特許 7102352 プラスチック材料からなるシートを洗浄する方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-08

(45)【発行日】2022-07-19

(54)【発明の名称】プラスチック材料からなるシートを洗浄する方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   B29B 17/00 20060101AFI20220711BHJP

【ＦＩ】

B29B17/00 ZAB

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018563839

(86)(22)【出願日】2017-06-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-08-15

(86)【国際出願番号】 EP2017063620

(87)【国際公開番号】W WO2017211767

(87)【国際公開日】2017-12-14

【審査請求日】2020-06-05

(31)【優先権主張番号】UA2016A004124

(32)【優先日】2016-06-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】512261322

【氏名又は名称】プレビエロ エンネ ソシエタ ア レスポンサビリタ リミタータ

(74)【代理人】

【識別番号】100064012

【弁理士】

【氏名又は名称】浜田 治雄

(72)【発明者】

【氏名】プレビエロ，フラビオ

【審査官】齊藤 光子

(56)【参考文献】

【文献】実開平０７－０３９９３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２００２－５３９９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３００９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１９１２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３０７７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２８０２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｂ １７／００

Ｂ０９Ｂ １／００－５／００

Ｂ０３Ｂ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラスチック材料からなるフィルム又はシートの、あらかじめ切断された寸法の大きな細片を、洗浄槽（１０）の水槽（２１）中に投入し、前記水槽（２１）内で垂直に伸びる垂直スクリュー撹拌器からなる攪拌器（２０）と撹拌作用に供し、汚染物質（３４）から分離させ、前記水槽（２１）上に浮遊する、プラスチック材料からなる清浄化された細片（１８’）を、エンドレスベルト（２７）によって排出チャネル（２５）に沿って引き上げ、前記プラスチック材料からなる前記フィルム及び／又は前記シートを洗浄し、汚染物質（３４）を分離する方法であって、
前記排出チャネル（２５）に沿った前記エンドレスベルト（２７）と洗浄水流との複合引き出し作用により、前記プラスチック材料からなる清浄化された細片（１８’）を前記洗浄水流に浮遊させて、前進させ、前記制御された方法は、前記プラスチック材料からなる清浄化された細片（１８’）の出口流を変化させるように、前記エンドレスベルト（２７）の速度を調整し、および、排出チャネル（２５）の前端（２６Ｃ）からの洗浄水が溢れることにより、洗浄されたプラスチック片（１８’）を排出することを特徴とする方法。

【請求項2】

汚れたプラスチック片（１８）が、前記洗浄槽（１０）から出る、前記排出チャネル（２５）に沿った流量に実質的に相当する流量の水流によって、前記水槽（２１）に連続的に供給される請求項１に記載のプラスチック材料からなるフィルム及び／又はシートを洗浄する方法。

【請求項3】

前記排出チャネル（２５）内の清浄化された細片の考えられる集合（１８’’）が、取り出しベルト（２７）の推力及び上方傾斜運動によって取り出される請求項１に記載のプラスチック材料からなるフィルム及び／又はシートを洗浄する方法。

【請求項4】

スクリュー撹拌器（２０）によって、前記水槽の旋回、及び前記洗浄槽（１０）の全体積内に汚れたプラスチック片の再循環を発生させることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック材料からなるフィルム及び／又はシートを洗浄する方法。

【請求項5】

前記排出チャネル（２５）に沿って、前記洗浄槽（１０）から外部に取り出された清浄化プラスチック片（１８’）の量を変化させることにより、前記洗浄槽（１０）の前記水槽（２１）内の汚れた細片（１８）の滞留時間を変化させる段階を特徴とする請求項１に記載のプラスチック材料からなるフィルム及び／又はシートを洗浄する方法。

【請求項6】

エンドレス取り出しベルト（２５）の速度を変化させることによって、前記洗浄槽（１０）内の汚れたプラスチック片（１８）の滞留時間を変化させることを特徴とする請求項５に記載のプラスチック材料からなるフィルム及び／又はシートを洗浄する方法。

【請求項7】

前記洗浄槽（１０）内の前記汚れたプラスチック片（１８）の滞留時間を、汚染度、必要な清浄度それぞれに関して変化させることを特徴とする請求項５又は６に記載のプラスチック材料からなるフィルム及び／又はシートを洗浄する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

発明の分野
本発明は、プラスチック材料からなるシートをリサイクルして、原料として連続的に再利用することに関し、具体的には、寸法の大きな細片にあらかじめ切断された、農業分野又は産業分野の廃棄物由来のプラスチックシート又はフィルムを洗浄する方法及び装置に関し、プラスチックシート又はフィルムは、汚染物質、例えば、土、砂、砂利、及び、プラスチック材料からなるシート若しくはフィルムにくっついたまま残っているか、又は作業過程時に廃棄された別の材料片を除去するために、適切に洗浄する必要がある。

【背景技術】

【0002】

産業廃棄物及び農業分野の廃棄物は、主にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及びポリエチレン（ＰＥ）並びに他の樹脂からなる、大量のプラスチックフィルム及びシートを含み、その商業的価値の大部分は、清浄度、並びに洗浄後のプラスチックフィルム及びシートにくっついたまま残っている汚染物質の割合によって異なる。

【0003】

従来、農業廃棄物及び産業廃棄物由来のプラスチックシート及びフィルムは、水槽中で洗浄して汚染物質を除去する前に、ほぼ数十分の１センチメートル以下程度の小さな寸法に細かく砕き、切断する必要がある。

【0004】

現在、非常に複雑で、寸法が大きく、大量の水及び貴重なエネルギー資源を必要とする洗浄プラント及び装置が利用されている。

【0005】

さらに、大量の汚染物質を含むプラスチックフィルム及びシートを、先に言及したように、小さな寸法にあらかじめ切断することは、通常のカッティングミルの工具の急速な摩耗及び／又は破損を必然的に伴い、その結果、破損したか又は摩耗した切断工具の必要な修理及び／又は交換のために、メンテナンス及び介入コストが生じる。

【0006】

発明の背景
農業廃棄物及び産業廃棄物由来のプラスチックフィルム及びシートを洗浄するプラント及び装置は、例えば、米国特許第４１９６０１９号明細書、欧州特許第００９４２８２号明細書、米国特許第４０７３６６１号明細書、欧州特許第０１２９５１８号明細書、中国特許第２０２８２６１４８号明細書、特開昭６０‐１２７１１１号公報、米国特許出願公開第２０１０／０３２００９号明細書、及び中国実用新案第２０３６３５５４０（Ｕ）号明細書に開示されている。

【0007】

具体的には、米国特許第４１９６０１９号明細書には、寸法の小さな細片にあらかじめ切断されたフィルム及び／又はシートから得られるプラスチックを洗浄する装置が示されており、この装置は、あらかじめ設定された水位まで洗浄槽を充填するのに適した細長い貯留槽を備え、洗浄槽は、撹拌状態を発生させるように、その規定水位（upper level）の直下において水平方向に延びるブレード撹拌器を備え、ブレード撹拌器は、洗浄槽中に浮遊する寸法の小さなプラスチック片を、洗浄槽の後部領域（zone of the latter）から撹拌域を分離するバッフルの下縁よりも下の方に、水平方向チャネルへ押し出し、そこから、回転ドラムによってプラスチック片が排出されるが、このような解決策は、寸法の大きなプラスチック片を洗浄するのには全く適していない。

【0008】

欧州特許第００９４２８２号明細書には、直列に接続された複数の洗浄槽を備えた、プラスチックフィルム及びシートを回収するプラントが示されており、プラスチックフィルム及びシートは、ここでも、ラビリンス通路を介して互いに連通している一連の洗浄槽中に投入される前に、細かく砕き、あらかじめ寸法の小さな細片にする必要があり、単一の洗浄槽は、通常のブレード撹拌器を備え、水槽中に浮遊するプラスチック片は、排出チャネルに沿って適切な間隔を置いて配置された複数のロータによって、排出チャネルに沿って押し出され、そして、羽根車によって水槽から引き出されるが、この解決策も、プラスチックフィルム及びシートが撹拌器のブレードに、及び排出チャネルに沿ってロータにくっつく傾向があるため、プラスチックフィルム及びシートを寸法の大きな細片として洗浄するのには適していない。

【0009】

米国特許第４０７３６６１号明細書にもまた、米国特許第４１９６０１９号明細書のものと実質的に同様である、前述した種類の洗浄装置が示されており、洗浄されるプラスチック材料は、ここでも、寸法の小さな細片として、水平撹拌器を備えた洗浄槽の水槽中に投入され、洗浄槽の撹拌域は、水槽内に延びる分割バッフルによって静止域から分離され、洗浄槽中に浮遊するプラスチック片を、エンドレスコンベヤにより引き上げて取り出し、エンドレスコンベヤは、洗浄槽の上に、そして上方に配置された排出チャネルに沿って部分的に配置され、水槽の水位を超えて洗浄槽の一方の側から延びる。ここでも、この解決策は、従来の装置と同様に、寸法の大きな細片の直接洗浄には適していない。

【0010】

そして、欧州特許第０１２９５１８号明細書には、例えば１５０ｃｍといった寸法の大きな細片にあらかじめ切断された、プラスチック材料からなるシートを洗浄する装置が開示されており、この装置は、穿孔された周壁を有する水平ドラムを備えた貯留槽と、半径方向ブレード、及び水の噴出物を供給するノズルを備えた管状シャフトと、からなり、ドラムと内側シャフトは、異なる回転速度において制御される。

【0011】

同様の解決策は、非常にかさばり複雑であることに加えて、約２０～３０分により示される非常に長い洗浄時間を必要とし、また、プラスチック材料にしっかりとくっついた汚染物質を除去することの困難性と、回転シャフトのブレードの間にたまって残存し得る大きなプラスチック片を排出する際の課題とが必然的に伴う場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

発明の目的
したがって、洗浄水槽中に適切に浸漬させ、寸法の大きな細片にあらかじめ切断されたプラスチックフィルム又はシートを、洗浄時間を非常に短縮しつつ、十分に清浄化することができると同時に、洗浄段階の終了時にプラスチック片を更に容易に排出することができる、構造的かつ機能的に単純な代替解決策を見いだす必要がある。

【0013】

このため、本発明が解決しようとする技術的課題は、プラスチック片の洗浄及び排出を汚染度に応じて制御できるように、そして、排出チャネル内にプラスチック片がたまりその通過を妨げるのを防ぐように、洗浄槽中に浮遊する寸法の大きなプラスチック片の洗浄並びに引き出し及び取り出しの困難性を克服することが可能な解決策を提供するにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

発明の簡単な説明
上述の課題、及び先行技術による装置の典型的な欠点はそれぞれ、請求項１に記載の、寸法の大きな細片にあらかじめ切断された、プラスチック材料からなるフィルム及びシートを洗浄する方法、請求項８に記載の洗浄装置によって改善される。

【0015】

概して、課題は、寸法の大きな細片にあらかじめ切断されたプラスチックフィルム及びシートを洗浄し、汚れたプラスチック片を、水槽を収容する洗浄槽中で激しく撹拌し、洗浄槽から出る水流と、排出チャネルに沿って延び自由に傾斜するように支持されたエンドレスベルトからなる引き上げ装置との共同作用（joint action）により、排出チャネルに沿って清浄なプラスチック片を引き上げて、水槽中に浮遊する清浄なプラスチック片を取り出す方法及び装置によって解決される。

【0016】

このように、寸法の大きなプラスチック片は、洗浄水流及び引き上げベルトによって、排出チャネルの出口端まで、浮遊した状態で引き上げられ、排出チャネルの出口縁部にプラスチック片がたまり、引き上げベルトが動かなくなるのを防ぐ。

【0017】

洗浄槽の水槽の水位を、例えば、排出チャネルからの水流の流出により調節することによって、又は、別の方法では、排出チャネルの出口縁部を、洗浄槽の水槽の水位の直下に配置することによって、洗浄槽の水槽を連続的に補充することが可能となり、水の消費を最小限に抑えることが可能となる。

【0018】

可変速引き上げベルトを用いることにより、汚染度に応じて、洗浄槽内のプラスチック片の滞留時間を制御することが可能である。

【0019】

添付図面の例を参照して、本発明に係るプラスチックフィルム及びシートの洗浄装置と、対応する方法の好適な実施形態を、以下に更に詳細に開示する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】洗浄装置の斜視図である。

【図2】図１の線２‐２に沿った長手方向断面図であり、傾斜引き上げベルトが下方の作業位置にある。

【図3】図２と同様の長手方向断面図であり、上昇位置にある傾斜引き上げベルトを示す。

【図4】図２の破線４‐４に沿った部分に部分的に存在する装置の上面図である。

【図5】装置の洗浄方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

発明の詳細な説明
図１及び２に示されているように、例えば数デシメートル及び／又はメートルといった寸法、例えば５０～１５０ｃｍ以上の寸法を有する、寸法の大きな細片１８に適切にあらかじめ切断された、プラスチック材料からなるフィルム及びシートの洗浄装置は、円錐形状底部１１又は下方に傾斜している壁によって完成された、円筒形、正方形又は多角形状の洗浄槽１０を備え、洗浄槽の底部１１には、更に、沈殿物を排出する大型の沈殿物排出管１２が設けられ、沈殿物排出管１２は、通常、２つの弁１３、１４によって閉じられ、これらの弁は、洗浄段階時に汚れたプラスチック片１８から分離し底部１１に沈降した汚染物質を排出する、アクチュエータ又は空気圧シリンダ１５、１６それぞれによって選択的に駆動可能である。

【0022】

洗浄槽１０は、図４に示されているように、洗浄槽１０の側面に偏心して配置されたスクリュー撹拌器２０を備え、ここでは、洗浄槽１０内のプラスチック材料からなる汚れた細片１８を撹拌して再循環させるための、大きな撹拌及び再循環域が残されている。スクリュー撹拌器２０は、垂直方向下方に延び、あらかじめ設定された規定水位２２を有する水槽２１中に沈められる。スクリュー撹拌器２０は、一定で可変のピッチを有する、１つ以上の連続的なスクリューを備えた種類のものであってもよく、大きな撹拌を発生させるように、また、汚れたプラスチック片１８が撹拌器のスクリューにくっつき得るのを防ぐように適切に構成され、スクリュー撹拌器２０は、高い回転数においてスクリュー撹拌器２０を駆動させるように構成された電動モータ２３に動作可能に接続され、高い回転数は、水槽２１の激しい撹拌、及び、洗浄槽１０内の同じ水槽２１において、重い汚染物質が下方に引き下げられる傾向がある、汚れたプラスチック片１８の連続的な上向きの再循環を発生させ、汚れたプラスチック片１８が水槽２１中に浮遊して浮揚するのを防ぐのに適している。

【0023】

本発明に係る洗浄装置を用いて行った実験的試験の過程において、２５０～４５０ｒｐｍ以上の速度において回転するように命令された、スクリュー外径が５００～６００ｍｍのスクリュー撹拌器２０を用いて、先に定義したように、寸法の大きな細片にあらかじめ切断されたプラスチック材料１８によって良好な結果が得られた。

【0024】

洗浄槽１０は、汚れたプラスチック片１８を投入するサイドホッパ２４を備え、ホッパ２４は、汚れたプラスチック片１８を洗浄槽１０内に引き込むのとともに、洗浄槽の水槽を連続的に補充するのに適した洗浄水流を供給するように構成された水分配器２４´を備えている。汚れたプラスチック片１８は、洗浄水流によって排出ホッパ２４に連続的に供給されるが、ホッパ２４の代わりに、図示されているもの以外の、汚れたプラスチック片１８及び洗浄水流を投入する他の手段又はシステムを用いることが可能であることは排除されない。

【0025】

洗浄槽１０は、投入ホッパ２４とは反対側に、洗浄槽２１中に浮遊する清浄化プラスチック片１８´を排出する排出チャネル２５を備えている。排出チャネル２５は、洗浄槽１０の幅広側方開口部（wide side opening）１０´を介して水槽２１の撹拌域と直接連通している後端部を有し、投入ホッパ２４に供給される洗浄水流に実質的に相当する、洗浄槽１０から生じる洗浄水流の流出とともに、プラスチック材料からなる細片１８´を排出する前方排出端部２６Ｃへ長手方向に延びている。

【0026】

具体的には、排出チャネル２５は、第１の大きく傾斜した底壁２６Ａを備えた、上方へ傾斜する底部を有し、この底部は、例えば、第２の底壁２６Ｂに結ばれる洗浄槽１０の垂直方向軸線と３０°～６０°の角を形成し、第２の底壁は、第１の底壁２６Ａの傾斜よりも小さな傾斜を有し、洗浄槽１０の水槽２１の水位２２よりも下の位置にあり排出チャネル２５内にある前縁部２６Ｃで終端となる。

【0027】

本発明によれば、引き上げによる洗浄槽１０からチャネル２５に沿った清浄化プラスチック片１８´の排出は、排出チャネル２５から制御されるように出る洗浄水流であって、その流量が、投入ホッパ２４及び洗浄槽１０に入る汚れたプラスチック片１８を引き上げる水流の流量に実質的に相当する洗浄水流と、図２に示されているように、洗浄槽１０の撹拌域と直接連通しているチャネル２５の後端部から排出チャネル２５の前端部２６Ｃまで長手方向に延びるエンドレスベルト２７から実質的になる連続引き上げ手段との複合作用によって達成される。

【0028】

引き上げエンドレスベルト２７は後方ドラム２８に巻き取られ、その回転軸２９は、図１に示されている電動制御モータ３０、及び前方ドラム３１に動作可能に接続され、後方ドラム２８の回転軸２９と、前方ドラム３１の回転軸３２は、水槽２１の水位２２よりも上に位置するとともに、ベルト２７はわずかに上方に傾斜しており、その結果、引き上げベルト２７の下側枝部２７Ａの少なくとも１つの後部は、チャネル２５の前縁部２６Ｃから流出によって洗浄槽１０を連続的に出る水流２１中に部分的に沈んでいる。

【0029】

具体的には、清浄化されたプラスチック片１８´を引き上げるエンドレスベルト２７は、排出チャネル２５の幅に実質的に相当する幅を有し、ベルト２７の長手方向に適切な間隔を置いて配置された、複数の横方向パッド３３とともに構成されている。

【0030】

さらに、引き上げベルト２７の２つのドラム２８、３１の回転軸２９及び３２が、排出チャネル２６の底壁２６Ｂに対して配置され、ベルト２７の下側枝部２７Ａの引き上げパッド３３が水流２１中に突き出ており、このようにして、清浄化されたプラスチック片１８´は、エンドレスベルト２７、及び、連続的に排出チャネルから出てプラスチック片１８´を一定して浮揚状態に維持する水流により引き上げられて、洗浄槽１０からチャネル２５に沿って進む。

【0031】

洗浄装置は、更に、種々の作業要件に応じて、モータの回転速度、そしてエンドレスベルト２７の速度を変化させるように構成された、エンドレスベルト２７のモータを制御する制御手段（図示せず）を備えている。

【0032】

ベルト２７の直進速度は、一定に維持することができるか、又は、同じ洗浄操作サイクル時に若しくは後の操作サイクル時に、適切な速度、例えば３０～４０メートル／分の速度において、増減させることにより調節することができ、このようにして、エンドレスベルト２７の進行速度を調節し及び／又は変化させ、ひいては、清浄化されたプラスチック片１８´の出口流量を調節し及び／又は変化させることにより、洗浄槽１０内の汚れたプラスチック片１８の洗浄及び滞留時間を制御し、ひいては変化させ、ホッパ２７に供給されるプラスチック片１８の多少の汚染度に応じて、及び排出チャネル２５から出るプラスチック片１８´の所望の多少の清浄度に応じて、洗浄及び滞留時間を増減させることが可能である。

【0033】

排出チャネル２５に沿って引き上げられたプラスチック片１８´がパッド３３の下に押し込まれ得るのを防ぐために、エンドレスベルト２７の傾斜は、パッド３３が、エンドレスベルト２７の下側枝部２７Ａとともに、排出チャネル２５の底壁２６Ｂから一定間隔の距離を保って水槽２１中に少なくとも部分的に沈むことに注意すると、排出チャネルの底壁２６Ｂの傾斜よりもわずかに小さく、このようにして、プラスチック片１８´は、常に浮揚状態において引き上げられる。

【0034】

汚れたプラスチック片１８の寸法及び特徴、そして、装置全体の構成上及び機能上の特徴によっては、寸法の大きな、プラスチック材料からなる清浄化された細片１８´が、排出チャネル２５の底壁の前縁部２６Ｃにおいて詰まりたまる場合があり、これによって、図３の符号１８´´によって示されているように、エンドレスベルト２７は動かなくなり、停止する。

【0035】

本発明に係る装置及びその操作方法の別の特徴は、エンドレスベルト２７が、図３の符号２７´によって示されているとおりに、後方ドラム２８の回転軸２９の周りを自由に上方へ傾斜するように、チャネル２５に支持されていることであり、したがって、前方ドラム３１の回転軸３２は、それぞれの端部において、チャネル２５の側壁の前縁部付近のガイドスロット３６内を摺動可能なパッド３５を有する。このように、プラスチック片１８´の集合１８´´が排出チャネル２５の底部の前縁部２６Ｃに形成される場合、制御モータ３７によって移動するエンドレスベルト２７は自由に持ち上がり、プラスチック片１８´の集合１８´´を排出チャネル２５の前縁部から押し出し、落下させる。いったんプラスチック片１８´の集合１８´´が取り出されると、ベルト２７は、自重により再び降下し、図３に破線によって示されている図２の操作位置を再び採用する。

【0036】

図５のフローチャートは、本発明に係る装置によって、操作サイクル時に寸法の大きなプラスチック片を洗浄する方法の必須の段階を概略的に示している。

【0037】

段階Ｓ１において、汚れたプラスチック片１８は、洗浄水流とともに、ホッパ２４に、ひいては洗浄槽１０内に収容された水槽２１に連続的に供給される。

【0038】

段階Ｓ２において、撹拌器２０によって生じる水槽２１の強力な撹拌作用を通じて、プラスチック片１８にくっついた汚染物質３４が分離し、汚染物質は、洗浄槽１０の円錐形状底部１１でのデカンテーションによって沈降し、段階Ｓ３では、弁１３及び１４を順次開閉することによって、円錐形状底部から汚染物質を定期的に排出することができる。

【0039】

水槽２１中に浮遊する、プラスチック材料からなる清浄化された細片１８´は、段階Ｓ４時に、排出チャネル２５に沿って引き上げられ、段階Ｓ５に示されているように、エンドレスベルト２７と、排出チャネル２５から出る水流との複合作用によって、浮遊した状態に維持される。

【0040】

プラスチック片１８´によって排出チャネル２５に障害物１８´´が発生した場合、エンドレスベルト２７は自由に上方へ傾斜し（段階Ｓ６）、排出チャネルを塞ぐプラスチック片の集合１８´´を前方へ押し出し、落下させることができ、このようにして、装置の正常な動作状態が自動的に復元される。

【0041】

添付図面の例を参照して言及し示してきたことから、本発明の目的を達成するのに適した、寸法の大きな細片にあらかじめ切断された、プラスチック材料からなるシートを洗浄する装置及び方法が提供されることは明らかであり、それ故に、装置全体又は装置の一部に対して、具体的には、図示されている撹拌器とは異なる種類の撹拌器を用いて、又は、特許請求の範囲外になることなく、排出チャネルと、プラスチック片を浮遊した状態で引き上げる連続引き上げ装置とを構成して、プラスチック片及び洗浄水流を洗浄槽の水槽を撹拌するシステムに投入するシステムに対して、他の改変又は変更を行うことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】