特許 7518775 プラスチックの粉砕方法

(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】2024-07-09

(45)【発行日】2024-07-18

(54)【発明の名称】プラスチックの粉砕方法

(51)【国際特許分類】

   B02C 7/08 20060101AFI20240710BHJP

【ＦＩ】

B02C7/08

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021006753

(22)【出願日】2021-01-19

(65)【公開番号】P2022110979

(43)【公開日】2022-07-29

【審査請求日】2023-10-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000174965

【氏名又は名称】日本コークス工業株式会社

(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】関根 靖由

(72)【発明者】

【氏名】岩本 玄徳

(72)【発明者】

【氏名】奥山 杏子

【審査官】粟倉 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０８００９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２８８９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０２Ｃ ７／００―７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

刃面を向かい合わせた状態で容器内に設置された回転刃及び固定刃を備えた粉砕機によるプラスチックの粉砕方法において、
前記粉砕機は、回転軸に取り付けられた前記回転刃が、前記回転軸の軸方向から見たときに前記回転軸の軸心を中心とする周方向に並び、直線状に延びる複数の刃先を備えた回転側刃部材を有し、前記容器に固定された前記固定刃が、前記回転軸の軸方向から見たときに前記軸心を中心とする周方向に並び、直線状に延びる複数の刃先を備えた固定側刃部材を有し、前記回転側刃部材と前記固定側刃部材との間に、前記軸心側から径方向外側に向かうにつれて次第に刃面間隔が狭まる漸次縮小面間部を有するものであって、
前記粉砕機による粉砕処理前に、粉砕するプラスチックの引張破壊呼びひずみを測定する測定ステップと、
前記引張破壊呼びひずみの測定値に基づいて前記回転側刃部材及び前記固定側刃部材を選択し、粉砕処理中に前記回転軸の軸方向から見たときの前記漸次縮小面間部での刃先の向きを設定する選択ステップと、を備える
ことを特徴とするプラスチックの粉砕方法。

【請求項2】

請求項１に記載されたプラスチックの粉砕方法において、
前記選択ステップでは、前記引張破壊呼びひずみの測定値が予め決めた閾値未満のとき、前記粉砕処理中に前記回転軸の軸方向から見て、前記漸次縮小面間部で互いの刃先が交差しない前記回転側刃部材及び前記固定側刃部材を選択し、前記引張破壊呼びひずみの測定値が前記閾値以上のとき、前記粉砕処理中に前記回転軸の軸方向から見て、前記漸次縮小面間部で互いの刃先が交差する前記回転側刃部材及び前記固定側刃部材を選択する
ことを特徴とするプラスチックの粉砕方法。

【請求項3】

請求項２に記載されたプラスチックの粉砕方法において、
前記閾値は、２０％より大きく、４００％以下の値に設定されている
ことを特徴とするプラスチックの粉砕方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器内に設置された回転刃及び固定刃を備える粉砕機によるプラスチックの粉砕方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、容器内で刃面を向かい合わせた回転刃と固定刃とを備え、対向する両刃の刃面間で処理物を粉砕する乾式の粉砕機が知られている。例えば特許文献１には、回転刃及び固定刃が、中央部を凹ませた切頭円錐形状の刃面に周方向に並んだ複数の刃を備え、粉砕処理中に軸方向から見たとき、各刃の刃先が交差しない粉砕機が記載されている。このため、特許文献１に記載の粉砕機では、回転刃が回転することで、固定刃の刃先に対して回転刃の刃先が略平行な状態で接近し、通過する。

【0003】

また、例えば特許文献２には、回転刃及び固定刃が有する複数の刃の刃先が、いずれも軸心を通る直線に対して傾斜した方向に延び、粉砕処理中に軸方向から見たとき、回転刃の刃先と固定刃の刃先が交差する粉砕機が記載されている。この場合、回転刃が回転すると、固定刃の刃先に対して回転刃の刃先が一定の角度を持って接近し、通過する。すなわち、両刃先は、鋏の刃のように作用する。

【0004】

また、例えば特許文献３には、回転刃及び固定刃を冷却媒体によって冷却する粉砕機が記載されている。なお、特許文献３には、粉砕処理における温度の上昇により、処理物がプラスチックのときには、処理物が溶融して粉砕が不可能となることや、処理物が食品のときには、酸化して処理物の香りや味が失われることが記載されている。

【0005】

そして、例えば特許文献４には、より細かい微粉砕を可能にするため、回転刃及び固定刃が、それぞれ半径方向内側に配置された内刃と、半径方向外側に配置されて内刃を取り囲む外刃で構成された粉砕機が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平１０－２８８９４号公報

【文献】特開２００３－８００９２号公報

【文献】特開２０１８－１５３７５７号公報

【文献】特開２０１９－１６２６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、特許文献１～特許文献４に記載の粉砕機は、何れもプラスチックの粉砕に好適であることが記載されている。しかしながら、プラスチックの種類によっては、粉砕処理中に処理物が溶融し、適切な粒径のプラスチックを得られないという問題が生じることがあった。

【0008】

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、粒状のプラスチックを粉砕する際、処理物の溶融を抑制することができるプラスチックの粉砕方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本発明は、刃面を向かい合わせた状態で容器内に設置された回転刃及び固定刃を備えた粉砕機によるプラスチックの粉砕方法において、前記粉砕機は、回転軸に取り付けられた前記回転刃が、前記回転軸の軸方向から見たときに前記回転軸の軸心を中心とする周方向に並び、直線状に延びる複数の刃先を備えた回転側刃部材を有し、前記容器に固定された前記固定刃が、前記回転軸の軸方向から見たときに前記軸心を中心とする周方向に並び、直線状に延びる複数の刃先を備えた固定側刃部材を有し、前記回転側刃部材と前記固定側刃部材との間に、前記軸心側から径方向外側に向かうにつれて次第に刃面間隔が狭まる漸次縮小面間部を有するものであって、前記粉砕機による粉砕処理前に、粉砕するプラスチックの引張破壊呼びひずみを測定する測定ステップと、前記引張破壊呼びひずみの測定値に基づいて前記回転側刃部材及び前記固定側刃部材を選択し、粉砕処理中に前記回転軸の軸方向から見たときの前記漸次縮小面間部での刃先の向きを設定する選択ステップと、を備えている。

【発明の効果】

【0010】

これにより、本発明のプラスチックの粉砕方法では、粒状のプラスチックを粉砕する際、処理物の溶融を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１のプラスチックの粉砕方法が適用された粉砕システムを示す全体システム図である。

【図2】実施例１の粉砕機を示す概略断面図である。

【図3】実施例１の粉砕機を示す概略平面図である。

【図4】（ａ）は実施例１の粉砕機に用いる第１の内刃部材を示す平面図であり、（ｂ）は図４（ａ）のＡ－Ａ断面図である。

【図5】（ａ）は実施例１の粉砕機に用いる第２の内刃部材を示す平面図であり、（ｂ）は図５（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【図6】（ａ）第２の内刃部材を構成する分割刃を示す平面図であり、（ｂ）は図６（ａ）に示す分割刃を中心側から見たときの側面図である。

【図7】（ａ）は実施例１の粉砕機に用いる第１の外刃部材を示す平面図であり、（ｂ）は図７（ａ）のＣ－Ｃ断面図である。

【図8】（ａ）は実施例１の粉砕機に用いる第２の外刃部材を示す平面図であり、（ｂ）は図８（ａ）のＤ－Ｄ断面図である。

【図9】実施例１の粉砕機にて実行されるプラスチック粉砕処理の手順を示すフローチャートである。

【図10】物質の応力／ひずみ曲線を示す説明図である。

【図11】回転軸の軸方向から見たときに、回転刃と固定刃の刃先が交差しないことを示す説明図であり、（ａ）は軸方向から見て刃先が重なった状態を示し、（ｂ）は軸方向から見て刃先が周方向にずれた状態を示す。

【図12】回転軸の軸方向から見たときに、回転刃と固定刃の刃先が交差することを示す説明図である。

【図13】実施例１のプラスチックの粉砕方法による粉砕処理の結果と、比較例のプラスチックの粉砕方法による粉砕処理の結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明のプラスチックの粉砕方法を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

【0013】

実施例１のプラスチックの粉砕方法を適用する粉砕機１０を用いた粉砕システム１００を図１に基づいて説明する。実施例１の粉砕システム１００は、粉砕機１０と、粉砕機１０の上流に設置された供給機２０と、粉砕機１０の下流に設けられた粉体分離器３０と、を備えている。

【0014】

供給機２０は、処理物である粒状のプラスチック（粉砕処理前のプラスチック、以下、「粒状プラスチック」という）を粉砕機１０に規定量供給する装置である。供給機２０には予め粒状プラスチックが収容されており、図示しない制御装置からの命令に従って、粒状プラスチックの供給量を調整する。供給機２０と粉砕機１０とは、ペレットライン２１を介して接続されている。粒状プラスチックは、ペレットライン２１を通って所定の流量で粉砕機１０の供給口１２に連続的に供給される。

【0015】

粉砕機１０は、供給機２０から供給された粒状プラスチックを微粉状に粉砕する装置である。粉砕機１０は、図１に示すように、容器１１と、容器１１に形成された供給口１２及び排出口１３と、を有している。供給口１２には、ペレットライン２１と空気ライン２２とが接続されている。排出口１３には、輸送ライン３１が接続されている。なお、粉砕機１０の詳細な構成については後述する。

【0016】

粉体分離器３０は、粉砕機１０によって粉砕された微粉状のプラスチック（粉砕処理後のプラスチック、以下、「微粉状プラスチック」という）を捕集する装置である。粉砕機１０と粉体分離器３０とは、輸送ライン３１を介して接続されている。ここで、粉砕処理に伴う微粉状プラスチックの溶融を防ぐためには、粉砕機１０から微粉状プラスチックを速やかに排出することが好ましく、特に、多量の空気によって吹き払うように排出することが好ましい。このため、実施例１の粉砕システム１００では、粉砕機１０から微粉状プラスチックを空気輸送によって排出する。

【0017】

すなわち、粉体分離器３０に排気ライン３２を介して吸気ファン３３を接続する。吸気ファン３３によって吸引することで、空気ライン２２から粉砕機１０の供給口１２に空気が吸い込まれ、排出口１３から空気が流れ出る。これにより、粉砕機１０内の微粉状プラスチックは、輸送ライン３１を介して空気輸送される。

【0018】

輸送ライン３１を介して空気輸送された微粉状プラスチックは、漏斗状の粉体分離器３０の内部で空気から遠心分離され、ロータリーフィーダ３４を経て製品タンク３５に溜められる。一方、粉体分離器３０から排気ライン３２を介して吸気ファン３３に吸い込まれた空気は、バグフィルタ３６を経て大気へ放出される。

【0019】

さらに、粉砕機１０では、プラスチックの溶融を防ぐため、回転刃４０及び固定刃５０（図２参照）を冷却媒体で冷却し、低温に維持することが望ましい。粉砕機１０の近傍にチラーユニット１４を設置し、冷媒ライン１５、１６を介して冷却媒体を循環させることで、回転刃４０等を冷却することができる。また、回転刃４０や固定刃５０を低温にすることで容器１１内の温度が低下し、空気輸送に使用される空気も冷却される。このため、粉砕機１０の容器１１や輸送ライン３１の内部で結露する可能性があるので、空気輸送には乾燥した空気を使用することが望ましい。

【0020】

実施例１の粉砕機１０は、図２及び図３に示すように、扁平な円筒形状の容器１１に、刃面を向かい合わせた状態で回転刃４０及び固定刃５０を配置し、向かい合った刃面間で処理物（粒状プラスチック）を粉砕する乾式粉砕機である。

【0021】

容器１１は、一方の端壁に蓋部材１１ａが装着されている。蓋部材１１ａの中央部には、円筒状の供給口１２が形成されている。また、容器１１の他方の端壁１１ｂには、供給口１２に対向する位置に貫通孔１１ｃが形成されている。さらに、容器１１の周壁１１ｄには、図３に示すように、排出口１３が形成されている。

【0022】

貫通孔１１ｃには、回転軸１７が挿通されており、容器１１に差し込まれた回転軸１７の先端に回転刃４０が固定されている。回転軸１７は、図示しない軸受部を介して容器１１に対して回転可能に支持される。また、貫通孔１１ｃと回転軸１７との隙間は、図示しない軸封部によって封鎖されている。そして、回転軸１７の駆動側の端部（基端部）には図示しない駆動機構が接続されており、図示しない制御装置からの命令に従って、回転軸１７を回転させる。ここで、回転軸１７の軸方向の中心線が軸心O１であり、回転刃４０は軸心O１を中心に回転する。軸心O１は、供給口１２の中心O２に一致している。

【0023】

さらに、回転軸１７には、冷媒ライン１５、１６に接続され、冷却媒体が流れる冷却通路１７ａが形成されている。冷却通路１７ａは、図２では一つの通路として簡略化して示しているが、実際には冷却媒体が流入する通路と、冷却媒体が流出する通路の２つの通路により構成されている。回転軸１７の駆動側の端部には、図示しないロータリージョイントが設けられ、冷却通路１７ａを介して冷却媒体の供給と排出を行うことが可能である。

【0024】

回転刃４０は、図２に示すように、回転側保持部材４１と、回転側刃部材４２と、を有している。回転側保持部材４１は、中央部に回転軸１７が固定され、内部に回転側冷却空間４３が形成された円板部材である。回転側冷却空間４３は、回転軸１７に形成された冷却通路１７ａに連通し、冷却媒体が流通する。

【0025】

回転側刃部材４２は、回転側保持部材４１の表面に形成された凹部に嵌合し、回転側保持部材４１に固定されている。実施例１の回転側刃部材４２は、回転軸１７の軸心O１を中心とするリング状の回転側内刃４４と、回転側内刃４４を取り囲むリング状の回転側外刃４５と、を有している。

【0026】

回転側内刃４４は、固定刃５０に対向すると共に、径方向内側が径方向外側よりもへこんだ傾斜面の刃面（以下、「内側回転刃面４４ａ」という）を有している。回転側外刃４５は、固定刃５０に対向すると共に、高さが一定の刃面（以下、「外側回転刃面４５ａ」という）を有している。

【0027】

内側回転刃面４４ａ及び外側回転刃面４５ａには、いずれも先端が鋭く尖った多数の凹凸からなる刃が形成されている。各刃の刃先は、回転軸１７の軸心O１を中心とする周方向に並んでおり、回転軸１７の軸方向から見たときに直線状に延びている。なお、回転側内刃４４は、処理物である粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみに基づいて、後述する第１の内刃部材１１０又は第２の内刃部材１２０のいずれかが用いられる。また、回転側外刃４５は、後述する第１の外刃部材１３０又は第２の外刃部材１４０のいずれかが用いられる。

【0028】

固定刃５０は、蓋部材１１ａの内側面に固定され、図２に示すように、固定側保持部材５１と、固定側刃部材５２と、を有している。固定側保持部材５１は、中央部に供給貫通孔５３ａが形成され、内部に固定側冷却空間５３が形成されたリング状部材である。固定側保持部材５１は、供給貫通孔５３ａが供給口１２に対向した状態で蓋部材１１ａに取り付けられている。供給口１２から供給された粒状プラスチックは、供給貫通孔５３ａを経て回転刃４０と固定刃５０との間に供給される。また、蓋部材１１ａ及び固定側保持部材５１には、冷媒ライン１５、１６に接続された図示しない冷却通路が形成されている。固定側冷却空間５３は、図示しない冷却通路に連通し、冷却媒体が流通する。

【0029】

固定側刃部材５２は、固定側保持部材５１の表面に形成された凹部に嵌合し、固定側保持部材５１に固定されている。実施例１の固定側刃部材５２は、供給口１２の中心O２を中心とするリング状の固定側内刃５４と、固定側内刃５４を取り囲むリング状の固定側外刃５５と、を有している。

【0030】

固定側内刃５４は、回転刃４０に対向すると共に、径方向内側が径方向外側よりもへこんだ傾斜面の刃面（以下、「内側固定刃面５４ａ」という）を有している。固定側外刃５５は、回転刃４０に対向すると共に、高さが一定の刃面（以下、「外側固定刃面５５ａ」という）を有している。

【0031】

内側固定刃面５４ａ及び外側固定刃面５５ａには、いずれも先端が鋭く尖った多数の凹凸からなる刃が形成されている。各刃の刃先は、供給口１２の中心O２を中心とする周方向に並んでおり、回転軸１７の軸方向から見たときに直線状に延びている。なお、固定側内刃５４は、処理物である粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみに基づいて、後述する第１の内刃部材１１０又は第２の内刃部材１２０のいずれかが用いられる。また、固定側外刃５５は、後述する第１の外刃部材１３０又は第２の外刃部材１４０のいずれかが用いられる。

【0032】

さらに、内側回転刃面４４ａ及び内側固定刃面５４ａが、いずれも径方向内側が径方向外側よりもへこんだ傾斜面となっていることから、回転側内刃４４と固定側内刃５４との間には、回転軸１７の軸心O１から径方向外側に向かうにつれて次第に刃面間隔Ｇが狭まる漸次縮小面間部６１が形成されている。すなわち、回転側内刃４４が、漸次縮小面間部６１を形成する回転側刃部材４２となり、固定側内刃５４が、漸次縮小面間部６１を形成する固定側刃部材５２となる。

【0033】

また、外側回転刃面４５ａ及び外側固定刃面５５ａが、いずれも高さが一定に設定されたことから、回転側外刃４５と固定側外刃５５との間には、刃面間隔Ｇが一定になった一定面間部６２が形成されている。なお、一定面間部６２の刃面間隔Ｇは、漸次縮小面間部６１の最小刃面間隔と同じ大きさになっている。

【0034】

以下、回転側内刃４４及び固定側内刃５４に用いられる内刃部材について説明する。

【0035】

図４（ａ）、（ｂ）に示す第１の内刃部材１１０は、刃面１１１に周方向に並ぶ複数の刃が形成され、各刃の刃先１１２は、中心Oを通る放射状に延びている。すなわち、第１の内刃部材１１０の各刃の刃先１１２は、中心Oを通る径方向に沿って延びる。なお、第１の内刃部材１１０の中心Oは、第１の内刃部材１１０が回転側内刃４４又は固定側内刃５４として用いられた際、回転軸の軸心O１又は供給口１２の中心O２に一致する。また、刃面１１１は、径方向内側が径方向外側よりもへこんだ傾斜面になっている（図４（ｂ）参照）。

【0036】

図５（ａ）、（ｂ）に示す第２の内刃部材１２０は、図６（ａ）に示す分割刃１２５を、中心Oを取り囲むリング状に組み合わせて形成されている。なお、第２の内刃部材１２０の中心Oも、第２の内刃部材１２０が回転側内刃４４又は固定側内刃５４として用いられた際、回転軸の軸心O１又は供給口１２の中心O２に一致する。

【0037】

各分割刃１２５の刃面１２１には複数の刃が形成され、各刃の刃先１２２は、第２の内刃部材１２０の中心Oを通る径方向に対して傾斜した方向に沿って直線状に延びている。つまり、第２の内刃部材１２０の各刃の刃先１２２は、延在方向が中心Oを通る径方向と交差する。また、分割刃１２５は、分割端面１２６に沿った分割溝１２７を有している。分割溝１２７は、図６（ｂ）に示すように、刃面１２１に形成されたへこみである。図５（ａ）に示すように、分割刃１２５を組み合わせた際、隣接する分割溝１２７が突き当てられ、中心Oを通る放射状に延びるへこみが刃面１２１に形成される。分割溝１２７を形成したことで、粉砕処理中に処理物が分割端面１２６の突き合わせ部分に引っ掛かって流れにくくなることを抑制できる。また、刃面１２１は、径方向内側が径方向外側よりもへこんだ傾斜面になっている（図５（ｂ）参照）。

【0038】

以下、回転側外刃４５又は固定側外刃５５に用いられる外刃部材について説明する。

【0039】

図７（ａ）、（ｂ）に示す第１の外刃部材１３０は、刃面１３１に周方向に並ぶ複数の刃が形成され、各刃の刃先１３２は、中心Oを通る放射状に延びている。すなわち、第１の外刃部材１３０の各刃の刃先１３２は、中心Oを通る径方向に沿って延びる。なお、第１の外刃部材１３０の中心Oも、第１の外刃部材１３０が回転側外刃４５又は固定側外刃５５として用いられた際、回転軸の軸心O１又は供給口１２の中心O２に一致する。また、刃面１３１は、中心Oに直交する平面になっている（図７（ｂ）参照）。

【0040】

図８（ａ）、（ｂ）に示す第２の外刃部材１４０は、刃面１４１に周方向に並ぶ複数の刃が形成され、各刃の刃先１４２は、中心Oを通る径方向に対して傾斜した方向に直線状に延びている。すなわち、第２の外刃部材１４０の各刃の刃先１４２は、延在方向が中心Oを通る径方向と交差する。なお、第２の外刃部材１４０の中心Oも、第２の外刃部材１４０が回転側外刃４５又は固定側外刃５５として用いられた際、回転軸の軸心O１又は供給口１２の中心O２に一致する。また、刃面１４１は、中心Oに直交する平面になっている（図８（ｂ）参照）。

【0041】

以下、図９に基づいて、粉砕機１０を用いた実施例１のプラスチックの粉砕処理を説明する。

【0042】

ステップＳ１では、粉砕機１０に供給する処理物である粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみを測定し、ステップＳ２へ進む。すなわち、ステップＳ１は、粉砕機１０による粉砕処理前に、粉砕するプラスチック（粒状プラスチック）の引張破壊呼びひずみを測定する測定ステップである。

【0043】

なお、プラスチックの引張特性の求め方は、日本工業規格のＫ７１６１：２０１４によって規定されている。ここで、物質の引張特性は図１０に示す応力／ひずみ曲線によって示される。すなわち、図１０において引張特性が曲線ａで示される物質は、降伏せず、低ひずみ域で破壊する脆性材料である。また、図１０において引張特性が曲線ｄで示される物質は、降伏せず、高ひずみ域で破壊する延性材料である。そして、多くのプラスチックは、曲線ｂや曲線ｃで示されるような引張特性を有し、降伏後に破壊する特徴を備えている。そして、「引張破壊呼びひずみ」とは、材料が降伏後に破壊する場合において，応力が引張強さの１０％以下にまで減少する直前の呼びひずみである。「引張呼びひずみ」は、引張試験時のクロスヘッドの変位量（つかみ具間距離の増加量）を、初めのつかみ具間距離で除して求める。

【0044】

ステップＳ２では、ステップＳ１での粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定に続き、引張破壊呼びひずみの測定値が予め設定した閾値未満であるか否かを判断する。ＹＥＳ（引張破壊呼びひずみの測定値＜閾値）の場合には、ステップＳ３へ進む。ＮＯ（引張破壊呼びひずみの測定値≧閾値）の場合には、ステップＳ４へ進む。

【0045】

ここで、「閾値」は、２０％より大きく、４００％以下の値に設定され、実施例１では１００％に設定する。なお、一般的に、プラスチックは、引張破壊呼びひずみが小さいほど延性が小さく、引張破壊呼びひずみが大きいほど延性が大きくなる。引張破壊呼びひずみが１００％未満となるプラスチックは、例えば、ポリプロピレン－ホモポリマー、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）等がある。また、引張破壊呼びひずみが１００％以上となるプラスチックは、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン－ランダムコポリマー、エチレン酢酸ビニル(ＥＶＡ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ)、ポリエアミド１２（ＰＡ１２）、ゴム等がある。

【0046】

ステップＳ３では、ステップＳ２での引張破壊呼びひずみの測定値＜閾値との判断に続き、粉砕処理中に回転軸１７の軸方向から見たとき、漸次縮小面間部６１において回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差しない内刃部材を選択し、ステップＳ５へ進む。

【0047】

ここで、「粉砕処理中に回転軸１７の軸方向から見たとき、漸次縮小面間部６１において回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差しない」とは、図１１（ａ）に示すように、回転側内刃４４の内側回転刃面４４ａに形成された複数の刃の刃先αと、固定側内刃５４の内側固定刃面５４ａに形成された複数の刃の刃先βを、回転軸１７の軸方向から見たとき、刃先αの延び方向Ｌ１と刃先βの延び方向Ｌ２が軸心O１で交差しているため、粉砕処理に伴って刃先αと刃先βが相対的に周方向に移動しても、図１１（ｂ）に示すように、刃先αと刃先βが漸次縮小面間部６１内で交差しないことである。ステップＳ３において、具体的には、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択する。

【0048】

ステップＳ４では、ステップＳ２での引張破壊呼びひずみの測定値≧閾値との判断に続き、粉砕処理中に回転軸１７の軸方向から見たとき、漸次縮小面間部６１において回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差する内刃部材を選択し、ステップＳ５へ進む。

【0049】

ここで、「粉砕処理中に回転軸１７の軸方向から見たとき、漸次縮小面間部６１において回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差する」とは、回転側内刃４４の内側回転刃面４４ａに形成された複数の刃の刃先αと、固定側内刃５４の内側固定刃面５４ａに形成された複数の刃の刃先βを、回転軸１７の軸方向から見たとき、図１２に示すように、刃先αと刃先βが漸次縮小面間部６１内で交差することである。つまり、回転側内刃４４では刃先αの延び方向Ｌ１が軸心O１を中心とする径方向に対してずれており、固定側内刃５４では刃先βの延び方向Ｌ２が軸心O１を中心とする径方向に沿っている。このため、粉砕処理に伴って刃先αと刃先βが相対的に周方向に移動すると、刃先αと刃先βは鋏のように角度を持って接近する。ステップＳ４において、具体的には、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第２の内刃部材１２０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択する。

【0050】

なお、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第２の内刃部材１２０を選択してもよい。さらに、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第２の内刃部材１２０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第２の内刃部材１２０を選択してもよい。

【0051】

また、ステップＳ２～ステップＳ４は、粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値に基づいて、回転側刃部材４２及び固定側刃部材５２を選択し、漸次縮小面間部６１での刃先α、βの向きを設定する選択ステップである。

【0052】

ステップＳ５では、ステップＳ３又はステップＳ４での内刃部材の選択に続き、回転側外刃４５に用いる外刃部材と、固定側外刃５５に用いる外刃部材を選択し、ステップＳ６へ進む。

【0053】

なお、回転側外刃４５に用いる外刃部材は、原則として回転側内刃４４に用いた内刃部材に合わせる。つまり、回転側内刃４４に第１の内刃部材１１０を用いる場合は、第１の外刃部材１３０を用い、回転側内刃４４に第２の内刃部材１２０を用いる場合は、第２の外刃部材１４０を用いる。また、固定側外刃５５に用いる外刃部材は、原則として固定側内刃５４に用いた内刃部材に合わせる。つまり、固定側内刃５４に第１の内刃部材１１０を用いる場合は、第１の外刃部材１３０を用い、固定側内刃５４に第２の内刃部材１２０を用いる場合は、第２の外刃部材１４０を用いる。しかしながら、回転側外刃４５や固定側外刃５５に用いる外刃部材は、目標とする処理物の流量及び微粉状プラスチックの平均粒子径に応じて、回転刃４０の刃数、空気ライン２２を流れる空気の風量、刃面間隔Ｇの寸法、刃先１３２、１４２の深さや間隔、一定面間部６２の面積等と共に検討し、任意に選択することが可能である。

【0054】

ステップＳ６では、ステップＳ５での外刃部材の選択に続き、ステップＳ３又はステップＳ４にて選択した内刃部材を粉砕機１０の回転刃４０にセットし、ステップＳ５にて選択した外刃部材を粉砕機１０の固定刃５０にセットし、ステップＳ７へ進む。

【0055】

ステップＳ７では、ステップＳ６での回転刃４０及び固定刃５０のセットに続き、粉砕システム１００において粉砕処理を実行し、エンドへ進む。ここで、粉砕システム１００における粉砕処理は、まず、供給機２０から粉砕機１０へ粒状プラスチックを供給する。続いて、粉砕機１０を駆動して粒状プラスチックを粉砕する。このとき、粒状プラスチックは、供給口１２から供給貫通孔５３ａを通過し、回転刃４０と固定刃５０との間に供給される。そして、回転刃４０が回転することで、粒状プラスチックは、回転側内刃４４と固定側内刃５４との間を径方向内側から径方向外側に向かって流れる。回転側内刃４４と固定側内刃５４との間に形成された漸次縮小面間部６１では、刃面間隔Ｇが径方向外側に向かうにつれて次第に狭くなっている。このため、粒状プラスチックは、漸次縮小面間部６１において順次粉砕されて粉末状となり、次第に微粉末状へと変化する。

【0056】

そして、漸次縮小面間部６１で微粉末状に変化した処理物（微粉状プラスチック）は、回転側外刃４５と固定側外刃５５の間に流れ込む。回転側外刃４５と固定側外刃５５の間に形成された一定面間部６２では、微粉末状に変化した処理物を、一定の刃面間隔Ｇで継続して粉砕処理する。これにより、処理物は、粒度の揃った微粉状プラスチックとなる。

【0057】

以下、図１３に基づいて、実施例１のプラスチックの粉砕処理の結果と、比較例のプラスチックの粉砕処理の結果を説明する。なお、以下に説明するプラスチックの粉砕処理では、図１に示す粉砕機１０を用いる。

【0058】

実施例１の粉砕処理では、まず、処理物である粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみを測定する（ステップＳ１）。

【0059】

続いて、測定した粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値に基づいて、回転側内刃４４に用いる内刃部材と、固定側内刃５４に用いる内刃部材をそれぞれ選択する。すなわち、引張破壊呼びひずみの測定値が予め設定した閾値（ここでは１００％）未満であるか否かを判断する（ステップＳ２）。そして、引張破壊呼びひずみの測定値が閾値未満であれば、図９に示すフローチャートでステップＳ３へと進み、粉砕処理中に、回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差しない内刃部材を選択する。一方、引張破壊呼びひずみの測定値が閾値以上であれば、図９に示すフローチャートでステップＳ４へと進み、粉砕処理中に、回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差する内刃部材を選択する。

【0060】

その後、回転側外刃４５に用いる外刃部材と、固定側外刃５５に用いる外刃部材を選択し（ステップＳ５）、選択した内刃部材及び外刃部材をそれぞれ回転刃４０及び固定刃５０にセットする（ステップＳ６）。そして、粉砕機１０によって粉砕処理を実行する（ステップＳ７）。

【0061】

図１３に示す第１の実施例１の粉砕処理では、引張破壊呼びひずみが２０％であるポリプロピレン－ホモポリマーを粉砕する。このとき、粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値が閾値未満となるため、図９に示すフローチャートでステップＳ３へと進み、粉砕処理中に、回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差しない内刃部材を選択する。つまり、図１１に示すように、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択する。

【0062】

また、第１の実施例１の粉砕処理での粉砕条件は、最小刃面間隔を０．６ｍｍ、回転刃４０の回転速度を１００００～１２０００ｍｉｎ^－１、処理量を１００ｋｇ／ｈｒに設定する。この結果、第１の実施例１の粉砕処理では、平均粒径が１ｍｍ以下の微粉状プラスチックを得ることができた。

【0063】

これに対し、比較例１の粉砕処理では、第１の実施例１の粉砕処理と同様に引張破壊呼びひずみが２０％のポリプロピレン－ホモポリマーを粉砕する。そして、粉砕処理中に、回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差する内刃部材を選択する。つまり、比較例１の粉砕処理では、粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値が閾値未満であるが、図１２に示すように、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第２の内刃部材１２０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択する。なお、粉砕条件は、第１の実施例１と同様に、最小刃面間隔を０．６ｍｍ、回転刃４０の回転速度を１００００～１２０００ｍｉｎ^－１、処理量を１００ｋｇ／ｈｒに設定する。

【0064】

この結果、比較例１の粉砕処理では、処理物である粒状プラスチックが溶融し、微粉状プラスチックを得ることができなかった。

【0065】

さらに、比較例２の粉砕処理においても、第１の実施例１の粉砕処理及び比較例１の粉砕処理と同様に、引張破壊呼びひずみが２０％のポリプロピレン－ホモポリマーである粒状プラスチックを粉砕する。また、比較例１の粉砕処理と同様に、粉砕処理中に、回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差する内刃部材を選択する。そして、粉砕条件において、最小刃面間隔を０．６ｍｍ、回転刃４０の回転速度を１００００～１２０００ｍｉｎ^－１に設定すると共に、処理量を第１の実施例１の粉砕処理及び比較例１の粉砕処理よりも減らして２５ｋｇ／ｈｒに設定する。

【0066】

つまり、比較例２の粉砕処理では、比較例１の粉砕処理と比べて、処理量を低減して粉砕処理を行う。しかし、処理量を減らしても、処理物である粒状プラスチックが溶融し、微粉状プラスチックを得ることができなかった。

【0067】

一方、第２の実施例１の粉砕処理では、引張破壊呼びひずみが４００％であるポリエチレンを粉砕する。このとき、粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値が閾値以上となるため、図９に示すフローチャートでステップＳ４へと進み、粉砕処理中に、回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差する内刃部材を選択する。つまり、図１２に示すように、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第２の内刃部材１２０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択する。

【0068】

また、第２の実施例１の粉砕処理での粉砕条件は、最小刃面間隔を０．２ｍｍ、回転刃４０の回転速度を８０００ｍｉｎ^－１、処理量を７０ｋｇ／ｈｒに設定する。この結果、第２の実施例１の粉砕処理では、平均粒径が０．２ｍｍ以下の微粉状プラスチックを得ることができた。

【0069】

これに対し、比較例３の粉砕処理では、第２の実施例１の粉砕処理と同様に引張破壊呼びひずみが４００％のポリエチレンを粉砕する。そして、粉砕処理中に、回転側内刃４４及び固定側内刃５４の刃先が交差しない内刃部材を選択する。つまり、比較例３の粉砕処理では、粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値が閾値以上であるが、図１１に示すように、回転側内刃４４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択し、固定側内刃５４に用いる内刃部材として第１の内刃部材１１０を選択する。なお、粉砕条件は、第２の実施例１と同様に、最小刃面間隔を０．２ｍｍ、回転刃４０の回転速度を８０００ｍｉｎ^－１、処理量を７０ｋｇ／ｈｒに設定する。

【0070】

この結果、比較例３の粉砕処理では、処理物である粒状プラスチックが溶融し、微粉状プラスチックを得ることができなかった。

【0071】

このように、実施例１の粉砕処理では、粉砕する粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみを測定する。そして、測定した引張破壊呼びひずみの測定値に基づき、回転刃４０及び固定刃５０に形成された漸次縮小面間部６１における回転側刃部材４２及び固定側刃部材５２に用いる内刃部材を選択する。

【0072】

つまり、粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値が閾値未満であれば、粉砕処理中に、回転軸１７の軸方向から見て刃先が交差しない回転側刃部材４２及び固定側刃部材５２とする。また、粒状プラスチックの引張破壊呼びひずみの測定値が閾値以上であれば、粉砕処理中に、回転軸１７の軸方向から見て刃先が交差する回転側刃部材４２及び固定側刃部材５２とする。

【0073】

これにより、図１３に示すように、粉砕機１０により粒状プラスチックを粉砕する際、処理物の溶融を抑制し、適切に粉砕することができる。また、粉砕機１０の設定条件のうちの一つ（回転刃４０及び固定刃５０の刃先の向き）を、処理物である粒状プラスチックの物性のうちの引張破壊呼びひずみを測定することで簡単に決めることができる。そして、回転刃４０の回転速度や最小刃面間隔の調整等を行うことで、粉砕後の微粉状プラスチックの平均粒径を適切な値に管理し、粉砕処理量の増大を図ることができる。

【0074】

また、実施例１では、回転側内刃４４に用いる内刃部材と、固定側内刃５４に用いる内刃部材をそれぞれ選択する際の基準となる引張破壊呼びひずみの閾値を、２０％より大きく、４００％以下の値（例えば１００％）に設定している。そのため、内刃部材の設定を適切に行うことができ、粒状プラスチックの粉砕に伴う溶融を抑制することができる。

【0075】

以上、本発明のプラスチックの粉砕方法を実施例１に基づいて説明してきたが、具体的な構成については、実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

【0076】

実施例１では、回転側刃部材４２を回転側内刃４４と回転側外刃４５で構成し、固定側刃部材５２を固定側内刃５４と固定側外刃５５で構成する例を示した。しかしながら、これに限らず、回転側内刃４４と回転側外刃４５を一体に形成してもよいし、固定側内刃５４と固定側外刃５５を一体に形成してもよい。

【0077】

また、例えば、回転側外刃４５を周方向に分割される複数の分割刃によって構成してもよい。

【0078】

また、実施例１の粉砕機１０では、回転刃４０と固定刃５０の間に漸次縮小面間部６１と、一定面間部６２とが形成された例を示した。しかしながら、漸次縮小面間部６１を有していればよいので、一定面間部６２は形成されていなくてもよい。

【0079】

また、実施例１では、回転側内刃４４に用いる内刃部材と、固定側内刃５４に用いる内刃部材をそれぞれ選択する際の基準となる引張破壊呼びひずみの閾値を、１００％に設定している。しかしながら、粉砕時の温度や湿度等の条件等に応じて２０％から４００％の間で任意に設定することができる。さらに、閾値は、必要に応じて２０％から４００％の範囲を外れた値に設定してもよい。

【符号の説明】

【0080】

１０ 粉砕機
１１ 容器
１２ 供給口
１３ 排出口
１７ 回転軸
２０ 供給機
３０ 粉体分離器
４０ 回転刃
４１ 回転側保持部材
４２ 回転側刃部材
４４ 回転側内刃
４５ 回転側外刃
５０ 固定刃
５１ 固定側保持部材
５２ 固定側刃部材
５４ 固定側内刃
５５ 固定側外刃
６１ 漸次縮小面間部
O１ 軸心
O２ 中心

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】