JP7153849B2

JP7153849B2 - 貯留構造

Info

Publication number: JP7153849B2
Application number: JP2018140094A
Authority: JP
Inventors: 正明小野寺; 雄一石田; 悟木下
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2022-10-17
Anticipated expiration: 2038-07-26
Also published as: JP2020015594A

Description

本発明は、貯留構造に関する。

従来から、ブロー成形機や射出成形機等の樹脂材料の成形においては、バージン樹脂材料と回収樹脂材料を混合して成形を行うことにより歩留まりを向上させている。例えば、特許文献１では、バージン樹脂材料と回収樹脂材料を混合して発泡成形品をブロー成形により製造する製造方法が開示されている。

ＷＯ２０１３／１１１６９２公報

ここで、回収樹脂材料は、成形時の製品のバリやランナー等の廃材を粉砕して所定の大きさ（粒径約５ｍｍ～１０ｍｍなど）に形成されるものである。粉砕した材料（粉砕材）は、貯留ケースに貯留されて、貯留ケース内の吸い込みノズルから吸い込まれて、バージン樹脂材料と混合される。貯留ケースに貯留された粉砕材は、粉砕時に所定の割合で粒径約１ｍｍ～２ｍｍ程度の粉状の粉砕材も混じる。すると、吸い込みノズル周辺の粉砕材は吸い込まれ、吸い込みノズル周辺に空洞が形成されて、該空洞の周囲には所定の大きさの粉砕材間に粉状の粉砕材がかみ合って固化する、いわゆるブリッジが形成される。形成されたブリッジは、機械を停止させて手でほぐす等しており、成形作業の効率低下の一因とされていた。特に、発泡材においては、このブリッジが顕著に現れることがあった。

本発明は、成形作業の効率を向上することができる粉砕材の貯留構造を提供することを目的とする。

本発明の貯留構造は、粉砕材を貯留する貯留ケースと、前記粉砕材を前記貯留ケース内で移動させるよう前記貯留ケース内に回転可能に設けられるスクリューと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、成形作業の効率を向上することができる貯留構造を提供することができる。

本発明の実施形態に係る粉砕機を備えるブロー成形システムを示す模式図である。本発明の実施形態に係る粉砕機を示す、図３のＩＩ－ＩＩ断面を示す断面模式図である。本発明の実施形態に係る粉砕機を示す、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面模式図である。本発明の実施形態に係る粉砕機における第１、第２、第３スクリューと吸い込みノズルの配置を模式的に示す斜視図である。本発明の実施形態に係る粉砕機のフライト部の変形例を示す図である。

次に、本発明の実施形態を説明する。図１はブロー成形システム１の模式図である。ブロー成形システム１は、ブロー成形機１０と粉砕機２０を備える。ブロー成形システム１は、ブロー成形機１０による成形時に生じるバリ等の廃材を粉砕機２０により粉砕し粉砕材を生成する。この粉砕材（回収樹脂材料）は、粉砕機２０から回収されてバージン樹脂材料と混合されて、再度ブロー成形機１０によるブロー成形に用いられる。

ブロー成形機１０は、バージン樹脂材料と回収樹脂材料を所定の割合で混合した混合樹脂材料を形成する混合機１１を備える。混合機１１は、押出し機１２と連通し、この連通路上に設けられる開閉シリンダ１１ａの開閉により適宜混合樹脂材料が押出し機１２に供給される。押出し機１２の先端にはヘッド１３が設けられる。押出し機１２に供給された混合樹脂材料は、押出し機１２の内部で加熱・混練されて、ヘッド１３によりパリソン１３ａが形成される。パリソン１３ａは、ブロー成形用の金型５０で製品に成形される。なお、本実施形態における成形品は、ダクト等であり、独立気泡構造を有する発泡成形により形成される。

粉砕機２０は、廃材を投入する投入口を備えるホッパー２１、廃材を粉砕して粉砕材を生成する粉砕部２２、粉砕材を貯留する貯留ケース２３や後述のスクリュー等により貯留構造が形成される貯留部２５を備える。ホッパー２１、粉砕部２２、貯留部２５は、積層して形成され、材料が粉砕機２０内を順次落下するよう形成される。貯留ケース２３の下面には、キャスター２４が設けられる。貯留ケース２３は、連通路３１によりブロー成形機１０の混合機１１に連通する。混合機１１には、図示しない減圧ポンプと接続される連通路３２が接続される。貯留ケース２３に貯留された粉砕材は、混合機１１の内部が該減圧ポンプにより減圧されることにより連通路３１を介して混合機１１の内部に投入される。一方、混合機１１は、連通路３３を介して材料供給装置４０と接続される。材料供給装置４０は、バージン樹脂材料を混合機１１に供給する。

混合機１１における回収樹脂材料とバージン樹脂材料を混合する所定の割合は、成形品に応じて適宜設定される。本実施形態においては、回収樹脂材料とバージン樹脂材料の比率を８：２に設定される。

次に、粉砕機２０について、詳細に説明する。ホッパー２１を省略して粉砕部２２と貯留部２５（貯留構造）を主に示した図２及び図３の断面模式図に示すように、粉砕部２２には、回転刃２２１が回転自在に保持される。回転刃２２１は、軸上に複数の刃２２１ａが形成される。回転刃２２１の下方には、メッシュ２２２が設けられる。メッシュ２２２の下方は貯留ケース２３に連通する。回転刃２２１は、図示しないモータにより連続的に回転する。回転刃２２１の回転方向は、刃２２１ａにより廃材を切断できるように図２のＤ１方向とされている。ホッパー２１から供給された廃材は、回転刃２２１とメッシュ２２２間に挟まれるようにして刃２２１ａにより粉砕されて、貯留ケース２３内に落下する。なお、本実施形態においては、粉砕材の粒径は約５ｍｍ～１０ｍｍ程度とされる。このとき、粒径約１ｍｍ～２ｍｍ程度の粉状の粉砕材も５～１０％程度含まれる。

貯留ケース２３は、上部が開口する箱状に形成され、四方に側壁２３ａ～２３ｄが立設する。貯留ケース２３には、３本のスクリューである第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３が回転自在に互いに軸方向平行に配置される。本実施形態においては、第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の各ブレードスクリューの巻方向は、全て右巻きとされる。第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の一方端は、第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の軸方向と直交する貯留ケース２３の側壁２３ａ，２３ｂのうち、支持側壁とされる一の側壁２３ａに回転自在に支持される。第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の他方端は、ギヤボックス２３４内の図示しないギヤ等と連結され支持される。ギヤボックス２３４内には１つ又は複数のモータが内蔵されており、第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３を回転駆動する。

第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の配置は、第１スクリュー２３１を上側とし、第２スクリュー２３２及び第３スクリュー２３３は第１スクリュー２３１の下方であって、第１スクリュー２３１から水平方向の互いに離反する方向の所定距離離れた位置にそれぞれ貯留ケース２３内に配置される。換言すれば、図３のように第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３を軸方向から見て、各軸芯について、第１スクリュー２３１の軸心が上側頂部となる三角形となるよう第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３は貯留ケース２３内に配置される。また、第１スクリュー２３１の一方端側には、径外方向に突出するフライト部２３１ａが設けられる。フライト部２３１ａは、平板棒状に形成される。フライト部２３１ａは、第１スクリュー２３１の軸上における軸方向同位置に対向して一対に設けられる。

側壁２３ａには、貯留ケース２３の内部に突出して粉砕材を吸い込む吸い込みノズル２３５が設けられる。吸い込みノズル２３５は、図４にも示すように、円筒状のパイプにより形成され、軸方向を第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３と同方向として、吸い込みノズル２３５の軸心の高さ方向は第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の軸心高さと同じに配置されている。また、吸い込みノズル２３５は、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３間の中央位置に配置される。吸い込みノズル２３５は、先端の開口部２３５ａを傾斜カット状に形成される。そして、吸い込みノズル２３５は、開口部２３５ａの傾斜する開口面２３５ｂ（すなわち、パイプが傾斜カットされたカット面及び開口を含む面）が上方に向くよう配置される。前述のフライト部２３１ａは、吸い込みノズル２３５の開口部２３５ａに対応して、開口部２３５ａの略直上に配置される。これにより、吸い込みノズル２３５が粉砕材を吸い込む開口部２３５ａの上部に形成され易いブリッジの形成を抑制することができる。

吸い込みノズル２３５は、連通路３１と接続されて、混合機１１と連通する。連通路３１には、貯留ケース２３の側壁２３ａ外側近傍において、吸い込みノズル２３５の吸引力を調整可能な吸引力調整部３１ａが形成される。吸引力調整部３１ａは、本実施形態においては、連通路３１に開けられた穴と、該穴の開口面積を調整できるＣリングにより形成される。このため、連通路３１は、吸引力調整部３１ａ近傍がパイプ材により形成され、混合機１１までは可撓性のあるホースにより接続される。

第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３及び吸い込みノズル２３５の貯留ケース２３における配置は、図４に模式的に示す斜視図の通りとなる。

廃材の粉砕は、先ず、ホッパー２１に廃材を投入する。すると、粉砕部２２内に廃材が落下する。粉砕部２２内に落下した廃材は、回転刃２２１及びメッシュ２２２により粉砕され粉砕材とされる。この粉砕材は、メッシュ２２２を介して貯留ケース２３内に蓄積され貯留される。貯留ケース２３内で粉砕材が蓄積するレベル（貯留ケース２３内の高さ）は、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の軸心近傍を下限とし、上限は貯留ケース２３から溢れない程度であり、メッシュ２２２に触れない程度迄とされる。粉砕材のレベルの下限をこのように設定した理由は、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３のスクリューブレードが半分以上粉砕材で埋まった状態でないと、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３により粉砕材を移動することが難しくなり、吸い込みノズル２３５の周辺に粉砕材を集めることができないからである。また、粉砕材のレベルの上限の設定は、貯留ケース２３から溢れださないようにすることは言うまでもないが、粉砕材がメッシュ２２２に触れないように設定することが重要である。粉砕材がメッシュ２２２に触れるようになると、回転刃２２１の周りで粉砕材が溶けて粉砕材が固まってしまうからである。

第１スクリュー２３１は、図３のように一方端側の軸方向から見て反時計回りのＤ２方向に回転駆動される。一方、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３は、第１スクリュー２３１とは反対方向である時計回りのＤ３方向に回転駆動される。従って、第１スクリュー２３１は矢印Ｙ１で示すように一方端側から他方端側に向けて粉砕材を移動するように形成され、第２スクリュー２３２及び第３スクリュー２３３は矢印Ｙ２で示すように他方端側から一方端側に向けて粉砕材を移動するよう形成される。このようにして、最終的に吸い込みノズル２３５の周辺に粉砕材が集まるように、貯留ケース２３内の粉砕材は移動するので、吸い込みノズル２３５周りに空洞が出来てしまうことが低減される。

また、第１スクリュー２３１には、フライト部２３１ａが設けられ、第１スクリュー２３１と共に回転する。これは、吸い込みノズル２３５周りに空洞が出来てしまった場合に該空洞周りの粉砕材が固着してしまうことがあるが、このフライト部２３１ａにより固着してしまった粉砕材を砕くことができ、さらに粉砕材の固着を低減することができる。粉砕材の固着（いわゆるブリッジ）は、特に独立気泡構造の発泡材において発生し易いが、上述の構成によりブリッジの発生が抑制される。従って、ブロー成形の作業効率を向上することができる。

フライト部２３１ａは、第１スクリュー２３１の軸上における同位置に対向して一対に設けるだけでなく、図５に示すフライト部２３１ｂのように、第１スクリュー２３１の軸上にオフセットして設けることもできる。前述のブリッジが生じ易い箇所に応じて適宜フライト部２３１ａ，２３１ｂの配置を設定することができる。なお、フライト部２３１ａ，２３１ｂは、一対に設けることで、第１スクリュー２３１の回転バランスを取ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態によって限定されることは無く、種々の変更を加えて実施することができる。例えば、本実施形態では３本のスクリュー（第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３）を備える構成を示したが、これに限られず、スクリューを１本や２本又は４本以上とすることもできる。また、第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３は、全て右巻きに形成したが、これに限られず、第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３は、貯留ケース２３１内部において粉砕材の流れが形成されるように、それぞれの巻方向と回転方向が設定されればよい。本実施形態のように、第１スクリュー２３１は一方端側から他方端側に向けて粉砕材を移動させ、第２スクリュー２３２及び第３スクリュー２３３は他方端側から一方端側に粉砕材を移動させるように形成すれば、一方端側に配置される吸い込みノズル２３５の周辺に効率よく粉砕材を集めることができる。

また、本実施形態においては、第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の一方端は側壁２３ａにより直接支持されたが、これに限られず、支柱等を設けて第１スクリュー２３１、第２スクリュー２３２、第３スクリュー２３３の一方端を回転自在に支持するように構成しても良い。また、貯留構造を備える貯留部２５は、粉砕機２０とは別体として構成することもできる。これにより、別の場所で生成した粉砕材を運んできて、別体とした貯留部２５に貯留することもできる。

１ブロー成形システム１０ブロー成形機
１１混合機１１ａ開閉シリンダ
１２押出し機１３ヘッド
１３ａパリソン２０粉砕機
２１ホッパー２２粉砕部
２３貯留ケース
２３ａ～２３ｄ側壁２４キャスター
２５貯留部３１連通路
３１ａ吸引力調整部３２連通路
３３連通路４０材料供給装置
５０金型２２１回転刃
２２１ａ刃２２２メッシュ
２３１第１スクリュー２３１ａフライト部
２３１ｂフライト部２３２第２スクリュー
２３３第３スクリュー２３４ギヤボックス
２３５吸い込みノズル２３５ａ開口部
２３５ｂ開口面

Claims

粉砕材を貯留する貯留ケースと、
前記粉砕材を前記貯留ケース内で移動させるよう前記貯留ケース内に回転可能に設けられるスクリューと、
を有し、
前記スクリューは、互いに軸方向平行な第１スクリュー、第２スクリュー、第３スクリューの３本が配置され、
前記第１スクリューは上側に配置され、前記第２スクリュー及び前記第３スクリューは前記第１スクリューから水平方向に所定距離離れた下方にそれぞれ配置され、
前記貯留ケース内に突出して前記粉砕材を吸い込む吸い込みノズルは、前記第２スクリューと前記第３スクリューとの間に配置される、
ことを特徴とする貯留構造。
前記第１スクリューは、径外方向に突出するフライト部を有することを特徴とする請求項１に記載の貯留構造。
前記フライト部は、前記吸い込みノズルの開口部に対応して配置されることを特徴とする請求項２に記載の貯留構造。
前記吸い込みノズルは、開口部を傾斜カット状としたパイプ状に形成されて、前記開口部の開口面を上方に向けて配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の貯留構造。
前記第１スクリュー、前記第２スクリュー、前記第３スクリューは、全て同じ巻方向で形成されると共に、前記第１スクリューの回転方向と、前記第２スクリュー及び前記第３スクリューの回転方向は反対方向に回転される、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の貯留構造。
前記吸い込みノズルは、前記第２スクリュー、前記第３スクリューと軸方向を同じとして前記第２スクリュー、前記第３スクリュー間に配置され、
前記吸い込みノズル、前記第２スクリュー及び前記第３スクリューの各軸心は同じ高さに配置され、
前記第１スクリューは一方端側から他方端側に向けて前記粉砕材を移動するよう形成され、前記第２スクリュー及び前記第３スクリューは他方端側から一方端側に向けて前記粉砕材を移動するよう形成される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の貯留構造。
前記第１スクリューは、径外方向に突出し、前記吸い込みノズルの開口部に対応して配置されるフライト部を有し、
前記フライト部は、前記第１スクリューの軸上に対向して一対に設けられ、
一対の前記フライト部は、前記第１スクリューの軸方向同位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の貯留構造。
前記第１スクリューは、径外方向に突出するフライト部を有し、
前記フライト部は、前記第１スクリューの軸上に対向して一対に設けられ、
一対の前記フライト部は、前記第１スクリューの軸方向にオフセットして設けられ、一の前記フライト部は前記吸い込みノズルに対応して設けられ、他の一の前記フライト部は、前記貯留ケースの上方に設けられて前記粉砕材を生成する粉砕部に対応して設けられることを特徴とする請求項１に記載の貯留構造。