JP2003206316A - ワツクス状物質の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワックス状物質生成用合成樹脂廃材を加熱
溶融して熱分解させて溶融化したワックス状生成物と
し、生成したワックス状溶融物をその受溜用タンクに落
下させるワックス状物質の製造を効率よくおこなうこと
ができる装置を提供する。 【解決手段】 本発明は、ワックス状物質生成用合成樹
脂廃材を原料とし、該原料を加熱溶融する回転自在な燃
焼用バスケットと、該燃焼用バスケットに対して上端開
口部を有し、生成したワックス状溶融物を受溜する受溜
用タンクとからなり、前記燃焼用バスケットの下端開口
部には、原料を載置する面が凹面で且つ多孔状のロスト
ルが設けられ、前記受溜用タンクの上方にはタンクに対
する面が凹面で且つ多孔状のガス集束部材がタンク内に
溜まったワックス状溶融物から発生する可燃性高熱ガス
を集束して前記原料の燃焼部分に集中的に送付するよう
に設けられていることを特徴とするワックス状物質の製
造装置である。前記ロストルと前記ガス集束部材とが連
結されていることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂廃材を加熱溶融
して熱分解させ、燃料用、顔料用或いは鋳造用等に使用
されるワックス状物質を製造する製造装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、合成樹脂廃材を加熱溶融して
熱分解させ、ワックス状物質を製造する製造装置とし
て、例えば特開昭６０−１９０４９４号公報、特開平５
−８４７４２号公報、特開平１０−１２８７４７号公報
に記載されているように、ポリエチレン樹脂等の合成樹
脂廃棄物を原料として処理し、燃料用、顔料用または鋳
造用として有用なワックス状物質を製造する装置が提案
されている。

【０００３】この開示された装置は、図３に示すよう
に、ワックス状物質溶融物を溜めておく有底円筒状の受
溜用タンクＴが、タンク上端開口部１ｂを有し、かつ、
支脚１ａによって支持されて設けられている。

【０００４】該受溜用タンクＴのタンク上端開口部１ｂ
には、合成樹脂廃材等の原料Ａを加熱溶融する円筒状の
燃焼用バスケット２が一体的に載架されて固設されてい
る。該燃焼用バスケット２の側壁には、多数の空気導入
孔２ｂが、燃焼用バスケット２の内部と外部とを連通す
るように、上記側壁の厚さ方向に穿設されている。

【０００５】燃焼用バスケット２の下端開口部２ａに
は、閉塞した箱状の触媒槽（脱可塑化促進用バスケッ
ト）４が、下端開口部２ａを下側から塞ぐように取り付
けられている。触媒槽４は、その全壁が多孔状となる網
目状部４ａを有しており、その触媒槽４内に後述する溶
融物Ｂの脱可塑化促進用の金属触媒、例えば白金や銅か
らなる線状触媒４ｂを溶融物Ｂが通過し得るように充填
されている。

【０００６】燃焼用バスケット２に供給する空気量を調
節する円筒状のエアーバランサー５が燃焼用バスケット
２の外周を覆うように、上記燃焼用バスケット２の外周
に対し所定の間隔をおいて設置されている。そのエアー
バランサー５の下部には、空気導入用開口部５ａが設け
られている。

【０００７】前記受溜用タンクＴと燃焼用バスケット２
との間には、受溜用タンクＴ内にて生成した可燃性の高
熱ガスＧを効率よく燃焼用バスケット２内に送出するた
めに、連通管９が複数、受溜用タンクＴの外壁に対し上
下方向に沿ってそれぞれ設置されている。各連通管９に
は受溜用タンクＴからのガスを燃焼用バスケット２に送
り出すポンプ１０が、上記高熱ガスＧの送出を促進する
ためにそれぞれ設けられている。

【０００８】受溜用タンクＴの内底部には、ワックス状
物質Ｃの溶融している温度を電気加熱によって上昇させ
る加熱手段として、パイプ状のヒーター６が設置されて
いる。また、受溜用タンクＴの内部には、ワックス状物
質Ｃの溶融している温度を検出するバイメタルや熱電対
などの温度センサ７が温度検出手段として設置されてい
る。

【０００９】前記ヒーター６には、該ヒーター６をオン
・オフ制御もしくは比例制御するためのマイコン等の制
御手段８がワックス状物質Ｃの溶融物を所定温度に保つ
ように設けられている。

【００１０】上記の燃焼用バスケット２内の下部には、
原料Ａを載置して、溶融・熱分解するための原料受皿で
あるロストル３が、燃焼用バスケット２の下端開口部２
ａを上方から塞ぐように、上記燃焼用バスケット２内の
周壁に取り付けられている。

【００１１】上述した製造装置においてワックス状物質
を製造するには、まず、原料Ａとして、可燃性の例えば
高架橋のポリエチレンと、ワックス状物質生成用の無架
橋、低架橋および高架橋のポリエチレン等のポリオレフ
ィンやポリスチレンとを混合して用い、原料Ａを原料投
入用ホッパー６から所定量燃焼用バスケット２のロスト
ル３上に投入する。

【００１２】次いで、原料Ａに含まれる高架橋のポリエ
チレンに着火して燃焼させると、ワックス状物質生成用
の合成樹脂は熱分解して溶融し、その溶融物Ｂはロスト
ル孔部３ａから滴下し、触媒槽４の触媒間を通過して受
溜用タンクＴに落下する。

【００１３】このとき、触媒槽４および受溜用タンクＴ
内は高架橋ポリエチレンの燃焼による酸素の消失で徐々
に酸欠状態となり、酸欠状態で熱分解したワックス状物
質Ｃは受溜用タンクＴに溜まる。

【００１４】このように、溶融して高熱状態となってい
るワックス状物質Ｃは、酸欠状態において一部が気化し
て可燃性の高熱ガスＧを発生する。この高熱ガスＧは、
受溜用タンクＴと燃焼用バスケット２との間に設けた連
通管９により燃焼用バスケット２内に送出される。

【００１５】該連通管９は受溜用タンクＴ内にて生成し
た可燃性の高熱ガスＧを効率よく燃焼用バスケット２内
に送出するためのもので、複数本が受溜用タンクＴの外
壁に対し上下方向に沿って設置され、各連通管９には受
溜用タンクＴからのガスを燃焼用バスケット２に送り出
すポンプ１０が、上記高熱ガスＧの送出を促進するため
に設けられている。燃焼用バスケット２内に送り出され
た高温前記原料Ａの燃焼場所において、燃焼用バスケッ
ト２の空気導入孔２ａから導入される空気と混合されて
燃焼し、原料Ａの溶融を継続させる。このように装置を
構成することにより、立ち上げ時において熱エネルギの
供給を必要とするが、その後は自立的に熱エネルギが供
給されるようになる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ワック
ス状製造装置には図４、図５に示すようなロストルが採
用されている。即ち、図４に示すロストル３１は、ロス
トル上での原料Ａの偏在を抑制するために、上方に凸状
な円盤状に形成し、ロストル３１には多数のロストル孔
部３１ａが穿設ている。

【００１７】しかしこのような従来の構成では、ホッパ
ーから投入される原料はロストルが回転していないため
にロストル上の一ヶ所に固まって体積され、均一に分布
されず、偏在することがあり、原料Ａの偏在によって、
原料に対する加熱が不均一となって、ロストル３１のロ
ストル孔部３１ａに対し目詰まりを生じさせることがあ
り、原料Ａの熱分解、溶融化の能率が、不均一な加熱や
目詰まりにより低下することがあるという問題を生じて
いた。

【００１８】一方、図５に示すロストル３２は、燃焼用
バスケット２内にて水平方向に複数に分割され、また、
燃焼用バスケット２内での上下方向に沿って、互いにそ
れぞれ変位した、多段、例えば２段となるように構成さ
れている。

【００１９】より具体的には、該ロストル３２は、燃焼
用バスケット２の内径より小径で多数のロストル孔部３
２ａを有し、全面に原料Ａを載置する平滑な円盤状の上
部載置板３２ｅからなる円盤状の上部ロストル３２ｂ
と、燃焼用バスケット２の内壁に、上下方向に遊嵌し得
る外径を備え、リング状のパンチングボードで構成され
た下部載置板３２ｉからなる円環状の下部ロストル３２
ｃとが同軸状となるように設けられている。

【００２０】また、円環状の下部ロストル３２ｃの内径
は、上部ロストル３２ｂの外径より若干小さくなるよう
に設定されている。このような上部ロストル３２ｂと下
部ロストル３２ｃとによって、燃焼用バスケット２の下
端開口部２ａを上方から覆うことを可能としている。

【００２１】しかしながら、このようにロストル３２
を、上下方向に多段、例えば２段に、互いに変位した段
差を有するように設けても、該ロストル３２は回転せ
ず、しかも、原料が投入、供給される面は平滑面である
ためにホッパーから供給される原料は分散することなく
ロストル３２上に偏在することになり、原料Ａや原料と
溶融物Ｂとの混合物による目詰まりを回避できず、燃焼
温度の分布が均一とならず、上記原料Ａの溶融効率の改
善は殆どなされていない。

【００２２】また、上述した従来の装置では、受溜用タ
ンクＴと燃焼用バスケット２との間に、受溜用タンクＴ
内にて生成した可燃性の高熱ガスＧを効率よく燃焼用バ
スケット２内に送出するための連通管９が複数、受溜用
タンクＴの外壁に対し上下方向に沿ってそれぞれ設置さ
れ、各連通管９には受溜用タンクＴからのガスを燃焼用
バスケット２に送り出すポンプ１０が、上記高熱ガスＧ
の送出を促進するためにそれぞれ設けられている。この
ように、連通管９、ポンプ１０を設けることにより装置
自体が極めて複雑且つ煩雑となり、装置の運転に熟練を
要すると共に装置の価格を高くする要因となっていた。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明のワックス状物質
の製造装置は、上記課題を解決するために、ワックス状
物質生成用合成樹脂廃材を原料とし、該原料を加熱溶融
する回転自在な燃焼用バスケットと、該燃焼用バスケッ
トに対して上端開口部を有し、生成したワックス状溶融
物を受溜する受溜用タンクとからなり、前記燃焼用バス
ケットの下端開口部には、原料を載置する面が凹面で且
つ多孔状のロストルが設けられ、前記受溜用タンクの上
方にはタンクに対する面が凹面で且つ多孔状のガス集束
部材がタンク内に溜まったワックス状溶融物から発生す
る可燃性高熱ガスを集束して前記原料の燃焼部分に集中
的に送付するように設けられていることを特徴とする。

【００２４】前記ロストルと前記ガス集束部材とは連結
されていることが好ましい。

【００２５】

【作用】本発明の装置によれば、ワックス状物質生成用
合成樹脂廃材である原料をホッパーから投入すると、燃
焼用バスケットの回転に従ってロストルも回転するので
原料はロストル上に均一に分布するように供給すること
ができ、原料の加熱、熱分解、溶融化が進むに従って原
料はロストル表面の凹面に沿って中心部に集束され、従
って燃料の加熱、熱分解、溶融化が均等に行われてロス
トルに設けたロストル孔を詰まらせることがない。

【００２６】また、ロストルの下側にガス集束部材を設
け、該ガス集束部材のタンクに対する面を凹面とするこ
とで、タンク内で発生する高温ガスをバスケットの中心
部分、即ち、原料が多く集まる部分に多くの高温可燃性
ガスが供給されるように構成されているので、燃焼高率
を大幅に向上すると共に、従来のように、受溜用タンク
Ｔ内にて生成した可燃性の高熱ガスＧを効率よく燃焼用
バスケット２内に送出するための複数の連通管９、並び
に受溜用タンクＴからのガスを燃焼用バスケット２に送
り出すポンプ１０が不要となり、装置が簡素化され、従
って、安価に提供できると共に、装置の運転に熟練を要
することなく、品質の安定したワックスを連続して製造
することができる。

【００２７】

【実施例】本発明の一実施例を図１、図２に基づき詳細
に説明する。図１は本発明のワックス状物質製造装置の
１実施形態を示すもので、Ｔはワックス状溶融物の受溜
用タンクで、その受溜用タンクＴのタンク上端開口部１
ｂには、筒状の燃焼用バスケット６が回転自在に載架さ
れている。この燃焼用バスケット６の側壁には、多数の
空気導入孔６ｂが穿設されている。図において８は燃焼
用バスケット２を回転自在に支持するベアリング式支持
台で、燃焼用バスケット２は回転機構（モーター等）１
０により回転し得るように載架されている。

【００２８】この燃焼用バスケット６内の下部には、原
料受け皿であるロストル２０が、燃焼用バスケット６の
下端開口部を上方から塞ぐように設置されている。ロス
トル２０は、図２に示すように、原料載置面２１と該載
置面２１の下方に設けたガス集束部材２２とからなって
いる。原料の受け面（載置面）２１は凹面とし、多数の
ロストル孔２１ａが穿設されている。前記ロストル２０
の下方に設けるガス集束部材２２はタンクＴと対面する
面が凹面に形成され、多数のガス導通孔２２ａが穿設さ
れている。前記ロストル２０を構成する載置面２１とガ
ス集束部材２２とは、図示するように連結しておくとロ
ストル２０をバスケット２に装着するだけで設置でき、
装置の組立て、メンテナンスに好適である。なお、載置
面２１とガス集束部材２２とをそれぞれ別に準備し、バ
スケット２に組み付けてもよい。

【００２９】図１では図示しないが、必要により従来例
で説明した触媒槽（触媒槽の全壁は網目状部を有してい
る）をガス集束部材２２の下方に取り付けるとよい。な
お、触媒槽内には溶融物Ｂの熱分解促進用の金属、例え
ば白金や銅からなる線状触媒を、上記溶融物Ｂが通過し
得るように充填しておく。

【００３０】図１において、１５は燃焼用バスケット６
に供給する空気を調節する空気導入用開口部で、この空
気導入用開口部１５は燃焼用バスケット６の下部に所定
の間隔をおいて設けられている。また、燃焼用バスケッ
ト６の上端開口部上方および空気導入用開口部１５の上
方は開放状態となっている。

【００３１】受溜用タンクＴには、不活性ガス、例えば
窒素ガス供給用の連通管１７が設置されている。なお、
図示しないが、タンクＴ内の酸素指数を検知する検知装
置をタンク内、或いはその近傍に設置し、タンクＴ内の
酸素濃度を検出出来るようにしておくことが望ましい。

【００３２】また、受溜用タンクＴの側面（内側または
外側）にはタンクＴ内を加熱する例えば電熱線１６、並
びに、タンクＴ内を冷却する冷媒巡回パイプ１８からな
る加熱・冷却機構が設けられており、製造され、タンク
Ｔ内に溜められたワックス状物質Ｃを適温に保持するよ
うに、加熱、或いは冷却し得るように構成されされてい
る。更に、受溜用タンクＴの内部にワックス状物質Ｃの
温度を検出するバイメタル式或いは熱電対式等の温度セ
ンサ１９が設置されている。なお、図中６はタンクＴ内
底部に設けた攪拌機である。

【００３３】次に、上記製造装置を用いてワックス状物
質の製造について説明する。この実施形態では、原料Ａ
として電線廃材を使用する例について説明する。電線廃
材のうち、例えば高架橋のポリエチレン廃材を可燃性原
料とし、ワックス状物質生成用として無架橋、低架橋お
よび高架橋のポリエチレン等のポリオレフィン廃材やポ
リスチレン廃材を用い、これらを混合して所定量燃焼用
バスケット２に投入する。この時燃焼用バスケットを所
定の速度で回転し、原料が均一にロストル上に載置され
るようにする。

【００３４】次ぎに、受溜用タンクＴ内に窒素ガスを窒
素ガス供給用連通管１７から供給し、タンクＴ内を窒素
ガス（不活性ガス）で置換する。この時、必要により設
置する触媒槽も窒素ガスで置換しておくことは勿論であ
る。

【００３５】その後、原料Ａの高架橋ポリエチレンに着
火して燃焼させる。タンクＴ内を予め窒素で置換してお
くと、燃焼用バスケット内も空気の一部が窒素ガスで置
換され、着火しずらくなるが、燃焼用バスケット２に設
けた空気導入用開口部５から空気を強制的に吹き込み、
燃焼用バスケット２内の空気濃度を上昇させることで、
容易に着火することができる。

【００３６】原料Ａに着火したならば、バスケット６を
適宜回転させる。バスケット６を回転させると、その回
転速度によりバスケットに設けた空気導入孔６ｂからの
空気の導入量が調整される。このため、回転の速度は燃
焼状況を把握しつつ調整する。また、バスケット６を回
転することにより原料Ａの燃焼を均一にすることが可能
となる。

【００３７】ワックス状物質生成用の原料Ａが燃焼する
と、原料Ａは溶融し、その一部は熱分解して低分子化し
て液化する。液化した溶融物Ｂはロストル孔２１ａ、ガ
ス集束部材のガス導通孔２２ａから滴下し、（必要によ
り設ける図示しない触媒槽４の触媒間を通過して）受溜
用タンクＴに落下する。

【００３８】受溜用タンクＴ内は既に不活性ガスで置換
されているので溶融物Ｂは酸化されることなく低分子化
したワックス状物質Ｃとして溶融状態で受溜用タンクＴ
に溜まる。

【００３９】このように溶融して高熱状態となっている
ワックス状物質Ｃは、ヒーター１６、冷媒巡回パイプ１
８からなる加熱・冷却機構並びに温度センサ１９によっ
て温度制御され、所定温度に保持される。ワックス状物
質Ｃの溶融温度は、例えば２００〜２５０℃となるよう
に設定される。このように温度制御することにより、上
記の酸欠状態となっているワックス状物質Ｃは、ワック
ス状物質Ｃに含まれる低分子量のもの、例えば可燃性の
エチレンガス等が高熱の状態で気化し、上昇してガス集
束部材２２のガス導通孔２２ａからロストル孔２１ａを
通してバスケット６内に可燃ガスＧとして供給される。

【００４０】このようにタンクＴから発生する可燃ガス
Ｇが（触媒槽４および）ガス集束部材２２、載置面２１
のロストル２０を通って上昇して燃焼用バスケット６に
達し、バスケット６の回転により調節された各空気導入
孔６ｂから導入される空気と混合されて燃焼することに
より、燃焼用バスケット６内の温度が所望温度に制御さ
れ、継続的に燃焼用バスケット６に投入される原料Ａの
溶融・分解が持続する。

【００４１】原料の反応が進み、ロストル２０の原料載
置面２１上の原料が少なくなると、未反応の原料はロス
トル２０の原料載置面２１上の凹面に沿って徐々に中心
部分に集まる。従って、原料の燃焼、熱分解反応はロス
トル２０の中心部分で行われるため、原料の殆どが反応
し、燃焼効率も上昇する。また、タンクＴから発生する
可燃ガスＧは、ガス集束部材２２の凹面に沿って中心方
向に流れ、原料が多く集まるロストル２０の中心部によ
り多く供給されることとなり、バスケット６内の温度分
布を均一化すると共に、燃焼効率を上昇させる。

【００４２】上述した本発明装置で得られるワックス状
物質Ｃは、パラフィンワックスの有する種々の用途、例
えば配合剤、充填材、増量剤、研磨剤、顔料用ワックス
などにも有効に利用し得る。その上、このワックス状物
質Ｃは、例えば電線廃材であるポリエチレン樹脂等の合
成樹脂廃棄物から製造されるので、コスト低廉なものと
なる。

【００４３】また、得られるワックス状物質Ｃは酸化物
の混入が無く、素人でも取り扱いの容易な鋳造用の蝋と
して用いることができるので、ワックス状物質Ｃはロス
トワックス鋳造用や、美術品の鋳造用として好適に使用
することが可能となる。

【００４４】更に、本発明装置で得られるワックス状物
質Ｃの軟化点は１００〜１１８℃と比較的高く、彫刻等
の加工作業中に容易に軟化しないため、ワックス状物質
Ｃのブロックは、彫刻刀等の木工用加工工具で素人でも
簡単に彫刻加工できる。

【００４５】

【発明の効果】本発明のワックス状物質の製造装置は、
燃焼用バスケットを回転させることで原料をロストル上
に均一に分散させて供給することができ、ロストルの表
面を凹面にすることにより原料の加熱、熱分解、溶融化
が進むに従って原料はロストル表面の凹面に沿って中心
部に集束され、従って、燃料の加熱、熱分解、溶融化が
均等に行われ、また、ロストル孔を詰まらせることがな
い。

【００４６】また、ロストルの下側にガス集束部材を設
け、該ガス集束部材のタンクに対する面を凹面とするこ
とで、タンク内で発生する可燃性高温ガスをバスケット
の中心部分に多く供給され、従って、燃焼高率を大幅に
向上すると共に、従来のように、受溜用タンクＴ内にて
生成した可燃性の高熱ガスＧを効率よく燃焼用バスケッ
ト２内に送出するための複数の連通管、並びに受溜用タ
ンクからのガスを燃焼用バスケットに送り出すポンプを
不要とし、装置を簡素化し得ると共に、装置の運転に熟
練を要することなく、品質の安定したワックスを連続し
て製造することができる等の工業上優れた効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を説明するための、ワックス状物質
製造装置の一例を示す概略断面図である。

【図２】本発明方法を説明するための、ワックス状物質
製造装置の一例を示す概略断面図である。

【図３】従来のワックス状物質製造装置の概略断面図で
ある。

【図４】従来のワックス状物質製造装置の概略断面図で
ある。

【図５】従来のワックス状物質製造装置の概略断面図で
ある。

【符号の説明】

Ｔ 受溜用タンク ６ 燃焼用バスケット ２０ ロストル（原料受け皿） ２１ 原料載置面 ２２ ガス集束部材 １７ 不活性ガス供給用連結管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワックス状物質生成用合成樹脂廃材を原料
   とし、該原料を加熱溶融する回転自在な燃焼用バスケッ
   トと、該燃焼用バスケットに対して上端開口部を有し、
   生成したワックス状溶融物を受溜する受溜用タンクとか
   らなり、前記燃焼用バスケットの下端開口部には、原料
   を載置する面が凹面で且つ多孔状のロストル孔を有する
   ロストルが設けられ、前記受溜用タンクの上方にはタン
   クに対する面が凹面で且つ多孔状のガス導通孔を有する
   ガス集束部材がタンク内に溜まったワックス状溶融物か
   ら発生する可燃性高熱ガスを集束して前記原料の燃焼部
   分に集中的に送付するように設けられていることを特徴
   とするワックス状物質の製造装置。
2. 【請求項２】前記ロストルと前記ガス集束部材とが連結
   されていることを特徴とする請求項１に記載のワックス
   状物質の製造装置。