JP4154199B2 - History granulation method, history granulation apparatus and history granulation system of synthetic resin - Google Patents

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  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、延伸加工された極薄の熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは極細の熱可塑性合成樹脂繊維を粉砕した粉砕フレークをリサイクルのために球状に造粒させる合成樹脂の履歴造粒方法、履歴造粒装置、履歴造粒システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
合成樹脂製品をリサイクルするためには、これを粉砕、造粒して、嵩高でなく取扱為やすい、また、成形材料として好適な形状とする必要がある。
【0003】
このリサイクルための造粒装置としては、例えば、特許文献1に記載されたものが提案されており、その装置を図8に示す。
【0004】
この造粒装置120は、合成樹脂製品を処理するための処理槽101、この処理槽101の底部を貫通して設けられた回転軸102、この回転軸102をVベルトを介して回転駆動する電動機103、この回転軸102に設置された羽根体104、この回転する羽根体104に設けられた回転刃体105、回転刃体105に対して所定の隙間を保って処理槽101に対向設置された固定刃体106を備えている。
【0005】
処理槽101の上部には、この処理槽101の内部に液体または粉体を供給する供給口107が設けられ、この供給口107には、電磁弁113を介して供給源114が接続されている。電磁弁113は、処理槽101中位に設けられた温度感知器108からの信号により開閉される。
【0006】
回転軸102の基部と羽根体104との間には、カラー109が介挿され、このカラー109の厚さを種々調整することで、回転刃体105と固定刃体106との間の隙間を調整することができる。
【0007】
処理槽101には、更に、造粒された粒体の取出口110、開閉自在なフタ体111、外周には冷却用のジャケット112が設けられている。
【0008】
このような構成で、この造粒装置120によれば、合成樹脂フィルムや成形品などのスクラップ材料を、回転刃体105と固定刃体106とによって破砕しながら羽根体104によって上方へ跳ね上げ、破砕片同士の摩擦熱によりその表面が半ゲル化して丸められた状態となると、この状態の温度を温度感知器108で感知して、供給口から液体または粉体を供給して、半ゲル化した破砕片の表面を急冷却しまた破砕片同士の融着を防止して、破砕片を造粒することができた。
【0009】
しかしながら、この造粒装置では、非常に薄い厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムや、非常に細い繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維は、好適に造粒することができなかった。また、同一出願人によって、この造粒装置の改良に関する特許文献2、3も提案されているが、いずれも、この問題を解決することができなかった。
【0010】
つまり、このような非常に薄い熱可塑性合成樹脂フィルムや、非常に細い熱可塑性合成樹脂繊維は、非常に嵩高でありその見掛け密度が小さい為に、その取扱が非常に困難であり、上記の造粒装置などによりペットボトルなど見掛け密度の大きい合成樹脂製品の造粒化・リサイクルが進んでいるのに比べ、これまでは、そのリサイクルはあまり進歩していなかった。
【0011】
一方、極薄フィルムは、合成樹脂製品のかなりの部分を占め、また、合成樹脂繊維のほとんどは、この範疇に入るものであり、これらのリサイクルが達成されると合成樹脂製品全体のリサイクル率が大幅に向上することが期待される。
【0012】
このような問題意識から、本出願人は、非常に薄い熱可塑性合成樹脂フィルムや、非常に細い熱可塑性合成樹脂繊維(以下、これらを「薄物製品」という。)を造粒する方法、装置を種々試行してきた。
【0013】
A)ひとつの方法は、薄物製品を粉砕機で裁断処理する方法である。この方法は、薄物製品を、例えば、直径3mmの多孔板を通過させることによって粉砕するもので、これにより、処理前の薄物製品の見掛け密度ρF=0.012g/ml〜0.020g/mlを、見掛け密度ρF=0.05g/ml程度とすることができ、見掛け密度が4〜2.5倍向上した。
【0014】
しかしながら、こうして生成された粉砕フレークは、ホッパーなどでの流動排出性が悪く、フレーク同士が繋がりあって通路を塞いでしまう閉塞現象が発生することが多くなり、また、成形機の材料としては、スクリューへの食い込みが悪く、適していなかった。
【0015】
B)他の方法は、こうして生成された粉砕フレークを、合成樹脂ペレット(例えば、見掛け密度ρF=0.56g/mlのもの。)と混合する方法である。これによると、ペレットの混合比を8割とすると全体の見掛け密度ρF=0.184g/mlとすることができ、ホッパーでの流動性も向上した。
【0016】
しかしながら、このような混合物は長期運転すると、粉砕フレークと合成樹脂ペレットの見掛け密度の差が大きいため、相分離が発生しやすく、不安定になるという問題があり、この問題は成形機の材料としても解決すべきものであった。
【0017】
C)更に他の方法は、こうして生成された粉砕フレークを外部加熱することで熱収縮させて造粒する方法で、より具体的には、厚さ10μ〜20μのポリエチレンフィルムをA)と同じ粉砕機で粉砕して粉砕フレークとし、次いで、外部加熱により粉砕フレークを所定温度に加熱して熱収縮造粒するものである。
【0018】
外部加熱手段として、赤外線ランプを用いた場合、熱収縮により見掛け密度は3.6倍に増大したが、粒形は球状にならず鋭角な縁形状をしており、粒同士が連珠状に連結する傾向が見られ、粒子間の流動性が良くなかった。これは、熱伝達が均一に行われなかったためと考察された。
【0019】
加熱をより均一に行う方法として、外部加熱手段として脈動流動層乾燥機を用い、脈動する熱風で粉砕フレークを加熱した。この場合、見掛け密度は2倍に増大したが、上記と同様に、粒形は球状にならず鋭角な縁形状をしており、粒同士が連珠状に連結する傾向が見られ、粒子間の流動性が良くなかった。
【0020】
一方、この加熱方法では、脈動する熱風の影響で粒子間の付着は少なかったが、風量を少なくしないと粒子の収縮を促進することが出来ず、背反する条件となり、粒子を均一に独立して収縮造粒させることができず、ホッパー排出口付近での閉塞現象を発生させないようにすることができなかった。
【0021】
しかしながら、この加熱方法による熱収縮の結果は、粉砕フレークを、元の薄物製品が生成された延伸加工温度に加熱すると、その履歴により熱収縮するという仮説を実証するものであった。
【0022】
【特許文献1】
特開昭48−64552号公報(図1、図2)
【特許文献2】
特開昭48−97150号公報(図1、図2)
【特許文献3】
特開昭48−97151号公報(図1、図2)
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の状況に鑑みて提案されるもので、本発明者の試行により実効性が確認された履歴による熱収縮を更に効果的に活用して、これまで不可能であった薄物製品の造粒を可能として、リサイクルを図ることができる合成樹脂の履歴造粒方法、履歴造粒装置、履歴造粒システムを提供することを目的としている。
【0023】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の合成樹脂の履歴造粒方法は、延伸加工された、厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長1.2mm以上、3mm以下の寸法に粉砕した粉砕フレークを縦長円筒状の履歴熱収縮タンクに供給し、履歴熱収縮タンク内において上下に同心多段配置された攪拌羽根の回転数を制御することで、供給された粉砕フレークを攪拌して延伸加工温度まで昇温させ、これによる履歴熱収縮により、該粉砕フレークを略球状に造粒させることを特徴とする。
【0024】
この造粒方法は、まず、造粒対象を延伸加工された極薄の熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは極細の熱可塑性合成樹脂繊維(薄物製品)とすることを特徴とする。これまでの造粒方法では、見掛け密度の大きいものは造粒できたが、ここで対象とする薄物製品は嵩高で、見掛け密度が低く、取扱が困難で、閉塞性を有し流動性が悪く造粒化も困難であったが、これらの問題を、その粉砕形状、造粒方法を改善することによって解決し、造粒化を可能としたものである。
【0025】
その解決手段の特徴の一つは、この薄物製品を有効径あるいは有効長3mm以下に粉砕した粉砕フレークとすることである。これによって、後述する履歴熱収縮と相まって、この粉砕フレークが丁度適度な球状度になることを見いだし、上記の薄物製品の取扱、見掛け密度、流動性、閉塞性、成形機材料としての適性の問題を解決したのである。
【0026】
他の特徴は、粉砕フレークを延伸加工温度に加熱する点である。この延伸加工温度というのは、そもそもの熱可塑性合成樹脂フィルム、熱可塑性合成樹脂繊維を生成する際に、延伸加工する際の加工温度として用いられたものであり、こうして延伸加工されたものを、その延伸加工温度に復帰させると、材料の履歴現象によって延伸前の元の状態に戻ろうとする熱収縮が起こるのである。この現象を履歴熱収縮という。
【0027】
この延伸加工温度は、薄物製品の材料の溶融温度に比べると低い温度であるので、加熱された粉砕フレーク同士の溶融による熔着の問題も発生せず、ただ粉砕フレークがそれぞれ単独で熱収縮するだけなのである。
【0028】
更に、この粉砕フレークの加熱に、外部加熱などではなく、攪拌羽根による攪拌によって生じる攪拌羽根と粉砕フレークの間の摩擦熱、粉砕フレーク同士の摩擦熱を利用した点も特徴である。これにより、粉砕フレークが均一に加熱され、外部加熱の際に発生した熱の片寄による局部的な高温、それによるフレークの溶融、相互熔着もなく、全体が均一に熱収縮し造粒される。また、この方法によれば、温度の制御性も良い。
【0029】
また、この攪拌羽根を縦長の履歴熱収縮タンクの形状に併せて、多段に構成した点も均一な加熱に寄与しているものと思われる。なぜなら、嵩高の粉砕フレークは重力の加速度の影響を受けにくく、重力に対して長い方向に形成された履歴熱収縮タンク内でより多く攪拌羽根との接触の機会がある方が良いからである。
【0030】
請求項2に記載の合成樹脂の履歴造粒装置は、延伸加工された、厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長1.2mm以上、3mm以下の寸法に粉砕した粉砕フレークを球状に造粒する合成樹脂の履歴造粒装置であって、粉砕フレークの供給を受け、これを捕集して中間捕集タンクに供給する微粉捕集タンクと、閉塞防止装置を備え、この微粉捕集タンクから供給された粉砕フレークを閉塞させることなく履歴熱収縮タンクに供給する該中間捕集タンクと、縦長円筒状であって、その内部で同心多段配置された攪拌羽根が回転する該履歴熱収縮タンクと、履歴熱収縮タンク内の粉砕フレークの温度を計測する温度計と、履歴熱収縮タンクから排出された所定温度の造粒化された粉砕フレークを冷却して排出する冷却混合機とを備え、履歴熱収縮タンクでは、上下に同心多段配置された攪拌羽根の回転数を制御することで、中間捕集タンクから供給された粉砕フレークを攪拌して、該粉砕フレークを前記温度計で温度計測しながら、延伸加工温度まで昇温させ、これによる履歴熱収縮により、該粉砕フレークを略球状に造粒させることを特徴とする。
【0031】
この造粒装置は、請求項1の造粒方法を実現する装置であって、粉砕フレークを取り扱う微粉捕集タンク、閉塞防止装置を備えた中間捕集タンク、履歴熱収縮を行う履歴熱収縮タンク、冷却混合機とを備えて、供給された粉砕フレークを造粒して安定した状態で排出することができる。
【0032】
請求項3に記載の合成樹脂の履歴造粒システムは、延伸加工された、厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長1.2mm以上、3mm以下の寸法に粉砕して粉砕フレークとする粉砕装置と、こうして生成された粉砕フレークを定量排出する定量排出装置と、定量排出装置から定量排出された粉砕フレークを履歴造粒する請求項2に記載の履歴造粒装置とより構成されることを特徴とする。
【0033】
この造粒システムは、請求項2の造粒装置に加え、更に、所定の粉砕フレークを生成する粉砕装置、粉砕フレークを造粒装置に定量排出する定量排出装置を備えて、全体として、その入口に、リサイクルすべき薄物製品を投入すれば、システムからは、適正な熱可塑性合成樹脂の粒状物がほぼ自動的に排出される。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0035】
図1は、本発明に係る合成樹脂の履歴造粒装置の一例を示す構成図である。
【0036】
この履歴造粒装置50は、本発明の合成樹脂の履歴造粒方法を実現する中心的装置となるもので、主な部分としては微粉捕集タンク6、閉塞防止装置8を備えた中間捕集タンク9、攪拌羽根13を備えた履歴熱収縮タンク11を上から下へ多段に重ねた構成であり、履歴熱収縮タンク11の横には冷却混合機16が設けられている。
【0037】
微粉捕集タンク6は、その上部にブロア2から切替弁3の作動により加圧空気+Pあるいは吸引空気−Pの供給を受ける空気口1、内部にフィルタ4、このフィルタ4取付部より下部側方に材料導入口5、最下部に排出シャッタ7を備えている。
【0038】
中間捕集タンク9は、微粉捕集タンク6の下部に直結され、排出シャッタ7から落下した粉砕フレークFを直接受け入れ収容する。また、このタンク9には、レベラ10が設置され、このタンク9内の粉砕フレークFの貯留量を計測する。
履歴熱収縮タンク11の攪拌羽根13は、この履歴熱収縮タンク11に近接して立設された電動機12によってベルト駆動され、タンク11内で高速回転するようになっている。
【0039】
履歴熱収縮タンク11の多段構成の攪拌羽根13の下部となる周壁の一部には、温度計14と、これに対向する位置に粉砕フレークFが熱収縮して生成された粒状物Sを排出する排出口15が設けられている。
【0040】
冷却混合機16は、この排出口15から排出された粒状物Sを受け入れるようになっており、この粒状物Sを攪拌しながら冷却する回転羽根17、この回転羽根17を回転駆動する電動機18、冷却された粒状物Sを排出する冷却排出口19を備えている。
【0041】
また、図1に示した粉砕フレークFの符号bFは、このフレークFの有効径を、符号tFは厚さを示している。粒状物Sの符号bSは、履歴造粒された粒状物Sの有効径を、符号tSは厚さを示している。
【0042】
このような構成の履歴造粒装置50における造粒過程は以下の通りである。
【0043】
1)粉砕フレークFの受け入れ
先ず、原料である粉砕フレークFを受け入れる。この粉砕フレークFは、厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長3mm以下に粉砕したもので、ここではすでに用意されているものとする。
【0044】
ブロア2の切替弁3の切替によって、空気口1に吸引空気−Pが供給され、この吸引力により、用意された粉砕フレークFが材料導入口5に吸引供給され、その内空気だけがフィルタ4でブロア2へ分離排出され、粉砕フレークFは微粉捕集タンク6に捕集貯留される。このとき、排出シャッタ7は閉じている。
【0045】
2)粉砕フレークFの投入
レベラ10が、中間捕集タンク9内で粉砕フレークFが所定量より少なくなったことを検知すると、切替弁3が切替えられ、空気口1に加圧空気+Pが供給され、これに対応して排出シャッタ7が開いて、微粉捕集タンク6に貯留された粉砕フレークFは中間捕集タンク9に排出される。なお、この材料導入口5の内側に設けられた逆止フタ5aは、加圧空気+Pにより押されて、材料導入口5の内側を閉止し、ここから粉砕フレークFが逆流するのを防止する。
【0046】
ここで、粉砕フレークFは、特に、中間捕集タンク9が、その機能的要請から下蕾み形状となっている場合には閉塞しやすいが、閉塞防止装置8の作用により閉塞することなく履歴熱収縮タンク11に投入される。
【0047】
3)履歴熱収縮による造粒
投入された粉砕フレークFは、当初室温であるが、タンク11内での攪拌羽根13による高速攪拌によって、この羽根13とフレークFとの間の摩擦熱、フレークF同士の摩擦熱により均一に加熱され昇温する。この温度は、温度計14によって常時計測管理されている。
【0048】
この発熱状況は、粉砕フレークFの形状、大きさによって、大きく変化するが、上記の寸法形状の粉砕フレークFであって材料がポリエチレン(PE)の場合には、攪拌羽根13の周速を20m/secにした時、約15分から5分サイクルの作業サイクルで履歴熱収縮が発生する温度にする昇温管理をすることができた。
【0049】
この際の目標温度は、材料の延伸加工温度であり、この温度に達すると延伸配向に伴って発生する材料の履歴による熱収縮が最大限に発生する。また、この収縮造粒は、延伸加工温度に達した際には、瞬時に行われるものである。
【0050】
この温度管理は、攪拌羽根13の回転数を制御することによって、安定かつ確実に行うことができ、また、非常に均一に熱発生が行われるので、偏ったあるいは局所的な過度の昇温といったことがない。
【0051】
更に、この延伸加工温度は、材料の溶融温度に比べると低い温度であるので、加熱された粉砕フレーク同士の溶融による熔着の問題も発生しない。
【0052】
また、この履歴熱収縮は、延伸加工時の延伸率に対応して収縮するので、その収縮率は延伸率に等しく、粉砕フレークFの有効径あるいは有効長3mm以下という寸法は、この収縮率を考慮して、収縮後、球状度が良くなるように設定したものである。
【0053】
4)冷却、取出し
収縮造粒された粒状物Sは、排出口15を開口すると、攪拌羽根13の回転によって排出され、冷却混合機16に投入される。ここで、まだ温度の高い粒状物Zは、冷却羽根17の回転により均一に冷却され、その熱収縮変型が停止固定される。こうして、流動性のよい粒状物Sが生成され、冷却排出口19を開口すると、この粒状物Sを取り出すことができる。
【0054】
なお、上述した微粉捕集タンク6については、本出願人によって提案された粉粒体捕集器(特開2000−344348号公報)によれば、捕集後の粉砕フレークFを良好に全量排出することができ、定量受け入れ、定量排出の自動運転を可能にすることができる。
【0055】
また、閉塞防止装置8については、本出願人によって提案された粉体貯留槽(特開平10−310252、11−165791、165792、268792号公報)にそれぞれ記載されたものによれば、良好に閉塞を起こすことなく、中間捕集タンク9に捕集された粉砕フレークFの全量を履歴熱収縮タンク11へ投入することができる。
【0056】
図2は、本発明の合成樹脂の履歴造粒方法による造粒試験成績表を示す図である。
【0057】
この成績表は、製品厚さ17μ、材料密度0.92g/mlのポリエチレン(PE)フィルムを、機械粗切り(有効径82mm)した粉砕フレークF(T−1)、粉砕メッシュ6mmφの多孔板で粉砕した粉砕フレークF(T−2)、粉砕メッシュ3mmφの多孔板で粉砕した粉砕フレークF(T−3)の3種類について、それぞれの条件で履歴熱収縮造粒した場合の試験結果を示したものである。
【0058】
なお、この粉砕メッシュの孔径が、生成される粉砕フレークFの有効径に対応しており、この有効径をbFと表記する。この有効径bFはまた円板相当径とも称される。
【0059】
また、この表において、相当造粒球径dとは、対象とする一枚の粉砕フレークFが収縮して完全な球に変形したと想定した場合の球径のことであり、球状度RSは、粒状物Sの表面積SSを相当球表面積Sdで割ったものであり、この相当球表面積Sdは、Sd=π*d*d(記号「π」は円周率、「*」は乗算を示す。)で示されるものである。
【0060】
これによると、粉砕メッシュ3mmφの多孔板で粉砕した粉砕フレークF(T−3)、つまり、有効径bF=3mmの場合、生成された粒状物Sの球状度RSが1.2となっており、ほぼ球とみなすことができる満足の行く結果となっている。
【0061】
なお、本発明の履歴造粒方法による造粒対象とする熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは熱可塑性合成樹脂繊維としては、以下のものが好適である。なお、以下は例示であり、これ以外にも、上記の形状、厚さ、繊維径を満たす熱可塑性合成樹脂フィルム、繊維であれば、造粒可能である。
【0062】
LDPF(ポリエチレンインフレーション)フィルム:材料密度0.92g/ml、見掛け密度0.012g/ml、平均厚さ17μ
PP(ポリプロピレン)延伸複合フィルム:材料密度0.90g/ml、見掛け密度0.025〜0.050g/ml、平均厚さ116μ
PP(ポリプロピレン)繊維:材料密度0.92g/ml、見掛け密度0.01〜0.03g/ml(繊維束状)、繊維径0.563〜26.60μ(20.6〜460デニール)、延伸温度130℃〜135℃
ナイロン6繊維:材料密度1.145g/ml、見掛け密度0.015〜0.025g/ml(繊維束状)、繊維径1.9〜3.4μ(288〜950デニール)
PET(ペット)繊維:材料密度1.3717g/ml、見掛け密度0.025〜0.048g/ml(繊維束状)、繊維径2.25〜3.66μ(495〜1300デニール)
図3は、本発明の合成樹脂の履歴造粒方法による造粒試験の結果を示すグラフであり、図2の試験結果に加え、粉砕メッシュの孔径、つまり、粉砕フレークFの有効径bFをより細かく変化させた場合の履歴造粒された粒状物Sの相当造粒球径dの変化を○印を結んだ実線(bF/d)、また、この粒状物Sの相当造粒球径dの値に対応させた粒状物Sの球状度RSの変化を×印を結んだ点線(RS)で示している。
【0063】
このグラフの縦軸の左側は粉砕フレークFの有効径bFで単位はcm、右側は粒状物Sの球状度RS、横軸は粒状物Sの相当造粒球径dで単位はcmとなっている。また、このグラフで、球状度RS=1.1から1.3の間を斜線で塗りつぶしているが、これは、球状度RSがこの範囲であれば、生成された粒状物が取扱、見掛け密度、流動性、閉塞性、成形機材料としての適性の点から満足できるものであることを示している。
【0064】
このグラフからも、粉砕フレークFの有効径bFを3mm以下とすると、良好な造粒が可能で、好適な粒状物が得られることが解る。また、粉砕フレークFの有効径bFの下限としては、物理的な制約もあるが、このグラフから、1.2mm程度であることが解る。
【0065】
図4は、図1の履歴造粒装置で用いる攪拌羽根を示すもので、(a)はその平面図、(b)はその要部破断の側面図である。
【0066】
これらの図が示すように、この攪拌羽根13は、中心から反対方向に伸びだした二枚の翼部13aを備えた羽根車13bを上下に多段に、この場合は、4段に重ねたもので、これは、攪拌羽根13がその内部で高速回転する容器である履歴熱収縮タンク11の円筒軸長さに合わせたものである。
【0067】
このように、攪拌羽根13を縦長の履歴熱収縮タンクの形状に併せて、多段に構成した点も均一な加熱に寄与しているものと思われる。なぜなら、嵩高の粉砕フレークFは重力の加速度の影響を受けにくく、重力に対して長い方向に形成された履歴熱収縮タンク11内でより多く攪拌羽根13との接触の機会がある方が良いからである。したがって、その段数も、この実例の4段に限られるものでもなく、履歴熱収縮タンク11の長さに対応して適宜調整されるものである。
【0068】
また、翼部13aの形状も、図4(b)の最上段のものの外観図から解るように、飛行機の翼のように、回転方向に対して上向きのなだらかな曲線から構成されており、これにより、粉砕フレークFに鋭角な衝撃を与えず、また、常に下方に押さえつけるような流れを生じさせて、良好に粉砕フレークFを攪拌することができるようにしている。
【0069】
図5は、本発明に係る合成樹脂の履歴造粒システムの一例を示す構成図、図6は、図5の粉砕装置をより詳しく示す構成図、図7は、図5の定量排出装置をより詳しく示す構成図である。
【0070】
この履歴造粒システム80は、図1で説明した履歴造粒装置50に、更に、この装置50での造粒に適した粉砕フレークFを製造する粉砕装置60、装置50に粉砕フレークFを供給する定量排出装置70とを備え、リサイクルすべき薄物製品を投入するだけで、半自動的に、好適な粒状物が得られるものである。
【0071】
粉砕装置60は、装置本体20、この装置本体20内で水平軸を中心として高速回転する粉砕回転カッター21、このカッター21の回転外周にほぼ接するように設置され、粉砕後生成されるべき粉砕フレークFの有効径に対応した孔径の孔を多数形成した多孔板22を備えている。
【0072】
この装置60の装置本体20に薄物製品を投入すると、粉砕回転カッター21の回転により投入物は引き込まれ、多孔板22の孔を通過することによって、所定の有効径、例えば、3mmφの粉砕フレークFが生成される。こうして生成された粉砕フレークFは、サイクロン分離器23によって貯留タンク24に貯留される。
【0073】
定量排出装置70は、段付シュート25、第1アイリスシャッタ26、光電式レベラ27、第2チョークバルブシャッタ28、フレークシュート29、エアレーションバルブ30を備え、嵩高で見掛け密度が小さい粉砕フレークFを自動的に定量排出することができる。
【0074】
つまり、貯留タンク24から粉砕フレークFの投入を受けると、段付シュート25は、その段付き構造により良好に投入された粉砕フレークFを受け入れ、第1アイリスシャッタ26の開閉時間を調節することで、このフレークFの定量排出を可能とし、また、その排出状況は光電式レベラ27によって確認される。
【0075】
こうして、定量となった後に、第2チョークバルブシャッタ28を開口することにより、フレークFはフレークシュート29に投入され、ここに設けられた多段構成のエアレーションバルブ30から噴出する噴出空気によって、シュート29の内面に沿った渦巻噴流が発生し、これにより管路壁面から受ける摩擦抵抗を極力現象させて、粉砕フレークFが良好に履歴造粒装置50の材料導入口5に輸送されるようにしている。
【0076】
このような定量排出装置70の構成は、種々のものがあるが、特に、本出願人によって提案された粉粒体輸送装置(特開2000−344346号公報)によれば、嵩高で見掛け密度が小さい粉砕フレークFを良好に定量輸送することができる。
【0077】
なお、このシステムの例では、粉砕装置60と定量排出装置70との間の粉砕フレークFの輸送手段として、バッチ式の貯留タンク24を用いたが、これに限らず、両者を一時貯留タンクを設けた管路で接続して、粉砕フレークFを輸送するようにしてもよい。
【0078】
【発明の効果】
請求項1に記載の合成樹脂の履歴造粒方法によれば、種々の手段構成により、従来良好な造粒が困難とされていた薄物製品の造粒を可能とした。
【0079】
その解決手段の特徴の一つは、この薄物製品を有効径あるいは有効長1.2mm以上、3mm以下に粉砕した粉砕フレークとすることで、後述する履歴熱収縮と相まって、この粉砕フレークが丁度適度な球状度になることを見いだし、上記の薄物製品の取扱、見掛け密度、流動性、閉塞性、成形機材料としての適性の問題を解決した。
【0080】
他の特徴は、粉砕フレークを延伸加工温度に加熱する点で、この延伸加工温度は、薄物製品の材料の溶融温度に比べると低い温度であるので、加熱された粉砕フレーク同士の溶融による熔着の問題も発生せず、ただ粉砕フレークがそれぞれ単独で熱収縮するだけである。
【0081】
更に、この粉砕フレークの加熱に、外部加熱などではなく、攪拌羽根による攪拌によって生じる攪拌羽根と粉砕フレークの間の摩擦熱、粉砕フレーク同士の摩擦熱を利用したので、粉砕フレークが均一に加熱され、外部加熱の際に発生した熱の片寄による局部的な高温、それによるフレークの溶融、相互熔着もなく、全体が均一に熱収縮し造粒される。また、この方法によれば、温度の制御性も良い。
【0082】
また、この攪拌羽根を縦長の履歴熱収縮タンクの形状に併せて、多段に構成することでも、均一な加熱に寄与できる。
【0083】
請求項2に記載の合成樹脂の履歴造粒装置によれば、請求項1の造粒方法を実現する装置であって、上記と同様の効果を装置として発揮する。
【0084】
請求項3に記載の合成樹脂の履歴造粒システムによれば、請求項2の効果に加え、更に、所定の粉砕フレークを生成する粉砕装置、粉砕フレークを造粒装置に定量排出する定量排出装置を備えて、全体として、その入口に、リサイクルすべき薄物製品を投入すれば、システムからは、適正な熱可塑性合成樹脂の粒状物がほぼ自動的に排出される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る合成樹脂の履歴造粒装置の一例を示す構成図
【図2】本発明の合成樹脂の履歴造粒方法による造粒試験成績表を示す図
【図3】本発明の合成樹脂の履歴造粒方法による造粒試験の結果を示すグラフ
【図4】図1の履歴造粒装置で用いる攪拌羽根を示すもので、(a)はその平面図、(b)はその要部破断の側面図
【図5】本発明に係る合成樹脂の履歴造粒システムの一例を示す構成図
【図6】図5の粉砕装置をより詳しく示す構成図
【図7】図5の定量排出装置をより詳しく示す構成図
【図8】従来の造粒装置を示す図
【符号の説明】
6 微粉捕集タンク
8 閉塞防止装置
9 中間捕集タンク
11 履歴熱収縮タンク
13 攪拌羽根
16 冷却混合機
50 合成樹脂の履歴造粒装置
60 粉砕装置
70 定量排出装置
80 合成樹脂の履歴造粒システム
F 粉砕フレーク
S 粒状物
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synthetic resin hysteresis granulation method, a hysteresis granulation method for granulating a pulverized flake obtained by pulverizing a stretched ultrathin thermoplastic synthetic resin film or an ultrafine thermoplastic synthetic resin fiber into a spherical shape for recycling. The present invention relates to an apparatus and a history granulation system.
[0002]
[Prior art]
In order to recycle a synthetic resin product, it is necessary to pulverize and granulate the product so that it is not bulky and easy to handle, and has a shape suitable as a molding material.
[0003]
As a granulating apparatus for this recycling, for example, the apparatus described in Patent Document 1 has been proposed, and the apparatus is shown in FIG.
[0004]
The granulating apparatus 120 includes a processing tank 101 for processing a synthetic resin product, a rotating shaft 102 provided through the bottom of the processing tank 101, and an electric motor that rotationally drives the rotating shaft 102 via a V-belt. 103, the blade body 104 installed on the rotating shaft 102, the rotary blade body 105 provided on the rotating blade body 104, and opposed to the processing tank 101 with a predetermined clearance from the rotary blade body 105. A fixed blade 106 is provided.
[0005]
A supply port 107 that supplies liquid or powder to the inside of the processing tank 101 is provided above the processing tank 101, and a supply source 114 is connected to the supply port 107 via an electromagnetic valve 113. . The electromagnetic valve 113 is opened and closed by a signal from a temperature sensor 108 provided in the middle of the processing tank 101.
[0006]
A collar 109 is inserted between the base of the rotating shaft 102 and the blade body 104, and by adjusting the thickness of the collar 109 in various ways, a gap between the rotating blade body 105 and the fixed blade body 106 is formed. Can be adjusted.
[0007]
The treatment tank 101 is further provided with an outlet 110 for granulated granules, an openable / closable lid 111, and a cooling jacket 112 on the outer periphery.
[0008]
With such a configuration, according to the granulating apparatus 120, scrap material such as a synthetic resin film or a molded product is spun up by the blade body 104 while being crushed by the rotary blade body 105 and the fixed blade body 106, When the surface of the crushed pieces becomes semi-gelled and rounded by frictional heat, the temperature of this state is detected by the temperature sensor 108, and liquid or powder is supplied from the supply port to form semi-gelled. The surface of the crushed pieces was rapidly cooled and fusion between the crushed pieces was prevented, and the crushed pieces could be granulated.
[0009]
However, in this granulating apparatus, a very thin thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 μm to 100 μm and a very thin thermoplastic synthetic resin fiber having a fiber diameter of 1 μm to 100 μm could not be suitably granulated. Further, Patent Documents 2 and 3 relating to the improvement of the granulation apparatus have been proposed by the same applicant, but none of them has been able to solve this problem.
[0010]
In other words, such very thin thermoplastic synthetic resin films and very thin thermoplastic synthetic resin fibers are very bulky and have a low apparent density, and are therefore very difficult to handle. Compared to the progress of granulation and recycling of synthetic resin products such as PET bottles, which have a high apparent density, using granulators, recycling has not progressed so far.
[0011]
On the other hand, ultra-thin films occupy a significant part of synthetic resin products, and most of synthetic resin fibers fall into this category. When these recyclings are achieved, the recycling rate of the entire synthetic resin products A significant improvement is expected.
[0012]
In view of such a problem, the present applicant has developed a method and apparatus for granulating a very thin thermoplastic synthetic resin film and a very thin thermoplastic synthetic resin fiber (hereinafter referred to as “thin product”). I have tried variously.
[0013]
A) One method is a method of cutting a thin product with a pulverizer. In this method, a thin product is pulverized, for example, by passing it through a perforated plate having a diameter of 3 mm, whereby the apparent density ρF = 0.102 g / ml to 0.020 g / ml of the thin product before processing is obtained. The apparent density ρF = 0.05 g / ml, and the apparent density was improved by 4 to 2.5 times.
[0014]
However, the pulverized flakes produced in this way have poor flow discharge properties in a hopper, etc., often cause a blockage phenomenon in which the flakes are connected to block the passage, and as a material for the molding machine, The bite into the screw was bad and not suitable.
[0015]
B) Another method is a method in which the pulverized flakes thus produced are mixed with synthetic resin pellets (for example, those having an apparent density ρF = 0.56 g / ml). According to this, when the mixing ratio of pellets was 80%, the overall apparent density ρF = 0.184 g / ml could be achieved, and the fluidity in the hopper was also improved.
[0016]
However, when such a mixture is operated for a long period of time, the difference in the apparent density between the pulverized flakes and the synthetic resin pellets is large, so there is a problem that phase separation tends to occur and becomes unstable. Was something that should be resolved.
[0017]
C) Still another method is a method in which the pulverized flakes thus produced are subjected to heat shrinkage by external heating, and more specifically, a polyethylene film having a thickness of 10 μm to 20 μm is pulverized in the same manner as in A). The pulverized flakes are pulverized by a machine to be pulverized flakes, and then the pulverized flakes are heated to a predetermined temperature by external heating and subjected to heat shrink granulation.
[0018]
When an infrared lamp is used as an external heating means, the apparent density increased by 3.6 times due to thermal shrinkage, but the grain shape was not spherical but had an acute edge shape, and the grains were connected in a tandem shape. The fluidity between particles was not good. This was considered because heat transfer was not performed uniformly.
[0019]
As a method of performing heating more uniformly, a pulsating fluidized bed dryer was used as an external heating means, and the pulverized flakes were heated with pulsating hot air. In this case, the apparent density increased twice, but as above, the particle shape was not spherical but had an acute edge shape, and the particles tended to be connected in a tandem shape, The fluidity was not good.
[0020]
On the other hand, in this heating method, there was little adhesion between particles due to the influence of pulsating hot air, but unless the air volume was reduced, particle shrinkage could not be promoted, resulting in contradictory conditions, and particles were uniformly and independently Shrink granulation could not be performed, and it was not possible to prevent the occurrence of a clogging phenomenon near the hopper discharge port.
[0021]
However, the result of heat shrinkage by this heating method demonstrated the hypothesis that when the ground flakes are heated to the drawing processing temperature at which the original thin product was produced, the history shrinks due to its history.
[0022]
[Patent Document 1]
JP 48-64552 A (FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 2]
JP-A-48-97150 (FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 3]
JP-A-48-97151 (FIGS. 1 and 2)
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is proposed in view of the above-described situation, and more effectively utilizes heat shrinkage due to the history of which the effectiveness of the present inventors has been confirmed by trials of the present inventor. It is an object of the present invention to provide a synthetic resin history granulation method, history granulation apparatus, and history granulation system that can be recycled.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
  The hysteresis granulation method for synthetic resin according to claim 1 is the effective diameter or effective for a stretched thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 to 100 μm or a thermoplastic synthetic resin fiber having a fiber diameter of 1 to 100 μm.Length 1.2mm to 3mmThe crushed crushed flakes are fed to a longitudinal cylindrical heat shrink tank., By controlling the rotation speed of the stirring blades arranged concentrically in the upper and lower stages in the history heat shrink tank, the supplied pulverized flakes are stirred and heated up to the stretching processing temperature,By this history heat shrinkage, the crushed flakesAbbreviated sphereIt is characterized by being granulated into a shape.
[0024]
This granulation method is characterized in that the granulation object is first made into an ultrathin thermoplastic synthetic resin film or ultrafine thermoplastic synthetic resin fiber (thin product). With conventional granulation methods, products with a high apparent density could be granulated, but the thin products targeted here are bulky, with a low apparent density, difficult to handle, and have blockage and poor fluidity. Although granulation was difficult, these problems were solved by improving the pulverization shape and granulation method, thereby enabling granulation.
[0025]
One of the features of the solution is that the thin product is ground flakes ground to an effective diameter or an effective length of 3 mm or less. As a result, it was found that this pulverized flakes have just the right sphericity in combination with the hysteresis heat shrinkage described later, and the problems of handling the above thin products, apparent density, fluidity, blockage, and suitability as a molding machine material. It was solved.
[0026]
Another feature is that the ground flakes are heated to the drawing processing temperature. This stretch processing temperature was originally used as the processing temperature for stretching when the thermoplastic synthetic resin film and the thermoplastic synthetic resin fiber were produced. When the drawing processing temperature is restored, thermal shrinkage occurs to return to the original state before drawing due to the hysteresis phenomenon of the material. This phenomenon is called hysteresis heat shrinkage.
[0027]
Since the drawing temperature is lower than the melting temperature of the material of the thin product, there is no problem of fusion due to melting of the heated crushed flakes, but the crushed flakes are each thermally contracted alone. Only.
[0028]
Further, the pulverized flakes are heated not by external heating but by the frictional heat between the stirring blades and the pulverized flakes generated by the stirring by the stirring blades and the frictional heat between the pulverized flakes. As a result, the pulverized flakes are uniformly heated, and the whole is uniformly heat-shrinked and granulated without local high temperature due to the offset of the heat generated during external heating, resulting in melting of the flakes and mutual welding. . Moreover, according to this method, the controllability of temperature is also good.
[0029]
In addition, it is considered that the fact that this stirring blade is configured in multiple stages in accordance with the shape of the vertically long history heat shrink tank also contributes to uniform heating. This is because bulky pulverized flakes are not easily affected by the acceleration of gravity, and it is better to have more opportunities for contact with the stirring blades in a hysteresis heat shrink tank formed in a long direction with respect to gravity.
[0030]
  The hysteresis granulating apparatus for a synthetic resin according to claim 2 is an effective diameter or an effective diameter of a stretched thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 to 100 μm or a thermoplastic synthetic resin fiber having a fiber diameter of 1 to 100 μm.Length 1.2mm to 3mmA synthetic resin history granulating device for granulating pulverized pulverized flakes into a spherical shape, receiving a supply of pulverized flakes, collecting the pulverized flakes and supplying them to an intermediate collection tank, and a clogging prevention device The intermediate collection tank that supplies the history heat shrink tank without clogging the pulverized flakes supplied from the fine powder collection tank, and a stirring blade that is vertically long and concentrically arranged insideRotateThe history heat shrink tank toA thermometer that measures the temperature of the ground flakes in the history heat shrink tank,A cooling mixer that cools and discharges the granulated pulverized flakes discharged from the history heat shrink tank at a predetermined temperature.By controlling the number of revolutions of the stirring blades arranged concentrically in the vertical direction,Ground flakes supplied from the intermediate collection tank, While measuring the temperature of the crushed flakes with the thermometer,Stretching temperatureIncrease the temperature toBy this history heat shrinkage, the crushed flakesAbbreviated sphereIt is characterized by being granulated into a shape.
[0031]
This granulating apparatus is an apparatus for realizing the granulating method according to claim 1, and is a fine powder collecting tank for handling pulverized flakes, an intermediate collecting tank equipped with a blocking prevention device, and a hysteretic heat shrinking tank for carrying out hysteretic heat shrinking. And a cooling mixer, and the supplied ground flakes can be granulated and discharged in a stable state.
[0032]
  The hysteresis granulation system for synthetic resin according to claim 3 is an effective diameter or effective for a stretched thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 to 100 μm or a thermoplastic synthetic resin fiber having a fiber diameter of 1 to 100 μm.Length 1.2mm to 3mmThe history granulation according to claim 2, wherein the pulverization apparatus pulverizes the pulverized flakes thus produced, the quantitative discharge apparatus for quantitatively discharging the pulverized flakes thus generated, and the history granulation of the pulverized flakes quantitatively discharged from the quantitative discharge apparatus. DressAnd moreIt is characterized by being made.
[0033]
  In addition to the granulating apparatus according to claim 2, the granulating system further includes a pulverizing apparatus that generates predetermined pulverized flakes, and a quantitative discharge device that quantitatively discharges the pulverized flakes to the granulating apparatus. If you put in a thin product to be recycled,ProperThe particulate thermoplastic synthetic resin is discharged almost automatically.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a synthetic resin hysteresis granulator according to the present invention.
[0036]
This history granulating device 50 is a central device for realizing the synthetic resin history granulating method of the present invention, and the main parts are an intermediate collection device equipped with a fine powder collection tank 6 and an occlusion prevention device 8. A history heat shrink tank 11 having a tank 9 and a stirring blade 13 is stacked in multiple stages from top to bottom, and a cooling mixer 16 is provided beside the history heat shrink tank 11.
[0037]
The fine powder collection tank 6 has an air port 1 that receives supply of pressurized air + P or suction air-P from the blower 2 by the operation of the switching valve 3 at the upper part, a filter 4 inside, and a lower side from the filter 4 mounting part. Are provided with a material inlet 5 and a discharge shutter 7 at the bottom.
[0038]
The intermediate collection tank 9 is directly connected to the lower part of the fine powder collection tank 6 and directly receives and accommodates the pulverized flakes F dropped from the discharge shutter 7. In addition, a leveler 10 is installed in the tank 9 and the amount of pulverized flakes F stored in the tank 9 is measured.
The agitation blade 13 of the hysteresis heat shrink tank 11 is belt-driven by an electric motor 12 installed in the vicinity of the hysteresis heat shrink tank 11 so as to rotate at a high speed in the tank 11.
[0039]
A thermometer 14 is discharged to a part of the peripheral wall which is the lower part of the multistage stirrer blade 13 of the hysteresis heat shrink tank 11, and the particulate matter S generated by heat shrinking the pulverized flakes F at a position facing the thermometer 14 is discharged. A discharge port 15 is provided.
[0040]
The cooling mixer 16 is configured to receive the granular material S discharged from the discharge port 15, a rotating blade 17 that cools the granular material S while stirring, an electric motor 18 that rotationally drives the rotating blade 17, A cooling outlet 19 for discharging the cooled granular material S is provided.
[0041]
Moreover, the code | symbol bF of the grinding | pulverization flake F shown in FIG. 1 has shown the effective diameter of this flake F, and the code | symbol tF has shown thickness. The symbol bS of the granular material S indicates the effective diameter of the historically granulated granular material S, and the symbol tS indicates the thickness.
[0042]
The granulation process in the history granulator 50 having such a configuration is as follows.
[0043]
1) Acceptance of ground flake F
First, pulverized flakes F that are raw materials are received. This pulverized flake F is obtained by pulverizing a thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 μ to 100 μm or a thermoplastic synthetic resin fiber having a fiber diameter of 1 μ to 100 μ to an effective diameter or an effective length of 3 mm or less. And
[0044]
By switching the switching valve 3 of the blower 2, the suction air −P is supplied to the air port 1, and the prepared pulverized flake F is sucked and supplied to the material introduction port 5 by this suction force, and only the internal air is filtered 4. The pulverized flakes F are collected and stored in the fine powder collection tank 6. At this time, the discharge shutter 7 is closed.
[0045]
2) Charging flake F
When the leveler 10 detects that the pulverized flake F is less than a predetermined amount in the intermediate collection tank 9, the switching valve 3 is switched, and pressurized air + P is supplied to the air port 1, correspondingly. The discharge shutter 7 is opened, and the pulverized flakes F stored in the fine powder collection tank 6 are discharged to the intermediate collection tank 9. The check lid 5a provided inside the material introduction port 5 is pressed by the pressurized air + P to close the inside of the material introduction port 5 and prevent the pulverized flakes F from flowing back from here. .
[0046]
Here, the pulverized flakes F are likely to close, particularly when the intermediate collection tank 9 has a lower stagnation shape due to its functional requirements, but the hysteresis heat is not blocked by the action of the blocking prevention device 8. The shrinkage tank 11 is charged.
[0047]
3) Granulation by hysteresis heat shrinkage
The pulverized flakes F that have been charged are initially at room temperature, but are heated uniformly by the frictional heat between the blades 13 and the flakes F and the frictional heat between the flakes F by the high-speed stirring by the stirring blades 13 in the tank 11. Then the temperature rises. This temperature is constantly measured and managed by the thermometer 14.
[0048]
  This heat generation state varies greatly depending on the shape and size of the pulverized flakes F. In the case of the pulverized flakes F having the above dimensions and the material is polyethylene (PE), the peripheral speed of the stirring blade 13 is set to 20.m / secIn this case, it was possible to control the temperature rise to a temperature at which hysteresis heat shrinkage occurred in a work cycle of about 15 to 5 minutes.
[0049]
The target temperature in this case is the material stretching temperature, and when this temperature is reached, thermal contraction due to the history of the material that occurs with the stretching orientation occurs to the maximum extent. Further, the shrink granulation is performed instantaneously when the drawing processing temperature is reached.
[0050]
This temperature control can be performed stably and reliably by controlling the number of rotations of the stirring blades 13, and heat generation is performed very uniformly. There is nothing.
[0051]
Furthermore, since the drawing temperature is lower than the melting temperature of the material, there is no problem of welding due to melting of heated ground flakes.
[0052]
  In addition, since this history heat shrinkage shrinks in accordance with the drawing rate at the time of drawing processing, the shrinkage rate is equal to the drawing rate, and the size of the effective diameter of the pulverized flake F or the effective length of 3 mm or less is the shrinkage rate. Considering this, it is set so that the sphericity is improved after shrinkage.
[0053]
4) Cooling and taking out
When the discharge port 15 is opened, the contracted and granulated granular material S is discharged by the rotation of the stirring blade 13 and is put into the cooling mixer 16. Here, the granular material Z still having a high temperature is uniformly cooled by the rotation of the cooling blade 17, and its heat shrink deformation is stopped and fixed. In this way, the granular material S with good fluidity is generated, and when the cooling discharge port 19 is opened, the granular material S can be taken out.
[0054]
In addition, about the fine powder collection tank 6 mentioned above, according to the granular material collector proposed by this applicant (Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-344348), the whole quantity of the pulverized flakes F after collection is discharged satisfactorily. Can allow automatic operation of quantitative acceptance and quantitative discharge.
[0055]
In addition, the blockage prevention device 8 is satisfactorily blocked according to those described in the powder storage tanks (Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-310252, 11-165791, 165792, and 268792) proposed by the applicant. The total amount of the pulverized flakes F collected in the intermediate collection tank 9 can be put into the hysteresis heat shrink tank 11 without causing any trouble.
[0056]
FIG. 2 is a view showing a granulation test result table by the history granulation method of the synthetic resin of the present invention.
[0057]
This report shows a crushed flake F (T-1) obtained by mechanically cutting a polyethylene (PE) film having a product thickness of 17 μm and a material density of 0.92 g / ml and an effective diameter of 82 mm, and a porous plate having a crushed mesh of 6 mmφ. The test results in the case of three-dimensional pulverized flake F (T-2) and pulverized flake F (T-3) pulverized with a pulverized mesh 3 mmφ perforated plate under the respective conditions are shown. Is.
[0058]
The pore diameter of the pulverized mesh corresponds to the effective diameter of the pulverized flake F to be generated, and this effective diameter is expressed as bF. This effective diameter bF is also referred to as a disk equivalent diameter.
[0059]
Further, in this table, the equivalent granulated sphere diameter d is a sphere diameter when it is assumed that one target pulverized flake F is contracted and transformed into a complete sphere, and the sphericity RS is The surface area SS of the granular material S is divided by the equivalent spherical surface area Sd, and this equivalent spherical surface area Sd is Sd = π * d * d (the symbol “π” indicates the circumferential ratio, and “*” indicates multiplication). )).
[0060]
According to this, when the pulverized flakes F (T-3) pulverized with a pulverized mesh 3 mmφ perforated plate, that is, when the effective diameter bF = 3 mm, the spherical degree RS of the generated granular material S is 1.2. It has been a satisfactory result, which can be considered almost a sphere.
[0061]
In addition, as the thermoplastic synthetic resin film or thermoplastic synthetic resin fiber to be granulated by the history granulation method of the present invention, the following are suitable. In addition, the following is an illustration, In addition, if it is a thermoplastic synthetic resin film and fiber which satisfy | fill said shape, thickness, and a fiber diameter, it can granulate.
[0062]
LDPF (polyethylene inflation) film: material density 0.92 g / ml, apparent density 0.012 g / ml, average thickness 17μ
PP (polypropylene) stretched composite film: material density 0.90 g / ml, apparent density 0.025 to 0.050 g / ml, average thickness 116 μm
PP (polypropylene) fiber: material density 0.92 g / ml, apparent density 0.01 to 0.03 g / ml (fiber bundle shape), fiber diameter 0.563 to 26.60 μ (20.6 to 460 denier), stretched Temperature 130 ° C-135 ° C
Nylon 6 fiber: material density 1.145 g / ml, apparent density 0.015-0.025 g / ml (fiber bundle), fiber diameter 1.9-3.4 μ (288-950 denier)
PET (pet) fiber: material density 1.3717 g / ml, apparent density 0.025 to 0.048 g / ml (fiber bundle), fiber diameter 2.25 to 3.66 μ (495 to 1300 denier)
FIG. 3 is a graph showing the result of the granulation test by the hysteresis granulation method of the synthetic resin of the present invention. In addition to the test result of FIG. 2, the pore diameter of the pulverized mesh, that is, the effective diameter bF of the pulverized flake F is further increased. The change in the equivalent granulated sphere diameter d of the history granulated granular material S when it is finely changed is indicated by the solid line (bF / d) connecting the circles, and the equivalent granulated sphere diameter d of the granular material S A change in the sphericity RS of the granular material S corresponding to the value is indicated by a dotted line (RS) connecting X marks.
[0063]
The left side of the vertical axis of this graph is the effective diameter bF of the pulverized flakes F in units of cm, the right side is the sphericity RS of the granular material S, the horizontal axis is the equivalent granulated sphere diameter d of the granular material S, and the unit is cm. Yes. Also, in this graph, the spherical degree RS = 1.1 to 1.3 is filled with diagonal lines. This is because, if the spherical degree RS is within this range, the generated granular material is handled and the apparent density is It is shown that it is satisfactory in terms of fluidity, blockage and suitability as a molding machine material.
[0064]
Also from this graph, it is understood that when the effective diameter bF of the pulverized flakes F is 3 mm or less, good granulation is possible and a suitable granular material is obtained. Further, the lower limit of the effective diameter bF of the pulverized flakes F is found to be about 1.2 mm from this graph although there are physical restrictions.
[0065]
4A and 4B show the stirring blades used in the history granulator of FIG. 1, wherein FIG. 4A is a plan view thereof, and FIG.
[0066]
As shown in these figures, this stirring blade 13 is composed of an impeller 13b having two blade portions 13a extending in the opposite direction from the center in a multistage manner, in this case, four stages. Thus, this is in accordance with the cylindrical shaft length of the hysteresis heat shrink tank 11 which is a container in which the stirring blade 13 rotates at a high speed.
[0067]
Thus, it is thought that the point which comprised the stirring blade 13 in multistage according to the shape of the vertically long history heat shrink tank also contributed to uniform heating. This is because bulky pulverized flakes F are less susceptible to the acceleration of gravity, and it is better to have more opportunities for contact with the stirring blades 13 in the hysteresis heat shrink tank 11 formed in a long direction with respect to gravity. It is. Therefore, the number of stages is not limited to the four stages in this example, and is appropriately adjusted according to the length of the history heat shrink tank 11.
[0068]
The shape of the wing portion 13a is also composed of a gentle curve upward with respect to the direction of rotation, as in the case of an airplane wing, as can be seen from the external view of the uppermost one in FIG. 4 (b). Thus, the crushed flakes F can be satisfactorily agitated without causing an acute impact on the pulverized flakes F and generating a flow that always presses downward.
[0069]
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a synthetic resin hysteresis granulation system according to the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing the pulverization apparatus of FIG. 5 in more detail, and FIG. 7 is a block diagram of the quantitative discharge apparatus of FIG. It is a block diagram shown in detail.
[0070]
The history granulation system 80 supplies the history granulation apparatus 50 described with reference to FIG. 1 to the grinding apparatus 60 for producing the pulverized flakes F suitable for granulation by the apparatus 50, and supplies the pulverized flakes F to the apparatus 50. The quantitative discharge device 70 is provided, and a suitable granular material can be obtained semi-automatically only by inputting a thin product to be recycled.
[0071]
The pulverizing device 60 is installed so as to be substantially in contact with the rotating outer periphery of the apparatus main body 20, the pulverizing rotary cutter 21 rotating at high speed around the horizontal axis in the apparatus main body 20, and the pulverized flakes to be generated after pulverization. A perforated plate 22 having a large number of holes having a diameter corresponding to the effective diameter of F is provided.
[0072]
When a thin product is put into the apparatus main body 20 of the apparatus 60, the input is drawn by the rotation of the crushing rotary cutter 21, and passes through the holes of the perforated plate 22, thereby crushing flakes F having a predetermined effective diameter, for example, 3 mmφ. Is generated. The pulverized flakes F thus generated are stored in the storage tank 24 by the cyclone separator 23.
[0073]
The fixed amount discharge device 70 includes a stepped chute 25, a first iris shutter 26, a photoelectric leveler 27, a second choke valve shutter 28, a flake chute 29, and an aeration valve 30, and automatically pulverized flakes F, which are bulky and have a small apparent density. Can be quantitatively discharged.
[0074]
That is, when receiving the pulverized flakes F from the storage tank 24, the stepped chute 25 receives the pulverized flakes F satisfactorily introduced by the stepped structure and adjusts the opening / closing time of the first iris shutter 26. The flake F can be quantitatively discharged, and the discharge state is confirmed by the photoelectric leveler 27.
[0075]
Thus, after the amount is fixed, by opening the second choke valve shutter 28, the flake F is introduced into the flake chute 29, and the chute 29 is blown out by the jet air ejected from the multistage aeration valve 30 provided therein. As a result, a swirling jet is generated along the inner surface of the pipe, thereby causing the frictional resistance received from the pipe wall surface to be as much as possible, so that the pulverized flakes F are transported to the material inlet 5 of the history granulator 50 satisfactorily. .
[0076]
There are various configurations of such a quantitative discharge device 70. In particular, according to the granular material transport device proposed by the present applicant (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-344346), the bulk and the apparent density are high. Small pulverized flakes F can be quantitatively transported satisfactorily.
[0077]
In this example of the system, the batch-type storage tank 24 is used as a means for transporting the pulverized flakes F between the pulverizer 60 and the fixed amount discharge device 70. The crushed flakes F may be transported by connecting with the provided pipeline.
[0078]
【The invention's effect】
According to the history granulation method of the synthetic resin according to the first aspect, it is possible to granulate a thin product, which has been conventionally difficult to achieve good granulation, by various means configurations.
[0079]
  One of the features of the solution is to make this thin product effective diameter or effective.1.2mm or more in length, 3It was found that the pulverized flakes were pulverized to less than mm, and that the pulverized flakes had an appropriate sphericity in combination with the hysteresis heat shrinkage described later, handling of the above-mentioned thin products, apparent density, fluidity, and occlusiveness. Solved the problem of suitability as a molding machine material.
[0080]
Another feature is that the pulverized flakes are heated to the drawing temperature, which is lower than the melting temperature of the material of the thin product. This problem does not occur, and the crushed flakes are merely thermally shrunk independently.
[0081]
Furthermore, since the frictional heat between the stirring blade and the pulverized flakes generated by the stirring by the stirring blades and the frictional heat between the pulverized flakes are utilized for heating the pulverized flakes, not by external heating, etc., the pulverized flakes are heated uniformly. The whole is uniformly heat-shrinked and granulated without local high temperature due to the offset of heat generated during external heating, resulting in melting of flakes and mutual welding. Moreover, according to this method, the controllability of temperature is also good.
[0082]
  In addition, this stirring blade is configured in multiple stages in accordance with the shape of the vertically long history heat shrink tank.Even withFor uniform heatingYes.
[0083]
According to the synthetic resin history granulating apparatus of the second aspect, it is an apparatus for realizing the granulating method of the first aspect, and exhibits the same effect as the apparatus.
[0084]
  According to the synthetic resin history granulation system of claim 3, in addition to the effect of claim 2, further, a pulverization device for generating predetermined pulverized flakes, and a quantitative discharge device for quantitatively discharging the pulverized flakes to the granulator As a whole, if you put a thin product to be recycled at the entrance, from the system,ProperThe particulate thermoplastic synthetic resin is discharged almost automatically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a synthetic resin hysteresis granulator according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a granulation test result table by the history granulation method of the synthetic resin of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the result of a granulation test by the history granulation method of the synthetic resin of the present invention.
4 shows a stirring blade used in the history granulator of FIG. 1, wherein (a) is a plan view thereof, and (b) is a side view of a principal part thereof broken away.
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a synthetic resin hysteresis granulation system according to the present invention.
6 is a block diagram showing the pulverizing apparatus of FIG. 5 in more detail.
7 is a block diagram showing the quantitative discharge device of FIG. 5 in more detail.
FIG. 8 is a view showing a conventional granulating apparatus.
[Explanation of symbols]
6 Fine powder collection tank
8 Blockage prevention device
9 Intermediate collection tank
11 History heat shrink tank
13 Stirring blade
16 Cooling mixer
50 Synthetic resin history granulator
60 Crusher
70 Fixed discharge device
80 History granulation system of synthetic resin
F ground flakes
S Granules

Claims (3)

延伸加工された、厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長1.2mm以上、3mm以下の寸法に粉砕した粉砕フレークを縦長円筒状の履歴熱収縮タンクに供給し、前記履歴熱収縮タンク内において上下に同心多段配置された攪拌羽根の回転数を制御することで、前記供給された粉砕フレークを攪拌して延伸加工温度まで昇温させ、これによる履歴熱収縮により、該粉砕フレークを略球状に造粒させることを特徴とする合成樹脂の履歴造粒方法。Longitudinal cylinders of pulverized flakes obtained by pulverizing stretched thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 μ to 100 μm or thermoplastic synthetic resin fibers having a fiber diameter of 1 μm to 100 μm to an effective diameter or an effective length of 1.2 mm to 3 mm Is supplied to a continuous heat shrink tank, and the rotation speed of the stirring blades arranged concentrically and vertically in the hysteresis heat shrink tank is controlled to stir the supplied crushed flakes and raise the temperature to the drawing temperature. is warm, the history heat shrinkage by this history granulation method of the synthetic resin, characterized in that for granulating the pulverized flakes Ryakudama shape. 延伸加工された、厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長1.2mm以上、3mm以下の寸法に粉砕した粉砕フレークを球状に造粒する合成樹脂の履歴造粒装置であって、
粉砕フレークの供給を受け、これを捕集して中間捕集タンクに供給する微粉捕集タンクと、
閉塞防止装置を備え、この微粉捕集タンクから供給された粉砕フレークを閉塞させることなく履歴熱収縮タンクに供給する該中間捕集タンクと、
縦長円筒状であって、その内部で同心多段配置された攪拌羽根が回転する該履歴熱収縮タンクと、
前記履歴熱収縮タンク内の粉砕フレークの温度を計測する温度計と、
前記履歴熱収縮タンクから排出された所定温度の造粒化された粉砕フレークを冷却して排出する冷却混合機とを備え、
前記履歴熱収縮タンクでは、上下に同心多段配置された攪拌羽根の回転数を制御することで、前記中間捕集タンクから供給された粉砕フレークを攪拌して、該粉砕フレークを前記温度計で温度計測しながら、延伸加工温度まで昇温させ、これによる履歴熱収縮により、該粉砕フレークを略球状に造粒させることを特徴とする合成樹脂の履歴造粒装置。
Stretched thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 μm to 100 μm or a thermoplastic synthetic resin fiber having a fiber diameter of 1 μm to 100 μm is pulverized into spherical particles having an effective diameter or an effective length of 1.2 mm to 3 mm. A history granulating device for granulating synthetic resin,
A fine powder collection tank that receives the supply of pulverized flakes, collects it and supplies it to the intermediate collection tank,
The intermediate collection tank that is provided with a clogging prevention device and that supplies the history heat shrink tank without clogging the pulverized flakes supplied from the fine powder collection tank;
The hysteresis heat shrink tank, which is a vertically long cylindrical shape and in which stirring blades arranged concentrically in multiple stages rotate ,
A thermometer for measuring the temperature of the pulverized flakes in the history heat shrink tank;
A cooling mixer for cooling and discharging the granulated pulverized flakes having a predetermined temperature discharged from the hysteresis heat shrink tank,
In the history heat shrink tank, by controlling the rotation speed of the stirring blades arranged concentrically in a vertical direction, the pulverized flakes supplied from the intermediate collection tank are stirred, and the pulverized flakes are heated by the thermometer. measurement while, allowed to warm to stretching temperature, which according to the history heat shrinkage, history granulator synthetic resin, characterized in that for granulating the pulverized flakes Ryakudama shape.
延伸加工された、厚み1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径1μ〜100μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長1.2mm以上、3mm以下の寸法に粉砕して粉砕フレークとする粉砕装置と、
こうして生成された粉砕フレークを定量排出する定量排出装置と、
前記定量排出装置から定量排出された粉砕フレークを履歴造粒する請求項2に記載の履歴造粒装置とより構成されることを特徴とする合成樹脂の履歴造粒システム。
The stretched thermoplastic synthetic resin film having a thickness of 1 μm to 100 μm or the thermoplastic synthetic resin fiber having a fiber diameter of 1 μm to 100 μm is pulverized to an effective diameter or an effective length of 1.2 mm to 3 mm to obtain pulverized flakes. A grinding device;
A quantitative discharge device for quantitatively discharging the pulverized flakes thus generated;
Quantitative discharged history granulation system of the synthetic resin, characterized in that it is made more structure and history granulating equipment according to claim 2, the grinding flakes history granulation from the quantitative discharge apparatus.
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