JP3503483B2 - フィルム系混合廃プラスチックの圧縮供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、廃棄プラスチッ
クの再利用（リサイクル）技術に関し、特に、一般およ
び産業廃棄物中のプラスチックを、空気輸送に適した粒
状体とするための前処理技術に関するものであり、詳し
くは、フィルム系混合廃プラスチックの造粒化効率を高
め、廃棄プラスチックからなる粒状体を高炉の原料や固
形燃料等として広く使用可能とするためのフィルム系混
合廃プラスチックの圧縮供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般廃棄物および産業廃棄物中の廃棄プ
ラスチック（以下、「廃プラスチック」という）を、高
炉の原料として使用する研究が行われている。廃プラス
チックを高炉の原料として使用するためには、廃プラス
チックを吹き込み（空気輸送）に適した一定の大きさ以
下（通常、一辺が１０ｍｍ以下程度）の形状に加工する
必要がある。そのため、廃プラスチック中の塊状のプラ
スチックには、破砕および粉砕処理が施される。一方、
廃プラスチック中のフィルム系混合廃プラスチック（以
下、「フィルム」という）は、含まれているＰＶＣ（ポ
リ塩化ビニル）等の有害物を除去する目的で、比重分離
装置によって比重分離を行ったり、あるいは、高炉吹き
込み等の再利用に使用する目的で、溶融造粒装置によっ
て加熱造粒が施され粒子状に造粒加工される。

【０００３】上記のフィルムの加熱造粒手段として、下
記からなる溶融造粒方法が知られている。即ち、フィル
ムを適当な大きさに破砕し、次いで、金属等の異物を分
別除去し、次いで、フィルムを攪拌しながら摩擦熱また
は外部加熱によってプラスチックの融点まで加熱し溶融
し、次いで、水等の冷却手段によって融点以下まで冷却
し造粒する。

【０００４】上記のような加熱造粒を実施する溶融造粒
においては、金属類を除去するためにあらかじめ破砕処
理を行うことが一般的に行われている。しかしながら、
破砕したフィルムは、嵩密度が極端に低いため、フィル
ムの搬送、運搬、保管等の種々の取り扱い（ハンドリン
グ）に大きな場所を必要とし、嵩の割に溶融造粒装置の
処理量が少ないといった問題がある。

【０００５】また、フィルムは、材質によって見かけ密
度が非常に広い範囲にわたってしまうため、定量供給が
困難である。更に、溶融造粒装置によってフィルムを攪
拌しながら摩擦熱または外部加熱によって加熱し溶融さ
せる加熱造粒を実施すると、プラスチック（フィルム）
の投入量が大きく変動し、それにより、温度上昇に要す
る時間が変動し、安定した操業が困難となる問題もあっ
た。

【０００６】このようなことから、我々は、造粒装置に
フィルムを投入する前段階で、フィルムの嵩比重を増加
するべく、図４に示す圧縮供給装置を開発した。なお、
説明の便宜のため、フィルム６をハッチングによって示
す。この圧縮供給装置は、シリンダ部を構成する水平の
筒状体からなる装置本体４と、装置本体４の一方側から
水平に挿入され、装置本体４内で水平に移動自在の圧縮
用シリンダロッド２ａを有するシリンダ機構２とを備え
ている。図４中の矢印Ａは圧縮用シリンダロッド２ａの
移動方向を示す。

【０００７】装置本体4 の上部にはホッパ1 が設けら
れ、フィルム６はホッパ1 に投入されてから装置本体4
内に落下するようになっている。筒状の装置本体4 の他
方側には、鉛直の筒状体からなる排出口５と、排出口５
の上方から鉛直に挿入され、排出口５内で鉛直に移動自
在の排出用シリンダロッド３ａを有するシリンダ機構３
とが設けられている。図４中の矢印Ｂは排出用シリンダ
ロッド３ａの移動方向を示す。

【０００８】図５は、図４に示す圧縮供給装置のシリン
ダロッドの駆動動作を説明する断面図である。ホッパ１
に投入され、装置本体４内に落下したフィルム６は、圧
縮用シリンダロッド２ａによって装置本体４の圧縮部４
ａ内で圧縮される。このときの、圧縮率は圧縮用シリン
ダロッド２ａの移動量によって決定される。従って、こ
の移動量を設定することで、投入されたフィルムに最適
な圧縮率で圧縮を行うことができる。圧縮されたフィル
ム６は排出用シリンダロッド３ａによって下方へ押し出
され装置外に排出される。そして、溶融造粒装置（図示
せず）に供給される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】フィルムを圧縮するだ
けであればシリンダ機構２の駆動圧力にそれほど大きな
力は必要ない。しかしながら、図４に示す装置は、ホッ
パ１から投入したフィルム６を、矩形の圧縮用シリンダ
ロッド２ａによって装置本体４内で押し込む形式のた
め、シリンダロッド２ａの先端部（シリンダヘッド部）
と装置本体４のホッパ１の先端部１ａとの間にフィルム
６が挟まり、挟まったフィルム６は剪断によって切断さ
れることになる。

【００１０】図６は、フィルム圧縮時の圧縮用シリンダ
機構の駆動圧力変化の一例を示すグラフである。図６に
示すように、シリンダロッド２ａの先端部が移動してき
たとき（図５参照）、ホッパ１の先端部１ａとシリンダ
ヘッド２ａの先端部との間に挟まったフィルム６が剪断
破壊を起こすため、駆動圧力が最大となる。その結果、
フィルム６を剪断によって切断可能とするために、圧縮
用シリンダ機構２の駆動圧力のピークの動力として大き
な力が必要であり、能力の高い大型のシリンダ機構を使
用しなければならない問題がある。

【００１１】従って、この発明の目的は、上述の問題を
解決し、圧縮時にフィルムを挟むこと無く、大きな動力
を使用せずにシリンダ機構を円滑に駆動させることがで
きるフィルム系混合廃プラスチックの圧縮供給装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
フィルム系混合廃プラスチックの嵩密度を増加させるた
めの圧縮供給装置において、シリンダ部を構成する筒状
体からなる装置本体と、前記装置本体内で前記フィルム
系混合廃プラスチックを圧縮するための、前記装置本体
内で移動自在の圧縮用シリンダロッドを有する圧縮用シ
リンダ機構と、前記装置本体内にフィルム系混合廃プラ
スチックを投入するためのホッパとを備え、前記圧縮用
シリンダロッドの先端部に面取り加工が施されているこ
とに特徴を有するものである。

【００１３】請求項２記載の発明は、フィルム系混合廃
プラスチックの嵩密度を増加させるための圧縮供給装置
において、シリンダ部を構成する筒状体からなる装置本
体と、前記装置本体内で前記フィルム系混合廃プラスチ
ックを圧縮するための、前記装置本体内で移動自在の圧
縮用シリンダロッドを有する圧縮用シリンダ機構と、前
記圧縮用シリンダ機構によって圧縮された前記フィルム
系混合廃プラスチックを前記装置本体から排出するため
の、前記装置本体内で移動自在の排出用シリンダロッド
を有する排出用シリンダ機構と、前記装置本体内にフィ
ルム系混合廃プラスチックを投入するためのホッパとを
備え、前記圧縮用シリンダロッドおよび前記排出用シリ
ンダロッドの先端部に面取り加工が施されていることに
特徴を有するものである。

【００１４】シリンダロッドの先端部に面取り加工を施
すことにより、ホッパの先端部との間にフィルム系混合
廃プラスチックが挟まるのが防止され、フィルム系混合
廃プラスチックの剪断破壊が起こらず、シリンダ機構は
大きな駆動動力を必要としない。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を、
図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施
の形態に係る圧縮供給装置を示す断面図である。この発
明の圧縮供給装置は、圧縮用シリンダロッド機構２のシ
リンダロッド２ａの構造が、下記に示すように異なって
いる点のみが、図４に示す圧縮供給装置と異なってい
る。図１に示すように、シリンダロッド２ａの先端部の
上部には、ホッパ１の先端部１ａとの間にフィルム系混
合廃プラスチックが挟まるのを避けるための面取り加工
が施されテーパ７が設けられている。

【００１６】この発明の圧縮供給装置によれば、シリン
ダロッド２ａの先端部がホッパ１の先端部１ａを通過す
るときに、テーパ７の作用によってシリンダロッド２ａ
とホッパ１の先端部１ａとの間のフィルム６の挟まりが
防止される。従って、フィルム６の剪断破壊が起こら
ず、テーパが無い場合よりもシリンダ機構の駆動動力が
大幅に低減できる。即ち、フィルムの圧縮のみであれば
極めて少ない駆動動力（実質的にシリンダ機構のみの駆
動動力）によって圧縮可能である。

【００１７】図２は、図１に示すこの発明の圧縮供給装
置で実施したときの圧縮用シリンダ機構の駆動圧力変化
を示すグラフである。本発明装置によれば、シリンダロ
ッド２ａとホッパ１の先端部１ａとの間にフィルムが挟
まらず、図１に対応させて図示した図２に示すように、
１例として測定した値によれば、Ａ部の圧縮・走行抵抗
は２０ｋｇｆ、Ｂ部のフィルムの巻き込みは７５０ｋｇ
ｆ、Ｃ部のフィルムの巻き込みは５３０ｋｇｆであり、
駆動圧力のピークが大幅に縮小される。従って、シリン
ダ機構の小型化により圧縮供給装置の小型化が可能とな
り、設備に消費する費用を低減することができる。

【００１８】これに対して、図４に示す圧縮供給装置に
よれば、テーパが無いので、シリンダロッド２ａとホッ
パ１の先端部１ａとの間にフィルムが挟まり、挟まった
フィルムを圧縮するためにかなり大きな力（剪断破壊無
しの場合の１０〜１００倍の剪断力）が必要となるた
め、大きな駆動動力を有する装置が必要となる。

【００１９】

【実施例】次に、この発明を実施例により説明する。図
３は、実施例に用いたこの発明の圧縮供給装置を示す斜
視図、図２０は、図３に示す装置の押し込み機を説明す
る断面図、図２１は、斜視図である。図２０、２１に示
すように、ホッパ１の下部の装置本体４内で水平移動す
る圧縮用シリンダ機構２によってフィルムを圧縮し、水
平移動する排出用シリンダ機構３によって排出口５にフ
ィルム６を送り込み、上下移動する押し込み機８によっ
て更に下方に押し込む。押し込み機８では、上下移動す
る押し込み機８のストローク分のフィルムを下方に押し
出すようになっている。

【００２０】図３に示す圧縮供給装置を用い、シリンダ
ロッドの先端部にテーパを設けた実施例、および、設け
ない比較例によってフィルムの圧縮を実施し、（１）圧
縮工程、（２）送り工程、（３）押し込み機におけるシ
リンダ推力を調べた。

【００２１】［比較例］まず、テーパを設けないシリン
ダロッドにより、圧縮時にフィルムの切断が行われる場
合の比較例を示す。図７は、圧縮用シリンダ機構を示す
図３のＡ方向からの側面図、図８は、図３のＢ方向から
の正面図である。図中に装置の寸法（ｍｍ）を記載し
た。

【００２２】（１）圧縮工程 図９は、圧縮工程を示す正面図である。図９（２）に示
すように、比較例では、Ａ部でフィルムが切断された。
圧縮工程で要する力は、７８６５ｋｇｆであった。

【００２３】（２）送り工程 図１０は、送り工程を示す正面図である。図１０（２）
に示すように、既に圧縮工程でフィルムを切断している
ので、送り工程では切断に要する力は不要である。送り
工程で要する力は、４１ｋｇｆであった。

【００２４】（３）押し込み機 図１１は、押し込みを示す側面図である。本比較例で
は、Ｃ部（切断面積９８０ｍｍ×１００ｍｍ）でフィル
ムを切断する構造となっている。押し込み機で要する力
は、５０９６ｋｇｆであった。

【００２５】［実施例１］次に、圧縮用シリンダ機構２
にはテーパを設けたが、排出用シリンダ機構３にはテー
パを設けなかったため、圧縮時にフィルムの切断は行わ
れないが、送り時に切断が行なわれる場合の実施例を示
す。図１２は、圧縮用シリンダ機構を示す図３のＡ方向
からの側面図、図１３は、図３のＢ方向からの正面図で
ある。図中に装置の寸法（ｍｍ）を記載した。

【００２６】（１）圧縮工程 図１４は、圧縮工程を示す正面図である。図１４（２）
に示すように、Ａ部には隙間があるのでフィルムは切断
されない。従って、圧縮工程で要する力は大幅に低減
し、８１４ｋｇｆであった。

【００２７】（２）送り工程 図１５は、送り工程を示す正面図である。図１５（２）
に示すように、送り工程ではＢ部でフィルムが切断され
る。送り工程で要する力は、８２０ｋｇｆであった。

【００２８】（３）押し込み機 比較例と同様であった。 ［実施例２］次に、圧縮用シリンダ機構２および排出用
シリンダ機構３にテーパを設けた実施例を示す。図１６
は、圧縮用シリンダ機構を示す図３のＡ方向からの側面
図、図１７は、図３のＢ方向からの正面図である。図中
に装置の寸法（ｍｍ）を記載した。

【００２９】（１）圧縮工程 図１８は、圧縮工程を示す正面図である。図１８（２）
に示すように、隙間があるのでＡ部でフィルムは切断さ
れない。従って、圧縮工程で要する力は大幅に低減し、
８１４ｋｇｆであった。

【００３０】（２）送り工程 図１９は、送り工程を示す正面図である。図１９（２）
に示すように、隙間があるのでＢ部ではフィルムは切断
されないので、送り工程では切断に要する力は不要であ
る。送り工程で要する力は、５３１ｋｇｆであった。

【００３１】（３）押し込み機 比較例と同様であった。以上実施例および比較例で示す
ように、シリンダロッドに面取り加工（テーパ）を設け
ることにより、推力を大幅に低減できることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、面取り加工によってシリンダロッドの先端部とホッ
パの先端部との間にフィルムが挟まることが防止され、
圧縮シリンダ機構の駆動圧力のピークの動力として大き
な力を必要とせず、能力の大きいシリンダ機構を使用し
なくても円滑にフィルムの圧縮を実施することができ、
装置を小型化することができ、かくして、有用な効果が
もたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係る圧縮供給装置を示
す断面図である。

【図２】図１に示す圧縮供給装置によってフィルムの圧
縮を実施したときの圧縮用シリンダ機構の駆動圧力変化
を示すグラフである。

【図３】この発明の実施例に係る圧縮供給装置を示す斜
視図である。

【図４】圧縮供給装置を示す断面図である。

【図５】図４に示す圧縮供給装置のシリンダロッドの駆
動動作を説明する断面図である。

【図６】図４に示す圧縮供給装置によるフィルム圧縮時
の圧縮用シリンダ機構の駆動圧力変化の一例を示すグラ
フである。

【図７】圧縮用シリンダ機構を示す図３のＡ方向からの
側面図である。

【図８】図３のＢ方向からの正面図である。

【図９】圧縮工程を示す正面図である。

【図１０】送り工程を示す正面図である。

【図１１】押し込みを示す側面図である。

【図１２】圧縮用シリンダ機構を示す図３のＡ方向から
の側面図である。

【図１３】図３のＢ方向からの正面図である。

【図１４】圧縮工程を示す正面図である。

【図１５】送り工程を示す正面図である。

【図１６】圧縮用シリンダ機構を示す図３のＡ方向から
の側面図である。

【図１７】図３のＢ方向からの正面図である。

【図１８】圧縮工程を示す正面図である。

【図１９】送り工程を示す正面図である。

【図２０】図３に示す圧縮供給装置の押し込み機を説明
する断面図である。

【図２１】図３に示す圧縮供給装置の押し込み機を説明
する斜視図である。

【符号の説明】

１：ホッパ １ａ：ホッパの先端部 ２：圧縮用シリンダ機構 ２ａ：圧縮用シリンダロッド ３：排出用シリンダ機構 ３ａ：排出用シリンダロッド ４：装置本体 ４ａ：圧縮部 ５：排出口 ６：フィルム系混合廃プラスチック ７：テーパ ８：押し込み機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−238493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−132681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−146578（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−89967（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29B 7/00 - 11/14 B29B 13/00 - 15/06 B29B 17/00 - 17/02 B09B 3/00 - 5/00 B30B 9/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルム系混合廃プラスチックの嵩密度
   を増加させるための圧縮供給装置において、シリンダ部
   を構成する筒状体からなる装置本体と、前記装置本体内
   で前記フィルム系混合廃プラスチックを圧縮するため
   の、前記装置本体内で移動自在の圧縮用シリンダロッド
   を有する圧縮用シリンダ機構と、前記装置本体内にフィ
   ルム系混合廃プラスチックを投入するためのホッパとを
   備え、前記圧縮用シリンダロッドの先端部に面取り加工
   が施されていることを特徴とするフィルム系混合廃プラ
   スチックの圧縮供給装置。
2. 【請求項２】 フィルム系混合廃プラスチックの嵩密度
   を増加させるための圧縮供給装置において、シリンダ部
   を構成する筒状体からなる装置本体と、前記装置本体内
   で前記フィルム系混合廃プラスチックを圧縮するため
   の、前記装置本体内で移動自在の圧縮用シリンダロッド
   を有する圧縮用シリンダ機構と、前記圧縮用シリンダ機
   構によって圧縮された前記フィルム系混合廃プラスチッ
   クを前記装置本体から排出するための、前記装置本体内
   で移動自在の排出用シリンダロッドを有する排出用シリ
   ンダ機構と、前記装置本体内にフィルム系混合廃プラス
   チックを投入するためのホッパとを備え、前記圧縮用シ
   リンダロッドおよび前記排出用シリンダロッドの先端部
   に面取り加工が施されていることを特徴とするフィルム
   系混合廃プラスチックの圧縮供給装置。