(57)【要約】【課題】ペットボトル等のプラスチック容器、特に肉厚の大型容器を効果的に圧縮・減容する。【解決手段】一対の圧縮ロール１０．１０’の少なくとも一方のロールを他方に対して間隔を調整可能に設け、その上方にプラスチック容器類の供給手段及びこれらを一対のロール間に向けて押し込む押圧手段３０を設けてなり、該押圧手段の押し込み動作に協働して上記一対の圧縮ロール間隔を拡大し、次いでロール間隔を縮小しつつ該ロールの回転によりプラスチック容器類を圧縮することにより、プラスチック容器とロール接触間隔を広げて撓みやすく、且つ押圧力による摩擦力を効果的にロール間隙方向に向けて働かせる。さらに、上記押圧手段を、一対の圧縮ロール軸に平行に複数分割して配置されたラムにより交互に押し込み動作を行って、処理効率を向上する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の圧縮ロールの少なくとも一方のロールを他方に対して間隔を調整可能に設け、その上方にプラスチック容器類の供給手段及びこれらを一対のロール間に向けて押し込む押圧手段を設けてなり、
該押圧手段の押し込み動作に連動して上記一対の圧縮ロール間隔を拡大し、次いでロール間隔を縮小しつつ該ロールの回転によりプラスチック容器類を圧縮することを特徴とする、
プラスチック容器類の圧縮減容装置。
【請求項２】
上記押圧手段を、一対の圧縮ロール軸に平行に複数分割して配置されたラムにより構成、これら複数のラムを交互に押し込み動作可能としたことを特徴とする、
請求項１記載のプラスチック容器類の圧縮減容装置。
【請求項３】
上記プラスチック容器類が、廃ペットボトルであることを特徴とする、
請求項１又は２記載のプラスチック容器類の圧縮減容装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、いわゆるペットボトルなどのプラスチック容器のリサイクルに於ける減容処理に関する。
【０００２】
【従来の技術に於ける問題点】
ペットボトルなどのプラスチック容器は、軽量であって比較的強度があり、しかも材質的に安定して無味無臭であり、ガス透過性がないため内容物が酸化したり変質することがなく、食料品、飲料の貯蔵容器として広く普及を見ている。
しかしながら、これらの容器としての優れた特徴は、その使用後に回収する際には、逆に大きな問題となる。
すなわち、これらの容器は軽量であるため使用済み容器の収集移送に際して、容器をそのままの形態で回収すると嵩張るために消費地からリサイクル施設までの間の集積地やトラックなどの移送手段において実質上採算の取れる扱い量とならない。
このため使用済みのプラスチック容器を潰すなどして容積を減らし、嵩比重を大きくすることによってこれらの効率を向上する、いわゆる減容処理が種々試みられている。
これら減容処理手段として、機械的に圧縮するもの、加熱軟化して潰す方法、或いは機械的に破砕する方法などがある。
例えば、機械的な圧潰による方法として、下記の方法が提案されている。
【０００３】
【従来技術】
【特許文献１】特開平１０−１５１６２５号公報
【特許文献２】特開平２００２−２９２６３０号公報
これらの方法においては、一対の圧縮用ロールの間に廃ペットボトルを供給して、ロールの回転により連続的に圧縮・圧潰して、減容することができるとしている。
しかしながら、これらの方法によって実際に減容処理を行ってみると、一対のロール間に供給されたペットボトルはロールに当たるとロール表面で滑り、或いは弾かれてしまい、スムーズに噛み込まれないという現象が生じる。
このような現象は、プラスチック製空容器でもその材質や形状によって異なり、例えば、マヨネーズなどの容器に用いられる比較的軟質のポリエチレンや軟質の塩化ビニールなどのプラスチック材の場合には、スムーズにロール間に噛み込まれるため、連続的処理に於いてもこのような問題は比較的少ない。
一方、比較的硬質のプラスチック、特にペットボトルなどの空き容器の場合には、軽く、硬質である上に弾力性、靭性に優れた材質のため、これらの一対の圧縮ロール間に噛み込まれ難く、弾かれてしまうため効率よく圧縮することが困難であり、また圧縮ロール間で圧縮しても、その弾力性、靭性のため復元するスプリングバックを生じて効果的に減容処理を行うことができない。
【０００４】
【従来技術】
【特許文献３】特開平９−３２７８２３号公報
【特許文献４】特開平１０−１９３３５７号公報
特許文献３記載の方法は、シリンダー状のケーシング中でプラスチック空き容器をピストンにより圧縮する方法であり、また特許文献４記載の方法では、同様にプレスにより押しつぶして、いわゆるスプリングバックをも防止することが記載されている。
しかしながら、これらの方法では圧縮・圧潰工程がバッチシステムで効率的でなく、一括してある程度の処理量を達成できるが、よほどの加圧力を加えても十分に圧縮することは困難であって、スプリンバックによるかなりの程度の容積の復元は避けられない。
【０００５】
また、これらの機械的な方法に対して、加熱により軟化させて減容することも提案されている。
【従来技術】
【特許文献５】特開平７‐１２４９４９号公報
上記特許文献５などに代表される方法によれば、廃ペットボトルは融点近傍にまで加熱されて軟化した状態で容易に圧縮され、冷却後その形状のままでスプリングバックを生じることも無いとしている。しかしながら、圧縮装置に加えて加熱するための設備を必要とし、加熱エネルギーのためコストが嵩むほか、冷却を待って次工程に移る必要があるため、処理効率は向上できない。
【０００６】
このようなことから、処理効率の良いロールによる機械的な圧縮方法に加えて、効率よく圧縮・減容処理を行うため、種々の試みがなされており、例えば、一回の工程で圧縮せず、本圧縮工程の前に予備圧縮装置を設けることにより、本圧縮工程の負荷を低減して効率を向上することが提案されている。
【従来技術】
【特許文献６】特開平１１‐５８０８５号公報
特許文献６記載の方法は、このような例であって、予備圧縮工程において一旦扁平に圧縮されたペットボトルは、本圧縮工程の圧縮プレス装置からなる減容機本体によって十分に圧縮されるとしている。
上記予備圧縮装置では、一対の圧縮ロール間でプラスチック空き容器を圧縮する構成を採らず、受け入れホッパー底面に導かれたペットボトルに対して押圧ローラで押圧して圧縮することにより、上記したペットボトルが圧縮手段から弾きだされることを回避し、さらに、押圧ローラを受け入れホッパー底面に対して近接・離間方向に往復動させる構成を採用することにより、大径のペットボトルをもこれらの間に入り込みやすくしている。
【０００７】
しかしながら、リサイクル過程に於ける処理効率を向上するという課題からすれば、これらの予備圧縮工程を付加する構成は、設備上の負担が大きく、また本圧縮工程でバッチシステムのプレス工程を要することから、処理効率は向上できない。
また、このような受け入れホッパーなどの固定ガイド手段との間で押圧ロールにより圧縮する構成では、ペットボトルなどの空き容器をスムーズに噛み込ませ、ある程度の圧縮・偏平化はできてもスプリングバックを抑制するに十分な圧縮効果は期待できない。
【０００８】
ペットボトルの材料とされているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等の硬質の樹脂は、その性質として、軽量であると共に硬度が高く、靭性に富み、且つこれらの性質から弾発力が強く、圧潰した状態としても、圧力を除くと直ちに反発して復元しようとし、いわゆるスプリングバック現象が著しい。このため、単に加圧して圧縮したのみでは、例え一旦内容積のない平坦な状態に容器を圧潰しても、圧力を除くとその幾分かは復元してしまうため効果的に減容することはできない。
またロールで圧縮する場合には、ペットボトルの硬度が高いため、ロールに噛み込む前に、ロール表面を滑って、弾かれてしまう。特に１リットル以上の大型のペットボトルは肉厚が大きいために弾発力もあり、一層この傾向が強く、ロールに噛み込みをさせるため歯を設けたりするが、歯の先端に対して同じように器壁が撓んで滑る傾向がありこれら大型ボトルや肉厚のタイプに対しては効果的に噛み込ませることが困難である。
また、これらの傾向は、ペットボトルが軽量であることから、単に移送してローラ間に送り込むのみでは、ローラに接触する時の僅かな力で反発してしまい、弾かれる原因となっている。
これに対して、廃プラスチック容器を圧縮ロールに向けて押し込むラムなどの手段を設けることが考えられるが、容器が細い口部から送られる場合はともかく、その円筒形の胴部がロールに平行になっていたり、低部から送り込まれる場合には、押し込む力を単に加えたのみではその表面の滑りを止めることはできない。
【０００９】
上記特許文献６記載の方法において予備圧縮工程として上記の工程である程度圧潰した後、減容機本体に於いて上記の予備圧縮工程を経たペットボトルを纏めて油圧シリンダにより圧縮しているのはこのような事情によるのである。
しかしながら、このような構成では、ある程度硬度のあるプラスチック容器に対して十分な圧縮力を加えることは不可能であり、本提案も次の破砕工程に送るための予備圧縮工程としている。
これらの、ペットボトル等のプラスチック容器の減容処理が多くの場合、先に述べたように、移送、集積工程に先立って行われることからすると、減容処理設備は、より簡便で、コンパクトであることが求められるのであり、これらの設備はいずれもこれらの要請に応え難い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ペットボトル空き容器、特に肉厚の大型容器に対して効果的に圧縮・圧潰して、減容処理する。この処理により、圧潰されたペットボトルからの材質の異なる蓋やラップシートの分離を容易にし、次工程の破砕工程を効果的に行うことを可能とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
一対の圧縮ロールの少なくとも一方のロールを他方に対して間隔を調整可能に設け、その上方にプラスチック容器類の供給手段及びこれらを一対のロール間に向けて押し込む押圧手段を設けてなり、
該押圧手段の押し込み動作に連動して上記一対の圧縮ロール間隔を拡大し、次いでロール間隔を縮小しつつ該ロールの回転によりプラスチック容器類を圧縮することを特徴とする、
プラスチック容器類圧縮減容装置であり、
さらに、上記押圧手段を、一対の圧縮ロール軸に平行に複数分割して配置されたラムにより構成、これら複数のラムを交互に押し込み動作可能としたことを特徴とする、プラスチック容器類圧縮減容装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明においては一対の圧縮ロールを用いることにより、廃ペットボトルをスプリングバックを実質上生じない程度に圧縮・圧潰可能とするが、単に一対の圧縮ロール間にペットボトルを送り込んで、噛み込ませるのみでは上記したとおり、ロールに対して接触した時点で弾かれやすく、容易に送り込むことができない。
この状態を図１（１）、（２）に示すように模式的にロール構成によって説明すると、圧縮ロール１０，１０’の間に供給されたプラスチック容器５を圧縮して潰す力は、ロールとの接点で働く摩擦力によるもので、２つのロールとの接点の間で容器器壁を撓ませる方向に作用する。しかしながら、前述のようにプラスチック空き容器は軽量であるため自重によるのみでは接触圧が小さく、十分な摩擦力が得られない。
そこで、ロールに向けて容器を押圧する押し込み手段３０を設けることが考えられるが、図で明らかなように容器に向けて押圧力を作用させても、ロールに接する２点で支持されているプラスチック容器は撓み変形して偏平５’となると却って滑りやすくなる。
この作用は、容器の寸法がロール径に対して大きくなるにつれて著しくなり、大径・肉厚のペットボトルなどでは、このような押圧手段を設けてもスムーズにロールに噛み込ませる効果は得られない。
本発明においては、このような押圧手段と協働するロール間隔拡大調整機構を設けることによって、上記押圧手段による撓み変形による偏平化を抑制し、容器器壁の接点間の撓みによる変形、すなわち圧縮・圧潰作用に利用することにより、これら大径のプラスチック容器を効果的に圧縮するものである。
【００１３】
すなわち、ロール間隔を拡大することによって、大径プラスチック容器に対しても容器に対する接点間隔が拡大して大きな曲率で圧縮できると共に押圧手段の押し込み力が働くとプラスチック容器は先ずロールに沿って撓み、接触面積が増すとともにそれに伴い増大した摩擦力が一対のロール間隙方向に向かって働くため、図１（２）に示すようにロール間隙方向に向かって撓み変形５０、５１が進行し、ロール間隔を縮小するにつれて速やかに圧縮過程に移行する。
以上の機構は、プラスチック容器が円筒形断面であって、その側面で圧縮ロールに接する状態を例として説明したが、これらのプラスチック容器が口部から押し込まれる場合はもちろん、一対のロール間に容器底部から送り込まれる場合に於いても、基本的なメカニズムには変わりはない。
【００１４】
さらに、これらの押圧手段をロール軸に沿って複数配置し、これらを交互に作動させてプラスチック容器を一対のロールに向けて押圧することにより、より一層効果的にプラスチック容器の供給、圧縮工程を促進することができる。
プラスチック容器をロールに供給するためには、これらの押圧手段を一旦上昇させて、その作動領域を空ける必要があるが、このように圧縮過程初期にある時に押圧手段を上昇させると、プラスチック容器ははじき出されてしまい、再度押圧工程から進行させなくてはならない。  また、纏めて一気に圧縮工程を進行させることは負荷が大きく、効率的ではない。
本発明に於いては、エアシリンダーや油圧シリンダーなどで駆動されるラムなどの押圧手段を、ロール軸に沿って複数配置し、これらを交互に作動させることにより、連続的に、且つ効果的に処理をすることができる。
【００１５】
以下、本発明の具体的構成例を図２（１）、（２）に示す。
一対のロール１０，１０’をロール軸支持装置をエアシリンダー若しく油圧機構２０等により相互に間隔を拡大・縮小可能となるように設ける。
一対のロール上方からプラスチック空き容器５、５を供給し、同じくエアシリンダ、油圧シリンダ機構などで駆動されるラムなどの押圧手段３０を配置する。
一対のロール間に供給されたプラスチック容器は、上方からラム３０によりロールに向けて押圧される。
そのままであると、プラスチック容器は偏平に変形するのみであるが、この押圧力に協働してロール間隔を拡大すると、上述のとおり容器とロールとの接点間の距離が大きくなって容器壁が撓みやすくなると共に、押圧力により強まった摩擦力がロールの回転に伴って効果的に働き、容器を圧縮することができる。
ラムによる押圧力は、このようにロール間隔を広げて接点間の間隔を大きくすることによって容器壁を撓みやすくするが、同時に押圧力による変形は、容器をロールに向けて押し付け、接触面積を広げることによっても一層摩擦力を発揮させることができるため効果的に圧縮過程が進行する。
このような構成において、さらにロール上に歯列を形成するなどの手段によってさらに効率的な噛み込み、圧縮作用を発揮することができる。
【００１６】
上記ラムなどのプラスチック容器押圧手段３０をロール軸に沿って複数、３基配置した図示の例では、ベルトコンベア等で供給されたプラスチック容器は、押圧手段によってロールに向けて押し込まれ、同時にその押圧動作に同調してロール間隔を拡大する。
種々試みた結果、径３０ｃｍのペットボトルに対して、ロール間隔１５〜１６ｃｍとし、ロールにより圧縮しながら漸次ロール間隔を狭めてほぼプラスチック容器の肉厚程度まで狭めて、ロールにより圧縮する。
このロールの拡大した間隔は、処理対象とするプラスチック容器の径によって異なり、径１０ｃｍ程度の小径のものに対しては、拡大する間隔はより小さく、また、圧縮するためのロール間隔はその肉厚に応じて小さくなる。
【００１７】
図において、供給ホッパー２５内のプラスチック容器は、３基のラムとロールとの間に供給され、３基のラムが交互に上昇・下降してプラスチック容器の受け入れと押し込み動作を繰り返す。
圧縮されたプラスチック容器は、一対のロール間下方の排出ホッパーに受けて、次工程若しくは貯留容器などに向けて排出される。
本発明においては、一対の圧縮ロールを用いて連続的にペットボトルを圧縮するため効率よく圧縮することが可能であり、一対のロール間で圧縮するため圧縮効果が大きく、スプリングバックのない処理形態となって減容効果が大きい。
【００１８】
図３に本発明のプラスチック容器圧縮装置の全体構成を表す。
図において、一対のロール１０，１０’は、相対して回転するように駆動され、その一方の１０’はロール軸支持機構と共に基台上をエアシリンダ２０などによって他方のロールに向けて移動可能に構成されている。
一対のロール間には上方からプラスチック空き容器５，５を供給するベルトコンベア４０が配置され、連続的に処理容器を供給する。
ロール上方にはさらにエアシリンダ又は油圧シリンダ３１により駆動されるラム３０が設けられ、ロール間に供給されたプラスチック容器を一対のロールに向けて押し込む。
２６は、圧縮されたプラスチック容器を受ける排出ホッパーである。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、加熱装置や予備圧縮機構などの付加的な構成を必要とせず、比較的簡単な構成によって、効果的な減容処理が可能となるものであって、これらのリサイクルシステムに於いて求められる、移送・集積過程に於ける設置条件を満たすものであるから、これら環境への負荷を低減し、また社会的な要請を深めつつあるリサイクルシステムの普及に資することが期待され、これらの分野を通して産業の発展に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラスチック圧縮機構を示す説明図である。
【図２】本発明のプラスチック容器圧縮装置要部説明図。
【図３】本発明のプラスチック容器圧縮装置の全体構成図。
【符号の説明】
１０、１０’    圧縮ロール
２０  エアシリンダ
２５  供給ホッパー
２６  排出ホッパー
３０  ラム
３１  エアシリンダ
４０  ベルトコンベア
５、５’、５’’    ペットボトル
５０、５１  圧縮変形部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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