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特許7478494アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法及び装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-24
(45)【発行日】2024-05-07
(54)【発明の名称】アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法及び装置
(51)【国際特許分類】
B29B 17/04 20060101AFI20240425BHJP
【ＦＩ】
B29B17/04 ZAB
【請求項の数】
16
(21)【出願番号】P 2023523254
(86)(22)【出願日】2022-12-23
(86)【国際出願番号】 JP2022047509
(87)【国際公開番号】W WO2023157467
(87)【国際公開日】2023-08-24
【審査請求日】2023-04-17
(31)【優先権主張番号】P 2022021572
(32)【優先日】2022-02-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】511166758
【氏名又は名称】東和ケミカル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】240000327
【弁護士】
【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】棚窪寛志
(72)【発明者】
【氏名】棚窪重博
(72)【発明者】
【氏名】小柳三穂
【審査官】岡田 三恵
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－０２５７３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】欧州特許出願公開第０２６８２４２１（ＥＰ，Ａ１）
【文献】特開２００６－１９２７４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－００６６０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－００７８９９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｂ １７／０４
Ｃ０８Ｊ １１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したアルミニウム箔複合フィルムを、固定刃と、ローターに装着された超硬刃とによって粉砕してアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を形成する粉砕ステップと、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体が粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過する粉砕機スクリーンメッシュ部材通過ステップと、
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過したアルミニウム箔複合フィルム粉砕体をアルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したまま加熱及び加圧してゲル化する混練押出ステップと、
前記混練押出ステップを経たゲル状のアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を、アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したまま前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法より小さい開き目寸法の混練押出機スクリーンメッシュ部材を通過させる混練押出機スクリーンメッシュ部材通過ステップと
を有することを特徴とするアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項2】
前記混練押出ステップの加熱が、複合フィルム粉砕体の剪断摩擦熱による加熱を含むことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項3】
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目が、円形であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項4】
前記混練押出機スクリーンメッシュ部材の開き目が、正方形であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項5】
前記混練押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に増量充填材を添加することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項6】
前記混練押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に着色剤を添加することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項7】
前記混練押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に抗菌剤を添加することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項8】
前記押出成形フィルムが、二軸延伸処理をされたものであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法。
【請求項9】
アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したアルミニウム箔複合フィルムを、固定刃と、ローターに装着された超硬刃とによって粉砕するアルミニウム箔複合フィルム粉砕機と、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕機がアルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したまま粉砕したアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を通過させる粉砕機スクリーンメッシュ部材と、
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過した前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体を、アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したまま加熱及び加圧してゲル化する混練押出機と、
前記ゲル状のアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を通過させる混練押出機スクリーンメッシュ部材であって、前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法より小さい開き目寸法の前記混練押出機スクリーンメッシュ部材と
を有することを特徴とするアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【請求項10】
前記混練押出機の少なくとも一部の熱が、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の剪断摩擦熱であることを特徴とする請求項９に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【請求項11】
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目が、円形であることを特徴とする請求項9に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【請求項12】
前記混練押出機スクリーンメッシュ部材の開き目が、正方形であることを特徴とする請求項９に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【請求項13】
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に成形材料充填材を添加する成形材料増量充填材添加部を有することを特徴とする請求項９に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【請求項14】
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に着色剤を添加する着色剤添加部を有することを特徴とする請求項9に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【請求項15】
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に抗菌剤を添加する抗菌剤添加部を有することを特徴とする請求項9に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【請求項16】
前記押出成形フィルムが、二軸延伸処理をされていることを特徴とする請求項９に記載のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アルミニウム箔に押出成形フィルムを積層したアルミニウム箔複合フィルムを粉砕して製造するアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
アルミニウム箔は、酸素遮蔽性、耐水性、耐油性、電波遮蔽性、電波反射性、赤外線反射性、紫外線反射性、遮光性、耐熱性等の性質・機能を有していることが知られている。アルミニウム蒸着フィルムやアルミニウム箔複合フィルムは、アルミニウムのこれらの性質・機能を活かして、食品、薬品の包装資材等として多年に亘り広く使用されている。
アルミニウム箔複合フィルムに使用されるアルミニウム箔の厚さは、ＪＩＳによれば、６μ～０．２mmである。アルミニウム蒸着は、アルミニウム金属粒子が積層されており、アルミニウム蒸着層の厚さは、最大１００nm、通常約４０～５０nmであると言われている。
アルミニウム箔複合フィルムに使用されるアルミニウム箔の厚さは、ＪＩＳによれば、６μ～０．２mmである。アルミニウム蒸着は、アルミニウム金属粒子が積層されており、アルミニウム蒸着層の厚さは、最大１００nm、通常約４０～５０nmであると言われている。
【0003】
アルミニウムは、ボーキサイトを膨大な電力を使用して精錬することによって製造される。日本では、電力が高価なことにより前記精錬が全く行われなくなり、電力コストの低い日本以外の国で精錬された粗アルミニウムインゴットを輸入し、アルミニウム最終製品にする加工を行っているのが現状である。
【0004】
アルミニウム製品の製造に関する上述した現状に鑑み、日本では、不要になったアルミニウム含有製品、例えばアルミニウム箔複合フィルム製品の製造時の端材や前出しロス部分、アルミニウム箔複合フィルム包装材の印刷内容の変更等により不要になったアルミニウム箔含有製品等を、都市型資源として活用することが行われている。
【0005】
アルミニウムを含む資材を回収してアルミニウムをリサイクルする従来技術の一つは、アルミニウム蒸着層を有する複層フィルムを用いた成形用材料ペレットの製造方法である（例えば、特許文献１参照）。
該製造方法は、リサイクル材であるアルミニウム蒸着層を有する積層フィルムの断裁品、粉砕品等に、アルミニウム蒸着層を有しない熱可塑性樹脂フィルム又は熱可塑性樹脂成形品の粉砕物を配合し、溶融混練押出機により溶融混練し、ペレットに成形する成形用材料ペレットの製造方法であって、前記アルミニウム蒸着層を有する積層フィルムが、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリアミド系樹脂フィルム及びポリエステル系樹脂フィルムの中から選ばれる少なくとも２層からなり、かつ前記積層フィルムのいずれか１層がアルミニウム蒸着層を有すること、及び溶融混練押出機として、第一混練単軸押出機と、これに直列に配置した第二多軸混練押出機とを用いて溶融混練すること、を特徴とするアルミニウム蒸着層を有する積層フィルムを用いた成形用材料ペレットの製造方法である。
該製造方法は、リサイクル材であるアルミニウム蒸着層を有する積層フィルムの断裁品、粉砕品等に、アルミニウム蒸着層を有しない熱可塑性樹脂フィルム又は熱可塑性樹脂成形品の粉砕物を配合し、溶融混練押出機により溶融混練し、ペレットに成形する成形用材料ペレットの製造方法であって、前記アルミニウム蒸着層を有する積層フィルムが、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリアミド系樹脂フィルム及びポリエステル系樹脂フィルムの中から選ばれる少なくとも２層からなり、かつ前記積層フィルムのいずれか１層がアルミニウム蒸着層を有すること、及び溶融混練押出機として、第一混練単軸押出機と、これに直列に配置した第二多軸混練押出機とを用いて溶融混練すること、を特徴とするアルミニウム蒸着層を有する積層フィルムを用いた成形用材料ペレットの製造方法である。
【0006】
アルミニウムを含む包装資材をリサイクルする他の従来技術として、「低温焙焼による樹脂分の熱分解による燃料油化、残アルミニウム箔の回収」と称されるものが実施されている（例えば、非特許文献１参照）。この従来技術は、回収したアルミニウム箔複合フィルムを粉砕し、該粉砕体を加熱して、積層されていた樹脂成分を熱分解して低分子量化・液状化して粉砕アルミニウム箔と分離する。残った粉砕アルミニウム箔は、アルミニウム地金として使用される。分離された液状の樹脂成分は、燃料油化され、重油助燃剤（重油代替品）、還元剤代替品、あるいは石炭代替品等として使用される。
【0007】
上述した従来技術のアルミニウム蒸着層を有する積層フィルムを用いた成形用材料ペレットの製造方法においては、アルミニウム蒸着層がアルミニウム箔に比較して非常に薄いため、アルミニウム蒸着層を有する積層フィルムのアルミニウム含有率が非常に少ない。すなわち、一般的に、包装材、装飾品、建材等のアルミニウム箔複合フィルムに使用されているアルミニウム箔の厚さは、アルミニウム蒸着層の厚さの約１００倍であり、アルミニウム蒸着層を有するもののリサイクルは、アルミニウムの回収効率が非常に低いという問題がある。
【0008】
従来技術の「低温焙焼による樹脂分の燃料油化、残アルミニウム箔の回収」は、アルミニウム蒸着層よりはるかに厚いアルミニウム箔を有するアルミニウム箔複合フィルムを全部使用するため、アルミニウムを効率良くリサイクルできる。
この方法「低温焙焼による樹脂分の燃料油化、残アルミ箔の回収」によるリサイクルは、アルミニウムのリサイクルについてのみに注目すると、新地金のアルミニウムだけを使用する場合と比べて、約３％のエネルギーしか消費しないという利点がある（非特許文献２参照）。
この方法「低温焙焼による樹脂分の燃料油化、残アルミ箔の回収」によるリサイクルは、アルミニウムのリサイクルについてのみに注目すると、新地金のアルミニウムだけを使用する場合と比べて、約３％のエネルギーしか消費しないという利点がある（非特許文献２参照）。
【0009】
一方、上述した「低温焙焼による樹脂分の燃料油化、残アルミ箔の回収」によれば、アルミ箔複合フィルムは一次的には１００％リサイクルされることになる。しかし、リサイクルされた重油助燃剤（重油代替品）として燃料油化された積層樹脂成分は、その後燃焼されることによってＣＯ２を排出するので、ＣＯ２の削減効果は極めて限定的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特許第５３５７２９９号
【非特許文献】
【0011】
【文献】平成２３年３月に設けられた財団法人アルミニュウム協会のホームページに開示されたクリーンジャパンセンター「リサイクルによる低炭素社会形成の促進に関する調査研究報告書」（２１頁）
【文献】社団法人日本アルミニウム協会発行「地球温暖化防止はアルミニウムが決めて」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本発明は、アルミニウム箔複合フィルムのリサイクルに関する上述した問題に鑑みてなされたものであって、アルミニウム箔複合フィルムを効率よく粉砕し、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体のアルミニウム箔成分も、積層した押出成形フィルム成分も、接着層成分も１００％成形材料としてリサイクルできるアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
第一発明は、
アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したアルミニウム箔複合フィルムを粉砕してアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を形成する粉砕ステップと、
前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体が粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過する粉砕機スクリーンメッシュ部材通過ステップと、
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過したアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を加熱及び加圧してゲル化する混練押出ステップと、
前記混練押出ステップを経たゲル状のアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を、前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法より小さい開き目寸法の混練押出機スクリーンメッシュ部材を通過させる混練押出機スクリーンメッシュ部材通過ステップと
を有することを特徴とするアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法である。
アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したアルミニウム箔複合フィルムを粉砕してアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を形成する粉砕ステップと、
前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体が粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過する粉砕機スクリーンメッシュ部材通過ステップと、
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過したアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を加熱及び加圧してゲル化する混練押出ステップと、
前記混練押出ステップを経たゲル状のアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を、前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法より小さい開き目寸法の混練押出機スクリーンメッシュ部材を通過させる混練押出機スクリーンメッシュ部材通過ステップと
を有することを特徴とするアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法である。
【0014】
第二発明は、
アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したアルミニウム箔複合フィルムを粉砕するアルミニウム箔複合フィルム粉砕機と、
前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕機が粉砕したアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を通過させる粉砕機スクリーンメッシュ部材と、
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過した前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体を加熱及び加圧してゲル化する混練押出機と、
前記ゲル状のアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を通過させる混練押出機スクリーンメッシュ部材であって、前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法より小さい開き目寸法の前記混練押出機スクリーンメッシュ部材と
を有することを特徴とするアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置である。
アルミニウム箔の表面に接着層を介して押出成形フィルムを積層したアルミニウム箔複合フィルムを粉砕するアルミニウム箔複合フィルム粉砕機と、
前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕機が粉砕したアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を通過させる粉砕機スクリーンメッシュ部材と、
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材を通過した前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体を加熱及び加圧してゲル化する混練押出機と、
前記ゲル状のアルミニウム箔複合フィルム粉砕体を通過させる混練押出機スクリーンメッシュ部材であって、前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法より小さい開き目寸法の前記混練押出機スクリーンメッシュ部材と
を有することを特徴とするアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造装置である。
【0015】
ここで、粉砕機スクリーンメッシュ部材及び混練押出機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法とは、スクリーンメッシュ部材の開き目が円形である場合はその直径であり、正方形である場合はその内接円の直径である。
【0016】
第一発明の望ましい態様を以下に示す。
前記混練押出ステップの加熱が、複合フィルム粉砕体の剪断摩擦熱による加熱を含むことを特徴とする。
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目が、円形であることを特徴とする。
前記混練押出機スクリーンメッシュ部材の開き目が、正方形であることを特徴とする。
前記混押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に増量充填材を添加することを特徴とする。
前記混練押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に着色剤を添加することを特徴とする。
前記混練押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に抗菌剤を添加することを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、一軸延伸処理をされたものであることを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、二軸延伸処理をされたものであることを特徴とする。
前記混練押出ステップの加熱が、複合フィルム粉砕体の剪断摩擦熱による加熱を含むことを特徴とする。
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目が、円形であることを特徴とする。
前記混練押出機スクリーンメッシュ部材の開き目が、正方形であることを特徴とする。
前記混押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に増量充填材を添加することを特徴とする。
前記混練押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に着色剤を添加することを特徴とする。
前記混練押出ステップにおいて、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に抗菌剤を添加することを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、一軸延伸処理をされたものであることを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、二軸延伸処理をされたものであることを特徴とする。
【0017】
第二発明の望ましい態様を以下に示す。
前記混練押出機の少なくとも一部の熱が、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の剪断摩擦熱であることを特徴とする。
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目が、円形であることを特徴とする。
前記混練押出機スクリーンメッシュ部材の開き目が、正方形であることを特徴とする。
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に成形材料増量充填材を添加する成形材料増量充填材添加部を有することを特徴とする。
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に着色剤を添加する着色剤添加部を有することを特徴とする。
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に抗菌剤を添加する抗菌剤添加部を有することを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、一軸延伸処理をされていることを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、二軸延伸処理をされていることを特徴とする。
前記混練押出機の少なくとも一部の熱が、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の剪断摩擦熱であることを特徴とする。
前記粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目が、円形であることを特徴とする。
前記混練押出機スクリーンメッシュ部材の開き目が、正方形であることを特徴とする。
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に成形材料増量充填材を添加する成形材料増量充填材添加部を有することを特徴とする。
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に着色剤を添加する着色剤添加部を有することを特徴とする。
前記混練押出機が、前記アルミニウム箔複合フィルム粉砕体に抗菌剤を添加する抗菌剤添加部を有することを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、一軸延伸処理をされていることを特徴とする。
前記押出成形フィルムが、二軸延伸処理をされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法及び装置によれば、アルミニウム箔複合フィルムを効率よく粉砕し、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体のアルミニウム箔成分も、積層した押出成形フィルム成分も、接着層成分も１００％成形材料としてリサイクルできるアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法及び装置が提供される。
【0019】
以下に、本発明のアルミ箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造方法及び装置の構成及び効果を、さらに詳しく具体的に説明する。
アルミニウム箔複合フィルムのアルミニウム箔の回収を低コストで完全かつ効率的に行うことができる。アルミニウム箔複合フィルム粉砕体は、その混練剪断摩擦熱によって約２３０℃に昇温してゲル化される。従って、混練押出機内において無酸素状態下であって、アルミニウム箔が酸化アルミニウムに変化することなく、回収したアルミニウム箔全体をそのまま再利用可能な状態で完全にリサイクルすることができる。
ただし、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の温度制御のために、加熱装置、冷却装置等をさらに設けることを妨げるものではない。
アルミニウム箔複合フィルムのアルミニウム箔の回収を低コストで完全かつ効率的に行うことができる。アルミニウム箔複合フィルム粉砕体は、その混練剪断摩擦熱によって約２３０℃に昇温してゲル化される。従って、混練押出機内において無酸素状態下であって、アルミニウム箔が酸化アルミニウムに変化することなく、回収したアルミニウム箔全体をそのまま再利用可能な状態で完全にリサイクルすることができる。
ただし、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の温度制御のために、加熱装置、冷却装置等をさらに設けることを妨げるものではない。
【0020】
アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を大きくして、粉砕効率の向上やリサイクル成形材料の低コスト化を実現できる。
アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料のアルミニウム箔粉砕体の個々の寸法が、アルミ箔複合フィルムリサイクル成形材料を使用する射出成形機金型のゲート寸法より大きいと、前記アルミニウム箔粉砕体が前記射出成形機金型のゲートを通過できず、ゲートでゲート詰まりが発生する。
アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料のアルミニウム箔粉砕体の個々の寸法が、アルミ箔複合フィルムリサイクル成形材料を使用する射出成形機金型のゲート寸法より大きいと、前記アルミニウム箔粉砕体が前記射出成形機金型のゲートを通過できず、ゲートでゲート詰まりが発生する。
【0021】
このゲート詰まりを防ぐため、常識的には、アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料に含まれるアルミニウム箔粉砕体の寸法を前記ゲート寸法より小さくすることが必要であると考える。
一方、アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料に含まれるアルミニウム箔粉砕体の寸法を所定寸法すなわち前記ゲート寸法以下にしようとすると、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を、前記所定ゲート寸法以下にすることが必要であると考えられる。
一方、アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料に含まれるアルミニウム箔粉砕体の寸法を所定寸法すなわち前記ゲート寸法以下にしようとすると、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を、前記所定ゲート寸法以下にすることが必要であると考えられる。
【0022】
しかし、本発明者は、以下のことを実験で確認した。積層したアルミニウム箔複合フィルムのアルミニウム箔の表面に押出成形フィルムを貼着したまま粉砕すると、アルミニウム箔複合フィルムの粉砕体のアルミニウム箔は、平面状である。しかし、アルミニウム箔複合フィルムの粉砕体を、例えば２３０℃に加熱して混練すると、押出成形フィルムを構成していた合成樹脂は軟化してゲル化する。その結果、押出成形フィルムを構成していた合成樹脂は収縮変形し、接着層で貼着していたアルミニウム箔粉砕体も一緒に収縮させられて、縮径化する。
インターネットのWikipedia“アルミ箔”によると、装飾、建材、包装などもっとも一般的な用途では、純度９９．３％以上のものが使われている。他方、日刊工業新聞社発行「アルミニウム大全」（第５５頁第３行～第５行）によると、アルミニウム合金は、２００℃以上では急速に引張強さが低下し、曲げ弾性率も低くなると解説され、他方合成樹脂はこの温度ではゲル化する。本発明は、前記混錬押出ステップにおいて、アルミニウム箔の曲げ弾性率の温度変化と、前記押出成形フィルムのゲル化による縮径化を賢く組み合わせている。
インターネットのWikipedia“アルミ箔”によると、装飾、建材、包装などもっとも一般的な用途では、純度９９．３％以上のものが使われている。他方、日刊工業新聞社発行「アルミニウム大全」（第５５頁第３行～第５行）によると、アルミニウム合金は、２００℃以上では急速に引張強さが低下し、曲げ弾性率も低くなると解説され、他方合成樹脂はこの温度ではゲル化する。本発明は、前記混錬押出ステップにおいて、アルミニウム箔の曲げ弾性率の温度変化と、前記押出成形フィルムのゲル化による縮径化を賢く組み合わせている。
【0023】
この技術的現象は、本発明において、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を決めるアルミニウム箔複合フィルム粉砕装置の粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法を、射出成形機ゲート寸法すなわち混練押出機スクリーンメッシュの開き目寸法より大きくすることに活用された。
【0024】
このことがどの位産業上有利であるかということを知るために、本発明者は、アルミニウム箔複合フィルムを使用して、粉砕機の粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法を変化させ、その時の粉砕量を測定した。
粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法： 1.0mm 1.2mm 1.5mm 3.0mm
２０秒間の粉砕量 ： 0.31kg 0.38kg 0.56kg 3.08kg
１時間当たりの粉砕処理量比率 ： １.0 1.22 1.81 9.9４
この実験結果により、「アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を大きくすることは、粉砕効率を高め、粉砕電力・粉砕時間の削減をもたらす」ことが確認され、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を決める粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目は、大きい程有利であるとの結論を得た。
粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目寸法： 1.0mm 1.2mm 1.5mm 3.0mm
２０秒間の粉砕量 ： 0.31kg 0.38kg 0.56kg 3.08kg
１時間当たりの粉砕処理量比率 ： １.0 1.22 1.81 9.9４
この実験結果により、「アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を大きくすることは、粉砕効率を高め、粉砕電力・粉砕時間の削減をもたらす」ことが確認され、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体の寸法を決める粉砕機スクリーンメッシュ部材の開き目は、大きい程有利であるとの結論を得た。
【0025】
アルミニウム箔の表面から、積層されていた押出成形フィルムを剥離除去せず、アルミニウム箔に接着層を介して押出成形フィルムが貼着された状態で粉砕することによって、アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料の製造過程において、アルミニウム箔と押出成形フィルムの強固な貼着を維持できるだけでなく、本発明のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料を使用した成形品の強度を高めることができる。
すなわち、本発明においては、アルミニウム箔複合フィルムを粉砕しても、接着層によってアルミニウム箔に押出成形フィルムが貼着したままであり、混練押出機においてアルミニウムと樹脂が完全に貼着し合った状態でゲル化し、ゲル化後成形材料ペレット等になっても剛性の高い成形品を製造できる。
すなわち、本発明においては、アルミニウム箔複合フィルムを粉砕しても、接着層によってアルミニウム箔に押出成形フィルムが貼着したままであり、混練押出機においてアルミニウムと樹脂が完全に貼着し合った状態でゲル化し、ゲル化後成形材料ペレット等になっても剛性の高い成形品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【0027】
本発明のアルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料製造装置は、回収したアルミニウム箔複合フィルムを粉砕して、必要により他の成形品粉砕体、着色剤等他の材料をブレンドして、成形材料としてリサイクルする装置である。
【0028】
（リサイクル材料）
本発明の実施例でリサイクルするアルミニウム箔複合フィルムは、厚さ約１００μのアルミニウム箔複合フィルムＡＡであり、上述したように、アルミニウム箔複合フィルム製品製造時の端材や前出しロス部分、アルミニウム箔複合フィルムの包装品の印刷内容の変更等により不要になったアルミニウム箔含有製品等である。
本発明の実施例でリサイクルするアルミニウム箔複合フィルムは、厚さ約１００μのアルミニウム箔複合フィルムＡＡであり、上述したように、アルミニウム箔複合フィルム製品製造時の端材や前出しロス部分、アルミニウム箔複合フィルムの包装品の印刷内容の変更等により不要になったアルミニウム箔含有製品等である。
【0029】
アルミニウム箔複合フィルムＡＡは、図１にその断面を示すように、厚さが約８μのアルミニウム箔１０と、アルミニウム箔１０の外面（図１においては上面）に、接着層１２と、接着層１２を含めて厚さ約６２μの、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ＰＥＴ等の外面合成樹脂層１４とを有する。外面合成樹脂層１４には、商品名や充填物仕様等が印刷される。外面合成樹脂層１４を形成する合成樹脂は、押出成形フィルムであり、一軸方向または２軸方向に延伸処理されたものも含む。
アルミニウム箔複合フィルムＡＡの内面（図１においては下面）は、接着層１３、及びポリエチレン、ポリプロピレン等のヒートシール可能な内面合成樹脂層１６を有する。内は、低温でヒートシールが可能な樹脂層であって、相対向する部分が約１８０°Ｃに加熱されると両者が互いに溶着し、包装体がシールされる。
アルミニウム箔複合フィルムＡＡの内面（図１においては下面）は、接着層１３、及びポリエチレン、ポリプロピレン等のヒートシール可能な内面合成樹脂層１６を有する。内は、低温でヒートシールが可能な樹脂層であって、相対向する部分が約１８０°Ｃに加熱されると両者が互いに溶着し、包装体がシールされる。
【0030】
（アルミニウム箔複合フィルムリサイクル成形材料製造装置）
アルミニウム箔複合フィルムを回収して、リサイクル成形材料を製造する装置すなわち成形材料製造装置１００は、図２に示すように、回収したアルミニウム箔複合フィルムＡＡの切断片を粉砕する粉砕部１０２と、粉砕部１０２から供給されたアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡに、必要により他の材料をブレンドして混錬し、リサイクル成形材料ペレットＰＡを形成する造粒部２００とを有する。
アルミニウム箔複合フィルムを回収して、リサイクル成形材料を製造する装置すなわち成形材料製造装置１００は、図２に示すように、回収したアルミニウム箔複合フィルムＡＡの切断片を粉砕する粉砕部１０２と、粉砕部１０２から供給されたアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡに、必要により他の材料をブレンドして混錬し、リサイクル成形材料ペレットＰＡを形成する造粒部２００とを有する。
【0031】
（粉砕部）
粉砕部１０２は、図３に示すように、回収ホッパー１０３を備えた粉砕機１０４を、架台１０６に載置してなる。回収ホッパー１０３には、例えば一辺約２５ｃｍの四辺形に切断されたアルミニウム箔複合フィルムＡＡが投入される。
粉砕部１０２は、図３に示すように、回収ホッパー１０３を備えた粉砕機１０４を、架台１０６に載置してなる。回収ホッパー１０３には、例えば一辺約２５ｃｍの四辺形に切断されたアルミニウム箔複合フィルムＡＡが投入される。
【0032】
（粉砕機）
粉砕機１０４は、図３に示すように、ハウジング１１０の上部に、回収ホッパー１０３に連通した投入口１１３が設けられている。ハウジング１１０の中心付近には、回転軸線１１２を水平にしたローター１１４が配置されている。
ローター１１４の周囲には、複数の超硬刃１１６が等間隔をおいて取り付けられている。投入口１１３の下端部であって超硬刃１１６の回転移動領域の外側になる部分には、一対の固定刃１１８が装着されている。超硬刃１１６の回転移動領域の外側であって、投入口１１２及び固定刃１１８を除く部分には、超硬刃１１６の回転移動領域に沿って粉砕機スクリーンメッシュ部材１２０が配置されている。
粉砕機スクリーンメッシュ部材１２０は、強度を要するため、厚さ約３.０mmの鋼板に複数個の直径５.０mmの円孔すなわち粉砕排出口を複数個設けた打ち抜き部材であって、超硬刃１１６の回転移動領域の外周に沿って湾曲加工されている。直径２.０mmの円孔を複数個設けた打ち抜き部材も使用可能である。
粉砕機１０４は、図３に示すように、ハウジング１１０の上部に、回収ホッパー１０３に連通した投入口１１３が設けられている。ハウジング１１０の中心付近には、回転軸線１１２を水平にしたローター１１４が配置されている。
ローター１１４の周囲には、複数の超硬刃１１６が等間隔をおいて取り付けられている。投入口１１３の下端部であって超硬刃１１６の回転移動領域の外側になる部分には、一対の固定刃１１８が装着されている。超硬刃１１６の回転移動領域の外側であって、投入口１１２及び固定刃１１８を除く部分には、超硬刃１１６の回転移動領域に沿って粉砕機スクリーンメッシュ部材１２０が配置されている。
粉砕機スクリーンメッシュ部材１２０は、強度を要するため、厚さ約３.０mmの鋼板に複数個の直径５.０mmの円孔すなわち粉砕排出口を複数個設けた打ち抜き部材であって、超硬刃１１６の回転移動領域の外周に沿って湾曲加工されている。直径２.０mmの円孔を複数個設けた打ち抜き部材も使用可能である。
【0033】
粉砕機１０４内では、ローター１１４の回転によって、投入されたアルミニウム箔複合フィルムＡＡが、超硬刃１１６と固定刃１１８によって繰り返し切断されて粉砕される。粉砕機１０４内で粉砕されたアルミニウム箔複合フィルム粉砕体は、粉砕スクリーンメッシュ部材１２０の開き目を通過できる寸法のものだけが排出される。排出されなかった大きい寸法のアルミニウム箔複合フィルム粉砕体は、粉砕スクリーンメッシュ部材１２０の開き目を通過できる寸法になるまで繰り返し超硬刃１１６と固定刃１１８によって切断・粉砕される。
粉砕機１０４としては、ホーライ株式会社製「ＢＯ－３６０」等が使用可能である。
打ち抜き部材である粉砕スクリーンメッシュ部材１２０は、金網部材に変更可能である。
粉砕機１０４としては、ホーライ株式会社製「ＢＯ－３６０」等が使用可能である。
打ち抜き部材である粉砕スクリーンメッシュ部材１２０は、金網部材に変更可能である。
【0034】
（造粒部）
造粒部２００は、図４に示すように、混練押出機２０２、混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１、異物除去装置２１４、ダイ２１６，冷却装置２０４、引取カッター装置２０６、ペレット集荷装置２０８を順次配列してなる。
造粒部２００は、図４に示すように、混練押出機２０２、混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１、異物除去装置２１４、ダイ２１６，冷却装置２０４、引取カッター装置２０６、ペレット集荷装置２０８を順次配列してなる。
【0035】
(混練押出機)
混練押出機２０２は、図４に示すように、シリンダー２１０と、シリンダー２１０の始端側に配置された減速機付き駆動モーター部２１７と、シリンダー２１０の始端側の上方に配置されて、粉砕部１０２から供給されるアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡを受け入れる混練押出機ホッパー２１２と、シリンダー２１０内において減速機付き駆動モーター部２１７によって回動するスクリュー部材２１３とを有する。
混練押出機２０２は、図４に示すように、シリンダー２１０と、シリンダー２１０の始端側に配置された減速機付き駆動モーター部２１７と、シリンダー２１０の始端側の上方に配置されて、粉砕部１０２から供給されるアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡを受け入れる混練押出機ホッパー２１２と、シリンダー２１０内において減速機付き駆動モーター部２１７によって回動するスクリュー部材２１３とを有する。
【0036】
混練押出機２０２内においては、混練押出機ホッパー２１２から供給されたアルミニウ度下で混練剪断され、圧縮されてゲル状化され、均質化する。ゲル化したアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡは、混練押出機２０２から、混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１を通して押出される。
【0037】
混練押出機２０２には、必要に応じてアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡに酸化防止剤、例えばフェノール系やリン系の酸化防止剤、抗菌剤、着色材等を添加する添加部（図示せず）を設けることもできる。
【0038】
（混練押出機スクリーンメッシュ部材）
混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１は、シリンダー２１０の終端に配置される。混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１は、図５及び図６に示すように、金網部材であって、ステンレス製で直径０．０５ｍｍの直線状の金属線Mを、中心間隔２.０ｍｍで平行に並べた縦線群ＭＶを設け、また、縦線群ＭＶと直交させて金属線Ｍを中心間隔２.０ｍｍで平行に並べて配置した横線群ＭＨを設けている。縦線群ＭＶと横線群ＭＨは、図６に示すように、一段遅れで交互交差する織り方で編まれた平織であって、正方形の開き目２１５が形成されている。
金網部材である混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１は、金属板の打ち抜き穴部材に変更可能である。
混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１は、シリンダー２１０の終端に配置される。混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１は、図５及び図６に示すように、金網部材であって、ステンレス製で直径０．０５ｍｍの直線状の金属線Mを、中心間隔２.０ｍｍで平行に並べた縦線群ＭＶを設け、また、縦線群ＭＶと直交させて金属線Ｍを中心間隔２.０ｍｍで平行に並べて配置した横線群ＭＨを設けている。縦線群ＭＶと横線群ＭＨは、図６に示すように、一段遅れで交互交差する織り方で編まれた平織であって、正方形の開き目２１５が形成されている。
金網部材である混練押出機スクリーンメッシュ部材２１１は、金属板の打ち抜き穴部材に変更可能である。
【0039】
(異物除去装置)
異物除去装置２１４は、金網部材である異物除去スクリーンメッシュ部材２１５を有していて、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡの中に混入している不溶樹脂、砂、金属片等の異物を異物除去スクリーンメッシュ部材２１５によって除去する。
金網部材である異物除去スクリーンメッシュ部材２１５は、金属板の打ち抜き穴部材に変更可能である。
異物除去装置２１４は、金網部材である異物除去スクリーンメッシュ部材２１５を有していて、アルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡの中に混入している不溶樹脂、砂、金属片等の異物を異物除去スクリーンメッシュ部材２１５によって除去する。
金網部材である異物除去スクリーンメッシュ部材２１５は、金属板の打ち抜き穴部材に変更可能である。
【0040】
(ダイ)
ダイ２１６は、一個または複数のノズル（図示せず）を有し、ストランド状の複合フィルムストランドＳＡを形成する。形成されるストランドＳＡの数は、ゲル化してノズルから押し出されるアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡの量によって変化し、１本～４０本が例示される。
ダイ２１６は、一個または複数のノズル（図示せず）を有し、ストランド状の複合フィルムストランドＳＡを形成する。形成されるストランドＳＡの数は、ゲル化してノズルから押し出されるアルミニウム箔複合フィルム粉砕体ＣＡの量によって変化し、１本～４０本が例示される。
【0041】
(冷却装置)
冷却装置２０４は、図４に示すように、水槽２２０を有する。水槽２２０内には、ダイ２１６から押し出されたストランド状の複合フィルムストランドＳＡを案内する複数のガイドローラー２２２―１～２２２―３が配置されている。第１ガイドローラー２２２－１～２２２―３は、複合フィルムストランドＳＡの進行方向に沿って移動可能に構成されていることが望ましい。第１ガイドローラー２２２－１は、水槽２２０の底部に設けられた第１ローラー支持体２２３―１によって回動自在に支持されている。第２ガイドローラー２２２－２は、水槽２２０の底部に設けられた第２ローラー支持体２２３－２によって回動自在に支持されている。第３ガイドローラー２２２－３は、水槽２２０の上部に設けられた第３ローラー支持体２２３－３によって回動自在に支持されている。
ダイ２１６から押し出されたストランド状の複合フィルムストランドＳＡは、ダイ２１６から押し出された直後から、後述する引取カッター装置２０６の引張力によって徐々に細くなった後、冷却水Wに入ってからは冷却固化する。
冷却装置２０４は、図４に示すように、水槽２２０を有する。水槽２２０内には、ダイ２１６から押し出されたストランド状の複合フィルムストランドＳＡを案内する複数のガイドローラー２２２―１～２２２―３が配置されている。第１ガイドローラー２２２－１～２２２―３は、複合フィルムストランドＳＡの進行方向に沿って移動可能に構成されていることが望ましい。第１ガイドローラー２２２－１は、水槽２２０の底部に設けられた第１ローラー支持体２２３―１によって回動自在に支持されている。第２ガイドローラー２２２－２は、水槽２２０の底部に設けられた第２ローラー支持体２２３－２によって回動自在に支持されている。第３ガイドローラー２２２－３は、水槽２２０の上部に設けられた第３ローラー支持体２２３－３によって回動自在に支持されている。
ダイ２１６から押し出されたストランド状の複合フィルムストランドＳＡは、ダイ２１６から押し出された直後から、後述する引取カッター装置２０６の引張力によって徐々に細くなった後、冷却水Wに入ってからは冷却固化する。
【0042】
（引取カッター装置）
引取カッター装置２０６は、公知のストランド切断装置（図示せず）によって、複合フィルムストランドＳＡを回転刃（図示せず）によって切断して、規定サイズのペレット状にし、リサイクル成形材料ペレットＰＡを形成する。
引取カッター装置２０６は、公知のストランド切断装置（図示せず）によって、複合フィルムストランドＳＡを回転刃（図示せず）によって切断して、規定サイズのペレット状にし、リサイクル成形材料ペレットＰＡを形成する。
【0043】
(ペレット集荷装置)
ペレット集荷装置２０８は、引取カッター装置２０６から供給されたリサイクル成形材料ペレットＰＡを、計量して所定の容器に充填したり、袋詰めしたりする。
ペレット集荷装置２０８は、引取カッター装置２０６から供給されたリサイクル成形材料ペレットＰＡを、計量して所定の容器に充填したり、袋詰めしたりする。
【0044】
（変形例１）
ダイ２１６の出口にプレス成形機を設置し、アルミニウム箔複合フィルム溶融体を計量し、直接プレス金型に投入して、圧縮成形するプレス成形材料として使用する。
ダイ２１６の出口にプレス成形機を設置し、アルミニウム箔複合フィルム溶融体を計量し、直接プレス金型に投入して、圧縮成形するプレス成形材料として使用する。
【0045】
（変形例２）
混練機２０２の排出部にシート成形機を連結して、混練機２０２から供給されるアルミニウム箔複合フィルムの溶融体を、シート成形材料として使用する。
混練機２０２の排出部にシート成形機を連結して、混練機２０２から供給されるアルミニウム箔複合フィルムの溶融体を、シート成形材料として使用する。
【符号の説明】
【0046】
ＡＡ アルミニウム箔複合フィルム
ＣＡ アルミニウム箔複合フィルム粉砕体
ＰＡ リサイクル成形材料ペレット
ＳＡ 複合フィルムストランド
ＭＶ 縦線群
ＭＨ 横線群
１０ アルミニウム箔
１２ 接着層
１４ 外面合成樹脂層
１６ 内面合成樹脂層
１００ 成形材料製造装置
１０２ 粉砕部
１０４ 粉砕機
１１６ 超硬刃
１１８ 固定刃
１２０ 粉砕機スクリーンメッシュ部材
２００ 造粒部
２０２ 混練押出機
２０４ 冷却装置
２０６ 引取カッター装置
２１１ 混練押出機スクリーンメッシュ部材
ＣＡ アルミニウム箔複合フィルム粉砕体
ＰＡ リサイクル成形材料ペレット
ＳＡ 複合フィルムストランド
ＭＶ 縦線群
ＭＨ 横線群
１０ アルミニウム箔
１２ 接着層
１４ 外面合成樹脂層
１６ 内面合成樹脂層
１００ 成形材料製造装置
１０２ 粉砕部
１０４ 粉砕機
１１６ 超硬刃
１１８ 固定刃
１２０ 粉砕機スクリーンメッシュ部材
２００ 造粒部
２０２ 混練押出機
２０４ 冷却装置
２０６ 引取カッター装置
２１１ 混練押出機スクリーンメッシュ部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】