JPH0397509A - 熱可塑性廃プラスチツクの減容処理装置 - 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】 く産業上の利用分野〉 この発明は熱可塑性廃グラスチック、特に発泡状やフィ
ルム状などのためにそのままでは嵩高な廃プラスチック
を加熱圧縮することによって減容処理する装置に関する
・。

く従来の技術〉 廃プラスチックのうち、熱可塑性のもの、例えば、ポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどは再処理
、再利用が比較的容易である。しかし、発泡状やフィル
ム状などのもの、例えば発泡スチロールなどは容積比率
が高く、嵩高であるため、そのままでは保管や輸送など
の取扱いに不便である。この為、このような廃プラスチ
ックを減容処理する装置が従来から既に開発されている
。そして、処理方式としても、いくつかの方式が提案さ
れている。例えば、特公昭６３−３６９２４号公報には
、熱風炉を使用し、廃プラスチックを炉内に送り込んで
熱風によって加熱溶融して減容する方式が示されている
。また、特公昭６０−２１５２２号公報には、加熱しな
がら、スクリュー加圧機を用いて機械的に圧縮する方式
が示されている。更に、特公昭６０−６２０５号公報に
は、対面させて設けた２個の盤体のうちの一方を高速回
転させ、この盤体内に廃グラスチック破砕粒を送り込み
、回転時の摩擦熱と押圧力とを利用して、プラスチック
を加熱圧縮する方式が示されている。また、特公昭５６
−１２０６号公報には、プラスチック屑を投入するホッ
パータンクの底に回転ドラムを設け、ドラムを加熱しな
がら回転させて、タンク内壁と回転ドラムとの間でグラ
スチック屑を加熱圧縮する方式が示されている。

く発明が解決しようとする課題〉 ところが前記従来の減容処理装置にはいずれも問題点が
存在する。即ち、特公昭６３−３６９２４号公報のよう
な熱風炉を用いる方式のものでは、熱損が大きい上に、
高温処理である為、悪臭の発生や発煙を伴う問題があり
、かつ、溶融温度の高いポリエチレンなどでは３００℃
以上に加熱することが必要である為、利用できないとい
う欠点がある。

また、特公昭６０−２１５２２号公報のような、加熱し
ながら、スクリューによって圧縮する方式では、非常に
大きな動力が必要で、作業効率が悪い上に、装置が大形
になる欠点がある。

更に、特公昭６０−６２０５号公報のような、対面する
盤体により摩擦を利用して加熱圧縮する方式のものは、
加熱を要しない点に特徴があるが、反面、この為に動力
に比べての処理能力が低くなり、その上、目詰まりによ
る故障を起こし易く、また、ポリエチレン７オームのよ
うな弾力性のあるものには適さない欠点がある。

また、特公昭５６−１２０６号公報のような回転ドラム
を用いるものでは、廃プラスチックが一部減容した後も
、ドラムが回転を続けて不必要な撹拌減容化を繰り返す
ので、均一な減容処理ができず、また、取出しまでの時
間が長くなる欠点がある。

本発明はこのような欠点に鑑み、減容作業時のエネルギ
ー効率、時間効率、及び経済効率に優れた減容処理装置
を提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の減容処理装置の技術的手段は、被処理プラスチ
ック供給ホッパに連結させて設けられたシリンダと、シ
リンダ内に回転可能に設けられたロールとからなり、シ
リンダとロールとは少なくともいずれか一方が円錐形で
、シリンダとロールとの間隙は入口側が広くて、出口側
が狭くなっており、かつ、シリンダとロールとは入口側
で偏心させて設けられていて、入口端部での間隙に広狭
が形成されており、更にシリンダ内面とロール外面の少
なくともいずれか一方にネジ溝が形威されており、また
、シリンダとロールとの少なくとも一方に加熱装置が取
付けられていることにある。

また。シリンダを円筒形とし、ロールを円錐形とし、入
口端で偏心させ、出口側で同心状となるようにすること
も可能である。

加熱装置をシリンダとロールとの両方に、かつ、出口側
に片寄せて取付けて、入口側での温度が低く、出口側で
高くなるようにすることもできるシリンダ内面とロール
外面との両方にネジ溝を形威し、かつ、そのネジ溝のネ
ジの向きを逆にし、更に、ネジ溝のピッチを入口側で大
きく、出口側で小さくなるようにしてもよい。

また、シリンダまたはロールの出口端のネジ溝の位置に
数珠繋ぎ切離し用の切欠きを設けることも可能である。

く作用〉 本発明の減容処理装置では、被処理グラスチックは適当
な形状に調整した上で、ホッパに投入される。シリンダ
とロールとの間隙は入口側が出口側より広くなっており
、かつ、入口端には偏心により一層広くなった箇所が形
戊されているので、プラスチック片はこの広くなった間
隙に嵌り込む。そして、ロールの回転に伴って、プラス
チック片は狭い方へと間隙に食い込まれるようにして送
られる。この際、ネジ溝の存在が送り込みを助長する。

狭い方への進行に伴ってプラスチック片は加熱（比較的
低温）を受けると共に両面から押圧され、表面部が軟化
してある程度圧縮される。そして、再び間隙の広い箇所
に出て来た時にはグラスチック片の粒径が小さくなって
いて、この結果、そのプラスチック粒はネジ溝を飛び越
えて、粒径に合致する溝輻の位置まで一気に進行し、そ
の位置で再びネジ溝に挟み込まれて圧縮が行われる。圧
縮時には、プラスチックにはシリンダ壁やロールから熱
が加えられ、プラスチック表面が軟化しつつ両面から押
圧されて、プラスチックは撚転しながら進行し、徐々に
粒状化していく。このような作用を繰返し、プラスチッ
クはネジ溝の傾斜に沿って順次、出口端の方へ進行し、
この間、転動しつつ加熱と圧縮とを受け、最終的には小
さな粒状物となって出口端から放出される。

く実施例〉 本発明の減容処理装置の一実施例を図面について説明す
る。１はシリンダで、略直立状に固定設置されている。

シリンダｌの下半部の外面にはバンドヒータ２が巻き付
けられていて、シリンダｌが加熱される。バンドヒータ
２の位置が下方に片寄っているので、シリンダｌの温度
は下方部で高くなる。また、シリンダｌの外面は保温材
３で覆われている。シリンダ１の内壁にはネジ溝４が形
戊されている。このネジ溝４は上端から下端まで連続す
るように形成されており、その条数は自由であるが、通
常は、１〜４条が適当である。

シリンダ１の内部には円錐状のロール５が回転可能に設
けられている。ロール５の内部は中空であり、その内部
下方に赤外線ヒータ６が設けられていて、ロール５は内
部から加熱される。ただしヒータ６の位置が下方である
為、ロール５の温度は下方部で高くなる。ロール５の外
壁にはネジ溝７が形戊されている。ネジ溝７は前記の不
ジ溝４と同様に上端から下端まで連続するように形成さ
れている。ただし、両方のネジ溝４，７はその不ジの向
きが逆になっており、一方が左ネジであれば、他方は右
ネジである。また、不ジ溝４．７のピッチは上方で粗く
、下方で細かくなっている。また、不ジ溝４，７の表面
にはフッ素樹脂によるコーティングが施されており、プ
ラスチックの融着を防止すると共に、融着した場合でも
容易に剥離するようになっている。

シリンダ１とロール５とは共に略直立状に設けられてい
るが、厳密には相対的にやや傾けて設けられている。図
示例ではロール５が直立状で、シリンダｌがやや傾いて
いる。この結果、下端ではシリンダ１とロール５とは同
心状であるが、上端では第２図のように偏心していて、
シリンダｌとロール５との間隙８には広い所と狭い所と
が存在するようになっている。また、ロール５は円錐状
である為、シリンダ１とロール５との間隙８は上部で広
く、下部では狭くなっている。

９はロール５の下方軸、ｌＯは軸受、ｌｌは軸受支持リ
ブであり、これによってロール５の下端が回転自在に支
持される。１２はロール５の上方軸、ｌ３はモータであ
り、これによりロール５は回転駆動させられる。また、
ｌ４はホッパ、ｌ５は被処理廃プラスチックの投入口で
あり、ここに適当な大きさに調整された廃プラスチック
片Ａが供給される。廃グラスチックの形状はさまざまで
あり、あまりに大きなものをそのまま投入すると、装置
の作動に支障が出るので、投入前に廃プラスチックを適
当な大きさ、通常１０〜３０ｍｍ程度に予め破砕や切断
して調整しておくのがよい。この為、減容処理装置の前
段に破砕装置を一体的に付設しておくことは実用上有益
である。

シリンダｌの下端部にはモータｌ６によって回転させら
れる切断刃１７が取付けられていて、減容処理を終えて
落下するプラスチック粒状物Ｂが連なっている場合Ｉこ
、粒間の連結部を切離して、各粒をばらばらにする役目
を果す。また、これと同じ目的で、ロール５の下端部の
ネジ溝７のところには第４図のような切欠１８が設けら
れてぃる１９は受精である。

次に前記減容処理装置の作動について説明する。処理す
る廃プラスチックは、予め破砕や切断するなどして適当
な大きさに調整し、これを投入口１５からホッパ１４内
に供給する。ロール５はモータ１３によって適当な速度
（４０　〜３００ｒｐｍ．通常は６　０−１　８　０　
ｒｐｍ）　　で回転させる。コノ際の回転方向はネジ溝
７の向きとは逆にし、ネジ溝７が左ネジの場合は上方よ
り見て右回転とする。シリンダｌとロール５とをそれぞ
れヒータ２．６によって加熱する。廃プラスチックの軟
化温度は同じボリスチレンやポリエチレンであっても、
１２０℃前後で軟化するものから、１６０℃程度を必要
とするものまであって、その発泡密度や添加剤によって
差がある。また、ナイロンなどのボリアミド系のプラス
チックでは２５０’Ｃ程度への加熱が必要である。従っ
て、加熱温度は作業時に被処理プラスチックの種類に応
じて適宜調節するのが好ましい。通常の場合、加熱温度
は１００〜１８０℃程度であり、ナイロンなどの場合に
は２４０〜２７０℃程度である。また、加熱に際しては
、シリンダｌの方よりもロール５の方をｌＯ〜２０℃程
度低い温度に調節する方がよい。更に、シリンダ■やロ
ール５の上部の温度が高すぎると、プラスチックがシリ
ンダｌやロール５の壁面に溶着して落下しなくなり、送
り込みが阻害されて、処理作業に支障が出る。実施例で
ヒータ２．６を下方部に設けたのはこの為である。通常
、上部に比べて下部の温度をｌＯ〜５０℃、好ましくは
２０〜３０℃程度、高くするのがよい。

このようにロール５がシリンダｌ内で加熱回転させられ
ているので、ホッパｌ４内に投入された被処理プラスチ
ック片Ａはシリンダｌとロール５との間隙８Ｉこ嵌り込
み、次ｊこ、ロール５の回転に伴って間隙８内を転動す
るようになる。この際、ロール５とシリンダｌとが上端
部で偏心させられていて、間隙８に広い所と狭い所とが
できているので、被処理プラスチック片Ａは先ず広い所
に落ち込んで、狭い方へと送られるようになる。従って
、同心状に設けた場合よりも、プラスチック片Ａの間隙
８への嵌り込みがスムーズになる。また、広い所から狭
い方への送りはシリンダ１とロール５との表面に形威さ
れたネジ溝４，７の作用により確実となる。狭い方へと
進むにつれて，プラスチック片は両面からの押圧力とあ
る程度の加熱（比較的低い温度である）を受け、転動し
ながら徐々に軟化圧縮される。このようにして、狭い所
で圧縮されて小さくなったグラスチック片は再び広い所
へと出る。この時にはプラスチック片の粒径がかなり小
さくなっていて、間隙ｇ　Ｉ１よりも小さいので、プラ
スチック片はネジ溝を飛び越えて粒径に応じた間隙幅の
位置まで落下する。そして、再び間隙に挟まれてロール
５による噛み込み作用を受け，狭い方へと送られて、再
度、圧縮される。このようにしてプラスチック片はロー
ル５の回転に伴って圧縮が繰り返され、かつ、ネジ溝４
，７の作用で徐々に下方に送られる。そして、下方に進
むに伴って加熱温度が高くなると共ｊこ、間隙８が狭く
なって、プラスチック片は小さな粒状物になり、下端か
ら放出される。プラスチック片Ａが間隙８に噛み込まれ
てから粒状物Ｂとして放出されるまでの減容作業の所要
時間は通常５〜１０秒程度で充分である。また、最終段
階での減容率は被処理プラスチックの種類などにより異
なるが、通常はｌ／Ｉ　Ｏ−１／１　００程度である。

処理後のプラスチック粒状物Ｂの粒径はネジＩＷ４．７
のピッチによって規制され、ピンチが大きいと粒径が大
きくなり、ピッチが小さいと粒径が小さくなる。通常、
下端部でのピンチは３〜ＩＯ＋＋＋ｍ程度であり、この
際の粒状物Ｂの粒径は３〜１０ｍｍ前後となる。なお、
ネジ溝４，７のピッチは上部で大きく、下部で小さくな
っていて、プラスチックが徐々に圧縮されていくのと符
合させてある。

ロール５の下端近くで、軟化圧縮されたプラスチンク粒
状物Ｂが数珠繋なぎ状態になることがあるが、この際に
は、粒状物の転勤の間にその粒間の連結部分がロール５
の下端部に形威された切欠１８に引掛って、切り離され
るようになり、個々の粒状物Ｂはばらばらになる。これ
によってもなお切り離されずに放出されたものは、回転
する切断刃１７によって切り離される。この切り離しを
行うのは運搬時や再利用時などの取扱いに便ならしめる
為である。このようにしてばらばらになった粒状物Ｂは
受箱１９に落下して回収される。

以上の説明は発泡状のグラスチックの減容状況であるが
、本装置はこの他、７イルム状などのものにも利用可能
である。７イルム状のものの場合７イルムの間に空気が
入っていて、全体としての容積密度は低く、かつ、取扱
いも不便であるが、本装置を使用すれば、前記の発泡状
のものと同様にフイルムが間隙８に徐々に噛み込まれて
、粒状化させられ、最終的には全て粒状物になる。

なお、本発明に於いて、シリンダＩの方を逆円錐筒とし
、ロール５を断面均一な円筒とすることも可能である。

また、上部奎偏心させる為には、シリンダＩとロール５
とのどちらかを傾けてもよい。更に不ジ溝はシリンダｌ
かロール５かのいずれか一方にのみ設けた場合でも、あ
る程度の目的達或は可能である。また、実施例ではシリ
ンダｌやロール５を略直立状に設けているが、これを大
きく傾斜させて設けることも可能であり、場合によって
は水平に近い状態とすることも可能であるく発明の効果
〉 本発明の減容処理装置では、シリンダとロールとの間に
被処理プラスチックを挟み込んで、熱を加えつつ押圧し
、徐々に軟化圧縮を図るので、高いエネルギー効率で減
容処理が可能である。また、本発明では比較的低温で作
業できるので、発煙や悪臭の発生がほとんどない上に、
発火事故のおそれがなくて安全であり、かつ、プラスチ
ックの品質劣化を伴わずに減収処理でき、再利用に際し
て有益である。更に、本発明では、投入した被処理プラ
スチ７クを連続的に減容処理でき、作業の時間的ロスや
不必要な撹拌運動を伴わないから、短時間で効率のよい
作業が可能である。また、本発明では処理後のプラスチ
ックは造粒化されて、小さな粒状物になっているので、
その後の運搬や再利用時の取扱いなどに都合が良い。更
に、本発明装置は構造が簡単で、廉価に製造可能であり
、故障の発生が少なく、加えて、処理能力が大きいなど
の実用上の利点を有する。

また、不ジ溝の出口端部に切欠を設けたものでは、処理
後のプラスチックが数珠繋ぎ状となって放出されんとし
た場合でも、粒間の連結部がこの切欠に引掛かって切り
離されるようになるので、確実に粒状物をばらばらの独
立状態に整えることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の減容処理装置の実施例を示し、第ｌ図は
縦断面図、第２図は■一■線断面図、第３図は出口端付
近の拡大縦断面図、第４図はロールの出口端部の横断面
図である。 ｌ・・・シリンダ、２・・・バンドヒータ、３・・・保
温材４・・・ネジ溝、５・・・ロール、６・・・赤外線
ヒータ、７・・・ネジ溝、８・・・間隙、９・・・下方
軸、１２・・・上方軸．＋３・・・モータ、１４・・・
ホッパ、ｌ７・・・切断刃１８・・・切欠、ｌ９・・・
受箱。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理プラスチック供給ホッパに連結させて設けら
   れたシリンダと、シリンダ内に回転可能に設けられたロ
   ールとからなり、シリンダとロールとは少なくともいず
   れか一方が円錐形で、シリンダとロールとの間隙は入口
   側が広くて、出口側が狭くなっており、かつ、シリンダ
   とロールとは入口側で偏心させて設けられていて、入口
   端部での間隙に広狭が形成されており、更にシリンダ内
   面とロール外面の少なくともいずれか一方にネジ溝が形
   成されており、また、シリンダとロールとの少なくとも
   一方に加熱装置が取付けられている熱可塑性廃プラスチ
   ックの減容処理装置。 ２、シリンダは断面均一な円筒形であり、他方、ロール
   は円錐形で、入口側の径が出口側の径より小さくなって
   いる請求項１記載の熱可塑性廃プラスチックの減容処理
   装置。 ３、加熱装置がシリンダとロールとの両方に取付けられ
   ており、かつ、その取付位置が出口側に寄っていて、シ
   リンダとロールの温度が入口側で低く、出口側で高くな
   っている請求項１記載の熱可塑性廃プラスチックの減容
   処理装置。 ４、シリンダ内面とロール外面の両方にネジ溝が形成さ
   れ、かつ、そのネジ溝が互いに逆向きになっている請求
   項１記載の熱可塑性廃プラスチックの減容処理装置。 ５、ネジ溝のピッチが入口側で大きく、出口側で小さく
   なっている請求項１記載の熱可塑性廃プラスチックの減
   容処理装置。 ６、シリンダまたはロールの出口端部のネジ溝の位置に
   数珠繋ぎ切離し用の切欠が形成されている請求項１記載
   の熱可塑性廃プラスチックの減容処理装置。