JPH07504368A - 熱可塑性合成物質片を混合流から選び出す方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 熱可塑性合成物質片を混合流から選び出す方法及び装置 本発明は、熱可塑性合成物質片を選択的に加熱することにより、熱可塑性合成物 質を混合流から選び出して、異なる種類の合成物質に分類する方法及びこの方法 を実施するための装置に関するものである。

熱可塑性プラスチックの種類が異なると、プラスチックは異なる温度で、または 異なる温度範囲で軟化する。

軟化と共に生じる、熱可塑性物質の物理的性質の変化は、プラスチックを分類す るために、或いはガラス、金属等の材料からプラスチックを分離させるために利 用することができる。このような課題は、特にリサイクルの際に立てられる。こ のためプラスチックをその種類に応じて選択的に軟化させ、適当な装置により混 合流から離隔させねばならない。

従来は、熱可塑性プラスチックを混合流から選びだすために、混合流を十分に加 熱した分離面と接触させ、分離面にたいする接触領域の溶融によりプラスチック 粒子を分離面に固着させて混合流から離隔させ、次に別個に掻き取ることができ るようにしていた（ドイツ特許第３７２７７７７号公報）。

この分離方法は、はぼ溶融液状態に軟化した被分離プラスチックの接着特性に基 づいているため、プラスチックのリサイクルの際に生じる実際的な汚染物の影響 を受けやすい。湿気が付着していたり、本来の充填物の残留物またはラベルが付 着していると、接着を損なわせることがある。量的に注目を集めているポリオレ フィン系のプラスチックは本来接着物質としては好適なものではなく、よってそ の分離はうまく行えない。

さらにこの従来の方法の場合、作業中に、軟化した熱可塑性物質の層で分離面が 次第に蔽われてくる。この層は、この方法の有効性を低下させる。その原因は、 この層が熱伝導をより悪化させるためであるが、もう一つは、軟化した熱可塑性 物質の接着作用により、対応する温度で軟化しないプラスチック小片、従って目 標とする小片に数えられないようなプラスチック小片も付着することがあるから である。従って、目標とする小片の種類に関する純度に問題が生じる。

本発明の課題は、熱可塑性合成物質片を混合流から選び出して、熱可塑性合成物 質の種類ごとに分類する方法及び装置において、接着に基づく分離方法の欠点を 解消し、軟化した熱可塑性物質の接着または粘着特性に基づいた分離方法ではな く、特別に構成された分離体に選択的に機械的に固着させることに基づいた前記 方法及び装置を提供することである。

この課題を解決するため、冒頭で述べた種類の方法において、本発明は、種類別 に所定の温度範囲で軟化させた合成物質片を、合成物質片の軟化した表面に侵入 する分離体または軟化した表面を突きとおす分離体に固着させ、次に分離体から 除去することを特徴とするものである。

従って本発明による方法は、従来のように接着または粘着特性による不満足な分 離原理に基づくものではなく、合成物質片の機械的な固着に基づくものである。

この場合分離体は、十分に軟化した合成物質片の表面に侵入するか、合成物質片 を突きとおす。その際合成物質片は確実に固定され、次に機械的な手段により分 離体から除去される。従って一つの種類の合成物質の小片は、適用された温度で 十分に軟化し、その結果分離体はこの小片の表面に侵入することができ、例えば 適用温度で構造的にまだ軟化していない種類の合成物質から分類することができ る。また本発明は、加熱による選択的な軟化に至らなかった金属、紙、セラミッ ク、または同様の物質から成る異物にたいしても好都合である。

有利な構成では、合成物質片を、所定どおりに加熱した分離体により、分離体と 合成物質片との接触領域で局部的に軟化させる。

他の有利な構成によれば、分離体により把持される前に、合成物質片を、混合流 内での加熱により軟化させる。

他の有利な構成によれば、合成物質片を、混合流内での加熱及び分離体との接触 により軟化させる。この場合混合流はあらかじめ加熱され、その結果、加熱され た分離体は、分離されるべき種類の合成物質の中へより迅速に侵入することがで きる。この実施例の利点は、処理効率を向上させることができ、混合流を同時に 乾燥させることができることである。

本発明の有利な構成では、軟化した合成物質片の表面への分離体の侵入を、合成 物質片の重力の作用で行う。

他の有利な構成によれば、分離されるべき種類の合成物質の軟化度に応じて、軟 化した合成物質片の表面への分離体の侵入を、支持面と分離体との間の隙間に生 じる押圧力により行う。

この場合、軟化した合成物質片の表面への分離体の侵入に必要な力を、支持面ま たは分離体の弾性的な後退、及び合成物質片の大きさと形状により決定する。こ れにより、支持面と分離体との間の隙間に生じる押圧力の極めて均一な調整と維 持が可能になる。

最後に本発明による方法の有利な構成では１分離体に固着した合成物質片を、混 合流から離隔させた後に分離体から掻きとり、またはブラシで取り払い、別個に 搬出する。この方法段階は簡潔であり、分離体に付着している合成物質片を確実 に除去することができる。それ故分離体の機能は、本発明による分類方法が経過 する間不変に維持される。

本発明による方法を実施するための装置は、搬送作用をもつ少なくとも一つの分 離体であって、合成物質片の軟化した表面に侵入して、合成物質片を分離体で固 持するための、または軟化した表面を突きとおすための構造を備えた平坦または 湾曲した表面を有する少なくとも一つの分離体と、混合流から離隔した後分離体 に固着した合成物質片を除去する装置とが設けられていることを特徴としている 。

本発明による装置の利点は、特に、その構成が極めて簡潔なことである。この場 合、従属項に記載の特徴に応じた構成を採用することができる。分離体の表面構 造は、溝または波形部によって形成されている。この場合、溝または波形部の尖 端は、軟化した合成物質片に侵入し、合成物質片を固持することができる。溝ま たは波形化することの利点は、比較的小さな合成物質片も、粉砕過程で生じるよ うに分離できることである。この場合、溝または波形化された表面は、ロールの 表面であることができる。

本発明による装置の有利な構成によれば、分離体は、刷毛、針、ビンまたは薄板 を備えたロール、ベルトまたは板体である。分離体の適当な表面構造を適宜選定 することにより、分離されるべき材料のサイズに応じて分類方法を目的に応じて 最適化させることができる。

本発明による装置の有利な構成によれば、分離体は、支持面と共に隙間を形成し ている。この場合支持面は、押圧ロールまたは走行する搬送ベルトであることが できる。

この場合合目的な構成は、搬送ベルトが、１個または複数個の押圧ロールによっ て支持される個所で、分離体に押圧されることである。

押圧ロールは、金属、プラスチック、またはゴム或いは発泡物質のような軟弾性 の材料から成り、または膨らまし可能なゴムまたはプラスチックの表面を有して いることができる。これに適した材料または材料の組合せの選択は、分離体の機 械的な条件及び熱的な条件に鑑みて行われる。この場合の利点は、熱伝導性に優 れた金属から成る分離体を使用できることである。というのも、分離体は、合成 物質の軟化に必要な熱量を接触領域に誘導させねばならないからである。

分離体に固着した合成物質片は、すき取りを行うドクターブレードによって掻き 取られる。この場合の利点は、ロールの表面の溝を周方向に配列させて、ドクタ ーブレードを溝に係合させることができることである。同様の配列は、本発明に よれば、ビン、薄板、ブラシロール（こたいしても適用される。ドクターブレー ドとして、固着した合成物質片を分離体からブラシ取りするブラシロールも使用 できる。

分離体が、非接着コーティング部を備えているのが有利である場合もある。これ により、特定の合成物質片を表面構造により固着させることができ、他方、固着 した合成物質片を掻き取りの際に残らず除去させることができる。例えば分離体 の表面に軟化した合成物質の層力く付着することによる不具合は、非接着層によ り回避される。

本発明による装置の有利な構成によれば、構成が同一の、または異なる複数の装 置が、カスケード状に直列ｌこ接続されている。本発明による装置の一部をこの よう（こ複数個直列に接続することにより、例えば目的に応じた温度制御によっ て、異なる種類の合成物質の分類を１回の通過で行うことが可能になる。

本発明の他の構成、利点は、添付の図面に図示した実施例から明らかになる。添 付の図面において、図１は　ロールとして構成され、異なる表面構造をもつ分離 体の斜視図、側面図、端面図、図２は　分離体の表面構造の変形例を示す部分断 面図、 図３は　分離装置の側面図、 図４は　分離装置の変形例の側面図、 図５は　弾性的な押圧ロールを備えた分離装置の側面図、 図６は　分離ロールと加熱されたビンとを備えた分離装置の側面図、 図７は　カスケード状に上下に配置された三つの分離装置の側面図、 である。

図１は、ロールとして構成され、表面構造力菟異なっている三つの分離体４ａ、 ４ｂ、４ｃを示してし）る。ロール状の分離体４ａはブラシ構造を備え、し）わ ゆるブラシロールとして構成されている。ブラシの表面を形成している毛は、ワ イヤーまたは非常に硬し）プラスチックワイヤーから成ることができる。分離体 ４ｂは、ビンを備えた表面１０ｂを有している。これらのビン（１０ｂ）ｉｔ、 例えば熱伝導率をよくするために銅、銀、また１ま真鍮のような高熱伝導性の材 料から成ることができ、その直径及び長さに関しては、当業者の判断に応じて、 解決されるべき選別課題に最適に適合させることｉＪ＝できる。

図１には、円環状の薄板を備えた層板（ラメラ）ロールも図示されている。

分離体４ａないし４ｃとして構成されたロールの表面構造は、種々の合成物質の その都度の選別課題に最適に適合されている。このための基準は、熱可塑性合成 物質の軟化特性である。この場合熱可塑性合成物質は、それぞれの種類に特徴的 な温度範囲をもっている。この温度範囲に達すると、熱可塑性合成物質は固形状 態から、軟化したゴム弾性的な状態へ移行する。このとき複数の種類の合成物質 または他の種類の物質が混合状態で存在していると、選択的な加熱により、選定 された種類の熱可塑性合成物質が選択的に軟化する。このような軟化した熱可塑 性合成物質は、他の成分として硬い材料を含んでいる混合流内においては、他の 成分とはまったく異なる弾性特性をもっている。この弾性特性の違いを、本発明 にしたがって設けられる分離体４ａ、４ｂ、４ｃ　（図１）、または１４，１５ ．１６　（図７）において選択的に固定化するために利用し、その際本発明によ る分離体の構造を用いるのが、本発明の主旨である。

ビンロール４ｂまたはラメラロール４ｃの場合、ビン１０ｂまたは薄板１０ｃを ロール上に弾性的に形成し、または弾性的に固定することが可能である。その結 果ビン１０ｂまたは薄板１０ｃは、混合流の個々の小片の大きさに適合すること ができる。ブラシロール４ａの場合には、これは個々の毛１０ａの弾性により可 能である。

所定の表面構造を備えた分離体を使用することも有利である。このような表面を 図２に簡略に示した。この表面は同じようなくし状の横断面１１ａないしｌｉｄ を有している。これらの横断面１１ａないしｌｉｄは、程度の差こそあれきわだ った尖端を備えた表面溝または表面波形部を形成している。溝の尖端は、軟化の 程度に応じて合成物質内に侵入し、対応する小片を固持する。溝化された表面１ １ａないしｌｉｄの利点は、粉砕過程で生じるような小さな合成物質片をも分離 させることができることである。

分離体４ａないし４ｃまたは分離ロール１４．１５゜１６は、熱的な要求及び機 械的な要求を満たすかぎりでは、異なる材料及び複数の材料の組合せから成るこ とができる。例えば、分離体を熱伝導性の優れた金属から構成すると有利である 。なぜなら、これによって、合成物質片の軟化に必要な熱を接触領域に伝達させ ることができるからである。

図３から図６までには、本発明による方法を実施するための装置の種々の実施例 が図示されている。図３は、任意の（詳細には図示していない）表面構造をもつ ロール状の分離体４を示している。搬送ベルト３は、種々の合成物質片及び場合 によっては異物の小片を含んだ混合流１を、図の左側から、分離ロール４と搬送 ベルト３の間にある搬送隙間２０内へ案内する。この搬送隙間２０は、搬送ベル ト３を案内している二つの支持ロール２と分離ロール４の表面との間に形成され ている。選択的に加熱される合成物質片２４は１分離ロール４の表面構造にぶら 下がるようにして固着され、下流側（図の左側）においてドクターブレード５に より掻き取られて、排出溝７内へ投擲される。分離ロール４によって捕獲されな かった異物小片２７は、そのまま搬送ベルト３上に残り、別の場所で集積される 。

図４に図示した装置は、図３の実施例と大きな違いは　。

ないが、搬送ベルト３によって形成される支持面２１と分離ロール４の間にある 比較長い隙間２０の代わりに、図４の実施例では、比較的短い隙間が支持ロール ２と分離ロール４の間に形成されている。

図５に図示した変形実施例では、支持ロールとして、ガス充填された高弾性の抑 圧ロール３１が使用されている。混合流１は、上方から供給溝８により供給され 、分離ロール１４の表面上を短時間搬送されたあと、分離ロール１４と弾性的な 抑圧ロール３１の間のほぼ鉛直方向の表面領域にある隙間２０を通過する。この 実施例では例えば次のような処置を施すことができ、即ち分離ロール１４を適当 に加熱することにより１例えば内側から加熱することにより、混合流１内の分離 されるべき合成物質片へ熱が伝動するように分離ロール１４を構成することがで きる。弾性的な押圧ロール３１を熱的に過負荷させないように、冷却空気流１２ が設けられている。冷却流１２の影響により、弾性的な押圧ロール３１の表面温 度に関し、許容レベルで平衡状態が生じる。分離ロール１４に固着した１種類の 合成物質片２４は、ドクターブレード５によって掻き取られて、溝７ａ内へ投擲 される。

分離ロール１４によって捕獲されなかった他種の合成物質片はまたは異物２５／ ２７は、排出溝７内へ投擲される。

図６に図示した変形例では、分離ロール１４は、加熱されるビン１０ｂを備えて いる。搬送ベルト３は、ブラ　２スチツク容器２３及び他種の合成物質または異 物２５／２７を、分離ロール１４の下方に沿って搬送する。分離ロール１４は、 はぼ水平方向のアーム４０により枢着部４１に枢着されており、それ自体公知の 態様で、例えば復帰要素または錘により十分に重量軽減されている。この重量軽 減により、分離ロール１４は正確に設定可能な力で混合流の一部にわたって転動 する。その際、加熱されるビン１０ｂは、選択的に軟化可能な種類のプラスチッ ク容器２３の中へ侵入し、プラスチック容器２３を分離ロール１４で頭部上方へ 搬送して、プラスチック容器２３がドクターブレード５により掻き取られ、排出 溝７内へ投擲されるようにする。軟化可能でない合成物質片または異物２５／２ ７は、搬送ベルト３により、後の集積ステーションへ搬出される。この実施例で は、混合流内で、プラスチック容器のようなプラスチック製品を、例えばガラス 容器または金属容器のような非プラスチック製品から非常に有利に分離させるこ とができる。比重に基礎をおいている他の分離方法に比べてこの方法は、まだ含 まれている充填残留物の影響を受けない。この特殊な目的のため、分離ロール１ ４のビン１０ｂは、例えばプラスチック容器の確実な固着を支援するようなフッ クを備えていてもよい。このようなフックはかき取りも阻害しない。なぜなら、 十分安定したドクターブレードを用いれば、強く固着している合成物質片をも掻 き取ることができるからである。

図７に図示した構成の一例は、本発明による装置を複数個直列にカスケード状に 接続することにより、目的に応じた温度制御によって異なる種類の合成物質２４ ，２５．２６及び異物２７を支障なく分離できる構成を示したものである。この 場合、上方から下方へ、同じ構造の、または異なる構造の分離ロール１４，１５ ．１６を使用することができる。個々の構成は図５の実施例に対応しており、そ れぞれ一つの分離間隙２０，２０ａ、２０ｂが分離ロール１４，１５．１６と弾 性的な抑圧ロール３１または押圧ベルト３０，３０ａ、３０ｂの間に形成されて いる。個々の合成物質２４，２５．２６を捕獲するために溝７，７ａ、７ｂが用 いられ、中間物はシュート９により上部の装置からその下の装置へ誘導される。

本発明による方法と装置は簡潔であり、非常に合目的であり、機能安定であり、 リサイクルにおいて合成物質を選別するための極めて経済的な方法を提供するも のである。従って本発明は、環境を廃棄物から解放するために貢献し、国民経済 的に非常に意義があるものである。

プＯＣ ２、１４ＰＣｒ／ＥＰ９３１００５０９７Ｃ 補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．熱可塑性合成物質片を選択的に加熱することにより、熱可塑性合成物質を混 合流から選び出して、異なる種類の合成物質に分類する方法において、種類に特 有の所定の温度範囲で軟化させた合成物質片を、合成物質片の軟化した表面に侵 入する分離体または軟化した表面を突きとおす分離体に固着させ、次に分離体か ら除去することを特徴とする方法。
2. ２．合成物質片を、所定どおりに加熱した分離体により、分離体と合成物質片と の接触領域で局部的に軟化させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. ３．合成物質片を、混合流内での加熱により軟化させることを特徴とする、請求 項１に記載の方法。
4. ４．合成物質片を、混合流内での加熱及び分離体との接触により軟化させること を特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. ５．軟化した合成物質片の表面への分離体の侵入を、合成物質片の重力の作用で 行うことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載の方法。
6. ６．軟化した合成物質片の表面への分離体の侵入を、支持面と分離体との間の隙 間に生じる押圧力により行うことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか １つに記載の方法。
7. ７．軟化した合成物質片の表面への分離体の侵入に必要な力を、支持面または分 離体の弾性的な後退、及び合成物質片の大きさと形状により決定することを特徴 とする、請求項６に記載の方法。
8. ８．分離体に固着した合成物質片を、混合流から離隔させた後に分離体から掻き とり、またはブラシで取り払い、別個に搬出することを特徴とする、請求項１か ら７までのいずれか１つに記載の方法。
9. ９．請求項１から８までのいずれか１つに記載の方法を実施するための装置にお いて、 搬送作用をもつ少なくとも一つの分離体（４，１４ないし１６）であって、合成 物質片（２３ないし２６）の軟化した表面に侵入して、合成物質片（２３ないし ２６）を分離体（４，１４ないし１６）で固持するための、または軟化した表面 を突きとおすための構造（１０，１１）を備えた平坦または湾曲した表面を有す る少なくとも一つの分離体（４，１４ないし１６）と、混合流（１）から離隔し た後分離体に固着した合成物質片を除去する装置（５）とが設けられていること を特徴とする装置。
10. １０．分離体（４）の表面構造が、溝または波形部（１１ａないし１１ｃ）によ って形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. １１．分離体（４）が、刷毛（４ａ）、針、ピン（４ｂ）または薄板（４ｃ）を 備えたロール、ベルトまたは板体であることを特徴とする、請求項９に記載の装 置。
12. １２．分離体（４）が、支持面（２，３，２１，３０，３１）と共に隙間（２０ ）を形成していることを特徴とする、請求項９から１１までのいずれか１つに記 載の装置。
13. １３．支持面が、押圧ロール（２，３１）または走行する搬送ベルト（３，３０ ）によって形成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
14. １４．搬送ベルト（３）が、１個または複数個の押圧ロール（２）によって支持 される個所で、分離体（４）に押圧されることを特徴とする、請求項１３に記載 の装置。
15. １５．押圧ロールが、金属、プラスチック、またはゴム或いは発泡物質のような 軟弾性の材料から成り、または膨らまし可能なゴムまたはプラスチックの表面（ ３１）を有していることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の装置。
16. １６．分離体（４，１４ないし１６）の表面が、非接着コーティング部を備えて いることを特徴とする、請求項９から１５までのいずれか１つに記載の装置。
17. １７．構成が同一の、または異なる複数の装置（１４ないし１６）が、カスケー ド状に直列に接続されていることを特徴とする、請求項９から１６までのいずれ か１つに記載の装置。