Brevet FR2736566A1 — publié le 19970117

PROCEDE ET INSTALLATION POUR NETTOYER ET DEBARRASSER DE LEURS ETIQUETTES ADHESIVES DES FLACONS EN MATIERE PLASTIQUE, EN VUE DE LEUR RECYCLAGE La présente invention concerne un procédé et une installation pour nettoyer et débarrasser de leurs étiquettes adhésives des flacons en matière plastique tels que des bouteilles, en vue du recyclage de ladite matière plastique. Les procédé et installation de la présente invention sont particulièrement mais non exclusivement destinés au traitement des bouteilles en chlorure de polyvinyle (PVC). On décrit dans le document WO-A-94/22602 au nom du demandeur un procédé et une installation de ce type. Le procédé consiste essentiellement à soumettre les bouteilles à un choc thermique en exposant leur paroi à des jets de vapeur d'eau, ce qui a pour effet de ramollir brutalement la matière plastique en provoquant le décollement des étiquettes. Ce procédé donne entièrement satisfaction puisque la quasi-totalité des bouteilles traitées sont débarrassées de leurs étiquettes à l'issue de ce traitement. Toutefois, le recyclage de la matière plastique, par exemple par broyage, ne peut être rationnellement envisagé que si la totalité de la bouteille est propre, aussi bien l'intérieur que l'extérieur. On comprend aisément que le choc thermique à la vapeur d'eau réalise par la même occasion le nettoyage de la paroi externe du flacon. On propose dans le document précité de réaliser le nettoyage de la bouteille par perçage de la matière plastique et introduction de vapeur dans le récipient. Toutefois, ce perçage nécessite de devoir "brider" le flacon pour que cette opération s'effectue dans les meilleures conditions, ce qui complique la structure de l'installation. Par ailleurs, on a constaté que de l'humidité subsiste à l'intérieur du flacon, même après des séchages subséquents. On décrit dans le document US-A4 599 131 un appareil pour débarrasser de leurs étiquettes des bouteilles en plastique. Cet appareil comprend une série de rouleaux chauffants entre lesquels les bouteilles sont engagées. Les rouleaux écrasent les bouteilles à la manière d'une galette tout en décollant l'étiquette. En aval sont disposées des brosses rotatives qui enlèvent complètement l'étiquette de la bouteille et nettoient les résidus de colle. Ce procédé s'applique à l'enlèvement d'étiquettes mal positionnées sur des bouteilles, et le nettoyage de l'intérieur des bouteilles n'y est pas évoqué. La présente invention a pour but de proposer un procédé et une installation de traitement de flacons en matière plastique, notamment des bouteilles, en vue du recyclage de la matière plastique, qui permet d'obtenir un flacon sec, propre et débarrassé de ses étiquettes, directement utilisable pour le recyclage de la matière plastique. Un autre but de l'invention est de réaliser l'objectif précité au sein d'une seule et unique installation, c'est-à-dire sans nettoyage préalable des flacons. Encore un autre but de l'invention est de mettre en oeuvre ces opérations de manière simple, sans consommation excessive d'énergie. Le procédé de l'invention est du type selon lequel on soumet lesdits flacons à un choc thermique en exposant leur paroi à des jets de vapeur d'eau, ce qui a pour effet de ramollir brutalement la matière plastique en provoquant le décollement de leur étiquette. Il est remarquable par le fait que, préalablement à cette étape: - tout en saisissant lesdits flacons au niveau de leur goulot, on les écrase de manière à obtenir des flacons modifiés plats et de hauteur sensiblement équivalente à celle des flacons d'origine, puis on y réalise des découpes dans le sens de leur hauteur, depuis le goulot jusqu'à leur base, de manière à obtenir des articles formés de lanières de plastique, et en ce que postérieurement à ladite étape: - on soumet les articles formés de lanières à un second choc thermique en dirigeant de l'air froid sur ceux-ci. En écrasant et en découpant les flacons, le traitement à la vapeur va réaliser non seulement le décollement des étiquettes mais également le nettoyage interne et externe de leur paroi. De plus, leur égouttage est facilité du fait de la constitution du flacon sous forme de lanières. Par ailleurs, le traitement par un second choc thermique réalise le séchage complet des flacons, tout en les débarrassant des éventuels débris d'étiquettes qui auraient pu rester collés sur ceux-ci. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives du procédé: - on saisit les flacons dans la zone de leur goulot située au-dessus de la zone de réception d'un bouchon de fermeture; - le procédé commence par une première étape qui consiste à soumettre les flacons non écrasés et non découpés à un traitement à l'air chaud; - ce traitement comprend l'étape consistant à diriger sur les flacons des jets d'air chaud; - l'étape selon laquelle les articles formés de lanières sont soumis à un second choc thermique est suivie d'un traitement de ceux-ci par un courant d'air chaud; - tout en maintenant les flacons saisis au niveau de leur goulot, on réalise une découpe dudit goulot dans la zone de réception du bouchon de fermeture, cette découpe étant pratiquée sensiblement suivant la direction longitudinale du flacon. L'invention concerne une installation pour nettoyer et débarrasser de leurs étiquettes adhésives des flacons en matière plastique, tels que des bouteilles, en vue du recyclage de la matière plastique. Elle est du type qui comprend des moyens convoyeurs sans fin mobiles destinés à recevoir les récipients, ces moyens convoyeurs étant disposés à l'intérieur d'une enceinte qui comporte des moyens de projection de vapeur d'eau sur la paroi des récipients. Elle se caractérise par le fait qu'elle comporte, en amont desdits moyens de projection de vapeur d'eau sur les parois des récipients, des moyens aptes à écraser lesdits flacons pour obtenir des flacons modifiés plats et de hauteur sensiblement équivalente à celle des flacons d'origine, ainsi que des moyens aptes à y réaliser des découpes, depuis leur goulot jusqu'à leur base, de manière à obtenir des flacons formés de lanières de plastique. Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de l'installation: - les moyens convoyeurs consistent en une chaîne ou courroie sans fin à brins superposés, qui comporte des pinces pour l'accrochage desdits flacons, disposés de manière à ce qu'ils se tiennent généralement verticalement; - elle comporte, en amont des moyens d'écrasement, des moyens de traitement à l'air chaud; - elle comporte en aval des moyens de projection de vapeur d'eau, des moyens de traitement à l'air froid, de manière à leur faire subir un second choc thermique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description de certains modes de réalisation préférentiels, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue générale schématique d'une installation conforme à l'invention, intégrée au sein d'une unité de traitement et de recyclage; - la figure 2 est une vue simplifiée, partiellement en coupe verticale, d'un poste d'alimen-tation en flacons, équipé de moyens de retournement des flacons mal positionnés; - la figure 3 est une vue des moyens d'accrochage de flacons sur un convoyeur sans fin; - la figure 4 est une vue simplifiée d'un poste de traitement des flacons à l'air chaud; - la figure 5 est une vue d'un poste subséquent de traitement à jet d'air chaud;; - la figure 6 est une vue en perspective de deux postes de traitement des flacons, respectivement d'écrasement et de découpe de ceux-ci; - la figure 7 est un schéma destiné à montrer comment s'opère le traitement des flacons à la vapeur d'eau. Une installation conforme à l'invention est représentée schématiquement à la figure 1, où les différents postes qui la composent sont intégrés dans une unité générale de nettoyage et de recyclage de flacons en matière plastique. Ces flacons sont destinés à subir diverses opérations au niveau de postes référencés A à I, les produits en matière plastique étant, à l'issue du traitement, aptes à être broyés pour être recyclés. Les différents postes de l'installation sont les suivants: - A : poste de chargement des flacons - B : poste de traitement à l'air chaud - C : poste de traitement à l'aide de jets d'air chaud - D : poste d'écrasement des flacons - E : poste de découpe des flacons - F : poste de traitement à la vapeur d'eau - G : poste de traitement à l'air froid - H : poste de traitement à l'air chaud - I : poste d'évacuation des récipients L'installation conforme à l'invention comprend une enceinte L, par exemple en matériau métallique tel que de l'acier inoxydable, qui renferme les différents postes évoqués ci-dessus. A l'intérieur de l'enceinte est prévu un convoyeur sans fin mobile 1 dont les deux brins sont superposés et qui est entraîné, dans le sens de la flèche f au moyen de rouleaux 10, 11, 12 et 13 dont l'un au moins est moteur. Son déplacement se fait en continu, à vitesse lente et uniforme. De manière particulièrement avantageuse, ce convoyeur est formé d'une courroie ou d'une chaîne et est équipé de moyens 14 aptes à saisir et accrocher les flacons à traiter au niveau de leur goulot. Il s'agit par exemple de pinces telles que celles décrites à la figure 7 du document WO-A-94/22602. L'installation est équipée de moyens non représentés, de type connu en soi, qui permettent d'ouvrir puis de refermer les pinces au niveau des postes A et I de manière à y réaliser respectivement l'accrochage des flacons et leur libération. Entre ces postes, les pinces sont fermées et retiennent les flacons sur le convoyeur 1. Le premier poste de l'installation est le poste A de chargement en flacons. Il peut s'agir d'un poste manuel, des opérateurs réalisant eux-mêmes l'accrochage des flacons sur le convoyeur. Le poste de chargement illustré à la figure 2 est un poste automatisé. Il comporte une trémie 20 de réception des flacons qui y sont déposés en vrac. Le fond de la trémie débouche sur un conduit tronconique qui est relié à une gaine 22. Cette gaine est pourvue d'un système d'aspiration annulaire 23 associé à une pompe, dont la fonction est d'aspirer un à un les flacons présents dans la trémie. Ils sont alors accumulés au niveau d'une seconde gaine 25 qui débouche sur un système de détection et de retournement des flacons. Le rôle de ce système est de positionner l'ensemble des flacons de telle manière qu'ils se présentent le goulot vers le bas. Ce système comporte un capteur 26 apte à identifier le positionnement du flacon à l'extrémité de la gaine 25. A l'aplomb de la gaine 25 est prévu un dispositif rotatif de retournement 27 d'axe horizontal qui est pourvu d'un manchon disposé dans l'axe de la gaine 25 pour la réception d'un flacon. Si le capteur 26 a déterminé qu'un flacon était tourné le goulot vers le haut, il actionne alors une trappe 28 d'obturation du dispositif de retournement et provoque également la rotation de ce dernier dispositif sur 1800. Le flacon se trouve alors retourné et la trappe 28 est ouverte. Il tombe alors par gravité dans un couloir 290 qui est délimité latéralement par une cloison verticale 29 et un convoyeur 29" à tapis mobile sans fin dont les rouleaux d'entraînement sont disposés verticalement. Ce couloir est délimité au niveau de son fond par une pièce 29' de section transversale généralement tronconique dans laquelle s'engage le goulot du flacon, pour en ressortir partiellement. Le couloir 290 s'étend au-dessus et perpendiculairement au point supérieur du convoyeur 1. La mise en route du convoyeur 29" permet de déplacer un à un les flacons R de manière à les rapprocher du convoyeur afin qu'ils puissent être saisis par les pinces 14 qui équipent le convoyeur. C'est la situation illustrée à la figure 3. Les flacons sont donc saisis de telle manière qu'ils s'étendent perpendiculairement au brin du convoyeur tout en étant pincés au niveau de leur goulot. De préférence le pincement des flacons est réalisé dans la zone du goulot qui se trouve juste en-dessous de la zone de réception d'un bouchon de fermeture. Le poste B de traitement à l'air chaud est formé de deux plaques parallèles 3 entre lesquelles circulent les flacons R en place sur le brin inférieur du convoyeur. Ces plaques sont pourvues de moyens permettant de diffuser en direction des récipients de l'air chaud, par exemple par convexion. Juste en aval de ce poste se trouve le poste C de traitement par jet d'air chaud, qui comprend, comme le montre la figure 5, des buses 30 de projection d'air chaud sous pression (AC) en direction des récipients R. Le poste D situé immédiatement en aval comprend des moyens aptes à écraser les flacons R pour obtenir des flacons modifiés plats R' de hauteur sensiblement équivalente à celle du flacon d'origine. Ces moyens consistent en des convoyeurs 40 et 40' à tapis roulant disposés de part et d'autre du brin inférieur du convoyeur et entre lesquels les flacons R sont amenés à être déplacés. Comme le montre la figure 6, ces convoyeurs 40 et 40' ont des rouleaux d'entraînement 41, 42, 41', 42' disposés verticalement. Leur sens de rotation symbolisé par les flèches g et h sont bien entendu opposés. Ils présentent chacun une barre métallique verticale 43, 43', destinées à rapprocher l'un de l'autre les tapis des convoyeurs pour réaliser l'écrasement des flacons. La zone d'entrée entre les convoyeurs est convergente, ce qui provoque l'écrasement progressif des flacons. A la sortie de ce poste, les flacons modifiés (écrasés) R' sont repns au niveau du poste de découpe E qui comporte deux rouleaux adjacents rotatifs 5 et 5', d'axe vertical. Leur sens respectif de rotation sont opposés comme le montre les flèches k et l. Le rouleau 5' est pourvu de couteaux 50' disposés suivant ses génératrices de sorte que lors du passage du flacon modifié R' entre les deux rouleaux, les couteaux réalisent des découpes dans la paroi du flacon, depuis le dessous de la pince de serrage du flacon jusqu'à sa base. Le poste F de traitement à la vapeur comprend une série de buses de projection de vapeur 6 en direction des récipients écrasés et découpés. Enfin, les postes G et H comprennent respectivement un ventilateur 7 et 8 destiné à diriger sur les flacons de l'air froid puis de l'air chaud. Le poste I sert à l'évacuation manuelle ou automatisée des récipients traités. Nous allons maintenant décrire la façon dont est mis en oeuvre le procédé de la présente invention. Les flacons R à traiter, stockés dans la trémie 20 sont dirigés par les moyens de la figure 2 en direction du brin supérieur du convoyeur 1 et y sont fixés au moyen des pinces 14. Au niveau du poste B, les flacons sont soumis à de l'air chaud de sorte qu'ils ont tendance à se ramollir et à se déformer. L'air se trouve par exemple à une température de l'ordre de 70 à 80 . A ce stade, les étiquettes retenues sur les flacons au moyen de quelques points de colle ont déjà tendance à se décoller. Cette action est complétée par les jets d'air comprimé chaud (AC) au niveau du poste C. Toutefois malgré ce traitement préliminaire, il subsiste un grand nombre de flacons qui comportent encore au moins des lambeaux d'étiquettes sur leurs parois. Les flacons sont alors écrasés au niveau du poste D puis sont découpés sur toute leur hauteur par les couteaux 50' des postes E. A ce niveau, les fractions encore en place d'étiquettes sur les parois des flacons se détachent par gravité du fait des découpes qui ont été formées sur les parois des flacons. La projection de jets de vapeur d'eau V au moyen des buses 6 en direction des flacons écrasés et découpés R" a pour effet que les lambeaux L de plastique ainsi formés se vrillent et se déforment, ce qui permet de nettoyer au moyen de la vapeur aussi bien leur face externe que leur face interne. De plus le fait de projeter sur ces articles R" de la vapeur d'eau provoque sur ceux-ci un choc thermique, le changement de température étant tellement brutal que la matière plastique se ramollit pratiquement instantanément et provoque le décollement des étiquettes encore en place sur les articles, qu'elles soient en papier ou formées d'un film de matière plastique. A ce stade la grande majorité des articles sont propres et débarrassés de leurs étiquettes. Ils subissent au niveau du poste G un nouveau choc thermique à un courant d'air froid généré par le ventilateur 7 de sorte que la matière plastique se solidifie instantanément. Des lambeaux d'étiquettes éventuellement encore retenus sur les articles se détachent et tombent par gravité. De plus ce courant d'air froid permet de chasser une très grande partie de l'humidité encore en place sur les parois des récipients. Enfin le poste H de séchage à l'air chaud permet d'obtenir un produit en matière plastique prêt à être broyé en vue du recyclage de la matière plastique. Dans l'hypothèse où les flacons sont traités alors qu'ils comportent encore un bouchon de fermeture, on notera qu'il est possible de prévoir des moyens qui agissent au niveau du goulot des flacons et au-dessus des pinces 14 de manière à découper cette partie supérieure de goulot en sectionnant par la même occasion le bouchon qui est en place. Ces moyens peuvent consister en une ou plusieurs lames rotatives d'axe horizontal qui découpent la partie supérieure du goulot dans le sens longitudinal. Ces moyens sont agencés pour, non seulement, découper les bouchons (s'ils sont présents), mais aussi pour éliminer systématiquement les colliers se trouvant sur les goulots. Enfin, dans l'hypothèse où les flacons à traiter sont du type pouvant être écrasés après vidage de leur contenu et remise en place du bouchon, on peut prévoir alors des moyens permettant de percer ce bouchon et d'insuffler à l'intérieur du récipient de l'air sous pression de manière à lui faire reprendre sa forme initiale. Le flacon ainsi préparé peut alors être traité de la manière décrite plus haut. Du reste, il est possible de prévoir une telle remise en forme préalable de l'ensemble des bouteilles - compactées ou non ; avec ou sans bouchon - avant découpe du goulot. De préférence, I'air insufflé se trouve à une température de l'ordre de 70"C. Comme cela ressort de la description qui vient d'être faite, le procédé et l'installation de la présente invention permettent de nettoyer et débarrasser complètement les flacons en matière plastique des étiquettes qu'ils portent, de manière à pouvoir recycler ladite matière plastique, ceci d'une façon particulièrement rationnelle et économique. Ce traitement s'applique à des récipients en PVC, mais aussi à diverses autres matériaux plastiques, en particulier le polyéthylène. Avantageusement, l'installation est équipée d'un système de reconnaissance de formes - de type connu - qui, dans un premier temps, va rejeter toutes les bouteilles qui ne sont pas en PVC ou en polyéthylène. En sortie de machine, les bouteilles traitées passeront unitairement devant un lecteur optique, pilotant un convoyeur, qui va les orienter ensuite vers le broyeur qui leur est destiné. L'installation va réaliser aussi le tri et la séparation des bouteilles en fonction des familles auxquelles elles appartiennent, si bien que les opérations préalables de tri ne sont plus nécessaires en amont. REVENDICATIONS 1 . Procédé pour nettoyer et débarrasser de leurs étiquettes adhésives des flacons (R) en matière plastique, tels que des bouteilles, en vue du recyclage de ladite matière plastique, selon lequel on soumet lesdits flacons à un choc thermique en exposant leur paroi à des jets de vapeur d'eau, ce qui a pour effet de ramollir brutalement la matière plastique en provoquant le décollement de leur étiquette, caractérisé en ce que, préalablement à cette étape: - tout en saisissant lesdits flacons (R) au niveau de leur goulot, on les écrase de manière à obtenir des flacons modifiés (R') plats et de hauteur sensiblement équivalente à celle des flacons d'origine, puis on y réalise des découpes dans le sens de leur hauteur, depuis le goulot jusqu'à leur base, de manière à obtenir des articles (R") formés de lanières de plastique, et en ce que postérieurement à ladite étape:: - on soumet les articles (R") formés de lanières (L) à un second choc thermique en dirigeant de l'air froid sur ceux-ci. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on saisit lesdits flacons (R) dans la zone de leur goulot située au-dessus de la zone de réception d'un bouchon de fermeture. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il commence par une première étape qui consiste à soumettre les flacons (R) non écrasés et non découpés à un traitement à l'air chaud. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit traitement comprend l'étape consistant à diriger sur les flacons (R) des jets d'air chaud. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape selon laquelle les articles (R") formés de lanières (L) sont soumis à un second choc thermique est suivie d'un traitement de ceux-ci par un courant d'air chaud. 6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5 quand elle est dépendante de la revendication 2, caractérisé en ce que, tout en maintenant les flacons (R) saisis au niveau de leur goulot, on réalise une découpe dudit goulot dans la zone de réception du bouchon de fermeture, cette découpe étant pratiquée sensiblement suivant la direction longitudinale du flacon. 7. Installation pour nettoyer et débarrasser de leurs étiquettes adhésives des flacons (R) en matière plastique tels que des bouteilles, en vue du recyclage de ladite matière plastique, qui comprend des moyens convoyeurs sans fin mobiles (1) destinés à recevoir les récipients (R), ces moyens convoyeurs étant disposés à l'intérieur d'une enceinte (M) qui comporte des moyens de projection (6) de vapeur d'eau sur la paroi des récipients (R), caractérisée en ce qu'elle comporte, en amont desdits moyens de projection (6) de vapeur d'eau sur les parois des récipients (R), des moyens (40, 40') aptes à écraser lesdits flacons (R) pour obtenir des flacons modifiés (R') plats et de hauteur sensiblement équivalente à celle des flacons d'origine, ainsi que des moyens (5, 5') aptes à y réaliser des découpes, depuis leur goulot jusqu'à leur base, de manière à obtenir des flacons (R") formés de lanières de plastique. 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens convoyeurs consistent en une chaîne ou courroie sans fin (1) qui comporte des pinces (14) pour l'accrochage desdits flacons (R), disposés de manière à ce qu'ils se tiennent généralement verticalement. 9. Installation selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comporte, en amont des moyens d'écrasement (40, 40') des moyens (3, 30) de traitement à l'air chaud. 10. Installation selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en aval des moyens (6) de projection de vapeur d'eau, des moyens (7) de traitement à l'air froid, de manière à leur faire subir un second choc thermique.