JP4914013B2 - プラスチックボトル破砕機及びプラスチックボトル破砕方法 - Google Patents

Description

本願の発明は、使用済みのプラスチックボトルを破砕して再生したり適正に廃棄することを可能とするプラスチックボトル破砕機に関する。

本明細書において、プラスチックボトルとは、いわゆるペットボトル（正確にはPolyEthylene Terephthalate製のボトル）に代表されるプラスチック製のボトルを総称するものである。プラスチックボトルは、飲料や調味料などの容器として広く使われている。

このようなプラスチックボトルは、容器包装リサイクル法の施行に伴い、リサイクルが義務付けされており、使用済みのプラスチックボトルの回収事業が広く実施されている。プラスチックボトルのリサイクルについて、ＰＥＴボトルを例にすれば、スーパーマーケットやコンビニエンスストア等の業者において使用済みのＰＥＴボトルが集められ、そこから処理業者に送られる。処理業者は、ＰＥＴボトルを破砕し、原料として再生業者に送る。再生業者は、破砕されたＰＥＴボトルを衣服やプラスチック容器等に再生したり、再びＰＥＴボトルに再生したりする。

上記のように使用済みＰＥＴボトルのリサイクルでは、使用済みＰＥＴボトルを細かく破砕する処理が必要であり、破砕機が必要となる。ＰＥＴボトル以外のプラスチックボトルの場合でも、多くの場合、リサイクルには破砕処理が必要となる。
発明者が調査・研究したところによると、このようなプラスチックボトルを破砕する実用的な機械は存在しない。従来の破砕機では、刃と刃の間にプラスチックボトル又はその破片が挟まってしまい、十分な破砕ができない。

また、プラスチックボトルのリサイクルでは、プラスチックボトルの表面を覆うシートの存在がやっかいとなる。プラスチックボトルの表面を覆うシート（以下、表面シート）は、樹脂製（フィルム状）や紙製であり、内容物の表示のために設けられる。プラスチックボトルのリサイクルに際しては、多くの場合、表面シートをプラスチックボトルから分離する必要がある。
使用済みプラスチックボトルの収集前に使用者において表面シートを剥がしておくことが推奨されるが、完全を期待することは難しく、収集後に分離する作業が必要になる。
現状、この作業は人の手で行っているが、手間が掛かり、人件費のために処理が高コストになっている。処理コストは、再生業者に販売される再生原料の価格に乗ってくるため、高価格となり、リサイクル事業そのものが採算ベースに乗らないおそれもある。

また、専用の分離機を開発して破砕前に表面シートをプラスチックボトルから分離する方法も考えられるが、高価な機械になり易く、処理業者が負担する設備コストが高くなる。プラスチックボトルと表面シートを一緒に破砕してしまい、破砕後に、風力分離機のような比較的安価な機械を使用して分離する方法も考えられる。しかし、発明者の調査・研究によると、従来の破砕機をした場合、破断の大きさが小さすぎるため、風力分離機では上手く分離が行えない問題がある。また、破断の大きさが大きいタイプの従来の破断機を使用すると、小型のペットボトルが通過してしまい、破断ができない問題もある。

本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、使用済みのプラスチックボトルを破砕できる実用的な破砕機を提供するとともに、風力分離機のような比較的安価な機械を使用して破砕後に表面シートを分離することができるようにする技術的意義を有する。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた第一の取付具と、第一の取付具により取り付けられた第一の群の刃と、破砕ボックス内に設けられた第二の取付具と、第二の取付具により取り付けられた第二の群の刃と、第一の取付具を移動させることで第一の群の刃を移動させる移動機構とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
前記第一の群の刃及び第二の群の刃は、それぞれある方向に沿って並べて設けられており、前記第一の群の刃が移動機構によって移動する際、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎるよう各群の刃が取り付けられていて、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際、第一の群の各刃の向きと第二の群の各刃の向きが逆になるように、各群の刃が取り付けられおり、
第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際の、隣り合う第一の群の刃と第二の群の刃の間隔は、各々５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた第一の取付具と、第一の取付具により取り付けられた第一の群の刃と、破砕ボックス内に設けられた第二の取付具と、第二の取付具により取り付けられた第二の群の刃と、第一の取付具を移動させることで第一の群の刃を移動させる移動機構とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
前記第一の群の刃及び第二の群の刃は、それぞれある方向に沿って並べて設けられており、前記第一の群の刃が移動機構によって移動する際、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎるよう各群の刃が取り付けられていて、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際、第一の群の各刃の向きと第二の群の各刃の向きが逆になるように、各群の刃が取り付けられおり、
第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際の、隣り合う第一の群の刃と第二の群の刃の間隔は、各々７０ｍｍ以上９０ｍｍ以下となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた回転体と、回転体を回転させる回転駆動源と、回転体に取り付けられた回転刃と、破砕ボックス内に設けられた固定フレームと、固定フレームに取り付けられた固定刃とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
前記回転刃は、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
前記固定刃も、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
各回転刃の回転軸の方向における位置は、前記回転体が回転した際に各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる位置となっていて、各回転刃は各固定刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
各回転刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
各固定刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きとは逆向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる際、隣り合う回転刃と固定刃との間隔は、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた回転体と、回転体を回転させる回転駆動源と、回転体に取り付けられた回転刃と、破砕ボックス内に設けられた固定フレームと、固定フレームに取り付けられた固定刃とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
前記回転刃は、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
前記固定刃も、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
各回転刃の回転軸の方向における位置は、前記回転体が回転した際に各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる位置となっていて、各回転刃は各固定刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
各回転刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
各固定刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きとは逆向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる際、隣り合う回転刃と固定刃との間隔は、７０ｍｍ以上９０ｍｍ以下となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項３又は４の構成において、前記複数の回転刃は、前記回転軸の方向において中央に位置する中央部回転刃と、周辺部に位置する周辺部回転刃とから成っており、中央部回転刃は、周辺部回転刃に対して回転方向前方に変位した位置に取り付けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記請求項３又は４の構成において、前記複数の固定刃は、前記回転軸の方向において中央に位置する中央部固定刃と、周辺部に位置する周辺部固定刃とから成っており、中央部固定刃は、周辺部固定刃に対して回転方向後方に変位した位置に取り付けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記請求項３乃至６いずれかの構成において、前記各回転刃が前記各固定刃の間を通り過ぎる場所の下方には、直径又は幅が所定以下である開口を多数備えた分離具が設けられており、分離具は、落下するプラスチックボトルの破片を大きさに応じて分離するものであって、分離具は、開口を通して落下せずに分離具の上にあるプラスチックボトル又はその破片が前記回転刃によって持ち上げられて破砕される位置に設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、表面がシートで覆われた使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕方法であって、請求項１乃至７いずれかに記載のプラスチックボトル破砕機を使用することで、プラスチックボトルを細かなチップ状に破砕するとともにシートを細長い帯状に切断するという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の各請求項記載の発明によれば、通過する際の刃と刃の間隔が５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であるので、プラスチックボトル又はその破片が刃と刃の間に挟まってしまって上手く破砕できないというようなことがなく、また小さなプラスチックボトルでも十分に破砕できる。
また、請求項５又は６記載の発明によれば、上記効果に加え、各刃の摩耗が均一になるので、特定の刃のみを頻繁に交換しなければならないということはない。
また、請求項７記載の発明によれば、上記効果に加え、所定以下になった破片のみを容易に回収することができる。
また、請求項８記載の発明によれば、プラスチックボトルが細かなチップ状に破砕される一方、にシートは細長い帯状に切断されるので、分離収集が極めて容易であるという効果が得られる。

以下、本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態）について説明する。図１は、実施形態に係るプラスチックボトル破砕機の斜視概略図、図２は図１に示すプラスチックボトル破砕機の側面概略図である。
図１及び図２に示すプラスチックボトル破砕機（以下、単に破砕機）は、破砕ボックス１と、破砕ボックス１内に設けられた回転体２と、回転体２を回転させる回転駆動源２１と、回転体２に取り付けられた回転刃３と、破砕ボックス１内に設けられた固定フレーム４と、固定フレーム４に取り付けられた固定刃５とを備えている。

破砕ボックス１は、ほぼ直方体上であり、上半分が一方の側に曲げられたような形状である。破砕ボックス１の上端は方形の開口となっており、この開口が使用済みプラスチックボトルの投入口１０となっている。
図１に示すように、投入口１０には投入ガイド１１が接続されている。投入ガイド１１は斜めに延びる断面方形の筒状である。

図３は、破砕ボックス１内の構造を示した斜視概略図である。図１〜図３に示すように、回転体２は、本実施形態では円筒状（又は円柱状）である。回転体２の回転軸Ａは、回転体２の円筒の中心軸に一致している。回転体２は、横にして設けられており、回転軸Ａは水平な方向に沿っている。

回転体２の端面には駆動棒２２が固定されており、図１に示すように、この駆動棒２２には被駆動ギヤ２３が固定されている。駆動棒２２及び被駆動ギヤ２３は回転体２と同軸である。一方、図１に示すように、回転駆動源２１の出力軸には駆動ギヤ２４が固定されている。駆動ギヤ２４と被駆動ギヤ２３とはチェーン２５で連結されている。回転駆動源２１は具体的にはモータであり、これが駆動されると、駆動ギヤ２４、チェーン２５及び被駆動ギヤ２３を介して回転体２が回転するようになっている。図３に示すように、回転体２は、被駆動ギヤ２３の側から回転体２を見たとき、時計回りの向きに回転するようになっている。尚、回転体２を高速回転させる必要があるため、ギヤとチェーンではなく、ＶプーリとＶベルトの組み合わせが採用されることもある。

図３に示すように、各回転刃３は、取付板３１により回転体２に取り付けられている。各取付板３１は、溶接又はネジ止め等の方法により回転体２に固定されている。各取付板３１は板面が回転体２の回転軸Ａに対して垂直であり、回転軸Ａに対してほぼ垂直に交差する方向に延びる端面を有する。各回転刃３は、この端面にネジ止めにより固定されている。

図２及び図３に示すように、本実施形態では、回転刃３は、回転体２の周方向の位置の二箇所に設けられている。また、それぞれの箇所において、回転刃３は、回転軸Ａの方向に沿って複数設けられている。図２から解るように、回転体２の周方向の一つの箇所の回転刃３群と別の箇所の回転刃３群とは、丁度１８０度隔てて設けられている。尚、図３に示すように、各群の回転刃３の刃先は、回転体２の回転方向の前方に向けられている。

一方、図３に示すように、固定フレーム４は、細長い長方形の板状の一対の部材である。各固定フレーム４は幅方向を鉛直にして同じ高さの位置に向かい合わせて設けられている。各固定フレーム４は、破砕ボックス１の壁面に固定されている。
各固定フレーム４の長さ方向は、回転体２の回転軸の方向に一致している。固定刃５は、各固定フレーム４の長さ方向に沿って複数設けられている。各固定刃５は、取付板５１により各固定フレーム４に取り付けられている。取付板５１は、向かい合う一対の固定フレーム４から内側に突出するよう固定フレーム４に固定されており、板面が鉛直な姿勢である。

図２に示すように、一方の側の固定フレーム４に固定された取付板５１は、水平方向に延びた下端が回転体２の回転軸Ａとほぼ同じ高さに位置している。そしてその下端に固定刃５がネジ止めにより取り付けられている。他方の固定フレーム４に固定された取付板５１は、水平方向に延びた上端が回転体２の回転軸Ａとほぼ同じ高さに位置している。そしてその上端に固定刃５がネジ止めにより固定されている。図１及び図２から解るように、被駆動ギヤ２３の側から見たとき、下端に固定刃５を取り付けた一方の取付板５１群は左側に位置し、上端に固定刃５を取り付けた他方の取付板５１群は右側に位置する。

上記のように取り付けられた各回転刃３は、回転体２が回転する際、各固定刃５の間を通り過ぎるよう設けられている。即ち、図３に示すように、各回転刃３は、隣り合う二つの固定刃５の間を通り過ぎるよう設けられている。この通過の際、後述するようにプラスチックボトルＰＢが破砕される。
尚、回転体２の回転による破砕を効果的にするため、回転体２にはある程度の重量を持たせており、硬いプラスチックボトルＰＢでも充分に破砕できるようにしている。また、高速回転が必要なため、回転体２の内部はフライホイールの構造となっている。

また、図２に示すように、各回転刃３が各固定刃５の間を通り過ぎる場所の下方には、分離具６が設けられている。分離具６は、破砕されて所定の大きさ未満となったプラスチックボトルＰＢの破片Ｆを取り出すためのものである。分離具６は、直径又は幅が例えば５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である開口６０を多数備えたものである。

本実施形態では、分離具６は、格子又はメッシュとなっており、方形又は菱形の開口６０を多数有する。開口６０の大きさは、例えば９０ｍｍ×９０ｍｍである。尚、「直径又は幅」にいうときの「幅」は、最も幅が大きくなる方向で見たときの幅ということである。直径又は幅が５０ｍｍ未満であると、破片Ｆがいつまでたっても落下しなくなったり、あまりにも小さく破断されるために表面シートＳとの分離が困難になるおそれがある。また、１５０ｍｍより大きいと、大きな破片Ｆのまま落下してしまい、リサイクルに適さない場合もある。また、最近販売されるようになったより小さなプラスチックボトルの場合、１５０ｍｍ程度であるとそのまま落下してしまうことがあるので、開口６０の直径又は幅は１００ｍｍ以下とすることがより好ましい。

図２に示すように、分離具６は、側面から見ると円弧状に湾曲した形状となっている。円弧の中心は、回転体２の回転軸にほぼ一致している。従って、回転体２が回転する際、回転刃３の刃先は、分離具６に沿って移動することになる。回転体３の刃先と分離具６との間隔は、できるだけ小さい方が好ましい。この間隔は、例えば５ｍｍ以上１５ｍｍ以下である。間隔が２０ｍｍを越えると、分離具６の上の乗った破片Ｆを回転刃３が持ち上げて再度破砕する動作を行うことができなくなり、所定より大きな破片Ｆのままで破砕ボックス１内に残ってしまう。間隔が５ｍｍ未満である場合、刃先の破損等が生じやすくなる他、必要以上に高い機械精度が要求されるため、無駄にコストが高くなる問題がある。

分離具６の下方には、受け容器７が設けられている。破砕ボックス１の底板には、大きな開口（以下、ボックス開口）１２が設けられている。分離具６の開口６０より小さい破片は開口６０を通過して落下し、ボックス開口１２を通って受け容器７に貯まるようになっている。開口６０の大きさより大きな破片Ｆは分離具６の上に乗ったままであり、回転刃３によって持ち上げられて破砕される。受け容器７は、不図示のガイドレールに挟まれた状態で設けられており、スライド可能となっている。

尚、本実施形態では、破砕ボックス１は、上下に２分割可能となっている。即ち、図２に示すように、破砕ボックス１は、上側部１ａと下側部１ｂとから成っている。上側部１ａと下側部１ｂとの間には中間板１ｃが介在されている。中間板１ｃは下側部１ｂの上端の一辺に固定され、上側部１ａは、蝶番１ｄを介して中間板１ｃに取り付けられている。上側部１ａは蝶番１ｄを軸にして所定角度回転可能であり、図２中に矢印で示す方向に上側部１ａを倒すことにより分割することが可能である。

図１及び図２から明らかではないが、上述した回転体２及び可動刃３は、上板部１ａに取り付けられている。従って、上記のように上側部１ａを倒して分割すると、回転体及び可動刃３も移動する。上記のような破砕ボックス１の分割構造は、回転刃３や固定刃５の交換、分離具６にひっかかった破片Ｆの除去などの内部のメンテナンスのために好適な構成である。

次に、上記構成に係るプラスチックボトル破砕機の動作について図４を使用して説明する。図４は、図１〜図３に示すプラスチックボトル破砕機の動作を示した正面概略図である。
使用済みのプラスチックボトルＰＢは潰され圧縮されて収集され、投入ガイド１１の上端開口１１０に入れられる。入れられたプラスチックボトルＰＢは、投入ガイド１１にガイドされ、投入口１０から破砕ボックス１内に入る。投入の前、同時又は後に回転駆動源２１が動作し、回転体２を回転させる。図４（ａ）に示すように、回転体２に衝突しながら、回転体２の回転に伴って同じ向きに転がる。そして、刃が上を向いている他方の側の固定刃５の間を回転刃３が通り過ぎる際、固定刃５と回転刃３とに挟まれて破砕される。破砕により生じた破片Ｆのうち小さい物は、固定刃５の間から落ちる。落ちた破片Ｆは、下方の分離具６の上に落下する。分離具６の上に落下した破片Ｆは、所定以下の小さいものである場合、分離具６の開口６０を通ってさらに落下する。落下した破片Ｆは、受け容器７に達する。

固定刃５の間から落下しなかった大きな破片Ｆは、回転体２がさらに１８０度回転して次の回転刃３が通り過ぎる際、さらに破砕される。そして、小さくなった一部の破片Ｆが固定刃５の間から落下する。
また、分離具６の上に乗ったままの破片Ｆは、図４（ｂ）に示すように、分離具６に沿って回転刃３が回転する際に回転刃３によって持ち上げられる。この破片Ｆは、刃先が下を向いている一方の固定刃５の間を回転刃３が通り過ぎる際にさらに破砕される。この破砕により生じた破片Ｆは、落下して分離具６に達し、所定以下の小さいものは分離具６の開口６０を通って受け容器７に達する。
このような動作を繰り返して、プラスチックボトルＰＢは小さな破片Ｆに破砕され、受け容器７に破片Ｆが貯まっていく。相当量の破片Ｆが貯まったら、受け容器７を引き出し、破片Ｆを集めて袋などに入れ、次の処理に回す。

上記実施形態において、各回転刃３が各固定刃５の間を通り過ぎる際の間隔が重要な要素である。この点について、図５を使用して説明する。図５は、各回転刃３が各固定刃５の間を通り過ぎる際の間隔について示した図である。図５において、各回転刃３が各固定刃５の間を通り過ぎる際、各回転刃３と各固定刃５とが水平に並んだ時点での間隔（水平方向の距離）をｄで示す。間隔ｄは、各回転刃３及び各固定刃５において同一である。

従来の破砕機は、距離ｄがゼロないしは殆どゼロに近いものであり、二つの刃先の間に挟み込んで切断するものであって鋏と同じ考え方である。発明者の研究によると、このように固定刃と回転刃が近接した破砕機の場合、対象物又はその破片が刃と刃の間に挟まってしまい、うまく破砕できないことが多い。破片が挟まってしまうことにより、回転刃が回転しなくなってしまい、機械の動作が停止してしまうこともある。発明者の研究によれば、このような現象は、ペットボトルのようなプラスチックボトルの破砕において顕著であった。また、建設現場等で使用されているビニールシート（又はプラスチックシート）を破砕する場合も同様である。

一方、上記実施形態のように、距離ｄがある程度大きい場合、対象物又はその破片が固定刃５と回転刃３との間に挟まって回転刃３が止まってしまうことはなく、良好に破砕できる。プラスチックボトルやビニールシートを破砕する場合、距離ｄは、３０ｍｍ以上であることが好ましく、５０ｍｍ以上であることがより好ましい。そして、７０ｍｍ以上であるとさらに好ましい。

距離ｄがあまり大きくなると、小さな対象物の場合、固定刃５と回転刃３の間を通り抜けてしまい、破砕が行われない場合がある。発明者の研究によると、プラスチックボトルの場合、距離ｄを１５０ｍｍ以下にしておけば、市販されているすべてのプラスチックボトルを十分に破砕することができる。より好ましくは距離ｄを１３０ｍｍ以下、さらに好ましくは距離ｄを１１０ｍｍ以下とすると、さらに十分に破砕を行うことができる。具体的な例としては、距離ｄを９０ｍｍとすることが挙げられる。

上述した本実施形態のプラスチックボトル破砕機では、プラスチックボトルＰＢとともに表面シートＳも一緒に切断される。本実施形態では、上述したように、各回転刃３と各固定刃５との間隔が広いので、図３に示すように、表面シートＳは、ある程度の長さの帯状となって切断される。もし、従来の破砕機のように二つの刃が近接したもので切断されると、刃と刃の間に繰り返し挟み込まれることによって細かな破片に切断されてしまう。しかし、本実施形態では、このようなことはなく細長い帯状となる。細長い帯状とは、おおよそ幅にして５ｍｍ〜３０ｍｍ程度、長さが５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。

尚、プラスチックボトルＰＢ自体は、例えば約８０ｍｍ×８０ｍｍのほぼ方形の形状の破片Ｆに破断される。プラスチックボトルＰＢは、ほぼ方形に破断される場合の他、方形、円形、ほぼ円形、楕円形、ほぼ楕円形、菱形、ほぼ菱形、平行四辺形、ほぼ平行四辺形等の形状に破断される場合もある。要は、細長い形状ではなくチップ状の形状に破断されるということいである。「チップ状」とは、板状の部材を細長くせずに細かく破断して得られるすべての形状を意味する。「細長くせずに」とは、破断して得られた破片において、「最も幅が小さくなる方向で見た幅に対して最も幅が大きくなる方向で見た幅が５倍以内である」と定義することができる。分離をさらに良好にするには、「３倍以内」としたり、「２倍以内」としたりしても良い。

表面シートＳのみが細かな破片でなく細長い帯状に切断される点、即ちプラスチックボトルＰＢ自体は細長い形状でなくチップ状に破断される点は、破砕されたプラスチックボトルとの分離のために非常に好適である。分離は、通常、風力分離機で行われる。プラスチックボトルの破片は吹き飛ばされず、表面シートの破片のみが吹き飛ばされる風速で風を送り、分離する。この際、表面シートが細かな破片であると、風により四方八方に飛散し、分離収集が困難となる。一方、上記のように細長いものであると、風下に向けて揃って飛散する割合が高くなる他、風で送られる過程で幾つかの破片が巻き付いて一つになることが多く、分離収集が極めて容易である。

また、この実施形態の破砕機は、回転刃３の取付位置に関して特別の工夫を施してある。この点について、図６を使用して説明する。図６は、回転刃３の取付位置について示した図である。説明の都合上、図６において、複数の回転刃３を、回転軸Ａの方向において中央に位置する中央部回転刃３０１〜３０３と、周辺部に位置する周辺部回転刃３０４とに区分する。図６に示すように、中央部回転刃３０１〜３０３は、周辺部回転刃３０４に対して回転方向前方に変位した位置に取り付けられている。より具体的には、最も中央に位置する二つの回転刃３０１が最も前方に設けられており、外側にいくに従って中央回転刃３０２，３０３は順次後方に設けられている。そして、最も外側の周辺部回転刃３０４が最も後方に設けられている。尚、各固定刃５は、回転方向で見ると、すべて同じ位置である。

このような複数の回転刃３０１〜３０４のレイアウトは、各刃の消耗を均一にする工夫である。このような破砕ボックス１内で回転刃３を回転させて破砕するタイプの破砕機では、投入されたプラスチックボトルやその破片は、破砕ボックス１の側壁に当たって戻ってくるため、どうしても中央に集まり易い。また、回転刃３０１〜３０４の並ぶ方向の幅はある程度幅があるが、プラスチックボトルをコンベアで運んで投入するような場合、幅方向の中央においてプラスチックボトルの投入が行われる場合が多い。この場合も、破砕ボックス１内の中央位置にプラスチックボトルが位置し易い。

このような場合、各回転刃３が回転方向で同じ位置に位置していると、中央の回転刃３と固定刃５により多く破砕が行われ、周辺部の回転刃３と固定刃５ではあまり破砕が行われなくなる。この結果、中央の回転刃３と固定刃５のみが短期間に摩耗し、交換が必要になる。
一方、本実施形態のように、中央部回転刃３０１〜３０３が回転方向前方に変位していると、投入されたプラスチックボトルが、回転体２の回転に伴って回転刃３に当たりながら転がる過程で外側にシフトしていくため、より外側の（周辺部の）回転刃３と固定刃５で破砕が行われる。また、例えば最も中央の回転刃３０１で破砕が行われた際、その破砕により生じた破片は外側に向けて飛散し、次の破砕の際にはより外側の回転刃３と固定刃５によって破砕が行われる。このようなことから、破砕ボックス１の側壁に当たって戻ってくる分と相殺され、各刃によって均一に破砕が行われる。このため、各刃３０１〜３０５，５の摩耗が均一になる。

上記効果は、回転刃３ではなく固定刃５を変位させた場合でも同様に得られる。即ち、複数の固定刃５を、回転軸の方向において中央に位置する中央部固定刃と、周辺部に位置する周辺部固定刃とすると、中央部固定刃が、周辺部固定刃に対して回転方向後方に変位した位置に取り付けられているようにする。このようにしても、各刃３，５の消耗を均一にすることができる。

また、上記実施形態の構成において、分離具６は、所定以下になった破片のみを容易に回収できるという技術的意義を有する。分離具６が無い場合、破砕ボックス１に開閉扉を設けておき、ある程度の時間を掛けて破砕を行った後、開閉扉を開けて内部の破片を取り出す構成が考えられる。しかし、この構成では、法令等が定める基準や再生業者の引き取り基準等に適合する大きさ以下に破砕されたかどうかが確かではない欠点がある。分離具６を使用する場合、開口の大きさを適宜定めておくだけで良いので好適である。

上記実施形態は、複数の固定刃５と複数の回転刃３から成る構成で破砕を行うものであった。即ち、複数の回転刃３が第一の群の刃に相当し、複数の固定刃５が第二の群の刃に相当する。しかし、これ以外の構成もあり得る。
例えば、二つの群の刃がともに回転刃であっても良い。即ち、二つの回転体が同じ高さに設け、各回転体の回転軸を水平で互いに平行とする。それぞれ回転体には、１８０度隔てて二つの群の回転刃を取り付ける。各群の回転刃は、回転軸の方向に沿って所定間隔をおいて並べて設ける。
一方の回転体の各群の回転刃は刃先が時計回りの向きに向いており、この回転体は回転駆動源により時計回りに回転するようにする。他方の回転体の各群の回転刃は刃先が反時計回りの向きに向いており、この回転体は回転駆動源により反時計回りに回転するようにする。

二つの回転体が回転した際、一方の回転体の各回転刃が、他方の回転体の各回転刃の間を通り過ぎるよう、各刃の取り付け位置が設定するる。通り過ぎる際の各刃の間隔は、前述したように５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下である。このような構成によっても、上記実施形態と同様にプラスチックボトルの破砕が行える。
尚、この実施形態において、さらに固定刃を設けるようにしても良い。例えば、左側の回転体のさらに左側に固定フレームと固定刃を設け、右側の回転体のさらに右側に固定フレームと固定刃とを設ける。このようにすると、中央の回転刃同士の通過の際に加えて、左右の固定刃の所を回転刃が通過する際にも破砕が行える。

上述した回転以外の運動により破砕を行うことも可能である。例えば、第一の群の刃としての各固定刃の間を通り過ぎるようにして第二の群の刃を直線移動させることで破砕を行うことも可能である。
また、上記実施形態では、回転体２には１８０度隔てて二つの群の回転刃３が設けられたが、１２０度ずつ隔てて三つの群の回転刃３としたり、９０度ずつ隔てて四つの群の回転刃３としたりしても良い。

尚、本実施形態の破砕機は、使用済みのプラスチックボトルを再利用する場合に使用されるだけではなく、廃棄する場合にも使用可能である。廃棄物とする場合、所定の大きさ以下にすることが法令又は条例で求められていることが多く、それに適合して適切に廃棄する場合にも、本実施形態の破砕機は使用可能である。

実施形態に係るプラスチックボトル破砕機の斜視概略図である。 図１に示すプラスチックボトル破砕機の側面概略図である。 破砕ボックス１内の構造を示した斜視概略図である。 図１〜図３に示すプラスチックボトル破砕機の動作を示した正面概略図である。 各回転刃３が各固定刃５の間を通り過ぎる際の間隔について示した図である。 回転刃３の取付位置について示した図である。

符号の説明

１ 破砕ボックス
１０ 投入口
２ 回転体
３ 回転刃
４ 固定フレーム
５ 固定刃
６ 分離具
７ 受け容器

Claims (8)

1. 使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた第一の取付具と、第一の取付具により取り付けられた第一の群の刃と、破砕ボックス内に設けられた第二の取付具と、第二の取付具により取り付けられた第二の群の刃と、第一の取付具を移動させることで第一の群の刃を移動させる移動機構とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
   前記第一の群の刃及び第二の群の刃は、それぞれある方向に沿って並べて設けられており、前記第一の群の刃が移動機構によって移動する際、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎるよう各群の刃が取り付けられていて、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
   第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際、第一の群の各刃の向きと第二の群の各刃の向きが逆になるように、各群の刃が取り付けられおり、
   第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際の、隣り合う第一の群の刃と第二の群の刃の間隔は、各々５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下となっていることを特徴とするプラスチックボトル破砕機。
2. 使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた第一の取付具と、第一の取付具により取り付けられた第一の群の刃と、破砕ボックス内に設けられた第二の取付具と、第二の取付具により取り付けられた第二の群の刃と、第一の取付具を移動させることで第一の群の刃を移動させる移動機構とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
   前記第一の群の刃及び第二の群の刃は、それぞれある方向に沿って並べて設けられており、前記第一の群の刃が移動機構によって移動する際、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎるよう各群の刃が取り付けられていて、第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
   第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際、第一の群の各刃の向きと第二の群の各刃の向きが逆になるように、各群の刃が取り付けられおり、
   第一の群の各刃が第二の群の各刃の間を通り過ぎる際の、隣り合う第一の群の刃と第二の群の刃の間隔は、各々７０ｍｍ以上９０ｍｍ以下となっていることを特徴とするプラスチックボトル破砕機。
3. 使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた回転体と、回転体を回転させる回転駆動源と、回転体に取り付けられた回転刃と、破砕ボックス内に設けられた固定フレームと、固定フレームに取り付けられた固定刃とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
   前記回転刃は、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
   前記固定刃も、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
   各回転刃の回転軸の方向における位置は、前記回転体が回転した際に各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる位置となっていて、各回転刃は各固定刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
   各回転刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
   各固定刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きとは逆向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
   各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる際、隣り合う回転刃と固定刃との間隔は、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下となっていることを特徴とするプラスチックボトル破砕機。
4. 使用済みプラスチックボトルの投入口を有する破砕ボックスと、破砕ボックス内に設けられた回転体と、回転体を回転させる回転駆動源と、回転体に取り付けられた回転刃と、破砕ボックス内に設けられた固定フレームと、固定フレームに取り付けられた固定刃とを備え、使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕機であって、
   前記回転刃は、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
   前記固定刃も、前記回転体の回転軸の方向に沿って複数並べて設けられており、
   各回転刃の回転軸の方向における位置は、前記回転体が回転した際に各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる位置となっていて、各回転刃は各固定刃の間を通り過ぎる際に前記プラスチックボトルの破砕が行われるようになっており、
   各回転刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
   各固定刃は、前記回転駆動源が前記回転体を回転させる向きとは逆向きに刃先が向いた状態で取り付けられており、
   各回転刃が各固定刃の間を通り過ぎる際、隣り合う回転刃と固定刃との間隔は、７０ｍｍ以上９０ｍｍ以下となっていることを特徴とするプラスチックボトル破砕機。
5. 前記複数の回転刃は、前記回転軸の方向において中央に位置する中央部回転刃と、周辺部に位置する周辺部回転刃とから成っており、中央部回転刃は、周辺部回転刃に対して回転方向前方に変位した位置に取り付けられていることを特徴とする請求項３又は４記載のプラスチックボトル破砕機。
6. 前記複数の固定刃は、前記回転軸の方向において中央に位置する中央部固定刃と、周辺部に位置する周辺部固定刃とから成っており、中央部固定刃は、周辺部固定刃に対して回転方向後方に変位した位置に取り付けられていることを特徴とする請求項３又は４記載のプラスチックボトル破砕機。
7. 前記各回転刃が前記各固定刃の間を通り過ぎる場所の下方には、直径又は幅が所定以下である開口を多数備えた分離具が設けられており、分離具は、落下するプラスチックボトルの破片を大きさに応じて分離するものであって、分離具は、開口を通して落下せずに分離具の上にあるプラスチックボトル又はその破片が前記回転刃によって持ち上げられて破砕される位置に設けられていることを特徴とする請求項３乃至６いずれかに記載のプラスチックボトル破砕機。
8. 表面がシートで覆われた使用済みのプラスチックボトルを破砕するプラスチックボトル破砕方法であって、請求項１乃至５いずれかに記載のプラスチックボトル破砕機を使用することで、プラスチックボトルを細かなチップ状に破砕するとともにシートを細長い帯状に切断することを特徴とするプラスチックボトル破砕方法。

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