JPH11226956A - プラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法及び成形品 - Google Patents
プラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法及び成形品Info
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- JPH11226956A JPH11226956A JP3475898A JP3475898A JPH11226956A JP H11226956 A JPH11226956 A JP H11226956A JP 3475898 A JP3475898 A JP 3475898A JP 3475898 A JP3475898 A JP 3475898A JP H11226956 A JPH11226956 A JP H11226956A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラスチック廃材を有効に再利用する。
【解決手段】 回収された熱可塑性樹脂からなるプラス
チック廃材１を、粉砕装置により細片化し、チップ状の
プラスチック材料３とする（Ｐ１）。古紙，ゴム廃材，
繊維，木粉等の異質廃材２を混入して原料とする場合に
は、これも細片状，パウダー状とする（Ｐ２）。１種類
以上のプラスチック材料３さらには異質材料４をミキシ
ング機に供給し、ミキシング機によりチャンバ内の材料
３，４を撹拌羽根の高速回転により撹拌混合して内部摩
擦熱により樹脂を溶融させ、ゲル状の成形材料５とする
（Ｐ３）。成型装置により、ゲル状の成形材料を所定形
状に成形し、成形品６を得る。
チック廃材１を、粉砕装置により細片化し、チップ状の
プラスチック材料３とする（Ｐ１）。古紙，ゴム廃材，
繊維，木粉等の異質廃材２を混入して原料とする場合に
は、これも細片状，パウダー状とする（Ｐ２）。１種類
以上のプラスチック材料３さらには異質材料４をミキシ
ング機に供給し、ミキシング機によりチャンバ内の材料
３，４を撹拌羽根の高速回転により撹拌混合して内部摩
擦熱により樹脂を溶融させ、ゲル状の成形材料５とする
（Ｐ３）。成型装置により、ゲル状の成形材料を所定形
状に成形し、成形品６を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック廃材
の有効利用を図るようにしたプラスチック廃材を原料と
する成形品の製造方法及び成形品に関する。
の有効利用を図るようにしたプラスチック廃材を原料と
する成形品の製造方法及び成形品に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】市場には多種のプラス
チック製品が大量に供されているが、それに伴い、産業
廃棄物，一般廃棄物として排出されるプラスチック廃材
も大量となり、環境保護、資源確保等の観点から、その
処理が大きな社会問題となってきている。近年、プラス
チック製品に対する材質表示が行われ、プラスチック廃
材の種類毎の分別回収が推奨されてきており、廃棄物の
一部は再生材料とされて再利用（リサイクル）されてい
る。ところが、プラスチック廃材のうち再生利用される
ものは、僅か１０％程度に過ぎず、残りの９０％（産業
廃棄物だけでも年間７００万ｔ以上）が埋立てあるいは
焼却処分されているのが現状である。
チック製品が大量に供されているが、それに伴い、産業
廃棄物，一般廃棄物として排出されるプラスチック廃材
も大量となり、環境保護、資源確保等の観点から、その
処理が大きな社会問題となってきている。近年、プラス
チック製品に対する材質表示が行われ、プラスチック廃
材の種類毎の分別回収が推奨されてきており、廃棄物の
一部は再生材料とされて再利用（リサイクル）されてい
る。ところが、プラスチック廃材のうち再生利用される
ものは、僅か１０％程度に過ぎず、残りの９０％（産業
廃棄物だけでも年間７００万ｔ以上）が埋立てあるいは
焼却処分されているのが現状である。
【０００３】このようなプラスチック廃材の再生利用を
阻害する要因としては、再生に要するコストが高いとい
う点があげられる。即ち、プラスチック廃材（例えばＰ
Ｐ，ＰＥ等の熱可塑性樹脂）の再生方法としては、回収
された所定種類のプラスチック廃材を細片化し、その細
片化された材料を押出成形機に投入し、所定の溶解温度
までヒータ加熱して溶解させ、溶解したプラスチックを
細紐状に押出してこれを冷却，細断（ペレット化）して
ペレット状のプラスチック再生原料（中間材）とするこ
とが行われている。
阻害する要因としては、再生に要するコストが高いとい
う点があげられる。即ち、プラスチック廃材（例えばＰ
Ｐ，ＰＥ等の熱可塑性樹脂）の再生方法としては、回収
された所定種類のプラスチック廃材を細片化し、その細
片化された材料を押出成形機に投入し、所定の溶解温度
までヒータ加熱して溶解させ、溶解したプラスチックを
細紐状に押出してこれを冷却，細断（ペレット化）して
ペレット状のプラスチック再生原料（中間材）とするこ
とが行われている。
【０００４】しかしながら、プラスチック材料は多種多
様（例えば熱可塑性樹脂だけでも７系種１６種類に大別
される）であり、上記のような再生を行うにあたって
は、その前段階として、プラスチック廃材を所定の種類
毎に選別する仕分選別作業、異物を分離する分離作業、
洗浄、乾燥等の中間工程が必要となり、大幅なコスト高
を招いていたのである。これは、溶解温度（融点）がプ
ラスチックの種類毎に異なり、熱劣化の問題があって複
数種類のプラスチックを混合して溶解することが不可能
であったためである。
様（例えば熱可塑性樹脂だけでも７系種１６種類に大別
される）であり、上記のような再生を行うにあたって
は、その前段階として、プラスチック廃材を所定の種類
毎に選別する仕分選別作業、異物を分離する分離作業、
洗浄、乾燥等の中間工程が必要となり、大幅なコスト高
を招いていたのである。これは、溶解温度（融点）がプ
ラスチックの種類毎に異なり、熱劣化の問題があって複
数種類のプラスチックを混合して溶解することが不可能
であったためである。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、プラスチック廃材を有効に再利用する
ことができるプラスチック廃材を原料とする成形品の製
造方法及び成形品を提供するにある。
で、その目的は、プラスチック廃材を有効に再利用する
ことができるプラスチック廃材を原料とする成形品の製
造方法及び成形品を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】従来では、熱可塑性樹脂
からなるプラスチック廃材の再生は、その種類毎に行わ
れることが通常であり、２種以上の異種プラスチックを
混合して再生することは不可能と考えられていた。これ
に対し、本発明者は、ヒータ加熱等の外部加熱方式で
は、異種プラスチックを混合状態で溶融し再生すること
は困難であるが、摩擦熱による内部加熱方式によれば、
短時間で溶融温度まで達し、熱劣化を起こさない状態で
溶融状態（ゲル状）の成形材料を得ることができること
を知見すると共に、そのゲル状の成形材料を短時間のう
ちにそのまま成形することにより、成形品とすることが
できることを確認し、本発明を成し遂げたのである。
からなるプラスチック廃材の再生は、その種類毎に行わ
れることが通常であり、２種以上の異種プラスチックを
混合して再生することは不可能と考えられていた。これ
に対し、本発明者は、ヒータ加熱等の外部加熱方式で
は、異種プラスチックを混合状態で溶融し再生すること
は困難であるが、摩擦熱による内部加熱方式によれば、
短時間で溶融温度まで達し、熱劣化を起こさない状態で
溶融状態（ゲル状）の成形材料を得ることができること
を知見すると共に、そのゲル状の成形材料を短時間のう
ちにそのまま成形することにより、成形品とすることが
できることを確認し、本発明を成し遂げたのである。
【０００７】このとき、原料となるプラスチック材料が
単一種類の場合は勿論、二種類以上のプラスチックが混
合されている材料であっても、溶融、成形が可能であ
り、さらには、材料に紙，ゴム，繊維，金属粉，木粉等
の異質材料を混入させても、溶融，成形が可能である。
また、撹拌混合すべき材料は、摩擦熱を良好に発生させ
るため、細片化しておく必要がある。そして、この場
合、材料を内部摩擦熱により溶融させるための装置とし
ては、チャンバ内に複数枚の撹拌羽根を有し、それら撹
拌羽根を超高速回転（羽根の先端速度が１５〜４０ｍ／
秒）させるようにしたミキシング機を用いることがで
き、これにより、熱劣化や剪断作用を起こさない状態
で、短時間（数秒〜数十秒）で材料を溶融させてゲル状
の成形材料を得ることができる。
単一種類の場合は勿論、二種類以上のプラスチックが混
合されている材料であっても、溶融、成形が可能であ
り、さらには、材料に紙，ゴム，繊維，金属粉，木粉等
の異質材料を混入させても、溶融，成形が可能である。
また、撹拌混合すべき材料は、摩擦熱を良好に発生させ
るため、細片化しておく必要がある。そして、この場
合、材料を内部摩擦熱により溶融させるための装置とし
ては、チャンバ内に複数枚の撹拌羽根を有し、それら撹
拌羽根を超高速回転（羽根の先端速度が１５〜４０ｍ／
秒）させるようにしたミキシング機を用いることがで
き、これにより、熱劣化や剪断作用を起こさない状態
で、短時間（数秒〜数十秒）で材料を溶融させてゲル状
の成形材料を得ることができる。
【０００８】本発明のプラスチック廃材を原料とする成
形品の製造方法は、熱可塑性樹脂からなるプラスチック
廃材を細片化した材料を、高速回転する撹拌羽根を有す
るチャンバ内に収容して撹拌混合し、内部摩擦熱により
溶融させてゲル状の成形材料を得る溶融工程と、前記ゲ
ル状の成形材料を熱劣化が生じない短時間内に成形装置
により所定形状に成形する成形工程とを実行するところ
に特徴を有する（請求項１の発明）。
形品の製造方法は、熱可塑性樹脂からなるプラスチック
廃材を細片化した材料を、高速回転する撹拌羽根を有す
るチャンバ内に収容して撹拌混合し、内部摩擦熱により
溶融させてゲル状の成形材料を得る溶融工程と、前記ゲ
ル状の成形材料を熱劣化が生じない短時間内に成形装置
により所定形状に成形する成形工程とを実行するところ
に特徴を有する（請求項１の発明）。
【０００９】これによれば、上述のように、溶融工程に
おいて、プラスチック廃材を細片化した材料を内部摩擦
熱により溶融したゲル状の成形材料が得られ、成形工程
において、その成形材料が所定形状に成形されて製品と
なる。このとき、細片化したプラスチック廃材を種別な
く材料として使用することができ、仕分選別作業、分離
作業などの面倒な中間工程を行う必要がなくなり、しか
も、溶融材料を一旦ペレット化することもなく直接成形
して再生製品とすることができるので、簡単な工程でプ
ラスチック廃材の再生が可能となる。
おいて、プラスチック廃材を細片化した材料を内部摩擦
熱により溶融したゲル状の成形材料が得られ、成形工程
において、その成形材料が所定形状に成形されて製品と
なる。このとき、細片化したプラスチック廃材を種別な
く材料として使用することができ、仕分選別作業、分離
作業などの面倒な中間工程を行う必要がなくなり、しか
も、溶融材料を一旦ペレット化することもなく直接成形
して再生製品とすることができるので、簡単な工程でプ
ラスチック廃材の再生が可能となる。
【００１０】尚、本発明を適用することが可能なプラス
チックの種類としては、ポリエチレン，ポリプロピレ
ン，ポリスチレン，ＡＢＳ等の炭化水素系樹脂、ＰＭＭ
Ａ等のアクリル系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体等
の酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル，塩化ビニリデン，フ
ッ素樹脂等の含ハロゲン系樹脂、ポリカーボネート，Ｐ
ＢＴ等のポリエステル樹脂、６ナイロン等のポリアミド
樹脂、フェニレンオキサイド，ポリアセタール等のポリ
エーテル樹脂など、熱可塑性樹脂全般に渡るものであ
る。
チックの種類としては、ポリエチレン，ポリプロピレ
ン，ポリスチレン，ＡＢＳ等の炭化水素系樹脂、ＰＭＭ
Ａ等のアクリル系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体等
の酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル，塩化ビニリデン，フ
ッ素樹脂等の含ハロゲン系樹脂、ポリカーボネート，Ｐ
ＢＴ等のポリエステル樹脂、６ナイロン等のポリアミド
樹脂、フェニレンオキサイド，ポリアセタール等のポリ
エーテル樹脂など、熱可塑性樹脂全般に渡るものであ
る。
【００１１】この場合、前記材料として、単独種類のプ
ラスチックが適用できることは勿論、二種類以上のプラ
スチックを混合することもできる（請求項２の発明）。
さらには、材料に、古紙，ゴム，繊維，木粉等の異質材
料を混入することも可能である（請求項３の発明）。
ラスチックが適用できることは勿論、二種類以上のプラ
スチックを混合することもできる（請求項２の発明）。
さらには、材料に、古紙，ゴム，繊維，木粉等の異質材
料を混入することも可能である（請求項３の発明）。
【００１２】これによれば、複数種類のプラスチックさ
らには異質材料が混ざっていても撹拌混合による溶融が
可能であり、成形品としての再生に支障がないので、ラ
ミネート材等の従来では再生が困難であった廃材につい
ても再生可能な材料として容易に使用することができ、
ひいては、プラスチック廃材の再生率を飛躍的に向上さ
せることが可能となる。それに加え、複数種類を混ぜる
ことによって、得られる成形品の色や外観、表面状態、
硬さや強度、重量等を積極的に変えることができ、従来
に存在しなかったいわば新素材として提供することも可
能となる。
らには異質材料が混ざっていても撹拌混合による溶融が
可能であり、成形品としての再生に支障がないので、ラ
ミネート材等の従来では再生が困難であった廃材につい
ても再生可能な材料として容易に使用することができ、
ひいては、プラスチック廃材の再生率を飛躍的に向上さ
せることが可能となる。それに加え、複数種類を混ぜる
ことによって、得られる成形品の色や外観、表面状態、
硬さや強度、重量等を積極的に変えることができ、従来
に存在しなかったいわば新素材として提供することも可
能となる。
【００１３】本発明のプラスチック廃材を原料とする成
形品は、熱可塑性樹脂からなるプラスチック廃材を細片
化した材料を内部摩擦熱により溶融させたゲル状の成形
材料を、所定形状に成形してなるところに特徴を有する
（請求項４の発明）。これによれば、プラスチック廃材
を原料とすると共に、上述のように簡単な製造工程で済
むので、成形品を安価に提供することができる。
形品は、熱可塑性樹脂からなるプラスチック廃材を細片
化した材料を内部摩擦熱により溶融させたゲル状の成形
材料を、所定形状に成形してなるところに特徴を有する
（請求項４の発明）。これによれば、プラスチック廃材
を原料とすると共に、上述のように簡単な製造工程で済
むので、成形品を安価に提供することができる。
【００１４】尚、成形品を様々な形状とすることによ
り、各種の製品を提供することができる。製品としての
例をあげれば、工業用のパレット，ダネージ，バケッ
ト，バール，カート，敷き板（すのこ），箱（コンテ
ナ）、食品用の汎用箱、農業，水産用のコンテナ、医療
用の廃処理ボックス、自動車用脱出ツール、建築資材と
して天井板，床材や防音壁、ドアや家具の隠れ材，補強
材、Ｕ字溝、ブロック、杭、埋設管などがあり、その他
にも様々なものが考えられる。
り、各種の製品を提供することができる。製品としての
例をあげれば、工業用のパレット，ダネージ，バケッ
ト，バール，カート，敷き板（すのこ），箱（コンテ
ナ）、食品用の汎用箱、農業，水産用のコンテナ、医療
用の廃処理ボックス、自動車用脱出ツール、建築資材と
して天井板，床材や防音壁、ドアや家具の隠れ材，補強
材、Ｕ字溝、ブロック、杭、埋設管などがあり、その他
にも様々なものが考えられる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら説明する。まず、図２及び図３を参
照して、本実施例に係る成形品の製造方法を実施するた
めの装置の構成について述べる。
図面を参照しながら説明する。まず、図２及び図３を参
照して、本実施例に係る成形品の製造方法を実施するた
めの装置の構成について述べる。
【００１６】図３は、使用される製造設備７の概略的レ
イアウトを示しており、この製造設備７は、プラスチッ
ク廃材を粉砕するための粉砕装置８、材料を収容すると
共に計量して供給するための材料計量混合供給装置９、
供給された材料を内部摩擦熱により溶融させてゲル状の
成形材料とするミキシング機１０、このミキシング機１
０から排出された成形材料を搬送するゲル搬送ロボット
１１、成形材料を所定形状に成形する成型装置１２、こ
の成型装置１２により成形された製品を搬出する製品搬
出装置１３、上記各装置を制御するための制御盤１４等
を備えて構成されている。
イアウトを示しており、この製造設備７は、プラスチッ
ク廃材を粉砕するための粉砕装置８、材料を収容すると
共に計量して供給するための材料計量混合供給装置９、
供給された材料を内部摩擦熱により溶融させてゲル状の
成形材料とするミキシング機１０、このミキシング機１
０から排出された成形材料を搬送するゲル搬送ロボット
１１、成形材料を所定形状に成形する成型装置１２、こ
の成型装置１２により成形された製品を搬出する製品搬
出装置１３、上記各装置を制御するための制御盤１４等
を備えて構成されている。
【００１７】そのうち粉砕装置８は、例えば汎用の粉砕
機からなり、プラスチック廃材を粉砕して例えば１cm角
程度のチップ状に細片化するようになっている。前記材
料計量混合供給装置９は、例えば３個のホッパー９ａを
備え、それらホッパー９ａ内に収容された材料を、所定
量ずつ計量して夫々供給路９ｂを通してミキシング機１
０に供給するように構成されている。
機からなり、プラスチック廃材を粉砕して例えば１cm角
程度のチップ状に細片化するようになっている。前記材
料計量混合供給装置９は、例えば３個のホッパー９ａを
備え、それらホッパー９ａ内に収容された材料を、所定
量ずつ計量して夫々供給路９ｂを通してミキシング機１
０に供給するように構成されている。
【００１８】そして、前記ミキシング機１０は、図２に
示すように構成されている。即ち、ミキシング機１０の
ベース１５上の図で右寄り部分には、モータ１６が設け
られ、ベース１５上の図で左寄り部分には、チャンバ１
７が設けられている。このチャンバ１７の右側には、材
料供給室１８が隣接して設けられ、それらは連通口１８
ａにより連通している。また、これらチャンバ１７及び
材料供給室１８の両室を前記連通口１８ａ部分を通って
左右方向に貫通して延びる駆動軸１９が設けられてい
る。
示すように構成されている。即ち、ミキシング機１０の
ベース１５上の図で右寄り部分には、モータ１６が設け
られ、ベース１５上の図で左寄り部分には、チャンバ１
７が設けられている。このチャンバ１７の右側には、材
料供給室１８が隣接して設けられ、それらは連通口１８
ａにより連通している。また、これらチャンバ１７及び
材料供給室１８の両室を前記連通口１８ａ部分を通って
左右方向に貫通して延びる駆動軸１９が設けられてい
る。
【００１９】この駆動軸１９は、両端側が軸受２０，２
０により回転自在に支持されると共に、その図で右端部
がカップリング２１を介して前記モータ１６の回転軸１
６ａに連結されている。この駆動軸１９には、前記材料
供給室１８内に位置して、材料を連通口１８ａを通して
チャンバ１７内に送るためのスクリュー２２が設けられ
ていると共に、前記チャンバ１７内に位置して、材料を
混合し、内部摩擦熱により溶融させるための複数本の撹
拌羽根２３が設けられている。また、図示はしないが、
この駆動軸１９は中空状に構成されており、図で左端部
に設けられる冷水循環パイプ２４を通して内部に過熱防
止用の冷水が循環されるようになっている。
０により回転自在に支持されると共に、その図で右端部
がカップリング２１を介して前記モータ１６の回転軸１
６ａに連結されている。この駆動軸１９には、前記材料
供給室１８内に位置して、材料を連通口１８ａを通して
チャンバ１７内に送るためのスクリュー２２が設けられ
ていると共に、前記チャンバ１７内に位置して、材料を
混合し、内部摩擦熱により溶融させるための複数本の撹
拌羽根２３が設けられている。また、図示はしないが、
この駆動軸１９は中空状に構成されており、図で左端部
に設けられる冷水循環パイプ２４を通して内部に過熱防
止用の冷水が循環されるようになっている。
【００２０】また、前記材料供給室１８の上部には、前
記材料計量混合供給装置９から供給される材料を受ける
ホッパー２５が設けられている。そして、前記チャンバ
１７の下部には、溶融してゲル化した成形材料を排出す
るための排出口２６が設けられ、この排出口２６は開閉
機構２７により開閉されるようになっている。排出口２
６の外側には樋状の排出路２８が設けられている。さら
に、チャンバ１７の上部には、内部温度を非接触で検出
するための赤外線温度センサ等の温度検出器２９が設け
られている。この温度検出器２９が、所定の設定温度
（例えば１２０〜３００℃の範囲で設定される）を検出
することによって、排出口２６の開放が制御されるよう
になっている。尚、温度検出器２９の検出温度は、実際
の材料の温度よりも高め（例えば３０deg 程度高め）と
なるので、それを見込んだ温度設定が行われるようにな
っている。
記材料計量混合供給装置９から供給される材料を受ける
ホッパー２５が設けられている。そして、前記チャンバ
１７の下部には、溶融してゲル化した成形材料を排出す
るための排出口２６が設けられ、この排出口２６は開閉
機構２７により開閉されるようになっている。排出口２
６の外側には樋状の排出路２８が設けられている。さら
に、チャンバ１７の上部には、内部温度を非接触で検出
するための赤外線温度センサ等の温度検出器２９が設け
られている。この温度検出器２９が、所定の設定温度
（例えば１２０〜３００℃の範囲で設定される）を検出
することによって、排出口２６の開放が制御されるよう
になっている。尚、温度検出器２９の検出温度は、実際
の材料の温度よりも高め（例えば３０deg 程度高め）と
なるので、それを見込んだ温度設定が行われるようにな
っている。
【００２１】これにて、後の作用説明でも述べるよう
に、ミキシング機１０は、モータ１６による駆動軸１９
の回転駆動によって、材料供給室１８に供給された材料
をチャンバ１７内に送り、その材料を撹拌羽根２３の高
速回転（先端速度が１５〜４５ｍ／秒）によって強く撹
拌し、摩擦熱の発生によって極めて短時間（例えば数秒
〜数十秒）にて溶融させ、ゲル状の成形材料とするよう
になっている。そして、前記温度検出器２９の検出温度
に基づき、開閉機構２７により排出口２６が開放され、
ゲル状の成形材料が排出路２８に排出されるのである。
に、ミキシング機１０は、モータ１６による駆動軸１９
の回転駆動によって、材料供給室１８に供給された材料
をチャンバ１７内に送り、その材料を撹拌羽根２３の高
速回転（先端速度が１５〜４５ｍ／秒）によって強く撹
拌し、摩擦熱の発生によって極めて短時間（例えば数秒
〜数十秒）にて溶融させ、ゲル状の成形材料とするよう
になっている。そして、前記温度検出器２９の検出温度
に基づき、開閉機構２７により排出口２６が開放され、
ゲル状の成形材料が排出路２８に排出されるのである。
【００２２】前記ゲル搬送ロボット１１は、図３に示す
ように、前記ミキシング機１０の排出路２８に排出され
たゲル状の成形材料を、トレイ１１ａなどにより受け、
これを成型装置１２まで搬送し、金型３０に投入するよ
うになっている。成型装置１２は、金型３０により成形
材料を所定形状に成形するようになっている。成形され
た製品は、金型３０から取出されて製品搬送装置１３に
より搬送されるようになっている。尚、成型装置１２及
び製品搬送装置１３は、必要に応じて２系統以上設ける
ようにしても良い。
ように、前記ミキシング機１０の排出路２８に排出され
たゲル状の成形材料を、トレイ１１ａなどにより受け、
これを成型装置１２まで搬送し、金型３０に投入するよ
うになっている。成型装置１２は、金型３０により成形
材料を所定形状に成形するようになっている。成形され
た製品は、金型３０から取出されて製品搬送装置１３に
より搬送されるようになっている。尚、成型装置１２及
び製品搬送装置１３は、必要に応じて２系統以上設ける
ようにしても良い。
【００２３】さて、上記製造設備７を用いて成形品を製
造する工程について以下述べる。図１は、製造工程の概
略を示している。ここで、成形品６は、回収された熱可
塑性樹脂からなるプラスチック廃材１を原料とし、また
場合によりそのプラスチック廃材１に、古紙，ゴム廃
材，繊維，木粉等の異質廃材２を混入して原料とするよ
うになっている。
造する工程について以下述べる。図１は、製造工程の概
略を示している。ここで、成形品６は、回収された熱可
塑性樹脂からなるプラスチック廃材１を原料とし、また
場合によりそのプラスチック廃材１に、古紙，ゴム廃
材，繊維，木粉等の異質廃材２を混入して原料とするよ
うになっている。
【００２４】前記プラスチック廃材１の樹脂種類として
は、後に掲載する表１にも示すように、主なものとし
て、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン
（ＰＳ）等をあげることができ、その他にも、ＡＢＳ，
塩化ビニル，ナイロン等、熱可塑性樹脂全般を適用する
ことができる。廃材１の時点でそれらが複数種類混ざっ
たものでも、原料となり得るようになっている。
は、後に掲載する表１にも示すように、主なものとし
て、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン
（ＰＳ）等をあげることができ、その他にも、ＡＢＳ，
塩化ビニル，ナイロン等、熱可塑性樹脂全般を適用する
ことができる。廃材１の時点でそれらが複数種類混ざっ
たものでも、原料となり得るようになっている。
【００２５】また、このようなプラスチック廃材１とな
る物品としては、ポリタンク、各種の箱（コンテナ）、
ＰＥＴボトル、スーパー持帰り袋、各種ポリ袋、各種シ
ート、食品用トレー、自動車のバンパーやインパネ，ド
アトリム等の樹脂部品などがある。この場合、プラスチ
ックの不織布や発泡製品であっても良く、さらにはプラ
スチックの薄膜に紙やアルミ，布，異種プラスチック等
を貼合せ状としたラミネート製品も原料とすることが可
能である。一方、異質廃材２となる物品としては、ゴム
の場合は、自動車の古タイヤやゴムシート等があり、紙
の場合は、古新聞，雑誌、ダンボール等がある。熱硬化
性樹脂の廃材もパウダー状とすることにより混入可能で
ある。
る物品としては、ポリタンク、各種の箱（コンテナ）、
ＰＥＴボトル、スーパー持帰り袋、各種ポリ袋、各種シ
ート、食品用トレー、自動車のバンパーやインパネ，ド
アトリム等の樹脂部品などがある。この場合、プラスチ
ックの不織布や発泡製品であっても良く、さらにはプラ
スチックの薄膜に紙やアルミ，布，異種プラスチック等
を貼合せ状としたラミネート製品も原料とすることが可
能である。一方、異質廃材２となる物品としては、ゴム
の場合は、自動車の古タイヤやゴムシート等があり、紙
の場合は、古新聞，雑誌、ダンボール等がある。熱硬化
性樹脂の廃材もパウダー状とすることにより混入可能で
ある。
【００２６】上記したプラスチック廃材１は、粉砕工程
Ｐ１の実行により細片化され、チップ状のプラスチック
材料３とされる。この粉砕工程Ｐ１は、プラスチック廃
材１を粉砕装置８にかけて、１cm角程度のチップ状に細
片化することにより行われる。細片化されたプラスチッ
ク材料３は、前記材料計量混合供給装置９の１個のホッ
パー９ａに収容される。このとき、複数種類のプラスチ
ック廃材１を用いる場合には、夫々粉砕工程を実行して
別々のホッパー９ａに収容しても良く、あるいは、予め
混合したプラスチック材料３としておくこともできる。
Ｐ１の実行により細片化され、チップ状のプラスチック
材料３とされる。この粉砕工程Ｐ１は、プラスチック廃
材１を粉砕装置８にかけて、１cm角程度のチップ状に細
片化することにより行われる。細片化されたプラスチッ
ク材料３は、前記材料計量混合供給装置９の１個のホッ
パー９ａに収容される。このとき、複数種類のプラスチ
ック廃材１を用いる場合には、夫々粉砕工程を実行して
別々のホッパー９ａに収容しても良く、あるいは、予め
混合したプラスチック材料３としておくこともできる。
【００２７】また、異質材料を混合（ブレンド）する場
合には、異質廃材２に対する粉砕工程Ｐ２を実行し、細
片状あるいは粒子（パウダー）状の粉砕異質材料４とし
ておく。この粉砕異質材料４も、上記プラスチック材料
３とは別のホッパー９ａに収容しておく。
合には、異質廃材２に対する粉砕工程Ｐ２を実行し、細
片状あるいは粒子（パウダー）状の粉砕異質材料４とし
ておく。この粉砕異質材料４も、上記プラスチック材料
３とは別のホッパー９ａに収容しておく。
【００２８】そして、前記材料３，４をミキシング機１
０によって溶融させてゲル状の成形材料５を得る溶融工
程Ｐ３が実行される。この溶融工程Ｐ３を実行するにあ
たっては、材料計量混合供給装置９から、上記材料３，
４が所定の割合でミキシング機１０のホッパー２５に供
給される。この溶融工程Ｐ３では、材料供給室１８から
チャンバ１７内に供給された材料３，４が、撹拌羽根２
３により高速で強く撹拌混合され、摩擦熱が発生するよ
うになる。尚、具体的には、駆動軸１９は例えば５００
０rpm の回転数にて高速回転され、撹拌羽根２３は、そ
の先端速度が例えば３６〜４２ｍ／秒とされる。
０によって溶融させてゲル状の成形材料５を得る溶融工
程Ｐ３が実行される。この溶融工程Ｐ３を実行するにあ
たっては、材料計量混合供給装置９から、上記材料３，
４が所定の割合でミキシング機１０のホッパー２５に供
給される。この溶融工程Ｐ３では、材料供給室１８から
チャンバ１７内に供給された材料３，４が、撹拌羽根２
３により高速で強く撹拌混合され、摩擦熱が発生するよ
うになる。尚、具体的には、駆動軸１９は例えば５００
０rpm の回転数にて高速回転され、撹拌羽根２３は、そ
の先端速度が例えば３６〜４２ｍ／秒とされる。
【００２９】この撹拌混合により発生する内部摩擦熱に
より、材料中の熱可塑性樹脂（チップ状のプラスチック
材料３は、速やかに温度上昇して極めて短時間（この場
合２８〜４０秒）で溶融するようになる。このとき、材
料中に異質材料４（紙やゴム，繊維、あるいはラミネー
ト材等）が混入されていても、それらは成形材料５中に
十分に混合されて均一に分散された状態となる。
より、材料中の熱可塑性樹脂（チップ状のプラスチック
材料３は、速やかに温度上昇して極めて短時間（この場
合２８〜４０秒）で溶融するようになる。このとき、材
料中に異質材料４（紙やゴム，繊維、あるいはラミネー
ト材等）が混入されていても、それらは成形材料５中に
十分に混合されて均一に分散された状態となる。
【００３０】このようにしてゲル状に溶融した成形材料
５が得られ、温度検出器２９が、予め設定された設定温
度（この場合２１０〜２５０℃）を検出すると、ゲル状
（つきたての餅の如き硬さ）となった成形材料５が排出
口２６から排出される。このとき、撹拌混合によりプラ
スチック材料３が溶融するまでの時間は極めて短時間
（３０秒前後）であるので、熱劣化がなく、剪断作用を
起こすこともないものとされている。このとき、融点の
異なる複数種類のプラスチック材料（例えばＰＥＴとＰ
Ｐ、ＰＰとＰＥ等）が混合されていても、熱劣化なく全
て溶融するようになることが確認されている。
５が得られ、温度検出器２９が、予め設定された設定温
度（この場合２１０〜２５０℃）を検出すると、ゲル状
（つきたての餅の如き硬さ）となった成形材料５が排出
口２６から排出される。このとき、撹拌混合によりプラ
スチック材料３が溶融するまでの時間は極めて短時間
（３０秒前後）であるので、熱劣化がなく、剪断作用を
起こすこともないものとされている。このとき、融点の
異なる複数種類のプラスチック材料（例えばＰＥＴとＰ
Ｐ、ＰＰとＰＥ等）が混合されていても、熱劣化なく全
て溶融するようになることが確認されている。
【００３１】図４は、本発明者が３種類のプラスチック
材料３において試験した、プラスチック材料３の投入か
ら溶融（ゲル状の成形材料５の排出）までの、モータ１
６の電流値の変化及び温度検出器２９の検出温度の変化
の様子を示している。図中、（ａ）はＬＤＰＥとＰＳと
ＰＥＴとを混合した材料、（ｂ）はＰＰからなる材料、
（ｃ）はＰＰとＰＥＴとを混合した材料を夫々示してい
る。この図４から明らかなように、いずれの材料にあっ
ても、二十数秒間の高速撹拌にて、材料は摩擦熱により
温度上昇して溶融し、その後の十秒程度にて、十分に混
合され且つ適度な溶融状態となった成形材料５が得られ
るのである。
材料３において試験した、プラスチック材料３の投入か
ら溶融（ゲル状の成形材料５の排出）までの、モータ１
６の電流値の変化及び温度検出器２９の検出温度の変化
の様子を示している。図中、（ａ）はＬＤＰＥとＰＳと
ＰＥＴとを混合した材料、（ｂ）はＰＰからなる材料、
（ｃ）はＰＰとＰＥＴとを混合した材料を夫々示してい
る。この図４から明らかなように、いずれの材料にあっ
ても、二十数秒間の高速撹拌にて、材料は摩擦熱により
温度上昇して溶融し、その後の十秒程度にて、十分に混
合され且つ適度な溶融状態となった成形材料５が得られ
るのである。
【００３２】引続き、排出されたゲル状の成形材料５
は、ゲル搬送ロボット１１により速やかにプレス成型装
置１２に搬送され、成形工程Ｐ４が実行される。この成
形工程Ｐ４では、金型３０により成型材料５が板状ある
いは箱状等の所定形状に成形されて硬化され、もって成
形品６が得られる。このとき、成形までに要する時間
は、例えば１分３０秒程度と短く、成形材料５（成形品
６）に熱劣化が生ずることはない。この後、成形品６
は、金型３０から取出されて製品搬送装置１３により搬
送されるようになっている。
は、ゲル搬送ロボット１１により速やかにプレス成型装
置１２に搬送され、成形工程Ｐ４が実行される。この成
形工程Ｐ４では、金型３０により成型材料５が板状ある
いは箱状等の所定形状に成形されて硬化され、もって成
形品６が得られる。このとき、成形までに要する時間
は、例えば１分３０秒程度と短く、成形材料５（成形品
６）に熱劣化が生ずることはない。この後、成形品６
は、金型３０から取出されて製品搬送装置１３により搬
送されるようになっている。
【００３３】以上の工程により、各種の成形品６を製造
することができる。成形品６の製品としての例をあげれ
ば、工業用のパレット，ダネージ，バケット，バール，
カート，敷き板（すのこ），箱（コンテナ）、食品用の
汎用箱、農業，水産用のコンテナ、医療用の廃処理ボッ
クス、自動車用脱出ツール、建築資材として天井板，床
材や防音壁、ドアや家具の隠れ材，補強材、Ｕ字溝、ブ
ロック、杭、埋設管などがあり、その他にも様々なもの
が考えられる。
することができる。成形品６の製品としての例をあげれ
ば、工業用のパレット，ダネージ，バケット，バール，
カート，敷き板（すのこ），箱（コンテナ）、食品用の
汎用箱、農業，水産用のコンテナ、医療用の廃処理ボッ
クス、自動車用脱出ツール、建築資材として天井板，床
材や防音壁、ドアや家具の隠れ材，補強材、Ｕ字溝、ブ
ロック、杭、埋設管などがあり、その他にも様々なもの
が考えられる。
【００３４】次に掲示する表１は、本発明者等の試験に
より成形可能であることが確認された材料種類（組合
せ）の一部を示している。尚、表中、「ＰＰＦ」は、ポ
リプロピレンファイバーを示し、「ＴＰＯ」は、東レ
（株）製のポリオキサイドを示している。
より成形可能であることが確認された材料種類（組合
せ）の一部を示している。尚、表中、「ＰＰＦ」は、ポ
リプロピレンファイバーを示し、「ＴＰＯ」は、東レ
（株）製のポリオキサイドを示している。
【００３５】
【表１】
【００３６】このように様々な種類のプラスチック廃材
１を成形品６として成形することが可能となり、従来で
は不可能であると考えられていた二種類以上のプラスチ
ックが混合されている材料３であっても、溶融、成形が
可能であり、さらには、材料に紙，ゴム，繊維，金属
粉，木粉等の異質材料４を混入させても、溶融，成形が
可能である。
１を成形品６として成形することが可能となり、従来で
は不可能であると考えられていた二種類以上のプラスチ
ックが混合されている材料３であっても、溶融、成形が
可能であり、さらには、材料に紙，ゴム，繊維，金属
粉，木粉等の異質材料４を混入させても、溶融，成形が
可能である。
【００３７】この場合、プラスチック廃材１をブレンド
した材料３から成形される成形品６の物性は、強度，曲
げ，耐久性等において、新しい原料を用いて製造された
プラスチック製品とさほど遜色のないものが得られた。
また、ＰＰと異質材料としてのゴムとを混合したもの
（Ｎｏ．１３）においては、ゴムを例えば６０〜８０重
量％の配合とし板状に成形することにより、ゴムの特性
を有した板材を製造することができ、製品を床材，防音
壁，防振材等に利用することが可能となる。さらに、Ｐ
Ｐと紙（古紙）とを混合したもの（Ｎｏ．１１）におい
ては、やはり紙を６０〜８０重量％の配合として板状に
成形することにより、厚紙状のシートを得ることがで
き、ドアや家具の隠れ材、補強材、床板、壁の中間材等
として利用することができる。
した材料３から成形される成形品６の物性は、強度，曲
げ，耐久性等において、新しい原料を用いて製造された
プラスチック製品とさほど遜色のないものが得られた。
また、ＰＰと異質材料としてのゴムとを混合したもの
（Ｎｏ．１３）においては、ゴムを例えば６０〜８０重
量％の配合とし板状に成形することにより、ゴムの特性
を有した板材を製造することができ、製品を床材，防音
壁，防振材等に利用することが可能となる。さらに、Ｐ
Ｐと紙（古紙）とを混合したもの（Ｎｏ．１１）におい
ては、やはり紙を６０〜８０重量％の配合として板状に
成形することにより、厚紙状のシートを得ることがで
き、ドアや家具の隠れ材、補強材、床板、壁の中間材等
として利用することができる。
【００３８】ちなみに、図５ないし図７は、３種類の成
形品６に関して、その断面の結晶構造を撮影した顕微鏡
写真であり、図中、（ｂ）は（ａ）を更に拡大したもの
である。このうち、図５は、紙不織布（６０重量％）と
ＰＰ（４０重量％）とを混合したものを材料としたもの
であり（表１のＮｏ．８）、繊維質が残った状態の成形
品となることが理解できる。図６は、ＰＰとＴＰＯとＰ
ＰＦとＰＶＣとを混合したものを材料としたものであり
（Ｎｏ．４）、溶融しなかった粒子が残った状態の成形
品とされることが理解できる。図７は、ＰＶＣ内装材を
材料としたものであり（表１には示さず）、紙の粒子が
残った状態の成形品とされることが理解できる。
形品６に関して、その断面の結晶構造を撮影した顕微鏡
写真であり、図中、（ｂ）は（ａ）を更に拡大したもの
である。このうち、図５は、紙不織布（６０重量％）と
ＰＰ（４０重量％）とを混合したものを材料としたもの
であり（表１のＮｏ．８）、繊維質が残った状態の成形
品となることが理解できる。図６は、ＰＰとＴＰＯとＰ
ＰＦとＰＶＣとを混合したものを材料としたものであり
（Ｎｏ．４）、溶融しなかった粒子が残った状態の成形
品とされることが理解できる。図７は、ＰＶＣ内装材を
材料としたものであり（表１には示さず）、紙の粒子が
残った状態の成形品とされることが理解できる。
【００３９】このように本実施例によれば、各種のプラ
スチック廃材１を種別なく材料３として再利用して成形
品６を得ることができ、従来のような仕分選別作業、分
離作業などの面倒な中間工程を行う必要がなくなり、し
かも、溶融材料を一旦ペレット状の中間材とすることも
なく直接成形して再生製品とすることができる。従っ
て、工程が簡単であると共に、使用する装置もさほど複
雑でなく、短時間で再生製品の製造が可能となり、成形
品６を製造するにあたっての、材料費、加工費の大幅な
コストダウンを図ることができ、ひいては製品を安価に
提供することができる。
スチック廃材１を種別なく材料３として再利用して成形
品６を得ることができ、従来のような仕分選別作業、分
離作業などの面倒な中間工程を行う必要がなくなり、し
かも、溶融材料を一旦ペレット状の中間材とすることも
なく直接成形して再生製品とすることができる。従っ
て、工程が簡単であると共に、使用する装置もさほど複
雑でなく、短時間で再生製品の製造が可能となり、成形
品６を製造するにあたっての、材料費、加工費の大幅な
コストダウンを図ることができ、ひいては製品を安価に
提供することができる。
【００４０】このとき、複数種類のプラスチック材料３
さらには異質材料４が混ざっていても撹拌混合による溶
融が可能であり、成形品６としての再生に支障がないの
で、ラミネート材等の従来では再生が困難であった廃材
についても再生可能な材料として容易に使用することが
でき、しかも、古紙やゴム廃材の処理（リサイクル）も
合わせて図ることができる。さらには、複数種類のプラ
スチック材料３及び異質材料４を混ぜることによって、
従来に存在しなかったいわば新素材を提供することも可
能となるものである。
さらには異質材料４が混ざっていても撹拌混合による溶
融が可能であり、成形品６としての再生に支障がないの
で、ラミネート材等の従来では再生が困難であった廃材
についても再生可能な材料として容易に使用することが
でき、しかも、古紙やゴム廃材の処理（リサイクル）も
合わせて図ることができる。さらには、複数種類のプラ
スチック材料３及び異質材料４を混ぜることによって、
従来に存在しなかったいわば新素材を提供することも可
能となるものである。
【００４１】この結果、本実施例によれば、従来では処
理に困っており、大部分が焼却あるいは埋立て処理され
ていたプラスチック廃材を、容易且つ有効に再利用（リ
サイクル）することができるという優れた効果を得るこ
とができ、ひいてはプラスチック廃材の処理問題の解決
に大いに寄与することができるものである。ちなみに、
本発明者の試算によれば、従来では１０％程度であって
プラスチック廃材の再生率を、本発明により８０％程度
まで飛躍的に増大させることが可能となり、そのメリッ
トは図り知れないものとなる。
理に困っており、大部分が焼却あるいは埋立て処理され
ていたプラスチック廃材を、容易且つ有効に再利用（リ
サイクル）することができるという優れた効果を得るこ
とができ、ひいてはプラスチック廃材の処理問題の解決
に大いに寄与することができるものである。ちなみに、
本発明者の試算によれば、従来では１０％程度であって
プラスチック廃材の再生率を、本発明により８０％程度
まで飛躍的に増大させることが可能となり、そのメリッ
トは図り知れないものとなる。
【００４２】尚、本発明は上記した実施例に限定される
ものではなく、例えば複数種類のプラスチック材料の組
合せや配合としては、表１にあげたもの以外にも、様々
な組合せが可能となり、また、同様に、成形品の製品と
しての種類についても、上記したものは一例に過ぎな
い。その他、装置構成や溶融条件等についても変形が可
能であるなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変更して実施し得るものである。
ものではなく、例えば複数種類のプラスチック材料の組
合せや配合としては、表１にあげたもの以外にも、様々
な組合せが可能となり、また、同様に、成形品の製品と
しての種類についても、上記したものは一例に過ぎな
い。その他、装置構成や溶融条件等についても変形が可
能であるなど、本発明は要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変更して実施し得るものである。
【００４３】
【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
のプラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法及び
成形品によれば、プラスチック廃材を有効に再利用する
ことができ、ひいてはプラスチック廃材の処理問題の解
決に大いに寄与することができるという優れた効果を奏
するものである。
のプラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法及び
成形品によれば、プラスチック廃材を有効に再利用する
ことができ、ひいてはプラスチック廃材の処理問題の解
決に大いに寄与することができるという優れた効果を奏
するものである。
【図１】本発明の一実施例を示すもので、製造工程を示
す図
す図
【図２】一部を縦断面して示すミキシング機の側面図
【図３】製造設備を概略的に示す平面図
【図４】３種類の材料についての溶融工程におけるモー
タ電流と温度との関係を示す図
タ電流と温度との関係を示す図
【図５】成形品の断面の結晶構造を示す写真であり
（ｂ）は（ａ）を更に拡大したもの
（ｂ）は（ａ）を更に拡大したもの
【図６】異なる材料からなる成形品に関する図５相当写
真
真
【図７】更に異なる材料からなる成形品に関する図５相
当写真
当写真
図面中、１はプラスチック廃材、２は異質廃材、３はプ
ラスチック材料、４は異質材料、５は成形材料、６は成
形品、７は製造設備、８は粉砕装置、１０はミキシング
機、１２は成型装置、１７はチャンバ、２３は撹拌羽根
を示す。
ラスチック材料、４は異質材料、５は成形材料、６は成
形品、７は製造設備、８は粉砕装置、１０はミキシング
機、１２は成型装置、１７はチャンバ、２３は撹拌羽根
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:26
Claims (4)
- 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなるプラスチック廃材
を細片化した材料を、高速回転する撹拌羽根を有するチ
ャンバ内に収容して撹拌混合し、内部摩擦熱により溶融
させてゲル状の成形材料を得る溶融工程と、 前記ゲル状の成形材料を熱劣化が生じない短時間内に成
形装置により所定形状に成形する成形工程とを実行する
ことを特徴とするプラスチック廃材を原料とする成形品
の製造方法。 - 【請求項２】 前記材料には、二種類以上のプラスチッ
クが混合されていることを特徴とする請求項１記載のプ
ラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法。 - 【請求項３】 前記材料には、古紙，ゴム，繊維，木粉
等の異質の材料が混入されていることを特徴とする請求
項１又は２記載のプラスチック廃材を原料とする成形品
の製造方法。 - 【請求項４】 熱可塑性樹脂からなるプラスチック廃材
を細片化した材料を内部摩擦熱により溶融させたゲル状
の成形材料を、所定形状に成形してなることを特徴とす
るプラスチック廃材を原料とする成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3475898A JP4006076B2 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | プラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3475898A JP4006076B2 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | プラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11226956A true JPH11226956A (ja) | 1999-08-24 |
| JP4006076B2 JP4006076B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=12423226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3475898A Expired - Fee Related JP4006076B2 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | プラスチック廃材を原料とする成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4006076B2 (ja) |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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