JP2006205587A

JP2006205587A - プラスチック廃材による厚手製品の成形方法

Info

Publication number: JP2006205587A
Application number: JP2005022026A
Authority: JP
Inventors: Takechiyo Kobayashi; 武千代小林
Original assignee: KOOHAN KK
Current assignee: KOOHAN KK
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】種々の合成樹脂材料が混在したプラスチック廃材から有用な厚手のプラスチック製品を低コストで成形することができるようにし、プラスチック廃材のリサイクルを促進する。
【解決手段】種々の合成樹脂材料が混在しているプラスチック廃材を高速回転する羽根６を備えたミキシング装置１に投入し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により該プラスチック廃材を溶融させてゲル状態にするとともに、冷却媒体を流通させることにより冷却される冷却フィン３３を押出成形機の材料押出通路２６の中心部に設け、ゲル状態となった前記プラスチック廃材を該押出成形機に投入することにより前記冷却フィンに接触させつつ該材料押出通路を進行させて該材料押出通路の先端部に設けられたダイス２５より押し出す。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチックを主体とする廃材を再利用し、有用な厚手のプラスチック製品を成形する方法に関するものである。

大量に廃棄されるプラスチックを主体とする廃材は、ポリ塩化ビニル，ポリエチレン，ポリプロピレン，ナイロン，アクリロニトリル，ポリスチレン，ポリアミド，ポリエステル，ウレタン，エポキシ，フェノール等の熱可塑性または熱硬化性の種々の合成樹脂材料、或いはこれらの共重合樹脂が混在し、さらにこれに金属片，木片，ガラス片，繊維屑等の來雑物が混じったものとなる。従来このようなプラスチック廃材は、各材料毎に溶融温度がまちまちであるので、周知の射出成形機に供給してプラスチック製品を再成形するのは困難であった。従って材料毎に分別しない限りリサイクルはできないものであった。しかし分別のためには多大なコストと高度な分離技術が要求されるため、従来ではこのようなプラスチック廃材は産業廃棄物として処分場へ投棄される割合が大きい。

また、下記特許文献１，２は、本発明者の特許出願に係るプラスチック廃材のリサイクル成形方法を開示するもので、熱可塑性または熱硬化性等の種々の合成樹脂が混在したプラスチック廃材を分別することなく高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入して攪拌し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により溶融させてゲル状態とし、これをそのまま成形機に装入して成形品を成形できるものである。

また、合成樹脂に木粉を混入することで木の特質を有する木質粉砕物混入樹脂成形品の製造方法は、上記特許文献３〜５等によってすでに開示されている。
特開平１０−１５１６２９号公報特開平１０−１５１３３２号公報特開平１１−２９１３１９号公報特開２００２−７９５６７号公報特開２００２−２１０８０２号公報

ところで、厚さが数センチ〜数十センチ以上の板状物、または直径数センチ〜数十センチ以上の柱状等、厚手のプラスチック製品を従来の押出成形機により成形しようとすると、スクリュの旋回によって生じる圧力によってプラスチック材料が押出通路を進行する際に、その材料中心部の熱が放熱され難く外周部よりも温度が高くなり流動性があるために上記圧力によって中心部の樹脂だけがダイスから押し出され、所期の形状に成形できないという問題があった。

そこで本発明は、種々の合成樹脂材料が混在したプラスチック廃材でも分別を要さずそのまま有用な厚手のプラスチック製品に再成形し得る方法を提供し、分別に要するコスト等を軽減させ、プラスチック廃材のリサイクルを促進し、上記問題点を解決しようとするものである。

そのために請求項１に記載のプラスチック廃材による厚手製品の成形方法は、種々の合成樹脂材料が混在しているプラスチック廃材を高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により該プラスチック廃材を溶融させてゲル状態にするとともに、冷却媒体を流通させることにより冷却される冷却フィンを押出成形機の材料押出通路の中心部に設け、ゲル状態となった前記プラスチック廃材を該押出成形機に投入することにより前記冷却フィンに接触させつつ該材料押出通路を進行させて該材料押出通路の先端部に設けられたダイスより押し出すことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は上記成形方法において、冷却フィンは冷却媒体が流されるコア部の周囲に複数形成したものであることを特徴とする。

有用な厚手のプラスチック製品をプラスチック廃材から低コストで成形することができ、資源の有効活用が図れると共に、プラスチック廃材の処理問題を解決するのに有効である。

次に図面と共に本発明の実施の形態を説明する。図１はこの成形方法を実施する装置全体の概要を示し、図中、１はミキシング装置、２は押出成形機である。ミキシング装置１は、チャンバ３中を貫通するモータ７の回転軸４に螺旋状のスクリュ５および複数の羽根６が設けられ、該チャンバ３の下部にシャッター１０を備えた排出口９を設けてなる。そして、ホッパー８にポリ塩化ビニル，ポリエチレン，ポリプロピレン，ナイロン，アクリロニトリル，ポリスチレン，ポリアミド，ポリエステル，ウレタン，エポキシ，フェノール等の熱可塑性または熱硬化性の種々の合成樹脂材料、或いはこれらの共重合樹脂が混在したプラスチック廃材を投入し、モータ７によって羽根６を高速回転させプラスチック廃材を混合攪拌するとともに、該羽根６とプラスチック廃材とを激しく衝突させ、そのときの摩擦による自己発熱により、該プラスチック廃材を溶融させゲル状態とする。そして、シャッター１０を開け、ゲル状態となったプラスチック廃材を押出成形機２のホッパ２１に投入する。

一方、押出成形機２は横置されたシリンダ２０の基部上面にホッパ２１が設けられ、該シリンダ２０中にモータ２３により回転するスクリュ２４が設けられ、該シリンダ２０の先端部にはダイス２５に連なる材料押出通路２６が形成された金型２７が設けられている。２８は該シリンダの外周に設けられたバンドヒータである。なお、図２に示したように、ダイス２５は直径数センチ〜数十センチの円柱状のプラスチック製品を成形するための円形の孔型２９が形成されたものである。

そして、上記材料押出通路２６の中心部に熱伝導率が高い銅製の冷却器３０を設けている。図３，図４にも示すように、該冷却器３０は紡錘形に形成されたコア部３１の中心部に冷却媒体となる水を流すための媒体流路３２が設けられ、該コア部３１の外周に材料押出方向に沿う複数の薄板状の冷却フィン３３を適宜間隔で放射状に形成してなる。３４は該コア部３１を材料押出通路２６の中心部に固定するために設けられた支持杆である。また、３５はダイス２５の先方に設けられた成形品支持用ローラ、３６は冷風吹出装置である。

このため、ゲル状態となったプラスチック廃材はスクリュ２４を旋回させることにより材料押出通路２６に押送され、該材料押出通路２６を進行する際に冷却フィン３３に接触することでそのプラスチック材料の中心部が冷却され、外周部との温度差を無くすことができるため、該材料押出通路２６中のプラスチック材料の流動性を中心部と外周部とで大きな相違を生じさせることなく一様に進行させることができる。このため廃材を原料とするプラスチック材料によって大径の円柱状のプラスチック製品を難なく成形することができる。また、成形速度についても１７００ｍｍ／ｍｉｎという高速化を達成することができ生産効率が向上する。

なお、本発明は上記実施形態に示した円柱状のプラスチック製品を成形できるだけでなく、厚さが数センチ〜数十センチ以上の板状物を成形することもできる。また、図５は一辺に長さが拾数センチの角柱状のプラスチック製品を成形する際にその材料押出通路に設けられる冷却器の例を示す。同図に示した冷却器では、冷却媒体流路３２が形成されたコア部３１の両側面に材料押出方向に沿う複数の薄板状の冷却フィン３３が適宜間隔で形成されている。このような冷却器を設け、プラスチック材料が該冷却フィン３３の間隔を進行するようにすることで、中心部の放熱が確実になされ厚手のプラスチック製品を成形することを可能にする。

なお、厚手プラスチック製品は、柱、床材等の建築用資材、容器、パレット等の物流用資材、その他の用途があり、一定の強度があり耐水性も備えていることから経済的にも非常に有用なものとなる。このため、廃プラスチックの再利用を促進する顕著な効果がある。

本発明に係るプラスチック廃材による厚手製品の成形方法を実施する装置全体の概略図。図１の押出成形機の要部の縦断面図。図２のＡ−Ａ線断面図。図２のＢ−Ｂ線断面図。本発明に係る装置の材料押出通路に設けられる冷却器の他の実施例を示した斜視図。

符号の説明

１ミキシング装置
２押出成形機
３チャンバ
６羽根
７モータ
２４スクリュ
２５ダイス
２６材料押出通路
３０冷却器
３１コア部
３２媒体流路
３３冷却フィン

Claims

種々の合成樹脂材料が混在しているプラスチック廃材を高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により該プラスチック廃材を溶融させてゲル状態にするとともに、冷却媒体を流通させることにより冷却される冷却フィンを押出成形機の材料押出通路の中心部に設け、ゲル状態となった前記プラスチック廃材を該押出成形機に投入することにより前記冷却フィンに接触させつつ該材料押出通路を進行させて該材料押出通路の先端部に設けられたダイスより押し出すことを特徴とするプラスチック廃材による厚手製品の成形方法。
冷却フィンは冷却媒体が流されるコア部の周囲に複数形成したものである請求項１に記載のプラスチック廃材による厚手製品の成形方法。