(57)【要約】【課題】樹脂を粉砕する際、均一で高い冷却効果を維持しながら粉砕できる樹脂の粉砕装置を提供する。【解決手段】粉砕システムＳＹＳは、液化炭酸ガスからスノー状ドライアイスを生成するノズル部１と、生成されたスノー状ドライアイスを圧搾処理し、高密度なペレット状ドライアイスを生成する圧搾装置３と、ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂とを混合する混合装置４と、混合した混合物を粉砕することで樹脂を粉砕する粉砕部５とを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体二酸化炭素を噴射してスノー状ドライアイスを生成するドライアイス生成工程と、
前記生成されたスノー状ドライアイスを圧搾処理し、高密度なペレット状ドライアイスを生成するペレット生成工程と、
前記ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂とを混合する混合行程と、
前記混合した混合物を粉砕することで前記樹脂を粉砕する粉砕行程とを有することを特徴とする樹脂の粉砕方法。
【請求項２】
前記粉粒状樹脂の大きさに応じて前記ペレット状ドライアイスの大きさを設定することを特徴とする請求項１記載の樹脂の粉砕方法。
【請求項３】
前記混合行程は、前記ペレット状ドライアイス及び前記粉粒状樹脂とともに所定の粉砕媒体を混合する行程を有し、
前記粉砕行程は、前記粉砕媒体を含む混合物を粉砕することを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂の粉砕方法。
【請求項４】
前記粉砕媒体は金属粉又は無機物粉であることを特徴とする請求項３記載の樹脂の粉砕方法。
【請求項５】
液体二酸化炭素からスノー状ドライアイスを生成するドライアイス生成装置と、
前記生成されたスノー状ドライアイスを圧搾処理し、高密度なペレット状ドライアイスを生成するペレット生成装置と、
前記ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂とを混合する混合装置と、
前記混合した混合物を粉砕することで前記樹脂を粉砕する粉砕部とを備えることを特徴とする樹脂の粉砕装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂の粉砕方法及び粉砕装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
微粉末化した合成樹脂（微粉末樹脂）は例えば粉体塗料に用いられるが、この微粉末樹脂は樹脂を粉砕装置で粉砕することにより製造される。粉砕装置では、粉砕することにより発生する熱により樹脂が軟化あるいは溶融して微粉末処理し難くなるため、樹脂を冷却しつつ粉砕処理が行われる。以下に示す特許文献には樹脂を冷却しつつ粉砕する方法に関する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−３１３８９６号公報
【特許文献２】
特開平７−１８５３７５号公報
【特許文献３】
特開平７−２６１４５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術には以下に述べる問題が生じる。
上記従来技術はドライアイスを用いて樹脂を冷却しつつ粉砕する技術であるが、液体二酸化炭素（液化炭酸ガス）を樹脂に対して噴射する方法では、噴射した液体二酸化炭素がスノー状（雪状）ドライアイスとなる。すると、スノー状ドライアイスは昇華時間が短いため、十分な冷却効果が得られず、良好に微粉砕できないという問題が生じる。また、樹脂とスノー状ドライアイスとは比重が大きく異なるため、粉砕装置に導入して混合すると比重の違いにより不均一な混合となり、均一な冷却効果が得られない。同様に、塊状のドライアイスを樹脂に混合した場合でも比重の違いにより不均一な混合となる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、樹脂を粉砕する際、均一で高い冷却効果を維持しながら粉砕できる樹脂の粉砕方法及び粉砕装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の樹脂の粉砕方法は、液体二酸化炭素を噴射してスノー状ドライアイスを生成するドライアイス生成工程と、前記生成されたスノー状ドライアイスを圧搾処理し、高密度なペレット状ドライアイスを生成するペレット生成工程と、前記ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂とを混合する混合行程と、前記混合した混合物を粉砕することで前記樹脂を粉砕する粉砕行程とを有することを特徴とする。本発明の樹脂の粉砕装置は、液体二酸化炭素からスノー状ドライアイスを生成するドライアイス生成装置と、前記生成されたスノー状ドライアイスを圧搾処理し、高密度なペレット状ドライアイスを生成するペレット生成装置と、前記ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂とを混合する混合装置と、前記混合した混合物を粉砕することで前記樹脂を粉砕する粉砕部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、ドライアイスを圧搾処理して高密度なペレット状ドライアイスとしたことにより、ドライアイスは昇華し難くなるため、高い冷却効果を長時間維持できる。また、ドライアイスをペレット化することにより搬送しやすくなるため、作業性が向上する。更に、ペレット化してから混合装置に投入するため、従来のスノー状ドライアイスように比重の違いにより分離せず、ドライアイスと樹脂とは均一に混合された状態で粉砕される。したがって、満遍なく冷却効果を得ることができ、良好な品質の微粉末樹脂を製造できる。また、ドライアイスを高密度なペレット状ドライアイスとしたことにより、表面硬度を高くすることができる。したがって、粉砕工程において、ドライアイス自身が樹脂に対する剪断作用を発生するので、樹脂を良好且つ均一に粉砕できる。更に、粉砕工程において、ドライアイスが粉砕されるに際し樹脂の非結晶組織間に練り込まれ、樹脂の微粉化を助長することになる。
【０００８】
本発明の樹脂の粉砕方法において、前記粉粒状樹脂の大きさに応じて前記ペレット状ドライアイスの大きさを設定することを特徴とする。これによれば、ペレット状ドライアイスの直径に対して粉粒状樹脂の直径が例えば３０％以下になるように設定することにより、空気中の水分がペレット状ドライアイスの表面に結露した際、結露水分により粉粒状樹脂がペレット状ドライアイスの表面に付着しやすくなる。これにより、ペレット状ドライアイスはその表面を粉粒状樹脂で覆われることになるので昇華し難くなり、例えば搬送中においても高い冷却効果を長時間維持できる。また、粉粒状樹脂は粉砕されるまでペレット状ドライアイスとともに移動（搬送）されるので搬送が容易となる。したがって、作業性を向上できる。
【０００９】
本発明の樹脂の粉砕方法において、前記混合行程は、前記ペレット状ドライアイス及び前記粉粒状樹脂とともに所定の粉砕媒体を混合する行程を有し、前記粉砕行程は、前記粉砕媒体を含む混合物を粉砕することを特徴とする。この場合において、前記粉砕媒体は金属粉又は無機物粉であることを特徴とする。これによれば、粉砕行程において粉砕媒体が樹脂に対して剪断作用を多数発生させるので、樹脂の粉砕処理をより均一に作業性良く行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂の粉砕装置について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の樹脂の粉砕装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１において、樹脂の粉砕装置（粉砕システム）ＳＹＳは、液体二酸化炭素（液化炭酸ガス）を噴射してスノー状ドライアイスを生成するノズル部（ドライアイス生成装置）１と、生成されたスノー状ドライアイスを圧搾処理し、高密度なペレット状ドライアイスを生成する圧搾装置（ペレット生成装置）３と、ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂とを混合する混合装置４と、混合した混合物を粉砕することで樹脂を粉砕する粉砕部５とを備えている。
【００１１】
ノズル部１に供給されるべき液化炭酸ガスは液化炭酸ガス貯蔵装置２に貯蔵されている。貯蔵装置２内は、温度が例えば−２０℃程度、圧力が例えば２．０ＭＰａ程度に設定されている。貯蔵装置２とノズル部１とは流路６により接続されている。流路６の途中には不図示の流量制御弁が設けられており、流量制御弁によりノズル部１に対して供給される液化炭酸ガス（ドライアイス）の単位時間あたりの量が設定される。ノズル部１は流路６より供給された液化炭酸ガスを断熱膨張してドライアイスに変換し、容器７内に噴射する。ここで、容器７内はほぼ大気圧に設定されている。ノズル部１で生成されたスノー状ドライアイスは容器７下部に下降する。
【００１２】
容器７内には、ノズル部１で生成されたスノー状ドライアイスを圧搾成形する円柱状部材である圧搾体３Ａと、圧搾成形された成形体を略円柱状に圧搾成形する成形孔を有するダイス３Ｂとを有している。ダイス３Ｂは容器７の側面下部に設けられている。そして、圧搾体３Ａとダイス３Ｂとにより圧搾装置３が構成される。圧搾体３Ａは、モータの駆動により軸線Ｌまわりに回転する支持体１７の上端に設けられた鍔部１８に連結している。圧搾体３Ａは、鍔部１８の円周方向にほぼ等間隔で複数（本実施形態では２つ）設けられている。鍔部１８は円板状部材であり、支持体１７とともに軸線Ｌまわりに回転する。鍔部１８の回転により圧搾体３Ａのそれぞれは軸線Ｌに対して公転する。また、圧搾体３Ａのそれぞれも圧搾体用モータにより自転するようになっている。スノー状ドライアイスは、軸線Ｌに対して公転しつつ自転する圧搾体３Ａとダイス３Ｂの内壁面との間で圧搾処理され、ダイス３Ｂの成形孔から容器７外部に連続的に押し出され、略円柱状に成形されたペレット状ドライアイスとなる。なお、ダイス３Ｂの成形孔の径は適宜変更可能であり、本実施形態では直径１〜３ｍｍである。なお、直径は１０ｍｍ以下であればよく、直径５ｍｍ以下が好ましい。また、成形孔の形状は、本実施形態では円形であるが円形に限らず四角形など任意の多角形でもよい。
【００１３】
ダイス３Ｂの外部には、ダイス３Ｂの成形孔から押し出されたペレット状ドライアイスを切断するカッタ１９が設けられている。カッタ１９はターンテーブル２０に接続されており、ターンテーブル２０の回転によりダイス３Ｂの周囲を回転する。そして、ダイス３Ｂの周囲を回転するカッタ１９はダイス３Ｂから押し出されたペレット状ドライアイスを所定の長さに切断する。ここで、ダイス３Ｂの成形孔から連続的に押し出されるペレット状ドライアイスはターンテーブル２０により回転するカッタ１９で切断される構成であるので、ターンテーブル２０の単位時間あたりの回転量（回転速度）を制御することにより、切断されるペレット状ドライアイスの長さを調整できる。なお、圧搾体３Ｂの回転速度や支持体１７の回転速度を制御することによっても、ペレット状ドライアイスの長さを調整できる。本実施形態では、ダイス３Ｂの成形孔の直径が１〜３ｍｍであり、製造されるペレット状ドライアイスは直径１〜３ｍｍ、長さ２〜５ｍｍ程度の略円柱状ペレットである。なお、ペレット状ドライアイスの寸法としては、直径１０ｍｍ、長さ５０ｍｍまで調整可能である。
【００１４】
カッタ１９により所定の長さに切断されたペレット状ドライアイスはターンテーブル２０上に連続的に蓄えられる。ターンテーブル２０上に蓄えられたペレット状ドライアイスは、ターンテーブル２０が回転することで、放出部２２より圧搾装置３外部に放出される。圧搾装置３より放出されたペレット状ドライアイスはスクリューコンベア２３を介してコンベア１０に搬送される。
【００１５】
粉砕対象物である樹脂（粉粒状樹脂）は樹脂貯蔵装置８に貯蔵されている。本実施形態において、粉粒状樹脂は粉体ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）である。粉粒状樹脂の粒径（大きさ）は圧搾装置３で生成されたペレット状ドライアイスの大きさ（直径及び長さ）に応じて設定されている。ここで、粉粒状樹脂の粒径はペレット状ドライアイスの直径の例えば３０％以下程度に設定されていることが好ましい。樹脂貯蔵装置８の出口部には不図示の弁が設けられており、この弁を調整することで単位時間あたりに放出される樹脂の量が制御される。樹脂貯蔵装置８より放出された粉粒状樹脂はスクリューコンベア２４を介してコンベア１０に搬送される。
【００１６】
また、コンベア１０には、スクリューコンベア２５を介して、粉砕媒体貯蔵装置９に収容されている粉砕媒体が供給される。この粉砕媒体は、金属粉あるいは無機物粉であって、酸化チタン、カーボン、酸化鉄、珪素などが挙げられる。粉砕媒体により、後述する粉砕工程における樹脂に対する剪断作用が発生する。
【００１７】
混合装置４は、コンベア１０により搬送されたペレット状ドライアイス、粉粒状樹脂、及び粉砕媒体を混合する。ここで、混合装置４に対して供給される樹脂に対するドライアイスの重量比は、１倍〜１０倍程度に設定されていることが好ましい。樹脂に対するドライアイスの重量比が１倍未満であると樹脂に対する冷却効果が不十分となり、１０倍以上になるとドライアイスのコストがかさむ。混合されたペレット状ドライアイス、粉粒状樹脂、及び粉砕媒体の混合物はスクリューコンベア２６、２７を介して粉砕部５に送られる。
【００１８】
ここで、混合装置４における混合処理により、ペレット状ドライアイスの表面に粉粒状樹脂が付着し、ペレット状ドライアイス表面が粉粒状樹脂で覆われる。これは、ペレット状ドライアイスの表面に結露した空気中の水分が粉粒状樹脂を保持するためである。粉粒状樹脂で覆われることによりペレット状ドライアイスの表面からの気化（昇華）が抑制される。また、複数のペレット状ドライアイスの表面のそれぞれに粉粒状樹脂が付着されることにより、ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂との比重が異なっていても、ペレット状ドライアイスと粉粒状樹脂とは全体として均一に混合されたことになる。
【００１９】
粉砕部５は、ケーシング３０と、ケーシング３０内に設けられた粉砕テーブル３１と、粉砕テーブル３１に対して圧接されつつ回転する粉砕ローラ３２とを備えている。粉砕テーブル３１は支持部３１Ｂにより軸線Ｌ２まわりに回転自在に支持されており、駆動部３１Ａにより回転する。同様に、粉砕ローラ３２も駆動部３２Ａにより自転する。スクリューコンベア２７からの混合物はケーシング３０内に投入され、粉砕テーブル３１と粉砕ローラ３２との間で粉砕される。こうして、ペレット状ドライアイス、粉砕媒体とともに粉砕部５に投入された樹脂は粉砕される。粉砕された粉体は、ガスポート３３からの搬送ガスにより吹き上げられて上部に設けられた分級装置３４により、粒径が所定値以上の粗粉と、所定値以下の微粉末とに分けられる。粗粉は流路３５を介してスクリューコンベア２７に戻され、ケーシング３０内に投入されて再び粉砕処理される。一方、微粉末は排風機３８によりダクト３６を通って製品貯蔵装置３７に回収される。製品貯蔵装置３７にはバグフィルタなどのフィルタ装置が設けられており、ダクト３６を通った微粉末は製品貯蔵装置３７に貯蔵される。
【００２０】
上述した粉砕システムＳＹＳにより樹脂を粉砕する方法について説明する。高密度なペレット状ドライアイスと、このペレット状ドライアイスに対して所定の大きさに設定されている粉粒状樹脂とが、粉砕媒体とともに混合装置４に送られ、混合される。ペレット状ドライアイスの表面には粉粒状樹脂が満遍なく付着する。これにより、ドライアイスの気化（昇華）が抑制されるとともに、ドライアイスと粉粒状樹脂とが略均一に混合される。粉粒状樹脂とドライアイスとは均一に混合されているので均一な冷却効果が得られる。また、粉粒状樹脂はペレット状ドライアイスに付着した状態で搬送されるので、飛散することなく搬送される。混合された混合物は、粉砕部５に供給される。粉砕部５に供給された樹脂は、表面硬度の高いペレット状ドライアイス及び粉砕媒体による剪断作用を受けながら粉砕される。
【００２１】
以上説明したように、ドライアイスを圧搾処理して高密度なペレット状ドライアイスとしたことにより、ドライアイスは昇華し難くなるため、高い冷却効果を長時間維持できる。また、ドライアイスをペレット化することにより搬送しやすくなるため、作業性が向上する。更に、ペレット化してから混合装置４に投入することで、ペレット状ドライアイスには結露水分により粉粒状樹脂が付着するので、比重の違いによる分離は発生せず、ドライアイスと樹脂とは均一に混合された状態で粉砕される。したがって、満遍なく冷却効果を得ることができ、良好な品質の微粉末樹脂を製造できる。また、ドライアイスを高密度なペレット状ドライアイスとしたことにより、表面硬度を高くすることができる。したがって、粉砕工程において、ドライアイス自身が樹脂に対して剪断作用を発生するので、樹脂を良好且つ均一に粉砕できる。更に、粉砕工程において、ドライアイスが粉砕されるに際し樹脂の非結晶組織間に練り込まれて樹脂の微粉化が助長される。
【００２２】
また、金属粉あるいは無機物粉からなる粉砕媒体を混合することにより、粉砕工程における樹脂に対する均一な剪断作用が得られるので、樹脂はより一層均一に粉砕される。ここで、製品である微粉末樹脂を粉体塗料として取り出す場合、粉砕媒体を、酸化チタン、カーボン、酸化鉄などの着色顔料とすることにより、顔料と樹脂とを均一に混合できる。また、粉砕媒体として珪素を用いた場合、樹脂のチクソトロピック効果（刷毛塗りに際しての塗料の伸びを助長し、刷毛止めした際の塗料のタレを防止する効果）を助長することができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、図１に示すように混合促進のための混合装置４を設けた構成であるが、スクリューコンベア２６、２７も混合機能を有することから、混合装置４を設けることなくスクリューコンベア２３、２４、２５を直接スクリューコンベア２６に接続することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
高密度化したペレット状ドライアイスを樹脂に混合して粉砕したことにより、高い冷却効果を長時間維持でき、ドライアイスと樹脂とを均一に混合した状態で粉砕できる。したがって、良好な品質の微粉末樹脂を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂の粉砕装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１…ノズル部（ドライアイス生成装置）、
３…圧搾装置（ペレット生成装置）、４…混合装置、５…粉砕部、
ＳＹＳ…粉砕システム（粉砕装置）
【図１】
2004202305.tif 000003