JP2006142661A - 廃プラスチックの造粒方法及び造粒装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廃プラスチックの造粒体を石炭に配合して品質の優れたコークスを安定して製造することが可能な廃プラスチックの造粒方法及び造粒装置を提供する。
【解決手段】 基側に順次供給された破砕加熱状態の廃プラスチックを先側に徐々に圧送する１又は２の圧送手段１１と、圧送手段１１の先側に設けられ、圧送手段１１の軸心を中心にした環状の押出領域に均在して配置された多数の押出口１３を備えるダイスプレート１４とを有する廃プラスチックの造粒装置１０において、押出領域に複数の加熱手段３６が埋設状態で均在しており、ダイスプレート１４の押出領域の外側周囲には複数の別の加熱手段４０が埋設状態で並べて配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、破砕された廃プラスチックから高嵩密度の造粒体を成形する造粒方法及び造粒装置に関し、詳しくは、石炭に配合した際に品質の優れたコークスを安定して製造できる廃プラスチックの造粒体を成形する廃プラスチックの造粒方法及び造粒装置に関する。

従来、廃プラスチックの造粒体を製造する場合、破砕された廃プラスチックを、例えば、スクリュー式の押出造粒機に供給し、スクリューの押出しによる廃プラスチックの圧縮に伴う摩擦、あるいは廃プラスチックとスクリューとの間の摩擦によって廃プラスチックを加熱して、廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を軟化させ、更に溶融させていた。そして、溶融状態の熱可塑性樹脂を含んだ廃プラスチックをダイスプレート（ダイプレートともいう）に形成された多数の押出口から押し出す際に、溶融状態の熱可塑性樹脂を潤滑剤及び結合剤として作用させて、押出口から廃プラスチックを一体化した成形物の状態で押し出させ、この成形物を固化させてから刃物で所定の長さに切断することにより造粒体を形成していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１７８３８４号公報

しかしながら、スクリュー式の押出造粒機内で発生する摩擦熱だけでは廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂の一部しか溶融できないため潤滑剤として作用する熱可塑性樹脂の量が少なく、廃プラスチック同士の充填が不十分となり、押し出された成形物から形成される造粒体の嵩密度や強度は低くなっていた。更に、成形物を切断する際に破損し易く、形状の一定した造粒体が得られなかった。そこで、ダイスプレートの外周側にヒーターを設けてダイスプレートを加熱することで、ダイスプレートに形成された押出口の内部の温度を上げて、廃プラスチックが押出口内を通過する際に十分に廃プラスチックが加熱されるようにしていた。これにより、廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を一様に溶融するようにしていた。

ここで、ダイスプレートを外側から加熱する場合では、ヒーターに近い側（ダイスプレートの外周寄り）に存在する押出口が優先的に加熱されるため、ダイスプレートに形成された各押出口の内部の温度に差が発生する。
このため、押出部の外周側に存在する押出口を通過する廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂が一様に溶融して、潤滑剤及び結合剤として効果的に作用するような最適温度に加熱すると、押出部の内側に存在する押出口を通過する廃プラスチックでは十分な加熱が行われず、廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂の溶融が促進されないことになる。このため、押出部の外周側に存在する押出口から押出された成形物から得られる造粒体の嵩密度や強度は良好となるが、押出部の内側に存在する押出口から押出された成形物から得られる造粒体の嵩密度や強度は低下するという問題が生じる。

従って、得られる造粒体は良好な嵩密度及び強度を有する造粒体と、不良な嵩密度及び強度を有する造粒体の混合した状態になっており、平均した造粒体の嵩密度及び強度は低下した状態になっている。その結果、この造粒体を石炭に配合して調製した配合物の嵩密度は低下するため、この配合物をコークス炉に装入する際の装入重量が低下し、コークスを製造する際に石炭に配合する造粒体の割合が制限されるという問題が生じる。また、配合物の嵩密度が低下しているため、この配合物を乾留して製造したコークスの品質も低下するという問題が生じる。

一方、押出部の内側に存在する押出口を通過する廃プラスチックを最適温度になるように加熱すると、押出部の外周側に存在する押出口を通過する廃プラスチックは過剰に加熱されることになって熱可塑性樹脂の流動性が過剰になる。このため、押出部の内側に存在する押出口から押し出されて成形された成形物から得られる造粒体の嵩密度や強度は良好となるが、押出部の外周側に存在する押出口からは変形性の高い状態の廃プラスチックの成形物が押し出されるため、成形物の固化が不十分となって切断効率が低下し、甚だしい場合には切断不能となり、成形物の安定製造が阻害される。

そして、造粒体の製造が不安定になると、コークス炉で石炭に配合する造粒体の割合が変動しコークス品質に対する変動要因となる。即ち、この造粒体を石炭に配合して調製した配合物の嵩密度が低くなって、この配合物をコークス炉に装入する際の装入重量が低下し、コークスを製造する際に石炭に配合する造粒体の割合が制限される等の問題が生じる。更に、配合物の嵩密度が低下しているため、この配合物を乾留して製造したコークスの品質も低下する。
このように、ダイスプレートの外周側にヒータを設けてダイスプレートを加熱する方式を用いて廃プラスチックから造粒体を製造し石炭に配合してコークスを製造する場合、石炭に配合できる造粒体の配合量が低く制限されると共に、造粒体の状態によりコークス炉に装入できる配合物の重量及び得られるコークスの品質が変動するため、コークス炉の操業が不安定になるという問題が生じる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、廃プラスチックの造粒体を石炭に配合して品質の優れたコークスを安定して製造することが可能な廃プラスチックの造粒方法及び造粒装置を提供することを目的とする。

本発明に係る廃プラスチックの造粒方法は、ダイスプレートに間隔を有して配置された多数の押出口から圧送手段により破砕加熱された状態の廃プラスチックを順次押出して成形する廃プラスチックの造粒方法において、
前記多数の押出口が形成された押出領域に複数の加熱手段を均在させている。

本発明に係る廃プラスチックの造粒装置は、基側に順次供給された破砕加熱状態の廃プラスチックを先側に徐々に圧送する１又は２の圧送手段と、前記圧送手段の先側に設けられ、前記圧送手段の軸心を中心にした環状の押出領域に均在して配置された多数の押出口を備えるダイスプレートとを有する廃プラスチックの造粒装置において、
前記環状の押出領域に複数の加熱手段が埋設状態で均在している。

本発明に係る廃プラスチックの造粒方法においては、多数の押出口が形成された押出領域に複数の加熱手段を均在させているので、押出領域に存在する各押出口内を過不足なく加熱することができ、各押出口を通過する際に廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を廃プラスチックに対して潤滑剤及び結合剤として効果的に作用するように溶融させることが可能になる。その結果、廃プラスチックが一体化した嵩密度の高い成形物を安定的に押出口から押し出すことができ、この成形物を固化させて所定長さに切断することにより、廃プラスチックから高嵩密度かつ形状の均一な造粒体を安定して製造することが可能になる。このため、石炭に造粒体を配合してコークスを製造する際に、配合できる造粒体の重量を増加させることが可能になると共に、品質の優れたコークスを安定して製造することが可能になる。

また、廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂に応じて、あるいは熱可塑性樹脂を確実に溶融させることができるので、廃プラスチック中にフィルム状のプラスチックが混入していても、廃プラスチックの一体化した成形物を容易に得ることができ、良好な造粒体を製造することが可能になる。更に、押出領域に加熱手段を設けることにより、押出口と加熱手段の間の距離が短くなって、効率的に押出口を加熱することが可能になる。その結果、加熱手段の加熱容量を小さくしても押出口の内部を必要な温度に加熱することができ、加熱に必要な電力量が低減することで造粒体の製造コストを低減することが可能になる。

特に、押出領域が環状であって、加熱手段が押出領域の実質中心サークル円の周上に間隔を有して配置されている場合は、加熱手段の周囲に押出口を均等に配置すことができ、各押出口を均等に加熱することが可能になる。その結果、各押出口内部の温度に差が発生するのを抑制することが可能になり、各押出口において、通過する廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を均等に溶融させることができ、各押出口から押出される廃プラスチックの成形物の均一性を高めることができる。このため、各押出口から得られる廃プラスチックの造粒体の嵩密度及び強度の差を小さくすることが可能になる。
また、ダイスプレートの押出領域の外側周囲に複数の別の加熱手段が並べて配置されている場合は、ダイスプレートから外側への熱の流出を防止でき、各押出口間の温度差をより小さくすることが可能になる。その結果、各押出口内を通過する廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂をより均等に溶融させることができ、押出口から押出される廃プラスチックの成形物の均一性をより高めることができる。このため、各押出口から得られる廃プラスチック造粒体の嵩密度及び強度のばらつきをより小さくすることが可能になる。

本発明に係る廃プラスチックの造粒装置においては、環状の押出領域に複数の加熱手段が埋設状態で均在しているので、各押出口を押出領域に埋設した加熱手段で直接加熱することができ、各押出口内部の温度制御を容易に行うことが可能になると共に、各押出口内部の温度調節時の応答性を高めることが可能になる。

特に、押出領域に配置されているそれぞれの加熱手段は棒状ヒータからなって、押出口と平行に形成されている長穴内に挿入して配置されている場合は、各押出口を軸心方向に均一に加熱することができ、押出口における軸方向の温度差を抑制することが可能になる。その結果、押出口を通過させながら廃プラスチックの温度を効率的に上昇させることができ、廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を確実に溶融させることが可能になる。
また、ダイスプレートの押出領域の外側周囲に複数の別の加熱手段が埋設状態で並べて配置されている場合は、押出領域から外側周囲への熱の流出を抑制して、押出領域内の温度分布の差を小さくすることが可能になる。その結果、各押出口内の温度差をより小さくすることが可能になる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置の要部側断面図、図２は同廃プラスチックの造粒装置のダイスプレートの正面図、図３は同廃プラスチックの造粒装置の圧送手段及びダイスプレートの関係を示す側断面図、図４は同廃プラスチックの造粒装置のダイスプレートに形成された押出領域に配置された押出口と加熱手段を示す説明図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置のダイスプレートの正面図である。

図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置１０は、基側に順次供給された破砕加熱状態の廃プラスチックを先側に徐々に圧送する１の圧送手段１１と、圧送手段１１の先側に設けられ、圧送手段１１の軸心を中心にした環状の押出領域１２に間隔を有して均在して配置された多数の押出口１３を備えるダイスプレート１４と、環状の押出領域１２に埋設状態で均在してして配置された複数の加熱手段の一例である棒状ヒータ３６と、ダイスプレート１４で押出領域１２の外側周囲に埋設状態で並べて配置された複数の別の加熱手段の一例である棒状ヒータ４０を有している。以下これらについて、詳細に説明する。

圧送手段１１は、スクリューフィーダ１６と、スクリューフィーダ１６用のケーシング１７を有している。スクリューフィーダ１６は図示しない回転駆動源からの動力で回転する水平に配置された回転軸１８と、回転軸１８の先側に取付けられたスクリュー部１９を有し、ケーシング１７は、スクリュー部１９の側部を覆うようにその軸心を回転軸１８の軸心に一致させて配置された円筒部材２０と、回転軸１８が中央部を貫通し外周部が円筒部材２０の基端側に設けられたつば部２１と連結している端板部材２２を備えている。
また、円筒部材２０の上部の基部側には、破砕された廃プラスチックを投入する開口部２３がつば部２１の一部に接して形成されている。そして、開口部２３の周囲には、上方に突出し両側がつば部２１に連結する縁部２４が設けられ、つば部２１で縁部２４に囲まれた領域には、廃プラスチックが円筒部材２０内に投入された際に廃プラスチックの円筒部材２０内への流入を誘導する案内板２５が設けられている。

図２に示すように、ダイスプレート１４は板状の部材で形成され、ダイスプレート１４の背面側の中央部（スクリュー部１９の先端に対向する面側）には、回転軸１８の軸心に中心を一致させて平面視して円形の窪み部２６が形成されている。また、ダイスプレート１４の外周部には複数の通し孔２７が並べて形成されている。
このような構成とすることにより、図３に示すように、窪み部２６に回転軸１８の先端部２８を収容することができ、スクリュー部１９の最先端の前方に僅小の隙間Ｔ（例えば、０．５〜１ｍｍ）を設けてダイスプレート１４を配置しても、ダイスプレート１４の背面側に回転軸１８の先端部２８が接触するのを防止することができる。そして、ダイスプレート１４の外周部に形成した通し孔２７に締結部材の一例であるボルト２９を挿通し、このボルト２９を円筒部材２０の先端側に設けたつば部３０に形成した雌ねじ部３１にねじ込むことにより、ダイスプレート１４を円筒部材２０の先端側に強固に固定することができる。

図２に示すように、ダイスプレート１４上において、押出領域１２は、窪み部２６の外周側で圧送手段１１の軸心が通過する点を中心としスクリュー部１９の最先端が隙間Ｔを保って通過する環状の範囲に形成されている。そして、ダイスプレート１４上で圧送手段１１の軸心が通過する点から環状の押出領域１２の幅Ｗの実質中心位置までの距離を半径とする円を実質中心サークル円とした際に、この実質中心サークル円の周上に互いに等間隔でダイスプレート１４の背面側に段付き部が設けられた貫通孔３２が形成されている。また、ダイスプレート１４上で圧送手段１１の軸心が通過する点を中心として、環状の押出領域１２の外周部及び内周部をそれぞれ通過する外周円及び内周円の各円周上にも、貫通孔３２と同数で同一形状の貫通孔３３、３４が互いに等間隔に、しかも、貫通孔３２の中心とは周方向にずれた位置（図２では、隣り合う貫通孔３２の周方向中間位置）を中心として形成されている。

そして、図４に示すように、実質中心サークル円周上に形成された貫通孔３２において、１つおきの貫通孔３２（図２では●印で示す）には、ダイスプレート１４の背面側から封止部材３５を装入固定して貫通孔３２の背面側をシールすることで長穴を形成し、この長穴に棒状ヒータ３６が挿入されている。また、棒状ヒータ３６が挿入されていない貫通孔３２及び貫通孔３３、３４（図２では○印で示す）には、例えば、内径が２０〜３０ｍｍで一端側に段付き部が他端側に雄ねじ部が形成された短管３７がダイスプレート１４の背面側から挿入され、短管３７の段付き部が各貫通孔３２、３３、３４の段付き部に掛止されると共に短管３７の他端側はダイスプレート１４の表面側から突出し、突出した他端側の雄ねじ部には止め金具３８が噛合されている。
このような構成とすることにより、押出領域１２に多数の短管３７で構成された押出口１３を均在して配置すると共に、押出口１３と平行に形成されている長穴内に棒状ヒータ３６を挿入して、押出領域１２に複数の棒状ヒータ３６を埋設状態で均在させることができ、棒状ヒータ３６により各押出口１３を一様に加熱することができると共に、押出口１３の軸方向にも温度差が発生しないようにできる。

更に、ダイスプレート１４の押出領域１２の外側周囲、例えば、ダイスプレート１４の上、下部側には、それぞれ垂直方向に互いに平行に複数の長穴３９が形成され、各長穴３９には棒状ヒータ４０が装入され固定されている。これによって、複数の棒状ヒータ４０をダイスプレート１４の押出領域１２の外側周囲に埋設状態で並べて配置することができる。ここで、ダイスプレート１４の上、下部側の中央部に形成する長穴３９の深さを短くして長穴３９に取付ける棒状ヒータ４０も短くし、ダイスプレート１４の上、下部側の両側部に形成する長穴３９の深さを長くして長穴３９に取付ける棒状ヒータ４０も長く形成することで、各棒状ヒータ４０の先側と最近接の押出口１３との距離を実質的に同一にして押出領域１２を外側から均等に加熱することができ、押出領域１２から外側周囲への熱の流出を抑制できる。

また、図１に示すように、ダイスプレート１４の表面側には、ダイスプレート１４から突出する各短管３７の他端側に取付けられた止め金具３８の先端部を嵌入させてダイスプレート１４の表面側を覆うカバー部材４１が設けられている。
ここで、カバー部材４１の左右両側には図示しないつば部が設けられ、つば部には複数の通し孔が形成されている。これによって、通し孔にボルトを挿通させ、ダイスプレート１４の表面側の左右両側にねじ穴４２を形成してねじ込むことにより、カバー部材４１をダイスプレート１４に固定することができる。なお、カバー部材４１の上下の側部には複数の開口部４３が分散して形成され、各開口部４３には棒状ヒータ３６の電極部４４に電力を供給する電源ケーブル４５が挿通している。

次に、本発明の第１の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置１０を使用した廃プラスチックの造粒方法について説明する。
始めに、造粒装置１０のダイスプレート１４に設けられた押出領域１２に配置した棒状ヒータ３６に電源ケーブル４５を介して電力を供給して、棒状ヒータ３６を発熱させる。更に、押出領域１２の外側周囲に埋設状態で並べて配置された棒状ヒータ４０に設けられた電極部４６に接続した電源ケーブル４７を介して電力を供給して、棒状ヒータ４０を発熱させる。これによって、押出領域１２に間隔を有して配置した多数の押出口１３内の温度を、例えば、１２０〜１３０℃に調整する。ここで、棒状ヒータ３６は押出領域１２に埋設状態で均在させて配置されているので、各押出口１３は均等に加熱される。また、棒状ヒータ３６はその軸心を押出口１３の軸心と平行にして配置されているので、押出口１３を軸心方向に均一に加熱することができ、押出口１３における軸方向の温度差が小さくなる。更に、押出領域１２を外側周囲から棒状ヒータ４０で加熱するので、押出領域１２から外周側へ熱が流出するのを防止して、各押出口１３間の温度差を、例えば、１０℃以下にすることができる。

続いて、図示しない廃プラスチックの破砕機で、例えば、２０ｍｍ以下に解砕した廃プラスチックを造粒装置１０の圧送手段１１の開口部２３から一定の供給速度でケーシング１７内に連続的に投入する。投入された廃プラスチックは、ケーシング１７内で、スクリュー部１９の回転によって先側に圧縮されながら移送される。このとき、廃プラスチックは破砕されるため、廃プラスチック同士の摩擦による摩擦熱、及び廃プラスチックとスクリュー部１９との摩擦による摩擦熱により破砕加熱されて、廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂は軟化すると共に一部は溶融する。そして、スクリュー部１９の先端部にまで圧送された廃プラスチックは、スクリュー部１９の先端と僅小の隙間Ｔを有して配置されたダイスプレート１４の押出領域１２に設けられた押出口１３内に押し込まれ、押出口１３内を通過する際に更に圧縮されると共に周囲から更に加熱される。

このときの加熱により、押出口１３を通過中の廃プラスチックに含まれている全ての熱可塑性樹脂が溶融し、溶融した熱可塑性樹脂は廃プラスチックに対して潤滑剤及び結合剤として作用する。このため、押出口１３内を通過する際に廃プラスチックの圧密状態は更に向上すると共に廃プラスチック同士は溶融した熱可塑性樹脂を介して連結し、強固に一体化した成形物となって押出口１３から押し出される。
ここで、各押出口１３の温度差は、例えば、１０℃以下に抑えられているので、いずれの押出口１３を通過する廃プラスチックにおいても、押出口１３を通過する際に廃プラスチック中の熱可塑性樹脂を確実に溶融させることができる。このため、全ての押出口１３内で廃プラスチックの圧密及び溶融した熱可塑性樹脂を介した連結が一様に行われ、各押出口１３から押し出される廃プラスチックの成形物の嵩密度のばらつきは小さくなる。

次いで、押出口１３から押し出された成形物を、例えば、回転刃を備えた切断機により長さ３０〜７０ｍｍに切断し、水を吹き付けて冷却し固化させることにより形状の一定した造粒体を形成する。
ここで、噴出する水の量は、回転刃による切断状態に応じて調整する。すなわち、押出口１３から押し出された成形物の曲がりが顕著な場合には、水の量を増加させて固化を促進させる。また、回転刃の回転速度は押出口１３から押し出される成形物の押出速度に応じて調整する。すなわち、造粒体の長さを長くする場合は回転刃の回転速度を遅くし、造粒体の長さを短くする場合は回転刃の回転速度を速くする。

本発明の第２の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置は、第１の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置１０と比較して、造粒装置内で廃プラスチックを圧送する際に水平かつ平行に並べて配置された２つの圧送手段を使用していることが特徴となっている。従って、図５に示すように、ダイスプレート４８には、各圧送手段の軸心をそれぞれ中心にした２つの環状の押出領域４９、５０が形成されることになり、造粒装置１０のダイスプレート１４と構成が異なる。なお、２つの圧送手段の構成は、造粒装置１０で使用した圧送手段１１と同一の構成とすることができる。このため、ダイスプレート４８の構成について詳細に説明する。

ダイスプレート４８は板状の部材で形成され、ダイスプレート４８の背面側の中央部には、各圧送手段の回転軸の軸心に中心を一致させて平面視して円形の窪み部５１、５２が形成されている。また、ダイスプレート４８の外周部には複数の通し孔５３が形成されている。
これによって、窪み部５１、５２にそれぞれ圧送手段の回転軸の先端部を収容することができ、各回転軸の先側に設けられたスクリュー部の最先端の前方に僅小の隙間Ｔ（例えば、０．５〜１ｍｍ）を設けてダイスプレート４８を配置しても、ダイスプレート４８の背面側に各回転軸の先端部が接触するのを防止することができる。そして、ダイスプレート４８の外周部に形成した通し孔５３に締結部材の一例であるボルト５４を挿通し、このボルト５４を介してダイスプレート４８を各圧送手段のスクリュー部を一体的に覆うケーシングの先端部に強固に固定することができる。

また、ダイスプレート４８上において、押出領域４９、５０は、各圧送手段の軸心が通過する点を中心とし窪み部５１、５２の外周側で各スクリュー部の最先端が隙間Ｔを保持して通過する環状の範囲に形成されている。ここで、図５では、各圧送手段の軸心間の距離が、押出領域４９、５０の外周円の半径の総和よりも小さいため、各押出領域４９、５０はその一部が互いに重なり合った状態になっている。
このため、ダイスプレート４８上で各圧送手段の軸心が通過する点を中心として、押出領域４９、５０の幅Ｖの実質中心位置までの長さを半径とする円を実質中心サークル円とした際に、押出領域４９、５０が重ならない部分では、各実質中心サークル円の周上に互いに等間隔にダイスプレート４８の背面側に段付き部が設けられた貫通孔５５が形成されている。また、ダイスプレート４８上で各圧送手段の軸心が通過する点を中心として、環状の押出領域４９、５０の外周部及び内周部をそれぞれ通過する外周円及び内周円の各円周上にも、押出領域４９、５０が重ならない部分では、貫通孔５５と同数で同一形状の貫通孔５６、５７が互いに等間隔に、しかも、貫通孔５５の中心とは周方向にずれた位置（図５では、隣り合う貫通孔５５の周方向中間位置）を中心として形成されている。そして、押出領域４９、５０が重なり合った重複部分５８では、ダイスプレート４８の背面側に段付き部が設けられた貫通孔５９が互いに等間隔に形成されている。

図５に示すように、実質中心サークル円周上に形成された貫通孔５５においては、１つおきの貫通孔５５（図５では●印で示す）にダイスプレート４８の背面側から封止部材３５を装入固定して貫通孔５５の背面側をシールすることで長穴を形成し、この長穴に加熱手段の一例である棒状ヒータが挿入されている。また、棒状ヒータが挿入されていない貫通孔５５及び貫通孔５６、５７、５９（図５では○印で示す）には、例えば、内径が２０〜３０ｍｍで一端側に段付き部が他端側に雄ねじ部が形成された短管がダイスプレート４８の背面側から挿入され、短管の段付き部が各貫通孔５６、５７、５９の段付き部に掛止されると共に他端側はダイスプレート４８の表面側から突出し、突出した他端側の雄ねじ部には止め金具が噛合されている。
このような構成とすることにより、押出領域４９、５０に多数の短管で構成された押出口を均在して配置すると共に、押出領域４９、５０に複数の棒状ヒータを埋設状態で均在させることができ、棒状ヒータにより各押出口を一様に加熱することができると共に、押出口の軸方向にも温度差が発生しないようにできる

また、ダイスプレート４８の押出領域４９、５０の外側周囲、例えば、ダイスプレート４８の上、下部側には、それぞれ垂直方向に互いに平行に複数の長穴６０が形成され、各長穴６０には別の加熱手段の一例である棒状ヒータ６２が装入され固定されている。これによって、複数の棒状ヒータ６２をダイスプレート４８の押出領域４９、５０の外側周囲に埋設状態で並べて配置することもできる。ここで、ダイスプレート４８の上、下部側の中央部に形成する長穴６０の深さを短くして長穴６０に取付ける棒状ヒータ６２も短くし、ダイスプレート４８の上、下部側の両側部に形成する長穴６０の深さを長くして長穴６０に取付ける棒状ヒータ６２も長く形成することで、各棒状ヒータ６２の先側と最近接の押出口との距離を実質的に同一にして押出領域４９、５０を外側から均等に加熱することができ、押出領域４９、５０から外側周囲への熱の流出を抑制できる。

また、図５に示すように、ダイスプレート４８の表面側には、ダイスプレート４８から突出する各短管の他端側に取付けられた止め金具の先端部を嵌入させてダイスプレート４８の表面側を覆うカバー部材が設けられている。ここで、カバー部材の左右両側にはつば部が設けられ、つば部には複数の通し孔が形成されている。これによって、通し孔にボルトを挿通させ、ダイスプレート４８の表面側の左右の一方側（図５では左側）の上、下側に複数のねじ穴６３を並べて形成してねじ込むことにより、カバー部材をダイスプレート４８に固定することができる。なお、カバー部材の上下の側部には開口部が設けられ、各開口部には棒状ヒータの電極部に電力を供給する電源ケーブルが挿通している。
また、本発明の第２の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置を使用した廃プラスチックの造粒方法は、第１の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置を使用した廃プラスチックの造粒方法と実質的に同一であるので、その説明は省略する。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここで、図６は廃プラスチックの造粒体の嵩密度の説明図、図６は廃プラスチックの造粒体を石炭に配合して製造したコークスの冷間強度指数と造粒体の配合率との関係を示すグラフである。
［実施例１］
第１の実施の形態の廃プラスチックの造粒装置を使用し、ダイスプレートに設けられた押出領域に配置した加熱手段、及び押出領域の外側周囲に埋設状態で並べて配置した別の加熱手段に電力を供給して、押出口の温度を１２０〜１３０℃にすると共に、各押出口間の温度差が１０℃以下になるように調整した。
次いで、破砕機で２０ｍｍ以下に解砕した廃プラスチックを造粒装置の開口部に一定の供給速度で連続的に投入しながらスクリュー部を回転させて、廃プラスチックを下流側に圧縮しながら移送してダイスプレートに設けられた押出口内に押し込む。そして、廃プラスチックが押出口内を通過する際に含まれる熱可塑性樹脂を溶融させ、圧密状態が更に向上して強固に一体化した廃プラスチックの成形物を押出口から押し出す。そして、押出された成形物を、例えば、回転刃を備えた切断機により長さ３０〜７０ｍｍに切断して水を吹き付けて冷却固化させることで造粒体を得た。得られた造粒体の嵩密度を測定すると、図６に示すように、０．７ｇ／ｃｍ³ であった。

［比較例１］
従来の押出造粒機における加熱方式にするため、ダイスプレートに設けられた押出領域の外側周囲に埋設状態で並べて配置した加熱手段のみに電力を供給し、ダイスプレートの外周側に存在する押出口を通過する廃プラスチックが１２０〜１３０℃に加熱されるようにして、実施例１で使用したのと同一の廃プラスチックを用いて長さ３０〜７０ｍｍの造粒体を製造した。得られた造粒体の嵩密度を測定すると、図６に示すように、０．５ｇ／ｃｍ³ であった。
図６から判るように、実施例１で得られた造粒体の嵩密度は、比較例１で得られた造粒体の嵩密度に比較して４０％向上しており、押出領域に加熱手段を設けて各押出口を均等に加熱することにより、全ての押出口において通過する廃プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を確実に溶融させることができ、廃プラスチックの造粒性を向上できることが確認できた。

［実施例２］
実施例１で得られた造粒体を石炭に対して重量割合で１％及び２％配合して配合物を調製し、コークス炉に装入してコークスを製造した。また、実施例２で使用した石炭のみを用いて同一のコークス炉でコークスを製造した。そして、実施例２で製造したコークスの冷間強度、及び石炭のみを用いて製造したコークスの冷間強度をそれぞれ求め、石炭のみを用いて製造したコークスの冷間強度に対する冷間強度指数を算出すると、図７に示すように、石炭への造粒体の配合率が１％の場合では冷間強度指数が０．５９ポイントの減少、石炭への造粒体の配合率が２％の場合では冷間強度指数が１．１７ポイントの減少となり、従来の強度指数の低下を大幅に改善することができた。

［比較例２］
比較例１で得られた造粒体を石炭に対して重量割合で１％及び２％配合して配合物を調製し、コークス炉に装入してコークスを製造した。そして、比較例２で製造したコークスの冷間強度を求め、石炭のみを用いて製造したコークスの冷間強度に対する冷間強度指数を算出すると、図７に示すように、石炭への造粒体の配合率が１％の場合では冷間強度指数が０．８３ポイントの減少、石炭への造粒体の配合率が２％の場合では冷間強度指数が１．６４ポイントの減少と悪い結果となった。
以上のように、実施例１で得られた造粒体を石炭に配合した場合は、比較例１で得られた造粒体を石炭に配合した場合に比べて、冷間強度指数の減少量が小さくなる。従って、実施例１で得られた造粒体を使用する場合、石炭に配合できる造粒体の重量を増加させることができると共に、配合量を増加させても品質の優れたコークスを製造できることが確認できた。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の廃プラスチックの造粒方法及び造粒装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、第１及び第２の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置では、ダイスプレートに形成した貫通孔に封止部材を装入固定して長穴を構成し、この長穴に加熱手段の棒状ヒータを装入するようにしたが、ダイスプレートの表面側から棒状ヒータが装入可能な穴を設けこの穴に棒状ヒータを装入するようにしてもよい。これによって、棒状ヒータの取付けを容易に行うことができる。

第１及び第２の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置では、ダイスプレートの上、下端面側から別の加熱手段の棒状ヒータを装入するようにしたが、環状の押出領域より内側の領域にも別の加熱手段の棒状ヒータを設置し、環状の押出領域の内側及び外側から加熱するようにしてもよい。これによって、各押出口間に生じる温度の差を更に小さくすることができる。また、ダイスプレートの上、下端面側に別の加熱手段の棒状ヒータを装入する代りに、ダイスプレートの左、右端面側から別の加熱手段の棒状ヒータを装入てもよいし、ダイスプレートの上、下端面側及び左、右端面側から別の加熱手段の棒状ヒータを装入するようにしてもよい。
第２の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置では、水平かつ平行に並べて配置する２つの圧送手段の軸心間の距離を各圧送手段毎に形成される押出領域の外周円の半径の総和よりも小さくしたが、各圧送手段の軸心間の距離を押出領域の外周円の半径の総和値と同一あるいは大きくしてもよい。

本発明の第１の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置の要部側断面図である。 同廃プラスチックの造粒装置のダイスプレートの正面図である。 同廃プラスチックの造粒装置の圧送手段及びダイスプレートの関係を示す側断面図である。 同廃プラスチックの造粒装置のダイスプレートに形成された押出領域に配置された押出口と加熱手段を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る廃プラスチックの造粒装置のダイスプレートの正面図である。 廃プラスチックの造粒体の嵩密度の説明図である。 廃プラスチックの造粒体を石炭に配合して製造したコークスの冷間強度指数と造粒体の配合率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０：廃プラスチックの造粒装置、１１：圧送手段、１２：押出領域、１３：押出口、１４：ダイスプレート、１６：スクリューフィーダ、１７：ケーシング、１８：回転軸、１９：スクリュー部、２０：円筒部材、２１：つば部、２２：端板部材、２３：開口部、２４：縁部、２５：案内板、２６：窪み部、２７：通し孔、２８：先端部、２９：ボルト、３０：つば部、３１：雌ねじ部、３２、３３、３４：貫通孔、３５：封止部材、３６：棒状ヒータ、３７：短管、３８：止め金具、３９：長穴、４０：棒状ヒータ、４１：カバー部材、４２：ねじ穴、４３：開口部、４４：電極部、４５：電源ケーブル、４６：電極部、４７：電源ケーブル、４８：ダイスプレート、４９、５０：押出領域、５１、５２：窪み部、５３：通し孔、５４：ボルト、５５、５６、５７：貫通孔、５８：重複部分、５９：貫通孔、６０：長穴、６２：棒状ヒータ、６３：ねじ穴

Claims (6)

1. ダイスプレートに間隔を有して配置された多数の押出口から圧送手段により破砕加熱された状態の廃プラスチックを順次押出して成形する廃プラスチックの造粒方法において、
   前記多数の押出口が形成された押出領域に複数の加熱手段を均在させたことを特徴とする廃プラスチックの造粒方法。
2. 請求項１記載の廃プラスチックの造粒方法において、前記押出領域は環状であって、前記加熱手段が、該押出領域の実質中心サークル円の周上に間隔を有して配置されていることを特徴とする廃プラスチックの造粒方法。
3. 請求項２記載の廃プラスチックの造粒方法において、前記圧送手段は１又は２あって、前記環状の押出領域は前記圧送手段と軸心を一致して形成され、前記ダイスプレートの前記押出領域の外側周囲に複数の別の加熱手段が並べて配置されていることを特徴とする廃プラスチックの造粒方法。
4. 基側に順次供給された破砕加熱状態の廃プラスチックを先側に徐々に圧送する１又は２の圧送手段と、前記圧送手段の先側に設けられ、前記圧送手段の軸心を中心にした環状の押出領域に均在して配置された多数の押出口を備えるダイスプレートとを有する廃プラスチックの造粒装置において、
   前記環状の押出領域に複数の加熱手段が埋設状態で均在していることを特徴とする廃プラスチックの造粒装置。
5. 請求項４記載の廃プラスチックの造粒装置において、前記押出領域に配置されているそれぞれの加熱手段は棒状ヒータからなって、前記押出口と平行に形成されている長穴内に挿入して配置されていることを特徴とする廃プラスチックの造粒装置。
6. 請求項４及び５のいずれか１項に記載の廃プラスチックの造粒装置において、前記ダイスプレートの前記押出領域の外側周囲に複数の別の加熱手段が埋設状態で並べて配置されていることを特徴とする廃プラスチックの造粒装置。

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