ホーム > 特許ランキング > コペリオン ゲーエムベーハー
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024144367
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】プラスチック材料を調製する装置及び方法
(51)【国際特許分類】
B29B 7/48 20060101AFI20241003BHJP
B29B 7/58 20060101ALI20241003BHJP
B29B 7/84 20060101ALI20241003BHJP
B29B 9/06 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B29B7/48
B29B7/58
B29B7/84
B29B9/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024052918
(22)【出願日】2024-03-28
(31)【優先権主張番号】23164897
(32)【優先日】2023-03-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】501164665
【氏名又は名称】コペリオン ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100229448
【弁理士】
【氏名又は名称】中槇 利明
(72)【発明者】
【氏名】レオニド リベル
(72)【発明者】
【氏名】ヨッヘン ショーファー
【テーマコード（参考）】
4F201
【Ｆターム（参考）】
4F201AJ08
4F201AP02
4F201BA01
4F201BA02
4F201BC02
4F201BC13
4F201BK02
4F201BK13
4F201BK26
4F201BK36
4F201BK80
4F201BL08
(57)【要約】 （修正有）
【課題】プラスチック材料を調製する装置及び方法を提供する。
【解決手段】供給されるプラスチック材料（１０２）を可塑化するためにハウジング（１０８）内に少なくとも２つの処理要素シャフト（１３０）を備える多軸スクリューマシン（１０４）、特に２軸スクリューマシンであって、可塑化ゾーン（１４４）、排出ゾーン（１４８）、及び、可塑化ゾーン（１４４）と排出ゾーン（１４８）との間に配置され、プラスチック溶融物（１０６）を滞留させる少なくとも１つの滞留要素を有する滞留ゾーン（１５８）を備える多軸スクリューマシン（１０４）と、可塑化ゾーン（１４４）と排出ゾーン（１４８）とを相互接続し、滞留ゾーン（１４６）を橋渡しする、少なくとも１つの溶融物チャネル（１６０）と、プラスチック溶融物（１０６）をフィルタリングするために、前記溶融物チャネル内に配置された、少なくとも１つの溶融物フィルタユニット（１６２）とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】供給されるプラスチック材料（１０２）を可塑化するためにハウジング（１０８）内に少なくとも２つの処理要素シャフト（１３０）を備える多軸スクリューマシン（１０４）、特に２軸スクリューマシンであって、可塑化ゾーン（１４４）、排出ゾーン（１４８）、及び、可塑化ゾーン（１４４）と排出ゾーン（１４８）との間に配置され、プラスチック溶融物（１０６）を滞留させる少なくとも１つの滞留要素を有する滞留ゾーン（１５８）を備える多軸スクリューマシン（１０４）と、可塑化ゾーン（１４４）と排出ゾーン（１４８）とを相互接続し、滞留ゾーン（１４６）を橋渡しする、少なくとも１つの溶融物チャネル（１６０）と、プラスチック溶融物（１０６）をフィルタリングするために、前記溶融物チャネル内に配置された、少なくとも１つの溶融物フィルタユニット（１６２）とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラスチック材料を調製する装置であって、
－ 供給されるプラスチック材料を可塑化してプラスチック溶融物にするためにハウジング内で支持された少なくとも２つの処理要素シャフトを備える多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンであって、前記多軸スクリューマシンは、可塑化ゾーン、排出ゾーン、及び、前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとの間に配置され、前記プラスチック溶融物を滞留させる少なくとも１つの滞留要素を有する滞留ゾーン、を備える、多軸スクリューマシンと、
－ 前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとを相互に接続し、前記滞留ゾーンを橋渡しする、少なくとも１つの溶融物チャネルと、
－ 前記プラスチック溶融物をフィルタリングするために、前記溶融物チャネル内に効果的に配置された、少なくとも１つの溶融物フィルタユニットと、
を備える装置。
－ 供給されるプラスチック材料を可塑化してプラスチック溶融物にするためにハウジング内で支持された少なくとも２つの処理要素シャフトを備える多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンであって、前記多軸スクリューマシンは、可塑化ゾーン、排出ゾーン、及び、前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとの間に配置され、前記プラスチック溶融物を滞留させる少なくとも１つの滞留要素を有する滞留ゾーン、を備える、多軸スクリューマシンと、
－ 前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとを相互に接続し、前記滞留ゾーンを橋渡しする、少なくとも１つの溶融物チャネルと、
－ 前記プラスチック溶融物をフィルタリングするために、前記溶融物チャネル内に効果的に配置された、少なくとも１つの溶融物フィルタユニットと、
を備える装置。
【請求項2】
前記ハウジング内で、溶融物フィルタユニットに通じる前記溶融物チャネルへの出口開口が前記滞留ゾーンの直前に設けられており、かつ、
前記ハウジング内で、前記溶融物フィルタユニットから来る前記溶融物チャネルの入口開口が前記滞留ゾーンの直後に設けられている、
請求項１記載の装置。
前記ハウジング内で、前記溶融物フィルタユニットから来る前記溶融物チャネルの入口開口が前記滞留ゾーンの直後に設けられている、
請求項１記載の装置。
【請求項3】
前記少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、連続的又は非連続的に作動可能である溶融物フィルタを備える、
請求項１又は２記載の装置。
請求項１又は２記載の装置。
【請求項4】
前記少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、溶融圧力を構成するための圧力構成ユニット、特に溶融ポンプを備える、
請求項１記載の装置。
請求項１記載の装置。
【請求項5】
前記ハウジング内には脱ガスのために少なくとも１つの脱ガス口が設けられており、
前記少なくとも１つの脱ガス口は、前記多軸スクリューマシンの入口ゾーン、前記可塑化ゾーン、前記滞留ゾーン、又は、排出ゾーン内に配置されている、
請求項１記載の装置。
前記少なくとも１つの脱ガス口は、前記多軸スクリューマシンの入口ゾーン、前記可塑化ゾーン、前記滞留ゾーン、又は、排出ゾーン内に配置されている、
請求項１記載の装置。
【請求項6】
前記少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガスユニット、特に真空脱ガスユニットに接続されているか、又は
前記少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガス及び／又は雰囲気に対して換気若しくは排気するように構成されている、
請求項５記載の装置。
前記少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガス及び／又は雰囲気に対して換気若しくは排気するように構成されている、
請求項５記載の装置。
【請求項7】
前記多軸スクリューマシンは２軸スクリュー押出機である、
請求項１記載の装置。
請求項１記載の装置。
【請求項8】
前記ハウジングの、搬送方向において最後段のハウジングセクションに排出口が設けられており、前記排出口を介して前記プラスチック溶融物を取り出し可能であり、
前記排出口に、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置若しくはスクリューマシンが接続されているか、又は
前記排出口に、フィルタユニット及び／又は造粒ユニットが接続されている、
請求項１記載の装置。
前記排出口に、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置若しくはスクリューマシンが接続されているか、又は
前記排出口に、フィルタユニット及び／又は造粒ユニットが接続されている、
請求項１記載の装置。
【請求項9】
プラスチック材料を調製する方法であって、
－ 前記プラスチック材料を多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンに供給するステップと、
－ 供給された前記プラスチック材料を、前記多軸スクリューマシンを用いて可塑化し、プラスチック溶融物にする、ステップと、
－ 前記多軸スクリューマシンから前記プラスチック溶融物の少なくとも一部を送出し、送出された前記プラスチック溶融物を、溶融物フィルタユニットを用いてフィルタリングし、フィルタリングされた前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンに戻す、ステップと、
を含む方法。
－ 前記プラスチック材料を多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンに供給するステップと、
－ 供給された前記プラスチック材料を、前記多軸スクリューマシンを用いて可塑化し、プラスチック溶融物にする、ステップと、
－ 前記多軸スクリューマシンから前記プラスチック溶融物の少なくとも一部を送出し、送出された前記プラスチック溶融物を、溶融物フィルタユニットを用いてフィルタリングし、フィルタリングされた前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンに戻す、ステップと、
を含む方法。
【請求項10】
前記プラスチック溶融物は、均質化され及び／又は脱ガスされる、
請求項９記載の方法。
請求項９記載の方法。
【請求項11】
前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンから排出し、その後、熱分解リアクタなどのリアクタを用いて前記プラスチック溶融物の熱分解を行う、
請求項９又は１０記載の方法。
請求項９又は１０記載の方法。
【請求項12】
前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンから排出し、その後、リアクタ、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置、スクリューマシン、フィルタユニット、造粒ユニット又はさらなる処理システムに供給する、
請求項９又は１０記載の方法。
請求項９又は１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラスチック材料、例えばプラスチックリサイクル材料及び／又はプラスチック廃棄物を調製する装置に関する。本発明はまた、プラスチック材料、例えばプラスチックリサイクル材料及び／又はプラスチック廃棄物を調製する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
消費者使用後の廃棄物（Ｐｏｓｔ－Ｃｏｎｓｕｍｅｒ－Ａｂｆａｌｌ）などのプラスチックリサイクル材料は、重要な原料源である。しかしながら、プラスチックリサイクル材料では、プラスチックは通常、バイオマス、砂、紙、ガラス、アルミニウムなどで汚染されている。そのため、プラスチック廃棄物、特に包装廃棄物は、高度の汚染を伴う混合物としてしか利用できないことが多い。廃棄物の分別や洗浄が経済的にも技術的にも実行不可能な場合が多いため、これらをリサイクルすることは通常困難である。ケミカルリサイクルは、このような材料フローを原料にリサイクルするための有望なプロセスと考えられている。
【0003】
ケミカルリサイクルでは、プラスチックリサイクル材料が破砕又は圧縮された後に、２軸スクリュー押出機のプロセスセクションに導入され、２軸スクリューによる連続的な表面更新と集中的な分散とせん断により、最短の時間で大量の機械的エネルギーがプラスチック材料に導入される。触媒などの他の物質は、必要に応じてドーピングされ混合されることができる。部分的に、ＰＶＣからの残留水や塩化物がプラスチック廃棄物と共に押出機に導入される。どちらも、押出機のプロセスセクションで真空脱ガスして除去することができる。その後、プラスチック溶融物は熱分解リアクタに供給される。リア歌では、先に２軸スクリュー押出機で加熱された溶融物がさらに加熱される。ポリマーは最高５００℃の温度で熱分解される。同時に、酸素がない状態で連鎖反応が起こり、ポリマーが液体と気体の炭化水素の混合物に分解される。プラスチックリサイクル材料の無機成分はすべてリアクタに残り、そこで排出される。ポリマーの有機炭化水素は揮発する。それらはモノマー、石油化学基材、合成ガスに変換され、蒸留器でさらに処理され、石油、重油、ワックスなどの市場に出回る製品になる。
【0004】
プラスチックリサイクル材料、特に包装廃棄物は、汚染の度合いが高い混合物であるため、より良い処理を可能にし、より高品質の製品を得るためには、汚染されたプラスチック溶融物をフィルタリングすることが望ましい。
【発明の概要】
【0005】
本発明は、プラスチック材料を調製するための冒頭に述べた装置を構造的及び／又は機能的に改良するという課題に基づいている。さらに、本発明は、プラスチック材料を調製するための冒頭に述べた方法を構造的及び／又は機能的に改良するという課題に基づいている。したがって、本発明の課題は、先行技術に関連して特定された問題点を低減又は除去する調製装置及び調製方法を提供することである。例えば、１つの課題は、ケミカルリサイクル中のプラスチック溶融物のフィルタリングを可能にすることである。
【0006】
この課題は、請求項１の特徴を有する装置によって解決される。さらに、この課題は、請求項９の特徴を有する方法によって解決される。有利な実施形態及び／又はさらなる実施形態は、従属請求項、説明、及び／又は添付図の主題である。特に、請求項の１つのカテゴリの独立請求項は、請求項の別のカテゴリの従属請求項に類似してさらに発展及び／又は組み合わせることもできる。同様に、以下に記載される装置及び方法の特徴は、組み合わせ及び／又はさらなる発展が可能である。
【0007】
一態様は、プラスチック材料を調製する装置に関する。この装置は調製システム（Ａｕｆｂｅｒｅｉｔｕｎｇｓａｎｌａｇｅ）とすることができる。
【0008】
プラスチック材料は、プラスチックリサイクル材料であってもよいし、これを含んでもよい。プラスチックリサイクル材料は、プラスチック廃棄物、例えば最終消費者プラスチック廃棄物（ｐｏｓｔ ｃｏｎｓｕｍｅｒ ｗａｓｔｅ）であってもよい。プラスチックリサイクル材料は、例えば包装廃棄物などの消費者使用後の廃棄物であってもよい。特に、プラスチックリサイクル材料は、ケミカルリサイクルが必要なプラスチック材料であることができる。プラスチックリサイクル材料は、好ましくはプラスチック粒子の形態であり、特に汚染度の高い混合物を形成する。プラスチック粒子は、粒子サイズ及び／又は粒子形状に応じて、例えば、プラスチック粒状物（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｇｒａｎｕｌａｔ）、プラスチックフレーク（Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｆｌｏｃｋｅｎ）、プラスチック繊維又はプラスチック粉末の形態とすることができる。プラスチック粒子はリサイクル材であることもできる。プラスチック粒子は、フレーク状及び／又はフレーク状であることもできる。プラスチックリサイクル材料は、細断、粉砕又は圧縮することもできる。特に、プラスチックリサイクル材料又はプラスチック粒子はバルク材料を形成する。プラスチック材料は、ポリマー、特に熱可塑性ポリマーからなることができる。
【0009】
好ましくは、この装置は、供給されるプラスチック材料を可塑化してプラスチック溶融物にするためにハウジング内で支持された少なくとも２つの処理要素シャフトを有する多軸スクリューマシンを備える。少なくとも２つの処理要素シャフトは、プラスチック溶融物を可塑化及び／又は調製するように設計することができる。ハウジングは、少なくとも２つの処理要素シャフトが収容される円筒形ハウジングであることができる。
【0010】
プラスチック材料を多軸スクリューマシンに供給するために、多軸スクリューマシンは供給口を有することができる。好ましくは、供給口は、多軸スクリューマシンの供給ゾーンに設けられることができる。一変形例では、供給開口は、多軸スクリューマシンの主供給開口、例えば主インレットとすることができる。装置は、プラスチック材料を供給するための供給装置及び／又はドーピング装置をさらに含むことができる。プラスチック材料の供給は、例えば、連続的及び／又は計量的に行われることができる。あるいは、プラスチック材料の供給は不連続に行われることもできる。
【0011】
スクリューマシンは、可塑化ゾーン、排出ゾーン、及び可塑化ゾーンと排出ゾーンとの間に配置された滞留ゾーンを有することができる。好ましくは、可塑化ゾーンは、滞留ゾーンのすぐ上流又は直接上流に配置することができる。排出ゾーンは、滞留ゾーンのすぐ下流又は直接下流に配置され得る。滞留ゾーンは、例えば、溶融プラスチックを滞留させる少なくとも１つの滞留要素を有することができる。少なくとも１つの滞留要素は、ハウジング内に配置することができる。複数の滞留要素、例えば２つ、３つ又は４つの滞留要素を設けることもできる。例えば、少なくとも１つの滞留要素は、処理要素シャフトによって形成することができ、及び／又は処理要素シャフトに接して若しくは処理要素シャフト上方に（ａｎ ｂｚｗ． ａｕｆ）配置することができる。例えば、滞留要素を第１処置要素シャフトに接して又は第１処置要素シャフト上方に配置し、さらなる滞留要素を第２処置要素シャフトに接して又は第２処置要素シャフト上方に配置することができる。
【0012】
装置はまた、可塑化ゾーンと排出ゾーンとを相互に接続し、滞留ゾーンを橋渡しする、少なくとも１つの溶融物チャネルを有することができる。したがって、この装置は、可塑化ゾーンから溶融物チャネルを通って排出ゾーンにプラスチック溶融物を導くように設計することができる。
【0013】
好ましい変形例によれば、この装置は、プラスチック溶融物をフィルタリングするための少なくとも１つの溶融物フィルタユニットを有することができる。少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、溶融チャネル内に効果的に（ｗｉｒｋｓａｍ）配置されることができる。例えば、溶融物チャネルセクションは、溶融物フィルタユニット内に又は溶融物フィルタユニットの入口に接続されることができる。さらに、別の溶融物チャネルセクションを溶融物フィルタユニットの出口に接続することができる。多軸スクリューマシンのハウジングにおいて、滞留ゾーンの直前に、溶融物フィルタユニットに通じる溶融物チャネルへの出口（ｅｉｎｅ Ａｕｓｍｕｅｎｄｕｎｇ ｉｎ ｄｅｎ ｚｕｒ Ｓｃｈｍｅｌｚｅｆｉｌｔｅｒｅｉｎｒｉｃｈｔｕｎｇ ｆｕｅｈｒｅｎｄｅｎ Ｓｃｈｍｅｌｚｅｋａｎａｌ）を設けることができる。さらに、溶融物フィルタユニットから来る溶融物チャネルの出口は、滞留ゾーンの直後に多軸スクリューマシンのハウジングに設けることができる。したがって、溶融チャネルセクションの一端をハウジングの出口に接続し、他端を溶融物フィルタユニットの入口に接続することができる。別の溶融物チャネルセクションは、一端を溶融物フィルタユニットの出口に接続し、他端をハウジングの入口に接続することができる。出口及び入口の両方は、ハウジングの開口であることができ、その開口を介して、プラスチック溶融物を多軸スクリューマシンから送り出すか、又は多軸スクリューマシンに戻すことができる。
【0014】
少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、少なくとも１つの溶融物フィルタを有することができる。少なくとも１つの溶融物フィルタは、連続的又は不連続的に作動させることができる。溶融物フィルタは、フィルタ要素を有する１つ以上のフィルタユニットを有することができる。フィルタ要素は、例えば、プラスチック溶融物をフィルタリングするように設計されたフィルタスクリーン及び／又はフィルタシリンダとすることができる。一実施形態では、少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、溶融圧力を構成するための圧力構成ユニットを有することができる。圧力構成ユニットは、例えば、溶融ポンプ及び／又はギアポンプとすることができる。好ましくは、例えば、圧力構成ユニットが特定の溶融圧力でプラスチック溶融物を溶融物フィルタに押圧して通すことができるように、圧力構成ユニットは溶融物フィルタの上流に接続されることができる。
【0015】
さらに、脱ガスのために少なくとも１つの脱ガス口を多軸スクリューマシンのハウジングに設けることができる。少なくとも１つの脱ガス口は、多軸スクリューマシンの供給ゾーン、可塑化ゾーン、滞留ゾーン又は排出ゾーンに配置することができる。例えば、少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガスユニット、例えば真空脱ガスユニットに接続することができる。あるいは、少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガス及び／又は雰囲気に対して換気若しくは排気するように（ｚｕｒ Ｅｎｔｇａｓｕｎｇ ｕｎｄ／ｏｄｅｒ Ｅｎｔｌｕｅｆｔｕｎｇ ｇｅｇｅｎｕｅｂｅｒ Ａｔｍｏｓｐｈａｅｒｅ）構成されていることができる。また、複数の脱ガス口を、例えばスクリューマシンの全部又は様々なゾーンに設けることもできる。
【0016】
スクリューマシンは、同一回転方向又は反対回転方向に回転駆動され、及び／又は稠密な噛み合いを有する多軸スクリューマシンとして設計されることができる。例えば、スクリューマシンは、ハウジング内に回転可能に支持された２つの処理要素シャフトを有することができる。少なくとも２つの処理要素シャフトは、押出機スクリューとすることができる。好ましくは、多軸スクリューマシンは、二軸スクリューマシンとして設計することができる。特に、多軸スクリューマシンは、ダブルスクリュー押出機とすることができる。可塑化及び／又は調製は、多軸スクリューマシンの処理要素シャフトによって行うことができる。
【0017】
排出開口は、ハウジングの、搬送方向における最後段のハウジングセクションに設けることができる。特に排出口を介して、特に、調製及び／又は脱ガス及び／又はフィルタチングされたプラスチック溶融物を排出することができる。排出開口には、リアクタ、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置又はスクリューマシンを接続することができる。リアクタは熱分解リアクタであることができる。熱分解リアクタは、溶融プラスチックを熱分解するように設計することができる。蒸留器をリアクタに接続することができる。あるいは、フィルタユニット及び／又は造粒ユニット又は別のさらなる処理システムを排出口に接続することができる。
【0018】
さらなる態様は、プラスチック材料、特に上述及び／又は後述のプラスチック材料を調製する方法に関する。したがって、プラスチック材料は、例えばプラスチックリサイクル材料であってもよい。本方法は、調製方法とすることができる。本方法は、上述及び／又は後述の装置を用いて実施することもできる。
【0019】
本方法では、まずプラスチック材料を多軸スクリューマシンに供給することができる。少なくとも１つの添加剤をプラスチック材料に添加することができる。プラスチック材料は、例えば、供給装置及び／又はドーピング装置によって供給することができる。プラスチック材料は、連続的及び／又は計量的に供給することができる。あるいは、プラスチック材料を不連続的に供給することもできる。例えば、プラスチック材料は、多軸スクリューマシンの供給口を介して供給することができる。一変形例では、供給口は、多軸スクリューマシンの主供給口、例えば主インレットであることができる。
【0020】
次に、供給されたプラスチック材料は、多軸スクリューマシンを用いて可塑化し、プラスチック溶融物にすることができる。可塑化とは、プラスチック材料を溶融させることを意味すると理解できる。特定の溶融温度に到達し及び／又はそれを維持できるように、可塑化が実施され及び／又はスクリューマシンを制御することができる。可塑化は、例えばスクリューマシンの可塑化ゾーンにおいて、多軸スクリューマシンの少なくとも１つの処理要素シャフトによって行うことができる。好ましい実施形態では、可塑化は、２軸スクリューマシンなどの多軸スクリューマシンの、ちょうど２つの処理要素シャフトによって行われ得る。
【0021】
その際、プラスチック溶融物の少なくとも一部を多軸スクリューマシンから送り出すことができる。例えば、プラスチック溶融物は多軸スクリューマシンから完全に及び／又は連続的に除去されることができる。その後、排出されたプラスチック溶融物は溶融物フィルタユニットによってフィルタリングされることができる。フィルタリングされたプラスチック溶融物は、その後、再び多軸スクリューマシンに供給されることができる。
【0022】
さらなる実施形態において、プラスチック溶融物は、均質化及び／又は脱ガスされ得る。脱ガスは、例えば、脱ガス口を介して及び／又は脱ガスユニットを用いて行うことができる。さらに、脱ガスは、多軸スクリューマシンの供給ゾーン、可塑化ゾーン、滞留ゾーン及び／又は排出ゾーンで行うことができる。
【0023】
調製及び／又はフィルタリング及び／又は脱ガスされたプラスチック溶融物は、次いで、多軸スクリューマシンから排出され得る。好ましい変形例では、多軸スクリューマシンから排出されたフィルタリングされたプラスチック溶融物は、その後、リアクタ、例えば熱分解リアクタに供給することができる。次いで、プラスチック溶融物の熱分解はリアクタ内で行うことができる。蒸留器をリアクタに接続することもできる。熱分解の後に蒸留（Ｄｅｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ）行うことができる。あるいは、多軸スクリューマシンから排出されるフィルタリングされたプラスチック溶融物は、フィルタユニットを用いてフィルタリングすること、及び／又は造粒ユニットを用いて造粒することができる。一変形例では、多軸スクリューマシンから排出されるフィルタリングされたプラスチック溶融物は、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置、スクリューマシン、フィルタユニット、造粒ユニット又は別のさらなる処理システムに供給することができる。
【0024】
本発明により、汚染されたプラスチック溶融物を、ケミカルリサイクル中にエネルギー効率の良い方法でフィルタリングすることができる。このようにして、プラスチック材料の処理を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
図１は、プラスチックリサイクル材料１０２を調製するための調製装置１００を示している。調製装置１００は、多軸スクリューマシン１０４を備え、プラスチックリサイクル材料１０２を可塑化してプラスチック溶融物１０６にし、溶融したプラスチック溶融物１０６をフィルタリングし、かつその後プラスチック溶融物１０６を調製するために使用される。
【0027】
多軸スクリューマシン１０４は、同一回転方向に回転する２軸スクリューマシンとして、ここでは２軸スクリュー押出機として設計されている。多軸スクリューマシン１０４は、相前後して配置された複数のハウジングセクション１１０～１２８を有するハウジング１０８を備えており、それらはハウジング１０８を構成するために互いに接続されている。ハウジング１０８には、互いに平行で相互に貫通する２つのハウジング孔１２８が形成されており、これらのハウジング孔１３０は断面が８の字が横たわった形状を有する（ｄｉｅ ｉｍ Ｑｕｅｒｓｃｈｎｉｔｔ ｄｉｅ Ｆｏｒｍ ｅｉｎｅｒ ｌｉｅｇｅｎｄｅｎ Ａｃｈｔ ｈａｂｅｎ）。多軸スクリューマシン１０４は、ハウジング孔１２８内に同心状に配置された２つの処理要素シャフト１３０をさらに備え、これらの処理要素シャフト１３２は、駆動モータ１３４によって関連する回転軸１３４を中心に回転駆動され得る。処理要素シャフト１３０と駆動モータ１３２との間には、分岐ギア１３６とクラッチ１３８とが配置されている。駆動モータ１３２を用いて、２つの処置要素シャフト１３０は、回転軸１３４を中心として同じ方向に、すなわち同一回転方向に回転駆動される。処理要素シャフト１３０は、供給されたプラスチックリサイクル材料１０２を可塑化してプラスチック溶融物１０６にし、プラスチック溶融物１０６を調製するために構成されている。
【0028】
図１に示すように、多軸スクリューマシン１０４は、搬送方向１４０において相前後して、入口ゾーン１４２、可塑化ゾーン１４４、滞留ゾーン１４６及び排出ゾーン１４８を有する。
【0029】
入口ゾーン１４２において、ハウジングセクション１１０は、プラスチックリサイクル材料１０２を多軸スクリューマシン１０４に供給するための主インレットホッパ１５２を有する供給開口１５０を有する。処理要素シャフト１３０は、入口ゾーン１４２においてプラスチックリサイクル材料１０２を搬送方向１４０に搬送するためのスクリュー要素１５４を有する。
【0030】
プラスチックリサイクル材料１０２の溶融は、可塑化ゾーン１４４で行われる。溶融のために、可塑化ゾーン１４４における処理要素シャフト１３０は、混錬ディスク（Ｋｎｅｔｓｃｈｅｉｂｅｎ）の形態の混錬要素（Ｋｎｅｔｅｌｅｍｅｎｔｅ）１６０を有する。可塑化ゾーン１４４では、プラスチックリサイクル材料１０２が溶融されてプラスチック溶融物１０６になる。さらに、可塑化ゾーン１４４では、プラスチック溶融物１０６を均質化することができる。
【0031】
滞留ゾーン１４６は、可塑化ゾーン１４４と出口ゾーン１４８との間に配置されている。溶融プラスチック１０６の滞留は、滞留ゾーン１４８において行われる。このために、処理要素シャフト１３０は、滞留ゾーン１４４において滞留要素１５８、例えば滞留ディスク（Ｓｔａｕｓｃｈｅｉｂｅ）を有する。溶融プラスチック１０６は、滞留によって実質的に搬送方向１４０に対して押し戻される。処理装置１００はまた、滞留ゾーン１４６を橋渡しする溶融物チャネル１６０を有し、この溶融物チャネル１６０は可塑化ゾーン１４４と排出ゾーン１４８とを接続している。プラスチック溶融物１０６をフィルタリングするための溶融物フィルタユニット１６２が、溶融物チャネル１６０内に効果的に配置されている。滞留要素１５８によって押し戻されたプラスチック溶融物１０６は、ハウジング１０８において滞留ゾーン１４６の直前に設けられた出口開口１６４を通って、溶融物フィルタユニット１６２に通じる溶融物チャネル１６０に押し込まれる。
【0032】
溶融物フィルタユニット１６２は、連続的又は非連続的に作動可能な溶融物フィルタ１６８を有する。溶融物フィルタ１６８は、プラスチック溶融物１０６をフィルタリングするように設計された１つ以上のフィルタ要素を有する。さらに、溶融物フィルタユニット１６２は、溶融圧力を構成するための、溶融ポンプとして形成された圧力構成ユニット１７０を有する。圧力構成ユニット１７０を用いて、プラスチック溶融物１０６を特定の圧力で溶融物フィルタ１６８を通して押圧することができる。
【0033】
溶融プラスチック１０６が溶融物フィルタユニット１６６によってフィルタリングされた後、ハウジング１０８内の滞留ゾーン１４６の直後に存在する、溶融物フィルタユニット１６２から来る溶融物チャネル１６０の入口開口１６６を通って多軸スクリューマシン１０４に再び供給され、フィルタリングされたプラスチック溶融物１０６が排出ゾーン１４８に入る。
【0034】
排出ゾーン１４８において、処理要素シャフト１３０は、フィルタリングされたプラスチック溶融物１０６を排出するためのスクリュー要素１７２、例えば搬送スクリュー要素１７２を有する。さらに、ハウジング１２２には、プラスチック溶融物１０６を脱ガスするための脱ガス口１７４が形成されている。脱ガス口１７４は真空脱ガスユニット１７６に接続されており、したがってプラスチック溶融物１０６は真空脱ガスユニット１７６によって脱ガス口１７４を介して脱ガスされる。真空脱ガスユニット１７６は真空ポンプ１７８からなり、この真空ポンプ１７８はセパレータ１８０を介して脱ガス口１７４に接続されている。あるいは、脱ガス口１７４は、脱ガス及び／又は雰囲気に対して換気若しくは排気する（Ｅｎｔｌｕｅｆｔｕｎｇ ｇｅｇｅｎｕｅｂｅｒ Ａｔｍｏｓｐｈａｅｒｅ）ように構成されることもできる。最後段のハウジングセクション１２４には、ハウジング１０８を終端し、排出口１８４を形成するノズルプレート１８２が配置される。フィルタリングされたプラスチック溶融物１０６は、排出口１８４を通して排出され得る。排出口１８４には、リアクタ、特に熱分解リアクタが接続され得る（図１には詳細に示されていない）。反応器は、排出されフィルタリングされたプラスチック溶融物１０６の熱分解のために設計され得る。蒸留器をリアクタに接続することもできる。
【0035】
調製装置１００又はその多軸スクリューマシン１０４は、特に、プラスチック溶融物１０６を可塑化し、フィルタリングするように設計されている。これは、ケミカルリサイクルの際に、２軸スクリュー押出機を用いて汚染されたプラスチック溶融物をフィルタリングできる。
【0036】
以下では、プラスチックリサイクル材料１０２の調製、あるいは調製装置１００を用いた調製方法について説明する。
【0037】
細断されたプラスチックリサイクル材料１０２は、例えば供給装置を用いて及び／又は主インレットホッパ１５２を介して多軸スクリューマシン１０４に供給され、入口ゾーン１４２に入る。入口ゾーン１４２において、プラスチックリサイクル材料１０２は、搬送方向１４２において可塑化ゾーン１４４に搬送される。その後、供給されたプラスチックリサイクル材料１０２は、可塑化ゾーン１４４において、処理要素シャフト１３０又はそれらの混練要素１５６を用いて溶融され、プラスチック溶融物１０６になる。
【0038】
滞留ゾーン１４６の直前で、溶融プラスチック１０６の少なくとも一部が多軸スクリューマシン１０４から送り出され、その後、溶融物フィルタユニット１６２によってフィルタリングされる。フィルタリングされたプラスチック溶融物１０６は、その後、多軸スクリューマシン１０４に戻され、そこで排出ゾーン１４８に入る。
【0039】
プラスチック溶融物１０６から抜けるガスは、排出ゾーン１５２において、真空脱ガスユニット１７６を用いて排出される。その後、フィルタリングされたプラスチック溶融物１０６は、多軸スクリューマシン１０４から排出される。
【0040】
排出されたプラスチック溶融物１０６は、その後、リアクタ、例えば熱分解リアクタに供給されることができる。その後、溶融プラスチック１０６の熱分解をリアクタ内で行うことができる。熱分解後に蒸留が行われるように、蒸留器をリアクタに接続することができる。
【0041】
あるいは、多軸スクリュー機１０４から排出されるフィルタリングされたプラスチック溶融物１０６は、フィルタユニットを用いてフィルタリングされ、及び／又は造粒ユニットを用いて造粒され得る。別の変形例では、多軸スクリューマシン１０４から排出されたフィルタリングされたプラスチック溶融物１０６は、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置、スクリューマシン、又は別のさらなる処理システムに供給することができる。
【0042】
「ことができる、ことがある、得る（ｋａｎｎ）」という用語は、特に本発明の任意の特徴を指す。したがって、追加的又は代替的にそれぞれの１つ以上の特徴を有する本発明のさらなる実施形態及び／又は実施例も存在する。
【0043】
必要に応じて、単離された特徴を、本明細書に開示された特徴の組み合わせから選択し、他の特徴と組み合わせて使用することにより、特徴間に存在し得る構造的及び／又は機能的関係を解決しながら、請求項の主題を定義することもできる。
方法のステップの順序及び／又は数は変更され得る。
方法のステップの順序及び／又は数は変更され得る。
【符号の説明】
【0044】
１００ 調製装置（Aufbereitungsvorrichtung）
１０２ プラスチックリサイクル材料（Kunststoff-Recyclingmaterial）
１０４ 多軸スクリューマシン（Mehrwellenschneckenmaschine）
１０６ プラスチック溶融物（Kunststoffschmelze）
１０８ ハウジング（Gehaeuse）
１１０－１２４ ハウジングセクション（Gehaeuseabschnitte）
１２８ ハウジング孔（Gehaeusebohrungen）
１３０ 処理要素シャフト（Behandlungselement-Wellen）
１３２ 駆動モータ（Antriebsmotor）
１３４ 回転軸（Drehachsen）
１３６ 分岐ギアボックス（Verzweigungsgetriebe）
１３８ クラッチ（Kupplung）
１４０ 搬送方向（Foerderrichtung）
１４２ 入口ゾーン（Einzugszone）
１４４ 可塑化ゾーン（Plastifizierzone）
１４６ 滞留ゾーン（Stauzone）
１４８ 排出ゾーン（Austragszone）
１５０ 供給開口（Zufuehroeffnung）
１５２ 主インレットホッパ（Haupt-Einlauftrichter）
１５４ 搬送スクリュー要素（Foerder-Schneckenelemente）
１５６ 混練要素（Knetelemente）
１５８ 滞留要素（Stauelement）
１６０ 溶融物チャネル（Schmelzekanal）
１６２ 溶融物フィルタユニット（Schmelzefiltereinrichtung）
１６４ 出口開口（Ausmuendung）
１６６ 入口開口（Einmuendung）
１６８ 溶融物フィルタ（Schmelzefilter）
１７０ 圧力構成ユニット（Druckaufbaueinheit）
１７２ スクリュー要素（Schneckenelemente）
１７４ 脱ガス口（Entgasungsoeffnung）
１７６ 真空脱ガスユニット（Vakuum-Entgasungseinrichtung）
１７８ 真空ポンプ（Vakuumpumpe）
１８０ セパレータ（Abscheider）
１８２ ノズルプレート（Duesenplatte）
１８４ 排出口（Austragsoeffnung）
１０２ プラスチックリサイクル材料（Kunststoff-Recyclingmaterial）
１０４ 多軸スクリューマシン（Mehrwellenschneckenmaschine）
１０６ プラスチック溶融物（Kunststoffschmelze）
１０８ ハウジング（Gehaeuse）
１１０－１２４ ハウジングセクション（Gehaeuseabschnitte）
１２８ ハウジング孔（Gehaeusebohrungen）
１３０ 処理要素シャフト（Behandlungselement-Wellen）
１３２ 駆動モータ（Antriebsmotor）
１３４ 回転軸（Drehachsen）
１３６ 分岐ギアボックス（Verzweigungsgetriebe）
１３８ クラッチ（Kupplung）
１４０ 搬送方向（Foerderrichtung）
１４２ 入口ゾーン（Einzugszone）
１４４ 可塑化ゾーン（Plastifizierzone）
１４６ 滞留ゾーン（Stauzone）
１４８ 排出ゾーン（Austragszone）
１５０ 供給開口（Zufuehroeffnung）
１５２ 主インレットホッパ（Haupt-Einlauftrichter）
１５４ 搬送スクリュー要素（Foerder-Schneckenelemente）
１５６ 混練要素（Knetelemente）
１５８ 滞留要素（Stauelement）
１６０ 溶融物チャネル（Schmelzekanal）
１６２ 溶融物フィルタユニット（Schmelzefiltereinrichtung）
１６４ 出口開口（Ausmuendung）
１６６ 入口開口（Einmuendung）
１６８ 溶融物フィルタ（Schmelzefilter）
１７０ 圧力構成ユニット（Druckaufbaueinheit）
１７２ スクリュー要素（Schneckenelemente）
１７４ 脱ガス口（Entgasungsoeffnung）
１７６ 真空脱ガスユニット（Vakuum-Entgasungseinrichtung）
１７８ 真空ポンプ（Vakuumpumpe）
１８０ セパレータ（Abscheider）
１８２ ノズルプレート（Duesenplatte）
１８４ 排出口（Austragsoeffnung）
【0045】
［付記１］
プラスチック材料を調製する装置であって、
－ 供給されるプラスチック材料を可塑化してプラスチック溶融物にするためにハウジング内で支持された少なくとも２つの処理要素シャフトを備える多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンであって、前記多軸スクリューマシンは、可塑化ゾーン、排出ゾーン、及び、前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとの間に配置され、前記プラスチック溶融物を滞留させる少なくとも１つの滞留要素を有する滞留ゾーン、を備える、多軸スクリューマシンと、
－ 前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとを相互に接続し、前記滞留ゾーンを橋渡しする、少なくとも１つの溶融物チャネルと、
－ 前記プラスチック溶融物をフィルタリングするために、前記溶融物チャネル内に効果的に配置された、少なくとも１つの溶融物フィルタユニットと、
を備える装置。
［付記２］
前記ハウジング内で、溶融物フィルタユニットに通じる前記溶融物チャネルへの出口開口が前記滞留ゾーンの直前に設けられており、かつ、
前記ハウジング内で、前記溶融物フィルタユニットから来る前記溶融物チャネルの入口開口が前記滞留ゾーンの直後に設けられている、
付記１記載の装置。
［付記３］
前記少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、連続的又は非連続的に作動可能である溶融物フィルタを備える、
付記１又は２記載の装置。
［付記４］
前記少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、溶融圧力を構成するための圧力構成ユニット、特に溶融ポンプを備える、
付記１乃至３いずれか１項記載の装置。
［付記５］
前記ハウジング内には脱ガスのために少なくとも１つの脱ガス口が設けられており、
前記少なくとも１つの脱ガス口は、前記多軸スクリューマシンの入口ゾーン、前記可塑化ゾーン、前記滞留ゾーン、又は、排出ゾーン内に配置されている、
付記１乃至４いずれか１項記載の装置。
［付記６］
前記少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガスユニット、特に真空脱ガスユニットに接続されているか、又は
前記少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガス及び／又は雰囲気に対して換気若しくは排気するように構成されている、
付記５記載の装置。
［付記７］
前記多軸スクリューマシンは２軸スクリュー押出機である、
付記１乃至６いずれか１項記載の装置。
［付記８］
前記ハウジングの、搬送方向において最後段のハウジングセクションに排出口が設けられており、前記排出口を介して前記プラスチック溶融物を取り出し可能であり、
前記排出口に、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置若しくはスクリューマシンが接続されているか、又は
前記排出口に、フィルタユニット及び／又は造粒ユニットが接続されている、
付記１乃至７いずれか１項記載の装置。
［付記９］
プラスチック材料を調製する方法であって、
－ 前記プラスチック材料を多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンに供給するステップと、
－ 供給された前記プラスチック材料を、前記多軸スクリューマシンを用いて可塑化し、プラスチック溶融物にする、ステップと、
－ 前記多軸スクリューマシンから前記プラスチック溶融物の少なくとも一部を送出し、送出された前記プラスチック溶融物を、溶融物フィルタユニットを用いてフィルタリングし、フィルタリングされた前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンに戻す、ステップと、
を含む方法。
［付記１０］
前記プラスチック溶融物は、均質化され及び／又は脱ガスされる、
付記９記載の方法。
［付記１１］
前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンから排出し、その後、熱分解リアクタなどのリアクタを用いて前記プラスチック溶融物の熱分解を行う、
付記９又は１０いずれか１項記載の方法。
［付記１２］
前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンから排出し、その後、リアクタ、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置、スクリューマシン、フィルタユニット、造粒ユニット又はさらなる処理システムに供給する、
付記９又は１０いずれか１項記載の方法。
プラスチック材料を調製する装置であって、
－ 供給されるプラスチック材料を可塑化してプラスチック溶融物にするためにハウジング内で支持された少なくとも２つの処理要素シャフトを備える多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンであって、前記多軸スクリューマシンは、可塑化ゾーン、排出ゾーン、及び、前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとの間に配置され、前記プラスチック溶融物を滞留させる少なくとも１つの滞留要素を有する滞留ゾーン、を備える、多軸スクリューマシンと、
－ 前記可塑化ゾーンと前記排出ゾーンとを相互に接続し、前記滞留ゾーンを橋渡しする、少なくとも１つの溶融物チャネルと、
－ 前記プラスチック溶融物をフィルタリングするために、前記溶融物チャネル内に効果的に配置された、少なくとも１つの溶融物フィルタユニットと、
を備える装置。
［付記２］
前記ハウジング内で、溶融物フィルタユニットに通じる前記溶融物チャネルへの出口開口が前記滞留ゾーンの直前に設けられており、かつ、
前記ハウジング内で、前記溶融物フィルタユニットから来る前記溶融物チャネルの入口開口が前記滞留ゾーンの直後に設けられている、
付記１記載の装置。
［付記３］
前記少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、連続的又は非連続的に作動可能である溶融物フィルタを備える、
付記１又は２記載の装置。
［付記４］
前記少なくとも１つの溶融物フィルタユニットは、溶融圧力を構成するための圧力構成ユニット、特に溶融ポンプを備える、
付記１乃至３いずれか１項記載の装置。
［付記５］
前記ハウジング内には脱ガスのために少なくとも１つの脱ガス口が設けられており、
前記少なくとも１つの脱ガス口は、前記多軸スクリューマシンの入口ゾーン、前記可塑化ゾーン、前記滞留ゾーン、又は、排出ゾーン内に配置されている、
付記１乃至４いずれか１項記載の装置。
［付記６］
前記少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガスユニット、特に真空脱ガスユニットに接続されているか、又は
前記少なくとも１つの脱ガス口は、脱ガス及び／又は雰囲気に対して換気若しくは排気するように構成されている、
付記５記載の装置。
［付記７］
前記多軸スクリューマシンは２軸スクリュー押出機である、
付記１乃至６いずれか１項記載の装置。
［付記８］
前記ハウジングの、搬送方向において最後段のハウジングセクションに排出口が設けられており、前記排出口を介して前記プラスチック溶融物を取り出し可能であり、
前記排出口に、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置若しくはスクリューマシンが接続されているか、又は
前記排出口に、フィルタユニット及び／又は造粒ユニットが接続されている、
付記１乃至７いずれか１項記載の装置。
［付記９］
プラスチック材料を調製する方法であって、
－ 前記プラスチック材料を多軸スクリューマシン、特に２軸スクリューマシンに供給するステップと、
－ 供給された前記プラスチック材料を、前記多軸スクリューマシンを用いて可塑化し、プラスチック溶融物にする、ステップと、
－ 前記多軸スクリューマシンから前記プラスチック溶融物の少なくとも一部を送出し、送出された前記プラスチック溶融物を、溶融物フィルタユニットを用いてフィルタリングし、フィルタリングされた前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンに戻す、ステップと、
を含む方法。
［付記１０］
前記プラスチック溶融物は、均質化され及び／又は脱ガスされる、
付記９記載の方法。
［付記１１］
前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンから排出し、その後、熱分解リアクタなどのリアクタを用いて前記プラスチック溶融物の熱分解を行う、
付記９又は１０いずれか１項記載の方法。
［付記１２］
前記プラスチック溶融物を前記多軸スクリューマシンから排出し、その後、リアクタ、押出ツール、ストランドヘッドツール、ノズル装置、スクリューマシン、フィルタユニット、造粒ユニット又はさらなる処理システムに供給する、
付記９又は１０いずれか１項記載の方法。
【図1】
【外国語明細書】