JP2005088291A - Pellet regenerating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
プラスチックの射出成形時に生じる作業屑、不良品又はプラスチック廃棄物等の廃プラスチック材でなる各種類の樹脂材をシリンダを用いて混練溶融を行い、冷却処理して粉砕機により粉砕し、合成樹脂製品の原料となる粉状のペレットを再生するペレット再生装置に係り、特に物性の異なる溶融状態の樹脂材に対応した冷却処理が行えるペレット再生装置に関する。 Synthetic resin products are made by kneading and melting various types of resin materials consisting of waste plastic materials such as work waste, defective products, or plastic waste generated during plastic injection molding, using a cylinder, cooling, and pulverizing with a pulverizer. In particular, the present invention relates to a pellet regenerating apparatus capable of performing a cooling process corresponding to a molten resin material having different physical properties.
ペレット再生装置は、一般に、粉砕機により粉砕した廃プラスチック材でなる樹脂砕片の供給を受けて加工処理する、ホッパ、フィーダ、シリンダ、ペレットライナ、及びカッタ部等によって構成され、プラスチック製品の不良品又は廃棄物等の廃プラスチック材でなる各種類の樹脂材を再生して、再び合成樹脂製品の原料となるペレットを製造するものである。そして、ペレット再生装置に設けられたシリンダは、例えば、スクリュー式射出再生装置に用いられ、ホッパに供給された樹脂砕片をフィーダを介して取り込み、シリンダに設けられた射出スクリューの回転により混練しつつ、射出スクリューの溝にそってシリンダの先端部に送るようにされたもので、この送られる樹脂材はシリンダの外周に設置されたヒータにより加熱されて、溶融状態となり、シリンダの先端部に設けられた射出ノズル部から射出される。 Pellet recycling equipment is generally composed of hoppers, feeders, cylinders, pellet liners, cutter parts, etc. that receive and process plastic fragments made of waste plastic material crushed by a pulverizer. Or each kind of resin material which consists of waste plastic materials, such as a waste material, is reproduced | regenerated, and the pellet used as the raw material of a synthetic resin product is manufactured again. The cylinder provided in the pellet regenerator is used, for example, in a screw type injection regenerator, and takes in resin fragments supplied to the hopper through a feeder and kneads them by rotation of an injection screw provided in the cylinder. The resin material to be sent is heated by a heater installed on the outer periphery of the cylinder to be melted and provided at the tip of the cylinder along the groove of the injection screw. It is injected from the injection nozzle part.
また、シリンダは、一般に、樹脂材を供給する供給ゾーン(Z81と称す)と樹脂材を混練溶融する圧縮ゾーン(Z82と称す)と混練溶融される溶融樹脂材の量を計測する計測ゾーン(Z83と称す)に区分されており、シリンダの各ゾーンの外壁面の温度は、各ゾーンの外壁面に設置されたそれぞれのヒータにより加熱されて、ペレット再生装置の稼動時間に合わせたリードタイム(t81と称す)内で樹脂材が混練溶融されるように設定されている。そして、シリンダの射出ノズルから射出された溶融樹脂をペレットライナでカッタ部へ誘導し、カッタ部で粉砕する誘導粉砕部(Z84と称す)で合成樹脂製品の原料となるペレットが製造されている。 The cylinder generally includes a supply zone (referred to as Z81) for supplying a resin material, a compression zone (referred to as Z82) for kneading and melting the resin material, and a measurement zone (Z83) for measuring the amount of molten resin material that is kneaded and melted. The temperature of the outer wall surface of each zone of the cylinder is heated by the respective heaters installed on the outer wall surface of each zone, and the lead time (t81 corresponding to the operation time of the pellet regenerating apparatus) The resin material is set to be kneaded and melted. And the pellet used as the raw material of a synthetic resin product is induced | guided | derived by the induction grinding | pulverization part (it is called Z84) which guide | induces the molten resin injected from the injection nozzle of the cylinder to a cutter part with a pellet liner, and grind | pulverizes with a cutter part.
この各ゾーン(Z81、Z82、Z83)の外壁面温度は、混練溶融されて射出される溶融樹脂の温度が予め設定された設定温度(溶融樹脂の温度上昇による溶融樹脂の粘度の低下でトラブルが発生しない温度範囲内、例えば150℃)になるように、所定温度(樹脂材を溶融状態にするために必要となる温度、例えば200℃)が設定されている。この各ゾーン(Z81、Z82、Z83)のヒータにより加熱されている外壁面の所定温度(例えば200℃)は、各外壁面に設置された外壁温度センサによる検出データを介してヒータ制御されている。 The outer wall surface temperature of each zone (Z81, Z82, Z83) is a preset temperature at which the temperature of the molten resin to be injected after being kneaded and melted (the trouble is caused by a decrease in the viscosity of the molten resin due to the temperature increase of the molten resin). A predetermined temperature (a temperature necessary for bringing the resin material into a molten state, for example, 200 ° C.) is set so as to be within a temperature range where it does not occur (for example, 150 ° C.). The predetermined temperature (for example, 200 ° C.) of the outer wall surface heated by the heaters in each zone (Z81, Z82, Z83) is controlled by the heater through detection data from the outer wall temperature sensor installed on each outer wall surface. .
そして、圧縮ゾーンZ82では、射出スクリューの溝の深さが前方に進むにつれて次第に小さくなるように、即ち射出スクリューの溝底部の谷径が次第に大きくなるように形成されている。このため、圧縮ゾーンZ82では、射出スクリューの回転に伴って、供給ゾーンZ81から送られてくる樹脂材は、前方に進むにつれて、溶融されつつ圧縮と混練作用を受けることになる。例えば、溝の深さの大きいものと小さいものの比率(圧縮比に相当するもの)は、通常2〜3倍の範囲に設定されている。又、計測ゾーンZ83では、樹脂材がさらに混練されながらいっそう均一化されて射出スクリューの先端部に送られる。この計測ゾーンZ83では、溶融混練される溶融樹脂の量が計測され、リードタイムt81内で再生されるペレットの生産量が設定制御される。 And in compression zone Z82, it is formed so that the depth of the groove of an injection screw may become small gradually, ie, the valley diameter of the groove bottom part of an injection screw may become large gradually. Therefore, in the compression zone Z82, as the injection screw rotates, the resin material sent from the supply zone Z81 undergoes compression and kneading while being melted as it advances forward. For example, the ratio (corresponding to the compression ratio) of the groove having a large depth and the groove having a small depth is usually set in a range of 2 to 3 times. In the measurement zone Z83, the resin material is further homogenized while being further kneaded and sent to the tip of the injection screw. In the measurement zone Z83, the amount of molten resin to be melt-kneaded is measured, and the production amount of pellets regenerated within the lead time t81 is set and controlled.
このシリンダの各ゾーン(Z81、Z82、Z83)の外壁面温度は、各ヒータにより加熱されてそれぞれ所定温度(例えば、200℃)に設定制御され、供給される樹脂材が溶融されるが、射出スクリューの回転による樹脂材の混練溶融移動時に、発生する剪断熱により溶融樹脂の温度が予め設定された温度(例えば、150℃)を超えて上昇することがでてくる。特に、この剪断熱は、射出スクリューの溝底部の谷径が2〜3倍(樹脂材の圧縮比に相当したもの)に設定された圧縮ゾーンの後工程以降に発生し易い。 The outer wall surface temperature of each zone (Z81, Z82, Z83) of this cylinder is heated and controlled by each heater to a predetermined temperature (eg, 200 ° C.), and the supplied resin material is melted. During the kneading and melting movement of the resin material by the rotation of the screw, the temperature of the molten resin can rise above a preset temperature (for example, 150 ° C.) due to the generated shear heat. In particular, this shear heat is likely to occur after the post-process in the compression zone where the valley diameter of the groove bottom of the injection screw is set to 2 to 3 times (corresponding to the compression ratio of the resin material).
この溶融樹脂の設定温度(例えば、150℃)を超える温度上昇により、供給される樹脂材の種類により異なるが、溶融樹脂材の粘度が低下することになる。 Due to the temperature rise exceeding the set temperature (for example, 150 ° C.) of the molten resin, the viscosity of the molten resin material is lowered depending on the type of resin material to be supplied.
特に、温度上昇により粘度が急激に低下する溶融樹脂材、例えば、生分解性プラスチック等においては、剪断熱により温度上昇した溶融樹脂が射出されるため、粘度が急激に低下した溶融樹脂が誘導粉砕部(Z84と称す)でダクト等へのへばり付きによるトラブル等を起こす恐れが出てくる。 In particular, in a molten resin material whose viscosity rapidly decreases with an increase in temperature, for example, a biodegradable plastic, since the molten resin whose temperature has been increased due to shear heat is injected, the molten resin whose viscosity has rapidly decreased is induced by grinding. There is a risk of causing trouble or the like due to sticking to the duct or the like at the part (referred to as Z84).
即ち、このペレット再生装置では、例えば、圧縮ゾーンZ82の後工程近傍の溶融混練時に剪断熱が発生し、溶融樹脂の設定温度(例えば、150℃)を超える上昇温度が溶融樹脂温度センサ(例えば、圧縮ゾーンZ82に設置された溶融樹脂の温度を計測するセンサ)により検出され、計測ゾーンZ83の外壁面に設置されたヒータの加熱を停止して溶融樹脂の温度を下げるように温度制御しても、剪断熱が発生した溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量はリードタイムt81内で下げることができない。 That is, in this pellet recycling apparatus, for example, shear heat is generated at the time of melt kneading in the vicinity of the subsequent step of the compression zone Z82, and the rising temperature exceeding the set temperature (for example, 150 ° C.) of the molten resin is a molten resin temperature sensor (for example, Temperature sensor so as to stop the heating of the heater installed on the outer wall surface of the measurement zone Z83 and lower the temperature of the molten resin. The amount of heat corresponding to the rising temperature of the molten resin in which shear heat is generated cannot be reduced within the lead time t81.
次に、このヒータによる温度制御の一例について、図9を参照して説明する。 Next, an example of temperature control by this heater will be described with reference to FIG.
図9は、従来のペレット再生装置のシリンダによる樹脂材の溶融混練時に発生した剪断熱による溶融樹脂材の上昇温度特性に関する一例を示す説明図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the rising temperature characteristic of the molten resin material due to the shear heat generated when the resin material is melt-kneaded by the cylinder of the conventional pellet recycling apparatus.
ペレット再生装置による樹脂材のペレット化する全工程の稼動時間(リードタイム)は、図9に示すように、供給される樹脂材がシリンダの各ゾーン(Z81、Z82、Z83)を経て混練溶融されて射出され、射出された溶融樹脂が誘導粉砕部Z84で粉砕されて合成樹脂製品の原料となるペレットを再生されるまでの時間を示したもので、所定時間t81に設定されているものとする。そして、リードタイムt81内における射出スクリューの回転による溶融樹脂の圧縮混練による剪断熱が、圧縮ゾーンZ82の後工程近傍(ポイントA82)で発生したと仮定する。尚、シリンダの各ゾーンにおける外壁面の温度曲線は、図9の曲線C81で示し、各ゾーンにおける樹脂材の溶融混練される温度曲線は、図9の曲線C82で示している。 As shown in FIG. 9, the operation time (lead time) of the entire process of pelletizing the resin material by the pellet recycling apparatus is such that the supplied resin material is kneaded and melted through each zone (Z81, Z82, Z83) of the cylinder. The time from when the injected molten resin is pulverized by the induction pulverization unit Z84 to regenerate the pellets as the raw material of the synthetic resin product is set to a predetermined time t81. . Then, it is assumed that shear heat due to compression kneading of the molten resin due to the rotation of the injection screw within the lead time t81 is generated in the vicinity of the subsequent step (point A82) of the compression zone Z82. The temperature curve of the outer wall surface in each zone of the cylinder is indicated by a curve C81 in FIG. 9, and the temperature curve for melting and kneading the resin material in each zone is indicated by a curve C82 in FIG.
シリンダの各ゾーンにおける外壁面温度は、例えば、図9の温度曲線C81に示すように、所定温度T80(樹脂材を溶融状態にするために必要となる温度、例えば200℃に相当したもの)になるように、各ゾーンの外壁面に設置された各ヒータと各外壁温度センサによる外壁面の温度検出データにより加熱制御されている。そして、圧縮ゾーンZ82の後工程近傍(ポイントA82)で発生した溶融樹脂の剪断熱による溶融樹脂の上昇温度t81が、圧縮ゾーンZ82に設置された溶融樹脂温度を計測する溶融樹脂温度センサで検出された時、隣の計測ゾーンZ83の外壁面に設置されたヒータがOFF制御される。これにより、計測ゾーンZ83の外壁面温度は、所定温度T80からT81まで僅かに下がることになる。 The outer wall surface temperature in each zone of the cylinder is, for example, a predetermined temperature T80 (a temperature required to bring the resin material into a molten state, for example, equivalent to 200 ° C.) as shown by a temperature curve C81 in FIG. As described above, the heating is controlled by the temperature detection data of the outer wall surface by the heaters and the outer wall temperature sensors installed on the outer wall surface of each zone. Then, the rising temperature t81 of the molten resin due to the shearing heat of the molten resin generated in the vicinity of the subsequent step (point A82) of the compression zone Z82 is detected by a molten resin temperature sensor that measures the molten resin temperature installed in the compression zone Z82. When this occurs, the heater installed on the outer wall surface of the adjacent measurement zone Z83 is turned off. Thereby, the outer wall surface temperature of measurement zone Z83 falls slightly from predetermined temperature T80 to T81.
一方、供給される樹脂材の供給ゾーンZ81における温度は、例えば、図9の温度曲線C82に示すように、シリンダの外壁面がヒータにより加熱されて所定温度T80に制御されているため、常温から設定温度t80(樹脂材が溶融化され、粘度の低下でトラブルが発生しない温度範囲内、例えば150℃に設定されたもの)まで上げられる。この供給ゾーンZ81の後工程近傍(図9のポイントA81)では、供給された樹脂材が溶融状態になっている。そして、圧縮ゾーンZ82における溶融樹脂の温度は、例えば、図9の温度曲線C82に示すように、設定温度t80になるように制御されている温度が、圧縮ゾーンZ82の後工程近傍(ポイントA82)で発生した溶融樹脂の剪断熱により、設定温度t80を超えた温度に上昇する。この上昇温度が、圧縮ゾーンZ82に設置された溶融樹脂温度を計測する溶融樹脂温度センサで検出された時、計測ゾーンZ83の外壁面に設置されたヒータがOFF制御されて、溶融樹脂が温度制御される。これにより、計測ゾーンZ83における溶融樹脂の温度は、リードタイムt81内で、温度t81まで僅かに下がることになるが、設定温度t80まで下げることができない。 On the other hand, the temperature of the supplied resin material in the supply zone Z81 is, for example, from room temperature because the outer wall surface of the cylinder is heated by a heater and controlled to a predetermined temperature T80 as shown by a temperature curve C82 in FIG. The temperature is raised to a set temperature t80 (in a temperature range where the resin material is melted and trouble does not occur due to a decrease in viscosity, for example, set to 150 ° C.). In the vicinity of the post-process in the supply zone Z81 (point A81 in FIG. 9), the supplied resin material is in a molten state. The temperature of the molten resin in the compression zone Z82 is, for example, the vicinity of the subsequent process of the compression zone Z82 (point A82) as shown in the temperature curve C82 in FIG. It rises to a temperature exceeding the set temperature t80 due to the shear heat of the molten resin generated in step (b). When this increased temperature is detected by a molten resin temperature sensor that measures the temperature of the molten resin installed in the compression zone Z82, the heater installed on the outer wall surface of the measurement zone Z83 is turned off, and the molten resin is temperature controlled. Is done. As a result, the temperature of the molten resin in the measurement zone Z83 falls slightly to the temperature t81 within the lead time t81, but cannot be lowered to the set temperature t80.
尚、溶融樹脂の剪断熱の発生が、圧縮ゾーンZ82の中間工程近傍で発生した場合には、圧縮ゾーンZ82の外壁面に設置したヒータもOFF制御されるが、溶融樹脂の温度を設定温度t80まで下げることができない。又、溶融樹脂の上昇温度がシリンダの外壁面の所定温度T80を超えることもでてくるため、ヒータをOFF制御して溶融樹脂の上昇温度を下げるようにしても、設定温度t80より大きく上昇した温度となり、ヒータによる温度制御では溶融樹脂の上昇温度を抑制することができない。 If the generation of shear heat of the molten resin occurs in the vicinity of the intermediate process of the compression zone Z82, the heater installed on the outer wall surface of the compression zone Z82 is also turned off, but the temperature of the molten resin is set to the set temperature t80. Can not be lowered. In addition, since the rising temperature of the molten resin may exceed a predetermined temperature T80 on the outer wall surface of the cylinder, even if the heater is turned off to lower the rising temperature of the molten resin, the temperature rises higher than the set temperature t80. Therefore, the temperature rise by the heater cannot suppress the temperature rise of the molten resin.
そして、計測ゾーンZ83を終えて、シリンダの射出ノズルから射出された温度上昇した溶融樹脂材が、次の誘導粉砕部Z84でペレットライナからカッタ部へ誘導されて所定時間t81内で粉砕され、合成樹脂製品の原料となるペレットが製造されることになる。 Then, after finishing the measurement zone Z83, the molten resin material whose temperature has risen injected from the injection nozzle of the cylinder is guided from the pellet liner to the cutter unit in the next induction crushing unit Z84, and is pulverized within a predetermined time t81. The pellet used as the raw material of a resin product will be manufactured.
従って、射出された溶融樹脂をダクトを備えたペレットライナを通してカッタ部へ誘導する時、溶融樹脂の温度上昇により、粘度が急激に低下しているので、溶融樹脂がダクトにへばり付いて、誘導がし難く、また溶融樹脂のカッタ部での粉砕時、溶融樹脂がカッタ部にへばり付いて、粉砕がし難いものとなっている。 Therefore, when the injected molten resin is guided to the cutter part through the pellet liner equipped with the duct, the viscosity rapidly decreases due to the temperature rise of the molten resin. In addition, when the molten resin is pulverized in the cutter part, the molten resin sticks to the cutter part and is difficult to pulverize.
次に、その他の方法による提案例について説明する。 Next, examples of proposals by other methods will be described.
第1の従来例のペレット再生装置は、樹脂材の混練溶融時に発生する剪断熱による温度上昇分をシリンダの外壁面自体を冷却して制御処理するのではなく、シリンダから射出される溶融樹脂を直接冷却処理するものである。この溶融樹脂の冷却処理は、水冷槽を用いて冷却する水冷式冷却方法と、コンベアによる搬送時に空冷する空冷式冷却方法とが併用されたもので、このいずれかを選択して冷却処理を行い、ペレットライナへの誘導、及びカッタ部による粉砕に適した粘度が得られる温度に冷却する水冷・空冷両用式によるものである(例えば、特許文献1参照。)。 The first conventional pellet recycling apparatus does not control the temperature increase due to shear heat generated during kneading and melting of the resin material by cooling the outer wall surface of the cylinder itself, but the molten resin injected from the cylinder. Direct cooling treatment is performed. This molten resin cooling process is a combination of a water-cooled cooling method that cools using a water-cooled tank and an air-cooled cooling method that air-cools when conveyed by a conveyor. In addition, it is based on a water-cooling / air-cooling system that cools to a temperature at which a viscosity suitable for induction into a pellet liner and pulverization by a cutter unit is obtained (for example, see Patent Document 1).
そして、第2の従来例であるプラスチック製品を成形する射出成形装置には、溶融樹脂を成形金型部に射出するノズル部に、射出による溶融樹脂の剪断力で熱(溶融樹脂の射出速度等により影響を受け、射出速度が速い程、剪断発熱量は大きな値となる)が発生し、予め設定された溶融樹脂の設定温度が上昇するが、この設定温度の上昇を抑制するため、射出速度を調整制御すると共に、ヒータにより加熱されるシリンダの温度を調整制御するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照。)。この射出速度の調整制御とシリンダの外壁面を温度調整制御する制御方法は、主として、射出された溶融樹脂の温度のバラツキを小さくして、射出装置に備えられた金型で成形されたプラスチック製品の品質を良好にするために用いられたものである。 In the injection molding apparatus for molding a plastic product as a second conventional example, heat is applied to the nozzle portion for injecting the molten resin into the molding die portion by the shearing force of the molten resin by injection (such as the injection speed of the molten resin). The higher the injection speed, the larger the value of the shear heating value), and the preset temperature of the molten resin increases. In order to suppress the increase in the set temperature, the injection speed Is adjusted and controlled, and the temperature of the cylinder heated by the heater is adjusted and controlled (see, for example, Patent Document 2). The injection speed adjustment control and the control method for adjusting the temperature of the outer wall surface of the cylinder are mainly plastic products molded by a mold provided in the injection apparatus by reducing the temperature variation of the injected molten resin. It was used to improve the quality.
また、第3の従来例であるプラスチック製品を成形する射出成形装置には、シリンダの供給ゾーンに設置されたヒータを取外して温水ジャケットでなる冷却装置が設けられ、供給された樹脂が溶融して粘度が小さくならないように冷却され、樹脂を圧縮ゾーンに供給し易くしたものがある(例えば、特許文献3参照。)。 In addition, the injection molding apparatus for molding plastic products, which is a third conventional example, is provided with a cooling device comprising a hot water jacket by removing the heater installed in the supply zone of the cylinder, and the supplied resin is melted. Some are cooled so that the viscosity does not decrease, and the resin is easily supplied to the compression zone (see, for example, Patent Document 3).
この出願の発明に関する先行技術文献としては次のものがある。
上述のように、ペレット再生装置において、シリンダの外壁面をヒータで加熱して供給される樹脂材を溶融し、この溶融樹脂材を射出スクリューの回転により混練する時に発生する剪断熱による温度上昇分は、ペレット化のリードタイム内では、ヒータによる加熱を停止しただけで冷却抑制できないため、射出される溶融樹脂の温度は予め設定された温度を超えたものとなる。このため、温度上昇に対し溶融樹脂の粘度が急激に低下する樹脂材、例えば、生分解性プラスチック等においては、溶融樹脂をカッタ部へ誘導する時、溶融樹脂がダクトにへばり付いて、誘導がし難く、また溶融樹脂のカッタ部での粉砕時、溶融樹脂がカッタ部にへばり付いて、粉砕がし難いものとなっている。 As described above, in the pellet recycling apparatus, the temperature increase due to the shearing heat generated when the resin material supplied by heating the outer wall surface of the cylinder with a heater is melted and kneaded by rotation of the injection screw. In the lead time for pelletization, since the cooling cannot be suppressed just by stopping the heating by the heater, the temperature of the injected molten resin exceeds the preset temperature. For this reason, in resin materials in which the viscosity of the molten resin rapidly decreases with increasing temperature, such as biodegradable plastics, when the molten resin is guided to the cutter part, the molten resin sticks to the duct, leading to induction. In addition, when the molten resin is pulverized in the cutter part, the molten resin sticks to the cutter part and is difficult to pulverize.
そして、第1の従来例によるものとして、剪断熱による温度上昇分をシリンダの外壁面自体を冷却して制御処理するのではなく、シリンダから射出される溶融樹脂を、水冷槽による水冷式処理とコンベアによる空冷式処理を併用して冷却処理を行うようにしたものがあるが、この従来例では構造が複雑でコストが高く、広いスペースが必要となるという問題がある。 And, according to the first conventional example, the temperature rise due to the shear heat is not controlled by cooling the outer wall surface of the cylinder itself, but the molten resin injected from the cylinder is treated with a water-cooled treatment by a water-cooled tank. Although there is one in which cooling processing is performed using air cooling processing by a conveyor, this conventional example has a problem that the structure is complicated, the cost is high, and a large space is required.
また、第2、第3の従来例によるものとして、射出成形装置に設けられた射出速度を調整する制御方法とシリンダの外壁面温度を調整する制御方法、及びシリンダの供給ゾーンに設けられた温水ジャケットによる冷却装置は、ペレット再生装置においては、射出速度を大きく設定する必要性と、シリンダの供給ゾーン部のみを冷却する必要性がないため、適用し難いものである。 Further, according to the second and third conventional examples, a control method for adjusting the injection speed provided in the injection molding apparatus, a control method for adjusting the outer wall surface temperature of the cylinder, and hot water provided in the supply zone of the cylinder The cooling device using the jacket is difficult to apply in the pellet recycling apparatus because there is no need to set a large injection speed and it is not necessary to cool only the supply zone of the cylinder.
本発明は、上記のような問題に鑑みなされたもので、水冷槽及び空冷機能を備えたコンベアを用いることなく、剪断熱による溶融樹脂の設定温度を超える温度上昇分をシリンダの外壁面自体を冷却して制御処理するか、又は射出される溶融樹脂を直接冷却処理して、溶融樹脂のカッタ部への誘導とカッタ部による溶融樹脂の粉砕がし易い粘度が得られる温度に調整制御できる冷却処理機能を有するペレット再生装置を実現することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and without using a water-cooled tank and a conveyor having an air-cooling function, the amount of temperature rise exceeding the set temperature of the molten resin due to shear heat is transferred to the outer wall surface of the cylinder itself. Cooling that can be controlled by cooling, or by directly cooling the injected molten resin so that the viscosity can be easily adjusted so that the molten resin is easily guided to the cutter part and pulverized by the cutter part. An object is to realize a pellet recycling apparatus having a processing function.
上記目的を達成するために、本発明は、樹脂材を溶融混練するシリンダを備え、溶融された樹脂材によりペレットを再生するペレット再生装置において、前記シリンダ内の樹脂材の温度を検出する樹脂温度検出手段と、前記シリンダの外壁を冷却する冷却手段と、前記樹脂温度検出手段により、樹脂材の可塑化時に発生する剪断熱による温度上昇を検出すると、前記冷却手段を作動させる制御手段とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a resin temperature for detecting a temperature of a resin material in the cylinder in a pellet recycling apparatus that includes a cylinder for melting and kneading a resin material and regenerates a pellet using the molten resin material. Detection means, cooling means for cooling the outer wall of the cylinder, and control means for operating the cooling means when the resin temperature detection means detects an increase in temperature due to shear heat generated during plasticization of the resin material. It is characterized by this.
また、樹脂材を溶融混練するシリンダを備え、溶融された樹脂材をカッタ部で切断してペレットを再生するペレット再生装置において、前記シリンダより射出される樹脂材を前記カッタ部へ空気流動により誘導する誘導手段を設けたことを特徴とするものである。 Further, in a pellet recycling apparatus that includes a cylinder for melting and kneading the resin material, and regenerating the pellet by cutting the molten resin material at the cutter unit, the resin material injected from the cylinder is guided to the cutter unit by air flow It is characterized by providing guiding means for performing.
また、樹脂材を溶融混練するシリンダを備え、溶融された樹脂材をカッタ部で切断してペレットを再生するペレット再生装置において、前記シリンダを倒立方向へ回転させる回転手段を設け、前記回転手段によるシリンダを倒立させて、シリンダから射出される溶融された樹脂材を該樹脂材の自重で前記カッタ部へ誘導させてなることを特徴とするものである。 Further, in a pellet recycling apparatus that includes a cylinder that melts and kneads the resin material and regenerates the pellet by cutting the melted resin material with a cutter unit, a rotating means that rotates the cylinder in an inverted direction is provided, and the rotating means The cylinder is inverted, and the molten resin material injected from the cylinder is guided to the cutter portion by its own weight.
本発明によれば、シリンダによる樹脂材の混練溶融時における、溶融樹脂の剪断熱による設定温度を超えた温度上昇に伴う粘度率低下が発生しても、冷却手段を用いて、溶融樹脂の温度上昇分を冷却制御するか、又は移動誘導手段による、シリンダの射出された溶融樹脂をカッタ部の所定位置に空間内を移動させる方法等を用いて誘導することにより、溶融樹脂のカッタ部への誘導とカッタ部での粉砕を容易に調整制御することができる。 According to the present invention, the temperature of the molten resin can be reduced by using the cooling means even when a decrease in the viscosity rate accompanying the temperature increase exceeding the set temperature due to the shear heat of the molten resin occurs during the kneading and melting of the resin material by the cylinder. Cooling control of the ascending amount or guiding the molten resin injected into the cylinder to a predetermined position of the cutter unit by a movement guiding means, etc. The guidance and crushing at the cutter part can be easily adjusted and controlled.
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の第1の実施の形態に係るペレット再生装置1の冷却制御機構部20について、図面を参照して説明する。
The cooling
図1は本発明の第1の実施の形態に係るペレット再生装置の冷却制御機構部を示す斜視図で、(a)は外観説明図、(b)は冷却制御機構部の構成ブロック図で、図2は第1の実施の形態に係るペレット再生装置のシリンダによる樹脂材のペット化における樹脂制御温度の一例を示す説明図である。尚、第1の実施の形態に係るものから第5の実施の形態に係るものまでの同一構成品は本第1の実施の形態に係るペレット再生装置で説明し、以降の実施の形態では説明を省略する。 FIG. 1 is a perspective view showing a cooling control mechanism part of a pellet regenerating apparatus according to the first embodiment of the present invention, (a) is an external view explanatory diagram, (b) is a block diagram of the cooling control mechanism part, FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a resin control temperature in the petification of the resin material by the cylinder of the pellet regenerating apparatus according to the first embodiment. The same components from those according to the first embodiment to those according to the fifth embodiment will be described in the pellet recycling apparatus according to the first embodiment, and will be described in the following embodiments. Is omitted.
本発明の第1の実施の形態に係るペレット再生装置1は、例えば、図1(a)に示すように、廃プラスチック材でなる樹脂砕片が供給誘導されるフィーダ(図示せず)を備えたホッパ10、射出スクリュー3と射出ノズル部4とヒータ6a、6b、6c等を備えた樹脂砕片を混練溶融するシリンダ2、射出スクリュー3を回転駆動する駆動制御部5、溶融樹脂をカッタ部9に誘導するダクト8を有するペレットライナ7、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及びシリンダ2から射出される溶融樹脂を設定温度に冷却する冷却制御機構部20等により構成されている。
The
そして、このペレット再生装置1には、冷却制御機構部20がシリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)の外壁面と対向する近接した位置に装着され、圧縮ゾーン22等での溶融樹脂の圧縮混練時に剪断熱が発生しても、発生する剪断熱に伴う溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量を冷却抑制し、シリンダ2から射出される溶融樹脂の温度が、溶融樹脂をカッタ部9へ容易に誘導し、カッタ部9での溶融樹脂の粉砕がし易い粘度が得られる予め設定された設定温度(例えば、150℃)になるように冷却制御されている。
In the
シリンダ2は、従来のものと同じように、樹脂材を供給する供給ゾーン(Z21と称す)と樹脂材を混練溶融する圧縮ゾーン(Z22と称す)と混練溶融される溶融樹脂材の量を計測する計測ゾーン(Z23と称す)に区分されており、この各ゾーンの外壁面にはそれぞれヒータ6c、6b、6aと外壁温度センサ27c、27b、27aが装着され、圧縮ゾーンZ22と計測ゾーンZ23の外壁面には、溶融樹脂の温度を検出する溶融樹脂温度センサ26a、26bがそれぞれ装着され、射出スクリュー3と射出ノズル部4等を備えた樹脂砕片を混練溶融する機能を有したものである。
The
そして、シリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)の外壁面には、冷却制御機構部20が付加配設され、圧縮ゾーン22等での溶融樹脂の圧縮混練時に剪断熱が発生しても、発生する剪断熱に伴う溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量を冷却抑制するようにしたものである。
A cooling
このシリンダ2の圧縮ゾーンZ22では、図1(a)に示すように、射出スクリュー3の溝底部の谷径が前方に進むにつれて、D1からD2と次第に大きくなるように形成(D2/D1=圧縮比と称し、通常2〜3倍)されているため、供給ゾーンZ21から送られてくる溶融し始めた溶融樹脂がさらに溶融されつつ圧縮混練されることになる。従って、この圧縮ゾーンZ22の混練溶融移動時、特に、圧縮ゾーンZ22の後工程において溶融樹脂の剪断熱が発生し易く、溶融樹脂の温度が予め設定された設定温度(例えば、150℃)を超えて上昇することになる。
In the compression zone Z22 of the
この溶融樹脂の設定温度(例えば、150℃)を超えて上昇する温度は圧縮ゾーンZ22の外壁面に設置された溶融樹脂の温度を計測する溶融樹脂温度センサ26bにより検出され、この溶融樹脂の温度上昇分に相当する熱量が、圧縮ゾーンZ22の隣の計測ゾーンZ23の外壁面に装着されている冷却制御機構部20により冷却抑制される。この冷却制御機構部20による冷却抑制は、溶融樹脂の温度上昇が圧縮ゾーンZ22の外壁面に設置された溶融樹脂温度センサ26bにより検出された時、計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aをOFF制御した状態にして行われる。
The temperature that rises above the set temperature of the molten resin (for example, 150 ° C.) is detected by a molten
冷却制御機構部20は、圧縮エアを供給する配管24と、圧縮エアの供給口を開閉する開閉バルブ25と、配管24に装着されたシリンダ2のホッパ10から射出ノズル部4まで3分割されたゾーンの内の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)に対向して配設される電磁バルブ21、及びシリンダ2の計測ゾーンZ23と圧縮ゾーンZ22に装着された溶融樹脂の温度を検出する溶融樹脂温度センサ26a、26bと、シリンダ2の各ゾーンの外壁面に装着された各外壁面温度を検出する外壁温度センサ27a、27b、27c、及び各溶融樹脂温度センサ26a、26bから検出された溶融樹脂の検出温度に基づいてヒータ加熱制御をOFFにし、冷却制御流量等を演算処理する演算部28と、演算部28からの制御信号により圧縮エアの流量を制御する圧縮エア冷却制御部29と、演算部28からの制御信号によりヒータ6の熱量を制御するシリンダ加熱制御部11等より構成されている。
The cooling
演算部28では、図1(B)に示すように、シリンダ2の各ゾーンの外壁面温度が所定温度(樹脂砕片を混練溶融するために必要となる予め設定されたシリンダ2の外壁面温度で、例えば、200℃)になるように加熱制御演算処理すると共に、シリンダ2の圧縮ゾーンZ22と計測ゾーンZ23の溶融樹脂温度が設定温度(溶融樹脂の粘度低下で、へばり付き等によるトラブルが発生しない範囲内の温度、例えば150℃)を超えないように冷却制御演算処理している。
In the
各ゾーンの外壁面への加熱制御演算処理では、各外壁温度センサ27a、27b、27cで検出したシリンダ2の各ゾーンの外壁面温度検出値を、予め設定したそれぞれの所定温度(例えば、200℃)と比較判定し、各ゾーンの外壁面温度が所定温度になるように、ヒータ加熱制御部11を介して各ヒータ6a、6b、6cで加熱制御する処理を行っている。
In the heating control calculation process for the outer wall surface of each zone, the outer wall surface temperature detection value of each zone of the
そして、冷却制御処理では、シリンダ2の圧縮ゾーンZ22と計測ゾーンZ23に設置されている各溶融樹脂温度センサ26a、26bで検出された溶融樹温度検出値を、予め設定したそれぞれの設定温度(例えば150℃)と比較判定し、この比較判定により、各検出温度が樹脂材の混練溶融時に発生する剪断熱に伴う温度上昇等により、各設定温度(例えば150℃)を超えていると判定した場合には、溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量を冷却するために必要となる計測ゾーンZ23の外壁面への圧縮エアの流量等を算出し、冷却制御する処理を行っている。即ち、シリンダ2の計測ゾーンZ23の外壁面に設けられたヒータによる加熱制御が停止状態に切替えられ、算出された圧縮エアの流量信号が圧縮エア冷却制御部29を介して計測ゾーンZ23の外壁面と対向した位置に装着された電磁バルブ21に送信され、算出された圧縮エアの流量分が吹付けノズル22から所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)の外壁面に吹き付けられて、溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量が冷却抑制される。この圧縮エアは、圧縮エアの供給口である開閉バルブ25を開いて、矢印F21の方向から配管24を通して電磁バルブ21に送られる。
In the cooling control process, the molten tree temperature detection values detected by the molten
これにより、シリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)の外壁面が冷却処理され、射出ノズル部4から射出される溶融樹脂の温度が、設定温度(例えば、150℃)に冷却制御さることになる。
Thereby, the outer wall surface of the predetermined part (for example, measurement zone Z23) of the
電磁バルブ21には、吹付ノズル22が備えられてなり、配管24に装着されている。この電磁バルブ21は、演算部28からの算出された圧縮エアの流量の制御信号を圧縮エア流量制御部29を介して受信し、受信した圧縮エアの流量分を吹付ノズル22からシリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)の外壁面に吹き付けて、シリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)を冷却制御するものである。
The
このように、シリンダ2の外壁面に装着されたヒータ6によるシリンダ2の各ゾーンの外壁面への加熱制御と圧縮エアによるシリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)の外壁面への冷却制御が切替え併用されて、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍で発生する溶融樹脂の剪断熱による温度上昇分に相当する熱量が冷却抑制され、溶融樹脂の温度が設定温度(例えば、150℃)まで冷却抑制されることになる。そして、演算部28と圧縮エア流量制御部29とシリンダ加熱制御部11は図示せぬ制御ユニットに内蔵されている。
As described above, the
次に、この冷却制御機構部20によるシリンダ2の外壁面の温度制御と樹脂材の溶融温度制御の一例について、図2を参照して説明する。
Next, an example of temperature control of the outer wall surface of the
ペレット再生装置1による樹脂材のペレット化する全工程の稼動時間(リードタイム)は、図2に示すように、樹脂材がシリンダの各ゾーン(Z21、Z22、Z23)を経て混練溶融されて射出され、射出された溶融樹脂が誘導粉砕部Z24で粉砕されて合成樹脂製品の原料となるペレットとして再生されるまでの所定時間t21に設定されているものとする。そして、リードタイムt21内における射出スクリューの回転による溶融樹脂の圧縮混練による剪断熱が、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍(ポイントA82)で発生したと仮定する。尚、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍(ポイントA82)で発生した剪断熱による上昇温度分を冷却制御機構部20により冷却抑制した状態にあるシリンダの各ゾーンにおける外壁面の温度曲線は、図2の曲線C21で示し、その時の各ゾーンにおける溶融樹脂の冷却抑制された温度曲線は、図2の曲線C22で示している。
As shown in FIG. 2, the operation time (lead time) of the whole process of pelletizing the resin material by the
シリンダの各ゾーンにおける外壁面温度は、例えば、図2の温度曲線C21に示すように、所定温度T20(樹脂材を溶融状態にするために必要となる温度、例えば200℃)になるように、各ゾーンの外壁面に設置された各ヒータにより加熱制御される。そして、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍(ポイントA22)で発生した溶融樹脂の剪断熱による上昇温度t21が、圧縮ゾーンZ22に設置された溶融樹脂温度を計測する溶融樹脂温度センサ26bで検出され、計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aがOFF制御される。そして、計測ゾーンZ23の外壁面と対向する位置に装着された冷却制御機構部20により計測ゾーンZ23の外壁面が冷却される。この冷却制御処理は、演算部28で行われる。
For example, as shown in a temperature curve C21 in FIG. 2, the outer wall surface temperature in each zone of the cylinder is set to a predetermined temperature T20 (a temperature necessary for bringing the resin material into a molten state, for example, 200 ° C.) Heating control is performed by each heater installed on the outer wall surface of each zone. Then, the rising temperature t21 due to the shear heat of the molten resin generated in the vicinity of the post-process in the compression zone Z22 (point A22) is detected by the molten
この冷却制御機構部20による計測ゾーンZ23の外壁面への冷却では、リードタイムt21内で溶融樹脂の剪断熱による上昇温度分(t21−t20)に相当する熱量を冷却し、溶融樹脂の温度を設定温度t20(例えば、150℃)まで下げるために行われる。従って、この計測ゾーンZ23の外壁面への冷却では、計測ゾーンZ23の外壁面温度を所定温度T20(例えば、200℃)から溶融樹脂の設定温度t20(例えば、150℃)よりも低い算出された温度T21まで冷却制御することにより、リードタイムt21内で溶融樹脂の上昇温度t21が設定温度t20まで下がることになる。
In the cooling to the outer wall surface of the measurement zone Z23 by the cooling
一方、供給される樹脂材の供給ゾーンZ21における温度は、例えば、図2の温度曲線C22に示すように、シリンダ2の供給ゾーンZ21の外壁面がヒータ6aにより加熱されて所定温度T20(例えば、200℃)に制御されているため、常温から設定温度t20(樹脂材が溶融化され、粘度の低下でトラブルが発生しない温度範囲内、例えば150℃)まで上げられる。この供給ゾーンZ21の後工程近傍(図2のポイントA21)では、供給された樹脂材が溶融状態になっている。
On the other hand, the temperature of the supplied resin material in the supply zone Z21 is, for example, as shown by a temperature curve C22 in FIG. 2, and the outer wall surface of the supply zone Z21 of the
そして、圧縮ゾーンZ22における溶融樹脂の温度は、例えば、図2の温度曲線C22に示すように、圧縮ゾーンZ22の外壁面がヒータ6bで加熱されて所定温度T20に制御されているため、溶融樹脂の温度は供給ゾーンZ21から送られてくる溶融し始めた溶融樹脂の設定温度t20(例えば150℃)に維持される。そして、圧縮ゾーンZ22での溶融樹脂の圧縮混練により、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍(ポイントA22)で溶融樹脂の剪断熱が発生し、溶融樹脂の温度は設定温度t20を超えた温度t21まで上昇することになる。この上昇温度t21は、圧縮ゾーンZ22に設置された溶融樹脂温度を計測する溶融樹脂温度センサ26bで検出される。
The temperature of the molten resin in the compression zone Z22 is controlled to a predetermined temperature T20 because the outer wall surface of the compression zone Z22 is heated by the
そして、この溶融樹脂の剪断熱による上昇温度分(t21−t20)に相当する熱量は、計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aをOFF制御し、計測ゾーンZ23の外壁面と対向する位置に装着された冷却制御機構部20を演算部28を介して動作させ、計測ゾーンZ23の外壁面温度が所定温度(例えば、200℃)から溶融樹脂の設定温度(例えば、150℃)よりも低い算出された温度T21まで冷却制御される。これにより、計測ゾーンZ23における溶融樹脂の温度は、リードタイムt21内で、設定温度t20まで下げることができる。
The amount of heat corresponding to the temperature rise (t21-t20) due to the shear heat of the molten resin is OFF controlled for the
従って、計測ゾーンZ23を終えて、シリンダ2の射出ノズル4から射出された溶融樹脂は、上昇温度分が冷却抑制されて設定温度に制御されているため、ダクト8を備えたペレットライナ7を通してカッタ部9へ誘導する時、溶融樹脂がダクト8にへばり付くこともなく、誘導がし易く、また溶融樹脂のカッタ部9での粉砕時、溶融樹脂がカッタ部9にへばり付くことも無く、粉砕がし易いものとなる。
Therefore, the molten resin injected from the
尚、溶融樹脂の剪断熱の発生が、圧縮ゾーンZ22の中間工程近傍等で発生した場合には、圧縮ゾーンZ22の外壁面に設置したヒータ6bもOFF制御し、圧縮ゾーンZ22の外壁面にも冷却制御機構部20を装着して圧縮ゾーンZ22の外壁面を冷却し、溶融樹脂の温度上昇分に相当する熱量を冷却抑制することができる。これにより、溶融樹脂の温度上昇分に相当する熱量が、リードタイムt81内で、圧縮ゾーンZ22と計測ゾーンZ23に装着された冷却制御機構部20により確実に冷却抑制され、溶融樹脂の温度が設定温度t20まで下げられることになる。
In addition, when the generation of shear heat of the molten resin occurs in the vicinity of the intermediate process of the compression zone Z22, the
又、溶融樹脂の剪断熱による上昇温度(例えば、図2に示すt21)がシリンダの外壁面の所定温度T20を超える場合には、冷却制御機構部20による冷却能力をさらに上げて、溶融樹脂の上昇温度を設定温度t20まで下げることができる。例えば、所定温度(例えば、200℃)を超えた外壁面温度を溶融樹脂の設定温度(例えば、150℃)よりも大きく下げた温度まで冷却制御することにより、リードタイムt81内で、溶融樹脂の温度上昇分に相当する熱量が冷却抑制されることになる。
Further, when the temperature rise due to the shear heat of the molten resin (for example, t21 shown in FIG. 2) exceeds a predetermined temperature T20 on the outer wall surface of the cylinder, the cooling capacity by the cooling
次に、ペレット再生装置1の冷却制御機構部20の冷却制御方法について、図3を参照して説明する。
Next, a cooling control method of the cooling
図3は本発明の第1の実施の形態に係るペレット再生装置の冷却制御機構部の冷却制御フローチャートである。 FIG. 3 is a cooling control flowchart of the cooling control mechanism of the pellet regenerating apparatus according to the first embodiment of the present invention.
まず、制御ユニット(図示せず)にある電源スイッチがONされると本処理がスタートする。 First, this process starts when a power switch in a control unit (not shown) is turned on.
ステップS21では、ペレット再生装置1のシリンダ2の各ゾーン(供給ゾーンZ21、圧縮ゾーンZ22、計測ゾーンZ23)の外壁面に設置された各ヒータ6c、6b、6aをON制御し、外壁面の温度が所定温度(例えば、200℃)になるまで加熱し、供給された樹脂材が溶融して設定温度(例えば、150℃)になるように加熱制御する。
In step S21, each
ステップS22では、圧縮ゾーンZ22と計測ゾーンZ23の溶融樹脂温度を圧縮ゾーンZ22と計測ゾーンZ23の外壁面に設置された各溶融樹脂温度センサ26b、26aで検出する。
In step S22, the molten resin temperatures of the compression zone Z22 and the measurement zone Z23 are detected by the molten
ステップS23では、ステップS22で検出された圧縮ゾーンZ22、又は計測ゾーンZ23の少なくともいずれか一方の溶融樹脂温度taが設定温度to(例えば、150℃)を超えているか否かが判定される(即ち、樹脂材の可塑化時に発生する剪断熱による温度上昇を検出する)。NOと判定された場合には、次のステップS24に進み、各ゾーン(供給ゾーンZ21、圧縮ゾーンZ22、計測ゾーンZ23)の外壁面温度を検出し、次のステップS25に進む。この外壁面温度の検出は、各ゾーン(供給ゾーンZ21、圧縮ゾーンZ22、計測ゾーンZ23)の外壁面に設置されたそれぞれの外壁面温度センサ27c、27b、27aで行われる。又、YESと判定された場合には、ステップS26に進み、溶融樹脂温度taが設定温度toを超えているゾーンが、例えば、圧縮ゾーンZ22内の後工程近傍、又は計測ゾーンZ23の場合、計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aをOFF制御し、次のステップS27に進む。
In step S23, it is determined whether or not the molten resin temperature ta of at least one of the compression zone Z22 and the measurement zone Z23 detected in step S22 exceeds a set temperature to (for example, 150 ° C.) (ie, The temperature rise due to the shear heat generated during plasticization of the resin material is detected). When it determines with NO, it progresses to the following step S24, detects the outer wall surface temperature of each zone (supply zone Z21, compression zone Z22, measurement zone Z23), and progresses to the following step S25. The detection of the outer wall surface temperature is performed by the respective outer wall
尚、溶融樹脂温度taが設定温度toを超えているゾーンが、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍の場合には、圧縮ゾーンZ22の外壁面に設置されたヒータ6bを分割して、個別に加熱制御する方法を用いて、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍と対向する位置に設置された分割ヒータと計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aとの両方を同時にOFF制御し、冷却抑制し易くすることができる。但し、本実施例による、溶融樹脂温度taが設定温度toを超えているゾーンが圧縮ゾーンZ22の後工程近傍の場合は、計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aをOFF制御するだけで、冷却抑制が可能である。そして、圧縮ゾーンZ22の外壁面に設置されたヒータ6bをOFF制御すると、圧縮ゾーンZ22内の前工程で外壁面の温度が所定温度(例えば、200℃)を維持できなくなり、樹脂材の溶融が不充分なものとなる。
When the zone where the molten resin temperature ta exceeds the set temperature to is in the vicinity of the subsequent process of the compression zone Z22, the
ステップS25では、ステップS24で検出された各ゾーン(供給ゾーンZ21、圧縮ゾーンZ22、計測ゾーンZ23)の外壁面温度Taがそれぞれ所定温度To(例えば、200℃)を超えているか否かが判定される。YESと判定された場合には、次のステップS26に進み、溶外壁面温度Taが所定温度To(例えば、200℃)を超えているゾーンの外壁面に設置されたヒータ6をOFF制御する。又、NOと判定された場合には、ステップS21に戻り、動作が繰り返される。
In step S25, it is determined whether or not the outer wall surface temperature Ta of each zone (supply zone Z21, compression zone Z22, measurement zone Z23) detected in step S24 exceeds a predetermined temperature To (for example, 200 ° C.). The When it determines with YES, it progresses to following step S26 and OFF control is carried out to the
ステップS26では、ステップS25で各ゾーンの外壁面温度Taがそれぞれ所定温度To(例えば、200℃)を超えていると判定された結果を受けて、超えているゾーンの外壁面のヒータ6をOFF制御する。そして、ステップS23で圧縮ゾーンZ22、又は計測ゾーンZ23の少なくともいずれか一方(例えば、圧縮ゾーンZ22の後工程近傍)の溶融樹脂温度taが設定温度to(例えば、150℃)を超えていると判定された結果を受けて、圧縮ゾーンZ22の後工程の近接する計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aをOFF制御する。そして、このステップS23の判定による結果に対してのみ、計測ゾーンZ23のヒータ6aをOFF制御し、次のステップS27に進む。このステップS27に進む判断と冷却制御処理する切替え処理は演算部28で行われる。
In step S26, in response to the determination in step S25 that the outer wall surface temperature Ta of each zone exceeds a predetermined temperature To (eg, 200 ° C.), the
尚、溶融樹脂の剪断熱の発生が、圧縮ゾーンZ22の中間工程近傍等で発生した場合には、圧縮ゾーンZ22の外壁面に設置したヒータ6bもOFF制御し、圧縮ゾーンZ22の外壁面にも冷却制御機構部20を装着して圧縮ゾーンZ22の外壁面を冷却し、溶融樹脂の温度上昇分に相当する熱量を冷却抑制することができる。
In addition, when the generation of shear heat of the molten resin occurs in the vicinity of the intermediate process of the compression zone Z22, the
ステップS27では、ステップS26で計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aがOFF制御された後、計測ゾーンZ23の外壁面に設置された冷却制御機構部20をONに動作制御し、次のステップS28に進む。
In step S27, after the
計測ゾーンZ23の外壁面に設置された冷却制御機構部20を動作させることにより、計測ゾーンZ23の外壁面が圧縮エアーを吹付けられて冷却制御され、溶融樹脂温度の設定温度to(例えば、150℃)を超えて上昇した上昇温度分に相当する熱量が、冷却抑制され、溶融樹脂温度が設定温度toまで下げられることになる。
By operating the cooling
ステップS28では、冷却制御機構部20による冷却制御で、圧縮ゾーンZ22、又は計測ゾーンZ23の溶融樹脂温度taがそれぞれ設定温度to(例えば、150℃)までに下げられたか否かが判定される。YESと判定された場合には、次のステップS29に進み、計測ゾーンZ23の外壁面に設置された冷却制御機構部20をOFFに制御し、ステップS21に戻り、動作が繰り返される。
In step S28, it is determined whether or not the molten resin temperature ta in the compression zone Z22 or the measurement zone Z23 has been lowered to a set temperature to (for example, 150 ° C.) by the cooling control by the cooling
又、NOと判定された場合には、ステップS27に戻り、計測ゾーンZ23の外壁面に設置された冷却制御機構部20をONに動作制御し、冷却動作が繰り返される。
If NO is determined, the process returns to step S27, the cooling
尚、シリンダ2内の射出スクリュー3の回転により発生する溶融樹脂の剪断熱に伴う温度上昇により、溶融樹脂の粘度が低下するが、この低下率が比較的に低く、誘導時と粉砕時においてへばり付き等のトラブルが発生しない樹脂材等については、冷却制御機構部20を動作させる必要がないため、供給される各種の樹脂材を演算部28で選別処理し、各種の樹脂材に対応して、冷却制御機構部20を動作、又は非動作にして併用させることができる。
Note that the viscosity of the molten resin is lowered due to the temperature rise caused by the shear heat of the molten resin generated by the rotation of the
以上のように、廃プラスチック材でなる樹脂材を再生ペレット化するペレット再生装置1において、計測ゾーンZ23の外壁面に設置されたヒータ6aをOFF制御し、計測ゾーンZ23の外壁面と対向する位置に装着された冷却制御機構部20を演算部28を介して動作させ、計測ゾーンZ23の外壁面温度が所定温度(例えば、200℃)から溶融樹脂の設定温度(例えば、150℃)よりも低い温度T21まで冷却制御することにより、リードタイムt21内で圧縮ゾーンZ22等における射出スクリューの回転による混練時に発生する剪断熱による溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量が冷却抑制され、上昇した溶融樹脂の温度が設定温度まで下げられることになる。従って、射出される溶融樹脂を設定温度まで下げることにより、溶融樹脂をペレットライナ7のダクト8を通してカッタ部9へ誘導する時、溶融樹脂の温度上昇に伴う粘度低下によるダクト8の内壁へのへばり付き等のトラブルがなくなり、しかもカッタ部9による溶融樹脂の粉砕時におけるカッタ部9へのへばり付き等のトラブルを伴うことなく、粉砕がし易い粘度を得ることができる。
As described above, in the
次に、本発明の第2の実施の形態に係るペレット再生装置1の冷却制御機構部30について、図1及び図4を参照して説明する。
Next, the cooling
図4は本発明の第2の実施の形態に係るペレット再生装置の冷却制御機構部を示す外観説明図である。尚、本第2の実施の形態に係るものの冷却制御機構部の構成ブロックは第1の実施の形態に係るものと略同一なので、図1(b)を参照し、同一構成品については、その1部を除き説明を省略する。 FIG. 4 is an external explanatory view showing a cooling control mechanism part of a pellet recycling apparatus according to the second embodiment of the present invention. In addition, since the structural block of the cooling control mechanism part according to the second embodiment is substantially the same as that according to the first embodiment, refer to FIG. Description is omitted except for one part.
本発明の第2の実施の形態に係るペレット再生装置1の冷却制御機構部30は、図4に示すように、第1の実施の形態に係るものに対し、冷却制御手段として用いられた圧縮エアに替えて、冷却水(又は、冷媒)が用いられ、冷却制御機構部20に替えて、冷却制御機構部30がシリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ33)の外壁面に装着され、圧縮ゾーン32等での溶融樹脂の圧縮混練時に剪断熱が発生しても、発生する剪断熱に伴う溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量を計測ゾーンZ33に装着された冷却制御機構部30で冷却抑制し、シリンダ2から射出される溶融樹脂の温度が、溶融樹脂をカッタ部9へ容易に誘導し、カッタ部9での溶融樹脂の粉砕がし易い粘度が得られる予め設定された設定温度(例えば、150℃)になるように冷却制御されたものである。
The cooling
本発明の第2の実施の形態に係るペレット再生装置1は、第1の実施の形態に係るものと同じように、例えば、図4に示すように、廃プラスチック材でなる樹脂砕片が供給誘導されるフィーダ(図示せず)を備えたホッパ10、射出スクリュー3と射出ノズル部4と射出スクリュー3と射出ノズル部4とヒータ6a、6b、6c等を備えた樹脂砕片を混練溶融するシリンダ2、射出スクリュー3を回転駆動する駆動制御部5、溶融樹脂をカッタ部9に誘導するダクト8を有するペレットライナ7、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及びシリンダ2から射出される溶融樹脂を設定温度に冷却する冷却制御機構部30等により構成されている。
As in the case of the first embodiment, the
そして、このペレット再生装置1には、冷却制御機構部30がシリンダZ32の所定部位(例えば、計測ゾーンZ33)の外壁面に装着され、圧縮ゾーン32等での溶融樹脂の圧縮混練時に剪断熱が発生しても、発生する剪断熱に伴う溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量を冷却抑制し、シリンダ2から射出される溶融樹脂の温度が、溶融樹脂をカッタ部9へ容易に誘導し、カッタ部9での溶融樹脂の粉砕がし易い粘度が得られる予め設定された設定温度(例えば、150℃)になるように冷却制御されている。
In the
シリンダ2は、従来のものと同じように、樹脂材を供給する供給ゾーン(Z31と称す)と樹脂材を混練溶融する圧縮ゾーン(Z32と称す)と混練溶融される溶融樹脂材の量を計測する計測ゾーン(Z33と称す)に区分されており、この各ゾーンの外壁面にはそれぞれヒータ6c、6b、6aと外壁温度センサ37c、37b、37aが装着され、圧縮ゾーンZ32と計測ゾーンZ33の外壁面には、溶融樹脂の温度を検出する溶融樹脂温度センサ36b、36aがそれぞれ装着され、射出スクリュー3と射出ノズル部4等を備えた樹脂砕片を混練溶融する機能を有したものである。
The
冷却制御機構部30は、例えば、冷却水を流水供給する供給パイプ34と、供給パイプ34に装着された冷却水の供給口を開閉する開閉バルブ35と、供給パイプ34に装着されたシリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ33)の外壁面に複数回巻き付けるように装着された冷却パイプ32と、供給パイプ34と冷却パイプ32との連結部に配設された電磁バルブ31と、冷却パイプ32に流入された冷却水を排水する排水パイプ39、及びシリンダ2の圧縮ゾーンZ32と計測ゾーンZ33の外壁面に設置された溶融樹脂の温度を検出する溶融樹脂温度センサ36b、36aと、シリンダ2の各ゾーンの外壁面に設置された各外壁温度センサ37c、37b、37a、及び各溶融樹脂温度センサ36a、36bから検出された溶融樹脂の検出温度に基づいてヒータ加熱制御をOFFにし、冷却水制御流入量等を演算処理する演算部28(図1(b)による)と、演算部28からの制御信号により冷却水の流入量を制御する冷却水流入量制御部(図示せず)と、演算部28からの制御信号によりヒータ6a、6b、6cの熱量を制御するシリンダ加熱制御部11等より構成されている。
The cooling
演算部28は、第1の実施の形態に係るものに対し、圧縮エア流量比較判定部が冷却水の流入量比較判定部に切替えられたもので、圧縮エア流量制御部29を冷却水流入量制御部(図示せず)に切替えて、シリンダ2の圧縮ゾーンZ32と計測ゾーンZ33の溶融樹脂温度が設定温度(溶融樹脂の粘度低下で、へばり付き等によるトラブルが発生しない範囲内の温度、例えば150℃)を超えないように冷却制御演算処理するものである。
Compared to the first embodiment, the
この演算部28では、シリンダ2の各ゾーンの外壁面温度が所定温度(例えば、200℃)になるように加熱制御演算処理すると共に、シリンダ2の圧縮ゾーンZ32と計測ゾーンZ33の溶融樹脂温度が設定温度(例えば150℃)を超えないように冷却制御演算処理している。
The
各ゾーンの外壁面への加熱制御演算処理では、各外壁温度センサ37a、37b、37cで検出したシリンダ2の各ゾーンの外壁面温度検出値を、予め設定したそれぞれの所定温度(例えば、200℃)と比較判定し、各ゾーンの外壁面温度が所定温度になるように、ヒータ加熱制御部11を介して各ヒータ6a、6b、6cで加熱制御する処理を行っている。
In the heating control calculation processing for the outer wall surface of each zone, the outer wall surface temperature detection value of each zone of the
そして、冷却制御処理では、シリンダ2の圧縮ゾーンZ32と計測ゾーンZ33に設置されている各溶融樹脂温度センサ36a、36bで検出された溶融樹温度検出値を、予め設定したそれぞれの設定温度(例えば150℃)と比較判定し、この比較判定により、各検出温度が樹脂材の混練溶融時に発生する剪断熱に伴う温度上昇等により、各設定温度(例えば150℃)を超えていると判定した場合には、溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量を冷却するために必要となる冷却水流入量等を算出し、冷却制御する処理を行っている。即ち、シリンダ2の計測ゾーンZ33の外壁面に設けられたヒータ6aによる加熱制御が停止状態に切替えられ、算出された冷却水流入量信号が冷却水流入量制御部(図示せず)を介して計測ゾーンZ33の外壁面に巻き付けるように装着された冷却パイプ32に連結されている電磁バルブ31に送信され、算出された冷却水の流入量分がシリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ23)の外壁面に巻き付けるように装着された冷却パイプ32に流入されて溶融樹脂の上昇温度分に相当する熱量が冷却抑制される。この冷却水は、冷却水の供給口である開閉バルブ35を開いて、矢印F31の方向から配管34を通して電磁バルブ31に送られる。
In the cooling control process, the molten tree temperature detection values detected by the molten
これにより、シリンダ2の所定部位(例えば、計測ゾーンZ33)の外壁面が冷却処理され、射出ノズル部4から射出される溶融樹脂の温度が、設定温度(例えば、150℃)に冷却制御さることになる。
Thereby, the outer wall surface of the predetermined part (for example, measurement zone Z33) of the
尚、溶融樹脂の剪断熱の発生が、圧縮ゾーンZ32の中間工程近傍等で発生した場合には、圧縮ゾーンZ32の外壁面に設置したヒータ6bもOFF制御し、圧縮ゾーンZ32の外壁面にも冷却制御機構部30を装着して圧縮ゾーンZ32の外壁面を冷却し、溶融樹脂の温度上昇分に相当する熱量を冷却抑制することにより行われる。これにより、溶融樹脂の温度上昇分に相当する熱量が、リードタイム内で、圧縮ゾーンZ32と計測ゾーンZ33に装着された冷却制御機構部30により確実に冷却抑制され、溶融樹脂の温度が設定温度t20まで下げられることになる。
In addition, when the generation of shear heat of the molten resin occurs in the vicinity of the intermediate process of the compression zone Z32, the
尚、本第2の実施の形態に係わるものの冷却制御機構部30に用いられた冷却手段である冷却水、又は冷媒は、本第2の実施の形態に係わるもののペレット再生装置で再生されたペレットを、射出成形するために設置された射出装置の金型温度調節機(図示せず)に流入供給することができる。この金型温度調節機への流入供給(図4に示すF32方向)は、供給パイプ34の終端部近傍に装着された金型温度調節機への冷却水の供給口を開閉する開閉バルブ38で制御され、配管を通して行われる。
Note that the cooling water or the refrigerant, which is the cooling means used in the cooling
そして、冷却パイプ33に流し込まれた冷却水は、シリンダ2の計測ゾーンZ33の外壁面の温度(溶融樹脂材の上昇温度分に相当する熱量)を熱伝導で下げて温水となり、排水パイプ39からF33方向に排水される。 The cooling water poured into the cooling pipe 33 is heated to lower the temperature of the outer wall surface of the measurement zone Z33 of the cylinder 2 (the amount of heat corresponding to the rising temperature of the molten resin material) by heat conduction. Drain in the direction of F33.
尚、本ペレット再生装置1とペレットを射出成形する射出装置(図示せず)を同一フロア等に設置して運用する場合には、冷却制御機構部30に用いられた冷却手段である冷却水を開閉バルブ38を介してF32方向に供給し、併用することができる。
In addition, when this
尚、シリンダ2内の射出スクリュー3の回転により発生する溶融樹脂の剪断熱に伴う温度上昇により、溶融樹脂の粘度が低下するが、この低下率が比較的に低く、誘導時と粉砕時においてへばり付き等のトラブルが発生しない樹脂材等については、冷却制御機構部30を動作させる必要がないため、供給される各種の樹脂材を演算部28で選別処理し、各種の樹脂材に対応して、冷却制御機構部30を動作、又は非動作にして併用させることができる。
Note that the viscosity of the molten resin is lowered due to the temperature rise caused by the shear heat of the molten resin generated by the rotation of the
以上のように、第1の実施の形態に係るものの圧縮エアを用いた冷却制御機構部に替えて、冷却水(又は、冷媒) を用いた冷却制御機構部にしたものなので、第1の実施の形態に係るペレット再生装置で得られる効果以外に、比較的大きな冷却容量を得ることができ、冷却制御する時定数も小さくすることができる。 As described above, since the cooling control mechanism unit using cooling water (or refrigerant) is used instead of the cooling control mechanism unit using compressed air in the first embodiment, the first embodiment In addition to the effects obtained by the pellet recycling apparatus according to the embodiment, a relatively large cooling capacity can be obtained, and the time constant for cooling control can be reduced.
次に、本発明の第3の実施の形態に係るペレット再生装置1の冷却制御機構部40について、図5を参照して説明する。
Next, the cooling
図5は本発明の第3の実施の形態に係るペレット再生装置の冷却制御機構部を示す外観説明図である。尚、本第3の実施の形態に係るものの冷却制御機構部の構成ブロックは第1の実施の形態に係るものと略同一なので、図1(b)を参照し、同一構成品については、その1部を除き説明を省略する。 FIG. 5 is an external explanatory view showing a cooling control mechanism part of a pellet recycling apparatus according to the third embodiment of the present invention. The configuration block of the cooling control mechanism unit according to the third embodiment is substantially the same as that according to the first embodiment, so refer to FIG. Description is omitted except for one part.
本発明の第3の実施の形態に係るペレット再生装置1の冷却制御機構部40は、図5に示すように、第1の実施の形態に係るもの(シリンダ2の外壁面を圧縮エアを用いて冷却することにより、シリンダ2から射出される溶融樹脂の温度が設定温度になるように抑制制御されたもの)に対し、シリンダ2から射出された溶融樹脂を直接冷却制御するようにしたものである。
As shown in FIG. 5, the cooling
本発明の第3の実施の形態に係るペレット再生装置1は、例えば、図5に示すように、射出スクリュー3と射出ノズル部4とヒータ6等を備えた樹脂砕片を混練溶融するシリンダ2、溶融樹脂をペレットライナ7に誘導する誘導受板46と、溶融樹脂を誘導受板46からカッタ部9に誘導するダクト8を有するペレットライナ7、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、シリンダ2から射出された溶融樹脂を設定温度に冷却する冷却制御機構部40、及び溶融樹脂の射出ノズル部4から射出される射出口近傍の温度を検出する第1温度センサ45と射出された溶融樹脂の冷却制御機構部40により冷却された後の溶融樹脂の温度を検出する第2温度センサ47等により構成されている。
For example, as shown in FIG. 5, the
このペレット再生装置1は、プラスチック製品の不良品又は廃棄物等の廃プラスチック材でなる樹脂材を再生して、再び合成樹脂製品の原料となるペレットを製造するもので、シリンダ2から射出される溶融樹脂をカッタ部9へ容易に誘導し、カッタ部9での溶融樹脂の粉砕がし易い粘度が得られる設定温度に調整制御するため、冷却制御機構部40がシリンダ2の先端部近傍に配設されたものである。
The
この冷却制御機構部40は、供給される廃プラスチック材でなる樹脂材の種類により異なるが、射出スクリュー3の回転により、樹脂材を混練溶融し移動する時、剪断熱が発生し、射出ノズル部4から射出される溶融樹脂の温度が上昇するが、この上昇した溶融樹脂(射出ノズル部4から射出されたもの)を直接超低温エアで冷却し、予め設定された設定温度(例えば、150℃)を超える上昇温度分を抑制するように、冷却制御するものである。
The cooling
シリンダ2は、第1の実施の形態に係るペレット再生装置1に用いられたものでは、圧縮エア等による冷却手段でシリンダ2の外周壁部が冷却されて、溶融樹脂が冷却制御されているが、本第3の実施の形態に係るものでは、シリンダ2の外周壁部が冷却されるのではなく、射出ノズル部4から射出された溶融樹脂(温度が設定温度を超えているもの)を直接的に、設定温度内に抑えるように冷却制御されている。
In the
このシリンダ2には、射出ノズル部4の近傍に溶融樹脂の温度を検出する第1温度センサ45が装着され、射出される前の射出スクリューの回転による剪断熱で設定温度を超えて上昇している溶融樹脂の温度を検出する。そして、シリンダ2の射出ノズル部4の先端部に連接配設された溶融樹脂を誘導する誘導受板46のペレットライナ7側には、第2温度センサ47が装着され、溶融樹脂の設定温度を超えた上昇温度分を冷却抑制した後の温度を検出する。この各温度センサ46、47から検出された溶融樹脂の冷却前後の検出温度が演算部28(図1(b)による)にフィードバックされ、各検出温度の差異に対応する熱量に基づいて冷却制御機構部40に設けられた超低温エア発生器41から射出される超低温エアの流量が算出される。
The
例えば、第1温度センサ45で検出された温度(t1と称す)は、溶融樹脂の設定温度(T1と称す)を超えた上昇温度分(δt1と称す)を加算したものとし、第2温度センサ47で検出された温度(t2と称す)は溶融樹脂の上昇温度分(δt1と称す)を冷却した後の上昇温度分(δt2と称し、このδt2が零値になるように冷却される)を加算したものとし、第1温度センサ45で検出された温度t1から第2温度センサ47で検出された温度t2を減算した値(この値は設定温度T1になるように制御されている)に相当する熱量を冷却するために必要となる超低温エアの流量が算出される。即ち、t1―t2=(T1+δt1)―(T1+δt2)を零値にし、第2温度センサ47で検出された温度t2が溶融樹脂の設定温度T1になるように超低温エアの流量が算出されている。この超低温エアの算出された流量を射出ノズル部4から射出された溶融樹脂に直接吹付けて、溶融樹脂の温度が設定温度になるように冷却調整制御されている。
For example, it is assumed that the temperature detected by the first temperature sensor 45 (referred to as t1) is obtained by adding a rise in temperature (referred to as δt1) exceeding the set temperature (referred to as T1) of the molten resin, and the second temperature sensor. The temperature detected at 47 (referred to as t2) is the temperature rise after the rise in the molten resin (referred to as δt1) (referred to as δt2 and cooled so that δt2 becomes zero). This value is equivalent to a value obtained by subtracting the temperature t2 detected by the
冷却制御機構部40は、例えば、圧縮エアを供給する配管43と、配管43に装着された圧縮エアの供給口を開閉する開閉バルブ44と、配管43に装着された低温エアを射出する放熱用ノズル42を備えた超低温エア発生器41と、シリンダ2の射出ノズル部4の先端部に連接配設された溶融樹脂を誘導する誘導受板46と、シリンダ2に装着された射出ノズル部4から射出される前の溶融樹脂の温度を検出する第1温度センサ45と、誘導受板46に装着された冷却された溶融樹脂の温度を検出する第2温度センサ47、及び各温度センサから検出された検出温度に基づいて冷却制御流量等を演算処理する演算部28(図1(b)による)と、演算部28からの制御信号により超低温エアの吹付流量を制御する低温エア吹付け流量制御部(図示せず)と、演算部28からの制御信号によりシリンダ2に装着されたヒータ6の熱量を制御するシリンダ温度制御部11等より構成されている。
The cooling
演算部28は、第1の実施の形態に係るペレット再生装置1に用いられたものの圧縮エア流量比較判定部が超低温エアの吹付流量比較判定部に切替えられたもので、圧縮エア流量制御部29を超低温エアの吹付流量制御部(図示せず)に切替えて、第1温度センサ45で検出した射出ノズル部4近傍の溶融樹脂の検出温度と、第2温度センサ47で検出した超低温エアの吹付で冷却された溶融樹脂の検出温度を、予め設定したそれぞれの設定温度と比較判定処理している。そして、第2温度センサ47で検出した温度が予め設定された設定温度になるように、第1温度センサ45で検出した射出ノズル部4近傍の溶融樹脂の温度から第2温度センサ47で検出した冷却後の溶融樹脂の温度を差し引いた温度、即ち溶融樹脂の上昇温度分を冷却するために必要となる超低温エアの吹付流量を算出制御するようにしたものなので、詳細説明は省略する。
The
超低温エア発生器41は、例えば、供給された圧縮空気を、特殊なゼネレータにより高速過流を発生させて内部での圧力差を利用し、冷風と熱風に分離させるもので、冷風を吹付ける冷却用ノズル42と熱風を排出する排気用パイプ48を備えた状態で供給パイプ43に装着されている。
The ultra-low
この超低温エア発生器41は、演算部28により算出された低温エアの吹付流量分を吹付流量制御部(図示せず)からの制御信号として受信し、冷却用ノズル42から低温エアの吹付流量分を誘導受板46上の溶融樹脂に直接吹付け、樹脂材のシリンダ2での混練溶融時に発生する溶融樹脂の剪断熱による溶融樹脂の設定温度を超える上昇温度分を冷却し、設定温度になるように、冷却制御するものである。
The ultra-low
尚、射出スクリュー3の回転により発生する溶融樹脂の剪断熱による温度上昇と温度上昇による溶融樹脂の粘度の低下率は、供給される樹脂材の種類により相違があるため、特に温度上昇により粘度が急激に低下する樹脂材、例えば、生分解性プラスチック等については、より冷却処理が必要なものとなる。従って、樹脂材の種類に対応して、冷却能力を算出し、冷却流量等を設定している。
The temperature rise due to the shearing heat of the molten resin generated by the rotation of the
次に、ペレット再生装置1の冷却制御部40の冷却処理方法については、第1の実施の形態に係るもののように、シリンダ2の外壁を圧縮エアで冷却して溶融樹脂の温度を冷却するのではなく、シリンダ2から射出された溶融樹脂に直接低温エアを吹付けて冷却制御するようにしたものなので、この相違した冷却処理方法について説明する。
Next, regarding the cooling processing method of the
低温エアによる冷却制御方法では、例えば、圧縮エアを供給口からF41方向に開閉バルブ44の開閉により供給制御し、供給パイプ43に装着された冷却用ノズル42と排気用パイプ48を備えた超低温エア発生器41に供給される。超低温エア発生器41に供給された圧縮エアは、超低温エア発生器41で超低温エアと熱風に分離され、演算部28で算出された超低温エアの吹付け流量分が冷却用ノズル42から誘導受板46上の射出された溶融樹脂に向けて、F42方向に直接吹付けられて、溶融樹脂の温度が設定値になるように冷却制御される。そして、熱風は、排気用パイプ48からF43方向に排気される。
In the cooling control method using low-temperature air, for example, compressed air is supplied and controlled in the direction of F41 from the supply port by opening and closing the open /
尚、本第3の実施の形態に係るペレット再生装置1のシリンダ2の外壁面には、圧縮エア等による冷却手段が配設されていないが、これにこだわることなく、第1又は第2の実施の形態に係るものの冷却制御機構部20(又は、30)を適用した冷却手段を併用して配設することができる。この冷却制御機構部20(又は、30)を併用して設けることにより、冷却制御がより確実で効果が大きなものとなり、それぞれの冷却能力を半減することができる。
In addition, although the cooling means by compressed air etc. is not arrange | positioned at the outer wall surface of the
尚、シリンダ2内の射出スクリュー3の回転により発生する溶融樹脂の剪断熱に伴う温度上昇により、溶融樹脂の粘度が低下するが、この低下率が比較的に低く、誘導時と粉砕時においてへばり付き等のトラブルが発生しない樹脂材等については、冷却制御機構部40を動作させる必要がないため、供給される各種の樹脂材を演算部28で選別処理し、各種の樹脂材に対応して、冷却制御機構部40を動作、又は非動作にして併用させることができる。
Note that the viscosity of the molten resin is lowered due to the temperature rise caused by the shear heat of the molten resin generated by the rotation of the
以上のように、廃プラスチック材でなる樹脂材を再生ペレット化するペレット再生装置1において、樹脂材を混練溶融するシリンダ2の先端部近傍に冷却制御機構部40を設けて、射出スクリュー3の回転による混練時に発生する剪断熱により設定温度を超えて温度上昇した射出ノズル部4から射出された溶融樹脂を直接冷却して温度の上昇分を抑制し、設定温度を維持するように冷却制御する。
As described above, in the
この冷却制御により、溶融樹脂をペレットライナ7のダクト8を通してカッタ部9へ誘導する時、溶融樹脂の温度上昇に伴う粘度低下により発生するダクト8の内壁へのへばり付き等のトラブルを伴うことなく、しかもカッタ部による溶融樹脂の粉砕時においても、カッタ部へのへばり付き等のトラブルを伴うことなく、粉砕がし易い粘度が得られる温度に調整制御することができる。そして、この冷却制御機構部40による溶融樹脂への直接冷却により、上昇した溶融樹脂の温度を短時間で冷却することができ、構造を比較的簡単にすることができる。
When the molten resin is guided to the
次に、本発明の第4の実施の形態に係るペレット再生装置1の第1誘導機構部50について、図6を参照して説明する。
Next, the 1st
図6は本発明の第4の実施の形態に係るペレット再生装置の第1誘導機構部を示す外観説明図である。 FIG. 6 is an external appearance explanatory view showing a first guiding mechanism part of a pellet recycling apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
本発明の第4の実施の形態に係るペレット再生装置1は、例えば、図6に示すように、射出スクリュー3と射出ノズル部4等を備えた樹脂砕片を混練溶融するシリンダ2、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及び溶融樹脂をカッタ部9に圧縮エアの流動により誘導する誘導機構を備えた第1誘導機構部50等により構成されている。
The
このペレット再生装置1は、プラスチック製品の不良品又は廃棄物等の廃プラスチック材でなる樹脂材を再生して、再び合成樹脂製品の原料となるペレットを製造するもので、シリンダ2から射出された溶融樹脂をペレットライナを用いることなく、第1誘導機構部50を設けて、カッタ部9へ容易に誘導できるようにしたものである。そして、この第1誘導機構部50は、供給される廃プラスチック材でなる樹脂材の種類により異なるが、射出スクリュー3の回転により、樹脂材を混練溶融し移動する時、剪断熱が発生し、射出ノズル部4から射出された溶融樹脂の温度が上昇することにより、溶融樹脂の粘度が低下し、溶融樹脂のカッタ部9への誘導時に発生するダクト等の内壁へのへばり付きによるトラブルを防止するため、圧縮エアを用いて、溶融樹脂を空間内で誘導移動させるようにしたものである。
The
尚、射出スクリュー3の回転により発生する溶融樹脂の剪断熱による温度上昇と温度上昇による溶融樹脂の粘度の低下率は、供給される樹脂材の種類により相違があるため、特に温度上昇により粘度が急激に低下する樹脂材、例えば、生分解性プラスチック等については、ペレットライナ等のガイド板を設けていないため、ペレットライナによる内壁へのへばり付き等のトラブルがなくなり、空間内での誘導移動がより効果的なものとなる。そして、圧縮エアを直接的に溶融樹脂に吹付けて方向を変えて誘導移動しているため、温度上昇した溶融樹脂を冷却する効果も得ることができる。
The temperature rise due to the shearing heat of the molten resin generated by the rotation of the
第1誘導機構部50は、例えば、圧縮エアを供給する配管53と、配管53に装着された圧縮エアの供給口を開閉する開閉バルブ54と、配管53に装着された圧縮エアを射出して溶融樹脂をカッタ部9に誘導する誘導用ノズル52を備えた圧縮エア供給制御器51と、シリンダ2の射出ノズル部4の先端部に連接配設された溶融樹脂を取り込む受板56と、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及び溶融樹脂をカッタ部9に誘導するために必要な圧縮エアの吹付け流量を演算処理する演算部28(図1(b)による)等より構成されている。
For example, the first
演算部28は、第1の実施の形態に係るペレット再生装置1に用いられたものの圧縮エア流量制御部29を溶融樹脂をカッタ部9に誘導制御する圧縮エア誘導流量制御部(図示せず)に切替えて、誘導用ノズル52から溶融樹脂に向けて吹付けられる圧縮エア誘導流量が溶融樹脂をカッタ部9の所定位置に誘導できる流量分になるように、算出制御するものなので、詳細説明は省略する。
The
圧縮エア供給制御器51は、演算部28により算出された圧縮エアの誘導吹付流量分を圧縮エア誘導流量制御部(図示せず)からの制御信号として受信し、この圧縮エアの誘導吹付流量分を誘導用ノズル52から、シリンダ2の射出ノズル部4から射出された溶融樹脂に向けて上部方向から直接吹付け、溶融樹脂をカッタ部9の所定位置にペレットライナを用いることなく、空間内で誘導移動するように制御するものである。
The compressed
次に、ペレット再生装置1の第1誘導機構部50による溶融樹脂の誘導移動方法については、例えば、圧縮エアを供給口からF51方向に開閉バルブ54の開閉により供給制御し、供給パイプ53に装着された誘導用ノズル52を備えた圧縮エア供給制御器51に供給される。圧縮エア供給制御器51では、演算部28で算出された圧縮エアの誘導吹付流量分を誘導用ノズル52から、射出ノズル部4から射出された溶融樹脂に向けて上部からF52方向に直接吹付け、溶融樹脂をカッタ部9の所定位置にペレットライナを用いることなく、空間内で誘導移動するように制御する。
Next, with regard to the method of guiding and moving the molten resin by the first
尚、本発明の第4の実施の形態に係るペレット再生装置1の第1誘導機構部50による圧縮エアを用いて溶融樹脂を誘導移動する誘導手段に替わるものとして、その他の実施の形態に係るペレット再生装置1の第2誘導機構部60によるバキュームを用いて溶融樹脂を誘導移動する誘導手段がある。
In addition, it replaces with the guidance means which guides and moves molten resin using the compressed air by the 1st
次に、その他の実施の形態に係るペレット再生装置1の第2誘導機構部60について、図7を参照して説明する。
Next, the 2nd
図7は本発明の第4の実施の形態に係るその他の実施の形態に係るペレット再生装置の第2誘導機構部を示す外観説明図である。 FIG. 7 is an external explanatory view showing a second guiding mechanism part of a pellet recycling apparatus according to another embodiment according to the fourth embodiment of the present invention.
本発明の第4の実施の形態に係るその他の実施の形態に係るペレット再生装置1の第2誘導機構部60は、例えば、図7に示すように、樹脂砕片を混練溶融するシリンダ2、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及び溶融樹脂をカッタ部9に誘導するバキュームによる誘導機構を備えた第2誘導機構部60等により構成されている。
As shown in FIG. 7, for example, as shown in FIG. 7, the second
この第2誘導機構部60は、供給される廃プラスチック材でなる樹脂材の種類により異なるが、射出スクリュー3の回転により、樹脂材を混練溶融し移動する時、剪断熱が発生し、射出ノズル部4から射出された溶融樹脂の温度が上昇することにより、溶融樹脂の粘度が低下し、溶融樹脂のカッタ部9への誘導時に発生するダクト等の内壁へのへばり付きによるトラブルを防止するため、バキュームによる吸い込みエアを用いて、溶融樹脂を空間内で誘導移動させるようにしたものである。
The
第2誘導機構部60は、例えば、バキュームによる吸い込みエアを用いて、溶融樹脂をカッタ部9に誘導する吸い込み用の第1配管部62とエアを排出する第2配管部63を備えたバキューム装置61と、シリンダ2の射出ノズル部4の先端部に連接配設された溶融樹脂を取り込む受板64と、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及び溶融樹脂をカッタ部9に誘導するために必要な吸い込みエアの流量を演算処理する演算部28(図1(b)による)等より構成されている。
The
演算部28は、第1誘導機構部50に対し、圧縮エア誘導流量制御部(図示せず)を吸い込みエア誘導流量制御部(図示せず)に切替えたもので、吸い込みエア誘導流量が溶融樹脂をカッタ部9の所定位置に誘導できる流量分になるように、算出制御するものなので、詳細説明は省略する。
The
バキューム装置61は、演算部28により算出された吸い込みエアの誘導流量分を圧縮エア誘導流量制御部(図示せず)からの制御信号として受信し、吸い込みエアの誘導流量分を吸い込み第1配管部62を通して、上部方向から下部方向に向けてF61方向に吸い込み、溶融樹脂(シリンダ2の射出ノズル部4から射出されたもの)がカッタ部9の所定位置にペレットライナを用いることなく、空間内で誘導移動するように制御するものである。この時、吸い込まれたエアは、第2配管部63からF62方向に排出される。
The
尚、本第4の実施の形態に係るペレット再生装置1の第1誘導機構部50(又は、第2誘導機構部60)は、第1又は第2の実施の形態に係るものに併用して、適用配設することができる。
In addition, the 1st induction | guidance | derivation mechanism part 50 (or 2nd induction | guidance | derivation mechanism part 60) of the pellet reproduction |
以上のように、廃プラスチック材でなる樹脂材を再生ペレット化するペレット再生装置1において、樹脂材を混練溶融するシリンダ2の先端部近傍に第1誘導機構部50(又は、第2誘導機構部60)を設けて、射出スクリューの回転による混練時に発生する剪断熱により温度上昇した射出ノズル部4から射出された溶融樹脂をカッタ部9の所定位置にペレットライナを用いることなく、空間内で誘導移動するように制御することにより、溶融樹脂の温度上昇に伴う粘度低下により発生するダクト8の内壁へのへばり付き等のトラブルを伴うことなく、誘導し易く調整制御することができる。そして、ペレットライナ等を用いず構造を比較的簡単にしているため、コストを低減できる。また、図6に示すように、圧縮エアによる吹付け、又は図7に示すように、バキュームによる吸い込みをすることにより、溶融樹脂の熱が攪拌されるので、溶融樹脂の温度上昇を抑えることができる。
As described above, in the
次に、本発明の第5の実施の形態に係るペレット再生装置1のシリンダ回転移動機構部70について、図8を参照して説明する。
Next, the cylinder rotation moving
図8は本発明の第5の実施の形態に係るペレット再生装置のシリンダ回転移動機構部を示す外観説明図である。 FIG. 8 is an external explanatory view showing a cylinder rotation moving mechanism part of a pellet recycling apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
本発明の第5の実施の形態に係るペレット再生装置1は、例えば、図8に示すように、射出スクリュー3と射出ノズル部4等を備えた樹脂砕片を混練溶融するシリンダ2、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及び溶融樹脂をカッタ部9に誘導するためにシリンダ2自体を回転移動する駆動機構を備えたシリンダ回転移動機構部70等により構成されている。
The
このペレット再生装置1は、プラスチック製品の不良品又は廃棄物等の廃プラスチック材でなる樹脂材を再生して、再び合成樹脂製品の原料となるペレットを製造するもので、シリンダ2から射出された溶融樹脂をシリンダ回転移動機構部70を設けて、カッタ部9へ容易に誘導移動できるようにしたものである。
The
そして、このシリンダ回転移動機構部70は、供給される廃プラスチック材でなる樹脂材の種類により異なるが、射出スクリュー3の回転により、樹脂材を混練溶融しながら移動する時、剪断熱が発生し、射出ノズル部4から射出された溶融樹脂の温度が上昇することにより、溶融樹脂の粘度が低下し、溶融樹脂をカッタ部9へ誘導する時、溶融樹脂がダクト等の内壁にへばり付くトラブルの発生を防止するために設けられたものである。特に、温度上昇により粘度が大きく低下する樹脂材、例えば、生分解性プラスチック等については、溶融樹脂のカッタ部9への誘導時にペレットライナ7等の内壁へのへばり付きが大きくなり、トラブルの発生が頻繁に発生するため、ペレットライナ7等を用いることなく、回転移動機構部70を用いて、シリンダ2の軸心がカッタ部9の軸心と一致するように倒立方向へ回転移動し、溶融樹脂を直接、カッタ部9に射出するようにしたものである。
The cylinder
尚、溶融樹脂の温度が、上昇しても粘度があまり低下しない樹脂材等については、本シリンダ回転移動機構部70を用いなくても良い。従って、供給される樹脂材の種類に対応して、本シリンダ回転移動機構部70の動作切替えを行うために、演算部28(図1(b)による)で樹脂材の種類が選別できるように設定されている。
Note that the cylinder rotational
シリンダ回転移動機構部70は、例えば、シリンダ2を設置する架台2と、架台2に設置されたシリンダ2を倒立方向へ回転移動するための回転機構部71と、溶融樹脂を粉砕してペレット化するカッタ部9、及び溶融樹脂をカッタ部9に回転移動制御する演算部28(図1(b)による)等より構成されている。
The cylinder rotation
演算部28は、第1の実施の形態に係るペレット再生装置1に用いられたものの圧縮エア流量制御部29をシリンダ2の回転制御部(図示せず)に切替えて、樹脂材の種類に対応して、回転機構部71の駆動動作を選定制御処理するものなので、詳細説明は省略する。
The
回転機構部71は、演算部28から樹脂材の種類に対応した制御信号を受信し、供給された樹脂が温度上昇に伴う粘度率低下の大きい樹脂材、例えば、生分解性プラスチック等の場合、シリンダ2の軸心C71をカッタ部9の軸心C72と一致するように倒立方向に回転移動し、溶融樹脂を直接、カッタ部9に射出し、自重で誘導するようにしたものである。この回転機構部71は、シリンダ2が設置された架台72に設置され、供給された樹脂が温度上昇により粘度を大きく低下させる樹脂材の場合に、駆動運用され、供給された樹脂が温度上昇により粘度をあまり変化させない通常の場合には、駆動運用しないように樹脂材の種類に対応させて併用している。
The
次に、ペレット再生装置1のシリンダ回転移動機構部70によるシリンダ2の回転移動方法については、例えば、供給された樹脂が温度上昇により粘度を大きく低下させる樹脂材の場合には、演算部28から回転機構部71に回転制御信号が送信され、回転制御信号を受信した回転機構部71により、シリンダ2の軸心C71がカッタ部9の軸心C72と一致するように倒立方向に、シリンダ2を回転移動制御し、溶融樹脂が直接、カッタ部9に射出され、自重で誘導するようになっている。この回転移動は、架台72に設置された回転機構部71の回転中心位置P71を支点として、シリンダ2をR71方向に回転して行われる。この時、供給される樹脂砕片を取り込むホッパ10は、図示していないが、シリンダ2の回転移動に応じて、樹脂砕片の供給口等の位置を変えるように設定されている。
Next, regarding the method of rotational movement of the
以上のように、廃プラスチック材でなる樹脂材を再生ペレット化するペレット再生装置1において、シリンダ2の軸心C71がカッタ部9の軸心C72と一致するように倒立方向に、シリンダ2を回転移動させるシリンダ回転移動機構部70を設けて、溶融樹脂(例えば、樹脂材の混練時に発生する剪断熱の温度上昇に伴い粘度が急低下したもの)を射出ノズル部4から直接、カッタ部9の所定位置に射出し、自重で誘導することにより、溶融樹脂の粘度低下により発生するペレットライナのダクト等の内壁への溶融樹脂のへばり付き等のトラブルを伴うことなく、溶融樹脂の誘導をし易く調整制御することができる。そして、温度上昇に伴う粘度率の変化が小さい溶融樹脂においてはシリンダ回転移動機構部70の駆動動作を停止させ、樹脂材の種類に応じて動作・非動作を選択できる併用した運用を行うことにより、制御が容易で、溶融樹脂の粘度低下によるトラブルを正確に防止することができる。また、シリンダ2を回転させることにより、溶融樹脂の熱を攪拌させ、溶融樹脂の温度上昇を抑えることもできる。
As described above, in the
1・・・ペレット再生装置
2・・・シリンダ
3・・・射出スクリュー
4・・・射出ノズル部
5・・・駆動制御部
6・・・ヒータ
7・・・ペレットライナ
8・・・ダクト
9・・・カッタ部
10・・・ホッパ
11・・・シリンダ温度制御部
20、30、40・・・冷却制御機構部
21・・・電磁バルブ
22・・・吹付ノズル
24・・・配管
25・・・開閉バルブ
26・・・溶融樹脂温度センサ
27・・・外壁温度センサ
28・・・演算部
29・・・圧縮エア流量制御部
31・・・電磁バルブ
32・・・冷却パイプ
34・・・供給パイプ
35、38・・・開閉バルブ
36・・・溶融樹脂温度センサ
37・・・外壁温度センサ
39・・・排水パイプ
41・・・超低温エア発生器
42・・・放熱用ノズル
43・・・配管
44・・・開閉バルブ
45・・・第1温度センサ
46・・・誘導受板
47・・・第2温度センサ
48・・・排気用パイプ
50・・・第1誘導機構部
51・・・圧縮エア供給制御部
52・・・誘導用ノズル
53・・・配管
54・・・開閉バルブ
56・・・受板
60・・・第2誘導機構部
61・・・バキューム装置
62・・・第1配管部
63・・・第2配管部
64・・・受板
70・・・回転移動機構部
71・・・回転機構部
72・・・架台
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記シリンダ内の樹脂材の温度を検出する樹脂温度検出手段と、
前記シリンダの外壁を冷却する冷却手段と、
前記樹脂温度検出手段により、樹脂材の可塑化時に発生する剪断熱による温度上昇を検出すると、前記冷却手段を作動させる制御手段とを備えることを特徴とするペレット再生装置。 In a pellet recycling apparatus that includes a cylinder that melts and kneads a resin material, and that regenerates pellets from the molten resin material,
Resin temperature detection means for detecting the temperature of the resin material in the cylinder;
Cooling means for cooling the outer wall of the cylinder;
And a control means for operating the cooling means when the resin temperature detecting means detects a temperature rise due to shear heat generated during plasticization of the resin material.
前記シリンダより射出される樹脂材を前記カッタ部へ空気流動により誘導する誘導手段を設けたことを特徴とするペレット再生装置。 In a pellet recycling apparatus that includes a cylinder that melts and kneads a resin material, and regenerates the pellet by cutting the melted resin material at the cutter part,
2. A pellet recycling apparatus, comprising: a guiding means for guiding the resin material injected from the cylinder to the cutter portion by air flow.
前記シリンダを倒立方向へ回転させる回転手段を設け、
前記回転手段によるシリンダを倒立させて、シリンダから射出される溶融された樹脂材を該樹脂材の自重で前記カッタ部へ誘導させてなることを特徴とするペレット再生装置。
In a pellet recycling apparatus that includes a cylinder that melts and kneads a resin material, and regenerates the pellet by cutting the melted resin material at the cutter part,
A rotating means for rotating the cylinder in an inverted direction;
A pellet recycling apparatus, wherein the cylinder by the rotating means is inverted and the molten resin material injected from the cylinder is guided to the cutter part by its own weight.
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---|---|---|---|
JP2003323027A JP2005088291A (en) | 2003-09-16 | 2003-09-16 | Pellet regenerating apparatus |
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JP (1) | JP2005088291A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009132029A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Yoshihiko Yamazaki | Plastics pellet forming device |
JP2010179610A (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Olympus Corp | Circulation type kneader |
KR102374303B1 (en) * | 2020-10-08 | 2022-03-16 | 주식회사 조이첨단소재 | Apparatus for recycling waste material |
JP7343777B2 (en) | 2019-12-04 | 2023-09-13 | 日本製鉄株式会社 | Waste plastic molded product manufacturing device and waste plastic molded product manufacturing method |
-
2003
- 2003-09-16 JP JP2003323027A patent/JP2005088291A/en active Pending
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JP2010179610A (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Olympus Corp | Circulation type kneader |
JP7343777B2 (en) | 2019-12-04 | 2023-09-13 | 日本製鉄株式会社 | Waste plastic molded product manufacturing device and waste plastic molded product manufacturing method |
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