專利名稱：再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種再利用以合成樹脂材料為主體的廢料制造有用的合成樹脂產(chǎn)品的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法。
背景技術：
在合成樹脂材料中混入木粉等木質粉碎物、由擠壓成形機成形木質合成樹脂產(chǎn)品的技術公開于如下專利文獻1中。
(專利文獻1)日本特開2002-79567號公報可是，從使用完畢的合成樹脂制的包裝用容器或廢車的緩沖墊、電池盒、及其它產(chǎn)品產(chǎn)生的大量的合成樹脂廢料混有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、丙烯腈、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、環(huán)氧、苯酚等熱塑性或熱硬性的各種合成樹脂材料或其共聚樹脂，另外，在其中混有金屬片、木片、玻璃片、纖維屑等混雜物。過去這樣的合成樹脂廢料由于各材料熔融溫度各不相同，所以，難以供給到公知的注射成形機對合成樹脂產(chǎn)品進行再成形。因此，只要不對各材料分類則不能進行再循環(huán)。然而，為了分類，要求較高的分離技術，并且其成本高，所以，過去這樣的合成樹脂廢料大部分作為產(chǎn)業(yè)廢棄物送到處理場。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明提供一種即使為混有各種合成樹脂材料的合成樹脂廢料也不需要分類、直接可再成形為有用的合成樹脂產(chǎn)品的方法，可減輕上述那樣的分類所需要的成本等，促進合成樹脂廢料的再循環(huán)，解決上述問題。
本發(fā)明的第一方面提供一種再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法，其特征在于在具有高速回轉的葉片的混合裝置中投入混有多種合成樹脂材料的合成樹脂廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使其熔融，將該合成樹脂材料形成為凝膠狀態(tài)，將該合成樹脂材料以該凝膠狀態(tài)裝填到成形機并進行冷卻，從而成形合成樹脂產(chǎn)品。
另外，本發(fā)明的合成樹脂廢料再生用混合裝置在腔室內設置由電動機驅動進行高速回轉的葉片，在該腔室內裝填合成樹脂廢料，從而攪拌該廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使該合成樹脂廢料熔融成凝膠狀態(tài)；其特征在于通過將葉片的回轉軸形成為空心狀，使冷卻媒體在該回轉軸中循環(huán)，從而冷卻該葉片，防止與凝膠狀態(tài)的合成樹脂廢料的粘附。
另外，本發(fā)明的合成樹脂廢料再生用混合裝置在腔室內設置由電動機驅動進行高速回轉的葉片，在該腔室內裝填合成樹脂廢料，從而攪拌該廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使該合成樹脂廢料熔融成凝膠狀態(tài)；其特征在于通過使冷卻媒體在腔室壁中循環(huán)，從而冷卻該腔室，防止凝膠狀態(tài)的合成樹脂廢料粘附到該腔室的內面。
另外，本發(fā)明的合成樹脂廢料再生用混合裝置在腔室內設置由電動機驅動進行高速回轉的葉片，在該腔室內裝填合成樹脂廢料，從而攪拌該廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使該合成樹脂廢料熔融成凝膠狀態(tài)；其特征在于設置多片傾斜狀的葉片，隨著回轉，接觸于該葉片的合成樹脂廢料時常被朝腔室的中心引導。
另外，本發(fā)明的合成樹脂廢料再生用混合裝置在腔室內設置由電動機驅動進行高速回轉的葉片，在該腔室內裝填合成樹脂廢料，從而攪拌該廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使該合成樹脂廢料熔融成凝膠狀態(tài)；其特征在于在腔室壁的一部分設置光學式溫度計的溫室頭，使冷卻媒體在該測定頭的周圍循環(huán)，防止該測定頭的過熱。
另外，本發(fā)明的合成樹脂廢料再生用混合裝置在腔室內設置由電動機驅動進行高速回轉的葉片，在該腔室內裝填合成樹脂廢料，從而攪拌該廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使該合成樹脂廢料熔融成凝膠狀態(tài)；其特征在于設置吸引腔室內的氣體將其排出到外部的真空排氣裝置。
另外，本發(fā)明的合成樹脂廢料再生用混合裝置在腔室內設置由電動機驅動進行高速回轉的葉片，在該腔室內裝填合成樹脂廢料，從而攪拌該廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使該合成樹脂廢料熔融成凝膠狀態(tài)；其特征在于在從電動機的電源的負荷電流達到峰值時起經(jīng)過一定時間之后，從該腔室內排出凝膠狀態(tài)的合成樹脂廢料。
本發(fā)明的第二方面提供一種再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法，其特征在于在具有高速回轉的葉片的混合裝置中投入混有聚丙烯、聚苯乙烯等熱塑性樹脂材料的合成樹脂廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使其熔融，將該合成樹脂材料形成為凝膠狀態(tài)，將該合成樹脂材料以該凝膠狀態(tài)與木材、廢紙、纖維等纖維素系材料的粉體或屑體投入到擠壓成形機，成形木質系的合成樹脂產(chǎn)品。
另外，本發(fā)明的特征在于將與模具相連的上述擠壓成形機的材料擠壓通道形成為長方形橫斷面，同時，在該材料擠壓通道設置通過局部增大其寬度和厚度而大體形成為橢圓形的壓力室，將聚柄烯、聚乙烯等熱塑性樹脂、木材、廢紙、纖維等纖維素系材料的粉體或屑體投入到上述擠壓成形機，將該樹脂混合材料加熱到180～200℃后，通過上述壓力室擠出。
按照本發(fā)明的第一方面的再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法，可由攪拌帶來的摩擦熱使合成樹脂廢料熔融成適度的凝膠狀態(tài)，將不同種類的合成樹脂材料完全成一體地成形有用的合成樹脂產(chǎn)品。為此，不需要分類即可按低成本對合成樹脂廢料進行循環(huán)，實現(xiàn)資源的有效利用，同時，可有效地解決合成樹脂廢料的處理問題。
按照本發(fā)明的第二方面的再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法，可制造優(yōu)質的表皮美觀的木質系合成樹脂產(chǎn)品，有效地利用木材資源。


圖1為本發(fā)明的再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法的工序圖。
圖2為用于實施本發(fā)明的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法的混合機的縱斷面圖。
圖3為圖2的混合機的葉片的放大圖。
圖4為圖3的平面圖。
圖5為圖3的A-A線斷面圖。
圖6為示出合成樹脂廢料的攪拌帶來的溫度變化和電動機的負荷電流的變化的線圖。
圖7為用于實施本發(fā)明的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法的加壓成形機的縱斷面圖。
圖8為成形本發(fā)明的木質系的合成樹脂產(chǎn)品的裝置的整體的示意圖。
圖9為圖8的擠壓成形機的要部的縱斷面圖。
圖10為圖9的水平斷面圖。
圖11為圖9的B-B線斷面圖。
圖12為圖9的C-C線斷面圖。
具體實施例方式
(實施例1)下面，根據(jù)

的發(fā)明的第一方面的實施例。圖1示出其工序圖。最初的工序a為將從廢棄物獲得的各種合成樹脂廢料粉碎成適當?shù)拇笮?、形成片狀、粒狀、或粉狀的工序。然后，在隨后的工序b中，為了相應于作為產(chǎn)品要求的物性進行成分調整而進行計量。此時根據(jù)需要添加著色劑、新的合成樹脂材料、強化劑等。
將這樣計量后的合成樹脂廢料投入到圖2例示的混合機1。該混合機1在機臺2形成橫向圓筒形的腔室3，將由軸承4、4水平支承的回轉軸5引導至該腔室3的中心，通過聯(lián)軸節(jié)6將該回轉軸5的一端與電動機7連接?；剞D軸5為空心狀，在其軸端設置旋轉接頭8、聯(lián)軸節(jié)9，通過該旋轉接頭8將冷卻水供給到設于該回轉軸5內部中心的供水管10，該冷卻水在該回轉軸5中往復流動，從聯(lián)軸節(jié)9排出。
在貫通腔室3中的回轉軸5的外周，如圖2～圖4所示那樣凸設共6片的葉片11a～11f。其中的兩端部的葉片11a和11f在朝箭頭所示方向回轉時其前緣與腔室3的兩端壁12、12的內面基本上無間隙滑接地按約15度的角度傾斜，固定于回轉軸5的外周面。另外，中間部的4片的葉片11b、11c、11d、11e在回轉軸5的外周面以交錯狀固定外，各葉片的前方部朝回轉時的前緣在朝著該腔室3的兩端的方向分別按約15度的角度卷繞。
另外，符號12為開設于腔室3的一方的端壁的材料供給口，符號13為形成于回轉軸5外周的螺旋狀的材料供給螺旋片，符號14為包圍該供給螺旋片13的材料供給箱，符號15為設于該供給箱的上方的料斗，在該料斗設置可氣密地關閉的蓋16。另外，符號17、17為固定設于回轉軸5的均衡輪。
在腔室3的周壁中形成通水路18，配置與該通水路18連通的供水管19和排水管20，通過在該通水路18使冷卻水循環(huán)，可冷卻該腔室3的壁。另外，符號26為光學溫度計，符號21為設于該腔室3的周壁的一部分的光學式溫度計的測定頭，該測定頭21與光學溫度計26通過連接電纜連接。符號22為用于防止該測定頭21受到過熱影響的、在周圍通過供水管23、排水管24使冷卻水通過地設置的通水路。符號25為表示由光學溫度計26測量的溫度的數(shù)字儀表板。這樣在測定頭21中通過冷卻水，防止過熱，可防止樹脂在受光面的粘著，可獲得測定溫度的正確性。
另外，符號27為設于腔室3的底壁部的凝膠排出門，該門27由軸28可回轉地支承，設于該軸28的齒輪29與齒條30嚙合，由缸32的作動使該齒條30進退移動，從而可使該軸28回轉，開閉門27。符號31為配置于該門27的正下方的凝膠接受用的托盤。
另外，在腔室3的一側壁連接透氣的配管33，該配管33配置于真空排氣裝置34。另外，符號40為控制板，在該控制板40連接用于控制電動機7的轉速的變頻器，同時，具有測定電動機7的負荷電流的電流計和定時器，向上述缸32發(fā)出指令，可開閉門27。
在這樣構成的混合裝置1中，使冷卻水分別在回轉軸5內和腔室3的壁內循環(huán)，由電動機7通過該回轉軸5使葉片11a～11f高速回轉。例如，使葉片11a～11f的前端速度可上升到20～50m/s左右地高速回轉。然后，將預先粉碎成一定大小的片狀、粒狀等的合成樹脂廢料投入到料斗15中，由供給螺旋片13的導向從材料供給口12將該廢料供給到腔室3中，由葉片11a～11f對其進行攪拌。
圖6以橫軸為時間軸在圖中表示將由聚丙烯50％、丙烯腈·乙烯·丙烯·苯乙烯共聚樹脂50％的組成獲得的合成樹脂廢料充填到腔室3中如上述那樣進行攪拌時的由光學溫度計26測定的腔室3內的合成樹脂材料的溫度變化(由符號A表示)和此時的電動機7的負荷電流的變化(由符號B表示)。這樣，腔室3內的合成樹脂材料隨著攪拌產(chǎn)生摩擦熱，由該摩擦熱使溫度逐漸上升，在由該圖中的點a示出的時刻熔融成適度的柔軟的凝膠狀態(tài)。另外，該電動機7的負荷電流在該圖中的點b達到峰值，此后數(shù)秒期間成為合成樹脂材料的溫度適度的凝膠狀態(tài)。通過這樣檢測電動機7的負荷電流成為峰值的時刻，從而可檢測到為腔室3內的合成樹脂材料開始熔融的時刻這一狀態(tài)。即，材料開始熔融時攪拌阻力上升最大，負荷電流也在同時期達到峰值。為此，由控制板40檢測到負荷電流出現(xiàn)峰值(ピ一クアウト)這一狀態(tài)，使定時器作動，數(shù)秒后(根據(jù)投入的廢料的量和組成等的不同而使定時器的設定時間多少有些不同)，使缸32作動，打開門27，排出腔室3內的合成樹脂材料，則可在時常熔融成適度的柔軟的凝膠狀態(tài)時排出。為此，通過采用這樣的排出時刻，可成為對下一成形工序的成形時常最佳地柔軟性地調整粘度。
葉片11a和11f防止熔融的合成樹脂材料附著于兩端壁內面。另外，葉片11b～11e由其傾斜朝腔室3內的中心引導合成樹脂材料，所以，在腔室3內熔融的合成樹脂材料不分散地形成餅那樣的塊。然后，腔室3的壁由冷卻水冷卻，回轉軸5及葉片11a～11f由在該回轉軸5中循環(huán)的冷卻水冷卻，所以，與熔融后的合成樹脂材料的溫度差可得到充分保持，防止其粘附。因此，如打開門27，則凝膠狀態(tài)的合成樹脂材料可不困難地由離心力排出到托盤31上(工序c、d)。
這樣排出的合成樹脂材料處于其熔融狀態(tài)期間裝填到加壓成形機，成形為板狀、桿狀、粒狀、片狀、箱狀等所期望的形狀(工序e)。圖7示出出于這樣的目的由下模40和上模41構成的加壓成形機42的一例。通過將熔融成凝膠狀態(tài)的合成樹脂材料50裝填到該下模40中，使上模41壓下而進行加壓，使合成樹脂材料50冷卻，成形為板狀。
通過這樣不對由攪拌的摩擦熱對熔融的合成樹脂材料進行再加熱、立即直接裝填到下一成形機，可不使廢料中的各種合成樹脂材料分離地作為整體使成形品成形。為此，即使混有各種合成樹脂材料，也可成形強度、彈性等物質特性優(yōu)良的成形品。在上述組成的合成樹脂材料中，可獲得彎曲彈性率1700kg·f/cm2以上、彎曲強度在300kg·f/cm2以上、拉伸強度在150kg·f/cm2以上的各高性能。為此，成形品的用途也不遜色于新材料地遍及廣泛的范圍。另外，在這里可再循環(huán)的合成樹脂材料不限于上述組成，可混合汽車緩沖墊、汽車內裝飾件、小瓶、泡沫苯乙烯容器、藥品容器、電池箱等各種合成樹脂制品的廢料。
如通過配管33由真空排氣裝置34對腔室3內的氣體進行吸引，則可將隨著氯乙烯等合成樹脂材料熔融產(chǎn)生的有害氣體排出到外部，所以，可良好地保持工廠內的作業(yè)環(huán)境。另外，通過氣密地關閉料斗15的蓋16，使腔室3內減壓，從而可盡可能地減少隨著攪拌在熔融樹脂中混入空氣、氣體等的比例，所以，對提高成形品的特性更有利。
(實施例2)下面，根據(jù)圖8～圖12說明本發(fā)明的第二方面的實施例。該實施例再利用熱塑性樹脂的廢料，成形木質系的板狀合成樹脂產(chǎn)品，圖1為該裝置整體的概要。該圖中，符號1為上述混合裝置，符號100為擠壓成形機。在混合機1的料斗15投入聚丙烯、聚乙烯等熱塑性樹脂的廢料，由如上述那樣與內部的葉片的沖擊摩擦產(chǎn)生的自發(fā)熱使該熱塑性樹脂熔化，將該熱塑性樹脂形成為凝膠狀態(tài)。通過打開門27，將該凝膠狀態(tài)的熱塑性樹脂投入到擠壓成形機100的料斗121。
擠壓成形機100在橫置的缸120的基部上面設置料斗121和料斗122，在該缸中設置電動機123驅動回轉的螺旋片124，在該缸的前端部設置與模具125相連的金屬模126。符號127為設于缸外側的加熱器。
另外，如圖9～圖11所示，在金屬模126通過從缸120的前端部逐漸擴大寬度從而形成橫斷面長方形狀的擠壓通道130。符號131為朝側面將該材料擠壓通道的途中折曲成ヘ字形從而形成的凸堤部。另外，符號132如圖12所示那樣使該擠壓通道130的寬度和厚度局部地擴徑從而大體形成為橢圓形的壓力室。在該壓力室132的前方設置具有長方形的開口的模具125。另外，符號135為設于模具125前方的成形品支承用輥，符號136為冷風吹出裝置。
然而，從料斗121將形成為凝膠狀態(tài)的上述熱塑性樹脂投入，同時，從料斗122投入粉碎成微粉末狀的木粉。該樹脂與木粉的混合比例可根據(jù)產(chǎn)品的用途將木粉調整成50～90％(最好60～80％)。通過使螺旋片124回轉，從而一邊對該樹脂和木粉進行混合攪拌一邊推送，同時，由加熱器127使該樹脂混合材料加熱到180～200℃(使樹脂熔化時木粉也可燃燒的溫度以下)，由上述推出通道130使該樹脂混合材料對應于該通道寬度逐漸使其擴徑。該樹脂混合材料經(jīng)過凸堤部131形成為1m左右的寬度。該樹脂混合材料由螺旋片124的旋轉按壓頭300kg/cm2左右進一步被推送，該樹脂混合材料達到上述壓力室132，如箭頭所示那樣回轉，一旦倒流，樹脂與木粉的混合更可靠。即，該樹脂混合材料由與擠壓通道130的內壁面的摩擦使樹脂與木粉分離，僅樹脂先行，但由形成為橢圓形的壓力室132旋轉，再混合樹脂和木粉，即使達到模具125，也維持良好的混合狀態(tài)。
為此，經(jīng)過模具125擠出的寬1m左右、厚3～12mm的板狀成形品的表皮成為過去所沒有的細密的表皮。然后，由冷風吹出裝置136進行冷卻，從而成形本發(fā)明的木質系的板狀合成樹脂產(chǎn)品。
這樣制造的板狀合成樹脂產(chǎn)品按照本粉的混合比例具有輕質、加工性良好等木的特質，特別是表皮平滑，所以，作為建材和其它材料的用途較寬。另外，與合成樹脂單體相比可獲得更高的楊氏模量(ヤング率)的材質，并作為耐水性優(yōu)良的木質材料定位，商品價值高。另外，也可根據(jù)需要在表面印刷木紋。
作為合成樹脂廢料，也可對熔融溫度不同的聚苯乙烯、聚氯乙烯等其它熱塑性樹脂進行再循環(huán)。
通過設置上述壓力室132，從而良好地混合樹脂和木粉，所以，可使過去的700～1000mm/分的擠壓速度即成形速度大幅度增大為3000mm/分，可不降低質量地提高生產(chǎn)效率。
另外，除實施例所示木粉外，也可對切粉等粉體、刨屑等屑體或廢紙、纖維等纖維素系材料的粉體、屑體。另外，通過調節(jié)其配合量，可成形具有所期望的質感、強度的合成樹脂產(chǎn)品。作為這些纖維系材料的特質，提高產(chǎn)品強度。
權利要求
1.一種再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法，其特征在于在具有高速回轉的葉片的混合裝置中投入混有多種合成樹脂材料的合成樹脂廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使其熔融，將該合成樹脂材料形成為凝膠狀態(tài)，將該合成樹脂材料以該凝膠狀態(tài)裝填到成形機并進行冷卻，從而成形合成樹脂產(chǎn)品。
2.一種再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法，其特征在于在具有高速回轉的葉片的混合裝置中投入混有聚丙烯、聚苯乙烯等熱塑性樹脂材料的合成樹脂廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使其熔融，將該合成樹脂材料形成為凝膠狀態(tài)，將該合成樹脂材料以該凝膠狀態(tài)與木材、廢紙、纖維等纖維素系材料的粉體或屑體一起投入到上述擠壓成形機，成形木質系的合成樹脂產(chǎn)品。
全文摘要
一種再利用合成樹脂廢料的合成樹脂產(chǎn)品的成形方法，在具有高速回轉的葉片(11a～11f)的混合裝置1中投入混有多種合成樹脂材料的合成樹脂廢料，由伴隨著該攪拌產(chǎn)生的摩擦熱使其熔融，將該合成樹脂材料形成為凝膠狀態(tài)，將該合成樹脂材料以該凝膠狀態(tài)裝填到成形機(42)并進行冷卻。這樣，即使為混有各種合成樹脂材料的合成樹脂廢料也不需要分類，可直接再成形為有用的合成樹脂產(chǎn)品，可降低成本等，促進合成樹脂廢料的再循環(huán)。
文檔編號B29K105/26GK1579731SQ200410003670
公開日2005年2月16日 申請日期2004年2月5日 優(yōu)先權日2003年8月5日
發(fā)明者小林武千代 申請人:株式會社科漢