(57)【要約】【課題】効率よくペットボトルからキャップおよびラベルを分離すると共にペットボトルの容積を低減すること。【解決手段】液体を貯留する内部空間を画成する本体部分６１と、本体部分に連結され内部の液体を取り出すための開口部を画成する頸部６２とを有するペットボトル６０を中心軸線Ｏに対して横断方向に圧潰し、圧潰されたペットボトル６０を中心軸線Ｏに沿って切断する。【選択図】　　　図１
2004106073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する内部空間を画成する本体部分と、前記本体部分に連結され内部の液体を取り出すための開口部を画成する頸部とを有するプラスチック容器をその中心軸線に沿って切断して半割にするプラスチック容器の切断装置において、
前記プラスチック容器の本体部分を前記プラスチック容器の中心軸線に対して横断方向に圧潰する圧潰部と、
前記圧潰されたプラスチック容器を中心軸線に沿って切断する切断部とを具備するプラスチック容器の切断装置。
【請求項２】
前記圧潰部は、進行方向に狭くなる経路と、前記経路に沿って前記プラスチック容器を押し進める駆動装置とを具備する請求項１に記載のプラスチック容器の切断装置。
【請求項３】
前記切断部は、前記経路の出口に配設された回転カッターを具備する請求項３に記載のプラスチック容器の切断装置。
【請求項４】
前記回転カッターは前記経路内における前記プラスチック容器の移動方向に関して横断方向に両側に配設された第１と第２の回転部材を具備する請求項４に記載のプラスチック容器の切断装置。
【請求項５】
前記第１の回転部材は前記経路の中心軸線を含む平面内に配置されており、前記第２の回転部材は、前記第１の回転部材を挟んで両側に配置された一対の回転部材を具備する請求項５に記載のプラスチック容器の切断装置。
【請求項６】
前記第１の回転部材が前記プラスチック容器を中心軸線に沿って切断する切刃を有し、前記第２の回転部材は前記プラスチック容器の本体部分に係合して前記プラスチック容器を保持しつつ前記プラスチック容器を送る爪部材を具備する請求項６に記載のプラスチック容器の切断装置。
【請求項７】
液体を貯留する内部空間を画成する本体部分と、前記本体部分に連結され内部の液体を取り出すための開口部を画成する頸部とを有するプラスチック容器をその中心軸線に沿って切断して半割にするプラスチック容器の切断方法において、
前記プラスチック容器の本体部分を前記プラスチック容器の中心軸線に対して横断方向に圧潰する工程と、
前記圧潰されたプラスチック容器を中心軸線に沿って切断する工程とを具備するプラスチック容器の切断方法。
【請求項８】
前記プラスチック容器を圧潰する工程は、進行方向に狭くなる経路に沿って前記プラスチック容器を押し進めることにより行われる請求項８に記載のプラスチック容器の切断装置。
【請求項９】
液体を貯留する内部空間を画成する本体部分と、前記本体部分に連結され内部の液体を取り出すための開口部を画成する頸部と、前記本体部分の外側面に取付けられたラベルとを有するプラスチック容器からラベルを取り外す方法において、
前記プラスチック容器の中心軸線に沿って前記本体部分、頸部、ラベルを切断し、前記プラスチック容器を半割にする工程を含むプラスチック容器からラベルを取り外す方法。
【請求項１０】
前記切断工程の前に前記プラスチック容器の本体部分を前記プラスチック容器の中心軸線に対して横断方向に圧潰する工程を含む請求項１０に記載のプラスチック容器からラベルを取り外す方法。
【請求項１１】
前記プラスチック容器を圧潰する工程は、進行方向に狭くなる経路内に前記プラスチック容器を導入し、前記経路に沿って前記プラスチック容器を押し進めることにより行われる請求項１１に記載のプラスチック容器からラベルを取り外す方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック容器の切断装置および方法並びにプラスチック容器からラベルを取り外す方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミネラルウォータその他の飲料用のプラスチック容器として所謂ペットボトルが一般に使用されている。ペットボトルは、飲料を貯留する本体部分、該本体部分に連結されて飲料を取り出すための開口部を画成する頸部から成る。前記頸部の外周面には雄ねじが形成されており、ペットボトルが流通段階にあるときには、前記雄ねじに螺合するキャップにより開口部が閉じられ、また、本体部分の外側面には貯留されている飲料等を表示するためのラベルが取付けられている。
【０００３】
近時、飲料等の販売形式としてペットボトルを使用することが一般化するにつれ、使用済みペットボトルが廃棄物として大量に発生し、その処理方法としてペットボトルを再資源化することが法制化されている。典型的に、ペットボトルは飲料等を貯留する本体部分がポリエチレンテフタレートから成形され、キャップがポリエチレンやポリプロピレン等のプラスチック材料から形成され、ラベルがポリスチレン等のプラスチック材料から形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ペットボトルを再資源化するためには、キャップおよびラベルを本体部分から除去する必要がある。そのために、キャップおよびラベルをペットボトルから取り外してリサイクルのために廃棄することが条例等により定められているが、キャップおよびラベルが取付けられた状態で回収されることが多い。キャップは手作業によっても比較的取り外し易いが、ラベルは硬くはさみやナイフ等の道具を用いなければ取り外すことが難しい。また、ペットボトルは非常に嵩容積が大きく、回収されたペットボトルを更に再資源化のための処理施設へ運搬するためにコストが高くなる問題がある。こうした問題を解決するために種々の装置が提案されているが、これまで提案されている装置は、非常に大がかりで複雑でありながら、効率よくペットボトルからキャップおよびラベルを分離しながらペットボトルの容積を小さくすることに成功していない。
【０００５】
本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、効率よくペットボトル等のプラスチック容器からキャップおよびラベルを分離すると共に、ペットボトルの容積を低減することのできるペットボトルの切断装置および方法並びにペットボトルからラベルを取り外す方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、液体を貯留する内部空間を画成する本体部分と、前記本体部分に連結され内部の液体を取り出すための開口部を画成する頸部とを有するプラスチック容器をその中心軸線に沿って切断して半割にするプラスチック容器の切断装置において、
前記プラスチック容器の本体部分を前記プラスチック容器の中心軸線に対して横断方向に圧潰する圧潰部と、前記圧潰されたプラスチック容器を中心軸線に沿って切断する切断部とを具備するプラスチック容器の切断装置を要旨とする。
【０００７】
本発明の他の特徴によれば、液体を貯留する内部空間を画成する本体部分と、前記本体部分に連結され内部の液体を取り出すための開口部を画成する頸部とを有するプラスチック容器をその中心軸線に沿って切断して半割にするプラスチック容器の切断方法において、
前記プラスチック容器の本体部分を前記プラスチック容器の中心軸線に対して横断方向に圧潰する工程と、前記圧潰されたプラスチック容器を中心軸線に沿って切断する工程とを具備するプラスチック容器の切断方法が提供される。
【０００８】
更に本発明によれば、液体を貯留する内部空間を画成する本体部分と、前記本体部分に連結され内部の液体を取り出すための開口部を画成する頸部と、前記本体部分の外側面に取付けられたラベルとを有するプラスチック容器からラベルを取り外す方法において、
前記プラスチック容器の中心軸線に沿って前記本体部分、頸部、ラベルを切断し、前記プラスチック容器を半割にする工程を含むプラスチック容器からラベルを取り外す方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本実施形態ではペットボトルを一例として説明するが、本発明は他のプラスチック容器にも適用可能である。
先ず、図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態による切断装置１０により切断すべきプラスチック容器としてのペットボトル６０は、飲料等の液体を貯留するための内部空間を画成する本体部分６１と、本体部分６１に連結され内部の液体を充填し、また、取り出すための開口部を画成する頸部６２とを有している。前記開口部は、頸部６２の外周面には雄ねじが一体成形され、該雄ねじに螺合する雌ねじを有したキャップ６４により閉鎖される。また、頸部６２には、キャップ６４を最初に取り外したときに、流通段階においてキャップ６４と一体的に連結されていたカラー６６が残る。更に、本体部分６１の外側面にはペットボトル６０に貯留されている商品としての飲料等の液体、該液体の製造者等を表示するためのラベル６８が取付けられている。典型的には、ペットボトル６０は、本体部分６１および頸部６２がポリエチレンテフタレートから成形され、キャップ６４およびカラー６６はポリエチレンやポリプロピレン等のプラスチック材料から形成され、ラベル６８はポリスチレン等のプラスチック材料から形成されている。なお、図１では、ペットボトル６０の長手の中心軸線が参照符号Ｏにより指示されている。
【００１０】
次に、図１〜図３を参照すると、切断装置１０は、互いに平行に離間配置された一対の枠板１２ａ、１２ｂを有しており、該枠板１２ａ、１２ｂの間に、ペットボトル６０を長手の中心軸線に関して横方向に圧潰する圧潰部と、該圧潰部において圧潰されたペットボトル６０をその長手の中心軸線に沿って切断し半割にする切断部とが配設されている。前記圧潰部は、支持棒１８ａ、１８ｂにより枠板１２ａ、１２ｂの間に固定された上押圧部材１４ａ、１４ｂと、上押圧部材１４ａ、１４ｂの下方において支持棒１８ｃ、１８ｄ、１８ｅにより枠板１２ａ、１２ｂの間に固定された下押圧部材１６ａ、１６ｂとを有している。図１から理解されるように、上押圧部材１４ａ、１４ｂと、下押圧部材１６ａ、１６ｂとは、下流側（図１において左方）に収斂するテーパ状の経路を形成している。
【００１１】
前記圧潰部は、更に、上押圧部材１４ａ、１４ｂと下押圧部材１６ａ、１６ｂの各々の周囲を巡るように張り渡された上チェーン２６ａ、２６ｂおよび下チェーン３６ａ、３６ｂを具備している。より詳細には、上チェーン２６ａ、２６ｂは、上押圧部材１４ａ、１４ｂの上下面に接するように、上スプロケット２２ａ、２４ａ；２２ｂ、２４ｂの間に張架されており、下チェーン３６ａ、３６ｂは、下押圧部材１６ａ、１６ｂの上下面に接するように、下スプロケット３２ａ、３４ａ；３２ｂ、３４ｂの間に張架されている。また、上スプロケット２４ａ、２４ｂ；２２ａ、２２ｂは、回転軸２８ａ、２８ｂと共に回転するように同回転軸２８ａ、２８ｂに取付けられており、回転軸２８ａ、２８ｂは軸受け装置４２ａ、４２ｂ；４８ａ、４８ｂにより枠板１２ａ、１２ｂに回転自在に支持されている。同様に、下スプロケット３４ａ、３４ｂ；３２ａ、３２ｂは、回転軸３８ａ、３８ｂと共に回転するように同回転軸３８ａ、３８ｂに取付けられており、回転軸３８ａ、３８ｂは軸受け装置４４ａ、４４ｂ；４８ａ、４８ｂにより枠板１２ａ、１２ｂに回転自在に支持されている。
【００１２】
本実施形態による切断装置１０は、更に、前記圧潰部の下流、つまり前記経路の出口に配設された切断部を具備している。前記切断部は、プラスチック容器６０の移動方向に関して横断方向に上側と下側に配置された第１と第２の回転部材５０、５２（図４、５参照）から成る回転カッターを具備している。より詳細には、第１の回転部材５０は上押圧部材１４ａ、１４ｂに隣接して配置され、上スプロケット２４ａ、２４ｂのための回転軸２８ａと共に回転するように、同回転軸２８ａに取付けられている。同様に、第２の回転部材５２は、下押圧部材１６ａ、１６ｂに隣接して配置され、下スプロケット３４ａ、３４ｂのための回転軸３８ａと共に回転するように、同回転軸３８ａに取付けられている。また、特に第２の回転部材５２は、回転軸３８ａに取付けたときに軸方向に離間された一対の回転部材５２ａ、５２ｂから成り、図２〜図５に示すように、第１の回転部材５０は、第２の回転部材５０のための回転軸３８ａの上方において、一対の回転部材５２ａ、５２ｂの間で、かつ、第２の回転部材５２に対して一部が重なり合うように配置される。
【００１３】
ここで図６を参照すると、第１の回転部材５０は、その外周部分に放射状に配置された複数の突起を有しており、該突起において回転方向Ｒ０に関して前縁となる部分には切刃５０ａが形成されている。図７を参照すると、第２の回転部材５２は、回転部材５２ａ、５２ｂの各々の外周部分に係合爪として放射状に配設され先端が鋭利に形成された複数の突起５５を有している。
【００１４】
再び図３を参照すると、回転軸２８ａの一端、図３において右端、には駆動スプロケット５４が該回転軸２８ａと共に回転するように取付けられており、駆動スプロケット５４には電動モータ等の回転動力源（図示せず）に連結された駆動チェーン５６が係合している。図３において回転軸２８ａの左端には歯車５８ａが回転軸２８ａと共に回転するように取付けられており、回転軸３８ａの左端には回転軸３８ａと共に回転するように歯車５８ｂが取付けられている。歯車５８ａ、５８ｂは互いに係合しており、駆動チェーン５６、駆動スプロケット５４を介して前記回転動力源から回転軸２８ａに伝達された回転駆動力が回転軸３８ａに伝達されるようになっている。これにより、第１と第２の回転部材５０、５２は、図１および図５〜図７において矢印Ｒ０、Ｒ１で示すように、互いに反対方向に回転する。第１と第２の回転部材５０、５２の回転方向Ｒ０、Ｒ１は、両者間に給送されたペットボトル６０を下流側に巻き込む方向とする。また、好ましくは、切刃を有した第１の回転部材５０が第２の回転部材よりも速く回転するように、歯車５８ａ、５８ｂの歯の数を選択する。一例として、歯車５８ａ、５８ｂの歯数の比は１：２である。
【００１５】
本実施形態による切断装置１０は、更に、前記圧潰部の上流、つまり前記経路の入口に配設されたペットボトル導入部を具備している。本実施形態において、前記ペットボトル導入部は、前記経路内でのペットボトル６０の移動方向に関して横方向に配置された一対の板部材から成るシュート４０ａ、４０ｂを具備している。シュート４０ａ、４０ｂは、ペットボトル６０を切断装置１０の上方から受け、該ペットボトル６０の長手の中心軸線Ｏを前記経路内のペットボトル６０の移動方向に概ね合致させて、重力の作用によりペットボトル６０を前記圧潰部の経路内に給送する。
【００１６】
以下、本実施形態の作用を説明する。
先ず、前記回転動力源を作動させ、駆動チェーン５６、駆動スプロケット５４を介して回転軸２８ａに回転駆動力を伝達する。これにより、回転軸２８ａに取付けられている第１の回転部材５０および上スプロケット２４ａ、２４ｂが回転する。上スプロケット２４ａ、２４ｂが回転することにより、上チェーン２６ａ、２６ｂが図１において矢印Ｒ２で示す方向に回転する。回転軸２８ａの回転駆動力は歯車５８ａ、５８ｂを介して回転軸３８ａに伝達され、これにより、第２の回転部材５２および下スプロケット３４ａ、３４ｂが回転する。下スプロケット３４ａ、３４ｂが回転することにより、下チェーン３６ａ、３６ｂが図１において矢印Ｒ３で示す方向に回転する。
【００１７】
この状態で、切断すべきプラスチック容器としてのペットボトル６０は、切断装置１０の上方から先ずシュート４０ａ、４０ｂに投入される。シュート４０ａ、４０ｂへのペットボトル６０の投入は、切断装置１０の操作者または作業者の手により行っても、或いは、切断装置１０が設置される、例えばペットボトルのためのリサイクルセンター、回収施設、処理施設に設置されるホッパ等の自動投入装置により行っても良い。シュート４０ａ、４０ｂは下流側に次第に拡開した開口部４１を形成しており、該開口部４１からペットボトル６０は前記圧潰部の経路の一部を形成する下押圧部材１６ａ、１６ｂの上に順次給送される。その際、開口部４１が下流側に次第に拡開するように形成されているために、ペットボトル６０は、その長手の中心軸線Ｏが、前記経路内でのペットボトル６０の移動方向に概ね合致するように下押圧部材１６ａ、１６ｂの上に落下する。なお、図１では、ペットボトル６０は、経路内の移動方向に関してキャップ６４を前側に配置されているが、本発明はこれに限定されず、ペットボトル６０はキャップ６４が後側となるように下押圧部材１６ａ、１６ｂの上に落下させてもよい。
【００１８】
下押圧部材１６ａ、１６ｂの上に落下したペットボトル６０は、図１において矢印Ｒ３で示す方向に回転する下チェーン３６ａ、３６ｂにより圧潰部の経路内を図１において左方に移動する。下チェーン３６ａ、３６ｂにより経路内を移動するペットボトル６０は、矢印Ｒ２の方向に回転する上チェーン２６ａ、２６ｂと出会い、上下チェーン２６ａ、２６ｂ；３６ａ、３６ｂにより、圧潰部の経路に沿って下流方向に押し込められる。つまり、本実施形態では、上下チェーン２６ａ、２６ｂ；３６ａ、３６ｂがペットボトル６０のための駆動装置を形成している。
【００１９】
前記圧潰部の経路は、上押圧部材１４ａ、１４ｂおよび下押圧部材１６ａ、１６ｂにより下流側に収斂するように形成されているので、ペットボトル６０は経路内を下流方向に移動するにつれ、その長手の中心軸線Ｏに対して横断方向に次第に圧潰される。こうして、圧潰部においてその長手の中心軸線Ｏに対して横断方向に圧潰されたペットボトル６０は、圧潰部の経路の出口に配設された切断部に給送され、切断部において第１と第２の回転部材５０、５２の間に送られる。第２の回転部材５２は、係合爪として放射状に形成された複数の突起５５を有しており、該突起５５はペットボトル６０の主として本体部分６１の側壁に突き刺さる。これにより、第２の回転部材５２はペットボトル６０を下流方向へ引き込む。これに対して第１の回転部材５０は切刃５０ａを有しており、第２の回転部材５２により引き込まれるペットボトル６０を、その長手の中心軸線Ｏに沿って切断、半割にする。このとき第１の回転部材５０を第２の回転部材５２よりも速く回転させることにより、切断部における第２の回転部材５２によるペットボトル６０の送り速度に対して、第１の回転部材５０による切断速度を十分に高くして良好な切断を得ることが可能となる。
【００２０】
ペットボトルはキャップおよびラベルを取り外してリサイクルのために廃棄することが条例等により定められているが、キャップおよびラベルが取付けられた状態で回収されることが多い。そのため、ペットボトルの再資源化にはキャップおよびラベルを取り外すことが必要となる。本発明では、図１に示すように、切断装置１０に投入された時点で、キャップ６４、カラー６６およびラベル６８がペットボトル６０から取り外されていなくとも、キャップ６４、カラー６６およびラベル６８は、ペットボトル６０の本体部分６１および頸部６２と共に中心軸線Ｏに沿って切断され、ペットボトル６０の本体部分６１および頸部６２から分離される。このように、切断されたキャップ６４、カラー６６およびラベル６８は、半割されたペットボトル６０に比べその大きさが格段に違うために、本実施形態によれば、キャップ６４、カラー６６およびラベル６８は本体部分６１および頸部６２から容易に分別される。また、ペットボトル６０は半割することによりその嵩容積を１／４〜１／３程度に小さくすることができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１、８に記載の本発明によれば、例えばペットボトル等のプラスチック容器を切断する前に予め圧潰しているので、プラスチック容器は切断部において切断する際に変形しにくくなる。従って、プラスチック容器の切断が容易になり、効率よくプラスチック容器を切断することが可能となる。
【００２２】
請求項１０に記載の本発明によれば、プラスチック容器をラベルと共に半割に切断するようにしたので、プラスチック容器に取付けられているラベルを容易に取り外すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるプラスチック容器の切断装置を示す図であり、図３における矢視線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。
【図２】図１、３における矢視線ＩＩ−ＩＩの方向に見たプラスチック容器の切断装置の平面図である。
【図３】図１、２における矢視線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。
【図４】第１と第２の回転部材の正面図である。
【図５】第１と第２の回転部材の斜視図である。
【図６】第１の回転部材の部分拡大図である。
【図７】第２の回転部材の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０…切断装置
１２ａ…枠板
１２ｂ…枠板
１４ａ…上押圧部材
１４ｂ…上押圧部材
１６ａ…下押圧部材
１６ｂ…下押圧部材
２６ａ…上チェーン
２６ｂ…上チェーン
３６ａ…下チェーン
３６ｂ…下チェーン
５０…第１の回転部材
５２…第２の回転部材
６０…ペットボトル
６１…本体部分
６２…頸部
６４…キャップ
６６…カラー
６８…ラベル
【図１】
2004106073.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004106073.tif 000007
【図６】
2004106073.tif 000008
【図７】
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