JP2011020298A

JP2011020298A - 樹脂製バンパーの再生方法

Info

Publication number: JP2011020298A
Application number: JP2009165526A
Authority: JP
Inventors: Shigehito Kato; 重日人加藤; Hiroki Adachi; 宏記安達; Maiko Ichikawa; 真以子市川
Original assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Sangyo Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Kojima Sangyo Co Ltd
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2009-07-14
Publication date: 2011-02-03

Abstract

【課題】樹脂製バンパーの粗破砕品からペレット化された実用レベルの再生樹脂材までを連続してスムーズに加工して再生樹脂材の大量生産を可能とする。
【解決手段】樹脂製バンパーの再生方法において、金属が除去された樹脂製バンパーの粗破砕品を、粉砕工程Ｂで塗膜が付いたままで粉砕した後、風力選別方式及び水比重差選別方式を用いた異物選別工程Ｃで異物を除去する。この粉砕樹脂材を二軸押出し機２２に投入して溶融混練しながら細紐状に押出し成形し、その成形品を切断工程Ｄで切断してペレット化する。
【選択図】図３

Description

本発明は、廃車にされる自動車から取外された樹脂製バンパーによって実用レベルの樹脂材を再生するための方法に関する。

この種の再生（リサイクル）については、例えば特許文献１に開示された技術が既に知られている。この技術では、ポリプロピレン（PP）系樹脂製バンパーの廃材に、PP系樹脂、ゴム、タルクを加えて溶融混練し、最終的にはペレット化された再生樹脂材を形成している。これにより、実用レベルの物性を備えた再生樹脂材が得られる。

特開平２００３−２６８１７５号公報

しかしながら、一般的なリサイクル材はバージン材に比べて物性がわるく、その用途が限られるとともに、特に再生樹脂材を効率よく大量に生成するのは困難とされている。
具体的には、ペレット化された再生樹脂材を生成するには、押出し機によって細紐状に押出される成形品を次の切断工程へ連続して送り出す必要があるが、樹脂材に含まれている種々の異物が原因となって細紐状の成形品が途中で切れてしまう。このため、その都度加工ラインが止まり、加工効率が低下して再生樹脂材の大量生産を困難にしている。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、樹脂製バンパーの粗破砕品からペレット化された実用レベルの再生樹脂材までを連続してスムーズに加工して再生樹脂材の大量生産を可能とすることである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
第１の発明は、樹脂製バンパーの再生方法において、金属が除去された樹脂製バンパーの粗破砕品を、粉砕工程で塗膜が付いたままで粉砕した後、風力選別方式及び水比重差選別方式を用いた異物選別工程で異物を除去する。この粉砕樹脂材を二軸押出し機に投入して溶融混練しながら細紐状に押出し成形し、その成形品を切断工程で切断してペレット化する。

このように、粉砕工程で粉砕され、かつ、異物選別工程で種々の異物が除去された粉砕樹脂材を二軸押出し機に投入して溶融混練することにより、粉砕樹脂材に付いている塗膜も樹脂材に練り込まれて均一な混練状態で押出し成形される。したがって、樹脂製バンパーから塗膜を剥がす工程を不要とし、実用レベルの樹脂材を効率よく再生できる。
また、二軸押出し機に投入される粉砕樹脂材は風力選別方式及び水比重差選別方式を用いた異物選別工程で種々の異物が除去されるため、樹脂製バンパーの粗破砕品からペレット化された再生樹脂材までを連続してスムーズに加工することができる。つまり、二軸押出し機に投入される粉砕樹脂材にバージン材を配合しなくても、この二軸押出し機によって細紐状に押出し成形される成形品が次工程に送られる途中で自然に切れる、といったライン停止の原因となる事態が解消され、加工効率を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明において、二軸押出し機の投入口の直前に、粉砕樹脂材が50〜90重量％、樹脂のベース材とゴムが5〜40重量％、タルクと顔料が5〜10重量％となるように計量して二軸押出し機に投入する。

このような重量比で各材料を二軸押出し機に投入して溶融混練を行うことにより、一般的なバージン材と同等の物性に優れた樹脂材を再生でき、この再生樹脂材によって再びバンパーを生産することが可能となる。また、二軸押出し機に投入される粉砕樹脂材と他の材料とは粒径の差が大きいが、これらを上記の重量比で二軸押出し機に投入した場合、粒径の差に伴って配合が不均一になるのを解消でき、結果として再生樹脂材の材料性能が安定することになる。

樹脂製バンパーの再生設備における前半の工程を表した概要図である。樹脂製バンパーの再生設備における後半の工程を表した概要図である。樹脂製バンパーを再生するための主要な工程を表した工程図である。廃車の樹脂製バンパーに含まれる代表的な異物の種類及び数量と除去率を表したデータ表である。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
廃車のボデーから取外された樹脂製バンパーは、予め破砕機（図示省略）によって大まかに破砕された粗破砕品として図１の切出し機１０に投入される。この粗破砕品は、図４の代表的な異物を含むとともに、樹脂製バンパー表面の塗膜が付いたままの樹脂材である。切出し機１０から排出された粗破砕品は、金属除去工程Ａにおける鉄選別機１２のマグネットコンベア１２ａによって送られ、その間に粗破砕品に混じっている鉄をマグネットコンベア１２ａで吸着して除去する。
鉄が除去された粗破砕品は、マグネットコンベア１２ａから非鉄金属選別機１３のコンベア１３ａに移されて一方向へ送られる。このコンベア１３ａによって門型の非鉄金属選別機１３を粗破砕品が通過することにより、アルミニュームなどの導電体内に例えば電磁誘導現象による渦電流を発生させ、それに伴う運動力を利用してアルミニュームなどの金属を樹脂材から選別して除去する。

金属除去工程Ａを通過した粗破砕品は、金属以外の異物を含むとともに塗膜が付いたまま、コンベア１４によって粉砕工程Ｂに送られる。この粉砕工程Ｂにおいては、防音室１５ａ内に設置された粉砕機１５によって粗破砕品が粉砕され、粉砕機１５から排出された粉砕樹脂材はパイプ通路内の空気流によって異物選別工程Ｃに搬送される。この異物選別工程Ｃでは、図４の代表的な異物のうち、テープ類等の軽い物が風力選別機１６によって除去され、砂や残留金属類が水比重差選別漕１７によって除去される。
このようにして異物が除去された粉砕樹脂材は、洗浄・脱水機１８に送られて汚れを落とした後、大粒径材選別機１９で大粒径の粉砕樹脂材が除去される。

大粒径材選別機１９から送り出された粉砕樹脂材は、パイプ通路内の空気流によって図２のストックタンク２０に送り込まれる。一方、ストックタンク２０の近くには種々の添加材料を個別に入れた個々の仕込みホッパー２６が設けられている。添加材料としては、PP系樹脂のベース材（バージン材）とゴムとの混合材、タルク、顔料の三点である。
これら三点の添加材料と粉砕樹脂材との計四点が個々の材料供給機２１によって二軸押出し機２２に供給される。

このように、四点の材料を二軸押出し機２２に供給する直前に混合することで、以下のような不具合が解消され、想定した性状の樹脂材を安定して再生することができる。
すなわち、通常の樹脂ペレットの粒径は数mm程度であるが、10数mm程度の粒径に成形することも可能である。そこで、粉砕工程Ｂでのエネルギー消費を抑えるために、粉砕樹脂材は10〜20mm程度の粒径に粉砕するが、PP系樹脂のベース材やゴムの粒径は数mm程度、タルクの粒径は数μm程度であり、粉砕樹脂材と各添加材料との粒径の差が大きい。このため、粉砕樹脂材と各添加材料とを予め混合して二軸押出し機２２のホッパーに投入すると、粒径の小さい材料が先に流れ込んだり、粉末に近いタルクがホッパー内壁に残ったりして二軸押出し機２２で押出し成形される成形品の材料配合が不均一になる。結果として樹脂ペレットの性状にばらつきが生じる。

これに対し、前述の四点材料をそれぞれの供給直前に混合するシステムにより、各材料供給機２１において粉砕樹脂材が50〜90重量％、PP系樹脂のベース材とゴムが5〜40重量％、タルクと顔料が5〜10重量％となるように計量し、かつ、混合した材料が二軸押出し機２２のホッパーに投入される。このような重量比で粉砕樹脂材と添加材料とを二軸押出し機２２のホッパーに投入することにより、樹脂ペレットの性状が均一になり、比重＝1.05±0.02、メルトフロー＝30±10ｇ/10min、シャルピー衝撃＝20±10KJ/m²の樹脂材を安定して再生することができる。

二軸押出し機２２は、周知のように所定の温度に加熱されるハウジング内で平行な二軸のスクリューが回転駆動する構造である。この二軸押出し機２２に供給された粉砕樹脂材、PP系樹脂のベース材、タルク、顔料の混合材は、溶融混練されてペースト状になり、分離フィルター２３を経て二軸押出し機２２から押し出される。このとき、ペースト状の混合材は、分離フィルター２３によって粒径が100μm程度の微細な異物が除去された後に複数の細紐状に押出し成形される。
細紐状の成形品は、切断工程Ｄに向けて途切れることなく連続して送られ、切断機２４によってペレット状に切断される。この樹脂ペレットは、パイプ通路内の空気流によって製品タンク２５に送り込まれ、この製品タンク２５内にストックされる。

粉砕工程Ｂにおいて粉砕された樹脂製バンパーには、既に説明したようにPP系樹脂の粉砕樹脂材以外にも図４で示すような各種の異物が含まれている。そこで、異物選別工程Ｃにおいて、まず風力選別機１６で軽量物を除去し、次に水比重差選別漕１７で重量物を除去することにより、異物を効率よく除去することができる。
すなわち、先に水比重差選別漕１７を用いると、風力選別機１６を用いる前に乾燥工程が必要になって効率がわるくなる。また、粉砕樹脂材には異物だけでなく、粉砕工程Ｂで生じたPP系樹脂の粉末も含まれており、これをそのまま水比重差選別漕１７に送り込むと、PP系樹脂の粉末が漕内に蓄積され、定期的に蓄積粉末を取り除く作業が余分に必要となる。
上記の異物選別工程Ｃにあっては、これらの不具合を解消することができる。なお、金属除去工程Ａ、異物選別工程Ｃ及び分離フィルター２３を用いた結果の異物除去率は、図４の「除去率」の欄に示すとおりである。

このように、異物選別工程Ｃにおいて図４の表で示す種々の異物が除去された粉砕樹脂材を添加材料と共に二軸押出し機２２に投入して溶融混練することにより、均一な混練状態の樹脂材が押出し成形される。また、二軸押出し機２２を用いることにより、粉砕樹脂材に付いている塗膜も細片化されてペースト状の樹脂材に練り込まれるため、再生された樹脂ペレットは意匠的にも塗膜片が目立たない製品になる。
上記の異物選別工程Ｃと二軸押出し機２２との併用により、再生製品（樹脂ペレット）の物性を問わなければ、粉砕樹脂材にPP系樹脂のベース材を配合しなくても、二軸押出し機２２から押出し成形される細紐状の成形品は、切断工程Ｄに向けて途切れることなく連続して送られ、樹脂ペレットを大量生産することができる。

樹脂製バンパーを再生するための主要工程は図３のとおりであり、これらの各工程を図１及び図２で示すように隣接して配置し、あるいは図１及び図２で示すようにパイプ通路で連結し、パイプ通路内を流れる空気で樹脂材を搬送することにより、搬送中に異物が混入する可能性を低くできる。この結果、細紐状の成形品が途中で切れるのをより確実に解消できる。
また、図３の工程図において、例えば特定の業者から指定の粉砕樹脂材を回収した場合は、金属除去工程Ａ及び粉砕工程Ｂを経ることなく、粉砕樹脂材を異物選別工程Ｃに供給する。この場合の粉砕樹脂材は、ストックタンク２０とは別のストックタンクに送り込んで区別しておくこともある。

２２二軸押出し機
Ｂ粉砕工程
Ｃ異物選別工程
Ｄ切断工程

Claims

金属が除去された樹脂製バンパーの粗破砕品を、粉砕工程において塗膜が付いたままで粉砕した後、風力選別方式及び水比重差選別方式を用いた異物選別工程で異物を除去し、この粉砕樹脂材を二軸押出し機に投入して溶融混練しながら細紐状に押出し成形し、その成形品を切断工程で切断してペレット化する樹脂製バンパーの再生方法。
請求項１に記載された樹脂製バンパーの再生方法であって、二軸押出し機の投入口の直前において、粉砕樹脂材が50〜90重量％、樹脂のベース材とゴムが5〜40重量％、タルクと顔料が5〜10重量％となるように計量して二軸押出し機に投入する樹脂製バンパーの再生方法。