JPH04259512A - 水溶性樹脂の回収方法 - Google Patents

水溶性樹脂の回収方法

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JPH04259512A
JPH04259512A JP3174029A JP17402991A JPH04259512A JP H04259512 A JPH04259512 A JP H04259512A JP 3174029 A JP3174029 A JP 3174029A JP 17402991 A JP17402991 A JP 17402991A JP H04259512 A JPH04259512 A JP H04259512A
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water
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James J Mauro
ジェームズ　ジェイ．　マウロ
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水溶性樹脂の回収方法に
関するもので、特に固形化した水溶性樹脂を水により溶
解し、これを回収・処理して原料樹脂として再使用し得
ることにより、コスト低減を図ることができる水溶性樹
脂の回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に水溶性樹脂は水に溶解しやすいた
め、合成樹脂から射出成形品を製作する時、この成形品
が中が空いている複雑な構造の中空型である場合、これ
に当たるコア製作用として広く用いられているところ、
即ち、水溶性樹脂として所定形状のコアを射出成形して
からこのコアを製品成形用金型に装着したのちこれに製
品成形用樹脂を再射出した後、この製品成形用樹脂が凝
固されると前記コアに水を噴射させ水溶性樹脂から製作
されたコアを溶解させることにより、中が空いた中空型
合成樹脂剤製品を製作している。
【０００３】即ち、前記の如く水溶性樹脂を用いてコア
を製作して製品を射出成形した後、水によりコアを溶解
させ製品を完成する技術を通常ロストコア技術であると
いうところ、ここで前記コア製作用として用いられる代
表的な水溶性樹脂としては、スイスのベルランド社のＧ
ＢＣ　　１３３０　　ＴＥ（商品名）が広く用いられて
おり、このＧＢＣ　　１３３０　　ＴＥは所定の比率の
アクリル酸とメチルアクリルレートとの共重合体である
ＰＭＣ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ　　ａｃｉｄ−Ｍｅｔ
ｈｙｌａｃｒｙｌａｔｅ　　Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）に所
定量の鉱物性フィラーが混合された樹脂（以下、単に原
料樹脂という）である。
【０００４】ところで、前記の如く原料樹脂を用いてコ
アを製作して射出成形するロストコア技術では、コアを
溶解させることにより生成される副産物、即ち水と樹脂
との混合液（ｐｌｏｙｍｅｒ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）
　をそのまま下水道へ排出させているところ、たとえ前
記混合液が毒性はないが、水質汚染など環境問題に深刻
な問題を引き起こすという欠点がある。
【０００５】これのためにスイスのベルランド社では、
ロストコア技術による製品成形工程以外に、その副産物
である水と樹脂との混合液から樹脂を回収する方法を提
示しているところ、即ちコア溶解工程から生成された水
と樹脂との混合液を加熱して薄膜蒸発方法（Ｔｈｉｎ　
Ｆｉｌｍ　Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ）に
より水を蒸発させた後、樹脂を真空乾燥させ、これをパ
レット形態で製造してコア用原料樹脂に適定量混合する
ことにより、再使用し得るようにしている。
【０００６】ところで、前記のような従来回収方法は、
予め混合液から水と樹脂とを分離させる分離工程が混合
液を加熱して水分を強制蒸発せしめるようになって、加
熱作業による所要動力など費用所要が多くて経済性が低
いのみならず、加熱作業による列方向に樹脂の物性が変
化され、これをそのまま原料樹脂に配合して用いれない
との欠点があり、且つ樹脂を乾燥させ固形化する乾燥工
程が真空乾燥方法を用いているところ、これのために乾
燥容器を気密が保持できるように真空容器により製作す
べくのみならず、これに真空ポンプなど付帯設備が別に
望まれるなど装置の構成が複雑で、設備が高価であり、
且つこの真空乾燥方法は混合液を所定温度以上で加熱さ
せるべきであるので、その作業に温度条件が要るなど、
その工程及びその制御が煩わしいという欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】これに本発明は前記の
ような諸般問題を解決するために為されたもので、本発
明の主な目的は、水と樹脂との混合液から樹脂の物性を
変化させず効率的に樹脂を回収し得るようにした水溶性
樹脂の回収方法に関するものである。
【０００８】本発明の他の目的は、混合液の回収工程に
用いられる動力及びその維持費用を減少させることによ
りコストを低減し得るようにした水溶性樹脂の回収方法
に関するものである。
【０００９】本発明のまた他の目的は、溶解作業後に排
出される水と樹脂との混合液の一部を溶解作業の際に再
使用することにより、樹脂の溶解作業効率を向上し得る
ようにした水溶性樹脂の回収方法を提供するものである
。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するための本発明は、射出成形品に備えられた水溶性樹
脂材質のコアに所定温度及び圧力を持つ溶液を噴射手段
で噴射させコアを溶解させる溶解段階と、この溶解段階
で生成された副産物である水と樹脂とを分離させ樹脂を
濃縮させる濃縮段階と、この濃縮段階で濃縮された樹脂
の残留水分を除去して乾燥樹脂を作る乾燥段階と、この
乾燥段階から排出されるケーキ状態の樹脂を粉砕して混
練したのち水分を完全に除去してパレット形態の樹脂に
作る混練及び製粒段階とからなっている。
【００１１】前記のように本発明は、溶解段階から排出
される水と樹脂との混合液の一部を水溶性樹脂材質のコ
ア溶解作業に再使用することによって、樹脂の溶解速度
及び溶解時間を短縮させ作業性を向上させることができ
、前記濃縮段階で遠心分離機を用いることにより、これ
に用いられる混合液の温度や濃度などのような条件の拘
りを少なく受けて作業が簡便であり、前記乾燥段階で樹
脂を蒸気として間接加熱することにより、物性が変わら
ずよい樹脂を回収し得るようになって樹脂の再使用率を
向上させコストを大きく低減できるようになっている。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を添付した例示図面に基づき詳
細に説明する。
【００１３】本発明の水溶性樹脂の回収方法は、図１に
示された様に、水溶性樹脂から製作されたコア１０を有
する射出成形品１２のコア１０に噴射手段１４として水
を噴射させコア１０を溶解させる溶解段階Ｓ１と、この
溶解階段Ｓ１から排出される水と樹脂の混合液を遠心分
離機１６として比重差によって水と樹脂で分離させ樹脂
を濃縮させる濃縮段階Ｓ２と、この濃縮段階Ｓ２から排
出される樹脂をバンド乾燥装置１８に導入させ高温蒸気
として水分を蒸発させる乾燥段階Ｓ３と、この乾燥段階
Ｓ３から水分が微量含まれたケーキ状態の樹脂をカッタ
ー機２０として粉砕してホッパー２２を介して押出機２
４に投入して混練した後、パレット機２６としてパレッ
ト形態の樹脂に製造する混練及び製粒段階Ｓ４からなる
ところ、これらの各段階Ｓ１〜Ｓ４は所定を配管に沿っ
て前記各工程に流動される水と樹脂、又はこれらの混合
液の温度や流量または圧力を検出するようになった各セ
ンサーからの出力信号が与えられ全体工程を制御するよ
うにコンピュータなどが備えられた制御部（図示せず）
により制御されるようになっている。
【００１４】ここで前記溶解段階Ｓ１は、貯蔵タンクＴ
Ａから配管２８に沿って流入される水と樹脂との混合液
の一部が互いに混合され２〜１０％程度の樹脂が溶解さ
れており、７０〜７７℃程度（１６０〜１７０°Ｆ程度
）の温度で貯蔵タンクＴＣに蓄えられた溶液をポンプ３
４としてポンピングして配管３８に沿って熱交換器３６
を通過させ１９０〜２１０℃程度（３７０〜４１０°Ｆ
程度）の温度で加熱した後、この溶液を噴射手段１４と
して約２．８〜４．９ｋｇ／ｃｍ２　（４０〜７０　　
ｌｂ／ｉｎｃｈ２　）の圧力で射出成形品１２のコア１
０に噴射させコア１０を溶解するようになっているとこ
ろ、この時、水溶性樹脂からなったコア１０の溶解速度
は約２〜５１ｍｍ／ｍｉｎ（約０．０８〜２ｉｎｃｈ／
ｍｉｎ）である。
【００１５】続いて、前記貯蔵タンクＴＡの純水のみを
配管３８に沿って導入して噴射手段１４として射出成形
品１２の中空部位に再噴射させ残留コア樹脂を完全に溶
解せしめる。
【００１６】次に、前記溶解段階Ｓ１でコア１０が水に
より溶解され排出される水と樹脂との混合液から水と樹
脂を比重差により分離させ樹脂を濃縮せしめる濃縮段階
を説明する。即ち、図２にて溶解装置３０から配管３２
に沿って貯蔵タンクＴＢに流入される水と樹脂との混合
液を４：１の比率で、即ち混合液の８０％は配管４０に
沿って前記貯蔵タンクＴＣに戻って純水と混合され所定
の樹脂濃度、即ち２〜１０％の濃度で保持された後、前
記溶解段階Ｓ１で再使用され、前記貯蔵タンクＴＢから
の水と樹脂との混合液のうち２０％は配管４２に沿って
貯蔵タンクＴＤに一時蓄えられた後、ポンプ４４にポン
ピングされ熱交換器４６を経ながら約５０℃程度（約１
２０°Ｆ程度）で冷却されたのち配管４８に沿って遠心
分離機１６に流入されるようになる。
【００１７】従って、遠心分離機１６に流入された水と
樹脂との混合液は、約６，０００ｒ．ｐ．ｍに回転され
るディスク５０により比重差で互いに分離され比重が小
さい水はこの遠心分離機１６の上部に繋がれた配管５２
に沿って前記貯蔵タンクＴＡに戻る一方、比重が大きい
樹脂は遠心分離機１６の側壁に備えられた収集チャンバ
ー５４に周期的に約５０％の樹脂が含まれた状態で収集
された後、ギアポンプ５６によりポンピングされ配管５
８に沿ってバンド乾燥装置１８に流入されるようになる
。
【００１８】ここで前記遠心分離機１６に混合液を供給
する配管４８には、リリーフバルブ６０が備えられ、遠
心分離機１６に流入される混合液の圧力が設定値よりも
高くなると、これを貯蔵タンクＴＤにバイパスさせ、そ
の圧力をコントロールし、また配管６２に沿って遠心分
離機１６に流入される混合液表本をいつでも取り出して
その成分組性を試験し得るようになっている。
【００１９】一方、前記のようにバンド乾燥装置１８に
流入された約５０％の樹脂濃度を有する混合液は乾燥段
階Ｓ３を経って乾燥されるところ、即ち混合液は高温・
高圧蒸気により約１８０℃程度（約３６０°Ｆ程度）で
加熱されつつその水分が蒸発された後、約５％未満の水
分を含めた樹脂がケーキ状態で排出され、このように排
出された樹脂はバンド乾燥装置１８に連結され設けられ
たカッター機２０により微細に粉砕されたのちホッパー
２２を介して押出機２４に供給される。
【００２０】このように押出機２４に供給された樹脂は
混練及び製粒段階Ｓ４を経るところ、即ち樹脂は伝熱式
またはオイル式加熱／冷却装置（図示せず）によって約
１９０〜２００℃（約３７０〜３９０°Ｆ）で再度加熱
されつつ、この樹脂に残存する約５％未満の水分が完全
に除去された状態でねじ６４が一つまたは二つが備えら
れた押出機２４から排出されパレット機２６に供給され
た後、このパレット機２６によりパレット形態で排出さ
れるようになる。このように製造されたパレットは成分
分析結果で最初燃料樹脂と同様な物性を有するものであ
ると判明され、所定の比率重量％で約１０〜３０％の比
率で新たなパレット形態の燃料樹脂に混合して再使用し
得るようになる。
【００２１】ところで、前記各工程段階Ｓ１〜Ｓ４を繋
がる配管２８、３８、４２、４８と貯蔵タンクＴＡ〜Ｔ
Ｄ、溶解装置３０と乾燥装置１８、押出機２４、熱交換
器３６、４６には所定の圧力センサーＰ１〜Ｐ３と温度
センサーＴ１〜Ｔ４及び流量センサーＦ１〜Ｆ７などが
備えられ、これらの各センサーＰ１〜Ｐ３、Ｔ１〜Ｔ３
、Ｆ１〜Ｆ７からの検出値が制御部（図示せず）に与え
られ、この制御部にセッティグされた所定の工程プログ
ラムにより本発明の全体工程が制御されるようになって
いる。
【００２２】他方、前記実施例の溶解段階Ｓ１では配管
３８に熱交換器３６が備えられ、貯蔵タンクＴＣから溶
解装置３０に供給されるコア樹脂溶解用溶液を高温蒸気
として所定温度で加熱するようになっているが、本発明
の他の実施例として前記熱交換器３６を除去し、前記貯
蔵タンクＴＣの周囲に加熱チャンバーを付設し、この貯
蔵タンクＴＣ内の溶液を溶解作業に必要な温度で直接加
熱でき、また前記溶解段階Ｓ１では貯蔵タンクＴＢから
所定量の水と樹脂混合液を貯蔵タンクＴＣに供給する溶
解段階Ｓ１で再使用し得るようにしているが、これを変
形させ前記貯蔵タンクＴＢからの混合液を全て貯蔵タン
クＴＤに供給し、貯蔵タンクＴＣには純水のみを満たせ
、この純水のみを溶解装置３０に供給してコア樹脂を溶
解することもできる。
【００２３】尚、前記実施例の濃縮段階Ｓ２では水と樹
脂との混合液を分離させるのに、遠心分離機１６を用い
た遠心分離方法を説明したが、本発明の変形例として、
これを薄膜蒸発方法（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｅｖａｐｏ
ｒａｔｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄ）を用いることもできると
ころ、即ち水と樹脂との混合液を所定量ずつ落とし下げ
ながら約１５０℃程度（約３００°Ｆ程度）で加熱して
水分を蒸発させることもできる。即ちこの時には、前記
実施例にて貯蔵タンクＴＤから遠心分離機１６に供給さ
れる混合液を冷却させるために備えられた熱交換器４６
を除去し、前記遠心分離機１６の代わりにその外周部に
高圧蒸気や電熱ヒーターまたは高温オイルを加えながら
、これに供給される混合液を所定の温度で加熱して蒸発
せしめるようになった蒸発容器（図示せず）を設けるこ
ともできる。
【００２４】そして、前記実施例では乾燥段階Ｓ３でバ
ンド乾燥装置１８として水と樹脂との混合液を乾燥させ
るようになっているが、これを変形させ前記乾燥装置１
８に水と樹脂との混合液をスプレーさせながら、これを
加熱して水分を完全に除去して樹脂粉末から作られると
ころ、このようにすれば前記実施例にてカッター機２０
と押出機２４を用いなくても前記樹脂粉末をそのまま新
たな燃料樹脂に配合して再使用し得ることになる。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明のように本発明は、中空型射
出成形品の水溶性樹脂からなったコアを水により溶解さ
せた後、副産物として排出される水と樹脂との混合物を
濃縮及び乾燥させ水分を除去したのち乾燥された樹脂を
粉砕し、これを再び混練してパレット形態で製造するこ
とにより、樹脂の物性を殆ど変化させず高品質で回収し
て再使用できるようになってコストを低減し得るのみな
らず、溶解作業後に排出される水と樹脂との混合液の一
部を溶解作業に再使用することによって、樹脂溶解作業
効率を向上せしめられるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略的な工程図である。
【図２】本発明を実施するための装置の配管図である。
【符号の説明】
１０…コア １２…射出成形品 １４…噴射手段 １６…遠心分離機 １８…乾燥装置 ２０…カッター機 ２４…押出機 ２６…パレット機 ２８、３２、３８、４０、４２、４８、５２、５８、６
２…配管３０…溶解装置 ３４、４４…ポンプ ３６、４６…熱交換器 ５０…ディスク ５４…収集チャンバー ５６…ギアポンプ ６０…リリーフバルブ ６４…ねじ Ｆ１〜Ｆ７…流量センサー Ｐ１〜Ｐ３…圧力センサー Ｓ１…溶解段階 Ｓ２…濃縮段階 Ｓ３…乾燥段階 Ｓ４…混練及び製粒段階 Ｔ１〜Ｔ４…温度センサー ＴＡ〜ＴＤ…貯蔵タンク

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　射出成形品１２に備えられた水溶性樹
    脂材質のコア１０を溶解させ樹脂を回収する水溶性樹脂
    の回収方法において、前記コア１０に所定温度及び圧力
    を有する溶液を噴射手段１４により噴射させコア１０を
    溶解せしめる溶解段階Ｓ１と、該溶解段階Ｓ１にて生成
    された水と樹脂との混合液から水と樹脂とを分離させ樹
    脂を濃縮せしめる濃縮段階Ｓ２と、該濃縮段階Ｓ２で濃
    縮された樹脂の残留水分を除去して乾燥樹脂を作る乾燥
    段階Ｓ３及び、該乾燥段階Ｓ３から排出されるケーキ状
    態の樹脂を粉砕して混練したのち水分を完全に除去して
    パレット形態の樹脂に作る混練及び製粒段階Ｓ４とから
    なることを特徴とする水溶性樹脂の回収方法。
  2. 【請求項２】　　前記溶解段階Ｓ１でコア１０を溶解さ
    せるための溶液が、純水と溶解段階Ｓ１で排出される水
    と樹脂との混合液を互いに混合して樹脂濃度２〜１０％
    である溶液からなって貯蔵タンクＴＣで７０〜７７℃程
    度で保持されるようになされていることを特徴とする請
    求項１の水溶性樹脂の回収方法。
  3. 【請求項３】　　前記溶液が配管３８に設けられた熱交
    換器３６を介して１９０〜２１０℃程度の温度で加熱さ
    れ溶解装置３０に供給されるようになされていることを
    特徴とする請求項２の水溶性樹脂の回収方法。
  4. 【請求項４】　　前記貯蔵タンクＴＣに蓄えられた溶液
    がこの貯蔵タンクＴＣの外周に備えられた加熱チャンバ
    ーにより溶解作業温度で加熱された後、直接溶解装置３
    ０に供給されるようになされていることを特徴とする請
    求項２の水溶性樹脂の回収方法。
  5. 【請求項５】　　前記溶解段階Ｓ１で溶液によりコア１
    ０を溶解させた後、貯蔵タンクＴＡ内に蓄えられた純水
    を配管２８、３８に沿って溶解装置３０に供給して噴射
    手段１４で射出成形品１２の中空部位に再噴射させ残留
    樹脂を完全に溶解せしめるようになされていることを特
    徴とする請求項１の水溶性樹脂の回収方法。
  6. 【請求項６】　　前記溶解段階Ｓ１で貯蔵タンクＴＡ内
    に蓄えられた純水のみを配管２８、３８に沿って熱交換
    器３６に供給して溶解作業温度で加熱したのち溶解装置
    ３０に供給し、加熱された純水として噴射手段１４を介
    してコア１０を溶解せしめるようになされていることを
    特徴とする請求項１の水溶性樹脂の回収方法。
  7. 【請求項７】　　前記溶解段階Ｓ１で排出される水と樹
    脂との混合液のうち８０％は貯蔵タンクＴＣに流入され
    、残りは貯蔵タンクＴＤに流入されるようになされてい
    ることを特徴とする請求項１の水溶性樹脂の回収方法。
  8. 【請求項８】　　前記濃縮段階Ｓ２が、貯蔵タンクＴＤ
    に蓄えられた混合液を熱交換器４６を介して約５０°Ｃ
    に冷却して遠心分離機１６により水と樹脂とに分離し、
    水を配管５２に沿って貯蔵タンクＴＡに戻らせると共に
    、樹脂を収集チャンバー５４に周期的に収集するように
    なされていることを特徴とする請求項１の水溶性樹脂の
    回収方法。
  9. 【請求項９】　　前記乾燥段階Ｓ３が、濃縮された樹脂
    をバンド乾燥装置１８に供給して高温高圧蒸気として約
    １８０℃程度で加熱して約５％未満の水分を含めた樹脂
    をケーキ状態で排出してカッター機２０により粉砕した
    後、押出機２４に供給されるようになされていることを
    特徴とする請求項１の水溶性樹脂の回収方法。
  10. 【請求項１０】　　前記混練及び製粒段階Ｓ４が、乾燥
    段階Ｓ３でカッター機２０により粉砕された樹脂をホッ
    パー２２に供給し、これを押出機２４にて約１９０〜２
    ００℃で加熱して残存水分を完全に除去したのち、パレ
    ット機２６に供給してパレット形態の樹脂を製造するよ
    うになされていることを特徴とする請求項１の水溶性樹
    脂の回収方法。
  11. 【請求項１１】　　射出成形品１２に備えられた水溶性
    樹脂材質のコア１０を溶解させ排出される水と樹脂との
    混合液から樹脂を回収する水溶性樹脂の回収方法におい
    て、前記混合液から水と樹脂とを分離させ樹脂を濃縮さ
    せる濃縮段階Ｓ２と、該濃縮段階Ｓ２で濃縮された樹脂
    の残存水分を除去して乾燥樹脂を作る乾燥段階Ｓ３とか
    らなることを特徴とする水溶性樹脂の回収方法。
  12. 【請求項１２】　　前記濃縮段階Ｓ２が、貯蔵タンクＴ
    Ｄに蓄えられた混合液をその外周部に加熱手段が備えら
    れた蒸発容器に供給し、この蒸発容器内で前記混合液を
    所定量ずつ落とし下げながら、約１５０℃で加熱して水
    分を蒸発せしめるようになされていることを特徴とする
    請求項１１の水溶性樹脂の回収方法。
  13. 【請求項１３】　　前記乾燥段階Ｓ３が、水と樹脂との
    混合液をスプレーしつつこれを加熱して水分を完全に除
    去して粉末状態の樹脂を製造するようになされているこ
    とを特徴とする請求項１２の水溶性樹脂の回収方法。
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