JPH0847925A

JPH0847925A - 廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JPH0847925A
Application number: JP18576494A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Mori; 一郎森
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【目的】プラスチック廃棄物の減容または破砕を効率
的にかつ安全に処理でき、しかも処理過程で過剰な摩擦
熱が発生することのない方法を提供する。【構成】スクリュの圧縮比を0.8 〜2.0 とし、そのス
クリュフライトの一部には切欠きを設け、かつバレルに
はスクリュフライトの切欠き部に対応する位置にピンを
設けた構造の押出機に、プラスチック廃棄物を供給し
て、その廃棄物を当該プラスチックの融点以下の温度で
減容または破砕する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、断熱材や緩衝材に使用
されるＰＥ、ＰＰまたはウレタン等のプラスチック発泡
体のトリミング屑や撃ち抜き屑などの産業廃棄物を、圧
縮減容または破砕により処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック発泡体の廃棄物を減容処理
する場合、従来、押出機が使用されている。また、押出
機により減容を行う際には、スクリュピッチを排出口側
に近づくに従って小さくするか、軸径を太くして圧縮比
をつけたり、あるいはバレル先端を絞ることにより圧縮
比をつける。さらには口金を絞る、等の方法が一般に採
用されている。

【０００３】一方、破砕処理には、従来、固定刃と回転
刃を備えた破砕機を使用し、その回転刃の回転により廃
棄物を衝撃粉砕するか、あるいはせん断力による切断を
行うのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した廃
棄物の減容処理方法では、スクリュの圧縮比を例えば２
〜３以上として大きな押し出し力で処理を行うため、 1) スクリュ駆動用電動機の容量が大きくなり、また、
押し出し力に耐える強度もつ頑丈で大掛かりな押出機が
必要になる。

【０００５】2) 過剰な摩擦熱が発生するため、処理過
程でプラスチックが溶融し品質が低下する。また、溶融
したプラスチックが固化して押出機内に残るため、その
残留物を掃除するか、加熱により再溶融しないと、次の
処理の運転を再開できない。

【０００６】3) ＰＶＣなど、熱分解すると有毒ガスを
発生する恐れのある材料の処理は行えない。 4) 引火・爆発等の危険性がある。等の問題点がある。

【０００７】一方、上記した破砕方法では、破砕機に刃
物を使用しており、しかもその回転数が高いことから、 a) 騒音が高く、また粉塵が発生し易い。

【０００８】b) 刃先の摩耗のため、刃の再研摩または
交換を定期的に行う必要がある。 c) 静電気の発生による詰まり、粉塵爆発の危険があ
る。等の問題点、さらに、この種の破砕機を使用する場合で
も、上記した 2) 及び3)と同様な問題がある。

【０００９】本発明は上記の諸問題点を解決すべくなさ
れたもので、その目的とするところは、プラスチック廃
棄物の減容または破砕を効率的にかつ安全に処理でき、
しかも、処理過程で過剰な摩擦熱が発生することのない
処理方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の発明の処理方法は、スクリュフライトの一部
が切欠かれた形状で、圧縮比が0.8 〜2.0 の単軸不連続
スクリュとバレルを有し、そのバレル内周面で上記フラ
イトの切欠き部に対応する位置にピンが設けられた押出
機に、プラスチック廃棄物を供給して、その廃棄物を当
該プラスチックの融点以下の温度で減容することによっ
て特徴づけられる。

【００１１】また、同じ目的を達成するため、第２の発
明の処理方法は、スクリュフライトの一部が切欠かれた
形状で、圧縮比が0.8 〜2.0 の単軸不連続スクリュとバ
レルを有し、そのバレル内周面で上記フライトの切欠き
部に対応する位置にピンが設けられた押出機に、プラス
チック廃棄物を供給して、その廃棄物を当該プラスチッ
クの融点以下の温度で破砕することによって特徴づけら
れる。

【００１２】なお、スクリュの圧縮比とは、例えば図１
において、スクリュ３の圧縮搬送部３ａと押出部３ｃと
の１ねじの溝内の空間容積の比である。

【００１３】

【作用】押出機に供給された廃棄物がスクリュにより圧
縮・搬送されてピンに到達すると、その流れが妨げら
れ、スクリュの回転により発生する圧縮・せん断力によ
り破砕・減容されて強制的にピンの下流側へと圧送さ
れ、そのピン下流側で、ピンと切欠き端部のエッジによ
り発生するせん断力により更に切断破砕される。そし
て、破砕減容された廃棄物はスクリュに圧縮されるつつ
減容されてバレルの出口部に達する。

【００１４】以上のように、本発明方法では、バレル内
での処理過程で、スクリュによる破砕に加えて、スクリ
ュの切欠き端部のエッジとピンにより廃棄物を切断破砕
するので、廃棄物をより細かくした状態で圧縮減容が行
われることになり、これにより、スクリュに圧縮比をつ
けなくても（１対１）、廃棄物の減容処理を効率的に行
うことができる。しかも、スクリュに圧縮比をつけなく
て済むことから、廃棄物がバレル、ピン及びスクリュと
の機械的摩擦により過度に加熱されることがなく、その
温度を融点以下とすることが可能になる。

【００１５】ここで、減容処理の場合、ある程度の押し
出し圧が必要となるため、バレル出口に口金を接続して
バレル内で圧縮減容に必要な圧力を発生させるようにす
る。ただし、バレル内の圧力が高くなると、廃棄物の温
度が融点以上となる虞れがあるので、口金の口径及び長
さを適宜に選定して、廃棄物の温度を融点以下の温度に
する。また、バレル内に配置したピンも摩擦熱の発生源
となるので、そのピン本数を適宜に選定することにより
更に精密な温度調整も可能となり、これらの温度調整に
より、廃棄物の温度を略軟化温度にすれば処理効率が更
に向上する。

【００１６】一方、破砕処理についても、先の減容処理
と同様な作用により効率的に行うことができるが、この
処理の場合、スクリュの最終段での圧縮減容を行う必要
ないので、バレル出口には口金を接続せずにバレル出口
を開放状態とする。

【００１７】

【実施例】まず、本発明方法を実施するのに使用する押
出機を、図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、図１
は図３のＸ−Ｘ矢視断面図で、図２及び図３はそれぞれ
平面図及び側面図である。

【００１８】この押出機１は、バレル２と単軸式のスク
リュ３並びに廃棄物供給装置４によって主に構成されて
いる。廃棄物供給装置４は、バレル２の上方後部側に位
置し、ケーシング４ｄがバレル２の供給口２ａに連通し
ている。そのケーシング４ｄの上部には材料供給用のホ
ッパ４ｃが接続され、また、ケーシング４ｄの内部に
は、一対のピン付きロール４ａ，４ｂが互いに対向して
配置されている。

【００１９】その一対のピン付きロール４ａ，４ｂは互
いに噛み合う一対の平歯車４１ａ，４１ｂにより連結さ
れており、いずれか一方のロール軸に電動機（図示せ
ず）により回転を与えることによって、これらロール４
ａと４ｂとが互いに逆向き（内側）に回転するように構
成されている。

【００２０】バレル２の内周面には、軸方向の４か所の
位置で、その各位置の円周上にそれぞれ２本づつの合計
８本のバレルピン２P1・・２P4が設けられている。その各
バレルピン２P1・・２P4は、バレル２の径方向の断面形状
が三角形で、また、バレル２に対し外部から着脱自在な
構造となっている。

【００２１】なお、バレル２と廃棄物供給装置４のケー
シング４ｄは２分割（押し出し側から見て左右に２分
割）が可能で、内部点検が便利な構造となっている。ス
クリュ３は、圧縮比が1.0 の１軸２条ねじで、圧縮搬送
部３ａ、破砕減容部３ｂ及び押出部３ｃで構成されてい
る。このスクリュ３には電動機（図示せず）によって回
転が与えられる。

【００２２】また、破砕減容部３ｂのスクリュフライト
は、先のバレルピン２P1・・２P4に対応する位置が切欠か
れており、その各切欠き部Ｃ1 ・・Ｃ4 にそれぞれ対応す
るバレルピン２P1・・２P4が、スクリュ３の回転過程で所
定のクリアランスをもって入り込む。なお、そのクリア
ランスは、バレルピンの上流側（スクリュ３の送り方向
の上流側）端面と切欠き端部との間が５mmで、バレルピ
ンの下流側端面と切欠き端部との間が１mmとしている。

【００２３】ここで、本発明実施例において、バレル２
の材料としては高圧配管炭素鋼管；STPT 5B が使用され
ており、また、バレル２の出口部はフランジ接続により
口金５を装着できる構造となっている。なお、その口金
５は後述する減容処理の際にのみ利用されるもので、口
径をバレル内径と同じとし、長さを４００mmに設定して
いる。

【００２４】さて、以上した構造の押出機１を使用して
架橋ポリエチレン発泡体廃棄物（以下、廃棄物Ａと称す
る）の減容処理を実施した際の作用を述べる。まず、ホ
ッパ４ｃに投入された廃棄物Ａは、一対のピン付きロー
ル４ａ，４ｂでピンチされてバレル２内に押し込まれ、
スクリュ３の圧縮搬送部３ａにて圧縮されながら破砕減
容部３ｂへと送られる。

【００２５】破砕減容部３ｂに移送された廃棄物Ａは、
まず、バレルピン２P1の上流側で流れを妨げられ、スク
リュ３の回転により発生する圧縮・せん断力により破砕
・減容されて強制的にバレルピン２P1の下流側に圧送さ
れ、そのピン下流側で、廃棄物Ａは、バレルピン２P1と
スクリュの切欠き部Ｃ1 のエッジによるせん断力によ
り、更に細かく切断破砕される。この作用は、下流側の
バレルピン２P2, ２P3,２P4 の各配置箇所ごとに順次
に繰り返して行われ破砕減容が更に進行する。そして、
破砕減容された廃棄物Ａは、最終段の押出部３ｃへと送
られ、更に圧縮減容されて口金５へと押し出される。

【００２６】ここで、バレル２の内部において廃棄物Ａ
はバレル内周面，スクリュ，バレルピンとの機械的摩擦
により加熱されるわけであるが、バレルピン２P1・・２P4
の本数及び口金５の形状寸法を前記した値としておくこ
とで、廃棄物Ａは略軟化温度には達するが溶けることは
ない。

【００２７】また、前記寸法の口金５を使用することに
より、廃棄物Ａの減容塊状化と、その減容物の空冷を良
好な状態で行え、しかも減容物が口金５の開口端におい
て略５０mmの長さに達して自重で破断・落下することが
現状で確認できている。

【００２８】一方、廃棄物Ａの破砕処理は、以上の構造
の押出機１を使用し、バレル２の出口部には口金５を装
着しない状態で実施する。その処理過程において、スク
リュ３の圧縮搬送部３ａ及び破砕減容部３ｂでの作用
は、それぞれ、先の減容処理と同様に、スクリュ３の圧
縮搬送部３ａにて破砕減容部３ｂへと送られた廃棄物Ａ
が、まず、バレルピン２P1の上流側で流れを妨げられ、
スクリュ３の回転により発生する圧縮・せん断力により
破砕・減容されて強制的にバレルピン２P1の下流側に圧
送され、そのピン下流側で、廃棄物Ａがバレルピン２P1
とスクリュの切欠き部Ｃ1 のエッジによるせん断力によ
り更に細かく切断破砕される。この作用は下流側のバレ
ルピン２P2, ２P3, ２P4 の各配置箇所ごとに順次に繰
り返して行われ破砕減容が完了し、その破砕減容された
廃棄物Ａが押出部３ｃによりバレル２の外部へと送り出
される。

【００２９】なお、以上の実施例において、廃棄物供給
装置４に使用するロールの構造としては、ピン付きのも
のに代えて、ロール外周面に少なくとも２枚のブレード
（羽根）を配置した構造、あるいはロール外周面に溝加
工を施したもの、または、これらの組み合わせた構造の
ロールを使用してもよい。

【００３０】また、バレル２に設けるバレルピンは、バ
レル内周面の軸方向の少なくとも１か所の位置で、その
各位置の円周上に１〜８本のピンを配置すれば本発明方
法は実施可能である。さらに、バレルピンの断面形状
は、処理対象となる廃棄物の種類に応じて、三角形、四
角形または円形などを適宜に選択する。さらにまた、バ
レルピンとスクリュ切欠き端部とのクリアランスは、上
流側において１〜３０mm程度が適当で好ましくは１〜１
０mmの範囲とし、下流側については０〜５mmが適当で好
ましくは0.1 〜1.0mm の範囲とする。

【００３１】一方、スクリュ３は１条または２条のいず
れのねじであってもよく、また、圧縮比は0.8 〜2.0 で
あれば本発明の初期の目的は達成できるが、より優れた
効果を得るには0.9 〜1 .1の範囲が好ましい。

【００３２】また、スクリュに設ける切欠きは、破砕減
容部３ｂのスクリュフライトの少なくとも１か所で、そ
の切欠き部にバレルピンが配置される構造であれば、本
発明の処理方法は実施可能である。

【００３３】なお、本発明は、ＰＥ，ＰＰ，ＰＶＣ，ウ
レタンなどの各種プラスチックの発泡体あるいはラミネ
ートなどの廃棄物の処理に適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の廃棄物の
処理方法によれば、スクリュフライトの一部が切欠かれ
た形状で圧縮比が0.8 〜2.0 の単軸不連続スクリュと、
その切欠き部に位置するピンが設けらたバレルで構成さ
れる押出機に、プラスチック発泡体の廃棄物を供給して
減容または破砕処理を行うので、処理過程において過剰
な摩擦熱が発生することがなくなる。これにより、プラ
スチックとしての品質の低下がなく、また冷却水が不要
になる。

【００３５】しかも、処理過程で廃棄物が溶融しないの
で、押出機の機内を詰まらせることがなく、これにより
機内の清掃や加熱等のメンテナンスを行うことなく次の
処理を開始できる。また、ＰＶＣラミネート品などを処
理しても熱分解の虞れがないので処理対象の範囲が広
い。さらに、引火・爆発の危険性がなく、廃棄物を安全
に処理できる。

【００３６】また、本発明方法では、圧縮比が小さいス
クリュを使用して廃棄物を処理するので、押出機及びそ
の駆動用の電動機が小さいもので済み、これにより装置
の設置面積とランニングの軽減化を達成できるという効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法の実施に使用する押出機１の構成を
示す縦断面図

【図２】同じく押出機１の構成を示す平面図

【図３】同じく押出機１の構成を示す側面図

【符号の説明】

１押出機２バレル２P1・・２P4 バレルピン３スクリュ３ａ圧縮搬送部３ｂ破砕減容部３ｃ押出部Ｃ1 ・・Ｃ4 切欠き部４廃棄物供給装置４ａ，４ｂピン付きロール４ｃホッパ４ｄケーシング５口金

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スクリュフライトの一部が切欠かれた形
状で、圧縮比が0.8〜2.0 の単軸不連続スクリュとバレ
ルを有し、そのバレル内周面で上記フライトの切欠き部
に対応する位置にピンが設けられた押出機に、プラスチ
ック廃棄物を供給して、その廃棄物を当該プラスチック
の融点以下の温度で減容する廃棄物の処理方法。
【請求項２】スクリュフライトの一部が切欠かれた形
状で、圧縮比が0.8〜2.0 の単軸不連続スクリュとバレ
ルを有し、そのバレル内周面で上記フライトの切欠き部
に対応する位置にピンが設けられた押出機に、プラスチ
ック廃棄物を供給して、その廃棄物を当該プラスチック
の融点以下の温度で破砕する廃棄物の処理方法。