JP2014534910A - プラスチック材料処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (29)
- 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、回転方向(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)、特に一つの押出機(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、前記ハウジング(16)の一部でありかつ前記搬送方向(17)において前記取入れ開口(80)にすぐに追随しかつ前記スクリュー(6)を完全に囲む壁部(105)において、dが前記壁部(105)における前記スクリュー(6)の外径または包絡線の径であるとき、0.8d≦L≦9d、望ましくは1d≦L≦7dである長さ(L)にわたって、前記取入れ開口(80)の下流端縁(20’)からまたは前記取入れ開口(80)の最下流点(20)から始まって前記搬送方向(17)に延在しているポケット(100)がある、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)の径方向(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または請求項2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3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4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5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6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)の包絡端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7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8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9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)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11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12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。
- 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、前記取入れ開口(80)に沿った領域における前記ハウジング(16)において、他のポケット(101)がある、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、前記ポケット(100)においておよび任意に前記他のポケット(101)において、搬送方向(16)における材料の流れを支援するまたは前記スクリュー(6)への材料の導入を支援しかつリブまたは移動可能な要素(102)または壁溝(103)の形態をとる少なくとも1つの遅延要素(102、103)がある、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、前記遅延要素(102、103)が、前記ポケット(100)の全長にわたってまたは前記他のポケット(101)の全長にわたって延在している、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、前記ポケット(100)における各遅延要素(102、103)の長さ(LS)が、Lの60%から100%、望ましくはLの75%から100%であり、前記遅延要素(2、3)が、望ましくは、前記取入れ開口(80)の下流端縁(20’)から、または、前記取入れ開口(80)の最下流点(20)から始まって搬送方向(16)に延在している、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、前記壁部(105)の内壁が、円筒形状であるか、または、特に円錐形に搬送方向(16)に狭くなる、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、前記リブまたは前記移動可能な要素(102)と前記ポケット(100)および/または前記他のポケット(101)における前記スクリュー(6)の包絡線との間の距離が一定であるか、または、前記リブまたは前記移動可能な要素(102)と前記ポケット(100)および/または前記他のポケット(101)における前記スクリュー(6)の包絡線との間の距離が変わり、特に搬送方向に縮小する、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、前記搬送方向(17)において、各遅延要素(102、103)が、前記スクリュー(6)の軸線に対して平行な直線状に、または、その周囲に沿って前記スクリュー(6)を囲んで前記スクリュー(6)のピッチよりも大きいピッチでらせん状に延在している、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、前記リブ(102)または前記移動可能な要素が、前記ハウジング(16)内で径方向に延在している、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、前記壁部(105)の前記ポケット(100)に設けられる前記遅延要素(102、103)のうちの少なくとも1つが前記他のポケット(101)内に持続する、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から22までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記他のポケット(101)の内部断面が、前記点(20)におけるまたは前記端縁(20’)における前記ポケット(100)の断面に対応している、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から23までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記壁部(105)におけるA個の前記遅延要素(102、103)、したがって前記ポケット(100)がA=d/K個であり、dが、ミリメートル単位で測定される前記スクリュー(6)の径であり、Kが、10から110、特に15から90の範囲にある値である、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から24までのいずれかの請求項に記載の装置であって、単位長さあたりの前記ポケット(100)の容量(V)がkVsであり、kが、0.025から2、望ましくは0.05から1.5の範囲にある値であり、Vsが、単位長さあたりの前記スクリュー(6)の容量である、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から25までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記搬送方向(17)に対する前記遅延要素(102、103)のらせん角度が0°から75°である、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から26までのいずれかの請求項に記載の装置であって、少なくとも前記ポケット(100)の領域において、前記スクリュー(6)が、一定のコア径を有する押出機スクリューである、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から27までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記ポケット(100)を囲む前記壁部(105)の少なくとも小区分が冷却ユニット(120)を有し、前記ハウジング(16)の壁において、前記ハウジング(16)を囲む冷却ジャケットおよび/または冷却ダクトがあるのがここでは望ましい、ことを特徴とする装置。
- 請求項1から28までのいずれかの請求項に記載の装置であって、前記ハウジング(16)の一部でありかつ前記ポケット(100)を形成する前記壁部(105)が、交換可能に前記ハウジング(16)内に挿入されることができかつ望ましくは長さLを有するハウジング部分であるか、または、前記ポケット(100)が望ましくは長さLを有しかつ交換可能に前記ハウジング(16)内に挿入されることができる軸受筒内にある、ことを特徴とする装置。
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