JP2014534096A - プラスチック材料処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
γ=k*d+K、
上記式において、
dは、取入れ口の領域におけるスクリューのミリメートル単位での平均径であり、
Kは、15〜35の範囲にある係数または定数であり、
kは、0.08〜0.2の範囲にある係数である。
DBは、その断面が円形である円筒状カッターコンパクタまたは容器のミリメートル単位での内径、またはこれと高さ寸法と算出容積が同等の、その断面が円形である仮想円筒状容器のミリメートル単位での内径であり、
K1は、12〜40の範囲にある係数または定数であり、
k1は、0.005〜0.015の範囲にある係数である。
mb=k3*DB
上記式では、
DBは、その断面が円形である円筒状容器のミリメートル単位での内径、またはこれと高さ寸法と算出容積が同等の、その断面が円形である仮想円筒状容器のミリメートル単位での内径であり、
k3は、0.006〜0.16の範囲にある定数である。
ms≦k*d+K
上記式では、
dは、取入れ口の領域でのスクリューのミリメートル単位での平均径であり、
K2は、20〜100、特に20〜80の範囲にある係数または定数であり、
k2は、0.03〜0.4、特に0.04〜0.25の範囲にある係数である。
Claims (22)
- プラスチック材料、特にリサイクルを目的とする熱可塑性プラスチック廃棄物に、前処理とそれに続く搬送、可塑化、または凝集処理を行う装置であって、前記装置は前記材料を加工するための容器(1)を備え、前記容器(1)には、回転軸(10)周りに回転し、前記プラスチック材料を混合および加熱、さらに任意に粉砕するための少なくとも一つの混合用および/または粉砕用器具(3)が配置され、
前記混合用および/または粉砕用器具(3)は、その前方縁部(22)が前記回転方向または移動方向(12)を向いており、前記プラスチック材料に混合、粉砕、切断、および/または加熱作用を有する器具および/またはブレード(14)を備え、
前処理後の前記プラスチック材料を前記容器(1)の内部から取り出すための開口(8)が、容器(1)の側壁(9)に、前記混合用および/または粉砕用器具(3)と同じ高さまたは基台に最も近い最下位に位置する前記混合用および/または粉砕用器具(3)の領域に形成されており、
少なくとも一つの搬送機(5)、具体的に一つの押出機(5)が前処理後の前記材料を受け取るために設けられ、ハウジング(16)内で回転し、特に可塑化作用または凝集作用を有する少なくとも一つのスクリュー(6)を備え、ハウジング(16)は、その端部(7)またはジャケット壁に、前記スクリュー(6)が前記材料を受け取るための取入れ口(80)を有し、前記取入れ口(80)と開口(8)は接続されており、
前記搬送機(5)の中心軸線(15)または前記取入れ口(80)に最も近い前記スクリュー(6)の軸線を、前記搬送機(5)の搬送方向(17)の反対方向に仮想的に延長した延長線(24)が、前記回転軸(10)を通過するが交差はせず、前記混合用および/または粉砕用器具(3)の回転方向または移動方向(12)の流出側または下流側では、前記搬送機(5)の軸線(15)または前記取入れ口(80)に最も近い前記スクリュー(6)の軸線と、前記軸線(15)に平行かつ前記搬送機(5)の搬送方向(17)で前記混合用および/または粉砕用器具(3)の回転軸(10)から外方へ向かう前記容器(1)における半径(11)との間にはオフセット距離(18)が存在し、
基台に最も近く径方向最も外側の前記混合用および/または粉砕用器具(3)または径方向最も外側の前記器具および/またはブレード(14)の前記設定角度(γ)は、以下の式で表す関係を満たし、
γ=k*d+K、
前記式では、
dは、前記スクリュー(6)のミリメートル単位での直径であり、
Kは、15〜35の範囲にある係数であり、
kは、0.08〜0.2の範囲にある係数であり、
前記設定角度(γ)は、前記基台に最も近接した混合用および/または粉砕用器具(3)、または前記器具および/またはブレード(14)の径方向最も外側の点(23)において、すなわち、前方縁部(22)、具体的に直線状の前方縁部(22)の延長線(24)と、この点(23)を通過する前記半径(11)との間の角度として測定され、
前記スクリュー(6)の搬送方向の下流側に位置する縁部(20’)、または最も下流側に位置する取入れ口(80)の点(20)から、前記スクリュー(6)の端部、または前記容器から離間した前記スクリュー(6)の末端部(31)において前記スクリュー(6)の搬送方向に対して最も上流側に位置する溶融物のハウジング(16)の排出口30まで測定された、前記スクリュー(6)の長さ(L)の、前記スクリュー(6)の呼び径(d)に対する比率は、7以上であり、好ましくは10以上である、ことを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の装置であって、前記設定角度γは20°〜60°、特に30°〜50°の範囲にある、ことを特徴とする装置。
- 請求項1または2に記載の装置であって、前記設定角度(γ)が、以下の式で表す関係を満たし、
γ=k1*DB+K1、
前記式では、
DBは、円形断面を有する円筒状カッターコンパクタまたは容器(1)のミリメートル単位での内径、またはこれと高さ寸法と算出容積が同等の、円形断面を有する仮想円筒状容器(1)のミリメートル単位での内径であり、
K1は、12〜40の範囲にある係数であり、
k1は、0.005〜0.015の範囲にある係数である、ことを特徴とする装置。 - 請求項1から3までのいずれかの請求項に記載の装置であって、750mm未満の直径(D)を有する容器(1)における前記設定角度(γ)が、20°〜35°の範囲にある、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から4までのいずれかの請求項に記載の装置であって、750mm〜1300mmの直径(DB)を有する容器(1)における前記設定角度(γ)が、28°〜47°の範囲にある、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から5までのいずれかの請求項に記載の装置であって、1300mmを超える直径(DB)を有する容器(1)における前記設定角度(γ)が、35°〜55°の範囲にある、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から6までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記基台に最も近い混合用および/または粉砕用器具(3)、同位置に設けられた器具および/またはブレード(14)の径方向最も外側の点(23)、またはこの点(23)で画定される円から、前記容器(1)の側壁(9)の内面まで測定した器具の径方向距離(mb)は、以下の式で表す関係を満たし、
mb=k3*DB、
前記式では、
DBは、円形断面を有する円筒状容器(1)のミリメートル単位での内径、またはこれと高さ寸法と算出容積が同等の、円形断面を有する仮想円筒状容器のミリメートル単位での内径であり、
k3は、0.006〜0.16の範囲にある定数であり、
前記器具の径方向距離(mb)は、好ましくは15mm〜120mmの範囲にあり、特に好ましくは20mm〜80mmの範囲にある、ことを特徴とする装置。 - 請求項7に記載の装置であって、20°〜33°の範囲にある設定角度(γ)では、前記器具の径方向最小距離(mb)は15mm〜20mmの範囲にあり、および/または、45°〜60°の範囲にある設定角度(γ)では、前記器具の径方向最小距離(mb)は35mm以上である、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から8までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記器具(3)とスクリュー(6)の間の最小距離msは、以下の式で表す関係を満たし、
ms≦k2*d+K2、
前記式では、
dは、前記スクリュー(6)のミリメートル単位での直径であり、
K2は、20〜100、特に20〜80の範囲にある係数であり、
k2は、0.03〜0.04、特に0.04〜0.25の範囲にある係数であり、
前記距離msは、前記基台に最も近い最下位の前記混合用および/または粉砕用器具(3)、または同様に配置された器具および/またはブレード(14)の径方向最も外側の点(23)から、前記取入れ口(80)に最も近いスクリュー(6)の包絡線に位置する点まで、前記回転軸(10)を起点として前記開口(8)と取入れ口(80)を通過する半径(11)に沿って測定され、前記距離(ms)は、好ましくは15mm〜150mmの範囲にある、ことを特徴とする装置。 - 請求項1から9までのいずれかの請求項に記載の装置であって、好ましくは同一の水平面に、少なくとも一つ、好ましくは複数の器具またはブレード(14)が、径方向のより内方にさらに設けられ、その径方向最も外側の点で測定された、前方縁部(22)、具体的に直線状の前方縁部(22)の延長線(24)と、この点を通過する半径(11)の間の各前記器具またはブレード(14)の設定角度は、さらに外方に位置するこれに隣接した器具またはブレード(14)の設定角度よりそれぞれ小さく、径方向最も内側に位置する前記器具またはブレード(14)の設定角度は、好ましくは0°〜30°の範囲にある、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から10までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記容器(1)と接している搬送機(5)において、前記混合用および/または粉砕用器具(3)の径方向最も外方の点で描かれる円または前記開口(8)を通過して搬送される前記プラスチック材料に対して接線方向であり、前記容器(1)の半径(11)に対して法線方向であり、前記混合用および/または粉砕用器具(3)の移動方向または回転方向(12)を指し示す回転方向(19)における方向ベクトルと、前記開口(8)の個々の点または全領域、または前記開口(8)の径方向すぐ手前の各点または全領域における前記搬送機(5)の搬送方向における方向ベクトル(17)のスカラー積が、ゼロまたはマイナス値である、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から11までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記混合用および/または粉砕用器具(3)の径方向最も外側の点の回転方向(19)における方向ベクトルと、前記搬送機(5)の搬送方向における方向ベクトル(17)の間の角度(α)は、前記混合用および/または粉砕用器具(3)の回転方向または移動方向(12)に対して上流側の前記開口(8)における流入側縁部(20’)で二つの前記方向ベクトル(17、19)が交差する点、特に前記縁部または開口(8)上にあってさらに上流側に位置する点(20)で測定された場合、90°以上かつ180°以下の範囲である、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から12までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記回転方向または移動方向(12)における方向ベクトル(19)と、前記搬送機(5)の搬送方向における方向ベクトル(17)の間の角度(β)は、前記開口(8)の中間位置にある二つの前記方向ベクトル(17、19)が交差する点で測定された場合、170°から180°の範囲である、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から13までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記距離(18)は、前記搬送機(5)またはスクリュー(6)のハウジング(16)内径の2分の1と同等またはそれよりも大きく、および/または、前記容器(1)の半径の7%以上、好ましくは20%以上であり、前記距離(18)は、前記容器(1)の半径と同等またはそれより大きい、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から14までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記搬送機(5)の軸線(15)を、前記搬送方向の反対方向に仮想的に延長した延長線は、前記容器(1)内部のスペースを、少なくとも一部において、前記容器(1)の断面に対して正割状に通過すること、を特徴とする装置。
- 請求項1から15までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記搬送機(5)は、前記容器(1)に対して接線方向に取り付けられているか、または前記容器(1)の断面に対して接線方向に沿っており、または、前記搬送機(5)またはスクリュー(6)の軸線(15)、または前記取入れ口(80)に最も近い前記スクリュー(6)の軸線は、容器(1)の側壁(9)の内側、または前記ハウジング(16)の内壁、または前記スクリュー(6)の包絡線に対して接線方向に沿っており、前記スクリュー(6)の端部(7)に駆動機が接続され、前記スクリューが、その反対端において、具体的には押出機のヘッド部である、前記ハウジング(16)の端部に設けられた排出口へ搬送を行うこと、を特徴とする装置。
- 請求項1から16までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記開口(8)と取入れ口(80)との間を、分離しないように、移送部または搬送スクリューを介在させずに直接接続すること、を特徴とする装置。
- 請求項1から17までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記混合用および/または粉砕用器具(3)は、前記回転方向または移動方向(12)に前記プラスチック材料に粉砕、切断および加熱作用有する器具および/またはブレード(14)を備え、好ましくは、前記器具および/またはブレード(14)は、具体的には基底面(2)に平行に配置される搬送ディスク(13)である、回転可能な器具搬送機(13)に配置または形成されること、を特徴とする装置。
- 請求項1から18までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記混合用および/または粉砕用器具(3)またはブレード(14)おける、前記プラスチック材料に作用し、前記回転方向または移動方向(12)を指し示す前方領域または前方縁部(22)の形成、構成、曲率および/または配置の態様は、前記回転方向または移動方向(12)後部に位置する各領域と比較して違っていること、を特徴とする装置。
- 請求項1から19までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記容器(1)は基本的に、その断面が円形の円筒形状を有し、基底水準面(2)とこれに対して垂直方向のシリンダージャケットの形状を有する側壁(9)を有し、および/または前記混合用および/または粉砕用器具(3)の回転軸(10)が前記容器(1)の中心軸線と一致し、および/または前記回転軸(10)または中心軸線が前記基底面(2)に対して、垂直および/または法線方向であること、を特徴とする装置。
- 請求項1から20までのいずれかの請求項に記載の装置であって、最下位に位置する前記器具搬送機(13)または最下位に位置する前記混合用および/または粉砕用器具(3)および/または前記開口(8)は、特に前記容器(1)の高さ寸法の下から4分の1の領域において、前記基底面(2)から小さい距離を置いて、好ましくは、前記基底面(2)から10mm〜400mmの距離を置いて、前記基台に近接して配置される、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から21までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記搬送機(5)は一つの圧縮スクリュー(6)を有する一軸スクリュー押出機(6)、または二軸/多軸スクリュー押出機であり、各前記スクリュー(6)の直径dはすべて同一である、ことを特徴とする装置。
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