CN1076264C - 回收和粒化由树脂材料制成的废容器的方法 - Google Patents

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Abstract

热塑性树脂废容器被压碾成大碎片，冲击-研磨力和离心力作用在大碎片上以分离油质外部物；就是说，利用冲击力和研磨力对油质外部物进行分离。离心力上的差异使树脂与外部物分离，树脂碎片上的离心力由冲击-研磨力控制，而油质外部物上的离心力不受控制。在这一过程中，待处理压碾碎片通过冲击-研磨力形成颗粒，并且粒化的颗粒被作为树脂材料再次利用。除油之外的外部物比油更容易分离和去除。

Description

回收和粒化由树脂材料制成的废容器的方法
本发明涉及一种回收和粒化由热塑性树脂材料的废容器的方法。
更详细地说，本发明涉及对由热塑性树脂材料制成的废容器(以下也称为“树脂质容器”)所进行的处理，这种废容器用于盛放多种食物油，如天浮罗(油炸食品和蔬菜)油，芝麻油和色拉油；用来盛放粘性液体，如Worcester酱油、料酒(调味剂)和药膏(以下称为“粘性液体容器”)，用来盛放各种类型制品，如饮料、洗发剂，洗涤剂，眼药水、醋、酱油、调味剂和啤酒。其中，金属部分从废树脂质容器上去除；树脂部分被切碎成小碎片；包含残余成份-如油、液性液体；饮料和其它日常用品的外部物以及诸如雨水、露水、泥桨、泥土、沙粒和把小碎片粘附在大碎片上的污物被分离和去除；各种类型的可再用树脂材料被分离、回收和粒化；因此，本发明涉及一种回收和粒化可再用树脂材料的方法。此外，回收和颗粒被进一步粒化成更均匀的颗粒，这些更均匀颗粒可被直接模制成纤维产品和其它形式的产品或制成球粒；因此本发明涉及实施所有这些工序的方法。
上述提及的树脂质容器包括由诸如聚酯(聚乙烯对酞酸盐或聚酯，以下称为“聚酯容器”)，聚乙烯(以下称为“聚乙烯容器”)和聚氯乙烯(以下称为“聚氯乙烯容器”)等树脂材料制成的容器。
上述诸如聚酯容器的树脂质容器(以下简称为“容器”)用来盛放油质品、粘性液体、饮料和其它类型的日常用品。近年来发展的吹延技术可以制造出低成本和高性能的聚酯容器，这样必然导致大量的废弃容器。在日本每月的废聚酯容器的总重量据说为10，000吨；因此，回收废聚酯容器已成为一种社会需要。
这种由聚氯乙烯(PVC)、聚酯(PET)和聚乙烯(PE)制成的吹延容器(以下简称为“废容器”)在所盛放的物品耗尽后即被扔弃，扔弃的容器受到诸如泥浆、泥土、沙粒和污物等外部物的污染。通常，这些容器被收集、用水清洗以去除外部物、干燥、压碾并回收成纤维或冲制束，以用来取代木材。
这些容器防水，防日晒和耐腐蚀，而且，尤其是聚氯乙烯在燃烧时产生大量的有害气体，从而对环境产生毁坏。此外，融化的树脂材料粘附在炉壁上，从而对炉产生损坏。为了解决这些问题，可把这些废容器深埋，但其中，废容器在相当长时间里不被腐蚀掉，仍然是毁坏环境的另一种因素。
另一方面，这样树脂材料的来源将被年复一年地耗尽，因此迫切需要认识到应对可重复利用的树脂材料加以回收而不是扔弃。
通常，废容器已被用水清洗以去除外部物并加以处理以备回收。处理包括清洗、干燥，因此需要大量的水和大型设备。
尤其是，诸如天浮罗油、芝麻油和色拉油等的油质品很难从废容器上分离(与其它材料相比)，例如，用水清洗很难去除掉这些外部物，需要使用专门的清洗剂。用水清洗表面活化剂等的物质会污染河水，因此在排放前需加以中和，这样便使设备和运行成本额外增大。
诸如Worcester酱油、药膏和料酒比上述油质品的分离要容易一些，但是在用水清洗这些物质时常常会产生一些问题。
诸如饮料、洗发剂、清洗剂、眼药水、醋、酱油、酒和啤酒等的其它制品比上述油质或粘性制品更容易用水洗除，但一些这类制品中含有有害成份(如清洗剂)，在排放前必须对这些有害成分进行中和，这样设备和运行成本增加。由于在清洗过程中增大的设备和运行成本并浪费大量的水和能源，因此大部分这类废容器都没有被回收而被扔弃了。
另外，US5,375,778涉及了一种用于回收和粒化由树脂材料制成的废容器的方法，所述的容器缠绕有印制塑料薄膜，在该方法中，树脂材料被首先切碎或粒化，然后利用风力将小片的粒化材料和薄膜分离。
本发明能解决这些问题。本发明提供了一种方法，利用这种相对简单的方法把诸如残留成份、泥浆、泥土、沙粒和污物等外部物从待处理废容器上分离和去除，可以有效地把树脂材料回收和粒化到一定范围内。
本发明能解决这些问题。本发明提供了一种把外部物从废容器上分离出来并对树脂材料加以回收的方法，至少包括以下步骤：
把带有印制塑料膜的废容器切碎成待处理小碎片82的工序；利用风的吸力分离和去除膜的工序；
利用冲击-研磨力从树脂材料上分离外部物、粒化树脂材料为回收树脂材料的工序；最好还包括：
在切碎成大量压碾碎片82之前把容器压碾成大碎片81的工序；并且还包括以下工序：
把冲击-研磨力和离心力作用在大碎片81上以把外部物从树脂材料上分离的工序；并且最好包括除上述工序之外的下列步骤：
把大碎片81切碎成待处理小碎片82的工序；并且还包括：
待处理容器由热塑性树脂材料制成并且下部带有裙部；把冲击-研磨力作用在上述切碎的待处理小碎片(由主体和裙部组成)上以分离出外部物并加以清洗和干燥；此外，利用上述冲击-研磨力进一步粒化上述裙部以回收材料，并对上述主体的粒化树脂材料进行分离和分类；并且还包括：
上述待处理容器由热塑性树脂材料制成并且下部带有接头形螺纹部分；
把冲击-研磨力作用在上述主体和螺纹部分的切碎碎片上以分离出外部物、对上述树脂材料进行粒化、清洗和干燥，利用水中的比重分选法对上述接头形螺纹部分的树脂材料进行分离；并且上述主体和上述接头形螺纹部分的树脂材料被分别加以回收。
附图简要说明
结合附图并根据以下优选实施例的详细说明将对本发明的目的和优点有更清晰地了解，附图中，相同标号代表相同部件，其中：
图1为实施例1的示意图，表示本发明中回收和粒化树脂材料工序的基本原理。本实施例方法所处理的实际废容器主要包括无裙部或其它附件的容器、有裙部和其它附件(如盖子和螺纹部分)的容器，以及带有和容器主体具有相同类型树脂制成的印刷标签，如商标等的容器；
图2为实施例2的示意图，表示本发明中回收和粒化树脂材料工序的基本原理。本实施例方法所处理的废树脂容器主要包括实施例1之外的废容器，如带盖、螺纹部分和主体的容器，带裙部和不同类型树脂材料制成物的容器以及带有标签的容器；
图3为表示压碾和风力分离每个工序的初步示意图；
图4为表示用在压碾工序的其它实施例中的装置的垂直截面示意图；
图5为表示切碎、清洗、干燥、分离、分类和粒化工序流程的示意图；
图6为表示用在本发明切碎工序中的切割机(切碎机)的整体示意图；
图7为表示用在相同实施例中的细化/粒化装置的垂直截面示意图；
图8为解释图7中细化/粒化/大小调节功能的正视图；
图9为表示用在清洗/分离/粒化/大小调节工序中的分离器的轮廓图；以及
图10为表示本发明中利用比重差异分离材料的装置的核心部件的整体示意图。
实施例。
具体的废容器
在本发明的实施例中，用于盛放油质品，如天浮罗油、芝麻油和色拉油的废聚乙烯瓶被选作本发明论述的对象。这类物品最难分离和粒化；只要本发明的方法能够分离和去除这些油质品容器，以便对树脂材料进行回收和粒化，那么用于盛放其它产品的其它容器便更容易处理。因此，所有用于粘性制品-如Worcaster酱油、药膏和料酒的废聚乙烯容器以及用于各种制品-如饮料、洗发剂、洗涤剂、眼药水、醋、酱油和啤酒的废聚乙烯容器也在待处理废容器的包容范围内。
实际废容器的树脂材料包括：聚乙烯(PE)，聚酯(PET)和聚氯乙烯(硬质PVC)。残余成份和诸如泥浆、泥土、沙粒和污物等的外来物质存留在这些容器的表面上。
这些容器具有各种形状的结构，并由多种类型树脂材料制成。废容器类型包括：
(1)下面带有裙部或无裙部的容器。
(2)上面带有由金属或塑料制成的盖的容器
(3)带有拧紧盖用的螺纹部分、主体和裙部(由同一树脂或不同树脂制成)的容器。
(4)树脂材料是透明性的或彩色的。
在最有效地实施本发明的方式中，最好利用优化处理过程和/或按照容器各部分内的残留成份和树脂材料类型选择最佳处理组合。
一般情况下，图1中的实施废容器既不带边也不带有商标等印制标签；以及带边而不带有印制标签，其中盖子、螺纹部分、主体和裙部由同一树脂材料制成。如果盖子由金属制成，那么盖子会被除去，大部分残余成份被除去，而盖子、螺纹部分、主体和裙部通过分捡、压碾、切碎、清洗、分离、分类和粒化工序一起加以处理(如果他们均由同一树脂材料制成的话)。
作为一个实施例，参照图1对一种回收方法和从聚乙烯容器中回收聚乙烯的工序流程加以说明；其中残留成份为色拉油。
分捡工序
按照树脂类型-聚乙烯、聚脂或聚氯乙烯和彩色/透明性对容器进行分捡(图1中只示出聚乙烯和聚脂，但实际树脂材料不限于这些)。
彩色容器应进一步分类成不同颜色的。
压碾工序
利用图2所示压碾装置110对按照上述分捡工序分类的聚乙烯容器进行切碎或压碾成大的碎片81。例如所得到的大碎片的可选尺寸为15mm×50mm。
压碾装置把需压碾的容器压成合适尺寸的碎片，并称为“压碾机”。图3为这种“压碾机”的一个实施例。
压碾机110含有一个上部进料入口来进给材料，在压碾机的主体内有二个转向相反的轴，每个轴上有多个相距一定间隔分布的旋转叶片，有在周向轨迹上与旋转叶片啮合并具有相同倾角的三个固定叶片。这些旋转和固定叶片把容器切碎成大小适度的大碎片。
废容器从入口进给，旋转叶片通过相互啮合的叶片把废容器向内压入，啮合叶片利用剪切力连续轨碎容器，啮合叶片之间的压力把容器压碎成大的碎片81。残余色拉油仍粘附在大的碎片81的表面上。
本发明中所使用的压碾装置并不限于上述装置，可以使用其它的压碾装置，如Horai Ltd.制造的Gynox压碾机，Nara MachineWorks，Ltd.制造的Roll-压碾机，以及单刀切碎机、切碎机和其它类型压碾机等。
如图4所示，压碾装置在两个部分配置2个压碾机，即上部和下部压碾机，从而可以压碾容器两次以显著增加处理容量并减少处理时间。在图2的实施例中给出了更详细的说明。
切碎工序
当实际废容器仅用于油质品、粘性液体和其它类液体时，切碎工序可以省去，但是需要时也可进行。利用图5和图6中的切碎机对压碾工序中产生的大的碎片81进一步轧碎成更小的待处理碎片82。例如，待处理的小碎片82可以是约2mm×15mm的长方形。约10mm×10mm的方形或大约10mm或更小并没有特定形状的碎片。这时，残留色拉油仍象上述压碾工序中一样附在在小碎片82表面上。
切碎装置用来把大的碎片81切碎成待处理的小碎片82，在本实施例中称为“切碎机”。切碎机120含有一个进料入口，以进给大的碎片81；在切碎机周向有一具带有旋转叶片的切碎机支架；以及一个在主体上距旋转叶片一定间隙的固定叶片。切碎机120的更详细说明见图2的实施例。
本实施例中使用的间隙为0.2到0.3mm。由上述压碾机110压碾成15mm×15mm大小的大碎片81被送入切碎机120的进料口并在旋转叶片和固定叶片间被切碎，而且几乎所有碎片均被切碎成大约2mm×15mm的、没有一定形状和面积的碎片，这些碎片可以从筛板上通过。然后，待处理的小碎片82从出口排出而被送入下道工序。
清洗/干燥/分类/粒化工序
冲击-研磨力和离心力作用在由上述压碾装置压碾的大碎片81或在轨碎工序中轧碎的待处理小碎片82上。按照本实施例中所述，压碾碎片81被切碎成待处理的小碎片82，研磨力和冲击力，但主要是冲击力使部分残留色拉油或其它外部的脱离大碎片81表面，然后，离心力可以进一步容易地把残留色拉油从大碎片81上分离开来。作用在大碎片81上的冲击力加速了残留色拉油的分离，同时冲击力把作用在同一树脂碎片上的离心力控制在一定范围内。另一方面，作用在残留色拉油上的离心力几乎不受控制并且使色拉油更快速地向外甩出，从而使分离和清洗更容易。而且，由冲击力所产生的摩擦热使残留色拉油温度升高，从而进一步加速分离。冲击力和研磨力的合力压碾碎片81，并且还加速残留色拉油的分离，离心力使残留色拉油从大碎片81上甩出。聚乙烯容器的大碎片81在1600到1800转/分转速下受离心作用约10-12分钟。大碎片81在冲击力和研磨力的合力作用下被压碾成直径约为1-4mm的小球，这些小球被进一步切碎而细化成均匀的颗粒。当冲击力作用在聚乙烯容器上时，聚乙烯树脂自然形成小球。在800-900转/分的转速下离心作用5-6分钟，除了油制品之外的外部物从聚乙烯容器的大碎片上分离，这些大碎片被切碎成颗粒，颗粒被细化成均匀大小。5-6分钟的离心作用不足以分离出残留油制品，可以通过延长离心作用时间实现油制品的有效分离。
此外，批量大小取决于转速、空气量和温度。根据本实施例，60kg批量被处理10分钟，在粒化、细化和回收后，残留色拉油的最终重量值减少至0.1％。该值甚小且符合处理要求，这是因为，通常情况下，当实际加工树脂时，同样小量的油质材料和填充剂一起被加进聚乙烯树脂中。
当冲击-研磨力和离心力作用在大碎片81和待处理小碎片82上，在这些大碎片上最好应吹喷约5kg/cm2的压缩空气以使残留油质品分离。而且更可取地，压缩空气应加以预热以增加效率。
用来清洗/分离/分类/粒化的装置把外部物从大碎片81和待处理小碎片82上分离和除去；并且对废容器主体的树脂材料进行压碾、清洗和粒化；再对树脂材料进行细化和回收利用。本实施例中简称该装置为“分离器”。
参照图7和图8，分离器130含有一个进料入口以在不动盘131中心处进给大碎片81和待处理小碎片82(以下称为待处理小碎片82)；不动端板133面朝不动盘131，两者之间相距-加工间隙155；周向边板135把不动端板133的周边凸缘固装在不动盘131上。加工间隙155含有一个由水平转轴142驱动的动盘141，水平转轴142由轴承143、143支承。水平转轴142由未示出的转动装置驱动。
不动销134置于不动盘131的同心轨迹a上(图8中，相对于动盘141)；动销144交替置于距动盘141的不动销轨迹的不同轨迹b上；并且在不动销134和动销144的两类销之间产生冲击-研磨力，该力用来压碾和细化待处理小碎片。带有一定大小网眼的筛板151置于动盘141的周边上，排放空间156把筛板151和周边板135分隔开来，并且排放口152位于排放空间156下方。如图7所示，鼓风机157置于出口152处。本实施例中的筛板151的网眼直径为1mm，通常最好不大于1mm，0.7mm是最佳值。
出口153置于筛板151的下部，旋塞活门154置于出口153处以控制开口量。连通风机158置于出口153处(如图1所示)以吸入分离器130中的空气，出口153通过鼓风机158和入口132连通。
随着不动销134和动销144间的间隙增大，待处理小碎片82上的研磨力减小，而间隙减小时研磨力增大。待处理小碎片82上的液态外部物要求对间隙加以调整以减小研磨力并增大冲击力。还应当根据待细化的回收树脂材料的颗粒尺寸加以调节。
参照分离器130，动盘141由水平转轴142(由未示出驱动装置)驱动，从入口132供入的待处理小碎片82在加工区域155的中心部分被压碾、细化并粒化成一定大小，同时通过不动销134和动销144内产生的冲击-研磨力向周边运动。在这一过程中，作用在待处理小碎片82上的冲击力加速了残留色拉油的分离，并且分离后的色拉油通过离心力甩出，冲击力只对待处理小碎片上的离心力加以控制。由冲击-研磨力产生的摩擦热升高了待处理小碎片82表面上色拉油的温度，这进一步促进分离。聚乙烯容器的聚乙烯自然形成小球，这些小球被细化成直径约1-4mm的颗粒。分离的色拉油和部分待处理小碎片82通过筛板151，由动销144产生的离心力甩出，在排放空间156内分类并由鼓风机157通过出口152吸入和排放(见图5)。
另一方面，轧碎成一定尺寸的树脂材料83中较大小球存留在筛板151上，当切碎树脂材料83通过筛板时，一些色拉油仍存留在较大切碎树脂材料83上，而一些从待处理小碎片82上分离出的色拉油粘附在切碎树脂材料83上、当旋转活门154打开时，排放口153和进料入口132通过鼓风机158相互连通(见图5所示)；从出料口153排出的切碎树脂材料83返送回进料入口132；从而对回收的切碎树脂材料83再压碾、细化并粒化成一定大小。存留在轧碎树脂材料83上的色拉油84通过离心力分离，被再次压碾的切碎树脂材料通过筛板151并且通过排放口152排出。尽管切碎树脂材料83被返送回进料入口，但其中的大部分仍存留在筛板151上而不会被压碾成更小的碎片以通过筛板。可以重复进行清洗/分离/分类/粒化工序，直到批量待处理小碎片82上的色拉油完全分离并通过排放口排出为止。
通过打开旋转活门154，形如被粒化成一定大小颗粒的回收聚乙烯树脂经由排放口153排出。
除了鼓风机158外，还可以通过不动端板133上的孔和管道把压缩空气引入分离器130的加工空间155内并且可以把存留在筛板151上的大的碎树脂材料83返送回到进料入口。
可以在排放口处收集回收的树脂材料，或者在收集箱240内自动收集(如图9所示)。在下一实施例中对后一种收集方式加以说明。
参照图9，两个分离器230a和230b对称放置，这样便可以由同一驱动装置驱动；每个分离器230a和230b均通过进给管231a和231b把已加工的大碎片81(或82)送入进料入口132a或132b。由于两个分离器230a和230b的结构相同，因此仅取分离器230a说明其功能。分离器230a通过连通管235把树脂材料排放口153和进给口132相连，并且把来自未示出压缩空气源的管路236和连通管235的出口边相连，一个流量调节板放置在管路236的连通部分以使压缩空气主要流向进料入口132。连通管235在进料入口132a和132b侧分叉，一个分叉管237与回收箱240相连；一个三通电磁阀238通过在分叉管的分叉点处的定时器在预定时间开关通路。每个分离器230a或230b的排放口152a或152b通过排放管239与收集箱250连通；从筛板151(图7所示)上通过的外部物可以由放置在排放管239中的鼓风机157吸引以排放到收集箱250内。
分离器230a和230b由一驱动装置驱动，三通电磁阀238打开连通管235的出口侧并且分叉管侧处于关闭状态，压缩空气从管路236送入连通管235；这样循环气流在连通管235、进料入口132、加工空间155、排出口153中产生压力并又连续循环回到连通管235中。当一批大碎片81(或待处理小碎片82)通过进给管231a和231b供入进料入口132a和132b中时，从分离器230a和230b中大碎片81(或待处理小碎片82)上分离出的色拉油经由鼓风机157从筛板151上通过并被排入收集箱250。另一方面，存留在筛板151上的颗粒状轧碎树脂材料83被循环气流吸入连通管235中，并再送回到加工空间155而在分离器230a和230b中进行再处理；这样循环一直进行到批量碎片中的大部分残留色拉油按要求被分离和去除为止。这一工序后，通过电磁阀关闭连通管235的出口侧并且分叉管侧打开，这样，留在筛板151上的轧碎树脂材料83通过连通管235和分叉管237被收集到回收箱240中。
除了三通电磁阀238外，常规电磁阀也可以置在分叉管237中和连通管235的出口侧以交替打开和关闭。
上述说明是针对使用两个分离器的实施例的，而这一工序同样在使用一个分离器的情况下进行。
例如，把6kg的待处理聚乙烯小碎片82送入具有上述相同结构的分离器130中，动盘141随着60Hz的交流频率在1750转/分转速下旋转。待处理小碎片82被加工成球形颗粒状的切碎树脂材料83(颗粒直径约为1-2mm)，然后进行细化并粒化成一定大小。残留在这种轧碎聚乙烯树脂材料上的色拉油重量不大于0.1％。
当处理盛放油类和粘性流体类的容器时，动盘141的旋转速度应减小以避免把聚乙烯树脂过分细化成粉末状。动盘141的旋转速度应尽可能保持在较低范围内以保证聚乙烯的粒化尺寸大于筛板151的网眼，其原因在于：即使动盘141的速度降低，油和粘性流体也比待处理小碎片82的排出速度快。
作为另一个实际废容器示例，参照图1对从带有一些残留色拉油的聚脂废容器中回收聚脂树脂材料的实施例加以说明。为简化起见，与聚乙烯处理过程相同部分的说明省去。
从废容器上去除金属盖，排出容器中的残留物质；然后对废容器进行分捡、压碾、切碎并且清洗/分离/分类/粒化。
压碾工序
已分捡的容器被切碎，或者更广泛地说，使用压碾机110(图2所示)把分捡的容器压碾成15mm×50mm的碎片(大碎片81)。
切碎工序
由上述压碾工序得到的大碎片81被进一步切碎得更小，如果需要的话，如图5所示，利用切碎机120作为切碎装置把大碎片81切碎成待处理小碎片82。小碎片82可为长方形2mm×15mm、正方形10mm×10mm或10mm或更小的不定形。
清洗/分离/分类/粒化
使用图7和图8中的分离器130，冲击一研磨力和用在压碾工序中的大碎片81上或待处理小碎片上(象在切碎工序中需要的那样)以分离和去除外部物；并对大碎片或小碎片进行压碾，清洗和粒化；再细化成一定大小并收集颗粒。每一工序的功能均与上述处理聚乙烯容器的实施例相同。
本实施例中使用的分离器130含有一个筛板151，筛板151上含有直径为0.6-0.8mm的网眼，每一批量的离心处理条件为：900-1200转/分并持续10-12分钟；这样大碎片81或待处理小碎片82被压碾、粒化成一定大小并细化成尺寸约为1-3mm的不定形颗粒。聚脂容器在低转速下处理更长的时间以把油质外部物从大碎片81或待处理小碎片82上分离。当冲击-研磨力作用时，聚脂容器不会象聚乙烯那样自然形成球状。回收聚脂中的残留色拉油重量不大于0.1％。
在上述实施例中，主要选用聚乙烯和聚脂容器作为容器的树脂材料，但如聚碳酸酯和聚氯乙烯的树脂材料也可以作为轧碎树脂材料被加以回收。
同样在上述实施例中，把色拉油作为残留外部物，但其它如大浮罗油和芝麻油等油类也可以按同样方式处理。除油之外的外部物包括如Worcester酱油、药膏和料酒的粘性流体，以及饮料、洗发膏、洗涤剂、眼药水、醋、酒和啤酒类的各种制品；并且盛放这些制品的废容器可以容易地以颗粒形式被回收，其上的残留成份被分离和除去，这一处理过程比油制品情况下更容易进行，而后者已经被证明可以从废容器上分离和去除。此外，本发明的方法还可以容易地分离和去除其它外部物，如泥浆、泥土、沙土和污物。
研磨力和冲击力(尤其是后者)与离心力一起按下列顺序分离出外部物：气体、水、低粘度流体，高粘度流体，固态废料(如泥浆和泥土)，油质外部物(高粘度流体)以及大碎片或待处理小碎片。
图2为表示不同于图1中废容器的处理过程系统示意图。但是，当省去一些不必要步骤后，图2即为图1，这样，图2可以是包括图1的所有处理过程的系统示意图。在本发明的实施方法中，最好根据残留成分和树脂类型使用优化处理条件和优化处理组合。
参照图2，所要处理的废容器是带有附件-如盖子、螺纹部分及裙部的容器，其中至少有一个附件由不同于主体的树脂材料制成；也可以是带有标签的容器；选择盛放碳酸饮料的聚酯容器作为说明示例。
这种聚酯容器含有裙部、拧紧盖子用的螺纹部分的附件以及由不同类型树脂(如聚乙烯和聚丙烯)制成的标签等附件。按照本发明所述，可以在不去除这些附件的情况下对该容器进行处理。该容器还粘附或污染有残留成份、泥浆、泥土、沙子和污物。
下面对回收诸如聚酯、聚丙烯的聚氯乙烯等树脂材料的方法加以说明。
如图2所示，金属盖子从含有盖子螺纹部分、主体和标签的容器上去除，残留成分也被排出。然后，使容器通过一系列的处理过程，这些过程包括：分捡、压碾、风力分类，切碎、清洗/干燥，分离/分类/粒化；和/或比重分选；以及脱水(需要时)。
分捡工序
该工序与图1中相同，已在前面说明。容器被分成由各种类型的聚酯和聚氯乙烯树脂(图2中只示出聚酯和聚氯乙烯，但本实施例中并不只限于这些树脂)制成的容器，透明和彩色的容器，以及带有或不带有裙部的容器。彩色容器还应进一步分捡成不同颜色。
螺纹部分和/或裙部(后者包括部分主体)可以从容器的主体(以下称为“容器主体”)切下以单独加以处理。
一般情况下，聚氯乙烯容器的各个部分(包括拧盖用的螺纹部分)由单一树脂材料制成。同样，由于聚氯乙烯容器不用于盛放碳酸饮料，因此不含有裙部。大部分容器含有螺纹部分。要进行有效地处理，应先把容器分捡成不同类型的树脂材料，然后再分捡成透明和彩色。此外，对于聚酯容器，仅分捡成带有和不带有裙部的容器。
压碾工序
如图3所示，利用压碾装置110把废容器压碾或切碎成15mm×50mm的大碎片81。
所使用的压碾装置为压碎机110，这与图3的压碾机110相同(在图1实施例中也被使用)。这里，大碎片81被外部物的颜色污染成黑色。
如图4所示，所使用的压碾装置含有上、下两个压碾机。压碾机210a有一个水平轴，而压碾机210b有一个倾斜45°角的轴，这样可以显著增大处理容量并减少处理时间。
最好把研磨机211置于压碾机110壳体的下方，这样，研磨机211可以容易地把切碎的废容器研磨成大碎片81，而且便于除去容器中的小石块和沙粒。含有倾斜约45°角网带的网带运输机212配置在研磨机211下方以筛除大碎片81中含有的小石块和沙粒。尤其是，可在运动网带运输机212的端部配置一磁性分选器213以便把大碎片81中含有的金属盖子和锈铁片分捡出来。此外，去除金属和锈块的大碎片81在转动筛板215上通过以分离出诸如小石头、沙粒和金属粉末等的外部物品。
风力分离工序
由容器的压碾主体(标签已被分离出)的大碎片81被进一步切碎成待处理的小碎片82，例如尺寸为长方形2mm×15mm，方形10mm×10mm，或不大于10mm的不定形碎片。这时，外部物仍存留在待处理小碎片82的表面上。
切碎装置把大碎片81切碎成待处理小碎片82，本实施例中简称为“切碎机”。
图7表示了切碎机120的一个实施例。
切碎机的主体121是一个在上部含有开口的壳体。开口被盖板122遮盖，盖板121可以自由开启和关闭。盖板122含有一个进料入口123以把大碎片81送入切碎机的主体121。
在切碎机的主体121内，配置有一个刀具支承器124，该支承器装在切碎机主体121的底部并由一个未示出驱动装置驱动作水平转动；刀具支承器124的周边上含有三个长的垂直的转动刀片125；三个转动刀片125配置在刀具支承器124上并对着转动方向呈相同的120°角度。三个转动刀片125的端部位于相同的转动轨迹上。朝着三个转动刀片125，两个不动刀片126对称配置在切碎机主体的内壁上，并且距转动刀片125一定间隙。此外，两个不动刀片126、刀具支承器124和转动刀片125把切碎机主体分成二个部分，构成进给室127和切碎室128。带有盖板122的进料入口与进给室127连通。两个不动刀片126和转动刀片125间的间隙可以任意调节以便把需处理材料切碎成特定大小。本实施例中使用的间隙为0.2-0.3mm。网眼筛板129把位于两个不动刀片126间的切碎室128隔开、并环绕转动刀片125的轨迹。筛板129是一个筛网，大约10mm的待处理小碎片可从中穿过。在切碎室128的主体121底部配有一个排放口以排放待处理小碎片82。
经工序1中压碾工序的压碾机110压碾并具有约15mm×50mm大小的大碎片81经由切碎机120上的带盖122进料入口123进给；通过驱动刀具支承器124(由未示出驱动装置驱动)使大碎片81在刀具支承器124上转动刀片125和不动刀片126间被切碎；大部分切碎树脂碎片从筛板129上通过以选出待处理小碎片82，这些小碎片82为长方形约2×15mm，正方形约10×10mm或边长不大于10mm的不定形；并且待处理小碎片82从排放口排出以传送到下一工序。
切碎装置不限于上述切碎机；例如，可以使用由Horai，Ltd.制造的“Hard-切碎机”，其中用来转动刀片125的旋转轴是水平的，并且两个不动刀片内的筛板129处于底部。这时，大碎片81的表面是不透明的，并因表面存在部分去除的外部物而呈黑色。
尤其是，在风力分离工序或上述切碎工序之前或之后，树脂材料碎片可以在含有筛板的普通干燥机内干燥以分类或分离出粘附在碎片上的雨水、露水、泥浆、泥土、沙粒和污物。然后再进行下面的清洗和干燥工序。
清洗和干燥工序
利用冲击-研磨力从上述切碎工序中的待处理小碎片82(方形或边长大约为10mm的不定形)的表面上去除诸如泥浆、泥土、沙粒、金属、玻璃片、污物等的外部物；然后利用作用在待处理小碎片上的冲击-研磨力所产生的摩擦热对待处理小碎片进行清洗和干燥。在800-900转/分下对待处理小碎片82处理约5分钟。
当包括螺纹部分的整个容器由聚氯乙烯制成以及当不带裙部的容器由聚酯制成的，下面的分离、分类和粒化工序可以连续进行以回收聚酯或聚氯乙烯。
分离/分类/粒化工序
在清洗和干燥工序后，这些工序主要对从主体上切除切缘后的容器进行处理，或者对带有裙部的容器主体进行处理，即冲击-研磨力作用在待处理小碎片82上以把这些小碎片压碾成边长为1-2mm的不定形更小碎片；构成裙部的聚丙烯从待处理小碎片82上分离、细化并粒化成一定大小。同时，构成容器主体的聚酯通过冲击-研磨力被磨碎和分离，对混合物分类，裙部的聚丙烯作为树脂材料被回收。
聚酯用作为填充剂，如构造工件用的填料，而聚丙烯用作为各种型件。在1500-1800转/分下上述工序进行约3-4分钟。
可以按需要进行第二次上述工序。
清洗/干燥以及分离/分类/轧碎工序可在单一装置内进行。主体的待处理小碎片82被加以清洗干燥、压碾、细化并粒化成一定大小。聚酯被进一步压碾成细粉状，而聚丙烯被从主体上分离、分类并粒化成一定大小。在本实施例中，图7和图8中分离器130和清洗/干燥装置组合使用。分离器130的说明见图1，因此这里为了需要进行了简化。
聚氯乙烯容器最好应按不同颜色加以分捡，然后，通过一未示出水平轴12驱动动盘141转动，从而待处理小碎片82从进料入口132供入，利用处理空间155中心处不动销和动销间产生的冲击-研磨力进行压碾、细化并粒化成一定大小。这样，待处理小碎片82在被细化、粒化和冲击-研磨力作用的同时受到一离心力作用，从而向周边运动。在这一过程中，来自容器主体的聚酯被压碾成不大于1mm的不定形碎片；利用第一分离器把外部物从排放口152排出(以下将作说明)。混合物中容器的部分压碾主体从具有一定离心力(由动销144产生)的筛板151上通过，在排放空间156内分类并被吸入，再通过鼓风机157从排放口152向外排出。
对于带有裙部的容器主体，除了存留在筛板151上外部物之外的材料被从出口153取出并送入第二分离器。第二分离器把材料细化并粒化成直径约1mm的球粒、或边长约为2-5mm的矩形或柱形，或其它形状。在这一过程中，待处理小碎片82中的一些树脂材料部分被磨碎成不定形状的细粉末。
在第二分离器的处理过程中，由于排出口153和进料入口132经由开启的旋转活门154相互连通，细化和粒化的树脂材料和部分裙部聚丙烯材料存留在筛板151上，并和来自排出口153的材料一起返送回进料入口132，然后主体的压碾树脂材料被磨碎以通过筛板151并从排放口152排出。但是，大部分未被充分细化和粒化成一定大小细颗粒的切碎树脂材料仍存留在筛板151上。
打开旋转活门通过排出口153取出切碎的树脂材料聚丙烯颗粒。本实施例中使用与图1实施例中相同的装置来取出聚丙烯颗粒。
回收的树脂材料颜色由容器的各部分决定。就是说，裙部聚丙烯具有裙部的颜色，而容器主体的聚氯乙烯具有主体的颜色；或者，回收的树脂材料颜色是透明的、半透明的、无色的、白色的，处理透明废容器时还可能是黄色的。
例如，使用具有前述结构的分离器130。600克待处理小碎片82送入第一分离器；动盘141以900转/分转速旋转；这样可以分离聚酯和部分聚丙烯，以1800转/分转速处理3分钟可以从第二分离器中回收聚丙烯。
比重分选工序
该工序用来获得高等级树脂材料。当容器螺纹部分的材料(如聚丙烯或聚乙烯)不同于主体材料时，水中螺纹部分树脂的比重分选可以代替分离、分类和切碎工序或在分离、分类和粒化工序(在第二分离器中，这些工序在清洗/干燥之后进行)之后进行。
清洗/干燥工序之后的树脂材料混合物置入水中；重量轻的聚丙烯浮起，较重的聚脂或聚氯乙烯沉淀。使用液体分尘器把聚丙烯和其它材料分离开来，主要树脂材料通过脱水工序回收。
例如，图10所示的液体分尘器10把材料送入进料入口19，其中水(20吨/小时)和包含有上述工序后树脂材料的处理液体(150公斤/小时)被送入液体分尘器10中。混合液体沿着上部液体分尘器16的壁形成向下流动的涡流。该涡流在周边壁上收集较大比重的聚氯乙烯，并通过开口20将其向下送到下部液体分尘器17。移向周边壁上部的聚酯或聚氯乙烯通过排出口25排出。小比重聚丙烯由涡流产生的另一部分液流在中心处收集，并通过排放管18取出。液体从出口24流出，而沉淀物通过出口26取出。
以上只对处理聚脂和聚氯乙烯容器进行了说明，但其它诸如聚乙烯和聚碳酸酯的轧碎树脂材料可以用同样方式回收。
除了切碎和清洗/干燥工序之外，本发明的各个工序常常可以根据所收集的聚脂或聚氯乙烯含有污染物的程度进行顺序变化或加以省去。
本发明的回收轧碎树脂材料可以直接送入挤压机以制成诸如聚酯纤维和聚酯棉纱等产品或制成另一种树脂材料形式的球丸。还可以对同样树脂材料的纯净物料(如纯净聚氯乙烯)进行掺混，粒化成一定大小并加以回收。此外，可以在挤压机中把干燥的木头粉末掺入球丸中制成合成木板。
本发明的构成如上所述，其功能说明如下。
利用冲击-研磨力，通过采用相对简单和容易实现装置把外部物从所处理的废容器上分离和去除；即树脂材料被有效地制成合理尺寸范围内的颗粒以便重复利用。此外，尽管构成盛放油质品容器的树脂材料是最难回收处理的物质，但是本发明也可以对其加以回收、粒化成一定尺寸范围内的颗粒以便重复利用，其中，使用了冲击-研磨力和离心力的组合力，该组合力所具有的协同作用效果更容易把油质外部物从由同一树脂材料构成的废容器上分离和去除。
基于上述原因，可以省去通常用来清洗废容器的大量的水和大型设备，就是说，本发明有利于节约成本和能源。
尤其是，本发明工序能够避免使用清洗用化学液体来分离诸如油质物质的外部物，从而可以避免清洗废液对河水的污染，节约设备和运行成本。
因此，后面的权利要求不仅仅针对按特定方式构造的一种容器，相反，所附权利要求用来对本突破性发明的要点和实质加以保护。本发明显然是新型和实用的。此外，本领域普通技术人员并不清楚本发明。
而且，由于本发明的革命性突破，因此本发明显然是开创性的。因此，后面的权利要求给出了非常广泛意义上的说明以便用法律形式对本发明要点加以保护。
因此可见，由于在不背离本发明范围的情况下可以对上述结构进行某些改变，所以，前述说明和附图所示的所有内容均应视为说明性的，而不应构成某种限制。同样还应看到，下述权利要求试图包括本发明的所有普通特征和专门特征，并且对本发明范围的所有描述(作为一种语言说明)也符合以上精神。

Claims (6)

1.用来通过把外部物从由热塑树脂材料制成的废容器上分离而对树脂材料进行回收和粒化的方法，所述的废容器上缠绕有印刷用塑料薄膜，至少包括步骤：
将上述容器粉碎成大碎片；
把风力作用在上述容器的大碎片上以从所述大碎片上分离和去除上述薄膜；
利用冲击-研磨装置把冲击-研磨力作用在上述容器主体的上述大碎片上以把上述树脂材料和上述外部物分离开来，所述的冲击-研磨装置包括固定销和活动销，两种销配置成在二者之间产生冲击-研磨力；
粒化上述树脂材料，并回收粒化后的树脂材料。
2.按照权利要求1所述的、用来从由树脂材料制成的废容器中回收和粒化树脂材料的方法，至少包括步骤：
把上述大碎片切碎成待处理的小碎片，和
始终去除分离出的外部物。
3.按照权利要求1所述的、用来从由树脂材料制成的废容器中回收和粒化树脂材料的方法，至少包括步骤：
把冲击力和离心力作用在上述大碎片或上述待处理小碎片上以把上述树脂材料从外部物上分离开来的工序；以及
粒化树脂材料并回收上述树脂材料的工序。
4.按照权利要求1所述的、用来从由树脂材料制成的废容器中回收和粒化树脂材料的方法，上述容器由热塑性树脂材料制成并且容器下部带有裙部，至少包括步骤：
把冲击-研磨力作用在由主体和边缘组成的上述切碎待处理小碎片上以分离外部物并清洗和干燥；
而且，利用上述冲击-研磨力进一步粒化上述边缘以回收树脂材料并对上述主体的粒化树脂材料进行分离和分类；
5.按照权利要求1所述的、用来从由树脂材料制成的废容器中回收和粒化树脂材料的方法，上述容器由热塑性材料制成并且容器下部带有接头形螺纹部分，至少包括步骤：
把冲击-研磨力作用在上述主体和螺纹部分的切碎碎片上以分离外部物、粒化成一定尺寸、清洗并干燥上述树脂材料；
利用水中的比重分选法对上述接头形螺纹部分的树脂材料进行分离；以及
上述主体的树脂材料和上述接头形螺纹部分的树脂材料分别进行回收。
6.按照权利要求1所述的、用来从由树脂材料制成的废容器中回收和粒化树脂材料的方法，至少包括步骤：
在风力分离工序或上述切碎工序之前或之后，树脂材料的压碾碎片可以在清洗和干燥工序之前进行干燥。
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