(57)【要約】【課題】プラスチック廃棄物の熱分解処理装置および熱分解処理方法において熱分解槽の内面に付着する残渣を容易に除去することができるようにする。【解決手段】プラスチック廃棄物９を収容して熱分解させる熱分解槽２と、熱分解槽２を加熱する加熱部５とを有するプラスチック廃棄物９の熱分解処理装置１であって、熱分解槽２の底面２ａに、熱分解により発生するプラスチック廃棄物９の残渣１０を離散的に支持する凹凸部１２が形成された構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック廃棄物を収容して熱分解させる熱分解槽と、該熱分解槽を加熱する加熱部とを有するプラスチック廃棄物の熱分解処理装置であって、
前記熱分解槽の内面に、熱分解により発生する前記プラスチック廃棄物の残渣を離散的に支持する凹凸部が形成されたことを特徴とするプラスチック廃棄物の熱分解処理装置。
【請求項２】
前記凹凸部は、該凹凸部のうちの隣接する凸部の突出方向の端部間の寸法が５ｍｍ以下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棄物の熱分解処理装置。
【請求項３】
前記凹凸部の表面にプラスチック材料の離型性を向上する離型性材料による薄膜層が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置。
【請求項４】
前記凹凸部は、該凹凸部のうちの隣接する凸部の突出方向の端部間の幅寸法に対する前記凸部の高さ寸法の比が０．５以上となるように形成されたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置。
【請求項５】
前記凹凸部は、該凹凸部のうちの隣接する凸部の突出方向の端部間の寸法に対する凸部先端面の幅の寸法の比が３以下であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置。
【請求項６】
前記離型性材料は、ＤＬＣ、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＢＮ、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＮ、およびＴｉＡｌＳｉＣＮＯからなる群から選ばれた一種以上の材料を含む
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置。
【請求項７】
プラスチック廃棄物を収容して熱分解させる熱分解槽と、該熱分解槽を加熱する加熱部とを有し、前記熱分解槽の内面に、熱分解により発生する前記プラスチック廃棄物の残渣を離散的に支持する凹凸部が形成されたことを特徴とするプラスチック廃棄物の熱分解処理装置を用いて、前記プラスチック廃棄物の熱分解処理を行うことを特徴とするプラスチック廃棄物の熱分解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック廃棄物の熱分解処理装置および熱分解処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラチック廃棄物を熱分解することにより油化する熱分解処理装置が用いられている。
このような熱分解処理装置の一例として、例えば、特許文献１には、耐塩素性材料であるＳＵＳ３１６Ｌからなる熱分解槽にプラスチック廃棄物を収容し、高周波電流用コイルによって熱分解槽を誘導加熱し、熱分解して得られた熱分解生成ガスを冷却塔によって油化するプラスチック廃棄物の油化処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置には以下のような問題があった。
熱分解槽に収容されたプラスチック廃棄物の熱分解処理を行うと、例えば、プラスチック廃棄物に含まれる不純物や熱分解されても分子量が大きすぎて気化されない成分などが熱分解槽内に残る。これらの成分は、熱分解槽内で加熱され続ける結果、徐々に炭化し、熱分解処理の残渣として熱分解槽の内面にこびりついていく。
これらの残渣は、プラスチック廃棄物のうち、生成油として回収される熱分解生成ガスと、生成油としては回収されないガス成分、例えばハロゲン化ガスなどを除く固体成分からなる。
このような残渣は、熱分解槽とプラスチック廃棄物との間に形成され、熱分解槽からプラスチック廃棄物への熱伝導の妨げとなる。このため、効率的に熱分解を行うためには、ある程度以上の残渣が溜まった時点で、熱分解槽の内面から除去することが必要である。
例えば、特許文献１に記載の油化処理装置の熱分解槽は、このような残渣を容易に除去できる構成を有していないため、熱分解槽の内面にこびりついた残渣を、手作業などによって引き剥がして除去する必要があり、多大な工数を要するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、熱分解槽の内面に付着する残渣を容易に除去することができるプラスチック廃棄物の熱分解処理装置および熱分解処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置は、プラスチック廃棄物を収容して熱分解させる熱分解槽と、該熱分解槽を加熱する加熱部とを有するプラスチック廃棄物の熱分解処理装置であって、前記熱分解槽の内面に、熱分解により発生する前記プラスチック廃棄物の残渣を離散的に支持する凹凸部が形成された構成とする。
【０００７】
また本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置では、前記凹凸部は、該凹凸部のうちの隣接する凸部の突出方向の端部間の寸法が５ｍｍ以下であることが好ましい。
【０００８】
また本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置では、前記凹凸部の表面にプラスチック材料の離型性を向上する離型性材料による薄膜層が形成されたことが好ましい。
【０００９】
また本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置では、前記凹凸部は、該凹凸部のうちの隣接する凸部の突出方向の端部間の幅寸法に対する前記凸部の高さ寸法の比が０．５以上となるように形成されたことが好ましい。
【００１０】
また本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置では、前記凹凸部は、該凹凸部のうちの隣接する凸部の突出方向の端部間の寸法に対する凸部先端面の幅の寸法の比が３以下であることが好ましい。
【００１１】
また本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置では、前記離型性材料は、ＤＬＣ、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＢＮ、ＡｌＮ、ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＺｒＮ、ＴｉＡｌＮ、およびＴｉＡｌＳｉＣＮＯからなる群から選ばれた一種以上の材料を含むことが好ましい。
【００１２】
本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理方法は、プラスチック廃棄物を収容して熱分解させる熱分解槽と、該熱分解槽を加熱する加熱部とを有し、前記熱分解槽の内面に、熱分解により発生する前記プラスチック廃棄物の残渣を離散的に支持する凹凸部が形成されたことを特徴とするプラスチック廃棄物の熱分解処理装置を用いて、前記プラスチック廃棄物の熱分解処理を行う方法とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のプラスチック廃棄物の熱分解処理装置および熱分解処理方法によれば、熱分解槽の内面に凹凸部が形成されているため、熱分解槽の内面に付着する残渣を容易に除去することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の概略構成を示す模式的な断面図、およびそのＡ部の詳細図である。
【図２】本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の凹凸部の断面形状の例を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の凹凸部の平面視の形状の例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の作用を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１６】
本発明の実施形態に係る熱分解処理装置について説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の概略構成を示す模式的な断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ部の詳細図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の凹凸部の断面形状の例を示す模式的な断面図である。図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の凹凸部の平面視の形状の例を示す模式図である。
【００１７】
本実施形態の熱分解処理装置１の概略構成は、図１（ａ）に示すように、プラスチック廃棄物９を収容して熱分解させる熱分解槽２と、熱分解槽２を加熱する加熱部５と、熱分解槽２の内部で発生した熱処理生成ガスＧを熱分解槽２の外部に排出するガス排出管路４と、ガス排出管路４によって熱分解槽２の外部に排出された熱処理生成ガスＧを冷却して油化させ、油化された生成油Ｌを回収する油化回収部６とを備える。
加熱部５、ガス排出管路４、および油化回収部６の具体的な構成は、従来周知の構成と同様の構成を採用することができる。
【００１８】
熱分解処理装置１で熱分解するプラスチック廃棄物９は、熱分解可能な樹脂材料を含むものであれば、含まれる樹脂の種類やグレードなどは特に限定されない。
例えば、樹脂をベース材料として、無機フィラー、グラスファイバーなどの無機添加物が分散された複合材料であってもよい。
また、廃棄時に分別されずに残存した無機廃材、例えばインサート金具や結合された部品残滓などを含んでいてもよい。
また、プラスチック廃棄物９は予め裁断されたり粉砕されたりしていてもよいが、後述する凹部１２Ｂの内部に満遍なく落下するような小粒径にまでは微粉化されておらず、凹部１２Ｂを跨ぐ大きさの塊状とする。
【００１９】
熱分解槽２は、熱分解槽本体２Ａと上蓋部２Ｂとが、例えばボルト・ナットなどからなる連結部材３によって着脱可能に連結され、連結時に略円筒状の密閉容器を構成するものである。
熱分解槽本体２Ａは、プラスチック廃棄物９を収容するため一端が開口された箱状の部材である。本実施形態ではドーム状の底面部２Ｃを有する有底円筒状の部材からなる。
なお、熱分解槽本体２Ａは、図１（ａ）では一体の部材として描いているが、複数の部材が着脱可能に連結された構成としてもよい。例えば、底面部２Ｃと円筒部とをボルト・ナットなどの連結部材によって着脱可能に連結した構成してもよい。この場合、底面部２Ｃを取り外して清掃したり、必要に応じて交換したりすることが容易になる。
【００２０】
熱分解槽本体２Ａの内部は、底面２ａと、底面２ａの外周から側方に向かって円弧面状に張り出したコーナー部２ｃと、コーナー部２ｃの端部から底面２ａに直交する方向に延ばされた円筒状の内側面２ｂとにより構成される。また、熱分解槽本体２Ａの開口側の外周部には、連結部材３によって上蓋部２Ｂと連結するためのフランジ部が設けられている。
【００２１】
底面２ａの裏面側の外部底面２ｅは、湾曲していてもよいが、実施形態では平面からなる。また、外部底面２ｅの面積は、加熱部５からはみ出すことなく加熱部５上に配置することができるように、加熱部５の加熱領域の面積よりも小さくなっている。このため、外部底面２ｅの全体を加熱部５上に配置したとき、加熱部５からの熱は外部底面２ｅを介して底面２ａに伝熱され、底面２ａの全体がほぼ均一に加熱されるようになっている。
また、底面２ａの全体には、図１（ｂ）に示すように、凸部１２Ａおよび凹部１２Ｂが交互に複数配置された凹凸部１２が形成されている。
【００２２】
本実施形態の凸部１２Ａおよび凹部１２Ｂの断面形状は、外部底面２ｅに直交する面内においては、図２（ａ）に示すように、凸部１２Ａの突出方向の先端面である凸部先端面１２ａの幅を幅ａ、凹部１２Ｂの底面をなす凹部底面１２ｃから凸部先端面１２ａまでの高さを高さｂ、隣り合う凸部先端面１２ａの間の間隔を間隔ｃ、凸部１２Ａの基端部の幅を幅ｄ、凹部底面１２ｃの幅を幅ｅと表すとき、０＜ａ≦ｄ、かつ、０＜ｅ≦ｃを満足する台形状である。なお、各幅寸法は、ａ＝ｄ、かつｃ＝ｅであってもよく、この場合には、図２（ｂ）に示すように、矩形状の断面になる。
また、各凸部先端面１２ａは、一定の平面上に整列されている。
【００２３】
凹凸部１２の形状は、凸部１２Ａの突出方向の先端側で、熱分解により発生するプラスチック廃棄物９の残渣１０（図１参照）を離散的に支持できる形状とする。
このため、凸部１２Ａおよび凹部１２Ｂの平面視の形状は、発生が予想される残渣１０の大きさに対して、複数の凸部先端面１２ａが平面方向に離間して配置された形状とする。すなわち、幅ａ、ｃは、発生が予想される残渣１０の大きさよりも小さな寸法に設定しておく。
また、さらに隣り合う凸部１２Ａの間に進入した残渣１０が隣り合う凸部１２Ａの間の凹部底面１２ｃの全面には密着しない程度に、幅ｃおよび高さｂの大きさを設定しておく。
【００２４】
凸部１２Ａおよび凹部１２Ｂの平面視の形状の例としては、例えば、図３（ａ）に示すように、平面状に広がる凹部底面１２ｃ上に円錐台状の凸部１２Ａが複数形成され、各凸部１２Ａの間に平面視網状につながった凹部１２Ｂが形成された形状を挙げることができる。この場合、凸部先端面１２ａは円形であり、凹部底面１２ｃから凸部先端面１２ａの外周部まで延ばされた溝側面１２ｂは円錐面からなる。
また、例えば、図３（ｂ）に示すように、平面状に広がる凹部底面１２ｃ上に角錐台状の凸部１２Ａが形成され、各凸部１２Ａの間に平面視格子状につながった凹部１２Ｂが形成された形状を挙げることができる。凸部１２Ａが図３（ｂ）に示す正四角錐台形状の場合、凸部先端面１２ａは正方形であり、凹部底面１２ｃから凸部先端面１２ａの外周部まで延ばされた溝側面１２ｂは４つの斜面からなる。
また、例えば、図３（ｃ）に示すように、凸部１２Ａおよび凹部１２Ｂが、並列して同方向に延ばされた形状を挙げることができる。凸部１２Ａおよび凹部１２Ｂが延ばされる方向は、直線に沿う方向であってもよいし、曲線や円弧に沿う方向であってもよい。
【００２５】
また、残渣１０が隣接する凸部１２Ａの間の凹部底面１２ｃに密着しない寸法条件は、残渣１０の重量や、残渣１０が完全に固化するまでの間の粘性などに応じて適宜設定する。
例えば、凸部先端面１２ａの幅ａが小さすぎると粘性を有する残渣１０の内部に凸部１２Ａの先端が進入しやすくなり、残渣１０が凹部底面１２ｃまで落下しやすくなる。
また、隣り合う凸部先端面１２ａの間の間隔ｃが広すぎると、表面張力では隣り合う凸部先端面１２ａの間を横断する部分の自重が支えきれなくなるため、粘性を有する残渣１０が垂れ下がって凹部底面１２ｃまで落下しやすくなる。また、幅ａに比べて間隔ｃが狭すぎると、残渣１０を連続面で支持する状態に近づいてしまう。
また、凹部底面１２ｃから凸部先端面１２ａまでの高さｂが低すぎると、残渣１０が凹部底面１２ｃまで落下しやすくなる。
このため、間隔ｃは、５ｍｍ以下であることが好ましく、さらに幅ａ、間隔ｃ、および高さｂが、次式（１）、（２）の関係を満足することがより好ましい。
【００２６】
ａ／ｃ≦３                                              ・・・（１）
ｂ／ｃ＞０．５                                          ・・・（２）
【００２７】
また、本実施形態の凹凸部１２の表面には、図１（ｂ）に示すように、プラスチック材料の離型性を向上する離型性材料による薄膜層１１が形成されている。
薄膜層１１の材質は、プラスチック廃棄物９を熱分解する温度において耐熱性を有する離型性材料であれば適宜の材質を採用することができる。例えば、適宜の炭化物、窒化物などを採用することができる。
例えば、好ましい具体例としては、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、Ｓｉ３Ｎ４（窒化ケイ素）、ＢＮ（窒化ホウ素）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＣｒＮ（窒化クロム）、ＺｒＮ（窒化亜鉛）、ＴｉＡｌＮ（窒化チタンアルミニウム）、およびＴｉＡｌＳｉＣＮＯからなる群から選ばれた一種以上の材料を挙げることができる。
【００２８】
このような構成を有する熱分解槽本体２Ａは、例えば、ステンレス鋼などの金属材料を用いて有底円筒状の外形やフランジ部などを形成した後、底面２ａに、薄膜層１１の厚さを差し引いた形状の成膜前凹凸部を形成し、この成膜前凹凸部上に薄膜層１１を成膜することによって製造することができる。
薄膜層１１の膜厚は、必要な耐久性や寿命が得られるように成膜方法に応じて設定すればよく、例えば、数十ｎｍから数ｍｍの範囲で適宜設定することができる。好まししい膜厚の範囲は、数μｍから数百μｍの範囲である。
成膜前凹凸部の加工方法としては、機械加工、エッチング、レーザ加工などを採用することができる。また、成膜前凹凸部の反転形状を有する金型を用いたプレス加工を採用してもよい。
また、複数部材を組み立てることによって熱分解槽本体２Ａを構成する場合には、組立を行う前の部材に凹凸部１２を形成してもよい。
【００２９】
薄膜層１１の成膜方法としては、離型性材料の種類に応じて適宜の成膜方法を採用することができる。なお、ＣＶＤは化学気相成長の略語である。
例えば、離型性材料がＤＬＣの場合には、ＵＢＭＳ（アンバランスドマグネトロンスパッタ）法、パルスＤＣ−ＰＣＶＤ（パルス直流プラズマＣＶＤ）法、ＰＩＧ−ＰＥＣＶＤ（ＰＩＧプラズマＣＶＤ）法、ＥＣＲ−ＣＶＤ（電子サイクロトロン共鳴ＣＶＤ）法、およびマグネトロンスパッタとＰＡＣＶＤ（プラズマアシストＣＶＤ）法を組み合わせた成膜方法などを採用することができる。
また、離型性材料がＳｉＣの場合には、パルスレーザー成膜法、およびＰＣＶＤ法などを採用することができる。
また、離型性材料が窒化物の場合には、反応性溶射法、アーク式溶射法、ＡＩＰ（アークイオンプレーティング）法、パルスレーザー成膜法、ＵＢＭＳ法、パルスＤＣ−ＰＣＶＤ法、反応性スパッタ法、ＰＶＤ（物理気相成長）法、塗布法などの成膜方法などを採用することができる。
【００３０】
上蓋部２Ｂは、図１（ｂ）に示すように、熱分解槽本体２Ａの開口を覆って密閉する部材である。本実施形態の上蓋部２Ｂは、一端（図１（ａ）の下側）が熱分解槽本体２Ａの内側面２ｂの内径に等しい円開口を有するドーム形状を有し、円開口の外周部に熱分解槽本体２Ａのフランジ部に密着できる同様のフランジ部が設けられている。
上蓋部２Ｂの円開孔と対向する天面部には、ガス排出管路４の端部が貫入されている。このため、熱分解槽本体２Ａおよび上蓋部２Ｂを連結して内部に密閉空間を形成した状態で、熱分解槽２の内部と油化回収部６とはガス排出管路４を介して連通される。
なお、図１（ａ）には特に図示していないが、上蓋部２Ｂには、熱分解中に酸化が起こるのを防止するために不活性ガスを導入する不活性ガス供給配管などが設けられていてもよい。
【００３１】
次に、本実施形態の熱分解処理装置１の動作について、凹凸部１２の作用を中心に説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る熱分解処理装置の作用を説明する模式図である。
【００３２】
熱分解処理装置１を用いて、プラスチック廃棄物９を熱分解するには、上蓋部２Ｂを取り外した状態で、熱分解槽本体２Ａの開口からプラスチック廃棄物９を投入し、プラスチック廃棄物９を底面２ａ上に堆積させる。
次に、熱分解槽本体２Ａを加熱部５上に移動し、外部底面２ｅが加熱部５に近接するように配置する。また、上蓋部２Ｂによって熱分解槽本体２Ａの開口を閉止し、連結部材３によって、熱分解槽本体２Ａと上蓋部２Ｂとを連結する。
これにより、図１（ａ）に示すように、プラスチック廃棄物９が熱分解槽２の内部の密閉空間に収容される。
このとき、プラスチック廃棄物９は、底面２ａに形成された凹凸部１２の凸部先端面１２ａによって離散的に支持されており、凹部１２Ｂの凹部底面１２ｃとの間には隙間が形成されている。
【００３３】
次に、加熱部５による加熱を開始する。ただし、内部雰囲気を不活性ガスに置換する必要がある場合には、加熱に先立って、不図示の不活性ガス供給管路から不活性ガスを導入し、熱分解槽２の内部を不活性ガスに置換しておく。
【００３４】
加熱部５の加熱温度は、従来と同様、プラスチック廃棄物９に含まれる樹脂材料の種類に応じて、熱分解槽２の温度が熱処理生成ガスＧを発生させやすい温度に設定する。
例えば、プラスチック廃棄物９が主としてポリカーボネート系の樹脂を含む場合には、熱分解槽２の内部が４００Ｋ〜４５０Ｋになるように加熱部５の加熱温度を設定しておく。
【００３５】
加熱部５からの熱は、外部底面２ｅから底面部２Ｃを介して熱分解槽本体２Ａの全体に伝熱されるとともに、底面２ａを通してプラスチック廃棄物９に伝熱される。
このため、プラスチック廃棄物９の温度が上昇し、プラスチック廃棄物９に含まれる樹脂材料が軟化、溶融され、次第に集合して塊状に変形する。そして、熱分解され低分子量となった樹脂成分が気化して熱処理生成ガスＧが発生する。
熱分解槽２の内部に充満した熱処理生成ガスＧは、ガス排出管路４を通して油化回収部６に排出される。油化回収部６では、熱処理生成ガスＧを冷却して油化して生成油Ｌとして外部に取り出す。また、油化されないガス成分は、有害成分の除去処理等を行ってから外部に排気する。
【００３６】
一方、熱分解槽２の内部のプラスチック廃棄物９は、熱処理生成ガスＧの成分が抜けることで体積が減少する。そして高分子量を有する樹脂成分が粘度の高い流体としての残渣１０として底面２ａに残る。この粘度の高い残渣１０は加熱されつづけることによって、次第に粘度が高まって固化し、底面２ａとの接触部分から徐々に炭化される。
プラスチック廃棄物９に熱分解槽２の加熱温度で熱分解されない無機添加物や無機廃材などが含まれる場合には、残渣１０は、これら無機添加物や無機廃材を含んだ状態で固化し炭化される。
このようにして、底面２ａを覆う残渣１０が形成され底面２ａに密着する。
【００３７】
本実施形態の熱分解処理装置１では、熱分解槽本体２Ａの底面２ａには、粘度の高い残渣１０が凹部底面１２ｃまで落下しない程度の凹凸部１２が設けられている。このため、図１（ｂ）に示すように、残渣１０は、凸部１２Ａの先端部、すなわち凸部先端面１２ａおよび溝側面１２ｂの先端側の一部に密着するものの、凹部底面１２ｃとの間には隙間Ｓが形成される。
この原理について、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明する。なお、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図示を簡略化するため、凸部１２Ａおよび凹部１２Ｂが矩形状断面を有する場合の例を示しているが、台形状断面を有する場合も同様である。
例えば、図４（ａ）に示すように、残渣１０のうち樹脂部１０Ａは高分子量を有するため粘度が高く、隣り合う凸部先端面１２ａの間で、自重と表面張力とがつり合う位置まで垂れ下がった状態で樹脂部１０Ａの落下が停止し、その状態で固化される。このため、樹脂表面１０ａと凹部底面１２ｃとの間には隙間Ｓが形成される。
また、図４（ｂ）に示すように、残渣１０に無機フィラー１０Ｂが含まれる場合には、方向性のない複数の無機フィラー１０Ｂが凹部１２Ｂの開口上に架け渡された状態に残存して、凹部１２Ｂの開口を覆うため、不図示の樹脂部が凹部１２Ｂの内部に落下しにくくなる。このため、より隙間Ｓが形成されやすくなる。
また、図４（ｃ）に示すように、残渣１０に無機廃材１０Ｃが含まれることが分かっている場合には、無機廃材１０Ｃの平均的な大きさに応じて凸部１２Ａの配置ピッチを調整しておくことにより、無機廃材１０Ｃが凹部底面１２ｃまで落下しないようにしておく。これにより隙間Ｓが形成されやすくなる。
【００３８】
熱処理生成ガスＧの回収が終了したら、加熱部５による加熱を停止し、作業可能な温度まで冷却した後、底面２ａに固着した残渣１０を除去する作業を行う。
本実施形態の熱分解処理装置１では、底面２ａに凹凸部１２が設けられているため、残渣１０は、凸部先端面１２ａによって離散的に支持されている。このため、残渣１０が密着する面積が残渣１０の表面積に対して小さくなっており、残渣１０の全面が凹凸部１２のない平面に密着している場合に比べて軽い力でも容易に引き剥がすことができる。
また、凹凸部１２の表面には離型性材料からなる薄膜層１１が形成されているため、残渣１０が密着している部分の密着強度が、薄膜層１１が形成されていない場合に比べて低くなり、剥離されやすくなっている。このため、剥がし残しを低減することができる。
また、凹部１２Ｂの開口の大きさを適宜調整しておくことで、無機フィラー１０Ｂや無機廃材１０Ｃなどが凹部１２Ｂ内に詰まらないようにすることができるため、詰まった場合の除去作業の手間もかからず、熱分解槽本体２Ａの寿命を向上することができる。
【００３９】
［実施例］
次に、本発明の具体的実施例について説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明を具体化した例を示したものであり、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４０】
残渣の剥がしやすさの評価は、発生した残渣１０を引き剥がす際の力量の差や、作業時間の差につながる剥がし残りの量などを総合的に比較して、きわめて剥がしにくい（×）、剥がしにくい（△）、剥がしやすい（○）、きわめて剥がしやすい（◎）の４ランクに分類した。
また、熱分解工程と残渣１０の除去工程を３回繰り返したときの３回目の剥がしやすさの評価を、それぞれ１回目の評価に比べ、きわめて悪化した（×）、悪化した（△）、わずかに変化がみられる（○）、完全に性能を維持している（◎）の４ランクに分類した。  下記の表１に実験条件および評価結果をまとめて示す。
【００４１】
【表１】
2012001568.tif 000003
【００４２】
実施例１
ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）１００重量部に対して、直径1０μｍ、長さ１００μｍのガラスフィラーが３０重量部添加されたプラスチック廃棄物９を３ｍｍ角程度に粗粉砕した。このプラスチック廃棄物９を２０ｇ計量して、容量１００ｍｌの熱分解処理装置１に投入した。
熱分解処理装置１の熱分解槽２の底面２ａは、実施例１では、２０ｍｍ角のＳＵＳ鋼板にエッチングで凹凸を加工した後にＴｉＮでコーティングしたものを用いた。この底面２ａの凹凸形状は、図３（ｂ）に示すような角錐台状の凸部１２Ａが正方格子状に配列された形状であり、具体的な寸法は、ａ＝０．００１（ｍｍ）、ｂ＝０．０００８（ｍｍ）、ｃ＝０．００１（ｍｍ）、ｅ＝０．０００６（ｍｍ）である。本実施例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝０．８である。
次に、熱分解槽２内を窒素雰囲気として、昇温速度５℃／分で４５０℃まで加熱した。熱処理生成ガスＧはガス排出管路４によって熱分解炉２の外部へ排出され、冷却されて生成油Ｌとなり油化回収部６で回収された。
底面２ａ上に発生した残渣１０はきわめて剥がしやすく（◎）、上記と同様の熱分解処理を３回繰り返した後も同様の性能を完全に維持した（◎）。
【００４３】
実施例２
実施例２では、底面２ａの凹凸形状の寸法を、ａ＝０．０１（ｍｍ）、ｂ＝０．０１（ｍｍ）、ｃ＝０．０１（ｍｍ）、ｅ＝０．００８（ｍｍ）に変更した以外は、実施例１同様に実施した。本実施例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝１である。
底面２ａ上に発生した残渣１０はきわめて剥がしやすく（◎）、３回繰り返した後も同様の性能を完全に維持した（◎）。
【００４４】
実施例３
実施例３では、底面２ａの凹凸形状を図３（ｃ）に示すような台形断面が直線状に延ばされた凸部１２Ａが等間隔で並列に配置された形状に変更し、さらに凹凸形状の寸法を、ａ＝０．１（ｍｍ）、ｂ＝０．１（ｍｍ）、ｃ＝０．１（ｍｍ）、ｅ＝０．０８（ｍｍ）に変更した以外は、実施例１同様に実施した。本実施例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝１である。
底面２ａ上に発生した残渣１０はきわめて剥がしやすく（◎）、３回繰り返した後も同様の性能を完全に維持した（◎）。
【００４５】
実施例４
実施例４では、底面２ａのコーティングをＴｉＡｌＮに変更し、凹凸形状の寸法を、ａ＝０．１（ｍｍ）、ｂ＝０．１（ｍｍ）、ｃ＝０．１（ｍｍ）、ｅ＝０．０８（ｍｍ）に変更した以外は、実施例１同様に実施した。本実施例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝１である。
底面２ａ上に発生した残渣１０はきわめて剥がしやすく（◎）、３回繰り返した後も同様の性能を完全に維持した（◎）。
【００４６】
実施例５
実施例５では、底面２ａのコーティングをＴｉＮに変更した以外は、実施例４同様に実施した。
底面２ａ上に発生した残渣１０はきわめて剥がしやすく（◎）、３回繰り返した後も同様の性能を完全に維持した（◎）。
【００４７】
実施例６
実施例６では、底面２ａの凹凸形状の寸法を、ａ＝１（ｍｍ）、ｂ＝１（ｍｍ）、ｃ＝１（ｍｍ）、ｅ＝０．８（ｍｍ）に変更し、凹凸形状の加工法をマシニングセンタによる切削加工に変更した以外は、実施例１同様に実施した。本実施例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝１である。
底面２ａ上に発生した残渣１０はきわめて剥がしやすく（◎）、３回繰り返した後も同様の性能を完全に維持した（◎）。
【００４８】
実施例７
実施例７では、底面２ａの凹凸形状の形状を打ち出しにより加工した図３（ａ）に示すような円錐台が三角格子状に配列された形状に変更し、さらに凹凸形状の寸法を、ａ＝５（ｍｍ）、ｂ＝３（ｍｍ）、ｃ＝５（ｍｍ）、ｅ＝２．５（ｍｍ）に変更した以外は、実施例１同様に実施した。本実施例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝０．６である。
底面２ａ上に発生した残渣１０は剥がしやすく（○）、３回繰り返した後も同様の性能を完全に維持した（◎）。
【００４９】
実施例８
実施例８では、底面２ａのコーティングをフッ素コーティングに変更した以外は、実施例５同様に実施した。
底面２ａ上に発生した残渣１０はきわめて剥がしやすかったものの（◎）、３回繰り返した後では剥がしにくさは悪化した（△）。
【００５０】
実施例９
実施例９では、底面２ａの凹凸形状の寸法を、ａ＝１（ｍｍ）、ｂ＝０．３（ｍｍ）、ｃ＝１（ｍｍ）、ｅ＝０．８（ｍｍ）に変更した以外は、実施例１同様に実施した。本実施例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝０．３である。
底面２ａ上に発生した残渣１０は実施例１には劣るものの剥がしやすく（○）、３回繰り返した後も同様の剥がしやすさを維持した（◎）。
【００５１】
実施例１０
実施例１０では、底面２ａのコーティングをしていないこと以外は、実施例５同様に実施した。
底面２ａ上に発生した残渣１０は剥がしやすかったものの（○）、３回繰り返した後では剥がしにくさはく悪化した（△）。
【００５２】
比較例１
比較例１では、底面２ａとしてＳＵＳ鋼板の表面に凹凸部を加工しないものを用いて、その他は実施例１同様に実施した。
底面２ａ上に発生した残渣１０は底面２ａに強く固着し、きわめてはがしにくく（×）、３回繰り返したあとでは剥がしにくさはきわめて悪化した。（×）。
本比較例は、ＳＵＳ鋼板に凹凸部を形成しなかったため、残渣を離散的に支持することができず、残渣が剥がしにくくなった場合の例になっている。コーティングがないためでないことは、実施例１０のように、コーティングなしでも凹凸形状を適切に設定することで、剥がしやすさが◎になることから分かる。
【００５３】
比較例２
比較例２では、底面２ａの凹凸形状の寸法を、ａ＝１０（ｍｍ）、ｂ＝１０（ｍｍ）、ｃ＝１０（ｍｍ）、ｅ＝９（ｍｍ）に変更した以外は、実施例１０同様に実施した。本比較例では、ａ／ｃ＝１、ｂ／ｃ＝１である。
底面２ａ上に発生した残渣１０は底面２ａに強く固着し、はがしにくかった（×）。また、３回繰り返したあとでは極めて剥がしにくさはきわめて悪化した（×）。
本比較例は、凸部先端面の間の間隔ｃの寸法が１０ｍｍと大きかったため、残渣を離散的に支持することができなかった例になっている。これに対しては、実施例１０では、凹凸形状を形成したため、剥がしやすさを◎にできた。また、実施例７のように、コーティングを併用することで、ｃ＝５（ｍｍ）の場合でも剥がしやすさを○、繰り返しの剥がしやすさを◎にできた。
【００５４】
以上に説明したように、本実施形態の熱分解処理装置１によれば、熱分解槽２の内面である底面２ａに複数の凸部１２Ａ、凹部１２Ｂからなる凹凸部１２が形成されているため、熱分解槽２の底面２ａに付着する残渣１０を容易に除去することができる。
【００５５】
なお、上記の説明では、凹凸部１２が、熱分解槽２の内面の一部である底面２ａの全体に設けられた場合の例で説明したが、凹凸部１２は、熱分解槽２の内面において、残渣１０が密着しやすい適宜の場所に形成しておけばよい。
例えば、プラスチック廃棄物９を配置する場所が、底面２ａの一部であればその一部のみに凹凸部１２を設けておいてもよい。
また、プラスチック廃棄物９が、ある程度、移動したり流動したりすることが想定される場合、底面２ａ以外にも、例えばコーナー部２ｃや、内側面２ｂなどに設けてもよい。
【００５６】
また、上記の説明では、凹凸部１２の表面に離型性材料で形成された薄膜層１１が設けられた場合の例で説明したが、プラスチック廃棄物９の種類などによって、薄膜層１１を有しない凹凸部１２のみでも残渣１０を引き剥がしやすくなる場合には、薄膜層１１を省略した構成としてもよい。
また、薄膜層１１を設ける場合でも、凹凸部１２のうち、残渣１０が付着する部分だけに設けてもよい。例えば、凸部先端面１２ａと凸部先端面１２ａに近い側の溝側面１２ｂとに設けるようにしてもよく、あるいは、凸部先端面１２ａのみに設けるようにしてもよい。
【００５７】
また、上記の説明では、凹凸部１２が、底面２ａに形成された場合の例で説明したが、凹凸部１２をシート状あるいは板状に形成して、凹凸を有しない底面上に設置してもよい。さらに、シート状あるいは板状の凹凸部１２を底面に着脱可能に設置し、適宜交換やメンテナンスを行えるようにしてもよい。
【００５８】
また、上記の説明では、凸部先端面１２ａ、溝側面１２ｂ、および凹部底面１２ｃは、それぞれ平面であるとして説明したが、これらは平面形状には限定されない。例えば、凸部先端面１２ａを凸状の湾曲面としたり、凹部底面１２ｃを凹状の湾曲面としたりしてもよく、溝側面１２ｂはこれらを滑らかにつなぐ湾曲面としてもよい。
【００５９】
また、上記の説明では、凹部１２Ｂが凹部底面１２ｃを有する場合、すなわちｅ＞０の場合の例で説明したが、溝側面１２ｂが傾斜面である場合には、ｅ＝０として、凹部１２ＢをＶ字溝状に形成してもよい。
【００６０】
また、上記の実施形態に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  熱分解処理装置
２  熱分解槽
２ａ  底面
２ｂ  内側面
２ｃ  コーナー部
５  加熱部
９  プラスチック廃棄物
１０  残渣
１０Ａ  樹脂部
１０Ｂ  無機フィラー
１０Ｃ  無機廃材
１１  薄膜層
１２  凹凸部
１２Ａ  凸部
１２Ｂ  凹部
１２ａ  凸部先端面
１２ｂ  溝側面
１２ｃ  凹部底面
Ｇ  熱処理生成ガス
Ｌ  生成油
Ｓ  隙間
【図１】
2012001568.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2012001568.tif 000007