(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料の処理装置であって、前記プラスチック材料を混合及び加熱する、必要に応じて、切断する及び／又は軟化させるため、回転軸(１０)の回りに回転可能な少なくとも一つの混合及び／又は粉砕部材(３)が中に配置された少なくとも一つの受容容器(１)と、プラスチック材料を受容容器(１)から搬出するための少なくとも一つのコンベヤ(５)とを備え、前記コンベヤ(５)は、ハウジング(１６)内で回転する少なくとも一つのスクリュー(６)を有し、プラスチック材料を前記受容容器(１)に供給する又は送り込むため、その材料投入側において、前記受容容器(１)の側壁(９)に形成された開口(８)を介して受容容器(１)の内部に連結されており、前記開口(８)は、混合及び／又は粉砕部材(３)の高さに配置されている装置であり、コンベヤ(５)及びスクリュー(６)の中心長手方向軸(１５)の仮想の延長線が、コンベヤ(５)の搬送方向(１７)と反対の方向に、受容容器(１)の回転軸(１０)と交差することなしに、この軸を通り過ぎ、コンベヤ(５)及びスクリュー(６)の前記長手方向軸(１５)が、開口(８)を回転しながら通り過ぎる混合及び／又は粉砕部材(３)の及び搬送されて開口(８)を通り過ぎるプラスチック材料の回転及び運動の方向(１２)に、排出側において長手方向軸(１５)と平行で前記混合
及び／又は粉砕部材(３)の回転軸(１０)からコンベヤ(５)の搬送方向(１７)に外側に向かって延びる容器(１)の半径方向の線(１１)から或る距離(１８)だけずれていることを特徴とする装置。
【請求項２】
混合及び／又は粉砕部材(３)の回転の円に対して又は開口(８)を通過させられるプラスチック材料に対して接線方向に、受容容器(１)の半径(１１)に対して直角に方向付けされ、混合及び／又は粉砕部材(３)の回転又は運動の方向(１２)に向いている方向ベクトル(１９)と、コンベヤ(５)の搬送方向の方向ベクトル(１７)とのスカラー積が、開口(８)又は開口(８)の直前の各個の点又は全ての領域においてゼロ又は負である態様で、コンベヤ(５)が、受容容器(１)に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
混合及び／又は粉砕部材(３)の方向ベクトル(１９)と、コンベヤ(５)の搬送方向の方向ベクトル(１７)とが、二つの方向ベクトル(１７、１９)の交点において、回転又は運動の方向(１２)に関して上流の開口(８)の縁において、又はこの縁若しくは開口(８)の最上流に位置する点(２０)おいて測定して、９０°以上で１８０°以下の角度(α）を成すことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
回転又は運動の方向(１２)の方向ベクトル(１９)と、搬送方向の方向ベクトル(１７)とが、開口(８)の中央における二つの方向ベクトル(１７、１９)の交点で測定して、１７０°〜１８０°の角度(β)を成すことを特徴とする請求項２又は３に記載の装置。
【請求項５】
距離(１８)が、コンベヤ(５)の又はスクリュー(６)のハウジング(１６)の内径の半分以上及び／又は受容容器(１)の半径の７％以上であることを特徴とする請求項１〜４の一つに記載の装置。
【請求項６】
コンベヤ(５)の長手方向軸(１５)の仮想の延長線が、搬送方向と反対方向に、受容容器(１)の内部空間に少なくとも断片的に貫通していることを特徴とする請求項１〜５の一つに記載の装置。
【請求項７】
開口(８)が、スクリュー(６)の搬送方向(１７)における後部の端面(７)の直前に配置されていることを特徴とする請求項１〜６の一つに記載の装置。
【請求項８】
距離(１８)が、受容容器(１)の半径よりも大きいか又は半径と等しいことを特徴とする請求項１〜７の一つに記載の装置。
【請求項９】
コンベヤ(５)が、受容容器(１)に接線方向に連結されていることを特徴とする請求項１〜８の一つに記載の装置。
【請求項１０】
混合及び／又は粉砕部材(３)が、粉砕効果及び必要に応じて加温効果も伴って、回転又は運動の方向(１２)にプラスチック材料に作用する部材及び／又はナイフ(１４)を備えることを特徴とする請求項１〜９の一つに記載の装置。
【請求項１１】
部材又はナイフ(１４)が、回転可能な支持ディスク(１３)上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
部材又はナイフ(１４)が、底面(１２)と平行に配置された回転可能な支持ディスク上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
プラスチック材料に作用し、回転又は運動の方向(１２)に向いている混合及び／又は粉砕部材(３)の又はナイフ(１４)の前部領域又は前縁(２２)が、回転又は運動の方向(１２)における後部の領域又は追走する領域と比較して、異なって構成され、設置され、曲げられ又は配置されていることを特徴とする請求項１〜１２の一つに記載の装置。
【請求項１４】
コンベヤ(５)が、非圧縮性のスクリューコンベヤ又は圧縮性のスクリュー押出機であることを特徴とする請求項１〜１３の一つに記載の装置。
【請求項１５】
受容容器(１)が、平坦な底面(２)と、底面に対して垂直方向の円筒ジャケットの形状をした側壁(９)とを有するほぼ円筒状である及び／又は回転軸(１２)が、受容容器(１)の中心軸線と一致する及び／又は回転軸(１２)又は中心軸線が、底面(２)に対して垂直又は直角の方向付けを示すことを特徴とする請求項１〜１４の一つに記載の装置。
【請求項１６】
最も下の混合及び／又は粉砕部材(３)及び／又は開口(８)が、底面(２)から受容容器(１)の高さの下四分の一の領域に、配置されていることを特徴とする請求項１〜１５の一つに記載の装置。
【請求項１７】
混合及び／又は粉砕部材(３)の外端が、側壁(９)の近くまで延びていることを特徴とする請求項１〜１６の一つに記載の装置。
【請求項１８】
プラスチック材料を処理又はリサイクルするための請求項１〜１７の一つに記載の装置の用法。
【請求項１９】
請求項１〜１８の一つに記載の装置の作動方法であって、ポリマー材料の適正な混合及び処理が行われ、混合及び／又は粉砕部材(３)の回転及び／又は運動の方向(１２)は、コンベヤ(５)の又はスクリュー(６)の中心長手方向軸（１５）の仮想の延長線が、コンベヤ(５)の搬送方向と反対方向に延びて、受容容器(１)の回転軸(１０)と交差することなしに、この軸を通り過ぎるように設定され、コンベヤ(５)の長手方向軸(１５)が、長手方向軸と同じ方向の又は平行な受容容器(１)の半径(１１)に対して排出側に、或いは開口(８)を通過する混合及び／又は粉砕部材(３)の又は開口(８)を通過させられるプラスチック材料の回転又は運動の方向(１２)に、或る距離(１８)だけずれている態様で、混合及び／又は粉砕部材(３)の回転及び／又は運動の方向(１２)が設定され、斯かる態様で、混合及び／又は粉砕部材(３)が、構成され、受容容器(１)内で配置及び方向付けされることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の公知要件事項部による装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リサイクルをするプラスチックの粉砕、加熱、軟化及び処理のための受容容器又はカッターコンパクタを備えた数多くの装置が、技術水準から知られており、斯かる装置に連結されたこのようにして調製された材料を溶融させるための押出機も知られている。ここでの目的は、可能な限り高い品質レベルの、通常は粒状体の形態の最終製品を得ることである。
【０００３】
そのため、例えば、ヨーロッパ特許(EP)第123 177号には、受容容器とそれに連結された押出機とを備えた装置が記載されており、この装置では、受容容器に供給されたプラスチック材料が、粉砕及び混合部材を回転させることによって粉砕され、渦循環状態にされ、同時に加えられたエネルギーによって加熱される。その結果、十分に良好な熱均一性を有する混合物ができあがる。適当な滞留時間の後、この混合物は、スクリュー押出機によって受容容器から排出され、この過程で可塑化又は溶融される。この装置では、スクリュー押出機は、ほぼ粉砕部材の高さに配置され、受容容器に半径方向に固定されている。このようにして、軟化されたプラスチック粒子が、混合部材によって能動的に押出機に押し込まれる。
【０００４】
さらに、押出機が、受容容器に接線方向に連結されている数多くの装置も、技術水準から知られている。
【０００５】
全てのこれらの装置は、混合及び粉砕部材の搬送及び回転の方向、したがって、材料粒子が受容容器内で循環する方向と、押出機の搬送方向とが、ほぼ同じ又は同じ方向であることで共通している。これは、材料をできる限りスクリューに詰め込む又はスクリューに強制的に供給するという要望によって行われる意図してそのように選択された構成である。この構成において及びこの構成に基づくさらに発展した構成において、スクリューにできる限り多く詰め込むこと及びこの詰め込み効果の強化を達成することが常に試みられていた。例えば、押出機の取り込み領域を円錐の形状に広げること又は粉砕部材をシックルの形状に湾曲させることも、試みられており、そのため、それらがスパチュラのように、軟化した材料をスクリューに供給することができる。
【０００６】
この目的で、例えば国際公開(WO)第88/02684号には、押出機のスクリューが、半径方向の位置から移され、半径方向からずれて、しかし接線方向にではなく、受容容器に連結された装置が記載されている。この側方へのずれが、回転部材によってかけられる押出機スクリューの軸方向に作用する周方向の力の力成分が、スクリューの軸が半径方向に受容容器に配置されている構成と比較して、大きくなるという結果をもたらす。入口側のずれの結果、詰め込み効果がさらに増強され、プラスチック材料は、回転部材によってよりよく押出機に搬入される又は押し込まれる。
【０００７】
斯かる装置は、或る材料、特に固い小片のフレークに関してだけでなく、延伸された又は非常に強いプラスチックに関して、明らかに有益である。
【０００８】
しかしながら、斯かる装置は、驚くべきことに、リサイクルをする全てのプラスチック材料に関して有益に使用できるわけではないこと、及びそれどころか、それらの装置は、或る領域で不利益をもたらすことさえあることが、実験で分かったのである。
【０００９】
そのため、例えば、エネルギー含量の少ない材料、例えばPETの繊維又はフィルムの場合、又は低い粘着性化点又は軟化点を有する材料、例えばポリ乳酸(PLA)の場合には、再三見られた影響は、圧力下でのプラスチック材料の押出機の取り込み領域への意図的な詰め込みが、材料の早すぎる溶融につながることであった。これは、一方で、材料の溝への入り込みが少ないため、押出機の又は溝を付けたブッシュの搬送効果の低下に帰着する。加えて、この溶融物のカッターコンパクタ又は受容容器の領域への部分的逆流が生じることがあり、これが、未だ溶融していないフレークの溶融物への付着につながり、その結果、溶融物が再び冷却され部分的に固まり、このようにして、固化した溶融物と固いプラスチック粒子から部分的になる膨張物のような構造又は集塊が生じる。結果は、押出機の取り込み領域が詰まるようになり、混合及び粉砕部材がくっつきあうことになる。その結果、スクリューの充填がもはや十分ではないので、押出機のスループットが減少する。加えて、混合及び粉砕部材が、この過程で、動かなくなることがある。その結果、そのような場合には、装置を止めて、十分に清掃しなければならない。
【００１０】
加えて、カッターコンパクタ内で、既にそれらの溶融範囲近くまで加熱されたポリマー材料に関して、問題が生じる。その際、溝を付けたブッシュを詰めすぎると、材料が溶融し、取り込みが減少する。
【００１１】
或る一定の線膨張を示し太さの小さい又は剛性の低いほとんどの延伸した、細片状の、繊維状の材料、すなわち、例えばストリップに切断したプラスチックフィルムに関しても問題が生じる。これは、何よりもまず、細長い材料が、スクリューの取り込み開口の排出側の端にくっつき、その際、ストリップの一端が受容容器内に延び込んでおり、もう一端が取り込み領域内に延び込んでいることによる。混合部材とスクリューは、同じ方向に作動する又は同じ搬送方向成分及び圧力成分を材料にかけるので、ストリップの両端は、同じ方向に引っ張り力と圧力を受け、もはやストリップを取り去ることはできない。これがまた、この領域での材料の蓄積、取り込み開口の断面の狭小化、及びより悪い取り込み挙動につながり、その結果、スループットの減少につながる。加えて、この領域での高くなった供給圧力が溶融につながることがあり、これがまた、冒頭で述べた問題の発生に帰着する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた不利益を防止することができ、外的影響を受け易い又はストリップ形状の材料でも、問題なしにスクリューによって取り込むことができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、冒頭で述べた種類の装置において、請求項１の特徴的構成によって解決する。
【００１４】
ここでは、コンベヤの又はスクリューの中心長手方向軸の仮想の延長線が、コンベヤの搬送方向とは反対方向に、受容容器の回転軸と交差することなしに、この軸を通り過ぎて延びていることが規定されている。コンベヤの長手方向軸は、この長手方向軸と同じ方向又は平行の受容タンクの半径に対して、排出側に、或いは開口を通り過ぎる混合及び／又は粉砕部材の又は開口を通り過ぎるプラスチック材料の回転又は運動の方向に、或る一定の距離だけずれている。その結果、混合部材の搬送方向と押出機の搬送方向は、もはや技術水準において知られているように同じ方向にはなく、それらは、少なくとも僅かに反対方向であり、これが、冒頭に述べた詰め込み作用の低下に帰着する。混合及び粉砕部材の回転方向の意図的な逆転により、先に知られている装置と比較して、取り込み位置にかかる供給圧力が低下し、詰め込み過ぎの危険性が減少する。このようにして、過剰な材料が、過剰の圧力で、押出機の取り込み領域に詰め込まれる又は充填されることがなく、それどころか、過剰な材料は実際にそこから取り除かれる傾向があり、そのため、十分な材料が取り込み領域に常に存在しているが、材料は、ほぼゼロの圧力又は低い圧力を受けるだけである。このようにして、材料が溶融することもある局所的圧力ピークが生じることなしに、押出機スクリューに十分に充填することができ、押出機スクリューは常に十分な材料を取り込むことができる。
【００１５】
このようにして、押出機の取り込み領域における材料の溶融が防止され、作業効率の向上、保全間隔の長さの増加、及び見込まれる修理及び清掃処置に起因する稼働停止時間の短縮に帰着する。
【００１６】
供給圧力の低下により、スクリューの充填の度合いを公知の態様で調節することができて、場合により取り込み開口を閉じるスライダーにかかる圧力も低下する。その結果、スライダーは、明らかにより敏感に反応し、スクリューの充填の度合いをさらにより正確に調節することができる。そのため、より重い材料、特に、例えば高密度ポリエチレン(HDPE)又はPETからなる粉砕する材料の場合には、装置の最適な作業ポイントを、より容易に見つけることができる。
【００１７】
さらに、既に溶融に近くまで軟化された材料が、本発明による反対方向の稼働の間に、より効果的に取り込まれることが驚くほど有益であることが分かった。特に、材料が既にペースト状又は軟化された状態にある場合には、スクリューは、ペースト状の材料からなるリングを切り取る。押出機スクリューの搬送方向における回転方向の場合には、このリングは、むしろ並進して通過され、掻き取りは起こり得ず、取り込みの減少に帰着するであろう。これは、本発明による回転方向の逆転により防止される。
【００１８】
加えて、上記の細片状又は繊維状の材料を処理する場合、形成された付着した材料又は蓄積物を、より容易に取り去ることができる、又は混合部材の回転の方向における排出側又は下流に位置する開口の縁では、混合部材の方向ベクトルと押出機の方向ベクトルとがほとんど反対又は少なくとも僅かに反対方向に向くことができるので、そもそも付着した材料又は蓄積物が全く形成しない。その結果、細長いストリップは、この縁を囲んで曲がりこの縁に付着するようになることがなく、受容容器内の混合渦によって再び運び去られる。
【００１９】
全体として、本発明による構成の結果として、取り込み挙動が改善され、スループットが増大する。その結果、カッターコンパクタ及び押出機の全体のシステムが、より安定する。
【００２０】
本発明のさらに別の有益な実施の形態が、以下の従属請求項において説明される。
【００２１】
本発明の有益な実施の変更形態によれば、混合及び／又は粉砕部材の回転の円に対して又は開口のそばを通過するプラスチック材料に対して接線方向で受容容器の半径に対して垂直に方向付けされ、混合及び／又は粉砕部材の回転又は運動方向に向いた方向ベクトルと、コンベヤの搬送方向の方向ベクトルとの内積が、開口の各個の点において又は全体の領域において或いは開口の直前の各個の点にいて又は全体の領域においてゼロ又は負であるように、コンベヤが受容容器に配置されていることが規定されている。このようにして、冒頭で述べた利点が得られる。さらに、ここでの極めて重要な要因は、特に、混合部材と押出機との互いに対する空間的な配置ではなく、例えば、混合部材及び押出機スクリュー若しくは開口は、必ずしも共通の平面にある必要はない或いは回転軸は底面に対して又は押出機の長手方向軸に対して垂直に方向付けされている必要はない。
【００２２】
さらに別の有益な実施の形態が、混合及び／又は粉砕部材の方向ベクトルがコンベヤの搬送方向の方向ベクトルと、９０°以上で１８０°以下の角度をなす場合に得られ、ここで、その二つの方向ベクトルの交点における角度は、回転又は運動の方向に関して上流に位置する開口の縁、特に、この縁又は開口上の最も遠い上流に位置する点で測定される。その結果、有益な効果を得るためには、記述した角度の範囲は、その範囲内で押出機を受容容器に配置しなければならない角度の範囲である。その場合、開口の全体の領域において又は開口の各個の点において、材料に作用する力の少なくともわずかに反対の方向付け又は、極端な場合には、圧力が中立の(pressure-neutral)逆方向の方向付けとなる。混合部材の方向ベクトルとコンベヤスクリューの方向ベクトルとのスカラー積が正である開口の点はなく、そのため、開口の部分的領域においてさえも、過剰に多くの詰め込み作用は生じない。
【００２３】
本発明のさらに別の有益な実施の形態では、回転又は運動の方向の方向ベクトルと搬送方向の方向ベクトルが、開口の真ん中における二つの方向ベクトルの交点で測定して１７０〜１８０°の角度をなしていることが規定されている。斯かる構成は、例えば、押出機がカッターコンパクタに接線方向に配置されている場合に、適用可能である。
【００２４】
過剰な詰め込み作用が生じないことを確実にするためには、距離が、コンベヤの又はスクリューのハウジングの内径の半分以上であることを規定するのが有益である。
【００２５】
さらに、この意味で、受容容器の半径の７％以上、より好ましくは２０％以上の距離を割り当てるのが有益なことがある。
【００２６】
半径方向にずれているが接線方向には配置されていない押出機の場合には、コンベヤの長手方向軸の仮想の延長線が、搬送方向とは反対方向に、受容容器の内部空間を少なくとも断片的に貫通することを規定するのが有益である。
【００２７】
これに関連して、開口が、搬送方向で後ろ側のスクリューの端面の直前に配置されていることが規定されていると、有益である。
【００２８】
長くした取り込み領域又は溝を付けたブッシュ又は大きくしたポケットを有する押出機の場合には、距離が、受容容器の半径以上であると、有益なことがある。これは、特に、コンベヤが、受容容器に接線方向に配置されている場合にあてはまる。
【００２９】
容器内で回転する部材の回転方向の逆転は、決して任意ではなく、公知の装置又は本発明による装置において、混合部材を反対方向に回転させることはできない。これは、特に、混合及び粉砕部材は、それらが一方の側のみ又は一方向のみに作用するように、非対称的に又は方向付けされて配置されているので、できないのである。もしも、正しくない方向に斯かる装置を回転させたとすると、良好な混合渦が生じず、材料の十分な粉砕又は加温が得られないであろう。その結果、各カッターコンパクタは、固定された所定の回転方向を有する。
【００３０】
これに関連して、プラスチック材料に作用し、回転又は運動の方向に向いている混合及び／又は粉砕部材の前部領域又は前端が、回転又は運動の方向に後ろ側の又は追走する領域と比較して、異なって形成され、曲げられ、設置又は配置されていることが規定されていると特に有益である。
【００３１】
ここでは、有益な構成が、プラスチック材料を粉砕しながら場合により加温もしながら回転又は運動の方向にプラスチック材料に作用する部材及び／又はナイフが、混合及び／又は粉砕部材に配置され、その際、ナイフが、特に底面に平行に配置された回転可能な支持ディスクに配置されているのが好ましいことを規定している。
【００３２】
原則として、冒頭で述べた効果は、圧縮性のスクリュー押出機と関連しているだけでなく、非圧縮性のコンベヤスクリューとも関連している。ここでも、局所的な過剰の充填は、防止すべきである。
【００３３】
さらに別の有益な実施の形態では、受容容器が、平坦な底面と、底面に対して垂直な円筒ジャケットの形状をした側壁とを有するほぼ円筒状であることが規定されている。
【００３４】
さらに、単純な構成では、回転軸が、受容容器の中心軸線と一致している。
【００３５】
さらに別の有益な実施の形態では、回転軸又は中心軸線が、底面に対して垂直又は直角に方向付けされていることが規定されている。
【００３６】
これらの特別な形態の結果として、安定した構成で単純な構造の装置において、取り込み挙動が最適化される。
【００３７】
これに関連して、最も下の混合及び／又は粉砕部材並びに／或いは開口が、底面から少しの距離に、特に受容容器の高さの下四分の一の領域に、配置されていることを規定するのも有益である。
【００３８】
さらに、混合及び／又は粉砕部材の外縁が、側壁の近くまで延びていると、処理に有益である。
【００３９】
本発明によれば、斯かる装置の作動方法も提供される。
【００４０】
ここでは、一方で、ポリマー材料の適正な混合及び処理が行われる態様で、混合及び／又は粉砕部材の回転及び／又は運動の方向は、設定されなければならず、混合及び／又は粉砕部材は、形成されなければならず又はナイフは、配置されなければならず、混合及び／又は粉砕部材は、受容容器内で、配置され方向付けされなければならない。ここでは、適正な混合渦が生じなければならず、混合及び／又は粉砕部材は、適正に材料に作用することができなくてはならない、すなわち、混合、加温及び場合により粉砕しながら材料に作用することができなくてはならない。
【００４１】
さらに、混合及び／又は粉砕部材の回転又は運動の方向は、コンベヤの又はスクリューの中心長手方向軸の仮想の延長線が、コンベヤの搬送方向と反対方向に動かされて受容容器の回転軸と交差することなしに、この回転軸を通り過ぎ、その際、コンベヤの長手方向軸が、この長手方向軸に対して同じ方向に方向付けされた又は平行な受容容器の半径に対して流出側に、又は開口の傍らを通り過ぎる混合及び／又は粉砕部材の又は開口の傍らを動かされて通り過ぎるプラスチック材料の回転又は運動の方向に、或る一定の距離だけずれているように設定されていることに注意しなければならない。その結果、上記の有益な効果が得られる。
【００４２】
この方法は、本装置に関する従属請求項の特徴を用いてさらに発展させることができる。
【００４３】
本発明のさらに別の利点及び実施の形態が、発明の詳細な説明及び添付図面から分る。
【００４４】
本発明を、図面における実施の形態の例を用いて概略的に示し、本発明を、図面を参照し、例として以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による装置の垂直方向の断面図を示している。
【図２】図１の矢印ＩＩの方向から見た若干変更された実施の形態の水平方向の断面図を示している。
【図３】より大きな半径方向のずれのあるさらに別の実施の形態を示している。
【図４】ほぼ接線方向に連結された押出機を有するさらに別の実施の形態を示している。
【図５】ほぼ接線方向に連結された押出機と屈曲した混合部材を有するさらに別の実施の形態を示している。
【図６】最新の公知の装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１に示すプラスチック材料の処理又はリサイクルのための有益な装置が、技術水準から、例えば、ヨーロッパ特許(EP)第123 771号からよく知られている受容容器又はカッターコンパクタ１を、示している。受容容器１は、平坦な底面２と、底面に対して垂直に方向付けされた円筒ジャケットの形状をした側壁９とを有する円筒状である。
【００４７】
底面２から少しの距離、底面２から側壁９の最上端まで測定した側壁９の高さの約１０〜２０％、必要に応じてそれ未満の距離に、平坦な支持ディスク１３が配置され、この支持ディスクは、底面２と平行に方向付けされ、同時に受容容器１の中心軸線でもある中心回転軸１０の回りに、矢印によって示す回転又は運動の方向１２に、回転させることができる。支持ディスク１３は、受容容器１の下に位置するモーター２１によって駆動される。支持ディスク１３の上には、ナイフ１４が配置され、これらのナイフは、支持ディスク１３と共に、混合及び／又は粉砕部材３を形成している。
【００４８】
図２に概略的に示すように、ナイフ１４は、支持ディスク１３上に規則的に配置されているのではなく、それらは、プラスチック材料に作用することができるよう、回転又は運動の方向１２に向いている前縁に、特別な態様で形成、設置又は配置されている。その結果、受容容器１内に混合渦が生じ、回転渦においては、材料が上から下へとともに回転方向１２にも渦を巻いて動かされる。したがって、斯かる装置は、混合及び粉砕部材３又はナイフ１４の特別な構成のため、所定の回転又は運動の方向１２にしか稼働させることができず、回転方向１２は、何等の処置を取ることなく又は変更なしに逆転させることができない。
【００４９】
さらに、開口８への材料の供給を改善するため、そらせ板を、容器の周辺部又は側壁９に取り付けることができる。
【００５０】
図３及び図４に示す混合及び粉砕部材３も、単に概略的に示されている。ナイフ１４は、材料に作用する前縁２２に配置されている(図３)。
【００５１】
理論的には、混合及び粉砕部材３を、規則的又は対称的に構成することも可能である。しかしながら、その場合にも、回転又は運動の方向１２は、自在に逆転させることができず、モーターに制約されて予め決まっているか、或いは受容容器１の及び／又は押出機５の取り込み領域の特殊な形態によって確定している。
【００５２】
比較のため、技術水準から公知の装置を、図６に示す。この装置は、本発明による方向にではなく、矢印１２の方向に回転する二つの高さの混合及び粉砕部材３を有している。底２の近傍には、半径方向に又は真っ直ぐに方向付けられた回転ナイフ１４が、低い方の高さに配置されている。上の高さでは、前部刃先２２を有するナイフ１４が、支持ディスク１３に配置されており、これらのナイフは、回転方向１２に向かって曲げられている又は角度が付いている。稼働の間に、これが、部材の回転の際に、所望の必要な混合渦を生じさせる。したがって、単純な回転方向１２の変更は、ここでは、正確には不可能である。
【００５３】
本発明では、単一の粉砕及び混合部材３の高さにおいて、受容容器１の側壁９に、開口又は入口又は供給開口８が形成され、この開口には、コンベヤ５のハウジング１６が連結されている。圧縮性の押出機スクリュー６が、ハウジング１６内に回転可能に取り付けられており、このスクリューは、モーター２１のシャフトによって駆動することができる。
【００５４】
混合及び粉砕部材３の外端は、側壁９の比較的近く、側壁まで半径の約５％、まで延びている。押出機５のスクリュー６及びハウジング１６は、開口８の領域で、受容容器１の内壁の輪郭に適合しており、後退している。押出機５のどの部分も受容容器１の内部空間に延び込んでいない。混合及び／又は粉砕部材３又はナイフ１４は、押出機５の中心長手方向軸線１５とほぼ同じ高さ又はレベルに位置している。しかしながら、ナイフ１４の最外端は、押出機５の端面７から十分な距離にある。
【００５５】
図面に示す例では、押出機は、常に圧縮性の単軸押出機又は一軸スクリュー押出機である。しかしながら、代わりに、二軸又は多軸押出機を備えること、又は非圧縮性のコンベヤスクリューを取り付けることも可能である。
【００５６】
稼働の間、通常プラスチック廃棄物、ボトル又はフィルムの形態をした被処理プラスチック材料が、開放供給漏斗を通って受容容器１に導入される。そのほか、受容容器１は閉じていて、少なくとも実用的真空(technical vacuum)まで排気できるようにしてもよい。導入されたプラスチック材料は、回転する混合及び粉砕部材３によって、粉砕され、混合され、その際、生じる機械的な摩擦エネルギーによって、温められ、軟化されるが、溶融はされない。受容容器１内での或る一定の滞留時間の後、軟化しているが溶融していない材料は、押出機５の取り込み領域又は開口８に導入され、そこで、材料は、スクリュー６によって捕捉され、次いで溶融される。
【００５７】
図２には、図１に非常に類似した実施の形態の押出機スクリュー６の高さにおける断面が示されている。回転軸１０と受容容器１の中心軸線とが一致しており、受容容器１の断面が円形状であることが分かる。そのほか、楕円形状又は回転軸１０の偏心した構成も可能であろう。
【００５８】
押出機５は、それ自体は公知の従来の押出機であり、押出機において、第一の帯域で、軟化したプラスチック材料が溶融され、続いて圧縮が行われ、次いで溶融物が反対側に出る。押出機５は、矢印１７の方向に搬送する。ハウジング１６及びスクリュー６は、取り込み領域において、終端側に円錐状にわずかに広くなっている。開口８は、スクリュー６の後端面７の直前に、配置されている。
【００５９】
図２に示す実施の形態では、押出機又はコンベヤ５は、受容容器１に接線方向には連結されておらず、排出側にずれている。コンベヤ５の又はスクリュー６の中心長手方向軸線１５の仮想の延長線が、コンベヤ５の搬送方向と反対方向に後ろ向きに、回転軸１０と交差することなしに、回転軸の左脇を通り過ぎて延びている。長手方向軸線１５は、この実施の形態では、長手方向軸線と同じ方向の又は平行な受容容器１の半径１１に対して、回転又は運動の方向に距離１８だけずれている。コンベヤ５の長手方向軸線１５の後ろ向きの仮想の延長線は、受容容器１の内部空間を貫通している。
【００６０】
図２における距離１８は、受容容器１の半径の約１５〜２０％に相当する。本実施の形態では、距離１８は、ほぼハウジング１６の内径の半分に相当し、したがって、可能な限り小さいずれ又は距離１８で第一の極限の場合又は極値を示し、この距離において、混合及び／又は粉砕部材３の回転又は運動の方向１２は、実際に開口８の全面に亘って、少なくともわずかにコンベヤ５の搬送方向１７の反対方向に方向付けられている。「反対に方向付けられた」又は「反対の方向に」の語は、ここでは、以下に詳細に説明するように、鋭角にならないベクトルの互いに対するあらゆる方向付けを意味する。
【００６１】
言い換えれば、混合及び／又は粉砕部材３の回転の円に対して接線方向に又は開口８を通り過ぎるプラスチック材料に対して接線方向に方向付けされ、混合及び／又は粉砕部材３の回転又は運動の方向１２に向いた回転方向１２の方向ベクトル１９と、中心長手方向軸１５と平行な搬送方向に延びるコンベヤ５の搬送方向の方向ベクトル１７とのスカラー積が、開口８の各個の点において又は開口８の直前の領域において、何れの場所においてもゼロ又は負であり、どこでも正ではない。
【００６２】
図２において、開口８の最上流端に位置する最上流極限値点２０において、スカラー積は、ぴったりゼロである。図２の点２０で測定した搬送方向の方向ベクトル１７と方向ベクトル１９との間の角度αは、ぴったり９０°である。開口８に沿って左に、すなわち、さらに回転方向１２に移動すると、角度αは、次第に大きくなり、鈍角を形成し、同時にスカラー積は負になる。しかしながら、開口８のどの点又は領域においても、スカラー積は正ではない、又は角度αは９０°未満ではない。その結果、局所的な過剰供給は、開口８の部分的な領域においてさえ生じ得ない又は有害な過剰な詰め込み作用は、開口８のいかなる領域においても生じ得ない。そのため、半径方向の配置と比較して決定的な差異もあるのは、押出機５の半径方向の配置の場合には、点２０又は縁２０は、角度α＜９０°を示し、半径１１の右傍ら或いは上流又は入口側に位置する開口８の領域は、正のスカラー積を有するであろうからである。その結果、これらの領域において、局所的に溶融したプラスチック材料が蓄積することがある。
【００６３】
図３には、別の実施の形態が示されており、この実施の形態では、コンベヤ５が、図２の実施の形態よりも、さらに半径方向に排出側にずれており、距離１８は、それに応じてより大きい。点２０で測定した角度αは、約１４５°であり、このことは、図２の装置と比較して詰め込み作用がさらに少なくなることに帰着し、これが、或る敏感なポリマーに関して、さらにより有益なことがある。受容容器１から見て右側のハウジング１６の縁は、受容容器１に接線方向に取り付けられており、ここでは、図２とは対照的に、材料が捕捉されることのある円錐台状の移行端部が形成されていない。
【００６４】
図４には、さらに別の実施の形態が示されており、この実施の形態では、押出機５が、受容容器１に接線方向に連結されている。点２０で測定した方向ベクトル１９と方向ベクトル１７との間の角度αは、約１６０°であり、この角度は最大に近い。この実施の形態の場合には、コンベヤ５の長手方向軸１５の後ろ向きの仮想の延長線は、もはや受容容器１の内部空間を貫通せずに、内部空間の傍らを通り過ぎて延びている。距離１８は、さらに大きくなっており、この距離は、受容容器１の半径よりもさらに大きい。したがって、押出機５は、外側にポケット状の拡張部にずれている又は取り込み領域の奥行きがわずかにより大きくなっている。方向ベクトル１９と方向ベクトル１７との間の角度βは、図４には記載されておらず、開口８の中央又は中心で測定され、約１７５°である。図４による装置は、相対的に最小の詰め込み作用を有する第二の極限の場合又は極値を提示している。斯かる構成では、特に無圧(pressure-less)供給が可能であり、斯かる装置は、特に溶融領域近くで処理される敏感な材料又は長いストリップの形態の材料に関して有益である。
【００６５】
図５は、接線方向に連結された押出機５と、支持ディスク１３上の屈曲した相互にずれたナイフ又は部材１４とを有するさらに別の実施の形態を示しており、この実施の形態では、回転の方向１２に見て前部刃先２２が、材料の粉砕と加温を行う。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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