造粒機、およびそれを用いた固化成型物の製造方法
【課題】熱可塑性樹脂フイルム粉砕物を円筒状固形物に固化成型する造粒機において、ダイス温度の上昇により、フイルム粉砕物が部分的に融点以上となり、溶融、融着し、連続的に造粒機運転を行うことが不可能となるのを防ぎ、熱可塑性樹脂フイルムから高品位かつ所定の大きさの円筒状固化成型物を効率良く得る事ができる造粒機を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂フイルムを円筒状固化成型物を成型するための造粒機において、造粒機カバーの外部から内部への給気手段と、造粒機カバーの内部から外部への排気手段とを有し、さらに冷却媒体を供給する供給手段を有し、造粒機運転時に給気、排気と冷却媒体の供給を実施することにより、ダイスの温度上昇を融点未満の温度に低減させ、熱可塑性樹脂フイルムの温度が部分的に融点以上となるのを防ぐ。
【解決手段】熱可塑性樹脂フイルムを円筒状固化成型物を成型するための造粒機において、造粒機カバーの外部から内部への給気手段と、造粒機カバーの内部から外部への排気手段とを有し、さらに冷却媒体を供給する供給手段を有し、造粒機運転時に給気、排気と冷却媒体の供給を実施することにより、ダイスの温度上昇を融点未満の温度に低減させ、熱可塑性樹脂フイルムの温度が部分的に融点以上となるのを防ぐ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱可塑性樹脂フイルムを空気輸送、貯蔵、再使用に適する大きさ且つ形状に加工するための造粒機、およびそれを用いた固化成型物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フイルムを再使用するためには空気輸送に適した一定の通常１０ｍｍ以下程度の大きさに加工する必要がある。そのためシート状熱可塑性樹脂フイルムを粉砕し、次いで複数の貫通孔（ダイス孔）を有するダイスと、ダイスの周面と圧着して回転自在に設けられた転動ローラとからなる造粒機を用い、前記熱可塑性樹脂フイルムを前記転動ローラにより前記ダイス孔内に押し込んで圧縮して円筒状固化成型物に成型する。造粒機により、円筒状固化成型物を安定して製造するために、造粒機の運転負荷と造粒した円筒状固化成型物の温度をモニターしている。造粒機の運転負荷は造粒機モーター電流値によりモニターし、造粒機の運転負荷が一定となるように熱可塑性樹脂フイルム屑の供給量を制御し運転することが従来技術として知られている（例えば、特許文献１）。また、造粒した円筒状固化成型物の冷却方法として造粒機のダイスに冷却液を吹き付けたり、注水することによる冷却方法が従来技術として知られている。（例えば、特許文献２、３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２８１００号公報
【特許文献２】特開２０００−２８２０７３号公報
【特許文献３】特開昭６２−２８２８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱可塑性樹脂フイルムの従来の造粒方法は上記のように行われているため、造粒機のダイス孔を通過するときにダイス孔と熱可塑性樹脂フイルムの間で発生する摩擦熱により製造される円筒状固化成型物の表面温度は高温となる。造粒機を連続運転する場合にダイス温度が時間経過と共に上昇し、熱可塑性樹脂フイルムが部分的に融点以上となり、溶融する。また、ダイス内周面と転動ローラの圧着部分でも同様に熱可塑性樹脂フイルムの表面が部分的に融点以上となり、溶融する。これにより、熱可塑性樹脂フイルムが互いに融着し、１０ｍｍを超える大きな塊となり、連続的に造粒機運転を行うことが不可能となるため、造粒機を停止させ、融着した塊を除去、又は除去不能な場合はダイスの交換を必要とする問題があった。この問題の解決方法として公知となっているダイスへの注水冷却があるが、注水によりダイス冷却を行った場合、空気輸送、貯蔵、再使用において円筒状固化成型物と接する金属材料に錆が発生し、混入するため、加工した円筒状固化成型物をフイルム製品として再使用する用途では注水による冷却は適さない。円筒状固化成型物と接する金属材料をＳＵＳ３０４等の材質として錆の発生を防止する方法もあるが、注水によるダイス冷却では加工した円筒状固化成型物中に含まれる含水分が多くなるため、再使用時における乾燥時間が長くなり、生産性が低下するため実用的ではない。従ってこの発明の目的は上述の問題を解決し、熱可塑性樹脂フイルムから高品位かつ所定の大きさの円筒状固化成型物を効率良く得る事ができる造粒機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために本発明は、以下の構成を有している。
（１）熱可塑性樹脂からなる円筒状固化成型物を成型するための造粒機であって、複数の貫通孔を有するダイスと、前記ダイスの周面と圧着して回転自在に設けられた転動ローラと、前記ダイス及び前記転動ローラを覆うカバーと、前記カバーの外部から内部への給気手段と、前記カバーの内部から外部への排気手段とを有することを特徴とする造粒機、
（２）前記カバーの外部から内部への給気手段で、供給する空気温度を室温以下とする（１）の造粒機、
（３）前記カバーの内部から外部への排気手段で、供給した空気風量以上の空気を造粒機カバーより排気する（１）または（２）の造粒機、
（４）造粒機カバー内に冷却媒体を通過させることにより、造粒機カバーを冷却する（１）〜（３）のいずれかの造粒機、
（５）（１）〜（４）のいずれかの造粒機を用いる固化成型物の製造方法、
である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の造粒機を用いれば、熱可塑性樹脂フイルムを再使用するための円筒状固化成型物加工工程において、ダイスの温度上昇による熱可塑性樹脂フイルムの溶融、融着を防止し、従来のように造粒機を停止させ、融着した塊を除去、又は除去不能な場合はダイスの交換を必要としないため、連続的に造粒機を運転することができる。その結果として、処理量を増やすことが可能となり、生産性が向上する。また、注水によるダイス冷却で懸念される錆の発生がないため、混入物がなく、加工した円筒状固化成型物をフイルム製品として再使用する用途においても品質を維持することが可能であり、有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の造粒機を用いた円筒状固化成型物の冷却装置図の１例である。
【図２】図１の造粒機を別方向から見た図である。
【図３】給気口、排気口がなく、造粒機カバーへの改良がされていない図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
本発明の造粒機に用いる熱可塑性樹脂フイルムは、特に限定されないが、ポリエステル、ポリアミド、ポリアリーレンスルフィドなどが例示され、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ナイロン−６、ポリフェニリンサルファイドなどである。
【００１０】
本発明の造粒機は、加工した円筒状固化成型物をフイルム製品として再使用するため、加工前のフイルム粉砕物や加工後の円筒状固化成型物と接触する部品については、構成部品の製作加工上の問題で困難である部品以外の材質は、耐食性のあるステンレスや表面にメッキ処理を施した部品を使用することが好ましい。製作加工上の問題で困難である部品の材質は、強度が必要である部品には例えば合金鋼、炭素鋼、必要でない部品には一般構造用圧延鋼が例示される。
【００１１】
本発明において発明者らは、造粒機のダイス冷却方法を検討し、注水による冷却にかわり、送風機により、室内の空気を吸引し、造粒機運転中に造粒機本体内のダイスに空気を吹き付けたところ、温度低下がみられた（例えば３℃。ダイス温度はサーモグラフィにて停止直後の表面温度を測定した）。空冷方式によるダイス冷却効果が得られたことから、発明者らは、更に冷却効果の高い空冷方式を鋭意検討した結果、
（１）造粒機本体内に供給する空気温度を室温以下とすること、
（２）造粒機本体内に供給した空気風量以上の空気を造粒機カバーより排気すること、
（３）造粒機カバー空間内に冷却媒体を通過させることにより、造粒機カバーを冷却し、冷却効率をさらに高められること
を見出した。
【００１２】
また、造粒機カバーからの排気を実施した結果、造粒後の空気輸送に用いるブロアの吹き上がりにより造粒機カバー内が正圧（加圧）から負圧に変化したことにより、造粒機電流値により制御されているダイス内部へのフイルム供給量が安定した。また、造粒機カバーの隙間から破砕したフイルム片が吹き出し室内に飛散していたものが改善された。つまり、円筒状固化成型物温度冷却は冷却した空気を造粒機カバー内に供給するとともに、造粒機カバー内部から供給空気風量以上を排気することにより、ダイス温度を融点未満の温度に冷却し、造粒機を安定した状態で連続運転することにより、本発明に到った。図１は、本発明の造粒機を用いた円筒状固化成型物の温度冷却を実現する、造粒機を用いた円筒状固化成型物の冷却装置の１例を示す。
【００１３】
本発明の造粒機とは、ダイス６、転動ローラ８、造粒機カバー１２等の装置が集まった総称である。
【００１４】
図１に示すように、フイルム粉砕物１は造粒ホッパ２、フィーダー３を通して造粒機の本体内に連続的に供給される。フィーダー３の回転速度はインバーター４又は変速機構を有する装置にて、モーター５を介して可変速駆動される。このようにしてフイルム粉砕物１は造粒機内に供給される。造粒機内部には環状のダイス６が取り付けられ、内径から外径に貫通した放射状の複数のダイス孔７が設けられている。ダイス孔７の孔径（直径）は本実施の形態では、例えば、６ｍｍに設定されている。ダイス６の内径内には転動ローラ８がダイス６の内周面と圧着して設けられている。ダイス６を矢印Ａ方向に回転させ、フイルム粉砕物１をダイス６の内径内に供給し、転動ローラ８によりフイルム粉砕物１を圧縮してダイス孔７内に押し込む。フイルム粉砕物１はダイス６および転動ローラ８で圧縮され、ダイス孔７に押し込まれ、ダイス６の外径側のダイス孔７から押し出され円筒状固化成型物９は所定の長さでカッター１０によって切断される。また、カッター１０の内部には温度を測定するための測温体１１が内蔵されており、これにより円筒状固化成型物９の温度を測定する。ダイス６の外側には造粒機カバー１２が設けられており、上部左右の４５°位置に冷却空気供給口１３と冷却空気排気口１４が設けられている。冷却空気供給口１３からはクーラー１５を介して冷却されて空気が給気される。冷却空気排気口１４からは排気ブロア１６にて造粒機カバー１２内の空気を強制排気する。造粒機カバー１２の構造は二重管となっており、内部に冷却媒体を通過できる構造となっている。ここに冷却媒体供給口１７から、冷却媒体を供給し、冷却媒体排出口１８より排出することにより造粒機カバー１２を冷却し、造粒機カバー１２内の雰囲気温度を低下させる。カッター１０により所定の長さに切断された円筒状固化成型物９は自重落下によりロータリーバルブ１９に入り、一定の容量毎に輸送配管２０に送られ、輸送ブロア２１により空気輸送される。
【００１５】
本発明の造粒機では、円筒状固化成型物が、互いに溶融、融着を起こさない融点以下の温度範囲で成型されているため、不純物、水分の少ない、再使用に適した高品位品となる。なお、本発明でいう融点とは、用いる熱可塑性樹脂フイルムが融解し、液体化する温度のことであり、熱分析（例えば、示差走査熱量測定、ＤＳＣ）により求まる値である。
【００１６】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂フイルムの厚みは特に限定されないが、一般に薄物と言われる、例えば、４μｍ以上であり、さらに、ダイスと転動ローラを用いた圧縮成型装置で成型が可能とされる、例えば２００μｍ以下であることが、本発明の効果の点で好ましい。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略すことがある）フイルム製造工程から発生したフイルム厚み３５μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図１に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が400kg/時間以上である装置を使用し、造粒機カバーはφ１５０の給気口、排気口を各１箇所設け、造粒機カバーを二重構造とし、空間内に冷却媒体を供給できる構造とした造粒機カバーに改造されている。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を５８Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に５８Ａとなるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１４５℃に設定し運転した。運転中は給気用として制御室に設置されたダイキン製６３ｋｗパッケージエアコンからダクトを枝取りした空気を冷却空気供給口より、２０℃の空気を風量１０ｍ３／ｍｉｎ給気し、排気用に接続した０．７５ｋｗのシロッコファンをダンパーにより風量調整し、冷却空気排気口より、風量１２ｍ３／ｍｉｎの空気を排気した。また、冷却媒体供給口から、冷却媒体として水温１８℃の冷却水を流量５Ｌ／ｍｉｎにて供給した。この運転条件にて造粒機を連続８時間運転し、約２０００ｋｇの円筒状固化成型物を加工した。運転中の円筒状固化成型物温度は１２５℃で安定しており、加工した円筒状固化成型物の平均嵩傘密度は０．５０ｇ／ｃｍ３であった。造粒機運転停止直後にダイス表面温度をサーモグラフィで測定したところ、１２８℃であった。また、ダイス外径側に円筒状固化成型物の溶融した痕跡は見られなかった。
【００１９】
実施例２
ＰＥＴフイルム製造工程から発生したフイルム厚み１８８μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図１に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が750kg/時間以上である装置を使用し、造粒機カバーはφ１５０の給気口、排気口を各１箇所設け、造粒機カバーを二重構造とし、空間内に冷却媒体を供給できる構造とした造粒機カバーに改造されている。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を６２Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に６２Ａになるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１５０℃に設定し運転した。運転中は給気用として制御室に設置されたダイキン製６３ｋｗパッケージエアコンからダクトを枝取りした空気を冷却空気供給口より、２０℃の空気を風量１０ｍ３／ｍｉｎ給気し、排気用に接続した０．７５ｋｗのシロッコファンをダンパーにより風量調整し、冷却空気排気口より、風量１２ｍ３／ｍｉｎの空気を排気した。また、冷却媒体供給口から、冷却媒体として水温１８℃の冷却水を流量５Ｌ／ｍｉｎにて供給した。この運転条件にて造粒機を連続８時間運転し、約３２００ｋｇの円筒状固化成型物を加工した。運転中の円筒状固化成型物温度は１３３℃で安定しており、製造した円筒状固化成型物の平均嵩傘密度は０．５５ｇ／ｃｍ３であった。造粒機運転停止直後にダイス表面温度をサーモグラフィで測定したところ、１３６℃であった。また、ダイス外径側に円筒状固化成型物の溶融した痕跡は見られなかった。
【００２０】
比較例１
ＰＥＴフイルム製造工程から発生したフイルム厚み３５μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図３に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が400kg/時間以上である装置を使用した。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を５８Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に５８Ａとなるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１４５℃に設定し運転した。この運転条件にて造粒機の運転を開始し、運転開始後１時間３０分で円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の温度が上限温度１４５℃に達し、造粒機の運転が異常停止した。造粒機運転停止後に造粒機カバーを開放し、内部を点検したところ、ダイス外径側で粒状成型物が溶融し、融着した塊となっていた。
【００２１】
比較例２
ＰＥＴフイルム製造工程から発生したフイルム厚み１８８μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図３に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が750kg/時間以上である装置を使用した。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を６２Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に６２Ａになるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１５０℃に設定し運転した。この運転条件にて造粒機の運転を開始し、運転開始後１時間１０分で円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の温度が上限温度１５０℃に達し、造粒機の運転が異常停止した。造粒機運転停止後に造粒機カバーを開放し、内部を点検したところ、ダイス外径側で円筒状固化成型物が溶融し、融着した塊となっていた。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上詳述したように、本発明は、熱可塑性樹脂フイルムを再使用するための円筒状固化成型物を成型するための造粒機に係わるものであり、本発明により、加工工程において、ダイスの温度上昇による熱可塑性樹脂フイルムの溶融、融着を防止し、連続的に造粒機を運転することが可能となり、処理量を増やすことが可能となる。また、従来技術である注水することによる冷却方法を使用しないため、懸念される錆の発生がなく、混入物がなく、加工した円筒状固化成型物の品質を維持することが可能であり、フイルム製品だけではなく、透過性が高い熱可塑性樹脂を使用する製品や外観の欠点を重視する熱可塑性樹脂製品等、全ての製品において混入物による歩留まりを増加を防止する装置として有用である。
【符号の説明】
【００２３】
１ フイルム粉砕物
２ 造粒ホッパ
３ フィーダー
４ インバーター
５ モーター
６ ダイス
７ ダイス孔
８ 転動ローラ
９ 円筒状固化成型物
１０ カッター
１１ 測温体
１２ 造粒機カバー
１３ 冷却空気供給口
１４ 冷却空気排気口
１５ クーラー
１６ 排気ブロア
１７ 冷却媒体供給口
１８ 冷却媒体排出口
１９ ロータリーバルブ
２０ 輸送配管
２１ 輸送ブロア
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱可塑性樹脂フイルムを空気輸送、貯蔵、再使用に適する大きさ且つ形状に加工するための造粒機、およびそれを用いた固化成型物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂フイルムを再使用するためには空気輸送に適した一定の通常１０ｍｍ以下程度の大きさに加工する必要がある。そのためシート状熱可塑性樹脂フイルムを粉砕し、次いで複数の貫通孔（ダイス孔）を有するダイスと、ダイスの周面と圧着して回転自在に設けられた転動ローラとからなる造粒機を用い、前記熱可塑性樹脂フイルムを前記転動ローラにより前記ダイス孔内に押し込んで圧縮して円筒状固化成型物に成型する。造粒機により、円筒状固化成型物を安定して製造するために、造粒機の運転負荷と造粒した円筒状固化成型物の温度をモニターしている。造粒機の運転負荷は造粒機モーター電流値によりモニターし、造粒機の運転負荷が一定となるように熱可塑性樹脂フイルム屑の供給量を制御し運転することが従来技術として知られている（例えば、特許文献１）。また、造粒した円筒状固化成型物の冷却方法として造粒機のダイスに冷却液を吹き付けたり、注水することによる冷却方法が従来技術として知られている。（例えば、特許文献２、３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２８１００号公報
【特許文献２】特開２０００−２８２０７３号公報
【特許文献３】特開昭６２−２８２８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
熱可塑性樹脂フイルムの従来の造粒方法は上記のように行われているため、造粒機のダイス孔を通過するときにダイス孔と熱可塑性樹脂フイルムの間で発生する摩擦熱により製造される円筒状固化成型物の表面温度は高温となる。造粒機を連続運転する場合にダイス温度が時間経過と共に上昇し、熱可塑性樹脂フイルムが部分的に融点以上となり、溶融する。また、ダイス内周面と転動ローラの圧着部分でも同様に熱可塑性樹脂フイルムの表面が部分的に融点以上となり、溶融する。これにより、熱可塑性樹脂フイルムが互いに融着し、１０ｍｍを超える大きな塊となり、連続的に造粒機運転を行うことが不可能となるため、造粒機を停止させ、融着した塊を除去、又は除去不能な場合はダイスの交換を必要とする問題があった。この問題の解決方法として公知となっているダイスへの注水冷却があるが、注水によりダイス冷却を行った場合、空気輸送、貯蔵、再使用において円筒状固化成型物と接する金属材料に錆が発生し、混入するため、加工した円筒状固化成型物をフイルム製品として再使用する用途では注水による冷却は適さない。円筒状固化成型物と接する金属材料をＳＵＳ３０４等の材質として錆の発生を防止する方法もあるが、注水によるダイス冷却では加工した円筒状固化成型物中に含まれる含水分が多くなるため、再使用時における乾燥時間が長くなり、生産性が低下するため実用的ではない。従ってこの発明の目的は上述の問題を解決し、熱可塑性樹脂フイルムから高品位かつ所定の大きさの円筒状固化成型物を効率良く得る事ができる造粒機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために本発明は、以下の構成を有している。
（１）熱可塑性樹脂からなる円筒状固化成型物を成型するための造粒機であって、複数の貫通孔を有するダイスと、前記ダイスの周面と圧着して回転自在に設けられた転動ローラと、前記ダイス及び前記転動ローラを覆うカバーと、前記カバーの外部から内部への給気手段と、前記カバーの内部から外部への排気手段とを有することを特徴とする造粒機、
（２）前記カバーの外部から内部への給気手段で、供給する空気温度を室温以下とする（１）の造粒機、
（３）前記カバーの内部から外部への排気手段で、供給した空気風量以上の空気を造粒機カバーより排気する（１）または（２）の造粒機、
（４）造粒機カバー内に冷却媒体を通過させることにより、造粒機カバーを冷却する（１）〜（３）のいずれかの造粒機、
（５）（１）〜（４）のいずれかの造粒機を用いる固化成型物の製造方法、
である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の造粒機を用いれば、熱可塑性樹脂フイルムを再使用するための円筒状固化成型物加工工程において、ダイスの温度上昇による熱可塑性樹脂フイルムの溶融、融着を防止し、従来のように造粒機を停止させ、融着した塊を除去、又は除去不能な場合はダイスの交換を必要としないため、連続的に造粒機を運転することができる。その結果として、処理量を増やすことが可能となり、生産性が向上する。また、注水によるダイス冷却で懸念される錆の発生がないため、混入物がなく、加工した円筒状固化成型物をフイルム製品として再使用する用途においても品質を維持することが可能であり、有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の造粒機を用いた円筒状固化成型物の冷却装置図の１例である。
【図２】図１の造粒機を別方向から見た図である。
【図３】給気口、排気口がなく、造粒機カバーへの改良がされていない図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
本発明の造粒機に用いる熱可塑性樹脂フイルムは、特に限定されないが、ポリエステル、ポリアミド、ポリアリーレンスルフィドなどが例示され、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２、６−ナフタレート、ナイロン−６、ポリフェニリンサルファイドなどである。
【００１０】
本発明の造粒機は、加工した円筒状固化成型物をフイルム製品として再使用するため、加工前のフイルム粉砕物や加工後の円筒状固化成型物と接触する部品については、構成部品の製作加工上の問題で困難である部品以外の材質は、耐食性のあるステンレスや表面にメッキ処理を施した部品を使用することが好ましい。製作加工上の問題で困難である部品の材質は、強度が必要である部品には例えば合金鋼、炭素鋼、必要でない部品には一般構造用圧延鋼が例示される。
【００１１】
本発明において発明者らは、造粒機のダイス冷却方法を検討し、注水による冷却にかわり、送風機により、室内の空気を吸引し、造粒機運転中に造粒機本体内のダイスに空気を吹き付けたところ、温度低下がみられた（例えば３℃。ダイス温度はサーモグラフィにて停止直後の表面温度を測定した）。空冷方式によるダイス冷却効果が得られたことから、発明者らは、更に冷却効果の高い空冷方式を鋭意検討した結果、
（１）造粒機本体内に供給する空気温度を室温以下とすること、
（２）造粒機本体内に供給した空気風量以上の空気を造粒機カバーより排気すること、
（３）造粒機カバー空間内に冷却媒体を通過させることにより、造粒機カバーを冷却し、冷却効率をさらに高められること
を見出した。
【００１２】
また、造粒機カバーからの排気を実施した結果、造粒後の空気輸送に用いるブロアの吹き上がりにより造粒機カバー内が正圧（加圧）から負圧に変化したことにより、造粒機電流値により制御されているダイス内部へのフイルム供給量が安定した。また、造粒機カバーの隙間から破砕したフイルム片が吹き出し室内に飛散していたものが改善された。つまり、円筒状固化成型物温度冷却は冷却した空気を造粒機カバー内に供給するとともに、造粒機カバー内部から供給空気風量以上を排気することにより、ダイス温度を融点未満の温度に冷却し、造粒機を安定した状態で連続運転することにより、本発明に到った。図１は、本発明の造粒機を用いた円筒状固化成型物の温度冷却を実現する、造粒機を用いた円筒状固化成型物の冷却装置の１例を示す。
【００１３】
本発明の造粒機とは、ダイス６、転動ローラ８、造粒機カバー１２等の装置が集まった総称である。
【００１４】
図１に示すように、フイルム粉砕物１は造粒ホッパ２、フィーダー３を通して造粒機の本体内に連続的に供給される。フィーダー３の回転速度はインバーター４又は変速機構を有する装置にて、モーター５を介して可変速駆動される。このようにしてフイルム粉砕物１は造粒機内に供給される。造粒機内部には環状のダイス６が取り付けられ、内径から外径に貫通した放射状の複数のダイス孔７が設けられている。ダイス孔７の孔径（直径）は本実施の形態では、例えば、６ｍｍに設定されている。ダイス６の内径内には転動ローラ８がダイス６の内周面と圧着して設けられている。ダイス６を矢印Ａ方向に回転させ、フイルム粉砕物１をダイス６の内径内に供給し、転動ローラ８によりフイルム粉砕物１を圧縮してダイス孔７内に押し込む。フイルム粉砕物１はダイス６および転動ローラ８で圧縮され、ダイス孔７に押し込まれ、ダイス６の外径側のダイス孔７から押し出され円筒状固化成型物９は所定の長さでカッター１０によって切断される。また、カッター１０の内部には温度を測定するための測温体１１が内蔵されており、これにより円筒状固化成型物９の温度を測定する。ダイス６の外側には造粒機カバー１２が設けられており、上部左右の４５°位置に冷却空気供給口１３と冷却空気排気口１４が設けられている。冷却空気供給口１３からはクーラー１５を介して冷却されて空気が給気される。冷却空気排気口１４からは排気ブロア１６にて造粒機カバー１２内の空気を強制排気する。造粒機カバー１２の構造は二重管となっており、内部に冷却媒体を通過できる構造となっている。ここに冷却媒体供給口１７から、冷却媒体を供給し、冷却媒体排出口１８より排出することにより造粒機カバー１２を冷却し、造粒機カバー１２内の雰囲気温度を低下させる。カッター１０により所定の長さに切断された円筒状固化成型物９は自重落下によりロータリーバルブ１９に入り、一定の容量毎に輸送配管２０に送られ、輸送ブロア２１により空気輸送される。
【００１５】
本発明の造粒機では、円筒状固化成型物が、互いに溶融、融着を起こさない融点以下の温度範囲で成型されているため、不純物、水分の少ない、再使用に適した高品位品となる。なお、本発明でいう融点とは、用いる熱可塑性樹脂フイルムが融解し、液体化する温度のことであり、熱分析（例えば、示差走査熱量測定、ＤＳＣ）により求まる値である。
【００１６】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂フイルムの厚みは特に限定されないが、一般に薄物と言われる、例えば、４μｍ以上であり、さらに、ダイスと転動ローラを用いた圧縮成型装置で成型が可能とされる、例えば２００μｍ以下であることが、本発明の効果の点で好ましい。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１８】
実施例１
ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略すことがある）フイルム製造工程から発生したフイルム厚み３５μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図１に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が400kg/時間以上である装置を使用し、造粒機カバーはφ１５０の給気口、排気口を各１箇所設け、造粒機カバーを二重構造とし、空間内に冷却媒体を供給できる構造とした造粒機カバーに改造されている。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を５８Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に５８Ａとなるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１４５℃に設定し運転した。運転中は給気用として制御室に設置されたダイキン製６３ｋｗパッケージエアコンからダクトを枝取りした空気を冷却空気供給口より、２０℃の空気を風量１０ｍ３／ｍｉｎ給気し、排気用に接続した０．７５ｋｗのシロッコファンをダンパーにより風量調整し、冷却空気排気口より、風量１２ｍ３／ｍｉｎの空気を排気した。また、冷却媒体供給口から、冷却媒体として水温１８℃の冷却水を流量５Ｌ／ｍｉｎにて供給した。この運転条件にて造粒機を連続８時間運転し、約２０００ｋｇの円筒状固化成型物を加工した。運転中の円筒状固化成型物温度は１２５℃で安定しており、加工した円筒状固化成型物の平均嵩傘密度は０．５０ｇ／ｃｍ３であった。造粒機運転停止直後にダイス表面温度をサーモグラフィで測定したところ、１２８℃であった。また、ダイス外径側に円筒状固化成型物の溶融した痕跡は見られなかった。
【００１９】
実施例２
ＰＥＴフイルム製造工程から発生したフイルム厚み１８８μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図１に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が750kg/時間以上である装置を使用し、造粒機カバーはφ１５０の給気口、排気口を各１箇所設け、造粒機カバーを二重構造とし、空間内に冷却媒体を供給できる構造とした造粒機カバーに改造されている。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を６２Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に６２Ａになるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１５０℃に設定し運転した。運転中は給気用として制御室に設置されたダイキン製６３ｋｗパッケージエアコンからダクトを枝取りした空気を冷却空気供給口より、２０℃の空気を風量１０ｍ３／ｍｉｎ給気し、排気用に接続した０．７５ｋｗのシロッコファンをダンパーにより風量調整し、冷却空気排気口より、風量１２ｍ３／ｍｉｎの空気を排気した。また、冷却媒体供給口から、冷却媒体として水温１８℃の冷却水を流量５Ｌ／ｍｉｎにて供給した。この運転条件にて造粒機を連続８時間運転し、約３２００ｋｇの円筒状固化成型物を加工した。運転中の円筒状固化成型物温度は１３３℃で安定しており、製造した円筒状固化成型物の平均嵩傘密度は０．５５ｇ／ｃｍ３であった。造粒機運転停止直後にダイス表面温度をサーモグラフィで測定したところ、１３６℃であった。また、ダイス外径側に円筒状固化成型物の溶融した痕跡は見られなかった。
【００２０】
比較例１
ＰＥＴフイルム製造工程から発生したフイルム厚み３５μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図３に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が400kg/時間以上である装置を使用した。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を５８Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に５８Ａとなるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１４５℃に設定し運転した。この運転条件にて造粒機の運転を開始し、運転開始後１時間３０分で円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の温度が上限温度１４５℃に達し、造粒機の運転が異常停止した。造粒機運転停止後に造粒機カバーを開放し、内部を点検したところ、ダイス外径側で粒状成型物が溶融し、融着した塊となっていた。
【００２１】
比較例２
ＰＥＴフイルム製造工程から発生したフイルム厚み１８８μｍのＰＥＴフイルム屑を粉砕したフイルム粉砕物を図３に示す装置においてダイス孔径φ６ｍｍのダイスを使用し、円筒状固化成型物のカット長が３０ｍｍとなるカッター位置にて運転する造粒機に投入した。造粒機は新田ゼラチン製ペレットミルで加工能力が750kg/時間以上である装置を使用した。この時の造粒機を駆動するモーターの電流値を６２Ａに設定し、造粒機へフイルム粉砕物を供給するフィーダーの回転速度を制御し、造粒機を駆動するモーター電流値が常に６２Ａになるように運転する。円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の上限温度を１５０℃に設定し運転した。この運転条件にて造粒機の運転を開始し、運転開始後１時間１０分で円筒状固化成型物の温度を測定する測温体の温度が上限温度１５０℃に達し、造粒機の運転が異常停止した。造粒機運転停止後に造粒機カバーを開放し、内部を点検したところ、ダイス外径側で円筒状固化成型物が溶融し、融着した塊となっていた。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上詳述したように、本発明は、熱可塑性樹脂フイルムを再使用するための円筒状固化成型物を成型するための造粒機に係わるものであり、本発明により、加工工程において、ダイスの温度上昇による熱可塑性樹脂フイルムの溶融、融着を防止し、連続的に造粒機を運転することが可能となり、処理量を増やすことが可能となる。また、従来技術である注水することによる冷却方法を使用しないため、懸念される錆の発生がなく、混入物がなく、加工した円筒状固化成型物の品質を維持することが可能であり、フイルム製品だけではなく、透過性が高い熱可塑性樹脂を使用する製品や外観の欠点を重視する熱可塑性樹脂製品等、全ての製品において混入物による歩留まりを増加を防止する装置として有用である。
【符号の説明】
【００２３】
１ フイルム粉砕物
２ 造粒ホッパ
３ フィーダー
４ インバーター
５ モーター
６ ダイス
７ ダイス孔
８ 転動ローラ
９ 円筒状固化成型物
１０ カッター
１１ 測温体
１２ 造粒機カバー
１３ 冷却空気供給口
１４ 冷却空気排気口
１５ クーラー
１６ 排気ブロア
１７ 冷却媒体供給口
１８ 冷却媒体排出口
１９ ロータリーバルブ
２０ 輸送配管
２１ 輸送ブロア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる円筒状固化成型物を成型するための造粒機であって、複数の貫通孔を有するダイスと、前記ダイスの周面と圧着して回転するように設けられた転動ローラと、前記ダイス及び前記転動ローラを覆うカバーと、前記カバーの外部から内部への給気手段と、前記カバーの内部から外部への排気手段とを有することを特徴とする造粒機。
【請求項２】
前記カバーの外部から内部への給気手段で、供給する空気温度を室温以下とする請求項１に記載の造粒機。
【請求項３】
前記カバーの内部から外部への排気手段で、供給した空気風量以上の空気を造粒機カバーより排気する請求項１または２に記載の造粒機。
【請求項４】
造粒機カバー内に冷却媒体を通過させることにより、造粒機カバーを冷却する請求項１〜３のいずれかに記載の造粒機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の造粒機を用いる固化成型物の製造方法。
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる円筒状固化成型物を成型するための造粒機であって、複数の貫通孔を有するダイスと、前記ダイスの周面と圧着して回転するように設けられた転動ローラと、前記ダイス及び前記転動ローラを覆うカバーと、前記カバーの外部から内部への給気手段と、前記カバーの内部から外部への排気手段とを有することを特徴とする造粒機。
【請求項２】
前記カバーの外部から内部への給気手段で、供給する空気温度を室温以下とする請求項１に記載の造粒機。
【請求項３】
前記カバーの内部から外部への排気手段で、供給した空気風量以上の空気を造粒機カバーより排気する請求項１または２に記載の造粒機。
【請求項４】
造粒機カバー内に冷却媒体を通過させることにより、造粒機カバーを冷却する請求項１〜３のいずれかに記載の造粒機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の造粒機を用いる固化成型物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１９４９１６（Ｐ２０１０−１９４９１６Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４３５３６（Ｐ２００９−４３５３６）
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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