(57)【要約】      （修正有）【課題】延伸加工されたフィルム状、繊維状の熱可塑性樹脂を延伸加工温度まで上昇保持させて迅速に造粒化できるリサイクル方法、装置を提供する。【解決手段】延伸加工された熱可塑性合成樹脂材料を、熱収縮させて造粒する熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法であって、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状となす前処理裁断工程と、フレーク状になった熱可塑性合成樹脂材を延伸加工温度まで加熱し、熱収縮させることで造粒させる熱収縮処理工程とを備え、上記熱収縮処理工程では、熱収縮処理タンク１１のせん断熱作用羽根１３の回転速度を高速で回転させて、急激な温度勾配で所定温度まで上昇させた後、せん断熱作用羽根の回転速度を低下させて、緩やかな温度勾配で延伸加工温度まで上昇させることで上記フレーク状になった熱可塑性合成樹脂材を熱収縮させて造粒化している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸加工された熱可塑性合成樹脂材料を、熱収縮させて造粒する熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法であって、
延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状となす前処理裁断工程と、
ついで、フレーク状になった熱可塑性合成樹脂材を、せん断熱作用羽根を設けた熱収縮処理タンク内で、せん断熱作用羽根を回転させることによって、延伸加工温度まで加熱し、熱収縮させることで造粒させる熱収縮処理工程とを備え、
上記熱収縮処理工程では、上記熱収縮処理タンクのせん断熱作用羽根の回転速度を高速で回転させて、急激な温度勾配で所定温度まで上昇させた後、せん断熱作用羽根の回転速度を低下させて、緩やかな温度勾配で延伸加工温度まで上昇させることで上記フレーク状になった熱可塑性合成樹脂材を熱収縮させて造粒することを特徴とする熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法。
【請求項２】
延伸加工された熱可塑性合成樹脂材料を、熱収縮させて造粒する熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置であって、
せん断熱作用羽根を設け、所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状にされた、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を収容して、上記せん断熱作用羽根を回転させることによって、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材を熱収縮させるために、延伸加工温度まで加熱し、保持する熱収縮処理タンクと、
攪拌羽根を有し、上記熱収縮処理タンクで熱収縮されたフレーク状の合成樹脂材料を収容させて、上記攪拌羽根を回転させることで、該熱収縮されたフレーク状の合成樹脂材料を冷却させる冷却混合機と、
上記熱収縮処理タンクのせん断熱作用羽根を、最初は高速で回転させることによって、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材料を所定温度まで急速に上昇させ、その後は、せん断熱作用羽根の回転速度を段階的に低下させて、延伸加工温度まで上昇させる熱収縮処理タンク回転制御手段と、を備えたことを特徴とする熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置。
【請求項３】
請求項２において、
所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状とされた、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を捕集する微紛捕集タンクと、
閉塞防止装置を備え、上記微紛捕集タンクから供給されたフレーク状の熱可塑性合成樹脂材料を閉塞させることなく上記熱収縮処理タンクに供給するための中間捕集タンクとを更に備えたことを特徴とする熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置。
【請求項４】
請求項２又は３の何れかにおいて、
上記熱収縮処理タンクは、所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状とされた、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を収容するためのタンク本体と、
複数のせん断熱作用羽根を、上記タンク本体の軸心に沿って多段状に突設させた回転軸とを備えたことを特徴とする熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を、リサイクルのために切断あるいは粉砕してフレーク状にした後、このフレーク状となった熱可塑性合成樹脂材を延伸加工温度まで上昇させることで熱収縮させて造粒させる熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法及びリサイクル造粒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性合成樹脂材料をリサイクルするためには、これを粉砕、造粒して、嵩高でなく取扱易い、また、成形材料として好適な形状とする必要がある。
【０００３】
このリサイクルのための造粒方法としては、延伸加工された熱可塑性合成樹脂材料が有効な大きさに粉砕してフレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材（以下、「粉砕フレーク」とも呼ぶ。）を、熱収縮処理タンクに供給し、この熱収縮処理タンク内に設置されたせん断熱作用羽根を高速回転させて攪拌することで、上記熱収縮処理タンク内を上記延伸加工されたときの所定温度まで上昇させて、上記粉砕フレークの熱収縮により造粒する方法が開発されている。
【０００４】
また、この造粒方法を用いた造粒装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが提案されており、その装置を図３に示している（特許文献１参照。）。
【０００５】
この造粒装置１２０は、合成樹脂製品を処理するための処理槽１０１、この処理槽１０１の底部を貫通して設けられた回転軸１０２、この回転軸１０２をＶベルトを介して回転駆動する電動機１０３、この回転軸１０２に設置された羽根体１０４、この回転する羽根体１０４に設けられた回転刃体１０５、回転刃体１０５に対して所定の隙間を保って処理槽１０１に対向設置された固定刃体１０６を備えている。
【０００６】
処理槽１０１の上部には、この処理槽１０１の内部に液体または粉体を供給する供給口１０７が設けられ、この供給口１０７には、電磁弁１１３を介して供給源１１４が接続されている。電磁弁１１３は、処理槽１０１中位に設けられた温度感知器１０８からの信号により開閉される。
【０００７】
回転軸１０２の基部と羽根体１０４との間には、カラー１０９が介挿され、このカラー１０９の厚さを種々調整することで、回転刃体１０５と固定刃体１０６との間の隙間を調整することができる。
【０００８】
処理槽１０１には、更に、造粒された粒体の取出口１１０、開閉自在なフタ体１１１、外周には冷却用のジャケット１１２が設けられている。
【０００９】
このような構成の造粒装置１２０によれば、合成樹脂フィルムや成形品などのスクラップ材料を、回転刃体１０５と固定刃体１０６とによって破砕しながら羽根体１０４によって上方へ跳ね上げ、破砕片同士の摩擦熱によりその表面が半ゲル化して丸められた状態となると、この状態の温度を温度感知器１０８で感知して、供給口から液体または粉体を供給して、半ゲル化した破砕片の表面を急冷却することができる。
【００１０】
このような急冷却によって破砕片同士の融着防止を図っているが、しかしながら冷却以前に既に溶融温度に達しているため粘着造粒が発生することになり、均質な粒形を形成することが困難となるものであった。
【００１１】
また、この造粒装置では、非常に薄い厚み１μ〜１００μの熱可塑性合成樹脂フィルムや、非常に細い繊維径１μ〜１００μの熱可塑性合成樹脂繊維は、好適に造粒することができなかった。また、同一出願人によって、この造粒装置の改良に関する特許文献２、３も提案されているが、いずれも、この問題を解決することができなかった。
【００１２】
なぜなら、このような非常に薄い熱可塑性合成樹脂フィルムや、非常に細い熱可塑性合成樹脂繊維は、非常に嵩高でありその見掛け密度が小さい為に、その取扱が非常に困難であり、上記の造粒装置などによりペットボトルなど見掛け密度の大きい合成樹脂製品の造粒化・リサイクルが進んでいるのに比べ、これまでは、そのリサイクルはあまり進歩していなかった。
【００１３】
一方、極薄フィルムは、合成樹脂製品のかなりの部分を占め、また、合成樹脂繊維のほとんどは、この範疇に入るものであり、これらのリサイクルが達成されると合成樹脂製品全体のリサイクル率が大幅に向上することが期待される。
【００１４】
このような問題意識から、本出願人は、非常に薄い熱可塑性合成樹脂フィルムや、非常に細い熱可塑性合成樹脂繊維（以下、これらを「薄物製品」という。）を造粒する方法、装置を種々試行してきた。
【００１５】
Ａ）ひとつの方法は、薄物製品を粉砕機で裁断処理する方法である。この方法は、薄物製品を、例えば、直径３ｍｍの多孔板を通過させることによって粉砕するもので、これにより、処理前の薄物製品の見掛け密度ρＦ＝０．０１２ｇ／ｍｌ〜０．０２０ｇ／ｍｌを、見掛け密度ρＦ＝０．０５ｇ／ｍｌ程度とすることができ、見掛け密度が４〜２．５倍向上した。
【００１６】
しかしながら、こうして生成された粉砕フレークは、ホッパーなどでの流動排出性が悪く、フレーク同士が繋がりあって通路を塞いでしまう閉塞現象が発生することが多くなり、また、成形機の材料としては、スクリューへの食い込みが悪く、適していなかった。
【００１７】
Ｂ）他の方法は、こうして生成された粉砕フレークを、合成樹脂ペレット（例えば、見掛け密度ρＦ＝０．５６ｇ／ｍｌのもの。）と混合する方法である。これによると、ペレットの混合比を８割とすると全体の見掛け密度ρＦ＝０．１８４ｇ／ｍｌとすることができ、ホッパーでの流動性も向上した。
【００１８】
しかしながら、このような混合物は長期運転すると、粉砕フレークと合成樹脂ペレットの見掛け密度の差が大きいため、相分離が発生しやすく、不安定になるという問題があり、この問題は成形機の材料としても解決すべきものであった。
【００１９】
Ｃ）更に他の方法は、こうして生成された粉砕フレークを外部加熱することで熱収縮させて造粒する方法で、より具体的には、厚さ１０μ〜２０μのポリエチレンフィルムをＡ）と同じ粉砕機で粉砕して粉砕フレークとし、次いで、外部加熱により粉砕フレークを所定温度に加熱して熱収縮造粒するものである。
【００２０】
外部加熱手段として、赤外線ランプを用いた場合、熱収縮により見掛け密度は３．６倍に増大したが、粒形は球状にならず鋭角な縁形状をしており、粒同士が連珠状に連結する傾向が見られ、粒子間の流動性が良くなかった。これは、熱伝達が均一に行われなかったためと考察された。
【００２１】
加熱をより均一に行う方法として、外部加熱手段として脈動流動層乾燥機を用い、脈動する熱風で粉砕フレークを加熱した。この場合、見掛け密度は２倍に増大したが、上記と同様に、粒形は球状にならず鋭角な縁形状をしており、粒同士が連珠状に連結する傾向が見られ、粒子間の流動性が良くなかった。
【００２２】
一方、この加熱方法では、脈動する熱風の影響で粒子間の付着は少なかったが、風量を少なくしないと粒子の収縮を促進することが出来ず、背反する条件となり、粒子を均一に独立して造粒させることができず、ホッパー排出口付近での閉塞現象を発生させないようにすることができなかった。
【００２３】
しかしながら、この加熱方法による熱収縮の結果は、粉砕フレークを、元の薄物製品が生成された延伸加工温度に加熱すると、その履歴により熱収縮するという仮説を実証するものであった。
【００２４】
これらの従来方法の課題を解決するため、本発明者は更に鋭意研究し、これまで、不可能とされていた薄物製品を造粒することでリサイクル化を図ることのできる熱可塑性合成樹脂の造粒方法、造粒装置、造粒システムを既に出願しており、この方法、装置では、粉砕フレークを延伸加工温度まで加熱する際、熱収縮処理タンク内に設置されたせん断熱作用羽根を一定速度で回転させて攪拌することで、上記熱収縮処理タンク内を上記延伸加工温度まで徐々に上昇させて、上記粉砕フレークの熱収縮によって造粒できるようにしている。
【特許文献１】特開昭４８−６４５５２号公報
【特許文献２】特開昭４８−９７１５０号公報
【特許文献３】特開昭４８−９７１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、上記提案された方法、装置では、上記せん断熱作用羽根を高速で回転させて攪拌すれば、延伸加工温度が急激に上昇して延伸加工温度を越えてしまうことがあり、この延伸加工温度を超えて溶融温度に達してしまうと、上記粉砕フレーク同士が熱溶着された、いわゆる粘着造粒（「溶着造粒」とも呼ばれる。）が生じるという問題があり（図４（イ））、その解決が望まれている。
【００２６】
すなわち、この粘着造粒が生じると、造粒後の形や質が均一にできないうえ、熱劣化が起こり易く、造粒の品質が低下するという問題がある。
【００２７】
一方、上記せん断熱作用羽根を低速で回転させて攪拌すれば、延伸加工温度を越えて上昇するという問題は解消されるが、延伸加工温度に到達するまでに長時間を要し、造粒するための製造に時間かかるという問題が生じる（図４（ロ））。
【００２８】
本発明は、かかる課題を解決することを目的とするもので、造粒までの製造時間を短縮することができるうえ、いわゆる粘着造粒が生じ難く、造粒後の形や質を均一とし、熱劣化の起こり難い高品質な造粒を製造可能な熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法及びリサイクル造粒装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記目的を達成するため、
請求項１に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法は、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を、熱収縮させて造粒する熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法であって、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状となす前処理裁断工程と、ついで、フレーク状になった熱可塑性合成樹脂材を、せん断熱作用羽根を設けた熱収縮処理タンク内で、せん断熱作用羽根を回転させることによって、延伸加工温度まで加熱し、熱収縮させることで造粒させる熱収縮処理工程とを備え、上記熱収縮処理工程では、上記熱収縮処理タンクのせん断熱作用羽根の回転速度を高速で回転させて、急激な温度勾配で所定温度まで上昇させた後、せん断熱作用羽根の回転速度を低下させて、緩やかな温度勾配で延伸加工温度まで上昇させることで、上記フレーク状になった熱可塑性合成樹脂材を熱収縮させて造粒することを特徴とする。
【００３０】
この方法では、前処理裁断工程でフレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材を、最初は急激な温度勾配で加熱した後、この温度勾配を段階的に緩やかに下げて、延伸加工温度まで高めることに特徴がある。
【００３１】
具体的には、熱収縮処理タンクのせん断熱作用羽根を最初は高速で回転させ、所定温度に達した後は、この回転速度を段階的に低下させて、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材を溶融を開始しない延伸加工温度まで温度上昇させる。
【００３２】
そのため、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材を延伸加工温度を越えて加熱させる危険性が少ないため、いわゆる粘着造粒が生じ難く、造粒後の形や質を均一にできるうえ、熱劣化が起こり難く、造粒物の品質を向上できると共に、造粒物の製造時間をも短縮できる。
【００３３】
ここで、造粒物とは、熱可塑性合成樹脂材料をリサイクルするのに適した大きさや形状に造粒されて、密度が上昇し、流動性が向上したものを意味し、球状、粒状、針状などの形状には限定されない。
【００３４】
請求項２に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置は、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を、熱収縮させて造粒する熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置であって、せん断熱作用羽根を設け、所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状にされた、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を収容して、上記せん断熱作用羽根を回転させることによって、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材を熱収縮させるために、延伸加工温度まで加熱し、保持する熱収縮処理タンクと、攪拌羽根を有し、上記熱収縮処理タンクで熱収縮されたフレーク状の合成樹脂材料を収容させて、上記攪拌羽根を回転させることで、該熱収縮されたフレーク状の合成樹脂材料を冷却させる冷却混合機と、上記熱収縮処理タンクのせん断熱作用羽根を、最初は高速で回転させることによって、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材料を所定温度まで急速に上昇させ、その後は、せん断熱作用羽根の回転速度を段階的に低下させて、延伸加工温度まで上昇させる熱収縮処理タンク回転制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００３５】
この装置では、熱収縮処理タンクのせん断熱作用羽根を最初は高速で回転し、所定温度に達した後は、この回転速度を段階的に低下させて、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材を延伸加工温度まで温度上昇させて熱収縮した後、冷却混合機の攪拌羽根を回転させて冷却し、リサイクル造粒物を製造するものである。
【００３６】
そのため、延伸加工温度を越えて上昇してしまう危険がないうえ、造粒の製造時間を短縮でき、いわゆる粘着造粒が生じ難く、造粒後の形や質を均一にできるうえ、熱劣化が起こり難く、造粒物の品質を向上できると共に、造粒物の製造時間をも短縮できる。
【００３７】
また、せん断熱作用羽根の回転速度や熱可塑性合成樹脂材の温度等は、熱収縮処理タンク回転制御手段で制御しているので、温度管理を確実にできる。
【００３８】
請求項３に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置は、請求項２において、所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状とされた、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を捕集する微紛捕集タンクと、閉塞防止装置を備え、上記微紛捕集タンクから供給されたフレーク状の熱可塑性合成樹脂材料を閉塞させることなく上記熱収縮処理タンクに供給するための中間捕集タンクとを更に備えたことを特徴とする。
【００３９】
この装置では、請求項２の装置に、微紛捕集タンクと、中間捕集タンクとを更に備えたものであり、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材料を微粉捕集タンクに収容しておくだけで、中間捕集タンクが所定量を自動的に供給して、造粒物を製造できる。
【００４０】
請求項４に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置は、請求項２又は３の何れかにおいて、上記熱収縮処理タンクは、所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状とされた、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を収容するためのタンク本体と、複数のせん断熱作用羽根を、上記タンク本体の軸心に沿って突設させた回転軸とを備えたことを特徴とする。
【００４１】
この装置では、請求項２又は３の何れかの装置に、複数のせん断熱作用羽根が多段状に突設されているので、熱収縮処理タンク内で攪拌されている熱可塑性合成樹脂材の温度を均一にできる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、次のような効果がある。
【００４３】
請求項１に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法によれば、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材を延伸加工温度を越えて加熱させる危険性が少ないため、いわゆる粘着造粒が生じ難く、造粒後の形や質を均一にできるうえ、熱劣化が起こり難く、造粒物の品質を向上できると共に、造粒物の製造時間をも短縮できる。
【００４４】
請求項２に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置によれば、延伸加工温度を越えて上昇してしまう危険がないうえ、造粒の製造時間を短縮でき、いわゆる粘着造粒が生じ難く、造粒後の形や質を均一にできるうえ、熱劣化が起こり難く、造粒物の品質を向上できると共に、造粒物の製造時間をも短縮できる。
【００４５】
また、せん断熱作用羽根の回転速度や熱可塑性合成樹脂材の温度等は、熱収縮処理タンク回転制御手段で制御しているので、温度管理を確実にできる。
【００４６】
請求項３に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置によれば、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材料を微粉捕集タンクに収容しておくだけで、中間捕集タンクが所定量を自動的に供給して、造粒物を製造できる。
【００４７】
請求項４に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置によれば、複数のせん断熱作用羽根が多段状に突設されているので、熱収縮処理タンク内で攪拌されている熱可塑性合成樹脂材の温度を均一にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法及びリサイクル造粒装置を図面とともに説明する。
【実施例１】
【００４９】
図１は、本発明に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置の一実施例を示す構成図である。
【００５０】
このリサイクル造粒装置５０は、本発明の熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法を実現する中心的装置となるもので、主な部分としては微粉捕集タンク６、閉塞防止装置８を備えた中間捕集タンク９、せん断熱作用羽根１３を備えた熱収縮処理タンク１１を上から下へ多段に重ねた構成であり、熱収縮処理タンク１１の横には冷却混合機１６が設けられている。
【００５１】
微粉捕集タンク６には、前処理裁断工程（不図示）によって、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を所定の寸法に切断あるいは粉砕してフレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材（以下の実施例では、「粉砕フレークＦ」と呼ぶ。）を収納しており、この微粉捕集タンク６は、上部にブロア２から切替弁３の作動により加圧空気＋Ｐあるいは吸引空気−Ｐの供給を受ける空気口１、内部にフィルタ４、このフィルタ４取付部より下部側方に材料導入口５、最下部に排出シャッタ７を備えている。
【００５２】
中間捕集タンク９は、微粉捕集タンク６の下部に直結され、排出シャッタ７から落下される粉砕フレークＦを直接受け入れ収容する。
【００５３】
また、この中間捕集タンク９には、レベラ１０が設置され、この中間捕集タンク９内の粉砕フレークＦの貯留量を計測する。  
熱収縮処理タンク１１は、粉砕フレークＦを収容するためのタンク本体１１ａと、このタンク本体１１ａの軸心に沿って配設され、かつ複数のせん断熱作用羽根１３が多段状に突設した回転軸１３ａとを備えている。
【００５４】
具体的には、せん断熱作用羽根１３は、回転軸１３ａを中心にして左右対象な固定羽根が延設され、この固定羽根と間隔をあけてた上下方向には、他の固定羽根が直交されて延設され、合計４段〜６段の多断状に形成している。
【００５５】
また、せん断熱作用羽根１３は、この熱収縮処理タンク１１に近接して立設された電動機１２によってベルト駆動され、タンク１１内で高速回転するようになっている。
【００５６】
また、せん断熱作用羽根１３の下部となるタンク本体１１ａ周壁の一部には、温度計１４と、これに対向する位置に粉砕フレークＦが熱収縮して生成された造粒物Ｓを排出する排出口１５が設けられている。
【００５７】
冷却混合機１６は、この排出口１５から排出された造粒物Ｓを受け入れるようになっており、この造粒物Ｓを攪拌しながら冷却する攪拌羽根１７、この攪拌羽根１７を回転駆動する電動機１８、冷却された造粒物Ｓを排出する冷却排出口１９を備えている。
【００５８】
また、図１に示した粉砕フレークＦの符号ｂＦは、このフレークＦの有効径を、符号ｔＦは厚さを示している。造粒物Ｓの符号ｂＳは、造粒された造粒物Ｓの有効径を、符号ｔＳは厚さを示している。
【００５９】
前記粉砕フレークＦは、厚み１μ〜１００μの熱可塑性合成樹脂フィルムあるいは繊維径１μ〜１００μの熱可塑性合成樹脂繊維を有効径あるいは有効長３ｍｍ以下に粉砕したもので、ここではすでに前処理裁断工程（不図示）によって用意されているものとする。
【００６０】
なお、前述の如く、粉砕フレークＦは、所定寸法すなわち有効径あるいは有効長を３ｍｍ以下と規定するが、このことは、これ以上大きい寸法の粉砕フレークＦでは、熱収縮されて造粒しても流動性の良い造粒物は得られないため極めて重要である。
【００６１】
そして、粉砕フレークＦの所定寸法は次のようにして決定される。
【００６２】
すなわち、粉砕原料の加熱収縮値と、材料の厚さによって決定される粉砕フレークＦの表面積をＡ（ｆ）とし、このフレークが理想の球形に変形したときの表面積が最小になると見倣されるので、この表面積をＡ（ｃ）とし、その比率をＲ（ｓ）（＝Ａ（ｆ）：Ａ（ｃ））としたときのＲ（ｓ）＝１．１〜１．２であれば粉砕フレークＦは理想の最小表面積を有する造粒物に収縮されたと見倣される。
【００６３】
従って、この関係を満足する数値を目安として前記所定寸法が決定されるものである。
【００６４】
以下、前記構成の造粒装置５０における造粒過程を説明する。
【００６５】
１）粉砕フレークＦの受け入れ
先ず、原料である粉砕フレークＦを受け入れる。次に、ブロア２の切替弁３の切替によって、空気口１に吸引空気−Ｐが供給され、この吸引力により、用意された粉砕フレークＦが材料導入口５に吸引供給され、その内空気だけがフィルタ４でブロア２へ分離排出され、粉砕フレークＦは微粉捕集タンク６に捕集貯留される。このとき、排出シャッタ７は閉じている。
【００６６】
２）粉砕フレークＦの投入
レベラ１０が、中間捕集タンク９内で粉砕フレークＦが所定量より少なくなったことを検知すると、切替弁３が切替えられ、空気口１に加圧空気＋Ｐが供給され、これに対応して排出シャッタ７が開いて、微粉捕集タンク６に貯留された粉砕フレークＦは中間捕集タンク９に排出される。なお、この材料導入口５の内側に設けられた逆止フタ５ａは、加圧空気＋Ｐにより押されて、材料導入口５の内側を閉止し、ここから粉砕フレークＦが逆流するのを防止する。
【００６７】
ここで、粉砕フレークＦは、特に、中間捕集タンク９が、その機能的要請から下蕾み形状となっている場合には閉塞しやすいが、閉塞防止装置８の作用により閉塞することなく熱収縮処理タンク１１に投入される。
【００６８】
３）熱収縮処理工程による造粒
投入された粉砕フレークＦは、当初室温であるが、タンク１１内におけるせん断熱作用羽根１３の回転によって、この羽根１３と粉砕フレークＦとの間の摩擦熱、フレークＦ同士の摩擦熱により加熱され、上昇される。この温度は、温度計１４によって常時計測管理されている。
【００６９】
具体的には、熱収縮処理タンク１１に所定量の粉砕フレークＦが投入されると、せん断熱作用羽根１３を最初は高速で回転させて、急激な温度勾配で所定温度まで上昇させる。
この段階で制御目標となる所定温度は、粉砕フレークとなった熱可塑性樹脂の延伸加工温度よりも低く、次の温度勾配を低下させた加熱処理をスムーズに行うものであればよく、実験データなどから、処理対象となる粉砕フレークに応じた最適な値に設定される。
【００７０】
そして、上記所定温度に達したときには、せん断熱作用羽根１３の回転速度を低下させて、緩やかな温度勾配で回転させ、さらに、次の所定温度に達したときには、更に、せん断熱作用羽根１３の回転速度を低下させて、より緩やかな温度勾配で回転させる。
【００７１】
そして、最終的には、粉砕フレークＦの温度が、延伸加工されたときの温度に達したときに熱収縮が最大限に発生されるが、この延伸加工されたときの温度は、材料の溶融温度に比べると低い温度であるので、加熱された粉砕フレークＦ同士の粘着造粒の問題も発生しない。
【００７２】
以上、段階的にそれぞれの所定温度まで上昇させる過程について説明したが、要するに、所定温度とは、いかなる場合も粉砕フレークＦが溶融を開始しない温度であることが必要であり、且つ粉砕フレークＦが最大収縮を発生させる温度にまで到達させることが重要である。
【００７３】
従って、せん断熱作用羽根１３の周速条件は、熱収縮処理タンク１１内の温度が上記所定温度より高くならないように決定される。
【００７４】
また、この温度管理は、せん断熱作用羽根１３の回転数を熱収縮処理タンク回転制御手段（不図示）によって制御することによって、安定かつ確実に行うことができ、また、非常に均一に熱発生が行われるので、偏ったあるいは局所的な過度の昇温といったこともない。
【００７５】
更に、この熱収縮は、延伸加工時の延伸率に対応して収縮するので、その収縮率は延伸率に等しく、粉砕フレークＦの有効径あるいは有効長３ｍｍ以下という寸法は、収縮後、限りなくリサイクル用の成形材料として好適な形状の造粒物Ｓに生産できる。
【００７６】
４）冷却、取出し
造粒された造粒物Ｓは、排出口１５を開口すると、せん断熱作用羽根１３の回転によって排出され、冷却混合機１６に投入される。ここで、まだ温度の高い造粒物Ｓは、冷却羽根１７の回転により均一に冷却され、その熱収縮変型が停止固定される。こうして、流動性のよい造粒物Ｓが、自然冷却よりも早く生成され、冷却排出口１９を開口すると、この造粒物Ｓを取り出すことができる。
【００７７】
なお、上述した微粉捕集タンク６については、本出願人によって提案された粉粒体捕集器（特開２０００−３４４３４８号公報）によれば、捕集後の粉砕フレークＦを良好に全量排出することができ、定量受け入れ、定量排出の自動運転を可能にすることができる。
【００７８】
また、閉塞防止装置８については、本出願人によって提案された粉体貯留槽（特開平１０−３１０２５２、１１−１６５７９１、１６５７９２、２６８７９２号公報）にそれぞれ記載されたものによれば、良好に閉塞を起こすことなく、中間捕集タンク９に捕集された粉砕フレークＦの全量を熱収縮処理タンク１１へ投入することができる。
【００７９】
図２は、本発明に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法及びリサイクル造粒装置による熱収縮処理タンク内フレーク温度と、せん断熱作用羽根運転時間との関係を示す特性図である。
【００８０】
先ず、粉砕フレークＦを造粒するに当たって最も重要なことは、熱収縮処理タンク１１内で粉砕フレークＦを延伸加工温度に充分に近い所定温度Ｔｓ（℃）で加熱保持して熱収縮処理タンク１１に投入された粉砕フレークFを均一に収縮させることである。
【００８１】
せん断熱作用羽根１３の回転速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）を、２０（ｍ／ｓｅｃ）以上にすると、短時間で樹脂温度が昇温してしまう。
【００８２】
所定温度Ｔｓ（℃）を一定に保持して粉砕フレークＦの全体を均一に収縮させる為には、Ｖ＝１０（ｍ／ｓｅｃ）以下、好ましくは、Ｖ＝９〜７（ｍ／ｓｅｃ）付近の低速をもって均一に造粒を行うことが重要である。
【００８３】
図２では、ＰＰ複合フィルムの３φメッシュ粉砕フレークＦを熱収縮処理温度１０２℃として、せん断熱作用羽根１３の周速を多段に変速させて収縮造粒を実施した例を示しており、せん断熱作用羽根１３の回転速度を、Ｖ１〜Ｖ５までの５段階に分けて、高速回転から低速回転へと多段階に減速させることによって、熱収縮処理タンク１１に投入された粉砕フレークFを均一に収縮させる様子が理解できる。
【００８４】
すなわち、熱収縮処理タンク１１内に投入された粉砕フレークＦの樹脂温度Ｔｍ（℃）が２７（℃）であった場合、最初に、せん断熱作用羽根１３の回転速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）を一気に２２（ｍ／ｓｅｃ）の高速回転にして、短時間で粉砕フレークＦを昇温させる（Ａ〜Ｂの段階、第１段階）。
【００８５】
次に、粉砕フレークＦの樹脂温度Ｔｍ（℃）が５０（℃）に達したときに、せん断熱作用羽根１３の回転速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）を、１５（ｍ／ｓｅｃ）に減速し、上記第１段階よりも緩やかな温度勾配にして、粉砕フレークＦの樹脂温度（℃）を昇温させる（Ｂ〜Ｃの段階、第２段階）。
【００８６】
次に、粉砕フレークＦの樹脂温度Ｔｍ（℃）が７０（℃）に達したときには、せん断熱作用羽根１３の回転速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）を、１０（ｍ／ｓｅｃ）に減速して、上記第２段階よりも更に、緩やかな温度勾配で昇温させる（Ｃ〜Ｄの段階、第３段階）。
【００８７】
そして、粉砕フレークＦの樹脂温度Ｔｍ（℃）が９５（℃）に達したときに、せん断熱作用羽根１３の回転速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）を、９（ｍ／ｓｅｃ）に減速して、上記第３段階よりも、緩やかな温度勾配で昇温させる（Ｄ〜Ｅの段階、第４段階）。
【００８８】
最後に、粉砕フレークＦの樹脂温度Ｔｍ（℃）が１００（℃）に達したときに、せん断熱作用羽根１３の回転速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）を、８（ｍ／ｓｅｃ）に減速して、上記第４段階よりも、緩やかな温度勾配で昇温させ、この粉砕フレークＦの樹脂温度が延伸加工温度に達したとき、せん断熱作用羽根１３の回転を停止するのである（Ｅ〜Ｆの段階、第５段階）。
【００８９】
この実験例では、装置投入前、３．０φメッシュの粉砕フレークＦの見掛密度ρＦは、０．０８３３ｇ／ｍｌであったが、本発明によって、収縮造粒品の見掛密度ρｓは、０．１５４２ｇ／ｍｌとなり、流動性の良い造粒品を得ることができた。
【００９０】
これは、本発明によって、粉砕フレークＦが、約１．８倍に密度増加されて、粉体としての流動排出特性も新材料の流動性に近い良好な特性向上が認められたことを意味している。
【００９１】
このように本発明の熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法及びリサイクル造粒装置によれば、前処理裁断工程でフレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材（粉砕フレークＦ）を、最初は急激な温度勾配で加熱した後、この温度勾配を段階的に緩やかに下げて、延伸加工温度まで高めているため、フレーク状にされた熱可塑性合成樹脂材（粉砕フレークＦ）は、立ち上がり勾配の高い温度で加熱され、延伸加工温度を越えて上昇してしまう危険がない。そのため、いわゆる粘着造粒が生じ難く、造粒後の形や質を均一にできるうえ、熱劣化が起こり難く、造粒物の品質を向上できると共に、造粒物の製造時間を著しく短縮化できる。
【００９２】
なお、本実施例では、任意の熱可塑性合成樹脂材である粉砕フレークＦに対応するように、熱収縮処理タンク１１内を第１段階〜第５段階に段階的に下げながら、造粒する場合を例示したが、粉砕フレークＦの材質、形状、延伸加工温度（℃）等に応じて、上記段階的な回数や所定温度が変化されることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、延伸加工されたフィルム状あるいは繊維状の熱可塑性合成樹脂材料を、リサイクルのために熱収縮させて造粒する熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法、リサイクル造粒装置として有効に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る熱可塑性合成樹脂のリサイクル造粒方法及びリサイクル造粒装置による熱収縮処理タンク内フレーク温度と、せん断熱作用羽根運転時間との関係を示す特性図である。
【図３】従来のリサイクル造粒方法を用いたリサイクル造粒装置の一例を示す構成図である。
【図４】従来のリサイクル造粒方法を用いたリサイクル造粒装置による熱収縮処理タンク内フレーク温度と、せん断熱作用羽根運転時間との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００９５】
６        微粉捕集タンク  
８        閉塞防止装置
９        中間捕集タンク
１１        熱収縮処理タンク
１１ａ      タンク本体
１３        せん断熱作用羽根
１６        冷却混合機
５０        合成樹脂の造粒装置
【図１】
2005131804.tif 000003
【図２】
2005131804.tif 000004
【図３】
2005131804.tif 000005
【図４】
2005131804.tif 000006