JP3503151B2 - 樹脂材料の押出成形方法 - Google Patents

樹脂材料の押出成形方法

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JP3503151B2 JP21367893A JP21367893A JP3503151B2 JP 3503151 B2 JP3503151 B2 JP 3503151B2 JP 21367893 A JP21367893 A JP 21367893A JP 21367893 A JP21367893 A JP 21367893A JP 3503151 B2 JP3503151 B2 JP 3503151B2
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/57Screws provided with kneading disc-like elements, e.g. with oval-shaped elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂材料の押出成形方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、プラスチック成形品の押出成
形方法として、熱可塑性樹脂フィルムの製造工程で発生
するスクラップフィルムを粉砕し、フレーク状にしたも
のを原料とし、これを金型内に押出してチップ状物を成
形する際、そのようなスクラップフィルムの粉砕材のよ
うに見掛け比重のきわめて小さい粉砕材(原料)に対し
てはベント2軸押出成形装置を用いるときわめて有効で
あることが知られている(例えば特開平3−19070
9号公報参照)。
【0003】ところで、そのような押出成形装置を用い
て、塗膜を有するプラスチック成形品の再生品を成形す
る場合、塗膜を有するプラスチック成形品を粉砕して粉
砕材を形成し、それを混練し、押出成形するようにする
と、再生時に気泡が発生し、該気泡が表面に出てしまっ
たり、十分に微細化されない塗膜が亀裂発生の起点にな
る等の悪影響を及ぼすという不具合がある。
【0004】そこで、そのようなプラスチック成形品の
塗膜を予め溶剤で除去したり、プラスチック成形品の塗
装面を、軟質の研磨材にて、直圧式ブラスト加工して前
記塗装面の塗膜(塗装顔料)を剥離したりすることが提
案されている(例えば特開平2−273207号公報参
照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
場合は、処理後の溶剤の処分が困難であり、後者の場合
は、塗膜の除去に長時間要すると共に、プラスチック成
形品が凹部等を有する複雑な形状であったりすると、塗
膜の完全な除去が困難である。
【0006】本発明は、塗膜の影響を受けることなく、
塗膜を有するプラスチック成形品を、簡単に再生するこ
とができる樹脂材料の押出成形方法を提供するものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、二軸
押出装置を用いる樹脂材料の押出成形方法を前提とし
て、基材としてのポリプロピレンに塗膜としてのウレタ
ンが塗着されてなるプラスチック成形品の粉砕材にエチ
レンプロピレンモノマー中にマレイン酸が0.01〜1
0重量%含有された相溶化剤を添加し、それをニーディ
ングゾーンにおいて所定角度間隔で一方の円周方向にブ
レードが配列されてなる第1ブレード群と、該第1ブレ
ード群とはブレードの配列方向が上記一方の円周方向と
は逆の円周方向である第2ブレード群とが軸方向におい
て交互に配列されてなるスクリューにて混練押出し、再
生品を成形するように構成された構成とする。そして、
請求項の発明においては、スクリューにて混練された
後、フィルタを介して押出される。請求項の発明にお
いては、スクリューにてストランド状に押出され、これ
を所定長さに切断して再生品が成形される
【0008】
【作用】請求項1の発明によれば、塗膜を有するプラス
チック成形品の粉砕材に相溶化剤が添加され、それがニ
ーディングゾーンにおいてスクリューにて混練して押出
され、再生品が成形される。よって、ニーディングゾー
ンにおいて、粉砕材が相溶化剤と共に強混練されて均等
に分散され、その強混練時に塗膜が有効に微細化される
とともに成形品の物性が向上する
【0009】請求項の発明によれば、スクリューにて
混練された後、フィルタを介して押出され、フィルタに
よって、十分に微粉化されていない異物が除去される。
【0010】請求項の発明によれば、スクリューにて
ストランド状に押出され、これが所定長さに切断されて
再生品が成形され、再生品の利用がしやすくなる
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に
説明する。
【0012】本発明方法は、図1に示すように、塗装バ
ンパーを回収する工程1(ブロックP1)と、それを粉
砕して粉砕材とする工程2(ブロックP2)と、粉砕材
を二軸押出機に投入する工程3(ブロックP3)と、さ
らに相溶化剤を添加して混練する工程4(ブロックP
4)と、フィルタで濾過する工程5(ブロックP5)
と、ペレットを形成する工程6(ブロックP6)とから
なる。以下、各工程ごとに説明する。
【0013】−工程1− まず、廃車等から塗装バンパー(塗膜を有するプラスチ
ック成形品)を解体分離し、該塗装バンパーを回収す
る。本例においては、回収される塗装バンパーのバンパ
ー材料は、ポリプロピレン樹脂及びEPDM(エチレン
プロピレンゴム)であり、塗膜は、ウレタン系二液塗料
である。
【0014】−工程2− 塗装バンパーの粉砕は、汎用されているカッターミル等
の粉砕機を用いて行われ、数mmの寸法に塗装バンパー
を粉砕して、粉砕材とする。
【0015】−工程3− 塗装バンパーの粉砕材を二軸押出機に投入する。この二
軸押出機としては、例えば次の仕様のものが用いられ
る。
【0016】 (1)スクリュー外径:57mm (2)スクリュー長さ:L/D=35mm (3)主電動機 :DC−55kw (4)フィード形式 :シングルフィーダ (5)ダイス径 :直径5mm (6)冷却水槽 :3500mm (7)スクリーン :40×60×80×100×4
0mm (8)樹脂温度 :180〜290℃ 尚、二軸押出機による混練は、図2に示す混練軸1(1
つの混練軸のみ図示)のニーディングゾーン2(K・D
zone )において行われ、そのゾーン2においてはスク
リューのブレード配列が強混練タイプとなっている。具
体的には、図3に示す3つのブレード配列、即ち5枚の
ブレード1a,・・・を右ねじれにθ1=45°の位相
に組合わせたR−K・D形、5枚のブレード1aをθ3
=90°の位置を交互に組合わせたN−K・D形、5枚
のブレード1aを左ねじれにθ2=45°の位相に組合
わせたL−K・D形を用いて形成される図4に示すタイ
プA〜Lのうち、本例ではタイプHを採用している。
【0017】尚、タイプHのスクリュー配列の場合は、
図5及び図6に示す試験結果より、押出処理量Qを変化
させても、ニーディングゾーンでの樹脂充填率が高い強
混練タイプであり、また、押出処理量Qの変化にかかわ
りなく、スクリュー速度n(スクリュー回転数)が高く
なるに連れて、樹脂温度が高くなることを確認すること
ができる。
【0018】−工程4− 塗装バンパーの粉砕材に相溶化剤を添加し混練し、二軸
押出機による塗膜の微細化と相溶化剤との組合せによる
相乗効果により、微細化した塗膜を相溶化剤でバンパー
材料に相溶化させ、一種のアロイ材を形成する。
【0019】相溶化剤の非存在下では、EPDMが数1
0μmのマクロ相分離の分散単位であるのに対し、相溶
化剤例えばエチレンプロピレンモノマー(EPM)中に
マレイン酸(MAH)が0.01〜10重量%含有され
たものを添加した場合には、EPDMが1μm前後の分
散単位に変化しており、分散性の向上が認められること
が実験により確認されている。。
【0020】図7に示すFT−IRによる解析の結果よ
れば、TPUとEPDMのブレンド系に相溶化剤(MA
HーEPM)を添加して混練した試料のFT−IRから
求めた差スペクトルで、リファレンスはTPUとEPD
Mのブレンド系で、MAHの存在により1531cm-1
と1733cm-1に新たな吸収が認められ、新たに一種
のアロイ材が形成されていることがわかる。
【0021】そして、その相溶化のメカニズムは、図8
に示すように、アミノ基がMAH基に付加反応し、アミ
ドカルボン酸を形成して、EPM−g−TPUを形成
し、このグラフト体の形成が相溶化に関与し、又は相溶
化剤として作用する。
【0022】図9に示すMAH−EPM中のMAHの混
入率と引張強度との関係によれば、MAH−EPM中の
MAHの混入率が高くになるに連れて引張り強度が徐々
に高くなっているが、0.01〜10重量%程度混入す
れば十分な効果が得られることがわかる。
【0023】−工程5− 混練された後、十分に相溶化できていないものは、二軸
押出機のノズル先端のフィルタにて濾過される。
【0024】ノズル先端のフィルタは、40メッシュ、
60メッシュ、80メッシュ、100メッシュ、40メ
ッシュの5種類のフィルタを重ねて使用している。
【0025】−工程6− 汎用ペレタイザーを使用してペレット形状とした。尚、
このときの冷却水槽は3500mmの寸法のものを使用
した。
【0026】続いて、図4に示すタイプH以外のタイプ
についても、同様にKDゾーンでの樹脂充填率を調べ
た。
【0027】その結果を図10〜図20に示す。タイプ
Hが最も強混練であることが判るが、そのほか、タイプ
A,G,K等もある程度強混練され、再生物の使用用途
によっては、これでも十分である場合もある。
【0028】
【発明の効果】請求項1の発明は、上記のように、ニー
ディングゾーンにおいてスクリューに混練するようにし
ているので、塗膜が混練時に有効に微細化することがで
き、簡単な方法によって再生品の物性、表面の性状を向
上させることができる。
【0029】また、スクリューを、所定角度間隔で特定
の方向にブレードが配列されてなる第1ブレード群と、
該第1ブレード群とはブレードの配列方向が逆方向であ
る第2ブレード群とが軸方向において交互に配列されて
なるようにしているので、簡単な構造で、強混練を達成
することができる。
【0030】さらに、基材としてのポリプロピレンに塗
膜としてのウレタンが装着されてなるプラスチック成形
品の粉砕材に、エチレンプロピレンモノマー中にマレイ
ン酸が0.01〜10重量%含有された相溶化剤を添加
するようにしているので、最適の条件で塗膜を混練時に
有効に微細化することができ、再生品の物性、表面の性
状を向上させることができる。
【0031】請求項の発明は、強混練タイプのスクリ
ューにて混練された後、フィルタを介して押出されるよ
うにしているので、フィタによって、十分に微粉化さ
れていない異物が確実に除去され、再生品の品質が向上
する。
【0032】請求項の発明は、強混練タイプのスクリ
ューにてストランド状に押出し、これを所定長さに切断
して再生品を成形するようにしているので、再生品の利
用がしやすくなる
【図面の簡単な説明】
【図1】樹脂材料の押出成形方法のブロック図である。
【図2】二軸押出機の混練軸の説明図である。
【図3】ブレードの配置の説明図である。
【図4】スクリューのタイプの説明図である。
【図5】スクリュータイプHについての樹脂処理量と樹
脂充填率との関係を示す図である。
【図6】スクリュースピードと樹脂温度との関係を示す
図である。
【図7】波数と透過率との関係を示す図である。
【図8】相溶化の説明図である。
【図9】MAH混入率と引張強度との関係を示す図であ
る。
【図10】スクリュータイプAについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図11】スクリュータイプBについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図12】スクリュータイプCについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図13】スクリュータイプDについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図14】スクリュータイプEについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図15】スクリュータイプFについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図16】スクリュータイプGについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図17】スクリュータイプIについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図18】スクリュータイプJについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図19】スクリュータイプKについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【図20】スクリュータイプLについての樹脂処理量と
樹脂充填率との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 二軸押出機の混練軸 1a ブレード 2 ニーディングゾーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29K 105:26 B29K 105:26 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 47/00 - 47/96 B29B 17/00 - 17/02 C08J 11/00 - 11/28 B29B 7/00 - 11/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二軸押出装置を用いる樹脂材料の押出成
    形方法であって、基材としてのポリプロピレンに塗膜としてのウレタンが
    塗着されてなる プラスチック成形品の粉砕材にエチレン
    プロピレンモノマー中にマレイン酸が0.01〜10重
    量%含有された相溶化剤を添加し、それをニーディング
    ゾーンにおいて所定角度間隔で一方の円周方向にブレー
    ドが配列されてなる第1ブレード群と、該第1ブレード
    群とはブレードの配列方向が上記一方の円周方向とは逆
    の円周方向である第2ブレード群とが軸方向において交
    互に配列されてなるスクリューにて混練押出し、再生品
    を成形することを特徴とする樹脂材料の押出成形方法。
  2. 【請求項2】 クリューにて混練された後、フィルタ
    を介して押出されるところの請求項1記載の樹脂材料の
    押出成形方法。
  3. 【請求項3】 クリューにてストランド状に押出さ
    れ、これを所定長さに切断して再生品が成形されるとこ
    ろの請求項1又は請求項2記載の樹脂材料の押出成形方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
村上健吉,押出成形,日本,株式会社プラスチック・エージ,1985年12月10日,改訂第7版,183

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