JP2007152254A - 樹脂粉砕機 - Google Patents

Abstract

【課題】粉砕樹脂の粒径分布を小さくし、且つ、騒音が小さくなり、樹脂粉砕機の小型化を図る。
【解決手段】一対の粉砕ロール３，４はモータ１６により同期回転し、各ロール外周面には、多数のリング状突部２３，２４をロール軸方向に所定間隙有して形成する。又、該粉砕ロール３，４は互いに平行に配設し、一方の多数のリング状突部２３間には、他方の多数のリング状突部２４を遊嵌状態で互い違い状に配置する。各リング状突部２３，２４の外周面には、多数の凹凸部２５，２６を所定ピッチで円周方向に並ぶように形成する。シート切断端材等の被粉砕物Ｗ１は、前記粉砕ロール３，４間を通過する際に、凹凸部２５，２６により剪断力を受けて所定細片状に粉砕される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂粉砕機に関するものであり、特に、樹脂シートの切断端材等の被粉砕物を所定細片状に粉砕できるようにした樹脂粉砕機に関するものである。

従来、樹脂シートの成形にはロール押出し成形法、射出成形法などがある。これら成形法では、例えば、図７に示すように、樹脂シート３０を所定方向に押し出して成形する場合、樹脂シート３０の周辺部分に厚み不均一、転写不良などの成形不良が発生するため、該周辺部分３１を切断する（該切断端材は「耳」とも呼ばれる）。また、樹脂シート３０を所定のカットラインＬに沿って製品３２の形状寸法に切断する工程では、切断分離された部分は破片として回収処理される。

これら樹脂シートの切断端材や破片、或いは、転写不良などの欠陥により不適合となった不良成形品は、コストダウンもしくは環境保護の観点からリサイクル使用される。この場合、前記樹脂シートの切断端材、破片及び不良成形品は、樹脂シートの材料として再利用することがコスト面等から最も有利である。実際に、樹脂シートの材料として再利用する場合、前記切断端材、破片及び不良成形品（以下、これらを被粉砕物という）は、樹脂粉砕機によって粉砕された後に樹脂成形機に投入される。

従来の樹脂粉砕機は、被粉砕物が投入される粉砕室に、円板状の回転刃を回転駆動可能に設け、該回転刃を高速回転（約８００〜１０００ｒｐｍ）させることにより、該回転刃と粉砕室の内壁エッジ部とで協働して、被粉砕物を細かく粉砕するように構成されている（特許文献１参照）。
特開２００５−２７９３５８号

従来の上記樹脂粉砕機は、回転刃を高速回転させて、樹脂シート切断端材等の被粉砕物を回転衝撃力で粉砕する方式であるので、次のような問題を有する。即ち、被粉砕物を回転衝撃により粉砕する際に、回転刃が高速回転して被粉砕物に大なる衝撃力が作用するために、大きな騒音を発生する欠点がある。この場合、粉砕された樹脂（粉砕処理物）が、再び回転刃に反復衝突するので、被粉砕物を粉砕室に投入しない時でも大きな音が発生する。

又、被粉砕物は回転衝撃力で粉砕されるため、該粉砕された処理物の粒径分布に大きなばらつきが生じ易い。該粉砕処理物の粒径分布のばらつきが大きくなると、樹脂成形機のスクリューによる粉砕樹脂の噛み込みが安定しなくなる。また粒径が比較的大きな粉砕樹脂が高速で飛散するため、飛散防止のための厚い保護カバーを取り付ける必要がある。
更に、該粉砕処理物の一部は数回に及んで回転刃に衝突するので、衝突する回数に応じて粒径も小さくなり、細かい粉末状の粉砕樹脂が多く生じる。この粉末状の粉砕樹脂は周囲に飛散するため、飛散防止のための密閉された保護カバーを取り付ける必要がある。

更に又、樹脂シート切断端材の被粉砕物を回転衝撃力で粉砕するためには、回転刃の周速もしくは回転モーメントを大きくする必要があるので、回転刃の直径も必然的に大きく設定しなければならず、装置全体として構造が大型化するという問題があった。

そこで、粉砕処理物の粒径分布のばらつきを小さくし、且つ、騒音の発生を抑制し、装置の小型化を実現するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、相互に並設されて成る一対の粉砕ロールであって、該一対の粉砕ロールはその周面に多数の凹凸部が形成された多数のリング状突部が所定間隔を有して突設されて成り、且つ、片方の粉砕ロールのリング状突部間に他方の粉砕ロールのリング状突部が遊嵌して相互に回転されるように構成されて成り、前記一対の粉砕ロール間を樹脂シート切断端材等の被粉砕物が通過する際に、該被粉砕物は前記リング状突部の凹凸部により剪断力を受けて所定細片状に粉砕されるように構成して成る樹脂粉砕機を提供する。

この構成によれば、一対の粉砕ロールは駆動手段により互いに反対方向に同期回転し、該一対の粉砕ロールの間を被粉砕物が通過する際に、該被粉砕物は、リング状突部外周の凹凸部により一定の剪断力を受けて、所定サイズの細片状に噛み砕かれると同時に、一方の粉砕ロール外面と他方の粉砕ロール側の凹凸部との間に生じる間隙（粉砕用間隙）に応じて、略一定の粉砕粒径に揃う。

請求項２記載の発明は、上記被粉砕物は、一対の粉砕ロールの真上に設けた一対の搬入ロールにより供給するように構成されている請求項１記載の樹脂粉砕機を提供する。

この構成によれば、被粉砕物は一対の搬入ロールにより所定の速さで供給され、この後、該搬入ロール下側の一対の粉砕ロール間にて目的サイズの細片状に粉砕される。

請求項３記載の発明は、上記一対の粉砕ロールは、該粉砕ロール間の隙間を調整できるように設けられている請求項１又は２記載の樹脂粉砕機を提供する。

この構成によれば、一対の粉砕ロール間の隙間は、被粉砕物の厚さや粉砕処理済物の目的粒径などの条件に応じて適宜変更調整される。

請求項４記載の発明は、上記被粉砕物は、厚みが５ｍｍ以下の樹脂シートである請求項１又は２記載の樹脂粉砕機を提供する。

この構成によれば、被粉砕物としての樹脂シートの厚みが５ｍｍを越えると、所要の剪断力を確保すべく粉砕ロールの直径を大きくする必要があるが、該シート厚みが５ｍｍ以下であると、粉砕ロールの直径を大きくする必要がない。

請求項５記載の発明は、上記粉砕ロールは、回転速度２０ｒｐｍ以下、且つ、直径２００ｍｍ以下である請求項１，２又は３記載の樹脂粉砕機を提供する。

この構成によれば、粉砕ロールの回転速度が２０ｒｐｍ以下であるので、ロール回転時における発生音が小さくなる。又、粉砕ロールの直径が２００ｍｍ以下であるので、該粉砕ロールを収容する粉砕室が小さくなる。

請求項１記載の発明は、樹脂シート切断端材等の被粉砕物は一対の粉砕ロール間の粉砕用間隙に応じて、粉砕樹脂の粒径が略一定の大きさに揃うので、押し出し成形機や射出成形機等のスクリューによる粉砕樹脂の噛み込みが安定化し、該粉砕樹脂の円滑なスクリュー送りが確保されるという効果を有する。

又、被粉砕物は剪断力で粉砕されるので、従来のように、大きな回転衝撃力を得るために粉砕ロールを高速回転させる必要がなく、騒音を小さく抑えることができる。更に、粉砕ロールの直径を小さくでき、大きな飛散防止用保護カバーが不要になり、装置全体が小型化し、保守点検や清掃も容易になる。

請求項２記載の発明は、被粉砕物は一対の搬入ロールにより所定の速さで供給されるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、一対の粉砕ロール間への被粉砕物の移送が安定化し、一対の粉砕ロールによる円滑な粉砕処理が効率良く行われ、粉砕処理済物の粒径分布のばらつきが一層小さくなるというメリットを有する。

請求項３記載の発明は、一対の粉砕ロール間の隙間は適宜変更調整することができるので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、被粉砕物の厚さや大きさなどの条件変更に柔軟に対応でき、所望の粒径サイズを容易に得ることができるという効果を奏する。

請求項４記載の発明は、被粉砕物の厚みが５ｍｍ以下であるから、粉砕ロールの直径を小さくでき、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、樹脂粉砕機の一層の小型化が可能になる。

請求項５記載の発明は、粉砕ロールの発生音が抑制され、且つ、粉砕室が小さくなるので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加えて、樹脂粉砕機の静粛性が向上すると共に、樹脂粉砕機の更なるコンパクト化が図られる。

本発明は、粉砕処理済物の粒径分布を小さくし、且つ、騒音が小さくなり、粉砕機の小型化が図られるようにするという目的を、相互に並設されて成る一対の粉砕ロールであって、該一対の粉砕ロールはその周面に多数の凹凸部が形成された多数のリング状突部が所定間隔を有して突設されて成り、且つ、片方の粉砕ロールのリング状突部間に他方の粉砕ロールのリング状突部が遊嵌して相互に回転されるように構成されて成り、前記一対の粉砕ロール間を樹脂シート切断端材等の被粉砕物が通過する際に、該被粉砕物は前記リング状突部の凹凸部により剪断力を受けて所定細片状に粉砕されるように構成したことによって実現した。

以下、本発明の好適な一実施例を図１乃至図６に従って説明する。図１は本実施例に係る樹脂粉砕機を示す一部切欠正面図、図２はホッパーの平面図、図３は図１に示す樹脂粉砕機の一部切欠側面図、図４は粉砕ロールの上面図、図５は粉砕ロールに形成されているリング状突部の一部切欠拡大平面図、図６は粉砕ロールの噛み合い状態を示す一部切欠拡大正面図である。

図１に示すように、樹脂粉砕機１は、樹脂シート切断端材等の被粉砕物Ｗ１が投入されるホッパー２と、該ホッパー２の下側に設けられ、且つ、第１の粉砕ロール３及び第２の粉砕ロール４が並設された粉砕室５と、該粉砕室５の下底部６に設置された風圧輸送機構（移送機構）７とから概略構成されている。該風圧輸送機構７は、本実施例では、図示しない押出し成形機の投入口に連通接続され、粉砕処理済物Ｗ２を押出し成形機側に自動輸送できるように構成されている。尚、樹脂粉砕機１上部のホッパー２と樹脂シート切断機（図示省略）とを移送用通路で接続し、該樹脂シート切断機で切断された樹脂シート切断端材等をホッパー２に自動投入するように構成することもできる。

図２に示すように、ホッパー２内には一対の搬入ロール（引取ロール）８，９が互いに平行に配置され、該一対の搬入ロール８，９は互いに同一寸法に形成されている。又、該搬入ロール８，９の外周面には網目状の滑り止め模様（ローレット）が刻設されている。更に、搬入ロール８は、カップリング１０を介して減速機付きモータ１１に連結され、該モータ１１により回転駆動される。尚、符号８ａ，９ａは、搬入ロール８，９を回転自在に保持するベアリングである。

前記搬入ロール９の両軸端部にはネジ駆動式の位置調整機構１２，１２が連結され、該位置調整機構１２，１２により搬入ロール９をロール軸直角方向の任意位置に変位させることができる。従って、搬入ロール９をロール軸直角方向の位置を調整することにより、搬入ロール８，９間の隙間を適宜変更することができる。又、ホッパー２に投入された被粉砕物Ｗ１は、一対の搬入ロール８，９間の隙間を通過する際に、該隙間に応じたサイズに被粉砕物Ｗ１が粗く粉砕された後に、ホッパー２下側の粉砕室５に送られる。

前記第１及び第２の粉砕ロール３，４は、互いに同一寸法を有し、且つ、水平方向に相互に並設されて、前記一対の搬入ロール８，９の真下に配置されている。従って、一対の搬入ロール８，９間の隙間を通過した被粉砕物Ｗ１は、第１及び第２の粉砕ロール３，４間の隙間に自動的に落下する。

第１及び第２の各粉砕ロール３，４はベアリング１３を介して、粉砕室５側壁のフレーム部材１４に回転自在に設けられ、図３に示すように、第２の粉砕ロール４の一側軸端部にはスプロケット１５が取り付けられている。又、第２の粉砕ロール４の側方にはモータ（回転駆動手段）１６が配設され、該モータ１６と前記スプロケット１５の間に無端チェーン１７が巻装されて、該モータ１６の駆動により、無端チェーン１７を介して第２の粉砕ロール４が回転駆動される。尚、符号２７は軸止め輪である。

図４に示すように、第２の粉砕ロール４の他側軸端部にはギア１８が設けられ、該ギア１８は、上記第１の粉砕ロール３の他側軸端部に設けたギア２８に噛合連結されている。従って、モータ１６により第２の粉砕ロール４を回転駆動すると、第１の粉砕ロール（従動ロール）３は第２の粉砕ロール（駆動ロール）４の回転方向と反対方向に同期回転する。

図１において、第１の粉砕ロール３は第２の粉砕ロール４に対して、位置調整機構１９によりロール軸直角方向Ｖに位置調整できるように構成されている。本実施例では、位置調整機構１９の構成は、第１の粉砕ロール３の両軸端部を支持し、且つ、粉砕室５のフレーム部材２０にロール軸直角方向Ｖに移動可能に設けられた水平支持アーム２１と、該水平支持アーム２１先端部に回動可能に連結され、且つ、フレーム部材２０外側面に固着したナット２０ａに螺合する位置調整用ボルト２２とから成る。

前記第１の粉砕ロール３は、前記ボルト２２を回動操作することにより、ロール軸直角方向Ｖにおける任意位置に調整できる。従って、第１の粉砕ロール３と第２の粉砕ロール４間の隙間は、第１の粉砕ロール３をロール軸直角方向Ｖの任意位置を調整することにより、被粉砕物Ｗ１の厚さ等に応じて適宜設定変更することができる。

第１の粉砕ロール３の外周面には第１のリング状突部２３が多数突設され、該第１のリング状突部２３は、第１の粉砕ロール３のロール軸方向Ｒに所定間隔有して設けられている。同様に、第２の粉砕ロール４の外周面には、第２のリング状突部２４が多数突設され、第２のリング状突部２４は、第２の粉砕ロール４のロール軸方向Ｒに所定間隔有して設けられている。

第１のリング状突部２３と第２のリング状突部２４とは、互いに同一の寸法形状に形成され、且つ、互い違い状に遊嵌できるように設けられている（この状態を噛み合いと称する）。即ち、多数の第１のリング状突部２３間には、多数の第２のリング状突部２４が相互に噛み合って回転するように構成される。これら第１のリング状突部２３と第２のリング状突部２４とが互い違い状に噛み合う角度（ロール軸方向から見た噛み合い角度θ）及び噛み合い寸法Ｄは、粉砕条件等に応じて最適角度に設定される。特に、前記噛み合い寸法Ｄは５ｍｍ以下に設定するのが好ましい。

第１のリング状突部２３の外周面には第１の凹凸部２５が多数形成され、該第１の凹凸部２５は、第１のリング状突部２３の円周方向に所定ピッチＰで交互に並んで設けられている（図５参照）。同様に、第２のリング状突部２４の外周面には第２の凹凸部２６が多数形成され、該第２の凹凸部２６は、第２のリング状突部２４の円周方向に所定ピッチＰで交互に並ぶように設けられている。図示例では、該第１及び第２の凹凸部２５，２６の外周形状は、多数の矩形が連続的に繰り返す波状に形成しているが、必要に応じて他の凹凸外周形状に形成することもできる。

前記第１及び第２の凹凸部２５，２６のピッチＰ、深さｄなどは、樹脂シート切断端材等の被粉砕物Ｗ１の厚さ、目的粒径サイズなどに応じて、最適値に設定変更できる。一例として、第１及び第２の粉砕ロール３，４の直径が１００ｍｍ程度である場合、第１及び第２の凹凸部２５，２６のピッチＰは４ｍｍ程度、深さｄは６ｍｍ程度に設定するのが好ましい。

更に、前記第１及び第２の粉砕ロール３，４の回転数は１０ｒｐｍ（周速約５ｍ／分）程度に設定するのが好ましい。尚、前記第１及び第２のリング状突部２３，２４の噛み合い寸法Ｄは、前記第１及び第２の粉砕ロール３，４の間の間隔を位置調整機構１９で変更することにより、所望値に適宜調整することができる。

上記樹脂粉砕機１において、樹脂シート切断端材等の被粉砕物Ｗ１を粉砕する場合、被粉砕物Ｗ１はホッパー２に投入され、一対の搬入ロール８，９間の隙間を通過する。その際、被粉砕物Ｗ１は、粉砕ロールの周速とほぼ同じ速さで搬入ロールによって粉砕ロールへ供給される。そして一対の第１及び第２の粉砕ロール３，４間の隙間を通る際に、第１及び第２のリング状突部２３，２４の凹凸部２５，２６で剪断力を受けて粉砕される。

具体的には、被粉砕物Ｗ１は、第１のリング状突部２３と第２の粉砕ロール４外周面との間の隙間Ｔ、或いは、第２のリング状突部２４と第１の粉砕ロール３外周面との間の隙間Ｔに落下して、該隙間Ｔを通過する。被粉砕物Ｗ１が隙間Ｔを通過する際、被粉砕物Ｗ１は、第１及び第２のリング状突部２３，２４の凹凸部２５，２６により剪断力を受けて、所定サイズの細片状に粉砕される。

第１及び第２の粉砕ロール３，４間の隙間Ｔは位置調整機構１９で変更することにより、所望値に適宜調整することができる。従って、該隙間Ｔを所望値に設定変更することによって、被粉砕物Ｗ１の厚さに応じて所望値に変更することができる。また、第１のリング状突部２３と第２のリング状突部２４とのロール軸方向Ｒの隙間は、接触による摩擦抵抗が無視できる限り０であるのが望ましく、０でない場合にもなるべく小さいのが、発生する剪断力の点で好ましい。

この後、粉砕された処理済物Ｗ２は粉砕室５の下底部６に落下するが、本実施例では、該下底部６には、押出し成形機の投入口に連通接続された風圧輸送機構７を設けているので、粉砕処理済物Ｗ２は、風圧力により風圧輸送機構７を介して押出し成形機の投入口に向かって輸送され、再び押出し成形の材料として利用される。

本実施例によれば、被粉砕物Ｗ１は搬入ロール８，９により所定の速さで粉砕室５の第１及び第２の粉砕ロール３，４間に安定供給されるので、第１及び第２の粉砕ロール３，４による円滑な連続粉砕が常に確保される。その結果、粉砕処理済物Ｗ２の粒径が一層均一化し、従来機と異なり、押出し成形機のスクリューによる粉砕処理済物Ｗ２の噛み込みが安定する。

又、本実施例によれば、被粉砕物Ｗ１は、第１及び第２の粉砕ロール３，４間の隙間Ｔを通過する際に、所定細状片に効率良く砕かれる。この時、粉砕処理済物Ｗ２の粒径は、前記隙間Ｔ及の凹凸部２５，２６のピッチＰに対応して細かくなり、従来に比べ粒径分布のばらつきが低減する。換言すれば、第１及び第２の粉砕ロール３，４間の隙間Ｔ等は、粉砕処理済物Ｗ２の粒径に対して一種の粒径フィルタの役目を果たす。

被粉砕物Ｗ１が前記隙間Ｔを通過する時に必ず１回で粉砕されるので、従来のように２回以上繰り返して粉砕されることがない。そのため、飛散し易い細かい粉末状に砕かれる虞がなく、粉砕処理済物Ｗ２の粒径サイズが略一定に揃うようになる。

又、第１及び第２の粉砕ロール３，４は２０ｒｐｍ以下の低速回転に設定され、従来のように高速回転８００〜１０００ｒｐｍに設定する必要がないので、第１及び第２の粉砕ロール３，４の回転時における騒音の発生が小さく抑えられる。

更に、第１及び第２の粉砕ロール３，４の直径を大きく設定しなくとも、粉砕処理済物Ｗ２を所望粒径に粉砕でき、樹脂粉砕機１全体として構成を小型化できる。この場合、粉砕処理済物Ｗ２は、高速で飛散せず、また細かい粉状物とは異なり周辺に飛散しないので、従来のように、大型の飛散防止用保護カバーを設ける必要がなく、簡単な小型カバーで代用できる。

本実施例に係る樹脂粉砕機１は剪断応力で被粉砕物Ｗ１を粉砕するので、アクリル樹脂、スチレン樹脂、その他共重合体樹脂などの熱可塑性樹脂を粉砕するときに好適に使用できる。被粉砕物Ｗ１としては、特に、シート厚み５ｍｍ以下の樹脂シートが好ましい。その理由はシート厚みが５ｍｍを越えた場合、被粉砕物Ｗ１を効果的に粉砕するには、第１及び第２の粉砕ロール３，４の直径を所定値以上に大きくする必要があるからである。

逆に言えば、樹脂シート厚が５ｍｍ以下であれば、第１及び第２の粉砕ロール３，４の直径を従来に比べ小さくできるので、樹脂粉砕機１の更なる小型化が図れる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本実施例に係る樹脂粉砕機を示す一部切欠正面図。 ホッパーの平面図。 図１に示す樹脂粉砕機の一部切欠側面図。 粉砕ロールの上面図。 粉砕ロールに形成されているリング状突部の一部切欠拡大平面図。 粉砕ロールの噛み合い状態を示す一部切欠拡大正面図。 樹脂シートを製品寸法に切断する時の工程を示す説明図。

符号の説明

１ 樹脂粉砕機
２ ホッパー
３ 第１の粉砕ロール
４ 第２の粉砕ロール
５ 粉砕室
６ 下底部
７ 風圧輸送機構（移送機構）
８，９ 搬入ロール
１０ カップリング
１１ モータ
１２ 搬入ロール用位置調整機構
１３ ベアリング
１４ フレーム部材
１５ スプロケット
１６ モータ（回転駆動手段）
１７ 無端チェーン
１８ ギア
１９ 粉砕ロール用位置調整機構
２０ フレーム部材
２１ 水平支持アーム
２２ 位置調整用ボルト
２３ 第１のリング状突部
２４ 第２のリング状突部
２５ 第１の凹凸部
２６ 第２の凹凸部
２７ 軸止め輪
２８ ギア
Ｗ１ 被粉砕物
Ｗ２ 粉砕処理済物

Claims (5)

1. 相互に並設されて成る一対の粉砕ロールであって、該一対の粉砕ロールはその周面に多数の凹凸部が形成された多数のリング状突部が所定間隔を有して突設されて成り、且つ、片方の粉砕ロールのリング状突部間に他方の粉砕ロールのリング状突部が遊嵌して相互に回転されるように構成されて成り、前記一対の粉砕ロール間を樹脂シート切断端材等の被粉砕物が通過する際に、該被粉砕物は前記リング状突部の凹凸部により剪断力を受けて所定細片状に粉砕されるように構成したことを特徴とする樹脂粉砕機。
2. 上記被粉砕物は、上記一対の粉砕ロールの真上に設けた一対の搬入ロールにより供給するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂粉砕機。
3. 上記一対の粉砕ロールは、該一対の粉砕ロール間の隙間を調整できるように設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂粉砕機。
4. 上記被粉砕物は、厚みが５ｍｍ以下の樹脂シートであることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂粉砕機。
5. 上記粉砕ロールは、回転速度２０ｒｐｍ以下、且つ、直径２００ｍｍ以下である請求項１，２又は３記載の樹脂粉砕機。

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