JPH11302663A - プラスチックス連続再生方法およびプラスチックス連続再生装置 - Google Patents

プラスチックス連続再生方法およびプラスチックス連続再生装置

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JPH11302663A
JPH11302663A JP10131054A JP13105498A JPH11302663A JP H11302663 A JPH11302663 A JP H11302663A JP 10131054 A JP10131054 A JP 10131054A JP 13105498 A JP13105498 A JP 13105498A JP H11302663 A JPH11302663 A JP H11302663A
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Japan
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screw
plastics
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pyrolysis
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JP10131054A
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Atsushi Kakizaki
淳 柿崎
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Japan Steel Works Ltd
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    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高収率で耐久性や安全性が高く、しかも小型
のプラスチックス連続再生装置を実現できる。 【解決手段】 スクリュ2を内蔵する押出シリンダ1の
吐出端に熱分解筒5が連結されており、該熱分解筒5は
誘導コイル6によって誘導加熱される。押出シリンダ1
に供給された原料は押出シリンダ1内で混練、溶融され
たうえで連続的に熱分解筒5に導入され、高温加熱によ
って熱分解される。押出シリンダ1とスクリュ2からな
るスクリュ式押出機の機能を原料の可塑化、溶融のみに
絞ることで、装置の耐久性と安全性を向上させ、かつ処
理能力を強化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用済みのプラス
チックスを処理して再利用できるようにするプラスチッ
クス連続再生方法およびプラスチックス連続再生装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】使用済みのプラスチックスすなわち廃プ
ラスチックの処理方法として、廃プラスチックを油化し
て再利用できるようにする環境にやさしい廃プラスチッ
ク油化処理方法が注目されている。
【0003】図3は、従来の廃プラスチック油化処理方
法の一例を示す説明図であり、以下にこの方法について
説明する。
【0004】粉砕機101により粉砕された廃プラスチ
ックと触媒フィーダ102より供給される熱分解触媒と
が押出機104のホッパ103へ投入され、N2 ガスを
導入することにより酸素濃度を下げたのち押出機104
の溶融ゾーン104aに供給される。そして、スクリュ
105によって溶融ゾーン104a中を熱分解ゾーン1
04bへ向けて移送される間に200〜400℃に加熱
されて溶融されたのち、熱分解ゾーン104b中を吐出
管路106へ向けて移送される間に400〜450℃に
加熱されて熱分解によりガス化される。この生成ガスは
吐出管路106を介して受けドラム107へ送られ、ジ
ャケット108に通される冷却水により冷却されてその
一部が液化されるが、大部分の生成ガスは凝縮器109
で液化されて生成油となって受けドラム107へ戻され
る。受けドラム107の生成油は、逐次排出管路107
aを通してスケールとともに排出され、その途上に設け
たスクリーンでスケールが除去される(特開平9−71
784号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術は、スクリュ式押出機単体でプラスチックス(廃
プラスチック)の溶融と熱分解を連続的に行なうもので
あるが、この方法は、押出機のシリンダやスクリュ全体
を電熱ヒータで加熱するもので、熱分解を行なう熱分解
ゾーンにおいては、特に分解温度の高いプラスチックス
の場合にはシリンダやスクリュを500℃以上に昇温さ
せる必要があるため、シリンダやスクリュを構成する金
属の材料強度が著しく低下し、その結果、装置の耐久寿
命が短いという未解決の課題がある。
【0006】また、上記の材料強度の観点から、シリン
ダやスクリュを約600℃以下の温度で使用しなければ
ならず、この制約のために熱分解ゾーンの温度が比較的
低く設定される。その結果、スクリュやシリンダの長さ
Lと直径Dの比L/Dが大きくなり、少なくともL/D
が50以上、場合によっては、L/Dが100以上必要
になってしまう。
【0007】このようにスクリュのL/Dが大きいと、
スクリュの自重によるたわみ、曲がり等に起因するカジ
リが発生し、加えて、シリンダの全長が長くなるために
押出機が大型化し、広い設置スペースを必要とするとい
う問題もあった。
【0008】本発明は上記従来の技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、スクリュ式押出機を用いる
プラスチックスのモノマーや分解油への再生処理におい
て、スクリュの長さを短縮することでスクリュのカジリ
等の機械的トラブルを防ぐとともに、シリンダやスクリ
ュの過剰加熱を防いで耐久性と安全性を向上させ、か
つ、誘導加熱による高速分解を行なうことで処理能力を
大幅に向上させ、しかも装置の小型化による省スペース
にも貢献できるプラスチックス連続再生方法およびプラ
スチックス連続再生装置を提供することを目的とするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプラスチックス連続再生方法は、スクリュ
を内蔵する第1のシリンダと誘導加熱される第2のシリ
ンダを備えたプラスチックス連続再生装置において、前
記第1のシリンダ内で原料を溶融する工程と、溶融した
原料を前記第2のシリンダ内で熱分解する工程を有する
ことを特徴とする。
【0010】本発明のプラスチックス連続再生装置は、
スクリュを内蔵する第1のシリンダと、該第1のシリン
ダの吐出端に連結された第2のシリンダと、該第2のシ
リンダを誘導加熱するための誘導加熱手段を有すること
を特徴とする。
【0011】第2のシリンダ内にスタチックミキサーが
配設されているとよい。
【0012】
【作用】第1のシリンダは、プラスチックスである原料
をスクリュによって混練しながら溶融するスクリュ式押
出機を構成しており、原料を溶融させるのに充分な温
度、通常は300℃以下で運転すればよい。これによっ
て、押出機のシリンダやスクリュの過剰加熱を防ぎ、耐
久性と安全性を大きく向上できる。
【0013】また、スクリュは第2のシリンダまでのび
ておらず、原料の溶融から熱分解までを長尺のスクリュ
式押出機単体によって行なう場合に比べて、スクリュの
長さを大幅に短縮できる。その結果、スクリュのカジリ
等の機械的トラブルを回避できる。
【0014】溶融した原料を連続的に熱分解する第2の
シリンダは、誘導加熱によって例えば600℃以上の高
温に加熱される。加えて誘導加熱は、誘導コイルに流す
交流の周波数を調節することで任意の温度に高精度で制
御することができる。
【0015】このような誘導加熱を採用することで、溶
融原料の高速分解が可能となり、処理能力を大幅に向上
できる。
【0016】また、装置の全長を短縮して、省スペース
にも貢献できる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
【0018】図1は一実施の形態によるプラスチックス
連続再生装置を示すもので、これは、後述するように外
側から加熱される第1のシリンダである押出シリンダ1
と、押出シリンダ1に供給された原料(プラスチック
ス)を混練して押出シリンダ1の吐出端に向かって移送
するスクリュ2を有し、スクリュ2は後端を図示しない
回転駆動装置によって片持ち状態で支持され、これによ
って回転駆動される。
【0019】押出シリンダ1はその外側からこれを加熱
する外部加熱手段である電熱ヒータ3を有し、プラスチ
ックスである原料は、原料供給装置4から押出シリンダ
1の原料供給口1aに供給され、スクリュ2によって混
練、移送される間に所定の温度、例えば300℃程度に
加熱され、溶融ゾーンAにおいて溶融原料となる。な
お、外部加熱手段としては、電熱ヒータに限らず、マイ
クロ波、スチーム、熱油等による加熱手段等でもよい。
【0020】押出シリンダ1の吐出端には、所定の金属
材料で作られた第2のシリンダである熱分解筒5が連結
されている。熱分解筒5は、誘導加熱手段である誘導コ
イル6による誘導加熱によって自ら発熱し、押出シリン
ダ1から送り込まれた溶融原料を例えば650℃程度の
高温に加熱して、ガス状のモノマーや分解油に熱分解す
る。誘導コイル6は、誘導加熱制御装置7によって交流
の周波数を制御され、熱分解筒5の温度を任意に高精度
で設定できる。
【0021】このようして生成されたモノマーや分解油
のガスは、コンデンサ8に導入され、液化されて回収槽
9に回収されて次工程に送られる。
【0022】詳しく説明すると、押出シリンダ1に供給
された原料は、スクリュ2によるせん断作用と電熱ヒー
タ3の外部加熱によって溶融されたうえで、熱分解筒5
に押し出される。熱分解筒5は、誘導コイル6に交流電
流を流したときに発生するうず電流によって前述のよう
に自ら発熱し、内部の溶融原料を高速で熱分解するのに
充分な温度に昇温する。
【0023】押出シリンダ1とスクリュ2からなる押出
機は、プラスチックスをその溶融温度に加熱するための
温度、例えば300℃程度で運転されるが、熱分解筒5
は、溶融したプラスチックスを例えば650℃で熱分解
させるに必要な高温状態に加熱される。従って、熱分解
筒5には高温状態において材料強度の高い金属材料を用
いる必要がある。
【0024】換言すれば、熱分解筒5の材質を高温で強
度の高い金属材料とすることで、熱分解ゾーンの温度を
必要なだけ充分に高く設定して、プラスチックスの高速
分解を連続的に行ない、処理能力を大幅に向上できる。
【0025】また、従来例のように押出機のシリンダや
スクリュ全体の材質を熱分解に必要な高温で強度を維持
するように設定する必要がないため、装置の過剰加熱を
防ぎ、耐久性や安全性を向上できる。
【0026】熱分解筒5内の溶融原料の送りは、ひき続
き押出シリンダ1からスクリュ2によって押し出される
原料により熱分解筒5の吐出端に向かって進行し、この
間に熱分解筒5の内壁から供給される熱によって溶融原
料が熱分解に必要な高温に加熱され、高速分解してガス
状のモノマーや分解油となる。
【0027】熱分解筒5からコンデンサ8に導入された
生成ガスは、コンデンサ8内で冷媒によって急冷され、
凝縮液(液状のモノマーや分解油)となって下流側の回
収槽9に回収され、次工程に送られる。
【0028】本実施の形態によれば、熱分解筒内ではス
クリュによる混練を行なうことなく、溶融原料の高温加
熱による熱分解のみを効率的に行なう。従って、押出機
のシリンダ内でスクリュによって混練しながら、原料の
溶融から熱分解までを一貫して行なう従来例に比べて、
より高温の熱分解が可能である。例えば、従来例に比べ
て処理時間を1/2以下に短縮し、かつ、処理能力を2
倍以上に増大できる。
【0029】さらに、熱分解が熱分解筒のみで行なわ
れ、押出シリンダとスクリュからなる押出機はその機能
を可塑化、溶融に絞ることができるため、押出シリンダ
やスクリュの長さLと直径(シリンダ径、スクリュ径)
Dの比L/Dを大幅に縮小できる。例えば、従来例では
L/Dが75必要であったものが、図1の装置ではL/
D=20で充分となる。
【0030】その結果、装置全体を大幅に小型化し、設
置スペースを縮小できる。すなわち、省スペースに大き
く貢献できる。
【0031】加えて、スクリュの長さが短くなるため、
スクリュの自重によるたわみや曲げが少なくなり、スク
リュが押出シリンダの内壁面に接触するいわゆるカジリ
等の機械的トラブル防止にも大きく役立つものである。
【0032】また、前述のように押出機の温度を低く設
定できるため、高温によるスクリュやシリンダの強度低
下を防ぎ、かつ、押出機の操作の安全性が向上するとい
う利点もある。
【0033】なお、押出シリンダと熱分解筒の間にフィ
ルタを設けて、押出シリンダから熱分解筒に押し出され
る溶融原料のスケール等を除去するように構成してもよ
い。
【0034】図2は一変形例を示す。これは、熱分解筒
5の内部にスタチックミキサー5aを配設したものであ
る。スタチックミキサー5aは、熱分解筒5の内側に固
定されており、押出シリンダ1からスクリュ2によって
押し出された溶融原料が熱分解筒5内を流動する間の流
れを入れ替えて位置交換を促進し、熱分解筒5の内壁か
ら溶融原料への熱の伝達効率を大幅に向上させる。ま
た、熱分解筒5内の溶融原料の充満率を上げて、処理量
を増加させることができるという効果もある。
【0035】
【実施例】図1の装置と図2の装置を用いて以下の原料
組成のプラスチックス再生処理を行なった。熱分解温度
は従来例より高温の650℃であり、処理時間は1/2
以下に短縮し、また、処理量は2.5倍に増大した。
【0036】 プラスチックスの原料組成:PE系樹脂40重量% PP系樹脂30重量% PS系樹脂30重量% スクリュ径 :44mm スクリュL/D :14.0 押出シリンダ温度:200℃ スクリュ回転数 :200rpm 熱分解筒L/D :10.0(スクリュ径44mmに対する値) 熱分解筒温度 :650℃ 処理量 :5kg/h 平均処理時間 :290sec(スタチックミキサー無し) 94sec(スタチックミキサー有り)
【0037】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
【0038】プラスチックスのモノマーや分解油への再
生処理を連続的に極めて高収率で行なうことができる。
加えて、スクリュの長さを大幅に短縮してスクリュのカ
ジリ等を防ぎ、かつ、シリンダやスクリュの過剰加熱を
回避して耐久性や安全性を向上させるとともに、装置の
全長を短くすることで省スペースにも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態によるプラスチックス連続再生装
置を示す模式図である。
【図2】一変形例を示す模式図である。
【図3】一従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
1 押出シリンダ 2 スクリュ 3 電熱ヒータ 4 原料供給装置 5 熱分解筒 5a スタチックミキサー 6 誘導コイル 7 誘導加熱制御装置 8 コンデンサ 9 回収槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08J 11/12 B09B 3/00 302A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリュ(2)を内蔵する第1のシリン
    ダ(1)と誘導加熱される第2のシリンダ(5)を備え
    たプラスチックス連続再生装置において、前記第1のシ
    リンダ内で原料を溶融する工程と、溶融した原料を前記
    第2のシリンダ内で熱分解する工程を有するプラスチッ
    クス連続再生方法。
  2. 【請求項2】 スクリュを内蔵する第1のシリンダと、
    該第1のシリンダの吐出端に連結された第2のシリンダ
    と、該第2のシリンダを誘導加熱するための誘導加熱手
    段(6)を有するプラスチックス連続再生装置。
  3. 【請求項3】 第2のシリンダ内にスタチックミキサー
    (5a)が配設されていることを特徴とする請求項2記
    載のプラスチックス連続再生装置。
  4. 【請求項4】 第2のシリンダがフィルタを介して第1
    のシリンダに連結されていることを特徴とする請求項2
    または3記載のプラスチックス連続再生装置。
  5. 【請求項5】 スクリュの長さとスクリュ径の比が20
    以下であることを特徴とする請求項2ないし4いずれか
    1項記載のプラスチックス連続再生装置。
JP10131054A 1998-04-24 1998-04-24 プラスチックス連続再生方法およびプラスチックス連続再生装置 Pending JPH11302663A (ja)

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