JP2004255778A - 廃プラスチックの処理装置および処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】廃プラスチックの見掛密度を格段に高めることができ、十分な減容化を図ることのできる、廃プラスチックの処理方法、および、その処理方法を実現するための廃プラスチックの処理装置を提供すること。
【解決手段】攪拌造粒式の造粒装置（機械攪拌式（回転軸垂直式）の混合攪拌装置を兼ねる）からなる攪拌処理部２と、空気圧式のプレス装置からなる圧縮処理部３とを備える処理装置１を用いて、まず、廃プラスチックを攪拌処理部２のタンク６内に投入して、回転翼２０により破砕しながら剪断し、これによって減容されるとともに昇温された廃プラスチックの処理物を、次いで、圧縮処理部３の圧縮室３３に投入して、プレスシリンダ３１により圧縮し、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得る。
【選択図】 図１
【解決手段】攪拌造粒式の造粒装置（機械攪拌式（回転軸垂直式）の混合攪拌装置を兼ねる）からなる攪拌処理部２と、空気圧式のプレス装置からなる圧縮処理部３とを備える処理装置１を用いて、まず、廃プラスチックを攪拌処理部２のタンク６内に投入して、回転翼２０により破砕しながら剪断し、これによって減容されるとともに昇温された廃プラスチックの処理物を、次いで、圧縮処理部３の圧縮室３３に投入して、プレスシリンダ３１により圧縮し、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックの処理装置および処理方法に関し、詳しくは、廃プラスチックを減容化するための廃プラスチックの処理装置および処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラスチックからなる発泡材などは、その見掛密度が極めて低く、非常に嵩張るため、廃棄処理においては、これを減容化することが種々提案されている。
【０００３】
たとえば、特開平５−９２４２９号公報（特許文献１）には、発泡プラスチックを細かく破砕する回転切断刃体と、その回転軌跡内に位置し回転切断刃体の通過開口を有する固定刃体とを有する投入ホッパー、ホッパー内で破砕された発泡プラスチックを送出するスクリューコンベアとから成り、同スクリューコンベアは、送出部位周囲に加熱体、及び放出側先端に細断手段とを有しており、スクリューコンベア内で破砕された発泡プラスチックを溶融造粒化して放出し、細断手段で細かく切断する、発泡プラスチックの減容機が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−９２４２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発泡材を、粉砕して溶融造粒化するのみでは、十分な減容化を図ることができず、また、細断手段で細かくすると、粒状となって粒と粒との間の隙間により余計に嵩張り、効率のよい廃棄処理を実現することができない。
【０００５】
また、上記の減容機は、発泡プラスチック専用であり、他のプラスチックの減容には不向きである。
【０００６】
さらに、加熱体で加熱し溶融まで行なうと、エネルギー消費が増大し、ランニングコストの上昇が不可避となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、廃プラスチックの見掛密度を格段に高めて、十分な減容化を図ることができ、さらには、種々の廃プラスチックを低コストで減容することのできる、廃プラスチックの処理方法、および、その処理方法を実現するための廃プラスチックの処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、廃プラスチックの処理装置であって、廃プラスチックが投入される攪拌槽、および、前記攪拌槽内に設けられる攪拌羽根を備える攪拌処理部と、前記攪拌槽において処理された廃プラスチックが投入される圧縮室、および、前記圧縮室に投入された廃プラスチックを圧縮するための圧縮手段を備える圧縮処理部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によると、まず、廃プラスチックを攪拌槽に投入して、攪拌羽根によって処理し、これによって減容されるとともに昇温された廃プラスチックを、次いで、圧縮室に投入して、圧縮手段により圧縮することができる。つまり、攪拌処理部において、減容された廃プラスチックを、さらに、圧縮処理部において、廃プラスチックの温度が高いうちに圧縮するので、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、圧縮後には、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができるので、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理装置によれば、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記攪拌羽根は、回転軸と、前記回転軸に対して直交方向に回転する回転翼とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によると、攪拌槽に投入される廃プラスチックを回転翼による剪断力によって、昇温し収縮させることができる。そのため、攪拌処理部において、効率よく、廃プラスチックの減容化および昇温を図ることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記回転翼には、刃部が設けられており、前記攪拌槽には、固定刃が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によると、刃部と固定刃とによって、廃プラスチックを効率よく破砕することができる。そのため、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記攪拌槽と前記圧縮室との間には、前記攪拌槽において処理された廃プラスチックを、前記圧縮室に分散させながら投入するための分散手段が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によると、分散手段によって、処理された廃プラスチックを、分散させながら圧縮室に投入することができるので、処理された廃プラスチックを、圧縮室に偏ることなく投入することができる。そのため、圧縮室に投入された廃プラスチックを、圧縮手段によって偏ることなく圧縮することができるので、圧縮後において得られる塊状体の崩れを防止することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記圧縮室および前記圧縮手段が複数設けられていることを特徴としている。
【００１７】
たとえば、容量の大きな１つの圧縮室において、圧縮手段により廃プラスチックを圧縮すると、得られる塊状体が大きくなり過ぎて、却って、その後の取り扱いに不便を生じる場合がある。
【００１８】
しかし、このような構成によると、圧縮室および圧縮手段が複数設けられているので、つまり、取り扱いの容易な大きさの塊状体を得るための容量に設定される圧縮室および圧縮手段を複数設けることができるので、効率のよい廃プラスチックの減容化を図りつつ、取扱性に優れる塊状体を得ることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の発明において、前記圧縮処理部には、廃プラスチックを冷却するための冷却手段が設けられていることを特徴としている。
【００２０】
このような構成によると、冷却手段によって廃プラスチックを冷却することができるので、圧縮された廃プラスチックを、容易に剥離させて排出することができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の発明において、前記圧縮室内において圧縮された廃プラスチックを、押し出して排出するための押出手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
このような構成によると、排出時には、押出手段によって、圧縮室内において圧縮された廃プラスチックを押し出すことができるので、作業性の向上を図ることができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の発明において、前記攪拌処理部と前記圧縮処理部との間には、前記攪拌処理部において処理された廃プラスチックを、前記圧縮処理部に搬送するための搬送手段が設けられていることを特徴としている。
【００２４】
このような構成によると、搬送手段によって、攪拌処理部において処理された廃プラスチックを圧縮処理部に順次搬送することができるので、処理効率の向上を図ることができ、大量の廃プラスチックを処理することができる。また、攪拌処理部と圧縮処理部の間に搬送手段を介在させることによって、これら攪拌処理部および圧縮処理部の配置の自由度を高めることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明は、廃プラスチックの処理方法であって、廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温する工程、減容および昇温された廃プラスチックを、圧縮する工程を備えていることを特徴としている。
【００２６】
このような方法によると、まず、廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温した後、その廃プラスチックを圧縮する。つまり、減容された廃プラスチックを、さらに、その温度が高いうちに圧縮するので、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、圧縮後には、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができるので、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理方法によれば、廃プラスチックを溶融させずに行なえるため、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温する工程において、廃プラスチックを破砕することを特徴としている。
【００２８】
このような方法によれば、廃プラスチックを効率よく破砕することができる。そのため、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の廃プラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略構成図、図２は、その概略側面図、図３は、その概略正面図、図４は、その概略平面図、図５は、図２のＡ−Ａ線矢視概略図、図６は、図２のＢ−Ｂ線矢視概略断面図である。
【００３０】
この処理装置１は、プラスチックの廃材（以下、廃プラスチックという。）を減容化するために用いられる。この処理装置１で処理できる廃プラスチックは、特に制限されず、市販されている種々のプラスチックを処理することができ、たとえば、代表的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニルあるいはポリウレタンなどのプラスチックなどが挙げられる。
【００３１】
とりわけ、この処理装置１は、見掛密度の小さい（たとえば、見掛密度０．０２〜０．０３）廃プラスチックであって、たとえば、フィルム、シート、紐、発泡材、ゴム、パッキン、レザーなど、種々の形態の産業用または家庭用のプラスチック製品およびそれらの混合物を処理するために好適に用いられる。
【００３２】
図１ないし図４に示すように、この処理装置１は、攪拌処理部２、圧縮処理部３および操作部４（図１にのみ示している。）を備えている。
【００３３】
攪拌処理部２は、攪拌造粒式の造粒装置（機械攪拌式（回転軸垂直式）の混合攪拌装置を兼ねる）からなり、支持フレーム５と、その支持フレーム５上に設置される攪拌槽としてのタンク６およびモータ７を備えている。
【００３４】
支持フレーム５は、後述する圧縮処理部３よりも高い位置で、タンク６およびモータ７を支持できるように設けられている。
【００３５】
タンク６は、支持フレーム５上に設置され、図１に示すように、上部が開放される有底円筒形状をなし、底壁１０および周側壁１１を一体的に備えるとともに、その上部には、蓋部材９が設けられている。
【００３６】
そして、このタンク６の上部開放部が、廃プラスチックを投入するための投入口１２として形成されるとともに、その下部側方には、廃プラスチックの処理物を排出するための排出部１３が設けられている。
【００３７】
排出部１３には、タンク６から連通して形成され下方に向かって開放される排出口１４と、排出口１４とタンク６との間を開閉するための投入ゲート１５とが設けられている。投入ゲート１５には、エアシリンダからなる開閉シリンダ１６が連結されており、投入ゲート１５は、その開閉シリンダ１６の進退駆動により開閉動作される。
【００３８】
また、このタンク６には、攪拌羽根１７および固定刃１８が設けられている。攪拌羽根１７は、タンク６内の底部に設けられており、タンク６の底壁１０の中央部を上下方向、すなわち、垂直方向に貫通する回転軸１９と、回転軸１９の上部において、回転軸１９に対して直交方向、すなわち、水平方向に回転可能に支持される回転翼２０とを備えている。
【００３９】
回転軸１９は、タンク６の底壁１０の下方において、その下部が支持フレーム５に軸受２１を介して回転自在に支持されるとともに、その上部がタンク６内に突出されている。また、支持フレーム５内において、回転軸１９の下部には、後述するモータ７からの動力が伝達される従動プーリ２２が、相対回転不能に設けられている。
【００４０】
また、回転翼２０は、回転軸１９から径方向外方に向かって放射状に延び、刃部２３を一体的に備えている。この回転翼２０は、回転軸１９の上部に嵌合され、タンク６内の底部中心から放射状に配置されている。
【００４１】
固定刃１８は、タンク６の周側壁１１において、回転翼２０と対向するように配置されており、周側壁１１の周方向に沿って互いに所定間隔を隔てて複数設けられている。
【００４２】
なお、このタンク６の周側壁１１の外周には、熱媒が循環されるジャケット８が設けられるとともに、タンク６内には、タンク６内の温度を検知するための熱電対などからなる図示しない温度センサが設けられている。
【００４３】
蓋部材９は、図４に示すように、投入口１２を開閉するように、タンク６の上部に設けられている。
【００４４】
モータ７は、図１に示すように、支持フレーム５上において、タンク６の側方に設置されており、そのピニオンシャフト２４が支持フレーム５内に挿入されている。また、ピニオンシャフト２４には、駆動プーリ２５が相対回転不能に設けられている。
【００４５】
そして、ピニオンシャフト２４に設けられている駆動プーリ２５と、回転軸１９に設けられている従動プーリ２２とには、図示しないエンドレスベルトが巻回されている。そのため、モータ７の駆動によって、ピニオンシャフト２４が回転されると、駆動プーリ２５、図示しないエンドレスベルトおよび従動プーリ２２を介して、その動力が回転軸１９に伝達され、これによって、回転翼２０がタンク６内において、固定刃１８と対向する状態で水平方向に回転される。
【００４６】
圧縮処理部３は、空気圧式のプレス装置からなり、支持台２６と、その支持台２６上に設置されるプレス部２７と、そのプレス部２７上に設けられる投入部２８とを備えている。
【００４７】
支持台２６は、略矩形枠状をなし、プレス部２７において圧縮された廃プラスチックの塊状体（図１において、仮想線Ｐとして示されている。）を取り出し可能に設けられている。
【００４８】
また、この支持台２６の内側には、受光部と発光部とを備えるビームセンサ６０が、水平方向において対向するように設けられている。
【００４９】
プレス部２７は、図１に示すように、廃プラスチックの処理物が充填される充填ケーシング２９と、充填ケーシング２９内にスライド自在に設けられる２つの可動プレス３０と、各可動プレス３０を進退させる２つのプレスシリンダ３１とを備えている。
【００５０】
充填ケーシング２９は、略矩形ボックス状をなし、図６にも示すように、その幅方向（圧縮方向と直交する方向）略中央部に、仕切壁３２が設けられており、この仕切壁３２によって仕切られた幅方向左右の２つの空間が、廃プラスチックの処理物が投入される圧縮室３３としてそれぞれ画成されている。
【００５１】
また、充填ケーシング２９には、図５に示すように、その上壁に、略平面視長方形状の投入開口部３４が、２つの圧縮室３３を跨るように開口形成されている。また、図１に示すように、その底壁に、塊状体を排出するための排出口３５が、２つの圧縮室３３を跨るように開口形成されている。また、その前壁（プレスシリンダ３１が接続される側）に、プレスシリンダ３１のピストンロッド３６を挿入するための前側開口部３７が、各圧縮室３３に対応して開口形成されている。
【００５２】
なお、排出口３５には、図１に示すように、排出ゲート３８が設けられている。排出ゲート３８には、エアシリンダからなる開閉シリンダ３９が当接されており、排出ゲート３８は、その開閉シリンダ３９の進退駆動により開閉動作される。
【００５３】
また、この充填ケーシング２９には、図５にも示すように、各圧縮室３３に対応して、その幅方向両側の上壁後方および後壁に、押出手段としてのエアシリンダからなる上部押出シリンダ４０および側部押出シリンダ４１がそれぞれ設けられている。
【００５４】
各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１は、図１に示すように、各ピストンロッド４２および４３を、それぞれ各圧縮室３３における下方および前方に進退させることができるように設けられている。
【００５５】
また、この充填ケーシング２９には、各圧縮室３３内の温度を検知するための熱電対からなる図示しない温度センサが設けられている。
【００５６】
また、各可動プレス３０は、各圧縮室３３の空間（閉断面）に対応した略矩形板状をなし、各圧縮室３３内において、前後方向にスライド自在に嵌合されている。
【００５７】
各プレスシリンダ３１は、エアシリンダからなり、各圧縮室３３に対応して、充填ケーシング２９の前壁において前後方向に延びるように設けられている。また、各プレスシリンダ３１は、そのピストンロッド３６が、充填ケーシング２９の前壁に形成される前側開口部３７を介して、各圧縮室３３内に進退可能に挿入されており、その遊端部には、各可動プレス３０が連結されている。
【００５８】
これによって、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が進出すると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を後方に向かってスライド移動して、各圧縮室３３内の容積が減少し、また、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が退避すると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を前方に向かってスライド移動して、各圧縮室３３内の容積が復元する。
【００５９】
なお、このプレス部２７においては、充填ケーシング２９の後壁や各可動プレス３０の内部に冷却手段としての通水孔６１が形成されており、この通水孔６１への通水によって、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を冷却するようにしている。
【００６０】
また、投入部２８は、投入ホッパ４４および分散手段としてのスライダ４５を備えている。
【００６１】
投入ホッパ４４は、図１および図５に示すように、下方に向かって幅狭に開口形成される平面視略長方形の筒状（枠状）をなし、その開口部の上側が、タンク６の排出口１４と対向配置され、その開口部の下側が、充填ケーシング２９の投入開口部３４に接続されている。
【００６２】
また、スライダ４５は、投入ホッパ４４を前後方向に挟んで２つ設けられており、エアシリンダからなるスライダシリンダ４６と、スライダシリンダ４６によって駆動される分散部材４７とを備えている。
【００６３】
各スライダシリンダ４６は、投入ホッパ４４を前後方向に挟んで投入開口部３４に対して対角に設けられており、各スライダシリンダ４６のピストンロッド５０が、互いに逆向きとなる方向で、投入開口部３４の幅方向に沿って一方側から他方側に進退するように配置されている。
【００６４】
各分散部材４７は、各スライダシリンダ４６のピストンロッド５０の遊端部に連結されており、遊端部に連結されるアーム４８と、そのアーム４８に取り付けられる分散板４９とを備えている。
【００６５】
各アーム４８は、各ピストンロッド５０の遊端部から直交方向に延び、投入ホッパ４４の前壁および後壁において幅方向に沿って開口形成される図示しない開口部から、投入開口部３４と上下方向に対向するように、投入ホッパ４４内に臨むように設けられている。
【００６６】
各分散板４９は、図６に示すように、断面略Ｖ字板状をなし、その尾根（稜線）部分が上方に向く状態で、図５に示すように、投入ホッパ４４内において、投入開口部３４と前後方向に沿って対向するように、各アーム４８に取り付けられている。
【００６７】
そして、投入開口部３４に対して前側に配置されているスライダシリンダ４６に連結されている分散部材４７の分散板４９は、図６に示すように、そのスライダシリンダ４６のピストンロッド５０の進退により、投入開口部３４の幅方向に沿って、幅方向一端部と幅方向中央部との間を往復するようにスライドされる（図６において、往復範囲Ｓ１として示されている）。また、図５に示すように、投入開口部３４に対して後側に配置されているスライダシリンダ４６に連結されている分散部材４７の分散板４９は、図６に示すように、そのスライダシリンダ４６のピストンロッド５０の進退により、投入開口部３４の幅方向に沿って、幅方向中央部と幅方向他端部との間を往復するようにスライドされる（図６において、往復範囲Ｓ２として示されている）。なお、これら分散板４９は、後述するＣＰＵ５１の制御により、ともに幅方向の同一方向に往復動作される。
【００６８】
図１に示すように、操作部４には、この処理装置１を操作するための各種のスイッチなどを備える操作パネル５２が設けられており、ＣＰＵ５１を内装している。このＣＰＵ５１には、モータ７、タンク６内に設けられる図示しない温度センサ、投入ゲート１５の開閉シリンダ１６、充填ケーシング２９に設けられる図示しない温度センサ、各スライダシリンダ４６、各プレスシリンダ３１、排出ゲート３８の開閉シリンダ３９、ビームセンサ６０などが接続されており、ＣＰＵ５１によって、これら各部が制御されている。
【００６９】
次に、この処理装置１を用いて、廃プラスチックを減容化して、廃プラスチックの塊状体を得る方法について説明する。
【００７０】
まず、この方法においては、ＣＰＵ５１によるモータ７の制御により、回転翼２０を高速回転（たとえば、周速２０〜５０ｍ／ｓｅｃ）させた後、廃プラスチックを投入口１２からタンク６内に投入する。廃プラスチックの投入量は、タンク６の容量にもよるが、たとえば、タンク６の容量が３００Ｌである場合には、２０〜２５ｋｇ程度である。
【００７１】
そして、投入された廃プラスチックに、回転翼２０が高速回転された状態で、その刃部２３と固定刃１８とによって破砕されながら剪断力が加えられると、減容化が促進されるとともに、剪断による剪断熱によって廃プラスチックの温度が上昇する。
【００７２】
その後、図示しない温度センサによって、タンク６内の温度が所定温度（たとえば、８０〜１６０℃、好ましくは、８５〜１５０℃）に到達したことが検知されると、ＣＰＵ５１の制御によって、各スライダシリンダ４６が駆動され、続いて、開閉シリンダ１６が駆動されることにより、投入ゲート１５が開動作される。そうすると、タンク６内において減容された廃プラスチックの処理物が、投入ゲート１５から投入ホッパ４４内に投入される。なお、このとき投入される廃プラスチックの処理物は、たとえば、その外観形状が小さな団子状となり、その見掛比重が約０．２まで減容化された状態となる。
【００７３】
そして、投入ホッパ４４においては、各スライダシリンダ４６の駆動により、各分散板４９が、上記した往復範囲においてスライド動作されているので、投入された廃プラスチックが、各分散板４９に当接して、投入開口部３４に対して幅方向左右に振り分けられながら、投入開口部３４から各圧縮室３３にほぼ均等に投入される。なお、各分散板４９の往復動作は、たとえば、２０〜１００往復／分となるように設定されている。
【００７４】
そして、ＣＰＵ５１の制御によって、開閉シリンダ１６が駆動されることにより、投入ゲート１５が閉動作されるとともに、各スライダシリンダ４６の駆動が停止され、続いて、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が進出される。
【００７５】
そうすると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を後方に向かってスライド移動し、各圧縮室３３内に投入された廃プラスチックの処理物が圧縮される。なお、このプレスシリンダ３１は、たとえば、３ｔ程度のものが用いられ、圧縮時間は、たとえば、１〜１０分、好ましくは、５分程度である。
【００７６】
その後、ＣＰＵ５１の制御によって、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が退避されると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を前方に向かってスライド移動して、各圧縮室３３内での圧縮が解放され、その後、ＣＰＵ５１の制御によって、開閉シリンダ３９が駆動されることにより、排出ゲート３８が開動作された後、各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１のピストンロッド４２および４３が、それぞれ、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を押圧するように進出される。そうすると、その廃プラスチックの塊状体が、排出ゲート３８から排出され、ビームセンサ６０によって検知される。
【００７７】
このようにして得られる廃プラスチックの塊状体は、たとえば、略矩形厚板状（たとえば、幅４５０ｍｍ×高さ４００ｍｍ×厚さ８５〜１００ｍｍ）をなし、その見掛密度が、０．６５〜０．８まで減容化された状態となる。
【００７８】
このような処理装置１によると、廃プラスチックをタンク６に投入して、攪拌羽根１７によって処理し、より具体的には、回転翼２０により破砕しながら剪断し、これによって収縮し減容されるとともに昇温された廃プラスチックの処理物を、次いで、圧縮室３３に投入して、プレスシリンダ３１により圧縮することができる。つまり、攪拌処理部２において、減容された廃プラスチックの処理物を、さらに、圧縮処理部３において、廃プラスチックの温度が高いうちに圧縮するので、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、圧縮後には、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができるので、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような処理装置１によれば、回転翼２０により、種々の廃プラスチックを処理することができ、また、ヒータなどの加熱装置を必須とせず、廃プラスチックを溶融させずに行なえるため、低コストで減容することができる。
【００７９】
とりわけ、この処理装置１では、タンク６に投入される廃プラスチックを、回転翼２０の刃部２３と固定刃１８とによって、効率よく破砕し、収縮により減容することができる。そのため、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【００８０】
また、この処理装置１では、タンク６の排出口１４と、充填ケーシング２９の投入開口部３４との間に設けられる投入部２８に、投入ホッパ４４内に臨む２つの分散板４９を備えるスライダ４５が設けられており、各スライダ４５の分散板４９を往復動作することにより、廃プラスチックの処理物を、投入開口部３４に対して幅方向左右に振り分けて、分散させながら各圧縮室３３に投入することができる。そのため、廃プラスチックの処理物を、各圧縮室３３に偏ることなく投入することができる。その結果、各圧縮室３３に投入された廃プラスチックの処理物を、プレスシリンダ３１によって偏ることなく圧縮することができるので、圧縮後において得られる塊状体の崩れを防止することができる。
【００８１】
また、たとえば、容量の大きな１つの圧縮室３３を形成して、１つのプレスシリンダ３１により廃プラスチックの処理物を圧縮すると、得られる塊状体が大きくなり過ぎて、却って、その後の取り扱いに不便を生じる場合がある。しかし、この処理装置１のように、圧縮室３３およびエアシリンダ３１を複数（２つ）設ければ、取り扱いの容易な大きさの塊状体を得ることができるので、効率のよい廃プラスチックの減容化を図りつつ、取扱性に優れる塊状体を得ることができる。
【００８２】
また、この処理装置１によれば、プレス部２７における充填ケーシング２９の各壁や各可動プレス３０の内部に形成される通水孔への通水によって、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を冷却することができるので、圧縮室３３から容易に剥離させて排出することができる。
【００８３】
また、この処理装置１によれば、排出時において、各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１によって、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を押し出すことができるので、各圧縮室３３からより一層容易に剥離させて、効率的な排出作業を確保することができる。
【００８４】
なお、上記の処理方法において、プレス部２７における充填ケーシング２９の後壁や各可動プレス３０の内部に形成される通水孔６１への通水は、特に制限されず、処理作業の間、常時通水してもよく、また、圧縮時または圧縮後に間欠的に通水してもよく、さらには、充填ケーシング２９に設けられる図示しない温度センサによって検知される廃プラスチックの塊状体の温度に基づいて、ＣＰＵ５１の制御により、通水および排出ゲート３８の開閉を連動させて制御するようにしてもよい。
【００８５】
また、上記の説明では、攪拌処理部２と圧縮処理部３とを、直接接続したが、廃プラスチックを大量に処理する場合には、たとえば、図７に示すように、圧縮処理部３を複数設けて、攪拌処理部２と各圧縮処理部３との間に、コンベア６３を設けてもよい。すなわち、図７において、この処理装置１では、上記した攪拌処理部２と、複数の上記した圧縮処理部３と、コンベア６３とを備えている。なお、図７において、上記と同様の部材には、同一の符号を示し、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
コンベア６３は、特に制限されないが、搬送方向に延びる、ベルトコンベア、フライトコンベア、バケットコンベアなどからなり、その搬送方向上流側一端部の上面には、投入口６４が形成され、また、搬送方向途中の下面には、互いに所定間隔を隔てて複数の供給部６５が設けられている。また、各供給部６５には、この供給部６５の図示しない供給口を開閉するための開閉ゲート６６が設けられている。
【００８７】
また、各圧縮処理部３には、投入部２８の投入ホッパ４４の上方に、受けホッパ６７がそれぞれ設けられている。各受けホッパ６７には、その内部にレベル計６８と、その下端部に図示しない開閉ゲートとが設けられている。
【００８８】
そして、このコンベア６３は、その投入口６４が、上記した攪拌処理部２のタンク６の排出部１３の排出口１４と対向し、各供給部６５が、各圧縮処理部３に設けられる受けホッパ６７と対向するように配置されている。
【００８９】
そして、この処理装置１では、攪拌処理部２のタンク６の排出口１４から排出される上記した廃プラスチックの処理物が、投入口６４からコンベア６３に投入されると、そのコンベア６３により搬送され、各供給部６５に至ると、開閉ゲート６６の開閉により、レベル計６８によって検知される所定量まで受けホッパ６７内に投入される。
【００９０】
その後、各圧縮処理部３では、各受けホッパ６７に設けられる図示しない開閉ゲートの開閉により、投入ホッパ４４内に廃プラスチックの処理物が投入され、上記した圧縮処理が実施される。
【００９１】
このような処理装置１では、コンベア６３によって、攪拌処理部２において処理された廃プラスチックの処理物を、各圧縮処理部３に順次搬送することができるので、処理効率の向上を図ることができ、大量の廃プラスチックを処理することができる。また、攪拌処理部２と各圧縮処理部３との間にコンベア６３を介在させることによって、攪拌処理部２に対して各圧縮処理部３を適宜の位置に配置することができ、これら攪拌処理部２および各圧縮処理部３の配置の自由度を高めることができる。
【００９２】
なお、上記の処理方法においては、攪拌羽根１７による処理において、適宜、冷却のための水などをタンク６内に投入してもよく、また、その目的および用途に応じて、適宜、ジャケット８により加熱してもよい。
【００９３】
また、上記の説明においては、図示しない温度センサによってタンク６内の温度を検知したが、温度と、タンク６内において処理される廃プラスチックの粘度とに相関がある場合には、温度センサによる温度検知に代えて、モータ７の発生電流値やトルクを検知するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記の説明においては、タンク６内に固定刃１８を設けたが、廃プラスチックの大きさなどによっては、固定刃１８を設けなくてもよい。
【００９５】
また、上記の説明においては、各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１を設けたが、廃プラスチックの種類によっては、いずれか一方のみ設けてもよい。
【００９６】
また、上記の説明においては、たとえば、プレスシリンダ３１などの各種シリンダとして、エアシリンダを用いているが、その目的および用途によっては、油圧式シリンダを用いてもよい。
【００９７】
また、上記の説明においては、各分散板４９を断面略Ｖ字板状に形成したが、廃プラスチックの処理物を振り分けることができれば、その形状は特に限定されず、たとえば、平板状に形成して、これを各アーム４８に傾斜状に取り付けてもよい。
【００９８】
また、この処理方法において、たとえば、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリウレタンゴムなどの溶融温度の高い廃プラスチックには、ポリエチレンフィルムなどの溶融温度の低い廃プラスチックを、それらの全量の３０重量％以下の割合で混合することにより、減容化の促進を図ることができる場合がある。
【００９９】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができ、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理装置によれば、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【０１００】
請求項２に記載の発明によれば、効率よく、廃プラスチックの減容化および昇温を図ることができる。
【０１０１】
請求項３に記載の発明によれば、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【０１０２】
請求項４に記載の発明によれば、圧縮後において得られる塊状体の崩れを防止することができる。
【０１０３】
請求項５に記載の発明によれば、効率のよい廃プラスチックの減容化を図りつつ、取扱性に優れる塊状体を得ることができる。
【０１０４】
請求項６に記載の発明によれば、圧縮された廃プラスチックを、容易に剥離させて排出することができる。
【０１０５】
請求項７に記載の発明によれば、排出時において、圧縮室内において圧縮された廃プラスチックを押し出すことができるので、作業性の向上を図ることができる。
【０１０６】
請求項８に記載の発明によれば、処理効率の向上を図ることができ、大量の廃プラスチックを処理することができる。また、攪拌処理部および圧縮処理部の配置の自由度を高めることができる。
【０１０７】
また、請求項９に記載の発明によれば、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができ、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理方法によれば、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【０１０８】
請求項１０に記載の発明によれば、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃プラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す処理装置の概略側面図である。
【図３】図１に示す処理装置の概略正面図である。
【図４】図１に示す処理装置の概略平面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線矢視概略図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線矢視概略断面図である。
【図７】本発明の廃プラスチックの処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 処理装置
２ 攪拌処理部
３ 圧縮処理部
６ タンク
１７ 攪拌羽根
１８ 固定刃
１９ 回転軸
２０ 回転翼
２３ 刃部
３１ プレスシリンダ
３３ 圧縮室
４０ 上部押出シリンダ
４１ 側部押出シリンダ
４５ スライダ
６１ 通水孔
６３ コンベア
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックの処理装置および処理方法に関し、詳しくは、廃プラスチックを減容化するための廃プラスチックの処理装置および処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プラスチックからなる発泡材などは、その見掛密度が極めて低く、非常に嵩張るため、廃棄処理においては、これを減容化することが種々提案されている。
【０００３】
たとえば、特開平５−９２４２９号公報（特許文献１）には、発泡プラスチックを細かく破砕する回転切断刃体と、その回転軌跡内に位置し回転切断刃体の通過開口を有する固定刃体とを有する投入ホッパー、ホッパー内で破砕された発泡プラスチックを送出するスクリューコンベアとから成り、同スクリューコンベアは、送出部位周囲に加熱体、及び放出側先端に細断手段とを有しており、スクリューコンベア内で破砕された発泡プラスチックを溶融造粒化して放出し、細断手段で細かく切断する、発泡プラスチックの減容機が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−９２４２９号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、発泡材を、粉砕して溶融造粒化するのみでは、十分な減容化を図ることができず、また、細断手段で細かくすると、粒状となって粒と粒との間の隙間により余計に嵩張り、効率のよい廃棄処理を実現することができない。
【０００５】
また、上記の減容機は、発泡プラスチック専用であり、他のプラスチックの減容には不向きである。
【０００６】
さらに、加熱体で加熱し溶融まで行なうと、エネルギー消費が増大し、ランニングコストの上昇が不可避となる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、廃プラスチックの見掛密度を格段に高めて、十分な減容化を図ることができ、さらには、種々の廃プラスチックを低コストで減容することのできる、廃プラスチックの処理方法、および、その処理方法を実現するための廃プラスチックの処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、廃プラスチックの処理装置であって、廃プラスチックが投入される攪拌槽、および、前記攪拌槽内に設けられる攪拌羽根を備える攪拌処理部と、前記攪拌槽において処理された廃プラスチックが投入される圧縮室、および、前記圧縮室に投入された廃プラスチックを圧縮するための圧縮手段を備える圧縮処理部とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によると、まず、廃プラスチックを攪拌槽に投入して、攪拌羽根によって処理し、これによって減容されるとともに昇温された廃プラスチックを、次いで、圧縮室に投入して、圧縮手段により圧縮することができる。つまり、攪拌処理部において、減容された廃プラスチックを、さらに、圧縮処理部において、廃プラスチックの温度が高いうちに圧縮するので、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、圧縮後には、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができるので、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理装置によれば、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記攪拌羽根は、回転軸と、前記回転軸に対して直交方向に回転する回転翼とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によると、攪拌槽に投入される廃プラスチックを回転翼による剪断力によって、昇温し収縮させることができる。そのため、攪拌処理部において、効率よく、廃プラスチックの減容化および昇温を図ることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記回転翼には、刃部が設けられており、前記攪拌槽には、固定刃が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によると、刃部と固定刃とによって、廃プラスチックを効率よく破砕することができる。そのため、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の発明において、前記攪拌槽と前記圧縮室との間には、前記攪拌槽において処理された廃プラスチックを、前記圧縮室に分散させながら投入するための分散手段が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成によると、分散手段によって、処理された廃プラスチックを、分散させながら圧縮室に投入することができるので、処理された廃プラスチックを、圧縮室に偏ることなく投入することができる。そのため、圧縮室に投入された廃プラスチックを、圧縮手段によって偏ることなく圧縮することができるので、圧縮後において得られる塊状体の崩れを防止することができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記圧縮室および前記圧縮手段が複数設けられていることを特徴としている。
【００１７】
たとえば、容量の大きな１つの圧縮室において、圧縮手段により廃プラスチックを圧縮すると、得られる塊状体が大きくなり過ぎて、却って、その後の取り扱いに不便を生じる場合がある。
【００１８】
しかし、このような構成によると、圧縮室および圧縮手段が複数設けられているので、つまり、取り扱いの容易な大きさの塊状体を得るための容量に設定される圧縮室および圧縮手段を複数設けることができるので、効率のよい廃プラスチックの減容化を図りつつ、取扱性に優れる塊状体を得ることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の発明において、前記圧縮処理部には、廃プラスチックを冷却するための冷却手段が設けられていることを特徴としている。
【００２０】
このような構成によると、冷却手段によって廃プラスチックを冷却することができるので、圧縮された廃プラスチックを、容易に剥離させて排出することができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の発明において、前記圧縮室内において圧縮された廃プラスチックを、押し出して排出するための押出手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
このような構成によると、排出時には、押出手段によって、圧縮室内において圧縮された廃プラスチックを押し出すことができるので、作業性の向上を図ることができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の発明において、前記攪拌処理部と前記圧縮処理部との間には、前記攪拌処理部において処理された廃プラスチックを、前記圧縮処理部に搬送するための搬送手段が設けられていることを特徴としている。
【００２４】
このような構成によると、搬送手段によって、攪拌処理部において処理された廃プラスチックを圧縮処理部に順次搬送することができるので、処理効率の向上を図ることができ、大量の廃プラスチックを処理することができる。また、攪拌処理部と圧縮処理部の間に搬送手段を介在させることによって、これら攪拌処理部および圧縮処理部の配置の自由度を高めることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明は、廃プラスチックの処理方法であって、廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温する工程、減容および昇温された廃プラスチックを、圧縮する工程を備えていることを特徴としている。
【００２６】
このような方法によると、まず、廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温した後、その廃プラスチックを圧縮する。つまり、減容された廃プラスチックを、さらに、その温度が高いうちに圧縮するので、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、圧縮後には、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができるので、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理方法によれば、廃プラスチックを溶融させずに行なえるため、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温する工程において、廃プラスチックを破砕することを特徴としている。
【００２８】
このような方法によれば、廃プラスチックを効率よく破砕することができる。そのため、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の廃プラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略構成図、図２は、その概略側面図、図３は、その概略正面図、図４は、その概略平面図、図５は、図２のＡ−Ａ線矢視概略図、図６は、図２のＢ−Ｂ線矢視概略断面図である。
【００３０】
この処理装置１は、プラスチックの廃材（以下、廃プラスチックという。）を減容化するために用いられる。この処理装置１で処理できる廃プラスチックは、特に制限されず、市販されている種々のプラスチックを処理することができ、たとえば、代表的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニルあるいはポリウレタンなどのプラスチックなどが挙げられる。
【００３１】
とりわけ、この処理装置１は、見掛密度の小さい（たとえば、見掛密度０．０２〜０．０３）廃プラスチックであって、たとえば、フィルム、シート、紐、発泡材、ゴム、パッキン、レザーなど、種々の形態の産業用または家庭用のプラスチック製品およびそれらの混合物を処理するために好適に用いられる。
【００３２】
図１ないし図４に示すように、この処理装置１は、攪拌処理部２、圧縮処理部３および操作部４（図１にのみ示している。）を備えている。
【００３３】
攪拌処理部２は、攪拌造粒式の造粒装置（機械攪拌式（回転軸垂直式）の混合攪拌装置を兼ねる）からなり、支持フレーム５と、その支持フレーム５上に設置される攪拌槽としてのタンク６およびモータ７を備えている。
【００３４】
支持フレーム５は、後述する圧縮処理部３よりも高い位置で、タンク６およびモータ７を支持できるように設けられている。
【００３５】
タンク６は、支持フレーム５上に設置され、図１に示すように、上部が開放される有底円筒形状をなし、底壁１０および周側壁１１を一体的に備えるとともに、その上部には、蓋部材９が設けられている。
【００３６】
そして、このタンク６の上部開放部が、廃プラスチックを投入するための投入口１２として形成されるとともに、その下部側方には、廃プラスチックの処理物を排出するための排出部１３が設けられている。
【００３７】
排出部１３には、タンク６から連通して形成され下方に向かって開放される排出口１４と、排出口１４とタンク６との間を開閉するための投入ゲート１５とが設けられている。投入ゲート１５には、エアシリンダからなる開閉シリンダ１６が連結されており、投入ゲート１５は、その開閉シリンダ１６の進退駆動により開閉動作される。
【００３８】
また、このタンク６には、攪拌羽根１７および固定刃１８が設けられている。攪拌羽根１７は、タンク６内の底部に設けられており、タンク６の底壁１０の中央部を上下方向、すなわち、垂直方向に貫通する回転軸１９と、回転軸１９の上部において、回転軸１９に対して直交方向、すなわち、水平方向に回転可能に支持される回転翼２０とを備えている。
【００３９】
回転軸１９は、タンク６の底壁１０の下方において、その下部が支持フレーム５に軸受２１を介して回転自在に支持されるとともに、その上部がタンク６内に突出されている。また、支持フレーム５内において、回転軸１９の下部には、後述するモータ７からの動力が伝達される従動プーリ２２が、相対回転不能に設けられている。
【００４０】
また、回転翼２０は、回転軸１９から径方向外方に向かって放射状に延び、刃部２３を一体的に備えている。この回転翼２０は、回転軸１９の上部に嵌合され、タンク６内の底部中心から放射状に配置されている。
【００４１】
固定刃１８は、タンク６の周側壁１１において、回転翼２０と対向するように配置されており、周側壁１１の周方向に沿って互いに所定間隔を隔てて複数設けられている。
【００４２】
なお、このタンク６の周側壁１１の外周には、熱媒が循環されるジャケット８が設けられるとともに、タンク６内には、タンク６内の温度を検知するための熱電対などからなる図示しない温度センサが設けられている。
【００４３】
蓋部材９は、図４に示すように、投入口１２を開閉するように、タンク６の上部に設けられている。
【００４４】
モータ７は、図１に示すように、支持フレーム５上において、タンク６の側方に設置されており、そのピニオンシャフト２４が支持フレーム５内に挿入されている。また、ピニオンシャフト２４には、駆動プーリ２５が相対回転不能に設けられている。
【００４５】
そして、ピニオンシャフト２４に設けられている駆動プーリ２５と、回転軸１９に設けられている従動プーリ２２とには、図示しないエンドレスベルトが巻回されている。そのため、モータ７の駆動によって、ピニオンシャフト２４が回転されると、駆動プーリ２５、図示しないエンドレスベルトおよび従動プーリ２２を介して、その動力が回転軸１９に伝達され、これによって、回転翼２０がタンク６内において、固定刃１８と対向する状態で水平方向に回転される。
【００４６】
圧縮処理部３は、空気圧式のプレス装置からなり、支持台２６と、その支持台２６上に設置されるプレス部２７と、そのプレス部２７上に設けられる投入部２８とを備えている。
【００４７】
支持台２６は、略矩形枠状をなし、プレス部２７において圧縮された廃プラスチックの塊状体（図１において、仮想線Ｐとして示されている。）を取り出し可能に設けられている。
【００４８】
また、この支持台２６の内側には、受光部と発光部とを備えるビームセンサ６０が、水平方向において対向するように設けられている。
【００４９】
プレス部２７は、図１に示すように、廃プラスチックの処理物が充填される充填ケーシング２９と、充填ケーシング２９内にスライド自在に設けられる２つの可動プレス３０と、各可動プレス３０を進退させる２つのプレスシリンダ３１とを備えている。
【００５０】
充填ケーシング２９は、略矩形ボックス状をなし、図６にも示すように、その幅方向（圧縮方向と直交する方向）略中央部に、仕切壁３２が設けられており、この仕切壁３２によって仕切られた幅方向左右の２つの空間が、廃プラスチックの処理物が投入される圧縮室３３としてそれぞれ画成されている。
【００５１】
また、充填ケーシング２９には、図５に示すように、その上壁に、略平面視長方形状の投入開口部３４が、２つの圧縮室３３を跨るように開口形成されている。また、図１に示すように、その底壁に、塊状体を排出するための排出口３５が、２つの圧縮室３３を跨るように開口形成されている。また、その前壁（プレスシリンダ３１が接続される側）に、プレスシリンダ３１のピストンロッド３６を挿入するための前側開口部３７が、各圧縮室３３に対応して開口形成されている。
【００５２】
なお、排出口３５には、図１に示すように、排出ゲート３８が設けられている。排出ゲート３８には、エアシリンダからなる開閉シリンダ３９が当接されており、排出ゲート３８は、その開閉シリンダ３９の進退駆動により開閉動作される。
【００５３】
また、この充填ケーシング２９には、図５にも示すように、各圧縮室３３に対応して、その幅方向両側の上壁後方および後壁に、押出手段としてのエアシリンダからなる上部押出シリンダ４０および側部押出シリンダ４１がそれぞれ設けられている。
【００５４】
各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１は、図１に示すように、各ピストンロッド４２および４３を、それぞれ各圧縮室３３における下方および前方に進退させることができるように設けられている。
【００５５】
また、この充填ケーシング２９には、各圧縮室３３内の温度を検知するための熱電対からなる図示しない温度センサが設けられている。
【００５６】
また、各可動プレス３０は、各圧縮室３３の空間（閉断面）に対応した略矩形板状をなし、各圧縮室３３内において、前後方向にスライド自在に嵌合されている。
【００５７】
各プレスシリンダ３１は、エアシリンダからなり、各圧縮室３３に対応して、充填ケーシング２９の前壁において前後方向に延びるように設けられている。また、各プレスシリンダ３１は、そのピストンロッド３６が、充填ケーシング２９の前壁に形成される前側開口部３７を介して、各圧縮室３３内に進退可能に挿入されており、その遊端部には、各可動プレス３０が連結されている。
【００５８】
これによって、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が進出すると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を後方に向かってスライド移動して、各圧縮室３３内の容積が減少し、また、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が退避すると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を前方に向かってスライド移動して、各圧縮室３３内の容積が復元する。
【００５９】
なお、このプレス部２７においては、充填ケーシング２９の後壁や各可動プレス３０の内部に冷却手段としての通水孔６１が形成されており、この通水孔６１への通水によって、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を冷却するようにしている。
【００６０】
また、投入部２８は、投入ホッパ４４および分散手段としてのスライダ４５を備えている。
【００６１】
投入ホッパ４４は、図１および図５に示すように、下方に向かって幅狭に開口形成される平面視略長方形の筒状（枠状）をなし、その開口部の上側が、タンク６の排出口１４と対向配置され、その開口部の下側が、充填ケーシング２９の投入開口部３４に接続されている。
【００６２】
また、スライダ４５は、投入ホッパ４４を前後方向に挟んで２つ設けられており、エアシリンダからなるスライダシリンダ４６と、スライダシリンダ４６によって駆動される分散部材４７とを備えている。
【００６３】
各スライダシリンダ４６は、投入ホッパ４４を前後方向に挟んで投入開口部３４に対して対角に設けられており、各スライダシリンダ４６のピストンロッド５０が、互いに逆向きとなる方向で、投入開口部３４の幅方向に沿って一方側から他方側に進退するように配置されている。
【００６４】
各分散部材４７は、各スライダシリンダ４６のピストンロッド５０の遊端部に連結されており、遊端部に連結されるアーム４８と、そのアーム４８に取り付けられる分散板４９とを備えている。
【００６５】
各アーム４８は、各ピストンロッド５０の遊端部から直交方向に延び、投入ホッパ４４の前壁および後壁において幅方向に沿って開口形成される図示しない開口部から、投入開口部３４と上下方向に対向するように、投入ホッパ４４内に臨むように設けられている。
【００６６】
各分散板４９は、図６に示すように、断面略Ｖ字板状をなし、その尾根（稜線）部分が上方に向く状態で、図５に示すように、投入ホッパ４４内において、投入開口部３４と前後方向に沿って対向するように、各アーム４８に取り付けられている。
【００６７】
そして、投入開口部３４に対して前側に配置されているスライダシリンダ４６に連結されている分散部材４７の分散板４９は、図６に示すように、そのスライダシリンダ４６のピストンロッド５０の進退により、投入開口部３４の幅方向に沿って、幅方向一端部と幅方向中央部との間を往復するようにスライドされる（図６において、往復範囲Ｓ１として示されている）。また、図５に示すように、投入開口部３４に対して後側に配置されているスライダシリンダ４６に連結されている分散部材４７の分散板４９は、図６に示すように、そのスライダシリンダ４６のピストンロッド５０の進退により、投入開口部３４の幅方向に沿って、幅方向中央部と幅方向他端部との間を往復するようにスライドされる（図６において、往復範囲Ｓ２として示されている）。なお、これら分散板４９は、後述するＣＰＵ５１の制御により、ともに幅方向の同一方向に往復動作される。
【００６８】
図１に示すように、操作部４には、この処理装置１を操作するための各種のスイッチなどを備える操作パネル５２が設けられており、ＣＰＵ５１を内装している。このＣＰＵ５１には、モータ７、タンク６内に設けられる図示しない温度センサ、投入ゲート１５の開閉シリンダ１６、充填ケーシング２９に設けられる図示しない温度センサ、各スライダシリンダ４６、各プレスシリンダ３１、排出ゲート３８の開閉シリンダ３９、ビームセンサ６０などが接続されており、ＣＰＵ５１によって、これら各部が制御されている。
【００６９】
次に、この処理装置１を用いて、廃プラスチックを減容化して、廃プラスチックの塊状体を得る方法について説明する。
【００７０】
まず、この方法においては、ＣＰＵ５１によるモータ７の制御により、回転翼２０を高速回転（たとえば、周速２０〜５０ｍ／ｓｅｃ）させた後、廃プラスチックを投入口１２からタンク６内に投入する。廃プラスチックの投入量は、タンク６の容量にもよるが、たとえば、タンク６の容量が３００Ｌである場合には、２０〜２５ｋｇ程度である。
【００７１】
そして、投入された廃プラスチックに、回転翼２０が高速回転された状態で、その刃部２３と固定刃１８とによって破砕されながら剪断力が加えられると、減容化が促進されるとともに、剪断による剪断熱によって廃プラスチックの温度が上昇する。
【００７２】
その後、図示しない温度センサによって、タンク６内の温度が所定温度（たとえば、８０〜１６０℃、好ましくは、８５〜１５０℃）に到達したことが検知されると、ＣＰＵ５１の制御によって、各スライダシリンダ４６が駆動され、続いて、開閉シリンダ１６が駆動されることにより、投入ゲート１５が開動作される。そうすると、タンク６内において減容された廃プラスチックの処理物が、投入ゲート１５から投入ホッパ４４内に投入される。なお、このとき投入される廃プラスチックの処理物は、たとえば、その外観形状が小さな団子状となり、その見掛比重が約０．２まで減容化された状態となる。
【００７３】
そして、投入ホッパ４４においては、各スライダシリンダ４６の駆動により、各分散板４９が、上記した往復範囲においてスライド動作されているので、投入された廃プラスチックが、各分散板４９に当接して、投入開口部３４に対して幅方向左右に振り分けられながら、投入開口部３４から各圧縮室３３にほぼ均等に投入される。なお、各分散板４９の往復動作は、たとえば、２０〜１００往復／分となるように設定されている。
【００７４】
そして、ＣＰＵ５１の制御によって、開閉シリンダ１６が駆動されることにより、投入ゲート１５が閉動作されるとともに、各スライダシリンダ４６の駆動が停止され、続いて、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が進出される。
【００７５】
そうすると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を後方に向かってスライド移動し、各圧縮室３３内に投入された廃プラスチックの処理物が圧縮される。なお、このプレスシリンダ３１は、たとえば、３ｔ程度のものが用いられ、圧縮時間は、たとえば、１〜１０分、好ましくは、５分程度である。
【００７６】
その後、ＣＰＵ５１の制御によって、各プレスシリンダ３１のピストンロッド３６が退避されると、各可動プレス３０が各圧縮室３３内を前方に向かってスライド移動して、各圧縮室３３内での圧縮が解放され、その後、ＣＰＵ５１の制御によって、開閉シリンダ３９が駆動されることにより、排出ゲート３８が開動作された後、各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１のピストンロッド４２および４３が、それぞれ、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を押圧するように進出される。そうすると、その廃プラスチックの塊状体が、排出ゲート３８から排出され、ビームセンサ６０によって検知される。
【００７７】
このようにして得られる廃プラスチックの塊状体は、たとえば、略矩形厚板状（たとえば、幅４５０ｍｍ×高さ４００ｍｍ×厚さ８５〜１００ｍｍ）をなし、その見掛密度が、０．６５〜０．８まで減容化された状態となる。
【００７８】
このような処理装置１によると、廃プラスチックをタンク６に投入して、攪拌羽根１７によって処理し、より具体的には、回転翼２０により破砕しながら剪断し、これによって収縮し減容されるとともに昇温された廃プラスチックの処理物を、次いで、圧縮室３３に投入して、プレスシリンダ３１により圧縮することができる。つまり、攪拌処理部２において、減容された廃プラスチックの処理物を、さらに、圧縮処理部３において、廃プラスチックの温度が高いうちに圧縮するので、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、圧縮後には、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができるので、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような処理装置１によれば、回転翼２０により、種々の廃プラスチックを処理することができ、また、ヒータなどの加熱装置を必須とせず、廃プラスチックを溶融させずに行なえるため、低コストで減容することができる。
【００７９】
とりわけ、この処理装置１では、タンク６に投入される廃プラスチックを、回転翼２０の刃部２３と固定刃１８とによって、効率よく破砕し、収縮により減容することができる。そのため、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【００８０】
また、この処理装置１では、タンク６の排出口１４と、充填ケーシング２９の投入開口部３４との間に設けられる投入部２８に、投入ホッパ４４内に臨む２つの分散板４９を備えるスライダ４５が設けられており、各スライダ４５の分散板４９を往復動作することにより、廃プラスチックの処理物を、投入開口部３４に対して幅方向左右に振り分けて、分散させながら各圧縮室３３に投入することができる。そのため、廃プラスチックの処理物を、各圧縮室３３に偏ることなく投入することができる。その結果、各圧縮室３３に投入された廃プラスチックの処理物を、プレスシリンダ３１によって偏ることなく圧縮することができるので、圧縮後において得られる塊状体の崩れを防止することができる。
【００８１】
また、たとえば、容量の大きな１つの圧縮室３３を形成して、１つのプレスシリンダ３１により廃プラスチックの処理物を圧縮すると、得られる塊状体が大きくなり過ぎて、却って、その後の取り扱いに不便を生じる場合がある。しかし、この処理装置１のように、圧縮室３３およびエアシリンダ３１を複数（２つ）設ければ、取り扱いの容易な大きさの塊状体を得ることができるので、効率のよい廃プラスチックの減容化を図りつつ、取扱性に優れる塊状体を得ることができる。
【００８２】
また、この処理装置１によれば、プレス部２７における充填ケーシング２９の各壁や各可動プレス３０の内部に形成される通水孔への通水によって、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を冷却することができるので、圧縮室３３から容易に剥離させて排出することができる。
【００８３】
また、この処理装置１によれば、排出時において、各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１によって、圧縮により塊状となった廃プラスチックの塊状体を押し出すことができるので、各圧縮室３３からより一層容易に剥離させて、効率的な排出作業を確保することができる。
【００８４】
なお、上記の処理方法において、プレス部２７における充填ケーシング２９の後壁や各可動プレス３０の内部に形成される通水孔６１への通水は、特に制限されず、処理作業の間、常時通水してもよく、また、圧縮時または圧縮後に間欠的に通水してもよく、さらには、充填ケーシング２９に設けられる図示しない温度センサによって検知される廃プラスチックの塊状体の温度に基づいて、ＣＰＵ５１の制御により、通水および排出ゲート３８の開閉を連動させて制御するようにしてもよい。
【００８５】
また、上記の説明では、攪拌処理部２と圧縮処理部３とを、直接接続したが、廃プラスチックを大量に処理する場合には、たとえば、図７に示すように、圧縮処理部３を複数設けて、攪拌処理部２と各圧縮処理部３との間に、コンベア６３を設けてもよい。すなわち、図７において、この処理装置１では、上記した攪拌処理部２と、複数の上記した圧縮処理部３と、コンベア６３とを備えている。なお、図７において、上記と同様の部材には、同一の符号を示し、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
コンベア６３は、特に制限されないが、搬送方向に延びる、ベルトコンベア、フライトコンベア、バケットコンベアなどからなり、その搬送方向上流側一端部の上面には、投入口６４が形成され、また、搬送方向途中の下面には、互いに所定間隔を隔てて複数の供給部６５が設けられている。また、各供給部６５には、この供給部６５の図示しない供給口を開閉するための開閉ゲート６６が設けられている。
【００８７】
また、各圧縮処理部３には、投入部２８の投入ホッパ４４の上方に、受けホッパ６７がそれぞれ設けられている。各受けホッパ６７には、その内部にレベル計６８と、その下端部に図示しない開閉ゲートとが設けられている。
【００８８】
そして、このコンベア６３は、その投入口６４が、上記した攪拌処理部２のタンク６の排出部１３の排出口１４と対向し、各供給部６５が、各圧縮処理部３に設けられる受けホッパ６７と対向するように配置されている。
【００８９】
そして、この処理装置１では、攪拌処理部２のタンク６の排出口１４から排出される上記した廃プラスチックの処理物が、投入口６４からコンベア６３に投入されると、そのコンベア６３により搬送され、各供給部６５に至ると、開閉ゲート６６の開閉により、レベル計６８によって検知される所定量まで受けホッパ６７内に投入される。
【００９０】
その後、各圧縮処理部３では、各受けホッパ６７に設けられる図示しない開閉ゲートの開閉により、投入ホッパ４４内に廃プラスチックの処理物が投入され、上記した圧縮処理が実施される。
【００９１】
このような処理装置１では、コンベア６３によって、攪拌処理部２において処理された廃プラスチックの処理物を、各圧縮処理部３に順次搬送することができるので、処理効率の向上を図ることができ、大量の廃プラスチックを処理することができる。また、攪拌処理部２と各圧縮処理部３との間にコンベア６３を介在させることによって、攪拌処理部２に対して各圧縮処理部３を適宜の位置に配置することができ、これら攪拌処理部２および各圧縮処理部３の配置の自由度を高めることができる。
【００９２】
なお、上記の処理方法においては、攪拌羽根１７による処理において、適宜、冷却のための水などをタンク６内に投入してもよく、また、その目的および用途に応じて、適宜、ジャケット８により加熱してもよい。
【００９３】
また、上記の説明においては、図示しない温度センサによってタンク６内の温度を検知したが、温度と、タンク６内において処理される廃プラスチックの粘度とに相関がある場合には、温度センサによる温度検知に代えて、モータ７の発生電流値やトルクを検知するようにしてもよい。
【００９４】
また、上記の説明においては、タンク６内に固定刃１８を設けたが、廃プラスチックの大きさなどによっては、固定刃１８を設けなくてもよい。
【００９５】
また、上記の説明においては、各上部押出シリンダ４０および各側部押出シリンダ４１を設けたが、廃プラスチックの種類によっては、いずれか一方のみ設けてもよい。
【００９６】
また、上記の説明においては、たとえば、プレスシリンダ３１などの各種シリンダとして、エアシリンダを用いているが、その目的および用途によっては、油圧式シリンダを用いてもよい。
【００９７】
また、上記の説明においては、各分散板４９を断面略Ｖ字板状に形成したが、廃プラスチックの処理物を振り分けることができれば、その形状は特に限定されず、たとえば、平板状に形成して、これを各アーム４８に傾斜状に取り付けてもよい。
【００９８】
また、この処理方法において、たとえば、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリウレタンゴムなどの溶融温度の高い廃プラスチックには、ポリエチレンフィルムなどの溶融温度の低い廃プラスチックを、それらの全量の３０重量％以下の割合で混合することにより、減容化の促進を図ることができる場合がある。
【００９９】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができ、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理装置によれば、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【０１００】
請求項２に記載の発明によれば、効率よく、廃プラスチックの減容化および昇温を図ることができる。
【０１０１】
請求項３に記載の発明によれば、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【０１０２】
請求項４に記載の発明によれば、圧縮後において得られる塊状体の崩れを防止することができる。
【０１０３】
請求項５に記載の発明によれば、効率のよい廃プラスチックの減容化を図りつつ、取扱性に優れる塊状体を得ることができる。
【０１０４】
請求項６に記載の発明によれば、圧縮された廃プラスチックを、容易に剥離させて排出することができる。
【０１０５】
請求項７に記載の発明によれば、排出時において、圧縮室内において圧縮された廃プラスチックを押し出すことができるので、作業性の向上を図ることができる。
【０１０６】
請求項８に記載の発明によれば、処理効率の向上を図ることができ、大量の廃プラスチックを処理することができる。また、攪拌処理部および圧縮処理部の配置の自由度を高めることができる。
【０１０７】
また、請求項９に記載の発明によれば、非常に高い見掛密度まで廃プラスチックを減容化することができる。また、廃プラスチックを、見掛密度の高い塊状体として得ることができ、その後の処理における廃プラスチックの取扱性の容易化を図ることができる。また、このような廃プラスチックの処理方法によれば、種々の廃プラスチックを低コストで減容することができる。
【０１０８】
請求項１０に記載の発明によれば、廃プラスチックを破砕する前処理を必須とせず、効率のよい減容化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃プラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示す処理装置の概略側面図である。
【図３】図１に示す処理装置の概略正面図である。
【図４】図１に示す処理装置の概略平面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線矢視概略図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線矢視概略断面図である。
【図７】本発明の廃プラスチックの処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 処理装置
２ 攪拌処理部
３ 圧縮処理部
６ タンク
１７ 攪拌羽根
１８ 固定刃
１９ 回転軸
２０ 回転翼
２３ 刃部
３１ プレスシリンダ
３３ 圧縮室
４０ 上部押出シリンダ
４１ 側部押出シリンダ
４５ スライダ
６１ 通水孔
６３ コンベア
Claims (10)
- 廃プラスチックが投入される攪拌槽、および、前記攪拌槽内に設けられる攪拌羽根を備える攪拌処理部と、
前記攪拌槽において処理された廃プラスチックが投入される圧縮室、および、前記圧縮室に投入された廃プラスチックを圧縮するための圧縮手段を備える圧縮処理部とを備えていることを特徴とする、廃プラスチックの処理装置。 - 前記攪拌羽根は、回転軸と、前記回転軸に対して直交方向に回転する回転翼とを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の廃プラスチックの処理装置。
- 前記回転翼には、刃部が設けられており、
前記攪拌槽には、固定刃が設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の廃プラスチックの処理装置。 - 前記攪拌槽と前記圧縮室との間には、前記攪拌槽において処理された廃プラスチックを、前記圧縮室に分散させながら投入するための分散手段が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の廃プラスチックの処理装置。
- 前記圧縮室および前記圧縮手段が複数設けられていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の廃プラスチックの処理装置。
- 前記圧縮処理部には、廃プラスチックを冷却するための冷却手段が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の廃プラスチックの処理装置。
- 前記圧縮室内において圧縮された廃プラスチックを、押し出して排出するための押出手段を備えていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の廃プラスチックの処理装置。
- 前記攪拌処理部と前記圧縮処理部との間には、前記攪拌処理部において処理された廃プラスチックを、前記圧縮処理部に搬送するための搬送手段が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の廃プラスチックの処理装置。
- 廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温する工程、
減容および昇温された廃プラスチックを、圧縮する工程を備えていることを特徴とする、廃プラスチックの処理方法。 - 廃プラスチックに剪断力を与えて、廃プラスチックを減容および昇温する工程において、
廃プラスチックを破砕することを特徴とする、請求項９に記載の廃プラスチックの処理方法。
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