JPH09192523A - プラスチック廃材の破砕方法と破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック廃材を破砕する刃の寿命を延ば
し、破砕片の生産性を向上させる。 【解決手段】 微細破砕装置４７の前工程に粗破砕装置
２５を設け、また、微細破砕装置４７において水による
洗浄をなくす。プラスチック廃材１を破砕する回転刃７
及び固定刃９の寿命を延ばすし、プラスチック廃材１の
破砕片の生産性の向上を図り、また、ランニングコスト
の低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大きなプラスチッ
ク廃材から小さなプラスチック廃材へと破砕する方法と
その装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、資源の枯渇化に伴い、各種産業に
おいて資源の再利用が活発に行われている。プラスチッ
ク材料もその一つであり、使用済のプラスチック製品は
回収し、細かいフレーク状に粉砕し、再溶解等して再利
用している。ここで再利用に際しては、プラスチックの
素材別に分離する必要がある。

【０００３】しかしながら、市場に流通しているプラス
チック製品は単一材料で形成されているものは少なく、
多くは複数の異種素材の集合体で構成されている。例え
ば、容器本体がポリエチレンテレフタレート（以下、Ｐ
ＥＴという）製のいわゆるＰＥＴボトルにおいては、容
器本体がＰＥＴ製であっても、下部の袴部分（脚部分）
がポリエチレン（以下、ＰＥという）製であったり、把
手部がポリプロピレン（以下、ＰＰという）製であった
り、キャップが金属製であったり、容器本体の外面に添
付されたラベルが紙製であったりする。ここでキャップ
は除去可能であるが、キャップは装着されたまま回収さ
れる場合もある。又、袴部分は一般に容器本体に接合さ
れていて分離不能であり、把手部も容器本体から分離不
能か分離困難な場合が多い。

【０００４】従って、廃ＰＥＴボトルにおけるＰＥＴ素
材を再利用する場合には、袴部分や把手部やラベルや未
除去のキャップを含んだ廃ＰＥＴボトルを細かいフレー
ク状に粉砕した後、金属は金属除去装置で除去する必要
がある。

【０００５】ここで、従来のプラスチック製品、例え
ば、ＰＥＴボトルの破砕装置及び破砕方法を説明する。
回収されたＰＥＴボトル１は、板状の圧縮減容され約１
ｍ³（１ｍ×１ｍ×１ｍ）のベールに結束され工場に搬
送される。搬入されたベールは、解俵され板状の単体ボ
トルとなり、前工程で外面を洗浄され、ＰＶＣボトル及
びＰＥＴボトル等選別されたＰＥＴボトル１は、図３に
示すように、ボトル搬送コンベア３で矢印の方向に搬送
され、湿式粉砕機５に供給される。

【０００６】湿式粉砕機５は、その内部にＰＥＴボトル
１を細かいフレーク状に破砕する回転刃７と固定刃９が
収容部１０内に設けられており、固定刃９の刃幅方向を
回転軸の軸線方向に略一致する姿勢にして多数の固定刃
９が並列に設けられている。

【０００７】湿式粉砕機５の上部には、ＰＥＴボトル１
の洗浄を目的として水を放出する放出孔１１が設けられ
ている。回転刃７の下部には、多数の透過孔１２を有す
るスクリーン１３が設けられている。

【０００８】スクリーン１３の下部には、破砕されたＰ
ＥＴボトル１と水を搬送させるスクリューフィーダー１
５が設けられている。スクリューフィーダー１５により
搬送されたＰＥＴボトル１と水は、遠心脱水機１７に送
られる。

【０００９】遠心脱水機１７の内部は、プロペラ１９に
よって上昇気流が生じており、この上昇気流によって破
砕片は遠心脱水機１７内を上昇する。破砕片に付着した
水は吹き飛ばされて破砕片から分離する。破砕片は遠心
脱水機１７の上部から空気とともに排出され、エアサイ
クロン２１に送られる。このエアサイクロン２１は空気
流を利用するものである。エアサイクロン２１は上部か
ら空気を排出し、下部から破砕片を排出する。排出され
た破砕片はファン２３により次の工程に移行する。

【００１０】前記構成の湿式粉砕機５でＰＥＴボトル１
を破砕するには、湿式粉砕機５の上部から水を放出し、
回転刃７を回転させ、回転刃７と固定刃９の協働により
ＰＥＴボトル１を破砕する。但し、回転刃７の１回の回
転でＰＥＴボトル１が一定の大きさ以下のフレーク状に
なるわけではなく、何回もの回転により一定の大きさ以
下のフレークが生成される。一定の大きさ以下のフレー
ク状になったＰＥＴボトル１は、前記スクリーン１３に
設けられた多数の透過孔１２を通過してスクリューフィ
ーダー１５に送られる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＰＥＴボトル
を破砕するには、回転刃と固定刃との間にＰＥＴボトル
を供給する必要があるが、ＰＥＴボトルの大きさが大き
い場合には、ＰＥＴボトルの回転刃への引っ掛かりも悪
いため、ＰＥＴボトルの破砕処理量が低下した。また、
破砕後のＰＥＴボトルの破砕片に付着した水を取り除く
工程を設けているため、細かいＰＥＴボトルの破砕片を
得るまでには時間を要していた。このため、ＰＥＴボト
ルの破砕片の生産性が低下した。また、回転刃と固定刃
による破砕回数を多くしなければ一定の大きさ以下の破
砕片にすることができないため、刃の負担が増加して寿
命が低下した。さらに、水を供給するため水処理費用が
増加するという問題が生じていた。

【００１２】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、刃の寿命を低下させず、破
砕片の生産性を向上させることのできるプラスチック廃
材の破砕方法と破砕装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。以下に、本発明の
ポイントを簡単に述べる。

【００１４】本発明は、プラスチック廃材を細かいフレ
ーク状に破砕する方法において、供給されたプラスチッ
ク廃材を細長い形状に破砕する粗破砕工程と、前記細長
い形状に破砕されたプラスチック廃材をさらに細かくフ
レーク状に破砕する微細破砕工程、とを有することを特
徴とするプラスチック廃材の破砕方法である（請求項１
に対応）。粗破砕工程を微細破砕工程の前に設けること
により、破砕刃の寿命の低下を防止することができ、ま
た、水による洗浄処理をなくすことにより、フレークの
生産性を向上させることができ、ランニングコストの増
加を防ぐことができるからである。

【００１５】また、前記粗破砕工程に供給するプラスチ
ック廃材は略板状が好ましい（請求項２に対応）。プラ
スチック廃材の回転刃への引っ掛かりを良くし、フレー
クの生産性を向上させることができるからである。

【００１６】また、前記粗破砕工程と前記微細破砕工程
との間に、金属物を除去する金属除去工程を有してもよ
い（請求項３に対応）。金属異物を排除することによ
り、フレークの品質を向上させることができ、且つ、微
細破砕工程における刃の寿命を延ばすことができるから
である。

【００１７】さらに、本発明は、プラスチック廃材を細
かいフレーク状に破砕する装置において、互いに対向し
て逆方向に回転する回転刃を備え、両回転刃に前記プラ
スチック廃材を常時噛み合せて連続的に剪断し、細長い
形状に破砕する粗破砕手段と、下部に多数の透過孔を有
するスクリーンの上にプラスチック廃材を収容する収容
部と、収容部の内部に回転可能に設置された回転刃と、
収容部における回転刃の外側に固定された固定刃とを備
え、収容部内のプラスチック廃材を回転刃と固定刃でさ
らに細かく剪断し、所定の大きさ以下のフレーク状の破
砕片が前記スクリーンの透過孔を通過する微細破砕手段
とを備えたものである（請求項４に対応）。

【００１８】微細破砕手段の前工程に粗破砕手段を設け
ているため、微細破砕手段に供給される細長い形状の破
砕片は小さい。従って、回転刃と固定刃間へのプラスチ
ック廃材の供給量の低下を防止することができ、生産性
の向上をはかることができるからである。

【００１９】また、 前記粗破砕手段の回転刃によるプ
ラスチック廃材に対する剪断幅が２０mm〜４０mmに設定
されていてもよい（請求項５に対応）。プラスチック廃
材に含まれる金属を容易に排除することができるからで
ある。

【００２０】さらに、前記粗破砕手段と前記微細破砕手
段との間に、金属物を除去する金属除去手段が設けられ
ていもよい（請求項６に対応）。尚、前記プラスチック
廃材は、ＰＥＴ，ＰＥ，ＰＰ等の素材に限るものではな
い。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
１，図２に基いて説明する。初めに、本発明のプラスチ
ック廃材の破砕装置について説明する。尚、従来例と同
一の部分は同一の符号を付して説明する。

【００２２】回収されたＰＥＴボトルは、板状の圧縮減
容され約１ｍ³（１ｍ×１ｍ×１ｍ）のベールに結束さ
れ工場に搬送される。搬入されたベールは、解俵され板
状の単体ボトルとなり、前工程で外面を洗浄され、ＰＶ
Ｃボトル及びＰＥＴボトル等選別されたＰＥＴボトル１
は、図３に示すように、ボトル搬送コンベア３で矢印の
方向に搬送され、粗破砕装置２５に供給される。

【００２３】粗破砕装置２５は、上部に第１開口部２７
を有しており、第１開口部２７の下部には、互いに対向
して逆方向に回転する回転刃２９を備えている。かかる
回転刃２９は、図２に示すように、板状とされたＰＥＴ
ボトル１を引き込むための爪刃３１を有している。回転
刃２９は一本の回転軸３２に多数の回転刃２９が一定間
隔を持って軸線に垂直に設けられている。前記爪刃３１
は、一つの回転刃２９に３つ設けられ、各爪刃３１は、
１２０度間隔に設けられている。各回転刃２９の爪刃３
１の位置関係は、軸線を中心として螺旋状に一定間隔を
持って段状に配置されている。

【００２４】回転刃２９の下部には、第２開口部３３を
備えている。第２開口部３３の下部には、ボトル搬送コ
ンベア３dが設けられている。ボトル搬送コンベア３d,e
で搬送される細長い帯状のフレーク１aは、金属除去装
置３５に供給される。金属除去装置３５の上部には、第
１開口部３７を有しており、第１開口部３７の下部に
は、磁界の変化を検出するセンサー３９が設けられてい
る。センサー３９の下部には、金属物を除去するエアー
噴出手段４１が設けられている。エアー噴出手段４１の
下部には金属物が除去されたフレーク１aを排出するた
めの第２開口部４３を有しており、エアー噴出手段４１
から遠ざかる方向には金属物を排出するための第３開口
部４５を有している。

【００２５】第２開口部４３の下部には、ボトル搬送コ
ンベア３fが設けられている。ボトル搬送コンベア３f,g
で搬送されるフレーク１bは、微細破砕装置４７に供給
される。微細破砕装置４７は、上部には第１開口部４９
を有しており、第１開口部４９の下部には、フレーク１
bをさらに細かく破砕する回転刃７と固定刃９が収容部
１０内に設けられており、回転刃７の刃幅方向を回転軸
３２の軸線方向に略一致する姿勢にして多数の回転刃７
が並列に設けられている。

【００２６】回転刃７の下部には、多数の透過孔１２を
有するスクリーン１３が設けられている。スクリーン１
３の下部には、フレーク１cを排出するための第２開口
部５１が設けられている。第２開口部５１には、フレー
ク１cを別の工程に搬送するためのファン２３と連結さ
れている。

【００２７】次に、本発明のプラスチック廃材の破砕方
法について説明する。フレーク１cの原材料となる板状
とされたＰＥＴボトル１は、ボトル搬送コンベア３cに
より矢印の方向に搬送され、第１開口部２７を介して粗
破砕装置２５に供給される。供給されたＰＥＴボトル１
は、図１に示すように、互いに逆方向に回転する回転刃
２９の上部に載置される。ＰＥＴボトル１は、回転刃２
９に設けられた爪刃３１により、両回転刃２９の間に引
き込まれる。爪刃３１は多数設けられ、且つ、螺旋状に
配置されているため、供給されたＰＥＴボトル１が両回
転刃２９の上で停滞することはない。また、回転刃２９
は回転刃２９の幅方向の両端の外周エッジが切断部を構
成し、ＰＥＴボトル１はかかる切断部により連続的に作
用する剪断力により破砕される。切断幅は回転刃２９の
刃幅と同一である。

【００２８】各回転刃２９間の距離は、２０mm〜４０mm
程度である。切断されるＰＥＴボトル１の破砕片がエア
ー噴出手段４１により排除されるのを防止して、かかる
破砕片に含まれる金属を容易に排除することができるか
らである。

【００２９】破砕されたＰＥＴボトル１は、細長い帯状
のフレーク１aとなり、第２開口部３３を介してボトル
搬送コンベア３d上に載置される。前記細長い帯状のフ
レーク１aは、ボトル搬送コンベア３d,eにより搬送さ
れ、第１開口部３７を介して金属除去装置３５に供給さ
れる。細長い帯状のフレーク１aは重力により自然落下
して前記センサー３９上を通過する。センサー３９はセ
ンサー３９表面上に一定の磁界を発生し、磁界の変化を
電圧の変化として出力するものである。従って、細長い
帯状のフレーク１a中に金属が含まれている場合、セン
サー３９の出力値に基づいて前記エアー噴出手段４１を
作動させて、金属を遠方に吹き飛ばす。吹き飛ばされた
金属は、第３開口部４５を介して金属除去装置３５の外
部に排斥される。

【００３０】一方、金属が含まれていない細長い帯状の
フレーク１aは、エアー噴出手段４１の下方に開口する
第２開口部４３を介してボトル搬送コンベア３f上に載
置される。細長い帯状のフレーク１ｂは、ボトル搬送コ
ンベア３f,gにより搬送されて、第１開口部４９を介し
て前記微細破砕装置４７に供給される。供給された細長
い帯状のフレーク１bは、回転刃７と固定刃９の協働に
より、回転刃７と固定刃９との間に作用する剪断力によ
り破砕される。

【００３１】破砕されたフレーク１cの大きさが所定の
大きさ以上であれば回転刃７により、再び上部に戻され
て破砕が繰り返される。破砕されたフレーク１cの大き
さが所定の大きさより小さければ、フレーク１cはスク
リーン１３に設けられた多数の透過孔１２を通過して第
２開口部５１に送られ、ファン２３により、別の工程に
搬送される。

【００３２】尚、前記プラスチック廃材の破砕処理は、
連続的に流れるものであり、途中で中断するものではな
い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微細破砕手段の前工程に粗破砕手段を設けることによ
り、また、微細破砕手段において水による洗浄をなくす
ことにより、プラスチック廃材を破砕する刃の寿命を延
ばすことができ、プラスチック廃材の破砕片の生産性の
向上を図り、且つ、ランニングコストの低減を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態におけるフローダイア
グラムである。

【図２】 本発明の一実施の形態における粗破砕装置で
使用する回転刃の斜視図である。

【図３】 従来例を示すフローダイアグラムである。

【符号の説明】

１ ＰＥＴボトル（プラスチック廃材） １a,１b,１c フレーク ７ 回転刃 ９ 固定刃 １０ 収容部 １２ 透過孔 １３ スクリーン ２５ 粗破砕装置（粗破砕工程） ２９ 回転刃 ３５ 金属除去装置（金属除去工程） ４７ 微細破砕装置（微細破砕工程）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武本 光明 千葉県千葉市美浜区中瀬二丁目６番地 三 井石化エンジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック廃材を細かいフレーク状に
   破砕する方法において、 供給されたプラスチック廃材を細長い形状に破砕する粗
   破砕工程と、 前記細長い形状に破砕されたプラスチック廃材をさらに
   細かくフレーク状に破砕する微細破砕工程、とを有する
   ことを特徴とするプラスチック廃材の破砕方法。
2. 【請求項２】 前記粗破砕工程に供給されるプラスチッ
   ク廃材は略板状であることを特徴とする請求項１記載の
   プラスチック廃材の破砕方法。
3. 【請求項３】 前記粗破砕工程と前記微細破砕工程との
   間に、金属物を除去する金属除去工程を有することを特
   徴とする請求項１記載のプラスチック廃材の破砕方法。
4. 【請求項４】 プラスチック廃材を細かいフレーク状に
   破砕する装置において、 互いに対向して逆方向に回転する回転刃を備え、両回転
   刃に前記プラスチック廃材を常時噛み合せて連続的に剪
   断し、細長い形状に破砕する粗破砕手段と、 下部に多数の透過孔を有するスクリーンの上にプラスチ
   ック廃材を収容する収容部と、収容部の内部に回転可能
   に設置された回転刃と、収容部における回転刃の外側に
   固定された固定刃とを備え、収容部内のプラスチック廃
   材を回転刃と固定刃でさらに細かく剪断し、所定の大き
   さ以下のフレーク状の破砕片が前記スクリーンの透過孔
   を通過する微細破砕手段、とを備えたことを特徴とする
   プラスチック廃材の破砕装置。
5. 【請求項５】 前記粗破砕手段の回転刃によるプラスチ
   ック廃材に対する剪断幅が２０mm〜４０mmに設定されて
   いることを特徴とする請求項４記載のプラスチック廃材
   の破砕装置。
6. 【請求項６】 前記粗破砕手段と前記微細破砕手段との
   間に、金属物を除去する金属除去手段が設けられている
   ことを特徴とする請求項４，５のいずれかに記載のプラ
   スチック廃材の破砕装置。