铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置与流程

本发明涉及对将挤出成型膜层叠于铝箔而成的铝箔复合膜进行粉碎而制得的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置。

背景技术：

1、已知铝箔具有氧气屏蔽性、耐水性、耐油性、电波屏蔽性、电波反射性、红外线反射性、紫外线反射性、遮光性、耐热性等性质、功能。铝蒸镀膜、铝箔复合膜有效利用铝的这些性质、功能，作为食品、药品的包装材料等多年来广泛使用。

2、根据日本工业标准jis，铝箔复合膜中使用的铝箔的厚度为6μ～0.2mm。铝蒸镀使铝金属颗粒层叠起来，铝蒸镀层的厚度被认为最大为100nm，通常约为40～50nm。

3、铝通过使用大量的电力对铝土矿进行精炼而制得。在日本，现状是，因电力昂贵而完全不进行所述精炼，进口在电力成本较低的、日本以外的国家精炼的粗铝锭，进行制成铝最终产品的加工。

4、鉴于与铝产品的制造有关的上述现状，在日本，存在如下情况：将不要的含铝产品、例如制造铝箔复合膜产品时的边角料、前移损耗部分、因铝箔复合膜包装材料的印刷内容的变更等而不要的含铝箔产品等活用作城市型资源。

5、回收含有铝的材料并使铝再利用的现有技术之一是使用了具有铝蒸镀层的多层膜的成型用材料颗粒的制造方法(例如，参照专利文献1)。

6、该制造方法是一种成型用材料颗粒的制造方法，其在具有作为再利用材料的铝蒸镀层的层叠膜的裁切品、粉碎品等中混合不具有铝蒸镀层的热塑性树脂膜或热塑性树脂成型品的粉碎物，利用熔融捏合挤出机进行熔融捏合，成型为颗粒，使用了具有铝蒸镀层的层叠膜的成型用材料颗粒的制造方法的特征在于：具有所述铝蒸镀层的层叠膜包括从聚烯烃系树脂膜、聚酰胺系树脂膜和聚酯系树脂膜中选择的至少两层，且所述层叠膜中的任一层具有铝蒸镀层；以及，作为熔融捏合挤出机，使用第一捏合单轴挤出机和与其串联配置的第二多轴捏合挤出机来进行熔融捏合。

7、作为使含有铝的包装材料再利用的其他现有技术，实施有被称作“通过基于低温焙烧的树脂成分的热分解而实现的燃油化、残留铝箔的回收”的技术(例如参照非专利文献1)。在该现有技术中，将回收的铝箔复合膜粉碎，对该粉碎体进行加热，使层叠着的树脂成分热分解而低分子量化、液态化，从而与粉碎铝箔分离。留下的粉碎铝箔被作为铝坯使用。分离出的液态的树脂成分被燃油化，被作为重油助燃剂(重油代替品)、还原剂代替品或煤炭代替品等使用。

8、在上述现有技术的使用了具有铝蒸镀层的层叠膜的成型用材料颗粒的制造方法中，由于铝蒸镀层与铝箔相比非常薄，因此具有铝蒸镀层的层叠膜的铝含有率非常少。即，通常，在包装材料、装饰品、建材等铝箔复合膜中使用的铝箔的厚度为铝蒸镀层的厚度的大约100倍，在具有铝蒸镀层的材料的再利用中存在铝的回收效率非常低这样的问题。

9、在现有技术的“基于低温焙烧的树脂成分的燃油化、残留铝箔的回收”中，由于全部使用具有远比铝蒸镀层厚的铝箔的铝箔复合膜，因此能够使铝高效地再利用。

10、在基于该方法即“基于低温焙烧的树脂成分的燃油化、残留铝箔的回收”的再利用中，若仅关注铝的再利用，则与仅使用新坯的铝的情况相比，具有仅消耗大约3％的能量这样的优点(参照非专利文献2)。

11、另一方面，根据上述“基于低温焙烧的树脂成分的燃油化、残留铝箔的回收”，铝箔复合膜一次性被100％再利用。但是，作为再利用的重油助燃剂(重油代替品)而燃油化的层叠树脂成分会在之后燃烧而排放出co2，因此，co2的削减效果极其有限。

12、现有技术文献

13、专利文献

14、专利文献1：日本特许第5357299号

15、非专利文献

16、非专利文献1：在平成23年3月设立的财团法人铝协会的主页所公开的洁净日本中心(クリーンジャパンセンター)“与基于再利用的低碳社会形成的促进有关的调査研究报告书(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页)

17、非专利文献2：社团法人日本铝协会发行的“防止全球变暖的关键是铝(地球温暖化防止はアルミニウムが決めて)”

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本发明是鉴于与铝箔复合膜的再利用有关的上述问题而做出的，其目的在于，提供一种铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置，其能够将铝箔复合膜高效地粉碎，铝箔复合膜粉碎体的铝箔成分、层叠着的挤出成型膜成分和粘接层成分都能够100％再利用为成型材料。

3、用于解决问题的方案

4、第一技术方案提供一种铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，该铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法具有：粉碎步骤，对在铝箔的表面借助粘接层而层叠有挤出成型膜的铝箔复合膜进行粉碎而形成铝箔复合膜粉碎体；粉碎机筛网构件穿过步骤，使所述铝箔复合膜粉碎体穿过粉碎机筛网构件；捏合挤出步骤，对穿过所述粉碎机筛网构件的铝箔复合膜粉碎体进行加热和加压而使其凝胶化；以及捏合挤出机筛网构件穿过步骤，使经过所述捏合挤出步骤后的凝胶状的铝箔复合膜粉碎体穿过网眼尺寸比所述粉碎机筛网构件的网眼尺寸小的捏合挤出机筛网构件。

5、第二技术方案提供一种铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，该铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置具有：铝箔复合膜粉碎机，其对在铝箔的表面借助粘接层而层叠有挤出成型膜的铝箔复合膜进行粉碎；粉碎机筛网构件，使所述铝箔复合膜粉碎机所粉碎的铝箔复合膜粉碎体穿过该粉碎机筛网构件；捏合挤出机，其对穿过所述粉碎机筛网构件的所述铝箔复合膜粉碎体进行加热和加压而使其凝胶化；以及捏合挤出机筛网构件，使所述凝胶状的铝箔复合膜粉碎体穿过该捏合挤出机筛网构件，该捏合挤出机筛网构件的网眼尺寸比所述粉碎机筛网构件的网眼尺寸小。

6、在此，对于粉碎机筛网构件和捏合挤出机筛网构件的网眼尺寸，在筛网构件的网眼为圆形的情况下，指的是其直径，在筛网构件的网眼为正方形的情况下，指的是其内切圆的直径。

7、以下示出第一技术方案的期望的形态。

8、其特征在于，所述捏合挤出步骤的加热包含基于复合膜粉碎体的剪切摩擦热的加热。

9、其特征在于，所述粉碎机筛网构件的网眼为圆形。

10、其特征在于，所述捏合挤出机筛网构件的网眼为正方形。

11、其特征在于，在所述捏合挤出步骤中，向所述铝箔复合膜粉碎体添加增量填充材料。

12、其特征在于，在所述捏合挤出步骤中，向所述铝箔复合膜粉碎体添加着色剂。

13、其特征在于，在所述捏合挤出步骤中，向所述铝箔复合膜粉碎体添加抗菌剂。

14、其特征在于，所述挤出成型膜进行了单轴拉伸处理。

15、其特征在于，所述挤出成型膜进行了双轴拉伸处理。

16、以下示出第二技术方案的期望的形态。

17、其特征在于，所述捏合挤出机的热的至少一部分为铝箔复合膜粉碎体的剪切摩擦热。

18、其特征在于，所述粉碎机筛网构件的网眼为圆形。

19、其特征在于，所述捏合挤出机筛网构件的网眼为正方形。

20、其特征在于，所述捏合挤出机具有向所述铝箔复合膜粉碎体添加成型材料增量填充材料的成型材料增量填充材料添加部。

21、其特征在于，所述捏合挤出机具有向所述铝箔复合膜粉碎体添加着色剂的着色剂添加部。

22、其特征在于，所述捏合挤出机具有向所述铝箔复合膜粉碎体添加抗菌剂的抗菌剂添加部。

23、其特征在于，所述挤出成型膜进行了单轴拉伸处理。

24、其特征在于，所述挤出成型膜进行了双轴拉伸处理。

25、发明的效果

26、根据本发明的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置，提供一种铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置，其能够将铝箔复合膜高效地粉碎，铝箔复合膜粉碎体的铝箔成分、层叠着的挤出成型膜成分和粘接层成分都能够100％再利用为成型材料。

27、以下，进一步详细地具体说明本发明的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置的结构和效果。

28、能够以低成本来完全且高效地进行铝箔复合膜的铝箔的回收。铝箔复合膜粉碎体在其捏合剪切摩擦热的作用下升温至大约230℃而凝胶化。因而，在捏合挤出机内，在无氧状态下，铝箔不会变化为氧化铝，能够将回收的铝箔整体直接在能够再利用的状态下完全再利用。

29、但是，这并不妨碍为了控制铝箔复合膜粉碎体的温度而进一步设置加热装置、冷却装置等。

30、能够增大铝箔复合膜粉碎体的尺寸，实现粉碎效率的提高、再利用成型材料的低成本化。

31、若铝箔复合膜再利用成型材料的铝箔粉碎体的单个的尺寸比使用铝箔复合膜再利用成型材料的注射成型机模具的浇口尺寸大，则所述铝箔粉碎体无法穿过所述注射成型机模具的浇口，会在浇口产生浇口阻塞。

32、为了防止该浇口阻塞，常识上认为需要使铝箔复合膜再利用成型材料所包含的铝箔粉碎体的尺寸小于所述浇口尺寸。

33、另一方面，若欲使铝箔复合膜再利用成型材料所包含的铝箔粉碎体的尺寸为规定尺寸即所述浇口尺寸以下，则认为需要使铝箔复合膜粉碎体的尺寸为所述规定浇口尺寸以下。

34、但是，本发明人通过实验确认了以下情况。若在层叠着的铝箔复合膜的铝箔的表面粘贴有挤出成型膜的状态下进行粉碎，则铝箔复合膜的粉碎体的铝箔为平面状。但是，将铝箔复合膜的粉碎体例如加热至230℃并进行捏合时，构成挤出成型膜的合成树脂会软化而凝胶化。其结果是，构成挤出成型膜的合成树脂收缩变形，利用粘接层粘贴着的铝箔粉碎体也一起收缩而缩径化。

35、根据互联网的wikipedia(维基百科)中的“铝箔”，在装饰、建材、包装等最通常的用途中，使用纯度为99.3％以上的铝箔。另一方面，根据日刊工业新闻社发行的“铝大全(アルミニウム大全)”(第55页第3行～第5行)，解说有，铝合金在200℃以上时抗拉强度急速降低，弯曲弹性模量也变低，另一方面，合成树脂在该温度下会凝胶化。在本发明中，在所述捏合挤出步骤中，巧妙地组合了铝箔的弯曲弹性模量的温度变化和所述挤出成型膜的由凝胶化引起的缩径化。

36、该技术现象在本发明中被活用于使决定铝箔复合膜粉碎体的尺寸的铝箔复合膜粉碎装置的粉碎机筛网构件的网眼尺寸比注射成型机浇口尺寸即捏合挤出机筛网的网眼尺寸大。

37、为了了解这点在产业上有多大的优势，本发明人使用铝箔复合膜，使粉碎机的粉碎机筛网构件的网眼尺寸变化，并测量了此时的粉碎量。

38、粉碎机筛网构件的网眼尺寸：1.0mm 1.2mm 1.5mm 3.0mm

39、20秒期间的粉碎量 ：0.31kg 0.38kg 0.56kg 3.08kg

40、每1小时的粉碎处理量比率：1.0 1.22 1.81 9.94

41、根据该实验结果，确认了“增大铝箔复合膜粉碎体的尺寸会提高粉碎效率，实现粉碎电力、粉碎时间的削减”，得到了决定铝箔复合膜粉碎体的尺寸的粉碎机筛网构件的网眼越大越有利的结论。

42、不从铝箔的表面剥离去除层叠着的挤出成型膜，而是在铝箔借助粘接层而粘贴有挤出成型膜的状态下进行粉碎，从而在铝箔复合膜再利用成型材料的制造过程中，不仅能够维持铝箔和挤出成型膜的牢固的粘贴，还能够提高使用了本发明的铝箔复合膜再利用成型材料的成型品的强度。

43、即，在本发明中，将铝箔复合膜粉碎，也会维持在铝箔利用粘接层而粘贴有挤出成型膜的状态，在捏合挤出机中，铝和树脂以完全粘贴在一起的状态凝胶化，即使在凝胶化后成为成型材料颗粒等，也能够制造刚度较高的成型品。

技术特征：

1.一种铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法，其特征在于，

10.一种铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

11.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

12.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

13.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

14.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

15.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

16.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

17.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

18.根据权利要求10所述的铝箔复合膜再利用成型材料的制造装置，其特征在于，

技术总结
提供铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置，其回收不再使用的铝箔复合膜并高效地再利用，并且对CO<subgt;2</subgt;减排有较大贡献。在铝箔复合膜再利用成型材料的制造方法和装置中，使铝箔复合膜的粉碎机筛网构件的网眼尺寸比将铝箔复合膜粉碎体凝胶化的捏合挤出机的捏合挤出机筛网构件的网眼尺寸大。

技术研发人员：棚窪宽志,棚窪重博,小柳三穗
受保护的技术使用者：东和化学株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23