特開2024-71247廃プラスチック成形物の製造装置及び廃プラスチック成形物の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024071247
(43)【公開日】2024-05-24
(54)【発明の名称】廃プラスチック成形物の製造装置及び廃プラスチック成形物の製造方法
(51)【国際特許分類】
B29C 48/87 20190101AFI20240517BHJP
B29C 48/395 20190101ALI20240517BHJP
B29C 48/285 20190101ALI20240517BHJP
B29C 48/345 20190101ALI20240517BHJP
B29B 7/46 20060101ALI20240517BHJP
B29B 9/06 20060101ALI20240517BHJP
C08J 11/06 20060101ALI20240517BHJP
【ＦＩ】
B29C48/87
B29C48/395
B29C48/285
B29C48/345
B29B7/46
B29B9/06
C08J11/06 ZAB
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022182088
(22)【出願日】2022-11-14
(71)【出願人】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山本 哲也
(72)【発明者】
【氏名】関屋 政洋
(72)【発明者】
【氏名】小水流 広行
【テーマコード（参考）】
4F201
4F207
4F401
【Ｆターム（参考）】
4F201AA50
4F201AK02
4F201BA01
4F201BA02
4F201BC01
4F201BC02
4F201BC25
4F201BD05
4F201BK02
4F201BK13
4F201BK26
4F201BK64
4F201BL10
4F201BL33
4F207AA50
4F207AK02
4F207KA01
4F207KA17
4F207KK45
4F207KL64
4F401AC20
4F401BA06
4F401CA91
4F401CB13
(57)【要約】
【課題】成形物の品質のムラを抑制しやすい廃プラスチック成形物の製造装置を提供する。
【解決手段】製造装置１００は、容器１０と、移送部２０と、押出成形部３０と、を備える。押出成形部３０は、成形側壁１６から容器１０の外部側に向けて突出する複数の成形ノズル３１を有する。更に、製造装置１００は、複数の成形ノズル３１の外周面３１Ａへ向けて冷却液Ｗを噴出するノズル冷却部６０を備える。ノズル冷却部６０は、成形ノズル３１が配置される領域（ノズル配置領域Ｒ）の内側から冷却液Ｗを噴出する内側冷却部６０Ｂを有する。
【選択図】図２
【解決手段】製造装置１００は、容器１０と、移送部２０と、押出成形部３０と、を備える。押出成形部３０は、成形側壁１６から容器１０の外部側に向けて突出する複数の成形ノズル３１を有する。更に、製造装置１００は、複数の成形ノズル３１の外周面３１Ａへ向けて冷却液Ｗを噴出するノズル冷却部６０を備える。ノズル冷却部６０は、成形ノズル３１が配置される領域（ノズル配置領域Ｒ）の内側から冷却液Ｗを噴出する内側冷却部６０Ｂを有する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に廃プラスチック原料が投入される容器と、
前記容器の内部に投入された廃プラスチック原料を前記容器の一部を構成する壁である成形側壁へ向けて移送する移送部と、
前記成形側壁を介して前記容器の内部と外部とを連通し、廃プラスチック成形物を成形する押出成形部であって、前記成形側壁から前記容器の外部側に向けて突出する複数の成形ノズルを有する前記押出成形部と、
前記複数の成形ノズルの外周面へ向けて冷却液を噴出するノズル冷却部と、
を備え、
前記複数の成形ノズルは、前記移送部が有するシャフトの延長線上を取り囲むノズル配置領域に配置されており、
前記ノズル冷却部は、前記ノズル配置領域の内側から冷却液を噴出する内側冷却部を有する、
廃プラスチック成形物の製造装置。
前記容器の内部に投入された廃プラスチック原料を前記容器の一部を構成する壁である成形側壁へ向けて移送する移送部と、
前記成形側壁を介して前記容器の内部と外部とを連通し、廃プラスチック成形物を成形する押出成形部であって、前記成形側壁から前記容器の外部側に向けて突出する複数の成形ノズルを有する前記押出成形部と、
前記複数の成形ノズルの外周面へ向けて冷却液を噴出するノズル冷却部と、
を備え、
前記複数の成形ノズルは、前記移送部が有するシャフトの延長線上を取り囲むノズル配置領域に配置されており、
前記ノズル冷却部は、前記ノズル配置領域の内側から冷却液を噴出する内側冷却部を有する、
廃プラスチック成形物の製造装置。
【請求項2】
前記内側冷却部は、噴出方向を下方へ向ける下方噴出口を有する、
請求項１に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
請求項１に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【請求項3】
前記ノズル冷却部は、前記ノズル配置領域の外側から冷却液を噴出する外側冷却部を有する、
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【請求項4】
前記外側冷却部は、前記ノズル配置領域の下方から冷却液を噴出する噴出口を有しない、
請求項３に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
請求項３に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【請求項5】
前記内側冷却部は、噴出方向が互いに異なる４つの噴出口を有する、
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【請求項6】
前記内側冷却部は、
噴出方向が上方向である上方噴出口と、
噴出方向が下方向である下方噴出口と、
噴出方向が水平方向である一対の側方噴出口と、を有する、
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
噴出方向が上方向である上方噴出口と、
噴出方向が下方向である下方噴出口と、
噴出方向が水平方向である一対の側方噴出口と、を有する、
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【請求項7】
前記移送部が有する前記シャフトは、一対設けられ、
前記一対のシャフトの延長線上を取り囲む２つの円環領域を合体させた領域が前記ノズル配置領域となっており、
前記内側冷却部は、一対設けられ、
前記一対の内側冷却部は、前記２つの円環領域のそれぞれの内側から冷却液を噴出する、
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
前記一対のシャフトの延長線上を取り囲む２つの円環領域を合体させた領域が前記ノズル配置領域となっており、
前記内側冷却部は、一対設けられ、
前記一対の内側冷却部は、前記２つの円環領域のそれぞれの内側から冷却液を噴出する、
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【請求項8】
廃プラスチック成形物の製造方法であって、
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置を用いて行う、
廃プラスチック成形物の製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック成形物の製造装置を用いて行う、
廃プラスチック成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、廃プラスチック成形物の製造装置及び廃プラスチック成形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
家庭ごみ等に含まれる廃プラスチックをリサイクルするために、コークス炉を使用して廃プラスチックを化学原料化する技術がある。コークス炉内に廃プラスチックを投入するためには、当該廃プラスチックを所定形状の成形物に成形する必要がある。特許文献１には、廃プラスチック成形物の製造装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－０８８１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の廃プラスチック成形物の製造装置では、廃プラスチック成形物を成形する押出成形部が、容器の外部側に向けて突出する複数の成形ノズルを有する。そして、これら複数の成形ノズルの外周面へ向けて冷却液を噴出するノズル冷却部が設けられている。
【0005】
発明者らは、上記製造装置について、複数の成形ノズルのうち冷却されにくい成形ノズルや成形ノズルのうち冷却されにくい部分があると、廃プラスチック成形物の品質にムラが生じることに着目した。
【0006】
本開示の一つの目的は、成形物の品質のムラを抑制しやすい廃プラスチック成形物の製造装置を提供することである。
また、本開示の他の目的は、品質のムラが抑制された廃プラスチック成形物の製造方法を提供することである。
また、本開示の他の目的は、品質のムラが抑制された廃プラスチック成形物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の要旨は、以下のとおりである。
【0008】
＜１＞
内部に廃プラスチック原料が投入される容器と、
前記容器の内部に投入された廃プラスチック原料を前記容器の一部を構成する壁である成形側壁へ向けて移送する移送部と、
前記成形側壁を介して前記容器の内部と外部とを連通し、廃プラスチック成形物を成形する押出成形部であって、前記成形側壁から前記容器の外部側に向けて突出する複数の成形ノズルを有する前記押出成形部と、
前記複数の成形ノズルの外周面へ向けて冷却液を噴出するノズル冷却部と、
を備え、
前記複数の成形ノズルは、前記移送部が有するシャフトの延長線上を取り囲むノズル配置領域に配置されており、
前記ノズル冷却部は、前記ノズル配置領域の内側から冷却液を噴出する内側冷却部を有する、
廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様の廃プラスチック成形物の製造装置（以下、単に製造装置ということがある。）は、容器と、移送部と、押出成形部と、を備える。容器の内部には、廃プラスチック原料が投入される。移送部は、容器の内部に投入された廃プラスチック原料を容器の一部を構成する壁である成形側壁へ向けて移送する。押出成形部は、成形側壁を介して容器の内部と外部とを連通し、廃プラスチック成形物を成形する。さらに、押出成形部は、成形側壁から容器の外部側に向けて突出する複数の成形ノズルを有する。
ここで、製造装置は、複数の成形ノズルの外周面へ向けて冷却液を噴出するノズル冷却部を備える。このため、ノズル冷却部により成形ノズルを冷却し、成形ノズル内における原料の固化を促進することができる。
さらに、ノズル冷却部は、成形ノズルが配置される領域の内側から冷却液を噴出する内側冷却部を有する。このため、複数の成形ノズルのうち、ノズル配置領域の外側から冷却液を噴出したのでは冷却しにくい成形ノズル又は冷却しにくい部分を適切に冷却することができる。
したがって、この態様によれば、ノズル冷却部が内側冷却部を有しない態様と比較して、成形物の品質のムラを抑制しやすい。
内部に廃プラスチック原料が投入される容器と、
前記容器の内部に投入された廃プラスチック原料を前記容器の一部を構成する壁である成形側壁へ向けて移送する移送部と、
前記成形側壁を介して前記容器の内部と外部とを連通し、廃プラスチック成形物を成形する押出成形部であって、前記成形側壁から前記容器の外部側に向けて突出する複数の成形ノズルを有する前記押出成形部と、
前記複数の成形ノズルの外周面へ向けて冷却液を噴出するノズル冷却部と、
を備え、
前記複数の成形ノズルは、前記移送部が有するシャフトの延長線上を取り囲むノズル配置領域に配置されており、
前記ノズル冷却部は、前記ノズル配置領域の内側から冷却液を噴出する内側冷却部を有する、
廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様の廃プラスチック成形物の製造装置（以下、単に製造装置ということがある。）は、容器と、移送部と、押出成形部と、を備える。容器の内部には、廃プラスチック原料が投入される。移送部は、容器の内部に投入された廃プラスチック原料を容器の一部を構成する壁である成形側壁へ向けて移送する。押出成形部は、成形側壁を介して容器の内部と外部とを連通し、廃プラスチック成形物を成形する。さらに、押出成形部は、成形側壁から容器の外部側に向けて突出する複数の成形ノズルを有する。
ここで、製造装置は、複数の成形ノズルの外周面へ向けて冷却液を噴出するノズル冷却部を備える。このため、ノズル冷却部により成形ノズルを冷却し、成形ノズル内における原料の固化を促進することができる。
さらに、ノズル冷却部は、成形ノズルが配置される領域の内側から冷却液を噴出する内側冷却部を有する。このため、複数の成形ノズルのうち、ノズル配置領域の外側から冷却液を噴出したのでは冷却しにくい成形ノズル又は冷却しにくい部分を適切に冷却することができる。
したがって、この態様によれば、ノズル冷却部が内側冷却部を有しない態様と比較して、成形物の品質のムラを抑制しやすい。
【0009】
＜２＞
前記内側冷却部は、噴出方向を下方へ向ける下方噴出口を有する、
＜１＞に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様によれば、ノズル配置領域の下部に位置する成形ノズルを効果的に冷却することができる。
なお、噴出方向を下方へ向ける下方噴出口とは、噴出方向が下方向である噴出口だけでなく、噴出方向が斜め下方向である噴出口をも包含する。
前記内側冷却部は、噴出方向を下方へ向ける下方噴出口を有する、
＜１＞に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様によれば、ノズル配置領域の下部に位置する成形ノズルを効果的に冷却することができる。
なお、噴出方向を下方へ向ける下方噴出口とは、噴出方向が下方向である噴出口だけでなく、噴出方向が斜め下方向である噴出口をも包含する。
【0010】
＜３＞
前記ノズル冷却部は、前記ノズル配置領域の外側から冷却液を噴出する外側冷却部を有する、
＜１＞又は＜２＞に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様では、ノズル冷却部が内側冷却部及び外側冷却部を有するので、効果的に複数の成形ノズルを冷却できる。
前記ノズル冷却部は、前記ノズル配置領域の外側から冷却液を噴出する外側冷却部を有する、
＜１＞又は＜２＞に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様では、ノズル冷却部が内側冷却部及び外側冷却部を有するので、効果的に複数の成形ノズルを冷却できる。
【0011】
＜４＞
前記外側冷却部は、前記ノズル配置領域の下方から冷却液を噴出する噴出口を有しない、
＜３＞に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様によれば、装置構成を単純にすることができる。外側冷却部がノズル配置領域の下方から冷却液を噴出する噴出口を有しなくても、内側冷却部が設けられているので、成形物の品質のムラを抑制しやすい。
前記外側冷却部は、前記ノズル配置領域の下方から冷却液を噴出する噴出口を有しない、
＜３＞に記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様によれば、装置構成を単純にすることができる。外側冷却部がノズル配置領域の下方から冷却液を噴出する噴出口を有しなくても、内側冷却部が設けられているので、成形物の品質のムラを抑制しやすい。
【0012】
＜５＞
前記内側冷却部は、噴出方向が互いに異なる４つの噴出口を有する、
＜１＞～＜４＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様によれば、４方向に向けて冷却液を噴出できるので、効果的に冷却することができる。
前記内側冷却部は、噴出方向が互いに異なる４つの噴出口を有する、
＜１＞～＜４＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
（作用効果）
この態様によれば、４方向に向けて冷却液を噴出できるので、効果的に冷却することができる。
【0013】
＜６＞
前記内側冷却部は、
噴出方向が上方向である上方噴出口と、
噴出方向が下方向である下方噴出口と、
噴出方向が水平方向である一対の側方噴出口と、を有する、
＜１＞～＜５＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
前記内側冷却部は、
噴出方向が上方向である上方噴出口と、
噴出方向が下方向である下方噴出口と、
噴出方向が水平方向である一対の側方噴出口と、を有する、
＜１＞～＜５＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【0014】
＜７＞
前記移送部が有する前記シャフトは、一対設けられ、
前記一対のシャフトの延長線上を取り囲む２つの円環領域を合体させた領域が前記ノズル配置領域となっており、
前記内側冷却部は、一対設けられ、
前記一対の内側冷却部は、前記２つの円環領域のそれぞれの内側から冷却液を噴出する、
＜１＞～＜６＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
前記移送部が有する前記シャフトは、一対設けられ、
前記一対のシャフトの延長線上を取り囲む２つの円環領域を合体させた領域が前記ノズル配置領域となっており、
前記内側冷却部は、一対設けられ、
前記一対の内側冷却部は、前記２つの円環領域のそれぞれの内側から冷却液を噴出する、
＜１＞～＜６＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置。
【0015】
＜８＞
廃プラスチック成形物の製造方法であって、
＜１＞～＜７＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置を用いて行う、
廃プラスチック成形物の製造方法。
廃プラスチック成形物の製造方法であって、
＜１＞～＜７＞の何れかに記載の廃プラスチック成形物の製造装置を用いて行う、
廃プラスチック成形物の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】実施形態に係る廃プラスチック成形物の製造装置の構成を示す模式図である。
【図2】実施形態に係る押出成形部及びノズル冷却部を示す図である。
【図3】変形例に係る押出成形部及びノズル冷却部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【0018】
＜廃プラスチック成形物の製造装置＞
まず、本発明の実施形態に係る廃プラスチック成形物Ｐの製造装置１００（以下、単に製造装置１００という。）について説明する。
まず、本発明の実施形態に係る廃プラスチック成形物Ｐの製造装置１００（以下、単に製造装置１００という。）について説明する。
【0019】
図１は、製造装置１００の全体構成を示す模式図である。
【0020】
製造装置１００は、廃プラスチック原料Ｍ（以下、単に原料Ｍという。）に対して、破砕、混練及び加熱等の処理を行った後、押出成形することで、所定の形状を有する廃プラスチック成形物Ｐ（以下、単に成形物Ｐという。）を成形するための装置である。成形物Ｐは、例えば、石炭とともにコークス炉内へ挿入され、化学原料としてリサイクルされる。
【0021】
原料Ｍには、使用済みプラスチック容器をはじめとするプラスチックごみが含まれる。具体的には、原料Ｍには、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン等の樹脂材料を主成分とするプラスチックごみが含まれる。
【0022】
原料Ｍは、成形物Ｐの製造装置１００に投入される前の段階で、ある程度破砕された状態であってもよい。また、原料Ｍは、成形物Ｐの製造装置１００に投入される前の段階で、ある程度、混練され、加熱された状態であってもよい。この場合、容器１０内での原料Ｍに対する混練、加熱を省略又は簡易的に行うようにしてもよい。
【0023】
製造装置１００は、容器１０と、移送部２０と、押出成形部３０と、切断部７０と、を有する。
まず、ホッパ１３を介して容器１０内に原料Ｍが投入される。投入された原料Ｍは、混練、加熱されながら移送部２０によって容器１０の一端部１１から他端部１５へ移送される。そして、押出成形部３０を介して原料Ｍが所定の形状に押出成形されるとともに、押出成形部３０での冷却によって原料Ｍの表面が十分に固化される。その後、切断部７０によって原料Ｍが切断される結果、最終的に成形物Ｐが形成される。
まず、ホッパ１３を介して容器１０内に原料Ｍが投入される。投入された原料Ｍは、混練、加熱されながら移送部２０によって容器１０の一端部１１から他端部１５へ移送される。そして、押出成形部３０を介して原料Ｍが所定の形状に押出成形されるとともに、押出成形部３０での冷却によって原料Ｍの表面が十分に固化される。その後、切断部７０によって原料Ｍが切断される結果、最終的に成形物Ｐが形成される。
【0024】
(容器）
容器１０は、原料Ｍを収容することが可能な筐体部分である。容器１０は、図１におけるＹ方向の一端部１１側に、Ｚ方向に向かって開口されたホッパ１３を有する。ホッパ１３を介して、容器１０内に原料Ｍが投入される。原料Ｍは、容器１０の内部において、混練されるとともに、加熱される。このとき、原料Ｍは、一例として容器１０内で１４０℃程度以上に加熱されてもよい。
容器１０は、原料Ｍを収容することが可能な筐体部分である。容器１０は、図１におけるＹ方向の一端部１１側に、Ｚ方向に向かって開口されたホッパ１３を有する。ホッパ１３を介して、容器１０内に原料Ｍが投入される。原料Ｍは、容器１０の内部において、混練されるとともに、加熱される。このとき、原料Ｍは、一例として容器１０内で１４０℃程度以上に加熱されてもよい。
【0025】
容器１０内での加熱温度が１４０℃程度未満であると、原料Ｍの溶融が十分でなく、成形物Ｐの成形過程において表面側の固化が十分に行われない。つまり、容器１０内の温度を１４０℃程度以上とすることで、成形物Ｐの成形過程における固化が十分に行われるようにすることができる。
【0026】
容器１０内で原料Ｍが１４０℃程度以上に加熱されるとは、容器１０内の全ての領域において、１４０℃以上に加熱されていることを意味するものではなく、容器１０内の押出成形部３０の近傍の原料Ｍが、１４０℃以上に加熱されていれば足りる。
【0027】
容器１０内には移送部２０の一部が設けられ、移送部２０によって、容器１０のＹ方向の他端部１５へ向かって原料Ｍが移送される。容器１０の他端部１５には、面板１７が設けられている。面板１７は、容器１０の他端部１５に設けられた板状部材であり、面板１７には、押出成形部３０が設けられている。面板１７の板厚、形状等は、押出成形における押圧力等を考慮して、適宜設定され得る。面板１７は、容器１０の他端部１５に位置する成形側壁１６を構成する。
【0028】
また、容器１０には、容器冷却部４０が設けられている。具体的には、図１に示すように、容器１０の構成する外周壁１９の内部に流路４１が形成されている。流路４１内を冷媒Ｃが流通することで、容器１０内の原料Ｍが抜熱されて、冷却される。
【0029】
（移送部）
移送部２０は、容器１０内の原料Ｍを容器１０の他端部１５へ向かって移送する。具体的には、移送部２０は、いわゆる２軸押出し機構を有する。移送部２０は、軸方向がＹ方向に沿って設けられた一対のシャフト２１と、シャフト２１の軸方向端部と連結された減速機構２３と、減速機構２３を介してシャフト２１に回転力を付与する駆動源２５と、を有する。なお、一対のシャフト２１は、Ｘ方向に並んで配置されているので、図１では一方のシャフト２１のみが示されている。一対のシャフト２１の回転方向は、同じ方向であってもよいし、逆方向であってもよく、容器１０内の原料Ｍの混練、加熱状態等に応じて適宜設定される。
移送部２０は、容器１０内の原料Ｍを容器１０の他端部１５へ向かって移送する。具体的には、移送部２０は、いわゆる２軸押出し機構を有する。移送部２０は、軸方向がＹ方向に沿って設けられた一対のシャフト２１と、シャフト２１の軸方向端部と連結された減速機構２３と、減速機構２３を介してシャフト２１に回転力を付与する駆動源２５と、を有する。なお、一対のシャフト２１は、Ｘ方向に並んで配置されているので、図１では一方のシャフト２１のみが示されている。一対のシャフト２１の回転方向は、同じ方向であってもよいし、逆方向であってもよく、容器１０内の原料Ｍの混練、加熱状態等に応じて適宜設定される。
【0030】
一対のシャフト２１の外周面には、らせん状に設けられた刃状部分を有するスクリュー部２７が設けられている。かかるスクリュー部２７によって、シャフト２１の回転に伴い、原料Ｍが容器１０の一端部１１側から他端部１５側へ移送される。また、一対のシャフト２１に設けられたスクリュー部２７同士の回転によって、原料Ｍが混練されるとともに、摩擦によって加熱される。
【0031】
さらに、一対のシャフト２１には、図示しないニーディングディスク部が設けられてもよい。ニーディングディスク部は、シャフト２１の軸方向中間に設けられている。一対のシャフト２１に設けられたニーディングディスク部同士の回転によって、原料Ｍがより混練されるとともに、摩擦によって加熱される。
【0032】
（押出成形部）
押出成形部３０は、成形側壁１６を介して容器１０の内部と外部とを連通する部分であり、成形物Ｐを成形する部分である。
押出成形部３０は、成形側壁１６を介して容器１０の内部と外部とを連通する部分であり、成形物Ｐを成形する部分である。
【0033】
具体的には、押出成形部３０は、複数の成形ノズル３１を備える。成形ノズル３１は、筒状（具体的には円筒状）である。面板１７には当該面板１７を貫通する貫通孔（ノズル配置用孔１７Ｄ、図２参照）が複数形成されており、これら複数のノズル配置用孔１７Ｄに複数の成形ノズル３１が挿入された状態で配置されている。
【0034】
より具体的には、成形ノズル３１は、基端側の部分が面板１７の貫通孔の内部に配置されており、先端側の部分が面板１７の外部側の面１７Ａから突出している。成形ノズル３１の先端側の部分が面板１７の外部側の面１７Ａから突出していることにより、原料Ｍが押出成形部３０の内周面３１Ｂと接触する時間が長くなる。これにより、原料Ｍの溶融表面が充分に固化される。
【0035】
図２は、面板１７に対向する方向（＋Ｙ方向）から押出成形部３０を見た図である。
図２に示すように、押出成形部３０を構成する複数（図２では１８個）の成形ノズル３１は、シャフト２１の延長線上を取り囲む領域Ｒ（以下、ノズル配置領域Ｒという。）に配置されている。具体的には、シャフト２１は一対設けられているため、一方のシャフト２１の延長線上を取り囲む円環領域ｒと、他方のシャフト２１の延長線上を取り囲む円環領域ｒと、が存在する。そして、２つの円環領域ｒは、一部が重なる状態となっている。これにより、ノズル配置領域Ｒは、８の字状となっている。
図２に示すように、押出成形部３０を構成する複数（図２では１８個）の成形ノズル３１は、シャフト２１の延長線上を取り囲む領域Ｒ（以下、ノズル配置領域Ｒという。）に配置されている。具体的には、シャフト２１は一対設けられているため、一方のシャフト２１の延長線上を取り囲む円環領域ｒと、他方のシャフト２１の延長線上を取り囲む円環領域ｒと、が存在する。そして、２つの円環領域ｒは、一部が重なる状態となっている。これにより、ノズル配置領域Ｒは、８の字状となっている。
【0036】
なお、図２では、円環領域ｒに成形ノズル３１が１重の円環状に配置されている。しかし、成形ノズル３１は、２重や３重の円環状に配置されてもよい。
また、図２の例では、面板１７に形成された全ての貫通孔に対応して成形ノズル３１が配置されている。しかし、必要な成形ノズル３１の個数に応じ、貫通孔のうち一部は、成形ノズル３１の代わりに閉塞用の部材を挿入することで閉塞してもよい。
また、図２の例では、面板１７に形成された全ての貫通孔に対応して成形ノズル３１が配置されている。しかし、必要な成形ノズル３１の個数に応じ、貫通孔のうち一部は、成形ノズル３１の代わりに閉塞用の部材を挿入することで閉塞してもよい。
【0037】
（切断部）
切断部７０は、押出成形部３０において押し出し成形された原料Ｍを切断する。
押出成形部３０において押し出された原料Ｍの外周面は固化しており、原料Ｍの外形が維持された状態となるので、切断が容易となる。切断部７０により切断することで、原料Ｍが自重により折れる場合と比較して、切断箇所を制御できる。
切断部７０は、押出成形部３０において押し出し成形された原料Ｍを切断する。
押出成形部３０において押し出された原料Ｍの外周面は固化しており、原料Ｍの外形が維持された状態となるので、切断が容易となる。切断部７０により切断することで、原料Ｍが自重により折れる場合と比較して、切断箇所を制御できる。
【0038】
切断部７０は、一例として、回転刃７１と、駆動源７３と、切断部シャフト７５と有する。回転刃７１は、放射状に延びたアームの先端に刃がついた部位である。回転刃７１のアームの放射方向の中心には、切断部シャフト７５の一端が設けられる。切断部シャフト７５の他端には、駆動源７３が取り付けられる。駆動源７３は、切断部シャフト７５を介して、回転刃７１に対して回転力を付与する。回転刃７１の当接によって、押出成形部３０から押し出された原料Ｍが切断され、成形物Ｐとされる。
【0039】
（容器冷却部）
また、製造装置１００は、容器冷却部４０を有する。
容器冷却部４０は、容器１０に設けられた流路４１内に冷媒Ｃを流通することにより、容器１０内の原料Ｍを抜熱する。この結果、容器１０内の原料Ｍが冷却される。
また、製造装置１００は、容器冷却部４０を有する。
容器冷却部４０は、容器１０に設けられた流路４１内に冷媒Ｃを流通することにより、容器１０内の原料Ｍを抜熱する。この結果、容器１０内の原料Ｍが冷却される。
【0040】
具体的には、図１に示すように、容器１０の外周壁１９内に流路４１が形成されている。かかる流路４１は、一例として、断面円形状の管状とされている。また、流路４１は、容器１０において、らせん状に形成されている。すなわち、原料Ｍが移送される方向（Ｙ方向）に沿って所定の間隔のピッチを有しながら、容器１０の外周壁１９の面内方向に沿って周回状に形成されている。
【0041】
流路４１の一端部４１Ａ及び他端部４１Ｂを介して、冷媒Ｃが流路４１内に導入され、又は排出される。
【0042】
図１に示すように、容器冷却部４０は、循環機構４３を有してもよい。循環機構４３は、冷媒Ｃを循環させて、容器１０内の流路４１に冷媒Ｃを繰り返し導入、排出させる。具体的には、循環機構４３は、図１に示すように、チラー４３Ａと、ポンプ４３Ｂとを有する。チラー４３Ａは、流路４１から排出された冷媒Ｃが所定の温度となるように冷却する。具体的には、チラー４３Ａは、冷媒Ｃが５℃以上８０℃程度以下となるように冷却する。チラー４３Ａにおける冷却技術には、公知の循環用冷媒に対する冷却手法が適宜採用され得る。ポンプ４３Ｂは、冷媒Ｃを所定の圧力で循環させる。ポンプ４３Ｂには、冷媒Ｃの種類、求められる圧力に応じて、公知の圧送手法が適宜採用され得る。
【0043】
（加熱部）
また、製造装置１００は、面板１７の温度を調節可能な加熱部５０を有する。
加熱部５０は、一例として、面板１７内に設けられた抵抗加熱式のヒータ５１である。ヒータ５１は、加熱用電源５３と接続され、面板１７内部での発熱によって、面板１７及び、その近傍を加熱する。容器１０の他端部１５の面板１７に設けられた加熱部５０による加熱によって、原料Ｍの温度低下が抑制される。つまり、押出成形部３０内における原料Ｍの溶融状態が維持される。
また、製造装置１００は、面板１７の温度を調節可能な加熱部５０を有する。
加熱部５０は、一例として、面板１７内に設けられた抵抗加熱式のヒータ５１である。ヒータ５１は、加熱用電源５３と接続され、面板１７内部での発熱によって、面板１７及び、その近傍を加熱する。容器１０の他端部１５の面板１７に設けられた加熱部５０による加熱によって、原料Ｍの温度低下が抑制される。つまり、押出成形部３０内における原料Ｍの溶融状態が維持される。
【0044】
（ノズル冷却部）
また、製造装置１００は、ノズル冷却部６０を有する。
ノズル冷却部６０は、成形ノズル３１の外周面３１Ａへ向けて冷却液Ｗ（冷却水）を噴出することで、成形ノズル３１を冷却する。成形ノズル３１が冷却されることにより、原料Ｍの溶融表面の固化を促進される。これにより、成形後の成形物Ｐの膨張が抑制され、成形物Ｐの高密度化が実現される。また、成形物Ｐが所定の剛性を有することにより、後述する切断部７０による切断が容易になる。
また、製造装置１００は、ノズル冷却部６０を有する。
ノズル冷却部６０は、成形ノズル３１の外周面３１Ａへ向けて冷却液Ｗ（冷却水）を噴出することで、成形ノズル３１を冷却する。成形ノズル３１が冷却されることにより、原料Ｍの溶融表面の固化を促進される。これにより、成形後の成形物Ｐの膨張が抑制され、成形物Ｐの高密度化が実現される。また、成形物Ｐが所定の剛性を有することにより、後述する切断部７０による切断が容易になる。
【0045】
ノズル冷却部６０による冷却では、一例として、成形ノズル３１を約１００℃以下に冷却する。ノズル冷却部６０による冷却によっても成形ノズル３１の温度が約１００℃より高い温度であると、溶融した原料Ｍの表面が、十分に固化されない。この結果、成形物Ｐの高密度化が実現されない。
【0046】
図１に示すように、ノズル冷却部６０は、冷却液Ｗが噴出する噴出口６１と、噴出口６１へ冷却液Ｗを供給するポンプ６３と、を有する。
【0047】
図２に示すように、ノズル冷却部６０は、複数の噴出口６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅを有する。
ノズル冷却部６０は、ノズル配置領域Ｒの外側から冷却液Ｗを噴出する外側冷却部６０Ａと、ノズル配置領域Ｒの内側から冷却液Ｗを噴出する内側冷却部６０Ｂと、を有する。複数の噴出口６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅは、ノズル配置領域Ｒの外側に位置して外側冷却部６０Ａとして機能する噴出口６１Ａ，６１Ｂと、ノズル配置領域Ｒの内側に位置して内側冷却部６０Ｂとして機能する噴出口６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅと、に分けることができる。
外側冷却部６０Ａに加えて内側冷却部６０Ｂが設けられることにより、外側冷却部６０Ａでは冷却しにくい成形ノズル３１や外側冷却部６０Ａでは冷却しにくい成形ノズル３１の部分（例えば円環領域ｒの上部に位置する成形ノズルの下面側）を効果的に冷却することができる。
各噴出口の噴射角度は、複数の成形ノズル３１を適切に冷却できるように適宜設定される。噴射角度は、例えば約９０度である。噴射角度とは、噴出口から噴射される冷却液Ｗの広がり角度を意味する。
ノズル冷却部６０は、ノズル配置領域Ｒの外側から冷却液Ｗを噴出する外側冷却部６０Ａと、ノズル配置領域Ｒの内側から冷却液Ｗを噴出する内側冷却部６０Ｂと、を有する。複数の噴出口６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅは、ノズル配置領域Ｒの外側に位置して外側冷却部６０Ａとして機能する噴出口６１Ａ，６１Ｂと、ノズル配置領域Ｒの内側に位置して内側冷却部６０Ｂとして機能する噴出口６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅと、に分けることができる。
外側冷却部６０Ａに加えて内側冷却部６０Ｂが設けられることにより、外側冷却部６０Ａでは冷却しにくい成形ノズル３１や外側冷却部６０Ａでは冷却しにくい成形ノズル３１の部分（例えば円環領域ｒの上部に位置する成形ノズルの下面側）を効果的に冷却することができる。
各噴出口の噴射角度は、複数の成形ノズル３１を適切に冷却できるように適宜設定される。噴射角度は、例えば約９０度である。噴射角度とは、噴出口から噴射される冷却液Ｗの広がり角度を意味する。
【0048】
外側冷却部６０Ａは、複数の下方噴出口６１Ａと、複数の側方噴出口６１Ｂと、を有する。下方噴出口６１Ａは、噴出方向を下方向に向けた噴出口であり、側方噴出口６１Ｂは、噴出方向を側方（水平方向、±Ｘ方向）に向けた噴出口である。側方噴出口６１Ｂには、噴出方向を＋Ｘ方向に向けた側方噴出口６１Ｂと、噴出方向を－Ｘ方向に向けた側方噴出口６１Ｂと、がある。下方噴出口６１Ａの数と側方噴出口６１Ｂの数とは同数であり、図２に示す例では４つずつである。下方噴出口６１Ａは、ノズル配置領域Ｒの上側に位置し、側方噴出口６１Ｂは、ノズル配置領域Ｒの側方に位置する。
【0049】
内側冷却部６０Ｂは、２つの円環領域ｒのそれぞれに対応して２つ設けられる。２つの内側冷却部６０Ｂの各々は、２つの円環領域ｒの各々の内側に位置する。２つの内側冷却部６０Ｂの各々は、上方噴出口６１Ｃと、下方噴出口６１Ｄと、一対の側方噴出口６１Ｅと、を有する。上方噴出口６１Ｃは噴出方向を上方向に向けた噴出口であり、下方噴出口６１Ｄは噴出方向を下方向に向けた噴出口であり、側方噴出口６１Ｅは噴出方向を側方（水平方向）に向けた噴出口である。
【0050】
（温度センサ）
また、製造装置１００は、成形ノズル３１の温度を測定するための温度センサ３１Ｃを有する。温度センサ３１Ｃは、押出成形部３０の肉厚の径方向の中間部分の温度を測定可能な位置に設けられてもよい。温度センサ３１Ｃは、例えば熱電対である。
また、製造装置１００は、面板１７の温度を検出可能な温度センサ１７Ｃを有する。
温度センサ１７Ｃは、一例として、面板１７内に挿入された状態で使用される熱電対である。温度センサ１７Ｃは、面板１７内に設けられたヒータ５１の加熱温度を検出可能な範囲内に設けられる。
また、製造装置１００は、成形ノズル３１の温度を測定するための温度センサ３１Ｃを有する。温度センサ３１Ｃは、押出成形部３０の肉厚の径方向の中間部分の温度を測定可能な位置に設けられてもよい。温度センサ３１Ｃは、例えば熱電対である。
また、製造装置１００は、面板１７の温度を検出可能な温度センサ１７Ｃを有する。
温度センサ１７Ｃは、一例として、面板１７内に挿入された状態で使用される熱電対である。温度センサ１７Ｃは、面板１７内に設けられたヒータ５１の加熱温度を検出可能な範囲内に設けられる。
【0051】
（制御部）
製造装置１００は、制御部９０を有する。制御部９０は、製造装置１００における成形物Ｐの成形工程を制御する。
製造装置１００は、制御部９０を有する。制御部９０は、製造装置１００における成形物Ｐの成形工程を制御する。
【0052】
具体的には、制御部９０は、温度センサ１７Ｃからの出力に基づいて、加熱部５０による面板１７周辺の加熱を制御する。制御部９０は、温度センサ３１Ｃからの出力に基づいて、ノズル冷却部６０による押出成形部３０の冷却を制御する。すなわち、本実施形態では、加熱制御用の温度センサが、温度センサ１７Ｃであると共に、冷却制御用の温度センサが、温度センサ３１Ｃである。さらに、制御部９０は、切断部７０の駆動源７３、移送部２０の駆動源２５の回転数等を制御する。
【0053】
また、制御部９０は、容器冷却部４０による冷却において、温度センサ１７Ｃ及び／又は温度センサ３１Ｃからの出力に基づいて、流路４１に導入される冷媒Ｃの流量及び温度の少なくとも一方を制御する。具体的には、制御部９０は、温度センサ３１Ｃが検出する温度が所定の温度以下（例えば、１００℃以下）になるように、チラー４３Ａ及び／又はポンプ４３Ｂの動作を制御する。
【0054】
制御部９０としての機能は、一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ、及びストレージ等の協働によって実現される。すなわち、ＣＰＵは、ストレージに記憶された製造装置１００の制御プログラムをメモリ上で実行することで、制御部９０として機能する。
【0055】
＜廃プラスチック成形物の製造方法＞
次に、本実施形態に係る廃プラスチック成形物Ｐの製造方法について説明する。
次に、本実施形態に係る廃プラスチック成形物Ｐの製造方法について説明する。
【0056】
まず、廃プラスチック原料Ｍが容器１０へ投入される。続いて、容器１０内で廃プラスチック原料Ｍが混練され、加熱される。
【0057】
さらに、容器１０の端部に設けられて容器１０内と外部とを連通する押出成形部３０へ向かって、１５０℃以上に加熱された廃プラスチック原料Ｍが移送される。廃プラスチック原料Ｍが容器１０の端部へ移送され、廃プラスチック原料Ｍは、押出成形部３０内を押し出される。このとき、少なくとも廃プラスチック原料Ｍが押出成形部３０内を押出される間、押出成形部３０は１００℃以下に冷却される。最終的に、廃プラスチック原料Ｍは押出成形部３０から押出され、切断部７０により切断されて、廃プラスチック成形物Ｐが成形される。
【0058】
（作用効果）
次に、本実施形態における作用効果について説明する。
次に、本実施形態における作用効果について説明する。
【0059】
本実施形態では、製造装置１００は、容器１０と、移送部２０と、押出成形部３０と、を備える。容器１０の内部には、廃プラスチック原料Ｍが投入される。移送部２０は、容器１０の内部に投入された廃プラスチック原料Ｍを容器１０の一部を構成する壁である成形側壁１６へ向けて移送する。押出成形部３０は、成形側壁１６を介して容器１０の内部と外部とを連通し、廃プラスチック成形物Ｐを成形する。押出成形部３０は、成形側壁１６から容器１０の外部側に向けて突出する複数の成形ノズル３１を有する。
ここで、製造装置１００は、複数の成形ノズル３１の外周面３１Ａへ向けて冷却液Ｗを噴出するノズル冷却部６０を備える。このため、ノズル冷却部６０により成形ノズル３１を冷却し、成形ノズル３１内における原料Ｍの固化を促進することができる。
さらに、ノズル冷却部６０は、成形ノズル３１が配置される領域（ノズル配置領域Ｒ）の内側から冷却液Ｗを噴出する内側冷却部６０Ｂを有する。このため、複数の成形ノズル３１のうち、ノズル配置領域Ｒの外側から冷却液Ｗを噴出したのでは冷却しにくい成形ノズル３１又は冷却しにくい部分を適切に冷却することができる。
したがって、本実施形態によれば、ノズル冷却部６０が内側冷却部６０Ｂを有しない態様と比較して、成形物Ｐの品質のムラを抑制しやすい。
ここで、製造装置１００は、複数の成形ノズル３１の外周面３１Ａへ向けて冷却液Ｗを噴出するノズル冷却部６０を備える。このため、ノズル冷却部６０により成形ノズル３１を冷却し、成形ノズル３１内における原料Ｍの固化を促進することができる。
さらに、ノズル冷却部６０は、成形ノズル３１が配置される領域（ノズル配置領域Ｒ）の内側から冷却液Ｗを噴出する内側冷却部６０Ｂを有する。このため、複数の成形ノズル３１のうち、ノズル配置領域Ｒの外側から冷却液Ｗを噴出したのでは冷却しにくい成形ノズル３１又は冷却しにくい部分を適切に冷却することができる。
したがって、本実施形態によれば、ノズル冷却部６０が内側冷却部６０Ｂを有しない態様と比較して、成形物Ｐの品質のムラを抑制しやすい。
【0060】
また、本実施形態では、内側冷却部６０Ｂは、噴出方向を下方へ向ける下方噴出口６１Ａを有する。このため、ノズル配置領域Ｒの下部に位置する成形ノズル３１を効果的に冷却することができる。
【0061】
また、本実施形態では、ノズル冷却部６０は、ノズル配置領域Ｒの外側から冷却液Ｗを噴出する外側冷却部６０Ａを有する。このため、ノズル冷却部６０が内側冷却部６０Ｂ及び外側冷却部６０Ａを有するので、効果的に複数の成形ノズル３１を冷却できる。
【0062】
また、本実施形態では、外側冷却部６０Ａは、ノズル配置領域Ｒの下方から冷却液Ｗを噴出する噴出口を有しない。このため、製造装置１００の装置構成を単純にすることができる。本実施形態では、内側冷却部６０Ｂが設けられているので、外側冷却部６０Ａがノズル配置領域Ｒの下方から冷却液Ｗを噴出する噴出口を有しなくても成形物の品質のムラを抑制しやすい。
【0063】
また、本実施形態では、内側冷却部６０Ｂは、噴出方向が互いに異なる４つの噴出口６１を有する。このため、４方向に向けて冷却液Ｗを噴出できるので、効果的に冷却することができる。
【0064】
＜補足説明＞
以上、発明の実施形態について説明したが、本開示はこれに限定されない。以下で念のため補足する。
以上、発明の実施形態について説明したが、本開示はこれに限定されない。以下で念のため補足する。
【0065】
上記実施形態では、内側冷却部６０Ｂが上方噴出口６１Ｃと下方噴出口６１Ｄと一対の側方噴出口６１Ｅとを有する例（図２参照）を説明した。しかし、内側冷却部の構成は、図３に示す構成にしてもよい。
図３に示す内側冷却部１６０Ｂは、噴出方向がそれぞれ約４５度ずつ変更された４つの噴出口１６１Ｃ，１６１Ｄを有する。４つの噴出口１６１Ｃ，１６１Ｄは、噴出方向が斜め上方向である２つの噴出口１６１Ｃと、噴出方向が斜め下方向である２つの噴出口１６１Ｄと、を有する。
図３に示す内側冷却部１６０Ｂは、噴出方向がそれぞれ約４５度ずつ変更された４つの噴出口１６１Ｃ，１６１Ｄを有する。４つの噴出口１６１Ｃ，１６１Ｄは、噴出方向が斜め上方向である２つの噴出口１６１Ｃと、噴出方向が斜め下方向である２つの噴出口１６１Ｄと、を有する。
【0066】
上記実施形態では、内側冷却部６０Ｂが複数（４つ）の噴出口６１を有する例を説明したが、本開示の内側冷却部６０Ｂはこれに限定されない。内側冷却部６０Ｂが有する噴出口６１の数は１つであってもよいし、４つ以外の複数であってもよい。
また、内側冷却部６０Ｂの噴出口６１は、噴出方向を変化できるように回転可能に構成されてもよい。この場合、自動で回転するように構成することが好ましい。噴出口６１を回転可能に構成する場合でも、噴出口の数は特に限定されない。
また、内側冷却部６０Ｂの噴出口６１は、噴出方向を変化できるように回転可能に構成されてもよい。この場合、自動で回転するように構成することが好ましい。噴出口６１を回転可能に構成する場合でも、噴出口の数は特に限定されない。
【0067】
上記実施形態では、外側冷却部６０Ａが、ノズル配置領域Ｒの下方から冷却液Ｗを噴出する噴出口を有しない例を説明したが、本開示の外側冷却部はこれに限定されない。外側冷却部は、ノズル配置領域の下方から冷却液Ｗを噴出する噴出口を有していてもよい。
【0068】
上記実施形態では、移送部２０が一対のシャフト２１を有する例を説明したが、本開示の移送部はこれに限定されない。移送部が有するシャフトの数は一つでもよい。
【符号の説明】
【0069】
１０ 容器
１６ 成形側壁
２０ 移送部
２１ シャフト
３０ 押出成形部
３１ 成形ノズル
３１Ａ 外周面
６０ ノズル冷却部
６０Ａ 外側冷却部
６１Ａ 下方噴出口
６１Ｂ 側方噴出口
６０Ｂ 内側冷却部
６１Ｃ 上方噴出口
６１Ｄ 下方噴出口
６１Ｅ 側方噴出口
１６０Ｂ 内側冷却部
１００ 製造装置
Ｍ 廃プラスチック原料
Ｐ 廃プラスチック成形物
Ｒ ノズル配置領域
ｒ 円環領域
Ｗ 冷却液
１６ 成形側壁
２０ 移送部
２１ シャフト
３０ 押出成形部
３１ 成形ノズル
３１Ａ 外周面
６０ ノズル冷却部
６０Ａ 外側冷却部
６１Ａ 下方噴出口
６１Ｂ 側方噴出口
６０Ｂ 内側冷却部
６１Ｃ 上方噴出口
６１Ｄ 下方噴出口
６１Ｅ 側方噴出口
１６０Ｂ 内側冷却部
１００ 製造装置
Ｍ 廃プラスチック原料
Ｐ 廃プラスチック成形物
Ｒ ノズル配置領域
ｒ 円環領域
Ｗ 冷却液
【図1】
【図2】
【図3】
