JP2007061771A

JP2007061771A - ペットボトル破砕処理装置用ホッパー

Info

Publication number: JP2007061771A
Application number: JP2005253734A
Authority: JP
Inventors: Toshio Takeuchi; 利雄竹内
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】再資源化可能なペットボトルをラベルやキャップ（蓋）やリングのついた状態で破砕処理可能で且つ多数の容器を一個づつ詰まることなくスムーズに排出可能で、人手も要しないペットボトル破砕処理装置用ホッパーを提供する。
【解決手段】投入したペットボトルを内部へ導入、落下させるよう上面から内部下方向へ傾斜した横側の斜面状のウイング（１１，１１）と、上面から内部下方向へ傾斜した後側の斜面状のウイング１２と、投入されたペットボトルを貯留させる空間部１４と、該空間部の一部を兼ね底部に開口部１３ａを設けた溝部１３とが設けられる。また、前記溝部１３の底部の開口部１３ａにはコンベア２を配置してペットボトルＶを排出する。そして、前記溝部１３の出口近傍内壁には、一対または二対のサイドガイドバー１５を設けて重なったペットボトルＶを分離する。また、該ホッパー１には全体を振動させる加振手段を設ける。
【選択図】図５

Description

本発明は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等種々の材料を用いたボトル本体、蓋、リング、ラベル等から構成されるペットボトルを、蓋やリングラベルの付いたそのままの状態で破断しこれらの材料を各成分材料毎に自動的に回収することのできるペットボトル破砕処理装置に使用されるホッパーに関する。

近年、廃棄物の埋立処理場の埋立余力が乏しくなって来ているが、消費生活の中で容器包装用等に使用が急増中のプラスチック製品類の処理が緊急の課題となりつつある。中でも、安全性の観点からミネラルウォーター等を飲料水として購入する習慣の定着、同じく各種茶系飲料の消費の急増及び従来のソフトドリンク飲料類も利便性から壜や缶よりもペットボトルを指向しつつある状況が廃棄処理上の新たな問題を生じつつある。しかし、通常、ペットボトル等は、埋め立てても腐敗消滅（分解）しないことから環境汚染の原因物質となっている。

ところで、最近は合成樹脂製容器であっても、例えばポリエチレンテレフタレート製のペットボトルのように、再資源化が可能な合成樹脂が利用されるようになっている。ペットボトルとしては、通常、図９に示すように、ボトル本体Ａ、蓋（Ｂ）、リング（Ｃ）、ラベル（Ｌ）等により構成されているが、それぞれの機能にふさわしい材料が使用され、そのような材料としてポリエチレンテレフタレート（ボトル本体Ａ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等が用いられる。従来は、かかる種々の合成樹脂を素材ごとに選別するペットボトルの処理装置も開発されている。例えば、ボトル胴体に巻かれたフィルムを除去する装置としてボトルを筒形状の長手方向に圧送可能な圧送配管を準備する圧送配管準備工程と、容器を前記圧送配管の中に圧送する容器圧送工程と、前記容器圧送工程中に容器に巻かれたフィルムを筒形状の長手方向に沿って切断するフィルム切り裂き工程と、前記フィルム切り裂き工程の後で風力選別によりフィルムと容器とを分離するフィルム選別工程と、を備えた容器の処理方法とその装置が開示されたものもある。そして、処理すべきペットボトルは、文献の図２に示すように、容器投入装置（ホッパー）（３０）へ投入する（特許文献１）。

また、ペットボトルの場合、ボトル本体（ポリエチレンテレフタレート製）とこのボトルのキャップやリング（ポリスチレンやポリエチレン製）とは材料が異なるのが普通である。そこでケーシング内でキャップやラベルのついたペットボトルを該ケーシング内のガイドプレードに激しく衝突させて容器本体の口部を結晶化させ、他の部位に比べて硬く衝撃に弱いこの容器本体の口部が選択的に破壊されることを利用してボトル本体とキャップとを分離する、というＰＥＴボトルキャップの除去装置および方法が開示されている。この場合、ケーシング（４）には容器投入口（１）と、排出口（２）が設けてある（特許文献２）。

特許文献１特開２００３−３２６５２１
特許文献２特開２００５−００１３２５

ペットボトル破砕処理装置でボトルを破砕処理する場合、一個づつ処理装置に投入するのは煩雑であり、量も多いため一定量の処理ボトルを滞留させるホッパーをボトル破砕処理装置の前部に配置することが多い。しかしながら、ボトルは空で比較的容量があるためホッパーを使用するにしてもすぐに満杯状態となる。更に、ホッパーから次の処理工程へ移るときボトルとボトルとが出口でせめぎ合い、詰まり合って相互に相手がホッパーから排出されるのを邪魔する作用をすることも多い。このような場合は、人が手作業で詰まりを解除したり、一部を除去したりしてボトル破砕処理装置を稼働させている。従って、従来のホッパーでは人件費等コストがかかり且つ処理に時間がかかる。このため破砕処理装置を自動化するに当たっては、ボトルを滞留させホッパー内で詰まらせることなく円滑に排出するホッパーの構造は装置全体のシステムを円滑に稼働させる上で極めて重要である。

本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、ポリエチレンテレフタレート等再資源化可能な合成樹脂材料をラベルやキャップ（蓋）やリングのついた状態で破砕処理するに当たり、滞留させた処理用の多数の容器を一個づつ詰まることなくスムーズに排出することが可能で、人手も要しないペットボトル破砕処理装置用ホッパーを提供することを目的としている。

この発明は上記する課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ペットボトル破砕処理装置用ホッパーが、投入されたペットボトルを貯留させる空間部と、該空間部の一部を兼ね底部に開口部を設けた溝部と、投入されたペットボトルを前記空間部内部へ導入、落下させるよう上面から内部下方向へ傾斜した溝部両側の斜面状のウイングと、投入されたペットボトルを前記空間部内部へ導入、落下させるよう上面から内部下方向へ傾斜した溝部後側の斜面状のウイングと、より成り且つ該溝部の底部の開口部にはコンベアを走行配置して成ることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、前記溝部の出口近傍内壁には、一対または二対のサイドガイドバーを設けたことを特徴とするものである。

更に、請求項３に記載の発明は、前記ホッパーには、全体を振動させる加振手段を設けたことを特徴とするものである。

上記発明によれば、投入された破砕処理用のペットボトルは、例え多数が滞留していても一個づつスムーズにこのホッパーから排出させることが出来る。従って、ボトルがホッパー内で詰まり、その度に人手を煩わせてボトルを手作業で排出させたり一部を除去して投入しなおすという作業を行う必要はなくなる。特に、振動装置を使用すれば出口付近で詰まっているボトルを自然に分離し順番に排出させることができる。また、出口付近に設けたサイドガイドバーの作用で重ね合わされたボトルを自然に分離し、順序良く早く排出させることができる。また、このホッパーの後に続くペットボトル分割分離装置と、エアセパレーターダクトおよび、ボトル破片洗浄分別器と粉砕機に至る一連の装置の動作を円滑に行うことができる。このように本発明のホッパーは、従来のホッパーにない種々の優れた効果を有する。

以下、本発明の最良の実施の形態について説明する。
図１は、本発明のペットボトル破砕処理装置用ホッパーを用いるペットボトル破砕処理装置の全体平面図であり、図２は図１のＰ矢視側面図、図３は、図２と同じ方向からみたペットボトル分割分離するペットボトル分割分離装置部を含む部分（ホッパーに続く部分）の要部側面図である。
１はホッパーであり、２はコンベアベルト、３はペットボトル分割分離装置、５は前記ペットボトル分割分離装置３を構成するガイド管３３に接続されエアを通し排出するエアセパレーターダクト、６は該エアセパレーターダクト６から横へ延設されるエアセパレーターダクト、７はボトル破片洗浄分別器である。前記ペットボトル分割分離装置３は破砕用のペットボトルＶ（以下、単にボトルＶとする場合もある）の搬送用のガイド管３０と、縦方向の丸鋸３１ｃを取り付けた縦切断丸鋸装置３１と、横方向の丸鋸３２ｃを取り付けた横切断丸鋸装置３２から成るが、本発明のホッパー１は、このペットボトル分割分離装置３のボトル投入部として使用されるものである。尚、ペットボトル分割分離装置３やエアセパレーターダクト５、６およびボトル破片洗浄分別器７等については後述する。

図４（Ａ）は、本発明のホッパー１のみの平面側面図、図５はホッパー１の前方から見た斜視面図である。
本発明のホッパー１の最も特徴的且つ大事な機能は、ボトルＶをランダムに投入しても順番に１個づつ排出させる機能を有することである。該ホッパー１は、投入されたペットボトルＶを貯留させる空間部１４と、該空間部１４の一部を兼ね底部に開口部１３ａを設けた溝部（凹部）１３と、投入されたペットボトルＶを前記空間部１４内部へ導入、落下させるよう上面から内部下方向へ傾斜した溝部両側の斜面状のウイング１１，１１と、投入されたペットボトルＶを前記空間部１４内部へ導入、落下させるよう上面から内部下方向へ傾斜した溝部１３後側の斜面状のウイング１２と、より成り且つ該溝部１３の底部の開口部１３ａにはコンベア２を走行配置してある。更に、該溝部１３の下面の開口部１３ａの下にはコンベアベルト２が走行するように配置され、稼働時にはボトルＶが該ホッパー１の溝部１３から一個づつ排出される。また、該溝部１３の出口近傍の左右の内壁には二対のサイドガイドバー１５，１５が設けられている。

前記ホッパー１は、図１および図２に示すように、ボトルＶをランダムに投げ入れることが可能で、投げ入れられたボトルＶは、ウイング１１，１１やウイング１２から空間１４の内部へ落下し、その底部の溝部１３にはボトルＶが一本づつ嵌まるように形成してあり、且つ上方へ傾斜させて設置してある（尚、必ずしも傾斜させる必要はない）。即ち、該ホッパー１にボトルＶを投入すると、溝部（凹部）１３に嵌まったボトルＶは、コンベアベルト２により１本づつ溝１３から順番に排出されるが、該溝部１３に嵌まったボトルＶの上にランダムに載った他のボトルＶは、ホッパー１の溝部１３が傾斜させてあるため、落下して下方の空間１４や溝１３内に落下し、溝部１３に嵌まる順番を待つようにしてある。該ホッパー１から排出されたボトルＶは、一本づつコンベアベルト２に載せられて次の工程へ搬送される。尚、該ホッパー１には該ホッパー１に振動を与えるよう加振手段を取り付けるとボトルＶは一層順番に排出されやすくなる。この加振手段については後述する。

図６は、前記ホッパー１の出口の近傍内壁の左右に設けられたサイドガイドバー１５，１５、・・の作用によりホッパー１から排出されるボトルＶの搬送状態を示す図である。このホッパー１に投入されたボトルＶは、該ホッパー１内にランダムに貯留されているが、コンベア２の走行に伴い、溝部１３の底部に位置しているボトルＶが搬送されて出て来る。この場合、ボトルＶとボトルＶとは洗浄していないためベトついたり、ボトルＶ内の飲料水の漏洩したものが糊の役目をして一番下のボトルＶの上にくっつくボトルＶもあり、糊状のものでくっついていなくても一番下のボトルＶの上に乗って移動するボトルＶもある。そこで、これら二重に載った状態のボトルＶ，Ｖがホッパー１の溝部１３の内壁に設けたサイドガイドバー１５，１５，・・の位置に来ると、該サイドガイドバー１５がボトルＶとボトルＶとを引き離す役割をする。即ち、上に載ったボトルＶはホッパー１から出る際重なったボトルＶとボトルＶとの間にこれらのサイドガイドバー１５の一部が入るためくっついた状態の上側のボトルＶが離され、くっつきが防止さこれたり、上側のボトルＶの移動が止められたり、ホッパー１の元の内部へ落下する。この場合、三重に重なったボトルＶでも上の二つを分離することができるが、三重に重なったボトルＶの一番上のボトルＶは自然落下する場合もある。尚、サイドガイドバー１５は一対でもよい。

こうしてホッパー１から排出される時にはボトルＶは一個づつ順番に排出されることになる。また、ボトルＶの上にボトルＶが乗ったまま出てきても、ホッパー１の通路途中に設けた阻止棒１７が上のボトルＶに当接し、コンベア２の片側に設けた受け樋１６に落下し、次いで回収用箱１８に落下する。そして該回収用箱１８に落下させたボトルＶは再びホッパー１に投入すればよい。また、ホッパー１から排出される際二つに重なったボトルＶの上に更に乗ったボトルＶは、該ホッパー１およびコンベア２が傾斜させてあるために、ホッパー１内に自然に落下するものもある。尚、破砕用のボトルＶには、胴体部が矩形で上下部分が円筒形のもの、或いは全体が矩形のもの、全体が円筒形のもの等種々あるが、本発明のホッパー１は、いずれの形状のものでも破砕処理することが可能である。

次に、前記ホッパー１には振動手段により振動を与えるとホッパー１内で詰まりやすいボトルＶとボトルＶとを分離し、且つコンベア２から順番にボトルＶを排出することができる。例えば、図４（Ｂ）に示すように、ホッパー１の支持柱２１に台座２２を設けてモータ２３を設置し、該モータ２３でホッパー１に係止させたバー２５を例えばカム機構２４により振動させるようにしてもよい。或いは、具体的に図示しないが、ホッパー１のウイング１１の裏側に磁石と、該磁石の近傍で回転軸に別の磁石を装着したモータとよりなる振動装置を設置しても良い。即ち、モータの回転により磁力を周期的に変化させると振動が生じるようにする。このようにホッパー１を振動させる手段としては種々考えられる。

本発明の合成樹脂製容器破砕装置用ホッパーを上記構成とすれば、キャップ（蓋）やリングの付いたままのボトルＶをそのまま投入した場合、ホッパー１内で詰まることなく、スムーズに一個づつ排出させることができる。従来はホッパー内で容器が詰まった場合、わざわざ人為的作業で詰まりを除いていたが、本発明によれば振動装置（モータ２３及びカム機構２４）やサイドガイドバー１５等により確実に一個づつホッパーから排出させることが出来るので人的手段を要することもなくなる。

次に、本発明のホッパー１に続く各装置の概要について説明する。
図３に示すように、本発明のホッパー１に続くペットボトル分離分割装置３は、ホッパー１からコンベア２により搬送されたペットボトルＶを分割切断する縦切断丸鋸装置３１と該縦切断丸鋸装置３１の丸鋸３１ｃに対して直角に配置された丸鋸３２ｃを備えた横切断丸鋸装置３２と、ボトルＶの導入側のガイド管３０と、分離分割されたボトルＶの破片を排出するガイド管３３と、から構成されている。また、前記導入側のガイド管３０に接続される排出側のガイド管３３には後述するエアセパレーターダクト５に向けエアを噴出するブロワ４が配置される。前記ガイド管３０の内部空間の一部には、前記縦切断丸鋸装置３１の丸鋸３１ｃと横切断丸鋸装置３２の丸鋸３２ｃが配置されている。縦切断用の前記丸鋸３１ｃと横切断用の丸鋸３２ｃとは、直角に即ち容器搬送空間３０ａ内で進行方向から見てクロス状に配置され、搬送されるボトルＶを複数片に分割破断する。

図７は、前記エアセパレーターダクト５及び６とその周辺の構成を示す斜視図である。
前記エアセパレーターダクト５は、前記ガイド管３３の断面積より少し大きな断面積（同等の断面積でもよい）を有し且つボトル本体の破片Ａ’やキャップの破片Ｂ’やリングの破片Ｃ’及びラベルの破片Ｌ’等の排出される方向の斜め上方向へ４０°〜５０°程度の範囲で傾斜させて配置され、途中下側面に開口部５ａを設けると共に上端部を閉鎖面５ｂとしてある。また、該エアセパレーターダクト６は、エアセパレーターダクト５の途中より横方向へ空間的につながるように延設させてあり、円筒状の金属網をジョイントしてある。その途中下側面に開口部６ａを設けると共に端部を閉鎖面６ｂとしてある。前記縦切断丸鋸装置３１と横切断丸鋸装置３２とで複数片に破断されたボトル本体Ａの破片Ａ’やキャップＢの破片Ｂ’及びリングＣの破片Ｃ’は、エアセパレーターダクト５の開口部５ａより次のボトル破片洗浄分別器７方向へ落下する。

ボトル破片洗浄分別器７は、エアセパレーターダクト５の開口部５ａより落下して来たボトル本体の破片Ａ’と、ラベルの破片Ｌ’と、キャップの破片Ｂ’と、リングの破片Ｃ’とを分離して選別することができる。そして、ボトル破片洗浄分別器７で沈んだボトル本体の破片Ａ’は回転パドル７１により撹拌されて搬出レール機７２に掬いあげられ、落下させ図８に示すコンベア９で次の粉砕機８へ搬送される。

図８は、前記ボトル破片洗浄分別器７より排出されたボトル本体の破片Ａ’，Ａ’，・・を搬送するコンベア９と、これらの破片Ａ’，Ａ’，・・を粉砕する粉砕装置８を示す図である。
上記するように、前記ボトル破片洗浄分別器７から掬い出しコンベア９で搬送されたボトル本体の破片Ａ’，Ａ’，・・は、粉砕装置８へ投入されて粉砕される。粉砕装置８は，内部にロータリーブレードカッターと、内部空間の前部片側に配置され多数の小孔を設けたスクリーン（いずれも図示省略）と、で構成される。そして粉砕機８に投入された多数の破片Ｖ’は、ロータリーブレードカッターの回転により粉砕される。細かく粉砕されたフレークはスクリーンの小孔より排出され、排出口１０の下に配置された水切り兼用容器１１により溜めて回収される。

以上詳述したように、本発明のホッパーによれば、使用済のペットボトルを粉砕して回収する場合、次の工程のペットボトル分割分離装置へ送り込む容器をランダムに投入しても詰まらせることなくスムーズに一個づつ排出させることができる。このため、ペットボトル破砕処理装置を稼働させる場合、人手を要することなく順調に本発明のホッパーからボトルを排出させることができるので稼働効率を向上させる上で極めて有効なホッパーとすることができる。また、本発明のホッパーは、このホッパーの後に設けた縦切断用の丸鋸３１ｃと横切断用の丸鋸３２ｃとガイド管路３３及びブロワ４から成るペットボトル分割分離装置３と、エア排出ダクト５および６、ボトル破片洗浄分別器７と粉砕装置８に至る一連の装置の動作を円滑に行うために極めて重要な装置である。

本発明のペットボトル破砕処理装置用ホッパーを用いるペットボトル破砕処理装置の全体平面図である。図１のＰ矢視側面図である。図２と同じ方向からみたペットボトル分割分離するペットボトル分割分離装置部を含む部分（ホッパーに続く部分）の要部側面図である。図４（Ａ）は、本発明のホッパー１のみの平面図、図４（Ｂ）はホッパー１のみの側面図である。本発明のホッパーを前方から見た斜視面図である。本発明のホッパーの出口の近傍内壁の左右に設けられたサイドガイドバーの作用によりホッパーから排出されるボトルＶの搬送状態を示す図である。エアセパレーターダクトとその周辺の構成を示す斜視図である。ボトル破片洗浄分別器より排出されたボトル本体の破片を搬送するコンベアと、これらの破片を粉砕する粉砕装置を示す図である。ペットボトルの構成を示す図である。

符号の説明

１ホッパー
１３ホッパーの溝
２コンベア
２１支柱
２２台座
２３モータ
２４カム機構
２５バー
３ペットボトル分割分離装置
３１縦切断丸鋸装置
３１ｃ縦丸鋸
３２横切断丸鋸装置
３２ｃ横丸鋸
４ブロワ
５エアセパレーターダクト
５ａ開口部
６エアセパレーターダクト
６ａ開口部
７容器破片洗浄分別器
８粉砕機
Ｖペットボトル
Ａボトル本体
Ｂキャップ（蓋）
Ｃリング
Ｌラベル

Claims

投入されたペットボトルを貯留させる空間部と、該空間部の一部を兼ね底部に開口部を設けた溝部と、投入されたペットボトルを前記空間部内部へ導入、落下させるよう上面から内部下方向へ傾斜した溝部両側の斜面状のウイングと、投入されたペットボトルを前記空間部内部へ導入、落下させるよう上面から内部下方向へ傾斜した溝部後側の斜面状のウイングと、より成り且つ該溝部の底部の開口部にはコンベアを走行配置して成るペットボトル破砕処理装置用ホッパー。
前記溝部の出口近傍内壁には、一対または二対のサイドガイドバーを設けたことを特徴とする請求項１に記載のペットボトル破砕処理装置用ホッパー。
前記ホッパーには、全体を振動させる加振手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のペットボトル破砕処理装置用ホッパー。