JP2004025734A - Method for regeneration treatment of plastic and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックの再生処理方法及び装置に関する。ここで処理対象となるプラスチックは、フィルム、シート、容器、包装等を形成している種々のプラスチック材であるが、特に、本発明の有用性を発揮できる処理対象は、工場や一般家庭などから排出され回収される食品容器や包装材のような種々のプラスチックが混在するプラスチック廃棄物(以下「廃プラスチック」という)である。
【0002】
【従来の技術】
一般に、上記のような廃プラスチックは、燃えないごみとして回収されているが、ごみ廃棄場の不足や資源の有効利用の観点から、廃プラスチックを新たなプラスチック材として再生させる技術の開発が要望されている。そのような技術の分野で、プラスチックを再生処理する方法として、回収した廃プラスチックを手作業でできるだけ同じ材料に選別した後、容易に搬送できる程度に粉砕し、押出機等で加熱溶融して成形し、目的のプラスチック成形物を得る方法が知られている。
【0003】
プラスチックには、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のオレフィン系プラスチック、ポリスチレン(PS)等のスチレン系プラスチック、ポリ塩化ビニル(PVC)等のビニル系プラスチックなど種々のものがあるので、廃プラスチックの選別には、アルミ箔や紙片などの非プラスチック材は勿論、所望のプラスチック以外のプラスチックを除去することも含まれる。つまり、所望のプラスチック以外のプラスチック、アルミ箔、紙片等の異物をできるだけ除去することが望まれる。
【0004】
廃プラスチックは、例えば、水より比重が大きいものは水中に沈降し、水より比重が小さいものは水に浮く性質を利用することにより、水より比重が大きいプラスチック(PVC,PETなど)と、水より比重が小さいプラスチック(PP,PEなど)とに分別して、回収することができる。しかし、気泡がついたアルミ箔、紙片などの異物が、比重の小さいプラスチックに付着したり絡まったりして水面に浮上し、それらのプラスチックと共に回収されることもある。その場合、回収した廃プラスチック中にアルミ箔、紙片などの異物が混じっている。
【0005】
廃プラスチック中に混入したアルミ箔や紙片などのわずかな異物を除去するには、多大な労力と費用を要する。このため、従来はこれらを除去せず、そのまま廃プラスチックを押出機に投入して押出成形し、例えば板状、棒状、柱状、ブロック状などの塊状物やシート状の成形体に成形してきた。このような成形体は、その内部に材料同士が互いに溶融しない異物(例えば、比較的サイズの大きなアルミ箔や紙など)が混入していても、実際上特に支障の無い特定の用途に限定して再利用される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
その主な用途は、パレット、杭、ブロック、棒状物、植木鉢などの成形品の材料としての使用であるが、商品としては用途を限定せず、用途を拡大することが望まれる。この用途拡大には、利用し易い成形原料としてペレット化した材料であることが必要であるが、ペレットの生産において、廃プラスチック中に混入するアルミ箔や紙片等が除去されずに残ってしまうことは、品質低下をもたらす。特に、比較的サイズの大きいアルミ箔や紙などがペレットに含まれていると、そのペレットを用いて成形された製品の性能を低下させる原因にもなる。
【0007】
そこで、押出機にスクリーンを設置すれば、廃プラスチック中からアルミ箔などの異物を除去することができる。しかし、比較的サイズの大きい異物の混入が多い場合は、スクリーンにたびたび目詰まりが起こって溶融物の流動性が悪くなり押出量が減少するため、その都度、機械を停止させてスクリーンを取り替えなければならず、結果的に機械の稼働率が著しく低下し、生産能率上問題となってしまう。
【0008】
本発明の目的は、プラスチック製品の質を低下させることなく、原材料となるペレットを効率よく生産することができるプラスチック再生処理方法及び装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、プラスチックを小片状に粉砕し、得られた小片状粉砕物を加熱溶融して小粒状に成形し、得られた小粒状成形物を微粒状に加工処理し、得られた微粒をペレット状に押出成形することを特徴とするプラスチック再生処理方法である。
【0010】
本発明の方法は、各種プラスチック材が混在する廃プラスチックの再生処理に好適である。
【0011】
本発明の装置は、プラスチックを小片状に粉砕する手段と、得られた小片状粉砕物を加熱溶融して小粒状に成形する手段と、得られた小粒状成形物を微粒状に加工処理する手段と、得られた微粒をペレット状に押出成形する手段とを備えたことを特徴とするプラスチック再生処理装置である。
【0012】
本発明の装置において、粉砕手段は、例えば、上記プラスチックをフラフ状又はフレーク状に粉砕するものである。また、本発明の実施の形態では、成形手段は、小片状に加工処理されたプラスチックを加熱溶融して押出し、小粒状に成形する造粒機、加工処理手段は、前記小粒状成形物を微粉末状に加工するパウダーミル、押出成形手段は、前記微粉末状に加工された成形物をペレット状に押出す押出機である。
【0013】
本発明によれば、処理すべきプラスチック中にアルミ箔や紙片等の異物が混入していても、これらの異物はプラスチックと共に粉砕され、小粒状に成形された後、微粒状に加工処理され、最終的にペレット状に押出成形される。この一連の工程で、異物も微粒状に加工処理されるので、異物の混在がプラスチックの流動性の妨げにならず、従来のようにスクリーンの目詰まりを生じさせることはない。このため、プラスチックのペレットを効率よく生産することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のプラスチック再生処理方法を実施する装置の構成を工程毎の手段に分けて示す図である。
【0015】
実施例のプラスチック再生処理装置1は、回収した廃プラスチックのように種々のプラスチック材やアルミ箔、紙片等の異物を含む処理対象のプラスチック2を小片状に粉砕する粉砕工程4と、その排出側のスクリュープレス6から供給されるフラフ(fluff)状又はフレーク(flake)状のプラスチックを加熱溶融して小粒状に押出成形する造粒機8と、得られた小粒状成形物を微粒状に加工処理するパウダーミル10と、得られた微粒をペレット状に押出成形する押出機12とを含む。
【0016】
粉砕工程4では、例えば、回収した廃プラスチックから、所望のプラスチック以外のプラスチック等の異物のうち主な物を手作業で除去した上で小片状に粉砕する。図示の例では、プラスチック2の処理の流れに沿って順次配設された破砕機14、手選別機16、第1比重分離機18、粉砕機20、及び第2比重分離機22により、粉砕工程4が実施される。
【0017】
破砕機14は、回収したフィルム、シート、容器、包装など種々のプラスチックが混在する廃プラスチックのようなプラスチック2を破砕する。
【0018】
手選別機16は、破砕機14で破砕されたプラスチック2から、目的のプラスチック以外のプラスチックやアルミ箔、紙片等の異物を手作業で取り除くことができるように構成したものであり、目立つ異物を人手で選別する粗分別作業の場を提供する。
【0019】
第1比重分離機18は、水より比重が大きいものは水中に沈降し、水より比重が小さいものは水に浮く性質を利用することにより、水より大きい比重のプラスチック(PVC,PETなど)やアルミ箔、紙片を分別・除去して、水より比重が小さいプラスチック(PP,PEなど)を回収するものである。
【0020】
粉砕機20は、第1比重分離機18で回収したプラスチック2を更に細かく粉砕するものである。
【0021】
第2比重分離機22は、粉砕機20で粉砕されたプラスチック2から、第1比重分離機18で分別できなかった異物、例えば、気泡がついたり目的のプラスチックに付着したり絡まったりしたアルミ箔、紙片を分別するものである。
【0022】
第2比重分離機22で分別した小片状のプラスチックは、そのまま本装置の造粒機8に導いてもよいが、スクリュープレス6によってプレスしてから造粒機8に導くことが好ましい。また、プラスチック2が水分を多く含む場合は、水分の影響による気泡の発生や物性の低下を起こすことがあるため、造粒機8に導く前に十分に脱水してから造粒機8に導くようにすることが好ましい。
【0023】
造粒機8は、粉砕工程4から供給された小片状のプラスチックを加熱溶融して小粒状に押出成形するものであり、例えば、フラフ状又はフレーク状のプラスチックを加熱溶融して押出し、小粒状に造粒する押出機で構成される。
【0024】
造粒機8は、プラスチックの造粒を行うときに押出成形が安定に行われ、十分に混練されるように長い滞留時間を要するため、スクリューの有効長さをL、直径をDとしたとき、L/Dは28〜34程度になっている。これは、プラスチックを良く混練することが重要で、混練が不十分であると押出成形が不安定になるからである。
【0025】
このタイプの造粒機としては、例えば、図2に示すようなスクリュー押出型の押出機が用いられる。これは、らせん状1軸スクリュー型押出方式の造粒機であり、主に、フラフ状又はフレーク状のプラスチックを加熱溶融して混練しながら一端部から他端部へ押し出すスクリュー30を収納したスクリューケース40と、そのスクリューケース40の一端部の上方の導入口41に前述のように小片状に粉砕されたプラスチック2を導入するホッパー42と、スクリューケース40の他端部に連結されたホットカット装置70とで構成されている。
【0026】
スクリューケース40は、内筒と外筒からなる二重の円筒構造であり、その内筒と外筒の間には、ケース40内のプラスチックを加熱溶融する加熱器であるバンドヒータ32が、長手方向の全域に亘って配置されている。バンドヒータ32は、ケース40の長手方向に複数個配置し、個別に温度制御を行えるようにすることが好ましく、その加熱区域は、例えば供給部a、溶融部b、圧縮部cの3部分とし、それぞれ自動温度調節により、例えば約200〜230 ℃に加熱されるように構成する。
【0027】
スクリューケース40は、架台44上に水平方向に沿って延在するように取り付けられている。このスクリューケース40の内筒内に、同軸上に回転軸31が回転自在に設けられ、この回転軸31の外周に、ケース40内に投入されたプラスチック2を混練しながら一端部から他端部に向って押し出す螺旋状のスクリュー30が設けられている。
【0028】
スクリューケース40の一端部には、回転軸31と連結した減速機(図示せず)が設けられ、この減速機の回転軸46に従動プーリ48が設けられている。従動プーリ48には、駆動源のモータ50の駆動軸52のプーリ54に掛けられた駆動ベルト56が掛け渡され、モータ50の回転駆動力が駆動ベルト56及び減速機を介して回転軸に伝達されるようになっている。
【0029】
スクリューケース40の他端部には、支持部60が設けられている。この支持部60は、スタンド61上に設置されている。支持部60内には、スクリューケース40からプラスチックが流入する貫通孔62が設けられている。この貫通孔62の径は、スクリューケース40の内筒断面より小さくなるように形成されている。貫通孔62の下流側端部の開口部64には、支持部60とホットカット装置70の内部への入口とを接続する案内管66の一端部が連結されている。
【0030】
ホットカット装置70は、スクリューケース40からのプラスチックを小粒状に成形するものである。ホットカット装置の本体72は、その内部を上下方向に沿って、上記案内管66が接続される流入部74と成形部76とに区画形成されている。
【0031】
流入部74と成形部76は、ダイ板78によって仕切られ、このダイ板78に断面円形の押出口79が複数設けられ、流入部74に流入したプラスチックが押出口79から連続的に成形部76に押出されるようになっている。押出口79の径は、流入部74側が大きく、成形部76側が小さくなるように形成されている。
【0032】
ホットカット装置70の本体72の上部には、モータ80が設けられ、このモータの駆動軸に接続された回転軸81がダイ板78を貫通し、その先端部に円盤状の回転板82が設けられている。この回転板82には、1又は複数のカッター84が取り付けられ、モータ80の駆動により回転板82が所定の回転数で回転し、上記押出口79から押出されるプラスチックをカッター84で小粒状に切断するようになっている。
【0033】
ホットカット装置本体72の成形部76には、上記のようにカッター84で小粒状に切断されたプラスチックに水を噴出して固化させる冷却水噴出ノズル86が複数設けられている。
【0034】
ホットカット装置70の成形部76の下部には、落下する小粒状のプラスチックを排出する排出口88が設けられている。成形部76の底壁は、排出口88に向って下方に傾斜している。
【0035】
上記造粒機8は、加熱溶融したプラスチックを、後段のパウダーミル10で粉砕処理するのに適した大きさ、例えばφ10mm以下の小粒状に成形することが好ましい。
【0036】
パウダーミル10は、造粒機8で成形された小粒状のプラスチックを、微粒状、例えば径が500ミクロン以下になるように加工処理する。このような加工処理手段としては、汎用されている周知の固定刃と回転刃により粉砕を行う構造のパウダーミルが用いられる。
【0037】
図3及び図4に示すように、パウダーミル10は、ミル本体106と蓋体108からなり、ミル本体106と蓋体108とは、ボルト110により着脱自在に結合されている。
【0038】
蓋体108のほぼ中央部には、上下方向に延在する供給管112が接続されている。その上端には供給ホッパー114が設けられ、その上方の振動フィーダ116からプラスチックが所定量ずつ供給される。振動フィーダ116のホッパー118には、図2のホットカット装置70の排出口88から小粒状のプラスチックを搬送する吸引管(圧送管)120の出口側の端部が接続されている。
【0039】
ミル本体106には、回転軸(図示せず)が回転可能に設けられ、この回転軸は、駆動源のモータ122により、駆動ベルト124を介して回転駆動されるようになっている。この回転軸の他端部には、円盤状の回転板(図示せず)が固定され、この回転板の軸が支持されている側とは反対側の表面の周縁部には、その周方向に沿って、例えばリング状の回転刃が、ボルト等により着脱自在に固着されている。回転刃は、回転軸の軸方向とほぼ直交する方向に沿って切断したとき内周縁部から外周縁部にかけて漸次、回転軸の一端部から他端部方向に向って傾斜して形成されている。この回転刃は、モータ122の駆動により高速で回転(3500〜7000 rpm)し得るようになっている。
【0040】
蓋体108の回転板の刃と対向する位置には、その回転刃とほぼ同じ形状の固定刃が設けられている。すなわち、蓋体108をミル本体106に固着させたとき、回転刃の外周縁部と固定刃の外周縁部とが対向するように、固定刃が蓋体108に配設され、これらの刃の間の間隔を任意に調節できるようになっている。具体的には、外周縁部の刃の間隔を0.01〜0.5 mm、内周縁部の刃の間隔を10 mm以下にすることにより、回転刃と固定刃とのせん断力で、プラスチックが径500μm以下に微粒化される。この微粒化されたプラスチックは、回転刃と固定刃との間隙からミル本体106内に落下する。
【0041】
図4に示すように、ミル本体106の下部には、落下し集積した微粒状のプラスチックを搬送する搬送管126が接続され、この搬送管126はサイクロン128に接続されている。サイクロン128は、微粒状のプラスチックを収集するものである。サイクロン128には、吸引ブロワ130が配設された吸引管132が接続され、吸引ブロワ130には吸引気体の排出管134が接続され、この排出管134から排出される気体を集じん処理して大気中に放出する。
【0042】
従って、上記のようにミル本体106の下部に落下し集積した微粒状のプラスチックは、吸引ブロワ130により、搬送管126を介してサイクロン128に送り込まれる。
【0043】
上記のようにして、サイクロン128には、パウダーミル10で微粒化したプラスチックが収集されるが、その中には、完全に微粒化されない異物も混在し得る。例えば、アルミ箔や紙片のような異物は、折り畳まれた状態で、パウダーミル10の回転刃と固定刃とのせん断力で微粒化されることがあり、その場合、アルミ箔や紙片の実際の大きさは、同様に微粒化されたプラスチックよりも大きい。また、パウダーミル10の構造上、小粒状のプラスチックの全てが均一な微粒子に加工されるとは限らない。
【0044】
このように微粒化されない異物(比較的大きい粒状のプラスチックを含む。以下、同様)を除去するため、サイクロン128の下部に選別装置24が設置されている。選別装置24は、サイクロン128に収集された材料から、押出機12内での目詰まりを起こすおそれがある大きさ(規定外)の異物を除去して、微粒化したプラスチックを押出機12に供給すると共に、除去した異物を再度パウダーミル10に戻して微粒化するものである。
【0045】
図示の選別装置24においては、規定外の異物除去手段として、振動ふるい機138が設けられている。上記のようにサイクロン128で収集した、異物が混在する微粒状のプラスチックは、ロータリーバルブ136を介して、振動ふるい機138に一定量供給されるようになっている。
【0046】
振動ふるい機138は、例えば網目状のスクリーン140を用いて、適正サイズ(500ミクロン以下)のものとオーバーサイズ(規定外)のものとにふるい分けるものである。詳細には、ふるい機本体142の内部は、水平方向に延在する網目状スクリーン140により、上下に供給部144と処理部146の2つに区画形成されている。ふるい機本体142の上部には、ロータリーバルブ136からプラスチックを導入する導入口148が設けられ、当該プラスチックは、この導入口148から供給部144内のスクリーン140上に供給される。
【0047】
ふるい機本体142の下部は、スプリング等の弾性部材150を介して振動自在に架台152に支持されている。架台152には、ふるい機本体142を振動させる振動機154が設けられ、この振動機154によりふるい機本体142が振動し、スクリーン140上に供給されたプラスチックを、適正サイズ(500μm以下)のものと規定外のものとにふるい分けるようになっている。
【0048】
ふるい機本体142には、スクリーン140を通過せずにスクリーン140上に残った規定外の異物を排出する排出管156が接続され、この排出管156は、搬送装置であるスクリューコンベヤ158の投入口160に接続されている。スクリューコンベヤ158の搬出口162に接続された導管164は、前記パウダーミル10の供給管112に接続されており、規定外の異物をスクリューコンベヤ158によってパウダーミル10に戻して再度微粒化するようになっている。
【0049】
ふるい機本体142の下方には、スクリーン140を通過して処理部146に落下し集積した適性サイズのプラスチックを回収する回収管166が接続されている。この回収管166の先端を、図5及び図6に示す押出機12のホッパー170に接続することにより、適性サイズのプラスチック(異物を含む。以下同様)をホッパー170に送り込むことができる。或いは、図4に示すように、回収管166の先端を回収容器168に接続して、適性サイズのプラスチックを回収容器168に回収することも可能である。
【0050】
押出機12は、微粒化したプラスチックをペレット状に押出成形するものであり、ペレット状に成形できるならば、任意の構造でよい。図示の例では、螺旋状1軸スクリュー型の押出機が用いられている。
【0051】
図5及び図6に示すように、このスクリュー型の押出機12は、微粒化したプラスチックを加熱溶融すると共に混練しながら一端部から他端部へ押し出すスクリュー184を収納したスクリューケース172と、このケース172の一端部の上方の導入口174に上記の微粒化したプラスチックを供給するスクリューコンベヤ176と、そのスクリューケース172の他端部に連結されたホットカット装置178とを備えている。
【0052】
スクリューコンベヤ176は、ホッパー170の下部に設けられ、このホッパー170に供給された微粒状プラスチックを所定量ずつ、スクリューケース172の導入口174に供給するものである。
【0053】
前述の造粒機8と同様に、押出機12においても、プラスチックのペレット化を行うときに押出成形が安定に行われ、十分に混練されるようにするため、スクリューの有効長さをL、直径をDとしたとき、L/Dは28〜34程度になっている。
【0054】
スクリューケース172は、内筒と外筒からなる二重の円筒構造であり、その内筒と外筒の間には、ケース172内のプラスチックを加熱溶融する加熱器であるバンドヒータ200が、長手方向の全域に亘って配置されている。バンドヒータ200は、ケース172の長手方向に複数個配置し、個別に温度制御を行えるようにすることが好ましく、その加熱区域は、例えば供給部a、溶融部b、圧縮部cの3部分とし、それぞれ自動温度調節により、例えば約200〜230 ℃に加熱されるように構成する。
【0055】
スクリューケース172は、架台180上に水平方向に沿って延在するように取り付けられている。このスクリューケース40の内筒内に、同軸上に回転軸182が回転自在に設けられ、この回転軸182の外周に、ケース172内に投入されたプラスチックを混練しながら一端部から他端部に向って押し出す螺旋状のスクリュー184が設けられている。また、スクリューケース172には、運転を止めるときにこれを冷却するための送風機202が複数(図示例では4つ)設けられている。
【0056】
スクリューケース172の一端部には、回転軸182が連結されている減速機186が設けられ、この減速機186の回転軸188に従動プーリ190が設けられている。従動プーリ190には、駆動源のモータ192の駆動軸194のプーリ196に掛けた駆動ベルト198が掛け渡されており、モータ192の駆動により、駆動ベルト198及び減速機186を介して、スクリュー184が、例えば80〜120rpmで回転するようになっている。
【0057】
スクリューケース172の他端部には、スクリーン204を備えた支持部206が設けられている。このスクリーン204により、完全に均一な微粒子のみから成るペレット状のプラスチックが確実に得られるようにしている。すなわち、前述のようにパウダーミル10で微粒化されたプラスチックにも規定外の異物が混在し、それを振動ふるい機138のスクリーン140で除去しても、最終的な目的の微粒は、例えば「500ミクロン」という微小値以下であるから、「500ミクロン」より僅かに大きい微粒が、振動ふるい機138のスクリーン140を通過してしまうこともあり得る。それ故、押出機12に供給された微粒状のプラスチック中から、最終的に規格外の物を確実に除去するため、押出機12にスクリーン204を設けている。
【0058】
このスクリーン204を設けた支持部206は、スタンド208上に設置されている。支持部206内には、スクリューケース172の他端部から微粒化したプラスチックが流入する貫通孔210が設けられている。この貫通孔210の径は、スクリューケース172の内筒断面より小さくなるように形成されている。支持部206の貫通孔210の下流側端部には、ボルト等の結合部材(図示省略)により、カバー212が着脱自在に連結されている。カバー212は、支持部206の貫通孔210と同径の貫通孔214を有する。
【0059】
スクリーン204は、支持部206の他端面とカバー212とに挟まれて貫通孔214を閉塞するように配置され、スクリューケース172から貫通孔210に流入する微粒状のプラスチック中に前述以上の大きさ(ホットカット装置178で目詰まりを起こす大きさ)の異物が混在しているとき、そのような異物を除去するものである。この押出機12の使用に伴い、目の細かいスクリーン204が目詰まりしてプラスチックの流動性が少しでも低下したとき、或いは定期的に、支持部206からカバー212を外して、スクリーン204を新たなものに交換することができる。
【0060】
上記カバー212の下流側の開口部216には、支持部206とホットカット装置178の内部への入口とを接続する案内管218の一端部が連結されている。
【0061】
ホットカット装置178は、スクリューケース172から供給される微粒状のプラスチックをペレット状に成形するものである。ホットカット装置の本体220は、その内部を上下に、上記案内管218が接続される流入部222と成形部224とに区画形成されている。
【0062】
流入部222と成形部224は、ダイ板226によって仕切られ、このダイ板226に断面円形の押出口228が複数設けられ、流入部222に流入したプラスチックが押出口228から連続的に成形部224に押出されるようになっている。押出口228の径は、流入部222側が大きく、成形部224側が小さくなるように形成されている。
【0063】
ホットカット装置本体220の上部には、モータ230が設けられ、このモータ230の駆動軸に接続された回転軸232がダイ板226を貫通し、その先端部に円盤状の回転板234が設けられている。この回転板234には、1又は複数のカッター236が取り付けられ、モータ230の駆動により回転板234が所定の回転数で回転し、上記押出口228から押出されるプラスチックをカッター236でペレット状(φ2〜8mm)に切断するようになっている。
【0064】
ホットカット装置本体220の成形部224には、上記のようにカッター236でペレット状に切断されたプラスチックに水を噴出して固化させる冷却水噴出ノズル238が複数設けられている。
【0065】
ホットカット装置本体220の成形部224の下部には、落下するペレット状のプラスチックを排出する排出口240が設けられている。成形部224の底壁は、排出口240に向って下方に傾斜している。
【0066】
図6に示すように、排出口240には、ペレット状のプラスチックを脱水機242に導く導管244が接続されている。
【0067】
脱水機242は、ペレット状のプラスチックを脱水するものであり、脱水を行えるものであればどのようなものでもよく、例えば、遠心脱水機が用いられる。
【0068】
脱水機242において脱水処理されたペレット状のプラスチックを排出する排出口には、選別機としての振動ふるい機246が接続されている。
【0069】
振動ふるい機246は、適正サイズ(φ2〜8mm)のペレットとオーバーサイズ(規定外)のものとにふるい分けるものであり、オーバーサイズのものは、他の固定に送られる一方、適正サイズ(φ2〜8mm)のものは、回収容器248に回収され、そこから圧送ダクト250を介してフレコン機252(図1)に圧送され、そこで袋詰めされるようになっている。
【0070】
本実施例のプラスチック再生処理装置1を用いて、回収したプラスチック2を処理するときは、まず、粉砕工程4によりプラスチック2から不要なプラスチック、アルミ箔、紙片等の主な異物を除去すると共に、プラスチック2を粉砕する。
【0071】
詳細には、図1に示すように、プラスチック2は、破砕機14により細かく破砕されてから、手選別機16で所望のプラスチック以外のプラスチックやアルミ箔、紙片等の異物が粗分別される。その後、第1比重分離機18により比重で分別され、粉砕機20で更に細かく粉砕された後、第2比重分離機22により、所望のプラスチック以外のプラスチックやアルミ箔、紙片等の異物が、比重で分別される。この分別処理されたプラスチックは、スクリュープレス6によってプレスされ、水分が多く含まれる場合には、充分に脱水されてから造粒機8に導かれる。
【0072】
図2の造粒機8において、プラスチック2はホッパー42からスクリューケース40内に投入される。モータ50の駆動により、駆動ベルト56及び減速機を介して、回転軸31が回転駆動されてスクリュー30が回転し、プラスチック2を移送しながら加熱器で加熱溶融した状態で、ホットカット装置70に送り込み、ここで前述のように小粒状に成形して排出する。
【0073】
具体的には、造粒機8において、投入量:200〜250kg/h、含水量:10〜20%、スクリュー回転数:100〜120rpm、加熱ヒータ設定温度:200〜230 ℃、L/D:28〜34程度で、プラスチック2を造粒化する。
【0074】
上記のように小粒化した(例えば、粒径が10 mm以下の)プラスチックは、図4に示すように、吸引空気流により、造粒機8の排出口88から吸引管120を介してホッパー118に送りこまれ、ここから振動フィーダ116によって所定量ずつ、パウダーミル10の供給ホッパー114に供給される。
【0075】
パウダーミル10においては、モータ122の駆動により、駆動ベルト124を介して、回転刃が、例えば3500〜7000rpmで回転し、回転刃と固定刃と間に形成されたクリアランス部分に小粒状のプラスチックが進入し、回転刃と固定刃とのせん断力により、粉末状(径500μm以下)に微粒化される。
【0076】
微粒化されたプラスチックは、回転刃と固定刃との間隙からミル本体106内に落下する。そして、集積した微粒状のプラスチックは、搬送管126を介してサイクロン128に導かれて収集される。サイクロン128に収集されたプラスチックは、ロータリーバルブ136によって振動ふるい機138の供給部144のスクリーン140上に一定量供給され、振動機154によりふるい機本体142が振動して、適正サイズ(500ミクロン以下)のものとオーバーサイズ(規定外)のものとにふるい分けられる。
【0077】
すなわち、オーバーサイズ(規定外)のものは、スクリーン140を通過できず、スクリーン140上から排出管156を介してスクリューコンベヤ158に案内され、スクリューコンベヤ158からパウダーミル10に戻されて再度、微粒化される。
【0078】
他方、スクリーン140を通過して処理部146に落下し集積した適性サイズ(微粒状)のプラスチックは、前述のように回収管166を介して、図5に示す押出機12のホッパー170に供給される。そして、スクリューコンベヤ176により、微粒状のプラスチックが所定量ずつ、導入口174から押出機12のスクリューケース172に供給される。
【0079】
押出機12においては、モータ192の駆動により、駆動ベルト198及び減速機186を介してスクリュー184が(例えば80〜120rpmで)回転し、プラスチックが移送されつつ、バンドヒータ200により加熱(例えば、200〜230℃)溶融された状態で、供給部a、溶融部b及び圧縮部cを介して、支持部206の貫通孔210内に流入する。そして、前述のスクリーン204を通過した均一な微粒のみからなるプラスチックは、案内管218を介して、ホットカット装置178の流入部222に連続的に押出される。
【0080】
上記流入部222に流入したプラスチックは、押出口228から成形部224に押出され、モータ230の駆動により回転するカッター236でペレット状(φ2〜8mm)に切断される。このカッター236でペレット状に切断されたプラスチックは、冷却水噴出ノズル238から噴出した水で、ペレットとして固形化され、成形部224の下部に落下する。
【0081】
こうして得られたプラスチックのペレットは、ホットカット装置178の排出口240から、図6に示す導管244を介して脱水機242で脱水処理された後、振動ふるい機246で適正サイズのものとオーバーサイズ(規定外)のものとにふるい分けられる。そして、適正サイズのペレットは、回収容器248に回収され、そこから圧送ダクト250を介してフレコン機252に圧送され、袋詰めされる。
【0082】
以上のように、実施例によれば、小片状に粉砕したプラスチック2中にアルミ箔や紙片等の異物が混入していても、造粒機8で加熱溶融して小粒状に成形したプラスチックと共に異物もパウダーミル10で微粒化され、押出機12に供給されるので、押出機12には確実に微粒状の材料が供給される。これにより、押出機12でのスクリーンの目詰まりが可及的に少なくなる。すなわち、造粒機8から押出機12までの一連の工程で、異物も微粉末状に加工処理されるので、異物の混在がプラスチックの流動性を妨げるものではなく、押出機12内でスクリーンの目詰まりを生ずる頻度は、従来よりも大幅に減少する。その結果、プラスチックのペレットの生産効率が大きく向上する。
【0083】
また、押出機で押出成形されて得られるペレットは、均一な微粒子のプラスチック材であるから、これを材料とする成形品の用途の拡大を図ることができ、工業的価値が高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプラスチック再生処理装置の構成例を示す図。
【図2】造粒機の一例を示す一部断面図。
【図3】パウダーミルの一例を示す正面図。
【図4】パウダーミルと振動ふるい機との関係を示す図。
【図5】押出機の構成例を示す一部断面図。
【図6】押出機の一例を示す構成図。
【符号の説明】
1…プラスチック再生処理装置、2…プラスチック、4…粉砕工程、8…造粒機、10…パウダーミル、12…押出機、24…選別装置。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for reprocessing plastic. Here, the plastics to be treated are various plastic materials forming films, sheets, containers, packaging, and the like. This is plastic waste (hereinafter referred to as "waste plastic") in which various plastics such as food containers and packaging materials that are discharged and collected are mixed.
[0002]
[Prior art]
Generally, such waste plastics are collected as non-burnable waste, but from the viewpoint of shortage of waste disposal sites and effective use of resources, there is a demand for the development of technology to recycle waste plastic as new plastic materials. ing. In the field of such technology, as a method of recycling plastics, the recovered waste plastics are manually separated into the same material as much as possible, then crushed to the extent that they can be easily transported, and then heated and melted with an extruder or the like to form A method for obtaining a desired plastic molded product is known.
[0003]
Plastics include olefin-based plastics such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), styrene-based plastics such as polystyrene (PS), and vinyl-based plastics such as polyvinyl chloride (PVC). Sorting includes removing non-plastic materials such as aluminum foil and paper pieces, as well as plastics other than the desired plastic. That is, it is desirable to remove as much foreign matter as possible, such as plastic, aluminum foil, and paper pieces other than the desired plastic.
[0004]
For example, waste plastics having a specific gravity higher than water settle in water, and those having a specific gravity lower than water use the property of floating on water, so that plastic (PVC, PET, etc.) having a higher specific gravity than water can be used. It can be separated and recovered from plastics (PP, PE, etc.) having a lower specific gravity. However, foreign substances such as aluminum foil and paper pieces with air bubbles may adhere to or become entangled with plastics having a low specific gravity, float on the water surface, and be collected together with those plastics. In that case, foreign materials such as aluminum foil and paper chips are mixed in the collected waste plastic.
[0005]
A great deal of labor and cost is required to remove small foreign matters such as aluminum foil and paper chips mixed in the waste plastic. For this reason, conventionally, without removing these, the waste plastic has been put into an extruder as it is and extruded, for example, to be formed into a lump such as a plate, a rod, a column, or a block, or a sheet. Such a molded product is limited to a specific use that does not cause any particular problem even if foreign materials (for example, relatively large aluminum foil or paper) in which the materials do not melt with each other are mixed therein. And reused.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Its main use is as a material for molded articles such as pallets, piles, blocks, rods, flowerpots, etc., but it is desired to expand the use without limiting the use as a product. In order to expand this application, it is necessary to use pelletized material as an easy-to-use molding raw material, but in the production of pellets, aluminum foil and paper chips mixed in waste plastic remain without being removed Causes quality deterioration. In particular, if aluminum foil, paper, or the like having a relatively large size is contained in the pellet, the performance of a product formed using the pellet may be reduced.
[0007]
If a screen is installed in the extruder, foreign substances such as aluminum foil can be removed from the waste plastic. However, if a relatively large amount of foreign matter is mixed in the screen, the screen often becomes clogged and the flowability of the melt deteriorates, reducing the amount of extrusion.Therefore, the machine must be stopped and the screen replaced each time. As a result, the operation rate of the machine is remarkably reduced, which causes a problem in production efficiency.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for recycling plastic, which can efficiently produce pellets as raw materials without deteriorating the quality of plastic products.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the method of the present invention, the plastic is pulverized into small pieces, the obtained small pulverized material is heated and melted to form small particles, and the obtained small particle molded product is processed into fine particles to obtain a fine particle. A plastic recycling method characterized by extruding the obtained fine particles into pellets.
[0010]
The method of the present invention is suitable for reclaiming waste plastic in which various plastic materials are mixed.
[0011]
The apparatus of the present invention comprises means for pulverizing plastic into small pieces, means for heating and melting the obtained small pulverized material to form small particles, and processing the obtained small-grained molded product into fine particles. A plastic recycling processing apparatus comprising: means for processing; and means for extruding the obtained fine particles into pellets.
[0012]
In the apparatus of the present invention, the crushing means is, for example, for crushing the plastic into fluff or flake. Further, in the embodiment of the present invention, the molding means heat-melts and extrudes the plastic processed into small pieces, and extrudes the plastic into small particles. The powder mill and the extruding means for processing into a fine powder are extruders for extruding the molded product processed into the fine powder into pellets.
[0013]
According to the present invention, even if foreign substances such as aluminum foil and paper pieces are mixed in the plastic to be processed, these foreign substances are pulverized together with the plastic, formed into small particles, and then processed into fine particles, Finally, it is extruded into a pellet. In this series of steps, the foreign matter is also processed into fine particles, so that the foreign matter does not hinder the fluidity of the plastic and does not cause clogging of the screen as in the conventional case. Therefore, plastic pellets can be efficiently produced.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the plastic recycling treatment method of the present invention divided into means for each step.
[0015]
The
[0016]
In the pulverizing
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The first
[0020]
The
[0021]
The second
[0022]
The small-sized plastic separated by the second
[0023]
The granulator 8 heats and melts the small pieces of plastic supplied from the pulverizing
[0024]
When the granulator 8 performs the granulation of the plastic, the extrusion molding is performed stably, and a long residence time is required so that the mixture is sufficiently kneaded. Therefore, when the effective length of the screw is L and the diameter is D, , L / D are about 28 to 34. This is because it is important to knead the plastic well, and if the kneading is insufficient, the extrusion molding becomes unstable.
[0025]
As this type of granulator, for example, a screw extrusion type extruder as shown in FIG. 2 is used. This is a spiral single-screw extruder type granulator, which mainly contains a
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
At one end of the
[0029]
At the other end of the
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
A
[0033]
A plurality of cooling
[0034]
At the lower part of the
[0035]
It is preferable that the granulator 8 forms the heat-melted plastic into small particles having a size suitable for pulverization by a
[0036]
The
[0037]
As shown in FIGS. 3 and 4, the
[0038]
A
[0039]
A rotary shaft (not shown) is rotatably provided on the mill
[0040]
At a position of the
[0041]
As shown in FIG. 4, a transport pipe 126 for transporting the finely divided plastic that has dropped and accumulated is connected to a lower portion of the
[0042]
Therefore, the fine-grained plastic dropped and accumulated on the lower portion of the
[0043]
As described above, the plastics atomized by the
[0044]
In order to remove such foreign matter that is not atomized (including relatively large granular plastic; the same applies hereinafter), a
[0045]
In the illustrated
[0046]
The vibrating
[0047]
The lower part of the sieving machine
[0048]
A
[0049]
A
[0050]
The
[0051]
As shown in FIGS. 5 and 6, the screw-
[0052]
The
[0053]
Similarly to the above-described granulator 8, also in the
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
At one end of the
[0057]
The other end of the
[0058]
The
[0059]
The
[0060]
One end of a
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
A
[0064]
A plurality of cooling
[0065]
A
[0066]
As shown in FIG. 6, the
[0067]
The
[0068]
A vibrating
[0069]
The vibrating
[0070]
When the collected
[0071]
Specifically, as shown in FIG. 1, the
[0072]
In the granulator 8 shown in FIG. 2, the
[0073]
Specifically, in the granulator 8, the input amount: 200 to 250 kg / h, the water content: 10 to 20%, the screw rotation speed: 100 to 120 rpm, the heater setting temperature: 200 to 230 ° C, and the L / D: At about 28 to 34, the
[0074]
As shown in FIG. 4, the plasticized particles (for example, having a particle size of 10 mm or less) formed as described above are sucked by a suction air stream from a
[0075]
In the
[0076]
The atomized plastic falls into the
[0077]
That is, the oversized (unspecified) one cannot pass through the
[0078]
On the other hand, the appropriate-size (fine-grained) plastic that has passed through the
[0079]
In the
[0080]
The plastic that has flowed into the
[0081]
The plastic pellets thus obtained are dewatered by a
[0082]
As described above, according to the embodiment, even if a foreign substance such as an aluminum foil or a paper piece is mixed in the
[0083]
Further, since the pellets obtained by extrusion molding with an extruder are plastic materials having uniform fine particles, the use of molded articles made of the pellets can be expanded, and the industrial value is high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a plastic recycling apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a partial sectional view showing an example of a granulator.
FIG. 3 is a front view showing an example of a powder mill.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a powder mill and a vibrating sieve.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration example of an extruder.
FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of an extruder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
得られた小片状粉砕物を加熱溶融して小粒状に成形し、
得られた小粒状成形物を微粒状に加工処理し、
得られた微粒をペレット状に押出成形する
ことを特徴とするプラスチック再生処理方法。Crush the plastic into small pieces,
The obtained small crushed material is heated and melted to form small particles,
The resulting small-granular molded product is processed into fine particles,
A plastic recycling method characterized by extruding the obtained fine particles into pellets.
得られた小片状粉砕物を加熱溶融して小粒状に成形する成形手段と、
得られた小粒状成形物を微粒状に加工処理する加工処理手段と、
得られた微粒をペレット状に押出成形する押出成形手段と
を備えたことを特徴とするプラスチック再生処理装置。Crushing means for crushing the plastic into small pieces,
Forming means for heating and melting the obtained small flakes to form small particles,
A processing means for processing the obtained small-granular molded product into fine particles,
An extruder for extruding the obtained fine particles into pellets.
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