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CN101426628A - 废塑料成型方法和废塑料热分解方法 - Google Patents

废塑料成型方法和废塑料热分解方法 Download PDF

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CN101426628A
CN101426628A CNA2006800544023A CN200680054402A CN101426628A CN 101426628 A CN101426628 A CN 101426628A CN A2006800544023 A CNA2006800544023 A CN A2006800544023A CN 200680054402 A CN200680054402 A CN 200680054402A CN 101426628 A CN101426628 A CN 101426628A
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waste plastics
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广松隆
森泰彦
盐泽修一
酒谷政利
佐藤孝志
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Nippon Steel Corp
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Abstract

本发明的目的是通过将废塑料成型来制造高密度粒状物。另一目的是将该粒状物与煤混合，使用炼焦炉进行热分解时制造高强度的焦炭，为此使用在低温下软化的塑料，即以合计为50％以上的比率含有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的废塑料作为原料。采用使用螺杆式压入机将该废塑料从喷嘴挤出的成型方法进行成型。在本发明的方法中，在成型装置内使废塑料变为180～260℃的温度，并抽吸该成型装置内的气体。通过该操作，使聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯成为熔融状态，并且减少塑料内的气体。通过从该状态从直径为15～60mm的喷嘴挤出而进行压缩成型后，将其切断，在切断后3秒钟以内用水冷装置冷却。

Description

废塑料成型方法和废塑料热分解方法
技术领域
本发明涉及使在塑料加工工序中发生的塑料屑和使用完的包装容器的塑料等废弃物塑料成为高密度的粒状物的方法。另外，作为进行再循环的方法，涉及使用炼焦炉进行干馏处理，获得燃料气、油化物、焦炭的方法。
背景技术
以往，在塑料加工工序中发生的塑料屑和使用完的塑料(以下称为废塑料)是被焚烧处理或填埋处理。其结果，焚烧处理的场合，由于在炉内进行高温燃烧，因此产生的问题是焚烧炉破损，或由于混杂的氯与发生的烃等反应而发生二噁英。另外，即使填埋处理塑料也不腐烂，土壤不固化，因此存在填埋地的利用价值低的问题。
作为其对策，实施了种种的塑料再循环处理。例如，曾进行了塑料的油化和气体化，但是存在其处理费用高的问题。另一方面，使用炼焦炉对塑料进行干馏是能够进行大量的再循环的经济方法，在炼焦炉中的干馏，还能够随燃料气、油化物一同回收焦炭，因此是在利用用途的多样化方面也优异的方法。
该干馏方法，是将废塑料与煤混合，加入到炼焦炉中，在约1200℃下进行干馏的方法，例如有日本特开昭48-34901号公报所述的方法。虽然根据所使用的塑料的种类不同而不同，但是所使用的塑料的约15～20％变为焦炭，约25～40％变为油化物，约40％变为炼焦炉气(以氢和甲烷为主成分的气体)。起因于塑料的焦炭，在与起因于煤的焦炭混合的状态下从炼焦炉中排出，被应用作为在高炉和合金铁制造工序等中的还原剂、燃料。
使用炼焦炉对塑料进行干馏的方法，作为将塑料经济地再循环的方法是有效的方法。然而，由于关于使用塑料的方法与焦炭品质之间的关系的正确的知识没有，因此在制造的焦炭品质上产生了问题。例如，在采用特开平8-157834号公报所述的技术的较多地回收气体和焦油的手段中，对焦炭品质没有考虑而大量地混合塑料时，产生了在该条件下制造的焦炭强度降低的问题。另外，由于焦炭在高炉、化铁炉等的大型设备中使用，因此必须耐受这些炉内的载荷条件，要求强度高，焦炭强度的恶化成为重要的品质问题。
在将由家庭等中发生的使用完的塑料进行再循环时，通过分离所混合的垃圾来作为再循环物使用，但该场合，异物的混入较多，最大混入达10％灰分也成问题。其结果产生的问题是成型性差，粒状物的形状差，以及表观比重小的问题。
为了解决该问题，如日本特开2000-372017号公报所述，记载了将规定的大小、且密度高的废塑料粒状物与煤混合，对该混合物进行干馏的方法。记载了：作为密度高的塑料粒状物，优选使用表观密度为0.4～0.95kg/L的塑料。这样来看，以往就曾进行提高废塑料粒状物的密度的方法的改善。
发明内容
这样，采用以往技术的炼焦炉中的塑料的再循环，是进行将如日本特开2000-372017号公报所述的高密度的废塑料粒状物与煤混合，在炼焦炉中使用的方法。该方法不使废塑料熔融而进行成型，因此无论怎样切断面周边都起毛刺，由于该部分的影响，引起体积密度(粒状物总质量除以粒状物集团所占有的空间体积所得到的值)降低、粒状物集团的流动差的问题。其结果，引起粒状物桥接，发生不能够从贮留槽运出的问题等。另外，起毛刺的部分从本体分离，存在粉发生较多的问题。
另外，采用一般方法制造的粒状物的表观密度(单独的粒状物的质量除以其体积所得到的值)一般为0.6～0.7g/cm3，最大为0.8g/cm3左右。另外，即使采用使用3～5mm的小径喷嘴等的特殊方法也不能够使其为0.95g/cm3以上。其结果、对于制造高密度化焦炭的良好的效果也存在限度，要求进一步高密度化。
其结果，虽然将废塑料粒状物高密度化的优点已被理解，但不一定能够得到充分的成果。因此，需求解决这些问题的新技术。本发明是解决上述的问题，由废塑料制造高密度的塑料粒状物，将其在炼焦炉中进行干馏时克服以往方法缺点的新技术。
另外，使一部分的塑料种类为熔融状态，将其从喷嘴挤出，由此制造高密度的塑料制品的方法一直以来就进行了。例如，有如日本特开平05-77301号公报那样将塑料向模具内注射的方法。该方法虽然能够制造高密度的塑料成型物，但由于向模具内压入熔融塑料进行生产，因此存在生产速度低、费用高等问题，不适合作为制造废塑料粒状物的方法。因此需求适合于废塑料处理的生产率高并且能够廉价地处理的方法。
本发明是为了解决所述的问题而完成的研究，其内容如(1)～(9)所述。
(1)使用废塑料作为原料，所述废塑料为多种塑料的混合物，以合计为50％以上的比率含有在低温下软化的塑料即选自聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的热塑性树脂。采用使用螺杆式压入机从喷嘴挤出该废塑料的成型方法进行成型。本发明的方法中，使废塑料在成型装置内为180～260℃的温度。在该状态下抽吸该成型装置内的气体。通过该操作，使聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯成为熔融状态，并且减少塑料内的气体。通过从该状态从直径为15～60mm的喷嘴挤出，来进行压缩成型。采用该方法成型制造粒状物后，将其切断，切断后3秒钟以内在水冷装置中进行冷却。采用该方法制造的塑料粒状物是内部空隙少的塑料粒状物，并且是没有过大的单一空隙的内部空隙形状也良好的塑料粒状物。
(2)使用废塑料作为原料时，即使在上述(1)的方法中也需要进一步的状态控制精度，所述废塑料为多种塑料的混合物，是含有合计为50％以上的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的废塑料，并且按氯质量比换算以4质量％以下的比率含有含氯塑料(以下称为氯化树脂)。这是因为必须适当地控制由氯化树脂发生的氯化氢的缘故，需要严格控制减压条件。即，在上述(1)所述的温度条件下，成为将来自保持废塑料的容器内的抽吸压力减压到0.1～0.35个大气压(绝对压力)的状态，通过从该状态从直径为15～60mm的喷嘴挤出来进行压缩成型，得到塑料粒状物，由此得到适合于炼焦炉的状态的粒状物。再者，一般地按氯换算以0.5％以上的比率含有含氯塑料的场合，采用该方法较好。
(3)在上述(1)或(2)所述的方法中，在水冷装置中进行冷却使得在2秒钟以内表面温度变为80℃以下。
(4)使用下述装置，采用上述(1)～(3)的任一项的方法将废塑料进行成型，所述装置是具有单一的压入螺杆，并且配置2～8个喷嘴的成型装置，喷嘴径的合计(喷嘴径×个数)为压入螺杆周长的1/4以下。
(5)使用下述装置，采用上述(1)～(3)的任一项的方法将废塑料进行成型，所述装置是具有一对压入螺杆，并且配置2～8个喷嘴的成型装置，喷嘴径的合计(喷嘴径×个数)为压入螺杆的周长合计的1/6以下。
(6)使用不具有从表面贯通到内部的孔或裂纹、且表观密度为0.85～1.1g/cm3的塑料粒状物。该粒状物的体积优选为6000～200000mm3。将该粒状物混合到对煤具有粘结性的平均粒径为5mm以下的煤中，将该混合物供给至炼焦炉中。通过在炼焦炉中进行15～24小时的长时间干馏，将废塑料热分解，得到以氢、甲烷为中心的可燃性气体、作为烃化合物的油化物。是干馏残分的碳作为焦炭进行回收的方法。
(7)一种废塑料热分解方法，其特征在于，将在塑料粒状物内部存在的气孔的单独最大长度为该塑料粒状物体积的1/3乘积值以下、且该气孔的单独体积为该塑料粒状物体积的10％以下的塑料粒状物混合到煤中，使用炼焦炉进行干馏。
(8)如上述(6)或(7)所述的方法，其中，将采用上述(1)～(3)的任一项所述的废塑料成型方法制造的体积为6000～200000mm3的粒状物与煤混合，使用炼焦炉进行干馏。
(9)如上述(6)～(8)的任一项所述的废塑料热分解方法，使塑料粒状物相对于煤的混合比率为5质量％以下。
附图说明
图1是表示处理废塑料的设备的总体构成的图。
图2是表示实施本发明的废塑料成型装置一例的图。
图3是将由为了实施本发明而使用的成型装置挤出的具有流动性的废塑料块进行冷却的水冷装置的图。
图4是表示根据本发明制造的粒状物的内部构造的图。
图5是表示炼焦炉的碳化室构造和内容物的图。
图6是表示调查由各种体积的粒状物与煤混合而成的混合物得到的焦炭的强度与粒状物混合比率的关系的结果的图。
具体实施方式
作为废塑料，以混合了多种的塑料片的塑料混合物作为对象。作为原料，一般是由家庭排出的容器包装、日用制品的废塑料、由工厂等排出的各式各样的废塑料。这些废塑料是各种塑料片的混合物，以含有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的热软化性树脂50质量％的树脂为原料。但是，若全部量变为熔融状态，则成型时存在发生激烈的熔合和在成型体中残留较大的气孔的问题等，因此，优选最大比率为90质量％。另外，废塑料通过使其最大长度约为50mm以下，则成型处理变得容易，因此优选在进行破碎处理后进行成型处理。
由于一般地废塑料中混有异物，因此优选在破碎前或破碎后进行除去异物的操作。从防止成型时的挤出特性恶化的目的考虑，无机物的混入量优选为5质量％以下。但是使无机物的混入量为0.5质量％以下在现实上是困难的，另外也不影响成型时的挤出特性，因此达到该值以下的无机物混入比率在技术上意义较小。因此，对本发明而言，特别优选的无机物范围是0.5～5质量％的范围。
将适合于进行这些操作的废塑料处理设备的构成示于图1。原料废塑料使用振动筛1、磁力筛选机2除去无机物后，使用破碎机3切成10～50mm的尺寸。将该切断了的塑料片供给至成型装置4中进行成型。将其在冷却装置5中冷却到常温，得到粒状物。
将适合于实施本发明的成型装置的例子示于图2。成型装置4包括供给口6、料筒(casing)7、压入螺杆8、端板9、喷嘴10、电发热体11、马达12、真空泵13、排气管14以及切割机15。再者，压入螺杆8通过马达11的旋转力向从喷嘴10挤出塑料的方向旋转。将废塑料片由供给口6加到料筒7中。在料筒7的内部，由压入螺杆8压入废塑料片进行压缩。利用此时发生的摩擦热和电发热体11，将废塑料升温到180～260℃。在该温度下将聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等热软化性树脂熔化。聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等优选为50质量％以上，当为该比率以下时，熔融状态的部分变少，引起成型时的密着性恶化的问题。但是，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等的比率超过90质量％时，成型装置的喷嘴阻力降低，压缩塑料的力降低，因此优选为90质量％以下。
成型装置内的废塑料的温度为180～260℃。该废塑料的温度按照塑料的各成分的配合率来决定，但在热软化性树脂的比率高的场合、热软化性树脂中低熔点的聚乙烯的配合率多的场合，使其为180～200℃左右的低温。另外，热软化性树脂的比率低的场合、高熔点的聚丙烯等的配合率多的场合，使其为200～260℃左右的高温。
在温度低于上述温度的场合，塑料的粘度高，难以成型，同时进入到被压缩的塑料中的气体难以脱除，因此引起成型后的密度未升高的问题。即，温度不到180℃的场合，即使较多地存在低熔点的聚乙烯，也成为液状部分较少的状态，发生密度未增高的问题。另外，超过高于上述温度的260℃的场合，由塑料的一部分发生气体，在流动状态的塑料内部气体过多，成为密度仍未升高的原因。特别是超过260℃时，存在聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等氯化树脂活跃地发生氯化氢气体的问题。由于该氯化氢气体的发生，粒状物膨胀，引起表观密度未增高的问题。另外，氯化氢气体的腐蚀性高，因此从设备保护的观点考虑，优选在260℃以下进行处理，从而抑制氯化氢的发生。
在该条件下，废塑料变为液状部分为50～90％，固体或缺乏流动性的部分为10～50％的状态，塑料作为整体变为流动状态。由于在该状态下，混有的空气被封住，成型前的废塑料上所附着的水分蒸发，一部分的塑料的成分气化，因此气体混在由压入螺杆8混炼的废塑料中。若其仍为该状态，则成为在切断、冷却后的粒状物中存在内部气孔的结果。其结果产生冷却后的粒状物的表观密度降低的问题。为了防止该问题，经由与真空泵13相连的排气管14，从流动状态的塑料中脱除气体。料筒7的抽吸压力优选为低于大气压的减压状态。在通常的处理中，使此时的抽吸压力(绝对压力)为0.1～0.5个大气压。特别是在处理混有氯乙烯等的塑料的场合或每一台成型装置的生产率为1吨/小时以上的高生产率的条件下，需要将压力保持得比较低一些。特别是按氯换算以4质量％以下的比率混合有氯化树脂的场合，优选为0.1～0.35个大气压。由于流动状态的塑料粘度较高，因此即使是在高温下粘度低的情况下也未变为0.5个大气压以下的场合，气体的脱除过于花费时间，在流动状态的塑料处于成型装置内的期间气体未完全脱除。但是，抽吸压力过低也有时引起与减压相伴的诱发过剩气体发生的问题，因此抽吸压力最好控制在0.1个大气压以上。再者，在生产率高的条件下，在温度较低的条件即180～200℃的场合，塑料的粘度较高，因此抽吸压力优选为0.1～0.2个大气压的范围。另外当为200～260℃时，塑料的粘度较低，因此抽吸压力特别优选为0.12～0.35个大气压的范围。即使有温度变化也为了制造表观密度为0.9kg/升左右以上的高密度的粒状物而统一进行压力管理的场合，优选为0.1～0.2个大气压的范围。再者，该条件在氯化树脂按氯换算为0.5质量％以上的场合特别有效。
从喷嘴10挤出流动状态的塑料。喷嘴径优选为15～60mm。不到15mm的喷嘴径的场合，容易产生流动状态的塑料中的固体或缺乏流动性的部分与喷嘴的摩擦增大的现象。其结果容易发生喷嘴堵塞。另外，超过60mm的喷嘴径的场合，流动状态的塑料在喷嘴内的通过速度过大，发生在料筒内部的塑料密度未提高的问题。其结果表观密度未变高。另外，该流动状态的塑料由于粘度的偏差大，因此从多个喷嘴挤出的场合，要从各喷嘴均等地挤出塑料就需要特殊的操作。切割机15，最佳的为具有锐角(优选为30度以下的锐角)刀刃的刀具旋转的型式的切割机。这是因为为了切断具有流动性的塑料需要使用锐利的刀的缘故。
因此，本发明者们使用直径15～60mm径的喷嘴进行实验，得到了以下结果。这是为了适当地进行流动状态的塑料的分配而将喷嘴分离设置，并且，其间隔不影响到压入螺杆8的径。定量地评价该关系，判明压入螺杆8的径和喷嘴径、喷嘴数存在适当的范围，压入螺杆8的径与喷嘴径和喷嘴数之积的比为某个值以下时，能够很好地成型。而另一方面，在本发明中，为了使流动状态的塑料的分配均匀，优选设置8个以下的数量的喷嘴。因此，在配置多个即2～8个喷嘴的场合，喷嘴径的合计(喷嘴径×个数)设计成压入螺杆8的圆周长度的1/4以下是有效的。另外，压入螺杆8由一对(双式)构成的场合，喷嘴径的合计优选为螺杆周长的合计的1/6以下。
从喷嘴挤出的塑料被切割机15切断，制造长度为喷嘴10的径的1～3倍的塑料块。切断该块后立即冷却，制造常温的塑料粒状物。在冷却开始较晚的场合、冷却速度较小的场合，由于残留在块中的气体的膨胀，而引起粒状物膨胀的现象。其结果，不能制造本发明的目标的高密度粒状物。原因是刚切断后的塑料仍处于流动状态，并且内部残存有气体。因此，必须使流动状态的塑料急速固化。为此，切断后立即开始冷却。另外，冷却方法也采用可获得高冷却速度的水冷方法。
本发明者们观察了切断后的流动状态的塑料块，由残存气体导致的膨胀为从2秒后左右能够观察到的程度，另外在经过了6～8秒的时刻变得显著。其原因是因为该块的粘度较高，因此由内部气体导致的膨胀现象存在时间滞后。若是适宜的条件，则能够在2秒以内使从表面起2mm的塑料充分固化。发现当早期地在表面形成有2mm以上的固化层的情况下，能够抑制膨胀现象。因此，通过切断后在3秒以内开始水冷，从而从切断后6秒以内从表面起2mm形成固化层为好。采用该方法能够制造没有膨胀的高密度的粒状物。另一方面，例如，通过对流动状态的塑料块施以50℃左右以下的水，本发明者们反复进行各种实验发现若能够使粒状物的表面温度在3秒以内变为80℃以下，则可实现该条件。
作为水冷的具体方法，优选使块浸渍在水中的方法，施以大量的流水的方法、喷淋雾水的方法。另外，为了实现上述的条件，作为水冷强度，若总截面温度平均为每分钟10～60℃的冷却速度，则能够在本发明所要求的时间内形成充分的表面固化层。为此，对于流动状态的塑料，优选浸渍在50℃以下的水中、喷撒50℃以下的水、或者浸渍在65℃以下的每秒1m以上的流水中等的方法。例如，有图3所示的方法。在水槽16中装满水，将粒状物18投到其中。水17的温度采用循环冷却方式、冷水补给等方法控制。由传送带19提升被冷却了的粒状物18，将其去水形成为制品。
将由以上的方法制造的粒状物的内部构造示于图4。由于从熔融状态冷却，因此表面20平滑。虽然在内部存在层状的气孔21，但气孔的空间占有率为5～15％左右。另外，若是由体积的1/3定义的值即代表长度为50mm的粒状物的场合，则气孔的厚度为2～5mm左右。若是该条件的粒状物，则不会在运输中分解或变形，本发明者们通过制造实验得到的粒状物的表观密度为0.85～1.1。根据本发明，能够稳定地制造该程度的表观密度的粒状物。与以往方法比较，达到1.2～1.5倍的高密度。
将该粒状物与煤混合。混合的比率相对于煤为5质量％以下。这是因为当混合量超过5质量％时，是干馏后形成的焦炭块发生较多的裂纹，在高炉就化铁炉中使用时价值更高的块焦炭的合格率降低的原因。这种现象虽然即使低密度的粒状物也发生，但该场合即使是5质量％以下也发生同样的现象。根据本发明的方法制造的粒状物，具有通过高密度化而更难以发生该现象的优点。
煤使用粉碎成5mm以下的粘结炭与一般炭的混合物。作为混合方法，将规定量的粒状物和煤混合使得尽量达到均匀。将混合物供给至图5所示的炼焦炉中。供给至碳化室22的混合物25利用两侧加热室23的热缓慢地达到高温。从碳化室壁24的周围进行干馏。从塑料粒状物达到250℃以上左右的时刻开始热分解反应，塑料变为氢、一氧化碳、甲烷、乙烷、苯、其他的烃的挥发分，上升到碳化室20的上方，由回收管26回收。此后，该挥发分在冷却后进行脱氯、脱硫及气液分离，成为可燃性气体和油化物。另外，残留在碳化室22的内部的碳分被加热到最高1100～1200℃，与起因于煤的焦炭合为一体。最佳的干馏时间为18～24小时。再者，起因于塑料的碳没有粘结性，因此塑料粒状物与煤的界面部分的焦炭强度降低。因此，粒状物的混合比率和性状影响到焦炭品质。
在本发明者们的实验中，本发明的粒状物有以下三点特征。第一由于是高密度，因此即使是质量相同，也具有在煤中相对于煤的体积率低的优点。第二由于没有从表面连接到内部的气孔和裂纹，因此在储备中或混合到煤中时往往水不会渗到内部。另外，第三，在向炼焦炉的炉内供给的场合，具有伴随着温度上升的膨胀较少的优点。这些物性有助于使焦炭制造条件良好。
首先，由于本发明的粒状物是高密度，因此将与采用以往方法制造的低密度的塑料粒状物同量的废塑料与煤混合时，也具有界面积较小的优点。因此，所制造的焦炭的低强度部分较少。图6中记载了调查由将各种体积的粒状物与煤混合的混合物得到的焦炭的强度与粒状物混合比率的关系的结果。再者，塑料粒状物的密度为0.9～1.05kg/升。在体积不到6000mm3时，即使是高密度粒状物，由于废塑料与煤的界面积变大的问题，使得本发明的效果变小。另一方面，在体积超过200000mm3时，废塑料发生热分解，挥发分(可燃气体成分和油化物)脱除后的空隙增大。该空隙大的场合，仍引起所制造的焦炭的强度变低的问题。其界限是体积为200000mm3。即，粒状物的体积若是6000～200000mm3(喷嘴径为15～60mm左右)，则对焦炭强度的降低的影响特别小。再者，作为图6所述的强度指数的意义，强度指数比由通常操作制造的焦炭降低1％以上的场合，在高炉中使用时出现生铁生产率降低等的影响。
粒状物的表面与内部不以空间连接，即不具有从表面贯通到内部的孔和裂纹也是重要的条件。内部的空隙与外部连通的场合，与煤混合时，煤中的水分进入粒状物的内部。其结果，粒状物供给到炉内的高温部时，粒状物内部的水急速地蒸发，粒状物周边的煤的填充状态紊乱，因此水不进入粒状物的内部是制造高强度焦炭的重要条件。这样的情况在煤水分为4质量％以上时发生。
另外，在粒状物被供给到炉内，达到100～200℃的条件下，塑料软化，内部的空气膨胀。其结果，该温度下的粒状物的体积增大，实效上的粒状物的密度降低。由此存在作为本发明宗旨的、制造高密度化的粒状物的效果变小的问题，因此若还制约内部的气孔(闭气孔)的大小，则对焦炭制造产生良好的结果。作为其条件，优选闭气孔的单独的最大长度为粒状物的代表长度(由体积的1/3定义的值)以下，并且，单独的体积为粒状物的10％以下。
实施例1
使用表1所述的配合的废塑料(原料1)，采用本发明的方法制造废塑料粒状物，将其使用炼焦炉进行热分解。原料1是由塑料加工厂的生产工序中回收的废塑料，是含有聚乙烯56质量％、聚丙烯13质量％的废塑料。因此，聚乙烯和聚丙烯的合计为69质量％。该废塑料中没有混入氯乙烯等氯化树脂。再者，表1中的PE意指聚乙烯，PP意指聚丙烯，PS意指聚苯乙烯。
表1(单位：质量％)
 
PE PP PS 其他 Cl
原料1 56 13 0 31 0
原料2 31 18 4 47 2.2
原料3 51 19 8 22 0
将该混合塑料破碎成最大长度为25mm的片，使用具有图2所述的型式的单一压入螺杆，并设有1个径为25mm的喷嘴的成型装置进行了处理。处理速度为1.0吨/小时，将处理温度以10℃的刻度在180～260℃间设定。在为180℃时塑料的流动性低，因此使抽吸压力(绝对压力)为0.115个大气压。另外，抽吸压力，在190℃的场合为0.14个大气压，在200℃的场合为0.155个大气压，在210℃的场合为0.165个大气压，在260℃的场合为0.18个大气压。从成型装置喷嘴喷出的流动状态的塑料用1.5～2.8秒投入到45～55℃的流水的水中。该水流的槽宽为250mm，深度为150mm，流速为1.5m/秒。通过该处理而得到的制品(粒状物)，其体积为16000～25000mm3，表观密度为0.91～1.02kg/升。再者，详细数据示于表2。这样采用本发明的操作方法处理得到的粒状物是高密度的。
使用炼焦炉再循环处理由本发明得到的粒状物(制品1～5)。再者，这些粒状物表面圆滑，并且没有到达内部的裂纹和气孔。它们的闭气孔的最大长度均为2～10mm，没有超过代表长度的1/2的闭气孔。另外，单独的闭气孔的体积也为粒状物体积的3～7％。作为炼焦炉中的处理条件，这些粒状物对煤的混合比为2.3质量％，大致均匀地混合，供给至炼焦炉碳化室中。处理时间为20小时，处理温度在最高温度时为1160℃。其结果，得到的可燃气体和油化物的量，每1吨塑料分别为440kg和350kg。转化成约190kg焦炭，与起因于煤的焦炭混合而一体化。该焦炭的强度指数(未添加的条件)为-0.52％～-0.78％。这样，即使是2.3％的较大量的混合比，焦炭强度的降低也少。再者，所谓强度指数，由使用旋转磨损装置，以每分钟15转的速度旋转150次后的15mm以下的发生率表示，与未添加废塑料粒状物的值比较。
表2
 
单位 制品1 制品2 制品3 制品4 制品5
处理温度 ℃ 180 190 200 210 260
抽吸压力 气压 0.115 0.14 0.155 0.165 0.18
直到水冷的时间 秒 1.5 1.6 2.7 1.9 2.6
水温 ℃ 45 45 51 50 55
粒状物体积 mm3 25000 24000 16000 24000 21000
粒状物表观密度 g/cm3 1.02 0.99 0.91 0.92 0.91
制品焦炭强度指数 与未添加情形之差％ -0.52 -0.61 -0.71 -0.69 -0.78
另一方面，采用以往方法制造的粒状物，表观比重为0.61g/cm3。体积为30000mm3，将该粒状物仍以2.3％的混合比与煤混合进行了再循环处理。采用该粒状物得到的可燃气体和油化物的量也与实施例1同等。另一方面，得到的焦炭的强度指数(未添加的条件)为-1.25％。这样，即使是相同混合比，在为低比重的粒状物时，焦炭强度指数的降低较大。
实施例2
使用表1所述的配合的废塑料(原料2)，采用本发明的方法制造废塑料粒状物，将其使用炼焦炉进行热分解。原料2是由家庭回收的容器包装、日用品的废塑料，是含有聚乙烯31质量％、聚丙烯18质量％、聚苯乙烯4质量％的废塑料。因此，聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的合计为53质量％。另外，聚氯乙烯等氯化树脂中所含有的氯为2.2质量％。
将该混合塑料破碎成最大长度为25mm的片，使用具有图2所述型式的单一压入螺杆，并设有2个径为40mm的喷嘴的成型装置进行了处理。压入螺杆8的径为160mm，(喷嘴径)×(喷嘴数)＝80mm，是小于压入螺杆8周长的1/4的值。处理速度为1.2吨/小时，处理温度为200℃。抽吸压力为0.21个大气压。从成型装喷嘴喷出的流动状态的塑料用1～1.2秒钟投入到40℃的静水的水中。通过该处理得到的制品(粒状物)，其体积为140000mm3，表观密度为0.97。
使用炼焦炉再循环处理由本发明得到的体积为140000mm3的粒状物。处理条件与实施例1相同。与煤的混合比为2.8质量％，大致均匀地混合，供给至炼焦炉碳化室中。由该处理得到的焦炭的强度指数(未添加的条件)为-0.68％，焦炭强度的降低较少。
实施例3
使用表1所述的配合的废塑料(原料3)，采用本发明的方法制造废塑料粒状物，将其使用炼焦炉进行热分解。原料3是由家庭回收的容器包装、日用品的废塑料，是含有聚乙烯51质量％、聚丙烯19质量％、聚苯乙烯8质量％的废塑料。因此，聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯的合计为78质量％。
将该混合塑料破碎成最大长度为50mm的片，使用具有图2所述型式的、各自的直径为196mm的一对压入螺杆，并设有4个径为38mm的喷嘴的成型装置进行了处理。(喷嘴径)×(喷嘴数)＝152mm，为小于压入螺杆8的周长合计的1/6的值。处理速度为2.4吨/小时，处理温度为185℃。抽吸压力为-0.11个大气压。从成型装置喷嘴喷出的流动状态的塑料用1秒钟投入到40℃的静水的水中。通过该处理得到的制品(粒状物)，其体积为76000mm3，表观密度为0.99。
使用炼焦炉再循环处理了通过本处理得到的体积76000mm3的粒状物。处理条件与实施例1相同。与煤的混合比为2.8质量％，大致均匀地混合，供给至炼焦炉碳化室中。由该再循环处理得到的焦炭的强度指数(未添加的条件)为-0.38％，有时粒径大，特别是焦炭强度的降低较少。
产业上的利用可能性
根据本发明能够经济地制造高密度、且粉化少的塑料粒状物。另外，由以上说明的方法制造的粒状物是密度比现有技术生产的塑料粒状物高1.2～1.5倍左右的粒状物，因此即使是相同条件的再循环处理，即使向炼焦炉中添加的比率为1.2～1.5倍，也不会使炼焦炉的生产率恶化，对炼焦炉中的塑料再循环有用。
本发明中表示数值范围的“以上”和“以下”均包括本数。

Claims (10)

1、一种废塑料成型方法，其特征在于，通过使废塑料在从喷嘴挤出的成型装置内为180～260℃的温度，并且从抽吸了装置内的气体的状态从喷嘴挤出而进行压缩成型后，将其切断，置于水冷装置中冷却而制造，所述废塑料为多种塑料的混合物，并且含有合计为50质量％以上的选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的热塑性树脂。
2、一种废塑料成型方法，其特征在于，通过使废塑料在从喷嘴挤出的成型装置内为180～260℃的温度，并且从抽吸了装置内的气体的状态从直径为15～60mm的喷嘴挤出而进行压缩成型后，将其切断，在3秒钟以内置于水冷装置中冷却而制造，所述废塑料为多种塑料的混合物，并且含有合计为50％以上的选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的热塑性树脂。
3、根据权利要求1或2所述的废塑料成型方法，其特征在于，通过将废塑料用减压至0.1～0.35个大气压的排气装置进行气体抽吸，并从该状态将废塑料从喷嘴挤出而进行压缩成型，将其置于水冷装置中冷却而制造，所述废塑料为多种塑料的混合物，并且是含有合计为50％以上的选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的热塑性树脂的废塑料，并且以含氯质量计以5％以下的比率含有含氯塑料。
4、根据权利要求1～3的任一项所述的废塑料成型方法，其特征在于，在将从喷嘴挤出的全部或一部分熔融的废塑料块用冷却装置开始水冷后2秒钟以内将表面温度冷却至80℃以下。
5、一种废塑料成型方法，其特征在于，使用下述装置并采用权利要求1～4中所述的任一种方法将废塑料进行成型，所述装置是具有单一的压入螺杆并且配置2～8个喷嘴的成型装置，喷嘴径的合计即喷嘴径×个数为压入螺杆周长的1/4以下。
6、一种废塑料成型方法，其特征在于，使用下述装置并采用权利要求1～4中所述的任一种方法将废塑料进行成型，所述装置是具有一对压入螺杆并且配置2～8个喷嘴的成型装置，喷嘴径的合计即喷嘴径×个数为压入螺杆的周长合计的1/6以下。
7、一种废塑料热分解方法，其特征在于，将不具有从表面贯通到内部的孔或裂纹、并且表观密度为0.85～1.1g/cm3、体积为6000～200000mm3的塑料粒状物混合到煤中，使用炼焦炉进行干馏。
8、根据权利要求7所述的废塑料热分解方法，其特征在于，将在塑料粒状物的内部存在的气孔的单独最大长度为该塑料粒状物体积的1/3乘积值以下、并且该气孔的单独体积为该塑料粒状物体积的10％以下的塑料粒状物混合到煤中，使用炼焦炉进行干馏。
9、根据权利要求7或8所述的废塑料热分解方法，其特征在于，将采用权利要求1～4的任一项所述的成型方法制造的塑料粒状物混合到煤中，使用炼焦炉进行干馏。
10、根据权利要求7～9的任一项所述的废塑料热分解方法，其特征在于，使塑料粒状物相对于煤的混合比率为5质量％以下。
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