JPH03270910A - 廃棄合成樹脂の減容装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、廃棄合成樹脂を有効に再利用できるように
減容する装置に間する。

【従来の技術ならびに課ｌＩ！】

現在、膨大な量の使用済み合成樹脂が発生している。さ
らに、その量は著しく増加している。使用済み合成樹脂
は、はとんどを焼却して廃棄処理している。廃棄合成樹
脂の焼却炉は寿命が短く、焼却コストを高騰させている
。また、合成樹脂の種類によっては、焼却時に有毒ガス
を発生する。 使用済みの合成樹脂の一部は、再生品の成形に利用され
ている。廃棄合成樹脂を再利用するには、汚れた合成樹
脂を洗浄して溶融し、ペレット状に成形して再利用して
いる。この方法は、廃棄合成樹脂をペレットに加工する
処理コストが高くなる欠点がある。 膨大な発生量の廃棄合成樹脂を、有効に再利用するには
、如何に処理コストを低減して減容できるかが大切であ
る。減容された廃棄合成樹脂は、成形機で再成形できる
。 先端が細くなったシリンダーに、廃棄合成樹脂を押し込
んで減容する装置は開発されている（特開昭６１−８２
８７９号公報）、この減容装置は、押し出される廃棄合
成樹脂を熱で溶融するために、シリンダーの先端を加熱
している。この減容装置は、ピストンでもってシリンダ
ー内に廃棄合成樹脂を押し込み、先端で加熱溶融し、減
容された状態でシリンダーから押し出している。 この構造の減容装置は、シリンダーを、高温に加熱する
のに多量の熱エネルギーを必要とする。 このため、ランニングコストが高くなる。 この欠点を解決する減容装置として、合成樹脂を自己発
熱で溶融する装置が開発されている（実公昭６２−２２
３４０号公報）。この装置は、廃棄合成樹脂を押し出す
スクリュウ軸をシリンダーに内蔵させている。シリンダ
ーの先端開口部を細く絞り、この部分で合成樹脂を摩擦
熱で発熱させている。シリンダーの先端部で、合成樹脂
の発熱量が増加するように、スクリュウ軸の先端を、合
成樹脂の移送量が少なくなる形状としている。 この構造の減容装置は、シリンダーを加熱する熱エネル
ギーを少なくできる。しかしながら、全ての熱可塑性の
廃棄合成樹脂を能率よく減容することが難しい。それは
、合成樹脂の種類や、水分含有率によって、発熱量が著
しく変動することが理由である。 本発明者は、この欠点を解決することを目的に、第５図
に示す減容装置を開発した（特願平１−１９９９１７号
）。この減容装置は、シリンダー１と、シリンダー内に
回転自在に配設された駆動軸２と、駆動軸２に回転され
るテーパー軸６と、駆動軸２を回転させるモーター４と
を備えている。 シリンダー１は、廃棄合成樹脂の種類によって、発熱状
態を調整できるように、開口端に向かって断面積が大き
くなるテーパー状の発熱減容開口７が設けられている。 テーパー軸６の表面には凸条を設けている。テーパー軸
６は、発熱減容開口７との間に所定の隙間ができるよう
に、廃棄合成樹脂の押出方向に向かって次第に太くなる
テーパー状をしている。 この減容装置は、下記の状態で廃棄合成樹脂を減容する
。 ■　廃棄合成樹脂が、シリンダーｌに供給される。 ■　シリンダー１に送り込まれた合成樹脂は、スクリュ
ウ軸５で前方に圧送される。 ■　シリンダーｌ内で圧送された廃棄合成樹脂は、発熱
減容開口７とテーパー軸６との間で摩擦されて自己発熱
する。 この部分で廃棄合成樹脂が自己発熱するのは、回転する
テーパー軸６によって、発熱減容開口７の内面に押圧さ
れた状態で、Ｒ擦しながら廃棄合成樹脂が圧送されるか
らである。 廃棄合成樹脂の発熱量は、発熱減容開口７の内面と、テ
ーパー軸６との間隔で調整する。この隙間を狭くすると
、廃棄合成樹脂は強く押圧されて、発熱量が多くなる。 反対仁こ、この隙間を広く調整すると、廃棄合成樹脂の
押圧摩擦力が少なくなり、発熱量が減少する。ただ、発
熱量を多くするために、テーパー軸６と発熱減容開口７
どの隙間を狭くすると、減容して押し出される合成樹脂
の量が少なくなり、処理能力が低下する欠点がある。 このため、廃棄合成樹脂を減容する装置は、合成樹脂の
自己発熱をいかにして効率良くし、処理能力を高くする
かが大切である。しかしながら、テーパー軸６の表面に
凸条を設けた減容装置では、充分に満足できる減容処理
能力が実現できず、ざらに、能率よく減容できる装置が
切望されている。 この発明はざらにこの欠点を解決することを目的に開発
されたもので、この発明の重要な目的は、廃棄合成樹脂
の自己発熱効率を高くして、減容処理能力を高くてき、
さらに、押し出される廃棄合成樹脂を均一な状態に加熱
して減容できる減容装置を提供するにある。

【従来の課題を解決する為の手段】

この発明の廃棄合成樹脂の減容装置は、前述の目的を達
成するために、下記の構成を備えている。 （ａ）　　減容装置は、シリンダーｌと、シリンダー１
内に回転自在に配設された駆動軸２と、駆動軸２を回転
させるモーター４とを備えている。 （ｂ）　　シリンダー１は、開口端に向かって断面積が
大きくなるテーパー状の発熱減容開口７を備えている。 （ｃ）　　駆動軸２にはテーパー軸６が連結されている
。 （ｄ）　　テーパー軸６と発熱減容開口７どの間に所定
の隙間ができるように、テーパー軸６は廃棄合成樹脂の
押出方向に向かって次第に太くなるテーパー状をしてい
る。 （ｅ）　　テーパー軸６の外周には、軸方向に延長して
複数の凸条１３が設けられている。 （ｆ）　　凸条１３は、横断面形状において、前側面１
３Ａと後側面１３Ｂとの勾配が異なっている。 （ｇ）　　凸条１３の前側面１３Ａは緩やかな上り勾配
の傾斜面で、後側面１３Ｂは前側面１３Ａよりも急峻な
下り勾配の降下面である。

【作用効果】

この発明の減容装置は、シリンダーに供給された廃棄合
成樹脂を、発熱減容開口７とテーパー軸６との隙間で摩
擦し、加熱溶融された後シリンダーから押し出している
。 発熱減容開口７とテーパー軸６との間で廃棄合成樹脂が
自己発熱される状態を第１図に示している。この図に示
すように、廃棄合成樹脂は、凸条１３と発熱減容開口７
どの間を矢印で示すように移動して加熱、溶融、減容さ
れる。すなわち、廃棄合成樹脂は、テーパー軸６の表面
に設けられた凸条１３に押し潰されながら摩擦して減容
される。 凸条１３の前側面１３Ａは緩やかな上り勾配で、後側面
１３Ｂが急峻な下り勾配となっている。この形状の凸条
１３が移動すると廃棄合成樹脂は下記の状態で摩擦、加
熱、減容される。 ａ、凸条１３の前方にある廃棄合成樹脂は、上りの勾配
の凸条前側面１３Ａに沿って凸条１３の上端に向かって
送られる。 ｂ、凸条】３の前側面１３Ａに沿って矢印の方向に移動
する廃棄合成樹脂は、次第に強い圧力で押圧されるよう
になる。 Ｃ９凸条１３と発熱減容開口７との狭い隙間に圧入され
た廃棄合成樹脂は、最も強い圧力でプレスされ、凸条１
３で発熱減容開口７の内面に強圧されて効率よく摩擦さ
れる。 ｄ、凸条１３の上端面を通過した合成樹脂は、急峻な１
り勾配の降下面によってスムーズに凸条１３を通過する
。 この状態で廃棄合成樹脂が凸条１３の前側面１３Ａと、
上端面とを通過することによって、極めて効率よく自己
発熱される。それは、凸条１３の前側面１３Ａで次第に
強く押圧しながら廃棄合成樹脂を摩擦し、さらに、凸条
１３の上端と発熱減容開口７の狭い隙間で強く押圧して
摩擦させ、さらに、凸条１３を通過した廃棄合成樹脂を
スムーズに凸条１３の背面に移送することが理由である
。 このため、この発明の廃棄合成樹脂の減容装置は、供給
された廃棄合成樹脂を極めて能率よく自己発熱でき、単
位時間当りの処理能力を多くして、多量の廃棄合成樹脂
を短時間に減容できる特長を実現する。さらに、この発
明の減容装置は、廃棄合成樹脂の自己発熱効率を高くし
て処理能力を改善しているので、多量の廃棄合成樹脂を
減容するために多量の熱エネルギーを供給する必要がな
い。 このため、総合的には省エネルギーで多量の廃棄合成樹
脂を減容処理できる特長がある。

【好ましい実施例】

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 但し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体
化する為の減容装置を例示するものであって、この発明
の減容装置は、構成部品の材質、形状、構造、配置を下
記の構造に特定するものでない。この発明の減容装置は
、特許請求の範囲に記載の範囲に於て、種々の変更が加
えられる。 更に、この明細書は、特許請求の範囲が理解し易いよう
に、実施例に示される部材に対応する番号を、　「特許
請求の範囲の欄」、「従来の課題を解決する為の手段の
欄」および「作用効果の欄」に示される部材に付記して
いる。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例
の部材に特定するものでは決してない。 第２図の概略断面図と、第３図の斜視図に示す廃棄合成
樹脂の減容装置は、 ■　シリンダーｌと、 ■　シリンダー１内に回転自在に配設された駆動軸２と
、 ■　駆動軸２の先端に連結されたテーパー軸６■　駆動
軸２を回転させるモーター４とを備えている。 シリンダー１は、廃棄合成樹脂を加熱して減容する減容
シリンダ一部ＩＡと、減容シリンダ一部ＩＡに廃棄合成
樹脂を圧入する押込シリンダ一部ＩＢとからなっている
。押込シリンダ一部ＩＢは減容シリンダ一部ＩＡの先端
に連結されて、押込シリンダ一部ＩＢと減容シリンダ一
部ＩＡとは直列に接続されている。 減容シリンダ一部ＩＡは、廃棄合成樹脂を減容してシリ
ンダーｌから排出する。減容シリンダー部ＩＡは、廃棄
合成樹脂の種類や水分量によって、発熱状態を調整でき
るように、開口端に向かって断面積が大きくなるテーパ
ー状の発熱減容開口７が設けられている。 発熱減容開口７とテーパー軸６との拡大断面図を第１図
に示している。この図に示すように、発熱減容開口７に
は、軸方向に延長して、複数条の溝１４を設けている。 溝１４は、発熱減容開口７の表面と廃棄合成樹脂とのス
リップを少なくする。 スリップを少なくすると、廃棄合成樹脂をより効率よく
自己発熱させる。溝１４は、発熱減容開口７の内面に、
５〜５０条設けられる。満１４の深さと幅とは、１〜１
０ｍｍの範囲に設計される。溝１４の断面形状は、第１
図に示すように、横断面形状が半円状、あるいは、図示
しないが、方形状、台形状とすることができる。 ところで、この減容装置は、廃棄合成樹脂を完全に溶融
して減容するのが理想であるが、必ずしも、廃棄合成樹
脂を溶融温度以上に加熱して完全に溶融する必要はない
。廃棄合成樹脂を、半溶融状態とし、あるいは、一部溶
融する状態としても、充分に減容できるからである。 減容シリンダ一部ＩＡの発熱減容開口７には、テーパー
軸６が配設されている。テーパー軸６は、駆動軸２の先
端に連結されている。 テーパー軸６の表面には、軸方向に延長して凸条１３が
設けられている。凸条１３の横断面図形状を第１図に示
している。この図に示すように、凸条１３は、前側面１
３Ａと後側面１３Ｂとて勾配が異なり、前側面１３Ａは
緩やかな上り勾配の傾斜面で、後側面１３Ｂは前側面１
３Ａよりも急峻な下り勾配の降下面をしている。 前側面１３Ａは、次第に勾配が急峻となる曲面状をして
いる。好ましくは、凸条１３の前側面Ｉ３Ａは、所定の
曲率半径で湾曲する曲面をしている。凸条１３の前側面
１３Ａの傾斜部分の長さＬは、凸条１３の高さＨを考慮
して最適値に調整される。 傾斜部分の長さＬと凸条１３の高さＨとの比率は、通常
、 ０、３≦Ｌ／Ｈ≦５ 好ましくは、　　０．５≦Ｌ／Ｈ≦３ の範囲に調整される。 また、凸条１３の高さＨは、テーパー軸６の先端に向か
って次第に低くなるが、もつとも高い部分て、３〜４０
ｍｍに設計される。 テーパー軸の表面に設けられる凸条は、第４図に示すよ
うに、短い凸条１３を軸方向に延長して、多少能して配
列することもてきる。 テーパー軸６は、駆動軸２の先端に、軸方向に移動でき
るように連結されている。従って、テーパー軸６の中心
には、駆動軸２が挿入される角孔が設けられている。駆
動軸２の先端は、角孔に摺動自在に挿入できる角柱状を
している。 駆動軸２の角柱が、テーパー軸６の角孔に挿入されて、
テーパー軸６は駆動軸２に回転される。 テーパー軸６が軸方向に移動すると、角柱が角孔に挿入
される深さが変化する。 テーパー軸６は駆動軸２に対して直線状に連結されてい
る。テーパー軸６は、駆動軸２に軸方向に移動できるよ
うに芯押台３に支承されている。 テーパー軸６は、芯押台３と一緒に軸方向に移動する。 従って、テーパー軸６は、芯押台３に、回転自在である
が、軸方向には移動しない状態で支承されている。テー
パー軸６の先端に突出する軸が、ベアリングを介して芯
押台３に支承されている。 芯押台３は、減容シリンダ一部ＩＡの軸方向に移動でき
、かつ、移動位置で固定できるように、基台に取り付け
られている。 芯押台３はテーパー軸６を軸方向に移動させて、テーパ
ー軸６と減容シリンダ一部ＩＡとの隙間を調整する。芯
押台３をシリンダー１に接近させて、テーパー軸６を減
容シリンダ一部ＩＡに深く押し込むと、テーパー軸６と
減容シリンダ一部ＩＡとの隙間が狭くなる。反対に、芯
押台３をシリンダー１から離すと、テーパー軸６と減容
シリンダー部ＩＡとの隙間が広くなる。 テーパー軸６と減容シリンダ一部ＩＡとの隙間が狭くな
ると、狭い隙間で廃棄合成樹脂が強く押圧された状態で
擦り合わされる。このため、発熱量が大きくなり、溶融
温度の高い廃棄合成樹脂、あるいは、水分率の高い廃棄
合成樹脂を、より高い温度で完全に溶融できる。 テーパー軸６と減容シリンダ一部ＩＡとの隙間を広く調
整すると、廃棄合成樹脂の押圧力が弱くなり、発熱量が
少なくなる。従って、この状態は、溶融温度が低く、あ
るいは、水分率の低い廃棄合成樹脂の処理に最適である
。この状態では、単位時間に排出される合成樹脂量が多
くなる。 従って、テーパー軸６と減容シリンダ一部ＩＡとの隙間
は、供給される合成樹脂の種類や水分率を考慮して、最
適の発熱量と処理量とに調整される。 ところで、この発明の廃棄合成樹脂の減容装置は、合成
樹脂を自己発熱させて減容するので、減容シリンダ一部
ＩＡには必ずしもヒータ等の加熱手段を必要としないが
、この部分にヒータを装備することも可能であるのは言
うまでもない。ヒータを装備させても、減容シリンダ一
部ＩＡでは廃棄合成樹脂が自己発熱されるので、ヒータ
の加熱容量を少なくできる特長がある。 減容シリンダ一部ＩＡに押込シリンダ一部ＩＢが連結さ
れている。押込シリンダ一部ＩＢは、上方に開口して、
廃棄合成樹脂の供給口８が開口されている。押込シリン
ダ一部ＩＢの内部には、スクリュウ軸５とロータリーカ
ッタ１０とが同一水平面内に並べて配列されている。従
って、押込シリンダ一部ＩＢは、２本の軸を収納できる
筒状に作られている。 スクリュウ軸５は、押込シリンダ一部ＩＢの内部に回転
自在に配設されている。スクリュウ軸５は、モーター４
て回転されて、供給口８から押込シリンダ一部ＩＢに送
り込まれた廃棄合成樹脂を圧送する。従って、スクリュ
ウ軸５０表面には、螺旋状のフィン９が設けられている
。 スクリュウ軸５と平行に配列されたロータリーカッタ１
０は、供給口８から供給された廃棄合成樹脂を、スクリ
ュウ軸５とで小さく切断して、減容シリンダ一部ＩＡに
圧送する。従って、ロータリーカッタ１００表面には縦
に延長して、複数の凸条１１が設けられ、全体の形状が
スプライン状に加工されている。凸条１１の先端縁、言
い替えると、凸条１１の山部の頂上縁は、スクリュウ軸
５のフィン９の先端縁に接触ないしは、極めて接近し、
スクリュウ軸のフィン９とロータリーカッタの凸条１１
とで廃棄合成樹脂を挟んで切断する。 ロータリーカッタ１０には、図示しないが、スプライン
状でなく、多数の短い凸条を、軸方向に延長して千鳥に
配列したものも使用できる。 ロータリーカッタ１０は、スクリュウ軸５とで°挟んで
廃棄合成樹脂を切断するように、スクリュウ軸５に対し
て反対に回転される。第２図に示す減容装置は、ロータ
リーカッタ１０とスクリュウ軸５とが歯車１２を介して
互い反対に回転される。 押込シリンダ一部ＩＢの円形は、スクリュウ軸５のフィ
ン先端およびロータリーカッタ１０の凸条先端縁が、例
えば、００１〜５ｍｍに接近する形状に加工されている
。 このように、スクリュウ軸５と平行なロータリーカッタ
１０を内蔵する押込シリンダ一部ＩＢは、供給された廃
棄合成樹脂を小さく切断して減容シリンダ一部ＩＡに圧
送するので、長い紐状、シート状、袋状等の廃棄合成樹
脂をそのまま供給でき、また、色々の形状の廃棄合成樹
脂を、次の工程で効率よく摩擦できる形状にできる特長
がある。 ただ、廃棄合成樹脂の種類や形状によっては、ロータリ
ーカッタを必ずしも必要とせず、スクリュウ軸とこれが
隙間少なく内蔵される円筒状の押込シリンダ一部で、廃
棄合成樹脂を減容シリンダ一部に圧送することも可能で
ある。 スクリュウ軸５の後端は、減速モーター４に接続されて
回転駆動される。 ところで、押込シリンダ一部の後端で、その底部には、
好ましくは、水抜口（図示せず〉を間口する。ここに水
抜口を開口すると、水分率が高い廃棄合成樹脂が供給さ
れた時に、合成樹脂に含まれる水分が除去され、水分率
が低くなった合成樹脂を減容シリンダ一部に供給できる
。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例にかかる減容装置の発熱減
容開口とテーパー軸との隙間部分を示す拡大断面図、第
２図および第３図はこの発明の一実施例にかかる廃棄合
成樹脂の減容装置の概略断面図および斜視図、第４図は
テーパー軸の他の実施例を示す側面図である。 １・・・・・・シリンダー ＩＡ・・・・・・減容シリンダ一部、 １Ｂ・・−・・・押込シリンダ一部、 ２・・・・・・駆動軸、 ３・・・・・・芯押台、 ４・・・・・・モーター ５・・・・・・スクリュウ軸、 ６・・・・・・テーパー軸、 ７・・・・・・発熱減容開口、 ８・・・・・・供給口、 ９・・・・・・フィン、 １０・・・・・・ロータリーカッタ、 １・・・・・・凸条、 ２・・−・・・歯車、 ３・・・・・・凸条、 ３Ａ−・・・・・前側面、 ３Ｂ・・・・・・後側面、 ４・・・・・・溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の構成を有する廃棄合成樹脂の減容装置。 （ａ）減容装置は、シリンダー１と、シリンダー１内に
   回転自在に配設された駆動軸２と、駆動軸２を回転させ
   るモーター４とを備えている。 （ｂ）シリンダー１は、開口端に向かって断面積が大き
   くなるテーパー状の発熱減容開口７を備えている。 （ｃ）駆動軸２にはテーパー軸６が連結されている。 （ｄ）テーパー軸６と発熱減容開口７との間に所定の隙
   間ができるように、テーパー軸６は廃棄合成樹脂の押出
   方向に向かって次第に太くなるテーパー状をしている。 （ｅ）テーパー軸６の外周には、軸方向に延長して複数
   の凸条１３が設けられている。 （ｆ）凸条１３は、横断面形状において、前側面１３Ａ
   と後側面１３Ｂとの勾配が異なっている。 （ｇ）凸条１３の前側面１３Ａは緩やかな上り勾配の傾
   斜面で、後側面１３Ｂは前側面１３Ａよりも急峻な下り
   勾配の降下面である。