(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ部を構成する筒状体からなる装置本体と、前記装置本体の一方側から挿入され、前記装置本体内で移動自在の圧縮用シリンダロッドを有する圧縮用シリンダ機構と、前記装置本体内にフィルム系混合廃プラスチックを投入するためのホッパとを備え、前記装置本体内で前記圧縮用シリンダロッドによって前記廃プラスチックを圧縮するフィルム系混合廃プラスチック圧縮供給装置の駆動方法において、
前記ホッパに前記フィルム系混合廃プラスチックを検出するためのセンサを設け、前記フィルム系混合廃プラスチックの圧縮率および前記装置本体の容積から前記フィルム系混合廃プラスチックの投入量を計算し、前記計算値から前記センサの位置を決定して前記フィルム系混合廃プラスチックの投入量を制御し、前記圧縮用シリンダロッドを前記装置本体の一方側から前記ホッパの先端部の手前まで往復移動させて投入された前記フィルム系混合廃プラスチックの全量を前記装置本体内に収容し、次いで、前記圧縮用シリンダロッドを前記装置本体の他方側まで移動して前記フィルム系混合廃プラスチックの圧縮を完了することを特徴とするフィルム系混合廃プラスチック圧縮供給装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、廃棄プラスチックの再利用（リサイクル）技術に関し、特に、一般および産業廃棄物中のプラスチックを、空気輸送に適した粒状体とするための前処理技術に関するものであり、詳しくは、フィルム系混合廃プラスチックの造粒化効率を高め、廃棄プラスチックからなる粒状体を高炉の原料や固形燃料等として広く使用可能とするための、フィルム系混合廃プラスチック圧縮供給装置の駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般廃棄物および産業廃棄物中の廃棄プラスチック（以下、「廃プラスチック」という）を、高炉の原料として使用する研究が行われている。廃プラスチックを高炉の原料として使用するためには、廃プラスチックを吹き込み（空気輸送）に適した一定の大きさ以下（通常、一辺が１０ｍｍ以下程度）の形状に加工する必要がある。そのため、廃プラスチック中の塊状のプラスチックには、破砕および粉砕処理が施される。一方、廃プラスチック中のフィルム系混合廃プラスチック（以下、「フィルム」という）は、含まれているＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の有害物を除去する目的で、比重分離装置によって比重分離を行ったり、あるいは、高炉吹き込み等の再利用に使用する目的で、溶融造粒装置によって加熱造粒が施され粒子状に造粒加工される。
【０００３】
上記のフィルムの加熱造粒手段として、下記からなる溶融造粒方法が知られている。即ち、フィルムを適当な大きさに破砕し、次いで、金属等の異物を分別除去し、次いで、フィルムを攪拌しながら摩擦熱または外部加熱によってプラスチックの融点まで加熱し溶融し、次いで、水等の冷却手段によって融点以下まで冷却し造粒する。
【０００４】
上記のような加熱造粒を実施する溶融造粒においては、金属類を除去するためにあらかじめ破砕処理を行うことが一般的に行われている。しかしながら、破砕したフィルムは、嵩密度が極端に低いため、フィルムの搬送、運搬、保管等の種々の取り扱い（ハンドリング）に大きな場所を必要とし、嵩の割に溶融造粒装置の処理量が少ないといった問題がある。
【０００５】
また、フィルムは、材質によって見かけ密度が非常に広い範囲にわたってしまうため、定量供給が困難である。更に、溶融造粒装置によってフィルムを攪拌しながら摩擦熱または外部加熱によって加熱し溶融させる加熱造粒を実施すると、プラスチック（フィルム）の投入量が大きく変動し、それにより、温度上昇に要する時間が変動し、安定した操業が困難となる問題もあった。
【０００６】
このようなことから、我々は、造粒装置にフィルムを投入する前段階で、フィルムの嵩比重を増加するべく、図５および図６に示す圧縮供給装置を開発した。なお、説明の便宜のため、フィルム８をハッチングによって示す。図５および図６に示す圧縮供給装置は、シリンダ部を構成する水平の筒状体からなる装置本体４と、装置本体４の一方側から水平に挿入され、装置本体４内で水平に移動自在の圧縮用シリンダロッド２ａを有するシリンダ機構２とを備えている。図５中の矢印Ａは圧縮用シリンダロッド２ａの移動方向を示す。装置本体４の上部にはホッパ１が設けられ、フィルム８はホッパ１に投入されてから装置本体４内に落下するようになっている。
【０００７】
筒状の装置本体４の他方側には、鉛直の筒状体からなる排出口５と、排出口５の上方から鉛直に挿入され、排出口５内で鉛直に移動自在の排出用シリンダロッド３ａを有するシリンダ機構３とが設けられている。図５中の矢印Ｂは排出用シリンダロッド３ａの移動方向を示す。
【０００８】
図５および図６は、圧縮シリンダ機構２の駆動方法を説明するものであり、ホッパ１に投入され装置本体４内に落下したフィルム８は、圧縮用シリンダロッド２ａによって装置本体４の圧縮部４ａ内で所定の体積まで圧縮される。圧縮されたフィルム８は排出用シリンダロッド３ａによって下方へ押し出され装置外に排出される。そして、溶融造粒装置（図示せず）に供給される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
フィルムを圧縮するだけであれば圧縮用シリンダ機構２の駆動動力にそれほど大きな力は必要ない。しかしながら、上述した圧縮方法では、ホッパ１から投入されたフィルム８を、矩形の圧縮用シリンダロッド２ａによって装置本体４内で押し込む形式のため、シリンダロッド２ａの先端部（シリンダヘッド部）の上部と装置本体４のホッパ１の先端部１ａとの間にフィルム８が挟まり、挟まったフィルム８は剪断によって切断されることになる。
【００１０】
図７は、フィルム圧縮時の圧縮用シリンダ機構の駆動圧力変化の一例を示すグラフである。図７に示すように、シリンダロッド２ａの先端部が移動してきたとき（図６参照）、ホッパ先端部１ａとシリンダヘッド２ａの先端部の上部との間にフィルム８が挟まり、挟まったフィルム８が剪断破壊を起こすため、駆動圧力が最大となる。その結果、フィルム８を剪断によって切断可能とするために、圧縮用シリンダ機構２の駆動圧力のピークの動力として大きな力が必要であり、能力の高い大型のシリンダ機構を使用しなければならない問題がある。
【００１１】
従って、この発明の目的は、上述の問題を解決し、圧縮時に圧縮用シリンダロッドの先端部とホッパの先端部との間にフィルムが挟まること無く円滑にシリンダ機構を駆動させることができるフィルム系混合廃プラスチック圧縮供給装置の駆動方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、シリンダ部を構成する筒状体からなる装置本体と、前記装置本体の一方側から挿入され、前記装置本体内で移動自在の圧縮用シリンダロッドを有する圧縮用シリンダ機構と、前記装置本体内にフィルム系混合廃プラスチックを投入するためのホッパとを備え、前記装置本体内で前記圧縮用シリンダロッドによって前記廃プラスチックを圧縮するフィルム系混合廃プラスチック圧縮供給装置の駆動方法において、
前記ホッパに前記フィルム系混合廃プラスチックを検出するためのセンサを設け、前記フィルム系混合廃プラスチックの圧縮率および前記装置本体の容積から前記フィルム系混合廃プラスチックの投入量を計算し、前記計算値から前記センサの位置を決定して前記フィルム系混合廃プラスチックの投入量を制御し、前記圧縮用シリンダロッドを前記装置本体の一方側から前記ホッパの先端部の手前まで往復移動させて投入された前記フィルム系混合廃プラスチックの全量を前記装置本体内に収容し、次いで、前記圧縮用シリンダロッドを前記装置本体の他方側まで移動して前記フィルム系混合廃プラスチックの圧縮を完了することに特徴を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１〜図４は、この発明の実施の形態に係る圧縮供給装置の駆動方法を示す断面図である。
【００１４】
この発明の駆動方法は、図５および図６に示した圧縮供給装置を使用する方法であるが、図１〜図４に示すように、ホッパ１には、フィルム８を検知するための光センサ６が高さ方向に段階的に設けられている。これは、使用する光センサを切り替えることによって、ホッパ貯留量を変えて圧縮比を変えて、材料による嵩密度の違いに対応できるようにしている。
【００１５】
本発明方法の工程を説明する。まず、フィルムの投入量（所定量）を計算しておく。この所定量は、フィルムの圧縮率およびシリンダ部を構成する装置本体４の圧縮部４ａの容積から算出する。所定量に相当する位置に光センサ６を設置する。図１に示すように、光センサ６によって、ホッパ１内のフィルム８が検知される。そして、投入されるフィルム８の高さが所定の光センサ６の高さ位置に達したときに、投入コンベア（図示せず）の運転を停止してフィルム８の投入を停止する（図１参照）。
【００１６】
次いで、圧縮用シリンダロッド２ａによってフィルム８を圧縮する。ただし、最初は、圧縮用シリンダロッド２ａを装置本体４の途中まで、即ち、装置本体４の一方側からホッパ１内の先端部１ａまで移動させてシリンダロッド２ａを押し込むにとどめる。正確には、図２に示すように、ホッパ１の先端部１ａから所定間隔７手前までの位置とする。シリンダロッド２ａの先端の停止位置をこの位置としておけば、フィルム８がシリンダロッド２ａとホッパ先端部１ａとの間に挟まらず剪断破壊が起こらない。次いで、圧縮用シリンダロッド２ａを装置本体４の一方側まで戻し、ホッパ１内のフィルム８を装置本体４の圧縮部４ａ内に落とす（図２および図３参照）。このような図２および図３に示す圧縮用シリンダロッド２ａの動作を複数回繰り返し往復動させて圧縮を繰り返し、、ホッパ１内のフィルム８の全量を装置本体４の圧縮部４ａ内に収容する（図３参照）。次いで、圧縮用シリンダロッド２ａを装置本体４の他方側まで完全に押し込み、かくして、圧縮を完了する（図４参照）。
【００１７】
フィルム８の剪断はシリンダロッド２ａの先端部とホッパ先端部１ａとの間の圧縮部で発生するので、本発明方法は、上記のように、フィルム８の全量を装置本体４内に落下させてから図４に示す他方側までの完全な押し込みを行う。従って、シリンダロッド２ａの先端部とホッパ先端部１ａとの間にフィルム８が挟まらず、剪断破壊が起こることなくフィルム８が圧縮される。
【００１８】
本発明方法によらないで、圧縮した場合は、シリンダロッド２ａとホッパ先端部１ａとの間にフィルム８が挟まり、挟まったフィルム８を圧縮するために大きな力が、具体的には本発明方法（剪断破壊無し）の場合の１０〜１００倍の力（剪断力）が必要となるため、大きな駆動能力を有する装置が必要となる。即ち、駆動圧力のピークに対応した駆動能力を有するシリンダ機構が必要となる。
【００１９】
【実施例】
次に、この発明の実施例を説明する。
図８は、この発明の実施例を示す工程図である。図中に実施例に使用した装置の寸法（ｍｍ）を記載した。
（１）ホッパ１の貯留量（投入量）を４ｍ3 とし、ここからフィルム６の圧縮を開始する。本図では、圧縮用シリンダロッド２ａのストロークは、左へ向かう方向が前進である｛図８（１）参照｝。
（２）圧縮用シリンダロッド２ａの全ストロークの８割（１６００ｍｍ）前進したところで停止させる｛図８（２）参照｝。
（３）圧縮用シリンダロッド２ａを後退させ、ホッパ１内に残った０．７ｍ3 のフィルム８を装置本体の圧縮部４ａの空間内に落とす｛図８（３）参照｝。
（４）圧縮用シリンダロッド２ａを全ストローク前進させ、排出口５に移送する｛図８（４）参照｝。このときフィルム８は１．６ｍ3 であり、２．５倍の圧縮率が得られた。剪断破壊も起こらなかった。
【００２０】
図９は、ホッパに設けられた光センサを示す斜視図である。光センサ６は光電管からなっており、ホッパ１の外側に設けられた光センサ６は、孔９を介してホッパ１内のフィルムを検知する。図９に示すように、光センサ６は同じ高さにおいて２つが２方向に設置されている。また、光センサ６は現場において高さ調整ができるようになっている。２つの光センサ６の両方の検知でＯＮとする。フィルム落下による誤検知を防止するため、タイマー（図示せず）と組合わせ、タイマーにより設定した時間の光電管動作により検知を出力する。また、ほこり等による誤動作を防止するため、センサー部は雑用エアー（図示せず）等を使用してエアーパージするようになっている。以上により、レベル検知精度を向上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、装置本体内にフィルムの全量を収容させてから完全な圧縮を行うので、シリンダロッド先端部とホッパ先端部との間にフィルムが挟まらず、剪断力を必要とせず、圧縮シリンダ機構の駆動圧力のピークの動力として大きな力を必要とせず、駆動能力の大きいシリンダ機構を使用しなくても円滑にフィルムの圧縮を実施することができ、装置を小型化することができ、かくして、有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る圧縮供給装置を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る圧縮供給装置を示す断面図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る圧縮供給装置を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る圧縮供給装置を示す断面図である。
【図５】圧縮供給装置を示す断面図である。
【図６】圧縮供給装置を示す断面図である。
【図７】図５および図６に示す圧縮供給装置によるフィルム圧縮時の圧縮用シリンダ機構の駆動圧力変化の一例を示すグラフである。
【図８】（１）〜（４）は、この発明の実施例を示す工程図である。
【図９】ホッパに設けられた光センサを示す斜視図である。
【符号の説明】
１：ホッパ
１ａ：ホッパの先端部
２：圧縮用シリンダ機構
２ａ：圧縮用シリンダロッド
３：排出用シリンダ機構
３ａ：排出用シリンダロッド
４：装置本体
４ａ：圧縮部
５：排出口
６：センサ
７：間隔
８：フィルム系混合廃プラスチック
９：孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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