(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂原料が投入される容器と、
複数回に亘って供給が可能であり、前記容器に原料を供給する原料供給機構と、
前記容器内で合成樹脂原料を溶融しつつ切断する溶融切断機構と、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記負荷検出手段の検出値が所定値に達するまでは、前記原料供給機構の原料の供給を許容する制御手段と
を具備することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒装置。
【請求項２】
合成樹脂原料が投入される容器と、
複数回に亘って供給が可能であり、前記容器に原料を供給する原料供給機構と、
前記容器内で合成樹脂原料を溶融しつつ切断する溶融切断機構と、
前記容器内を冷却するための冷却機構と、
前記容器から溶融造粒された合成樹脂を排出する排出機構と、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記容器またはその中の温度を検出する温度検出手段と、
前記容器の振動を検出する振動検出手段と、
前記負荷検出手段、前記温度検出手段、および前記振動検出手段の検出値に基づいて、前記原料供給機構による複数回に亘る原料の投入タイミング、前記冷却機構による前記容器内の冷却タイミング、および前記排出機構による溶融造粒された合成樹脂の排出タイミングを制御する制御手段と
を具備することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒装置。
【請求項３】
合成樹脂原料を容器内に投入し、溶融切断機構により溶融しつつ切断し、所定の粒に造粒する合成樹脂の溶融造粒方法であって、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷が所定値に達するまでの間、複数回に亘って前記容器内に原料を投入することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒方法。
【請求項４】
合成樹脂原料を容器内に投入し、溶融切断機構により溶融しつつ切断し、所定の粒に造粒する合成樹脂の溶融造粒方法であって、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷、前記容器またはその中の温度、および前記容器の振動を検出し、それらの検出値に基づいて、複数回に亘る原料の投入タイミング、前記容器内の冷却タイミング、および溶融造粒された合成樹脂の排出タイミングを制御することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂、特にフィルム状の合成樹脂を溶融造粒する合成樹脂の溶融造粒方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業廃棄物や一般廃棄物としてプラスチック等の合成樹脂類が急増しており、その処理が大きな問題となっている。中でも高分子系の炭化水素化合物であるプラスチックは燃焼時に発生する熱量が高く、焼却処理した場合に焼却炉を損傷させるために大量処理が困難であり、その多くがごみ埋め立て地等に投棄されているのが現状である。しかし、プラスチック等の投棄は環境対策上好ましくなく、その処理方法の開発が求められている。
【０００３】
このような背景において、このような廃棄物としての合成樹脂を、高炉等の原料や補助燃料として用いる方法が、特表平８−５０７１０５号公報および特公昭５１−３３４９３号公報に開示されている。
【０００４】
また、上記従来技術では、フィルム状の合成樹脂は流動性が悪く、吹き込むことが困難であるため、合成樹脂の形態に関わらず高炉等の炉の原料として吹き込むことができる吹き込み方法が特開平９−１３７９２６号公報に開示されている。この公報に開示された技術は、フィルム状の合成樹脂と、それ以外の合成樹脂とを異なる工程で粒状化処理し、これらの粒状合成樹脂を気送により高炉等の炉に吹き込むものである。
【０００５】
上記技術を用いた実操業では、フィルム状の合成樹脂の処理の際に、回転刃を有する溶融造粒機を用い、フィルム状合成樹脂を回転刃で切断するとともに、摩擦熱で溶融させて粒状に造粒している。
【０００６】
このような溶融造粒処理においては、生産性を向上させる観点から、上記溶融造粒機を２〜６台並列に配置し、各造粒機に一定量の原料を一度に投入して処理を行っている。
【０００７】
しかしながら、このように複数の造粒機を用いることによりトータルの生産量は多くなるものの、処理量当たりの設備費が高いという問題がある。処理量当たりの設備費を低くするためには、造粒機１台あたりの生産量を向上させる必要があるが、上述のように、原料の投入の際に、一定量を一度に投入しているため、一台あたりの生産量の向上が困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、生産能力が高く、処理量当たりの設備費が低い溶融造粒装置および溶融造粒方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、第１に、合成樹脂原料が投入される容器と、
複数回に亘って供給が可能であり、前記容器に原料を供給する原料供給機構と、
前記容器内で合成樹脂原料を溶融しつつ切断する溶融切断機構と、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記負荷検出手段の検出値が所定値に達するまでは、前記原料供給機構の原料の供給を許容する制御手段と
を具備することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒装置を提供する。
【００１０】
本発明は、第２に、合成樹脂原料が投入される容器と、
複数回に亘って供給が可能であり、前記容器に原料を供給する原料供給機構と、
前記容器内で合成樹脂原料を溶融しつつ切断する溶融切断機構と、
前記容器内を冷却するための冷却機構と、
前記容器から溶融造粒された合成樹脂を排出する排出機構と、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷を検出する負荷検出手段と、
前記容器またはその中の温度を検出する温度検出手段と、
前記容器の振動を検出する振動検出手段と、
前記負荷検出手段、前記温度検出手段、および前記振動検出手段の検出値に基づいて、前記原料供給機構による複数回に亘る原料の投入タイミング、前記冷却機構による前記容器内の冷却タイミング、および前記排出機構による溶融造粒された合成樹脂の排出タイミングを制御する制御手段と
を具備することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒装置を提供する。
【００１１】
本発明は、第３に、合成樹脂原料を容器内に投入し、溶融切断機構により溶融しつつ切断し、所定の粒に造粒する合成樹脂の溶融造粒方法であって、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷が所定値に達するまでの間、複数回に亘って前記容器内に原料を投入することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒方法を提供する。
【００１２】
本発明は、第４に、合成樹脂原料を容器内に投入し、溶融切断機構により溶融しつつ切断し、所定の粒に造粒する合成樹脂の溶融造粒方法であって、
前記溶融切断機構の駆動部の負荷、前記容器内の温度、および前記容器の振動を検出し、それらの検出値に基づいて、複数回に亘る原料の投入タイミング、前記容器内の冷却タイミング、および溶融造粒された合成樹脂の排出タイミングを制御することを特徴とする合成樹脂の溶融造粒方法を提供する。
【００１３】
本発明の第１および第３によれば、溶融切断機構の駆動部の負荷が所定値に達するまでの間、複数回に亘って前記容器内に原料を投入するように制御するので、投入する原料の合計量を増加させることができる。したがって、装置１台当たりの生産能力を高くすることができ、処理量当たりの設備費を低くすることができる。
【００１４】
また、本発明の第２および第４によれば、溶融切断機構の駆動部の負荷、前記容器またはその中の温度、および前記容器の振動を検出し、それらの検出値に基づいて、複数回に亘る原料の投入タイミング、前記容器内の冷却タイミング、および溶融造粒された合成樹脂の排出タイミングを制御するので、自動的にこれらの適正化を図ることができ、投入する原料の合計量を増加させることができるとともに、適切な冷却および排出タイミングによって処理時間を短縮することができる。したがって、装置１台当たりの生産能力を極めて高くすることができ、処理量当たりの設備費を一層低くすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明を実施するために用いられる合成樹脂の溶融造粒装置を示す概略構成図である。この溶融造粒装置１は、楕円筒状の容器２を有し、その中の底部近傍に回転部材３が水平に配置されている。この回転部材３の両端には切断刃４が取り付けられている。この回転部材３は、容器２の下に設けられたモータ５により、例えば１５００ｒｐｍで回転される。これら回転部材３、切断刃４およびモータ５により溶融造粒機構を構成している。
【００１６】
容器２の上方には、合成樹脂原料を供給するための原料供給機構６が設けられている。この原料供給機構６は、図２の平面図にも示すように、合成樹脂原料Ｐを貯留するホッパー７と、容器２に合成樹脂原料を供給する際に合成樹脂原料を一旦受け取る供給容器８と、供給容器８内の原料を容器２に向けて供給するためのピストン１０と、ピストン１０を駆動するための油圧シリンダー９とを備えている。なお、参照符号１１はホッパー７内の原料をピストン１０の前に圧縮・移送する圧縮装置を示し、１１ａは圧縮装置１１のガイド部材であり、１２は原料を容器２内に確実に落とし込むための押し込み装置である。
【００１７】
また、容器２の側壁の底部近傍部分には、造粒物を排出するための排出ポート１３が形成されている。この排出ポート１３は、ゲート１４により開閉されるようになっており、造粒物を排出する際にゲート１４が開けられる。
【００１８】
容器２の側壁上部には、容器２内に冷却水を供給するための散水ノズル１５が設けられており、冷却水配管には開閉バルブ１６が設けられている。また、モータの負荷を検出するための電流計１７、容器２内の温度を測定するための温度センサー１８、および容器２の振動を検出する振動検出器１９が設けられている。
【００１９】
制御装置２０は、電流計１７からの信号が入力され、その検出値が所定値に達するまでは、原料供給機構６の原料の供給を許容し、所定値に達した時点で原料の供給を停止するように軽圧縮シリンダー９を制御するようになっている。また、この制御装置２０は、温度センサー１８および振動検出器１９からの信号が入力され、振動検出器１９の検出値に基づいてバルブ１６を制御して散水ノズル１５からの散水を開始し、温度センサー１８の検出値に基づいてバルブ１６を制御して散水を停止する。さらに、この制御装置２０は、電流計１７の検出値に基づいて、造粒物の排出タイミングを制御するようになっている。
【００２０】
このような溶融造粒装置１においては、例えばフィルム状の合成樹脂Ｐがホッパー７に貯留され、圧縮装置１１を引いた後、ピストン１０の前に向かって原料Ｐを押し込み、油圧シリンダー９によりピストン１０を進出させることにより容器２中に原料Ｐが投入される。この原料Ｐの投入は複数回に亘って行われる。容器２内では、回転部材３を回転させながら、切断刃４で合成樹脂原料Ｐを切断すると同時に、摩擦熱により切断された合成樹脂原料Ｐを溶融させて造粒し、造粒物を形成する。形成された造粒物は排出ポート１３から排出される。これにより１バッチの処理が終了する。
【００２１】
この造粒処理における原料の供給タイミング、散水タイミング、造粒物の排出タイミングは制御装置２０により制御される。この制御について図３および図４を参照して説明する。
【００２２】
まず、原料Ｐの供給においては、まず、モータ５が回転しているかおよびゲート１４が閉じているかを確認し、それらが確認された場合にシリンダ９を制御して所定量の原料Ｐを容器２に投入し、回転部材３を回転させながら、切断刃４で合成樹脂原料Ｐを切断・造粒する。この際にモータ５の電流値すなわち負荷は上昇するが、投入原料の減容により電流値が一定となる。制御装置２０は、このように電流値が一定になった時点でシリンダ９に制御信号を送り、再度所定量の原料Ｐを投入する。このような原料投入を複数回繰り返し、モータ５の電流値が設定された最大値になった時点で、原料の投入を停止する。
【００２３】
さらに切断・造粒を続けると容器２内の温度が上昇するとともに、容器２の振動振幅が増加していくが、このまま処理を継続すると原料が溶融してもち状になり、急激にモータ５に過大な負荷がかかり、モータ５が停止してしまうため、振動振幅が設定値ΔＷに達した時点で、制御装置２０がバルブ１６に信号を出力し、散水を開始させる。この散水により容器２内の温度が低下するが、あまり低下しすぎると効率が低下するため、温度低下が設定値ΔＴに達した時点で、制御装置２０がバルブ１６に信号を出力し、散水を停止する。
【００２４】
散水を停止して、さらに造粒処理を行った後、電流値の変化量が所定値になった時点で制御装置２０からの指令により、ゲート１４が開かれて、排出ポート１３より造粒物が排出される。そして、電流値が所定値まで低下した時点でゲート１４を閉じ、次のバッチの処理に備える。
【００２５】
これに対して、従来は、制御装置２０を設けておらず、図４に示すように、原料の投入は一定体積を１回投入するのみであり、複数回に亘って投入したり、１回の投入量を変えたりすることはできない。また、散水のタイミングおよび排出のタイミングも作業者の操作により行っていた。
【００２６】
本実施形態では、上述のように、制御装置２０により、モータ５の負荷の指標である電流値が所定値に達するまでの間、複数回に亘って前記容器内に原料を投入するように制御するので、従来よりも投入する原料の合計量を増加させることができる。したがって、装置１台当たりの生産能力を高くすることができ、処理量当たりの設備費を低くすることができる。
【００２７】
また、モータ５の電流、容器２内の温度、および容器２の振動を検出し、それらの検出値に基づいて、複数回に亘る原料の投入タイミング、容器２内の冷却タイミング、および溶融造粒された合成樹脂の排出タイミングを制御するので、自動的にこれらの適正化を図ることができ、投入する原料の合計量を増加させることができるばかりでなく、適切な冷却および排出タイミングによって処理時間を短縮することができる。したがって、装置１台当たりの生産能力をさらに高くすることができる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、原料供給機構として油圧シリンダーを用いたが、これに限らず、コンベアー、スクリューフィーダー等、原料の供給量を調節することができ、かつ複数回に亘って原料を供給可能なものであればよい。また、温度センサーを容器の内部に設けたが、容器の外壁に設けてもよい。さらに、冷却のために水を供給したが、他の冷却手段であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、溶融切断機構の駆動部の負荷が所定値に達するまでの間、複数回に亘って前記容器内に原料を投入するように制御するので、投入する原料の合計量を増加させることができる。したがって、装置１台当たりの生産能力を高くすることができ、処理量当たりの設備費を低くすることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、溶融切断機構の駆動部の負荷、前記容器またはその中の温度、および前記容器の振動を検出し、それらの検出値に基づいて、複数回に亘る原料の投入タイミング、前記容器内の冷却タイミング、および溶融造粒された合成樹脂の排出タイミングを制御するので、自動的にこれらの適正化を図ることができ、投入する原料の合計量を増加させることができるとともに、適切な冷却および排出タイミングによって処理時間を短縮することができる。したがって、装置１台当たりの生産能力を極めて高くすることができ、処理量当たりの設備費を一層低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る溶融造粒装置を示す概略構成図。
【図２】図１の装置の原料供給機構を示す平面図。
【図３】本発明によって溶融造粒処理を行う際の処理フローを説明するための図。
【図４】従来の溶融造粒処理を行う際のフローを説明するための図。
【符号の説明】
１；溶融造粒装置
２；容器
３；回転部材
４；切断刃
５；モータ
６；原料供給機構
７；ホッパ
８；供給容器
９；軽圧縮シリンダー
１３；排出ポート
１４；ゲート
１５；散水ノズル
１６；バルブ
１７；電流計
１８；温度センサー
１９；振動検出器
２０；制御装置
【図１】
0003644293.tif 000002
【図２】
0003644293.tif 000003
【図３】
0003644293.tif 000004
【図４】
0003644293.tif 000005