JP4241556B2 - Pellet manufacturing method and pellet manufacturing apparatus - Google Patents
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- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Description
本発明は、押出成形や射出成形の原料等として利用されるペレットを製造するペレット製造方法、ペレット製造装置および製造されるペレットに関する。 The present invention relates to a pellet manufacturing method, a pellet manufacturing apparatus, and a manufactured pellet for manufacturing a pellet used as a raw material for extrusion molding or injection molding.
従来、押出成形機にて、熱可塑性樹脂を含む所定の素材を加熱し、熱可塑性樹脂を溶融させながら混合(以下、溶融混合とも記載)して押出成形(予備成形)することにより、プラスチック成形等の後成形(本成形)に用いられるペレットを製造している。ペレットの原料としては、廃材やフライアッシュや石英質系鉱物等を有効利用するため、廃材等の木質系材料を微粒化した材料と熱可塑性樹脂の組み合わせ、フライアッシュと熱可塑性樹脂の組み合わせ、石英質系鉱物と熱可塑性樹脂の組み合わせ、等が用いられる場合がある。木質系材料を使用したペレットの場合、例えば、混合撹拌翼を有するミキサーにて素材の粒子どうしを衝突させて発熱させることにより溶融混合させたり、押出機により素材を剪断混合させたりすることにより、良質のペレットを成形する。ここで、押出機には直径3〜5mm程度の押出口を多数有するダイを装着してあり、内部のスクリューを回転させながら軟化状態の素材をダイの押出口から略棒状に押し出し、カッタにより長さ3〜7mm程度に切断してペレット形状に成形している。 Conventionally, plastic molding is performed by heating a predetermined material containing a thermoplastic resin in an extrusion molding machine, mixing while melting the thermoplastic resin (hereinafter also referred to as melt mixing), and extrusion molding (preliminary molding). Manufactures pellets used for post-molding (main molding). As a raw material for pellets, in order to effectively use waste materials, fly ash, quartz-based minerals, etc., a combination of materials obtained by atomizing wood-based materials such as waste materials and thermoplastic resins, a combination of fly ash and thermoplastic resins, quartz A combination of a mineral and a thermoplastic resin may be used. In the case of pellets using a wood-based material, for example, by mixing the particles of the material with a mixer having a mixing stirring blade to cause heat generation and heat mixing, or by shear mixing the material with an extruder, Form good quality pellets. Here, the extruder is equipped with a die having a number of extrusion ports with a diameter of about 3 to 5 mm. While rotating the internal screw, the softened material is pushed out from the extrusion port of the die into a substantially rod shape, and is extended by a cutter. It is cut to about 3 to 7 mm and formed into a pellet shape.
また、特許文献1記載の技術では、押出機構にて軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出し、押し出した素材を不定形のまま成形機用容器に導入し、導入した不定形の素材をペレット成形装置にてペレット形状に成形している。
前者の技術では、素材中の熱可塑性樹脂の含有割合が少ないと、熱可塑性樹脂を溶融させても素材の流動性が小さいためにダイからの押出流量が少なく、ペレットの大量生産を行うことができなかった。
後者の技術では、流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能となる。しかしながら、単位時間当たりのペレット生産量をさらに向上させることが望まれていた。また、製造されるペレットをより均質にさせ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせたり、当該ペレットを原料としてプラスチックの押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行う時に原料段階ではペレット形状を維持させつつ熱を加える混練段階ではペレットをより崩れやすくさせて分散させ、後成形の成形品をより容易に成形させたりすることの可能なペレットを製造することが望まれていた。
In the former technique, if the content of the thermoplastic resin in the material is small, the flow rate of the material is small even if the thermoplastic resin is melted, so the extrusion flow rate from the die is small, and mass production of pellets is possible. could not.
With the latter technique, it is possible to mass-produce pellets even with a material with low fluidity. However, it has been desired to further improve the amount of pellet production per unit time. In addition, the pellets to be produced are made more homogeneous, and the molded products and aggregates made from the pellets are made more homogeneous, or plastic molding, injection molding, blow molding, etc. are made from the pellets. It is possible to produce pellets that can be easily formed into post-molded molded products by dispersing and dispersing the pellets more easily in the kneading stage where heat is applied while maintaining the pellet shape at the raw material stage when performing It was desired.
さらに、互いに物性の異なる複数の合成樹脂を含む素材を、当該合成樹脂を溶融させながら混合して不定形の状態で押し出し、ペレット形状に成形すると、各合成樹脂が他の合成樹脂となじんでしまい、各合成樹脂の物性を残したペレットを製造することができなかった。一方、各合成樹脂に当該合成樹脂を配合したペレットを製造すると、製造された複数種類のペレットを原料とした後成形時にペレットどうしが十分に混合されず、後成形時において十分に良好な物性を有する成形品を製造することができなかった。
例えば、JIS K7210に規定されるMFR(メルトマスフローレイト)が100(単位:g/10min)以上と流動性の大きい高流動性ポリプロピレン(以下、PPとも記載)と、MFRが100未満と強度の大きい高強度PPと、両PPと等重量以上の木粉とを、PPを溶融させながら混合して固化させてペレットを形成すると、両PPが互いになじんでしまい、製造されたペレットを原料とした後成形時に十分な流動性が得られない。一方、高流動性PPを配合したペレットと高強度PPを配合したペレットとを原料として後成形すると、十分な強度の成形品を得ることができない。
また、MFR100以上のPPと、マレイン酸により変性した変性PPと、MFRが100未満と強度の大きいポリアミド(以下、PAとも記載)と、PP、変性PP、および、PAの合計と等重量以上の木粉とを、PPと変性PPとPAとを溶融させながら混合して固化させてペレットを形成すると、変性PPとPAとが互いに反応してポリマーアロイとなり、PPとPAとが互いになじんでしまい、製造されたペレットを原料とした後成形時に十分な流動性が得られない。一方、高流動性PPを配合したペレットとPAを配合したペレットとを原料として後成形すると、十分な強度の成形品を得ることができない。
Furthermore, when a material containing a plurality of synthetic resins having different physical properties is mixed and extruded while melting the synthetic resin and extruded into an indeterminate shape, each synthetic resin becomes compatible with other synthetic resins. The pellet which left the physical property of each synthetic resin was not able to be manufactured. On the other hand, when producing pellets in which the synthetic resin is blended with each synthetic resin, the pellets are not sufficiently mixed at the time of post-molding using the produced multiple types of pellets as raw materials, and sufficiently good physical properties are obtained at the time of post-molding. It was not possible to produce a molded product having it.
For example, MFR (melt mass flow rate) specified in JIS K7210 is 100 (unit: g / 10min) or more and high fluidity polypropylene (hereinafter also referred to as PP), and MFR is less than 100 and high strength. When high-strength PP and both PP and wood powder of equal weight or more are mixed and solidified while melting PP to form pellets, both PPs become familiar with each other, and the manufactured pellets are used as raw materials. Sufficient fluidity cannot be obtained during molding. On the other hand, if a post-molding process is performed using pellets blended with high-fluidity PP and pellets blended with high-strength PP, a molded product with sufficient strength cannot be obtained.
In addition, PP having MFR of 100 or more, modified PP modified with maleic acid, polyamide having a high MFR of less than 100 (hereinafter also referred to as PA), PP, modified PP, and PA are equal to or more than the total weight. When wood powder is mixed with PP, modified PP, and PA and solidified to form pellets, the modified PP and PA react with each other to form a polymer alloy, and PP and PA become familiar with each other. In addition, sufficient fluidity cannot be obtained during post-molding using the produced pellets as a raw material. On the other hand, when a post-molding is performed using pellets blended with high-fluidity PP and pellets blended with PA as a raw material, a molded product with sufficient strength cannot be obtained.
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to produce high quality pellets in which the physical properties of a plurality of different resins are left.
上記目的を達成するため、請求項1にかかるペレット製造方法の発明は、所定の粉砕機構にて、第一の樹脂を少なくとも有する粉砕可能な程度に軟化した第一の素材を少なくとも粉砕し、粉砕された第一の素材と、同第一の樹脂とは物性の異なる第二の樹脂を少なくとも有する第二の素材と、を少なくとも配合した混合物を生成する粉砕混合工程と、上記生成された混合物を所定の成形機構にてペレット形状に成形する成形工程とを備えることを特徴とする。すなわち、粉砕混合工程では、所定の粉砕機構にて、第一の樹脂を少なくとも有する粉砕可能な程度に軟化した第一の素材が少なくとも粉砕される。また、粉砕された第一の素材と、第二の樹脂を少なくとも有する第二の素材と、を少なくとも配合した混合物が生成される。ここで、第二の樹脂は、第一の樹脂とは物性の異なる樹脂とされている。成形工程では、生成された混合物が所定の成形機構にてペレット形状に成形される。成形された混合物は、軟化した第一の素材が配合されているので、ペレット形状を保ったまま硬化(固化を含む)する。
これにより、ペレットを製造する際に少なくとも第一の樹脂と第二の樹脂とのなじみを少なくさせることができるので、第一・第二(第一および第二)の樹脂のそれぞれの物性が残されたペレットを製造することができる。すると、ペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うときに、第一の樹脂を含むペレットと第二の樹脂を含むペレットとを混合させる必要が無くなるので、第一の樹脂と第二の樹脂とを十分になじませた良質の成形品を得ることが可能となる。
In order to achieve the above object, the invention of the pellet manufacturing method according to
As a result, at the time of producing the pellet, at least the familiarity between the first resin and the second resin can be reduced, so that the physical properties of the first and second (first and second) resins remain. Pellets can be produced. Then, when post-molding such as plastic molding using the pellet as a raw material, it is not necessary to mix the pellet containing the first resin and the pellet containing the second resin, so the first resin and the second resin It is possible to obtain a high-quality molded product that is sufficiently familiar with the above.
上記第一の素材は、一部が第一の樹脂とされた素材でもよいし、全て第一の樹脂とされた素材でもよい。上記第二の素材は、一部が第二の樹脂とされた素材でもよいし、全て第二の樹脂とされた素材でもよい。上記混合物を生成する際には、第一・第二の素材とは異なる素材を配合した混合物を生成してもよい。
従って、上記粉砕混合工程では、第一・第二の素材とは異なる第三の素材、第一・第二・第三の素材とは異なる第四の素材、…、を配合した混合物を生成してもよく、いずれの場合も請求項1記載の発明に含まれる。
上記粉砕混合工程では、第一の素材を少なくとも粉砕すればよく、第一の素材のみを粉砕して混合物を生成してもよいし、第一・第二の素材を一緒に粉砕して混合物を生成してもよいし、各素材を別々に粉砕して混合物を生成してもよく、いずれの場合も請求項1記載の発明に含まれる。
なお、ペレット形状に成形した混合物(以下、成形物とも記載)を硬化或いは固化させる工程をさらに設けてもよい。
成形物を冷却機構にて冷却する冷却工程を設けると、速やかに成形物を固化させることができる。また、成形物が相互に接着してしまうことを防止することができる。冷却機構は、成形物を冷却槽内に浸漬して水冷させる構成、所定の落下経路を有する落下経路部にて落下させつつ空冷させる構成、等、様々な構成が考えられる。
The first material may be a material partially made of the first resin, or may be a material made entirely of the first resin. The second material may be a material partially made of the second resin, or may be a material made entirely of the second resin. When the mixture is generated, a mixture containing a material different from the first and second materials may be generated.
Therefore, in the pulverization and mixing step, a mixture containing a third material different from the first and second materials, a fourth material different from the first, second and third materials, is generated. Any of these cases may be included in the invention described in
In the pulverization and mixing step, at least the first material may be pulverized, the first material alone may be pulverized to produce a mixture, or the first and second materials may be pulverized together to form a mixture. It may be produced, or each material may be pulverized separately to produce a mixture, and both cases are included in the invention of
In addition, you may further provide the process of hardening or solidifying the mixture shape | molded by pellet shape (henceforth a molded object).
If the cooling process which cools a molded object with a cooling mechanism is provided, a molded object can be solidified rapidly. Moreover, it can prevent that a molded object adheres mutually. The cooling mechanism may have various configurations such as a configuration in which the molded product is immersed in a cooling tank and cooled by water, and a configuration in which the molded product is cooled by air while dropping in a dropping path portion having a predetermined dropping path.
また、軟化した上記第一の素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程をさらに備え、上記粉砕混合工程では、上記粉砕機構にて、上記押し出された不定形の第一の素材を少なくとも粉砕し、粉砕された第一の素材と、上記第二の素材と、が少なくとも配合された上記混合物を生成する構成としてもよい。軟化した第一の素材が押出機構にて不定形の状態で押し出されると、粉砕混合工程にて容易に粉砕可能となる。
押出機構が第一の素材を不定形の状態で押し出して粉砕機構に供給すれば、第一の素材の押出流量は制限されない。従って、ペレット製造に用いる素材が流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能である。ここで、押出機構で押し出された不定形の第一の素材は、一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、より均質化された状態で素材をペレット形状に成形することができる。これにより、製造されるペレットをより均質にさせることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、製造されたペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行う時に原料段階ではペレット形状が維持される一方、熱を加える混練段階でペレットがより崩れやすくなって分散性が向上するので、より容易に後成形の成形品を成形することが可能となる。さらに、不定形の第一素材が粉砕されることによってペレットを成形する際に成形用の穴や隙間等に入りやすくなるので、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。
In addition, the method further comprises an extrusion process in which the softened first material is mixed by an extrusion mechanism and extruded in an irregular shape. In the pulverization and mixing process, the first amorphous material extruded by the pulverization mechanism is provided. It is good also as a structure which produces | generates the said mixture with which the said 1st raw material and said 2nd raw material were mix | blended at least. When the softened first material is extruded in an indeterminate state by the extrusion mechanism, it can be easily pulverized in the pulverization and mixing step.
If the extrusion mechanism extrudes the first material in an irregular shape and supplies it to the crushing mechanism, the extrusion flow rate of the first material is not limited. Therefore, even if the material used for pellet production is a material with low fluidity, it is possible to mass-produce pellets. Here, the amorphous first material extruded by the extrusion mechanism is once pulverized and supplied to the molding mechanism, so that the material can be molded into a pellet shape in a more uniform state. Thereby, the manufactured pellet can be made more homogeneous, and high-quality pellets that can make the molded product and aggregate made from the pellet more uniform can be mass-produced. In addition, the pellet shape is maintained in the raw material stage when post-molding such as plastic molding using the produced pellets as a raw material, while the pellet is more easily broken in the kneading stage where heat is applied, and dispersibility is improved. It is possible to easily form a post-molded product. Furthermore, since the amorphous first material is pulverized, it becomes easy to enter molding holes, gaps, and the like when the pellets are molded, so that the amount of pellets produced per unit time can be further increased.
なお、軟化した素材を混合して押し出すことを行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、素材全体がなじまずにペレット化されるため、粉体状に崩れやすいペレットが製造される。すると、当該ペレットを原料とした後成形を行おうとしたときに原料段階からペレットが粉体状に崩れてしまうため、混練段階で原料を均質に混練するのが容易ではない。本発明では、軟化した素材を混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形しているので、素材全体が良くなじんだ後にペレット化され、粉体状となるほどには崩れないペレットが製造される。従って、当該ペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加える混練段階で崩れるため、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。 In addition, when the softened material is mixed and extruded without being extruded and formed into a pellet shape, the whole material is formed into a pellet without adapting, so that a pellet that is easily broken into a powder is produced. Then, when trying to perform the subsequent molding using the pellet as a raw material, the pellet collapses into a powder form from the raw material stage, so it is not easy to uniformly knead the raw material in the kneading stage. In the present invention, since the softened material is mixed and extruded and then pulverized and formed into a pellet shape, pellets are manufactured after the whole material is well blended, and a pellet that does not collapse so as to become powdery is produced. The Therefore, since the pellets are collapsed in the kneading stage in which heat is applied without breaking into a powdery form when the post-molding is performed using the pellets as raw materials, the raw materials can be easily and uniformly kneaded in the kneading stage. .
特に、上記第一の素材が少なくとも充填材(フィラー)と当該充填材と等重量以下の溶融可能な樹脂とを含む場合、当該素材を混合して押し出すことを行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、高充填量の充填材に樹脂がなじまずにペレット化されるため、充填材と樹脂とがばらばらに崩れて粉体状になりやすい。溶融した樹脂と充填材とを軟化した素材として混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形すると、充填材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化される。従って、高充填量の充填材が配合されて成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく混練段階で崩れて分散し、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。 In particular, when the first material includes at least a filler (filler) and an equal weight or less meltable resin, the material is pulverized into a pellet shape without mixing and extruding. When the molding is performed, the resin is pelletized without conforming to the high filling amount of the filler, so that the filler and the resin are broken apart and easily become powdery. When the molten resin and the filler are mixed and extruded as a softened material and then pulverized and formed into a pellet shape, the resin is well blended with the filler and then pelletized. Therefore, when pellets molded with a high filling amount of filler are used as raw materials, the pellets are broken and dispersed in the kneading stage without breaking into powder in the raw material stage. The raw materials can be easily kneaded uniformly.
ここで、押出機構は、様々な構成が考えられ、汎用的な一軸スクリュー混練押出機や二軸スクリュー混練押出機などを適用して軟化した素材を不定形の状態で押し出すことができる。
また、素材中の樹脂の配合割合が多くて従来の押出成形機では成形後のペレットどうしがくっついてしまう素材であっても、不定形の素材を粉砕した後にペレット形状に成形することによって、成形後のペレットどうしがくっつかず分離した状態となる。これは、軟化した素材を不定形の状態で押し出した後、即座にはペレット形状に成形しないため、素材の温度低下により軟化度合が低下することによると考えられる。また、時間の経過により軟化度合が低下する樹脂(熱硬化性樹脂や接着剤等)を配合した素材であって従来の押出成形機では成形後のペレットどうしがくっついてしまう素材であっても、不定形の素材を粉砕した後にペレット形状に成形することによって、成形後のペレットどうしがくっつかず分離した状態となる。これは、即座にはペレット形状に成形しないため、時間経過により素材の軟化度合が低下することによると考えられる。ペレットどうしがくっついていると、当該ペレットを原料とした後成形時に原料がスムーズに混練工程に送り込まれないことになる。本ペレット製造装置を用いると、ペレットどうしがくっつくことを防ぐことができるため、後成形時に原料がスムーズに混練工程に送り込まれ、スムーズに後成形の成形品を製造することができる。
Here, the extrusion mechanism may have various configurations, and a softened material can be extruded in an indefinite state by applying a general-purpose single-screw kneading extruder or a twin-screw kneading extruder.
In addition, even with materials that have a large proportion of resin in the material and the pellets that have been molded together with conventional extruders, molding is performed by crushing the irregular shaped material into a pellet shape. The subsequent pellets do not stick together and become separated. This is considered to be because the softened material is not formed into a pellet shape immediately after being extruded in an indeterminate state, so that the degree of softening decreases due to a temperature decrease of the material. Moreover, even if it is a material that is blended with a resin (thermosetting resin, adhesive, etc.) whose softening degree decreases with the passage of time and the conventional extrusion molding machine is a material where the pellets after molding are stuck together, By pulverizing the amorphous material and then forming it into a pellet shape, the pellets after forming are separated without sticking to each other. This is thought to be due to the fact that the degree of softening of the material decreases over time because it is not immediately formed into a pellet shape. If the pellets are stuck together, the raw materials will not be smoothly fed into the kneading step during the subsequent molding using the pellets as raw materials. When this pellet manufacturing apparatus is used, it is possible to prevent the pellets from sticking to each other, so that the raw material is smoothly fed into the kneading process during post-molding, and a post-molded molded product can be manufactured smoothly.
第一の素材は、一例として、溶融可能な樹脂と微粒状の木質系材料とを少なくとも含む構成とすることができる。すなわち、樹脂が溶融状態になると素材は軟化状態となり、溶融状態の樹脂と微粒状の木質系材料とが混合されて不定形の状態で押し出される。ここで、溶融状態の樹脂は、木質系材料に滲み込みながら付着する。すると、木質系材料に樹脂が良くなじんだ後にペレット化され、成形されたペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加えた混練段階で崩れ、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。また、コンクリート等の軽量化を図るための軽量骨材等として使用することができる。なお、木質系材料と、同木質系材料と等重量以下の溶融可能な樹脂とを混合させると流動性が小さい素材となるが、上述した構成によりペレットを量産することが可能である。
ここで、木質系材料は、木粉,木毛,木片,木質繊維,木質パルプ,木質繊維束,等、さまざまなものを採用可能であるし、竹繊維,麻繊維,バカス,モミガラ,稲わら等セルロースを主成分とする材料を混合したものでもよい。
As an example, the first material can be configured to include at least a meltable resin and a particulate woody material. That is, when the resin is in a molten state, the raw material is softened, and the molten resin and the fine-grained woody material are mixed and extruded in an indefinite state. Here, the molten resin adheres while oozing into the woody material. Then, after the resin is well blended with the woody material, it is pelletized, and when the molded pellet is used as a raw material and then molded, the raw material stage is a kneading stage where heat is applied without breaking the powder into a powder. The raw material can be easily and uniformly kneaded in the kneading stage. Moreover, it can be used as a lightweight aggregate for reducing the weight of concrete or the like. Note that mixing a wood-based material with the same wood-based material and a meltable resin having an equal weight or less results in a material with low fluidity, but the above-described configuration enables mass production of pellets.
Here, various materials such as wood flour, wood wool, wood fragments, wood fiber, wood pulp, wood fiber bundle, etc. can be adopted as the wood-based material, and bamboo fiber, hemp fiber, bacus, rice bran, rice straw, etc. What mixed the material which has a cellulose as a main component may be used.
ここで、微粒状は、粉末状ないし成形されるペレットよりも細かい粒状をいい、粉末状や微細な繊維状を含む。以下、同じである。なお、木質系材料の粒度を調整すると、ペレットの強度を調整することができる。木材は家具工場や建築現場等あらゆる場面で常用されており、木材の切り屑を木質系材料にしたり、木材本体を家具や建築用材等の原料にした後に発生する廃材や家具や建築用材の廃棄物を粉砕して木質系材料にしたりすることができる。
むろん、第一の素材としては、微粒状の多孔質無機材料といった微粒状の無機材料等、様々なものを採用可能である。微粒状の多孔質無機材料としては、微粒状のフライアッシュ、微粒状の石英質系鉱物等が考えられる。充填材には、無機材料以外の材料が含まれていてもよい。第二の素材も、第一の素材と同様の素材とすることができる。
Here, the fine particles refer to powder particles or particles that are finer than the pellets to be formed, and include powder particles and fine fiber particles. The same applies hereinafter. In addition, the intensity | strength of a pellet can be adjusted if the particle size of a wood type material is adjusted. Wood is commonly used in every scene, such as furniture factories and construction sites. Waste wood, furniture, and building materials generated after wood chips are used as wood-based materials or wood itself is used as a raw material for furniture and building materials are discarded. An object can be pulverized into a woody material.
Of course, as the first material, various materials such as a finely divided inorganic material such as a finely divided porous inorganic material can be adopted. As the fine porous inorganic material, fine fly ash, fine granular quartz mineral and the like can be considered. The filler may contain materials other than inorganic materials. The second material can be the same material as the first material.
上記第一の樹脂が第一の熱可塑性樹脂である場合、上記第一の素材は、少なくとも、充填材と、当該充填材と等重量以下の上記第一の熱可塑性樹脂と、を配合した素材とされ、上記押出工程は、所定の加熱機構にて上記第一の素材を加熱して軟化させる素材加熱工程を有し、この素材加熱工程にて軟化された第一の素材を混合して不定形の状態で押し出してもよい。加熱機構にて第一の素材を加熱することにより、容易に第一の素材を加熱軟化させることができる。また、第一の素材がフィラー高充填(素材中に重量比で充填材が樹脂以上存在)であるので、粉砕混合工程で不定形の第一の素材を容易に粉砕することが可能となる。ここで、充填材と第一の熱可塑性樹脂の好ましい配合割合は、充填材51〜99重量%(より好ましくは70〜95重量%)、熱可塑性樹脂1〜49重量%(より好ましくは5〜30重量%)である。 When the first resin is a first thermoplastic resin, the first material is a material in which at least a filler and the first thermoplastic resin equal to or less than the weight of the filler are blended. The extrusion process includes a material heating process in which the first material is heated and softened by a predetermined heating mechanism, and the first material softened in the material heating process is not mixed. You may extrude in a fixed state. The first material can be easily heated and softened by heating the first material with the heating mechanism. Further, since the first material is highly filled with filler (the filler is present in the material in a weight ratio or more than the resin), the first material having an irregular shape can be easily pulverized in the pulverization and mixing step. Here, the blending ratio of the filler and the first thermoplastic resin is preferably 51 to 99% by weight (more preferably 70 to 95% by weight) of the filler and 1 to 49% by weight (more preferably 5 to 5%) of the thermoplastic resin. 30% by weight).
上記第二の樹脂は、合成樹脂とされ、上記第二の素材は、少なくとも、充填材と、当該充填材と等重量以下の上記第二の樹脂と、を配合した素材とされ、上記粉砕混合工程は、軟化した上記第二の素材を押出機構にて混合して不定形の状態で押し出す第二押出工程を有し、上記押出工程にて押し出された不定形の第一の素材と同第二押出工程にて押し出された不定形の第二の素材とを粉砕して、粉砕された第一および第二の素材が少なくとも配合された上記混合物を生成する構成としてもよい。第二の素材がフィラー高充填であるので、粉砕混合工程で不定形の第二の素材を容易に粉砕することが可能となる。合成樹脂は、熱可塑性樹脂でも、熱硬化性樹脂でもよい。ここで、充填材と合成樹脂の好ましい配合割合は、充填材51〜99重量%(より好ましくは70〜95重量%)、合成樹脂1〜49重量%(より好ましくは5〜30重量%)である。 The second resin is a synthetic resin, and the second material is a material in which at least a filler and the second resin equal to or less than the filler are mixed, and the pulverized and mixed The process includes a second extrusion process in which the softened second material is mixed by an extrusion mechanism and extruded in an irregular shape, and is the same as the amorphous first material extruded in the extrusion process. It is good also as a structure which grind | pulverizes the irregular-shaped 2nd raw material extruded by the 2 extrusion process, and produces | generates the said mixture with which the grind | pulverized 1st and 2nd raw material was mix | blended at least. Since the second material is highly filled, it is possible to easily pulverize the amorphous second material in the pulverization and mixing step. The synthetic resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Here, the preferable blending ratio of the filler and the synthetic resin is 51 to 99% by weight (more preferably 70 to 95% by weight) of the filler and 1 to 49% by weight (more preferably 5 to 30% by weight) of the synthetic resin. is there.
上記第二の樹脂が第二の熱可塑性樹脂である場合、上記第二押出工程は、所定の加熱機構にて上記第二の素材を加熱して軟化させる第二素材加熱工程を有し、この第二素材加熱工程にて軟化された第二の素材を混合して不定形の状態で押し出してもよい。加熱機構にて第二の素材を加熱することにより、容易に第二の素材を加熱軟化させることができる。 When the second resin is a second thermoplastic resin, the second extrusion step includes a second material heating step of heating and softening the second material with a predetermined heating mechanism. The second material softened in the second material heating step may be mixed and extruded in an indeterminate state. The second material can be easily heated and softened by heating the second material with the heating mechanism.
上記第一および第二の樹脂の少なくとも一方は、熱可塑性樹脂とされるとともに、本ペレット製造方法により製造されるペレットを溶融させて混合して後成形するときの溶融温度におけるMFRが100g/10min以上とされている構成としてもよい。ここで、MFRは、JIS K7210に規定されるメルトマスフローレイトである。なお、第一・第二の樹脂のいずれか一方をMFR100以上の熱可塑性樹脂とし、他方を高強度、耐水性、耐光性、耐衝撃性、耐熱性、難燃性、等の機能を有する樹脂とすると、後成形時に良好な流動性を得て容易に成形することができるとともに、これらの機能を有するポリマーブレンドないしポリマーアロイの良質な成形品を得ることが可能となる。 At least one of the first and second resins is a thermoplastic resin, and the MFR at the melting temperature when the pellets produced by the present pellet production method are melted, mixed and then molded is 100 g / 10 min. It is good also as a structure made into the above. Here, MFR is a melt mass flow rate defined in JIS K7210. One of the first and second resins is a thermoplastic resin of MFR100 or higher, and the other is a resin having functions such as high strength, water resistance, light resistance, impact resistance, heat resistance, flame resistance, etc. As a result, good fluidity can be obtained during post-molding and molding can be easily performed, and a high-quality molded product of polymer blend or polymer alloy having these functions can be obtained.
上記第二の樹脂は、液状の熱硬化性樹脂とされ、上記第二押出工程は、少なくとも上記液状の熱硬化性樹脂と上記充填材とが配合された上記第二の素材を混合して不定形の状態で押し出す構成としてもよい。すると、従来できなかった熱硬化性樹脂を原料とした押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うことができる。ここで、液状は、低粘度の液状から高粘度の液状まで含む。その際、本ペレット製造方法により製造されるペレットを混合して後成形するときの温度におけるMFRが100以上とされていると、後成形の成形時に流動性を非常に良好にさせるペレットを得ることができる。 The second resin is a liquid thermosetting resin, and the second extrusion step is performed by mixing at least the second material in which the liquid thermosetting resin and the filler are blended. It is good also as a structure extruded in a fixed state. Then, post-molding such as extrusion molding, injection molding and blow molding using a thermosetting resin as a raw material, which could not be performed conventionally, can be performed. Here, the liquid includes from a low-viscosity liquid to a high-viscosity liquid. At that time, if the MFR at the temperature when the pellets manufactured by the present pellet manufacturing method are mixed and post-molded is 100 or more, a pellet having very good fluidity at the time of post-molding is obtained. Can do.
軟化した第二の樹脂を混合して不定形の状態で押し出す場合、上記粉砕混合工程では、上記粉砕機構にて、少なくとも上記不定形の第一の素材と上記不定形の第二の素材とを一緒に粉砕して上記混合物を生成する構成としてもよい。むろん、上記粉砕混合工程では、上記不定形の第一の素材と上記不定形の第二の素材とを別々に上記粉砕機構にて粉砕した後に、少なくとも、粉砕された第一の素材と、粉砕された第二の素材と、を混ぜて上記混合物を生成する構成としてもよい。 When the softened second resin is mixed and extruded in an irregular shape, in the grinding and mixing step, at least the irregular first material and the irregular second material are produced by the grinding mechanism. It is good also as a structure which grind | pulverizes together and produces | generates the said mixture. Of course, in the pulverization and mixing step, after the irregular first material and the irregular second material are separately pulverized by the pulverization mechanism, at least the pulverized first material and pulverization are performed. It is good also as a structure which mixes the made 2nd raw material and produces | generates the said mixture.
上記第二の樹脂が微粒状の合成樹脂であるとともに、上記第二の素材が微粒状の素材である場合、上記粉砕混合工程では、上記粉砕機構にて、上記粉砕可能な程度に軟化した第一の素材を少なくとも粉砕し、粉砕された第一の素材と、上記微粒状の第二の素材と、が少なくとも配合された上記混合物を生成してもよい。 When the second resin is a finely divided synthetic resin and the second material is a finely divided material, in the pulverizing and mixing step, the pulverizing mechanism softens the second resin so as to be pulverizable. One material may be at least pulverized, and the mixture containing at least the pulverized first material and the fine particulate second material may be generated.
その際、上記粉砕混合工程では、上記粉砕可能な程度に軟化した第一の素材と、上記微粒状の第二の樹脂と、を少なくとも一緒にした状態で上記粉砕機構にて粉砕して上記混合物を生成する構成としてもよい。むろん、上記粉砕混合工程では、上記粉砕可能な程度に軟化した第一の素材を上記粉砕機構にて粉砕した後に、少なくとも、粉砕された第一の素材と、上記微粒状の第二の樹脂と、を混合して上記混合物を生成する構成としてもよい。 At that time, in the pulverizing and mixing step, the mixture is obtained by pulverizing by the pulverizing mechanism in a state where at least the first material softened to such an extent that it can be pulverized and the fine second resin are combined. It is good also as a structure which produces | generates. Of course, in the pulverization and mixing step, after pulverizing the first material softened to such an extent that it can be pulverized by the pulverization mechanism, at least the pulverized first material and the fine particulate second resin It is good also as a structure which mixes and produces | generates the said mixture.
上記第二の樹脂が液状の合成樹脂であるとともに、上記第二の素材が液状の素材である場合、上記粉砕混合工程では、上記粉砕可能な程度に軟化した第一の素材を上記粉砕機構にて粉砕した後に、少なくとも、粉砕された第一の素材と、上記液状の第二の樹脂と、を混合して上記混合物を生成してもよい。その際、本ペレット製造方法により製造されるペレットを混合して後成形するときの温度におけるMFRが100以上とされていると、後成形の成形時に流動性を非常に良好にさせるペレットを得ることができる。
なお、合成樹脂を熱硬化性樹脂とすると、従来できなかった熱硬化性樹脂を原料とした押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うことが可能となる。
When the second resin is a liquid synthetic resin and the second material is a liquid material, in the pulverizing and mixing step, the first material softened to the pulverizable level is supplied to the pulverizing mechanism. After the pulverization, at least the pulverized first material and the liquid second resin may be mixed to produce the mixture. At that time, if the MFR at the temperature at which the pellets produced by the present pellet production method are mixed and post-molded is 100 or more, a pellet is obtained that has very good fluidity during post-molding molding. Can do.
If the synthetic resin is a thermosetting resin, post-molding such as extrusion molding, injection molding, or blow molding using a thermosetting resin as a raw material, which has not been possible in the past, can be performed.
上記粉砕混合工程では、上記押出機構から押し出された第一の素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部に導入された不定形の第一の素材を少なくとも粉砕する構成としてもよい。すなわち、押出機構から不定形の状態で押し出された第一の素材が一旦不定形素材導入部に導入され、この不定形素材導入部に導入された不定形の第一の素材が粉砕されるので、素材のロスが少なくなる。なお、不定形素材導入部にベルトコンベアと粉砕機用ホッパとを設け、押出機構から押し出された不定形の素材をベルトコンベアに載置して粉砕機用ホッパまで移送し、当該粉砕機用ホッパ内で不定形の素材を粉砕してもよい。 The pulverizing and mixing step may be configured to pulverize at least the amorphous first material introduced into the amorphous material introducing portion that introduces the first material extruded from the extrusion mechanism in an irregular shape. That is, the first material extruded in an irregular shape from the extrusion mechanism is once introduced into the irregular material introduction portion, and the irregular first material introduced into the irregular material introduction portion is crushed. , Less material loss. In addition, a belt conveyor and a pulverizer hopper are provided in the amorphous material introduction section, and the irregular material extruded from the extrusion mechanism is placed on the belt conveyor and transferred to the pulverizer hopper. The amorphous material may be crushed within.
上記成形機構の一例として、上記成形機構は、押出口が設けられるとともに上記粉砕機構にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部を備え、この粉砕素材導入部に導入された粉砕後の素材を同押出口から同粉砕素材導入部外に押し出して切断することによりペレット形状に成形する構成としてもよい。すなわち、粉砕された素材は粉砕素材導入部に収容され、粉砕素材導入部に設けられた押出口から同粉砕素材導入部外に押し出され、切断されて、ペレット形状に成形される。 As an example of the molding mechanism, the molding mechanism is provided with a pulverized material introducing portion that is provided with an extrusion port and introduces the material pulverized by the pulverizing mechanism, and the pulverized material introduced into the pulverized material introducing portion. It is good also as a structure shape | molded in the shape of a pellet by extruding from the same extrusion port out of the same pulverization raw material introduction part, and cut | disconnecting. That is, the pulverized material is accommodated in the pulverized material introduction part, extruded from the extrusion port provided in the pulverized material introduction part, out of the pulverized material introduction part, cut, and formed into a pellet shape.
ところで、請求項15記載のペレット製造装置も、上述した製法と同様の作用、効果を有する。むろん、請求項2〜請求項14に記載された構成をペレット製造装置に対応させることも可能である。
By the way, the pellet manufacturing apparatus according to
以上説明したように、請求項1、請求項15にかかる発明によれば、互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することが可能となり、当該ペレットを原料としたプラスチック成形等の後成形時に各樹脂を十分になじませた良質の成形品を得ることが可能となる。
請求項2にかかる発明では、流動性の小さい素材を用いてペレットを製造する際に、単位時間当たりのペレット生産量をさらに向上させることができるとともに、製造されるペレットをより均質にさせ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質にさせたり、当該ペレットを原料とした後成形時にペレットをより崩れやすくさせて後成形の成形品をより容易に成形させたりする良質のペレットを製造することが可能となる。
請求項3にかかる発明では、容易に第一の素材を加熱軟化させることができるので利便性を向上させることができ、また、不定形の第一の素材を容易に粉砕することが可能となる。さらに、ペレットどうしがくっつかないため、後成形の成形品をスムーズに製造することが可能となる。
請求項4にかかる発明では、第二の素材もフィラー高充填であるので、粉砕混合工程で不定形の第一・第二の素材を容易に粉砕することが可能となる。
請求項5にかかる発明では、容易に第二の素材を加熱軟化させることができるので利便性を向上させることができる。また、ペレットどうしがくっつかないため、後成形の成形品をスムーズに製造することが可能となる。
As described above, according to the inventions according to
In the invention according to claim 2, when producing pellets using a material with low fluidity, the amount of pellets produced per unit time can be further improved, and the produced pellets are made more homogeneous, Good quality pellets that make the molded products and aggregates made of pellets more homogeneous, or make the pellets easier to collapse during post-molding using the pellets as a raw material, making the molded products of post-molding easier It can be manufactured.
In the invention according to claim 3, since the first material can be easily softened by heating, the convenience can be improved, and the amorphous first material can be easily pulverized. . Furthermore, since the pellets do not stick to each other, it becomes possible to smoothly manufacture a post-molded molded product.
In the invention according to claim 4, since the second material is also highly filled, it is possible to easily pulverize the amorphous first and second materials in the pulverization and mixing step.
In the invention concerning Claim 5, since a 2nd raw material can be heat-softened easily, the convenience can be improved. Further, since the pellets do not stick to each other, it becomes possible to smoothly manufacture a post-molded product.
請求項6にかかる発明では、成形時に流動性を非常に良好にさせるペレットを得ることができる。
請求項7にかかる発明では、液状の熱硬化性樹脂を用いてペレットを製造する場合に好適な構成を提供することができる。また、熱硬化性樹脂を原料として押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うことが可能となる。
請求項8にかかる発明では、第一・第二の素材を一緒に粉砕することによって混合されるので、両素材の混合を簡素化させることが可能となる。一方、請求項9にかかる発明では、第一・第二の素材を別々に粉砕することによって両素材のなじみを少なくさせることができるので、より確実に互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することが可能となる。
請求項10にかかる発明では、微粒状の素材を用いてペレットを製造する場合に好適な構成を提供することができる。
In the invention concerning Claim 6, the pellet which makes fluidity | liquidity very favorable at the time of shaping | molding can be obtained.
In the invention concerning Claim 7, when a pellet is manufactured using a liquid thermosetting resin, a suitable structure can be provided. Further, post-molding such as extrusion molding, injection molding, and blow molding can be performed using a thermosetting resin as a raw material.
In the invention according to the eighth aspect, since the first and second materials are mixed by pulverizing them together, it is possible to simplify the mixing of both materials. On the other hand, in the invention according to claim 9, since the familiarity of the two materials can be reduced by separately crushing the first and second materials, the physical properties of a plurality of different resins are more reliably left. It becomes possible to produce high quality pellets.
In the
請求項11にかかる発明では、第一・第二の素材を一緒に粉砕することによって混合されるので、両素材の混合を簡素化させることが可能となる。一方、請求項12にかかる発明では、第一の素材を微粒状の第二の素材とは別に粉砕することによって両素材のなじみを少なくさせることができるので、より確実に互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することが可能となる。
請求項13にかかる発明では、液状の素材を用いてペレットを製造する場合に好適な構成を提供することができる。
請求項14にかかる発明では、素材のロスを少なくさせ、より効率的にペレットを大量生産することが可能となる。
In the
In the
In the
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
(1)ペレットについて:
(2)ペレット製造装置の構成:
(3)ペレット製造方法の作用、効果:
(4)第一の実施形態の実施例:
(5)各種変形例:
(6)第二の実施形態:
(7)第三の実施形態:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) About pellets:
(2) Configuration of pellet manufacturing apparatus:
(3) Action and effect of pellet manufacturing method:
(4) Example of the first embodiment:
(5) Various modifications:
(6) Second embodiment:
(7) Third embodiment:
(1)ペレットについて:
図1は、本発明の第一の実施形態にかかるペレット製造方法を用いてペレットを予備成形し、当該ペレットを原料として押出成形の本成形(後成形)の成形品を製造する概略を流れ図により示している。本製造方法は、第一の樹脂M1と充填材M2とを少なくとも有する粉砕可能な程度に軟化した第一の素材を所定の押出機構A1にて混合して不定形の状態で押し出す押出工程S1と、第二の樹脂M3と充填材M4とを少なくとも有する粉砕可能な程度に軟化した第二の素材を所定の押出機構A2にて混合して不定形の状態で押し出す第二押出工程S2と、押出工程S1にて押し出された不定形の第一の素材M5と第二押出工程S2にて押し出された不定形の第二の素材M6とを粉砕混合機構A3にて粉砕して粉砕した第一・第二の素材が配合された混合物M7を生成する粉砕混合工程S3と、生成された混合物M7を所定の成形機構A4にてペレット形状に成形する成形工程S4とを備える。
(1) About pellets:
FIG. 1 is a flow chart showing an outline of pre-molding pellets using the pellet manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, and manufacturing a molded product of extrusion molding (post-molding) using the pellets as raw materials. Show. The present manufacturing method includes an extrusion step S1 in which a first material softened to a pulverizable level having at least a first resin M1 and a filler M2 is mixed by a predetermined extrusion mechanism A1 and extruded in an indefinite state. A second extruding step S2 in which a second material softened to a pulverizable level having at least a second resin M3 and a filler M4 is mixed by a predetermined extruding mechanism A2 and extruded in an indefinite state; The first amorphous material M5 extruded in the step S1 and the second amorphous material M6 extruded in the second extrusion step S2 are pulverized by the pulverization and mixing mechanism A3. A crushing and mixing step S3 for generating a mixture M7 containing the second material, and a forming step S4 for forming the generated mixture M7 into a pellet shape by a predetermined forming mechanism A4.
充填材M2,M4には、例えば、微粒状の木粉を用いることができる。種々の工場等で発生する廃材を粉砕して得られる微粒状の木質系材料を充填材とすることができる。木質系材料の粒径は種々の径が採用可能であり、樹脂M1,M3によって木質系材料同士が結合できるような粒径であればよい。なお、充填材M2,M4として、同じ充填材を用いてもよいし、異なる充填材を用いてもよい。 As the fillers M2 and M4, for example, finely divided wood powder can be used. A fine woody material obtained by pulverizing waste materials generated in various factories can be used as the filler. Various particle diameters can be adopted as the particle size of the wood-based material, and any particle size may be used as long as the wood-based materials can be bonded to each other by the resins M1 and M3. Note that the same filler may be used as the fillers M2 and M4, or different fillers may be used.
樹脂M1,M3には、例えば、互いに物性の異なる熱可塑性樹脂(溶融可能な樹脂)を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、種々の樹脂を採用可能であり、例えば、ポリプロピレン(PP),ポリエチレン,ポリスチレン,ポリメチルメタアクリレート,塩化ビニル,ポリアミド(ナイロン),ポリカーボネート,ポリアセタール,ポリブチレンテレフタレート,ポリエチレンテレフタレート等を使用可能である。例えば、樹脂M1をMFR(g/10min)100以上の高流動性の熱可塑性樹脂(第一の熱可塑性樹脂)とし、他方の樹脂M3を高強度、耐水性、耐光性、耐衝撃性、耐熱性、難燃性等の機能を有する熱可塑性樹脂(第二の熱可塑性樹脂)とすると、後成形時に良好な流動性が得られて容易に成形可能であるとともに、これらの機能を有するポリマーブレンドないしポリマーアロイの良質な成形品が得られる。樹脂M1を高強度等の機能を有する熱可塑性樹脂(第一の熱可塑性樹脂)とし、他方の樹脂M3を高流動性の熱可塑性樹脂(第二の熱可塑性樹脂)としてもよい。各樹脂M1,M3は、上述した樹脂を複数組み合わせたものでもよい。
また、同じ名称の樹脂であっても、互いに物性が異なれば、使用可能である。例えば、MFRが100以上の高流動性のPPと、MFRが100未満の高強度のPPと、を樹脂M1,M3とすることができる。なお、押出機構A1,A2に投入する際には、固形の原反として投入してもよいし、溶融された状態にして投入してもよい。
For the resins M1 and M3, for example, thermoplastic resins (meltable resins) having different physical properties can be used. Various resins can be used as the thermoplastic resin, such as polypropylene (PP), polyethylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, vinyl chloride, polyamide (nylon), polycarbonate, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, etc. Can be used. For example, the resin M1 is a high fluidity thermoplastic resin (first thermoplastic resin) with MFR (g / 10min) of 100 or more, and the other resin M3 is high strength, water resistance, light resistance, impact resistance, heat resistance. If it is a thermoplastic resin (second thermoplastic resin) having functions such as heat resistance and flame retardancy, good fluidity is obtained at the time of post-molding and it can be easily molded, and a polymer blend having these functions A high quality molded article of polymer alloy can be obtained. The resin M1 may be a thermoplastic resin (first thermoplastic resin) having a function such as high strength, and the other resin M3 may be a highly fluid thermoplastic resin (second thermoplastic resin). Each resin M1, M3 may be a combination of a plurality of the above-described resins.
Moreover, even if it is resin of the same name, if a physical property differs mutually, it can be used. For example, the high fluidity PP having an MFR of 100 or more and the high strength PP having an MFR of less than 100 can be used as the resins M1 and M3. In addition, when thrown into the extrusion mechanisms A1 and A2, it may be thrown as a solid raw material or may be put in a molten state.
上記熱可塑性樹脂のいずれかを選択して樹脂M1,M3の主成分とするとともに、樹脂に親水基を付与するマレイン酸(所定の酸)を用いて選択された樹脂を変性したものを樹脂M1,M3の副成分としてもよい。むろん、熱可塑性樹脂を変性させる酸はフマル酸等のカルボキシル基を有する有機酸でもよく、主成分とは異なる樹脂を変性したものを樹脂M1,M3の副成分としてもよい。さらに、熱可塑性樹脂を酸により変性した樹脂も通常熱可塑性樹脂であるため、変性した樹脂のみを上記樹脂M1,M3として使用してもよい。
変性した樹脂を製造するには、例えば付加重合前の原料にマレイン酸を添加して付加重合を行えばよい。すると、付加重合後の高分子には、親水基の一つであるカルボキシル基が付加される。従って、樹脂M1,M3に含まれる変性した樹脂は、充填材である木質系材料とのなじみが良くなっている。
Resin M1 is obtained by selecting one of the thermoplastic resins as a main component of resins M1 and M3 and modifying the selected resin with maleic acid (predetermined acid) that imparts a hydrophilic group to the resin. , M3. Of course, the acid that modifies the thermoplastic resin may be an organic acid having a carboxyl group, such as fumaric acid, or a modification of a resin different from the main component may be used as a subcomponent of the resins M1 and M3. Furthermore, since a resin obtained by modifying a thermoplastic resin with an acid is also usually a thermoplastic resin, only the modified resin may be used as the resins M1 and M3.
In order to produce the modified resin, for example, addition polymerization may be performed by adding maleic acid to the raw material before addition polymerization. Then, a carboxyl group which is one of hydrophilic groups is added to the polymer after addition polymerization. Therefore, the modified resins contained in the resins M1 and M3 have better compatibility with the wood-based material that is the filler.
充填材M2,M4と樹脂M1,M3との配合割合は、ペレットの用途に応じて適宜決定可能である。木質系材料を充填材にする場合、木質系材料が多いと温度変化による変形は少なく、より軽量化され、木質感が向上する。ここで、木質系材料がリッチな素材である場合、加熱により軟化されても素材は流動性が小さいが、後述する作用によりペレットを大量生産することが可能である。一方、熱可塑性樹脂が多いと、加熱軟化した素材の流動性は大きく、製造されたペレットは強度を意味する機械的性能が大きくなり、耐水性が向上する。両者の重量割合は、ペレットに要求される性質に応じて適宜好ましい比率を選択可能である。 The mixing ratio of the fillers M2 and M4 and the resins M1 and M3 can be appropriately determined according to the use of the pellets. In the case of using a wood-based material as a filler, if there is a large amount of the wood-based material, deformation due to temperature change is small, the weight is reduced, and the wood texture is improved. Here, when the wood-based material is a rich material, the material has low fluidity even when softened by heating, but it is possible to mass-produce pellets by the action described later. On the other hand, when there are many thermoplastic resins, the fluidity | liquidity of the raw material heat-softened is large, the mechanical performance which means the intensity | strength of the manufactured pellet becomes large, and water resistance improves. As the weight ratio of both, a preferable ratio can be appropriately selected according to the properties required for the pellets.
押出機構A1,A2は、それぞれ第一・第二の素材を加熱して軟化させる所定の加熱機構を有している。なお、押出機構A1,A2には、単一の押出機構を共用してもよい。
本実施形態では、木質系材料(充填材M2,M4)と、同木質系材料と等重量以下の熱可塑性樹脂(樹脂M1,M3)と、を第一・第二の素材として、同熱可塑性樹脂を溶融させながら押出機構A1,A2にて混合して成形することなく不定形の状態で押し出している。第一・第二の素材がフィラー高充填であるので、粉砕混合工程で不定形の素材M5,M6を容易に粉砕することが可能となる。ここで、ペレットに靱性を与え、ビス等の加工を可能にするための好ましい配合割合は、木質系材料が70〜99.9重量%であり、熱可塑性樹脂(例えば付加重合前のポリプロピレン用原料にマレイン酸を添加して付加重合させて変性させた変性PPを添加したPP)が0.1〜30重量%である。木質系材料を70重量%以上にするのは好適な靱性を得るためであり、熱可塑性樹脂を0.1質量%以上にするのは木質系材料同士を結合させて固まらせるためである。
また、不定形の素材M5,M6を容易に粉砕するための木質系材料と熱可塑性樹脂(例えばマレイン酸により変性させた変性PPを添加したPP)の好ましい配合割合は、木質系材料51〜99重量%(より好ましくは70〜95重量%)、熱可塑性樹脂1〜49重量%(より好ましくは5〜30重量%)である。木質系材料を51重量%(70重量%)以上とするのは軟化状態の素材の流動性を粉砕可能な程度に小さくさせるためであり、熱可塑性樹脂を1重量%(5重量%)以上とするのは製造されるペレットを粉体状となるほどに崩れないようにさせるためである。
なお、第一の素材における充填材M2と樹脂M1との配合割合と、第二の素材における充填材M4と樹脂M3との配合割合とは、同じとしてもよいし、異なる割合としてもよい。
The extrusion mechanisms A1 and A2 have predetermined heating mechanisms that heat and soften the first and second materials, respectively. The extrusion mechanisms A1 and A2 may share a single extrusion mechanism.
In the present embodiment, the thermoplastic material (resin M1, M3) equal to or less than the weight of the wood material (fillers M2, M4) and the wood material is used as the first and second materials. While the resin is melted, it is extruded in an indeterminate state without being mixed and molded by the extrusion mechanisms A1 and A2. Since the first and second materials are highly filled, it is possible to easily pulverize the unshaped materials M5 and M6 in the pulverization and mixing step. Here, a preferable blending ratio for imparting toughness to the pellets and enabling processing of screws or the like is 70 to 99.9% by weight of the wood-based material, and a thermoplastic resin (for example, a raw material for polypropylene before addition polymerization) PP) obtained by adding a modified PP modified by addition polymerization by adding maleic acid to 0.1 to 30% by weight. The reason why the wood-based material is made 70% by weight or more is to obtain suitable toughness, and the reason why the thermoplastic resin is made 0.1% by weight or more is to bond and harden the wood-based materials.
Further, the preferred blending ratio of the wood-based material for easily crushing the irregular shaped materials M5 and M6 and the thermoplastic resin (for example, PP to which modified PP modified with maleic acid is added) is wood-based
Note that the blending ratio of the filler M2 and the resin M1 in the first material and the blending ratio of the filler M4 and the resin M3 in the second material may be the same or different.
粉砕混合工程S3では、図2の上段に示すように少なくとも不定形の第一の素材M5と不定形の第二の素材M6とを粉砕機構A5にて一緒に粉砕して混合物M7を生成してもよいし、図3の上段に示すように素材M5,M6を別々に粉砕機構A7,A8にて粉砕した後に、少なくとも、粉砕された第一の素材(粉砕物M11)と、粉砕された第二の素材(粉砕物M12)と、を例えば成形機構A4内で混ぜて混合物M7を生成してもよい。前者では粉砕機構A5が粉砕混合機構A3を構成し、後者では少なくとも粉砕機構A7,A8が粉砕混合機構A3を構成する。 In the pulverization and mixing step S3, as shown in the upper part of FIG. 2, at least the first amorphous material M5 and the second irregular material M6 are pulverized together by the pulverization mechanism A5 to generate a mixture M7. Alternatively, as shown in the upper part of FIG. 3, after the materials M5 and M6 are separately pulverized by the pulverizing mechanisms A7 and A8, at least the pulverized first material (the pulverized product M11) and the pulverized first The second material (the pulverized product M12) may be mixed, for example, in the molding mechanism A4 to generate the mixture M7. In the former, the pulverizing mechanism A5 constitutes the pulverizing and mixing mechanism A3, and in the latter, at least the pulverizing mechanisms A7 and A8 constitute the pulverizing and mixing mechanism A3.
両素材を粉砕前に混ぜる場合、軟化状態の不定形の素材M5,M6を一緒に粉砕することによって混合されるので、両素材の混合を簡素化させることが可能となる点で好適である。むろん、図2の下段に示すように、不定形の素材M5,M6を所定の混合機構A6にて混合した(混合工程S5)後に、当該混合物を所定の粉砕機構A5にて粉砕する(粉砕工程S6)ようにしてもよい。すると、不定形の第一・第二の素材が確実に混合されるので、製造されるペレットをより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
なお、不定形の素材M5,M6を一緒に粉砕する際に、第三の素材M10も一緒に粉砕してもよい。第四の素材、第五の素材、…、があれば、これらも一緒に粉砕してもよい。このような場合において、第三の素材M10、第四の素材、…、が微粒状(粉末状ないし成形されるペレットよりも細かい粒状)であると、不定形の第一・第二の素材と混合されやすいので、製造されるペレットをより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
When the two materials are mixed before pulverization, they are mixed by pulverizing the soft, indeterminate materials M5 and M6 together, which is preferable in that the mixing of both materials can be simplified. Of course, as shown in the lower part of FIG. 2, after the irregular shaped materials M5 and M6 are mixed by a predetermined mixing mechanism A6 (mixing step S5), the mixture is pulverized by a predetermined pulverizing mechanism A5 (pulverizing step). S6) You may do it. Then, since the first and second materials having an irregular shape are reliably mixed, it is preferable in that the manufactured pellets can be made more uniform.
When the irregular shaped materials M5 and M6 are pulverized together, the third material M10 may be pulverized together. If there is a fourth material, a fifth material, etc., these may be pulverized together. In such a case, if the third material M10, the fourth material,... Are fine (powder or finer than the pellet to be molded), the first and second materials having an indefinite shape Since it is easy to mix, it is suitable at the point which makes it possible to make the manufactured pellet more uniform.
第一・第二の素材を粉砕後に混ぜる場合、軟化状態の不定形の素材M5,M6を別々に粉砕することによって両素材のなじみを少なくさせることができるので、より確実に互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することが可能となる点で好適である。なお、図3の下段に示すように、所定の粉砕機構A7にて粉砕物M11を生成し(第一粉砕工程S7)、所定の粉砕機構A8にて粉砕物M12を生成し(第二粉砕工程S8)、所定の混合機構A9にて混合して混合物M7を生成した(混合工程S9)後に、混合物M7をペレット形状に成形する(成形工程S4)ようにしてもよい。すると、粉砕された第一・第二の素材が確実に混合されるので、製造されるペレットをより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
なお、粉砕物M11,M12を混ぜる際に、第三の素材M10も一緒に混ぜてもよい。第四の素材、第五の素材、…、があれば、これらも一緒に混ぜてもよい。このような場合において、第三の素材M10、第四の素材、…、が微粒状(粉末状ないし成形されるペレットよりも細かい粒状)または低粘度(高流動性)の液状(例えば混ぜるときの温度におけるMFRが100以上)とされていると、粉砕された第一・第二の素材と混合されやすいので、製造されるペレットをより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
また、粉砕機構A7,A8には、単一の粉砕機構を共用してもよい。
When mixing the first and second materials after pulverization, it is possible to reduce the familiarity of both materials by separately pulverizing the soft, indeterminate materials M5 and M6. It is preferable in that it is possible to produce a high-quality pellet that retains the above physical properties. As shown in the lower part of FIG. 3, a pulverized product M11 is generated by a predetermined pulverization mechanism A7 (first pulverization step S7), and a pulverized product M12 is generated by a predetermined pulverization mechanism A8 (second pulverization step). S8) After mixing by a predetermined mixing mechanism A9 to generate the mixture M7 (mixing step S9), the mixture M7 may be formed into a pellet shape (molding step S4). Then, since the pulverized first and second materials are surely mixed, it is preferable in that the manufactured pellets can be more reliably homogenized.
When mixing the pulverized products M11 and M12, the third material M10 may be mixed together. If there is a fourth material, a fifth material, etc., these may be mixed together. In such a case, the third material M10, the fourth material,... Are fine particles (powdered or finer than the pellets to be formed) or low-viscosity (high fluidity) liquid (for example, when mixed) When the MFR at the temperature is 100 or more, it is easy to mix with the pulverized first and second materials, which is preferable in that the manufactured pellets can be made more uniform. .
A single crushing mechanism may be shared by the crushing mechanisms A7 and A8.
第一の樹脂M1と充填材A2を有する第一の素材が押出機構A1に投入されると、同押出機構A1にて、素材を加熱して軟化させ、軟化した素材を混合しながら不定形の状態で押し出す。第二の樹脂M3と充填材A4を有する第二の素材が押出機構A2に投入されると、同押出機構A2にて、素材を加熱して軟化させ、軟化した素材を混合しながら不定形の状態で押し出す。その後、不定形の素材M5,M6を粉砕混合機構A3に導入して粉砕して混合物M7を生成し、同混合物M7を成形機構A4に導入してペレット形状に成形して固化させ、ペレットM8を製造する。
上述した態様では熱可塑性樹脂を木質系材料との結合材料として使用していたが、熱硬化性樹脂や接着剤やその他の有機高分子化合物等を結合材料としてもよい。
When the first material having the first resin M1 and the filler A2 is put into the extrusion mechanism A1, the material is heated and softened by the extrusion mechanism A1, and the amorphous material is mixed while the softened materials are mixed. Extrude in state. When the second material having the second resin M3 and the filler A4 is put into the extrusion mechanism A2, the extrusion mechanism A2 heats and softens the material, and mixes the softened material with an irregular shape. Extrude in state. Thereafter, amorphous materials M5 and M6 are introduced into the pulverizing and mixing mechanism A3 and pulverized to produce a mixture M7. The mixture M7 is introduced into the forming mechanism A4 and formed into a pellet shape to be solidified. To manufacture.
In the above-described embodiment, the thermoplastic resin is used as the binding material with the wood-based material. However, a thermosetting resin, an adhesive, other organic polymer compounds, or the like may be used as the binding material.
上記ペレットM8は、本成形の原料として押出成形装置A20のホッパA21に投入され、適宜熱可塑性樹脂等も本成形の原料として投入されて、加熱機付き押出機A22にて加熱されながら混練されて軟化される。ペレットM8は、加熱されて混練されることにより、崩れて分散し、均質に混合される。混練された原料は、所定形状のダイから押し出されて切断機A23にて切断される。その結果、本成形の成形品M9が得られる。
なお、ペレットM8は軽量であるため、建築用材に配合してもよい。建築用材はセメントを主成分としており、砂利の代替材としてペレットが使用されることによって、より軽量の建築用材を得ることができる。例えば、上記ペレットM8、セメント原料粉、水を撹拌容器内に投入して撹拌し、所定の形状を有する建築用材の雌型に流し込むと、時間の経過とともに硬化して建築用材となり、種々の建築物に使用することができる。むろん、砂利等を配合してもよい。
The pellet M8 is charged into the hopper A21 of the extrusion molding apparatus A20 as a raw material for the main molding, and a thermoplastic resin or the like is appropriately input as a raw material for the main molding, and is kneaded while being heated by the extruder A22 with a heater. Softened. The pellet M8 is heated and kneaded so as to collapse and disperse, and is uniformly mixed. The kneaded raw material is extruded from a die having a predetermined shape and cut by a cutting machine A23. As a result, a molded product M9 of the main molding is obtained.
In addition, since the pellet M8 is lightweight, you may mix | blend with a building material. Building materials are mainly composed of cement, and by using pellets as an alternative to gravel, a lighter building material can be obtained. For example, when the pellet M8, cement raw material powder, and water are put into a stirring container and stirred, and poured into a female mold of a building material having a predetermined shape, the material hardens with time and becomes a building material. Can be used for things. Of course, gravel or the like may be added.
(2)ペレット製造装置の構成:
図4は本ペレット製造方法の実施に用いるペレット製造装置の一実施形態の外観側面図であり、図5は当該ペレット製造装置の外観上面図である。ペレット製造装置10は、概略、材料供給装置11、素材搬送装置12、素材加熱装置13、ペレット成形装置20、選別搬送装置14、制御盤15を備えている。
(2) Configuration of pellet manufacturing apparatus:
FIG. 4 is an external side view of an embodiment of a pellet manufacturing apparatus used for carrying out this pellet manufacturing method, and FIG. 5 is an external top view of the pellet manufacturing apparatus. The
材料供給装置11は、中空の略円筒形状に形成され、上面に開口部11a1を備えたホッパ装置11aを有し、微粒状の木質系材料と、断片形状に粉砕された熱可塑性樹脂とからなる所定の素材を開口部11a1から投入してホッパ装置11aに収容するようになっている。ホッパ装置11aの内部には、撹拌翼11a2と、この撹拌翼11a2が接続されている撹拌翼接続円板11a3とが配置されており、この撹拌翼接続円板11a3はベルト11a4を介して撹拌翼駆動モータ11a5に接続されている。このモータ11a5の駆動がベルト11a4を介して円板11a3に伝達され、これにより円板11a3と撹拌翼11a2が回転駆動する。これによって、ホッパ装置11aの内部に収容された素材は粒状のまま撹拌されつつ混合される。混合された素材は、混合材料供給口11a6から次工程の装置である素材搬送装置12に供給される。
The
素材搬送装置12は、混合材料流入口12aにおいて材料供給装置の混合材料供給口11a6と接続し、この混合材料流入口12aにて混合材料供給口11a6より混合された素材の供給を受ける。ここで、略円筒形状の中空管12bの内部には、一部(図4、図5の右側)がペレット成形装置20内に挿入されたスクリュー軸12cが配設されている。このスクリュー軸12cには、軸方向に沿って複数フライトの螺旋状ネジ山が形成され、スクリューとされている。
The
このとき、混合材料流入口12aにて供給を受けた素材は、中空管12bとスクリュー軸12cとスクリューのネジ山にて形成される空間に収容される。このスクリュー軸12cは、ギア部12dを介してスクリュー軸駆動モータ12eに接続されている。このモータ12eを駆動してスクリューを回転動作させると、上記中空管12bとスクリュー軸12cとスクリューのネジ山にて形成される空間に収容された素材は、この回転動作によって形成される所定の押出速度に基づいて、混合されながら混合材料流入口12aから流動体流出口12fに向かって押し出される。
At this time, the raw material supplied at the
混合材料流入口12aから供給された素材は、素材搬送装置12に併設されている素材加熱装置(加熱機構)13によって加熱され、熱可塑性樹脂が溶融して素材は軟化する。従って、スクリューの回転動作によって押し出される素材は、軟化状態で流動体流出口12fに押し出される。素材加熱装置13は、概略、複数のヒータ部13aと、これらのヒータ部13aに対応した複数のブロア部13bとを備えている。ヒータ部13aは発熱体を有しており、この発熱体により高温とされた空気をブロア部13bにて中空管12bに吹き付けることにより、中空管12b内の素材を加熱する。
The material supplied from the
ここで、ヒータ部は熱可塑性樹脂を溶融させる温度に上昇させることができればよく、熱可塑性樹脂の種類に応じてヒータの加熱能力を決定すればよい。原料の温度が熱可塑性樹脂の融点よりも高く、木質系材料が炭化しないようにヒータ部の加熱を設定すると、木質系材料を炭化させずに両者を溶融混合することができる。
なお、素材搬送装置12が素材を搬送する能力は、軟化された素材の粘度等の性質に応じて決定すればよい。また、素材搬送装置にて素材がよく溶融混合されると、木質系材料を使用した良質のペレットを製造することができる。
Here, the heater part should just be able to raise to the temperature which melts a thermoplastic resin, and should just determine the heating capability of a heater according to the kind of thermoplastic resin. If the heating of the heater is set so that the temperature of the raw material is higher than the melting point of the thermoplastic resin and the wood-based material is not carbonized, both can be melt-mixed without carbonizing the wood-based material.
Note that the ability of the
軟化状態の素材は、流動体流出口12fからペレット成形装置20に押し込まれる。そして、同素材は成形されることなく不定形の状態で押し出され、軟化状態の不定形のまま導入部に導入され、ペレット形状に成形されて、冷却槽40にて冷却される。同ペレット成形装置20の詳細は、後述する。
冷却槽40は、図示しない冷却機にて冷却された冷水が入れられており、ペレット成形装置20から落下する成形後の素材を冷水にて固化させるようになっている。すなわち、冷却槽40と冷却機とは、成形された素材を冷却する冷却機構を構成する。成形後の素材を即座に固化させることにより、成形された素材どうしが相互に接着してしまうことを防止することができる。
The softened material is pushed into the
The
固化されたペレットは、ペレット流入口14aから選別搬送装置14に流入する。選別搬送装置14は、所定径の略円形状の小穴が多数形成された選別搬送網、搬送網振動モータ、ペレット収容部を有している。ペレットは、順次選別搬送網に投入され、搬送網振動モータによって選別搬送網が振動することにより同選別搬送網の小穴にて大きさが選別される。そして、選別搬送網上に残存するペレットは、同選別搬送網上をペレット回収部に向かって移動していき、図示しないサイクロンによってペレット収容部に収容されることになる。また、選別搬送網から落下したペレットは、回収されて再利用される。
The solidified pellets flow into the sorting and conveying
制御盤15は、複数の操作ボタンと、本ペレット製造装置10の運転条件の設定や運転状態をモニタリングする操作ディスプレイとが前面に配置されている。本装置10の操作者は、この制御盤15を使用して各種操作を行う。
The
図6はペレット成形装置20の要部の斜視図であり、図7と図8は図5のB方向から見て示した垂直断面図である。なお、図7においてスクリュー軸12cとスクリューのネジ山については側面視して示している。以下、図7と図8を基準とした上下左右の関係により各部材の配置を説明する。
ペレット成形装置20は、軟化状態の素材の押出方向を軸とした円筒形状の金属製外筒部21、同外筒部21の素材出口側(図の右側)の端部に取り付けられた金属製部材とされた出口部22、同出口部22の下側において開口31aを上側に向けて設置されて押し出される不定形の素材m1を導入する不定形素材導入部31が設けられた粉砕機(粉砕機構)30、同粉砕機30にて粉砕された素材m2を導入する粉砕素材導入部24が形成された成形機用容器23、同容器23内に設けられた二つの押し込みローラ25,25、成形機用容器23の下側にて回転可能に取り付けられた金属製ダイフェースカッタ部26、同ダイフェースカッタ部26を回転駆動する電動モータ27、等を備えている。
外筒部21の左側には、素材流入口21aが設けられており、軟化状態の素材は素材搬送装置12から素材流入口21aに流入するようになっている。本実施形態では、外筒部21内にスクリュー12gの先端部(左端部)が挿入されており、外筒部21内に搬送された軟化状態の素材は同スクリュー12gの回転動作により混合されながら右方向に押されるようになっている。そして、出口部22から右側に押し出され、不定形の素材m1として金属製の粉砕機用ホッパ32内に落下するようになっている。
出口部22には、製造されるペレットよりもはるかに径の大きい三つの開口22aが形成されており、軟化して混合された素材は同開口22aを貫通して成形されることなく不定形の状態で押し出される。むろん、出口部の開口は様々な数とすることができ、単一の開口とすることもできる。
このように、素材搬送装置12、外筒部21、出口部22は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出す押出機構を構成する。
FIG. 6 is a perspective view of the main part of the
The
A
The
Thus, the raw
本実施形態では第一・第二の素材を別々に押し出すため、図14に示すように、材料供給装置11と素材搬送装置12と素材加熱装置13と外筒部21と出口部22の組み合わせを複数設けてもよい。各押出機構A1,A2から押し出される各素材M5,M6の単位時間当たりの押出流量を調節することにより、第一・第二の素材を所定割合にすることができる。むろん、この組み合わせを単一にするときには、例えば、出口部22から押し出される不定形の第一・第二の素材を一旦別々に第一・第二の不定形素材容器(収容部)に収容し、第一の不定形素材容器に収容された不定形の第一の素材と、第二の不定形素材容器に収容された不定形の第二の素材とを、所定の配合割合で粉砕機のホッパ32に投入すればよい。第三の素材、第四の素材、…、がある場合には、これらを第三の不定形素材容器(収容部)、第四の不定形素材容器(収容部)、…、に収容して、所定の配合割合でホッパ32に投入すればよい。不定形の素材のいずれかを直接不定形素材導入部31に導入する場合には、その不定形の素材を収容する不定形素材容器を設けなくてもよい。
また、不定形の素材を粉砕した後に混ぜる場合には、図15に示すように、上記組み合わせに粉砕機30を加えた組み合わせを複数設けてもよい。各粉砕機構から吐出される各素材の単位時間当たりの吐出量を調節することにより、第一・第二の素材を所定割合にすることができる。むろん、この組み合わせを単一にするときには、例えば、粉砕機の粉体輸送機37から吐出される粉砕された第一・第二の素材を一旦別々に第一・第二の粉砕物容器(収容部)に収容し、第一の粉砕物容器に収容された不定形の第一の素材と、第二の粉砕物容器に収容された不定形の第二の素材とを、所定の配合割合で成形機用容器23に投入すればよい。第三の素材、第四の素材、…、がある場合には、これらを第三の粉砕物容器(収容部)、第四の粉砕物容器(収容部)、…、に収容して、所定の配合割合で成形機用容器23に投入すればよい。粉砕物のいずれかを直接粉砕素材導入部24に導入する場合には、その粉砕物を収容する粉砕物容器を設けなくてもよい。
In this embodiment, in order to extrude the first and second materials separately, as shown in FIG. 14, the combination of the
Moreover, when mixing after pulverizing an amorphous raw material, as shown in FIG. 15, you may provide multiple combinations which added the
従来は上記出口部22の代わりにペレットと略同じ径とされた貫通穴が多数形成されたダイを外筒部21の右端部に取り付けていた。しかし、熱可塑性樹脂の配合割合が小さい素材では熱可塑性樹脂を溶融させても素材の流動性が小さいため、ダイの部分で大きな抵抗が生じて素材の押出流量は少なく、ペレットを大量生産することができなかった。本実施形態ではこのようなダイを外筒部21に取り付けておらず、出口部22では大きな抵抗が生じないため、素材の押出流量は大きくなる。
ペレット成形用のダイ(例えば押出口が直径5mm)を外筒部の端部に取り付けた押出成形機でペレットを成形する成形圧(素材に対して押出口方向に加える圧力)が25MPa以上となる素材では、従来からの押出成形機では機械の耐久性の観点からペレットの成形を行っていない。通常、微粒状の木質系材料と熱可塑性樹脂の配合比が重量比で70〜99.9:0.1〜30である素材は樹脂が加熱軟化した状態で成形圧が25MPa以上となってしまうが、このような素材であっても本発明のペレット製造装置は押出機構にて混練しながら素材を押し出すことができ、ペレットを大量生産することが可能である。
Conventionally, instead of the
The molding pressure (pressure applied to the material in the direction of the extrusion port) for forming pellets with an extrusion molding machine in which a die for pellet molding (for example, the extrusion port has a diameter of 5 mm) is attached to the end of the outer cylinder is 25 MPa or more. With regard to the raw material, conventional extrusion molding machines do not perform pellet molding from the viewpoint of machine durability. In general, a material in which the mixing ratio of the fine-grained wood-based material and the thermoplastic resin is 70 to 99.9: 0.1 to 30 by weight is such that the molding pressure becomes 25 MPa or more with the resin softened by heating. However, even with such a material, the pellet manufacturing apparatus of the present invention can extrude the material while kneading by an extrusion mechanism, and can mass-produce pellets.
粉砕機用ホッパ32は、出口部の開口22aから押し出された不定形の素材m1を一旦収容し、下部開口32bから略上下方向を中心軸とする円筒形状の金属製粉砕室33内へ軟化状態の不定形の素材を供給することができる。ホッパの開口32aは出口部22から離されて同出口部22の下側に位置しているので、押し出した素材m1が後続の素材m1の押し出しを阻害することなく、ホッパ32は出口部の開口22aから押し出された不定形の素材m1を収容することができる。そして、押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部31が、ホッパ32と粉砕室33に形成されていることになる。むろん、不定形素材導入部は、押出機構から離されておらず一部が押出機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
また、図9に示すように、押出機構の出口部22の下側から粉砕機用ホッパ32の上側まで不定形の素材m1を載置して移送するコンベア(例えばベルトコンベア)51を設けてもよい。すなわち、押出機構から押し出された不定形の素材m1は、コンベア51上に載置され、ホッパ32方向に移送されて、当該ホッパ32内に収容され、粉砕室33内に供給される。この場合、不定形の素材を移送するコンベア51とホッパ32と粉砕室33とから不定形素材導入部50が構成される。
The
Further, as shown in FIG. 9, there may be provided a conveyor (for example, a belt conveyor) 51 for placing and transferring the irregular shaped material m1 from the lower side of the
粉砕機30は、上記ホッパ32、同ホッパ32の下側において同ホッパの下部開口32bに連通する上部開口が形成された粉砕室33、同粉砕室33内の下部において上下方向に回転軸を向けて回転可能とされた回転テーブル34、同回転テーブル34の上面に取り付けられて粉砕室33内の不定形の素材を回転動により粉砕する複数の回転刃35,35、上下方向に向けて配設された円柱状の回転駆動軸36aを介して回転テーブル34を回転駆動する電動モータ36、成形機用容器23の上部において下方に向けて開口した粉体吐出口37aまで粉砕後の素材m2を移送する粉体輸送機37、等を備えている。粉砕室33の下側(回転テーブル34の下面から下側)には、当該粉砕室33と略同じ径の円筒形状の金属製粉体収容室33aが設けられており、当該収容室33aに粉砕後の素材が粉体輸送機37へ吸い込まれる粉体吸引口37bが形成されている。すなわち、粉砕室33内に導入された不定形の素材m1は、回転する回転刃35,35により粉砕され、粉砕室33の内周面と回転テーブル34の外周面との間33bから落下して粉体吸引口37bから粉体輸送機37に吸い込まれ、粉体吐出口37aよりも上側まで斜め上方に移送されて、粉体吐出口37aから吐出される。
上述したような回転刃を設けると、特に木質系材料を主成分とする素材(例えば木質系材料と当該木質系材料と等重量以下の溶融可能な樹脂)からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適である。
The
When the rotary blade as described above is provided, in particular, when pellets are manufactured from a material mainly composed of a wood-based material (for example, a wood-based material and a resin having a weight equal to or less than that of the wood-based material), it is not easy to produce pellets. It is preferable because a regular material can be pulverized.
成形機用容器23は、略上下方向を中心軸とする筒形状の容器用外筒部23aと、同容器用外筒部23aの下側開口を塞ぐように取り付けられた底部円板23bとから構成されている。成形機用容器23の底部となる底部円板23bには、例えば直径3〜5mm程度の多数の貫通穴23dが略上下方向に向けて形成されている。容器用外筒部23aの上側の開口23cは粉砕機の粉体吐出口37aから離されて同吐出口37aの下側に位置しているので、成形機用容器23は吐出口37aから下方に向けて吐出された粉砕後の素材m2を収容することができる。そして、粉砕機構にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部24が、成形機用容器23に形成されていることになる。むろん、粉砕素材導入部は、粉砕機構から離されておらず一部が粉砕機構と繋がっているような構造とすることも可能である。
The
図10は、底部円板23bを上面から見て示した上面図である。なお、ダイフェースカッタ部26の取付位置を点線により示している。底部円板23bは、略円形の貫通穴23dが多数(図では、同心円状に16個×2列)形成されている。そして、各貫通穴23dから押し出される粉砕後の素材は略棒状とされる。なお、貫通穴23dの大きさは、製造するペレットの用途に応じて様々な大きさ、径にすることができる。
FIG. 10 is a top view of the
押し込みローラ25,25は、成形機用容器23内に設けられており、自ら回転しながら底部円板23b上を周回するようになっている。両ローラ25,25は、略水平に設置された略円柱状の棒状部材25aの両端にて回転可能に取り付けられている。同棒状部材25aは、両端からの中間部にて略上下方向に設けられた回転軸材25bに固定され、同回転軸材25bを中心軸として回転動可能に設けられている。また、回転軸材25bは、ローラ駆動用電動モータ25cに取り付けられている。従って、同モータ25cに対して通電を行って動作させ、回転軸材25bを回転させると、棒状部材25aの両端にあるローラ25,25が底部円板23b上を周回する(図6では左回り)。このとき、同底部円板23bの上面とローラ25,25との間の摩擦力により、ローラ25,25は自ら回転しながら(図7に示されたローラ25では左回り)成形機用容器23内の粉砕後の素材を多数の貫通穴23dの一方の開口(上側開口)から押し込むことが可能である。
貫通穴23dの上側開口から押し込まれた素材は、ローラ25,25により加圧され、同貫通穴23dの他方の開口(下側開口)から略棒状に押し出される。なお、押し込みローラは、一つでも、三つ以上でもよい。
The pushing
The material pushed from the upper opening of the through
ダイフェースカッタ部26は、成形機用容器23の下側に設けられており、カッタ駆動用電動モータ27により回転動作するようになっている。図8、図10に示すように、ダイフェースカッタ部26は、モータ27への取付部となるカッタテーブル26aと、同カッタテーブル26aに取り付けられて固定される複数(本実施形態では2枚)のカッタ26bとを備えている。各カッタ26bは、底部円板23bの下面を摺動し、回転動作することによって貫通穴23dの下側開口から下方へ押し出される略棒状の素材を長さ3〜7mm程度に切断する。
The die
カッタ26bにおけるテーブル26aへの取付部にはボルト穴が形成されており、図示しないボルトによりカッタ26bをテーブル26aにネジ固定可能である。カッタ26bは鋭利な刃先を有しており、同刃先を略棒状に押し出される素材の断面方向に向けて移動させることにより同素材を切断してペレット形状に形成する。むろん、カッタ26bの刃先は丸みを帯びた形状や鈍角の形状に形成されていてもよく、これらの場合には刃先を素材に押し当てることにより断面方向に押し潰しながら切断することが可能である。
このように、複数の貫通穴23dを有する成形機用容器23と、押し込みローラ25,25および同押し込みローラを駆動する機構25a〜cと、カッタ26bを有するダイフェースカッタ部26と、カッタ駆動用電動モータ27とは、粉砕機構にて粉砕された素材をペレット形状に成形する成形機構を構成する。
なお、素材に用いる樹脂が比較的融点の低い樹脂である場合、粉砕後の素材を成形機構にて加熱することなく底部円板23bとローラ25との間の摩擦力により十分に強固なペレットに成形される。一方、素材に用いる樹脂がナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート等の比較的融点の高い樹脂である場合には、成形機用容器23(底部円板23bなど)やローラ25等にヒータを埋設して同ヒータに通電する等して温度を上昇させ、温度を上昇させた成形機用容器23やローラ25等によって素材を加熱すると、十分に強固なペレットに成形されるので好適である。
Bolt holes are formed in the attachment portion of the
Thus, the
When the resin used for the material is a resin having a relatively low melting point, the pulverized material is heated to a sufficiently strong pellet by the frictional force between the
(3)ペレット製造方法の作用、効果:
以下、本ペレット製造方法の作用をペレット製造装置の動作とともに説明する。まず、第一・第二の樹脂の組み合わせを高流動性の樹脂と高強度の樹脂の組み合わせとし、高流動性の樹脂(第一の樹脂とするが、第二の樹脂でも可)として高流動性のPP、高強度の樹脂(第二の樹脂とするが、第一の樹脂でも可)として高強度のPPを用い、第一・第二の素材を粉砕前に混ぜる場合について説明することにする。ここで、高流動性の樹脂は、本ペレット製造方法により製造されるペレットを溶融させて混合して後成形するときの溶融温度におけるMFRが100(g/10min)以上の樹脂とすることができ、樹脂の種類としては熱可塑性樹脂が好適である。PPのような熱可塑性樹脂では、一般に分子量が小さくなるほど流動性が大きくなる(MFRが大きくなる)ため、比較的低分子量の熱可塑性樹脂を高流動性の樹脂とすることができる。PPを用いたペレットの場合、200〜230℃程度で後成形を行うため、この温度範囲内のMFRが100以上のPPを高流動性の樹脂とすることができる。なお、JIS K7210に関連するISO規格に規定されているPPの試験条件はJIS K7210の附属書A表1の条件M(試験温度230℃)であるため、この条件でのMFRが100以上のPPを高流動性の樹脂としてもよい。
一方、高強度の樹脂は、PPのような熱可塑性樹脂では本ペレット製造方法により製造されるペレットを溶融させて混合して後成形するときの溶融温度におけるMFRが100未満の樹脂とすることができる。PPのような熱可塑性樹脂では、一般に分子量が大きくなるほどMFRが小さくなるとともに強度が大きくなるため、比較的高分子量の熱可塑性樹脂を高強度の樹脂とすることができる。PPを用いたペレットの場合、200〜230℃程度のMFRが100未満のPPやJIS K7210の附属書A表1の条件MでのMFRが100未満のPPを高強度の樹脂とすることができる。なお、MFR100以上の樹脂であっても高強度の樹脂が存在するため、このような樹脂を高強度の樹脂としてもよい。
ペレット製造に用いられる全樹脂中の高流動性PPと高強度PPとは、4:6、5:5、6:4、等、様々な使用割合とすることができる。
(3) Action and effect of pellet manufacturing method:
Hereinafter, the operation of the present pellet manufacturing method will be described together with the operation of the pellet manufacturing apparatus. First, the combination of the first and second resins is a combination of a high-fluidity resin and a high-strength resin. To explain the case of using high-strength PP as a high-strength PP and high-strength resin (second resin, but the first resin is acceptable) and mixing the first and second materials before pulverization To do. Here, the high-fluidity resin can be a resin having an MFR of 100 (g / 10 min) or more at the melting temperature when the pellets produced by the present pellet production method are melted and mixed and then molded. As the type of resin, a thermoplastic resin is suitable. In the case of a thermoplastic resin such as PP, generally, the smaller the molecular weight, the greater the fluidity (the MFR becomes larger), so a relatively low molecular weight thermoplastic resin can be used as a high fluidity resin. In the case of pellets using PP, since post-molding is performed at about 200 to 230 ° C., PP having an MFR of 100 or more within this temperature range can be used as a highly fluid resin. Note that the PP test conditions specified in the ISO standard related to JIS K7210 are the conditions M (test temperature 230 ° C.) in Appendix A Table 1 of JIS K7210. May be a highly fluid resin.
On the other hand, a high-strength resin may be a thermoplastic resin such as PP that has a MFR of less than 100 at the melting temperature when the pellets produced by this pellet production method are melted and mixed for subsequent molding. it can. In a thermoplastic resin such as PP, since the MFR generally decreases and the strength increases as the molecular weight increases, a relatively high molecular weight thermoplastic resin can be used as a high-strength resin. In the case of pellets using PP, PP having an MFR of less than 100 at a temperature of about 200 to 230 ° C. or PP having an MFR of less than 100 under the condition M in Annex A Table 1 of JIS K7210 can be used as a high-strength resin. . In addition, even if it is resin more than MFR100, since high intensity | strength resin exists, it is good also considering such resin as high intensity | strength resin.
The high fluidity PP and the high strength PP in all the resins used for pellet production can be used in various ratios such as 4: 6, 5: 5, 6: 4, and the like.
材料供給装置11に微粒状の木質系材料(充填材)と当該木質系材料と等重量以下の粒状の熱可塑性樹脂(高流動性PPまたは高強度PP)とを投入すると、素材搬送装置12は木質系材料と熱可塑性樹脂を有する素材を混合しながらペレット成形装置20方向に搬送する。このとき、素材加熱装置13が素材を加熱するので、熱可塑性樹脂は溶融し、素材が軟化する。熱可塑性樹脂としてPPを用いる場合、後成形時の加熱溶融の温度と同じ200〜230℃程度となるように素材を加熱する。ここで、素材は、フィラー高充填であるので、樹脂が溶融しても固形分が多いことによって流動性は大きくなりすぎず、粉砕可能な程度に軟化する。素材搬送装置12は、軟化した素材をスクリュー12gにより混合しながらペレット成形装置の外筒部21内に押し込む。ここで、溶融状態の熱可塑性樹脂は微粒状の木質系材料に滲み込みながら付着するので、木質系材料に熱可塑性樹脂がなじんだ(相溶化した)不定形の素材が形成される。
同スクリュー12gは、先端部が外筒部21内に挿入されているので、同外筒部21内でも軟化した素材を混合しながら出口部22方向に押す。すると、軟化した素材は、成形されることなく不定形の状態で押し出される。このときの状態が、図6の不定形の素材m1として示されている。なお、素材中の木質系材料の配合割合が多いと素材m1は粉っぽい感じで押し出され、素材中の熱可塑性樹脂の配合割合が多いと素材m1は太いうどん状となって押し出される。本実施形態では第一・第二の素材を粉砕前に混ぜるため、第一の素材については素材加熱装置13にて第一の素材を加熱して軟化させ(素材加熱工程)、軟化した第一の素材を混合して不定形の状態で押し出す(押出工程)。また、第一の素材については素材加熱装置13にて第二の素材を加熱して軟化させ(第二素材加熱工程)、軟化した第二の素材を混合して不定形の状態で押し出す(第二押出工程)。そして、高流動性PPを用いた不定形の第一の素材と高強度PPを用いた不定形の第二の素材とを同じ粉砕機用ホッパ32内に収容する。図14で示したように複数の押出機構A1,A2を設けた場合、不定形の第一・第二の素材M5,M6は共通のホッパ32に収容され、粉砕室33内に供給される。言い換えると、同素材M5,M6は、不定形のまま不定形素材導入部31に導入されることになる。ここで、ホッパ32内に回転する撹拌翼を有する混合機構を設け、当該撹拌翼にて両素材M5,M6を混合してもよい。
When a fine granular woody material (filler) and a granular thermoplastic resin (high fluidity PP or high strength PP) equal to or less than the same weight as the woody material are put into the
Since the tip of the
粉砕機30では、常時モータ36に通電してあり、回転駆動軸36aを介して回転テーブル34が回転駆動される。すると、回転テーブル34の上面に固定された回転刃35,35が回転動し、粉砕室33内に導入された軟化状態の不定形の素材m1(M5,M6)が粉砕される。ここで、素材m1は微粒状の木質系材料に熱可塑性樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだ木質系材料が粉砕され、均質にされる。また、粉砕時に不定形の第一・第二の素材M5,M6が混合されるので、別途混合機構を用いた混合工程を設けなくて済む。ここで、両素材M5,M6は、溶融されながら押出機構にて混練されていないので、第一の樹脂と第二の樹脂とがなじみすぎることなく粉砕され、両樹脂の物性は残されたままとなる。
図16の下段に示すように、第一・第二の樹脂を含む第一・第二の素材を一緒に押出機構にて混合して不定形の状態で押し出すと、押し出される不定形の素材M91は押出機構の混練によって両樹脂が互いになじんだ素材とされる。同素材M91を粉砕すると、生成される粉砕物M92は均質となっており、粉砕物M92をペレット形状に成形してもペレットM93は両樹脂がなじんだ素材M91’が集まって両樹脂の物性が消されたペレットとなっている。
一方、図16の上段に示すように、第一・第二の素材を別々に押出機構にて不定形の状態で押し出した後、不定形の素材M5,M6を粉砕すると、生成される粉砕物はほぼ素材M5の粉砕物M5’と素材M6の粉砕物M6’との混合物M7とされるため、第一・第二の樹脂はほとんど互いになじんでいない状態とされている。従って、生成される混合物M7は、両樹脂の物性が残されている。
In the pulverizer 30, the
As shown in the lower part of FIG. 16, when the first and second materials containing the first and second resins are mixed together by an extrusion mechanism and extruded in an irregular shape, the irregular material M91 that is extruded. Is a material in which both resins are compatible with each other by kneading in the extrusion mechanism. When the same material M91 is pulverized, the pulverized product M92 produced is homogeneous, and even if the pulverized product M92 is formed into a pellet shape, the pellet M93 gathers the material M91 'in which both resins are familiar, and the physical properties of both resins gather. It is an erased pellet.
On the other hand, as shown in the upper part of FIG. 16, when the first and second materials are separately extruded in an indeterminate state by an extrusion mechanism and then the indeterminate shapes M5 and M6 are crushed, a pulverized product is produced. Is substantially a mixture M7 of the pulverized material M5 ′ of the material M5 and the pulverized material M6 ′ of the material M6, and therefore, the first and second resins are almost incompatible with each other. Therefore, the resulting mixture M7 retains the physical properties of both resins.
粉体輸送機37の送風機(例えばブロワ)にも常時通電してあり、素材m1から粉砕されて粉砕室33の内周面と回転テーブル34の外周面との間33bから収容室33a内に落下した素材が粉体吸引口37bから粉体輸送機37に吸い込まれ、粉体吐出口37aから下方に向けて吐出される。そして、粉砕後の素材m2(混合物M7)は、落下して成形機用容器23内に収容される。この状態を、図11の要部断面図にて示している。
以上が、粉砕混合工程である。
The air blower (for example, a blower) of the
The above is the pulverization and mixing step.
粉砕素材導入部24に導入された粉砕後の素材m3は、図12に示すように、押し込みローラ25,25により多数の貫通穴23dの上側開口から押し込まれる。なお、素材が粉砕されているので、貫通穴23d内に入り込みやすく、単位時間当たりのペレット成形量が多い。また、貫通穴23dに入った状態で、素材の粒子間に適度な空隙(後成形時の熱を加える混練工程で崩れる程度の空隙)が生じる。貫通穴23dに押し込まれた粉砕後の素材m3は、貫通穴23dの下側開口から略棒状に押し出される。なお、略棒状に押し出された素材m4に刃先を向けたカッタ26bは、図11の状態から比べて、カッタ駆動用電動モータ27の駆動により同略棒状の素材m4に近づいている。そして、カッタ26bがさらに回転すると、略棒状の素材m4は、同カッタ26bにより断面方向に切断されて、ペレット形状に成形される。以上が、成形工程である。
その後、図13に示すように、ペレット形状の成形された素材m5は、冷却槽40内に落下し、冷却されて固化することにより、製造されたペレットm6となる。そして、同ペレットm6は、冷却槽40から回収される。
粉砕後の素材m3は、図16の上段に示すように、ほぼ素材M5の粉砕物M5’と素材M6の粉砕物M6’との混合物M7とされ、第一・第二の樹脂は互いになじみの少ない状態とされている。このような粉砕物が集まって製造されるペレットM8は、両樹脂の物性が残された新規なペレットとされている。
As shown in FIG. 12, the crushed material m3 introduced into the pulverized
Thereafter, as shown in FIG. 13, the pellet-shaped material m <b> 5 falls into the
As shown in the upper part of FIG. 16, the crushed material m3 is substantially a mixture M7 of the pulverized material M5 ′ of the material M5 and the pulverized material M6 ′ of the material M6, and the first and second resins are familiar to each other. There are few. The pellet M8 produced by collecting such pulverized materials is a new pellet in which the physical properties of both resins remain.
以上説明したように、本ペレット製造方法によると、ペレットを製造する際に複数の樹脂のなじみを少なくさせることができるので、各樹脂のそれぞれの物性が残されたペレットを製造することができる。このペレットを原料としてプラスチックの押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うと、ペレットに含まれる各樹脂が加熱溶融され、この段階で樹脂どうしがなじんで良質のポリマーブレンドを有する成形品を製造することができる。そして、第一の樹脂を含むペレットと第二の樹脂を含むペレットと(それ以上の樹脂がある場合には対応する各ペレット)を混合させる必要が無くなるので、樹脂どうしを十分になじませた良質の成形品を得ることが可能となる。また、高流動性の樹脂を用いることによって、後成形時に流動性を非常に良好にさせるペレットを得ることができる。
また、上述の手法を用いることによって、後成形の成形性に寄与するが、コンパウンド時(混合時)の温度条件により変性したり樹脂等と反応したりしてしまう添加剤(例えば、200℃で変性するオイル)も利用することが可能となる。
As described above, according to this method for producing pellets, the familiarity of a plurality of resins can be reduced when producing pellets, and therefore, pellets in which the respective physical properties of the respective resins remain can be produced. When post-molding such as plastic extrusion, injection molding, blow molding, etc. is performed using this pellet as a raw material, each resin contained in the pellet is heated and melted, and at this stage, the resin is familiar with each other and has a good polymer blend Can be manufactured. And since there is no need to mix the pellets containing the first resin and the pellets containing the second resin (and the corresponding pellets if there are more resins), the quality of the resin is fully blended. It becomes possible to obtain a molded article. Moreover, the pellet which makes fluidity | liquidity very favorable at the time of post-molding can be obtained by using highly fluid resin.
In addition, by using the above-described method, an additive that contributes to the moldability of post-molding, but is modified or reacts with a resin or the like depending on the temperature conditions during compounding (during mixing) (for example, at 200 ° C. Denatured oil) can also be used.
本ペレット製造装置10は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出せばよいので、素材の押出流量は制限されない。従って、流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能である。また、粉砕素材導入部に導入された不定形の素材を押し込みローラにて略棒状に押し出し、カッタにより切断するという簡易な構造かつ汎用的な機構を利用して、確実に不定形の素材をペレット形状に成形することができる。さらに、素材の一つとして熱可塑性樹脂を用いることにより、加熱して木質系材料と溶融混合させて素材を軟化させ、冷却して固化させるという簡易な工程でペレットを量産することができる。なお、樹脂製品を製造する工場であれば、高額な設備投資が不要であるため、簡単にペレットを量産することが可能となる。さらに、溶融状態の熱可塑性樹脂が木質系材料に滲み込みながら付着するので、良好な強度を得ることができ、成形されたペレットをコンクリート等の軽量化を図るための軽量骨材等として使用することが可能となる。ここで、所定の素材として木質系材料を用いているので、木質系材料の有効利用を促進させることが可能となる。
Since this
また、押出機構で押し出された不定形の素材は、一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、より均質にされた状態で素材をペレット形状に成形することができる。これにより、製造されるペレットをより均質化させることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質化させることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、充填材に樹脂が良くなじんだ(相溶化した)後にペレット化されるので、ペレットを原料とした押出成形や射出成形の後成形時に原料段階ではペレット形状を維持させることができる一方、熱が加わる混練段階でペレットをより崩れやすくさせて良好に分散させる。従って、粉砕機構を設けない場合と比べて後成形の成形品を成形することが容易となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレットを成形する際に成形用の穴や隙間等に入りやすくなるので、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。 In addition, since the amorphous material extruded by the extrusion mechanism is once pulverized and supplied to the molding mechanism, the material can be molded into a pellet shape in a more uniform state. Thereby, the manufactured pellet can be homogenized more, and the high quality pellet which can homogenize the molded article and aggregate which used the said pellet as a raw material can be mass-produced. In addition, since the resin is well blended (compatibilized) with the filler, it is pelletized, so that the pellet shape can be maintained at the raw material stage during extrusion molding and injection molding after the pellet is used as a raw material. In the kneading stage where the slag is added, the pellets are more easily broken and dispersed well. Accordingly, it becomes easier to form a post-molded molded product as compared with a case where no crushing mechanism is provided. Furthermore, since the amorphous material is pulverized, it becomes easy to enter holes and gaps for molding when the pellets are molded, so that it is possible to further increase the amount of pellets produced per unit time.
特に、高充填量の充填材と加熱軟化した熱可塑性樹脂とを含む素材を混合して押し出す(混練する)ことを行わずに粉砕してペレット形状に成形すると、充填材に樹脂がなじまずにペレット化されるため、充填材と樹脂とがばらばらに崩れて粉体状になりやすいペレットが製造される。むろん、熱可塑性樹脂を軟化させていなければ、なおさら粉体状に崩れやすいペレットが製造される。すると、当該ペレットを原料とした後成形を行おうとしたときに原料段階からペレットが粉体状に崩れてしまうため、混練段階で原料を均質に混練するのが容易ではない。本発明のペレット製造装置は、溶融した樹脂と充填材とを軟化した素材として混合して押し出した後に粉砕してペレット形状に成形するので、充填材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化され、粉体状となるほどには崩れないペレットが製造される。従って、当該ペレットを原料とした後成形を行ったときに原料段階ではペレットが粉体状に崩れることなく熱を加える混練段階で崩れて分散するため、混練段階で容易に原料を均質に混練することができる。 In particular, if a material containing a high filling amount of a filler and a heat-softened thermoplastic resin is mixed and extruded (kneaded) without pulverizing and forming into a pellet shape, the resin does not conform to the filler. Since it is pelletized, pellets that are easily broken down into powder are produced. Of course, if the thermoplastic resin is not softened, pellets that are more likely to collapse into powder are produced. Then, when trying to perform the subsequent molding using the pellet as a raw material, the pellet collapses into a powder form from the raw material stage, so it is not easy to uniformly knead the raw material in the kneading stage. In the pellet manufacturing apparatus of the present invention, the molten resin and the filler are mixed and extruded as a softened material, and then pulverized and formed into a pellet shape. Pellets that do not collapse so as to become a body are produced. Therefore, when the pellet is used as a raw material, the pellets are disintegrated and dispersed in the kneading stage where heat is applied in the raw material stage without collapsing into powder, so the raw materials are easily and uniformly kneaded in the kneading stage. be able to.
さらに、素材中の樹脂の配合割合が多くて従来の押出成形機では成形後のペレットどうしがくっついてしまう素材であっても、本ペレット製造装置を用いると、成形後のペレットどうしがくっつかず分離した状態となる。これは、軟化した素材を不定形の状態で押し出した後、即座にはペレット形状に成形しないため、熱可塑性樹脂を配合した素材では温度低下により、熱硬化性樹脂や接着剤を配合した素材では時間経過により、素材軟化度合が低下すると推察されるためである。ペレットどうしがくっついていると後成形時にペレットがスムーズに混練工程に送り込まれないが、ペレットどうしが分離しているため、スムーズに後成形の成形品を製造することができる。
なお、粉砕後の素材を粉砕素材導入部24に導入した後、樹脂繊維等の所定の繊維を粉砕後の素材に混合してからペレット形状に成形してもよい。すると、スクリューや回転刃により同繊維が破砕されないので、繊維を素材に添加することによりペレットの強度を向上させることができる。
Furthermore, even if the blending ratio of the resin in the material is large and the conventional extrusion molding machine sticks the pellets after molding, using this pellet manufacturing device will separate the pellets after molding without sticking. It will be in the state. This is because, after extruding the softened material in an indeterminate state, it is not immediately molded into a pellet shape, so the material with a thermoplastic resin has a temperature drop, so the material with a thermosetting resin or adhesive This is because the degree of material softening is presumed to decrease with time. If the pellets are stuck together, the pellets are not smoothly fed into the kneading process during post-molding, but since the pellets are separated, a post-molded molded product can be produced smoothly.
In addition, after introducing the pulverized material into the pulverized
なお、高流動性の樹脂として高流動性のPPおよびマレイン酸により当該PPを変性させた変性PP(相溶化剤)、高強度の樹脂として高強度のナイロン(Nyとも記載)を用いてもよい。疎水性を示す高流動性PPに親水性の変性PPを添加すると、高流動性PPと変性PPとが互いになじんで親水性を示し、親水性を示すNyとのなじみがよくなる。Nyを用いたペレットの場合、270〜290℃程度で後成形を行うため、この温度範囲内のMFRが100以上のNyを高流動性のNyとすることができる。
ペレット製造に用いられる全樹脂中の高流動性PPと変性PPとNyとは、45:5:50、40:10:50、等、様々な使用割合とすることができる。
In addition, high-fluidity PP and a modified PP (compatibilizer) obtained by modifying PP with maleic acid may be used as the high-fluidity resin, and high-strength nylon (also referred to as Ny) may be used as the high-strength resin. . When a hydrophilic modified PP is added to a highly fluid PP exhibiting hydrophobic properties, the highly fluid PP and the modified PP become familiar with each other, exhibit hydrophilic properties, and become familiar with Ny, which exhibits hydrophilic properties. In the case of pellets using Ny, since post-molding is performed at about 270 to 290 ° C., Ny having an MFR of 100 or more within this temperature range can be made to be highly fluid Ny.
The high fluidity PP, modified PP and Ny in all resins used for pellet production can be used in various ratios such as 45: 5: 50 and 40:10:50.
高流動性PPと変性PPとを用いた不定形の第一の素材とNyを用いた不定形の第二の素材とを同じ粉砕機用ホッパ32内に収容すると、粉砕室33内に供給され、粉砕される。ここで、粉砕後の素材m3は、図16の上段で示したように、ほぼ素材M5の粉砕物M5’と素材M6の粉砕物M6’との混合物M7とされ、高流動性PPおよび変性PPとNyとは互いになじみの少ない状態とされている。このような粉砕物が集まって製造されるペレットM8は、両樹脂の物性が残された新規なペレットとされている。このペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うと、ペレットに含まれる高流動性PPおよび変性PPとNyが加熱溶融され、この段階で変性PPを介して高流動性PPとNyとがなじみ、また、変性PPのカルボキシル基とNyのアミノ基とが化学反応を起こして良質のポリマーアロイを有する成形品を製造することができる。そして、高流動性PPと変性PPを含むペレットとNyを含むペレットとを混合させる必要が無くなるので、高流動性PPと変性PPとNyとを十分になじませた良質の成形品を得ることが可能となる。
上記の他、高流動性の樹脂としては、ポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂等も用いることができる。高強度、耐水性、耐光性、耐衝撃性、耐熱性、難燃性、等の機能を有する樹脂としては、ポリカーボネート樹脂(PC)、種々のエンジニアリングプラスチック、アクリル樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合体樹脂(AS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体樹脂(ABS)、等を用いてもよい。このような機能を有する樹脂は、MFR100以上の高流動性を示す樹脂でもよい。
When the irregular first material using high fluidity PP and modified PP and the irregular second material using Ny are accommodated in the
In addition to the above, polyolefin resin such as polyethylene resin can also be used as the high fluidity resin. Examples of resins having functions such as high strength, water resistance, light resistance, impact resistance, heat resistance, and flame resistance include polycarbonate resins (PC), various engineering plastics, acrylic resins, acrylonitrile styrene copolymer resins ( AS), acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin (ABS), and the like may be used. The resin having such a function may be a resin having a high fluidity of MFR 100 or more.
次に、第一・第二の素材を粉砕後に混ぜる場合について説明する。第一の素材の粉砕物M11を作製する際には、粉砕室33内に導入された軟化状態の不定形の素材m1(M5)が粉砕され、粉砕物M11が粉体吐出口37aから下方に向けて吐出される。第二の素材の粉砕物M12を作製する際には、粉砕室33内に導入された軟化状態の不定形の素材m1(M6)が粉砕され、粉砕物M12が粉体吐出口37aから下方に向けて吐出される。そして、第一・第二の素材を粉砕後に混ぜるため、例えば高流動性PPを用いた粉砕物M11と高強度PPを用いた粉砕物M12とを同じ成形機用容器23内に収容する。図15で示したように複数の粉砕機構A7,A8を設けた場合、粉砕物M11,M12は共通の成形機用容器23に収容される。言い換えると、同粉砕物M11,M12は、粉砕素材導入部24に導入されることになる。ここで、容器23内に回転する撹拌翼を有する混合機構を設け、当該撹拌翼にて両粉砕物M11,M12を混合してもよい。
以上が、粉砕混合工程である。
粉砕素材導入部24に導入された粉砕後の素材m3は、ペレット形状に成形され、ペレットm6となる。 第一・第二の素材を別々に押出機構にて不定形の状態で押し出し、不定形の素材M5,M6を別々に粉砕して混ぜると、図16の上段に示すように、生成される粉砕物はほぼ素材M5の粉砕物M5’と素材M6の粉砕物M6’との混合物M7とされるため、第一・第二の樹脂はほとんど互いになじんでいない状態とされている。従って、生成される混合物M7は、両樹脂の物性が残されている。そして、このような粉砕物が集まって製造されるペレットM8は、両樹脂の物性が残されている。
Next, the case where the first and second materials are mixed after pulverization will be described. When the pulverized material M11 of the first material is produced, the soft material of the amorphous material m1 (M5) introduced into the pulverizing
The above is the pulverization and mixing step.
The material m3 after pulverization introduced into the pulverized
不定形の素材を粉砕した後に混ぜると、ペレットを製造する際に複数の樹脂のなじみをより確実に少なくさせることができるので、各樹脂のそれぞれの物性が残された新規なペレットを製造することができる。そして、このペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うと、この段階で樹脂どうしがなじんで良質のポリマーブレンドを有する成形品を製造することができ、各樹脂毎の複数種類のペレットを混合させる必要が無くなるので、樹脂どうしを十分になじませた良質の成形品を得ることが可能となる。 Mixing after crushing an irregular shaped material can more reliably reduce the familiarity of multiple resins when manufacturing pellets, so make new pellets that retain the respective physical properties of each resin Can do. Then, when post-molding such as plastic molding is performed using this pellet as a raw material, it is possible to manufacture a molded product having a good polymer blend at this stage and mixing multiple types of pellets for each resin Therefore, it is possible to obtain a high-quality molded product in which the resins are sufficiently blended with each other.
なお、第一・第二の樹脂として、熱可塑性樹脂以外の樹脂を用いてもよい。以下、第一・第二の樹脂の組み合わせを高流動性の熱可塑性樹脂(第一の樹脂とするが、第二の樹脂でも可)と熱硬化性樹脂(第二の樹脂とするが、第一の樹脂でも可)の組み合わせとし、熱硬化性樹脂として液状の樹脂を用い、第一・第二の素材を粉砕前に混ぜる場合について説明することにする。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂,ユリア樹脂,メラミン樹脂,不飽和ポリエステル樹脂,エポキシ樹脂、等を用いることができる。熱硬化性樹脂を用いた不定形の素材を生成する際、一般には加熱を行わないので、素材加熱装置を省略可能である。ペレット製造に用いられる全樹脂中の熱硬化性樹脂と熱硬化性樹脂とは、4:6、5:5、6:4、等、様々な使用割合とすることができる。
液状の熱硬化性樹脂を用いる場合、低粘度(高流動性)の液状(例えば混ぜるときの温度におけるMFRが100以上)とされていると、充填材と混合されやすいので、製造されるペレットをより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
In addition, you may use resin other than a thermoplastic resin as 1st, 2nd resin. Hereinafter, the combination of the first and second resins is a high-fluidity thermoplastic resin (first resin, but the second resin may be used) and a thermosetting resin (second resin, The case of using a liquid resin as the thermosetting resin and mixing the first and second materials before pulverization will be described. As the thermosetting resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, or the like can be used. When producing an amorphous material using a thermosetting resin, heating is generally not performed, and thus the material heating device can be omitted. The thermosetting resin and thermosetting resin in all the resins used for pellet production can be used in various ratios such as 4: 6, 5: 5, 6: 4, and the like.
When using a liquid thermosetting resin, if it is a low viscosity (high fluidity) liquid (for example, MFR at the temperature when mixing is 100 or more), it is easy to mix with the filler. This is preferable in that it can be made more uniform.
材料供給装置11に微粒状の木質系材料(充填材)と当該木質系材料と等重量以下の液状の熱硬化性樹脂とを投入すると、素材搬送装置12は木質系材料と熱硬化性樹脂を有する素材を混合しながらペレット成形装置20方向に搬送する。ここで、素材は、フィラー高充填であるので、樹脂が液状でも固形分が多いことによって流動性は大きくなりすぎず、粉砕可能な程度に軟化した状態となる。素材搬送装置12は、軟化した素材をスクリュー12gにより混合しながらペレット成形装置の外筒部21内に押し込む。ここで、液状の熱硬化性樹脂は微粒状の木質系材料に滲み込みながら付着するので、木質系材料に熱硬化性樹脂がなじんだ(相溶化した)不定形の素材が形成される。同スクリュー12gは、外筒部21内でも軟化した素材を混合しながら出口部22方向に押す。すると、軟化した素材は、不定形の状態で押し出される。
第一・第二の素材を粉砕前に混ぜる場合、例えば高流動性PPを用いた不定形の第一の素材と熱硬化性樹脂を用いた不定形の第二の素材とを同じ粉砕機用ホッパ32内に収容する。
一方、第一・第二の素材を粉砕後に混ぜる場合、例えば高流動性PPを用いた粉砕物M11と熱硬化性樹脂を用いた粉砕物M12とを同じ成形機用容器23内に収容する。
When a fine-grained wood-based material (filler) and a liquid thermosetting resin equal to or less than the same weight as the wood-based material are put into the
When mixing the first and second materials before crushing, for example, the amorphous first material using high fluidity PP and the amorphous second material using thermosetting resin are used for the same crusher. It is accommodated in the
On the other hand, when the first and second materials are mixed after pulverization, for example, the pulverized product M11 using high fluidity PP and the pulverized product M12 using thermosetting resin are accommodated in the same
粉砕素材導入部24に導入された粉砕後の素材m3は、ペレット形状に成形され、ペレットm6となる。 熱可塑性樹脂を用いた第一の素材を加熱溶融させながら混合して不定形の状態で押し出すのとは別に、熱硬化性樹脂を用いた第二の素材を(加熱せずに)混合して不定形の状態で押し出し、不定形の素材M5,M6を粉砕して混合物M7を生成すると、図16の上段で示したように、混合物M7は、ほぼ素材M5の粉砕物M5’と素材M6の粉砕物M6’との混合物M7とされるため、第一・第二の樹脂の物性が残されている。そして、このような粉砕物が集まって製造されるペレットM8は、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との物性が残された新規なペレットとされている。その結果、熱硬化性樹脂を原料として押出成形や射出成形やブロー成形等の後成形を行うことが可能となる。従って、このペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うと、この段階で熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とが互いになじんだ新規のポリマーブレンドを有する成形品を製造することができる。
The material m3 after pulverization introduced into the pulverized
(4)第一の実施形態の実施例:
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
[実施例]
木粉としては、含水率15重量%の木粉を用いた。高流動性PPとしては、JIS K7210の附属書A表1の条件M(試験温度230℃)におけるMFRが1000(g/10min)の粒状ポリプロピレンを用いた。高強度PPとしては、同条件におけるMFRが30(g/10min)の粒状ポリプロピレンを用いた。
以下に記載した第一の素材の配合量で木粉と高流動性PPとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を230℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止め、粉砕機にて不定形の第一の素材を粉砕して、粉砕物(粉砕した第一の素材)を調製した。
また、以下に記載した第二の素材の配合量で木粉と高強度PPとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を230℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止め、粉砕機にて不定形の第二の素材を粉砕して、粉砕物(粉砕した第二の素材)を調製した。
その後、以下に記載した粉砕素材の配合量で粉砕した第一の素材と粉砕した第二の素材とを混合し、ペレット成形機にてペレット形状に成形し、水冷してペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、230℃に加熱して混合しながら110mm×9mm角に押出成形し、成形品を試作した。
第一の素材の配合量:
木粉 70重量%
高流動性PP 30重量%
計 100重量%
第二の素材の配合量:
木粉 70重量%
高強度PP 30重量%
計 100重量%
粉砕素材の配合量:
粉砕した第一の素材 50重量%
粉砕した第二の素材 50重量%
計 100重量%
(4) Example of the first embodiment:
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited by the following examples.
[Example]
As the wood powder, wood powder having a water content of 15% by weight was used. As the high fluidity PP, granular polypropylene having an MFR of 1000 (g / 10 min) under condition M (test temperature 230 ° C.) in Appendix A, Table 1 of JIS K7210 was used. As the high-strength PP, granular polypropylene having an MFR of 30 (g / 10 min) under the same conditions was used.
Wood powder and high-flowability PP are charged into a kneading extruder with a heater at the blending amount of the first material described below, and the material is heated to 230 ° C. and extruded in an indeterminate state while mixing. The first material having an irregular shape was pulverized by a pulverizer to prepare a pulverized product (first pulverized material).
Also, wood powder and high-strength PP are charged into a kneading extruder with a heater at the blending amount of the second material described below, and the material is heated to 230 ° C. and extruded in an indeterminate state. The second material having an irregular shape was crushed by a hopper and pulverized by a pulverizer to prepare a pulverized product (second pulverized material).
Then, the 1st raw material ground with the compounding quantity of the ground raw material described below, and the 2nd raw material ground were mixed, it formed into the shape of a pellet with a pellet molding machine, and water-cooled and produced the pellet.
Then, the prepared pellets were put into a kneading extrusion molding machine equipped with a heater, and extruded to 110 mm × 9 mm square while mixing by heating to 230 ° C., and a molded product was prototyped.
First material mix:
70% by weight of wood flour
100% by weight
Second material mix:
70% by weight of wood flour
100% by weight
Amount of crushed material:
50% by weight of ground first material
50% by weight of second ground material
100% by weight
[比較例1]
木粉、高流動性PPは、実施例と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量で木粉と高流動性PPとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を230℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止め、粉砕機にて不定形の素材を粉砕して、粉砕物を調製した。その後、粉砕物をペレット成形機にてペレット形状に成形し、水冷してペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、230℃に加熱して混合しながら110mm×9mm角に押出成形し、成形品を試作した。
素材の配合量:
木粉 70重量%
高流動性PP 30重量%
計 100重量%
[Comparative Example 1]
The same wood flour and high fluidity PP as in the examples were used.
Wood powder and high-fluidity PP are introduced into a kneading extruder with a heater at the blending amount of the materials described below, and the materials are heated to 230 ° C. and extruded in an indeterminate state while being mixed and received by a hopper. The amorphous material was pulverized with a pulverizer to prepare a pulverized product. Thereafter, the pulverized product was formed into a pellet shape with a pellet molding machine, and cooled with water to produce a pellet.
Then, the prepared pellets were put into a kneading extrusion molding machine equipped with a heater, and extruded to 110 mm × 9 mm square while mixing by heating to 230 ° C., and a molded product was prototyped.
Material content:
70% by weight of wood flour
100% by weight
[比較例2]
木粉、高強度PPは、実施例と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量で木粉と高強度PPとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を230℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止め、粉砕機にて不定形の素材を粉砕して、粉砕物を調製した。その後、粉砕物をペレット成形機にてペレット形状に成形し、水冷してペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、230℃に加熱して混合しながら110mm×9mm角に押出成形し、成形品を試作した。
素材の配合量:
木粉 70重量%
高強度PP 30重量%
計 100重量%
[Comparative Example 2]
The same wood flour and high-strength PP as in the examples were used.
Wood powder and high-strength PP are charged into a kneading extruder with a heater at the blending amount of the materials described below, and the materials are heated to 230 ° C. and extruded in an indeterminate state while being mixed and received by a hopper and pulverized. The amorphous material was pulverized by a machine to prepare a pulverized product. Thereafter, the pulverized product was formed into a pellet shape with a pellet molding machine, and cooled with water to produce a pellet.
Then, the prepared pellets were put into a kneading extrusion molding machine equipped with a heater, and extruded to 110 mm × 9 mm square while mixing by heating to 230 ° C., and a molded product was prototyped.
Material content:
70% by weight of wood flour
100% by weight
[比較例3]
木粉、高流動性PP、高強度PPは、実施例と同じものを用いた。
以下に記載した素材の配合量で木粉と高流動性PPと高強度PPをまとめて加熱機付き混練押出機に投入し、素材を230℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止め、粉砕機にて不定形の素材を粉砕して、粉砕物を調製した。その後、粉砕物をペレット成形機にてペレット形状に成形し、水冷してペレットを作製した。
そして、作製したペレットを加熱機付き混練押出成形機に投入し、230℃に加熱して混合しながら110mm×9mm角に押出成形し、成形品を試作した。
素材の配合量:
木粉 70重量%
高流動性PP 15重量%
高強度PP 15重量%
計 100重量%
[Comparative Example 3]
Wood flour, high fluidity PP, and high strength PP were the same as in the examples.
The wood powder, high fluidity PP and high strength PP are put together in the blending amount of the materials described below, and are put into a kneading extruder equipped with a heater, and the materials are extruded to an irregular shape while being heated to 230 ° C. and mixed. Then, it was received by a hopper, and the amorphous material was pulverized by a pulverizer to prepare a pulverized product. Thereafter, the pulverized product was formed into a pellet shape with a pellet molding machine, and cooled with water to produce a pellet.
Then, the prepared pellets were put into a kneading extrusion molding machine equipped with a heater, and extruded to 110 mm × 9 mm square while mixing by heating to 230 ° C., and a molded product was prototyped.
Material content:
70% by weight of wood flour
100% by weight
[比較例4]
木粉、高流動性PP、高強度PPは、実施例と同じものを用いた。
以下に記載した第一の素材の配合量で木粉と高流動性PPとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を230℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止め、粉砕機にて不定形の第一の素材を粉砕して、粉砕物を調製した。その後、粉砕物をペレット成形機にてペレット形状に成形し、水冷して第一の素材のペレットを作製した。
また、以下に記載した第二の素材の配合量で木粉と高強度PPとを加熱機付き混練押出機に投入し、素材を230℃に加熱して混合しながら不定形の状態で押し出してホッパに受け止め、粉砕機にて不定形の第二の素材を粉砕して、粉砕物を調製した。その後、粉砕物をペレット成形機にてペレット形状に成形し、水冷して第二の素材のペレットを作製した。
そして、以下に記載したペレットの配合量で第一の素材のペレットと第二の素材のペレットとを加熱機付き混練押出成形機に投入し、230℃に加熱して混合しながら110mm×9mm角に押出成形し、成形品を試作した。
第一の素材の配合量:
木粉 70重量%
高流動性PP 30重量%
計 100重量%
第二の素材の配合量:
木粉 70重量%
高強度PP 30重量%
計 100重量%
ペレットの配合量:
第一の素材のペレット 50重量%
第二の素材のペレット 50重量%
計 100重量%
[Comparative Example 4]
Wood flour, high fluidity PP, and high strength PP were the same as in the examples.
A wood powder and high-flowability PP are charged into a kneading extruder with a heater at the blending amount of the first material described below, and the material is heated to 230 ° C. and extruded in an indeterminate state while mixing. The first material having an irregular shape was pulverized by a pulverizer to prepare a pulverized product. Thereafter, the pulverized product was formed into a pellet shape with a pellet molding machine and cooled with water to produce a pellet of the first material.
Also, wood powder and high-strength PP are charged into a kneading extruder with a heater at the blending amount of the second material described below, and the material is heated to 230 ° C. and extruded in an indeterminate state. The second material having an irregular shape was crushed by a hopper and pulverized by a pulverizer. Thereafter, the pulverized product was formed into a pellet shape with a pellet molding machine, and cooled with water to produce a pellet of the second material.
Then, the pellets of the first material and the pellets of the second material are put into a kneading extruder with a heater at the blending amount of the pellets described below, and heated to 230 ° C. and mixed while being 110 mm × 9 mm square A molded product was prototyped.
First material mix:
70% by weight of wood flour
100% by weight
Second material mix:
70% by weight of wood flour
100% by weight
Pellet content:
50% by weight of first material pellets
50% by weight of second material pellets
100% by weight
以上の実施例と比較例1〜4について、後成形に相当する加熱機付き混練押出成形機での成形圧(MPa単位)と、当該成形機で成形された成形品の曲げ強度(MPa単位)を測定し、評価した。なお、曲げ強度の測定には、オートグラフを用いた。測定結果および評価結果を表に示す。
比較例1では、高流動性PPのみをブレンドしたペレットを用いて成形品を作製したため、成形圧は112MPaと小さくて流動性が大きいが、曲げ強度は74MPaと小さくて低強度となっている。一方、比較例2では、高強度PPのみをブレンドしたペレットを用いて成形品を作製したため、曲げ強度は86MPaと大きくて高強度となっているが、成形圧は124MPaと大きくて流動性が小さくなっている。
比較例3では、曲げ強度は85MPaと大きくて高強度となっているが、成形圧は120MPaと高強度PPのみを使用した比較例2の方に近い成形圧となり、流動性が比較的小さくなっている。これは、高流動性PPと高強度PPとが互いになじむことによって、高流動性PPの物性の大部分が高強度PPの物性に消されてしまったためと推察される。
比較例4では、成形圧は117MPaと比較例3よりも小さくなって流動性が若干大きくなっているが、曲げ強度は82MPaと比較例3よりも小さくなって強度が若干低下している。高流動性PPのみをブレンドしたペレットと高強度PPのみをブレンドしたペレットとを用いて成形品を作製することによって、成形前の溶融混練物や成形品の中で高流動性PPの物性が強く出ている箇所と高強度PPの物性が強く出ている箇所とが混在し、流動性については比較的高流動性の高流動性PPの物性が強く現れる一方、強度については比較的低強度の高流動性PPの物性が強く現れるためと推察される。
以上に対して、実施例では、成形圧は113MPaと比較例1並みに大きくて流動性が大きくなっており、また、曲げ強度は85MPaと比較例2並みに大きくて高強度となっている。これは、高流動性PPを有する第一の素材と高強度PPを有する第二の素材とを別々に混合して押し出し、第一・第二の素材の混合物を生成することによって、高流動性PPと高強度PPとのなじみを少なくさせた状態でペレットが作製され、後成形時でも高流動性PPの物性が残されるためと推察される。また、同じペレット内で両PPの物性が残されており、後成形時に高流動性PPを含むペレットと高強度PPを含むペレットとを混合させる必要が無くなって、成形品中で両PPが十分になじんでいて高流動性PPの物性が強く現れないためと推察される。従って、高流動性PPと高強度PPとの各物性が残された良質のペレットが得られることが確認された。
In Comparative Example 1, since a molded product was produced using pellets blended with only the high fluidity PP, the molding pressure was as small as 112 MPa and the fluidity was high, but the bending strength was as small as 74 MPa and low strength. On the other hand, in Comparative Example 2, since a molded product was produced using pellets blended with only high-strength PP, the bending strength was as high as 86 MPa and high strength, but the molding pressure was as large as 124 MPa and the fluidity was small. It has become.
In Comparative Example 3, the bending strength is as high as 85 MPa and high strength, but the molding pressure is close to that of Comparative Example 2 using only 120 MPa and high strength PP, and the fluidity is relatively small. ing. This is presumably because most of the physical properties of the high-fluidity PP were erased by the physical properties of the high-strength PP because the high-fluidity PP and the high-strength PP became compatible with each other.
In Comparative Example 4, the molding pressure is 117 MPa, which is smaller than that of Comparative Example 3, and the fluidity is slightly increased. However, the bending strength is 82 MPa, which is smaller than that of Comparative Example 3, and the strength is slightly decreased. By producing a molded product using pellets blended only with high-fluidity PP and pellets blended with only high-strength PP, the physical properties of high-fluidity PP are strong in the melt-kneaded product and molded product before molding. There are a mixture of places where the physical properties of the high strength PP are strong and the physical properties of the high fluidity PP with a relatively high fluidity appear in terms of fluidity, while the physical properties of the high fluidity PP with a relatively low strength appear. This is presumably because the physical properties of high fluidity PP appear strongly.
In contrast, in the examples, the molding pressure is 113 MPa, which is as large as Comparative Example 1, and the fluidity is large, and the bending strength is 85 MPa, which is as large as Comparative Example 2, and high strength. This is because the first material having the high fluidity PP and the second material having the high strength PP are separately mixed and extruded to produce a mixture of the first and second materials. It is presumed that pellets are produced in a state where the familiarity between PP and high-strength PP is reduced, and the physical properties of high-fluidity PP remain even at the time of post-molding. Moreover, the physical properties of both PPs remain in the same pellet, and it is not necessary to mix pellets containing high-fluidity PP and pellets containing high-strength PP at the time of post-molding. It is presumed that the physical properties of the high fluidity PP do not appear strongly. Therefore, it was confirmed that high-quality pellets in which the physical properties of high fluidity PP and high strength PP were left were obtained.
(5)各種変形例:
上記第一の樹脂に熱硬化性樹脂を用いてもよい。この場合、素材加熱装置13を設けない構成とすることができる。また、上記第一の素材は、第一の樹脂のみから構成されてもよい。むろん、上記第二の素材も、第二の樹脂のみから構成されてもよい。
上記充填材には、木質系材料以外にも、微粒状の多孔質無機材料等、様々な材料を用いることができる。有機系の充填材の場合、木粉(木材)やパルプ(紙)や草などのセルロース系の材料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、FRP廃材、等を用いることができる。無機系の充填材の場合、タルク、炭酸カルシウム、フライアッシュ等のシリカ、マグネシウム化合物、ケイ酸カルシウム、金属系の無機材料、金属の酸化物、等を用いることができる。なお、素材中の各原料の配合割合は、充填材や樹脂の種類に応じて異なるが、例えば、100μm〜1mm径の充填材であれば充填材60〜99.9重量%に対して樹脂(酸変性樹脂を含む)0.1〜40重量%、1μm〜100μm充填材であれば充填材50〜60重量%に対して樹脂(酸変性樹脂を含む)40〜50重量%、1nm〜1μm径の充填材であれば充填材20〜50重量%に対して樹脂(酸変性樹脂を含む)50〜80重量%、等とすることができる。
上記粉砕機構には、種々の公知の粉砕機を使用可能である。
上記成形機用容器を加熱する容器加熱手段を設けてもよい。上記成形機用容器23内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、成形機用容器23を加熱することができる。すると、成形機用容器23内に収容された不定形の素材の冷却による固化を防ぐことができ、ペレットの製造効率をより向上させることができる。
上記カッタを加熱するカッタ加熱手段を設けてもよい。例えば、上記カッタテーブル26a内にヒータを埋設して同ヒータに通電すると、カッタを加熱することができる。すると、熱可塑性樹脂を含む素材をカッタの近傍にて軟化させて容易に切断することができ、ペレットの製造効率をさらに向上させることができる。
(5) Various modifications:
A thermosetting resin may be used for the first resin. In this case, the
In addition to the wood-based material, various materials such as a particulate porous inorganic material can be used for the filler. In the case of organic fillers, cellulose materials such as wood powder (wood), pulp (paper), and grass, thermoplastic resins, thermosetting resins, FRP waste materials, and the like can be used. In the case of inorganic fillers, silica such as talc, calcium carbonate, fly ash, magnesium compounds, calcium silicate, metal inorganic materials, metal oxides, and the like can be used. In addition, although the mixture ratio of each raw material in a raw material changes according to the kind of filler and resin, if it is a filler of 100 micrometer-1 mm diameter, for example, resin (with respect to 60-99.9 weight% of fillers) ( 0.1 to 40% by weight (including acid-modified resin) and 1 to 100 μm filler, 40 to 50% by weight of resin (including acid-modified resin) and 1 nm to 1 μm diameter relative to 50 to 60% by weight of filler In the case of the filler, the resin (including the acid-modified resin) may be 50 to 80% by weight with respect to 20 to 50% by weight of the filler.
Various known pulverizers can be used for the pulverization mechanism.
You may provide the container heating means which heats the said container for molding machines. When a heater is embedded in the
A cutter heating means for heating the cutter may be provided. For example, when a heater is embedded in the cutter table 26a and the heater is energized, the cutter can be heated. Then, the raw material containing a thermoplastic resin can be softened in the vicinity of the cutter and easily cut, and the manufacturing efficiency of pellets can be further improved.
さらに、図17と図18に示すペレット成形装置120を備えるペレット製造装置にてペレットを製造してもよい。なお、第一の実施形態と同じ構成のものは、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。ペレット成形装置120は、図示しない外筒部、出口部、粉砕機の他、粉砕機の粉体吐出口37aの下側において開口123aを上側に向けて設置されて粉砕後の素材m12の粉砕素材導入部124が形成された金属製ホッパ123、同ホッパ123の下側開口部123bに設けられた一対の圧延ロール125,125、ホッパ123の下側に設置されたシュレッダ(樹脂細断機)126、等を備えている。ホッパの上側の開口123aは、粉体吐出口37aから離されている。
Furthermore, you may manufacture a pellet with a pellet manufacturing apparatus provided with the pellet shaping |
圧延ロール125,125は、図示しない圧延ロール回転駆動機構に接続されている。同圧延ロール回転駆動機構を駆動させると、図18において左側の圧延ロール125aが右回りに回転するとともに、同圧延ロール125aと同じ回転速度で右側の圧延ロール125bが左回りに回転するようになっている。すなわち、圧延ロール125a,bは、粉砕素材導入部124に導入された粉砕後の素材m13を略平板状に圧延することができる。
The rolling rolls 125 and 125 are connected to a rolling roll rotation drive mechanism (not shown). When the rolling roll rotation drive mechanism is driven, the
シュレッダ126は、圧延された素材m14を上部開口126aから引き込み、細断することによりペレット形状に成形して下部開口126bから落下させる。シュレッダ126は、多数の回転刃126dを有する回転ロール126c、同回転ロール126cを回転駆動する図示しない回転刃駆動機構、固定刃126e、等を備えている。回転ロール126cは、回転刃駆動機構の駆動により図13において左回りに回転し、圧延された素材m14を下方へ引き込む。ここで、図18中に示した要部底面図において、各回転刃126dは断面略三角形にされるとともに、固定刃126eに形成された複数の谷部126e1に挿入されるようになっている。従って、圧延された素材m14は、回転動作する回転刃126dにより下方へ引っ張られながら同回転刃126dと固定刃126eとにより引き裂かれるように細断され、ペレット形状に成形される。すなわち、ホッパ123と、圧延ロール125a,bおよび同圧延ロールを駆動する機構と、シュレッダ126とが、成形機構を構成する。
The
粉体吐出口37aから吐出された粉砕後の素材m12は、落下してホッパ123内に収容され、粉砕素材導入部124に導入されて、ホッパ123の下側となる圧延ロール125,125により略平板状に圧延される。圧延された素材m14は、シュレッダ126により細断され、ペレット形状に成形される。その後、ペレット形状に成形された素材m15は、冷却槽内に落下し、冷却されて固化することにより、ペレットとなる。
以上のように構成しても、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、粉砕後の素材を圧延ロールにて略平板状に圧延し、シュレッダにより細断するという簡易な構造かつ汎用的な機構を利用して、確実に不定形の素材をペレット形状に成形することができる。なお、シュレッダは様々な構造が考えられ、図18に示した構造以外のものであってもよい。
The crushed material m12 discharged from the
Even if comprised as mentioned above, the effect similar to 1st embodiment can be acquired. In addition, by using a simple and general-purpose mechanism that rolls the crushed material into a substantially flat plate with a rolling roll and shreds it with a shredder, the irregularly shaped material is reliably formed into a pellet shape. Can do. The shredder may have various structures, and may be other than the structure shown in FIG.
図19は、変形例にかかるペレット製造装置の粉砕機(粉砕機構)130を示している。なお、押出機構や成形機構等は、第一の実施形態と同じである。第一の実施形態での符号を用いて説明すると、本ペレット製造装置は、外筒部21、出口部22、同出口部22の下側において開口131aを上側に向けて設置されて押し出される不定形の素材m1を導入する不定形素材導入部131が設けられた粉砕機130、同粉砕機130にて粉砕された素材を導入する粉砕素材導入部24が形成された成形機用容器23、押し込みローラ25,25、ダイフェースカッタ部26、電動モータ27、等を備えている。
粉砕機用ホッパ132は、出口部の開口22aから押し出された不定形の素材m1を一旦収容し、下部開口132bから略上下方向を中心軸とする円筒形状の金属製粉砕室133内へ供給することができる。そして、押出機構から押し出された素材を不定形のまま導入する不定形素材導入部131が、ホッパ132と粉砕室133に形成されていることになる。
FIG. 19 shows a crusher (crushing mechanism) 130 of a pellet manufacturing apparatus according to a modification. In addition, an extrusion mechanism, a shaping | molding mechanism, etc. are the same as 1st embodiment. If it demonstrates using the code | symbol in 1st embodiment, this pellet manufacturing apparatus is installed in the lower side of the
The
本実施形態では、フライアッシュと、同フライアッシュと等重量以下の熱可塑性樹脂とを少なくとも用い、同熱可塑性樹脂を溶融させながら混合して不定形の状態で押し出した後、成形する。フライアッシュは、石炭を焼成したときに生じる黒っぽい灰であり、シリカ分を含む微粒状(粉末状を含む)の多孔質無機材料である。同フライアッシュには種々の粒径の粒子が混在しているが、粒径を揃える等の改質を行わなくてもペレットを製造可能である。この場合、非常に低コストにてペレットを得ることができ、建造物の材料等に利用することができる。むろん、用途に応じて粒径を揃える等の改質を行い、ペレットを所望の強度にさせるようにしてもよい。より好適な条件を求めるためフライアッシュの粒径を種々変えて試験を行ったところ、粒径を500μm以下にすると建造物の材料等へ用いたときに非常に均質にさせる良質のペレットを得ることができた。 In the present embodiment, at least fly ash and the fly ash and an equal weight or less thermoplastic resin are used, and the thermoplastic resin is mixed while melted and extruded in an indeterminate state, and then molded. Fly ash is a blackish ash produced when coal is fired, and is a finely divided (including powdered) porous inorganic material containing silica. The fly ash contains particles of various particle sizes, but pellets can be produced without modification such as making the particle sizes uniform. In this case, pellets can be obtained at a very low cost and can be used for building materials and the like. Of course, the pellets may be made to have a desired strength by modifying the particle size according to the application. In order to obtain more favorable conditions, the fly ash particle size was varied and tested, and when the particle size was reduced to 500 μm or less, high-quality pellets were obtained that would be very homogeneous when used for building materials. I was able to.
フライアッシュと熱可塑性樹脂との配合割合は、ペレットの用途に応じて適宜決定可能である。一般に、フライアッシュの重量割合が多くなるほど硬質となり、熱可塑性樹脂の重量割合が多くなるほど軟質となる。両者の重量割合は、ペレットに要求される性質に応じて適宜好ましい比率を選択可能である。
ペレットを無機材料のように熱膨張が小さく難燃性とするためには、フライアッシュに対して同フライアッシュと等重量以下の熱可塑性樹脂を混合すればよい。フライアッシュを51〜99重量%(好ましくは70〜95重量%)とし、熱可塑性樹脂を1〜49重量%(好ましくは5〜30重量%)とすると、建造物の材料等への用途として非常に良質のペレットを得ることができた。ここで、熱可塑性樹脂を1重量%以上(好ましくは5重量%以上)とするのはペレットを固まりのまま崩さずに固化させるためであり、フライアッシュを51%以上(好ましくは70重量%以上)とするのは建造物の材料等として非常に良好な強度を得るためである。
なお、充填材として、一部あるいは全部を微粒状の石英質系鉱物にすることも可能である。
The blending ratio of fly ash and thermoplastic resin can be determined as appropriate according to the use of the pellets. Generally, the higher the weight ratio of fly ash, the harder the hard stuff, and the higher the weight ratio of thermoplastic resin, the softer the ash. As the weight ratio of both, a preferable ratio can be appropriately selected according to the properties required for the pellets.
In order to make the pellets small in thermal expansion and incombustible like inorganic materials, the fly ash may be mixed with the fly ash and an equal weight or less thermoplastic resin. When fly ash is 51 to 99% by weight (preferably 70 to 95% by weight) and thermoplastic resin is 1 to 49% by weight (preferably 5 to 30% by weight), it is extremely useful as a material for building materials. High quality pellets could be obtained. Here, the reason why the thermoplastic resin is set to 1% by weight or more (preferably 5% by weight or more) is to solidify the pellets without breaking up in a solid state, and fly ash is 51% or more (preferably 70% by weight or more). ) Is to obtain a very good strength as a building material or the like.
Note that a part or all of the filler can be made into a fine-grained quartz-based mineral.
また、フライアッシュや石英質系鉱物をそのまま用いてペレットを製造可能であるが、これらに対してシランカップリング剤を用いてシランカップリング処理を行い、疎水性を付与して樹脂とのなじみを良くしたフライアッシュや石英質系鉱物を充填材として用いてもよい。シランカップリング剤は、分子の一端に加水分解でシラノール基(Si-OH)を与えるエトキシ基やメトキシ基を有し、他端に有機官能基を有する。そして、フライアッシュ等にシランカップリング剤を反応させて、フライアッシュ等に疎水性の有機官能基を付加させると、樹脂とのなじみを向上させることができる。
例えば、シランカップリング処理により変性したフライアッシュ51〜99重量%(好ましくは70〜95重量%)に対してポリアミドを1〜49重量%(好ましくは5〜30重量%)を配合して所定の素材とすることができる。
In addition, pellets can be produced using fly ash or quartz-based minerals as they are, but these are subjected to silane coupling treatment using a silane coupling agent to impart hydrophobicity and familiarity with the resin. Improved fly ash or quartz minerals may be used as fillers. The silane coupling agent has an ethoxy group or a methoxy group that gives a silanol group (Si—OH) by hydrolysis at one end of the molecule, and an organic functional group at the other end. And if a silane coupling agent is made to react with fly ash etc. and a hydrophobic organic functional group is added to fly ash etc., familiarity with resin can be improved.
For example, 1 to 49% by weight (preferably 5 to 30% by weight) of polyamide is blended with 51 to 99% by weight (preferably 70 to 95% by weight) of fly ash modified by silane coupling treatment. Can be a material.
粉砕機30は、上記ホッパ132、同ホッパ132の下側において同ホッパの下部開口132bに連通する上部開口が形成された粉砕室133、同粉砕室133内の下部において上下方向に回転軸を向けて回転可能とされて不定形の素材を載置する金属製載置テーブル134、左右方向に向けられた円柱状の軸部材135a,135aを回転軸として載置テーブル134に外周下部が当接して当該テーブル134上を転動可能な複数の金属製粉砕ローラ135,135、上下方向に向けて配設された円柱状の回転駆動軸136aを介して載置テーブル134を回転駆動する電動モータ136、成形機用容器23の上部において下方に向けて開口した図示しない粉体吐出口まで粉砕後の素材を移送する粉体輸送機137、等を備えている。軸部材135a,135aは、粉砕室133の側壁に固定されている。粉砕室133の下側(載置テーブル134の下面から下側)には、当該粉砕室133と略同じ径の円筒形状の金属製粉体収容室133aが設けられており、当該収容室133aに粉砕後の素材が粉体輸送機137へ吸い込まれる粉体吸引口137bが形成されている。
粉砕機130では、常時モータ136に通電してあり、回転駆動軸136aを介して載置テーブル134が回転駆動される。すると、載置テーブル134の上面で当該テーブル134の上下方向を軸とする回転動に従動して粉砕ローラが左右方向を軸として回転動し、粉砕室133内に導入された不定形の素材は、載置テーブル134上と粉砕ローラ135,135周面との間で粉砕される。ここで、導入された素材は微粒状のフライアッシュに熱可塑性樹脂がなじんだ素材とされており、樹脂となじんだフライアッシュが粉砕され、均質にされる。また、粉体輸送機137の送風機にも常時通電してあり、粉砕されて粉砕室133の内周面と載置テーブル134の外周面との間133bから収容室133a内に落下した素材が粉体吸引口37bから粉体輸送機37に吸い込まれ、粉体吐出口よりも上側まで斜め上方に移送されて、粉体吐出口から下方に向けて吐出される。そして、粉砕後の素材は、落下して成形機用容器23内に収容される。
特にフライアッシュや石英質系鉱物といった硬質の無機材料を主成分(例えば、フライアッシュと石英質系鉱物の少なくとも一方からなる充填材と、当該充填材と等重量以下の溶融可能な樹脂)とする素材からペレットを製造する場合、容易に不定形の素材を粉砕することができるので、好適である。
なお、粉砕機構としては、公知の種々の粉砕機を使用可能である。
The
In the
In particular, a hard inorganic material such as fly ash or quartz mineral is used as a main component (for example, a filler composed of at least one of fly ash and quartz mineral and a meltable resin equal to or less than the filler). In the case of producing pellets from a raw material, it is preferable because an amorphous material can be easily pulverized.
Various known pulverizers can be used as the pulverization mechanism.
以上のように構成しても、第一の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本ペレット製造装置は、軟化した所定の素材を混合して不定形の状態で押し出せばよいので、素材の押出流量は制限されない。従って、流動性の小さい素材であっても、ペレットを大量生産することが可能である。
また、押出機構で押し出された不定形の素材が一旦粉砕されて成形機構に供給されるので、製造されるペレットをより均質化させることができ、当該ペレットを原料とした成形品や骨材をより均質化させることの可能な良質のペレットを大量生産することができる。また、充填材に樹脂が良くなじんだ後にペレット化されるので、ペレットを原料とした後成形時に原料段階ではペレット形状を維持させ、熱が加わる混練段階でペレットをより崩れやすくさせて良好に分散させる。従って、後成形の成形品を成形することが容易となる。さらに、不定形の素材が粉砕されることによってペレットを成形する際に成形用の穴や隙間等に入りやすくなるので、単位時間当たりのペレット生産量をさらに増やすことが可能となる。さらに、素材中の樹脂の配合割合が多くて従来の押出成形機では成形後のペレットどうしがくっついてしまう素材であっても、成形後のペレットどうしがくっつかず分離した状態となる。
Even if comprised as mentioned above, the effect similar to 1st embodiment is acquired. That is, the pellet manufacturing apparatus only has to mix a predetermined softened material and extrude it in an indeterminate state, so that the extrusion flow rate of the material is not limited. Therefore, even if it is a raw material with small fluidity, it is possible to mass-produce pellets.
In addition, since the amorphous material extruded by the extrusion mechanism is once pulverized and supplied to the molding mechanism, the manufactured pellets can be more homogenized, and molded articles and aggregates made from the pellets can be used as raw materials. High quality pellets that can be made more homogeneous can be mass produced. Also, since the resin is well blended with the filler, it is pelletized, so the pellet shape is maintained at the raw material stage during post-molding using the pellet as a raw material, and the pellet is more easily disintegrated during the kneading stage where heat is applied. Let me. Therefore, it becomes easy to form a post-molded product. Furthermore, since the irregular shaped material is pulverized, it becomes easy to enter molding holes, gaps, and the like when the pellets are molded, so that it is possible to further increase the amount of pellets produced per unit time. Furthermore, even if the blending ratio of the resin in the raw material is large and the conventional extrusion molding machine is a material in which the pellets after molding are stuck together, the pellets after molding are not stuck to each other and separated.
(6)第二の実施形態:
第二の樹脂が微粒状であれば、上述した第二押出工程を省略することができる。図20は、第二の樹脂が微粒状の合成樹脂であるとともに第二の素材が微粒状の素材である場合のペレット製造方法の一例を示している。本製法の粉砕混合工程S3では、粉砕機構A5にて、粉砕可能な程度に軟化した第一の素材(不定形の第一の素材M5)を少なくとも粉砕し、粉砕された第一の素材と、微粒状の第二の素材M21と、が少なくとも配合された混合物M22を生成する。図20は、第一・第二の素材を混ぜた後に粉砕する流れを示している。
第一の樹脂として高流動性PP(高流動性の熱可塑性樹脂)を用い、第二の樹脂として微粒状の熱硬化性樹脂(微粒状の合成樹脂)を用いる場合について説明することにする。ここで、合成樹脂は、熱可塑性樹脂でもよい。微粒状の合成樹脂は、粉末状ないし成形されるペレットよりも細かい粒状であればよく、粉末状や微細な繊維状でもよい。また、第二の素材が微粒状の合成樹脂そのものであるとして説明するが、例えば微粒状の合成樹脂に微粒状の充填材を混合した素材でもよい。ペレット製造に用いられる全樹脂中の高流動性PPと微粒状の合成樹脂とは、4:6、5:5、6:4、等、様々な使用割合とすることができる。
第一の素材の配合割合は、第一の実施形態と同じにすることができる。
(6) Second embodiment:
If the second resin is finely granular, the second extrusion step described above can be omitted. FIG. 20 shows an example of a pellet manufacturing method when the second resin is a fine granular synthetic resin and the second raw material is a fine granular material. In the pulverization and mixing step S3 of the present manufacturing method, the pulverization mechanism A5 pulverizes at least the first material softened to such an extent that it can be pulverized (the amorphous first material M5), and the pulverized first material; A mixture M22 containing at least the fine particulate second material M21 is produced. FIG. 20 shows a flow of pulverization after mixing the first and second materials.
A case will be described in which a high fluidity PP (a high fluidity thermoplastic resin) is used as the first resin and a fine particle thermosetting resin (a fine particle synthetic resin) is used as the second resin. Here, the synthetic resin may be a thermoplastic resin. The fine-grained synthetic resin may be finer than powdered or molded pellets, and may be in the form of powder or fine fibers. In addition, although the second material is described as being a fine synthetic resin itself, for example, a material obtained by mixing a fine filler with a fine synthetic resin may be used. The high fluidity PP and the fine-grained synthetic resin in all resins used for pellet production can be used in various ratios such as 4: 6, 5: 5, 6: 4, and the like.
The blending ratio of the first material can be the same as in the first embodiment.
第一の樹脂M1と充填材(木質系材料、フライアッシュ、等)M2とについては、充填材M2の配合量を樹脂M1の配合量以上として第一の実施形態と同様に両原料M1,M2を押出機構A1に投入して加熱機構にて樹脂M1を溶融させながら混合し、粉砕可能な程度に軟化させ、不定形の状態で押し出す。本実施形態では第一・第二の素材を粉砕前に混ぜるため、高流動性PPを用いた不定形の第一の素材と微粒状の熱硬化性樹脂とを同じ粉砕機用ホッパ32内に収容する。ここで、ホッパ32内に混合機構を設け、当該混合機構にて両素材M5,M21を混合してもよい。ホッパ32に収容された両素材M5,M21は、粉砕室33内に供給され、粉砕されて、混合物M22が生成する。むろん、出口部22から押し出される不定形の第一の素材を一旦第一の不定形素材容器(収容部)に収容し、第二の素材M21を第二の不定形素材容器に収容し、第三の素材、第四の素材、…、がある場合には、これらを第三の不定形素材容器、第四の不定形素材容器、…、に収容して、所定の配合割合でホッパ32に投入すればよい。
以上により、粉砕可能な程度に軟化した第一の素材と、微粒状の第二の樹脂と、を少なくとも一緒にした状態で粉砕機構にて粉砕して混合物M22を生成する。
For the first resin M1 and the filler (woody material, fly ash, etc.) M2, both raw materials M1 and M2 are used in the same manner as in the first embodiment, with the amount of filler M2 being equal to or greater than the amount of resin M1. Is mixed into the extrusion mechanism A1 while melting the resin M1 with a heating mechanism, softened to such an extent that it can be pulverized, and extruded in an indefinite state. In this embodiment, since the first and second materials are mixed before pulverization, the amorphous first material using high fluidity PP and the fine particulate thermosetting resin are placed in the
As described above, the mixture M22 is generated by pulverizing by the pulverization mechanism in a state in which the first material softened to such an extent that it can be pulverized and the fine second resin are combined together.
生成した混合物M22は、成形機構A4にてペレット形状に成形され(成形工程S4)、ペレットM23とされる。
粉砕後の素材は、ほぼ不定形の素材M5の粉砕物と微粒状の第二の素材M21との混合物M22とされ、第一・第二の樹脂は互いになじみの少ない状態とされている。このような素材が集まって製造されるペレットM23は、両樹脂の物性が残された新規なペレットとされている。
The generated mixture M22 is formed into a pellet shape by the forming mechanism A4 (forming step S4), and is used as a pellet M23.
The material after pulverization is a mixture M22 of a pulverized material M5 and a fine second material M21, and the first and second resins are in a state of little familiarity with each other. The pellet M23 produced by collecting such materials is a new pellet in which the physical properties of both resins remain.
本ペレット製造方法によっても、ペレットを製造する際に複数の樹脂のなじみを少なくさせることができるので、各樹脂のそれぞれの物性が残されたペレットを製造することができる。このペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うと、ペレットに含まれる熱可塑性樹脂が加熱溶融され、この段階で樹脂どうしがなじんで良質のポリマーブレンドを有する成形品を製造することができる。そして、各樹脂に対応するペレットを混合させる必要が無くなるので、樹脂どうしを十分になじませた良質の成形品を得ることが可能となる。第二の樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、後成形を行うと、この段階で熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とが互いになじんだ新規のポリマーブレンドを有する成形品を製造することができる。 Also by this pellet manufacturing method, since the familiarity of a plurality of resins can be reduced when manufacturing the pellets, it is possible to manufacture pellets in which the respective physical properties of each resin remain. When post-molding such as plastic molding is performed using the pellets as a raw material, the thermoplastic resin contained in the pellets is heated and melted, and at this stage, the resins are familiar with each other, and a molded product having a good polymer blend can be manufactured. And since it becomes unnecessary to mix the pellets corresponding to each resin, it is possible to obtain a high-quality molded product in which the resins are sufficiently blended. When a thermosetting resin is used as the second resin, post-molding can produce a molded article having a novel polymer blend in which the thermoplastic resin and the thermosetting resin are compatible with each other at this stage.
次に、図21を参照して第一・第二の素材を粉砕前に混ぜる場合について説明する。第一の素材の粉砕物M11を作製する際には、粉砕室33内に導入された不定形の素材M5が粉砕機構A11にて粉砕され(粉砕工程S11)、粉砕物M11が粉砕機の粉体吐出口37aから下方に向けて吐出される。第一の素材の配合割合は、第一の実施形態と同じにすることができる。そして、粉砕物M11と微粒状の第二の素材M21を混ぜるため、例えば高流動性PPを用いた粉砕物M11と微粒状の熱硬化性樹脂とした第二の素材M21とを同じ成形機用容器23内に収容する。ここで、成形機用容器23内に混合機構を設け、当該混合機構にて粉砕物M11と第二の素材M21とを混合してもよい。成形機用容器23に収容された両素材M11,M21は、ペレット形状に成形され、ペレットM23となる。むろん、粉砕機の粉体輸送機37から吐出される粉砕された第一素材を一旦第一の粉砕物容器(収容部)に収容し、第二の素材M21を第一の粉砕物容器に収容し、第三の素材、第四の素材、…、がある場合には、これらを第三の粉砕物容器、第四の粉砕物容器、…、に収容して、所定の配合割合で成形機用容器23に投入すればよい。
以上により、粉砕可能な程度に軟化した第一の素材を粉砕機構にて粉砕した後に、少なくとも、粉砕された第一の素材と、微粒状の第二の樹脂と、を混合して混合物M22を生成することができる。
粉砕素材導入部24に導入された素材M11,M21は、ペレット形状に成形され、ペレットM23となる。
Next, a case where the first and second materials are mixed before pulverization will be described with reference to FIG. When producing the pulverized material M11 of the first material, the irregular material M5 introduced into the pulverizing
After the first material softened to such an extent that it can be pulverized is pulverized by the pulverization mechanism, at least the pulverized first material and the fine second resin are mixed to obtain the mixture M22. Can be generated.
The materials M11 and M21 introduced into the pulverized
生成される混合物はほぼ素材M11の粉砕物と微粒状の第二の素材M21との混合物とされるため、第一・第二の樹脂はほとんど互いになじんでいない状態とされている。従って、このような混合物が集まって製造されるペレットM23は、両樹脂の物性が残されている。
本ペレット製造方法によっても、各樹脂のそれぞれの物性が残されたペレットを製造することができる等、第一・第二の素材を混ぜた後に粉砕する場合と同様の効果が得られる。
なお、第一・第二の素材を混ぜたのちに粉砕すると、一緒に粉砕することによって混合されるので、両素材の混合を簡素化させることが可能となる点で好ましい。一方、第一の素材を微粒状の第二の素材とは別に粉砕すると、両素材のなじみを少なくさせることができるので、より確実に互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することが可能となる点で好ましい。
Since the resulting mixture is substantially a mixture of the pulverized material M11 and the fine second material M21, the first and second resins are almost incompatible with each other. Therefore, the pellet M23 produced by collecting such a mixture retains the physical properties of both resins.
Also by this pellet manufacturing method, the same effect as the case where it grind | pulverizes after mixing a 1st, 2nd raw material, such as being able to manufacture the pellet with which each physical property of each resin was left, is acquired.
In addition, since it mixes by grind | pulverizing together, if it grind | pulverizes after mixing a 1st, 2nd raw material, it is preferable at the point which can simplify mixing of both raw materials. On the other hand, if the first material is pulverized separately from the fine second material, the familiarity of both materials can be reduced. This is preferable in that it can be manufactured.
(7)第三の実施形態:
第二の樹脂が液状であっても、上述した第二押出工程を省略することが可能である。図22は、第二の樹脂が液状の合成樹脂であるとともに第二の素材が液状の素材である場合のペレット製造方法の一例を示している。本製法の粉砕混合工程では、粉砕可能な程度に軟化した第一の素材を粉砕機構A11にて粉砕した後に、少なくとも、粉砕された第一の素材(粉砕物M11)と、液状の第二の素材M31と、を混合して混合物を生成する。
第一の樹脂として高流動性PP(高流動性の熱可塑性樹脂)を用い、第二の樹脂として液状の熱硬化性樹脂(液状の合成樹脂)を用いる場合について説明することにする。ここで、合成樹脂は、熱可塑性樹脂でもよい。液状の合成樹脂を用いる場合、低粘度(高流動性)の液状(例えば混ぜるときの温度におけるMFRが100以上)とされていると、第一の素材と混合されやすいので、製造されるペレットをより確実に均質にさせることが可能となる点で好適である。
ペレット製造に用いられる全樹脂中の高流動性PPと液状の合成樹脂とは、4:6、5:5、6:4、等、様々な使用割合とすることができる。第一の素材の配合割合は、第一の実施形態と同じにすることができる。ここで、第二の素材が液状であるため、ペレットを製造するために用いられる全素材中で、第一の樹脂と第二の素材の合計重量が第一の素材に添加される充填材の重量以下であると、全素材を混ぜた状態でフィラー高充填となり、ペレット成形時にペレットどうしが繋がった状態にならず、良質のペレットを製造することができる。
(7) Third embodiment:
Even if the second resin is liquid, the second extrusion step described above can be omitted. FIG. 22 shows an example of a pellet manufacturing method when the second resin is a liquid synthetic resin and the second material is a liquid material. In the pulverizing and mixing step of the present manufacturing method, after pulverizing the first material softened to such an extent that it can be pulverized by the pulverizing mechanism A11, at least the pulverized first material (pulverized product M11) and the liquid second material The material M31 is mixed to produce a mixture.
A case where a high fluidity PP (a high fluidity thermoplastic resin) is used as the first resin and a liquid thermosetting resin (a liquid synthetic resin) is used as the second resin will be described. Here, the synthetic resin may be a thermoplastic resin. When using a liquid synthetic resin, if it is a low-viscosity (high-fluidity) liquid (for example, MFR at a mixing temperature of 100 or more), it is easy to mix with the first material. This is preferable in that it can be made more uniform.
The high fluidity PP and the liquid synthetic resin in all the resins used for pellet production can be used in various ratios such as 4: 6, 5: 5, 6: 4, and the like. The blending ratio of the first material can be the same as in the first embodiment. Here, since the second material is liquid, the total weight of the first resin and the second material in the total material used for manufacturing the pellets is the filler added to the first material. When the weight is less than the weight, the filler is highly filled in a state where all materials are mixed, and the pellets are not connected to each other at the time of pellet molding, and high quality pellets can be manufactured.
第一の素材の粉砕物M11を作製する際には、粉砕室33内に導入された不定形の素材M5が粉砕され、粉砕物M11が粉砕機の粉体吐出口37aから下方に向けて吐出される。そして、粉砕物M11と液状の第二の素材M31を混ぜるため、例えば高流動性PPを用いた粉砕物M11と液状の熱硬化性樹脂とした第二の素材M31とを同じ成形機用容器23内に収容する。ここで、成形機用容器23内に混合機構を設け、当該混合機構にて粉砕物M11と第二の素材M31とを混合してもよい。成形機用容器23に収容された両素材M11,M31は、ペレット形状に成形され、ペレットM32となる。むろん、上述した粉砕物容器(収容部)を素材毎に設け、当該粉砕物容器に各素材を収容して、所定の配合割合で成形機用容器23に投入してもよい。
粉砕素材導入部24に導入された素材M11,M31は、ペレット形状に成形され、ペレットM23となる。
When producing the pulverized material M11 of the first material, the irregular material M5 introduced into the pulverizing
The materials M11 and M31 introduced into the pulverized
生成される混合物は押出機構で混練されていないため、第一・第二の樹脂はほとんど互いになじんでいない状態とされている。従って、このような混合物が集まって製造されるペレットM32は、両樹脂の物性が残されている。
本ペレット製造方法によっても、ペレットを製造する際に複数の樹脂のなじみを少なくさせることができるので、各樹脂のそれぞれの物性が残されたペレットを製造することができる。このペレットを原料としてプラスチック成形等の後成形を行うと、ペレットに含まれる熱可塑性樹脂が加熱溶融され、この段階で樹脂どうしがなじんで良質のポリマーブレンドを有する成形品を製造することができる。そして、各樹脂に対応するペレットを混合させる必要が無くなるので、樹脂どうしを十分になじませた良質の成形品を得ることが可能となる。第二の樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、後成形を行うと、この段階で熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とが互いになじんだ新規のポリマーブレンドを有する成形品を製造することができる。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、互いに異なる複数の樹脂の物性が残された良質のペレットを製造することが可能となる。
Since the resulting mixture is not kneaded by the extrusion mechanism, the first and second resins are almost unfamiliar with each other. Therefore, the pellet M32 produced by collecting such a mixture retains the physical properties of both resins.
Also by this pellet manufacturing method, since the familiarity of a plurality of resins can be reduced when manufacturing the pellets, it is possible to manufacture pellets in which the respective physical properties of each resin remain. When post-molding such as plastic molding is performed using the pellets as a raw material, the thermoplastic resin contained in the pellets is heated and melted, and at this stage, the resins are familiar with each other, and a molded product having a good polymer blend can be manufactured. And since it becomes unnecessary to mix the pellets corresponding to each resin, it becomes possible to obtain a high-quality molded product in which the resins are sufficiently blended. When a thermosetting resin is used as the second resin, post-molding can produce a molded article having a novel polymer blend in which the thermoplastic resin and the thermosetting resin are compatible with each other at this stage.
As described above, according to the present invention, it is possible to produce high quality pellets in which various physical properties of a plurality of different resins remain according to various aspects.
10…ペレット製造装置 12…素材搬送装置 13…素材加熱装置 20,120…ペレット成形装置 30,130…粉砕機(粉砕機構) A1,A2…押出機構 A3…粉体混合機構 A4…成形機構 A5,A7,A8,A11…粉砕機構 A6,A9…混合機構 A20…押出成形装置 A21…ホッパ A22…押出機 A23…切断機 M1…第一の樹脂 M2,M4…充填材 M3…第二の樹脂 M5…不定形の第一の素材 M6…不定形の第二の素材 M7,M22…混合物 M8,M23,M32…ペレット M9…本成形(後成形)の成形品 M10…第三の素材 M11…粉砕物(粉砕された第一の素材) M12…粉砕物(粉砕された第二の素材) M21…微粒状の第二の素材 M31…液状の第二の素材 m1…不定形の素材 m2,m3,m12,m13…粉砕後の素材 m4…略棒状の素材 m5,m15…成形された素材 m6…ペレット m14…圧延された素材 S1…押出工程 S2…第二押出工程 S3…粉砕混合工程 S4…成形工程 S5…混合工程 S6…粉砕工程 S7…第一粉砕工程 S8…第二粉砕工程 S9…混合工程 S11…粉砕工程
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