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【発明の名称】 再生材の製造方法とその製造装置
【発明者】 【氏名】森田 啓太

【要約】 【課題】押出機の改良により、再生装置全体として占める床面積は小さくし、脱水機能とペレタイザーの機能を共通の押出機に付与し、設備費のコストを下げ、再生材のコストを低コスト化する

【構成】水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を単一の押出機11のホッパー10からシリンダ12内に供給し、このシリンダ12内に配置されたスクリュー13の回転により押出機11の脱水域14で廃棄物を圧搾、脱水し、その水分を排水路18より外部に排出し、廃棄物の脱水処理を行う。次いで押出機11の加熱域15に脱水された廃棄物を前記スクリュー13の回転で加熱域15に移送して、廃棄物を減容し加熱溶融した後、押出機11の先端より順次押し出しホットカッター16により粒状に裁断してペレットとして再生材を得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を単一の押出機のホッパーからシリンダ内に供給し、このシリンダ内に配置されたスクリューの回転により前記押出機の脱水域で前記廃棄物の圧搾、脱水処理を行い、次いで前記押出機の加熱域に脱水された廃棄物を前記スクリューで移送し、この加熱域において前記圧搾し脱水された廃棄物を減容し加熱溶融した後、前記押出機の先端から押し出し、順次切断してペレットとすることを特徴とする再生材の製造方法。
【請求項2】
破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を造粒するに際して、タンデム型の2段式押出機を用い、2段式押出機における一段用の押出機に設けたホッパーからシリンダ内に前記廃棄物を供給し、このシリンダ内に配置されたスクリューの回転により圧搾、脱水処理し、一段目の押出機により圧搾、脱水処理された廃棄物を二段目の押出機の加熱域に前記二段目の押出機のスクリューで移送し、この加熱域において前記圧搾し脱水された廃棄物を減容し加熱溶融した後、二段目の押出機の先端から順次押し出し、順次切断してペレットとすることを特徴とする再生材の製造方法。
【請求項3】
前記再生材であるペレットを乾燥機で乾燥し、充填袋に収納することを特徴とする請求項1又は2記載の再生材の製造方法。
【請求項4】
前記少なくとも前記脱水域から加熱域への移送中に廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ外に脱気することを特徴とする請求項1、2又は3記載の再生材の製造方法。
【請求項5】
前記加熱域において、前記廃棄物を減容し、加熱溶融すると共に、この減容時に廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ外に脱気することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の再生材の製造方法。
【請求項6】
前記加熱域において、前記廃棄物を減容し、加熱溶融すると共に、この加熱溶融時に廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ外に脱気することを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の再生材の製造方法。
【請求項7】
破砕又は破砕洗浄した廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を比重別に分離した後、前記押出機のホッパーに供給することを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の再生材の製造方法。
【請求項8】
破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を受け取るホッパーを有する単一の押出機が配備され、前記ホッパーから下流の先端にわたり、このシリンダ内に配置されたスクリューの回転により前記廃棄物の圧搾、脱水処理を行う脱水域と、脱水された廃棄物を減容し加熱溶融する加熱域と、この減容、加熱溶融された廃棄物を前記押出機の先端で粒状に裁断するホットカッターとが前記押出機に順次配備されていることを特徴とする再生材の製造装置。
【請求項9】
破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を造粒するタンデム型の二段式押出機が設けてあり、この二段式押出機における一段目の押出機に前記廃棄物を受け取るホッパーが設けられ、一段目の押出機は脱水機とし構成され、
二段目の押出機におけるシリンダ内に配置されたスクリューの回転により、前記一段目の押出機により圧搾、脱水された廃棄物を更に脱水する脱水域と、この圧搾、脱水された廃棄物を減容し加熱溶融する加熱域と、溶融された廃棄物を二段目の押出機の先端で粒状に裁断するホットカッターとが二段目の押出機に順次配備されていることを特徴とする再生材の製造装置。
【請求項10】
前記再生材であるペレットを乾燥する乾燥機が前記押出機の下流に配置されていることを特徴とする請求項8又は9記載の再生材の製造装置。
【請求項11】
前記加熱域は、前記脱水域寄りに位置するヒータのみを前記シリンダに巻き付けてなる減容部分と、この減容部分と前記ホットカッターとの間に位置し、前記シリンダに巻き付けたヒータと、このヒータの温調を行う冷却装置とを備える加熱溶融部分とからなることを特徴とする請求項8、9又は10記載の再生材の製造装置。
【請求項12】
少なくとも前記脱水域から加熱域にわたる領域で、前記シリンダによる移送中の廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ外に脱気する脱気口が前記シリンダに設けられていることを特徴とする請求項8、9、10又は11記載の再生材の製造装置。
【請求項13】
前記加熱域における前記減容部分と前記加熱溶融部分との間に、前記廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ外に脱気する脱気口が設けられていることを特徴とする請求項11又は12記載の再生材の製造装置。
【請求項14】
前記加熱域における前記加熱溶融部分の中央に、前記廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ外に脱気する脱気口が設けられていることを特徴とする請求項11、12又は13記載の再生材の製造装置。
【請求項15】
破砕機と、洗浄装置と、比重別分離槽と、水切りスクリューフィーダーとがこの順で上流から下流にわたり配列してあり、この水切りスクリューフィーダーから水切りされた前記廃棄物を受け入れるホッパーを有する前記押出機が配備されていることを特徴とする請求項8、9、10、11、12、13又は14記載の再生材の製造装置。
【請求項16】
前記脱水域または脱水機は、前記シリンダに放射状に貫通する複数本の排水路を形成してなることを特徴とする請求項8、9、10、11、12、13、14又は15記載の再生材の製造装置。
【請求項17】
前記排水路は、前記スクリューのフライトと共同して廃棄物を移送すべく、前記シリンダ内周面に沿い間隔をおいて形成された送り溝の間の位置で、シリンダの内周面から外周面にかけて放射状に形成されていることを特徴とする請求項16記載の再生材の製造装置。
【請求項18】
前記脱水域または脱水機は、前記シリンダの周壁に多数形成された排水路からなり、このシリンダの外周面はカバーで被覆され、カバーとシリンダの外周面間に形成された間隙に流路が形成され、この流路を通して脱水した流体が押出機の外側に設けた貯留タンクに収集されることを特徴とする請求項8、9、10、11、12、13、14、15、16、又は17記載の再生材の製造装置。
【請求項19】
前記脱水機は、前記一段目の押出機におけるシリンダを構成する複数個の脱水ブロックからなり、これら脱水ブロックは順次前記シリンダの軸線方向に相互に連結され、前記シリンダとしてあり、各脱水ブロックには、放射状に貫通する複数本の排水路が形成してあることを特徴とする請求項9、10、11、12、13、14又は15記載の再生材の製造装置。
【請求項20】
前記脱水域の長さは、前記シリンダの全長の約4分の1乃至約2分の1の長さとしてあることを特徴とする請求項8、10、11、12、13、14、15、16、17又は18記載の再生材の製造装置。
【請求項21】
前記第一段目の押出機の下流端と第二段目の押出機の上流端とは、平面で相互直角に連結され、この連結部の近傍において、前記第一段目の押出機に減容域が形成されていることを特徴とする請求項9、10、11、12、13、14、15、16、17、18又は19記載の再生材の製造装置。
【請求項22】
この加熱溶融部分のヒータを取り付けた前記シリンダの外周面はカバーで被覆され、このカバーと前記シリンダとの間の空間は、前記冷却装置の二次側に連通し、この空間に温調用の冷風が吹込み可能としてあることを特徴とする請求項11、12、13、14、15、16、17、18、19又は20記載の再生材の製造装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を原料とする再生材の製造方法とその装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境保護意識の高まりとともに、従来よりリサイクルされている金属材料の他に、石油化学製品のリサイクル、再生利用等の動きが強まってきている。日本国内だけを考慮しても、「廃棄物の処理および清掃に関する法律」(昭和45年法律第137号。通称、「廃棄物処理法」)、「再生資源の利用の促進に関する法律」(平成3年法律第48号。通称、「リサイクル法」)、「容器包装に係る分別収集および再商品化の促進等に関する法律」(平成7年法律第112号。通称、「容器包装リサイクル法」)、「特定家庭用機器再商品化法」(平成10年法律第97号。通称、「家電リサイクル法」)等が施行されており、これら法規制の整備に伴って、大型家電製品、自動車等の一部の製品群の中では、熱可塑性プラスチックのリサイクルが加速されつつある。
【0003】
再生材の利用範囲を拡大するために、最近は廃棄プラスチックを破砕時、又は破砕後に洗浄し、付着している泥などを洗浄した後、遠心脱水機に掛け、付着した水分を除去後、乾燥機で乾燥し、ペレットとして保管し、再生材として使用している。
【特許文献1】特開2002-96329号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、再生装置全体として占める床面積は大きなものとなり、殊に遠心脱水装置とペレタイザーが別個に設けられており、設備費が高額となっており、再生材のコストを押し上げる要因ともなっている。
この発明は、押出機の改良により、再生装置全体として占める床面積は小さくし、脱水機能とペレタイザーの機能を共通の押出機に付与し、設備費のコストを下げ、再生材のコストを低コスト化することを目的とする。
この発明は、押出機の改良により、廃棄物を有効に脱水し、連結して廃棄物のペレット化を行えるようにし、設備費のコストを下げ、再生材のコストを低コスト化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するために、特定発明は破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を単一の押出機のホッパーからシリンダ内に供給し、このシリンダ内に配置されたスクリューの回転により前記押出機の脱水域で前記廃棄物の圧搾、脱水処理を行い、次いで前記押出機の加熱域に脱水された廃棄物を前記スクリューで移送し、この加熱域において前記圧搾し脱水された廃棄物を減容し加熱溶融した後、前記押出機の先端から押し出し、順次切断してペレットとすることを特徴とする再生材の製造方法としてある。
【0006】
前記課題を解決するために、関連発明は破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を受け取るホッパーを有する単一の押出機が配備され、前記ホッパーから下流の先端にわたり、このシリンダ内に配置されたスクリューの回転により前記廃棄物の圧搾、脱水処理を行う脱水域と、脱水された廃棄物を減容し加熱溶融する加熱域と、この減容、加熱溶融された廃棄物を前記押出機の先端で粒状に裁断するホットカッターとが前記押出機に順次配備されていることを特徴とする再生材の製造装置としてある。
【発明の効果】
【0007】
請求項1、3、4、5、6記載の方法発明においては、破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を単一の押出機のホッパーからシリンダ内に供給し、このシリンダ内に配置されたスクリューの回転により前記押出機の脱水域で前記廃棄物の圧搾、脱水処理を行い、次いで前記押出機の加熱域に脱水された廃棄物を前記スクリューで移送し、この加熱域において前記圧搾、脱水された廃棄物を減容し加熱溶融した後、前記押出機の先端から順次押し出しペレット化した再生材を製造することにより、廃棄物の洗浄後に用いられる従来の遠心脱水装置とペレタイザーを別個に設ける必要がなくなり、再生装置全体として占める床面積を小さくでき、設備費が低額となり、再生材のコストを押し下げることができる。
即ち、押出機の改良により、再生装置全体として占める床面積を小さくし、脱水機能とペレタイザーの機能を共通の押出機に付与でき、設備費のコストを下げ、再生材のコストを低コスト化できる。
請求項8、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、22記載の装置発明は、請求項1記載の方法発明を実施でき、その効果を奏することができる。
【0008】
請求項2、3、4、5、6記載の方法発明においては、破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を造粒するに際して、タンデム型の2段式押出機を用い、2段式押出機における一段用の押出機に設けたホッパーからシリンダ内に前記廃棄物を供給し、このシリンダ内に配置されたスクリューの回転により圧搾、脱水処理し、一段目の押出機により脱水処理された廃棄物を二段目の押出機の加熱域に前記二段目の押出機のスクリューで移送し、この加熱域において前記圧搾、脱水された廃棄物を減容し加熱溶融した後、二段目の押出機の先端から順次押し出し、順次切断してペレットとすることにより、廃棄物を有効に脱水でき、連続して廃棄物をペレット化でき、設備費のコストを下げ、再生材のコストを低コスト化できる。
請求項9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22記載の装置発明は、請求項2記載の方法発明を実施でき、その効果を奏することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
実施の形態1
この形態は、請求項8、10、11、12、13、16、17、18、20、22記載の装置発明の代表的な実施の形態である。
図1、図2において、Aは再生材の製造装置全体を示し、破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を受け取るホッパー10を有する単一の押出機11が配備されている。前記押出機11には前記ホッパー10から下流の先端にわたり、このシリンダ12内に配置されたスクリュー13の回転により前記廃棄物の圧搾、脱水処理を行う脱水域14と、圧搾、脱水された廃棄物を減容し加熱溶融する加熱域15と、減容され加熱溶融された廃棄物を押出機11の先端で粒状に裁断するホットカッター16とがこの押出機11には順次配備されている。前記脱水域14の長さは、前記シリンダ12の全長の約3分の1の長さとしてあることが脱水上、好ましい。
前記粒状として成形された再生材を乾燥する乾燥機17が前記押出機11の下流に配置されている。この乾燥機17は例えば遠心脱水機としてある。
前記ホットカッター16は、押出機11に対して着脱可能にキャスター付きの架台に搭載され、高さ調整可能としてある。
前記加熱域15は、前記脱水域14寄りに位置するヒータ23のみを前記シリンダ12に巻き付けてなる減容部分15aと、この減容部分15aと前記ホットカッター16との間に位置し、前記シリンダ12に巻き付けたヒータ23と、このヒータ23の温調を行う冷却装置24とを備える加熱溶融部分15bとからなる。
前記脱水域14から加熱域15にわたる領域に、前記スクリュー13による移送中の廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ12外に脱気する脱気口30が前記シリンダ12に設けられている。詳述すれば、前記減容部分15aと加熱溶融部分15bとの間に、前記脱気口30が設けられている。
【0010】
破砕機(図示せず)と、洗浄装置(図示せず)と、沈殿物排出スクリュー(図示せず)と、水切りスクリューフィーダー(図示せず)とがこの順で上流から下流にわたり配列してあり、この水切りスクリューフィーダーから水切りされた前記廃棄物を受け入れるホッパー10を有する前記押出機11が配備されていることもある(請求項15記載の発明の代表的な実施の形態に相応する)。
【0011】
前記脱水域14は、前記シリンダ12に放射状に貫通する複数本の排水路18を形成してなる。前記排水路18は、スクリュー13のフライトと共同して廃棄物を移送すべく、前記シリンダ12内周面に沿い間隔をおいて形成された送り溝20の間の位置で、シリンダ12の内周面から外周面にかけて放射状に形成されている(図3参照)。
【0012】
前記脱水域14は、前記シリンダ12の周壁に多数形成された前記排水路18からなり、このシリンダ12の外周面はカバー21で被覆され、このカバー21とシリンダ12の外周面間に形成された間隙に流路22が形成され、この流路22を通して脱水した流体が押出機11の外側に設けた貯留タンク(図示せず)に収集される(図4参照)。
この加熱溶融部分15bのヒータ23を取り付けた前記シリンダ12の外周面はカバー25で被覆され、このカバー25と前記シリンダ12との間の空間26は、前記冷却装置24の二次側に連通し、この空間に温調用の冷風が吹込み可能としてある(図7参照)。
【0013】
この形態に係わる装置の作用を、請求項1、3、4、5記載の方法発明の代表的な実施の形態として説明する。
破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を前記押出機11のホッパー10からシリンダ12内に供給し、このシリンダ12内に配置されたスクリュー13の回転により前記押出機11の脱水域14で前記廃棄物を圧搾し、脱水された水分を排水路18より外部に排出する。このように圧搾、脱水処理された前記廃棄物を、次いで前記押出機11の加熱域15に前記スクリュー13で移送し、この加熱域15において、前記廃棄物を減容し加熱溶融する。この減容時に廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記脱気口30から前記シリンダ12外に脱気する。この後、前記押出機11の先端より順次押し出しホットカッター16により粒状に裁断して再生材ペレットを得る。
再生材ペレットを乾燥機17で乾燥し、充填袋(図示せず)に収納する。
破砕又は破砕洗浄した廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を比重別に分離した後、前記押出機11のホッパー10に供給することもある(請求項7記載の発明の代表的な実施の対応)。
【0014】
実施の形態2
この形態は、請求項8、10、11、12、13、15、16、17、18、20、22記載の装置発明の代表的な実施の形態である。
実施の形態1と異なる構成は、前記加熱域15における前記加熱溶融部分15bの中央に、前記廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記シリンダ12外に脱気する第2の脱気口31が設けられている(図5参照)。その他、実施の形態1と同一の符号は同一の構成を示す。
この形態の作用のうち、実施の形態と異なる内容は、前記廃棄物の加熱溶融時に前記加熱溶融部分15bの中央においても前記廃棄物から発生する水蒸気分、ガスを前記第2の脱気口31から前記シリンダ12外に脱気することである(請求項6記載の発明の代表的な実施の対応)。その他、実施の形態1と同一の符号のものは同一の作用をなす。
【0015】
実施の形態3
この形態は、請求項9、10、11、12、13、15、16、17、18、19、21、22記載の装置発明の代表的な実施の形態である。
破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を造粒するタンデム型の二段式押出機11が設けてある。この押出機11における一段目の押出機11aに廃棄物を受け取るホッパー10が設けられ、一段目の押出機11aは脱水機として構成されている。このシリンダ12内に配置されたスクリューの回転により一段目の押出機11aで圧搾、脱水処理された廃棄物を更に脱水する脱水域14と、この脱水された廃棄物を減容し加熱溶融する加熱域15と、溶融された廃棄物を二段目の押出機11bの先端で粒状に裁断するホットカッター16とが、二段目の押出機11bに順次配備されている(図6参照)。
前記粒状として成形された再生材を乾燥する乾燥機17が前記押出機11の下流に配置されている。
前記脱水機は、前記一段目の押出機11aにおけるシリンダ12を構成する複数個の脱水ブロックからなり、これら脱水ブロックは順次軸方向に連結され、前記シリンダ12としてあり、各脱水ブロックには、放射状に貫通する複数本の排水路18が形成してある。
前記第一段目の押出機11aの下流端と第二段目の押出機11bの上流端とは、平面で相互直角に連結され、この連結部の近傍において、前記第一段目の押出機11aに減容域が形成されている。その他、実施の形態1と同一の符号は、同一の構成を示す。
【0016】
この形態に係わる装置の作用を、請求項2、3、4記載の方法発明の代表的な実施の形態として説明する。
破砕若しくは破砕洗浄された水を含む廃棄プラスチックを主成分とする廃棄物を一段目の押出機11aのホッパー10からシリンダ12内に供給し、このシリンダ12内に配置されたスクリューの回転により前記廃棄物を圧搾、脱水し、その水分を排水路18より外部に排出して、前記廃棄物の脱水処理を行う、次いで二段目の押出機11bの加熱域15に脱水された廃棄物を前記スクリュー13の回転で移送する。この加熱域15において前記圧搾、脱水された廃棄物を減容し加熱溶融する。この後、二段目の押出機11bの先端より順次押し出しホットカッター16により粒状に裁断して再生材ペレットを得る。
再生材ペレットを乾燥機17で乾燥し、充填袋(図示せず)に収納する。
その他、実施の形態1と同一の符号は同一の作用をなす。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施の形態1の再生材製造装置の概略正面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】脱水域の一部省略縦断面図である。
【図4】脱水域の一部拡大縦断面図である
【図5】実施の形態2の再生材製造装置の概略正面図である。
【図6】実施の形態3の再生材製造装置の概略平面図である。
【図7】加熱溶融部分の一部省略拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【0018】
11 押出機
12 シリンダ
13 スクリュー
14 脱水域
15 加熱域
16 ホットカッター
【出願人】 【識別番号】302065921
【氏名又は名称】株式会社シーティーイー
【出願日】 平成18年9月14日(2006.9.14)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−68518(P2008−68518A)
【公開日】 平成20年3月27日(2008.3.27)
【出願番号】 特願2006−248953(P2006−248953)