JP2008302555A - 廃プラスチックの処理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】破砕された廃プラスチックに処理温度で溶融しない異物が混在し、異物がダイス等の排出口に詰まり、運転に支障が生ずる。
【解決手段】二軸スクリュ押出式の廃プラスチックの処理方法において、ベント部１０よりも上流側かつ混練部６ｂ，６ｃよりも下流の各スクリュ６，６に堰き止め部を設け、該堰き止め部に、円形状の外周面から内径方向に延びて上下流側を連通するスリット１６ｂが周方向に所定間隔で複数形成されるギアニーディングスクリュ６ｅを備えさせ、ギアニーディングスクリュ６ｅによつて蒸気を廃プラスチックＰ中に分散させ、かつ、廃プラスチックＰに含まれる異物を切断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、廃プラスチックの処理方法及びその装置に関し、詳しくは、破砕された廃プラスチックを溶融・固化し、更に必要に応じて、溶融後に引き続いて熱分解及び脱塩素を行つて、成形品を得るに好適の廃プラスチックの処理方法及びその装置に関するものである。

従来、破砕された廃プラスチックを原料とし、溶融・固化して成形品にする廃プラスチックの処理装置、或いは溶融後に更に熱分解及び脱塩素を行つて成形品にする廃プラスチックの処理装置が知られている（特許文献１，２，３，４等）。これらは二軸スクリュ押出式の廃プラスチックの処理装置により、廃プラスチックを有効な資源としてリサイクルするものである。

また、廃プラスチックの処理装置として、例えば特許文献５，６では、原料中に含む水分を効率よくスリット部から排出するために、スリット部よりも下流のスクリュに堰き止め部を設けることを示している。

また、一般に、プラスチックの原料中に含む水分（又は揮発成分）を脱蒸気（脱揮除去）するためのスクリュ・シリンダの構成として、ベント部よりも上流側に堰き止め作用（マテリアルシール）のあるスクリュを設け、更にその上流側に混練部としての混練スクリュを設けるものが知られている。この堰き止め作用を有するスクリュとしては、逆ニーディングスクリュ、逆フライト（ねじれ）スクリュ又はシールリングが用いられている（例えば特許文献７，８，９，１０等）。これらは、ベント部の上流側に堰き止め作用を有するスクリュを設置することにより、充満した原料の加圧、昇温効果、供給口からの空気の吸い込み防止、溶融原料の吸い込み防止を行なつている。また、一般に、プラスチックの原料を加圧して原料中の水分を機械的に圧搾する方法における加圧手段としても、逆ニーディングスクリュ、逆フライト（ねじれ）スクリュ又はシールリングが用いられている（例えば特許文献１１，１２等）。
特開２００２−３１７０７２号公報 特開２００４−８３６８４号公報 特開２００５−３４９８３８号公報 特開２００６−６３３４６号公報 特開２００４−８３６８４号公報 特開２００６−６３３４６号公報 特開平８−１７６２９８号公報 特開２０００−２１０９３１号公報 特開２０００−３０９０１９号公報 特開２００１−３１７５３号公報 特開２０００−３１８０１７号公報 特開２００１−３２２１５４号公報

（１）従来のスクリュ押出式の廃プラスチックの処理装置にあつては、破砕された廃プラスチックに、針金や処理温度で溶融しないＰＥＴ樹脂片のような異物が、ダイス等の排出口の大きさに対して比較的長物として混在することを免れず、異物がダイス等の排出口に詰まり、運転に支障が生ずる。

（２）従来のスクリュ押出式の廃プラスチックの処理装置により、水分を含む廃プラスチックを処理する場合には、ベント部において間欠的な蒸気の吹き上げを生じ、原料の噴き上げを生じてベント部に接続する配管閉塞等の運転上のトラブルが発生する。
間欠的な蒸気の吹き上げは、原料の噴き出しの原因になるのみならず、ベント部又はベント部に接続する配管からのガス漏れや、ブロワ容量の増大化、ブロワの負荷変動の増大化等を生じ、付属機器への影響も大きい。

（３）なお、ベント部よりも上流側のスクリュに設ける一般的な堰き止め部である逆ニーディングスクリュや逆フライト（ねじれ）スクリュにあつては、スクリュの回転により原料を戻す作用があり、堰き止め効果は大きいが、異物の切断作用が得られないと共に、上下流側を連通する大きな開口部が存在しているため、ある圧力以上になればこの連通口を通つて原料が下流側に押出される。例えば２条スクリュでは上下流側を連通する大きな開口部が２本通つている。従つて、スクリュ形状による戻し作用が大きすぎる場合、持ち込まれる水分が多い場合などには、水蒸気及び原料の流下が間欠的に激しいものになり、水蒸気の吹き上げに伴う原料のベント部からの噴き出しによる上記配管閉塞等の運転上のトラブルが発生することを免れ得ない。

（４）また、シールリングを使用した場合、戻し作用はないが、シールリングは原料の通過面積をシリンダ内面形状に合わせて絞ることにより堰き止め作用を与えているため、大きな開口部が存在しない点で上記（３）のような不具合は発生せず、連続的な蒸気の排出が可能である。しかし、シールリングは、一般的な堰き止め部である逆ニーディングスクリュや逆フライト（ねじれ）スクリュと同様に異物の切断作用が得られないと共に、通常、シリンダとのクリアランスが周方向に一定であると共に小さく、金属又は非金属異物、熱硬化性樹脂等が含まれる廃プラスチックでは、シールリング部に異物が可塑化することなく滞留、閉塞することがあるため、使用できない。他方、クリアランスを大きくすると堰き止め作用が弱まるため、使用する意味がなくなる。

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、次の通りである。
請求項１記載の発明は、破砕された廃プラスチックＰを供給口４ａからシリンダ４内に供給し、回転する二軸のスクリュ６，６によつて下流に向けて移送させつつ混練部６ｂ，６ｃで混練させて昇温・可塑化させ、供給口４ａと排出口８との間に設けたベント部１０から蒸気を排出させると共に、廃プラスチックＰをシリンダ４の排出口８から排出させて、ペレットを含む成形品にする二軸スクリュ押出式の廃プラスチックの処理方法において、
ベント部１０よりも上流側かつ混練部６ｂ，６ｃよりも下流の各スクリュ６，６に堰き止め部を設け、該堰き止め部に、円形状の外周面から内径方向に延びて上下流側を連通するスリット１６ｂが周方向に所定間隔で複数形成されるギアニーディングスクリュ６ｅを備えさせ、ギアニーディングスクリュ６ｅによつて蒸気を廃プラスチックＰ中に分散させ、かつ、廃プラスチックＰに含まれる異物を切断することを特徴とする廃プラスチックの処理方法である。
請求項２記載の発明は、破砕された廃プラスチックＰを供給口４ａからシリンダ４内に供給し、回転する二軸のスクリュ６，６によつて下流に向けて移送させつつ混練部６ｂ，６ｃで混練させて昇温・可塑化させ、供給口４ａと排出口８との間に設けたベント部１０から蒸気を排出させると共に、廃プラスチックＰをシリンダ４の排出口８から排出させて、ペレットを含む成形品にする二軸スクリュ押出式の廃プラスチックの処理装置において、
ベント部１０よりも上流側かつ混練部６ｂ，６ｃよりも下流の各スクリュ６，６に堰き止め部を設け、該堰き止め部に、円形状の外周面から内径方向に延びて上下流側を連通するスリット１６ｂが周方向に所定間隔で複数形成されるギアニーディングスクリュ６ｅを備えさせ、ギアニーディングスクリュ６ｅによつて蒸気を廃プラスチックＰ中に分散させ、かつ、廃プラスチックＰに含まれる異物を切断することを特徴とする廃プラスチックの処理装置である。
ここで、破砕された廃プラスチックＰを供給口４ａからシリンダ４内に供給し、回転する二軸のスクリュ６，６によつて下流に向けて移送させつつ混練部６ｂ，６ｃで混練させて昇温・可塑化させ、供給口４ａと排出口８との間に設けたベント部１０から蒸気を排出させると共に、廃プラスチックＰをシリンダ４の排出口８から排出させて、ペレットを含む成形品にする二軸スクリュ押出式の廃プラスチックの処理装置とは、廃プラスチックＰがＰＶＣ、ＰＶＤＣなどの塩素系ポリマ−を含有する場合に、ベント部１０よりも下流部を、必要によつて脱塩素装置Ｃとしても機能させ、塩素系ポリマ−を熱分解させて塩素化合物を発生させ、溶融廃プラスチックと塩素化合物とに分離させるものを含むものである。
請求項３記載の発明は、前記ギアニーディングスクリュ６ｅが、それぞれのスクリュ６，６でスペーサリング１２を介して複数備えられ、一方のスクリュ６のギアニーディングスクリュ６ｅが他方のスクリュ６のスペーサリング１２に対向して配置されると共に、二軸のスクリュ６，６のギアニーディングスクリュ６ｅ，６ｅの外周部が正面視で重なり合つていることを特徴とする請求項２の廃プラスチックの処理装置である。

請求項１，２記載の発明によれば、次の効果を奏することができる。
（１）堰き止め部に使用するギアニーディングスクリュは、スリットを通過する針金や処理温度で溶融しないＰＥＴ樹脂片のような異物、特に長物の異物を、二軸スクリュの回転により切断するように機能するので、シリンダの先端部にある排出口の異物による閉塞を抑制する効果が得られる。その結果、廃プラスチックの処理装置の長時間に渡る連続運転が可能になる。

（２）スリットを有するギアニーディングスクリュは、シールリングと比較してシリンダとの間の開口面積が大きいので、金属等の非溶融性の異物が下流に向けて通過することができ、切断機能を有することとも相まつて、堰き止め部付近で廃プラスチックに含まれる異物に起因する閉塞が生ずることを良好に防止することができる。

（３）堰き止め部にギアニーディングスクリュを使用することにより、通常のフライトスクリュよりも上下流側を連通するトータル開口面積は小さく、流動抵抗が大きくなり、堰き止め作用が発生する。これにより、ギアニーディングスクリュより上流側のシリンダ内の空間に溶融原料の充満部ができるが、ギアニーディングスクリュには積極的な戻し作用がないため、原料自体は連続的に下流側に流れることができ、切断機能を有することとも相まつて、原料及び水蒸気の連続的な排出が可能となる。

（４）ギアニーディングスクリュは、ミキシングセグメントの一種であり、気体を攪拌して合成樹脂中に拡散させる。これにより、ギアニーディングスクリュを通過後、ベント部からの蒸気の排出が連続的かつ平均的となり、ベント部に接続させるブロワの容量を低減できると共に、ブロワモータに掛かる負荷も安定する。

請求項３記載の発明によれば、二軸のスクリュのギアニーディングスクリュの外周部が正面視で重なり合い、正面視で、複数条のスリットが入つたリングが互いに噛み合い状態にあるため、スリットを通過する針金や処理温度で溶融しないＰＥＴ樹脂片のような長物の異物を二軸スクリュの回転により良好に切断することが可能となり、先端部にあるダイス等の排出口の異物に起因する閉塞を抑制する効果が得られる。

図１，図２は、本発明に係る廃プラスチックの処理装置の１実施の形態を示し、廃プラスチックの処理装置は、図１に示すように二軸スクリュ押出式のシリンダ装置からなる加熱装置Ｂを主構成要素とする。

加熱装置Ｂは、廃プラスチックＰを、可塑化した後に所定温度まで昇温・溶融させて排出させる機能を主として有し、基端部の供給口４ａ及び先端部の排出口８を有するシリンダ４、並びに、シリンダ４内に回転自在に設けられ、駆動手段であるモータ（図示せず）によつて回転駆動される平行な二軸のスクリュ６，６を有し、二軸スクリュ押出機を構成している。また、シリンダ４の供給口４ａ付近の内底部には排水手段としての脱水スリット９が連通形成され、シリンダ４の排出口８寄りには第１ベント部１０及び第２ベント部１１が間隔を有して順次に形成されていると共に、加熱手段であるヒータ７によつてシリンダ４を外周から適宜に加熱できるようになつている。第１ベント部１０には配管３１を介してブロワ３２が接続され、第２ベント部１１には配管３３を介して真空ポンプ３４が接続されている。

供給口４ａは、シリンダ４の上面に形成した開口部であり、脱水スリット９は、廃プラスチックＰの通過を阻止し、水を選択的に排出させるように複数の通孔（脱水スリット）を有している。なお、排出口８は、シリンダ４の断面積よりも小さい開口面積が与えられ、内部の廃プラスチックＰを圧縮させることができる。ここで、原料である廃プラスチックＰは、特に、かさ比重の小さい粉体状、粒状、フィルム（フラフ）状の廃プラスチックであり、例えば、比重分離された軽量物プラスチックであり、水分を含んでいる。

加熱装置Ｂのベント部１０，１１は複数装備することができ、最下流側の第２ベント部１１に真空ポンプ３４を接続し、水蒸気や低沸点化合物等の気体を吸引除去することが可能になつている。

塩素系ポリマ−の含有量の少ない廃プラスチックＰの処理の場合には、シリンダ４の排出口８から排出される廃プラスチックＰを冷却固化・成形し、ペレットを含む成形品となすことが可能である。その場合、排出口８には、図示を省略した冷却手段及びカッターが設けられ、排出口８から排出される廃プラスチック（Ｐ）をペレットを含む成形品にすることができる。

但し、通常、廃プラスチックＰはＰＶＣ、ＰＶＤＣなどの塩素系ポリマ−を含有する。廃プラスチックＰが塩素系ポリマ−を含有する場合には、加熱装置Ｂの第１ベント部１０より下流部は、必要により脱塩素装置Ｃとしても機能させる。脱塩素装置Ｃは、加熱装置Ｂにおいて所定温度まで昇温させた溶融廃プラスチックを更に加熱して、塩素系ポリマ−を熱分解させて塩素化合物を発生させ、溶融廃プラスチックと塩素化合物とに分離させる機能を主として有する。塩素化合物を排出させる第２ベント部１１には、排ガス処理装置（図示せず）を接続させ、発生した塩素化合物をベント部１１から排ガス処理装置に導いて無害化させる。

従つて、加熱装置Ｂは、特にかさ比重の小さい破砕された廃プラスチックＰをホッパ３５から供給口４ａを経てシリンダ４内に供給し、回転する二軸のスクリュ６（後記する順フライトスクリュ６ａ，６ａ’，６ａ”）によつてシリンダ４内を上流側から下流側に向けて移送させながら、混練部（６ｂ，６ｃ）で混練させて廃プラスチックＰを所定温度にまで昇温させて可塑化させ、供給口４ａと排出口８との間に設けたベント部１０から蒸気を排出させると共に、シリンダ４の排出口８から排出される廃プラスチック（Ｐ）をペレットを含む成形品にするものである。

スクリュ６は、供給口４ａから第１ベント部１０までの間に、順次に第１の順フライトスクリュ６ａ、順ニーディングスクリュ６ｂ、逆ニーディングスクリュ６ｃ、逆フライトスクリュ６ｄ、ギアニーディングスクリュ６ｅ，第２の順フライトスクリュ６ａ’が配置され、第１ベント部１０から排出口８近くまでの間に、順次に第２の順フライトスクリュ６ａ’第２の順ニーディングスクリュ６ｂ’，第２の逆フライトスクリュ６ｄ’及び第３の順フライトスクリュ６ａ”が配置され、第２ベント部１１に順フライトスクリュ６ａ”が位置している。すなわち、供給口４ａ及び第１ベント部１０に対応して順フライトスクリュ６ａ，６ａ’が配置され、第１ベント部１０よりも上流側かつ混練部（６ｂ，６ｃ）よりも下流の各スクリュ６，６に、堰き止め部として機能する複数のギアニーディングスクリュ６ｅを備えるギアニーディング部が配置されている。

順ニーディングスクリュ６ｂ及び逆ニーディングスクリュ６ｃは、堰き止め部として機能する逆フライトスクリュ６ｄによつて戻される原料を混練する混練部を構成しているため、ベント部１０よりも上流側の位置であつて、各スクリュ６，６の混練部（６ｂ，６ｃ）よりも下流位置に堰き止め部を設け、該堰き止め部に、それぞれギアニーディングスクリュ６ｅ，６ｅを備えるギアニーディング部を有している。但し、下流側とは、スクリュ６による送り方向の下流側で、図１上で右側であり、上流側とは、スクリュ６による送り方向の上流側で図１上で左側である。堰き止め作用を有する逆フライトスクリュ６ｄは、混練部（６ｂ，６ｃ）とギアニーディングスクリュ６ｅとの間に配置している。

ギアニーディングスクリュ６ｅは、本来は分配混合用のミキシングスクリュであり、２段から５段程度（スクリュピース全体長さ１Ｄから１．５Ｄの範囲）の段数を有する一体型シールリング形状で、各ギアニーディングスクリュ６ｅは、シールリング形状のリング部に１０条程度の斜めのスリット１６ｂが入つた形状を有し、切断作用がある。また、図２（Ａ）に示すように二軸スクリュ６，６のギアニーディングスクリュ６ｅ，６ｅは、スペーサリング１２と対をなしている。この複数段のギアニーディングスクリュ６ｅが、各スクリュ６，６のギアニーディング部を構成している。

すなわち、各ギアニーディングスクリュ６ｅは、図２（Ｂ）に示すように円板状のリング部１６の外周部に周方向に所定間隔で混合歯１６ａが複数形成され、隣接する混合歯１６ａ同士の間に、円形状の外周面から内径方向に延び、上下流側を連通する凹所からなるスリット１６ｂを形成している。このギアニーディングスクリュは、スペーサリング１２と対をなし、複数対（図上で３段）が組み合わされると共に、二軸スクリュ６，６に位相をずらせて配置され、一方のスクリュ６のギアニーディングスクリュ６ｅに他方のスクリュ６のスペーサリング１２が対向している。また、ギアニーディングスクリュ６ｅは、各軸のスクリュ６，６に配置された状態で、図２（Ｂ）に示す正面視に現われるように外周部同士が重なり合うと共に、スリット１６ｂは混合歯１６ａよりも浅く形成され、二軸スクリュ６，６の同方向又は異方向の回転により、スリット１６ｂに入り込んだ非溶融の異物（金属製の針金等）が混合歯１６ａによつてせん断されるようになつている。

ギアニーディングスクリュ６ｅは、通常のスクリュよりトータル開口面積は小さく、各ギアニーディングスクリュ６ｅの上流側にあるシリンダ４内の空間に溶融原料Ｐの充満部を生じると共に、ギアニーディングスクリュ６ｅに上下流方向に対して傾斜する斜めのスリット１６ｂが入つているため、流動抵抗が大きくなり、堰き止め作用が発生するが、溶融原料Ｐの戻し作用は実質的に有しない。このため、原料Ｐ自体は連続的に下流側に流れることができ、原料及び水蒸気の連続的な送り排出が可能となる。従つて、上流側に比較的戻りの強い形状による混練部（６ｂ，６ｃ）を設けても、ギアニーディングスクリュ６ｅが蒸気を攪拌して合成樹脂中に拡散させるので、混練部（６ｂ，６ｃ）で発生する水蒸気が第１ベント部１０から間欠的に吹き抜けることを緩和することが可能となる。

また、二軸スクリュ６，６の回転により、一方のスクリュ６に設けるギアニーディングスクリュ６ｅのスリット１６ｂを、他方のスクリュに設けるギアニーディングスクリュ６ｅの混合歯１６ａが横切り、ギアニーディングスクリュ６ｅのスリット１６ｂを通過しようとする異物が良好に切断される。このギアニーディングスクリュ６ｅを複数段（例えば３段）配置することにより、比較的大きな断面のスリット１６ｂを形成した場合であつても、スリット１６ｂを混合歯１６ａが効果的に横切るようになり、スリット１６ｂに進入して通過する異物が良好に切断される。異物の切断のため、スリット１６ｂの周方向の幅ｄは、混合歯１６ａの周方向の幅Ｄ以下の大きさに設定することが望ましい。つまり、ギアニーディングスクリュ６ｅの段数、並びにスリット１６ｂ及び混合歯１６ａの大きさは、スクリュ６の回転数を考慮しながら、スリット１６ｂを通過する異物が良好に切断されるように設定する。

このように、金属（針金）や処理温度で溶融しないＰＥＴ樹脂片のような長物の異物が通過するとき、二軸スクリュ６，６の回転により多数条のスリット１６ｂが入つたギアニーディングスクリュ６ｅの重なり合い部で切断することができるため、先端部にある小径の排出口８（ダイス）を閉塞させることが少なくなる。

次に、１実施の形態の作用について説明する。
水分を含んで破砕された廃プラスチックＰは、定量供給機（図示せず）から定量的にホッパ３５に連続供給されて供給口４ａから加熱装置Ｂに投入される。投入の際の廃プラスチックＰは、廃棄形状のままでも不可能ではないが、投入量を多くするために所定の大きさ、具体的には５０ｍｍ角以下、好ましくは２０ｍｍ角以下の大きさに破砕させ、供給量を増大させる。この破砕は、好ましくは二次破砕を行つたものとする。また、予め、アルミニウム、鉄等の金属、熱硬化性樹脂、ガラスなどの異物を異物除去装置によつて除去させれば、加熱装置Ｂのシリンダ４及びスクリュ６の損傷（特にギアニーディングスクリュ６ｅの損傷）がより少なくなるので好ましいが、異物を完全に除去することは困難である。更に、破砕、異物除去を行なつた後に水で洗浄した廃プラスチックＰを使用すれば、廃プラスチックＰに付着している汚れ、砂などを除去できるので、加熱装置Ｂのシリンダ４及びスクリュ６の損傷が少なくなるのみならず、食塩由来の塩素を除去できるため、脱塩素後の廃プラスチック中の残留塩素濃度を低減できる。

加熱装置Ｂのシリンダ４に供給口４ａから供給された廃プラスチックＰは、モータによつて回転駆動されるスクリュ６の順フライトスクリュ６ａに食い込まれていく。廃プラスチックＰの供給量は、定量供給機からの供給量の制御によつて容易に増減調節することができるので、スクリュ６の搬送能力に合わせて容易に所定量を供給することができる。スクリュ６の搬送能力は、モータによる回転数によつて増減調節することができる。

シリンダ４内に供給された廃プラスチックＰは、順フライトスクリュ６ａによつて排出口８に向けて移送される。原料となる廃プラスチックＰに水分が含まれている場合や、予め水で洗浄した場合には、スクリュ６によつて水分が絞り出され、脱水スリット９から外部に排出される。これにより、シリンダ４の供給口４ａ付近に水が溜まり廃プラスチックＰのスクリュ６への食い込み性が悪くなつたり、ヒータ７の熱によつて蒸発した水分が供給口４ａ付近に付着して腐食の原因になることが良好に防止される。

シリンダ４内の廃プラスチックＰは、ヒータ７によつて加熱されながらスクリュ６の混練部（６ｂ，６ｃ）に至り、ギアニーディングスクリュ６ｅによつて堰き止められると共に、逆フライトスクリュ６ｄによつて戻されながら混練されて可塑化・溶融され、所定の温度まで昇温する。すなわち、順フライトスクリュ６ａによつて下流に向けて送られ、順ニーディングスクリュ６ｂ及び逆ニーディングスクリュ６ｃにより、混練される。可塑化した廃プラスチックＰは、ギアニーディングスクリュ６ｅによつて堰き止められた状態で、必要に応じて設ける逆フライトスクリュ６ｄによつて上流に向けて押し戻されながら、混練部（６ｂ，６ｃ）で十分に混練される。ギアニーディングスクリュ６ｅによつて堰き止められたことにより、圧搾を受けて分離した水分は、脱水スリット９から外部に適当に排出される。

ギアニーディングスクリュ６ｅは、廃プラスチックＰを堰き止めると共に、気体を攪拌して樹脂中に拡散させる。原料Ｐ自体はスリット１６ｂを通過して連続的に下流側に流れることができ、原料Ｐ及び水蒸気の連続的な排出が可能となる。一方のスクリュ６のギアニーディングスクリュ６ｅのスリット１６ｂに入り込んだ異物（金属製の針金等）は、主として他方のスクリュ６のギアニーディングスクリュ６ｅの混合歯１６ａに挟み付けられて切断され、微細化される。すなわち、一対のスクリュにおいて、一方のスクリュ６に設けるギアニーディングスクリュ６ｅのスリット１６ｂの側面を、他方のスクリュ６に設けるギアニーディングスクリュ６ｅの混合歯１６ａの側面が横切り、ギアニーディングスクリュ６ｅのスリット１６ｂを通過しようとする異物がせん断される。また、ギアニーディングスクリュ６ｅを複数段配置したことにより、比較的大きなスリット１６ｂを形成した場合であつても、スリット１６ｂを混合歯１６ａが良好に横切るようになる。

従つて、これにより上流側に比較的戻りの強い形状による混練部（順ニーディングスクリュ６ｂ及び逆ニーディングスクリュ６ｃ）を設けても、混練部（６ｂ，６ｃ）で発生する水蒸気の下流側への間欠的な吹き抜けを緩和することが可能となり、下流側のベント部１０からの間欠的な蒸気の吹き上げが抑制される。しかして、脱水スリット９から排出されずにシリンダ４内に残る水分は、供給口４ａと排出口８との間に設けた第１ベント部１０から蒸気となつて系外へ連続的かつ均一的に排出される。第１ベント部１０の蒸気はブロワ３２によつて排気される。

また、針金や処理温度で溶融しないＰＥＴ樹脂片のような長物の異物が通過するとき、二軸スクリュ６，６の回転に伴つて、多数条のスリット１６ｂが入つたギアニーディングスクリュ６ｅの正面視での噛み合い部で効果的に切断して微細化することができるため、先端部にあるダイス（排出口８）を閉塞させることが少なくなる。

ギアニーディングスクリュ６ｅを通過し、第１ベント部１０を第２の順フライトスクリュ６ａ’によつて下流に向けて送られる廃プラスチックＰは、第２の順ニーディングスクリュ６ｂ’によつて再度の混練を受ける。このとき、第２の逆フライトスクリュ６ｄ’によつて上流に向けて押し戻されながら混練される。第２の順ニーディングスクリュ６ｂ’及び逆フライトスクリュ６ｄ’を通過した廃プラスチックＰは、溶融状態のままで第２ベント部１１に達し、真空ポンプ３４によつて吸引されながら、水蒸気や低沸点化合物等の気体がベントガスとなつて系外に排出される。第２ベント部１１を通過し、第３の順フライトスクリュ６ａ”によつて下流に向けて送られる廃プラスチックＰは、小断面積をなす排出口８から排出され、ペレットを含む成形品に成形して燃料などとして活用する。ペレットに成形する場合には、排出口８をダイスによつて構成する。

第２ベント部１１に真空ポンプ３４を接続し、水蒸気や低沸点化合物等の気体を吸引除去することにより、減容効率を向上させることができる。これは、ペレットを含む成形品に含有される気体を脱気除去することにより、気体の膨張による膨化を防ぐためである。真空ポンプ３４の接続は、特に高度の減容効率が求められるペレットを含む成形品を製造する廃プラスチックの処理装置に有用であり、脱塩素装置Ｃを加熱装置Ｂとは別個に設け、加熱装置Ｂに引き続き熱分解、脱塩化水素を行う廃プラスチックの処理装置では高度の減容効率は求められないため、真空ポンプ３４は必要により設置するか、或いは大気圧よりも低い負圧状態で使用される熱分解ガス処理装置にベント部１１を配管することにより代用が可能である。

上述したように、廃プラスチックＰに塩素系ポリマ−を含んでいないときは、加熱装置Ｂの排出口８から排出された溶融廃プラスチックを、ペレットを含む成形品に成形して燃料などとして活用することが可能である。廃プラスチックＰに塩素系ポリマ−を含んでいるときは、加熱装置Ｂの脱塩素装置Ｃ内で更に熱分解、脱塩化水素を行うか、或いは、加熱装置Ｂの排出口８から排出された溶融廃プラスチックを、更に別個の脱塩素装置Ｃ（図示せず）に導入し、引き続き熱分解、脱塩化水素を行うために図外のポリマー配管を経由して脱塩素装置Ｃに送る。脱塩素装置Ｃ内では、溶融廃プラスチックがヒータによつて更に加熱されながらスクリュ（６）によつて混練・搬送されることにより、廃プラスチックＰ中のＰＶＣ、ＰＶＤＣなどの塩素系ポリマーが熱分解して塩素系化合物を発生し、溶融廃プラスチックと塩素化合物とに分離される。分離された塩素化合物は、ベント部（１１）から系外に排出され、排ガス配管を経由して排ガス処理装置Ｄ（図示せず）に送られ、そこで無害化される。塩素化合物の除去された溶融廃プラスチックは、脱塩素装置Ｃの排出口（８）から排出され、冷却・固化、カッティングされ、固形燃料などの成形品として種々の用途に供される。

図１，図２に示す廃プラスチック処理装置（日本製鋼所製二軸押出機ＴＥＸ４４α−３１．５ＰＷ−２Ｖ）を用いて、廃プラスチックＰの減容化テストを実施した。原料Ｐは、一般廃プラスチックをφ３０ｍｍ以下に破砕したもので、含水率は約１５％に調整してある。原料Ｐは、塩素系ポリマ−を含有していない。

処理量１４０ｋｇ／ｈ、スクリュ６の回転数３５０ｒｐｍで約３０分運転したところ、運転中の第２ベント部１１のベントボックス内の真空度はほぼ安定しており、廃プラスチック処理装置、ブロワ３２、真空ポンプ３４とも問題なく運転が可能であつた。また、得られた減容品（ペレット）も良好なものであつた。運転終了後、スクリュ６，６を引き抜いて点検を行つたが、金属等の異物の滞留もみられず、問題はなかつた。
〔比較例１〕

比較例１として、図１に示すものにおいてギアニーディングスクリュ６ｅを順フライトスクリュ６ａ’に置換した構造の廃プラスチック処理装置（日本製鋼所製二軸押出機ＴＥＸ４４α−３１．５ＰＷ−２Ｖ）を用いて、廃プラスチックＰの減容化テストを実施した。比較例１に用いた廃プラスチック処理装置を図３に示す。なお、比較例に使用した廃プラスチック処理装置は、スクリュ６の構成を除いて、実施例１に使用したものと同じ構造を有している。

原料Ｐは、実施例１と同様であり、一般廃プラスチックをφ３０ｍｍ以下に破砕したもので、含水率は約１５％に調整した。

処理量１４０ｋｇ／ｈ、スクリュ（スクリュ６）の回転数３５０ｒｐｍで運転したところ、第２ベント部１１のベントボックス内の真空度が激しく変動し、しばらくして第２ベント部１１内の真空度が低下すると共に、得られた減容品が発泡気味となつた。運転を中止し、配管３３を確認したところ、ベントボックス内に廃プラスチック塊が充満して配管３３を閉塞させていた。状況を確認するため、両ベント部１０，１１のベントボックスを開放した状態で運転したところ、次のような現象であつたことが判明した。

（１）ギアニーディングスクリュ６ｅを備える堰き止め部を設けず、逆ニーディングスクリュ６ｃ及び逆フライトスクリュ６ｄのみの構成であつたため、水蒸気の第１ベント部１０側への排出が間欠的かつ爆発的なものとなつていた。

（２）このため、第１ベント部１０へ、水蒸気と共にプラスチック塊が吹き飛ばされて排出し、第１ベント部１０のベントボックス内にプラスチック塊が充満した。

（３）第１ベント部１０のベントボックス内にプラスチック塊が充満したため、水蒸気の排出が困難となり、そのまま第２ベント部１１にまで水蒸気が持ち込まれ、第２ベント部１１でも同様の現象が発生した。

（４）第２ベント部１１のベントボックス内にプラスチック塊が充満し、第２ベント部１１での真空引きが弱まつたため、十分な脱揮ができず、減容品が発泡気味となつた。

（５）これらの現象が発生していたため、第２ベント部１１のベントボックス内の真空度の変動、低下、減容品の発泡という経過となつた。

〔比較例２〕
比較例２として、ギアニーディングスクリュ６ｅに代えてシールリング３６を使用した図４に示す廃プラスチック処理装置（日本製鋼所製二軸押出機ＴＥＸ４４α−３１．５ＰＷ−２Ｖ）を用いて、廃プラスチックＰの減容化テストを実施した。設備構成は図１とほぼ同じであるが、順、逆ニーディングスクリュ６ｂ，６ｃ、逆フライトスクリュ６ｄの下段（第１ベント部１０より上流）にギアニーディングスクリュ６ｅの換わりにシールリング３６（クリアランス片０．７５ｍｍ）を設置している。

原料Ｐは、一般廃プラスチックをφ３０ｍｍ以下に破砕したもので、含水率は約１５％に調整した。

処理量１４０ｋｇ／ｈ、スクリュ（スクリュ６）の回転数３５０ｒｐｍで運転したところ、運転中の第２ベント部１１のベントボックス内の真空度は安定しており、良好な減容品（ペレット）が得られた。

約３０分運転した後、スクリュ（スクリュ６）を引き抜いて確認したところ、シールリング３６の上流部で、金属異物（針金，Ａｌ片，銅片等）の滞留が確認された。シールリング３６のシリンダ４との間のクリアランスを通り抜けられなかつたためと推測され、短時間での運転は可能であるが、連続運転では、排出口８からの排出量に変動を生ずると共に、異物の混入割合が多いほど、金属異物による閉塞が発生するものと推定される。

シールリング３６の上流部に滞留していた金属異物の形状を考慮して、シールリングをクリアランス片５ｍｍのものに交換して同様なテストを実施したが、今度は比較例１と同様な現象が発生し、良好な運転が不可能であつた。

本発明の１実施の形態に係る廃プラスチックの処理装置の全体を断面で示す概略側面図。 同じくギアニーディングスクリュを拡大して示し、図２（Ａ）は側面図、図２（Ｂ）は正面図。 比較例１に使用した廃プラスチック処理装置の全体を断面で示す概略側面図。 比較例２に使用した廃プラスチック処理装置の全体を断面で示す概略側面図。

符号の説明

４：シリンダ
４ａ：供給口
６：スクリュ
６ａ：順フライトスクリュ
６ｂ：順ニーディングスクリュ（混練部）
６ｃ：逆ニーディングスクリュ（混練部）
６ｄ：逆フライトスクリュ
６ｅ：ギアニーディングスクリュ
８：排出口
９：脱水スリット（排水手段）
１０：第１ベント部
１１：第２ベント部
１２：スペーサリング
１６：リング部
１６ａ：混合歯
１６ｂ：スリット
Ｂ：加熱装置
Ｐ：廃プラスチック

Claims (3)

1. 破砕された廃プラスチック（Ｐ）を供給口（４ａ）からシリンダ（４）内に供給し、回転する二軸のスクリュ（６，６）によつて下流に向けて移送させつつ混練部（６ｂ，６ｃ）で混練させて昇温・可塑化させ、供給口（４ａ）と排出口（８）との間に設けたベント部（１０）から蒸気を排出させると共に、廃プラスチック（Ｐ）をシリンダ（４）の排出口（８）から排出させて、ペレットを含む成形品にする二軸スクリュ押出式の廃プラスチックの処理方法において、
   ベント部（１０）よりも上流側かつ混練部（６ｂ，６ｃ）よりも下流の各スクリュ（６，６）に堰き止め部を設け、該堰き止め部に、円形状の外周面から内径方向に延びて上下流側を連通するスリット（１６ｂ）が周方向に所定間隔で複数形成されるギアニーディングスクリュ（６ｅ）を備えさせ、ギアニーディングスクリュ（６ｅ）によつて蒸気を廃プラスチック（Ｐ）中に分散させ、かつ、廃プラスチック（Ｐ）に含まれる異物を切断することを特徴とする廃プラスチックの処理方法。
2. 破砕された廃プラスチック（Ｐ）を供給口（４ａ）からシリンダ（４）内に供給し、回転する二軸のスクリュ（６，６）によつて下流に向けて移送させつつ混練部（６ｂ，６ｃ）で混練させて昇温・可塑化させ、供給口（４ａ）と排出口（８）との間に設けたベント部（１０）から蒸気を排出させると共に、廃プラスチック（Ｐ）をシリンダ（４）の排出口（８）から排出させて、ペレットを含む成形品にする二軸スクリュ押出式の廃プラスチックの処理装置において、
   ベント部（１０）よりも上流側かつ混練部（６ｂ，６ｃ）よりも下流の各スクリュ（６，６）に堰き止め部を設け、該堰き止め部に、円形状の外周面から内径方向に延びて上下流側を連通するスリット（１６ｂ）が周方向に所定間隔で複数形成されるギアニーディングスクリュ（６ｅ）を備えさせ、ギアニーディングスクリュ（６ｅ）によつて蒸気を廃プラスチック（Ｐ）中に分散させ、かつ、廃プラスチック（Ｐ）に含まれる異物を切断することを特徴とする廃プラスチックの処理装置。
3. 前記ギアニーディングスクリュ（６ｅ）が、それぞれのスクリュ（６，６）でスペーサリング（１２）を介して複数備えられ、一方のスクリュ（６）のギアニーディングスクリュ（６ｅ）が他方のスクリュ（６）のスペーサリング（１２）に対向して配置されると共に、二軸のスクリュ（６，６）のギアニーディングスクリュ（６ｅ，６ｅ）の外周部が正面視で重なり合つていることを特徴とする請求項２の廃プラスチックの処理装置。

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