JP2002539967A - ポリオレフィンプラスチックシート材料のリサイクル装置 - Google Patents
ポリオレフィンプラスチックシート材料のリサイクル装置Info
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Abstract
Description
以下のもの、すなわち[i]リサイクルされるプラスチック材料に対する少なく
とも1つの破砕機構と、[ii]浮上分離によって、このプラスチック材料より
も密度の高い材料を分離するための、少なくとも1つの初期分離器と、[iii
]このプラスチック材料を小さい粒子に粉砕するための少なくとも1つの粉砕ミ
ルと、[iv]少なくとも1つの水をベースにした分離タンクであって、一方で
はこれらの小さい粒子の変位のために複数枚のブレードを備え、他方では出口を
有する底部を備え、各分離タンクには、破砕され、高い密度の材料から少なくと
も部分的に分離されたプラスチック材料を受け取るためのフィーダが設けられ、
そのような材料をこの底部付近の領域に送出し、この送出を制御する第1の変速
モータが設けられた分離タンクと、[v]このプラスチック材料をこの水から分
離する手段と、[vi]プラスチック材料を結束させる手段とを備えるタイプの
装置である。
ン充填剤の無いプラスチックシート材料、換言すれば、ポリエチレン(PE)、
ポリプロピレン(PP)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、およびポリブチレン
(PB)で使用した後(ポストコンシューマ(post−consumer))
のプラスチックシート材料に関するものである。以下、この明細書および請求項
は、密度(充填されていない)が1g/cm3以下であるプラスチック材料のみ
に関するものとする。
ても好んで使用されており、その消費量はますます増大しつつある。通常このプ
ラスチックシート材料は使用後に捨てられるが、特にこれらのプラスチック材料
の大部分が生物分解性ではないことを考えると、このことによって生態系に極め
て重大な問題がもたらされる。その結果、現行の規則および世界的な傾向として
、容器や包装材料などのプラスチックの収集、分類、およびリサイクルを行うイ
ンフラストラクチャを生み出すことによってリサイクルを行うことが奨励されて
いる。
染が減少し、これらのプラスチックを生み出す石油の輸入が減少することによっ
て、経済的利益が得られる。
下の所見に包含される事項について言及する。
要素の1つとは、その設備が1つまたは複数の水分離タンクからなることである
が、このタンクは逆円錐台形の底部を有し、タンクが複数ある場合には、これら
のタンクは1つ上にあるタンクに接続され、それによってタンク間にレベルが生
み出される。さらに、これらのタンクは全く同一の下向きの垂直型フィーダを有
しており、各フィーダはタンク内に沈められ、細断されたプラスチック材料をス
クリューコンベヤによって分離タンクの底部付近領域に運ぶ。
かって上昇する傾向がある。それとは対照的に、密度がより高い材料、プラスチ
ックなどは(使用できない)、タンクの底部に残る傾向があり、各垂直タンクに
は排水用として調整可能な出口が設けられている。
されるべきであり、そのためにはこの水を再生することが必要である。したがっ
て、放出された水は清浄な水が流入することによって補われる。
される。これらは、水よりも密度が高いためにタンクの底部付近に見られ、しば
しば密度がより低い別の粒子に結合されている。
なければならない水(廃棄可能な汚泥、不純物、プラスチック粒子などと共に)
の量を制御するように機能する。
すなわちエルボ形管継手によって、液体タンクの下側の頂点と、タンクの最高水
位の下方に配置された濾過器の最上部とが接続され、この濾過器の底部(その排
水口が配置されている)は液体が入ってくる入口よりも低いレベルにあり、これ
ら入口と底部との領域間には、前述の廃棄可能な汚泥、不純物、プラスチック粒
子などから水を分離するのに使用される金網、穴が開けられたプレート、グリル
、または同様の物体が、傾いた位置に配置されている。
、タンク内の水位と濾過器への前記入口の高さとの差に比例する。
を変えなければならない。前述の高さの差を変えることは容易ではないので(重
い物体を垂直方向に変位させる必要があると考えられる)、この水の量の調節は
前述の断面を変えることによって行わなければならないが、例えばちょう形弁や
その他の種類の既存の弁を用いると、汚泥、不純物、およびプラスチック粒子の
滞留が必至であるために容易に詰まりが生じ、そのため断面を変更することはで
きない。
なゲージを使用し、個別に適切な代用品を作製することによって行われる。
ためにゲージを交換して弁を再度開くようにするため、これらのゲージが配置さ
れている場所の上流に最初の弁を、またこれらのゲージが配置されている場所の
下流に第2の弁が必要とされる。そのため、この調節には明らかに多少なりとも
重要な欠点がある。
ものを備えたポンプ、すなわちこの出口に接続された入口と、出口と、前記入口
を通してこの水およびこれらの材料の吸引流を促進させ、かつこの出口を通して
この水およびこれらの材料の推進流を促進させるのに適したいくつかの可動部材
と、これらの可動部材を駆動させる第2のモータであって、この第2のモータが
、変更可能な適切な速度のものであり、この第2のモータのこの速度の変化によ
ってこれらの流れの流量に変化が生じるようにする第2のモータとを備えたポン
プを有することを特徴とする上記のタイプの装置によって達成される。
するための好ましい方法について述べられている以下の記載からわかるが、これ
らに限定するものではない。
散しないように、好ましくは穴部4付近を起点とするベルトコンベヤ2を備え、
このベルトコンベア2は、穴部4が空になるまでプラスチック材料を破砕機6へ
と揚送する。この破砕機6はドラムおよび歯を備え、好ましくは互い違いの方向
に回転してプラスチックシートがそのプラスチックの初期寸法に対してかなり縮
小されたサイズの小片になるまでそのシートを破砕する。
コンベヤ8上に落下され、分離器としての役割を果たす受容器10に揚送される
。この受容器10には水が入っており、土や金属などプラスチックよりも高い密
度の不純物を収集する。受容器10では、リサイクルされるプラスチック材料が
浮揚し、不純物と、水よりも高い密度の若干のプラスチック片とを、重力によっ
て受容器10の底部に落下させる。この底部は、好ましくは使用不可能な材料を
排出する複数の端部出口14を備える円錐形または逆プラミッド形の2つの空洞
部12から構成されている。これらの端部出口14それぞれは、各モータ減速機
18によって駆動されるウォームコンベヤ16にアクセスしている。2つのウォ
ームコンベヤ16は中央弁19に接続されており、この中央弁19は、概略的に
示されている汎用廃棄物収集器21に接続された別のウォームコンベヤ20にさ
らに接続されている。端部出口14が開くと中央弁19が閉じ、端部出口14が
閉じると中央弁19が開く。
上水面としている。この装置には、複数のブレード22が設けられており、これ
らのプラスチック片が投入される側とは反対側の、受容器の縁部に向かってプラ
スチック片が導かれる。またこの受容器の上面はかなり広くまたブレード22に
よって発生する動きは遅いものであるが、これは、より密度の高い材料の沈澱を
促進させようとするためのものである。別のベルトコンベヤ24が上記反対側の
縁部付近に配置されているが、このベルトコンベアは、浮揚している材料の小片
(プラスチックおよびプラスチックではないもの)を収集してそれらを粉砕ミル
26に運ぶためのものである。
が可能な上方アクセス部30を備えた構造28を有する。このミルについて詳細
には図示しないが、投入されるプラスチックが落下する底部を有しており、この
底部は、下向きに尖って穴が形成された凹面部を有するプレートからなり、その
ため、穴自体の直径に合う寸法を有するプラスチック片を通過させる。穴が開け
られたプレートの前述の凹面部の前には、半径方向に延びたブレードを備えた回
転シャフトが配置されており、ミル26は、当然ながらシャフト付近に配置され
る複数の固定ブレードも有する。半径方向に延びたブレードが回転すると、それ
らは固定ブレード付近を移動し、それによってプラスチック片が数ミリメートル
程度の所望の寸法になるまでそのプラスチック片を粉砕する。ミル26を備えた
構造28には水が入るので(必要に応じて調整可能)、これらのプラスチック片
または粒子は既に示したように濡れている。
めに、これらの小片を遠心機32(図2)に運ぶ別のウォームコンベヤ31が配
置されている。
され、縮小サイズの小さい穴が設けられた角柱形の板体から構成されたものであ
り、プラスチック片の水はその穴を通過することができるが、プラスチック片自
体の通過は妨げられる。
が角柱体の壁に向かって推し進められるように回転するブレード付きのシャフト
が配置されている。濡れたプラスチックシート材料は、板体の1つの端部入口を
通って角柱体に進入することができ、この領域では、材料片または粒子は、角柱
体の長さ方向に移動する際に入口とは反対側にある第2の出口を通って出ていく
まで、遠心機32の摩擦作用によって清浄化される。
使用されるファン34があり、その後には平行に配置された2つの分離貯水部3
8が配置されているが、図では正面の貯水部だけを見ることができる。スペース
および移送上の関係から、このサイクロン36は、好ましくは図2の右側に配置
された貯水部38の縁部において空になっている。
ていることから受容器10に非常に類似している。以下に述べる複数のブレード
40によって、これらのプラスチック片を前述の入口縁部から反対側の縁部へと
前進させる(再度以下を参照)。
のある廃棄成分を収集する全く同一の下部タンク44を備えた2つの逆ピラミッ
ド形空洞部42によって形成されている。この空洞部42と下部タンク44との
接続は、複数の第1の調節器(または弁)46によって調節されている。さらに
、複数のその他の調節器(または弁)47により、下部タンク44を、通常は既
に述べた汎用廃棄物収集器21に間接的に接続されている別の下部排水ダクト4
8(ウォームコンベヤを備える)に接続することができる。
ために、アーム50が(直接的または間接的に)好ましくは下部排水ダクト48
に接続されている。このアーム50は、引き揚げられた位置において貯水部38
の水位(第1水位)よりも高い位置に到達する出口52を有している。ウォーム
コンベヤ54は、廃棄生成物をアーム50の長さ方向に沿って上昇させる。この
レイアウトによれば、特に減圧の問題が回避される。
は、汎用収集器21の一部を直接的にまたは間接的に構成する。
片を収集することが可能なものである。このバケットコンベヤ56は、様々な速
度でこれらのプラスチック片をウォームコンベヤ58に送出するのに使用される
。
接続され、速度を変えることができる第1のモータ61によって動くものである
。フィーダ60は、タンク62に挿入される管状部材内に配置されたウォームコ
ンベヤにより構成され、このタンクは使用不可能な材料の新たな分離操作が行わ
れる。タンク62には水が入っており、その表面に部分的に清浄化されたプラス
チック片または粒子が含まれ、またブレード64(後に再度述べる)も備えてい
る。このブレードは、タンク62とほぼ同様の少なくとも1つの別のタンク68
にこれらの小片を適宜送出するバケットコンベヤ66に向けて、これらの小片を
前進させるものである。その両方について以下に同時に述べる。
2、68のそれぞれの底部72付近に配置されている。このように、ウォームコ
ンベア58から受け取ったプラスチック片および材料は、一方ではタンク62、
68にタンク水面からある距離だけ離れた位置に投入され、他方ではやはりタン
ク62、68の管状部分からある距離だけ離れた位置にも投入され、また、タン
ク62、68の底部72の出口74からある距離だけ離れた位置にも投入される
。これらの底部72は円錐形であり、それらの下部頂点は出口74を構成する。
この例では、2つのタンクが連続して作動することを示し、換言すればリサイク
ルされる材料がまずタンクの1つを流れ、次いで別のタンクに運ばれる。
、水よりも密度の低いもの(軽い材料の小片)はタンク内を上昇する傾向があり
、一方水よりも密度が高いものは降下する傾向がある。それにもかかわらず、こ
の密度が高いものの一部は水よりもごくわずかしか密度が高くなく、または他の
軽い材料のプラスチック片に付着する。したがって、これらの小片の移動度は実
に小さく、軽い材料の小片(すなわちリサイクル可能なもの)と、廃棄しなけれ
ばならない最も重い小片との分離を妨げる。
する(図4)。このポンプ78は、出口80と複数の可動部材82とを有し、こ
れらは速度が可変する第2のモータ84によって駆動される。この全ては、指示
される運動によって、タンク62、68内に位置する水および材料の吸引流を引
き起こすように、かつこの吸引流が入口76を通ってポンプ78に入るようにな
され、この流れは意のままにかつ連続的に制御することができ、その速度を変化
させる際に装置を停止させる必要がないようになされている。吸引流が生成され
ると同時に、ポンプ78は水自体または水に含まれる材料の推進流を増進させて
、この推進流が出口80を通過するようにするが、この推進流のその後の経路に
ついては後で示す。モータ84が速度可変のものであることは、この速度の変化
によって前述の吸引流および推進流の強度に変化が生じることを明らかに意味す
る。
に)が生じ、この流れによって、前に述べた移動度の小さいプラスチック片の動
きを相当に活性化させ、さらに、水よりも密度の重い他の材料片に付着している
軽い材料片の分離が促進される。この結果、両方のタイプの材料を分離するプロ
セスが著しく改善されると共に、このプロセスにかかる時間が短縮される。
内でこの軽い材料の小片を上昇させるという傾向を打ち負かして望ましくない影
響が生じる。
チック材料が送出されるため不便である。それによって分離タンク62、68の
底部72付近のプラスチック材料の濃度が過剰になり、したがってその吸引流に
よって軽い材料の小片にも影響が出る。
中にも見出される吸引されたプラスチック材料に応じ、第1のモータ61および
/または第2のモータ84に対して手動で変更を行うことができる(特に第2の
モータ84について)。これらのプラスチック材料の観察を容易にするために、
その簡単な観察点が設けられており、そこから、水と共に除去されるプラスチッ
ク材料の含量が適切になるまで、前述のモータ61および/またはモータ84の
速度の必要な変更を、順序良く時間に合わせて行うことができる。廃棄される材
料とは、プラスチックがリサイクルされてペレットに変換されたときに良好な最
終品質を妨げるものである。このようなものが、まさに、第1のモータ61で駆
動される垂直ウォームコンベヤと、第2モータ84で駆動される可動部材とによ
る同期精製の対象物である。
われ、この点についても後で述べるが、この水の再生により、分離プロセスが改
善されて利益を受ける。
の設備により、リサイクルされた材料の品質を損なうと考えられるどのような材
料も正確に分離する。
の円で、螺旋形の回転子82(可動部材としての役割をする)を備えた螺旋ポン
プであり、この回転子は固定子86内で回転するが、この固定子86は、内部が
弾性または軟質の材料88で被覆されてやはり螺旋形状の長い断面を有すると共
に、回転子82と等しいねじ筋が付けられたものである。回転子82と固定子8
6の間には、いつでも交互に接触する連続線が存在し、モータ84の動作によっ
てポンプ78が作動すると、回転子の回転運動によって回転子自身と固定子の内
面との間で区切られた空間が軸方向に移動し、それによって、吸引および推進効
果が得られる。
き、その中でも非限定的な実施例を挙げると、本発明者は、蠕動ポンプ、ダブル
ダイヤフラム空気ポンプ、フレキシブルホースポンプ、フレキシブルインペラポ
ンプ、多葉ロータリポンプなど、その他の種類のポンプを引用することができる
。
るレベルでオーバーフローがあるときに作動する出口ダクトがあり、それによっ
て2つのタンクの最大水位を調節しながら2つのタンクのレベルを等しくする。
ましい。ポンプ78のそれぞれの出口80は、前述の推進流を受け取るダクト9
2に接続され、各ダクト92は複数のトレイ96に注ぐための排水用出口94を
有している。トレイに受け取られた水は、これらのトレイにおける他の縁部より
も低い縁部98から流れ出すようになっている。縁部98からのオーバーフロー
により、水およびプラスチックは、下方に傾斜していくつかの開口を備えたカバ
ー100の全幅に沿って落下する。このカバー100は、穴が形成されたプレー
トまたは開口を有するメッシュで構成され、いずれにせよ廃棄される材料片がそ
れらを通過することができないように十分に縮小されたサイズのものとすること
ができる。
用収集器21まで適宜運ぶ新しいウォームコンベヤ102で受け取られるまでカ
バー100の全長に沿って滑る。ダクト103およびいくつかの適切なポンプを
用いることによって、タンク90内に回収された水は分離タンク62、68の最
上部に運ばれ、それによって事実上閉じた巡回路が形成される。
8の出口に配置されており、それによって、リサイクルされるプラスチックに対
して相当な量の水が分離される。
取るための、少なくともいくつかの遠心機106を備え、これらの遠心機106
は上述の遠心機32と同じタイプのものでよいが、それらは異なる速度で作動す
る。第1の遠心機106の後にはプラスチック材料をバッファ110に送るファ
ン108があり、それによって第2の遠心機に到達して、そこで新たな乾燥プロ
セスにかけられる。
ク116に運び、そこから新しいファン118によってプラスチック材料を吸引
し、ヒータ122から熱風を受け取った後にバッファ120に入れる。バッファ
120からプラスチック材料を別のタンク124に渡す。バインダ128から材
料を適量に分けて移送するのに使用されるコンベヤベルト126が配置されてお
り、バインダ128では、リサイクルされるプラスチックの乾燥および最終的な
結合を行う。
り、前記シャフトのすぐ近傍で半径方向に突出する部分132と、そこから前記
シャフト130の回転方向に凸形を描く湾曲端部134とを備えることが好まし
い。シャフト130の長さ方向の一区間に配置されたブレードは、規則的な間隔
で配置されており、隣接する区間に取り付けられたブレードに対してある角度だ
けずれて配置されている。これによって、分離タンク内の水面付近に位置するプ
ラスチック片の滑らかな前進運動が実現され、望ましくない乱流が防止される。
の図である。
ャフトに接合されているブレードとを備えたユニットの軸方向の図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 ポリオレフィンプラスチックシート材料のリサイクル装置に
おいて、 [i]リサイクルされるプラスチック材料に対する少なくとも1つの破砕機構
(6)と、 [ii]浮上分離によって、前記プラスチック材料よりも密度の高い材料を分
離するための、少なくとも1つの初期分離器(10)と、 [iii]前記プラスチック材料を小さい粒子に粉砕するための少なくとも1
つの粉砕ミル(26)と、 [iv]少なくとも1つの水分離タンク(62、68)であって、前記小さい
粒子を変位させる複数のブレード(64)と、出口(74)を有する底部(72
)とを備え、前記各分離タンク(62、68)には、破砕され高い密度の材料か
ら少なくとも部分的に分離されたプラスチック材料を受け取り、かつ速度可変の
第1のモータ(61)で前記底部(72)付近の材料を送出するフィーダ(60
)が設けられ、前記第1のモータはこの送出を調節するのに適切なものである水
分離タンクと、 [v]前記プラスチック材料を前記水から分離する手段と、 [vi]プラスチック材料を結束させる手段であって、前記出口(74)に接
続された入口(76)と、出口(80)と、前記入口(76)を通して前記水お
よび材料の吸引流を促進させ且つ前記出口(80)を通して前記水および材料の
推進流を促進させる複数の可動部材 (82)と、該可動部材(82)を駆動さ
せる第2のモータ(84)とを備えたポンプ(78)を具備し、前記第2のモー
タ(84)が適切な可変速度のものであり、該第2のモータ(84)の速度の変
化によってこれらの流れの流量に変化が生じるようにされる結束手段と を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 前記第1のモータ(61)および/または第2のモータ(8
4)の速度変化および同期が、前記推進流中のプラスチック材料の含量に応じて
手動で行われることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 前記推進流中の材料の含量の観察を容易にする手段を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 - 【請求項4】 前記ポンプ(78)の出口(80)が、前記推進流を受け取
り、かつ排水用出口(94)を通してそれを空にするダクト(92)に接続され
、 [a]所定長さを有するオーバーフロー縁部(98)を備え、前記排水用出口
(94)の下方に配置されたトレイ(96)と、 [b]前記長さと同程度の幅を有し、前記縁部(98)の下方に配置されて下
方に傾斜し、前記材料が通過するのを防止する複数の開口を備えたカバー(10
0)と を備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の装置。 - 【請求項5】 前記ポンプが、真っ直ぐで一定の円形断面のカム回転子(8
2)を備える螺旋ポンプ(78)であり、前記回転子(82)が、弾性または軟
質の材料(88)で内側が被覆された螺旋形状の固定子(86)内で回転し、 前記回転子(82)と固定子(86)との間にはいつでも交互に接触するライ
ンが存在し、これにより前記固定子(86)内の前記回転子(82)の回転によ
って、該回転子(82)と固定子(86)の内面との間のスペースが軸方向に変
位するのが促進され、何種類かの速度で前記回転子(82)の回転を促進させる
モータ構成要素(84)が存在することを特徴とする請求項1から4のいずれか
に記載の装置。 - 【請求項6】 第1のレベルまで水を保持し、さらに小さい材料粒子を保持
する少なくとも1つの分離貯水部(38)を備え、該貯水部(38)には、その
底部でタンク(44)に接続された少なくとも1つの逆ピラミッド形空洞部から
なる底部(42)が設けられ、 前記貯水部(38)と前記タンク(44)との接続を調節する第1の調節器(
46)と、前記タンク(44)と下部排水ダクト(48)との接続を調節する第
2の調節器(47)とを備え、 前記下部排水ダクト(48)が、引き揚げられた位置に配置されているアーム
(50)に接続されており、該アームが前記水の第1のレベルの上の高さに届く
排出用出口(52)を有し、前記材料粒子を前記アーム(50)内で積極的に上
昇させるウォームコンベヤ(54)が設けられていることを特徴とする請求項1
から5のいずれかに記載の装置。 - 【請求項7】 濡れたプラスチックを処理するための少なくとも1つの遠心
機(32、106)であって、該遠心機(32、106)が、空間を形成し且つ
前記粒子が通過するのを防止する縮小された穴を備える角柱形のプレートシェル
と、濡れたプラスチックシート材料を前記空間に投入する第1の入口と、前記プ
レートシェル内において回転可能で該プレートシェルに対して前記粒子を推進さ
せるブレードを有するシャフトと、前記スペース内からプラスチック材料を排出
する第2の開口とを備えることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の
装置。 - 【請求項8】 前記ブレード(40、64)が、第1の方向に回転する回転
シャフトの連続する区間に取り付けられており、 [a]前記各ブレード(40、64)が、前記シャフトの近傍で半径方向に延
びる部分と、前記第1の回転方向に凸形を描く湾曲した端部部分とを有し、 [b]前記シャフト上の一区間に取り付けられた前記ブレード(40、64)
それぞれは、同じ一区間に取り付けられた隣接するブレードとの間に等しい角度
を形成し、 [c]一区間に取り付けられた前記ブレード(40、64)は、隣接する区間
に取り付けられているブレード(40、64)に対してある角度だけずれている
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の装置。
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