JP5481010B2 - 容器からラベルを除去するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器からラベルをリリースし、除去するための方法および装置に関し、特に容器の本体のまわりを包みかつ接着された一片のプラスチック材料からラベルが成っているラベルをプラスチック材料の容器およびボトルから連続的プロセスによって除去して、分離するための方法および装置に関する。

本発明は、特に、しかし排他的にではなく、原料として再利用するために破砕または切断し、リサイクルするために適切なペットボトルからのラベルの除去を目的とするが、ラベルの除去と分離との両方、ならびに混入物の洗浄および除去のための本発明による方法および装置の使用は除外されない。

プラスチック材料のボトルまたは容器、例えば再生材料として用いられるペットボトルのリサイクルは、通常、ボトルに付着した混入物、特にラベルの洗浄および除去を必要とする。

通常、ボトルを回収し、再生プラントに送り、そこでボトルを洗浄してラベルを含む混入物を除去するが、前記混入物は、連続的および非連続的またはバッチの両方で洗浄作業中に分離される。

非連続的またはバッチ洗浄およびラベル除去装置は、例えば、米国特許第４，２０９，３４４号明細書に記載されており、連続的プロセスによる洗浄および／またはラベル除去についても、例えば、同じ出願人の欧州特許出願公開第０５５８５２８号明細書において、米国特許第６，７５２，１９２号明細書において、および欧州特許出願公開第１０８４０１６号明細書において記載されている。

非連続的プロセスにおいて、米国特許第４，２０９，３４４号明細書によれば、一般に穿孔ドラムを用いるが、ここで除去すべきラベルを有するボトルまたは容器は、高温に維持した液浴内における、または撹拌機装置を含む垂直タンク内への撹拌およびこすり作用に供する。この種の装置およびシステムは、機械の大きさの大部分が水浴を含むことを広く目的とするものであって、高い作業能率を達成することが結果的に不可能であるので、現在ではしばらくの間断念されてきた。

プラスチックボトルおよび容器の莫大な消費に鑑みて、非連続的装置は、容器の洗浄、混入物の除去、ならびにラベルの剥離および分離を行う、基本的に連続的なプロセスで大量の材料を取り扱うのに適切な大規模装置に置き換えられてきた。

この種の装置は、相対的に低速度で回転する大きな水平シリンダから基本的に成るものであって、ボトルまたは容器の外側にラベルを付着させる接着剤を溶解するのに適切な水および化学物質の存在下で転動することによってボトルまたは容器を撹拌作用に供する。

しかし、この種の装置は、大量の材料を取り扱うのに適切であるにもかかわらず、ラベルをこすりかつ剥離するための機械的作用が弱いため、極めて長いプロセス時間が必要である。この課題を部分的に解決するため、接着剤溶解作用およびラベルの剥離の有効性を増加させるために高温の水浴で激しい化学作用で操作することによってラベルの分離を行うが、これは高いエネルギー消費量と化学物質のコストの増加とを伴う。

連続的プロセスの他の典型的な限界または課題は、洗浄装置の下流に適切な分離装置を提供して、引き続いてボトルをラベルから分離する必要があることであり、また、この装置がラベル保持手段または別々の排出口を有する場合、ボトルから剥離したラベルがフラットに広がるので、それらが排出口を遮る傾向があり、結果的にコストがかかる維持作業の必要性がある。

また、ラベルの除去のための方法および装置は、特開平１０−０６６８９４号公報からも公知であり、それによれば、水を充填した垂直タワーの使用が示唆され、その中でブレードまたはスクリュー型撹拌機が回転する。

洗浄すべきボトルおよび／または容器とプロセス水とを同時に上から洗浄タワーの底部の方に供給し、ラベル剥離作用を助けるために前記水を６０℃から９０℃の間の高温で維持する。剥離したラベルを有するボトルおよび／または容器のいずれも洗浄タワーの底部から除去し、一方の面に配置された傾斜したコンベヤ内への水流からラベルを分離する。

この種の装置において、大量の水を加熱するための高エネルギー消費量に加えて、撹拌機によって行われるラベルを剥離するための機械的作用もまた相対的に小さく、ラベルからのボトルまたは容器の分離が引き続いて起こり、それは特定の専用の装置を必要とする。

米国特許第４，２０９，３４４号明細書 欧州特許出願公開第０５５８５２８号明細書 米国特許第６，７５２，１９２号明細書 欧州特許出願公開第１０８４０１６号明細書 特開平１０−０６６８９４号公報

本発明は、ラベルをプラスチックボトルおよび／または容器から剥離し、分離するための新規でかつ異なる解決策を提供することを目的とするものであって、それによって、同じ装置内部で、ボトルからのラベルの分離のために必要な比較的低い流速の水流の存在下で、除去すべきラベルに対して強い機械的作用を主に生じさせる。

ゆえに、本発明の目的は、従来の装置に特有の補助的な分離機器または装置を必要とせず、いかなる化学作用も必要としない極めて単純な解決策によってボトルおよび／または容器からのラベルの剥離および自動分離を得ることが可能な、上記で規定した通りの方法および装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、前述の通りの、プラスチックボトルおよび／または容器からのラベルの剥離および分離のための方法および装置を提供することであって、前記方法および装置は必要に応じて前記方法または装置自体のいずれに対してもいかなる実質的な変化をもたらすことなく混入物の洗浄を行うために用いることもできる。

上記のことは、請求項１に記載の方法および請求項５に記載の装置によって可能になる。

本発明が基づく原理は、垂直スクリューフィーダの底部から上部出口の方へボトルまたは容器を供給し、ボトルおよび／または容器を上方へ移動させ、それらをフィーダの円筒体内部の擦過および摩擦部材に対して遠心作用に供し、同時にスクリューフィーダの上方から水流を供給して、容器から剥離したラベルを下方に引っ張ることにある。このようにして、同じボトルおよび／または容器が上方へ移動すると共にボトルおよび／または容器からのラベルの自動剥離作用と、上昇するボトルおよび／または容器がスクリューフィーダ内において上方へ移動すると共に水流によって下方に引っ張られる分離されたラベルの自動分離作用とが同時にある。

分離されたラベルおよび水は、次いで、垂直スクリューフィーダ内へのボトルおよび／または容器のための投入口の下のラベル回収チャンバ内に流入し、次いで、適切な手段によって極めて単純な方法で分離されるか、または貯蔵タンク内に回収される。

垂直スクリューフィーダ内へのボトルおよび／または容器の供給と、ラベルの分離および巻込みのための引っ張り水の供給とを、本来の目的に適切な任意の手段で行うことができる。

前記装置が単にラベルの剥離および分離を行うためだけに作動しなければならない場合、配水ネットワークの温度またはわずかにより高い温度で相対的に減少した水の流速で作動することが可能であり、それによって相当なエネルギーの節約が可能になるが、それ以外の場合、ラベルの剥離に加えて、ボトルおよび／または容器の上に残留する接着剤の洗浄および溶解作用も必要とされる場合、おそらく減少した量の化学物質が前もって混合されたより大量の洗浄水を、適切な温度で供給することが可能であり、このようにして前記方法と前記装置の作業とを行う。

ゆえに、本発明によれば、垂直に延在するスクリューフィーダの機械的作用によってラベルを除去する、ラベルをプラスチック材料の容器から除去して、分離する方法であって、
容器をスクリューフィーダの底部から上方に流すスクリューフィーダの底面に容器を供給する工程と；
スクリューフィーダの遠心作用によって、スクリューフィーダ内部の摩擦部材に対して容器を放射状に投入することによって容器からのラベルの破壊および剥離を引き起こす工程と；および
容器が上方にかつ上部出口の方へ移動すると共に、スクリューフィーダの上方から供給される水流によって剥離したラベルを下方へ引っ張り、分離されたラベルを伴う水流を容器のための投入口の下の回収チャンバ内に流れ込ませることによって、剥離したラベルを容器から分離する工程
からなることを特徴とする方法が提供される。

更に、ラベルを除去し、分離するための方法を行うのに、および／またはすでに参照された方法によってプラスチック容器を洗浄するのに適切な装置であって、
下部位置の容器のための投入口と円筒体の上部位置の容器のための出口とを有する円筒体を有する垂直スクリューフィーダであって、前記垂直スクリューフィーダを、投入口から出口まで容器を上方へ移動させるように適合させた、垂直スクリューフィーダと；
投入口と出口との間でフィーダ内部において垂直に延在する、容器からラベルを除去するための多くの摩擦部材と；
上部からスクリューフィーダの下方に水流を方向づけるように出口の下で適合させ、配置されたスクリューフィーダ内に水流を供給するための給水手段と；および
容器のための投入口の下のスクリューフィーダの位置内におけるラベル回収チャンバ
とからなる装置が提供される。

本発明による方法および装置のこれらのおよび更なる特徴は、図面を参照して、優先的な実施形態の記載から、より詳細に得られる。

図１は、ラベルを有する一般的なプラスチックボトルを示す。 図２は、本発明による装置の長手方向断面図である。 図３は、ラベル回収チャンバを示す図２の拡大詳細図である。 図４は、図２の線４−４における断面図の拡大詳細図である。 図５は、図２の線５−５における断面図の拡大詳細図である。

図１は、一般的なプラスチックボトル、例えば水または飲料を入れるためのペットボトルを示すものであって、ボトルは、クロージャーキャップ１１を有する本体１０と、ボトル１０のまわりを包みかつ適切な接着剤によって取り付けられた一片のプラスチック材料から成るラベル１２とを含む。前述のように、一旦飲料を飲みほしたならば、ラベル１２を有する空きボトル１０は、通常、特別な容器内に投入されておよび／または貯蔵されて、再生原料（ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒｏｗ ｍａｔｅｒｉａｌ）として引き続いて使用される。ゆえに、ボトル１０をリサイクルする前に、任意の洗浄作業に加えて、ラベル１２を剥離し、除去することが必要であるが、それは、それがプラスチック材料の再生および再利用のための汚染物であるためである。

本発明によれば、ボトルまたは容器１０からのラベル１２の剥離および分離は、図２に示される装置によって行われる。装置は、スクリューフィーダ１５にあり、それは、その内部で機械式トランスミッション１９によって電動モータ１８に作動的に接続されたアルキメディアンスクリュー１７が回転する垂直軸に沿って上方に延在するラベル除去チャンバを規定する円筒形の管状体１６を含む。

下部位置におけるスクリューフィーダ１５の円筒体１６は、例えば水平スクリューフィーダ２１によって、または任意の適切な供給システムによって連続的に供給されるボトル１０のための側面投入口２０を有する。

また、装置は、垂直スクリューフィーダ１５の円筒体１６の側面上にボトル１０のための投入口２０から水平に延在するスクリューフィーダ２２等の第２のフィーダをも含む。水平フィーダ２１内部において、機械式トランスミッション２５によって電気制御モータ２４に作動的に接続されたアルキメディアンスクリュー２３が回転し、図２において、ボトル装入ホッパは、参照符号２６によって一般的に示される。

再度図２を参照して、垂直フィーダ１５のアルキメディアンスクリュー１７は、垂直フィーダ１５の上部端において配置された側面出口２７の方へ、ボトル１０のための側面投入口２０から上方に延在する。

垂直フィーダ１５の円筒体１６の内部において、幾つかの擦過および摩擦部材が配置され、それらに対して、ボトル１０が、アルキメディアンスクリュー１７の回転および遠心作用によって上方へ移動すると共に投入される。示された場合において、摩擦部材は、図４の断面図により明確に示されるように角度をつけて間隔を置いて配置された長方形の棒２８にあり、棒２８は、吸入口２０および出口２７の間で管状体１６の内部表面上に長手方向に延在する。

図２と、図３の拡大詳細図とにおいて示されるように、ボトル１０のための投入口２０の下部エッジ上において、アルキメディアンスクリュー１７は、ボトル１０の下方への落下を防止する底部ディスク２９を有し、これより先で説明するように、垂直スクリューフィーダ１５に沿ってボトル１０から剥離され、分離されたラベル１２’を引っ張るための水の下向きの流れを可能にするための環状スロット３０を提供するために、底部ディスク２９は、垂直スクリューフィーダ１５の円筒体１６の内径よりわずかに小さい直径を有する。

円筒体１６の内部において下方へ流れる水流は、次にラベル１２’をスクリュー１７および投入口２０の下の回収チャンバ３１内に下方へ引っ張る。

ボトル１０から剥離されたラベル１２’および引っ張り水は、出口パイプ３２を通して回収チャンバ３１から放出され、次いで、図示しない分離装置に、または貯蔵タンクに送られる。

ラベル１２’を引っ張るための水は、上方へ移動するボトルの流れに対して逆流で送られ、水は、ボトル１０のための出口２７の直下の位置における垂直スクリューフィーダ１５の上部端で供給され、水は、例えば図２と図４の拡大詳細図とにおいて示されるように、任意の適切な方法で供給することができ、ラベル１２’を引っ張るための水は、給水システムまたは加圧水源に接続可能な水のための入口３５を有する環状分配器３４によって、フィーダ１５の円筒体１６におけるスロットまたは開口部３３を通して供給することができ、スロット３３および環状分配器３４の代わりに、水または他のプロセス液を供給するための任意の他のシステムを使用することが可能である。

図５は、垂直スクリューフィーダ１５の更なる特徴および特定の図を示し、図５において、先の図と同じ参照符号は、同様のまたは同等の部品を示すために用いられている。

図５から見ることができるように、フィーダ１５のスクリュープロペラ１７Ａの周縁エッジ１７Ｂと円筒体１６の内側との間に、２つの隣接する摩擦棒２８の間に角度をつけて延在する多くのスロット３６が提供され、スロット３６は、下の回収チャンバ３１の方へ円筒体１６の内部表面に沿って流れる水とボトル１０から剥離されたラベル１２’との下方への流出を可能にする役割を果たす。

すでに述べたように、ラベルのためのセパレータとしての装置の使用に代えて、同じ装置を用いてボトルまたは容器１０を洗浄することもできる。

これは、接着剤の除去または任意の汚染物質の除去を助けるための計量した量の化学物質を適切に前もって混合した、より大きな水量を適切な温度、例えば４０℃から９０℃の間で単に供給することによって得ることができる。

装置の作業は、本発明の方法と適合して以下の方法でなされる：剥離し、分離すべきラベル１２を有するボトルまたは容器１０を、水平スクリューフィーダ２１内に装入ホッパ２６を通して導入し、垂直フィーダ１５のアルキメディアンスクリュー１７の下端で投入口２０を通して連続的に送る。

垂直スクリューフィーダ１５に入るボトルまたは容器１０は、アルキメディアンスクリュー１７によって実施される回転および強い遠心作用のため、二重作用、すなわち、アルキメディアンスクリュー１７の推進力の下でボトル１０を上部出口２７の方へ上昇させ、移動させることと、同じボトル間の、それらがスクリューフィーダ１５に沿って移動することに伴う転動および摩擦作用によって増大するラベル１２に対する破壊および引裂き作用を実施することとを伴う摩擦棒２８に対して円筒体１６の周囲壁の方へ投入される。

特に、図５は、右側に、アルキメディアンスクリュー１７の遠心作用によって摩擦棒２８に対して押しつけられるボトル１０と、剥離されたラベル１２’とを示す。

幾つかの試験から、アルキメディアンスクリュー１７の直径および回転速度に依存して、１．５から３ｍ／秒の間の旋回速度で、相対的に高い回転数、例えば４０〜６０ｒｐｍでアルキメディアンスクリュー１７を回転させることによって、ラベル１２の効率的な破壊および引裂き作用を達成することができることが確認された。

述べられ、示されたことから、処理すべきボトルおよび／または容器の底部から上方への連続流の移動を可能にするように十分に適合させた垂直スクリューフィーダを用いるプラスチックボトルおよび／または容器からのラベルの除去と、ボトルおよび／または容器に、それらがフィーダの上端部で出口の方へ上昇すると共に逆流で供給される水によって回収チャンバ内にラベルを下方に引っ張るボトルまたは容器からのラベルの除去のための強い機械的作用とのための方法および装置が提供されたことは明らかである。

添付の図面を参照して述べられ、示されたことは、前記方法および装置の一般的な特徴ならびに優先的な実施形態の例示のみを目的とするものである。

ゆえに、方法および同じ装置に対する他の変更または変形は、特許請求の範囲から逸脱することなく行うことができる。

Claims (10)

1. 垂直に延在するスクリューフィーダ（１５）の機械的作用によってラベル（１２）を除去する、ラベル（１２）をプラスチック材料の容器（１０）から除去して、分離する方法であって、
   容器（１０）をスクリューフィーダ（１５）の底部から上方に流すスクリューフィーダ（１５）の底面に容器（１０）を供給する工程と；
   スクリューフィーダ（１５）の遠心作用によって、スクリューフィーダ（１５）内部の摩擦部材（２８）に対して容器（１０）を放射状に投入することによって容器（１０）からのラベル（１２）の破壊および剥離を引き起こす工程と；および
   容器（１０）が上方にかつ上部出口（２７）の方へ移動すると共に、スクリューフィーダ（１５）の上方から供給される水流によって剥離したラベル（１２’）を下方へ引っ張り、分離されたラベル（１２’）を伴う水流を容器（１０）のための投入口（２０）の下の回収チャンバ（３１）内に流れ込ませることによって、剥離したラベル（１２’）を容器（１０）から分離する工程
   とからなることを特徴とする方法。
2. 分離されたラベル（１２’）を伴う水を回収チャンバ（３１）から放出すること、および次の分離工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 垂直スクリューフィーダ（１５）の内部で容器（１０）の洗浄を実施することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 同じ容器（１０）からのラベル（１２）の破壊および剥離と共同して容器（１０）の洗浄工程を実施することを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. ラベルを除去し、分離するのに、および／または請求項１に記載の方法によってプラスチック容器（１０）を洗浄するのに適切な装置であって、
   下部位置の容器（１０）のための投入口（２０）と円筒体（１６）の上部位置の容器（１０）のための出口（２７）とを有する円筒体（１６）を有する垂直スクリューフィーダ（１５）であって、前記垂直スクリューフィーダ（１５）を、投入口（２０）から出口（２７）まで容器（１０）を上方へ移動させるように適合させた、垂直スクリューフィーダ（１５）と；
   投入口（２０）と出口（２７）との間でフィーダ（１５）内部において垂直に延在する、容器（１０）からラベル（１２）を除去するための多くの摩擦部材（２８）と；
   上部からスクリューフィーダ（１５）の下方に水流を方向づけるように出口（２７）の下で適合させ、配置されたスクリューフィーダ（１５）内に水流を供給するための給水手段と；および
   容器（１０）のための投入口（２０）の下のスクリューフィーダ（１５）の位置内におけるラベル回収チャンバ（３１）
   とからなることを特徴とする装置。
6. 摩擦部材（２８）が、投入口（２０）および出口（２７）の間に垂直に延在する角度をつけて間隔を置いて配置された多くの棒を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. スクリューフィーダ（１５）の円筒体（１６）が、アルキメディアンスクリュー（１７Ａ）の周縁エッジ（１７Ｂ）とスクリューフィーダ（１５）の円筒体（１６）の内部表面との間に、水および分離されたラベル（１２’）の下向きの流れのための一組の円形スロット（３６）を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. スクリューフィーダ（１５）のアルキメディアンスクリュー（１７Ａ）を４０から６０ｒｐｍの間の回転速度に作動させ、１．５から３ｍ／秒の間の周速度を提供するように適合させることを特徴とする請求項５に記載の装置。
9. 垂直スクリューフィーダ（１５）の投入口（２０）に作動的に接続された容器（１０）のための水平フィーダ（２１）を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
10. 水平フィーダ（２１）がスクリューフィーダであることを特徴とする請求項９に記載の装置。

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