JPS62282855A - プラスチツクスペレツトの製法ならびに造粒装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔技術分野〕 この発明は、プラスチックスペレットの製法ならびに造
粒装置に関する。

〔背景技術〕

主として、熱可塑性のプラスチックス、たとえば、ポリ
プロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレンな
どを材料とするフィルムフレーク（屑）とか繊維などは
、一旦造粒して再生利用を図るようにしていることがよ
く知られている。造粒方法としては、スクリュー型とか
ロール型など種々型式による場合があるが、基本的には
、ダイス孔を有するダイスを用いてこのダイスに微細化
されたプラスチックス材料片を押圧するようにして、こ
の押圧によりダイス孔から材料を押し出すようにし、そ
ののちその押し出されたものを順次カッティングして造
粒するようにしている。前記押圧から押し出しに至る間
（処理系）、主として材料片がダイス孔を通過する時点
においては、材料片が押圧手段（たとえばロール）とか
ダイスに押し付けられてこすれ合ったり、材料片が互い
にこすれ合ったりする。このとき発生する摩擦熱により
、材料片がかなり高熱化するため、゛低融点（低軟化点
）のプラスチックス材料片であれば溶融するようなこと
も多々あった。このように材料片が押圧時に溶融すると
、押圧手段が材料をとらえることができなくなるため、
ダイス孔を通して押し出すことができず、造粒が不可能
になるだけでなく、材料片が高熱化することに伴って過
度の熱影響を受けるため物性の低下をも招いていた。

そのため、従来は、ダイスとか押圧手段を水冷ジャケッ
ト弐としたり、空冷式としたりして、材料片を冷却し溶
融を防止するように対処していたが、水冷ジャケット式
であれば、装置が複雑になってコストアップし、空冷式
は、冷却効果が非常に低く採用に不同きであった。材料
片に押圧前に予め水分を添加して加湿状態としたものを
造粒装置に供給して材料片の溶融を抑える方法もあるが
、この方法では、添加された水分が十分に蒸散しにくく
、ペレット中に水分が残留するため、その水分が再利用
の際の溶解に伴って気泡を発生し、不良なプラスチック
ス製品ができる一因ともなっていた。

〔発明の目的〕

前記問題に鑑みて、この発明は、低融点のプラスチック
ス材料片であっても常に造粒が可能であるとともに、造
粒後に物性の低下もみられず、しかも、ペレット中への
水分の残留がなくて不良なプラスチックス製品が発生す
ることのないようにしたプラスチックスペレットの製法
ならびにその装置を提供することを目的としている。

〔発明の開示〕

前記目的を達成するため、第１の発明にかかるプラスチ
ックスペレットの製法は、微細なプラス・チックス材料
片を、造粒機に供給してダイス孔を有するダイス内面に
押し付けることによりダイス孔を通してダイス外部へ押
し出し、そののちそれをカッティングして造粒すること
によりペレットを得るようにしたプラスチックスペレッ
トの製法において、前記押圧から造粒直後に至る間にお
ける適宜の段階で雰囲気の温度を検知して、冷却液の微
細化したものを材料供給系から処理系に至る間における
冷却対象に吹き付けるようにすることを特徴とする。第
２の発明にがかる造粒装置は、ダイス孔を有するダイス
と、ダイスに微細なプラスチックス材料片を供給するた
めの材料供給系と、ダイスに供給された微細なプラスチ
ックス材料片をダイスの内面に押し付ける押圧手段と、
ダイスの外に設けられていてダイス孔から押し出される
プラスチックス材料片の押出成形物をカッティングし造
粒するカッターからなっているプラスチックスペレット
の製造装置において、押圧手段による押圧から造粒直後
に至るまでの間の温度を特定個所において検出する温度
センサーと、この温度センサーが温度上昇を検知したと
き冷却液の微細化したものを材料供給系から処理系の間
における冷却対象に吹き付ける冷却液吹き付け手段と、
造粒されたペレットを受けるペレット集荷容器とを備え
ていることを特徴とする。

以下に、この発明を、その実施例をあられした図面を参
照しつつ詳しく説明する。

第１図および第２図は、この発明にがかる造粒装置の一
例として、ロール型で円筒形ダイス垂直式（または水平
式）のものをあられしている。これらの図において、ダ
イス１は円筒形であって、このダイス１には多数のダイ
ス孔２が放射状となるように設けられている。ダイス孔
２は円筒形のダイスの全周にわたって設けられている必
要はない。ダイス１は回転して、その内周に接するよう
に設けられた１対のローラー（押出手段）３を同じ方向
に回転するようになっている。このローラー３は常に定
位置にある。ダイス１の外周には力・ツタ−４が定位置
にあるように設けられている。

プラスチックス材料片（高分子材料片）　５は、ダイス
１とローラー３によって形成される材料片供給空間６内
にスクリュー型材料供給系Ａを通して連続して供給され
るようになっている。この材料供給系Ａは、縦向きの供
給シュート３１と、水平なスクリューハウジング３２を
ケース体として備えている。前記供給シュート３１には
プラスチックス材料片５の微細化されたものが供給され
るようになっている。前記スクリューハウジング３２内
には右方間ヘプラスチノクス材料片５を移送することが
できるようにスクリューコンベア３３が設けられていて
、このコンベア３３は、外部のモータ３４によって回転
されるようになっている。

スクリューハウジング３２の材料移送方向の端部には、
断面コの字形をなすカバー３５がダイス１を覆うように
して設けられている。このカバー３５にはその下部にダ
イス孔２と対応するようにしてペレット落下シュート３
６が形成されている。

カバー３５の基部とダイス１間には、ダイスｌの向きに
拡大するような円錐形状の材料供給ガイド３７が設けら
れている。プラスチックス材料片５は、ダイス１とロー
ラー３が回転することによって、これらの間にはさまれ
る。これによって、プラスチックス材料片５は、ダイス
孔２を通してダイス１外へと押し出されたのち、カッタ
ー４によってカフティングされることにより造粒されて
、ペレット７に成形されるようになっている。この造粒
装置には、成形されたペレット７を受は入れるためのベ
レ７）一時集荷容器８が設置されていて、ペレット一時
集荷容器８は小さい容器でその底面に開閉板８ａを備え
ている。このペレット一時集荷容器８には、その−側に
温度センサー９が取り付けられていて、その感知片９ａ
が同容器８内に臨んでいる。温度センサー９は制御部１
０に接続されているとともに、この制御部１０にはバル
ブ開閉機構１１が連動するように接続されている。バル
ブ開閉ｉ構１１は’／Ｒ量コントロールバルブ１２を開
閉操作するようになっている。流量コントロールバルブ
１２は、給水配管１３上に設けられていて、この給水配
管１３は２つの経路に分かれている。各経路は前記スク
リューハウジング３２に取り付けられた冷却液吹き付け
手段１４に接続されている。他の配管である給気配管１
５には、一端に圧縮ガスａ（図示省略）が接続されてい
て、他端は２つの経路に分かれて前記冷却液吹き付け手
段１４に接続されている。冷却液吹き付け手段１４は、
たとえば、ノズルとこの先端から少し離れて取り付けら
れた共振面を備えたものが用いられる。各冷却液吹き付
け手段１４は、第２図にみるように、スクリューハウジ
ング３２内に冷却液を微細化したもの（たとえば、超微
細化して霧化したもの）を分散させながら噴霧して、ス
クリュウハウジング３２内にこれらが吹き付けられるよ
うになっている。

造粒されたペレット７は、ペレット一時集荷容器８内に
入れられる。その際、ペレット７の保有する温度は、上
記摩擦に伴って高くなっており、その温度は、ペレット
７が感知片９ａに接触することによって温度センサー９
によって検知されるようになっている。検知された信号
は温度制御部１０へ送られて、温度制御部１０により一
定以上の温度、つまり、低融点材料が溶融する程度の温
度であることが確認されろと、バルブ開閉機構１１にバ
ルブ開の指令が送られて、流量コントロールバルブ１２
が開かれるようになっている。流量コントロールバルブ
１２の開度はペレット７のもつ温度の高低によって大小
に制御され、つまり、ベレット７の温度が高いときは開
度が大きく、ペレット７の温度が低いときには開度は小
さくなるように制御されて、低軟化点をもつ材料片５に
ついては常にその軟化点よりやや低い温度を得るように
なっている。給気配管１５からは、常時（または、温度
制御部１０による開閉制御によってもよい）圧縮ガスが
流されており、これにより、ノズル先端からその先端に
設けられた共振函へ、圧縮されたガスが激しく噴射され
て前記ノズルと前記共振函との間に強い音波エネルギー
の場が発生するようになっている。このような強い音波
エネルギーの場に、給水配管１３から冷却液（水）が供
給される（冷却液の供給は前記ノズルからでもよく、他
のものからでもよい）と、冷却液（水）はすべて５〜２
０ミクロンの超微粒子となって霧化される。超微粒子は
粒径が均等で質量が小さく、しかも、低速度のものとな
って、スクリューコンベア３３によってダイス１内へと
移送される材料におよぶだけでなく、プラスチックス材
料片５にまで広くおよぶことにより、プラスチックス材
料片５は効果的に予冷却を受けることになる。微細に霧
化された冷却液（水滴）がプラスチ・７クス材料片５に
吹き付けられるので、冷却液は発生熱によって有効に蒸
散してプラスチックス材料片５中に残留するようなこと
がない。、冷却液の残留という点からは、冷却液を吹き
付ける手段は冷却液の微細化をより小さいレベルにまで
するようになっているものが好ましい。

このように、この発明では、造粒に伴う温度上昇を検知
してその上昇を抑えるようにしながらプラスチックス材
料片５を押し出すようにしているので、たとえ、低融点
をもつプラスチックス材料片であっても溶融に至るよう
なことがなく、これにより低融点をもつ材料片までも常
に確実に造粒することができることになる。しかも、低
融点材料が過度の熱影響を受けないので、物性の低下を
招かずに良品質のベレット７を得ることができて、プラ
スチックス製品を成形する際に前記ベレット７と混ぜる
ようにして用いられる新規ベレットとなんら劣らぬ品質
のものとなる。これにより、良品質のプラスチックス製
品を得ることができる。上記のように、プラスチックス
材料片に十分微細化した霧状の冷却液（水）をあらかじ
め吹き付けておくので、蒸散が非常に活発化して、造粒
後のペレット７内に水分が残留するようなこともない。

これにより、プラスチックス製品を成形する際に気泡が
発生しないので、気泡のない常に良品質のプラスチック
ス製品を得ることができる。

なお、温度センサー９は、第１図に◎印を付してあられ
しであるように、ダイス１のダイス孔２近傍、ローラー
３、ローラ連結プレート２２のいずれかの位置に設置す
ることもできる。前記実施例ではロール型で円筒形ダイ
ス垂直（または水平）式のものを対象としたが、一般に
よく知られてり、るスクリュー型、ブレード型、自己成
形型（ギア、とかシリンダを押圧手段として用いるもの
）の造粒機にもこの発明を適用することができる。スク
リュー型の造粒機にはダイスに代わるものとしてスクリ
ーンと呼ばれるものが用いられるが、このスクリーンも
この発明においてはダイスと称している。前記ダイスの
回転速度、ダイス孔の形状は、対象とする材料片に最適
となるように選定する。

前記温度制御部１０については、低融点材料に対する制
御をするものとして説明しであるが、それ以上の融点材
料に対しては、常に冷却を加えるのではなく、過剰な温
度に達するとき、つまり、溶融を抑える必要のある温度
に達するときにのみ冷却を加えるようにする制御部であ
るものとするダイス回転速度、ダイス孔形状を、材料片
に合わせて最適となるように選定するには、たとえばつ
ぎのようにする。材料供給速度、ダイス孔形状、材料片
が一定であるとすると、ダイス回転速度が大きい程摩擦
が大きくなって発熱量が大きくなる性格をもつことから
、低融点の材料になる程ダイス回転速度を小さく抑え、
高融点材料になる程ダイス回転速度を大小に制御するよ
うにする。材料供給速度、ダイス回転速度、材料片が一
定であるとすると、ダイス孔形状が抵抗の大きいきつい
ものであればある程摩擦熱の発生は大きくなることから
、ダイス孔形状は、低融点材料になる程ゆるいものを、
高融点材料になる程きついものを選定するようにする。

また、材料片が大きければ大きいほどダイス孔を通過し
にくいので、低融点材料になるほどダイス孔の大きいも
のを、高融点材料になるほどダイス孔の小さいものを選
定するようにする。これにより、空気を含む率が小さく
て容積の小さい嵩密度の高いペレットを得ることができ
るだけでなく、空気輸送しても破壊されにくいペレット
を得ることができる。

しかも、微細なプラスチックス材料片として、高分子材
料のフィルム・繊維・糸などを製造するときに発生した
それらの製品の屑を用いれば、過度の熱履歴を受けず新
品原料と同一の物性をもつペレットを得ることができる
。微細なプラスチックス材料片としては、前記のものに
限られず、高分子材料の廃棄物、その他のものも用いら
れる。

前記冷却液は液体チッソとか液化炭酸ガスであってもよ
い。前記蒸散する冷却液は、吸引により処理系外に大気
放出式に排出するようにする。なお、蒸発（蒸散）した
冷却液など排出するガスは、公害を防ぐなどのために、
処理する必要があれば処理しなければならないが、その
必要がなければそのまま大気中に放出すればよい。前記
冷却液吹き付け手段１４は、第３図にみるように、ダイ
ス１内にのぞむように設置してもよい。この場合、従動
ローラー３．３の軸位置は常に定位置であり移動しない
。このため、冷却液吹き付け手段１４のダイス１内にの
ぞむ部分は回転させる必要はない。前記冷却液吹き付け
手段は超音波によるものに限定されない。

〔発明の効果〕

以上みてきたように、この発明によれば、低融点のプラ
スチックス材料片であっても造粒が常に確実に行われる
とともに、造粒後に物性の低下もみられず、しかも、ペ
レット中への水分の残留がな（て、優良なプラスチック
ス製品を得ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

ｉｆ図はこの発明にかかるプラスチックスペレットの造
粒装置の一例をあられした縦断正面図、第２図はその中
央断面図、第３図は他の実施例をあられした断面図であ
る。 １・・・ダイス　２・・・ダイス孔　４・・・カッター
　５・・・プラスチックス材料片　７・・・ペレット　
８・・・ペレット一時集荷容器　９・・・温度センサー
　１４・・・冷却液吹き付け手段 代理人　弁理士　　松　木　武　彦 筑１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）微細なプラスチックス材料片を、造粒機に供給し
   てダイス孔を有するダイス内面に押し付けることにより
   ダイス孔を通してダイス外部へ押し出し、そののちそれ
   をカッティングして造粒することによりペレットを得る
   ようにしたプラスチックスペレットの製法において、前
   記押圧から造粒直後に至る間における適宜の段階で雰囲
   気の温度を検知して、冷却液の微細化したものを材料供
   給系から処理系に至る間における冷却対象に吹き付ける
   ようにすることを特徴とするプラスチックスペレットの
   製法。
2. （２）雰囲気温度が、造粒された直後のペレットが保有
   する温度である特許請求の範囲第１項記載のプラスチッ
   クスペレットの製法。
3. （３）プラスチックス材料片を、円筒形ダイスとそれに
   内接するローラーの相対的な回転運動によってダイス孔
   から押し出すようにし、ダイスより前段階に設けられて
   いる材料供給系においてあらかじめ冷却液を吹き付ける
   ようにする特許請求の範囲第１項または第２項記載のプ
   ラスチックスペレットの製法。
4. （４）ダイス孔を有するダイスと、ダイスに微細なプラ
   スチックス材料片を供給するための材料供給系と、ダイ
   スに供給された微細なプラスチックス材料片をダイスの
   内面に押し付ける押圧手段と、ダイスの外に設けられて
   いてダイス孔から押し出されるプラスチックス材料片の
   押出成形物をカッティングし造粒するカッターからなっ
   ているプラスチックスペレットの製造装置において、押
   圧手段による押圧から造粒直後に至るまでの間の温度を
   特定個所において検出する温度センサーと、この温度セ
   ンサーが温度上昇を検知したとき冷却液の微細化したも
   のを材料供給系から処理系の間における冷却対象に吹き
   付ける冷却液吹き付け手段と、造粒されたペレットを受
   けるペレット集荷容器とを備えていることを特徴とする
   造粒装置。
5. （５）温度センサーがペレット集荷容器に設置されてい
   る特許請求の範囲第４項記載の造粒装置。