JP2021116366A - Pellet production method of crosslinked resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、架橋された樹脂のペレット製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing pellets of a crosslinked resin.
一般に、樹脂成形品を構成する樹脂材料では、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)等の合成樹脂が使用される。これらの樹脂材料で構成される樹脂成形品は、廃棄された後、適宜回収されて、再生ペレットとしてリサイクルされることがある。再生ペレットを含む樹脂製のペレットは、樹脂成形品を成形するための原材料として使用される。この種の樹脂製のペレットは、回収された樹脂成形品等が粉砕され、押出装置等により溶融混練されて長いひも状に押し出され、冷却水等が貯留された水槽等で冷却された後、所定の大きさに切断されて得られる(例えば、特許文献1参照)。 In general, synthetic resins such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS) are used as the resin material constituting the resin molded product. After being discarded, the resin molded product composed of these resin materials may be appropriately collected and recycled as recycled pellets. Resin pellets containing recycled pellets are used as raw materials for molding resin molded products. In this type of resin pellet, the recovered resin molded product or the like is crushed, melt-kneaded by an extruder or the like, extruded into a long string shape, cooled in a water tank or the like in which cooling water or the like is stored, and then cooled. It is obtained by cutting into a predetermined size (see, for example, Patent Document 1).
例えば、果物や野菜等の青果物を収容するトレーや包装体等の樹脂成形品では、収容する青果物が傷付きやすいことから、保護性が高く不定形な形状になじみやすい架橋ポリエチレン製のロール材が樹脂材料として好適に使用される。そして、この種の樹脂成形品の製造に際しては、大量の端材が発生する。そこで、環境負荷低減等の観点から、これらの端材等をリサイクルして有効利用することが求められている。 For example, in resin molded products such as trays and packages that store fruits and vegetables such as fruits and vegetables, cross-linked polyethylene rolls that are highly protective and easily adapt to irregular shapes are used because the stored fruits and vegetables are easily damaged. It is preferably used as a resin material. Then, in the production of this kind of resin molded product, a large amount of scrap material is generated. Therefore, from the viewpoint of reducing the environmental load, it is required to recycle and effectively use these offcuts.
しかしながら、架橋ポリエチレンや架橋ポリプロピレン等の架橋された樹脂は、高分子の分子鎖が立体網目状に結合された分子構造により、成形品等が粉砕され溶融混錬された際に、溶融された粉砕物同士が結合しにくくなる傾向がある。そのため、押出装置等から溶融された樹脂材料(溶融樹脂材料)が押し出されても、溶融樹脂材料自体がもろくなって押し出し時の長いひも状の形状を保持することができず、水槽等での冷却を行う前にすぐに不規則な形状や長さで崩れてしまう。このように、一般的なペレット製造方法では架橋された樹脂をペレット化すること自体が極めて困難であった。 However, crosslinked resins such as crosslinked polyethylene and crosslinked polypropylene have a molecular structure in which polymer molecular chains are bonded in a three-dimensional network, so that when a molded product or the like is crushed and melt-kneaded, it is melted and crushed. Things tend to be difficult to bond with each other. Therefore, even if the molten resin material (molten resin material) is extruded from an extruder or the like, the molten resin material itself becomes brittle and cannot maintain the long string-like shape at the time of extrusion, so that it can be used in a water tank or the like. Immediately before cooling, it collapses due to its irregular shape and length. As described above, it is extremely difficult to pellet the crosslinked resin by the general pellet manufacturing method.
また、架橋された樹脂の処理方法として、架橋された樹脂に化学反応させるための超臨界流体を混合させてペレット化する方法がある(例えば、特許文献2参照)。この処理方法では、超臨界流体を使用する高温高圧下で架橋された樹脂と超臨界流体とを混合させて架橋構造を破壊し、得られた処理物を冷却した後、切断してペレット化される。しかしながら、超臨界流体を使用する処理方法では、高温高圧が処理条件であるため、作業工程が煩雑となるばかりでなく、高いエネルギーが必要となってコスト面で不利となり、環境負荷の面でも好ましくない。 Further, as a method for treating the crosslinked resin, there is a method in which a supercritical fluid for chemically reacting with the crosslinked resin is mixed and pelletized (see, for example, Patent Document 2). In this treatment method, the crosslinked resin and the supercritical fluid are mixed under high temperature and high pressure using a supercritical fluid to destroy the crosslinked structure, and the obtained processed product is cooled and then cut and pelletized. NS. However, in the treatment method using a supercritical fluid, since high temperature and high pressure are the treatment conditions, not only the work process becomes complicated, but also high energy is required, which is disadvantageous in terms of cost and is also preferable in terms of environmental load. do not have.
このように、架橋された樹脂は、リサイクルの材料としての実用性が乏しい。そのため、架橋された樹脂を含む廃棄物は、多大な費用をかけて産業廃棄物処理をしなければならない。そこで、架橋された樹脂を含む廃棄物を適切にリサイクルすることが可能なペレット製造方法が求められている。 As described above, the crosslinked resin has little practicality as a material for recycling. Therefore, waste containing crosslinked resin must be treated as industrial waste at a great cost. Therefore, there is a demand for a pellet manufacturing method capable of appropriately recycling waste containing crosslinked resins.
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、煩雑な作業を必要とせず、コストの増加を回避しながら、架橋された樹脂を含む樹脂材料を所定の長さで適切にペレット化することが可能なペレット製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above points, and it is necessary to appropriately pelletize a resin material containing a crosslinked resin to a predetermined length without requiring complicated work and avoiding an increase in cost. It provides a method for producing pellets capable of producing pellets.
すなわち、請求項1の発明は、架橋された樹脂を含む樹脂材料を溶融混練し、得られた溶融樹脂材料を押出装置の小孔型の吐出部から押出し、前記吐出部に配置された切断手段により押出された前記溶融樹脂材料を冷却固化前に長さ6mm未満のペレット状物に切断してなることを特徴とする架橋された樹脂のペレット製造方法に係る。 That is, in the invention of claim 1, the resin material containing the crosslinked resin is melt-kneaded, the obtained molten resin material is extruded from the small hole type discharge portion of the extruder, and the cutting means arranged in the discharge portion. The present invention relates to a method for producing a crosslinked resin pellet, which comprises cutting the molten resin material extruded by the above into pellets having a length of less than 6 mm before cooling and solidifying.
請求項2の発明は、前記樹脂材料が、架橋された樹脂を50重量%以上含む請求項1に記載の架橋された樹脂のペレット製造方法に係る。 The invention of claim 2 relates to the method for producing pellets of a crosslinked resin according to claim 1, wherein the resin material contains 50% by weight or more of the crosslinked resin.
請求項3の発明は、前記架橋された樹脂が架橋ポリエチレンまたは架橋ポリプロピレンである請求項1または2に記載の架橋された樹脂のペレット製造方法に係る。 The invention of claim 3 relates to the method for producing pellets of a crosslinked resin according to claim 1 or 2, wherein the crosslinked resin is crosslinked polyethylene or crosslinked polypropylene.
請求項4の発明は、前記ペレット状物が空冷により冷却される請求項1ないし3のいずれか1項に記載の架橋された樹脂のペレット製造方法に係る。 The invention of claim 4 relates to the method for producing pellets of a crosslinked resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the pellet is cooled by air cooling.
請求項5の発明は、前記ペレット状物が送風手段により吹き飛ばされて冷却のための空冷装置に導入される請求項4に記載の架橋された樹脂のペレット製造方法に係る。 The invention of claim 5 relates to the method for producing pellets of a crosslinked resin according to claim 4, wherein the pellet is blown off by a blowing means and introduced into an air cooling device for cooling.
請求項1の発明に係る架橋された樹脂のペレット製造方法は、架橋された樹脂を含む樹脂材料を溶融混練し、得られた溶融樹脂材料を押出装置の小孔型の吐出部から押出し、前記吐出部に配置された切断手段により押出された前記溶融樹脂材料を冷却固化前に長さ6mm未満のペレット状物に切断してなるため、煩雑な作業が不要でコストの増加も回避でき、従来ペレット化が極めて困難であった架橋された樹脂を含む樹脂材料を所定長さで適切にペレット化することが可能となる。 In the method for producing a pellet of a crosslinked resin according to the invention of claim 1, the resin material containing the crosslinked resin is melt-kneaded, and the obtained molten resin material is extruded from a small hole type discharge portion of an extruder, and the above-mentioned Since the molten resin material extruded by the cutting means arranged in the discharge portion is cut into pellets having a length of less than 6 mm before cooling and solidifying, complicated work is not required and an increase in cost can be avoided. It becomes possible to appropriately pelletize a resin material containing a crosslinked resin, which has been extremely difficult to pelletize, with a predetermined length.
請求項2の発明は、請求項1において、前記樹脂材料が、架橋された樹脂を50重量%以上含むため、環境負荷低減に貢献することができる。 The invention of claim 2 can contribute to the reduction of environmental load because the resin material contains 50% by weight or more of the crosslinked resin in claim 1.
請求項3の発明は、請求項1または2において、前記架橋された樹脂が架橋ポリエチレンまたは架橋ポリプロピレンであるため、リサイクル材料として容易に入手することができる。 The invention of claim 3 can be easily obtained as a recycled material because the crosslinked resin is crosslinked polyethylene or crosslinked polypropylene in claim 1 or 2.
請求項4の発明は、請求項1ないし3において、前記ペレット状物が空冷により冷却されるため、冷却時に水分が含まないように冷却固化させることができる。 In the invention of claim 4, since the pellet-like material is cooled by air cooling in claims 1 to 3, it can be cooled and solidified so as not to contain water during cooling.
請求項5の発明は、請求項4において、前記ペレット状物が送風手段により吹き飛ばされて冷却のための空冷装置に導入されるため、ペレット状物を空冷装置へ迅速かつ適切に導入させることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the pellet-like material is blown off by the blowing means and introduced into the air-cooling device for cooling, the pellet-like material can be quickly and appropriately introduced into the air-cooling device. can.
本発明は、架橋された樹脂(以下、架橋樹脂という)を含む樹脂材料から樹脂製のペレット成形体を成形するためのペレット製造方法であって、架橋樹脂を含む樹脂材料を溶融混練し、得られた溶融樹脂材料を押出装置の小孔型の吐出部から押出し、吐出部に配置された切断手段により押出された溶融樹脂材料を冷却固化前に長さ6mm未満のペレット状物に切断してなるものである。 The present invention is a pellet manufacturing method for molding a resin pellet molded product from a resin material containing a crosslinked resin (hereinafter referred to as a crosslinked resin), and the resin material containing the crosslinked resin is melt-kneaded to obtain the same. The molten resin material is extruded from the small hole type discharge part of the extruder, and the molten resin material extruded by the cutting means arranged in the discharge part is cut into pellets having a length of less than 6 mm before cooling and solidifying. It will be.
架橋樹脂は、合成樹脂に架橋処理を施すことにより、高分子の分子鎖が立体網目状に結合された分子構造(架橋構造)を有する樹脂である。本発明のペレット製造方法で使用される樹脂材料に含まれる架橋樹脂は、例えば、廃棄された架橋樹脂製の成形品や、架橋樹脂製成形品の製造時に発生した端材等の架橋樹脂廃棄物を主体とし、廃棄された架橋樹脂以外の架橋樹脂が含まれていてもよい。架橋樹脂としては、例えば、架橋ポリエチレン、架橋ポリプロピレン等が挙げられる。架橋ポリエチレンや架橋ポリプロピレンは、架橋樹脂製の成形品等によく使用される材料であり、リサイクル材料として容易に入手することができる。 The crosslinked resin is a resin having a molecular structure (crosslinked structure) in which polymer molecular chains are bonded in a three-dimensional network shape by subjecting a synthetic resin to a crosslinking treatment. The crosslinked resin contained in the resin material used in the pellet manufacturing method of the present invention is, for example, a discarded crosslinked resin molded product or a crosslinked resin waste such as scraps generated during the production of the crosslinked resin molded product. May contain a cross-linked resin other than the discarded cross-linked resin. Examples of the crosslinked resin include crosslinked polyethylene and crosslinked polypropylene. Cross-linked polyethylene and cross-linked polypropylene are materials often used for molded products made of cross-linked resin, and can be easily obtained as recycled materials.
また、架橋樹脂を含む樹脂材料は、環境負荷低減の観点等から、架橋樹脂を50重量%以上含むことが好ましい。特に、架橋樹脂のみ(100重量%)で樹脂材料を構成すれば、環境負荷低減に大きく貢献することができる。架橋樹脂のみで構成しない場合は、無架橋の樹脂が添加される。無架橋の樹脂を添加する場合、例えば、架橋ポリエチレンに対しては無架橋ポリエチレン、架橋ポリプロピレンに対しては無架橋ポリプロピレン等のように、架橋樹脂と同種の無架橋樹脂が選択される。架橋樹脂に無架橋樹脂が添加されることにより、より適切に樹脂材料の溶融混錬が可能となるとともに、樹脂材料の保形性が向上する。 Further, the resin material containing the crosslinked resin preferably contains 50% by weight or more of the crosslinked resin from the viewpoint of reducing the environmental load and the like. In particular, if the resin material is composed of only the crosslinked resin (100% by weight), it can greatly contribute to the reduction of the environmental load. If it is not composed only of crosslinked resin, non-crosslinked resin is added. When a non-crosslinked resin is added, for example, a non-crosslinked resin of the same type as the crosslinked resin is selected, such as non-crosslinked polyethylene for cross-linked polyethylene and non-crosslinked polypropylene for crosslinked polypropylene. By adding the non-crosslinked resin to the crosslinked resin, the resin material can be melt-kneaded more appropriately and the shape retention of the resin material is improved.
ここで、架橋樹脂のペレット製造方法の好ましい実施形態について、図1に示すペレット製造装置10とともに、具体的に説明する。ペレット製造装置10は、粉砕手段20と、押出装置30と、切断手段40と、送風手段50と、冷却手段60とを備える。実施形態のペレット製造方法は、上記ペレット製造装置10を用いて、粉砕工程と、溶融混錬工程と、押出切断工程と、冷却工程とが行われる。図1において、符号70は成形されたペレット状物の貯留部である。
Here, a preferred embodiment of the method for producing pellets of the crosslinked resin will be specifically described together with the
粉砕工程は、ペレット成形体を成形する樹脂材料の元となる原材料の粉砕及び撹拌を行う工程であって、粉砕手段20によって行われる。粉砕手段20は、例えば、公知のミキサー等の粉砕装置が好適に使用される。原材料は、廃棄された樹脂成形品や樹脂製成形品の製造時に発生した端材等の樹脂廃棄物の他、成形品原料となる樹脂製ペレット等、適宜の材料が挙げられる。これらの原材料は、目的とする架橋樹脂の配合割合に応じて、架橋樹脂製の材料単独で供給、または架橋樹脂製の材料と無架橋樹脂製の材料とが所定の配合割合で供給される。粉砕された原材料は、ペレット成形体を成形するための樹脂材料として、公知のコンベア等の搬送手段21により、後述の押出装置30に搬送される。
The crushing step is a step of crushing and stirring the raw material which is the source of the resin material for molding the pellet molded product, and is performed by the
この粉砕工程は、特に、樹脂成形品等のリサイクルを行う場合に不可欠な処理である。リサイクルに際しては、樹脂成形品等を一旦溶融する必要があるが、成形品等がそのままの形状等で大きな塊となっていると、適切に溶融することが困難となる。そこで、成形品等を適切な大きさに粉砕することにより、樹脂材料を適切に溶融しやすくなる。なお、成形品等の粉砕物(樹脂材料)の大きさ等は、粉砕手段20の性能等に応じて適宜であるが、例えば2〜5mm程度とされる。 This crushing step is an indispensable process especially when recycling a resin molded product or the like. At the time of recycling, it is necessary to melt the resin molded product or the like once, but if the molded product or the like has a large lump in the same shape or the like, it becomes difficult to melt it properly. Therefore, by pulverizing the molded product or the like to an appropriate size, the resin material can be easily melted appropriately. The size of the crushed product (resin material) such as the molded product is appropriate depending on the performance of the crushing means 20, for example, about 2 to 5 mm.
溶融混錬工程は、粉砕工程で粉砕されて得られた樹脂材料を溶融し、混錬して溶融樹脂材料を得る工程であって、押出装置30によって行われる。押出装置30は、公知の装置を好適に使用することができ、例えば、図2に示すように、樹脂材料が導入される本体部31と、粉砕手段20の搬送手段21から投入された樹脂材料を本体部31へ導入するホッパー等の投入部32と、本体部31内の樹脂材料を加熱して溶融するヒーター等の加熱部33と、導入された樹脂材料を混錬しながら先端側へ移送して溶融樹脂材料を得るスクリュ34と、スクリュ34を駆動するモータ等の駆動手段35と、溶融混錬されて得られた溶融樹脂材料が吐出される一または複数の小孔型の吐出部36とを有する。
The melt-kneading step is a step of melting a resin material obtained by crushing in a crushing step and kneading to obtain a molten resin material, which is performed by an
実施形態の押出装置30において、吐出部36は直径2〜6mm程度の小径の開口部で構成される。この吐出部36は、図2,3に示すように、複数形成されることが生産効率上好ましい。実施形態では、複数の吐出部36は、例えば、図3(a)に示すように、押出装置30の先端面に円形に配置されている。
In the
溶融混錬工程では、まず、粉砕手段20の搬送手段21から粉砕された樹脂材料が投入部32へ投入されて押出装置30の本体部31内へ導入される。そして、押出装置30の本体部31内に導入された樹脂材料は、加熱部33によりその融点に対応して十分に溶融可能な温度で加熱されて溶融されるとともに、スクリュ34の回転により溶融された樹脂材料が混錬されて溶融樹脂材料が得られる。樹脂材料の溶融温度は樹脂材料の種類に応じて適宜であるが、例えば、樹脂材料の融点より30〜80℃程度高く設定することが好ましい。設定される溶融温度が低すぎる場合は十分に溶融できないおそれがあり、高すぎる場合は溶融効果変化がなく経済的に不利となる。また、この溶融樹脂材料は、スクリュ34の回転により、混錬されながら押出装置30の先端側へ移送される。その際、必要に応じて、本体部31に真空装置等の脱気手段を設けて、溶融樹脂材料内の空気を除去(脱気)してもよい。脱気を行うことにより、溶融樹脂材料の保形性が向上する。
In the melt-kneading step, first, the resin material crushed from the transport means 21 of the crushing means 20 is charged into the charging
上記のように、溶融混錬工程は、架橋樹脂を含む樹脂材料であっても、一般的な樹脂材料の溶融混錬処理と同等の処理工程で実施される。したがって、架橋樹脂のリサイクル等に対応する特別な処理が不要であり、そのための煩雑な作業やコストの増加等を回避することができる。 As described above, the melt-kneading step is carried out in the same treatment step as the melt-kneading treatment of a general resin material even if the resin material contains a crosslinked resin. Therefore, no special treatment for recycling the crosslinked resin is required, and complicated work and cost increase for that purpose can be avoided.
押出切断工程は、押出装置30の吐出部36から押し出された溶融樹脂材料を冷却固化前に切断して長さ6mm未満のペレット状物を得る工程であって、押出装置30の吐出部36に配置された切断手段40により行われる。切断手段40は、図3に示すように、切断刃41と、切断刃41を回転させる回転手段42とを有する。実施形態の切断手段40では、図3(a)に示すように、押出装置30の先端面に円形に配置された複数の吐出部36の略中心部分に回転手段42が設けられ、切断刃41が吐出部36に近接配置されるように回転手段42から吐出部36方向へ延設されている。
The extrusion cutting step is a step of cutting the molten resin material extruded from the
押出切断工程では、押出装置30のスクリュ24の回転速度に応じて吐出部36から適宜の押出速度で押し出された溶融樹脂材料が、所定の回転速度で回転された切断手段40の切断刃41により切断されて、長さ6mm未満のペレット状物が形成される。ペレット状物の長さは、6mm以上となると、架橋樹脂の特性からペレット状物の形状を保持することが困難となる等の不具合が生じる。このペレット状物の長さは、吐出部36からの溶融樹脂材料の押出速度と、切断刃41の回転速度とを調整することによって設定される。溶融樹脂の押出速度や、切断刃41の回転速度は、押出装置30や切断手段40の性能や大きさ等に応じて決定されるものであるが、例えば、押出速度は200〜400rpm、回転速度は150〜450rpm程度である。
In the extrusion cutting step, the molten resin material extruded from the
また特に、切断刃41が吐出部36に近接配置されているため、溶融樹脂材料は押し出し直後に切断される。すなわち、溶融樹脂材料は、冷却固化前、特に押し出し時の高温状態(樹脂材料の融点以上の温度)で切断される。押し出し時の溶融樹脂材料の温度は、溶融混錬時の設定温度(樹脂材料の融点より30〜80℃程度高い温度)とほぼ同一である。冷却固化前の高温状態では、架橋樹脂を含む樹脂材料は比較的形状を保持しやすく、所定長さのペレット状物を容易に形成することができる。つまり、従来では、架橋樹脂を含む溶融樹脂材料を所定の長さに切断する前に形状を保持することができなくなって、ペレット化自体が不可能であったが、本発明では冷却して形状が保持できなくなる前の溶融樹脂材料を切断することで、所定の長さのペレット状物を得ることが可能となったのである。なお、複数の吐出部36から溶融樹脂材料を押し出して切断する場合には、得られたペレット状物が長すぎる(例えば、6mm以上)と、ペレット状物同士がくっつきやすくなって不良品が発生する等の不具合が生じる恐れがある。
Further, in particular, since the
冷却工程は、切断手段40によって切断されて得られたペレット状物を冷却固化させてペレット成形体を得る工程であって、冷却手段60によって行われる。冷却手段60は、空冷によって冷却可能な公知の空冷装置等が好適に用いられる。また、切断手段40で切断されて得られたペレット状物は、適宜の手法で冷却手段60へ移送することが可能であるが、送風手段50によりペレット状物を吹き飛ばして冷却手段(空冷装置)60へ導入させることが好ましい。 The cooling step is a step of cooling and solidifying the pellet-like product obtained by cutting by the cutting means 40 to obtain a pellet molded product, which is performed by the cooling means 60. As the cooling means 60, a known air cooling device or the like capable of cooling by air cooling is preferably used. Further, the pellet-like material obtained by being cut by the cutting means 40 can be transferred to the cooling means 60 by an appropriate method, but the pellet-like material is blown off by the blowing means 50 to cool the cooling means (air cooling device). It is preferable to introduce it to 60.
送風手段50は、切断手段40で切断された直後のペレット状物に圧縮空気を当てて吹き飛ばして冷却手段(空冷装置)60に導入する装置であって、エアコンプレッサ等の公知の送風装置が用いられる。切断手段40で切断されて得られたペレット状物は、長さが6mm未満の比較的小型な形状であることから、送風手段50の圧縮空気によって容易に吹き飛ばすことができる。また、ペレット状物が連続的に切断された場合、ペレット状物同士が接触することがある。その際、切断直後のペレット状物は高温で軟化していることから、接触したペレット状物同士が接着することがある。しかしながら、送風手段50の圧縮空気を接触しているペレット状物に当てることにより、接着したペレット状物同士を分離させて適切に吹き飛ばすことができる。このように、切断したペレット状物に送風手段50の圧縮空気を当てて吹き飛ばすことにより、ペレット状物を冷却手段(空冷装置)60へ迅速かつ適切に導入させることができる。符号51は切断手段40と冷却手段60とを連通させて送風手段50により吹き飛ばされたペレット状物を冷却手段60へ移送するための移送路である。
The blower means 50 is a device that applies compressed air to the pellets immediately after being cut by the cutting means 40 to blow them away and introduces them into the cooling means (air cooling device) 60, and is used by a known blower such as an air compressor. Be done. Since the pellet-like material obtained by being cut by the cutting means 40 has a relatively small shape having a length of less than 6 mm, it can be easily blown off by the compressed air of the blowing means 50. Further, when the pellets are continuously cut, the pellets may come into contact with each other. At that time, since the pellets immediately after cutting are softened at a high temperature, the pellets in contact with each other may adhere to each other. However, by applying the compressed air of the blower means 50 to the pellets in contact with each other, the adhered pellets can be separated from each other and appropriately blown off. By blowing the compressed air of the blower means 50 against the cut pellets in this way, the pellets can be quickly and appropriately introduced into the cooling means (air cooling device) 60.
冷却工程では、ペレット状物が空冷によって冷却されるため、ペレット状物が従来の水冷のように冷却時に冷却水等と接触することがない。ペレット状物は、水冷によって冷却した場合、水分を含んだ状態で冷却固化されることがある。冷却固化されたペレット成形体に水分が含まれていると、樹脂成形品の原材料等として使用されて成形される際に破裂する等の不具合が発生するおそれがある。そのため、ペレット状物を空冷によって冷却することにより、冷却時に水分が含まないように冷却固化されたペレット成形体を得ることができる。 In the cooling step, since the pellets are cooled by air cooling, the pellets do not come into contact with cooling water or the like during cooling unlike the conventional water cooling. When the pellet is cooled by water cooling, it may be cooled and solidified in a state of containing water. If the cooled and solidified pellet molded product contains water, problems such as bursting may occur when the pellet molded product is used as a raw material for a resin molded product and molded. Therefore, by cooling the pellet-shaped material by air cooling, it is possible to obtain a pellet molded product that has been cooled and solidified so as not to contain water during cooling.
また、冷却工程では、必要に応じて、空冷装置内を振動させながらペレット状物を冷却してもよい。空冷装置内の振動により、冷却中にペレット状物同士が接着することを回避することができるとともに、空冷装置内のペレット状物が撹拌されて効率よく冷却することができる。なお、冷却固化されたペレット成形体は、エアコンプレッサ等の送風装置による送風、吸引装置による吸引、コンベア等の搬送装置による搬送等、適宜の手法により貯留部70へ移送されて貯留される。
Further, in the cooling step, the pellet-like material may be cooled while vibrating the inside of the air cooling device, if necessary. It is possible to prevent the pellets from adhering to each other during cooling due to the vibration in the air cooling device, and the pellets in the air cooling device can be agitated and cooled efficiently. The cooled and solidified pellet molded product is transferred to and stored in the
[ペレット成形体の配合割合]
後述する試作例1〜10の配合割合(重量%)に基づいて樹脂材料を配合し、押出装置に樹脂材料を導入して、試作例1〜5は設定温度170℃、試作例6〜10は設定温度190℃で溶融混錬し、得られた溶融樹脂材料を吐出部から押し出して、吐出部に近接配置された切断手段の回転刃で切断し、得られたペレット状物を送風手段により吹き飛ばして空冷装置へ移送した後、設定温度約7℃の空冷により冷却固化してペレット成形体を製造した。なお、押出装置は、直径5mmの吐出部が16個円形に配置されており、溶融樹脂材料の押出速度を300rpmとした。また、切断手段は、回転刃の回転速度を400rpmとした。
[Mixing ratio of pellet molded product]
The resin material is blended based on the blending ratio (% by weight) of Prototype Examples 1 to 10 described later, and the resin material is introduced into the extruder. Melt-kneaded at a set temperature of 190 ° C., the obtained molten resin material was extruded from the discharge part, cut by the rotary blade of the cutting means arranged close to the discharge part, and the obtained pellet-like material was blown off by the blower means. After being transferred to an air cooling device, it was cooled and solidified by air cooling at a set temperature of about 7 ° C. to produce a pellet molded product. In the extrusion device, 16 discharge portions having a diameter of 5 mm are arranged in a circular shape, and the extrusion speed of the molten resin material is set to 300 rpm. Further, as the cutting means, the rotation speed of the rotary blade was set to 400 rpm.
[試作例1]
試作例1の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリエチレン(PE)60重量%、無架橋ポリエチレン40重量%とした。
[Prototype example 1]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 1 was 60% by weight of cross-linked polyethylene (PE) and 40% by weight of non-crosslinked polyethylene.
[試作例2]
試作例2の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリエチレン(PE)70重量%、無架橋ポリエチレン30重量%とした。
[Prototype example 2]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 2 was 70% by weight of cross-linked polyethylene (PE) and 30% by weight of non-crosslinked polyethylene.
[試作例3]
試作例3の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリエチレン(PE)80重量%、無架橋ポリエチレン20重量%とした。
[Prototype example 3]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 3 was 80% by weight of cross-linked polyethylene (PE) and 20% by weight of non-cross-linked polyethylene.
[試作例4]
試作例4の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリエチレン(PE)90重量%、無架橋ポリエチレン10重量%とした。
[Prototype example 4]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 4 was 90% by weight of cross-linked polyethylene (PE) and 10% by weight of non-crosslinked polyethylene.
[試作例5]
試作例5の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリエチレン(PE)単独(100重量%)とした。
[Prototype Example 5]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 5 was cross-linked polyethylene (PE) alone (100% by weight).
[試作例6]
試作例6の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリプロピレン(PP)60重量%、無架橋ポリプロピレン40重量%とした。
[Prototype example 6]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 6 was 60% by weight of crosslinked polypropylene (PP) and 40% by weight of non-crosslinked polypropylene.
[試作例7]
試作例7の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリプロピレン(PP)70重量%、無架橋ポリプロピレン30重量%とした。
[Prototype example 7]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 7 was 70% by weight of crosslinked polypropylene (PP) and 30% by weight of non-crosslinked polypropylene.
[試作例8]
試作例8の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリプロピレン(PP)80重量%、無架橋ポリプロピレン20重量%とした。
[Prototype Example 8]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 8 was 80% by weight of crosslinked polypropylene (PP) and 20% by weight of non-crosslinked polypropylene.
[試作例9]
試作例9の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリプロピレン(PP)90重量%、無架橋ポリプロピレン10重量%とした。
[Prototype example 9]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 9 was 90% by weight of crosslinked polypropylene (PP) and 10% by weight of non-crosslinked polypropylene.
[試作例10]
試作例10の樹脂材料の配合割合は、架橋ポリプロピレン(PP)単独(100重量%)とした。
[Prototype Example 10]
The blending ratio of the resin material of Prototype Example 10 was crosslinked polypropylene (PP) alone (100% by weight).
[評価]
試作例1〜10に関し、架橋樹脂の種類と配合割合(重量%)におけるペレット成形体の製造時の、切断後のペレット状物同士の接着、送風手段によるペレット状物の移送(吹き飛ばし)、ペレット成形体の保形性について評価した。切断後のペレット状物同士の接着では、送風手段による移送時にペレット状物同士が分離している場合は「〇」、一部のペレット状物同士が接着している場合は「△」、多くのペレット状物同士が接着している場合は「×」とした。送風手段によるペレット状物の移送(吹き飛ばし)では、ペレット状物を適切に移送可能である場合は「〇」、接着している一部のペレット状物が移送不可である場合は「△」、多くのペレット状物が移送不可(吹き飛ばない)である場合は「×」とした。ペレット成形体の保形性では、適切な大きさのペレット成形体が成形できた場合は「〇」、一部が接着により大きくなったり形が崩れた場合は「△」、多くが接着により大きくなったり形が崩れた場合は「×」とした。そして、総合評価として、接着、移送、保形性の各項目について、すべてが「〇」の場合は「〇」、1つでも「△」があり「×」がなければ「△」、1つでも「×」があれば「×」として評価した。その結果を表1に示す。
[evaluation]
Regarding Prototype Examples 1 to 10, during the production of pellet molded products in terms of the type and blending ratio (% by weight) of the crosslinked resin, adhesion of pellets after cutting, transfer of pellets by blowing means (blow-off), pellets The shape retention of the molded product was evaluated. In the adhesion between pellets after cutting, "○" when the pellets are separated from each other when transferred by a blowing means, "△" when some pellets are adhered to each other, many When the pellets of the above were adhered to each other, they were marked with "x". In the transfer (blow-off) of pellets by means of ventilation, "○" if the pellets can be transferred properly, "△" if some of the adhered pellets cannot be transferred, When many pellets cannot be transferred (do not blow off), they are marked with "x". Regarding the shape retention of the pellet molded body, "○" when a pellet molded body of an appropriate size can be molded, "△" when a part becomes larger or loses its shape due to adhesion, and most of them become larger due to adhesion. When it became or lost its shape, it was marked as "x". And, as a comprehensive evaluation, for each item of adhesion, transfer, and shape retention, if all are "○", there is "○", and if there is even one "△" and there is no "×", there is "△", one. However, if there was an "x", it was evaluated as an "x". The results are shown in Table 1.
表1から理解されるように、試作例1〜10のいずれも良好な結果が得られた。特に、架橋樹脂単独(100重量%)で構成される試作例5,10においても、結果は良好であった。架橋樹脂に無架橋樹脂が添加されるほど樹脂材料や成形体の安定性が向上することが周知であることから、架橋樹脂の配合割合は任意とすることができる。そこで、環境負荷低減を考慮すると、架橋樹脂の配合割合は50%以上が好ましいことが分かった。 As can be seen from Table 1, good results were obtained in all of Prototype Examples 1 to 10. In particular, the results were also good in Prototype Examples 5 and 10 composed of the crosslinked resin alone (100% by weight). Since it is well known that the stability of the resin material and the molded product is improved as the non-crosslinked resin is added to the crosslinked resin, the blending ratio of the crosslinked resin can be arbitrary. Therefore, in consideration of reducing the environmental load, it was found that the blending ratio of the crosslinked resin is preferably 50% or more.
[ペレット成形体の長さ]
前記のペレット製造方法の手順に基づき、架橋ポリエチレン60重量%と無架橋ポリエチレン40重量%で配合された樹脂材料を使用し、後述の試作例11〜17のように切断手段の回転刃の回転速度を変化させて切断されるペレット状物の長さを調整して、ペレット成形体を得た。
[Length of pellet molded product]
Based on the procedure of the pellet manufacturing method, a resin material blended with 60% by weight of cross-linked polyethylene and 40% by weight of non-cross-linked polyethylene is used, and the rotation speed of the rotary blade of the cutting means is as shown in Prototype Examples 11 to 17 described later. The length of the pellet-like material to be cut was adjusted by changing the above to obtain a pellet-molded product.
[試作例11]
試作例11は、切断刃の回転速度を400rpmとし、長さ約1mmに形成されたペレット成形体である。
[Prototype Example 11]
Prototype Example 11 is a pellet molded product formed with a cutting blade rotation speed of 400 rpm and a length of about 1 mm.
[試作例12]
試作例12は、切断刃の回転速度を350rpmとし、長さ約2mmに形成されたペレット成形体である。
[Prototype example 12]
Prototype Example 12 is a pellet molded product formed with a cutting blade rotation speed of 350 rpm and a length of about 2 mm.
[試作例13]
試作例13は、切断刃の回転速度を300rpmとし、長さ約3mmに形成されたペレット成形体である。
[Prototype example 13]
Prototype 13 is a pellet molded product formed with a cutting blade rotation speed of 300 rpm and a length of about 3 mm.
[試作例14]
試作例14は、切断刃の回転速度を250rpmとし、長さ約4mmに形成されたペレット成形体である。
[Prototype Example 14]
Prototype 14 is a pellet molded product formed with a cutting blade rotation speed of 250 rpm and a length of about 4 mm.
[試作例15]
試作例15は、切断刃の回転速度を200rpmとし、長さ約5mmに形成されたペレット成形体である。
[Prototype Example 15]
Prototype Example 15 is a pellet molded product formed with a cutting blade rotation speed of 200 rpm and a length of about 5 mm.
[試作例16]
試作例16は、切断刃の回転速度を150rpmとし、長さ約6mmに形成されたペレット成形体である。
[Prototype Example 16]
Prototype Example 16 is a pellet molded product formed with a cutting blade rotation speed of 150 rpm and a length of about 6 mm.
[試作例17]
試作例17は、切断刃の回転速度を100rpmとし、長さ約7mmに形成されたペレット成形体である。
[Prototype example 17]
Prototype Example 17 is a pellet molded product formed with a cutting blade rotation speed of 100 rpm and a length of about 7 mm.
[評価]
試作例11〜17に関し、ペレット成形体の製造時の、切断後のペレット状物同士の接着、送風手段によるペレット状物の移送(吹き飛ばし)、ペレット成形体の保形性について評価した。切断後のペレット状物同士の接着では、送風手段による移送時にペレット状物同士が分離している場合は「〇」、一部のペレット状物同士が接着している場合は「△」、多くのペレット状物同士が接着している場合は「×」とした。送風手段によるペレット状物の移送(吹き飛ばし)では、ペレット状物を適切に移送可能である場合は「〇」、接着している一部のペレット状物が移送不可である場合は「△」、多くのペレット状物が移送不可(吹き飛ばない)である場合は「×」とした。ペレット成形体の保形性では、適切な大きさのペレット成形体が成形できた場合は「〇」、一部が接着により大きくなったり形が崩れた場合は「△」、多くが接着により大きくなったり形が崩れた場合は「×」とした。そして、総合評価として、接着、移送、保形性の各項目について、すべてが「〇」の場合は「〇」、1つでも「△」があり「×」がなければ「△」、1つでも「×」があれば「×」として評価した。その結果を表2に示す。
[evaluation]
Regarding Prototype Examples 11 to 17, during the production of the pellet molded product, the adhesion between the pellet-shaped products after cutting, the transfer (blow-off) of the pellet-shaped products by the blowing means, and the shape retention of the pellet molded product were evaluated. In the adhesion between pellets after cutting, "○" when the pellets are separated from each other when transferred by a blowing means, "△" when some pellets are adhered to each other, many When the pellets of the above were adhered to each other, they were marked with "x". In the transfer (blow-off) of pellets by means of ventilation, "○" if the pellets can be transferred properly, "△" if some of the adhered pellets cannot be transferred, When many pellets cannot be transferred (do not blow off), they are marked with "x". Regarding the shape retention of the pellet molded body, "○" when a pellet molded body of an appropriate size can be molded, "△" when a part becomes larger or loses its shape due to adhesion, and most of them become larger due to adhesion. When it became or lost its shape, it was marked as "x". And, as a comprehensive evaluation, for each item of adhesion, transfer, and shape retention, if all are "○", there is "○", and if there is even one "△" and there is no "×", there is "△", one. However, if there was an "x", it was evaluated as an "x". The results are shown in Table 2.
表2から理解されるように、試作例11〜15(ペレット成形体の長さ約1〜5mm)は、いずれも良好な結果が得られた。また、ペレット成形体の長さが約6mmである試作例16では、ペレット状物同士の接着が一部で見られ、分離せずに接着した状態が維持されて、少量の不良品が発生した。一方、ペレット成形体の長さが約7mmである試作例17では、ペレット状物同士の接着や切断されたペレット状物の型崩が多く見られ、大量の不良品が発生した。 As can be understood from Table 2, good results were obtained in all of the prototype examples 11 to 15 (the length of the pellet molded product was about 1 to 5 mm). Further, in Prototype Example 16 in which the length of the pellet molded product was about 6 mm, adhesion between the pellet-shaped products was observed in a part, and the adhered state was maintained without separation, and a small amount of defective products were generated. .. On the other hand, in Prototype Example 17 in which the length of the pellet molded product was about 7 mm, many defective pellets were adhered to each other and the cut pellets were out of shape, and a large amount of defective products were generated.
表2に示す結果から、溶融樹脂材料を切断する長さを7mm以上とすると、所望する長さのペレット成形体を得ることが極めて困難であることがわかった。また、切断する長さを約6mmとした場合、不良品が少量発生するが、良品が多く得られた。成形精度やコスト等の兼ね合いを考慮すると、切断されるペレット状物の長さは6mm未満が好ましいと考えられる。 From the results shown in Table 2, it was found that it is extremely difficult to obtain a pellet molded product having a desired length when the length for cutting the molten resin material is 7 mm or more. Further, when the cutting length was about 6 mm, a small amount of defective products were generated, but many good products were obtained. Considering the balance between molding accuracy and cost, it is considered that the length of the pellet-like material to be cut is preferably less than 6 mm.
以上図示し説明したように、本発明の架橋樹脂のペレット製造方法は、架橋樹脂を含む溶融樹脂材料を押出装置の小孔型の吐出部から押出し、吐出部に配置された切断手段により溶融樹脂材料を冷却固化前に長さ6mm未満のペレット状物に切断するため、形状が保持できなくなる前に溶融樹脂材料が切断されて所定の長さのペレット状物を得ることができる。したがって、従来ペレット化が極めて困難であった架橋樹脂を含む樹脂材料を所定長さで適切にペレット化することが可能となる。また、架橋樹脂を含む樹脂材料の溶融混錬時に煩雑な作業が不要でコストの増加も回避でき、一般的なペレット製造方法とそん色ない作業性やコストでペレット成形体を製造することができる。 As illustrated and described above, in the method for producing a pellet of a crosslinked resin of the present invention, a molten resin material containing the crosslinked resin is extruded from a small hole type ejection portion of an extruder, and the molten resin is extruded by a cutting means arranged in the ejection portion. Since the material is cut into pellets having a length of less than 6 mm before cooling and solidifying, the molten resin material can be cut to obtain pellets having a predetermined length before the shape cannot be maintained. Therefore, it becomes possible to appropriately pelletize a resin material containing a crosslinked resin, which has been extremely difficult to pelletize in the past, with a predetermined length. In addition, complicated work is not required during melt kneading of the resin material containing the crosslinked resin, and an increase in cost can be avoided, and a pellet molded product can be manufactured with workability and cost comparable to those of a general pellet manufacturing method. ..
以上のとおり、本発明の架橋樹脂のペレット製造方法は、架橋樹脂を含む溶融樹脂材料を冷却固化前に長さ6mm未満のペレット状物に切断することにより、架橋樹脂を含む樹脂材料を適切にペレット化することができる。そのため、従来ペレット化できずに産業廃棄物として処理されていた架橋樹脂を含む廃棄物をリサイクル材料として利用することが可能となり、環境負荷低減への貢献が期待できる。 As described above, in the method for producing pellets of a crosslinked resin of the present invention, a resin material containing a crosslinked resin is appropriately cut by cutting a molten resin material containing the crosslinked resin into pellets having a length of less than 6 mm before cooling and solidifying. It can be pelletized. Therefore, waste containing crosslinked resin, which could not be pelletized and treated as industrial waste, can be used as a recycled material, which can be expected to contribute to reduction of environmental load.
10 ペレット製造装置
20 粉砕手段
21 搬送手段
30 押出装置
31 本体部
32 投入部
33 加熱部
34 スクリュ
35 駆動手段
36 吐出部
40 切断手段
41 切断刃
42 回動手段
50 送風手段
51 移送路
60 冷却手段
70 貯留部
10
Claims (5)
ことを特徴とする架橋された樹脂のペレット製造方法。 The resin material containing the crosslinked resin is melt-kneaded, the obtained molten resin material is extruded from the small hole type discharge portion of the extruder, and the molten resin material extruded by the cutting means arranged in the discharge portion is used. A method for producing pellets of a crosslinked resin, which comprises cutting into pellets having a length of less than 6 mm before cooling and solidifying.
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