JPH10113924A - 合成樹脂チップの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成樹脂を溶融して板状にしコンベア上に落
として適度に冷却し、圧延の上、巾方向に切断してか
ら、長手方向に切断して、チップを製造する装置におい
て、運転中のトラブルを無くして省力化を実現すると共
に、粉塵の発生しないチップ及び新材料と同じ円柱状の
チップを製造する装置を提供する。 【構成】 押出機及び金型により溶融、板状にし、この
板状樹脂を受けるコンベアを備え、適当な厚さに圧延す
るための圧延ロールと、冷却水槽、冷却水の噴霧、空気
により適度に冷却するための冷却機構と、一組の噛み合
った溝付きローラーにより巾方向に切断し、同時に半円
形の溝によりストランドを円柱状に賦形する造形ローラ
ーと、長手方向に切断するための回転刃を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は産業廃棄物の中で大き
な比重を締めている合成樹脂廃棄物の再利用に特に効果
を発揮するものである。

【０００２】

【従来の技術】 一般の合成樹脂を再生利用するときは
金型に２〜５ｍｍのノズル（丸穴）を多数設け、溶融樹
脂は丸棒状に押し出され、水槽で冷やされて固化した
後、ロールで引取り、回転式の刃物で切断されてチップ
にされる。

【０００３】 合成樹脂廃棄物は合成樹脂以外の異物が
混入しているため、押出機で再生するときにノズルから
出てくる溶融樹脂丸棒にこの異物が入ってしまう。この
ままこのストランドをロールで引き取ると異物のために
ストランドが切れてしまい、作業者はその都度切れた熱
いストランドを手で掴んで引取ロールまで持っていき、
ロールに挟まなくてはならないが、異物が多いときは作
業者は金型と引取ロールの間（一般の再生装置では６〜
８ｍ）を絶え間なく行き来しなくてはならない。

【０００４】 押出機の吐出口に金網を入れて異物を取
り除く方法が有るが、異物が多いとすぐに金網が目詰ま
りするので、金網を交換するために再生装置をその都度
停止する必要があり、稼働率が極端に下がってしまう。

【０００５】 以上の問題を解決しようと特開昭５０−
２３４５５号公報に開示されているように、溶融樹脂を
シート状に出してから薄肉部を賦形し、この薄肉部を機
械的、物理的に分離してチップとする製造方法がある
が、この方法ではポリスチレン樹脂のように固く、割れ
やすい樹脂では賦形時に薄肉部のみが先に冷却固化され
クラックが入り、バラバラとなってシート状での引取が
出来なくなる。また、ポリエチレン樹脂のように柔らか
く、伸びやすい樹脂では賦形後に機械的、物理的に分離
しようとしても、薄肉部がさらに薄く伸びるだけで分離
は不可能だった。

【０００６】 特開昭５７−１８２４０３号公報に開示
されている造粒装置も既述の特開昭５０−２３４５５号
公報に開示されているチップ製造方法と同様に、固く、
割れやすい樹脂ではシート状での引取が出来ない。また
柔らかく、伸びやすい樹脂の薄肉部を切断しようと、受
刃に傾斜溝を設け賦形されたシートの突起部をこの傾斜
溝にはめ込んで切断しようとの試みがされているが、賦
形ロールから受刃までの間で冷却収縮によりシート巾が
狭くなり巾方向のチップの寸法が受け刃の傾斜溝のピッ
チと合わなくなり，上面と傾斜溝の間にチップが乗り上
げて傾斜溝での分離が出来ない。収縮の程度は樹脂の種
類と溶融温度により大幅に異なる（一般に３〜１０％）
ため、この方法での造粒装置では一種類の樹脂の一品種
にしか適応が出来ない。

【０００７】 特開昭５０−２３４５５号公報及び特開
昭５７−１８２４０３号公報に開示されているような、
シート状の溶融樹脂を片側からのみ賦形する方法では、
チップ形状は角形、台形または半円形となり、合成樹脂
の標準形状である円柱状と異なるため、ホッパー内で詰
まったりブリッジを起こしやすい。

【０００８】 合成樹脂の新原料に品質の劣る再生原料
を均一に混合して、合成樹脂製品を成形するとき、円柱
状の新原料は滑り易く、角形、台形または半円形の再生
原料は滑りにくいので、ホッパー内で分離し、成形初期
の製品は新原料の比率が高く、成形終了間際の製品は品
質の劣る再生原料の比率が高くなってしまう。成形終了
間際の合成樹脂製品の品質を最低基準に合わせて混合比
率を決めると再生チップの混合比率は約１０％以下と小
さくしなくてはならないのでコスト削減の効果が望めな
い。

【０００９】 再生チップの製造中、袋詰め中はもとよ
り成形時、特に空気輸送をする時に、薄肉部がチップか
ら分離し粉塵となって工場内の空中に舞い、作業環境を
悪化させる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】 産業廃棄物としての
異物の多い合成樹脂廃棄物を、押出機で溶融再生し、チ
ップ状にして再利用するとき、ストランド切れを無くす
ためシート状に押し出した溶融樹脂を冷却、切断してチ
ップにするまでの工程で、固く、割れやすい樹脂であっ
ても、シートが割れないで連続して引き取れるようにす
る。

【００１１】 柔らかい、伸びやすい樹脂であっても確
実に切断してチップ状にする。

【００１２】 収縮率その他の特性が大きく異なる各種
の樹脂、品種であっても同一の装置で、部品を交換する
ことなくチップを製造出来るようにする。

【００１３】 シート状の溶融樹脂から、合成樹脂チッ
プの標準形状である円柱状のチップを製造する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】 図１により説明する。
押出機と吐出口に取り付けられた金型より溶融樹脂が板
状に押し出されると、その重量により下方に垂れ下がり
コンベア上に乗り、コンベアにより上下一組の圧延ロー
ルにおくられる。圧延ロールで溶融樹脂板の厚さを適度
（実用的には２〜４ｍｍ）に圧延し、上下のコンベアベ
ルトで挟んで造形ローラーまで移送する。

【００１５】 冷却水の水面高さは調節可能な構造と
し、少なくとも上部圧延ロールの下面よりも上に水面を
上げられるようにし、冷却の程度を調節出来る構造にす
る。

【００１６】 コンベアベルトは細い巾のベルトを複数
本、間隔を開けて配置し、冷却水をノズルより噴霧して
板状樹脂の表面に発生する気泡を吹き飛ばして冷却効果
を上げられる機構とし、冷却し過ぎのときは冷却水の代
わりに空気のみを吹き出したりノズルを使用しないで冷
却の程度を巾広く調節できる。

【００１７】 板状樹脂の上下面の温度差、両端部と中
心部との温度差による収縮量の違いで板状樹脂が蛇行す
るのを防ぎ運転中のトラブルをなくすため、上下のコン
ベアで板状樹脂を挟んで移送する。

【００１８】 板状樹脂の巾方向の切断は、図２に示す
上下の造形ローラーで行う。造形ローラーの外周には２
〜４ｍｍ巾の溝を等間隔に設け、ピッチは溝巾の約２倍
とし、上下造形ローラーの溝は相互にずらして噛み込む
ようにし、角部を切断刃とする。

【００１９】 図３に示すように造形ローラーの外径山
部に半円の溝をつけ、溝部にも半円の溝をつけ、板状樹
脂は切断されると同時に上下造形ローラーの各半円の溝
で円柱状に賦形される。

【００２０】 複数の円柱状に賦形されたストランドは
図４で示される回転式刃物で長さ２〜４ｍｍに切断して
円柱状のチップとし、シュートより排出する。

【００２１】

【作用】 板状の溶融樹脂は自由落下によりコンベア上
に乗り、コンベアにより圧延ロールに移送され、圧延後
も造形ロールまでコンベアで移送され、造形ローラーに
よる切断、賦形から回転刃による長さ方向の切断、排出
まで連続して行われるため省力化が達成出来た。

【００２２】 上部コンベアにより板状の樹脂を挟んで
移送出きるので、冷却収縮の違いによる樹脂の蛇行を防
止出来たので運転中のトラブルが無くなり省力化が達成
出来た。

【００２３】 冷却水中での冷却、冷却水の噴霧による
冷却または空気による冷却と冷却の程度を巾広く調整出
来るので、固く、割れ易い樹脂には冷却を弱く、柔らか
い樹脂には冷却を強くして、割れを防止しながら確実な
切断と賦形性を調整出来るように成り、樹脂の種類、品
種を選ばずに再生チップを製造出来た。

【００２４】 造形ローラーの噛み合わせにより巾方向
の切断をしているため薄片粉塵が生じないので再生チッ
プ製造現場の作業環境と、再生チップ使用時の作業環境
を改善出来た。

【００２５】 円柱状の新材料と同じ形状の再生チップ
が得られるので、新材料に再生チップを混合して合成樹
脂製品を成形するときにホッパー内で分離が起こらない
ため合成樹脂製品の品質が安定した。

【００２６】 円柱状の新材料と同じ形状の再生チップ
が得られるので、新材料に再生チップを混合して合成樹
脂製品を成形するときにホッパー内で分離が起こらない
ため合成樹脂製品の品質が安定するので、品質基準の限
界まで品質の劣る再生チップの混合比率を増やし、コス
トの削減が出来た。

【００２７】

【実施例】 図面により本発明の実施例を説明する。

【００２８】 図１は合成樹脂の再生装置全体を画いた
もので、押出機１に取り付けた金型２より押し出される
板状樹脂３が下側コンベア５の上に乗り、圧延ロール４
で圧延されてから、下側コンベア５と上側コンベア６に
挟まれて造形ローラー７に移送され、造形ローラー７で
巾方向に切断されると同時に円柱状に賦形し、押さえロ
ール８で円柱状のストランド樹脂を押さえながら、回転
刃９で長手方向に切断し、円柱状チップにして、シュー
ト１０より排出する。

【００２９】冷却水槽１１には給水口と排水口が備えら
れ水が張られたとき排水口の高さを変えて水面の高さを
変えられる構造に成っている。噴霧ノズル１２は水また
は空気のどちらでも使用出来、ノズルの高さ、向きはか
えられる。

【００３０】テスト機においては圧延ロール４、造形ロ
ーラー７及び回転刃９はそれぞれ別個に速度を変えられ
るよう３台の無断変速モーターで駆動した。

【００３１】 押出機１にはスクリュー径が６５ｍｍ，
Ｌ／Ｄ＝３６、無段階にスクリューの回転数を変えて吐
出量を調節出来、温度は０〜４００℃まで設定出来る押
出機を使用した。

【００３２】 金型２の吐出口は、巾＝１１０ｍｍ、隙
間＝０〜５ｍｍまで調整出来る構造で、温度は０〜４０
０℃まで設定出来るようヒーターが取り付けられてい
る。板状樹脂の吐出方向は当初は水平で製作したがテス
ト中に溶融樹脂が金型に粘着して運転トラブルとなるの
で、水平より下向き３０゜に改造して後、安定して運転
が出来るようになった。

【００３３】 テストにおいては金型の隙間は３．０〜
４．５ｍｍに調節した。ポリスチレン樹脂においては金
型から出てくる板状の樹脂は膨らむ傾向が有り、隙間は
３．０〜３．５ｍｍの間で安定した運転ができた。軟質
ポリエチレン樹脂においては金型から出てくる板状の樹
脂は薄くなる傾向が有り、隙間は４．０〜４．５ｍｍの
間で安定した運転が出来た。

【００３４】 圧延ロール４の上下の隙間は２．０〜
３．０ｍｍに調節してテストしたが，２．０〜２．５ｍ
ｍの間で安定した運転が出来た。

【００３５】 下側コンベアは当初、２０ｍｍ巾の狭い
ベルトを２０ｍｍの間隔を開けて並べたが、溶融粘度の
低い（柔らかい）軟質ポリエチレン樹脂を押し出すと金
型から落ちてくる板状の樹脂がベルトの間に垂れ下がり
引っかかるため、一本の広幅ベルトに交換し安定した運
転が出来るようになった。このコンベアは圧延ロール４
と同じ速度になるよう圧延ロール４用の駆動モーターで
伝導ベルトと歯車を介して駆動されている。

【００３６】 上側コンベアは２０ｍｍ巾の狭いベルト
を２０ｍｍの間隔を開けて並べて安定した運転が出来
た。このコンベアは上側圧延ロール４により駆動されて
いる。

【００３７】 上下コンベア共にフッソ樹脂をコーティ
ングした非粘着性のベルトを使用したので、板状の溶融
樹脂との粘着はなかった。

【００３８】 造形ローラーは当初図２で示される角溝
で巾方向の切断だけを考えていたが出来たチップが角型
のため前記のようにホッパー内でブリッジを起こした
り、混合比が変わってしまうので、図３で示される半円
溝を追加した造形ローラーを発明し製作、交換、テスト
を行ったところ、新材料と同じ太さ＝２．５ｍｍ、長さ
＝３．０ｍｍの円柱状のチップが得られた。

【００３９】

【発明の効果】 円柱状の合成樹脂再生チップが製造で
きた。

【００４０】 ポリスチレン樹脂の円柱状再生チップを
混合して合成樹脂製品の成形を行ったところ、初期成型
品、中間時期成型品、後期成型品の品質（特に強度）に
差異が無かったので、再生チップの混合比を３０％まで
上げる事が出来、角型再生チップ使用時の混合比１０％
に比較し原料コストを１３％下げることが出来た。

【００４１】 円柱状再生チップでは、ホッパー内での
詰まり、ブリッジを起こすことが無くなり、取り扱い上
のトラブルを解消出来た。

【００４２】 薄肉部の粉塵が出ないので、合成樹脂廃
棄物の再生工場の作業環境が良くなった。

【００４３】 板状樹脂が工程上で途切れることが無く
なったので作業者が再生装置に張り付き、監視、接続、
再始動などの作業をする必要が無くなり無人化が達成出
来た。

【００４４】 固く、割れやすい樹脂から、柔らかく伸
び易い樹脂まで、樹脂の種類と品種を問わずに、一台の
装置で合成樹脂廃棄物の再生が出来るように成った。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による合成樹脂チップの製造装置の全
体図

【図２】 当初のテストに使用した造形ロールの断面図

【図３】 円柱状チップを製造するために発明した造形
ロールの断面図

【図４】 造形ローラー、回転刃部分図

【符号の説明】

１ 押出機 ２ 金型 ３ 板状溶融樹脂 ４ 圧延ロール ５ 下側コンベア ６ 上側コンベア ７ 造形ローラー ８ 押さえロール ９ 回転刃 １０ シュート １１ 冷却水槽 １２ 噴霧ノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機の吐出口に金型を取り付け、この
   金型より溶融した樹脂を連続して板状に押し出し、金型
   の下側に配設したコンベア上に落としてから圧延ロール
   により所定の板厚に圧延し、さらにコンベアで移送しな
   がら水中、水のシャワー又は空気により溶融樹脂を適度
   に冷却してから、一組の溝付き造形ローラーの溝の噛み
   合わせにより巾方向に切断しストランド状にした後、回
   転式の刃物により必要な長さに切断してチップとする、
   合成樹脂チップの製造装置。
2. 【請求項２】 押出機の吐出口に金型を取り付け、この
   金型より溶融した樹脂を連続して板状に押し出し、金型
   の下側に配設した下側コンベア上に落としてから圧延ロ
   ールにより所定の板厚に圧延し、さらに上部圧延ロール
   で駆動され造形ローラーの間近までの長さを持った上側
   押さえ用コンベアと金型下部から造形ローラーの間近ま
   での長さを持った下側コンベアで板状の樹脂を移送しな
   がら水中、水のシャワー又は空気により溶融樹脂を適度
   に冷却してから、一組の溝付き造形ローラーの溝の噛み
   合わせにより巾方向に切断しストランド状にした後、回
   転式の刃物により必要な長さに切断してチップとする、
   合成樹脂チップの製造装置。
3. 【請求項３】 押出機の吐出口に金型を取り付け、この
   金型より溶融した樹脂を連続して板状に押し出し、コン
   ベア上に落としてから圧延ロールにより所定の板厚に圧
   延し、さらにコンベアで移送しながら水中、水のシャワ
   ー又は空気により溶融樹脂を適度に冷却してから、一組
   の溝付き造形ローラーの溝の噛み合わせにより巾方向に
   切断しストランド状にするのと同時に各々のストランド
   の断面形状を造形ローラーの半円溝で角型から丸型に賦
   形し、回転式の刃物により必要な長さに切断して円柱状
   のチップとする、合成樹脂チップの製造装置。