JP2018008438A

JP2018008438A - 造粒機

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Publication number: JP2018008438A
Application number: JP2016139192A
Authority: JP
Inventors: 達也木口; Tatsuya Kiguchi
Original assignee: NIHON CIM KK
Current assignee: NIHON CIM KK
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2036-07-14
Also published as: JP6120393B1

Abstract

【課題】成形加工を効率的に行うことができる造粒機を提供する。【解決手段】廃プラスチックを粒状に加工する造粒機１であって、一端側に廃プラスチックの導入口３Ｘが設けられ、他端側に廃プラスチックの押出口３Ｙを有する略円筒状のケーシング３と、ケーシング内に略同軸上に配設されるシャフトと、シャフトの外周に設けられて、ケーシングに導入され軟化状態、半溶融状態又は溶融状態になった廃プラスチックを押出口から押し出すスクリューと、を有する回転可能なスクリューシャフト５と、押出口から押し出された廃プラスチックを粒状に切断するカッター７２と、を備え、ケーシングの他端部には、内周壁に軸方向に延びる溝が形成されており、ケーシングの他端側面において、溝が押出口となるように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄されたプラスチック類（廃プラスチック）を粒状にする造粒機に関し、特に、廃プラスチックを効率的に加工処理することができる造粒機に関する。

従来、廃棄されたプラスチック製品等は容器リサイクル法に基づいて回収され、新しい製品の材料又は原料として利用する再資源化が行われている。廃プラスチックは、例えば、ポリ袋、ラップフィルム、ペットボトル、使い捨てのプラスチック容器、プラスチック製品、ゼリー・ヨーグルト・プリン等を入れていたカップ容器や、野菜・果実の生産に使用したハウス被覆材、農業用マルチ、肥料袋、サイレージ用ラップフィルム、育苗箱等などであり、金属などの異物が混入していたり、紙製のラベルや、食物粕や各種調味料の汚れ、土砂、農薬などの汚れが付着していることが多い。

そのため、回収された廃プラスチックは、例えば、人の手作業により分別されて、フラフ状やフレーク状などの小片に破砕する破砕処理や汚れや異物を除去する洗浄処理がなされる。また、再商品化する際の品質を保つために、水などの液体を用いて、比重の違いでプラスチックを種類別に選別する選別処理がなされる場合もある。

近年、このような処理工程を経た廃プラスチックは、さらに、粒状に加工する、いわゆる造粒処理がなされるようになっている。この造粒処理は、フラフ状やフレーク状の廃プラスチックを粒状に加工することで、その容量を減らし、計量、運搬、貯蔵などの取り扱いを容易とするために行われる。また、造粒処理を行う前段階として、脱水装置を用いて廃プラスチックに付着した水分を取り除く処理が行われる。

例えば、特許文献１の特開２００４−２５７３４号公報「プラスチックの再生処理方法及びその装置」には、処理対象のプラスチック廃棄物を小片状に粉砕する粉砕工程と、粉砕工程後にプラスチック廃棄物が水分を多く含む場合に行われる脱水する脱水工程と、小片状粉砕物を加熱溶融して小粒状に成形する造粒工程を含むプラスチック処理方法や、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を備えたプラスチック再生処理装置などが提案されている。

また、特許文献２の特開２００７−９０５２８号公報「廃プラスチック材の再ペレット化装置」は、粉砕機等で粉砕した廃プラスチック材の粉砕物を、加熱して溶融し、ストランド（ｓｔｒａｎｄ）状（紐状）にして再ペレット化するための、廃プラスチック材の再ペレット化装置に関するものである。溶融した廃プラスチック材をダイスに設けられた小円筒状の複数のストランド形成路に押し込み、排出側でこれをカットする構成となっている（図５参照）。

特開２００４−２５７３４号公報特開２００７−９０５２８号公報

特許文献１の「プラスチック再生処理方法及びその装置」には、洗浄分別処理した廃プラスチック材をスクリュープレスによって脱水処理したのちに、造粒機で造粒処理を行うことが記載されている。しかしながら、このプラスチック再生処理装置は、造粒処理を効率的に行うものではなかったため、脱水処理から成形加工までの工程を１つの装置にて行えるものではなかった。また、従来の造粒機においては、特許文献２の「廃プラスチック材の再ペレット化装置」に示されているような円筒状のストランド形成路が用いられているが、廃プラスチックを効率的に排出側に導くものではなく、成形加工能力が高いとは言えなかった。

本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、加工能力に優れた造粒機を提供することにある。

本発明の造粒機は、廃プラスチックを粒状に加工する造粒機（造粒機１）であって、一端側に廃プラスチックの導入口（導入口３Ｘ）が設けられ、他端側に廃プラスチックの押出口（押出口３Ｙ）を有する略円筒状のケーシング（スクリューケース３）と、前記ケーシング内に略同軸上に配設されるシャフト（シャフト部Ｈ）と、該シャフトの外周に設けられて、該ケーシングに導入され軟化状態、半溶融状態又は溶融状態となった廃プラスチックを前記押出口から押し出すスクリュー（スクリュー部Ｃ）と、を有する回転可能なスクリューシャフト（スクリューシャフト５）と、前記押出口から押し出された廃プラスチックを粒状に切断するカッター（回転カッター７２）と、を備え、前記ケーシングの他端部（成形ケース部３７）には、内周壁に軸方向に延びる溝（溝３７Ｙ）が形成されており、該ケーシングの他端側面（排出側側面３７ａ）において、該溝が前記押出口となるように構成されている、ことを特徴とする。
前記押出口は、前記ケーシングの他端側面において、前記スクリューシャフトのシャフト（成形軸部５７）が内接することにより形成されていてもよい。

本発明の造粒機は、湿潤状態の廃プラスチックを粒状に加工する造粒機（造粒機１）であって、一端側に廃プラスチックの導入口（導入口３Ｘ）が設けられ、他端側に廃プラスチックの押出口（押出口３Ｙ）を有する略円筒状のケーシング（スクリューケース３）と、前記ケーシングを貫通して略同軸上に配設されるシャフト（シャフト部Ｈ）と、該シャフトの外周に設けられ、該ケーシングに導入された廃プラスチックを移動又は／及び混練させて前記押出口から押し出すスクリュー（スクリュー部Ｃ）と、を有する回転可能なスクリューシャフト（スクリューシャフト５）と、前記押出口から押し出された廃プラスチックを切断するカッター（回転カッター７２）と、を備え、前記ケーシングと、前記スクリューシャフトの該ケーシング内に収納されている部分である収納部（中央軸部５Ｂ）とは、廃プラスチックを処理・加工する本体部（本体部４）を構成し、前記本体部は、一端側から他端側に向かって順に、湿潤状態の廃プラスチックを脱水処理する脱水部（脱水部４１）と、脱水処理した廃プラスチックを加熱する乾燥・溶融部（乾燥・溶融（軟化）部４５）と、軟化状態、半溶融状態又は溶融状態の廃プラスチックを成形する成形部（成形部４７）と、を有し、前記成形部には、内周壁に軸方向に延びる溝（３７Ｙ）が形成されており、該ケーシングの他端側面（排出側側面３７ａ）において、該溝が前記押出口となるように構成されている、ことを特徴としてもよい。
前記脱水部は、湿潤状態の廃プラスチックを回転移動させることにより脱水する回転脱水部（回転脱水部４１ａ）と、湿潤状態の廃プラスチックを圧縮することにより脱水する圧縮脱水部（圧縮脱水部４１ｂ）とを有するように構成することもできる。
また、前記本体部は、前記脱水部と前記乾燥・溶融部との間に湿潤状態の廃プラスチックを圧搾処理するための圧搾部（圧搾部４３）を有し、前記圧搾部において、前記ケーシングは、廃プラスチックが移動する空間を狭める突出部（突出部３３ａ）を有し、該突出部により圧搾してもよい。
なお、これらの手段について、実施例で示した構成要素との対応（符号）を明示しているが、明示した構成に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

本発明の造粒機によれば、排出側で押出口となる溝を形成することにより、軟化状態、半溶融状態又は溶融状態の廃プラスチックを溝に沿うようにして、スムーズに押し出すことができる。また、廃プラスチックの軟化や溶融の状態が不完全であった場合でも、スクリューシャフトの回転に伴う混練溶融により詰まりにくく、効率よく加工を行うことができる。

造粒機の正面図である。造粒機の平面図である。スクリューシャフトの平面図である。圧搾ケース部の突出部を示す概略図であり、（ａ）は投入側から視認した状態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。図５は、成形部を説明する図であり、(ａ)は投入側から視認した状態を示す正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は排出側から視認した状態を示す正面図である。成形ケース部を説明する図であり、（ａ）は図５（ｃ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図５（ｃ）のＢ−Ｂ断面図である。回転カッターを有するカッター装置を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。成形部の排出側の側面の押出口と、カッター装置の回転カッターとの配置を説明する概略説明図である。押出口（溝）の変形例を示す概略説明図であり、（ａ）は略台形形状のもの、（ｂ）は略三角形状のものを示す。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施例である造粒機１の正面図である。図２は造粒機１の平面図である。図３は、スクリューシャフト５の平面図である。ここで、造粒機１において、便宜上、廃プラスチックが投入される側（図１から図３における右側）を後端側又は投入側、廃プラスチックが排出される側（図１から図３における左側）を前端側又は排出側という。なお、造粒機１は、後述する回転カッター７２を備えるが、図１及び図２において、その駆動源（カッター駆動部）及び駆動ベルト７５（図７（ｂ）参照）は便宜上省略している。

＜造粒機１の構成＞
造粒機１は、図１及び図２に示すように、螺旋状１軸スクリュー型の造粒機であり、洗浄処理や選別処理などにより湿潤状態となっている小片状（フラフ状やフレーク状など）の廃プラスチックを投入するだけで、廃プラスチックを粒状に加工することができる。

造粒機１は、図１及び図２に示すように、投入ホッパー２と、スクリューケース３と、スクリューシャフト５と、回転カッター７２を有するカッター装置７とを備えている。
スクリューケース３は、後端側（投入側）上部に廃プラスチックを導入するための導入口３Ｘが、前端側（排出側）に成形した廃プラスチックを排出（押出）する押出口３Ｙ（図８参照）が設けられている。スクリューケース３の導入口３Ｘには、湿潤状態の廃プラスチックを投入するための投入ホッパー２が取り付けられている。スクリューシャフト５は、その中央部分である中央軸部５Ｂ（図３参照）がスクリューケース３内に収納されて、スクリューケース３内に投入された廃プラスチックを、移動空間Ｓ（図３参照）において徐々に圧縮しながら後端側（投入側）から前端側（排出側）へと移動させて、押出口３Ｙから押し出す。回転カッター７２は、スクリューケース３の前端側（排出側）にスクリューケース３に連なるように配設され、押出口３Ｙから押し出された廃プラスチックをカットする。

造粒機１は、スクリューシャフト５を回転させるためのスクリューシャフト回転装置６と、スクリューシャフト５の外周を回転する回転カッター７２を有するカッター装置７などを備えている。詳細は後述するが、スクリューシャフト５にはスクリュー駆動部６３の駆動力が伝達され、右側面視において反時計回りに回転するように構成されている。また、回転カッター７２にはカッター駆動部（図示せず）の駆動力が伝達され、左側面視において時計回りに回転するように構成されている。

スクリューケース３は、正面視略円柱状の円筒構造のケーシングであり、スクリューシャフト５は、スクリューケース３の筒内を貫通するようにして、これと同軸上に回転自在に設けられている。そして、スクリューケース３及びスクリューシャフト５は、枠部材及び板部材から構成された略直方体形状の架台９上に、水平方向に延びるように設置されている。

スクリューシャフト５は、図３に示すように、略円柱状の回転軸（シャフト部）Ｈと、その中央部分の外周に設けられた螺旋状のスクリュー部Ｃとを有する。スクリューシャフト５は、後端側から前端側に向かって順に、後軸部５Ａと、中央軸部５Ｂと、前軸部５Ｃとからなり、シャフト部Ｈにスクリュー部Ｃが設けられている中央軸部５Ｂは、スクリューケース３内に収納される。なお、中央軸部５Ｂのスクリュー部Ｃの外径ｒは一定の大きさであり、スクリューケース３の内径と略同じ大きさとなっており、スクリューケース３後端側に投入された廃プラスチックは、スクリュー部Ｃの回転により前端側の押出口３Ｙから排出される。なお、中央軸部５Ｂのシャフト部Ｈの外径は、後軸部５Ａ及び前軸部５Ｃのシャフト部Ｈの外径よりも大きくなっている。後述する回転カッター７２は、中央軸部５Ｂと前軸部５Ｃのシャフト部Ｈの段差を利用して配設され、押出口３Ｙから押し出される廃プラスチックを粒状に切断する。

スクリューシャフト５の後軸部５Ａと前軸部５Ｃは、それぞれ投入側軸受１１と排出側軸受１３に回転自在に保持されている。また、投入側軸受１１及びスクリューケース３の投入側端部３Ａは、架台９上に固定された投入側軸受ブランケット１２によって支持されている。また、架台９の後端側の台下には、スクリューシャフト５の駆動源であるモーターを有するスクリュー駆動部６３が設置されており、スクリューシャフト５の後軸部５Ａに取り付けられた回転作動部６１に、駆動ベルト６５（図１に点線で図示）を介して回転駆動力が伝達される。

排出側軸受１３及びスクリューケース３の排出側端部３Ｂは、架台９上に固定された排出側軸受ブランケット１４によって支持されている。排出側軸受ブランケット１４は、平面視略矩形の枠部材であり、スクリューシャフト５とスクリューケース３を支持するだけでなく、スクリューケース３の後端部分を囲む構成となっている。また、排出側軸受ブランケット１４の下方には、これと連通するように形成されたホッパー状の排出シュート１０が架台９に固定されている。粒状にカットされた廃プラスチックの飛散を排出側軸受ブランケット１４により防ぎ、これらを排出シュート１０により定位置に案内する構成となっている。

また、排出側軸受ブランケット１４の上方には、天井部（図示せず）が設けられ、回転カッター７２の駆動源であるモーターを有するカッター駆動部（図示せず）が設置される。つまり、排出側軸受ブランケット１４はカッター駆動部を支持する土台の役目も担っている。なお、詳細は後述するが、回転カッター７２はスクリューシャフト５の前軸部５Ｃに回転可能に取り付けられており、駆動ベルト７５（図７（ｂ）参照）を介してカッター駆動部の回転駆動力が伝達される。

＜本体部（処理・加工部）４の構成＞
スクリューケース３は、図１に示すように、略半円筒状の部材や円筒状の部材などを複数組み合わせて構成された、正面視略円筒形状のケーシングであり、スクリューシャフト５の中央軸部５Ｂ（図３参照）が収納される。スクリューケース３とスクリューシャフト５の中央軸部５Ｂとは、湿潤状態の廃プラスチックを処理又は加工する部分である本体部４を構成しており、投入側から排出側に向かって順に、脱水部４１、圧搾部４３、乾燥・溶融（軟化）部４５、成形部４７となっている。

そして、本体部４の各部４１，４３，４５，４７に対応して、スクリューケース３は、脱水ケース部３１、圧搾ケース部３３、乾燥・溶融（軟化）ケース部３５、成形ケース部３７となっており、スクリューシャフト５の中央軸部５Ｂは、脱水軸部５１、圧搾軸部５３、乾燥・溶融（軟化）軸部５５、成形軸部５７となっている。なお、スクリューケース３の両端は開口しており、後端側（投入側端部３Ａ）の開口は投入側軸受ブランケット１２によって閉鎖されており、前端側（排出側端部３Ｂ）の開口はスクリューシャフト５（中央軸部５Ｂ）により、押出口３Ｙ以外は閉鎖された構成となっている。

＜脱水部４１の構成＞
脱水部４１は、湿潤状態の廃プラスチックに付着している水分を取り除くために設けられた脱水処理部である。脱水部４１は、廃プラスチックを回転移動させることにより水分を取り除く回転脱水部４１ａと、廃プラスチックを圧縮することにより水分を取り除く圧縮脱水部４１ｂとからなる。

脱水ケース部３１は、略円筒状のケース部であり、回転脱水ケース部３１ａと、圧縮脱水ケース部３１ｂとからなる。脱水ケース部３１は、周壁に小さな貫通孔ｘ_１，ｘ_２（パンチング）が穿孔された内筒３１ｘと、内筒３１ｘを補強するようにカバーして取り付けられ、周壁の下側部分に大きな貫通孔ｙが設けられている外筒３１ｙとの二重構成となっている。つまり、大きな貫通孔ｙ内には、複数の小さな貫通孔ｘ_１又は貫通孔ｘ_２があり、脱水処理により廃プラスチックから分離された水分を外部に排出する。なお、圧縮脱水ケース部３１ｂの貫通孔ｘ_２は、回転脱水ケース部３１ａの貫通孔ｘ_１よりも径が小さく、圧縮脱水した際に廃プラスチックが詰まることを防ぎ、水分のみが通るような大きさに形成されている。

脱水軸部５１は、スクリューケース３の回転脱水部３１ａ内に配置される回転脱水軸部５１ａと、スクリューケース３の圧縮脱水部３１ｂ内に配置される圧縮脱水軸部５１ｂとからなる。
回転脱水軸部５１ａのシャフト部Ｈはストレート形状（外径が同じ大きさとなるように形成された形状）であり、スクリュー部Ｃは同じ傾斜で比較的広いピッチ（間隔）で設けられている。これに対して、圧縮脱水軸部５１ｂのシャフト部Ｈは、排出側に向かって徐々に外径が大きくなるテーパー状であり、スクリュー部Ｃのピッチは排出側に向かって徐々に狭くなり、その傾斜も徐々に垂直方向に近づくように設けられている。なお、回転脱水軸部５１ａのシャフト部Ｈの外径は、圧縮脱水軸部５１ｂのシャフト部Ｈの投入側の外径と同径（同じ大きさの径）であり、回転脱水軸部５１ａのスクリュー部Ｃのピッチは、圧縮脱水軸部５１ｂのスクリュー部Ｃのピッチよりも広くなっている。

脱水部４１（３１ａ，５１ａ，３１ｂ，５１ｂ）をこのような構成とすることにより、まずは、回転脱水部４１ａ（３１ａ，５１ａ）により、湿潤状態である廃プラスチックを比較的広い移動空間Ｓにおいて回転させることにより、付着している水分を移動させて、貫通孔ｘ_１からざっと取り除くことができる。そして、次に、圧縮脱水部４１ｂ（３１ｂ，５１ｂ）で移動空間Ｓを徐々に狭めて湿潤状態の廃プラスチックを圧縮していくことにより、付着している水分を、貫通孔ｘ_２から押し出すようにして取り除くことができる。

＜圧搾部４３の構成＞
圧搾部４３は、脱水部４１で脱水処理した廃プラスチックに残存している水分をさらに搾り取るために設けられた圧搾処理部である。圧搾部４３において搾り出された水分は、圧搾部４３の下部を支持するように取り付けられる圧搾フランジ支持ユニット１５を通して、外部に排出される。ここで、図面を参照して圧搾ケース部３３の詳細について述べる。

図４は、圧搾ケース部３３の突出部３３ａを示す概略図であり、（ａ）は投入側から視認した状態を示す正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ部分の断面図である。圧搾ケース部３３は、略円筒状のケース部であり、図４に示すように、圧搾部４３における移動空間Ｓを狭めるように内方（軸心方向）に突出する、略リング状の突出部３３ａが設けられている。この突出部３３ａは、弾性部材（本実施例では、異型皿ばね）からなり、内周側には放射状の切欠き３３ｂが形成されている。

圧搾軸部５３は、図３及び図４に示すように、圧搾ケース部３３内に配置される部分である。圧搾軸部５３のシャフト部Ｈはストレート形状（同径）であり、スクリュー部Ｃは設けられていない。なお、圧搾軸部５３のシャフト部Ｈの外径は、圧縮脱水軸部５１ｂのシャフト部Ｈの排出側の外径と同径となっている。

圧搾部４３（３３，５３）をこのような構成とすることにより、廃プラスチックの排出側への移動を妨げて脱水部４１における圧縮脱水処理を効果的に行うとともに、突出部３３ａにより圧搾することができる。より効果的に廃プラスチックに付着した水分を取り除いて、後の乾燥・溶融処理を促進することができる。また、弾性部材を使用することにより詰まりを防ぐことができる。
なお、圧搾部４３は、上述の構成に限らず、圧搾部４３における廃プラスチックの移動空間Ｓを狭める構成であればよい。例えば、突出部３３ａに板状のもの（板ばね）や切れ目のないリング状のもの（皿ばね）を使用したり、圧搾軸部５３側に突出部３３ａを設けることもできる。また、突出部３３ａは必ずしも弾性部材でなくてもよい。
以下、乾燥・溶融部４５について、図１〜３に戻って述べる。

＜乾燥・溶融部４５の構成＞
乾燥・溶融部４５は、圧搾した廃プラスチックを乾燥・溶融するために設けられた乾燥・溶融処理部であり、投入側が廃プラスチックを乾燥させることを目的とした乾燥部４５ａであり、排出側が廃プラスチックを溶融させることを目的とした溶融部４５ｂとなっている。

乾燥・溶融ケース部３５は、略円筒状のケース部であり、外周部分にバンドヒータ（加熱手段）Ｂが巻かれた加熱部３５ｘと、これらを連結する連結部３５ｙとからなり、これらが交互に配設されている。各加熱部３５ｘのバンドヒータＢは、個別に温度制御し得るように構成されている。なお、バンドヒータＢに繋がれる電線などについては、便宜上、図示を省略している。

乾燥・溶融ケース部３５において、後端側の１つの加熱部３５ｘ及び２つの連結部３５ｙが乾燥部４５ａである乾燥ケース部３５ａに該当し、廃プラスチックを乾燥させることを目的として加熱部３５ｘの温度設定がなされる。前端側の２つの加熱部３５ｘ及び２つの連結部３５ｙは溶融部４５ｂである溶融ケース部３５ｂに該当し、乾燥部４５ａで乾燥した廃プラスチックを軟化状態や溶融状態にすることを目的として加熱部３５ｘの温度設定がなされる。なお、乾燥ケース部３５ａの連結部３５ｙには、蒸気などの気体を逃がすための小さな通気孔ｚが穿孔されており、その径は、気体のみが通ることができるような大きさとなっている。

乾燥・溶融軸部５５は、乾燥・溶融ケース部３５内に配置される部分である。乾燥・溶融軸部５５のシャフト部Ｈは、排出側に向かって徐々に外径が大きくなるテーパー状であり、スクリュー部Ｃのピッチは、同幅となるように形成されている。なお、乾燥・溶融軸部５５のシャフト部Ｈの投入側の外径は、圧搾部４３のシャフト部Ｈの排出側の外径と同径である。

乾燥・溶融部４５（３５ａ，３５ｂ，５５）をこのような構成として、乾燥部４５ａ（３５ａ，５５）で廃プラスチックの水分を蒸発させることにより、溶融部４５ｂ（３５ｂ，５５）の溶融処理において廃プラスチックを効率的に加熱し、軟化させたり溶融させることが可能となる。乾燥・溶融部４５では、加熱手段（バンドヒータＢ）だけでなく、乾燥・溶融軸部５５により徐々に移動空間Ｓを狭めて廃プラスチックを混練することにより、混練により発生する摩擦熱も利用して乾燥・溶融処理を行うことができる。よって、軟化状態、半溶融状態又は溶融状態となった廃プラスチックを安定的に排出側の成形部４７に導入することができる。

＜成形（押出）部４７の構成＞
成形部４７は、乾燥・溶融部４５で軟化状態、半溶融状態又は溶融状態となった廃プラスチックを排出側の押出口３Ｙから柱状に成形して排出するために設けられた成形加工部である。なお、成形部４７の詳細については後述し、ここでは、成形ケース部３７内に配置される成形軸部５７について、図３を参照して簡単に述べる。

成形軸部５７のシャフト部Ｈは、図３に示すように、ストレート形状（同径）であり、その外周にスクリュー部Ｃは設けられていない。成形軸部５７のシャフト部Ｈの外径は、乾燥・溶融部４５のシャフト部Ｈの排出側の外径と同径である。成形軸部５７の排出側側面５７ａは、中央軸部５Ｂと前軸部５Ｃのシャフト部Ｈの径の大きさの違いから形成される段差部分であり、成形ケース部３７の排出側側面３７ａと略同一平面上になるように配置される。成形軸部５７のシャフト部Ｈの外径は、成形ケース部３７(スクリューケース３)の排出側端部３Ｂの内径と略同径であり、僅かに大きい（図７参照）。

図５は、成形部４７を説明する図であり、(ａ)は投入側から視認した状態を示す正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は排出側から視認した状態を示す正面図である。図６は、成形ケース部３７を説明する図であり、（ａ）は図５（ｃ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図５（ｃ）のＢ−Ｂ断面図である。なお、図５においては、便宜上、成形ケース部３７を実線で、成形軸部５７を二点鎖線で示している。また、図５（ａ）においては、投入側開口部を省略して表している。図５に示すように、成形ケース部３７の内周壁には軸方向に延びる複数の溝３７Ｙが形成され、これらの溝３７Ｙが成形ケース部３７の前端面において押出口３Ｙとなっている。以下、成形部４７の詳細について図面を参照して述べる。

成形ケース部３７は、図５に示すように、複数の略半円筒状の部材を上下に組み合わせた平面視略円錐台形状のケース部であり、内周壁は、横断面において略円形状、縦断面において略等脚台形形状（図５（ｂ）参照）となっている。具体的には、成形ケース部３７は、図５及び図６に示すように、投入側から排出側に向かって内周壁の径が小さくなるテーパー状であり、成形ケース部３７の投入側部分である導入部分３７ｂにおいてはその勾配が大きくなるように形成されている。また、成形ケース部３７の内周壁には軸方向に延びる溝３７Ｙが放射状に複数形成されている。この溝３７Ｙは図５(ａ)等に示すように横断面が略矩形状であり、図５（ｂ）に示すように投入側から排出側にかけて（導入部分３７ｂを除く）略同じ深さとなるように形成されている。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、成形ケース部３７の投入側の内径は、成形軸部５７の外径よりも大きく、成形部４７の投入側には、外周側が凸凹となった略リング状の移動空間Ｓが形成されている。また、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、成形ケース部３７の排出側の内径は、成形軸部５７の外径と略同じであり、成形ケース部３７の排出側開口部は成形軸部５７によりその中心部分が塞がれており、上述した複数の溝３７Ｙが排出側端部３Ｂにおいて複数の略矩形状の押出口３Ｙとなっている。つまり、乾燥・溶融部４５において軟化、溶融された廃プラスチックは、中央軸部５Ｂのスクリュー部Ｃの回転により、成形部４７の投入側において、外周側が凸凹となった略リング状の移動空間Ｓに押し込まれていき、排出側の略矩形状の押出口３Ｙから柱状に成形されて押し出される。

成形部４７をこのような構成として、排出側に押出口３Ｙのみを形成して押し出すのではなく、押出口３Ｙへと廃プラスチックを誘導する溝３７Ｙを設けることにより、詰まりにくい構成となっている。また、成形部４７においても、成形軸部５７（シャフト部Ｈ）の回転に伴う混練により摩擦熱を発生させることができる。特に、未軟化状態（軟化が不完全な状態）、未溶融状態（溶融が不完全な状態）の廃プラスチックがある場合、成形ケース部３７の溝３７Ｙの角部Ｅに引っ掛けて、混練溶融させることができる。このように、本実施例の造粒機１の成形部４７は、溶融処理能力や成形加工能力を高めた構成であるので、溶融部４５ｂや成形部４７の長さを従来のものより短くすることができる。

また、スクリューケース３の内周縁に溝３７Ｙを作って押出口３Ｙを設けることにより、押出口３Ｙを多数（本実施例では、１８個）設けることができるので、効率的に成形加工を行い、造粒処理能力を高めることが可能である。さらに、押出口３Ｙがシャフト部Ｈの軸心から離れた位置に形成されているので、スクリューシャフト５を回転させるスクリュー駆動部６３に掛かる負担を軽減することができる。

＜カッター装置７の構成＞
図７は、回転カッター７２を有するカッター装置７を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。図８は、成形部４７の排出側の側面の押出口３Ｙと、カッター装置７の回転カッター７２との配置を説明する概略説明図である。なお、図７（ｂ）においては、便宜上、断面線を略省略している。
カッター装置７は、スクリューケース３の押出口３Ｙ（図７（ｂ）等参照）から柱状に排出（押出）される廃プラスチックを切断して粒状に加工する装置であり、回転カッター７２を有する回転部７１と、回転部７１をスクリューシャフト５に回転可能に保持する保持部７３と、回転部７１を駆動するカッター駆動部（図示せず）と、カッター駆動部の駆動力を回転部７１に伝える駆動ベルト（３本のＶベルト）７５からなる。

保持部７３は、スクリューシャフト５の前軸部５Ｃの外周に固定されており、ベアリング７４により回転部７１を回転可能に保持している。回転部７１には、駆動ベルト７５を介してカッター駆動部の駆動力が伝達され、所定の回転数で回転する。回転部７１は４つの回転カッター７２（図８参照）を備えており、各回転カッター７２は、図７に示すように、成形部４７（成形ケース部３７と成形軸部５７）の排出側側面３７ａ，５７ａに沿って回転するように配設されている。また、回転カッター７２の刃部７２ａは、図８に示すように、回転方向に向かって設けられており、回転した際に各押出口３Ｙの開口全体の前方を遮るように動作し押出口３Ｙから連続して押し出される柱状の成形体（廃プラスチック）を基部から粒状に切断していく。切断された粒状の廃プラスチックは、排出側軸受ブランケット１４及び排出シュート１０により架台９下に集められる（図１参照）。

図９は、成形部４７の押出口３Ｙ（溝３７Ｙ）の変形例を示す概略説明図であり、（ａ）は略台形形状のもの、（ｂ）は略半円状のものを示す。
上述の実施例においては、溝３７Ｙの横断面及び押出口３Ｙの形状を略矩形状としたが、これに限らず、図９に示すように、略台形形状や略三角形状（図示せず）や略半円形状などとしてもよい。なお、図９に示すように、溝３７Ｙはその底部から開口側（上方）に向かって徐々に幅が広くなるような形状であることが望ましい。また、上述の実施例においては、成形部４７の内周壁をテーパー状としたが、ストレート形状として成形部４７の溝３７Ｙ自体が成形路となるような構成（図示せず）とすることもできる。

本発明の造粒機１は、脱水処理、乾燥処理、溶融（軟化）処理、成形処理を効率的に行う構成とすることにより、湿潤状態にある廃プラスチックを投入するだけで粒状に加工することができるものである。特に、成形処理を行う成形部４７に上述のような溝３７Ｙを形成することにより、造粒処理能力を高めることができ、成形部４７の長さを短くすることができる。また、スクリューシャフト５を、上述のように、脱水処理、乾燥処理、溶融（軟化）処理などの各処理目的に合わせた形状として処理の効率化を図ることにより、全ての処理を一台の機械で行うことが可能である。

なお、造粒機１の各部の形状、大きさ、構成等は上述した実施の形態に限定されず、成形部４７の内周壁に溝３７Ｙを設けた構成であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。また、造粒機１は、本体部４として脱水部４１、圧搾部４３を備えた構成としたが、これらを備えていない構成とすることも可能である。スクリューケース３の脱水部４１や乾燥部４５ａの周囲に、取り除いた水分を回収するためのドレンパンを設けたり、駆動装置の周囲にカバーを設けたりすることができるが、図示は省略する。本実施例においては、成形部４７には加熱手段を設けていないが、溶融部４５ｂのように加熱手段を設けて、成形部４７に導入された廃プラスチックを、その種類や軟化・溶融状況などにより、適宜補助的に加熱できるような構成としてもよい。また、粒状に切断する際に用いる冷却手段を備えた構成としてもよい。

本発明の造粒機は、廃プラスチックに限らず、湿潤状態の物質を溶融（軟化）処理及び成形加工を行うものであれば、様々な分野に応用して利用することができる。

１造粒機
２投入ホッパー
３スクリューケース
３Ａ投入側端部
３Ｂ排出側端部
３Ｘ導入口
３Ｙ押出口
４本体部
５スクリューシャフト
５Ａ後軸部
５Ｂ中央軸部
５Ｃ前軸部
６スクリューシャフト回転装置
７カッター装置
９架台
１０排出シュート
３１脱水ケース部
３３圧搾ケース部
３３ａ突出部
３５乾燥・溶融ケース部
３７成形ケース部
３７ａ排出側側面
３７Ｙ溝
４１脱水部
４３圧搾部
４５乾燥・溶融部
４７成形部
５１脱水軸部
５３圧搾軸材
５５乾燥・溶融軸部
５７成形軸部
５７ａ排出側側面
Ｓ移動空間

本発明の造粒機は、廃プラスチックを粒状に加工する造粒機（造粒機１）であって、一端側に廃プラスチックの導入口（導入口３Ｘ）が設けられ、他端側に廃プラスチックの押出口（押出口３Ｙ）を有する略円筒状のケーシング（スクリューケース３）と、前記ケーシング内に略同軸上に配設されるシャフト（シャフト部Ｈ）と、該シャフトの外周に設けられて、該ケーシングに導入され軟化状態、半溶融状態又は溶融状態となった廃プラスチックを前記押出口から押し出すスクリュー（スクリュー部Ｃ）と、を有する回転可能なスクリューシャフト（スクリューシャフト５）と、前記押出口から押し出された廃プラスチックを粒状に切断するカッター（回転カッター７２）と、を備え、前記ケーシングの他端側の部分である他端側部（成形ケース部３７）には、内周壁に軸方向に延びる溝（溝３７Ｙ）が形成されており、該ケーシングの他端側の面である他端側面（排出側側面３７ａ）において、該溝が前記押出口となるように構成されている、ことを特徴とする。
前記押出口は、前記ケーシングの前記他端側面において、前記スクリューシャフトのシャフト（成形軸部５７）が内接することにより形成されていてもよい。

本発明の造粒機は、湿潤状態の廃プラスチックを粒状に加工する造粒機（造粒機１）であって、一端側に廃プラスチックの導入口（導入口３Ｘ）が設けられ、他端側に廃プラスチックの押出口（押出口３Ｙ）を有する略円筒状のケーシング（スクリューケース３）と、前記ケーシングを貫通して略同軸上に配設されるシャフト（シャフト部Ｈ）と、該シャフトの外周に設けられ、該ケーシングに導入された廃プラスチックを移動又は／及び混練させて前記押出口から押し出すスクリュー（スクリュー部Ｃ）と、を有する回転可能なスクリューシャフト（スクリューシャフト５）と、前記押出口から押し出された廃プラスチックを切断するカッター（回転カッター７２）と、を備え、前記ケーシングと、前記スクリューシャフトの該ケーシング内に収納されている部分である収納部（中央軸部５Ｂ）とは、廃プラスチックを処理・加工する本体部（本体部４）を構成し、前記本体部は、一端側から他端側に向かって順に、湿潤状態の廃プラスチックを脱水処理する脱水部（脱水部４１）と、脱水処理した廃プラスチックを加熱する乾燥・溶融部（乾燥・溶融（軟化）部４５）と、軟化状態、半溶融状態又は溶融状態の廃プラスチックを成形する成形部（成形部４７）と、を有し、前記成形部には、内周壁に軸方向に延びる溝（溝３７Ｙ）が形成されており、該ケーシングの他端側の面である他端側面（排出側側面３７ａ）において、該溝が前記押出口となるように構成されている、ことを特徴としてもよい。
前記脱水部は、湿潤状態の廃プラスチックを回転移動させることにより脱水する回転脱水部（回転脱水部４１ａ）と、湿潤状態の廃プラスチックを圧縮することにより脱水する圧縮脱水部（圧縮脱水部４１ｂ）とを有するように構成することもできる。
また、前記本体部は、前記脱水部と前記乾燥・溶融部との間に湿潤状態の廃プラスチックを圧搾処理するための圧搾部（圧搾部４３）を有し、前記圧搾部において、前記ケーシングは、廃プラスチックが移動する空間を狭める突出部（突出部３３ａ）を有し、該突出部により圧搾してもよい。
なお、これらの手段について、実施例で示した構成要素との対応（符号）を明示しているが、明示した構成に限定されず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

Claims

廃プラスチックを粒状に加工する造粒機であって、
一端側に廃プラスチックの導入口が設けられ、他端側に廃プラスチックの押出口を有する略円筒状のケーシングと、
前記ケーシング内に略同軸上に配設されるシャフトと、該シャフトの外周に設けられて、該ケーシングに導入され軟化状態、半溶融状態又は溶融状態になった廃プラスチックを前記押出口から押し出すスクリューと、を有する回転可能なスクリューシャフトと、
前記押出口から押し出された廃プラスチックを粒状に切断するカッターと、を備え、
前記ケーシングの他端部には、内周壁に軸方向に延びる溝が形成されており、該ケーシングの他端側面において、該溝が前記押出口となるように構成されている、ことを特徴とする造粒機。
前記押出口は、前記ケーシングの他端側面において、前記スクリューシャフトのシャフトが内接することにより形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の造粒機。
湿潤状態の廃プラスチックを粒状に加工する造粒機であって、
一端側に廃プラスチックの導入口が設けられ、他端側に廃プラスチックの押出口を有する略円筒状のケーシングと、
前記ケーシングを貫通して略同軸上に配設されるシャフトと、該シャフトの外周に設けられ、該ケーシングに導入された廃プラスチックを移動又は／及び混練させて前記押出口から押し出すスクリューと、を有する回転可能なスクリューシャフトと、
前記押出口から押し出された廃プラスチックを切断するカッターと、を備え、
前記ケーシングと、前記スクリューシャフトの該ケーシング内に収納されている部分である収納部とは、廃プラスチックを処理・加工する本体部を構成し、
前記本体部は、一端側から他端側に向かって順に、湿潤状態の廃プラスチックを脱水処理する脱水部と、脱水処理した廃プラスチックを加熱する乾燥・溶融部と、軟化状態、半溶融状態又は溶融状態の廃プラスチックを成形する成形部と、を有し、
前記成形部には、内周壁に軸方向に延びる溝が形成されており、該ケーシングの他端側面において、該溝が前記押出口となるように構成されている、ことを特徴とする造粒機。
前記脱水部は、湿潤状態の廃プラスチックを回転移動させることにより脱水する回転脱水部と、湿潤状態の廃プラスチックを圧縮することにより脱水する圧縮脱水部とを有する、ことを特徴とする請求項３に記載の造粒機。
前記本体部は、前記脱水部と前記乾燥・溶融部との間に湿潤状態の廃プラスチックを圧搾処理するための圧搾部を有し、
前記圧搾部において、前記ケーシングは、廃プラスチックが移動する空間を狭める突出部を有し、該突出部により圧搾する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の造粒機。