JPH07148735A - プラスチック製品の製造方法及び装置 - Google Patents

プラスチック製品の製造方法及び装置

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JPH07148735A
JPH07148735A JP17126294A JP17126294A JPH07148735A JP H07148735 A JPH07148735 A JP H07148735A JP 17126294 A JP17126294 A JP 17126294A JP 17126294 A JP17126294 A JP 17126294A JP H07148735 A JPH07148735 A JP H07148735A
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conveyor belt
radio wave
plastic
wave radiation
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Zvi Guy Ben
ガイ・ベン・ズヴィ
Shlomo Nevo
シュロモ・ネヴォ
Michael Berman
マイケル・バーマン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 廃棄プラスチック材料を利用してプラスチッ
ク製品を製造する方法及び装置を提供することを目的と
する。 【構成】 切断されたプラスチックピースの混合物は、
順次、ホッパー１０、１２及び１４を介して、コンベヤ
ーベルト２上に供給され、ホッパー１２及び１４からの
混合物による第２及び第３の層が塗布される前に、それ
ぞれ成形ローラ１６及び１８により第１及び第２の層内
に詰め込まれて成形され、次いで圧力ローラ２０と電波
放射ヒーター２２との間に移動し、誘電加熱により加熱
されると同時にコンベヤーベルトに対して押圧されて、
連続的なシートに成形される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック製品の製
造方法及び装置に関する。本発明は、廃棄プラスチック
材料のリサイクルに特に有用であり、本明細書では、こ
の利用に関して記載する。
【０００２】
【従来の技術】日常生活において、プラスチック材料の
使用が増加している。かようなプラスチック材料は容易
に分解されないので、重大な廃棄処理問題を引き起こし
ている。したがって、廃棄処理問題及び汚染問題を解消
するためばかりでなく、種々の製品を製造する際に未処
理プラスチック及び他の原材料（例えば、木）の必要性
を減少させ、よってかような製品のコスト低減させるた
めに、廃棄プラスチック材料のリサイクル方法を開発す
る努力が続けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、プラスチック製品を製造する方法及び装置、特に廃
棄プラスチック材料を利用してプラスチック製品を製造
する方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴によ
れば、以下の工程を備えるプラスチック製品の製造方法
が提供される。すなわち、高い電波放射吸収性を有する
ように０．００５よりも高い損失係数を有する熱可塑性
材料を２〜１０mmの最大直径を有する大きさのピースに
切断する切断工程；該熱可塑性材料のピースを少なくと
も１つの他の粒状材料と混合させる混合工程；該混合工
程にて得られた混合物を支持表面上にデポジットさせる
デポジット工程；及び焼結により混合物を結合させるた
めに該混合物に圧力を負荷しながら、誘電加熱により該
熱可塑性材料のピースの主に外表面を軟化させるに十分
な電波放射を該混合物に当てる電波放射／加圧工程。
【０００５】材料の「損失係数」は、材料の誘導率を掛
けあわせた材料の力率として規定され、電波放射の存在
下において材料に発生する熱量を決定する。特に適する
材料は、０．００５４〜０．３２の範囲の損失係数を有
するポリ塩化ビニルである。高い損失係数を有する他の
材料としては、０．０５６〜０．１の範囲の損失係数を
有するアクリル樹脂、及び０．００９より大きい損失係
数を有するポリカーボネートを用いることができる。
【０００６】混合物は、さらに、０．００５より低い損
失係数、すなわち低い電波放射吸収性を有する有機プラ
スチック材料を含有してもよい。該有機プラスチック材
料もまた、最大直径が２〜１０mm程度のピースに切断さ
れる。かような他の材料の例としては、０．０００４６
〜０．０００７２の損失係数を有するポリエチレン、約
０．０００２５の損失係数を有するポリスチレン及び約
０．０００８５の損失係数を有するポリプロピレンが挙
げられる。低い電波放射吸収性材料もまた、熱可塑性で
あり、高い電波放射吸収性のプラスチック材料において
発生する熱により、その外側表面が軟化される。さらに
低い電波放射吸収性の追加の材料は、熱硬化性材料であ
ってもよく、この場合、軟化された熱可塑性材料は、熱
硬化性プラスチックピースを一緒に結合させる接着剤と
して作用する。
【０００７】よって、本発明の方法によれば、異なる廃
棄プラスチックあるいは溶融及び混合する場合に相互に
不親和性であるかもしれない異なる廃棄プラスチックの
混合物を焼結することにより、堅固な固体製品を製造す
ることができる。該混合物は、廃棄物に存在するであろ
う種々の他の材料（例えば、石、金属、木、紙、ガラス
等）を含有していてもよい。もし、これらの材料を除去
しなければならないとすれば、費用が高くなる。
【０００８】したがって、かような方法は、特に、種々
のタイプの廃棄プラスチック材料をリサイクルするため
に有用である。
【０００９】本発明の別の特徴によれば、特にプラスチ
ックのリサイクルに有用なプラスチック製品を製造する
装置が提供される。該装置は、以下の構成を備える。す
なわち、該装置の長手方向に延びるテーブル；該テーブ
ルの上全体を長手方向に移動する第１のコンベヤーベル
ト；該第１のコンベヤーベルトと共に移動し且つ該第１
のコンベヤーベルトの一方の端部から該端部に対向する
端部に向かって収束する角度にて、該第１のコンベヤー
ベルトの上全体に整合する第２のコンベヤーベルト；及
び、２つのコンベヤーベルトの長手方向に沿って且つ２
つのコンベヤーベルトにまたがって離隔されている複数
の対の電波放射電極。
【００１０】
【実施例】以下、実施例に基づき、本発明を詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１１】図１に示された装置は、テーブル８の上全
体に、一対のドラム４、６により駆動される閉鎖ループ
コンベヤーベルト２を含む。リサイクルされるべきプラ
スチック材料は種々の源から得られる廃棄物であれば何
でもよいが、高い電波放射吸収性を有すべく０．００５
よりも高い損失係数を有する少なくとも１つの熱可塑性
材料を含有する。該廃棄物材料は、２〜１０mmの最大直
径の大きさのピースに切断される。切断されたピースは
混合されて、３つのホッパー１０、１２及び１４を介し
て、コンベヤーベルト２がテーブル８の上全体を移動す
るにつれ、該コンベヤーベルト２上に供給される。ホッ
パー１０を介して供給された混合物は、第２のホッパー
１２からの混合物による第２の層が塗布される前に、成
形ローラ１６によりコンベヤーベルト２上の第１の層内
に詰め込まれて成形される。第２のホッパー１２から供
給された混合物は、第３のホッパー１４からの混合物が
第３の層を規定するべく塗布される前に、第２の成形ロ
ーラ１８により第１の層の上に詰め込まれて成形され
る。
【００１２】こうして成形されたコンベヤーベルト２上
の混合物の３つの層は、次いで、コンベヤーベルト２の
上に重ねられている圧力ローラ２０と、コンベヤーベル
ト２及びコンベヤーベルト２を支持するテーブル８の下
に敷かれている電波放射ヒーター２２と、の間に移動す
る。なお、電波放射ヒーターによる加熱は、圧力ローラ
２０の直前でコンベヤーベルト及び混合物にまたがる一
対の電波放射電極により、有効とされる。電波放射ヒー
ター２２は、熱可塑性ピースの主に外表面を軟化させる
に十分なほど、誘電加熱により混合物を加熱する。圧力
ローラ２０は、プラスチックピースがテーブル８の上全
体を移動するにつれ、プラスチックピースをコンベヤー
ベルトと一緒に且つコンベヤーベルトに対して押圧し、
プラスチックピースを結合させ、連続的なプラスチック
のシート又はボードにする。
【００１３】図１に示されている装置は、さらに、製造
されたプラスチックシートの上に重ねられているカッタ
ーブレード２４を含む。該カッターブレード２４は、ド
ライブ２６により移動させられ、プラスチックシートを
所望の長さの切片に切断するために駆動される。該ドラ
イブ２６は、速度検知器２８により、該装置により産出
されるプラスチックシートと同期されており、プラスチ
ックシートと同時に移動する。
【００１４】コンベヤーベルト上でデポジットされた材
料の混合物は、高い電波放射吸収性を有するように０．
００５よりも高い損失係数を有する少なくとも１つの熱
可塑性材料のピースを含有する。さらに該混合物は、低
い電波放射吸収性を有するように０．００５よりも低い
損失係数を有する少なくとも１つの有機プラスチック材
料を含有することが、好ましい。
【００１５】例えば、該プラスチック材料としては、固
体ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン及び／
又はポリカーボネート廃棄物の混合物を挙げることがで
き、該廃棄物は２〜１０mmの大きさのピースに切断され
る。電波放射ヒーター２２は、例えば１３．５６ＭＨｚ
あるいは２７．１２ＭＨｚの電波放射レンジもしくは、
例えば９１５ＭＨｚあるいは２４５０ＭＨｚのマイクロ
波レンジであってもよいが、プラスチックピースの主に
外表面を軟化するために、１１０℃〜２００℃の温度ま
でプラスチックピースを誘電加熱により加熱することが
できるものでなければならない。圧力ローラ２０は、
０．５〜３ＫＧｍ／ｃｍ2の範囲内の圧力を負荷するこ
とができる。
【００１６】図１に示す装置に用いることができるプラ
スチックピースの混合物の１実施例を以下に示す（重量
比）。
【００１７】 ポリ塩化ビニル（固体） ３３％ ポリエチレン ３３％ ポリステレン ２８％ ポリカーボネート ６％ 該混合物は、さらに、高い電波放射吸収性を有する無機
材料の粒子を含有してもよい。この目的のために特に有
用な材料は、ケイ酸アルミニウムである。高い電波放射
吸収性であるかような材料は、プラスチックピース間の
界面での熱エネルギーの集中を増長する。ケイ酸アルミ
ニウムを用いる場合には、混合物の重量比で０．５〜
５．０％のケイ酸アルミニウムを含有することが好まし
い。ケイ酸アルミニウムを含有する混合物の別の実施例
を以下に示す。
【００１８】 ポリ塩化ビニル（固体） ３２％ ポリエチレン ３２％ ポリステレン ２７％ ポリカーボネート ６％ ケイ酸アルミニウム ３％ 該混合物は、例えば加熱される際に重合し、プラスチッ
クピースと一緒に結合する液体材料等、他の添加剤を含
有してもよい。かような結合剤の例としては、エポキシ
樹脂モノマーが挙げられる。該エポキシ樹脂モノマー
は、プラスチックピースの外表面を容易に被覆すなわち
湿潤化させ、且つ室温もしくは約５０〜１００℃に加熱
される際に重合し、プラスチックピースと共に結合す
る。用いることができる液体結合剤は、さらに、比較的
低い融点（例えば、１２０℃）を有する熱可塑性樹脂で
もよい。かような樹脂は、加熱されると溶融して、切断
されたプラスチックピースを容易に湿潤化し、該樹脂と
プラスチックピースとの混合物を得る。次いで該混合物
が冷却されると、樹脂とプラスチックピースとが結合す
る。
【００１９】図１に示されるように、製造されるシート
若しくはボード内で、一方若しくは両方の外面層が、焼
結されたままの未処理プラスチック材料からなる比較的
薄い層であるか、あるいは予め作られている薄いシート
であり、こうしてリサイクルされたプラスチック（例え
ば、上記組成物の一つのプラスチック）を比較的厚い中
間層の１つ以上に塗布することができる。かような構成
において、結果的に生じる層状ボードは、たとえ層状ボ
ードの有効な部分若しくは大部分がリサイクルされたプ
ラスチック廃棄物から作られているとしても、未処理プ
ラスチック材料の外観を呈するであろう。さらに、薄い
金属若しくは木（ベニヤ）フォイルが、プラスチックシ
ート若しくはプラスチックフィルムの代わりに外表面と
して用いられてもよい。
【００２０】図２は、リサイクルされるべき上記プラス
チック材料の１以上の混合物がピースに切断され、電波
放射透過性である材料から作られているモールド２０４
の内側で予備形成されたシート２０２上の層２００の形
状にデポジットされる方法を示す。別の予備形成された
プラスチックシート２０６は、次いでプラスチックピー
ス２００の層の頂部上に載せられ、次いで開モールドの
頂部パネル２０８が閉じられる。完成された組立体は、
電波放射により加熱され、プラスチックピース２００の
主に外表面並びに２つのプラスチックシート２０２及び
２０６の内表面を軟化させる。２つのモールドパネル２
０４及び２０８の間に圧力をかけ、前述のプラスチック
材料のすべてを単一のパネル若しくはボードに、あるい
は比較的平坦な固体製品に結合させる。
【００２１】よって、こうして製造されたパネル若しく
はボードは、２つの外表面のうち一方若しくは両方が上
記のようなプラスチック材料から作られるので、未処理
プラスチック材料の外観を有する。しかしながら、容積
の大部分は、リサイクルされたプラスチック材料からな
る。いくつかの場合において、金属フォイル若しくは薄
い木層をプラスチックの代わりに一方又は両方の表面層
として用いることもできる。
【００２２】図３〜図５は、用いることができる装置の
さらなる形状を示す。図３に示すように、該装置は、装
置の長手方向に延びるテーブル３００、該テーブルの上
全体を移動する第１の閉鎖ループコンベヤーベルト３０
１、及び該コンベヤーベルト３０１と一緒に移動し該ベ
ルト３０１の上全体に整合する第２の閉鎖ループコンベ
ヤーベルト３０２を含む。コンベヤーベルト３０２は、
コンベヤーベルト３０１に関してある角度に配置されて
いる。すなわち、該装置により製造されるべきボードの
厚さに等しい距離だけベルト３０２がベルト３０１から
離隔されている際には、該装置の入り口端部３０３にて
ベルト３０２はベルト３０１から離隔されており、該装
置の出口端部３０４にてベルト３０２はベルト３０１に
向かって収束する。
【００２３】プラスチック材料の混合物は、それぞれが
成形ローラ３０６を含む精密な質量軽量供給フィーダま
たは他のフィーダにより、１以上のホッパー３０５から
コンベヤーベルト３０１上でデポジットされる。所望で
あれば、供給ローラ３０９、３１０により、それぞれ予
備形成されたシート３０７、３０８がコンベヤーベルト
３０１上でデポジットされた材料の反対側に塗布されて
もよい。
【００２４】２つのコンベヤーベルト３０１、３０２の
長さに沿って長手方向に離隔されている複数の対の電波
放射電極３１１〜３１６が、２つのコンベヤーベルト３
０１、３０２にまたがっている。よって、図４に示すよ
うに、電極対３１１は、下部ベルト３０１を下に敷き且
つ下部ベルト３０１に係合する下部電極３１１ａと、上
部ベルト３０２を上に重ね且つ上部ベルト３０２に係合
する上部電極３１１ｂを含む。これらの電極は、上部ベ
ルト３０２により下部ベルト３０１に関して規定される
搬送角度を決定する。ベルトに用いられる材料は、強
く、可撓性で、電気的に絶縁性であり、且つ電波放射を
伝達することが必要である。好ましくは、コンベヤーベ
ルト３０１、３０２は、ポリテトラフロオロエチレン等
の低い誘電率を有する材料で被覆されたガラス繊維から
なる。
【００２５】電極板（すなわち３１１ａ、３１１ｂ）及
びベルト３０１、３０２の間の摩擦を減少させるため
に、図５にて３２０で示すように、すべての電極板が複
数の開口を備えて形成され、該開口が圧縮空気源と結合
して、電極とコンベヤーベルトとの間に薄い（好ましく
は０．１mm未満）エアクッションを生成することが、好
ましい。図３において、圧縮空気源は３１７で、電波放
射電極３１１〜３１６に圧縮空気を導入する導管は３１
８〜３２０で、概略的に示される。
【００２６】さらに図３において、６対の電極３１１〜
３１６に対する６つの電波放射発生器３２１〜３２６が
概略的に示される。電波放射発生器は、好ましくは５０
Kwの最大出力を有する。各電波放射発生器は、所望の温
度プロファイルを作り出すために賦活される。該温度プ
ロファイルとしては、例えば、入口端部３０３から出口
端部３０４まで移動するにつれ、装置内で加熱された混
合物の温度を段階的に増加させることが挙げられる。一
実施例として、入口端部３０３にて２０℃まで、出口端
部３０４にて１２０〜１８０℃まで、電波放射吸収プラ
スチックピース（例えば、ポリ塩化ビニル）の外表面を
軟化させるに十分なほど、混合物を加熱するべく電波放
射発生器を制御することもできる。出口端部にて上部コ
ンベヤーベルト３０１により負荷される圧力は、好まし
くは約０．３〜１．２Kg/cm2であり、該圧力は、軟化し
た粒子を混合物の他の要素と、焼結により一緒に結合さ
せるに十分な大きさである。
【００２７】
【発明の効果】本発明のプラスチック製品の製造方法及
び装置によれば、廃棄プラスチック材料を利用して、容
積の大部分は廃棄プラスチック材料からなるが、外観は
新規なプラスチック製品と変わるところのないプラスチ
ック製品を製造することができる。また、原料となる廃
棄プラスチック材料として、木、金属、ガラス等の種々
の材料が混在したままの状態で用いることができるの
で、分別に要する費用を削減することができる。さら
に、新たな未処理プラスチック原料は、ごく僅かの使用
量で十分であるので、原材料コストを削減することがで
きる。
【００２８】以上のように、本発明のプラスチック製品
の製造方法及び装置は、廃棄プラスチック材料をリサイ
クルして利用することにより、原材料コストを削減する
と同時に、廃棄物処理問題をも解決することができるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるプラスチック材料のリサ
イクル装置の一形態の概略図である。
【図２】図２は、本発明によるプラスチック材料をリサ
イクルするバッチ法を示す。
【図３】図３は、本発明によるプラスチック材料のリサ
イクル装置の別の形態の該略図である。
【図４】図４は、図３の装置の一部を示す拡大断片図で
ある。
【図５】図５は、図３及び図４の装置に用いられる電波
放射電極の一つを示す図である。
【符号の説明】
２：コンベヤーベルト ４、６：ドラム ８：テーブル １０、１２、１４：ホッパー １６、１８：成形ローラ ２０：圧力ローラ ２２：電波放射ヒータ ２４：カッターブレード ２６：ドライブ ２８：速度検知器 ２００：プラスチックピース ２０２、２０６：予備成形プラスチックシート ２０４：モールド ２０８：頂部パネル ＲＦ：電波放射
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・バーマン イスラエル国40300 クファ・ヨナ，ハデ カリム・アヴェニュー ９

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記工程を備えることを特徴とするプラ
    スチック製品の製造方法：高い電波放射吸収性を有する
    ように０．００５よりも高い損失係数を有する熱可塑性
    材料を２〜１０mmの最大直径を有する大きさのピースに
    切断する切断工程；該熱可塑性材料のピースを少なくと
    も１つの他の粒状材料と混合する混合工程；該混合工程
    にて得られた混合物を支持表面上にデポジットさせるデ
    ポジット工程；及び焼結により混合物を結合させるため
    に該混合物に圧力を負荷しながら、誘電加熱により該熱
    可塑性材料のピースの主に外表面を軟化させるに十分な
    電波放射を該混合物に当てる電波放射負荷／加圧工程。
  2. 【請求項２】 前記少なくとも１つの他の粒状材料が、
    低い電波放射吸収性を有するように０．００５よりも低
    い損失係数を有する有機プラスチック材料であり、且つ
    該材料もまた２〜１０mmの最大直径を有する大きさのピ
    ースに切断される、ことを特徴とする請求項１のプラス
    チック製品の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記混合物が、さらに、高い電波放射吸
    収性を有する無機材料の粒子を含有する、ことを特徴と
    する請求項１または請求項２のプラスチック製品の製造
    方法。
  4. 【請求項４】 前記無機材料の粒子が、ケイ酸アルミニ
    ウムである、ことを特徴とする請求項３のプラスチック
    製品の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記電波放射により加熱される前に、前
    記混合物が前記支持表面上の複数の層にデポジットされ
    る、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項のプ
    ラスチック製品の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記混合物は前記電波放射により加熱さ
    れながら、テーブルの上全体を長手方向に移動する第１
    のコンベヤーベルトの形態の支持表面上にデポジットさ
    れ、次いで、第１のコンベヤーベルトと共に移動し且つ
    混合物がデポジットされる第１のコンベヤーベルトの一
    方の端部から該端部に対向する端部に向かって収束する
    角度にて該第１のコンベヤーベルトの上全体に整合され
    ている第２のコンベヤーベルトにより、該混合物に圧力
    が負荷される、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれ
    かに記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記電波放射が、前記コンベヤーベルト
    及び電波放射により加熱された混合物の両者にまたがる
    電波放射電極の複数の対により負荷され、該電波放射電
    極の複数の対は、前記２つのコンベヤーベルトの長さに
    沿って長手方向に離隔されており、且つ混合物が第１の
    コンベヤーベルトの一方の端部から対向する他方の端部
    まで移動するにつれ、所定の温度プロファイルに従っ
    て、電波放射により加熱された混合物の温度を段階的に
    増加させるように賦活される、ことを特徴とする請求項
    ６の方法。
  8. 【請求項８】 前記電波放射電極の開口を介して圧縮空
    気を供給し、電極と２つのコンベヤーベルトのそれぞれ
    との間に薄いエアクッションを作り出す、ことを特徴と
    する請求項７の方法。
  9. 【請求項９】 以下の構成を備えることを特徴とするプ
    ラスチック製品の製造装置：該装置の長手方向に延びる
    テーブル；該テーブルの上全体に長手方向に移動する第
    １のコンベヤーベルト；該第１のコンベヤーベルトと共
    に移動し且つ該第１のコンベヤーベルトの一方の端部か
    ら該端部に対向する端部に向かって収束する角度にて、
    該第１のコンベヤーベルトの上全体に整合する第２のコ
    ンベヤーベルト；及び、 ２つのコンベヤーベルトの長手方向に沿って且つ２つの
    コンベヤーベルトにまたがって離隔されている複数の対
    の電波放射電極。
  10. 【請求項１０】 前記電波放射電極が開口を備えて形成
    されており、圧縮空気源と連結して、前記電極と前記２
    つのコンベヤーベルトのそれぞれとの間に薄いエアクッ
    ションを作り出している、ことを特徴とする請求項９の
    装置。
  11. 【請求項１１】 少なくとも１つの他の材料と混合され
    ている高い電波放射吸収性を有する有機プラスチック材
    料のピースを含有しており、請求項１〜８のいずれかに
    より製造されたことを特徴とするプラスチック焼結製
    品。
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