JPH0585230B2 - - Google Patents

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関する。

【従来の技術ならびに課題】

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、ほ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
種類によつては、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、ペレツト
状に成形して再利用している。この方法は、廃棄
合成樹脂をペレツ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。 先端が細くなつたシリンダーに、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61−82879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、
ピストンでもつ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62−22340号公報）。この装置は、廃棄合成樹
脂を押し出すスクリユ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、スクリユウ軸の先端を、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
含有率によつて、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＝特開平３−65284号公報参照）。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
させるテーパー軸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つて、発熱状態を調整できる
ように、開口端に向かつ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つ
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１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
クリユウ軸５で前方に圧送される。 シリンダー１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によつて、発熱減容開口７
の内面に押圧された状態で、摩擦しながら廃棄合
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。反対に、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との隙
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、さらに、能率よく減容できる装置が切望され
ている。 この発明はさ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
容処理能力を高くでき、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、開口端に向かつて断面積が
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つ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との勾配が異なつている。 (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と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つてい
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に沿つて凸条１３の
上端に向かつて送られる。 ｂ 凸条１３の前側面１３Ａに沿つて矢印の方向
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。 ｃ 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１３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
峻な下り勾配の降下面によつてスムーズに凸条
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１
３Ａと、上端面とを通過することによつて、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
徴を実現する。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徴がある。

【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
つて、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の先端に連結されたテーパー軸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、廃棄合成樹脂を加熱して減容
する減容シリンダー部１Ａと、減容シリンダー部
１Ａに廃棄合成樹脂を圧入する押込シリンダー部
１Ｂとからなつている。押込シリンダー部１Ｂは
減容シリンダー部１Ａの先端に連結されて、押込
シリンダー部１Ｂと減容シリンダー部１Ａとは直
列に接続されている。 減容シリンダー部１Ａは、廃棄合成樹脂を減容
してシリンダー１から排出する。減容シリンダー
部１Ａは、廃棄合成樹脂の種類や水分量によつ
て、発熱状態を調整できるように、開口端に向か
つ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ツプを少なくす
る。スリツプを少なくすると、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。溝１４の
深さと幅とは、１〜10mm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。 減容シリンダー部１Ａ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１３Ａと後側面１３Ｂとで勾
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１３Ａ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１
３Ａ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
端に向かつて次第に低くなるが、もつとも高い部
分で、３〜40mm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、多少離して配列することもできる。 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。従つて、テー
パー軸６の中心には、駆動軸２か押込される角孔
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。従つて、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、減容シリンダー部１Ａ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と減容シリンダー部１Ａ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を減容シリンダー部１Ａに深
く押し込むと、テーパー軸６と減容シリンダー部
１Ａ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１Ａとの隙間が広くなる。 テーパー軸６と減容シリンダー部１Ａ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と減容シリンダー部１Ａ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。従つて、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。 従つて、テーパー軸６と減容シリンダー部１Ａ
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
容シリンダー部１Ａ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、減容シリンダー部１Ａ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。 減容シリンダー部１Ａに押込シリンダー部１Ｂ
が連結されている。押込シリンダー部１Ｂ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。押込シリンダー部１Ｂの内部には、ス
クリユウ軸５とロータリーカツタ１０とが同一水
平面内に並べて配列されている。従つて、押込シ
リンダー部１Ｂは、２本の軸を収納できる筒状に
作られている。 スクリユウ軸５は、押込シリンダー部１Ｂの内
部に回転自在に配設されている。スクリユウ軸５
は、モーター４で回転されて、供給口８から押込
シリンダー部１Ｂに送り込まれた廃棄合成樹脂を
圧送する。従つて、スクリユウ軸５の表面には、
螺旋状のフイン９が設けられている。 スクリユウ軸５と平行に配列されたロータリー
カツタ１０は、供給口８から供給された廃棄合成
樹脂を、スクリユウ軸５とで小さく切断して、減
容シリンダー部１Ａに圧送する。従つて、ロータ
リーカツタ１０の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、スクリユウ軸
５のフイン９の先端縁に接触ないしは、極めて接
近し、スクリユウ軸５のフイン９とロータリーカ
ツタの凸条１１とで廃棄合成樹脂を挟んで切断す
る。 ロータリーカツタ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。 ロータリーカツタ１０は、スクリユウ軸５とで
挟んで廃棄合成樹脂を切断するように、スクリユ
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、ロータリーカツタ１０とスクリユウ
軸５とが歯車１２を介して互いに反対に回転され
る。 押込シリンダー部１Ｂの内形は、スクリユウ軸
５のフイン先端およびロータリーカツタ１０の凸
条先端縁が、例えば、0.1〜５mmに接近する形状
に加工されている。 このように、スクリユウ軸５と平行なロータリ
ーカツタ１０を内蔵する押込シリンダー部１Ｂ
は、供給された廃棄合成樹脂を小さく切断して減
容シリンダー部１Ａ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つては、
ロータリーカツタを必ずしも必要とせず、スクリ
ユウ軸とこれが隙間少なく内蔵される円筒状の押
込シリンダー部で、廃棄合成樹脂を減容シリンダ
ー部に圧送することも可能である。 スクリユウ軸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、押込シリンダー部の後端で、その底
部には、好ましくは、水抜口（図示せず）を開口
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、水分率が低くなつた合成樹
脂を減容シリンダー部に供給できる。

【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、１Ａ……減容シリンダー
部、１Ｂ……押込シリンダー部、２……駆動軸、
３……芯押台、４……モーター、５……スクリユ
ウ軸、６……テーパー軸、７……発熱減容開口、
８……供給口、９……フイン、１０……ロータリ
ーカツタ、１１……凸条、１２……歯車、１３…
…凸条、１３Ａ……前側面、１３Ｂ……後側面、
１４……溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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、開口端に向かつて断面積が
   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つ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との勾配が異なつている。 (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。