送経路を示す正面図（図１におけるＡ−Ａ断面）であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す側面図である。
【図４】本実施形態に係る紙用スクリューコンベアの内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
θ…傾斜角度
ω…スクリュー回転速度
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
Ｍ６…砕石・石灰
Ｍ７…分別後の剥離紙
Ｍ８…ブロック原料
Ｍ９…製紙原料
Ｖ…搬送速度
ｄ…間隙
１…投入ホッパ
２（２ａ，２ｂ）…選別スクリューコンベア
３…投入コンベア
４…石膏粉排出部
５…圧縮梱包機
６…搬出部
７…搬送コンベア
８…混合機
１１…スクリューフィーダ
２１（２１ａ，２１ｂ）…紙用スクリューコンベア
２２（２２ａ，２２ｂ）…粉用スクリューコンベア
５１…投入口
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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【図３】
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【図４】
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