JP2008292349A - 樹脂ペレットのブロッキング評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂ペレットの取り扱いに起因するブロッキングの発生の有無、及び、ブロッキングの影響について評価する樹脂ペレットのブロッキング評価方法を提供する。
【解決手段】所定量の樹脂ペレットを一方の端が開放端となった有底筒状容器内に入れ、次いで、該開放端を上方にかつ該筒の軸が垂直になるように該有底筒状容器を保ちながら該有底筒状容器内の樹脂ペレットに上方から所定の荷重を所定時間加えた後、該開放端を下方にかつ該筒の軸を垂直になるように該有底筒状容器を保ったときの、該有底筒状容器からの前記樹脂ペレットの落下量を測定する樹脂ペレットのブロッキング評価方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種成形に用いられる樹脂ペレットのブロッキング評価方法に関する。

樹脂ペレットは通常は成形機のホッパーに投入されて各種成形に用いられるため、ホッパーへの投入が可能で、かつ、ホッパータンクを介し、あるいは、成形機のホッパーから直接成形機本体へ導入されるため、適度な流動性が得られるよう、粒径が１ｃｍ〜数ｍｍ程度の粒状あるいは長粒状の形状をしている樹脂製品である。

その荷姿は、例えば２０ｋｇなど、数１０ｋｇずつ紙袋（いわゆるセメント袋状の紙袋）に容れられて出荷されるが、その際パレットなどの上に複数の袋が段積みされて、ストックされ、運搬されることが多い。

この段積みにより、樹脂ペレットを構成する樹脂組成物の種類によっては、特に下の方の袋では、ペレット同志が多数、互いにくっつき合って（ブロッキング）しまって流動性が失われ、上述のホッパータンクやホッパーなどでの詰まりの原因になり、延いては、成形生産性の低下原因となる。

また同様にホッパータンク自体のでも、その内部に形成された樹脂ペレット層ではその最下層の樹脂ペレットはその上方の樹脂ペレットの重量をすべて受けるために同様にブロッキングが発生し、ホッパー詰まりが発生する。

ここで、ブロッキングが生じた場合に、比較的弱いブロッキングの場合にはホッパー部に外部から衝撃を与える等で解消されるが、強固なブロッキングの場合にはこのような衝撃付与では解消されず、装置を止めてブロッキングした樹脂ペレットを取り出して処置しなければ解消されないことがあり、特に問題が大きい。

このホッパー詰まりを防止するために、圧搾空気を用いる方法（特許文献１）、ホッパーに特殊な供給器を取り付けて供給を行う方法（特許文献２、３）など、様々な対策が考えられてきたが、いずれもホッパーの改造を伴う。

ここで、従来はこのようなブロッキングが生じにくいか、生じやすいか、さらに生じた場合には簡単に（衝撃付与により）かいしょうさせることができるかを評価する基準がなく、そのため、強固なブロッキングが生じやすい樹脂の場合、段積み高さをどの程度にそのような強固なブロッキングを予防することが可能か、等の判断基準がなかった。
特開平１１−５９７８５号公報 特開２００６−１４３２６３公報 特開２００２−３０９１８９公報

本発明は、上記した従来の問題点、すなわち、樹脂ペレットの取り扱いに起因するブロッキングの発生の有無、及び、ブロッキングの影響について評価する樹脂ペレットのブロッキング評価方法を提供することを目的とする。

本発明の樹脂ペレットのブロッキング評価方法は前記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、所定量の樹脂ペレットを一方の端が開放端となった有底筒状容器内に入れ、次いで、該開放端を上方にかつ該筒の軸が垂直になるように該有底筒状容器を保ちながら該有底筒状容器内の樹脂ペレットに上方から所定の荷重を所定時間加えた後、該開放端を下方にかつ該筒の軸を垂直になるように該有底筒状容器を保ったときの、該有底筒状容器からの前記樹脂ペレットの落下量を測定することを特徴とする樹脂ペレットのブロッキング評価方法である。

また、本発明の樹脂ペレットのブロッキング評価方法は請求項２に記載の通り、請求項１に記載の樹脂ペレットのブロッキング評価方法において、前記有底筒状容器からの前記樹脂ペレットの落下量が前記所定量の全量でないときに、前記開放端を下方にかつ筒の軸を垂直方向に対して所定の角度で斜めになるよう該有底筒状容器を保ちながら、該有底筒状容器に所定の強さの衝撃を繰り返し加えた際に、該有底筒状容器から前記樹脂ペレットが全量落下するときの前記衝撃の付与回数か、または、前記衝撃の付与回数が所定の値に達したときまでの前記有底筒状容器から落下した樹脂ペレットの重量を測定することを特徴とする。

また、本発明の樹脂ペレットのブロッキング評価方法は請求項３に記載の通り、請求項２に記載の樹脂ペレットのブロッキング評価方法において、前記所定回数の衝撃付与後の前記有底筒状容器からの前記樹脂ペレットの落下量が前記所定量の全量でないときに、該開放端を下方にかつ該筒の軸が垂直方向になるよう該有底筒状容器を保ちながら所定の強さの衝撃を有底筒状容器に繰り返し加え、該樹脂ペレット全量が落下する該衝撃付与の回数を測定することを特徴とする。

本発明の樹脂ペレットのブロッキング評価方法によると、様々な樹脂ペレットでのブロッキングの生じやすさ、生じにくさ、また、生じたときの解消の難易度を非常に容易に評価することができる。また、ブロッキングが生じない保管条件を予め知ることができる。例えば紙袋荷姿での限界段積を予め知ることができ、また、ホッパードライヤなどでの滞留に関し、詰まりが生じないような乾燥条件（乾燥温度と滞留時間）を予めすることができ、実際の生産前に問題の発生の可能性を知ることができるので、開発工数の削減、各種経費の削減も可能となる。また、ブロッキングが生じるおそれがある場合、作業者に注意を喚起することができる。

本発明で用いる一方の端が開放端となった有底筒状容器は、金属製、ガラス製、樹脂製などを問わないが、充分な耐衝撃性を有することが好ましく、かつ、ホッパーを想定するとステンレス製などの金属製や、あるいは、内部の樹脂ペレットの残留状態が容易に判る肉厚ガラスなどからなることが好ましい。

その形状は四角柱、六角柱などでもよいが、断面に角がないため、角部に樹脂ペレットの固着が生じないので、円筒状であることが好ましい。

また、上記有底筒状容器の底部は平底でも良く、また多少、丸みを帯びていてもよいが、後者の方が、容器に角部がないため、角部への樹脂の固着ブロックが予め防止されるので好ましい。

このような有底筒状容器に入れる樹脂ペレットの量としては形成されるブロッキングの大きさを考えると容器内部での樹脂ペレット高さが１０ｃｍ以上となるような量であることが好ましく、さらに好ましくは５ｃｍ以上となるような量である。

このような所定量の樹脂ペレットを一方の端が開放端となった有底筒状容器に入れ、該開放端を上方にかつ該筒の軸を垂直に保ちながら、例えば、この有底筒状容器の内径とほぼ同じ径の金属製の柱状のおもりや分銅を樹脂ペレットの上に載せることにより、樹脂ペレットに所定の荷重を容易に加えることができる。

荷重の大きさとしては、例えば紙袋荷姿で段積みしたときの最下段の紙袋内の樹脂ペレットが受ける荷重、あるいは、ホッパータンクでの最下部の樹脂ペレットが受ける荷重を想定した荷重とすると、実際の保管・運搬時や、ホッパータンクでの樹脂ペレット層での、ブロッキング形成をシミュレートすることができる。

荷重を加える時間としては、乾燥ホッパーを想定した場合にはその内部での乾燥時間に相当する時間（温度条件もそのホッパーでの乾燥温度と同じにする）とすればよい。また、段積み保管を想定した場合には材料品質保証期間（通常６ヶ月）を最大とすることが好ましい。

長期の保管を想定した条件の場合、荷重を加える時間を徐々に長くしながら複数の実験を行い、それ以上時間を長くしても、ほぼ同じ結果が得られるようになった条件を得て、それを長期保管と等しい条件として用いることができるので、検討によりそのような条件を調べることで長期の保管時でのブロッキングの発生状況を予想することができる。

ここで、実際の保管・運搬時でのブロッキング形成をよりよくシミュレートするために、荷重を加える際には、実際の保管・運搬での温度や湿度を調べ、その条件で行うことが好ましい。また、実際の工程でホッパドライヤなどを用いて、供給中に乾燥などを行う場合には、その乾燥条件と同等の条件（乾燥温度、乾燥時間、最下部の樹脂ペレットが受ける荷重条件等）と同じ条件で行う。

このように樹脂ペレットに上方から所定の荷重を所定時間加えた後、評価の第１段階として有底筒状容器をひっくり返して、その開放端を下方に、かつ、その筒の軸を垂直に保ち、このときの有底筒状容器からの樹脂ペレットの落下量を測定する。

ここで、ブロッキングが全く、あるいは、ほとんど生じていなければ、樹脂ペレットは全量落下するが、ブロッキングが生じていた場合、樹脂ペレットは一部、あるいは、全部残留する。すなわち、有底筒状容器から樹脂ペレットが全量落下すれば、上記荷重条件（、上記温度、及び、上記湿度条件）ではブロッキングが生じないと判定することができる。さらに、有底筒状容器中の樹脂ペレット残留量が少なければ少ないほど、上記荷重条件（、上記温度、及び、上記湿度条件）ではブロッキング発生量がより少ないと判定することができる。

有底筒状容器からの樹脂ペレットの落下量が全量でないとき、すなわち有底筒状容器中に樹脂ペレットが残留した場合、評価の第２段階に進む。この第２段階では、比較的解消が容易なブロッキングを想定している。

上記で樹脂ペレットが残留した有底筒状容器を、該開放端を下方にかつ筒の軸を垂直方向に対して所定の角度で斜めになるようを保つ。このとき、所定の角度としては３０°〜４５°とすると比較的解消が容易なブロッキングの評価に適するので好ましい。より好ましい角度としては４０°〜５０°である。

次いで、この樹脂ペレットが残留した有底筒状容器に対して繰り返し衝撃を加える。衝撃を加える場所としては衝撃がペレット全体に伝わる必要があるで、底面がであることが好ましい。

衝撃としては、毎回同じものが付与されることが相対的な評価のために必要であり、例えばハンマー（木槌、プラスチックハンマー、ゴムハンマー等）をその柄の先端付近を軸に固定してハンマーの頭側を下方にした状態でその軸を中心として回動可能とし、このハンマーの頭が最下点にあるときに接触するような位置に前記有底筒状容器を保持した後、柄と鉛直線とが一定角度、例えば３０°になるように回動させた位置から、ハンマーの保持を解消することにより、常に一定の衝撃を与えることができる。なお、この方法は、ホッパーでブロッキングによりホッパー詰まりが生じたときにプラスチックハンマーでホッパー外部を比較的軽く叩く実際の作業を想定したものである。

このような衝撃を繰り返し与え、有底筒状容器から前記樹脂ペレットが全量落下するときの衝撃の付与繰り返し回数を測定する。ただし、多く同じ衝撃を与えることも実際のホッパーでの作業を想定すると実際的でないので、このような衝撃の付与回数が所定回数、例えば、３０回、あるいは、５０回となったときの樹脂ペレットの落下量を測定する。

衝撃の付与回数が所定回数に達する前に樹脂ペレットが全量落下すれば、比較的容易にブロッキングを解消できると判定し、所定回数に至っても樹脂ペレットが残留していれば、ブロッキングの解消は困難であると判定できる。後者での所定回数での樹脂ペレット落下量の少なさは、ブロッキングの解消の困難さに対応する。

上記第２段階での有底筒状容器からの樹脂ペレットの落下量が全量でないとき、すなわち、樹脂ペレットが残留したときには第３段階に進む。第３段階は、ブロッキングが解消困難である場合での評価方法である。

樹脂ペレットが残存している有底筒状容器を、その開放端を下方にかつその筒の軸を垂直方向に保ち、これに衝撃を繰り返し与え、樹脂ペレット全量が落下する該衝撃付与の回数を測定する。衝撃の付与方法は上記第２段階のものと同じであっても、さらに強いものであっても良い。この方法は、ホッパーでブロッキングによりホッパー詰まりが生じた際に、プラスチックハンマーでホッパー外部を軽く叩いてもホッパー詰まりが解消されないときに、プラスチックハンマーでホッパー外部を比較的強く叩く実際の作業を想定したものである。

以下に本発明の樹脂ペレットのブロッキング評価方法の実施例について具体的に説明する。

＜樹脂ペレット＞
用いた樹脂ペレットの粒形状は直径２．３ｍｍ（平均値）、長さ３．５ｍｍ（平均値）の円柱状であり、１粒当たりの重さは０．０１ｇである。

＜有底筒状容器＞
一方の端が開放端となった有底筒状容器としては、内径４０ｍｍ、外径４２ｍｍ、長さ２５０ｍｍの、試験管形状のガラス容器（以下、”円筒状容器”と云う）を用いた。

＜衝撃付与装置＞
頭部の重さが４００ｇのプラスチックハンマー（市販品）を、柄（約２０ｃｍ）の部分が上になり、かつ、柄の先端付近が軸となるように、回動可能に軸止した（図４及び図５参照）。頭が最下点にあるときに上記円筒状容器の底部ないしその付近の側面が接触するように、円筒状容器を固定可能となっている。分度器（図示しない）が取り付けてあり、ハンマーの振り上げ高さを鉛直方向からの角度で知ることができる。

＜第１段階＞
荷重をそれぞれに変えた３種の条件で行った。
３つの円筒状容器ａ、ｂ及びｃそれぞれに上記樹脂ペレット（ブロッキングの生じていないもの）５０ｇずつ入れた（図１参照）。

次いで、これら樹脂ペレット上にそれぞれ、２００ｇ分銅（底面の直径：３５ｍｍ）を１個、２個、あるいは、３個重ねて置いて（図２参照）、６０℃に、７２時間保った。これらは、２０ｋｇ入紙袋荷姿の樹脂ペレットをそれぞれ、２段、３段、あるいは、４段重ねて段積みし、２５℃で４０００時間放置した場合のそれぞれ最下段の紙袋内のペレットを想定したものである。

その後これら円筒状容器をその上下をすべて逆にして、その開放端を下方に、かつ、その筒の軸を垂直に保った（図３参照）。その結果、円筒状容器ａでは樹脂ペレットは全量落下したが、円筒状容器ｂでは樹脂ペレットは３．３ｇ落下したが、円筒状容器ｃの樹脂ペレットではまったく落下しなかった。なお、円筒状容器ａから落下した樹脂ペレットについて、観察したところ、ブロッキングはなかった。

＜第２段階＞
円筒状容器ｂ及びｃの樹脂ペレットについて、第２段階の評価を行った。
これら円筒状容器を、それらの開放端を下方に、かつ、筒の軸を垂直方向に対して６０°になるよう保ち、上述の衝撃付与装置で、ハンマーの振り上げ高さをその鉛直からの角度を３０°として、およそ１秒間隔で５０回衝撃を付与した（図４参照）。

このとき、円筒状容器ｂでは３９回目の衝撃で樹脂ペレット全量が落下した。このとき落下した樹脂ペレットにはブロッキング生じていた。一方、円筒状容器ｃでは、５０回（所定回数）までの衝撃では３．４１ｇの樹脂ペレットが落下しただけで、残りは円筒状容器ｃ内に残留した。

＜第３段階＞
次ぎに、樹脂ペレットが残存している円筒状容器ｃを、その開放端を下方にかつその筒の軸を垂直方向に保ち、これに上記同様に衝撃を繰り返し与えた（図５参照）ところ、１２回目の衝撃付与により、樹脂ペレット全量が落下した。このとき落下した樹脂ペレットにはブロッキングが生じていた。

＜実際の段積み保存状態との対応＞
ブロッキングが生じていない上記樹脂ペレットを２０ｋｇずつ紙袋に詰め、これを段積みした。条件Ａでは２段、条件Ｂでは３段、そして条件Ｃでは５段それぞれ段積みし、２５℃で６ヶ月間保管した。

その後、それぞれの最下段の樹脂ペレットを用いてホッパーによる成形機への供給テストを行ったところ、条件Ａでの樹脂ペレットではホッパー詰まりは生じず、条件Ｂでの樹脂ペレットはホッパー詰まりが生じたものの、ホッパーを外側からプラスチックハンマーで軽く叩くだけで、その詰まりは解消した。

条件Ｃでの樹脂ペレットでは、ホッパー詰まりが生じ、その詰まりは軽く叩いただけでは解消できず、解消のためにはホッパーを強く叩き続けなければならなかった。

これらのことから上記第１段階での評価で全量落ちる樹脂ペレットの場合には、ホッパー詰まりが生じず、第２段階での評価で全量落ちる樹脂ペレットの場合には、ホッパー詰まりは生じるものの、その解消は比較的容易であるが、第３段階の評価で全量落ちるような樹脂ペレットの場合には、実際のホッパーでの供給には困難があることがわかり、本発明の評価方法でのブロッキングの生じやすさ評価結果と、実際の結果とが良く対応することが確認された。

さらに、本発明の評価方法によれば、ホッパー詰まりを起こない段積み可能段数、及び、比較的対応が容易なホッパー詰まりだけが生じる段済み可能段数を予め知ることができることが判る。また、この方法はホッパータンク内での樹脂ペレット層厚さの決定にも同様に応用できる。

本発明に係る樹脂ペレットのブロッキング評価方法における、一方の端が開放端となった有底筒状容器に樹脂ペレットを入れた状態を示すモデル図である。 有底筒状容器（円筒状容器）内の樹脂ペレットに荷重を加えている状態を示すモデル図である。 樹脂ペレットが入った有底筒状容器（円筒状容器）を、その開放端を下方にかつその筒の軸を垂直に保った状態（評価の第１段階）を示すモデル図である。 衝撃付加装置を用いた、本発明にかかる評価方法の第２段階を示すモデル図である。 衝撃付加装置を用いた、本発明にかかる評価方法の第３段階を示すモデル図である。

Claims (3)

1. 所定量の樹脂ペレットを一方の端が開放端となった有底筒状容器内に入れ、
   次いで、該開放端を上方にかつ該筒の軸が垂直になるように該有底筒状容器を保ちながら該有底筒状容器内の樹脂ペレットに上方から所定の荷重を所定時間加えた後、
   該開放端を下方にかつ該筒の軸を垂直になるように該有底筒状容器を保ったときの、該有底筒状容器からの前記樹脂ペレットの落下量を測定する
   ことを特徴とする樹脂ペレットのブロッキング評価方法。
2. 前記有底筒状容器からの前記樹脂ペレットの落下量が前記所定量の全量でないときに、前記開放端を下方にかつ筒の軸を垂直方向に対して所定の角度で斜めになるよう該有底筒状容器を保ちながら、該有底筒状容器に所定の強さの衝撃を繰り返し加えた際に、該有底筒状容器から前記樹脂ペレットが全量落下するときの前記衝撃の付与回数か、または、前記衝撃の付与回数が所定の値に達したときまでの前記有底筒状容器から落下した樹脂ペレットの重量を測定することを特徴とする請求項１に記載の樹脂ペレットのブロッキング評価方法。
3. 前記所定回数の衝撃付与後の前記有底筒状容器からの前記樹脂ペレットの落下量が前記所定量の全量でないときに、該開放端を下方にかつ該筒の軸が垂直方向になるよう該有底筒状容器を保ちながら所定の強さの衝撃を有底筒状容器に繰り返し加え、該樹脂ペレット全量が落下する該衝撃付与の回数を測定することを特徴とする請求項２に記載の樹脂ペレットのブロッキング評価方法。

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