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(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】2025-04-11
(45)【発行日】2025-04-21
(54)【発明の名称】含水廃棄物材料をリサイクルするためのシステムおよび方法
(51)【国際特許分類】
B29B 17/00 20060101AFI20250414BHJP
C08J 9/00 20060101ALI20250414BHJP
【ＦＩ】
B29B17/00 ZAB
C08J9/00 Z
【請求項の数】
27
(21)【出願番号】P 2024529791
(86)(22)【出願日】2022-11-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-31
(86)【国際出願番号】 US2022050471
(87)【国際公開番号】W WO2023091711
(87)【国際公開日】2023-05-25
【審査請求日】2024-07-30
(31)【優先権主張番号】63/280,973
(32)【優先日】2021-11-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】524188066
【氏名又は名称】ベイテック コーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100114775
【弁理士】
【氏名又は名称】高岡 亮一
(74)【代理人】
【識別番号】100121511
【弁理士】
【氏名又は名称】小田 直
(74)【代理人】
【識別番号】100202751
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 明代
(74)【代理人】
【識別番号】100208580
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 玲奈
(74)【代理人】
【識別番号】100191086
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 香元
(72)【発明者】
【氏名】テプシムアン，ブーンラート
【審査官】東 勝之
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／０３０６１１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第０２８３３７５０（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平１０－３３７７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０８５９０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３０６８０４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１４－５１２９９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｂ １７／００ － １７／０４
Ｃ０８Ｊ ９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
含水廃棄物材料をリサイクルするための押出機システムであって、前記押出機システムは、圧縮脱水セクションと、前記圧縮脱水セクションに続く加熱脱気減容セクションとを有する内部チャンバを備える主バレルと、
脱水脱気圧縮スクリューセクションおよび吐出スクリューセクションを備える押出機スクリューであって、前記押出機スクリューの脱水脱気圧縮スクリューセクションは、前記主バレルの内部チャンバ内で回転するように構成される、押出機スクリューと、
前記主バレル内で処理されている廃棄物材料から生成される溶融ポリマーによって放出されるガスまたは蒸気を除去するために、前記主バレル上に位置決めされ、前記主バレルの内部チャンバに係合する固体段階脱気口と、
前記主バレルの端部に位置決めされるダイであって、前記ダイは、１つ以上の流路を備え、前記主バレル内で処理されている材料の流れを制限して、背圧および熱摩擦を生じさせて、前記処理されている材料を溶融ポリマーに溶融するのを助けるように構成される、ダイと、
前記ダイから流出する溶融ポリマーを受け入れるための予備吐出流路であって、前記予備吐出流路は、前記溶融ポリマーを加熱して脱気するように構成される、予備吐出流路と、
前記予備吐出流路に接続された吐出バレルであって、前記吐出バレルは、前記溶融ポリマーを受け入れるために前記押出機スクリューの吐出スクリューセクションが存在する内部チャンバと、前記溶融ポリマーを吐出するための吐出口とを備える、吐出バレルと、
を備える、押出機システム。
【請求項2】
前記押出機スクリューの脱水脱気圧縮スクリューセクションの上の前記主バレルの内部チャンバ内にウェットワイプ廃棄物材料を供給するためのホッパーをさらに備える、請求項１に記載の押出機システム。
【請求項3】
前記押出機スクリューの脱水脱気圧縮スクリューセクションは、主押出機スクリューを備え、前記吐出スクリューセクションは、前記主押出機スクリューに接続された吐出押出機スクリューを備える、請求項１に記載の押出機システム。
【請求項4】
前記主押出機スクリューは、シャフトと、
長いスクリューピッチおよび深いスクリューフライトチャネルを有する、前記シャフトの周りにダブルスタートフライトスクリューフライトを有する第１のセクションと、スクリューフライトを全く有さないテーパ状シャフト表面を有する第２のセクションとを有する第１の段と、
前記シャフトのより太い部分の周りに短いスクリューピッチおよび浅いスクリューフライトチャネルを備えるダブルスタートフライトスクリューフライトを有する第１のセクションを備える第２の段であって、前記第２の段のスクリューフライトは混練機パドルで終端する、第２の段と、
前記押出機スクリューの第２の段から前記主バレルの端部を越えて外側に延在する端部コネクタシャフトと、
を備える、請求項３に記載の押出機システム。
【請求項5】
前記吐出押出機スクリューは、前記吐出バレルの内部チャンバ内に位置決めされ、前記吐出押出機スクリューは、吐出スクリューシャフトと、短いスクリューピッチおよび浅いスクリューフライトチャネルを有する、前記シャフトの周りのシングルスタートスクリューフライトとを備える、請求項４に記載の押出機システム。
【請求項6】
前記主押出機スクリューが前記主バレルの内部チャンバ内に設置されると、前記主押出機スクリューの第１の段は前記主バレルの脱水セクションと位置合わせされ、前記主押出機スクリューの第２の段は前記主バレルの加熱脱気減容セクションと位置合わせされる、請求項５に記載の押出機システム。
【請求項7】
前記主バレルの脱水セクションは、前記主押出機スクリューによって圧縮されている廃棄物材料から抽出されている液体を排出するためのドレン穴を備える、請求項６に記載の押出機システム。
【請求項8】
前記主バレルは、前記脱水セクション内の内部チャンバに沿って、前記主押出機スクリューの近位に位置決めされたブレーカバーを備える、請求項７に記載の押出機システム。
【請求項9】
前記主バレルの加熱脱気減容セクションは、前記主バレルから処理されている廃棄物材料に熱を伝達するためのバンドヒータを備える、請求項６に記載の押出機システム。
【請求項10】
前記予備吐出流路内で処理されている廃棄物材料から生成された溶融ポリマーによって放出されたガスまたは蒸気を除去するために、前記予備吐出流路に係合する溶融段階脱気口をさらに備える、請求項１に記載の押出機システム。
【請求項11】
前記押出機システムは、前記固体段階脱気口に接続される固体段階ベントスタッファをさらに備え、前記固体段階ベントスタッファは、そこから蒸気排気ラインが延び、処理されている廃棄物材料が前記蒸気排気ラインに流入するのを防止するように構成される、請求項１０に記載の押出機システム。
【請求項12】
前記押出機システムは、前記固体段階ベントスタッファの蒸気排気ラインに接続される移送ブロワをさらに備え、前記移送ブロワは、前記蒸気排気ラインを通して空気を供給して、どんな材料粒子も前記固体段階ベントスタッファを通過する場合、前記蒸気排気ラインを通して蒸気および材料粒子を搬送するように構成される、請求項１１に記載の押出機システム。
【請求項13】
前記押出機システムは、前記蒸気排気ラインに接続されたサイクロンシステムをさらに備え、前記サイクロンシステムは、前記蒸気排気ラインよって前記サイクロンシステムに供給された蒸気から材料粒子を分離するように構成される、請求項１２に記載の押出機システム。
【請求項14】
前記押出機システムは、前記溶融段階脱気口に接続された少なくとも１つの溶融段階ベントスタッファをさらに備え、前記溶融段階ベントスタッファは、真空ラインに接続され、前記予備吐出流路内の溶融ポリマーが前記真空ラインに流入するのを防止し、ガスまたは蒸気のみが前記真空ラインに流入することを可能にするように構成される、請求項１１に記載の押出機システム。
【請求項15】
前記固体段階ベントスタッファおよび前記溶融段階ベントスタッファはそれぞれ、モータ、支持フレーム、シャフトカップリング、バレル、スクリュー、ガス／蒸気流入口、およびガス／蒸気流出口を備え、前記モータは、シャフトカップリングを介して前記スクリューに連結されて、前記スクリューが前記主バレル内で回転して材料がそれぞれのベントスタッファのガス／蒸気流入口に流入するのを防止し、ガスまたは蒸気が前記ガス／蒸気流出口から流出することができるようにする、請求項１４に記載の押出機システム。
【請求項16】
前記押出機システムは、前記主バレルの端部に接続された軸受ダイハウジングであって、そこから前記主押出機スクリューの端部コネクタシャフトが延在し、前記ダイが位置決めされる、軸受ダイハウジングと、
前記軸受ダイハウジング内で前記主押出機スクリューの端部コネクタシャフト上に位置決めされた軸受であって、前記軸受は、前記主押出機スクリューのコネクタシャフトを前記軸受ダイハウジングに一体化し、前記主押出機スクリューの回転運動を保持するように構成される、軸受と、
前記軸受に係合する吐出スクリューアダプタであって、前記吐出スクリューアダプタは、前記主押出機スクリューが回転すると前記吐出押出機スクリューが回転するように、前記主押出機スクリューと前記吐出押出機スクリューとを結合するように構成される、吐出スクリューアダプタと、
前記予備吐出流路が前記ダイの下流側に存在するアダプタであって、前記アダプタは、前記軸受ダイハウジングに接続される、アダプタと、
をさらに備え、
前記軸受ダイハウジングは、前記ダイから流出するポリマーを加熱し、前記軸受および前記ダイの一体化のために構成される、請求項５に記載の押出機システム。
【請求項17】
前記スクリューの第１の段の第２のセクションにおける前記主押出機スクリューのシャフトは、前記シャフトの直径が前記スクリューの長さに沿って拡大変化するように円錐台形状であり、そのことにより、前記シャフトがスクリューフライトを有さずに、処理されているウェットワイプ廃棄物材料を圧縮して液体を除去する、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項18】
前記スクリューの第２の段の第１のセクションおよび第２のセクションにおける前記スクリューのシャフトは、前記第１の段の第１のセクションにおける前記スクリューのシャフトより大きい直径を有する、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項19】
前記主押出機スクリューは、前記ダイ上の廃棄物材料を粉砕して圧縮するために、前記ダブルスタートフライトスクリューフライトの端部に混練パドルを有するように構成される、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項20】
前記１つ以上の流路は前記ダイの多重流路を備え、前記多重流路は、材料の流れを制限し、同時に、背圧および熱摩擦を生じさせて、前記廃棄物材料を溶融ポリマーに溶融するのを助けるように、円形穴または楕円形穴のうちの少なくとも一方を備える、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項21】
前記軸受ダイハウジングは、前記軸受およびダイを固定するためのチャンバを備える、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項22】
前記軸受ダイハウジングは、電気ヒータ、オイルヒータ、またはスチームヒータのうちの少なくとも１つが固定される、前記軸受ダイハウジングの１つのセクションを備える、請求項２１に記載の押出機システム。
【請求項23】
前記軸受ダイハウジングは、溶融ポリマーが前記ダイから前記アダプタへ流れることを可能にする多重流路を備える、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項24】
溶融段階脱気口は、前記アダプタを貫通して延びて、ガスまたは蒸気が前記予備吐出流路から逃げることを可能にする、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項25】
電気ヒータ、オイルヒータ、またはスチームヒータのうちの少なくとも１つは、前記アダプタの１つのセクションに固定される、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項26】
前記吐出バレルは、第１のバレル要素および第２のバレル要素で前記吐出バレルを形成するように互いに固定される２つのバレル要素を備え、前記吐出押出機スクリューが回転すると、前記溶融ポリマーの加熱および混合が前記吐出バレル内で生じる、請求項１６に記載の押出機システム。
【請求項27】
電気ヒータ、オイルヒータ、またはスチームヒータのうちの少なくとも１つは、前記吐出バレルの第１のバレル要素および第２バレル要素に固定される、請求項１６に記載の押出機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願および現在開示されている主要部は、２０２１年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６３／２８０，９７３号の利益を主張するものであり、その開示内容全体は参照によって本願明細書に組み込まれている。
本願および現在開示されている主要部は、２０２１年１１月１８日に出願された米国仮特許出願第６３／２８０，９７３号の利益を主張するものであり、その開示内容全体は参照によって本願明細書に組み込まれている。
【0002】
本開示の主要部は、含水廃棄物材料をリサイクルするためのシステムおよび方法に関する。特に、本開示の主要部は、ウェットワイプ布および含水プラスチック廃棄物などの含水廃棄物材料を取り込み、ウェットワイプ布などの含水廃棄物材料をリサイクル済みプラスチックに変換するように設計されたリサイクルプロセス機械を備えるリサイクルプロセスラインを通して廃棄物材料を処理するためのシステムおよび関連する方法に関する。
【背景技術】
【0003】
ウェットワイプ製品は、ベビーワイプ、ハンドワイプ、化粧用ワイプ、キッチンワイプ、医療用ワイプ、抗菌または清拭ワイプ、他のワイプなどを含み得る様々な製品で使用するために利用可能である。ウェットワイプ製品の製造業者は一社で、１ヶ月当たりおよそ３００トン～５００トンの生産後廃棄物を発生させる可能性がある。現在、この廃棄物は、埋立地および焼却炉に廃棄されている。消費後ウェットワイプ廃棄物は、生産後廃棄物と比較して、実質的に体積が大きい。さらに、消費後ウェットワイプ廃棄物は、生産後廃棄物と比較して、リサイクルすることが著しく困難である。消費後廃棄物については、汚染レベルおよびワイプの回収に関して様々な懸念がある。このため、消費後ウェットワイプ廃棄物の大部分は、最終的には埋立地に廃棄される。
【0004】
一般に、ウェットワイプ製品は、通常、不織布で作られる。製造されている不織布の約９０％は、プラスチックまたはポリマーを、特に、不織布を形成するように結合された押出ポリマー繊維の形態で含有する。例えば、これらの不織布は、スパンボンド不織布、スパンレース不織布、メルトブロー不織布、フラッシュスパン不織布、ニードルパンチ不織布、異なる結合材料、技術、および方法で結合された他の短繊維および／または連続繊維不織布などを含み得る。約１０％以下が生分解性材料技術で製造される。ウェットワイプ布は、天然繊維と結合したポリマーフィラメントから作られ得る。例えば、いくつかの実施形態では、ポリマー含量は、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含有する１５％から７５％まで及び得る。他のポリマーも使用できるが、頻度は低い。繊維含量は、製造設計式に応じて１５％から７５％まで及ぶ、レーヨン、木材パルプ、綿、および他の天然繊維などの天然繊維を含有することもできる。
【0005】
ウェットワイプは、高レベルの水分（ローション）含量を吸収し、維持するように設計されている。設計負荷レベルは、それらのウェットワイプ製品用途のための製造設計に応じて、（基材重量によって）１％から７００％まで及び得る。ウェットワイプ布中の水分含量は、表面水分含量に加えて、内部水分含量と考えられる。
【0006】
高負荷レベルの水分含量のために、ウェットワイプは、従来の方法を使用してリサイクルすることが課題となっている。多くの場合、ウェットワイプ中の水分は、従来のリサイクルプロセスに悪影響を及ぼし、ダメージを与える可能性がある。さらに、従来のリサイクル方法およびプロセスは、再使用可能または処理可能な製品を製造することができるようにウェットワイプの水分含量を効果的に処理することができない。ウェットワイプ布は、その初期の意図された用途に有益な水分またはローションを含有することができる。例えば、ローションの成分は、抗菌剤、香料、クエン酸、ＰＥＧ－４０硬化ヒマシ油、クエン酸ナトリウム、カプリル酸ソルビタン、安息香酸ナトリウム、ＥＤＴＡ二ナトリウム、ビス－ＰＥＧ／ＰＰＧ－１６／１６、ＰＥＧ／ＰＰＧ－１６／１６、ジメチコーン、キサンタンガム、ペンタデカラクトン、ジプロピレングリコール、およびカプリル酸／カプリン酸トリグリセリドを含有し得る。しかしながら、従来のリサイクル方法およびプロセスは、リサイクルプロセス中にこれらの成分を効果的に使用し、処理し、および／または除去するように設計されていない。したがって、これらのウェットワイプは、従来のリサイクル方法およびプロセスのための回収から一般に除外されてきた。このため、現在のところ、生産後または消費後のウェットワイプ廃棄物のリサイクルプロセスは存在しない。
【0007】
したがって、他の用途で再利用することができる有用な材料を提供する、生産後または消費後のウェットワイプ廃棄物のリサイクルプロセスを提供する必要がある。
【発明の概要】
【0008】
本開示の主要部は、ウェットワイプ製品または含水プラスチックを含む製品または廃棄物などの含水廃棄物材料をリサイクルするためのシステムおよび方法に関する。特に、本開示の主要部は、ウェットワイプ布および／または含水プラスチック廃棄物などの含水廃棄物材料を取り込み、ウェットワイプ布をリサイクル済みプラスチックに変換するように設計されたリサイクルプロセス機械を備えるリサイクルプロセスラインを通して廃棄物材料を処理するためのシステムおよび関連する方法に関する。
【0009】
開示の主要部の１つ以上の目的は、上記に示されており、本開示の主要部によって全体的または部分的に達成されるが、他の目的は、以下に最もわかりやすく説明するように添付図面と合わせて検討されるときに、説明が進むにつれて明らかになるであろう。
【0010】
当業者に対する本開示の主要部（その最良の形態を含む）の完全かつ実施可能な開示は、添付図面の参照を含む本明細書の残りの部分に、より詳細に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の主要部に係るウェットワイプリサイクルシステムの一実施形態において使用され得る脱水脱気減容押出機システムの一実施形態の側面図を例解する。
【図1C】本開示の主要部に係るウェットワイプリサイクルシステムの一実施形態において使用され得る固体段階脱気部材および溶融段階脱気部材を示す、図１の脱水脱気減容押出機システムの実施形態の鉛直断面側面図を例解する。
【図4】本開示の主要部に係るウェットワイプリサイクルシステムの一実施形態において使用される液封式真空ポンプシステムの一実施形態の概略側面図を例解する。
【図4A】
本開示の主要部に係るウェットワイプリサイクルシステムの一実施形態において使用される液封真空ポンプの一実施形態の斜視図を例解する。
【図4B】
本開示の主要部に係るウェットワイプリサイクルシステムの一実施形態において使用される液封真空ポンプの一実施形態の斜視図を例解する。
【図5A】本開示の主要部に係るウェットワイププラスチック複合材製品またはペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図である。
【図5B】本開示の主要部に係るウェットワイププラスチック複合材製品またはペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図を例解する。
【図5C】本開示の主要部に係るウェットワイププラスチック複合材製品またはペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図を例解する。
【図5D】本開示の主要部に係るウェットワイププラスチック複合材製品またはペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図を例解する。
【図6A】本開示の主要部に係るハードシェル軽量プラスチックペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図を例解する。
【図6B】本開示の主要部に係るハードシェル軽量プラスチックペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図を例解する。
【図6C】本開示の主要部に係るハードシェル軽量プラスチックペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図を例解する。
【図6D】本開示の主要部に係るハードシェル軽量プラスチックペレットを製造するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルシステムの実施形態の概略側面図を例解する。
【図7】本開示の主要部に係るウェットワイプ廃棄物リサイクルプロセスの一実施態様の投入材料および産出材料を示す簡略フローチャートを例解する。
【図8】本開示の主要部に係るリサイクル済み製品およびリサイクル済み物品を形成するために使用されるウェットワイプ廃棄物リサイクルプロセスの一実施形態の産出材料を示す簡略フローチャートを例解する。
【図9】本開示の主要部に係るウェットワイプ廃棄物リサイクルプロセスの一実施態様の別の産出材料の一実施態様を示す図を例解する。
【図10】本開示の主要部に係る含水プラスチックリサイクルプロセスの一実施形態のハイドラパルパー／ハイドロパルププラスチック廃棄物の投入材料、ならびに産出材料および製品を示す簡略フローチャートを例解する。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本明細書および図面において参照符号を繰り返し使用することは、本開示の主要部の同じかまたは類似の特徴または要素を表すことを意図している。
【0013】
ここで、本開示の主要部の実施形態に対して参照がなされることになり、その１つ以上の実施例が以下に示す。各実施例は、本開示の主要部の説明のために示されており、本発明を限定するものではない。実際に、本開示の主要部の範囲または趣旨から逸脱することなく、本開示の主要部に様々な修正および変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態として例解または説明される特徴を別の実施形態に使用して、さらに別の実施形態を成すことができる。本考察は、例示的な実施形態の説明に過ぎず、本開示の主要部のより広範な態様を限定するものとして意図されておらず、そのより広範な態様は、例示的な構成において具現化されることが当業者によって理解されるべきである。
【0014】
第１、第２、右、左、前、後、上、下などの用語は、本明細書では、様々な特徴、要素、構成部材、領域、層、および／またはセクションを説明するために使用され得るが、これらの特徴、要素、部材、領域、層、および／またはセクションは、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの特徴、要素、構成部材、領域、層、またはセクションを別の特徴、要素、構成部材、領域、層、またはセクションと区別するためにのみ使用される。したがって、以下で説明する第１の特徴、要素、構成部材、領域、層、またはセクションは、本明細書における本開示の教示から逸脱することなく、第２の特徴、要素、構成部材、領域、層、またはセクションと呼ばれる場合がある。
【0015】
同様に、特徴または要素が、本開示において、別の特徴または要素の「上に」または「上方に」として記載されている場合、その特徴または要素は、明示的に特段の記載がない限り、互いに直接接触しているか、またはそれらの間に別の特徴または要素を有することがあり得ることを理解されたい。したがって、これらの用語は、特徴または要素の互いに対する相対位置を単に説明するものであり、上または下の相対位置は、見る人に対する装置の向きに依存するので、必ずしも「の上に」を意味するとは限らない。
【0016】
本明細書において、理想化され得る実施形態の概略的例解を参照しながら本開示の主要部の実施形態を説明する。したがって、例えば、限定されないが、利用者の意向、製造技術、および／または公差の結果として、例解内の特徴、要素、または構成部材の形状および／または位置の変更が予想される。図面内で例解されている特徴、要素、または構成部材の形状、サイズ、および／または位置はさらに、本明細書に開示される主要部の説明を容易にするために、拡大、最小化、誇張、シフト、または単純化されてもよい。したがって、図面内で例解されている特徴、要素、または構成部材は、本質的に概略的であり、それらの形状および／または位置は、本主要部の正確な構成を例解することを意図しておらず、本明細書で特に明記されない限り、本明細書で開示される主要部の範囲を限定することを必ずしも意図するものではない。
【0017】
本明細書で言及される範囲および限界は、規定された限界内に位置する全ての範囲（すなわち、部分範囲）を含むことを理解されたい。例えば、約１００から約２００までの範囲は、１１０から１５０まで、１７０から１９０まで、１５３から１６２まで、および１４５．３から１４９．６までの範囲も含む。さらに、最大約７の限界は、最大約５、最大３、および最大約４．５の限界、ならびに約１から約５まで、および約３．２から約６．５までなどの限界内の範囲も含む。
【0018】
本明細書で使用される場合、用語「ポリマー」は、一般に、ホモポリマー、コポリマー（例えば、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、ランダムコポリマーおよび交互コポリマーなど）、およびターポリマー、ならびにそれらのブレンドおよび修飾物を含むが、これらに限定されない。さらに、特に限定しない限り、「ポリマー」という用語は、材料の全ての可能な幾何学的構成を含むものとする。これらの構成は、アイソタクチック、シンジオタクチック、およびランダム対称を含むが、これらに限定されない。
【0019】
用語「プラスチック」または「熱可塑性」は、本明細書では、加熱されると軟化し流動するポリマーから形成される任意の材料の意味で使用され、そのようなポリマーは、加熱がポリマーの分解温度未満であるという条件で、特性の基本的な変化を受けることなく、何度も加熱および軟化され得る。熱可塑性ポリマーの例としては、単なる例解のために、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル酸エステルポリマーおよびコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルなど、ならびにそれらのコポリマーが挙げられる。
【0020】
本明細書で使用される場合、用語「含水廃棄物材料」は、ポリマーを含むまたは含まない含水織布および含水不織布などのウェットワイプ製品、ならびにハイドラパルパー／ハイドロパルプ廃棄物、含水プラスチックフィルム、含水細断プラスチック、さらに天然ゴムまたは合成ゴムを含む含水廃棄物などの含水プラスチック廃棄物材料を含む。
【0021】
本開示の主要部は、ウェットワイプ布などの含水廃棄物材料をリサイクルするためのシステム、装置、および方法に関する。廃棄物ウェットワイプ材料は、カスタム設計されたリサイクルウェットワイプ機械を通して送られ得る。システムおよび装置は、廃棄物ウェットワイプをペレット形態に変換することができる。リサイクル済みウェットワイプ（ペレット形態）は、プラスチック産業における多くの用途に好適であり得る。
【0022】
本明細書に開示されるシステム、装置、および方法は、ウェットワイプおよび含水プラスチック廃棄物をリサイクルし、それらをウェットワイププラスチック複合材（ＷＷＰＣ）に変換する方法を提供することができる。木材プラスチック複合材（ＷＰＣ）の代わりにＷＷＰＣを使用する可能性が存在する。木材プラスチック複合材（ＷＰＣ）材料は、デッキ製材、デッキレール、フェンス、ドアおよび窓用の部材の押出異形材用途を含むプラスチック産業において広く使用されている。ＷＰＣは、プラスチック射出成形および他の形態の成形用途にも使用される。ＷＰＣで作られた製品は、耐久性があり、メンテナンスの必要性が低い。ＷＰＣで作られた製品の寿命は、天然木材から作られた製品と比較して２乃至３倍長い。ＷＰＣ材料は、熱可塑性ポリマーと木材粒子（木粉または木質繊維）の約５０：５０の混合物を必要とする。木粉または木質繊維は、原料がＷＰＣ製造プロセスで使用され得る前に乾燥していなければならない。ＷＰＣに使用される一般的なプラスチックは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、およびポリエチレン（ＰＥ、ＬＤＰＥ、ならびにＨＤＰＥ）である。リサイクル済みポリマーもまた、ＷＰＣプロセスにおいて頻繁に使用される。ＷＰＣに使用される繊維は、１７７ミクロンから２０００ミクロンまで及ぶ粒径を有する。繊維仕様の選択は、製品品質要件に依存する。木質繊維をプラスチックと配合するプロセスは、二軸押出機およびアグレッシブスクリューミキサー設計構成を必要とする。ＷＰＣ製造プロセスは、ワックス、カップリング剤、顔料などの添加剤を必要とする。これらの添加剤は、混合、結合／接着、および製品表面外観のプロセスを助ける。ポリマーに木質繊維を添加することにより、曲げ弾性率特性が改善されると同時に、ポリマーの割合が減少し、コスト削減に役立つ。
【0023】
ＷＷＰＣを配合するプロセスは、ＷＰＣプロセスと比較してより簡単である。ウェットワイプ布は、一般に木粉および木質繊維よりも小さい、均一な粒径分布を有する天然繊維を含有する。ウェットワイプは、既に布の形態に結合された繊維およびポリマーで作られ、投入される繊維は、より小さい粒径を有する。ＷＷＰＣプロセスは、単軸押出機を使用して達成され得る。二軸押出機はＷＷＰＣプロセスにも使用され得るが、必ずしも必要ではない。ウェットワイプ中の水分は、リサイクルプロセスに悪影響を及ぼすとは言い切れない。ウェットワイプ布は、水分またはローションを含有する（ローションの成分は、抗菌剤、香料、クエン酸、ＰＥＧ－４０硬化ヒマシ油、クエン酸ナトリウム、カプリル酸ソルビタン、安息香酸ナトリウム、ＥＤＴＡ二ナトリウム、ビス－ＰＥＧ／ＰＰＧ－１６／１６、ＰＥＧ／ＰＰＧ－１６／１６、ジメチコーン、キサンタンガム、ペンタデカラクトン、ジプロピレングリコール、およびカプリル酸／カプリン酸トリグリセリドを含有し得る）。これらの成分の多くは、ＷＷＰＣ製造プロセスがスループット、材料分散／混合、結合、および製品表面外観を改善するのを助けることができる。ＷＷＰＣを製造するための運転コストは、ＷＰＣ製造プロセスと比較して著しく低減され得る。ＷＷＰＣ製造プロセスは、様々な原料の投入を必要とするＷＰＣ製造プロセスに比べて、繊維およびプラスチックを含有するリサイクル済みウェットワイプ布を使用する。
【0024】
ＷＰＣと比較して、ＷＷＰＣには多くの利点がある。例えば、ＷＷＰＣの製造コストは、原料の供給源の理由から、低くなり得る。ＷＷＰＣを配合するプロセスはさらに、ウェットワイプ布の繊維およびポリマーの均一な層、ならびにそれらの小さいサイズの繊維粒子のために、より簡単であり得る。ＷＷＰＣは、ＷＰＣと比較して、より高い耐水性を有し得る。ＷＰＣの耐水性が低いほど、吸湿性が高くなり、ひいては、カビおよび腐敗を発生しやすくする。ＷＷＰＣは、より持続可能で環境に優しいリサイクル済み材料（繊維およびポリマー）で作られ得る。
【0025】
本明細書に開示されるシステム、装置、および方法は、ウェットワイプのリサイクルを可能にする制御された方法でウェットワイプ廃棄物中の水分含量を除去することができる。
【0026】
リサイクル済み投入原料（ウェットワイプ）は、一般に、生産後供給業者からベールの形態で受け取られ得る。同じベールに含まれるウェットワイプは、異なるレベルの水分含量を有し得る。ベールの上部は、基材重量の２０～１００％の水分含量を含有し得ると推定される。ベールの中央部分は、基材重量で１００～２００％の水分含量を含有し得、底部は、基材重量で２００～５００％以上の水分含量を含有し得る。フィルム緻密化機、タンブラー乾燥機、ペレットミルまたはプレスミルなどの機械を用いて、ウェットワイプ布中の水分含量を除去するための試験を行った。プラスチック凝集機としても知られるフィルム緻密化機、およびカッターコンパクタのような他の同様の機械を使用して、フィルムをより小さい粒子に切断または細断することができる。例えば、このような機械は、高速回転ブレードまたはナイフを使用して、フィルム粒子を小片に細断する。同時に、回転ブレード／ナイフは、高速回転による摩擦を介して熱を発生させることができる。熱摩擦は、フィルムが乾燥するのを助け（フィルムが水分を含有する場合）、同時にフィルムのサイズを縮小することができる。ウェットワイプ中の高い水分含量のために、これらの機械はウェットワイプを単独で効果的に処理しなかった。ウェットワイプの高い水分含量は、ウェットワイプ布を乾燥または収縮させるのに十分な高温まで熱摩擦が蓄積するのを防止した。
【0027】
タンブラー乾燥機は、材料が、大型の回転水平スクリーンドラムを通って流れる乾燥機である。このプロセスの間、加熱空気が乾燥機のドラムを通って循環し、材料を乾燥させる。この場合も、ウェットワイプ中の高い水分含量のために、これらの乾燥機はウェットワイプを単独で効果的に処理しなかった。 加熱空気は、材料の満足のいく乾燥を達成するために水分含量を蒸発させるのに十分ではなかった。これらの乾燥機の試験中、空気加熱システムを汚染するウェットワイプ布からの粉塵粒子も問題であった。
【0028】
ペレットミルまたはプレスミルは、ダイ表面上に回転ローラを使用する。ローラは、ダイ孔を通して材料を粉砕し、圧縮する。材料に対して高速で回転するローラの摩擦によって生じる熱は、材料を軟化させ、減容する。この場合も、ウェットワイプ中の高い水分含量のために、これらのペレットミルまたはプレスミルは、ウェットワイプを単独で効果的に処理しなかった。試験中、水分含量は熱摩擦が蓄積するのを防止し、ダイ孔の滑りを悪化させ、ローラを焼き付かせた。
【0029】
図１～３Ａを参照すると、ウェットワイプ廃棄物からウェットワイプ布内部の水分含量を除去するために、処理されている廃棄物ウェットワイプから液体およびガスを除去し、廃棄物を溶融ポリマーに圧縮するための脱水脱気減容（ＤＤＣ）押出機システム（全体が１００で示されている）が提供される。したがって、ＤＤＣ押出機システム１００は、廃棄物の脱水、脱気、および減容の３つの主要な機能を果たす。ＤＤＣ押出機システム１００における特殊な脱水脱気構造により、押出機システム１００は、廃棄物ウェットワイプ布における内部水分含量を除去することができる。同じプロセスにおいて、ＤＤＣ押出機システム１００は、ＤＤＣ押出機から吐出される前に、軽量の布地を溶融ポリマーに減容する。溶融ポリマー段階は、材料の密度を増加させ、プロセスに対してより良好なスループットを提供する。ウェットワイプ材料の処理およびリサイクルに関して説明したが、本明細書に記載のＤＤＣ押出機システムは、不織布、ハイドロパルププラスチック、含水プラスチックフィルム、プラスチックフィルム、および含水フレークプラスチックなどの他の用途で使用され得る。特に、本明細書に開示されるＤＤＣ押出機システムは、高い内部水分含量および／または高い表面水分含量を含有する材料をリサイクルする際に使用され得る。
【0030】
ＤＤＣ押出機システム１００は、図１および図１Ａに示すように、特別に設計された押出機スクリュー５０４の回転を制御するために使用されるモータ５００、プーリ／ベルト５０１およびギアボックス５０２を備え得る。ＤＤＣ押出機システム１００は、図１、図１Ａ、および図１Ｂに示すように、システム１００に供給するためのホッパー５０３と、ヒータ５０６が取り付けられた主バレル５０５と、軸受ハウジング５１０と、アダプタ５１１と、バレル５１５とを備え得る。主バレル５０５は、圧縮脱水セクション５０５Ｂと、圧縮脱水セクション５０５Ｂに続く加熱脱気減容セクション５０５Ｃとを有する内部チャンバ５０５Ａを備え得る。押出機スクリュー５０４は、脱水脱気圧縮スクリューセクション５０４Ａと、吐出スクリューセクション５０４Ｂとを備え得る。押出機スクリュー５０４の脱水脱気圧縮スクリューセクション５０４Ａは、主バレル５０５の内部チャンバ５０５Ａ内で回転するように構成され得る。いくつかの実施形態では、押出機スクリュー５０４は、一体型スクリューであり得る。図示するようないくつかの実施形態において、押出機スクリュー５０４の脱水脱気圧縮スクリューセクション５０４Ａは、主押出機スクリュー５２１を備え得、吐出スクリューセクション５０４Ｂは、主押出機スクリュー５２１に接続された吐出押出機スクリュー５１２を備え得る。
【0031】
内部チャンバ５０５Ａ内の押出機スクリュー５０４の脱水脱気圧縮スクリューセクション５０４Ａの回転は、処理されている含水廃棄物材料からの液体の除去、含水廃棄物材料の圧縮、およびヒータ５０６が主バレル５０５を加熱したときの含水廃棄物材料の溶融および脱気を容易にし得る。ダイ５１３は、主バレル５０５の端部に位置決めされ得る。ダイ５１３は、１つ以上の流路５１３Ａを備え、主バレル５０５内で処理されている材料の流れを制限するように構成され得る。小さな流路５１３Ａを有するダイ５１３は、背圧および熱摩擦を生じさせて、処理される含水廃棄物材料を溶融ポリマーに溶融するのを助けることができる。ダイ５１３から流出する溶融ポリマー材料は、ダイから流出する溶融ポリマーを受け入れるように構成された予備吐出流路５１１Ａに流入し得る。予備吐出流路５１１Ａは、溶融ポリマーの加熱および脱気をさらに助けるために加熱される。吐出バレル５１５は、予備吐出流路５１１Ａに接続され得る。吐出バレル５１５は、溶融ポリマーを受け入れるために押出機スクリュー５０４の吐出スクリューセクション５０４Ｂが存在する内部チャンバ５１５Ａと、溶融ポリマーを吐出するための吐出口５１５Ｂとを備え得る。真空ライン（図示せず）が取り付けられたフード５１５Ｃは、吐出口５１５Ｂの一部を覆って、溶融ポリマー０１１が吐出口５１５Ｂから流出するときに追加のガスおよび蒸気を除去することができる。
【0032】
含水廃棄物材料を溶融ポリマーに変えることを容易にするためには、ガス、蒸気、および／または材料残留物を押出機システム１００から除去して、含水廃棄物材料が湿気を除去し、その中のポリマーが溶融する速度および機会を増加させる必要がある。そのため、主バレル５０５内で処理されている廃棄物材料から生成される溶融ポリマーによって放出されるガスまたは蒸気を除去するために、１つ以上の脱気口５０７Ａが主バレル５０５上に設けられる。これらの１つ以上の脱気口５０７Ａは、固体段階脱気ポートと考えられ得る。さらに、ダイ５１３から予備吐出流路５１１Ａに流入した溶融ポリマーによって放出されたガスまたは蒸気を除去するために、予備吐出流路５１１Ａに係合する１つ以上の脱気口５０８Ａが設けられ得る。これらの１つ以上の脱気口５０８Ａは、溶融段階脱気ポートと考えられ得る。さらに、いくつかの実施形態では、含水廃棄物材料を溶融ポリマーに変えることを容易にするためには、ポリマー樹脂を押出機システム１００に加えることができる。いくつかの実施形態では、例えば、特定のウェットワイプ製品などの含水廃棄物材料がより低いポリマー含量を有する場合、以下に記載するように、追加のポリマーが添加され得る。
【0033】
図１、図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃを参照すると、投入された含水廃棄物材料は、ＤＤＣ押出機ホッパー５０３に供給され、その後、押出機スクリュー５０４の脱水脱気圧縮スクリューセクション５０４Ａが、バレル５０５のスクリーニング部分の第１の段Ｓ１において材料を圧縮および脱水するために材料を搬送する。バレル５０５のうちヒータ５０６が存在する部分の第２の段Ｓ２では、材料が加熱され、ダイに搬送される。材料は、押出機スクリュー５０４の脱水脱気圧縮スクリューセクション５０４Ａのダイと混練パドルとの間で圧縮および粉砕されて溶融ポリマーになる。材料は、最初に、主バレル５０５に配置された１つ以上の脱気口５０７Ａを使用して脱気される。例えば、１つ以上の脱気口５０７Ａは、主バレル５０５の加熱脱気減容セクション５０５Ｃに配置され得る。
【0034】
１つ以上の固体段階脱気口５０７Ａの各々は、脱気ポート５０７Ａからの材料の逆流を防止するように構成され得る、対応する固体段階ベントスタッファ５０７を有し得る。図１Ｃは、３つの固体段階脱気口５０７Ａと、３つの固体段階脱気口５０７Ａに係合する3つの固体段階ベントスタッファ５０７とを例解する。図１Ｃに示すように、固体段階ベントスタッファ５０７の各々は、そこから延在する蒸気排気ライン５２２を有し得る。それぞれの固体段階ベントスタッファ５０７は、処理されている廃棄物材料が蒸気排気ライン５２２に流入するのを防止するように構成され得る。移送ブロワ５１６が設けられ得、それぞれの固体段階ベントスタッファ５０７の蒸気排気ライン５２２に接続され得る。移送ブロワ５１６は、蒸気排気ライン５２２を通して空気を供給して、どんな材料粒子もそれぞれの固体段階ベントスタッファ５０７を通過する場合、蒸気排気ライン５２２を通して蒸気および残留材料粒子を搬送するように構成され得る。サイクロンシステム５１７は、蒸気排気ライン５２２に接続され得る。サイクロンシステム５１７は、それぞれの蒸気排気ライン５２２によってサイクロンシステム５１７に供給された蒸気から材料粒子を分離するように構成され得る。このことにより、ベントスタッファ移送ブロワ５１６は、固体段階ベントスタッファ５０７を通過し得る材料およびガスをサイクロンシステム５１７に搬送し、そこで固体材料を分離してサイクロンシステム吐出口５１９に送る。回収された固体材料は、ある時点で押出機システム１００に再導入され得るか、別の方法で廃棄され得る。サイクロンシステム５１７は、排気口５２０を通してガスを移送するために空気速度を増加させるサイクロンシステム移送ブロワ５１８を備え得る。固体段階脱気口５０７Ａを通してガス、蒸気、および残留物を除去することにより、ウェットワイプ廃棄物材料などの高い流体含量または水分含量を有する含水廃棄物材料から溶融ポリマーを生成する押出機システム１００の有効性を高めることができる。
【0035】
図１Ｂに示す第３の段Ｓ３では、バレル５０５の一部において、材料は、ダイ５１３から、バレル５１５に取り付けられたアダプタ５１１内に画定され得る予備吐出流路５１１Ａ内に吐出される。溶融ポリマー材料は、予備吐出流路５１１Ａと流体連通され得る１つ以上の溶融段階脱気口５０８Ａを使用して脱気され得る。例えば、１つ以上の溶融段階脱気口５０８Ａは、予備吐出流路５１１Ａを画定するのを助けることができるアダプタ５１１内に配置され得る。
【0036】
１つ以上の溶融段階脱気口５０８Ａの各々は、脱気口５０８Ａからの材料の逆流を防止するように構成され得る、対応する溶融段階ベントスタッファ５０８を有し得る。図１Ｃに示すように、１つ以上の溶融段階ベントスタッファ５０８の各々は、溶融段階脱気口５０８Ａに接続され、真空ライン０１４に接続され得る。それぞれの溶融段階ベントスタッファ５０８は、予備吐出流路５１１内の溶融ポリマーが真空ライン０１４に流入するのを防止し、ガスまたは蒸気のみが脱気システム１０２に接続する真空ライン０１４に流入することを可能にするように構成され得る。上記のように、溶融段階脱気口５０８Ａを通してガス、蒸気、および残留物を除去することにより、ウェットワイプ廃棄物材料などの高い流体含量または水分含量を有する含水廃棄物材料から溶融ポリマーを生成する押出機システム１００の有効性を高めることもできる。
【0037】
固体段階ベントスタッファ５０７および溶融段階ベントスタッファ５０８は、同様の構造を有し得る。各々のベントスタッファ５０７、５０８は、モータ、支持フレーム、シャフトカップリング、バレル、スクリュー、ガス／蒸気流入口、およびガス／蒸気流出口を備え得、モータは、以下でさらに詳細に説明するように、シャフトカップリングを介してスクリューに連結される。各々のベントスタッファ５０７、５０８のスクリューは、バレル内で一方向に回転して、材料がそれぞれのベントスタッファのガス／蒸気流入口に流入するのを防止することができ、一方、ガスまたは蒸気は、ガス／蒸気流出口から流出することができる。
【0038】
吐出バレル５１５内にある第４の段Ｓ４において、材料は、押出機スクリュー５０４の吐出スクリューセクション５０４Ｂ、すなわち吐出スクリュー５１２によって、ＤＤＣ押出機システム１００から搬送され吐出される。吐出バレル５１５は、溶融ポリマーが吐出スクリュー５１２によって搬送されるときに溶融ポリマーのさらなる処理を容易にするために、ヒータ５０６によって加熱され得る。
【0039】
押出機スクリュー５０４が、以下では２つの接続されたスクリュー５２１、５１２として説明されることになる。図１Ａおよび図１Ｂに例解されている押出機スクリュー５０４の主押出機スクリュー５２１および吐出スクリュー５１２は、図２により詳細に示されている。スクリュー５２１は、バレル５０５内のスクリュー５２１およびバレル５１５内の吐出スクリュー５１２を回転させるためのギアボックス５０２の取り付けのためのシャフト６００を備え得る。電気モータ５００およびプーリ５０１は、ギアボックス５０２を駆動する。スクリュー５２１は、脱水ゾーンを備える第１の段階（段１）を含み得る。特に、スクリュー５２１は、第１のフライト６０６および第２のフライト６０７を有するダブルスタートフライトを有する長いスクリューピッチ６０１と、脱水ゾーンのセクションを形成する深いスクリューフライトチャネル６０２とを備え得る。このセクションは、低密度で軽量の材料であるウェットワイプ布を搬送するために使用されるように特別に設計されている。スクリュー５０４はさらに、脱水ゾーンを形成する第１の段の後方部分に、テーパ状であり、スクリューフライトを有さないセクション６０３を備え得る。この設計は、脱水のために材料を圧縮することを可能にする。スクリュー５２１は、加熱混合ゾーンを形成する第２の段（段２）を備え得る。第２の段の第１のセクションにおいて、スクリュー５２１は、第１のフライト６１６および第２のフライト６１７を有するダブルスタートフライトを有する短いスクリューピッチ６０４と、浅いスクリューフライトチャネル６０５とを備え得る。スクリュー５０４のこのセクションは、均一な流れを生成するように設計され、バレルから材料への熱伝達を可能にする。スクリュー５２１はまた、混練パドル６０８、６０９を有するダブルスタートフライトスクリュー設計を備え得、混練パドルは、ダイ５１３上の材料の粉砕および混合を行って、材料を溶融ポリマーに変える。スクリュー５２１はさらに、コネクタシャフト６１０を備え得る。コネクタシャフト６１０は、スクリュー５２１を吐出スクリュー５１２に取り付けるスクリューアダプタ６１１に結合され得る。吐出スクリュー５１２は、短いスクリューピッチ６１２と浅いスクリューフライトチャネル６１３とを備え得る。吐出スクリュー５１２のこのセクションは、均一な流れを生成するように設計され得、バレルから材料への熱伝達を可能にし、吐出口５１５Ｂから吐出される前に溶融ポリマーに減容する。
【0040】
図３Ａを参照すると、スクリュー５２１の段およびバレル５０５のセクションが示されている。バレル５０５は、脱水バレルである第１のバレルセクション８００を備え得る。第１のバレルセクション８００は、材料が圧縮されている間に液体または混合クエン酸８１０を第１のバレルセクション８００から逃がすことを可能にするドレン穴８０４を備え得る。第１のバレルセクション８００は、スクリューの回転から生じる外向きの力によって材料がバレルに結合するのを防止することができる流れ分断装置として機能するブレーカバー８０２を備え得る。バレル５０５のこのセクションにおけるバレルおよびスクリューの公差８０３は、材料の逆流を可能にして、材料が過剰に圧縮されることを防止し、ドレン穴８０４が閉塞されることを防止し得る。バレル５０５は、第２のバレルセクション８０１を備え得、第２のバレルセクション８０１は、ヒータ５０６を有する第１の材料加熱ゾーンのための開始部を備え得る。第１のバレルセクション８０１はさらに、スクリューの回転から生じる外向きの力によって材料がバレルに結合するのを防止することができる流れ分断装置として機能するブレーカバー８０５を備え得る。バレル５０５のこのセクションにおけるバレルおよびスクリューの公差８０６はさらに、材料の逆流を可能にして、材料が過剰に圧縮されることを防止し得る。第２のバレルセクション８０１はまた、図３Ｂにより詳細に示されるベントスタッファ５０７を備え得る。第２のバレル要素８０１は、図３Ｂに示される軸受ダイハウジング５１０に取り付けられ得る。軸受５１４およびダイ５１３は、軸受ダイハウジング５１０上に取り付けられ得る。軸受５１４は、スクリュー５２１の回転運動を保持する。ダイ５１３は、材料の流れを制限し、同時に、背圧および熱摩擦を生じさせて、材料を溶融ポリマーに溶融するのを助ける。軸受ダイハウジング５１０は、アダプタ５１１に取り付けられ得、アダプタ５１１は、図３Ｂにより詳細に示されるベントスタッファ５０８を備え得る。アダプタ５１１は、バレル５１５に取り付けられ得、バレル５１５は、２つのバレル８０７、８０８を備え得る。バレル８０７、８０８は、バレル８０７、８０８の周囲に位置決めされたヒータ５０６（図１および図１Ａ参照）を用いて、材料の加熱を継続し、吐出される前に、材料のより良好な混合および減容のためのゾーンを生成することができる。
【0041】
図３Ｂを参照すると、バレル８０１上で、ベントスタッファ５０７は、モータ９００、支持フレーム９０１、シャフトカップリング９０２、パッキンシール９０３、バレル９０４、材料ガス蒸気流出口９０５、移送流入口９０８、およびスクリュー９０６を備え得る。モータ９００は、支持フレーム９０１に取り付けられる。シャフトカップリング９０２は、モータ９００のシャフト、スクリュー９０６、およびガス蒸気流入口９０７の間に結合される。パッキンシール９０３は、ガスがＤＤＣ押出機システム１００から逃げるのを防止する。スクリュー９０６は、バレル９０４内に設置される。スクリュー９０６の速度回転は、材料がバレル８０１から逃げるのを防止する。ベントスタッファ５０８は、アダプタ５１１上に、モータ９１０、支持フレーム９１１、シャフトカップリング９１２、パッキンシール９１３、バレル９１４、ガス蒸気流出口９１５、およびスクリュー９１６、ガス蒸気流入口９１７を備え得る。モータ９１０は、支持フレーム９１１に取り付けられる。シャフトカップリング９１２は、モータ９１０のシャフトとスクリュー９１６との間に結合される。パッキンシール９１３は、ガスがＤＤＣ押出機システム１００から逃げるのを防止する。スクリュー９１６は、バレル９１４内に設置される。スクリュー９１６の速度回転は、材料が脱気ラインに流入するのを防止し、一方、ガスは、ベント口９１５を通して真空引きされ得る。軸受ダイハウジング５１０は、材料加熱ゾーン２のためのヒータ５０６を備え得る。加熱ゾーン２は、ＤＤＣ押出機システム１００の初期運転中のダイ５１３が冷たいときに、ダイ５１３内の材料が溶融するのを助ける。加熱ゾーン２はまた、材料の混合および溶融を改善するために、ダイ５１３の温度加速を可能にする。アダプタ５１１は、材料加熱ゾーン３のためのヒータ５０６（図１および図１Ａ参照）を備え得る。加熱ゾーン３は、ＤＤＣ押出機システム１００の初期運転中にアダプタ内の固体ポリマーを溶融させることができる。アダプタ５１１は、ダイ５１３からのポリマー溶融流れを圧縮し、図３に示される吐出バレル８０７に向ける。
【0042】
ＤＤＣ押出機システム１００は、真空ポンプを含み得る脱気システムを備え得る。図４を参照すると、脱気システム１０２は、ＤＤＣ押出機システム１００のための蒸気入口７００と、蒸気制御弁７０２、７０３、真空計７０４、トラップシステム７０５、および液体制御弁７０６、７０７を有するコンパウンド押出機のための蒸気入口７０１とを備え得る。脱気システム１０２は、モータ７０８、液封式真空ポンプ７０９、処理液ライン７１０、液体ガス吐出ライン７１１、熱交換器７１２、冷却水入口７１３、冷却水戻り７１４、分離タンク７１５、水充填補給部７１６、処理液７１７、ドレン弁７１８、分離タンク入口７１９、圧力温度計７２０、ガス吐出口７２１、レベルスイッチ７２２、レベル点検覗窓７２３、液体レベル制御弁７２４、空気圧液体レベル安全弁７２５、吐出液体レベル安全ドレンライン７２６、吐出液体オーバーフロードレンライン７２７、液体、混合クエン酸７２８を、図４に示す他の構成部材と共に備え得る。ＤＤＣ押出プロセスは、非常に大量の蒸気を生成し得る。したがって、真空ポンプシステムを使用してガスを除去することができる。真空ポンプは、液封式真空ポンプシステムであり得る。いくつかの実施形態では、液封真空ポンプで使用される媒体は水である。液封真空ポンプは、少なくともいくつかの理由で極めて優れた性能を提供することができる。液封式ポンプは、内部ポンプ残留物の蓄積を最小限に抑えるために自浄式であり得る。高温蒸気凝縮がポンプ内で行われる場合、凝縮は真空プロセスで使用される媒体に適合する。したがって、乾式真空ポンプのような潤滑油汚染の問題はない。軸受は、外部に設置され、グリースで潤滑され得る。軸受には、スチームまたは蒸気との接触点はない。したがって、軸受の焼き付きの問題や潤滑剤の汚染がない。ウェットワイプからの凝縮物は、液封真空ポンプシステムのためのシール液および冷却媒体として使用され得る。
【0043】
図４Ａおよび図４Ｂは、液封真空ポンプ１０６の一実施形態を示す。図４に示す脱気システム１０２の動作原理は、ガスおよび残留物（ＤＤＣ押出機およびコンパウンド押出機から生成される）をトラップシステムに流すことである。トラップシステムは、蒸気が真空ポンプに流入する前に、蒸気から大きな残留粒子を捕捉することができる。蒸気が真空ポンプに流入した後、蒸気は液体循環によって圧縮され凝縮される。真空ポンププロセス内の液体は、外部媒体を介して熱交換器によって冷却される。次いで、液体およびガスは、真空ポンプから分離タンク内に吐出される。分離タンクは、液体をガスから分離し、ガスは、吐出排気管を通して分離タンクから吐出され得る。分離タンクは、ポンプ内の冷却ループを再循環させるのに十分な量の液体を保持するように設計され得る。分離タンクは、高レベルタンクオーバーフロー安全弁を備えるように適合され得る。タンクレベルが通常のオーバーフローレベルに達すると、液体はタンクオーバーフローを通って流れ、タンクレベルを維持する。場合によっては、オーバーフロー管が閉塞または目詰まりした場合など、液体レベルが連続的に上昇する場合、液体レベルが高レベルに達するたびに、安全空気圧弁が開かれる。
【0044】
本開示はさらに、溶融プラスチック内に気泡構造を形成することができるプラスチック発泡プロセスを提供することができる。プラスチック発泡プロセスで使用される標準的な方法は、直接注入されるガスおよび化学発泡剤を使用することである。直接注入ガスプロセスは、窒素、二酸化炭素、ペンタン、またはブタンなどのガスを使用する。ガスは、高圧下で押出機プロセスに直接注入されて、ポリマーと混合される。ガスとポリマーとの組み合わせは、気泡構造または発泡ポリマーを作り出す。化学発泡剤プロセスは、ポリマー溶融物に少量の特別な化合物発泡剤（固体形態）を添加することができる。発泡剤は、押出プロセス中に分解し、膨張ガスを放出して発泡ポリマーを生成する。プラスチック発泡は、異なる特性を有する。したがって、プラスチック発泡は、異なる応用領域で使用される。
【0045】
本明細書に開示するように、ウェットワイプ布（不織布）は、繊維と熱可塑性ポリマーなどのポリマーとの均一な層を含み得る。繊維は、内部水分含量を吸収し、維持することができる。本明細書に開示するＤＤＣ押出機システムおよび関連するプロセスは、これらの布特性を利用して、Ｈ２Ｏガスを使用してハードシェル軽量プラスチック（ＨＳＬＰ）ペレットの製造を可能にし得る。この技術は、異形押出プロセスのような他のプロセスにも使用可能である。
【0046】
図５Ａは、ウェットワイプ製品をリサイクルするためのシステムおよびプロセスの一実施形態（全体が１０４で示されている）を例解する。ウェットワイプ廃棄物は、例えばベール梱包された産業用ウェットワイプ廃棄物として、ベールで供給され得る。各々のベール００１は、例えば、約６０インチ（１５２．４ｃｍ）×３２インチ（８１．２８ｃｍ）×３２インチ（８１．２８ｃｍ）のサイズを有し得る。ベール００１は、第１のシュレッダ００２のホッパーに供給され、第１のシュレッダ００２は、ベール００１に含まれる圧縮ウェットワイプ布（材料）を、第１のベルトコンベヤ００３上に均一に吐出する前に、より扱いやすいサイズであるウェットワイプ廃棄物片ＷＰ１に細断し、分解することができる。一例として、いくつかの実施形態では、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ１は、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ１が第１のシュレッダ００２を出るときに、おおよそ約８インチ（２０．３２ｃｍ）×４インチ（１０．１６ｃｍ）×２インチ（５．０８ｃｍ）以下の公称サイズを有し得る。第１のベルトコンベヤ００３は、金属検出器システム００４を通してウェットワイプ廃棄物片ＷＰ１を搬送し得る。金属が検出された場合、システム００４は、ウェットワイプリサイクルシステム１０４を停止させ、アラームを鳴らす。第１のベルトコンベヤ００３は、材料を第２のシュレッダ００５に供給することができる。第２のシュレッダ００５は、第１のシュレッダ００２からのウェットワイプ廃棄物片ＷＰ１を、第２のベルトコンベア００６上に均一に吐出する前に、より小さなサイズのウェットワイプ廃棄物片ＷＰ２に細断し、分解することができる。ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ２は、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ１よりも小さいサイズである。例えば、いくつかの実施形態では、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ２は、おおよそ約８インチ（２０．３２ｃｍ）×１インチ（２．５４ｃｍ）×０．５インチ（１．２７ｃｍ）の公称サイズを有し得る。
【0047】
第２のベルトコンベヤ００６は、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ２を第３のシュレッダ００７に搬送し、第３のシュレッダ００７は、第２のシュレッダ００５からのウェットワイプ廃棄物片ＷＰ２を細断し、分解して、さらに小さなサイズのウェットワイプ廃棄物片ＷＰ３にすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ３は、おおよそ約１インチ（２．５４ｃｍ）×０．５インチ（１．２７ｃｍ）×０．５インチ（１．２７ｃｍ）の公称サイズを有し得る。したがって、一般的に言えば、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ３は、上述したようにＤＤＣ押出機システム０１０への供給につながるサイズ００８である。シュレッダは、単軸、二軸、三軸、または四軸であり得る。
【0048】
次いで、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ３は、第３のシュレッダ００７から第３のベルトコンベヤ００９上に吐出され、その後、第３のベルトコンベヤ００９は、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ３をＤＤＣ押出機システム０１０に搬送することができる。ＤＤＣ押出機システム０１０は、その後、脱水および／または液体を除去するために圧縮し、クエン酸７２８を混合し、ベントスタッファ５０７、５０８はウェットワイプ廃棄物材料を脱気、減容してウェット溶融ポリマーにすることによって、ウェットワイプ廃棄物片ＷＰ３を処理することができる。移送ブロワ５１６は、ベントスタッファ５０７を通過し得る材料およびガスをサイクロンシステム５１７に搬送する。サイクロンシステム５１７は、固体材料を分離して吐出口５１９に送り、移送ブロワ５１８は、空気速度を増加させて、排気口５２０を通してガス／蒸気を移送する。ＤＤＣ押出機システム０１０は、溶融ポリマー０１１を、さらなる処理のためにコンパウンド押出機システム０１２内に吐出することができる。溶融ポリマー０１１が吐出されている間、溶融ポリマー中の残余ガスは、コンパウンド押出機システム０１２に流入する前に大気中に逃がされる。処理システム１０４のこの時点で、製法要件に基づいて最終リサイクル済み製品に必要とされる、または所望されるように、フィーダ０１６、０１７、０１８が添加剤、着色剤、およびブースタ樹脂をコンパウンド押出機システム０１２に供給することができる。
【0049】
コンパウンド押出機システム０１２は、２段でプロセスを終了することができる。コンパウンド押出機システム０１２の第１のゾーンにおいて、コンパウンド押出機システム０１２は、繊維およびポリマーを含む溶融ポリマーを、添加剤、着色剤、およびブースタ樹脂と同時に連続的に混合することができる。コンパウンド押出機システム０１２の第２の段では、コンパウンド押出機システム０１２は、ポリマーを脱気し、スクリーンチェンジャ０１９を通して圧送することができる。脱気システム１０２（例えば、いくつかの実施形態では、真空ポンプシステムであり得る）は、ライン０１４を介したＤＤＣ押出機システム０１０およびライン０１３を介したコンパウンド押出機システム０１２の両方の処理中に蒸気／ガスを抜くことができる。コンパウンド押出機システム０１２は、ウェットワイプリサイクルプロセスで使用される一軸スクリュー、二軸スクリュー、およびリング式の押出機を備え得る。ウェットワイプリサイクルプロセスのためにＤＤＣ押出機システム０１０およびコンパウンド押出機０１２を含む２段押出機のレイアウト概念を使用することによって、溶融ポリマーは、高い水分含量を有するリサイクル済み材料に役立つ方法で処理される。ＤＤＣ押出機システム０１０とコンパウンド押出機０１２の両方を使用することにより、溶融ポリマーを大気中に吐出させ、残余ガスを溶融ポリマーから逃がすことができる。このような２段プロセスラインはさらに、ウェットワイプ廃棄物材料が溶融ポリマー状態に処理された後に、添加剤、着色剤、およびブースタ樹脂を、コンパウンド押出機システム０１２において溶融ポリマーに供給することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、ＤＤＣ押出機の動作原理をコンパウンド押出機の動作原理と組み合わせて、単一段のウェットワイプリサイクルプロセスにして、ウェットワイプリサイクル装置の空間および構成部材も低減し、電力消費および保守コストを低減することができる。
【0050】
スクリーンチェンジャ０１９は、溶融ポリマー０１１を濾過して、ポリマー０１１から汚染粒子を除去することができる。スクリーンチェンジャ０１９は、スライドプレート、シングルボルト、デュアルボルト、ロータリ、ベルト、またはフィルタドラムのスクリーンチェンジャを備え得る。その後、ポリマー０１１は、溶融ポリマー０１１を小片に切断するペレタイザ切断チャンバ０２４を含み得るペレタイザシステム０２０に吐出され得る。ペレタイザとしては、水中ペレタイザ、ストランドカットペレタイザ、ウオータリングペレタイザ、熱風またはホットフェフェイスペレタイザなどが挙げられるが、これらに限定されない。送水ポンプ０２１からのプロセス水は、熱交換器０２２を通って流れて、プロセス水の水温を調整し、その後、プロセス水ライン０２３を通って圧送されて、切断チャンバ０２４で切断ペレットを回収する。プロセス水は、切断プロセス中に溶融ポリマー０１１を固体形態（ペレット形態）に固化する。処理水とペレットとのスラリーは、次に、ライン０２５を通って切断チャンバ０２４から凝集物キャッチャ０２６を通って遠心乾燥機０２７へと圧送され得る。凝集物キャッチャ０２６は、遠心乾燥機０２７内の損傷を防止するために、どんな大きな粒径の塊も遠心乾燥機０２７に流入することを防止し、除去し得る。遠心乾燥機０２７は、プロセス水からペレットを分離すことができ、プロセス水は、再利用することができるように、遠心乾燥機０２７から水タンク０２８に吐出され得る。ブロワ０２９は、向流空気流を生成することができ、遠心乾燥機０２７内のペレット滞留時間をより長くすることができる。同時に、ブロワ０２９は、ペレットから表面水分を取り除くことができ、その後、ペレット０３０は、遠心乾燥機０２７から吐出され得る。
【0051】
図５Ｂを参照すると、ウェットワイプ製品をリサイクルするためのシステムの別の実施形態（全体が１０８で示されている）が示されている。リサイクルシステム１０８は、リサイクルシステム１０４の実施形態と同様であるが、一連の３つのシュレッダの代わりに、システム１０８は、単一のシュレッダ００２を備え得る。図５Ａに示すシュレッダシステムと比較して、図５Ｂのシステム１０８の単一シュレッダ００２は、より大きな馬力と、処理材料ＷＰ４の個々の小片が十分に小さくなった後に処理材料ＷＰ４が通過しなければならないスクリーンとを有する。スクリーンは、廃棄物ウェットワイプ材料をシュレッダ００２のシュレッダローラに複数回押し込む。単一のシュレッダ００２を有することで、空間を節約することができるが、単一のシュレッダ００２が処理材料ＷＰ４をスクリーンに通すためには、より大きな馬力が必要とされる。
【0052】
図５Ｃを参照すると、ウェットワイプ製品をリサイクルするためのシステムの別の実施形態（全体が１１０で示されている）が示されている。リサイクルシステム１１０は、図５Ａのリサイクルシステム１０４のコンパウンド押出機システム０１２がリサイクルシステム１１０内に存在しないことを除いては、リサイクルシステム１０４の実施形態と同様である。リサイクルシステム１１０において、製法要件に基づいて最終リサイクル済み製品を実現するのに必要とされる、または所望されるように、フィーダ０１６、０１７、０１８が添加剤、着色剤、およびブースタ樹脂をＤＣＣ押出機システム０１０に供給することができる。同様に、図５Ｄを参照すると、図５Ｂに示すリサイクルシステム１０８と図５Ｃに示すリサイクルシステム１１０との混合形態である、ウェットワイプ製品をリサイクルするためのシステムの別の実施形態（全体が１１２で示されている）が示されている。システム１１２は、単一のシュレッダ００２を備え得、フィーダ０１６、０１７、０１８が必要に応じて添加剤、着色剤、およびブースタ樹脂をＤＣＣ押出機システム０１０に供給することができるように、コンパウンド押出機システムを備えずに、ＤＤＣ押出機システム０１０のみを使用する。
【0053】
図６Ａ～６Ｄを参照すると、図５Ａ～５Ｄに示すＷＷＰＣペレットを作製するためのウェットワイプリサイクルシステムと同様のプロセスで、ハードシェル軽量プラスチック（ＨＳＬＰ）ペレットを作るために使用され得るウェットワイプリサイクルシステム１１４、１１６、１１８、１２０の実施形態が示されている。しかしながら、ＨＳＬＰペレットは多孔質構造を有するが、ＷＷＰＣペレットは中実である。特に、切断チャンバ０２４およびペレタイザシステム０２０によるペレット化段階において、プロセス水は、外側にある溶融ポリマー０１１を硬質ペレット形態に固化する。しかし、ＨＳＬＰペレットの多孔質構造のために、この段階の間に水分がペレットに吸収される。ペレットは、ウェットワイプリサイクルシステム１１４、１１６、１１８、１２０内の遠心乾燥機０２７を通過した後、ペレットの水分含量を低下させるための追加のペレット乾燥装置として使用されるタンブラー乾燥機０３１に流入する。ペレットは、タンブラー乾燥機０３１内の回転スクリーンドラムを通って流れ、ブロワ０３２は、ペレットに加熱空気０３３を循環させて、ペレットをさらに乾燥させ、その結果、最終乾燥ペレットは、タンブラー乾燥機出口３４から吐出されたときに、より少ない水分含量を有するようになる。システムに追加されたタンブラー乾燥機以外は、図６Ａのリサイクルシステム１１４は、図５Ａのリサイクルシステム１０４と同様の構成を有する。同様に、図６Ｂのリサイクルシステム１１６は、図５Ｂのリサイクルシステム１０８と同様の構成を有し、図６Ｃのリサイクルシステム１１８は、図５Ｃのリサイクルシステム１１０と同様の構成を有する。さらに、図６Ｄのリサイクルシステム１２０は、図５Ｄのリサイクルシステム１１２と同様の構成を有する。
【0054】
したがって、上述したように、ウェットワイプ廃棄物材料をリサイクルするための押出機システム、リサイクルシステム、装置、および関連する方法が本明細書に開示される。本明細書に記載するように、生産後ウェットワイプおよび消費後ウェットワイプ廃棄物１０（リサイクル業者にベールで、または他のバルクで提供され得る）は、図７に示されているいくつかの実施形態におけるペレット１２の形態のウェットワイププラスチック複合材（ＷＷＰＣ）、または図９に示されているペレット１８の形態のハードシェル軽量プラスチック（ＨＳＬＰ）へとリサイクルされ得る。本明細書で説明されているリサイクル装置、システム、および方法によって製造されるウェットワイププラスチック複合材（ＷＷＰＣ）は、木材プラスチック複合材（ＷＰＣ）異形材の代替物として使用され得る。例えば、図８に示すようなＷＷＰＣペレット１２から作られた異形材は、他のポリマー木材複合材から作られた代替製材を含む、木材製材および他の木材代替部材の代替物として代替製材１４を形成するために使用され得る。例えば、ＷＷＰＣペレットは、抗柵のポスト、杭、レール、およびキャップを含む抗柵部材１６を製造するために使用され得る。ＷＷＰＣは、他のポスト、デッキ、トリムおよびモールディングを製造するためにも使用され得る。さらに、ＷＷＰＣは、屋外ピクニックテーブルおよび屋外椅子などの家具を製造するために使用され得る。基本的に、ＷＷＰＣは、パレット、ごみ箱、自動車部品、電子部品などを含むがこれらに限定されない任意の射出成形製品を製造する際に使用され得る。ウェットワイプ布および不織布の繊維は、プラスチックの曲げ弾性率特性を増加させるために使用され得る。
【0055】
本明細書に記載するウェットワイプ廃棄物材料をリサイクルするための押出機システム、リサイクルシステム、装置、および関連する方法は、布中の繊維およびポリマーの均一な層ならびに布中の内部水分含量を使用することができる、ウェットワイプ布および他の不織布からハードシェル軽量プラスチック（ＨＳＬＰ）ペレットを作製するために使用され得る。例えば、布の内部水分含量（Ｈ２Ｏガス）をブロー剤として使用することができる。ＨＳＬＰペレットは、コンクリート、ビーンバッグ、包装材料、濾過用途などにおいて骨材を形成または生成するために使用され得る。布の内部水分含量（特に、Ｈ２Ｏガス）をブロー剤として使用する技術は、より軽量の異形材を作り出すために押出異形材のプロセスに適用され得る。同様に、本明細書に開示するリサイクルシステムおよびプロセスは、軽量押出異形材部品を形成する際に、ウェットワイプ布中の繊維およびポリマーの均一な層を利用することができる。
【0056】
本明細書に記載されているウェットワイプ廃棄物材料をリサイクルするための押出機システム、リサイクルシステム、装置、および関連する方法は、図１０に示されているように、リサイクル済みプラスチックペレットおよび製材を、ハイドロパルパー／ハイドロパルププラスチック廃棄物材料から作製するために使用され得る。ハイドロパルパー／ハイドロパルプ廃棄物材料は、プラスチック被覆紙、または表面にプラスチック層またはプラスチック処理を有する紙または板紙を含む積層複合材料を含み得る。このタイプの紙は、食品および飲料の包装産業において一般的に使用される。ハイドロパルパー／ハイドロパルプ廃棄物材料２０は、ウェットワイプ廃棄物材料と同様の水分含量特性を有する。ハイドロパルパー／ハイドロパルプ廃棄物材料２０は、２０％から８０％以上まで及び得る水分レベルを含有し得る。ハイドロパルパー／ハイドロパルププラスチック廃棄物２０はさらに、１０％乃至５０％の間の古紙材料を含有し得る。上述の押出機システム、リサイクルシステム、装置、および関連する方法を使用して、ハイドロパルパー／ハイドロパルプ廃棄物材料２０をリサイクルプラスチックペレット２２に変換することができ、その後、リサイクル済みプラスチックペレット２２を加熱し、代替製材２４などの所望の形態で押し出すと、他の有用な構成部材にすることができる。
【0057】
したがって、上記に開示したように、本開示はさらに、含水廃棄物材料をリサイクルするためのリサイクルプロセスを提供する。リサイクルプロセスは、１つ以上のシュレッダを使用して処理されている含水廃棄物材料を分解することと、分解された含水廃棄物材料を、脱水脱気減容押出機を使用して溶融ポリマーに処理することとを含み得る。リサイクルプロセスはさらに、脱水脱気減容押出機内で処理されている分解された含水廃棄物材料および溶融ポリマーを脱水、脱気、および減容することと、脱水脱気減容押出機からガスおよび廃棄物材料残留物を除去することと、大きな残留物粒子を捕捉することとを含み得る。
【0058】
本開示はさらに、ウェットワイプ廃棄物材料をリサイクルするためのリサイクルシステムを提供する。リサイクルシステムは、分解されたウェットワイプ廃棄物材料を受け入れるための脱水脱気減容押出機を備え得る。脱水脱気減容押出機は、シュレッダから受け取ったウェットワイプ廃棄物材料を脱水、脱気、および減容して溶融ポリマーにするように構成され得る。リサイクルシステムはさらに、脱水脱気減容押出機内で処理されている廃棄物材料から生成される溶融ポリマーによって放出されるガスまたは蒸気を除去するために、脱水脱気減容押出機上に固体段階脱気口を備え得る。いくつかの実施形態では、リサイクルシステムは、脱水脱気減容押出機に供給するために処理されているウェットワイプ廃棄物材料を分解するための１つ以上のシュレッダを備え得る。
【0059】
例えば、上述したように、本開示は、含水廃棄物をリサイクルするための押出機システムを提供する。押出機システムは、圧縮脱水セクションと、圧縮脱水セクションに続く加熱脱気減容セクションとを有する内部チャンバを備える主バレルを備え得る。押出機スクリューが設けられ得る。押出機スクリューは、脱水脱気圧縮スクリューセクションならびに吐出スクリューセクションを備え得る。押出機スクリューの脱水脱気圧縮スクリューセクションは、主バレルの内部チャンバ内で回転するように構成される。押出機システムはさらに、主バレル内で処理されている廃棄物材料から生成される溶融ポリマーによって放出されるガスまたは蒸気を除去するために、主バレル上に位置決めされ、主バレルの内部チャンバに係合する固体段階脱気口を備え得る。さらに、押出機システムは、主バレルの端部に位置決めされたダイと、ダイから流出する溶融ポリマーを受け入れるための予備吐出流路とを備え得る。ダイは、１つ以上の流路を備え得、主バレル内で処理されている材料の流れを制限して、背圧および熱摩擦を生じさせて、処理されている廃棄物材料を溶融ポリマーへと溶融させるのを助けるように構成され得る。予備吐出流路は、溶融ポリマーを加熱して脱気するように構成され得る。さらに、押出機システムは、予備吐出流路に接続された吐出バレルを備え得る。吐出バレルは、溶融ポリマーを受け入れるために押出機スクリューの吐出スクリューセクションが存在し得る内部チャンバと、溶融ポリマーを吐出するための吐出口とを備え得る。
【0060】
いくつかの実施形態では、押出機システムは、予備吐出流路内で処理されている廃棄物材料から生成された溶融ポリマーによって放出されたガスまたは蒸気を除去するために、予備吐出流路に係合する溶融段階脱気口を備え得る。いくつかの実施形態において、押出機システムは、固体段階脱気口に接続された固体段階ベントスタッファを備え得る。固体段階ベントスタッファは、そこから延びる蒸気排気ラインを有し得、処理されている廃棄物材料が蒸気排気ラインに流入するのを防止するように構成され得る。いくつかの実施形態では、押出機システムは、固体段階ベントスタッファの蒸気排気ラインに接続された移送ブロワを備え得る。移送ブロワは、蒸気排気ラインを通して空気を供給して、どんな材料粒子も固体段階ベントスタッファを通過する場合、蒸気排気ラインを通して蒸気および材料粒子を搬送するように構成される。いくつかのそのような実施形態では、押出機システムは、蒸気排気ラインに接続されたサイクロンシステムを備え得る。サイクロンシステムは、蒸気排気ラインによってサイクロンシステムに供給された蒸気から材料粒子を分離するように構成される。いくつかの実施形態では、押出機システムは、溶融段階脱気口に接続された溶融段階ベントスタッファを備え得る。溶融段階ベントスタッファは、真空ラインに接続され得、予備吐出流路内の溶融ポリマーが真空ラインに流入するのを防止し、ガスまたは蒸気のみが真空ラインに流入することを可能にするように構成され得る。
【0061】
本開示の主要部に対するこれらおよび他の修正および変形は、本明細書の上記の説明および添付の特許請求の範囲にさらに詳細に記載されている本開示の主要部の趣旨および範囲から逸脱することなく、当業者によって実施されてもよい。加えて、様々な実施形態の態様は、全体的にまたは部分的に交換されてもよいことを理解されたい。さらに、当業者は、前述の説明が単なる例に過ぎず、本主要部を限定することを意図していないことを理解するであろう。
【図1】
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
