JP4605367B2 - 廃棄トナーの固形化及び再利用カーボン入り樹脂成形材料製造装置 - Google Patents

Description

本発明は複写機やプリンター等の微粉状廃棄トナーを固形化し、再利用カーボン入り樹脂成形材料を製造する装置および処理方法に関する。

従来の廃棄トナー処理方法はそのまま廃棄焼却するか、微粉状廃棄トナーを加熱・溶融・冷却の工程を経て固形化し燃料等に供される方法が考案されている。
特開２００３−２４１６０９号

従来考案されている廃棄トナー処理方法は、微粉状の廃棄トナーをそのままの形態で処理しようとするために飛散などの周囲環境汚染等の弊害が発生する。さらにはその処理を行う装置についても、メカニカルな部分に対して微粉状トナーが付着・固着する等装置の稼働率の低下及び装置の短寿命化等の課題が発生する。又、固形化された廃棄トナーを燃料に供する考案がされているが、燃焼の際の有害ガスの発生等が課題として残されている。

本発明は、廃棄トナーと一般的増粘剤を溶解させた水溶液であるケミカルコンパウンド（水）溶液を混練した状態で固形化処理工程に投入し、シート状又は棒状で取り扱うことができるようにした。

さらに本発明は、廃棄トナーとケミカルコンパウンド（水）溶液の混練物をシート状又は棒状に成形・乾燥・冷却後小片に分割した状態で一旦取出し本乾燥・粉砕することによって、廃棄トナーを燃料としてではなくカーボン入り樹脂成形材料に再利用することができるようにした。

微粉状の廃棄トナーに比べて固形化処理工程での取り扱いが容易で、従来の課題であった固形化処理装置へのトナーの付着・固着や飛散などの周囲環境汚染が解消され、固形化処理装置の長寿命化がもたらされる。又、廃棄トナーをシート状又は棒状に成形後帯状に平滑化し加熱乾燥・冷風冷却時間を短縮することによって生産性が向上する。

廃棄トナーを再利用カーボン入り樹脂成形材料として樹脂成形メーカーに供給することが可能となり、有効な再資源化が実現される。

本発明の１実施例を図１から図９を用いて説明する。

図１は実施例の全体工程図である。集荷され計量装置３、４で計量が行われた廃棄トナー１とケミカルコンパウンド（水）溶液２は混練装置５にて混練される。その後成形装置７（実施例は押出し成形機）にてシート状又は棒状に成形され、スタンパーユニット８で帯状に平滑化された後、分割溝形成部９で分割溝を形成し加熱乾燥部１０冷風冷却部１１によって固形化が行われる。固形化された廃棄トナー１８は分割ユニット１２でチョコブレークされ固形物１９の状態で落下し取出し部１３に収納される。小片の形状で収納された固形物１９は残留している水分を完全除去するために本乾燥炉１５に投入されて本格的に乾燥後、破砕装置１６によって再利用カーボン入り樹脂成形材料として出荷が可能な形状・寸法に破砕され梱包・出荷工程１７に送出される。

次に前記各工程について詳細な説明を行う。図２は廃棄トナー１とケミカルコンパウンド（水）溶液２を混練装置５から成形装置７へカートリッジ６１にて投入する投入部６の工程とカートリッジの実施例断面を示す。廃棄トナー１と、あらかじめ水に一般的増粘剤を溶解させたケミカルコンパウンド（水）溶液２を計量装置３、４で計量後混練装置５に投入し混練する。この際の混練割合は重量比で廃棄トナー１．０に対してケミカルコンパウンド（水）溶液０．５〜０．９が実施例として最良な結果が得られている。この混練物をカートリッジ６１に充填し成形装置７の入口部に移動させ、空気圧シリンダー６２の押下によって成形装置７へ混練物の投入を行う。投入が終わり空になったカートリッジ６１は再び混練装置５の所定の位置に戻される。

ケミカルコンパウンド（水）溶液２に用いる一般的増粘剤は、グリセリン、（メチル）セルロース、デキストリン、スクロース、グルコース、グルカン、カラギーナン、ステアリン酸ポリエチレングリコールなどが用いられる。水に対する配合割合は０．１〜１０重量％の範囲内が望ましい。又、水は純水などの特別な処理を施したものを使用する必要がないのでコスト面での圧迫にも繋がらない。

図３にシート成形装置７の断面図を示す。この実施例ではケミカルコンパウンド（水）溶液２と混練された廃棄トナー１が、回転モータ７１の駆動による成形スクリュー７２の押出し成形方式でシート状又は棒状に成形される。押出し成形される断面寸法はシート状で幅２００〜３００ｍｍ、厚さ５〜１０ｍｍ、棒状でφ５〜１０ｍｍの範囲内で調整が可能な装置となっている。又、本実施例では１時間あたり５０ｋｇｆ以上の押出し能力を確認している。図５、図６に成形装置７の出口部穴形状の一例７３、７４を示す。

図４にスタンパーユニット８から取出し部１３までの一連の工程を示す。成形装置７によってシート状又は棒状に成形された後、ベルトコンベア１４上でスタンパーユニット８によって帯状に平滑化される。さらに分割溝形成部９によって分割溝が形成される。本実施例では加熱乾燥部１０の入口部に、直交する２方向のＶ字形状溝を形成する分割溝形成部９を装備している。ベルトコンベア１４の流れ方向の溝は、いわゆる櫛状の先端形状を有する固定板９１によって連続形成される。又、ベルトコンベア１４の流れと直角方向の分割溝は、小型モータの回転運動を利用したリンク機構を有する分割溝形成部９に連結された可動板９２で間歇的に一定ピッチで形成される。固定板９１のＶ字形状加工ピッチと小型モータの回転速度を可変することによってそれぞれの方向の分割溝ピッチ寸法が設定できる。図７に固定板９１の正面図及び側面図を示す。又、図８には可動板９２の正面図及び側面図を示す。さらに図９に固定板９１でベルトコンベア１４の流れ方向に分割溝が形成された帯状廃棄トナーの断面を示す。

分割溝が形成された帯状の廃棄トナーはベルトコンベア１４によって加熱乾燥部１０・冷風冷却部１１に搬送される。本実施例では遠赤外線ヒータによる加熱乾燥温度２５０〜３００℃、加熱乾燥時間１０〜２０分の加熱乾燥後冷風冷却を行い、加熱乾燥部１０・冷風冷却部１１の後に配置された分割ユニット１２で押下されチョコブレークされた固形物１９が取出し部１３に収納される。

固形物１９に残留するケミカルコンパウンド（水）溶液２の水分の完全除去をこのベルトコンベア１４上で行おうとするとコンベアの長さを長くする必要があり、生産工程としてのレイアウト上合理的でないために、水分の完全除去は本乾燥炉１５で単独に行う方式を選択した。

固形物１９を本乾燥炉１５で１００〜２００℃、１〜２時間本乾燥し固形物１９の水分除去を完全に行う。その後粉砕装置１６にて２〜４ｍｍ角程度のサイズに粉砕し再利用カーボン入り樹脂成形材料として梱包・出荷工程１７に送出する。

本発明の実施形態に係る廃棄トナー固形化処理工程の全体図である。 本発明に係る廃棄トナーとケミカルコンパウンド（水）溶液の混練装置から成形装置へ投入するまでの工程図である。 本発明に係る成形装置の内部構造断面図である。 本発明に係る成形後のスタンパーユニットから取出し部までの一連の工程図である。 本発明に係るシート状成形時の成形装置出口部穴形状である。 本発明に係る棒状成形時の成形装置出口部穴形状である。 図４の中の分割溝形成部固定板９１の正面図及び側面図である。 図４の中の分割溝形成部可動板９２の正面図及び側面図である。 図４の中の分割溝形成部固定板９１及び可動板９２で分割溝が形成された帯状廃棄トナー１８の正面図、平面図、側面図である。

符号の説明

１ 廃棄トナー
２ ケミカルコンパウンド（水）溶液
３ 計量装置
４ 計量装置
５ 混練装置
６ 投入部
７ 成形装置
８ スタンパーユニット
９ 分割溝形成部
１０ 加熱乾燥部
１１ 冷風冷却部
１２ 分割ユニット
１３ 取出し部
１４ ベルトコンベア
１５ 本乾燥炉
１６ 粉砕装置
１７ 梱包・出荷
１８ 帯状廃棄トナー（分割溝形成後）

Claims (1)

1. 廃棄トナーとケミカルコンパウンド（水）溶液を混練する工程と、このケミカルコンパウンド（水）溶液と混練された廃棄トナーを投入しシート状又は棒状に成形する工程と、この成形された廃棄トナーをスタンピング・分割溝形成・加熱乾燥・冷風冷却・分割して取出しする工程と、取出された廃棄トナー固形物を本乾燥・粉砕・梱包・出荷する工程を有することを特徴とする一連の廃棄トナー再利用カーボン入り樹脂成形材料製造装置

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