JP2007196449A - リサイクル熱可塑性樹脂の成形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 押出機と成形ロールを備えてなるリサイクル成形装置において、成形ロールからの樹脂のはみ出しを抑制し、かつ、成形ロールの軸受けへの樹脂の巻き付きを防止する、効率的なリサイクル成形装置を提供すること。
【解決手段】 加熱溶融させた熱可塑性樹脂を吐出するノズルを備えた押出機と前記ノズルの下方に２本の成形ロールとを備えてなる、リサイクル熱可塑性樹脂の成形装置であって、前記ノズルと成形ロールの間に、振り子状の支持棒を備えた少なくとも２本のガイドロールを、２本のガイドロール間にノズルから吐出された熱可塑性樹脂が通るように配置することを特徴とするリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
【選択図】 なし
【解決手段】 加熱溶融させた熱可塑性樹脂を吐出するノズルを備えた押出機と前記ノズルの下方に２本の成形ロールとを備えてなる、リサイクル熱可塑性樹脂の成形装置であって、前記ノズルと成形ロールの間に、振り子状の支持棒を備えた少なくとも２本のガイドロールを、２本のガイドロール間にノズルから吐出された熱可塑性樹脂が通るように配置することを特徴とするリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
【選択図】 なし
Description
本発明は、熱可塑性樹脂をリサイクルの供するにあたって、押出機のノズルから吐出する樹脂を成形ローラで板状に成形する成形装置に関するものである。
ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロプレンなどの熱可塑性樹脂をリサイクルするために加熱溶融する押出機において、特に、発泡樹脂をリサイクルする場合、吐出量が変動しやすく、ストランドカット法では樹脂切れが発生しやすい場合が多い。従い、一つの穴でできた押出機のノズルから溶融した太い樹脂を吐出させることで、樹脂切れを防止している。そしてこの様に吐出した樹脂は、冷却性や粉砕性を高めるために、ノズルの下方に設けた二本の成形ロールで板状に成形し、この板状の樹脂を水槽で冷却した後、ペレタイザーや粉砕機を用いて、角形のペレット若しくは粉砕物を製造する方法（特許文献１）が広く知られている。また、発泡樹脂のリサイクル設備として各社（（株）日本リプロマシーン、（株）名濃など）から販売されている。しかし、これらの方法は発泡樹脂をリサイクルする方法として最適な方法であるにも関わらず、原料の不均一性からくる吐出変動、並びに、スクリューの回転による影響でノズルから吐出する樹脂が左右に振れ、成形ロールの中央部に吐出させることが困難な場合がある。吐出する樹脂がロールの中央部から大きく外れた場合は、成形ロールからはみ出して転圧できない部分を生じ、厚みの厚い分がある板状の樹脂が形作られるか、若しくは、成形ロールの軸受けに樹脂が巻き付くことになる。部分的に厚い樹脂が流れ出した場合、厚い部分の冷却が不足し、かつ、次工程のペレタイザーで切断が困難となる場合がある。また、成形ロールに樹脂が巻き付いた場合は、成形ロールの全周に渡って付着し、成形機の回転を止めてしまうこともある。
この様に、成形ロールの軸受けに巻き付いた樹脂、又は、厚い部分のある樹脂をペレタイザーで処理し、ペレタイザーの回転刃に樹脂が噛み込み処理を停止させるために、処理の効率を大きく阻害していた。処理を安定化させ、生産性を高めるために、ノズルから吐出する樹脂を成形ロールの中央部分に確実に落とし込み、かつ樹脂が成形ロールからはみ出すことのないようにする装置や方法が待ち望まれていた。
特開２００５−２２５０８１号公報
従来より、リサイクル原料樹脂として取り扱う発泡体の多くはポリスチレン系樹脂が主流であり、ポリスチレン系樹脂の場合、例え、成形ロールの軸受けに巻き付いた樹脂があっても、ハンマーなど通常の工具を用いて、巻き付いた樹脂に衝撃を加え破断させて除去することが可能であった。しかし、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などの樹脂は樹脂の弾性力が大きく、切断の困難な材料にあっては、上術のような方法をとることができないため、樹脂の巻き付きを極力防止する必要がある。本発明の目的は、成形ロールからの樹脂のはみ出しを抑制し、かつ、成形ロールの軸受けへの樹脂の巻き付きを防止する、効率的なリサイクル成形装置を提供せんとするものである。
本発明者らは鋭意検討の結果、前記押出機のノズルと成形ロールの間に、振り子状の支持棒を備えた少なくとも２本のガイドロールを、２本のガイドロール間にノズルから吐出された熱可塑性樹脂が通るように配置することによって前記課題が解決できることを見出し、本発明の完成に至った。
即ち本発明の第１は、加熱溶融させた熱可塑性樹脂を吐出するノズルを備えた押出機と前記ノズルの下方に２本の成形ロールとを備えてなる、リサイクル熱可塑性樹脂の成形装置であって、前記ノズルと成形ロールの間に、振り子状の支持棒を備えた少なくとも２本のガイドロールを、２本のガイドロール間にノズルから吐出された熱可塑性樹脂が通るように配置することを特徴とするリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置に関する。
好ましい実施態様としては、
（１）前記２本のガイドロール間の中心が、ノズルから吐出される熱可塑性樹脂の幅方向の中心と略一致するように配置し、ノズルから吐出された熱可塑性樹脂がガイドロール間を通ること、
（２）ガイドロールに備えられた２本の振り子状の支持棒間にスプリングが介在していること、
（３）前記２本のガイドロールの振り子状の支持棒を中央部にて相互に揺動可能であるように係止し、前記支持棒の端部を屈折可能な部材で係止し、二本のガイドロールの開度が対称となるようにしたこと、
（４）前記成形ロールの両端部に、二本のロールに接触させてなる堰を設けてなること、
（５）熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であること、
を特徴とする前記記載のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置に関する。
（１）前記２本のガイドロール間の中心が、ノズルから吐出される熱可塑性樹脂の幅方向の中心と略一致するように配置し、ノズルから吐出された熱可塑性樹脂がガイドロール間を通ること、
（２）ガイドロールに備えられた２本の振り子状の支持棒間にスプリングが介在していること、
（３）前記２本のガイドロールの振り子状の支持棒を中央部にて相互に揺動可能であるように係止し、前記支持棒の端部を屈折可能な部材で係止し、二本のガイドロールの開度が対称となるようにしたこと、
（４）前記成形ロールの両端部に、二本のロールに接触させてなる堰を設けてなること、
（５）熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であること、
を特徴とする前記記載のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置に関する。
本発明の第２は、熱可塑性樹脂を押出機で加熱溶融させて、ノズルから流出させ、溶融した樹脂をノズルの下方に配置した二本の成形ロールで挟み込み、溶融した樹脂を転圧して板状に成形する成形方法であって、振り子状の支持棒を設けてなる二本のガイドロール間の中心がノズルから吐出する樹脂の幅方向の中心と略一致するようにガイドロールを押出機ノズルと成形機の間に配置し、溶融した樹脂を二本のガイドロールの間を通過させることを特徴とするリサイクル熱可塑性樹脂の成形方法に関する。
本発明の成形装置によれば、ノズルから吐出する樹脂をガイドロールを用いて成形ロールの中央へ誘導することによって、瞬間的な樹脂の吐出量の増大や、押出機のスクリューの回転による吐出樹脂の左右の振れを抑制し、安定的に成形することを可能にした。さらに成形ロールに堰を設けることにより、瞬間的な吐出量の増大した場合において、成形ロールの軸受けへの樹脂の巻きつきをより効果的に防止することが可能となる。このことにより、押出処理による発泡樹脂のリサイクル処理作業を容易にし、処理コストの削減が可能となる。
本発明のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置は、主として熱可塑性樹脂発泡成形体から樹脂ペレットを得るための装置である。
本発明において対象となる熱可塑性樹脂発泡成形体を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が挙げられる。本発明においてはいずれの樹脂についても使用可能であるが、とりわけポリオレフィン系樹脂について効果的であるため好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン共重合体、プロピレン共重合体が挙げられ、具体的には、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体（エチレン含有率１〜１５重量％、プロピレン含有率８５〜９９重量％）、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレンおよび／またはプロピレンと他の単量体との共重合体であるプロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン変成ポリエチレン、親水性ポリマー含有ポリオレフィン、親水性無機化合物含有ポリオレフィンなどがあげられる。
本発明の成形装置に使用する発泡成形体の発泡倍率には特に限定はなく、また、樹脂種によっても異なるため一概には規定できないが、例えばポリスチレン系樹脂発泡成形体の場合、５〜６０倍の発泡成形体を使用することができ、ポリオレフィン系樹脂発泡成形体の場合であると３〜８０倍の発泡成形体を使用することが出来る。
発泡成形体を押出機に供給する場合には、バラ緩衝材のような元来大きさが小さいものであれば、粉砕せずとも押出機に投入することが可能であるが、投入しやすいように、発泡成形体を粉砕しておくことが好ましく、粉砕品の大きさは、概ね５〜１００ｍｍであることが好ましい。また、発泡成形体の粉砕品のほかに、発泡成形体を加熱減容した減容品や発泡成形体の粉砕品を加熱減容した減容品や前記減容品を粉砕したものも使用することが出来る。
次に、本発明に係る装置を図に従って説明する。
本発明のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置は、加熱溶融させた熱可塑性樹脂を吐出するノズルを備えた押出機と前記ノズルの下方に２本の成形ロールとを備えてなる。
図１は、押出機１０と成形ロール２０を備えてなる一般的なリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置を示した模式図である。通常は、これらのほかに、水槽３０、ペレタイザー４０を備えている。押出機１０の原料投ホッパー１４から発泡成形体や発泡成形体の減容物（以下、リサイクル用原料樹脂と称す場合がある）を入れ、スクリュー１１で混練されると同時に加熱に溶融させた樹脂をノズル１３から吐出させ、成形ロール２０にて、板状に成形する。これを水槽３０で冷却し、硬化した樹脂１をペレタイザー４０の刃４１で鱗片状に破砕するものである。
図２は、本発明のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置を示した模式図である。ノズル１３から吐出した樹脂を成形ロール２０との間に振れ止め装置５０が設けられている。該振れ止め装置５０は、少なくとも２本の、振り子状の支持棒５９を備えたガイドロール５１を備えており、２本のガイドロール５１間にノズルから吐出された樹脂が通るように配置されている。２つの振り子状の支持棒５９は振れ止めピン５２によって揺動可能であるように振れ止め支持５３に係止されている。ノズル１３から吐出する樹脂の左右の振れをガイドローラの自重で樹脂の左右の振れを押さえ、成形ローラの中央に誘導するものである。
より好ましくは、前記２本のガイドロール間の中心が、ノズルから吐出される熱可塑性樹脂の幅方向の中心と略一致するように配置して、ノズルから吐出された熱可塑性樹脂がガイドロール間を通るようにすることが好ましい。
図３は、振り子状の支持棒５９間にスプリング５４を介在させたものである。スプリング５４を介在させることにより、樹脂の左右の振れを抑制する効果をより高めることが出来る。
図４は、２本のガイドロールの振り子状の支持棒を中央部にて相互に揺動可能であるように係止し、前記支持棒の端部を屈折可能な部材で係止し、二本のガイドロールの開度が対称となるようにしたものである。屈曲可能な部材５５を振り子状の支持棒５９に取り付け、さらに屈曲可能な部材５５の中央のピン５６を振れ止め支持５３に設けた長穴に通すことで、より効果的に左右への振れを抑えることができ、成形ローラの中心位置が振れ止めローラの中心があるようにすることができる。この様な態様を採る事でより高い樹脂の左右への振れ止め効果を得ることが出来る。
図５には、成形ロールの両端部に、二本のロールに接触させてなる堰を設けた態様を示したものである。本発明においては、この様に成形ロールの両端部に、二本のロールに接触させてなる堰６０を設けることで、吐出される樹脂量が急激に増加した場合に、樹脂が成形ローラの軸受けへ流れ出さないようにすることができる。
以上のように本発明のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置を用いた成形方法は、熱可塑性樹脂を押出機で加熱溶融させて、ノズルから流出させ、溶融した樹脂をノズルの下方に配置した二本の成形ロールで挟み込み、溶融した樹脂を転圧して板状に成形する成形方法であって、振り子状の支持棒を設けてなる二本のガイドロール間の中心がノズルから吐出する樹脂の幅方向の中心と略一致するようにガイドロールを押出機ノズルと成形機の間に配置し、溶融した樹脂を二本のガイドロールの間を通過させることにより、安定的にリサイクル熱可塑性樹脂を成形することができるものである。
１ 押出機から吐出した樹脂
２ ペレタイザーで切断された樹脂
１０ 押出機
１１ スクリュー
１２ ブレーカプレート
１３ ノズル
１４ 原料投ホッパー
２０ 成形ロール
３０ 水槽
４０ ペレタイザー
４１ 切断刃
５０ 振れ止め装置
５１ ガイドロール
５２ 振れ止めピン
５３ 振れ止め支持
５４ スプリング
５５ 屈曲可能な部材
５６ 開度調節具ピン
５７ 長穴
５９ 振り子状の支持棒
６０ 堰
２ ペレタイザーで切断された樹脂
１０ 押出機
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１２ ブレーカプレート
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１４ 原料投ホッパー
２０ 成形ロール
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４１ 切断刃
５０ 振れ止め装置
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５２ 振れ止めピン
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５６ 開度調節具ピン
５７ 長穴
５９ 振り子状の支持棒
６０ 堰
Claims (7)
- 加熱溶融させた熱可塑性樹脂を吐出するノズルを備えた押出機と前記ノズルの下方に２本の成形ロールとを備えてなる、リサイクル熱可塑性樹脂の成形装置であって、前記ノズルと成形ロールの間に、振り子状の支持棒を備えた少なくとも２本のガイドロールを、２本のガイドロール間にノズルから吐出された熱可塑性樹脂が通るように配置することを特徴とするリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
- 前記２本のガイドロール間の中心が、ノズルから吐出される熱可塑性樹脂の幅方向の中心と略一致するように配置し、ノズルから吐出された熱可塑性樹脂がガイドロール間を通ることを特徴とする請求項１記載のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
- ガイドロールに備えられた２本の振り子状の支持棒間にスプリングが介在していることを特徴とする請求項１または２に記載のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
- 前記２本のガイドロールの振り子状の支持棒を中央部にて相互に揺動可能であるように係止し、前記支持棒の端部を屈折可能な部材で係止し、二本のガイドロールの開度が対称となるようにしたことを特徴とする請求項１〜３何れか一項に記載のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
- 前記成形ロールの両端部に、二本のロールに接触させてなる堰を設けてなることを特徴とする請求項１〜４何れか一項に記載のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
- 熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜５何れか一項に記載のリサイクル熱可塑性樹脂の成形装置。
- 熱可塑性樹脂を押出機で加熱溶融させて、ノズルから流出させ、溶融した樹脂をノズルの下方に配置した二本の成形ロールで挟み込み、溶融した樹脂を転圧して板状に成形する成形方法であって、振り子状の支持棒を設けてなる二本のガイドロール間の中心がノズルから吐出する樹脂の幅方向の中心と略一致するようにガイドロールを押出機ノズルと成形機の間に配置し、溶融した樹脂を二本のガイドロールの間を通過させることを特徴とするリサイクル熱可塑性樹脂の成形方法。
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