JP2005343104A - Manufacturing process and manufacturing equipment for injection molding material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂を含んだ廃棄物、例えば磁気テープを射出成型用材料として再利用するための射出成型用材料の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to an injection molding material manufacturing method and manufacturing apparatus for reusing a resin-containing waste, such as a magnetic tape, as an injection molding material.
磁気テープを廃棄するには、従来埋立てや焼却が行われていた。埋立ての場合は埋立て施設の容量に限りがあるため行われなくなったが、焼却は社会問題となっているダイオキシンの発生がないためゴミの処理としては容易に行われている。更に、焼却炉を種々の装置や施設に併設することによって熱源としてサーマル・リサイクルすることでエネルギーの節減に役立てている。しかし、焼却により、二酸化炭素が発生し地球温暖化を促進してしまうため問題である。 Conventionally, landfilling or incineration has been performed to discard the magnetic tape. In the case of landfilling, it is no longer carried out due to the limited capacity of the landfill facility, but incineration is easily carried out as waste disposal because there is no generation of dioxins, which is a social problem. In addition, an incinerator is installed in various devices and facilities, and it is used as a heat source for thermal recycling, which helps to save energy. However, it is a problem because carbon dioxide is generated by incineration and promotes global warming.
これまで磁気テープに塗られた磁性体を剥がして磁性体を再利用するための技術は種々あるが、処理方法が複雑なため商業的な価値から実用化はされていないのが現状である。規模は小さいが、商業的に行われている磁気テープの再利用としては、磁気テープを断裁した後、その大量の磁気テープの破片を熱プレスし板状に固めることで断熱ボードや吸音ボード、畳の芯などを成型し商品化されている。 There are various techniques for removing the magnetic material applied to the magnetic tape so that the magnetic material can be reused. However, since the processing method is complicated, it has not been put into practical use because of its commercial value. Although the scale is small, commercially available magnetic tape can be reused by cutting the magnetic tape and then heat-pressing a large number of pieces of the magnetic tape to harden it into a plate shape. It has been commercialized by molding tatami cores.
尚、プラスチック廃棄物やプラスチック不良品を加熱溶融してペレット状に形成して再利用するためのプラスチック廃棄物処理装置としては、例えば下記特許文献1に記載のものが提案されていた。
従来、磁気記録テープカセットのリユースとして、例えば放送局から回収した磁気記録テープカセットを部品ごとに分別し、カセットハーフなどの射出成型によって作った部品の場合は粉砕しバージン材料と混ぜて再び同じ部品あるいは全く異なる他の部品を射出成型している。前記バージン材料の比率を上げれば物性を向上でき広く行われている。 Conventionally, as a reuse of magnetic recording tape cassettes, for example, magnetic recording tape cassettes collected from broadcasting stations are separated into parts, and parts made by injection molding such as cassette halves are crushed and mixed with virgin material, and the same parts again Alternatively, other completely different parts are injection molded. Increasing the ratio of the virgin material can improve the physical properties and is widely practiced.
例えばPS(ポリスチレン)系樹脂に同系の樹脂で成型した部品を粉砕したものを混ぜた場合、バージン材料(PS系樹脂)の比率とアイゾット衝撃強度との変化は図4のように示される。この図4によれば、部品を粉砕したものを混ぜると強度が下がっていき、逆に、バージン材料の比率を上げればアイゾット衝撃強度が上がっていくことがわかる。 For example, when a pulverized part molded with a similar resin is mixed with PS (polystyrene) resin, the change in the ratio of virgin material (PS resin) and Izod impact strength is shown in FIG. According to FIG. 4, it can be seen that the strength decreases when the pulverized parts are mixed, and conversely, the Izod impact strength increases as the ratio of the virgin material increases.
このように分別回収されたカセットハーフなどの部品については廃棄物処理による再利用がなされているが、廃棄磁気テープを再利用する方法、装置については実用的なものがないのが現状である。 Although parts such as cassette halves thus separately collected are reused by waste treatment, there is no practical method and apparatus for reusing waste magnetic tape.
また、磁気テープなどの廃棄物を処理するための初期処理として、減容や再加工での取り扱い性を向上させるために粉砕が行われるが、特にリサイクルを目的とした場合では粉砕での粒度のコントロールが必要となる。 In addition, as an initial treatment for treating waste such as magnetic tape, pulverization is performed to improve the handleability in volume reduction and reworking, but especially for the purpose of recycling, the particle size in pulverization is reduced. Control is required.
粉砕する方法としては、せん断方式や衝撃式がある。せん断式ではローターに刃がついており、その刃でせん断していく方法である。衝撃式はローターにハンマーがついており衝撃で粉砕していく方法である。一般的にはプラスチックはせん断式で粉砕が行われている。 As a method of pulverization, there are a shearing method and an impact method. In the shear type, the rotor has a blade, and the blade is used for shearing. The impact type is a method in which a hammer is attached to the rotor and pulverized by impact. Generally, plastic is crushed by a shearing method.
プラスチックフィルムの材質は塩ビやポリエステル、ポリオレフィン等であり、厚みはJISにおいては0.25mm未満と規定され、薄いものは数μのものも存在する。この様に薄いため単体では腰が弱く、粉砕時刃から弾かれてせん断の効率が落ちる。また、摺動性の良いものは摩擦が下がりよりせん断し難くなり、効率が落ち粒度のコントロールも困難になる。粉砕に時間がかかれば摩擦により発熱するため、耐熱性の低いものは溶融してしまい、冷却が必要になる。 The material of the plastic film is polyvinyl chloride, polyester, polyolefin, and the like. The thickness is defined as less than 0.25 mm in JIS, and a thin one is several μm. Since it is thin like this, the single body is weak and it is repelled from the blade at the time of crushing, and the efficiency of shearing is reduced. In addition, those having good slidability are less likely to be sheared due to lower friction, resulting in lower efficiency and difficulty in controlling the particle size. If pulverization takes a long time, heat is generated by friction, and those having low heat resistance are melted and need to be cooled.
したがって、廃棄物処理の初期処理としての粉砕工程だけでも、複雑で大規模な設備を要するものである。 Therefore, only a pulverization process as an initial process of waste treatment requires complicated and large-scale equipment.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的は、大規模な処理設備を必要とせず、簡単な方法により廃棄磁気テープを処理して射出成型用材料を得ることができる射出成型用材料の製造方法および製造装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is not to require a large-scale processing facility, and it is possible to obtain a material for injection molding by processing a waste magnetic tape by a simple method. The object is to provide a material manufacturing method and a manufacturing apparatus.
本発明の射出成型用材料の製造方法は、樹脂から成る層および磁性層を有した第1の材料と、増粘作用を奏する第2の材料とを混合して成る混合材料を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥させた混合材料を導入して加熱混練し、半溶融材料を得て導出する加熱混練工程とを備え、前記加熱混練工程で導出された半溶融材料を搬送し冷却して射出成型用材料を得ることを特徴としている。 The method for producing an injection molding material according to the present invention includes a drying step of drying a mixed material obtained by mixing a first material having a resin layer and a magnetic layer and a second material having a thickening action. And a heating and kneading step of introducing the dried mixed material, heat-kneading, obtaining a semi-molten material and deriving it, conveying the semi-molten material derived in the heat-kneading step, cooling and injection molding It is characterized by obtaining materials for use.
また前記第1の材料を所定の長軸長さに破砕する破砕工程を備えたことを特徴としている。 In addition, a crushing step of crushing the first material into a predetermined long axis length is provided.
また前記破砕工程で破砕された第1の材料の複数の破砕片を、圧縮して所定重量の塊状となす圧縮工程を備えたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized by comprising a compression step of compressing a plurality of pieces of the first material crushed in the crushing step into a lump of a predetermined weight.
また前記加熱混練工程における加熱温度は、前記第1の材料の樹脂の融点よりも20〜30%低い温度に設定されていることを特徴としている。 The heating temperature in the heating and kneading step is characterized by being set to a temperature 20-30% lower than the melting point of the resin of the first material.
また樹脂から成る層および磁性層を有した1個の材料を複数積層して前記第1の材料を形成する積層工程を備えたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized by comprising a laminating step of laminating a plurality of one material having a resin layer and a magnetic layer to form the first material.
また前記積層工程は、液体を介在させて積層することを特徴としている。
また前記第1の材料は、塗布型磁気テープ、又は蒸着型磁気テープであることを特徴としている。
The laminating step is characterized by laminating with a liquid interposed.
The first material is a coating type magnetic tape or a vapor deposition type magnetic tape.
また本発明の射出成型用材料の製造装置は、樹脂から成る層および磁性層を有した第1の材料と、増粘作用を奏する第2の材料とを混合して成る混合材料を乾燥させる乾燥手段と、前記乾燥させた混合材料を導入して加熱混練し、半溶融材料を得て導出する加熱混練手段とを備え、前記加熱混練手段で導出された半溶融材料を搬送し冷却して射出成型用材料を得ることを特徴としている。 The apparatus for producing an injection molding material according to the present invention also includes a drying method for drying a mixed material obtained by mixing a first material having a resin layer and a magnetic layer and a second material having a thickening action. And a heating and kneading means for introducing and drying the dried mixed material to obtain a semi-molten material, and transporting, cooling, and injecting the semi-molten material derived by the heating and kneading means It is characterized by obtaining molding materials.
また前記第1の材料を所定の長軸長さに破砕する破砕手段を備えたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized by comprising crushing means for crushing the first material to a predetermined long axis length.
また前記破砕手段で破砕された第1の材料の複数の破砕片を、圧縮して所定重量の塊状となす圧縮手段を備えたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized by comprising compression means for compressing a plurality of pieces of the first material crushed by the crushing means into a lump of a predetermined weight.
また前記加熱混練手段における加熱温度は、前記第1の材料の樹脂の融点よりも20〜30%低い温度に設定されていることを特徴としている。 Further, the heating temperature in the heating and kneading means is set to a temperature lower by 20 to 30% than the melting point of the resin of the first material.
また前記第1の材料は、樹脂から成る層および磁性層を有した1個の材料を複数積層して形成されていることを特徴としている。 The first material is characterized by being formed by laminating a plurality of one material having a resin layer and a magnetic layer.
また前記第1の材料は、樹脂から成る層および磁性層を有した1個の材料を液体を介在させて複数積層して形成されていることを特徴としている。 The first material is characterized in that it is formed by laminating a plurality of one material having a resin layer and a magnetic layer with a liquid interposed therebetween.
また前記第1の材料は塗布型磁気テープ又は蒸着型磁気テープであることを特徴としている。 The first material is a coating type magnetic tape or a vapor deposition type magnetic tape.
より具体的には、塗布型磁気テープ又は蒸着型磁気テープを2〜10mm角に破砕し、一枚一枚分離した細かい小片としたものを第1の材料とする。また前記破砕された材料を容器内で加熱しながら圧縮することで小片の嵩密度を高め、これによって成型機(加熱混練手段)のホッパーから成型機のシリンダー内へ高い充填効率で供給可能とした。 More specifically, the first material is a fine piece obtained by crushing a coating type magnetic tape or a vapor deposition type magnetic tape into 2 to 10 mm squares and separating them one by one. In addition, by compressing the crushed material while heating in a container, the bulk density of the small pieces is increased, thereby enabling to supply from the hopper of the molding machine (heating kneading means) to the cylinder of the molding machine with high filling efficiency. .
また前記破砕された材料は、例えばポリウレタンおよび磁性体により構成される磁性層と、PET樹脂からなるベース層との二層構造となっており、これらを均一に混ざり合わせるために化学的処理をせず、エクストルーダーと呼ばれる装置を使用し、加熱しながらスクリューを回転させて混練する機械的手法により材料を作り出す。 The crushed material has a two-layer structure of, for example, a magnetic layer made of polyurethane and a magnetic material and a base layer made of PET resin, and is chemically treated to mix them uniformly. First, a material called an extruder is used, and a material is produced by a mechanical method of rotating and kneading a screw while heating.
また前記破砕された材料をエクストルーダーを使用して混練する際、エクストルーダーのシリンダーの設定温度を通常のように混練される樹脂材料の中で融点が最も高いPET樹脂に合わせず、その融点よりも20〜30%低い温度に設定し、混練時にメタル磁性体と酸素の反応熱によりシリンダーの温度がPET樹脂の融点まで上がることで均一な混練状態とする。 Moreover, when kneading the crushed material using an extruder, the set temperature of the extruder cylinder is not adjusted to the highest PET resin among the resin materials kneaded as usual, Also, the temperature is set to 20 to 30% lower, and the temperature of the cylinder rises to the melting point of the PET resin by the heat of reaction between the metal magnetic material and oxygen during kneading, thereby obtaining a uniform kneading state.
また上記のエクストルーダーで混練された後、例えばひも状で押出される半溶融樹脂を冷却水に通して、例えばペレット状に加工するカッターまで引いていく必要があるが、磁気テープを混練した樹脂成分だけでは粘度が低くて引くことができないので、ペレット状やフレーク状の、PS系樹脂、ABS系樹脂、PP系樹脂、PE系樹脂、PC系樹脂、PA系樹脂をブレンドしたり、PET樹脂用の増粘材などを添加することで粘度を増し、これによってペレット状に加工することを可能とした。 In addition, after kneading with the above-mentioned extruder, it is necessary to pass a semi-molten resin extruded in, for example, a string shape through cooling water, for example, to a cutter for processing into a pellet shape, but a resin kneaded with magnetic tape Since the viscosity of the component alone is low and cannot be drawn, pellets or flakes, PS resin, ABS resin, PP resin, PE resin, PC resin, PA resin, or PET resin Viscosity was increased by adding a thickening material for the purpose, and it was possible to process into pellets.
(1)本発明によれば、混合材料中に含まれる第1の材料の樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート(以下、PETと称する)が、加熱混練中に加水分解してしまうのを防ぐことができる。このため高い物性の射出成型用材料を得ることができる。 (1) According to the present invention, it is possible to prevent the resin of the first material contained in the mixed material, for example, polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) from being hydrolyzed during heating and kneading. Therefore, an injection molding material having high physical properties can be obtained.
また、前記加熱混練工程(手段)から導出された半溶融材料の粘度が低いと、例えば冷却槽まで搬送することが困難であるが、本発明では、前記第1の材料と、増粘作用を奏する第2の材料を混合しているので、前記半溶融材料の粘度が増し、搬送しやすくなる。 Further, when the viscosity of the semi-molten material derived from the heating and kneading step (means) is low, for example, it is difficult to transport to the cooling tank, but in the present invention, the first material and the thickening action are Since the second material to be played is mixed, the viscosity of the semi-molten material increases and it becomes easy to convey.
また、前記加熱混練は、加熱しながらスクリューを回転させて混練する機械的手段である、例えばエクストルーダーを用いることができ、化学的処理を行わないので、化学的処理による弊害は生じない。 In addition, the heating and kneading can be performed by, for example, an extruder, which is a mechanical means for rotating and kneading a screw while heating, and no chemical treatment is performed.
また、第1の材料として廃棄磁気テープを用いた場合、廃棄磁気テープを有効利用することができ、焼却による処理が不要となるので二酸化炭素の発生を防止できる。また廃棄磁気テープの有効利用により埋立て処理が不要となる。また枯渇型資源である石油から作られる新規樹脂の使用量を削減できる。また最小限のエネルギーと処理時間により、廃棄磁気テープから射出成型用樹脂が得られる。また第2の材料として、新規材料ではなく再生材を用いることができ、これによって資源の有効利用が実現できる。
(2)また、請求項2、10に記載の発明によれば、第1の材料を所定の長軸長さに破砕しているので、混合材料を加熱混練する、例えばエクストルーダーに確実に導入することができる。これによって処理効率が著しく向上する。
(3)また、請求項3、11に記載の発明によれば、圧縮により第1の材料を所定重量の塊状にしているので、混合材料を加熱混練する、例えばエクストルーダーに、例えば自重による自動落下によってスムーズに導入することができる。これによって処理効率が著しく向上する。
(4)また、請求項4、12に記載の発明によれば、加熱混練時の温度を、第1の材料の樹脂、例えばPETの溶融温度まで高く設定しなくても、第1の材料の磁性層のメタル磁性体と酸素との反応熱によってPETを溶融させることができる。このため加熱混練する、例えばエクストルーダー内の温度が高温になってメタル磁性体周囲の樹脂が炭化してしまうことを防止することができる。
(5)また、請求項5、13に記載の発明によれば、1個の材料を複数積層して第1の材料を形成したので、剛性が上がり腰が強くなるので、該第1の材料を破砕する際の効率が著しく向上する。
(6)また、請求項6、14に記載の発明によれば、介在させた液体を蒸発させることにより、第1の材料中の異成分の混入を容易に排除することができる。これによって高い物性の射出成型用材料を得ることができる。
Further, when the waste magnetic tape is used as the first material, the waste magnetic tape can be used effectively, and the treatment by incineration is not required, so that the generation of carbon dioxide can be prevented. In addition, the landfill process becomes unnecessary due to the effective use of the waste magnetic tape. In addition, the amount of new resin made from petroleum, a depleted resource, can be reduced. In addition, resin for injection molding can be obtained from waste magnetic tape with minimal energy and processing time. In addition, recycled material can be used as the second material instead of a new material, thereby realizing effective use of resources.
(2) Further, according to the inventions according to
(3) Further, according to the inventions according to
(4) Moreover, according to invention of
(5) According to the inventions of
(6) According to the inventions of
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の一実施形態例の全体構成を示している。図1において1は、廃棄された磁気テープ2(第1の材料)を破砕する破砕機(破砕手段)である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a crusher (crushing means) that crushes the discarded magnetic tape 2 (first material).
3は破砕機1の出口11から導出される、磁気テープ2の破砕片を加熱圧縮し、塊状にする固形化圧縮機(圧縮手段)である。4は第2の材料としての、フレーク状のポリプロピレン(以下、PPと称することもある)である。
3 is a solidification compressor (compression means) led out from the
前記固形化圧縮機3で圧縮塊状にされた磁気テープ2と、ポリプロピレン4は、所定の比率でタンブラー5(撹拌機)に導入される。タンブラー5は、導入された塊状の磁気テープ2およびポリプロピレン4を撹拌し、均一に混合する。
The
6は、タンブラー5で均一に混合されて得られる樹脂片を乾燥させる乾燥機(乾燥手段)である。乾燥機6で乾燥された樹脂片はホッパー71内へ投入された後、加熱混練手段としてのエクストルーダー7に導入される。
6 is a dryer (drying means) for drying the resin pieces obtained by uniformly mixing with the
エクストルーダー7のノズル(押出し口)72からは半溶融の、ひも状(ストランド)の樹脂21が押出され、該樹脂21は、冷却槽8内に循環させた冷却水82を通して複数のローラー83によってカッター9へ搬送される。
A semi-molten, string-like (strand)
搬送された樹脂21はカッター9によってペレット22状に切り刻まれ、袋100内に収納される。
The conveyed
上記のように構成された装置において、第1の課題としては、ポリウレタンおよび磁性体から成る磁性層と、PET樹脂から成るベース層との二重構造である磁気テープ2は、非常に薄いため、単体では腰が弱く、破砕機1で破砕、粉砕する際に、刃から弾かれて剪断の効率が落ちるという問題がある。
In the apparatus configured as described above, the first problem is that the
また、摺動性の良いものは摩擦が下がり、より剪断し難くなり、効率が落ち粒度のコントロールも困難になる。粉砕に時間がかかれば摩擦により発熱するため、耐熱性の低いものは溶融してしまい、冷却が必要になる。 In addition, a material having good slidability has reduced friction and becomes difficult to shear, and the efficiency is lowered, making it difficult to control the particle size. If pulverization takes a long time, heat is generated by friction, and those having low heat resistance are melted and need to be cooled.
そこで本発明では図2のように、破砕機1に投入する前に、複数の磁気テープ23a〜23n(図2では23a〜23c)どうしを積層させ、剛性を持たせる。重ね会わせた時の厚みは磁気テープ23a〜23cのフィルムの材質や、破砕機1の性能等により決定する。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, a plurality of
重ね合わせの方法は、一般的にプラスチックは絶縁体なため、容易に帯電する事を利用し、静電気にて各磁気テープ同士を貼りあわせる事が可能である。また、導電性フィルム等で静電気による接着が不可能な場合は、磁気テープ23a〜23cの間に水やアルコール等の接着材料24a,24bを介在させ、密着性を向上させて接着する。これらは蒸発させれば除去する事が可能であるので、異成分の混入を排したい場合にも適している。また、冷却効果も期待できる。
In general, since the plastic is an insulating material, it can be easily charged and the magnetic tapes can be bonded to each other by static electricity. Further, in the case where adhesion by static electricity is impossible with a conductive film or the like,
また、特に成分に大きな制約が無い場合や、磁気テープ同士を密着させにくい時はバインダーで固着しても構わない。 Moreover, when there is no big restriction | limiting especially in a component, or when it is difficult to adhere magnetic tapes, you may adhere with a binder.
上記のように、破砕機1に投入する前に磁気テープを積層させる事により、剛性が上がり腰が強くなるので破砕、せん断効率が向上する。また、破砕、粉砕する磁気テープ側で操作、処理を行うので、破砕機、粉砕機の選定の幅が広がる。
As described above, by laminating the magnetic tape before being put into the
廃棄された磁気テープ2を材料とし射出成型を行うためには、まず、薄くて軽いテープを射出成型機内部に安定して供給する必要がある。磁気テープの生産途上で廃棄された磁気テープは、通常市販されているビデオテープやオーディオテープなどに比べて幅が10倍以上も広く、また、長さも相当長いためそのままでは射出成型機のスクリューに絡む可能性があったり、ホッパーから射出成型機内へ自重落下していくことができず、結果的に射出成型材料としての投入は不可能である。
In order to perform injection molding using the discarded
また、仮に投入できたとしても、磁気テープはポリウレタンおよび磁性体で構成される磁性層とPET樹脂で構成されるベース層との二層構造になっているため、成型品が層剥離を起こし強度が極めて低くなる可能性が高い。 Even if it can be introduced, the magnetic tape has a two-layer structure consisting of a magnetic layer made of polyurethane and magnetic material and a base layer made of PET resin. Is likely to be very low.
ポリウレタンおよび磁性体により構成される磁性層と、PET樹脂からなるベース層との二層構造となっている磁気テープ2を均一に混ざり合った材料とするには、加熱して樹脂を溶融させた状態で圧力をかけながら混練することが望ましいと考えられる。
In order to make the
そこでエクストルーダー7を使用し、磁性層を構成するポリウレタンおよび磁性体と、ベースを構成するPET樹脂とを均一に混合することとした。
Therefore, the
上記装置における第2の課題は、エクストルーダー7へ、廃棄された磁気テープ2を投入するために、通常射出成型機に投入される成型用樹脂ペレットと投影面積が同等以下にする必要があるということである。なぜならばホッパー出口から、該ホッパーへ投入した磁気テープが落ちていかないからである。
The second problem in the above apparatus is that, in order to put the discarded
そこで、廃棄された磁気テープ2を破砕機1を用いて破砕を行った。破砕片は破砕機1の刃の形状と破砕機の出口11に設けられた漉し網の目の大きさにより決定される。
Therefore, the discarded
本実施形態例では破砕片の長軸長さが2mmから10mmの間になるように設定した。こうすることで、ホッパー71から磁気テープをエクストルーダー7の内部へ投入することができる。今回は一時間あたり350kgの処理能力をもつ装置を使用した。
In the present embodiment example, the major axis length of the crushed pieces was set to be between 2 mm and 10 mm. By doing so, the magnetic tape can be put into the
次に磁気テープの破砕片はエクストルーダー7内へスムーズに落下しないため、エクストルーダー7において充填不良となり押出しスクリュー周辺で磁気テープの破砕片が空回りするだけとなり、ノズル72から溶融した樹脂は、ストランド状に押し出されない。
Next, since the crushed pieces of the magnetic tape do not fall smoothly into the
このため、ひらひらした磁気テープの破砕片を固形化圧縮機3により加熱圧縮することで複数枚の破砕片を圧縮塊状とし嵩密度を高め、1個あたりの塊の重量を重くすることでホッパー71からエクストルーダー7へ自重落下するようにした。これによってホッパー71からエクストルーダー7のシリンダー内へ高い充填効率で供給することができる。本実施形態例では一時間あたり200kgの処理能力をもつ固形化圧縮機を使用した。
For this reason, the shredded pieces of magnetic tape are heated and compressed by the
また第3の課題は、エクストルーダー7から押出された樹脂の粘度が低いことである。エクストルーダー7から押出された、ストランドと呼ばれるひも状の半溶融状態の樹脂21は、すぐに冷却槽8で固化しカッター9によりペレット22に細切れにカットされなければならないが、粘度が低いと冷却槽8まで引くことができず、ペレット状にすることができない。
The third problem is that the viscosity of the resin extruded from the
解決策として本実施形態例では、図1のように、フレーク状のPP(ポリプロピレン)4を添加することで、粘度を増すことができた。本実施形態例で使用したフレークの大きさは約10mm角以下である。これらを添加するためには、図1のようにタンブラーと呼ばれる攪拌機(5)を使用するのが効率的である。本実施形態例では容量400リットルのものを使用し、磁気テープ2と、添加するPP4とを、9:1、5:5、1:9の比率で混ぜたものを25kgずつ作った。この重量で体積は約15リットルであった。各比率の樹脂をそれぞれ30分攪拌させ、均一に混ざるようにした。
As a solution, in this embodiment, the viscosity could be increased by adding flaky PP (polypropylene) 4 as shown in FIG. The size of the flakes used in this embodiment is about 10 mm square or less. In order to add these, it is efficient to use a stirrer (5) called a tumbler as shown in FIG. In the present embodiment, the one having a capacity of 400 liters was used, and 25 kg of
本実施形態例では第2の材料としてPP樹脂を使ったが、本発明はこれに限定するものではなく、PS系樹脂、ABS系樹脂、PP系樹脂、PE系樹脂、PC系樹脂、PA系樹脂、また、PET樹脂用の増粘材などの添加も有効であり、要求される特性に応じて添加する樹脂を選ぶのが良いと考えられる。 In this embodiment, PP resin is used as the second material. However, the present invention is not limited to this, and PS resin, ABS resin, PP resin, PE resin, PC resin, PA resin is not limited to this. The addition of a resin or a thickener for PET resin is also effective, and it is considered that the resin to be added should be selected according to the required characteristics.
また第4の課題として、磁気テープを構成するPETは加水分解しやすく、エクストルーダー7内で混練中に加水分解してしまうと、得られる再生樹脂の物性が低下してしまうという問題点がある。そこで本発明では、図1のように、タンブラー5により均一に混合した樹脂片を乾燥機6を使用して乾燥させた。尚、本実施形態例の実験では、各比率で混合したものを4時間乾燥させた。
Further, as a fourth problem, PET constituting the magnetic tape is easily hydrolyzed, and if it is hydrolyzed during kneading in the
また第5の課題は、磁気テープのエクストルーダー7内での反応熱の発生による樹脂の炭化である。本実施形態例で使った磁気テープ2がメタル磁性体を使っているため、エクストルーダー7の設定温度をPETの融点である260℃付近にすると、磁性層を形成しているポリウレタンが溶融しメタル磁性体と酸素が反応し、エクストルーダー7内の温度が高温となりメタル磁性体周囲の樹脂が炭化してしまう。
The fifth problem is carbonization of the resin due to the generation of reaction heat in the
炭化してしまった樹脂はエクストルーダー7の押出し口としてのノズル72の内部に設けられている金網状のフィルターに蓄積し目詰まりを起こし、溶融樹脂を押出すことができなくなる。
The carbonized resin accumulates in a wire mesh filter provided inside the
この課題の解決策として、エクストルーダー7のシリンダー設定温度をPETの融点である260℃より20〜30%低く設定することでメタル磁性体と酸素との反応熱によりPETを溶融させることができた。尚、本実施形態例の実験では、圧縮比が2であり、エクストルーダー7内部の樹脂を混練しながら押出すために内部に回転自在に取り付けられているスクリューの回転数は、毎分120回転であった。
As a solution to this problem, by setting the cylinder setting temperature of the
エクストルーダー7から押出された半溶融の樹脂21をペレット状にするため、冷却槽8を通した後、カッター9にてペレット12のように切り刻まれる。冷却槽8には、水槽81の中に略20℃の冷却水82が循環しており、その中にエクストルーダー7から押出されたひも状の樹脂21が張力をかけずにカッター9へ引けるように複数のローラー83が配置されている。本実施形態例の実験では、樹脂21が冷却水を通るときの速さを毎秒約1mで行った。
In order to make the
以上のように第1から第5までの解決策を実施することにより、磁気テープ2から射出成型用樹脂のペレット22を得ることができた。
As described above, by implementing the first to fifth solutions, the injection
上述の実施形態例における処理工程の流れをまとめると図3のようなフローとなる。図3においてステップS1〜ステップS3では、図1の磁気テープ2を破砕機1で破砕し、それを固形化圧縮機3で塊状に圧縮するまでの処理工程を表し、ステップS4〜ステップS6は、PP4を例えばステップS1〜ステップS3と同様の方法により処理してフレーク状のPP4を得るまでの処理工程を表している。
The flow of the processing steps in the above embodiment is summarized as shown in FIG. In FIG. 3, steps S 1 to S 3 represent processing steps until the
尚図3のステップS1、S4は、廃棄磁気テープ、樹脂部材を得る工程を示しているが、この工程において、例えば前述の図2のような積層工程を適宜各々実施するものである。図3におけるステップS7〜ステップS12は、図1のタンブラー5、乾燥機6、エクストルーダー7、冷却槽8およびカッター9で行われる処理工程を表している。
Note that steps S 1 and S 4 in FIG. 3 show a process of obtaining a waste magnetic tape and a resin member. In this process, for example, the above-described lamination process as shown in FIG. 2 is appropriately performed. Steps S 7 to S 12 in FIG. 3 represent processing steps performed in the
前記磁気テープ2に含まれるポリウレタンは物性上何にも影響していないため、ポリウレタンをバインダーとして磁気テープを構成しない蒸着テープにおいても上記の製法により、射出成型用樹脂を作ることが可能である。
Since the polyurethane contained in the
図4に、本発明で作った再生樹脂(ペレット22)に含まれる、粘度を上げるために混ぜた他の樹脂(PP4)の比率と、強度を示すアイゾット衝撃値との関係を示す。 FIG. 4 shows the relationship between the ratio of the other resin (PP4) mixed to increase the viscosity contained in the recycled resin (pellet 22) made according to the present invention and the Izod impact value indicating the strength.
図4において、磁気テープ2とPP4の重量比を10:90(図示a)、50:50(図示b)、90:10(図示c)の3種類とした本実施形態例においては、混ぜ合わせるPP4の比率が高くなるにつれてアイゾット衝撃値が高くなっている(強度が上がり壊れにくくなっている)。逆にPP4の比率が減っていくと強度が下がっていき(壊れやすくなり)、磁気テープ2とPP4の重量比が90:10(図示c)のときは実用限界の強度となっている。
In FIG. 4, in the present embodiment in which the weight ratio of the
次に、上記のようにして磁気テープ2およびPP4から得られた射出成型樹脂を用い通常の射出成型機を使用して、次の表1に示す成型条件で成型を行った。
Next, using the injection molding resin obtained from the
使用した金型は図5に示す形状、外形寸法のPP用に設計された植木鉢を成型するための物であり、特に金型を改造することはなかった。 The mold used was for molding a flower pot designed for PP having the shape and outer dimensions shown in FIG. 5, and the mold was not particularly modified.
通常のPPの成型温度は180℃であるが、本発明の磁気テープから作られた射出成型樹脂を用いて成型を行う場合、200℃で行った。180℃の場合、磁気テープのPETが充分溶けきらず目視できる状態で磁気テープの破砕片が残っていたためである。 The molding temperature of normal PP is 180 ° C., but when molding is performed using an injection molding resin made from the magnetic tape of the present invention, it is performed at 200 ° C. This is because when the temperature is 180 ° C., the PET of the magnetic tape is not sufficiently melted and the crushed pieces of the magnetic tape remain in a visible state.
また、型温も通常45℃であるが、本発明の磁気テープから作られた射出成型樹脂は50℃とし、外観上の不具合を改善した。 Moreover, although the mold temperature is usually 45 ° C., the injection molding resin made from the magnetic tape of the present invention is set to 50 ° C. to improve the appearance defect.
成型サイクルは手取り金型のため、どの比率のサンプルも1個あたり40秒かかり大差はなかった。 Since the molding cycle was a hand-made mold, each sample took 40 seconds per sample, and there was no significant difference.
磁気テープとPPの重量比が50:50、90:10の場合は若干シルバー(銀条)が発生しており、成型温度をもう少し上げるか、乾燥時間を長くするかが必要である。 When the weight ratio of the magnetic tape and PP is 50:50 and 90:10, silver (silver strip) is slightly generated, and it is necessary to raise the molding temperature a little or lengthen the drying time.
本実施形態例の実験で行った比率はこれらに限定するものではなく、また特性を向上させるためには細かな添加比率の設定や成型条件の調整は任意に行うものである。 The ratios conducted in the experiments of the present embodiment are not limited to these, and in order to improve the characteristics, fine setting of the addition ratio and adjustment of the molding conditions are arbitrarily performed.
以上のように本実施形態例によれば、大規模な処理設備を必要とせず、簡単な方法により廃棄磁気テープを処理して射出成型用材料を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain the material for injection molding by processing the waste magnetic tape by a simple method without requiring a large-scale processing facility.
1…破砕機、2,23a〜23c…磁気テープ、3…固形化圧縮機、4…ポリプロピレン、5…タンブラー、6…乾燥機、7…エクストルーダー、8…冷却槽、9…カッター、21…樹脂、22…ぺレット、23…積層磁気テープ、24a,24b…接着材料、71…ホッパー、72…ノズル、81…水槽、82…冷却水、83…ローラー、100…袋。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記乾燥させた混合材料を導入して加熱混練し、半溶融材料を得て導出する加熱混練工程とを備え、
前記加熱混練工程で導出された半溶融材料を搬送し冷却して射出成型用材料を得ることを特徴とする射出成型用材料の製造方法。 A drying step of drying a mixed material formed by mixing a first material having a resin layer and a magnetic layer and a second material having a thickening action;
A heating and kneading step of introducing the dried mixed material and heating and kneading to obtain and derive a semi-molten material;
A method for producing an injection molding material, wherein the semi-molten material derived in the heating and kneading step is conveyed and cooled to obtain an injection molding material.
前記乾燥させた混合材料を導入して加熱混練し、半溶融材料を得て導出する加熱混練手段とを備え、
前記加熱混練手段で導出された半溶融材料を搬送し冷却して射出成型用材料を得ることを特徴とする射出成型用材料の製造装置。 A drying means for drying a mixed material obtained by mixing a first material having a resin layer and a magnetic layer and a second material having a thickening effect;
A heating and kneading means for introducing the dried mixed material and heating and kneading to obtain and derive a semi-molten material;
An apparatus for producing an injection molding material, wherein the semi-molten material derived by the heating and kneading means is conveyed and cooled to obtain an injection molding material.
The said first material is a vapor deposition type magnetic tape, The manufacturing apparatus of the material for injection molding of Claim 9 characterized by the above-mentioned.
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