JPS62167012A - 造粒装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は使用済のポリエステル製ボトルを回収して再利
用する技術に関するものであって、特に、粉砕工程を経
た回収原料を選別して金、庇片、異種プラスチックス、
ポリエステル等に分級し、不純物を除去する工程を経た
ものを、再加熱熔融して、再利用できる状態のポリエス
テル成形材料を製造する技術に係わる。

（発明の背景） 使用済のポリエステル製ボトルを回収して再利用すると
いう技術は現在までのところ実際性が乏しい。プラスチ
ックスの廃棄物を焼却すると、焼却炉内が高温となるた
め炉の耐用性が低下するなどの問題が指摘されているも
のの、プラスチックスを他の廃棄物と仕分けする作業に
労力や費用を要することから、回収や再利用が採算性の
ある事業となるための技術開発が伴っていない。資源の
有効利用の観点から、或いは大型の焼却炉の如き公共投
資を節約すべきであるとする社会的要請から、プラスチ
ックスを産業廃棄物としないこと及びプラスチックス製
品に関して使い捨てから再利用に転換することは、プラ
スチックス産業に解決を求められた今日的課題である。

そこで、本発明者は、消ｇｕが急・激に伸びているポリ
エステル製ボトルに注目し、その回収と再利用の技術開
発に着手した。

ポリエステル製ボ（・ルは、種々の型式のものがあるが
、複雑な構造のものの例として、アルミニウム盟の栓、
ボトルの口部を密着できるように栓内側に貼合されたポ
リエチレン、ボトル全体を形成するポリエステル、ボト
ル底部に嵌合してボトルを自立させるためのポリエチレ
ン製の袴、ボトルの外表面に貼付されるラベル（紙製と
合成紙とがある）、ラベルを貼付した接着剤等から構成
されるものが挙げられる。そして、このようなボ１−ル
からポリエチレンやポリエステルを回収再刊用しよ・う
とすると、同じ種類のボトルを可能な限り集め、回収・
再利用のための処理を効率化する必要がある。

回収作業の第１は金属栓の除去である。金属栓のない使
用済（廃）ボ１−ルは極めて取吸い易く、後の処理が容
易となる。しかし、一般には金属栓を人手以外の手段で
除去したり、金属栓とプラスチックス（ボトル本体）と
を仕分けすることは困難である。そこで、金属栓が混入
している状態でプラスチックスと金属とを分離する技術
が不可欠となる。廃ボトルは、トラック、船等によって
陸路又は海路を運搬される。そして、Ｉ股送量を多（す
るために圧潰して緻密化して搬送することとなる。従っ
て、回収するためには、先ずフレーク状に粉砕すること
となる。フレーク状の粉砕物の中には、アルミニウム等
の金属栓の破片、プラスチックスと貼着された糊乃至接
着剤、プラスチックスと貼着している紙又は合成紙、異
種のプラスチックス等が混在している。これらの混合し
た粉砕物は風力を利用した選別機によって粗い選別がで
きる。金属栓の砕片の存在はプラスチックスのフレーク
スと金属探知手段によって鑑別できる。プラスチックス
のフレークスと共に残存している金属片は更に磁界内を
走行させることによって精度よく選別される。プラスチ
ックスのフレークスと貼着している紙とは糊剤や接着剤
を溶解するか、又は紙を擦り落とす手段と併用すること
によって分けることができる。紙の成分は水や溶剤によ
ってプラスチックスのフレークスから除かれる。

次いで、異種のプラスチックスは比重選別法によって機
械的に選別できる。ポリエチレンテレフタレートのフレ
ークスは見掛は比重が０．８未満（０，３〜・０．７程
度）ではあるが、水を使用してポリエチレン（真比重０
．９４〜０．９８　）と比重選別法により分離すること
が可能な技術を別途開発している。

ポリエステルとポリエチレンとの〆見合成分を分離すれ
ば、高比重成分の前者と低比重成分の後者とが独立して
得られる。そして、これらの樹脂成分は水を利用して選
別した場合は繻れた状態のままである。本発明では、未
乾燥状態のプラスチ。

り樹脂に対して、その乾燥と成形押出とを一貫工程にお
いて実施しようとするものである。成形押出の工程では
、プラスチック（封脂中に７昆在している金属片やその
他の不溶性物質はフィルターによって捕捉され、純粋な
ポリエステル又−まポリエチレンの成形材料または成形
品の形態となる。

回収され、再利用されるポリエステルは、繊維、フィル
ム、一般成形物（立体形状）等に通用でき、またポリエ
チレンもフィルムや成形品として再利用できる。

本発明は、これら一連の廃ボトルの回収・再利用のうち
、はぼ最終段階にあたる回収フレークスの乾燥・押出成
形技術において、実用可能な合理的なプロセス及び生産
設備を開発した結果に基づくものである。特に、本発明
は、溶融押出して粒状物の成形用材料（ペレット）を製
造する際に、金属片等の異物によってフィルターに口塞
りが発生したとき直ちにフィルター交換が行え得ること
、フィルター交換を瞬間的に実施してスクリューが停止
することがないように連続生産を可能ならしめた技術で
ある。

未乾燥状態のフレークスからペレットを得る生産体系で
はフレークスの乾燥条件や熔融条件が平衡的な関係を維
持することが品質上極めて重要であり、フィルター交換
においてスクリューを停止すると、フレークスの噛込不
良、乾燥状態の変化、プラスチック樹脂の熱分解（溶融
滞留時間の変動に起因するもの）、帯色、再生ペレット
の品質低下（不均一化）、等々が生じてしまう。本発明
ではこれらの問題を回避することによって廃ボトルの回
収を効率的なものになし得るものである。

（発明の目的） 本発明はプラスチック製ボトル、殊にポリエステル製ボ
トルの回収・再利用技術を提供することを目的とするも
のであり、フレークス状のプラスチック樹脂を乾燥して
熔融押出して成形用材料（ペレット）を製造する装置を
提供することを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明装置は次の製造技術に基づくものである。

即ち、粉砕手段によってフレークス状に粉砕されたプラ
スチック樹脂を水槽内に投入して掻混ぜて、水に浮上す
る低比重樹脂成分と水に沈降する高比重樹脂成分とに選
別し、その低比重樹脂成分又は高比重樹脂成分のいずれ
か一方の樹脂成分を乾燥状態にないままで、少なくとも
２箇のベントを備えた乾燥溶融押出装置の樹脂供給口に
投入し、該樹脂供給口から第１のベントに到るまでの間
において該樹脂成分を溶融しない条件で乾燥加熱せしめ
、次いで第１のベントから第２のベント乃至グイプレー
ト直前までの間で該樹脂成分を溶融して、グイプレート
より押出すと共に第２のベントによって該樹脂成分に含
まれている揮発性物質を外部に除去せしめてなる未乾燥
のプラスチック樹脂からペレットを再生する装置であっ
て、殊に、プラスチック樹脂中に混在せる異物をフィル
ターによって除去するものであって、該フィルターを瞬
間的にフィルター交換装置によって交換すること、フィ
ルター交換に際して乾燥押出装置のスクリューの回転を
継続したままで実施することに特徴を有するものである
。

そして、乾燥状態にないプラスチック樹脂を乾燥し、溶
融押出して成形物を得るための乾燥溶融押出装置は、シ
リンダ、スクリュー、乾燥加熱手段、溶融加熱手段、少
なくとも２箇のベント、プラスチック樹脂の供給口、異
物を除去するためのフィルター、溶融したプラスチック
樹脂の排出口を備え、該乾燥加熱手段は該投入口より第
１のベントまでの間においてプラスチック樹脂を熔融状
態に到らないように加熱乾燥せしめ得る機能を有し、該
第１のベントは大気に開放されていて乾燥時にプラスチ
ック樹脂より発生する揮発性物質を排出せしめ得る機能
を有し、その他のベントは減圧手段に連結されていて熔
融状態のプラスチック樹脂より生ずる揮散性物質を吸引
除去せしめ得るベントを備えている。更に、本発明の造
粒装置は、上記のフィルターに関して他のフィルターと
瞬時に交換可能となるようなフィルター交換装置と連結
し、また熔融したプラスチック樹脂の排出口にはグイプ
レートが設けられていて、このグイプレートのノズルか
らストランド状に溶融したプラスチック樹脂が押出され
ると、直ちに回転するカッタによってストランド状のプ
ラスチック樹脂が切断され粒状物に形成される装置が前
記乾燥溶融押出装置に付設されている。なお、切断され
た粒状物は水等によって直ちに冷却固化され造粒装置か
ら取出される。

本発明を説明する。

一般に、プラスチック樹脂（原料）の加熱熔融成形を行
う場合、例えばポリエステル樹脂やナイロン樹脂の如き
縮重合反応によって生成された樹脂では、溶融の際に水
分が介在すると加水分解により重合度低下に伴う品質劣
化をまねき易い。これは成形品の機械的強度の減少、成
形品の帯色などの状態に限られず、甚だしいときには成
形そのものが不可能となる事態も生じる。従って、プラ
スチック樹脂を溶融押出する前に、樹脂の含有水分率が
約０．１重量％以下、望ましくは０．０１重量％程度ま
で乾燥を施すことが通常なされている。

ところで、本発明の扱うブラスチンク製ボトルの回収技
術にあっては、溶融成形前における再生樹脂の乾燥を簡
易かつ低コストで実施すべきことが必要となる。更に、
乾燥処理は効率がよく、大量処理にも通したものでなけ
ればならない。本発明で扱うプラスチック樹脂は、熔融
押出の前の工程において水を利用して比重選別がなされ
ていることから、樹脂は予め物理的な脱水手段が施され
ているものの、その含有水分率は２〜５重量％である。

そして、このような高い水分率の樹脂を乾燥すると熱エ
ネルギーの使用量が増加し、まずますコスト増を招き不
経済であり、しかも従来技術で用いられるような乾燥設
備を使用することは設備的にも不利益となる。

本発明は如何に乾燥に要する熱エネルギーを節減できる
か、しかも通常の乾燥と同程度の品質を確保するかが技
術上のポイントの一つとなっている。

本発明において供給するプラスチック樹脂はフレークス
状であって、形状が極めて不均一なものである。従って
乾燥溶融押出機に定常的にフ１ノークスを供給すること
、乾燥及び溶融状態を一定に維持することは、良好な品
質の再生ベレットを得るだめの技術上の重要なポイント
となる。乾燥条件や溶融物の乾燥溶融押出機内の滞留時
間が変化すると、ベレットとして均質なものが得られな
い。

この理由は、乾燥条件によって加熱溶融物の熱分解挙動
が変化すること、滞留時間の変動によっても再生ベレッ
トの固有粘度等が安定しないことに依る。従って、熔融
したベレットがストランド状に押出される状態に到れば
、この状態を可能な限り維持、継続しておくことが必要
となる。本発明装置では乾燥溶融押出装置のスクリュー
はその回転を停止することなく継続して溶融プラスチッ
ク樹脂を押出すものである。そのためには、スクリュー
回転を維持したままで、フィルター交換が行われねばな
らない。フィルターは１対（２箇）に、例えば眼鏡型に
、組立てられたものであって、油圧等の作動により瞬時
にフィルター交換が行われる必要がある。廃ボトルを原
料とするプラスチック樹脂には微量のアルミニウム片等
が混入していて、フィルターによって捕捉するものであ
り、フィルターの口塞りに伴う交換がしばしば必要とな
る。新しいフィルターを準備しておき、短時間に交換す
ることによって、乾燥溶融押出装置のスクリューを停止
させずに再生ベレットを製造することができる。

スクリュー回転を停止することな（原料をＩＩＩＨ的に
押出すと、グイプレー１一のノズルからはストランドが
切れることなく排出される。そこで、ストランド状の溶
融プラスチックを回転刃のカッタによって未固化状態で
切断して粒状物に形成する。

本発明ではグイプレートから少し離れた位″ｌ五のスト
ランドを切断することから、従来の長いストランド状 る方式に比較して、ストランドが切れた場合の掛替等の
作業が不要となる利点もある。このよらにダイプレート
のノズルから押出される溶融樹脂を直ちに回転刃で切断
し、切断されたものを冷却固化すれば、廃ポリエステル
ボ１−ルからのポリエステル樹脂の品質を損うことな（
良質のポリニスチル樹脂の造粒が達成出来る。造粒され
るポリエステル樹脂の大きさは、溶融樹脂を切断する回
転力の刃の枚数と回転刃の回転数並びにダイプレートの
ノズル径との（目間により決定され小〜犬粒径間で任意
の大きさの造粒が可能である。

この発明構成とその作用を具体的に図面によって説明す
ると、ベント式溶融押出機１にはベント孔２およびベン
ト孔３が備えられている。ベント孔２は大気開放され、
ベント孔３は真空配管４により真空ポンプ５に連結され
ている。供給口６から投入された廃ポリエステルボトル
の粉砕片はヒータ７．７′等の適切な温度制御により溶
融寸前まで加熱され粉砕片に含まれた過飽和水分は蒸気
となりベント孔２から大気へ排出される。

ベント孔２を通過した粉砕片は溶融するまでヒータ８．
８′等で加熱され同時に持込んだ余剰水分が真空ポンプ
５による真空吸引で蒸発し、ベント孔３から吸引排出さ
れる。ベント孔３を通過玉溶融樹脂はヒータ９．９′等
で熔融されスクリュー１０によって定量ずつ連続的に押
出され金網フィルター１１で溶融しない異物を分離され
る。金網フィルターに目詰まりが発生し押出機内がある
圧力以上になると適切な圧力検出装置により検知し自動
フィルター交換装置１２により自動的に交換される。こ
のフィルター交換装置の駆動は油圧発生装置１３により
油圧シリンダ１４を介して行われる。

異物で目が詰まったフィルターは装置から一旦取出され
、別途準備した新しい金網フィルターと交換されこれら
一連の作業を繰り返す。

異物を除去された溶融樹脂はグイプレー目５から押出さ
れ、直ちに回転刃１６で切断され、同時に冷却媒体（例
えば水）２０により冷却されながら装置外に取出される
。

回転刃１６はグイプレート１５に適切な力で押付けられ
駆動モータ１７により駆動軸１８を介して適切な回転数
で回転し、樹脂を任意の大きさに切断し造粒することが
できる。

（発明の効果） 本発明の造粒装置は連続してペレットを製造できること
から、均質であり歩留が高い。従来技術ではフィルター
交換においてペレット製造が中断し、製造条件が安定化
するまで製品ロスが生じていたうえに、ペレットの品質
も均一性を完全に保証できなかった。

本発明の造粒技術は廃ボトルを原料とし、未乾燥のまま
のポリエステル樹脂から高品質の成形用ペレットを低コ
ストで生産できる利点がある。本発明の技術の完成によ
って廃ボトルのプラス千ツク樹脂の回収、再生が可能と
なったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の造粒装置の実施例を示す部
分図であり、第１図の右端に第２図の左端が接続される
状態に分割図示しである。 図面において、１は乾燥溶融押出装置、２及び３はベン
ト、６はプラスチック樹脂供給口、１１はフィルター、
１２はフィルター交換装置、１５はグイプレート、１６
はカッタである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）乾燥状態にないプラスチック樹脂を乾燥し、溶融
   し、押出して切断して成形用の粒状物を製造する装置で
   あって、シリンダ、スクリュー、乾燥加熱手段、溶融加
   熱手段、少なくとも２箇のベント、プラスチック樹脂の
   供給口、溶融したプラスチック樹脂中に含まれる異物を
   除去するフィルター、一のフィルターを他のフィルター
   と交換し得るフィルター交換装置、溶融したプラスチッ
   ク樹脂をストランド状に押出すダイプレート、該ダイプ
   レートから押出されたストランド状のプラスチック樹脂
   を切断するカッタ、切断されたプラスチック樹脂の冷却
   手段とを備え、乾燥加熱手段は該供給口より第１のベン
   トまでの間においてプラスチック樹脂を溶融状態に到ら
   ないように加熱乾燥せしめ得る機能を有し、該第１ベン
   トは大気に開放されていて乾燥に伴ってプラスチック樹
   脂より発生する揮発性物質を排出せしめ得る機能を有し
   、その他のベントは減圧手段に連結されていて溶融状態
   のプラスチック樹脂より生ずる揮発性物質を吸引除去せ
   しめる機能を有し、フィルター交換装置はスクリューの
   回転を停止することなく瞬時に一のフィルターから他の
   フィルターに交換せしめ得る機能を有し、カッタはダイ
   プレートから押出されたストランド状のプラスチック樹
   脂を切断し直ちに冷却手段により切断されたプラスチッ
   ク樹脂を冷却固化せしめ得る機能を有してなる造粒装置
   。
2. （２）ダイプレートから空中に押出されたストランド状
   のプラスチック樹脂を回転するカッタで直ちに切断せし
   め得るように該カッタを配置してなる特許請求の範囲第
   １項記載の造粒装置。