DE60220009T2

DE60220009T2 - Vorrichtung zum Reinigen von polymeren Gegenständen

Info

Publication number: DE60220009T2
Application number: DE2002620009
Authority: DE
Inventors: Kenichi Chuo-ku Urabe; Takateru Chuo-ku Imai
Original assignee: Techno Polymer Co Ltd
Current assignee: Techno UMG Co Ltd
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: ATE361794T1; EP1314490A2; KR20030041840A; EP1314490B1; CN100436094C; TW200305490A; DE60220009D1; JP2003154522A; JP3681677B2; EP1314490A3; US20030094188A1; TWI255220B; US7204260B2; CN1420006A; KR100527800B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen. Beispielsweise werden Formprodukte aus Polymer, wie z.B. Thermoplastharz (worauf sich nachfolgend als „Harz" bezogen wird) gesammelt und zu Polymergegenständen bzw. -stücken zerkleinert oder gemahlen (woraus sich nachfolgend als „zerkleinert" bezogen wird). Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen solcher Polymergegenstände zum Zweck der Wiederverwendung von diesen. Insbesondere bezieht sich diese auf eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von Fremdstoffen von den Polymergegenständen, wie z.B. beschichteten bzw. Schicht- oder aufgetragenen Filmen, die auf die Oberfläche der Polymerformprodukte aufgebracht sind, oder Etiketten oder Verschlüssen bzw. Abdichtungen, die an der Oberfläche der Polymerformprodukte befestigt sind, oder Verunreinigungen.
Zurzeit wird eine große Anzahl an unterschiedlichen Polymerformprodukten in einem breiten Verwendungsbereich, der die unterschiedlichen Lebensbereiche begleitet, eingesetzt. Bei einer solchen Vielzahl an Formprodukten gibt es jedoch nach der Verwendung wie nachstehend beschrieben zahlreiche Probleme.
Die meisten Polymere haben vorteilhafte Merkmale bei der Wasserbeständigkeit, der Wetterbeständigkeit oder der Korrosionsbeständigkeit. Jedoch wird eine große Menge an Rauch und toxischen Gasen erzeugt, wenn das Polymerformprodukt nach dem Wegwerfen verbrannt wird, wobei die Umgebung verunreinigt wird. Auch kann das geschmolzene Polymer an einer Ofenwand haften, wodurch der Verbrennungsofen beschädigt wird. Andrerseits bleiben diese bei einem Vergraben in der Erde lange Zeit unverändert, ohne dass ein Zerfall oder eine Zersetzung stattfindet, wobei dieses ein Grund für die Störung der Umwelt ist.
Da fossile Ressourcen selbst, die zu Rohmaterialien der Polymere werden, heutzutage erschöpft sind, ist ebenfalls die Wiederverwendung von genutzten Formprodukten ohne das Wegwerfen von diesen erforderlich.
Die gesammelten Formprodukte sind jedoch häufig mit einem Film beschichtet oder auf diese ist ein Film aufgetragen oder es sind Etiketten oder Verschlüsse aufgebracht oder es besteht eine Verunreinigung mit zahlreichen Verunreinigungen. Dementsprechend besteht ein Problem darin, dass diese Fremdstoffe in das regenerierte Polymer während der Regenerationsbehandlung der Formprodukte gemischt werden, um die Eigenschaften des erhaltenen Polymers deutlich zu verschlechtern. Aus diesem Grund wird zur Zeit das Polymer, das aus den gesammelten Formprodukten nach der Regenerationsbehandlung erhalten wird, im Allgemeinen nicht für die gleiche Verwendung eingesetzt, für die das Polymer vor dem Sammeln verwendet wurde.
Während zahlreiche Verfahren probiert wurden, um die Fremdstoffe von der Oberfläche des geformten Produkts zu entfernen, wie z.B. ein mechanisches Verfahren oder ein Lösungsmittelverfahren, bestehen bei beiden Problemen. Beispielsweise wird, wenn der aufgebrachte Film oder das aufgebrachte Etikett unter Verwendung einer Zerkleinerungsmaschine, wie z.B. einer Kugelmühle, entfernt wird, das Polymer aufgrund der durch die Reibung während des Zerkleinerns erzeugten Wärme erweicht, woraus sich Schwierigkeit beim Entfernen von Fremdstoffen oder des erneuten Anhaftens der Fremdstoffe, sobald diese entfernt wurden, ergeben. Bei dem Verfahren, bei dem das Lösungsmittel zum Lösen von Fremdstoffen und zum Trennen von diesen verwendet wird, besteht ein Problem bei der Regenerierung oder dem Wegwerfen von dem verwendeten Lösungsmittel, was eine komplizierte Struktur der Vorrichtung, die für die Behandlung verwendet wird, erforderlich macht und nicht ökonomisch ist.
Ein weiteres Verfahren zum Entfernen von beschichtetem oder aufgetragenem Film, von Etiketten oder anderem ist eine Trockenstrahlbehandlung, bei der Abriebmaterial, wie z.B. Sand oder Metallteilchen zum Abkratzen der Fremdstoffe von der Oberfläche des Formproduktes verwendet werden. Bei diesem Verfahren kann jedoch das Abriebmaterial in die Oberfläche des Polymerformproduktes eingreifen und dort zum Bilden von neuen Fremdstoffen verbleiben. Daher besteht ein Problem darin, dass das Polymer durch die Reibwärme des Abriebmaterials erweicht werden kann und Fremdstoffe nach dem Entfernen erneut daran haften.
Es ist ebenfalls aus dem Dokument JP 57 159612 A bekannt, Etiketten von Polymerstücken durch einen Nassprozess in einer Vorrichtung abgeschält zu bekommen, die einen mit Blättern versehenen, feststehenden Zylinderkörper und eine Rotationswelle innerhalb des feststehenden Körpers, die ebenfalls mit Blättern versehen ist, hat.
Die vorliegende Erfindung wurde ebenfalls getätigt, um das vorstehend genannte Problem zu lösen, indem eine Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen vorgesehen wird, wobei, wenn die Polymerformprodukte gesammelt und als Polymermaterial regeneriert werden, Fremdgegenstände, wie z.B. beschichteter oder aufgetragener Film oder Etiketten auf den Original-Formprodukten ausreichend entfernt wer den, so dass das regenerierte Polymer in der gleichen Weise wie zuvor erneut nutzbar ist.
Eine Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen entsprechend einem Aspekte der vorliegenden Erfindung weist auf ein längliches Reinigungsbad mit einer Rotationswelle (Rotationswellen), die sich in Längsrichtung des Reinigungsbades erstreckt und die durch eine Antriebsquelle angetrieben wird, wobei das Reinigungsbad einen Wasserzuführanschluss (Wasserzuführanschlüsse). und einen Ablaufanschluss (Ablaufanschluss) sowie einen Polymergegenstand-Einführanschluss (Polymergegenstand-Einführanschlüsse) an einem Ende und einen Polymergegenstand-Auslassanschluss (Polymergegenstand-Auslassanschlüsse) an dem anderen Ende hat, eine Schraube (Schrauben) die mit der Rotationswelle einstückig ausgebildet ist, zum Vorbewegen von Wasser im Reinigungsbad von dem einen Ende zum anderen Ende von diesem durch das Rotieren des Wassers im Reinigungsbad zusammen mit der Rotationswelle, und eine feststehende Platte (feststehende Platten), die von einer Innenfläche des Reinigungsbades aufrecht steht, zum Begrenzen des Vorbewegens des Wassers, das durch die Schraube bewirkt wird, die an zumindest einem Teil ihrer Oberfläche von dieser einen rauen Abschnitt aufweist.
Anders ausgedrückt ist die Vorrichtung zum Reinigen von Polymerstücken entsprechend der vorliegenden Erfindung durch die feststehende Platte gekennzeichnet, die von der Innenfläche des Reinigungsbades aufrecht steht, wobei diese sowohl eine Funktion als Strömungspfadbegrenzungselement zum Begrenzen des Vorbewegens von Wassers aufgrund der Schraube als auch eine Reinigungsfunktion zum Abkratzen von Fremdstoffen von der Oberfläche der Polymerstücke durch die raue Oberfläche hat.
Die Schraube bewegt Wasser in dem Reinigungsbad zusammen mit zu reinigenden Polymergegenständen in Längsrichtung vor. Die feststehende Platte, die als Strömungspfadbegrenzungselement funktioniert, ist vorgesehen, um zu bewirken, dass die Vorbewegung des Wassers und der Polymergegenstände von einer geraden Linie abweicht. Das heißt, dass die Strömungsrichtung von diesen aufgrund der Wirkung der Schraube gestört wird, so dass die Vorbewegung begrenzt wird. Im Ergebnis wird die Verweilzeit des Wassers und der Polymergegenstände im Reinigungsbad länger und wird die Strömungsrichtung gestört. Dieses erhöht die Wahrscheinlichkeit und die Anzahl der Kontakte der Polymergegenstände mit der rauen Oberfläche der feststehenden Platte, wodurch die Fremdstoffe bzw. -materialien an der Oberfläche des Polymer gegenstandes, wie z.B. beschichteter Film oder Etikette, mit höherer Sicherheit abgekratzt werden, wodurch sich eine höhere Reinigungswirkung ergibt.
Außer der Oberfläche der feststehenden Platte können beispielsweise die Innenfläche des Reinigungsbades, die Blattfläche der Schraube oder der Umfang der Rotationsplatte oder zumindest ein Teil dieser Flächen als eine raue Fläche ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Vorgang zum Entfernen von Fremdstoffen von der Oberfläche der Polymergegenstände stärker verbessert.
Das Oberflächen-Aufrauen kann durch eine Blas-Oberflächenbehandlung ausgeführt werden, wobei harte Teilchen aus Sand, Metall oder Keramik mit einer hohen Geschwindigkeit auf die aufzurauende Oberfläche geblasen werden, oder durch eine Flammensprüh/Schweiß-Behandlung, bei der Hartmetall (METECO-Pulverlegierung, die von der METEO Co. verfügbar ist, Wolframkarbid oder andere) oder Keramik auf die aufzurauende Oberfläche gesprüht oder geschweißt wird.
Eine Oberflächenrauheit des aufgerauten Abschnitts hat die maximale Höhe in einem Bereich von beispielsweise ungefähr 40 bis 2000 μm. Bei einer maximalen Höhe von weniger als 40 μm ist eine lange Zeit zum Entfernen der Fremdstoffe erforderlich. Im Gegensatz dazu wird die Widergewinnung von Polymer gering, wenn die maximale Höhe 2000 μm übersteigt, da die Oberfläche des Polymers, die ein Abschnitt mit guter Qualität ist, abgekratzt wird. Die maximale Höhe der Oberflächenrauhigkeit ist vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 1000 μm, stärker bevorzugt von 60 bis 500 μm.
Die Oberflächenrauheit des aufgerauten Abschnitts kann zwischen den jeweiligen Elementen (der Innenfläche des Reinigungsbades, der Blattfläche der Schraube, dem Umfang der Rotationswelle, der Oberfläche der Rotationsplatte oder anderem) oder zwischen den Abschnitten von diesen entweder gleich oder verschieden sein.
Wenn es aus ökonomischen Gründen oder anderen Gründen schwierig ist, alle Flächen aller Elemente, die eine Oberfläche haben, die in der Lage ist, mit den zu reinigenden Polymergegenständen in Berührung zu stehen, aufzurauen, wird die Oberfläche des Elementes, das in starkem Maße feststehend ist, vorzugsweise aufgeraut. Das heißt, dass das Aufrauen vorzugsweise mit einer solchen Priorität ausgeführt wird (1) feststehendes Element (die Oberfläche der feststehenden Platte, die Innenfläche des Reinigungsbades), (2) ein Element, das an der Rotationswelle befestigt ist (die Blattfläche der Schraube, die Oberfläche der Rotationsplatte) und (3) der freigelegte Umfang der Rotationswelle. Der Grund dafür ist (a), dass das Entfernen der Fremdstoffe von der aufgerauten Oberfläche einfach ist, wenn diese an der letztgenannten haften, und (b) dass das Ersetzen oder erneute Aufrauen des aufgerauten Abschnitts einfach ist, obwohl der aufgeraute Abschnitt durch den Abrieb aufgrund des Kontaktes mit den zu reinigenden Polymergegenständen glatt wird.
In der vorliegenden Erfindung ist die Schraube in einem Abschnitt vorgesehen, der sich in Längsrichtung erstreckt, und in einem anderen Abschnitt ohne Schraube steht eine Rotationsplatte vorzugsweise mit aufgerautem Abschnitt an einem Teil ihrer Oberfläche von dem Umfang der Rotationswelle aufrecht, um das Vorbewegen von Wasser aufgrund der Schraube zu begrenzen.
Außerdem sind entsprechend der vorliegenden Erfindung die Rotationsplatten vorzugsweise in einer solchen Weise angeordnet, dass sich Spitzenenden der jeweiligen Rotationsplatten mit Spitzenenden der jeweiligen feststehenden Platten in Längsrichtung abwechseln.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Verweilzeit des Wassers und/oder der Polymergegenstände im Reinigungsbad einzustellen, indem der Zwischenraum zwischen dem Spitzenende der feststehenden Platte und dem Umfang der Rotationsplatte, der Zwischenraum zwischen dem Umfang der Rotationsplatte und der rohrförmigen Innenfläche des Reinigungsbades und der Zwischenraum zwischen der Stirnfläche der feststehenden Platte und der Stirnfläche der Rotationsplatte, die der vorherigen Stirnfläche gegenüber liegt, in geeigneter Weise bestimmt werden. Daher ist es möglich einen Reinigungsgrad der Polymergegenstände in geeigneter Weise einzustellen. Wenn jeder der vorstehend genannten Zwischenräume bestimmt wird, indem ein Innendurchmesser des Reinigungsbades, ein Abstand zwischen dem Spitzenende der Schraube und der Innenfläche des Reinigungsbades, eine Rotationsgeschwindigkeit der Schraube, eine Länge des Reinigungsbads oder anderes verwendet werden, wird die Reinigungswirkung weiter in geeigneter Weise einstellbar.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung können sich ein Abschnitt, in dem die Schraube vorgesehen ist, und ein Abschnitt, indem das Strömungspfadbegrenzungselement (die feststehende Platte, die Rotationsplatte) vorgesehen ist, miteinander in Längsrichtung abwechseln. Wenn dem so ist, werden das Wasser und die Polymergegenstände, die die gestörte Strömungsrichtung und Strömungsgeschwindigkeit makroskopisch gesehen haben, korrigiert, so dass diese eine im Allgemeinen gleichmäßige Vorbewegungsgeschwindigkeit über die gesamte Länge des Reinigungsbades haben, wodurch der Reinigungsvorgang vorzugsweise in allen Bereichen des Reinigungsbades erreichbar ist. Auch ist es, da die Erzeugung eines lokalen Hochdrucks dadurch unterdrückt wird, unnötig, dem Reinigungsbad eine übermäßige Intensität zu geben.
Der Betrieb mit Wasser oder anderem:
In der vorliegenden Erfindung wirkt, da Wasser kontinuierlich oder mit Unterbrechungen in das Reinigungsbad während des Reinigungsvorgangs geführt wird und dort ausreichend verbleibt, dieses als ein Schmiermittel zwischen der Oberfläche des Polymergegenstandes und der aufgerauten Oberfläche des Elementes im Reinigungsbad. Dadurch wird der Nachteil vermeidbar, der im übermäßigen Abkratzen der Oberfläche des Polymergegenstandes besteht. Da die Temperaturerhöhung des Polymergegenstandes aufgrund der Kühlwirkung von Wasser begrenzt ist, ist auch das Erweichen des Polymergegenstandes vermeidbar. Ferner können durch das geeignete Steuern der Wasserzuführungsgeschwindigkeit und der Wasserablaufgeschwindigkeit bezüglich des Reinigungsbades Fremdstoffe, wie z.B. beschichteter Film oder Etikette, die von dem Polymergegenstand entfernt werden, aus dem Reinigungsbad zusammen mit Wasser schnell ausgegeben werden. Entsprechend diesen Synergieeffekten ist es möglich, zu vermeiden, dass Fremdstoffe, wie z.B. beschichteter Film oder Etikette erneut an dem Polymergegenstand haften.
Auch ist es durch die geeignete Steuerung der Eingabe der Polymergegenstände je Zeiteinheit in das Reinigungsbad und der Zuführ- und Ausgabemenge von Wasser je Zeiteinheit bezüglich des Reinigungsbades, so dass eine Menge an Polymergegenständen und die von Wasser innerhalb des Reinigungsbades in geeigneter Weise eingestellt werden, möglich, die Reinigungswirkung optimal zu regulieren.
Ein Massenverhältnis der Polymergegenstände zu im Reinigungsbad vorliegendem Wasser ist vorzugsweise in einem Bereich von 1:0,3 bis 1:7. Wenn das Massenverhältnis gesteuert wird, um diesen Bereich zu erfüllen, wird die Wassertemperatur in einfacher Weise unterhalb des Erweichungspunktes von Harz unter Raumtemperaturumgebung gehalten. Wenn das Massenverhältnis von Wasser zu Polymergegenständen weniger als 0,3 beträgt, wird die Kühlung des Inneren des Reinigungsbades unzureichend und die Temperatur von Wasser im Reinigungsbad erhöht sich, so dass diese den Erweichungspunkt des Harzes übersteigt, wodurch Polymergegenstände erweicht oder geschmolzen werden, um den Reinigungsvorgang zu stören oder die Fremdstoffe, wie z.B. beschichteter Film oder Etikette, nach dem Entfernen von den Poly mergegenständen haften erneut an den erweichten Polymergegenständen. Andrerseits verringert sich, wenn das Massenverhältnis von Wasser zu Polymergegenständen 7 übersteigt, die Kontaktfrequenz der Polymergegenstände mit der aufgerauten Oberfläche und es kann der Fall vorliegen, dass die Fremdstoff, wie z.B. beschichteter Film oder Etikette, nicht ausreichend entfernt werden.
Geschwindigkeit der Rotationswelle
Die Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der Rotationswelle wird vorzugsweise gesteuert, so dass die Umfangsgeschwindigkeit des Umfang des Strömungspfad-Begrenzungselementes (der Rotationsplatte, des Rotationszylinders oder anderer), das an der Rotationswelle montiert ist und zusammen mit dieser rotiert, in einem Bereich von 0,5 bis 30 m/s liegt. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit weniger als 0,5 m/s beträgt, wird der Effekt des Entfernens von Fremdstoffen, wie z.B. beschichtetem Film oder Etiketten, unzureichend. Auch wenn die Umfangsgeschwindigkeit 30 m/s übersteigt, ist es schwierig, die Wassertemperatur unterhalb des Erweichungspunktes des Harzes aufrechtzuerhalten. Wenn die Wassertemperatur die Erweichungstemperatur des Harzes überschreitet, tritt der vorstehend genannte Nachteil auf.
Formprodukt oder anderes, was zu reinigen ist
Durch die Verwendung der Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Polymergegenstände aus den zerkleinerten Stücken von zahlreichen Polymerformprodukten (z.B. ein Gehäuse eines Haushaltsgerätes, wie z.B. eines Fernsehapparates oder eines elektrischen Kühlschranks, ein Gehäuse einer Büroautomatisierungs-(OA-)Ausrüstung wie z.B. eines Personalcomputers oder eines Druckers, Teile von diesen Produkten oder eines zerbrochen Produktes oder Teile von diesem) zu erhalten, die durch zahlreiche Formverfahren hergestellt sind, wie Formpressen, Spritzgießen oder Blasformen, wobei die Polymergegenstände frei von Fremdstoffen sind, wie beschichteter Film, aufgetragener Film oder Etikette und die für die gleiche Verwendung wie zuvor einsetzbar sind.
Es ist vorzuziehen, dass unterschiedliche Arten von Polymeren in den durch die Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zu reinigenden Polymergegenständen nicht gemischt werden (die Polymergegenstände, die durch das Zerkleinern der gesammelten Formprodukte gemäß Vorbeschreibung erhalten werden). Da die Polymergegenstände nicht erneut wie diese sind verwendet werden, wenn die unterschiedlichen Arten von Polymeren darin gemischt werden (wenn diese wieder verwendet werden wie diese sind, können sich die ursprünglichen Eigenschaften verschlechtern), ist es notwendig, diese nach der Reinigung zu klassieren, was einen zusätzlichen Vorgang erfordert. Auch wenn sogar die Polymergegenstände der gleichen Art erhalten werden, ist es ferner vorzuziehen, dass diese mit unterschiedlichen Farben im Hinblick auf die Verwendung, bei der diese erneut zum Einsatz gelangen, nicht miteinander gemischt werden.
Das ursprüngliche Formprodukt, aus dem die zu reinigenden Polymergegenstände erhalten werden, kann eine Beschichtung, einen Auftrag oder ein Etikett auf sich haben oder nicht. Ein jegliches Material kann als Beschichtung unter der Bedingung verwendet werden, dass dieses für das Beschichten von Harz verwendbar ist. Auch kann ein beliebiges Material als Auftrag verwendet werden, sofern dieses für das Auftragen auf bzw. Plattieren von Polymer verwendbar ist.
Das Polymerformprodukt wird gereinigt, nachdem dieses dem Zerkleinerungsvorgang unterzogen wurde und zu zerkleinerten Gegenständen zerkleinert wurde. Der Zerkleinerungsvorgang wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung ausgeführt, die im Allgemeinen für das Zerkleinern von Polymer verwendet wird, sofern diese in der Lage ist, Polymer zu Gegenständen bzw. Stücken zu zerkleinern, die eine für das Reinigen geeignete Größe haben. Beispielsweise kann eine Hammermühle oder eine Schneidmühle zum Einsatz gelangen. Beim Zerkleinern des Formproduktes wird vorzugsweise darauf geachtet, dass das Polymer beispielsweise durch Luft gekühlt wird, um das Polymer aufgrund der Wärmeerzeugung nicht zu schmelzen.
Die maximale Länge der durch die Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zu reinigenden Polymergegenstände liegt im Bereich von 1 bis 45 mm, vorzugsweise von 2 bis 35 mm, stärker bevorzugt von 3 bis 25 mm. Wenn die maximale Länge weniger als 1 mm beträgt, liegt eine große Menge an mikrozerkleinerten Gegenständen vor, wodurch sich der Verlust der zerkleinerten Gegenstände bei der Vorbehandlung erhöht. Im Gegensatz dazu ist, wenn die maximale Länge 45 mm überschreitet, ein Oberflächenbereich des jeweiligen Polymergegenstandes mit dem rauen Abschnitt der Reinigungsvorrichtung nicht ausreichend in Berührung gebracht, wodurch sich der Reinigungsvorgang verschlechtert. Eine Form des Polymergegenstandes ist nicht begrenzt, sofern kein Problem bei der Handhabung von dieser vorliegt. Jedoch ist der Polymergegenstand mit einer übermäßigen langen Form im Hinblick auf den Reinigungsvorgang nicht zu bevorzugen. Dementsprechend ist eine Kreisform oder Rechteckform mit der im Wesentlichen den gleichen Abmessungen in jeder Horizontalrichtung im Hinblick auf den Reinigungsvorgang zu bevorzugen. Wenn nötig können, nachdem das Polymerformprodukt zerkleinert wurde, Mikro-Polymergegenstände mit der maximalen Länge von 1 mm oder weniger, Metallpulver oder Staub mittels eines vibrierenden Siebs oder ähnlichem entfernt werden.
Zu reinigendes Polymer
Die Arten des durch die Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung zu reinigenden Harzes weisen beispielsweise auf: Polyolefin-Typ-Harz, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen oder Ethylen-Propylen-Copolymer, Styren-Typ-Harz, wie z.B. Polystyren, gummimodifiziertes Polystyren, Acrylonitril-Budadien-Styren-Copolymer (ABS-Harz), Acrylonitril-Styren-Copolymer oder Styren-Methylmethacrylat-Copolymer und Polyester-Typ-Harz, wie z.B. Polybutylen-Terephthalat (PBT), Polyethlyen-Terephthalat oder Polyethylen-Naphthalat.
Auch ist es entsprechend der Reinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, Polycarbonat-(PC-)Harz, Polysulfonic-Harz bzw. Polysulfonharz, Polyethersulfonharz, Polyarylsulfon-Harz, Polyphenylen-Ether-Harz (PPE), Vinylchlorid-Harz, Vinylidenchrloridharz oder halogenhaltiges Harz, wie z.B. chloriertes Polyethylen, Polyamidharz, wie z.B. 6-Nylon oder 66-Nylon; Polyamid-Imid-Harz, und thermoplastisches Elastomer vom Polyolefin-Typ, Polystyren-Typ, Polyester-Typ, Polyamid-Typ oder Polyurethan-Typ zu reinigen.
Ferner können zahlreiche Polymer-Verschnitte oder eine Polymer-Legierung, die diese Polymere enthält, wie z.B. PC/ABS-Legierung, PC/PS-Legierung, modifizierte PPE oder PBT/ABS-Legierung, durch die Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung gereinigt werden.
Konfiguration der Reinigunqsvorrichtung:
Die Richtung der Rotationswelle der Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung kann entweder horizontal oder vertikal sein. Anders ausgedrückt kann die Reinigungsvorrichtung vom horizontalen Typ oder vertikalen Typ sein.
Wenn nötig kann ein Waschapparat, eine Entwässerungseinrichtung, ein Vibrationssieb, eine Aero-Auswahleinrichtung oder eine Metalltrenneinrichtung vor oder hinter der Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein. Wenn diese Vorrichtungen in geeigneter Weise angeordnet sind, ist es möglich, mit höherer Sicherheit die Fremdstoffe, wie z.B. beschichteten Film, aufgetragene Film, Etikette oder Verunreinigungen von den Polymergegenständen zu entfernen.
Die vorstehenden und andere Objekte, Effekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele von dieser im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher.
1A ist eine schematische Vorderansicht der Reinigungsvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
1B ist eine Schnittansicht von dieser vom Doppelwellentyp,
1C ist eine Schnittansicht von dieser vom Einwellentyp,
2A ist eine Schnittansicht eines durch eine Zweipunkt-Strichlinie in 1A umschlossenen Bereiches, die eine detaillierte Struktur von dieser zeigt,
2B ist eine vergrößerte Schnittansicht zur Erläuterung der Definition eines Zwischenraums und
die 3A bis 3C sind jeweilige Schnittansichten von im Vergleich zu 2A anderen Ausführungsbeispielen des Strömungspfad-Begrenzungselements.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.
1A ist eine schematische Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der Reinigungsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Reinigungsvorrichtung 10 hat eine Wasserzuführungsleitung 11, Wasserzuführungsanschlüsse 11a, einen Polymergegenstand-Einführanschluss 21, ein Reinigungsbad 30, eine Rotationswelle 35, einen Polymergegenstand-Auslassanschluss 22, Ablaufanschlüsse 12a und eine Ablaufleitung 12.
Das Reinigungsbad 30 ist beispielsweise aus Metall, wie z.B. rostfreiem Stahl, ausgebildet.
Bei der dargestellten Vorrichtung vom Doppelwellentyp (1B) sind zwei Zylinder horizontal nebeneinander im Reinigungsbad 30 angeordnet, während ihre Berüh rungspunkte miteinander verbunden sind. Die sich in Längsrichtung erstreckende Rotationswelle 35 befindet sich im Wesentlichen in der Mitte des jeweiligen Zylinders und entgegengesetzte Endabschnitte von dieser werden für die Rotation wasserdicht durch Stütz- bzw. Lagerelemente gestützt bzw. gelagert, die an den entgegengesetzten Stirnflächen des Reinigungsbades 30 vorgesehen sind. Die jeweiligen Rotationswellen 35 werden durch eine Rotationsenergie, die von einer nicht gezeigten, gemeinsamen Antriebsquelle übertragen wird, angetrieben, so dass sich diese in die gleiche Richtung drehen.
Ein Polymergegenstandeinführanschluss 21 ist in einem oberen Abschnitt von einem Ende (an der stromaufwärts liegenden Seite) des Reinigungsbades 30 ausgebildet und ein Auslassanschluss 22 ist in einem oberen Abschnitt des anderen Endes (an der stromabwärts liegenden Seite) von dieser ausgebildet. Während der Einführanschluss 21 und der Auslassanschluss 22 am oberen Umfang des Reinigungsbades im Hinblick auf die Zweckmäßigkeit der Handhabung im dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, können diese an den anderen Stirnflächen des Reinigungsbades vorgesehen sein.
Auch sind die Wasserzuführanschlüsse 11a an dem stromaufwärts liegenden oberen Umfang des Reinigungsbades 30 vorgesehen und sind die Ablaufanschlüsse 12a an seinem stromabwärts liegenden unteren Umfang vorgesehen. In dieser Hinsicht sind diese an zahlreichen Positionen in Längsrichtung des Rohres vorgesehen, so dass die Wasserzuführung oder der Wasserablauf an den jeweiligen Positionen ausgeführt wird.
Schraubenabschnitte 41, in denen eine Schraube 41a vorgesehen ist, und Strömungspfadbegrenzungsabschnitte 45, in denen Strömungspfadbegrenzungselemente 45a, 45b vorgesehen sind, sind im Inneren des Reinigungsbades 30 in Längsrichtung des Rohres alternierend vorgesehen (siehe 2A).
Die Struktur und der Betrieb des Schraubenabschnitts 41 und des Strömungspfadbegrenzungsabschnitts 45 werden unter Bezugnahme auf 2A erläutert, die einen Bereich M von 1A detailliert darstellt, der durch eine Zwei-Punkt-Strichlinie eingeschlossen ist.
Wie dargestellt ist im Schraubenabschnitt 41 die Schraube 41a an der Rotationswelle 35 befestigt, um mit dieser einstückig ausgebildet zu sein. Dadurch dreht sich die Schraube 41a zusammen mit der Rotationswelle 35, um Wasser und Polymerge genstände im Reinigungsbad 30 vom Einführanschluss 21 zum Auslassanschluss 22 (von links nach rechts in der Zeichnung) vorzubewegen.
Eine Axiallänge des Schraubenblattes an einer Position ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 5 in Bezug auf seinen Durchmesser. Eine Steigung des Schraubenblattes muss unter Bezugnahme auf die Rotationsgeschwindigkeit bestimmt werden und ist vorzugsweise in einem Bereich von 0,3 D bis 3 D (D ist ein Durchmesser des Schraubenblattes). Wenn die Steigung weniger als 0,3 D beträgt, wird ein Spalt zwischen benachbarten Schraubenblättern übermäßig klein, um in diesem den Polymergegenstand einzufangen, wobei dieser wie er ist rotieren kann und nicht gleichmäßig nach vorn gefördert werden. Auch kann ein Fall vorliegen, bei dem der durch den Spalt eingefangene Polymergegenstand geschmolzen wird, um die Reinigungsbehandlung zu unterbrechen. Im Gegensatz dazu verringert sich die Fördereffizienz, wenn die Steigung 3D übersteigt.
Wie es dargestellt ist, ist im Strömungspfadbegrenzungsabschnitt 45 eine Vielzahl an Rotationsplatten 45a an der Rotationswelle 35 befestigt, um mit dieser einstückig ausgebildet zu sein, während diese vom Umfang der Rotationswelle 35 zur rohrförmigen Innenfläche des Reinigungsbades 30 aufrecht stehen, damit diese zur Längsrichtung des Rohres vertikal verlaufen. Auch ist eine Vielzahl von feststehenden Platte 45b an der rohrförmigen Innenfläche des Reinigungsbades 30 befestigt, um einstückig mit dieser ausgebildet zu seinem, während diese von der rohrförmigen Innenfläche des Reinigungsbades 30 zur Rotationswelle 35 hin aufrecht stehen, damit diese zur Längsrichtung des Rohres vertikal verlaufen. Die Vielzahl an Rotationsplatten 45a und feststehenden Platten 45b ist in der Längsrichtung des Rohres alternierende angeordnet, um ein Labyrinth zu bilden. Dadurch wird veranlasst, dass bei einer Rotation der Rotationswelle 35, um Wasser und Polymergegenstände in Längsrichtung des Rohres (von links nach rechts in der Zeichnung) vorzubewegen, Wasser und Polymergegenstände in ihrer Vorbewegungsrichtung abweichen, indem diese auf Stirnflächen der Rotationsplatten 45a und/oder feststehenden Platten 45b auftreffen, und sich diese in Längsrichtung des Rohres als Ganzes vorbewegen, während diese teilweise in die Richtung vertikal zur Längsrichtung des Rohres strömen. Somit wird die Verweilzeit des Wassers und der Polymergegenstände im Reinigungsbad 30 verlängert und die Strömungsrichtung von diesen ändert sich, um einen komplizierten Weg zu beschreiben, wodurch sich die Anzahl der Kontakte des Polymergegenstandes mit den Oberflächen der jeweiligen Elemente im Inneren des Reinigungsbades 30 erhöht. Zum Verbessern der Wirkung des Strömungspfadbegrenzungsabschnitts 45 kann eine Rücklaufschraube (z.B. eine Rotationsplatte 45a mit einer Rückwärts- bzw. Rücklauf steigung im Vergleich zu der der Schraube 41a), die in der Lage ist, Material vom Auslass zum Einlass rückwärts zu bewegen, in einem Teil des Strömungspfadbegrenzungsabschnitts 45 vorgesehen sein.
Gemäß Vorbeschreibung sind entsprechend dieser Vorrichtung, da die Schraubenabschnitte 41 und die Strömungspfadbegrenzungsabschnitte 45 in Längsrichtung des Rohres alternierend angeordnet sind, Wasser und/oder Polymergegenstände, die sich durch die Wirkung der Schrauben 41a vorbewegen, so gestaltet, dass ihre Strömungsrichtung durch die Strömungspfadbegrenzungsabschnitte 41 abweicht, um ihre Vorbewegungsgeschwindigkeit zu verringern, wobei dieser Prozess an dem jeweiligen Abschnitt in Längsrichtung ausgeführt wird.
Die Oberflächen der jeweiligen Elemente im Reinigungsbad 30 (die rohrförmige Innenfläche des Reinigungsbades 30, die freigelegte Fläche der Rotationswelle 30, das Blatt der Schraube 41a, die Stirnfläche der Rotationsplatte 45a oder die Stirnfläche der feststehenden Platte 45b) sind durch Strahlbehandlung mittels harten Teilchen oder eine Flammensprüh/Schweiß-Behandlung aufgeraut, wodurch bei einer Erhöhung der Anzahl der Kontakte des Polymergegenstandes mit den Oberflächen der jeweiligen Element im Inneren des Reinigungsbades 30 Fremdstoffe, wie z.B. beschichteter Film/Etikett/Verunreinigung der Polymergegenstände von ihrer Oberfläche in einfacher Weise abgekratzt werden, um die Reinigungswirkung zu verbessern.
Ein Strömungsort oder eine Strömungszeit von Wasser und den Polymergegenständen, die zum Erreichen der vorteilhaften Reinigungswirkung geeignet sind, ist durch die geeignete Einstellung der Geschwindigkeit der Rotationswelle 35, des Innenrohrdurchmessers des Reinigungsbades 30, einer Rohrlänge des Reinigungsbades 30 eines Zwischenraums B zwischen dem Umfang der Rotationsplatte 45a und der Rohrinnenfläche des Reinigungsbades 30, eines Zwischenraums C zwischen dem Innenumfang der feststehenden Platte 45b und dem Umfang der Rotationswelle 35 und/oder einem Zwischenraum A zwischen der Stirnfläche der Rotationsplatte 45a und der benachbarten Stirnfläche der feststehenden Platte 45b erreichbar. Auch ist dieses durch das geeignete Regulieren der Längen des Schraubenabschnitts 41 und des Strömungspfadbegrenzungsabschnitts 45 und/oder eines Verhältnisses zwischen diesen erreichbar.
In dem in den 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel sind, während der Strömungspfadbegrenzungsabschnitt 45 die Rotationsplatten 45a und die feststehenden Platten 45b in miteinander alternierender Anordnung hat, die Rotationsplatten 45a und die feststehenden Platten 45b nicht notwendiger Weise in einer alternierenden Weise angeordnet. Auch kann der Strömungspfadbegrenzungsabschnitt 45 allein entweder durch die Rotationsplatte 45a oder die feststehenden Platte strukturiert sein. Während die Rotationsplatte 45a oder die feststehenden Platte 45b bei Betrachtung von ihrer Stirnflächenseite vollständig kreisförmig oder ringförmig ist, kann diese von einer Form sein, die teilweise nicht vorhanden ist.
Während die Rotationsplatte 45a oder die feststehenden Platte 45b vertikal zur Längsrichtung des Rohres in dem in den 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel angeordnet ist, kann diese geneigt sein, so dass diese einen vom rechten Winkel verschiedenen, bestimmten Winkel bezüglich der Längsrichtung des Rohrs hat.
Während der Strömungspfadbegrenzungsabschnitt 45 und der Schraubenabschnitt 41 in Längsrichtung des Rohrs in dem in den 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel alternierend angeordnet sind, ist es möglich, den Strömungspfadbegrenzungsabschnitt 45 in dem gleichen Bereich wie den Schraubenabschnitt 41 vorzusehen, wenn die Rotationsplatte 45a beseitigt ist und eine Größe der feststehenden Platte 45b in geeigneter Weise bestimmt ist.
Während der Strömungspfadbegrenzungsabschnitt 45 aus den Rotationsplatten 45a und den stationären Platten 45b in den in dem 2A und 2B gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist, können in den 3A bis 3C gezeigte Elemente statt der oder zusätzlich zu den erstgenannten verwendet werden. In 3A ist ein Begrenzungselement 451 in der Form eines Kegelstumpfes plus Zylinder an der Rotationswelle 35 befestigt; in 3B ist ein Begrenzungselement 452 mit Kegelstumpfform an der Rotationswelle 35 befestigt und in 3C ist ein Begrenzungselement 453 mit der Form eines Kegelstumpfes, eines Zylinders plus eines umgekehrten Kegelstumpfes an der Rotationswelle 35 befestigt.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Reinigungsbad 30 aus zwei Rohren in 1A gebildet (ein Rohr in 1B), die horizontal nebeneinander angeordnet sind. Das Reinigungsbad ist jedoch nicht auf die vorstehende Form beschränkt. Beispielsweise kann die Anzahl der Rohre drei oder mehr betragen, wobei der Querschnitt von diesen rechteckig sein kann, oder die Rohre können sich in Vertikalrichtung befinden (nach oben/nach unten). In dieser Hinsicht ist der Horizontaltyp zu bevorzugen, da die Struktur einfach wird. Auch kann das Reinigungsbad so strukturiert sein, dass sich sein Innendruck allmählich stromabwärts erhöht, indem sich der Durchmesser des Rohres stromabwärts verkleinert.
Es wurde keine Beschreibung der Instandhaltung der Vorrichtung im vorstehenden Ausführungsbeispiel vorgenommen. Beispielsweise werden, wenn der Schraubenabschnitt 41 und der Strömungspfadbegrenzungsabschnitt 45 durch ein Segmentsystem gebildet werden, der Zusammenbau und/oder die Demontage von diesen einfach, wodurch sich die Instandhaltungsfähigkeit verbessert. Da es auch möglich ist, lediglich ein Bauteil mit Fehlfunktion zu ersetzen, kann ein Kostenvorteil erhalten werden. Es ist ebenfalls möglich, das Element durch eines mit einer rauen Oberfläche zu ersetzen, das für den gewünschten Reinigungsgrad geeignet ist.
Wenn das Reinigungsbad 30 strukturiert ist, um in die gewünschten Teile (zwei, drei oder vier Teile) in Längsrichtung unterteilbar zu sein, wird die Reinigung des Inneren der Vorrichtung oder das Ersetzen von Teilen erleichtert.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde lediglich der Reinigungsvorgang beschrieben, der durch das Auftreffen des Polymergegenstandes auf die raue Oberfläche ausgeführt wird, so dass die Oberfläche des Polymergegenstandes abgekratzt wird. Wenn jedoch ein Ultraschallreinigen zusätzlich verwendet wird, ist es möglich, die Fremdstoffe, wie. Etikette oder Abdichtungen, die an einer Aussparung des Polymergegenstandes haften, mit der eine Berührung der rauen Fläche schwierig ist, zu entfernen, wodurch die Reinigungswirkung weiter verbessert wird. Das Ultraschallelement kann beispielsweise an der Außenfläche des Rohres vorgesehen sein.
In dieser Hinsicht können statt der Ultraschallreinigung oder zusätzlich zu dieser Reinigungsteilchen oder ein Reinigungsmittel verwendet werden. Auch kann statt oder zusätzlich zu Wasser eine Reinigungsflüssigkeit, wie z.B. eine oberflächenaktive Substanz verwendet werden. In solchen Fälle ist ein Prozess zum Entfernen der Reinigungsteilchen, des Reinigungsmittels oder der Reinigungsflüssigkeit von den gereinigten Polymergegenständen nötig.
Die vorliegende Erfindung wurde detailliert bezüglich den bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben und es ist nun für den Fachmann aus dem vorstehend Gesagten deutlich, dass Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung in ihren breitesten Aspekten abzuweichen, und es ist daher beabsichtigt, in den beiliegenden Ansprüchen all diese Änderungen und Abwandlungen abzudecken, die in den Bereich der Ansprüche fallen.

Claims

Eine Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen, dadurch gekennzeichnet, dass diese aufweist: ein längliches Reinigungsbad (30) mit einer Rotationswelle (35), die sich in Längsrichtung des Reinigungsbades (30) erstreckt und die durch eine Antriebsquelle angetrieben wird, wobei das Reinigungsbad einen Wasserzuführanschluss (11a) und einen Ablaufanschluss (12a) sowie einen Polymergegenstand-Einführanschluss (21) an einem Ende und einen Polymergegenstand-Auslassanschluss (22) am anderen Ende hat, eine Schraube (41), die mit der Rotationswelle (35) einstückig ausgebildet ist, zum Vorbewegen von Wasser in dem Reinigungsbad (30) von dem einen Ende zu dem anderen Ende von diesem durch das Rotieren des Wassers im Reinigungsbad zusammen mit der Rotationswelle (35) und eine feststehende Platte (45b), die von einer Innenfläche des Reinigungsbades (30) aufrecht steht, zum Begrenzen der Vorbewegung des Wasser, die durch die Schraube (41) verursacht wird, mit einem rauen Abschnitt an zumindest einem Teil ihrer Fläche.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (41) in einem Längsabschnitt des Reinigungsbades (30) vorgesehen ist und dass eine Rotationsplatte (45a) mit einem rauen Abschnitt an zumindest einem Teil ihrer Fläche vom Umfang der Rotationswelle (35) in einem Abschnitt, in dem keine Schraube vorgesehen ist, aufrecht steht, um die durch die Schraube (41) verursachte Vorbewegung des Wassers zu begrenzen.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsplatte (45a) so angeordnet ist, dass sich ein Spitzenende der Rotationsplatte (45a) mit einem Spitzenende der feststehenden Platte (45b) abwechselt.
Eine Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 1, wobei das Reinigungsbad rohrförmig ist und wobei die Vorrichtung eine Vielzahl an Schraubenabschnitte (41) und eine Vielzahl an Strömungspfadbegrenzungsabschnitten (45) aufweist, die in der Längsrichtung im Reinigungsbad abwechselnd abgeordnet sind, wobei der Schraubenabschnitte (41) jeweils die Schraube (41a) aufweist, die auf einer Rotationswelle (35) vorgesehen ist, die im Reinigungsbad in einer drehbaren Weise gehalten wird, und wobei der Strömungspfadbrenzungsabschnitt (45) jeweils eine Vielzahl an feststehenden Platten (45b), die von der Innenfläche des Reinigungsbades aufrecht stehen, und eine Vielzahl an Rotationsplatten (45a) aufweist, die so angeordnet sind, dass Endflächen der Rotationsplatte (45a) Endflächen der feststehenden Platten (45b) mit einem vorbestimmten Spalt zwischen diesen gegenüberliegen.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine einer rohrförmigen Innenfläche des Reinigungsbades (30), einer exponierten Fläche der Rotationswelle (35), einer Blattfläche der Schraube (41a), einer Endfläche der Rotationsplatte (45a) und einer Endfläche der feststehenden Platte (45b) einen aufgerauten Abschnitt hat.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauhigkeit des aufgerauten Abschnitts die maximale Höhe in einem Bereich von 40 bis 2000 μm hat.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauhigkeit des aufgerauten Abschnitts die maximale Höhe in einem Bereich von 50 bis 1000 μm hat.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenrauhigkeit des aufgerauten Abschnitts die maximale Höhe in einem Bereich von 60 bis 500 μm hat.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigung des Schraubenblattes in einem Bereich vom 0,3 D bis 3 D liegt, wobei D ein Durchmesser des Schraubenblattes ist.
Vorrichtung zum Reinigen von Polymergegenständen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Größe des Polymergegenstand-Einführanschlusses und eines Polymergegenstand-Auslassanschlusses bestimmt ist, um zu gestatten, dass der Polymergegenstand (21) mit einer Länge in einem Bereich von 1 bis 45 mm durch diese hindurchgeht.