JP2000271947A - 分別回収した使用済樹脂から成形品を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】(1)分別回収した使用済樹脂の粉砕、溶融押
出、注型成形を連続して行うことができ、(2)種々の成
形条件に応じて注入圧力を調節しつつ、溶融樹脂を注型
金型へ注入でき、(3)注型成形時に生じた余剰樹脂を循
環させて再利用することができる、成形品の製造方法を
提供すること。 【解決手段】 分別回収した使用済樹脂を原料として成
形品を製造するにあたり、分別回収した使用済樹脂を要
すれば粉砕してこの被粉砕樹脂を押出機によって溶融さ
せ、ギアポンプによってこの溶融樹脂の圧力を調節しつ
つ溶融樹脂供給管、分岐管を経由して、複数個直列に配
置した注型成形用金型に順次注入し、成形品を連続的に
製造することを特徴とする。 【効果】 上記課題が解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分別回収した使用
済樹脂（以下、「使用済樹脂」ということがある）から
成形品を製造する方法に関する。さらに詳しくは、分別
回収した使用済樹脂を原料として、その分別回収した使
用済樹脂を必要があればさらに粉砕し、押出機で溶融さ
せて、注型成形装置に供給し、成形品を連続的に製造す
る方法に関する。

【０００２】従来、使用済みの各種樹脂は、一般のゴミ
と一緒にして焼却または埋立により処理されているか、
分別したあと再利用に供されている。この使用済樹脂を
焼却処理する場合には、高熱が発生して焼却炉を損傷す
ることがある。また、埋立処理する場合には、埋立地が
少ない、埋立てた状態で樹脂が分解しないので別の環境
汚染の問題が生起する、などの欠点がある。

【０００３】上のような種々の問題を解決すべく、近
年、廃棄物処理法、再生資源の利用の促進に関する法律
（リサイクル法）、容器包装に係る分別収集及び再商品
化の促進等に関する法律（容器包装リサイクル法）など
が制定され、施行間近となっており、容器包装、家庭電
器製品などに用いられた樹脂の一定割合までの回収、再
商品化が、消費者、販売者、樹脂メーカーなどに義務付
けられることとなる。このような背景をもとに、使用済
樹脂の分別回収および再利用に関する技術の開発が進め
られている。

【０００４】上記使用済樹脂を再生、再利用する際に
は、これを分別回収した後、洗浄、粉砕、混練、溶融な
どの各工程を経て、粒状体（ペレット）状とした成形材
料とされる。このペレットは、主に押出成形用、射出成
形用の原料として用いられる。押出成形法によるとき
は、棒状に押出成形されて所定の長さに切断され、杭な
どの成形品とされたり、注型成形用金型（以下、「注型
金型」ということがある）に注入されて箱、筒などの成
形品とされる。上記押出成形法によるときは、ペレット
化された使用済樹脂を再び加熱して溶融させる必要があ
り、エネルギーの節減にはならないという欠点がある。
エネルギーの節減を図るために、分別回収樹脂から直接
成形品を製造する方法が提案されている（特開平６−１
３４７８８号公報参照）。

【０００５】上記特開平６−１３４７８８号公報には、
再生樹脂自動連動成形法が記載されている。この提案の
成形法によれば、押出機と複数個の金型とを溶融樹脂供
給管によってつなぎ、各金型への溶融樹脂注入用の立上
がり管に開閉シャッターが設けられ、溶融樹脂が充填さ
れた一つ目の金型での冷却固化工程中に上記シャッター
が閉鎖されて、二つ目以降の金型への溶融樹脂の供給、
成形も同様に行うことができ、押出機を連続的に作動さ
せて成形品を製造することができる。

【０００６】しかしながら、この提案の方法によれば金
型に溶融樹脂を注入する際に、注入圧力および注入する
溶融樹脂量の微調整が困難であるという欠点がある。ま
た、この提案の方法では溶融樹脂を一方向へ流すだけで
あり、溶融樹脂供給管の末端付近まで流れた余剰樹脂を
再利用することができない上に、金型から溢出した余剰
樹脂のバリは成形品から切り離したあと廃棄しなければ
ならない、という欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとした課題】本発明者はかかる状況
に鑑み、上記課題を一挙に解決する方法を提供すべく鋭
意検討の結果、本発明に到達したものである。本発明の
目的は次の通りである。 １．分別回収した使用済樹脂を原料として、成形品を製
造する方法を提供すること。 ２．分別回収した使用済樹脂の粉砕、溶融押出、注型成
形を連続して行うことができ、エネルギーを節減して成
形品を製造する方法を提供すること。 ３．溶融樹脂の押出圧力を調節しながら、溶融樹脂を成
形金型に注入することができる、成形品を製造する方法
を提供すること。 ４．注型成形時に生じた余剰樹脂を、循環装置を用いて
循環させて再利用に供することができる、形品を製造す
る方法を提供すること。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、分別回収した使用済樹脂を原料として
成形品を製造するにあたり、分別回収した使用済樹脂を
要すれば粉砕してこの被粉砕樹脂を押出機によって溶融
させ、ギアポンプによってこの溶融樹脂の圧力を調節し
つつ溶融樹脂供給管、分岐管を経由して、複数個直列に
配置した注型成形用金型に順次注入し、成形品を連続的
に製造することを特徴とする、分別回収した使用済樹脂
から成形品を製造する方法を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る方法においては、分別回収した使用済樹脂
を原料として成形品を製造する。この分別回収した使用
済樹脂とは、廃棄された使用済樹脂の中でも再生、再利
用可能な樹脂であって、樹脂の種類ごとに回収され、分
別されたものをいう。

【００１０】使用済樹脂の種類としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられ
る。回収される形態としては、フィルム、トレイ、ボト
ル、その他各種成形品、各種成形品製造時に発生した規
格外品、スクラップなどを挙げることができる。特に発
泡スチロール製トレイ、ペットボトルなどの分別し易い
使用済樹脂の代表例であり、家庭で消費者の手によって
分別されて回収される。

【００１１】その他の分別しにくい使用済樹脂は、一度
回収された後、各種成形品に付された印刷、刻印などに
基づいて作業員の手によって分別される。規格外品、ス
クラップなどは、その工場で樹脂の種類別に分別されて
回収される。使用済樹脂が汚れているときにはこれを洗
浄し、乾燥させ、さらに必要があれば、圧縮、切断、粉
砕等により薄片状、粒状の形態で再生原料とすることが
できる。

【００１２】本発明方法においてはまず、分別回収した
使用済樹脂を、必要があれば粉砕する。粉砕とは、多様
な大きさの分別回収した使用済樹脂を、押出機に供給可
能な形状まで細かく粉砕することをいう。押出機に供給
可能な形状とは、ペレットのように十分細かくした粒状
のものをいい、粒径は２〜５mm程度の大きさが好まし
い。

【００１３】粉砕は、シュレッダー、カッター、クラッ
シャーなど、種々の粉砕装置を用いて行うことができ
る。なお、ＲＭ−Ｔ型プラスチック再生装置（ＥＲＥＭ
Ａ社製、商品名）のロータリーカッターを用いると、樹
脂の粉砕、混合、加熱、乾燥、凝集を同時に一工程で行
うことができ、さらにこの被粉砕樹脂を押出機に定量供
給することができるので、省力化を図ることができるの
で好ましい。

【００１４】上記の工程により粉砕された分別回収した
使用済樹脂は、押出機に供給して溶融、混練する。押出
機としては、単軸式押出機、多軸式押出機などのスクリ
ューを有する押出機が適している。なお、被粉砕樹脂に
付着した水分、または、被粉砕樹脂を溶融させた際に生
じる揮発分を排出するために、ベント式押出機を使用す
るのが好ましい。さらに、樹脂に混入している異物を除
去するために押出機先端にスクリーンを配置し、スクリ
ーンチェンジャーによって頻繁に交換するのが好まし
い。

【００１５】押出機のノズルから押出された溶融樹脂
は、樹脂供給管およびこの樹脂供給管に沿って一定間隔
で設けられた分岐管を経由して、注型金型へと送られ
る。これらの樹脂供給管と分岐管は、押出機と注型金型
との間に設けられて、押出機から押出された溶融樹脂を
注型金型まで移送させる際の流路となる。これらの樹脂
供給管と分岐管には、これら管の内部を通過する溶融樹
脂が冷却硬化しないように一定の間隔で加熱機、例えば
バンドヒーターなどを設ける。

【００１６】押出機のノズルの下流にはギアポンプを配
置し、このギアポンプの下流に樹脂供給管を延在させ
る。このギアポンプは、押出機のスクリューに喰い込む
樹脂量の変動などに起因する押出量の変動を修正し、溶
融樹脂を一定の圧力で下流の樹脂供給管に移送するとい
う機能を果たす。ギアポンプの入口および出口での溶融
樹脂の圧力、ギアポンプに流入する溶融樹脂の温度など
の情報を、ギアポンプ駆動装置にフィードバックしてギ
アポンプの回転速度を変えることにより、溶融樹脂の注
入圧力を一定に制御することができる。また、上記の情
報を、押出機の駆動装置にフィードバックすることによ
り、押出機のスクリューの回転数を制御することもでき
る。

【００１７】ギアポンプによって移送圧力が調節された
溶融樹脂は、樹脂供給管、分岐管を経由して、複数個直
列に配置された注型金型へと移送される。注型金型は、
注型成形装置に組み込まれて、溶融樹脂を所定の形状に
成形するという機能を果たす。この注型金型は、上下に
分割可能な雄型と雌型とからなるものが代表的である。
成形品を製造する際には、(1)雄型と雌型とを組合わせ
て形成されるキャビティに溶融樹脂を注入した後、雄型
を雌型側に押圧して成形品の肉厚を調整し、成形品は金
型内で冷却したあと型開きして取り出すことができる。
また、(2)下側の雌型に溶融樹脂を注入した後、上側の
雄型を雌型に嵌合させて加圧し、上下金型によって加圧
して成形された成形品は、型開きして取り出す方法によ
ることもできる。

【００１８】注型成形装置は、注型金型を固定盤に固定
し、型開き、型閉めする油圧機構を備え、注型金型の型
開き、型閉めを行うという機能を果たす。上記(1)の方
法、上記(2)の方法で成形品を製造する際に、上記油圧
機構により、上側の雄型を雌型に側に押圧したり、雄型
を雌型に嵌合させたり、型開きなどの操作を行うことが
できる。

【００１９】注型成形の際には、押出機を停止させるこ
となく各注型金型に連続的に溶融樹脂を注入させるため
に、樹脂供給管に分岐管を設け、この分岐管に設けたバ
ルブを開閉することにより、各注型金型への溶融樹脂の
注入の開始と終了のタイミングを調節する。すなわち、
一番目の注型金型に溶融樹脂を充填した後、この注型金
型に連通する分岐管に設けられたバルブを閉じる。次い
で、二番目の注型金型に連通する分岐管のバルブを開け
て溶融樹脂を充填し、バルブを閉じる。引き続き三番目
の注型金型に連通するバルブを開けて注型金型に溶融樹
脂を充填し、バルブを閉じる。以下、同じ手順で順次各
注型金型に溶融樹脂を充填し、成形し、成形品を冷却固
化させて、連続的に成形品を製造することができる。

【００２０】注型成形装置とは別に、注型金型の温度を
調節するために、温度調節装置が併設される。この温度
調節装置は、金型に注入された溶融樹脂を急速に冷却固
化させる機能を果たす。この金型の温度調節をするため
には、通常、注型金型ブロックの内部に冷媒流通用のパ
イプを埋設し、外部の循環器により冷媒を常時このパイ
プに流通させるものが用いられる。この冷媒としては、
水やその他溶媒を挙げることができるが、好ましいの
は、取扱容易性、安全性などに優れる水である。通常、
冷媒温度は一定に保つのが好ましい。

【００２１】上記注型成形装置により成形される成形品
は、比較的、寸法精度が要求されない成形品、例えば、
植木鉢、プランターなどの箱状または筒状の成形品が好
ましい。なお、使用済樹脂はバージン樹脂と比較すると
強度が低く、色がくすみ、異物の混入は避けられないの
で、成形品は比較的大型とするのが好ましい。

【００２２】ギアポンプによって溶融樹脂の注入量を制
御してもなお、注型金型から溶融樹脂があふれ、成形品
にバリが生ずることがあるが、本発明に係る方法では、
これらバリは切り取って循環させて再利用する。このバ
リなどの余剰樹脂を循環させるための装置は、種々の装
置を組み合わせて構成することができる。

【００２３】余剰樹脂の循環のための装置および方法の
一例として、次のものを挙げることができる。まず、バ
リとなった余剰樹脂をカッターなどにより成形品から切
り取り、このバリを要すれば粉砕した上で、コンベアベ
ルトにより搬送して、第二押出機に供給する。次いで、
この第二押出機で余剰樹脂を再溶融させ、この再溶融樹
脂を主押出機に循環させて主押出機内の溶融樹脂と混練
させ、再び注型金型に注入させて成形品の製造に使用す
る。再溶融樹脂は、主押出機のノズル付近のシリンダー
側壁に穿設した横孔から圧入することができる。

【００２４】上記の余剰樹脂の循環のための装置および
方法の他の例としては、次のものを挙げることができ
る。まず、注型金型付近の樹脂供給管にバルブを設け、
このバルブに返送管を連通接続し、この返送管を、押出
機付近またはギアポンプの上流の樹脂供給管に連通接続
する。次いで、注型金型付近の樹脂供給管に滞留してい
る余剰樹脂の圧力が一定の値を超えたら、前記バルブを
開き、この余剰樹脂を前記返送管に流入させる。その
後、この返送管を経由させて余剰樹脂を樹脂供給管に循
環させて、その樹脂供給管内に流入する溶融樹脂と合流
させ、ギアポンプで注入圧力を調節した上で再び注型金
型に注入させて、成形品の製造に使用する。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明はその趣旨を超えない限り、以下
の記載例に限定されるものではない。

【００２６】図１は、本発明に係る方法を実施する際に
用いられる装置の一例のフローシートである。分別回収
した使用済樹脂１０は、まず、搬送機２０により搬送さ
れて粉砕機３０に入れられる。この粉砕機３０により使
用済樹脂１０が粉砕されて被粉砕樹脂１１とされ、押出
機４０に供給される。押出機４０には、脱気のためのベ
ント４１が二つ設けられている。被粉砕樹脂１１は、押
出機４０の内部のスクリュー４２により混練、溶融さ
れ、溶融樹脂１２とされる。この溶融樹脂１２は、押出
機４０のノズル４３から樹脂供給管５０に移送される。

【００２７】次いで、樹脂供給管５０に移送された溶融
樹脂１２は、ギアポンプ６０を通過させる。溶融樹脂１
２は、このギアポンプ６０で圧力を調節された上で、樹
脂供給管、分岐管を経由して注型金型７０に注入され
る。この注型金型７０は、下側金型７１と上側金型７２
とで構成されており、両金型の内部には図示されていな
い冷却水流通パイプが装備されている。これら両金型
は、押圧保持するプレス機７３によって型開き、型閉め
される。溶融樹脂１２が注入された状態で、下側金型７
１に上側金型７２が押圧嵌合され、溶融樹脂１２は両金
型内部の冷却水流通パイプに流入する冷却水により冷却
固化されて、所定の形状に成形される。

【００２８】樹脂供給管５０と下側金型７１との間に
は、分岐管５１およびバルブ５２が設けられている。溶
融樹脂１２はまず、最もギアポンプ寄りに配置されてい
る注型金型７０ａに注入される。この際、溶融樹脂１２
は分岐管５１ａを経て注入されるが、この注型金型７０
ａに溶融樹脂１２が充填されるとバルブ５２ａが閉じら
れ、注型金型７０ａへの余剰樹脂の流入が阻止される。
注型金型７０ａで成形されている間に、溶融樹脂１２
は、次の注型金型７０ｂに樹脂供給管５０を経由して注
入され、以下同様の手順で順次成形品が製造される。各
注型金型において成形が終わったら型開きし、成形品は
人手または機械によって取り出される。

【００２９】なお、本実施例においては、各注型金型付
近に、コンベアベルト８０ａが設けられ、このコンベア
ベルト８０ａはさらに第二押出機８０ｂに接続される。
このコンベアベルト８０ａは、成形の際に、成形品から
切り離されたバリを返送するためのものである。このバ
リは、人手または機械によって切り取られ、要すれば粉
砕された後にコンベアベルト８０ａに載せられ、このコ
ンベアベルト８０ａによって搬送されたバリは、第二押
出機８０ｂで再溶融され、押出機４０に循環される。押
出機４０のシリンダの側壁には横孔４４が設けられてお
り、第二押出機８０ｂとこの横孔４４とは返送管８０ｃ
によって連通接続される。以上により、余剰樹脂は、コ
ンベアベルト８０ａ、第二押出機８０ｂ、返送管８０ｃ
を順次経由して押出機４０に循環され、再利用に供され
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、以上詳細に説明した通りであ
り、次の様な特別に有利な効果を奏し、その産業上の利
用価値は極めて大である。 １．本発明に係る方法によれば、分別回収した使用済樹
脂を原料として、連続的に成形品を製造することができ
る。 ２．本発明に係る方法によれば、分別回収した使用済樹
脂の粉砕、溶融押出、注型成形を連続して行うので、従
来法で採用していたペレットの工程を省くことができ、
エネルギーを節減して成形品を得ることができる。 ３．本発明に係る方法によれば、ギアポンプによって溶
融樹脂の圧力を調節しながら、成形品を製造することが
できるので、肉厚の均一な商品価値の高い成形品が得ら
れる。 ４．本発明に係る方法によれば、注型成形時に生じた余
剰樹脂を循環装置を用いて循環させるので、使用済樹脂
の再使用率を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る方法を実施する際に用いられる
装置の一例のフローシートである。

【符号の説明】

１０：分別回収した使用済樹脂 １１：被粉砕樹脂 １２：溶融樹脂 ２０：搬送機 ３０：粉砕機 ４０：押出機 ４１：ベント ４２：スクリュー ４３：ノズル ４４：横孔 ５０：樹脂供給管 ５１、５１ａ：分岐管 ５２、５２ａ：バルブ ６０：ギアポンプ ７０、７０ａ、７０ｂ：注型成形用金型 ７１：下側金型 ７２：上側金型 ７３：プレス機 ８０ａ：コンベアベルト ８０ｂ：第二押出機 ８０ｃ：返送管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分別回収した使用済樹脂を原料として成
   形品を製造するにあたり、分別回収した使用済樹脂を要
   すれば粉砕してこの被粉砕樹脂を押出機によって溶融さ
   せ、ギアポンプによってこの溶融樹脂の圧力を調節しつ
   つ溶融樹脂供給管、分岐管を経由して、複数個直列に配
   置した注型成形用金型に順次注入し、成形品を連続的に
   製造することを特徴とする、分別回収した使用済樹脂か
   ら成形品を製造する方法。
2. 【請求項２】 注型成形時に生じた余剰樹脂を、循環装
   置を用いて押出機に循環させる、請求項１に記載の分別
   回収した使用済樹脂から成形品を製造する方法。