JP5336281B2

JP5336281B2 - ペットボトルの破断分別装置

Info

Publication number: JP5336281B2
Application number: JP2009162453A
Authority: JP
Inventors: 哲夫向井
Original assignee: 有限会社向井工業
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: JP2011016290A

Description

この発明は、ペットボトルのリサイクル（再資源化）のために用いられるペットボトルの破断分別装置に関する。このペットボトルの破断分別装置は、ペットボトルを切断或いは破砕することによって、ペットボトル本体と、その本体に巻かれたラベルと、キャップとを分離し、分別するために用いられる装置である。

従来のペットボトルの破断分別装置としては、例えば、以下のような構成を備えるものがある。
胴体にフィルムが巻かれた筒形状の容器を短時間に大量に処理するために好適な容器の処理装置であって、容器を筒形状の長手方向に圧送可能な圧送配管と、容器を前記圧送配管の中に圧送する容器圧送装置と、前記圧送配管の途中に設けられ容器を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刃物を有するフィルムの切り裂き装置と、前記フィルムの切り裂き装置の後段に設けられ風力選別によりフィルムと容器とを選別するフィルム選別装置と、を備える（特許文献１参照）。

また、上記装置を改良したペットボトルの破断分別装置としては、以下のような構成を備えるものがある。
ペットボトルをラベルやキャップやリングのついた状態で破断処理可能で且つ材料毎に分離して分別回収しやすくしたペットボトル分割分離装置であって、ホッパーから搬送されたペットボトルを切断する縦切断丸鋸装置と該縦切断丸鋸訴追の丸鋸に対して直角に配置された丸鋸を備えた横切断丸鋸装置と、前記ペットボトルを通過させかつ前記縦切断丸鋸装置の丸鋸と横切断丸鋸の丸鋸とを内部空間の一部に配置するガイド管と、を備える（特許文献２参照）。

特開２００３−３２６５２１（第１頁）特開２００７−３０４６２（第１頁）

ペットボトルの破断分別装置に関して解決しようとする問題点は、従来の装置では、潰れた状態などの様々な形で回収されてくるペットボトルに対応して、確実に破断分別することが難しい点にある。また、従来の装置では、ペットボトルを送るために圧送手段を利用しており、装置の構成が複雑化及び大型化し易いという点にある。
そこで本発明の目的は、様々な形で回収されてきたペットボトルに対応して確実に破断分別ができ、装置を簡素化及び小型化できるペットボトルの破断分別装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。
本発明に係るペットボトルの破断分別装置の一形態によれば、ペットボトルをその長手方向へ送って処理するペットボトルの破断分別装置であって、処理刃が設けられた二本の回転軸の軸間を通過させることでペットボトルのリサイクル処理を行う二軸回転処理刃セットが、ペットボトルの送り方向に複数並べて配置され、前記複数の二軸回転処理刃セットには、ペットボトルが投入される側から順にペットボトルを巻き込んで送りながら潰す二軸の潰し刃セットと、ペットボトルを送りながら少なくともラベルを縦切断する二軸の切断刃セットと、処理されたペットボトルを送って排出する二軸の排出刃セットとが含まれており、前記二軸の潰し刃セットの処理刃が、ペットボトルを中心へ向かって案内するように両側から対称に傾斜した一重又は二重の螺旋刃であると共に、軸長手方向の中途部の径が括れた形状になっている。

また、本発明に係るペットボトルの破断分別装置の一形態によれば、前記二軸の潰し刃セットが、送り方向に複数並べられて配設されており、前記軸長手方向の中途部の径における括れた形状が送り方向へ並べられた順に小さくなっていることを特徴とすることができる。

また、本発明に係るペットボトルの破断分別装置の一形態によれば、前記二軸の潰し刃セットと前記二軸の切断刃セットの間に、ペットボトルのキャップ及びペットボトル本体に設けられたキャップの被螺合部を砕く二軸の破砕刃セットが配設されていることを特徴とすることができる。
また、本発明に係るペットボトルの破断分別装置の一形態によれば、前記二軸の切断刃セットと前記二軸の排出刃セットの間に、ペットボトルのキャップ及びペットボトル本体に設けられたキャップの被螺合部を砕く二軸の破砕刃セットが配設されていることを特徴とすることができる。

本発明に係るペットボトルの破断分別装置によれば、様々な形で回収されてきたペットボトルに対応して確実に破断分別ができ、装置を簡素化及び小型化できるという特別有利な効果を奏する。

本発明に係るペットボトルの破断分別装置の形態例を示す側面図である。図１の形態例の平面図である。図１の形態例の背面図である。本発明に係る第１の二軸の潰し刃セットの形態例を示す正面図である。本発明に係る第２の二軸の潰し刃セットの形態例を示す正面図である。本発明に係る第３の二軸の潰し刃セットの形態例を示す正面図である。本発明に係る第１の二軸の破砕刃セットの形態例を示す正面図である。本発明に係る二軸の切断刃セットの形態例を示す正面図である。本発明に係る第２の二軸の破砕刃セットの形態例を示す正面図である。本発明に係る二軸の排出刃セットの形態例を示す正面図である。図１の形態例を用いた分別装置システムを示す説明図である。

以下に、本発明に係るペットボトルの破断分別装置の形態例を添付図面（図１〜１１）に基づいて詳細に説明する。
このペットボトルの破断分別装置は、基本的に、ペットボトル１０をその長手方向へ送って処理する装置になっている。

２０は二軸回転処理刃セットであり、処理刃２３が設けられた二本の回転軸２１、２２の軸間を通過させることでペットボトル１０のリサイクル処理を行うように設けられている。本発明では、この二軸回転処理刃セット２０が、ペットボトル１０の送り方向に複数並べて配置され、回転軸２１、２２に実質的に直交する方向からペットボトル１０が投入されている。

図示した形態例のペットボトルの破断分別装置においては、七つの二軸回転処理刃セット２０が、直線的に一列に並べられている（図１、２参照）。この形態例では、ペットボトル１０が投入される側から順に、第１の二軸の潰し刃セット２０Ａ、第２の二軸の潰し刃セット２０Ｂ、第３の二軸の潰し刃セット２０Ｃ、第１の二軸の破砕刃セット２０Ｄ、二軸の切断刃セット２０Ｅ、第２の二軸の破砕刃セット２０Ｆ、二軸の排出刃セット２０Ｇが配設されている。
これによって、ペットボトル１０が、各二軸回転処理刃セット２０Ａ〜Ｇを次々に通過して処理され、破断分別される。

図示した形態例では、七つの二軸回転処理刃セット２０が一つの基体２５に配設されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、その数や配設位置は適宜選択的に設定されればよい。
ここで、二軸回転処理刃セット２０とは各二軸回転処理刃セット（ユニット）の上位概念的総称であり、図面上は２０Ａ〜Ｇという符号を付してある。また、同様に処理刃２３とは各処理刃の上位概念的総称であり、図面上は２３Ａ〜Ｇという符号を付してある。

二軸の潰し刃セット２０Ａ〜Ｃは、ペットボトル１０を巻き込んで送りながら潰すように設けられている。本形態例では、二軸の潰し刃セット２０Ａ〜Ｃが、送り方向に複数並べられて配設されている。さらに詳細には、三つの二軸の潰し刃セット２０Ａ〜Ｃが、同一基台２５上に隣接されて並べられて配設されている。
これによれば、投入される種々の形態のペットボトル１０に対応して、そのペットボトル１０を処理できるように、潰し且つ送ることができる。
本形態例では、各二軸の潰し刃セット２０Ａ〜Ｃの各二軸が、同様に基台２５に軸受２４を介して回転自在に配されている。

第１の二軸の潰し刃セット２０Ａは、ペットボトル１０が最初に投入される部位であり、ペットボトル１０が巻き込まれるように処理刃２３Ａが、軸長手方向の中途部の径が大きく括れた形状になっている（図４参照）。これにより、潰れていないペットボトル１０も、適切に投入でき、一対の処理刃２３Ａの間で送りながら潰すことができる。
また、本形態例の第１の二軸の潰し刃セット２０Ａの処理刃２３Ａは、ペットボトル１０を中心へ向って案内するように両側から対称に傾斜した一重又は二重の螺旋刃になっている。

第２の二軸の潰し刃セット２０Ｂは、ペットボトル１０が第１の二軸の潰し刃セット２０Ａに続いてペットボトル１０を巻き込んで潰すように、軸長の中途部の径が中程度に括れた形状になっている。これにより、ペットボトル１０を、より強く潰しながら送ることができる（図５参照）。
また、本形態例の第２の二軸の潰し刃セット２０Ｂの処理刃２３Ｂが、ペットボトル１０を中心へ向って案内するように両側から対称に傾斜した一重又は二重の螺旋刃になっている。

第３の二軸の潰し刃セット２０Ｃは、ペットボトル１０が第２の二軸の潰し刃セット２０Ｂに続いてペットボトル１０を巻き込んで潰すように、軸長の中途部の径が小さく括れた形状になっている。これにより、ペットボトル１０を、さらに強く潰しながら送ることができる（図６参照）。
また、本形態例の第３の二軸の潰し刃セット２０Ｃの処理刃２３Ｃが、ペットボトル１０を中心へ向って案内するように両側から対称に傾斜した一重又は二重の螺旋刃になっている。なお、潰し効果を向上させるために、上下の処理刃２３Ｃの回転速度が、異なるように設定してもよい。例えば本形態例では、下側の処理刃２３Ｃが速くなくなるように設定してある。

第１の二軸の破砕刃セット２０Ｄは、二軸の潰し刃セット２０Ａ〜Ｃと二軸の切断刃セット２０Ｅの間に、ペットボトルのキャップ１５及びペットボトル本体１１に設けられたキャップ用の被螺合部（開封時にキャップ１５から切り離されて残されるリングを含む）を砕くように配設されている（図７参照）。
本形態例では、ペットボトルのキャップ１５などを粗く砕くように、軸方向に円盤状刃が平行に並べられて固定された形態の処理刃２３Ｄが形成されている。
また、図７に示すように、上下の円盤状刃は、その先端がオーバーラップするように設けられている。これにより、円盤状刃が、ペットボトル本体１１に食い込んで揉むように作用し、そのペットボトル本体１１からラベル１２を効率良く剥がすことができる。

二軸の切断刃セット２０Ｅは、ペットボトル１０を送りながら少なくともラベル１２を縦切断するように設けられている（図８参照）。つまり、ペットボトル１０の長手方向へ切断刃２３ｅを相対的に走らせることで、ラベル１２やペットボトル本体１１を半分に切断する。
これにより、ペットボトル本体１１からラベル１２が容易に分離できるようになる。
なお、ラベル１２については、完全に縦切断されることを要するが、ペットボトル本体１１は分断される必要はない。ラベル１２がペットボトル本体１１から分離できる状態になればよい。

本形態例の二軸の切断刃セット２０Ｅは、一対の送り用の処理刃２３Ｅ、２３Ｅと、上部の処理刃２３Ｅの中央部に配された切断刃２３ｅとによって構成されている。
この切断刃２３ｅは、円盤状に形成された回転刃であり、一対の送り用の処理刃２３Ｅ、２３Ｅよりも回転速度が速くなるように設けられている。なお、切断刃２３ｅの形態は丸刃であれば特に限定されず、例えばカッター刃、丸鋸刃であってもよい。

第２の二軸の破砕刃セット２０Ｆは、二軸の切断刃セット２０と二軸の排出刃セット２０の間に、ペットボトルのキャップ１５及びペットボトル本体１１に設けられたキャップ用の被螺合部（開封時にキャップ１５から切り離されて残されるリングを含む）を砕くように配設されている（図９参照）。
本形態例では、ペットボトルのキャップ１５などをより強く砕くように、細かい刃が固定された形態の処理刃２３Ｆが形成されている。

二軸の排出刃セット２０Ｇは、処理されたペットボトル１０を送って排出するように設けられている（図１０参照）。
本形態例では、軸方向に円盤状刃が平行に並べられて固定された形態の処理刃２３Ｇが形成されている。これにより、処理されたペットボトル１０を強く飛ばすように排出することができる。
この円盤状刃も、図７に示した第１の二軸の破砕刃セット２０Ｄと同様に、上下の円盤状刃の先端がオーバーラップするように設けられている。これにより、ペットボトル本体１１を強く挟んで飛ばすように排出できると共に、円盤状刃が、ペットボトル本体１１に食い込んで揉むように作用し、そのペットボトル本体１１からラベル１２を効率良く剥がすことができる。

この際、ペットボトル本体１１は、遠くへ飛ばされ、空気抵抗を強く受けるラベル１２は手前に落下する。また、砕かれたキャップ１５の破片も、排出用の力が伝わりにくいため、手前に落下する。これにより、ペットボトル本体１１と、他の部分とを適切に分別できる。また、網を使うことで、キャップ１５等の砕かれた比較的小さいものと、ラベル１２を分別することができる。これによって、材質が異なる部分ごとに、効率よく適切に分別できる。

さらに、分別の方法としては、送風機によって起こされる風よる分別、また、水中に投入して比重の差による分別など、既存の方法を採用してもよいのは勿論である。例えば、図１１に示すような構成（分別装置システム）とすることができる。図１１（ａ）は平面図であり、図１１（ｂ）は側面図である。
図１１（ａ）に示すように、１００は本発明に係るペットボトルの破断分別装置であり、続いて、ラベル１２の回収口１０１、コンベア１０２、底板に設けられた分別用の複数の穴１０３ａ及び回転羽根１０３ｂを備える分別室１０３、ラベル１２の風力による分別のための送風機１０４、ペットボトル本体１１の回収部１０５を備えている。また、図１１（ｂ）に示すように、１０６はラベル１２の回収箱、１０７はキャップ１５等の砕かれた破片の回収箱、１０８はペットボトル本体１１の回収箱である。

この分別装置システムによれば、ペットボトル本体１１は、ペットボトルの破断分別装置１００から飛ばされて分別室１０３まで達する。一方、ラベル１２は送風機１０４からの風圧を受けて回収口１０１にから回収箱１０６に落ちる。また、キャップ１５等の破片は分別室１０３内で穴１０３ａから回収箱１０７へ落ちる。
また、コンベア１０２は、分別室１０３まで達しなかった破片等を送り、分別室１０３から逆戻りするペットボトル本体１１等を送り返すように作動する。

そして、ラベル１２が剥がれてキャップ１５が分離されたペットボトル本体１１は、分別室１０３の側周壁の切り欠き部１０３ｃを通って回収箱１０８へ落とされる。
なお、分別室１０３には、蓋１０３ｄがされており、送風機１０４による風が回収口１０１まで適切に達するように設けられている。
また、回転羽根１０３ｂは、複数の穴１０３ａが設けられた分別室１０３内で回転することで、ペットボトル本体１１に付着等している破片を、穴１０３ａを通して落とすように移りつつ掻き混ぜることができると共に、ペットボトル本体１１を、切り欠き部１０３ｃを通して回収箱１０８へ落とすように送ることができる。

３０はモータであり、基体２５の上部に固定された状態に配置されている（図３参照）。このように配置することで、装置全体をコンパクトに構成できる。このモータ３０によって、各二軸回転処理刃セット２０Ａ〜Ｇの回転数は、例えば４００〜５００ｒｐｍとすることで、好適にペットボトル１０のリサイクル処理をできる。
３１はベルト、３２はチェーンであり、モータ３０の動力を、各二軸回転処理刃セット２０Ａ〜Ｇへ伝達するように配設されている。なお、動力伝達手段としてはこれに限定されるものではなく、既知の技術を適宜選択的に採用できるのは勿論である。
また、２６は案内台であり、ペットボトル１０を滑らせて投入するようにガイドする（図２参照）。

以上の構成を備えるペットボトルの破断分別装置によれば、構成が簡素化でき、装置全体が大型化することなく、効率よく確実にペットボトル１０のリサイクルに係る処理を行うことができる。
また、投入される種々の形態のペットボトル１０に対応して適切に処理することができ、プラスチックの分別コストを低減できる。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

１０ペットボトル
１１ペットボトル本体
１２ラベル
１５キャップ
２０Ａ第１の二軸の潰し刃セット
２０Ｂ第２の二軸の潰し刃セット
２０Ｃ第３の二軸の潰し刃セット
２０Ｄ第１の二軸の破砕刃セット
２０Ｅ二軸の切断刃セット２０
２０Ｆ第２の二軸の破砕刃セット
２０Ｇ二軸の排出刃セット２０
２１回転軸
２２回転軸
２３処理刃
２３ｅ切断刃
２４軸受
２５基体
３０モータ

Claims

ペットボトルをその長手方向へ送って処理するペットボトルの破断分別装置であって、
処理刃が設けられた二本の回転軸の軸間を通過させることでペットボトルのリサイクル処理を行う二軸回転処理刃セットが、ペットボトルの送り方向に複数並べて配置され、
前記複数の二軸回転処理刃セットには、
ペットボトルが投入される側から順にペットボトルを巻き込んで送りながら潰す二軸の潰し刃セットと、
ペットボトルを送りながら少なくともラベルを縦切断する二軸の切断刃セットと、
処理されたペットボトルを送って排出する二軸の排出刃セットとが含まれており、
前記二軸の潰し刃セットの処理刃が、ペットボトルを中心へ向かって案内するように両側から対称に傾斜した一重又は二重の螺旋刃であると共に、軸長手方向の中途部の径が括れた形状になっていることを特徴とするペットボトルの破断分別装置。
前記二軸の潰し刃セットが、送り方向に複数並べられて配設されており、前記軸長手方向の中途部の径における括れた形状が送り方向へ並べられた順に小さくなっていることを特徴とする請求項１記載のペットボトルの破断分別装置。
前記二軸の潰し刃セットと前記二軸の切断刃セットの間に、ペットボトルのキャップ及びペットボトル本体に設けられたキャップの被螺合部を砕く二軸の破砕刃セットが配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載のペットボトルの破断分別装置。
前記二軸の切断刃セットと前記二軸の排出刃セットの間に、ペットボトルのキャップ及びペットボトル本体に設けられたキャップの被螺合部を砕く二軸の破砕刃セットが配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のペットボトルの破断分別装置。