(57)【要約】【課題】コンパクトで除去率の高いラベル取り機とこれを利用した廃プラスチック容器のリサイクル回収処理システムを提供する。【解決手段】フレーク状に破砕された廃プラスチック片とラベル片との混合物からラベル片を分離して廃プラスチック片を回収するためのラベル取り機であって、ラベル入り原料を投入する投入口（９）と、前記投入口から混合物を受け入れる筐体（３）と、廃プラスチック片を回収する回収容器（１０）とを備え、前記筐体の内部に回転板（２ａ）と前記回転板の周囲の筐体壁面の外周に開口したラベル吸引用の複数の吸引ホッパー（２ｂ）とからなるラベル分離機構（２）を少なくとも１段又は上下に複数段備えていることを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004098404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーク状に破砕された廃プラスチック片とラベル片との混合物からラベル片を分離して廃プラスチック片を回収するためのラベル取り機であって、ラベル入り原料を投入する投入口（９）と、前記投入口から混合物を受け入れる筐体（３）と、廃プラスチック片を回収する回収容器（１０）とを備え、前記筐体の内部に回転板（２ａ）と前記回転板の周囲の筐体壁面の外周に開口したラベル吸引用の複数の吸引ホッパー（２ｂ）とからなるラベル分離機構（２）を少なくとも１段又は上下に複数段備えていることを特徴とするラベル取り機。
【請求項２】
請求項１記載のラベル取り機と、第１又は第２のダンパー装置（１１、２１）或はその両方と、吸気系統を複数に分岐する吸引用アタッチメント（２６）と、吸引用ブロワ（２７）とサイクロン（３２）とを備えていることを特徴とする廃プラスチック容器のリサイクル回収処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラベル付き使用済みペットボトル等の廃プラスチック容器を破砕して生成される廃プラスチック片とラベル片との混合物を、効率よく分離して廃プラスチック片を回収するラベル取り機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用済みペットボトル等のラベル付きプラスチック容器をリサイクル原料として回収するためには、まず容器をラベル付きのまま細かいフレーク状に破砕し、次にリサイクルの原料となる廃プラスチック片を効率よくラベル片と分離する技術が求められる。
【０００３】
その従来技術として、風力選別機（風選機）による方法が知られている。例えば、特許文献１には所定の洗浄・脱水工程の後、異物除去手段（風選別手段）によりラベル類を除去する旨記載されている。また、特許文献２には、風力選別機の構造及びその動作原理等が、詳細に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０５０３２号公報（第４、１１段落）
【特許文献２】特開２００１−５４９１１号公報（第２５段落、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の風選機は、ラベル除去の効率が最高でも８割程度までしか得られず、このため分離抽出したはずの廃プラスチック片には必ず微量のラベル片が混入していた。また、従来の風選機は高さが３ｍから５ｍにも達する大型の機械であったため機械の小型化が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、小型で高効率のラベル取り機及びこれを利用した廃プラスチック容器のリサイクル回収システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るラベル取り機は、フレーク状に破砕された廃プラスチック片とラベル片との混合物からラベル片を分離して廃プラスチック片を回収するためのラベル取り機であって、ラベル入り原料を投入する投入口９と、前記投入口から混合物を受け入れる筐体３と、廃プラスチック片を回収する回収容器１０とを備え、前記筐体の内部に回転板２ａと前記回転板の周囲の筐体壁面の外周に開口したラベル吸引用の複数の吸引ホッパー２ｂとからなるラベル分離機構２を少なくとも１段又は上下に複数段備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、上記ラベル取り機と、第１又は第２のダンパー装置１１、２１或はその両方と、吸気系統を複数に分岐する吸引用アタッチメント２６と、吸引用ブロワ２７とサイクロン３２とを備えることにより廃プラスチック容器のリサイクル回収処理システムを構築することができる。
【０００９】
本発明に係るラベル取り機によれば、小型で高効率のラベル取り機を実現することができる。なお、本発明において回転板とは、平面的な円板形のものではなく、略円錐台形で水平方向との間に傾斜角θを備えたものをいう。
【００１０】
また、本発明に係るシステムによれば、システム全体として非常に小型で使いやすく、しかも低コストなリサイクル回収システムを構築できる。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を説明する。
【実施例】
図４は、本発明に係る廃プラスチック容器のリサイクル回収処理システムの全体図である。本システムは、ラベル取り機１と、第１のダンパー装置１１と、第２のダンパー装置２１、吸引用アタッチメント２６、吸引用ブロワ２７、サイクロン３２とからなり、各装置はエアダクト４０ａ、４０ｂ、４０ｃでつながっている。
【００１１】
まず、約１ｃｍ角程度に破砕された廃プラスチック片とラベル片との混合物（ラベル入り原料）は、所定の洗浄・脱水工程等の前工程（不図示）を経てサイクロンから排出され、これがラベル取り機１の原料投入口９に投入される。ラベル片は吸引ホッパー２ｂで吸引除去され、廃プラスチック片が回収容器１０に回収される。
【００１２】
吸引されたラベル片は、ブロア２７により吸引されている。第１、第２のダンパー装置１１、２１、吸引用アタッチメント２６を通り、サイクロン３２で空気と分離され、最後は排出口３５から集められる。
【００１３】
図１は、図４に示すラベル取り機１の拡大図である。筐体３は略円筒形状で内部に略円錐台形（乃至円錐形）の回転板２ａを備え、回転板２ａの周囲の筐体３の壁面に８本の吸引ホッパー２ｂが設けられている。また、回転板２ａを駆動するためのモーター４を含む回転駆動手段が併設され、駆動力はプーリーと動力伝達手段ベルトによってプーリー７に伝えられ、これが軸棒８を回転させることで回転板２ａが回転する。回転板２ａとその周囲に設置される複数の吸引ホッパー２ｂとを合わせて便宜上ラベル分離機構２と呼ぶ。本発明のラベル取り機は、ラベル分離機構が上下に３段設けてある。
【００１４】
このラベル入り原料のラベル片と廃プラスチック片は、互いに貼り付いているものは少なく、大部分はバラバラに離れた状態である。従って、ラベル取り機１の原料投入口９に、ラベル入り原料が投入されると、ラベル入り原料が回転板２ａで受け止められて落下速度が低下するとともに回転板の回転力によりラベル入り原料が跳ね飛ばされて平面的に散らばり、ラベル片及びプラスチック片が吸引ホッパー２ｂの方へ引き寄せられる。その結果、質量の重い廃プラスチック片は吸引ホッパーの近くにとばされても吸引されず落下し、一方、質量の軽いラベル片は吸引ホッパー２ｂにより吸引される。
【００１５】
吸引ホッパーは回転板の周囲の筐体３の壁面に開口しかつ回転板２ａの円錐角θに対応した上向傾斜に複数設けられているので、ラベル片はどの方向に散らばった場合でも、もっとも近くにある吸引ホッパーから吸引される。試作したラベル取り機は、１段のラベル分離機構につき吸引ホッパー２ｂを８つ等間隔に設けた。このように複数設けると非常に除去効率が高められる。
【００１６】
回転板２ａは、略円錐台形で水平方向との間に傾斜角θを備えたものが好ましい。平面的な円板形の回転板でも差し支えないが平面的だとラベル片とプラスチック片が吸引ホッパー２ｂの方に向かう放射外方へはじき飛ばされにくくなり、除去効率が多少悪いためである。
【００１７】
なお、回転板の表面に風を起こすためのファン設けることも考えられるが、ファンが高速で回転する構造はメンテナンス時にケガのおそれもあり、また、ファンを取付けるコストも増大する。よって、平板ではなく傾斜角θをもつ回転板がもっとも安価でケガの心配もなく、かつ、除去効率も高い。試作機の回転板２ａはステンレス製で表面が微視的に平坦なものを用いたが、充分な除去効率が得られた。
【００１８】
上記目的にかなうものであれば、ステンレス以外の材料、例えば、鉄、アルミニウム等他の材料で製作しても構わない。なお、回転板の形状の変形例として、図１の破線部に示すように、円錐台形の回転板に、つば６を設ける構造としても良い。このようにすれば、回転板２ａの上に滞留する時間がより一層長くなるため、ラベル片２６が吸引ホッパー２ｂに吸引される確率が一層高くなる。
【００１９】
図２に示す第１のダンパー装置１１は吸引用エア量を調整するための装置である。第１のダンパー装置１１は１種類の排気口１２ａと、２種類の吸気口１２ｂ、１２ｃを持っている。吸引口１２ｃは吸引ホッパー２ｂと同数設けられている。
【００２０】
排気口１２ａは、エアダクト４０ｂを介して、後述する吸引用アタッチメント２６に接続されている。また、第１の吸気口１２ｂは、吸気口１２ｃの吸引量を調整するための穴であり、ハンドル１３を回転させるとスライドダンパー１４が移動し吸気口１２ｂを開閉することで吸気口１２ｂの吸入量を増減することができる。
【００２１】
図２のハンドル１３を回転させスライドダンパー１４を、右に移動させて吸気口１２ｂを全て閉じると吸気口１２ｃの吸引力は最大となり、左に移動させて吸気口１２ｂを全部開放すると吸気口１２ｃの吸引力は最小となる。
【００２２】
第２の吸気口１２ｃは、エアダクト４０ａを介して、図１のラベル取り機の吸引ホッパー２ｂの先（図１のＡ部）に接続されている。第１のダンパー装置１１は、ラベル分離機構２の段数と同数（試作機では３機）設けられ、合計３系統の吸気ラインとなっている。
【００２３】
すなわち、本システムでは、第１のダクトは３機設置され、３系統の空気ラインがそれぞれ独立に吸引量を調整できるので、ラベル分離機構の吸引ホッパーからの吸込みエア量を、ラベル分離機構の段数ごとに調整できるようになっている。
【００２４】
したがって、ラベル除去率が高くなるよう、各系統の空気ラインの吸引量を調整することができる。ただし、吸引力を上げすぎると、ラベル片と共に、分離・回収すべき廃プラスチック片の一部まで吸引除去されるので回収率が低下する。
【００２５】
図３は、第２のダンパー装置２１と吸引用アタッチメント２６及び吸引用ブロワ２７を正面から見た図を示している。図３のように吸引用アタッチメント２６は一つの面に４つの吸気口（２６ａ〜２６ｄ）を備え、反対側の面に排気口（不図示）を備えている。中央の吸気口２６ｄは、他の３つ（２６ａ〜２６ｃ）よりも直径が大きく、吸気口２６ｄはスライドダンパー２４に接続され、排気口は吸引用ブロワ２７の吸引口３０に直接接続されている。
【００２６】
ハンドル２３を回転させスライドダンパー２４を、下に移動させて吸気口２６ｄを全て閉じると吸気口２６ａ〜２６ｃの吸引力は最大となり、上に移動させて吸気口２６ｄを全部開放すると吸気口２６ａ〜２６ｃの吸引力は最小となる。このように、全ての空気系統の吸引エア量を第２のダクト１つで調整できるようになっている。
【００２７】
この吸引用アタッチメント２６は、１つの吸引用ブロワ２７を複数の吸気系統に分岐する役割を果たしている。これにより１台のブロワで複数の吸気ラインを構築することができる。
【００２８】
また、上述のように試作機ではラベル取り機構を３段設け、第１段目で吸引されなかったラベル片は、第２段目又は３段目で吸引されようにした。このようにラベル分離機構を多段にすることでラベル片の除去率が一層高められることが実験により確かめられた。３段以上あればさらに除去率が大きくなるであろう。
【００２９】
なお、この回転板２ａは、ファンのように風を起こすものではなく、従来の風選機（特許文献２参照）のような上部ファン又は下部ファンとは構造、用途、機能が全く異なるものである。
【００３０】
吸引用ブロワ２７は吸引力を発生させるための装置であり、ブロワ駆動用のモーター２８とファン２９と吸気口３０と排気口３１（図３参照）とを備えている。モーター２８がファン２９を回転させると、図４において一点鎖線で示した矢印の方向に空気が流れ、吸引ホッパー２ｂに吸引力が発生する。排気口３１とサイクロン３２の吸入口３３とはエアダクト４０ｃでつながっている。なお、試作機では、モーター２８の定格出力は５．５ｋＷ、４ポールで回転速度は毎分３６００回転のタイプを使用した。
【００３１】
サイクロン３２は大量の空気により運ばれてきたラベル片を空気と分離するための装置であり、吸気口３３と排気口３４と排出口３５を備えている。吸気口３３から勢いよく吹き込まれたラベル片を含む空気によりサイクロン内部に旋回流が発生し、空気は上昇気流となって排気口３４から、ラベル片は排出口３５から、それぞれ排出される。
【００３２】
実験によると、除去率を高める上でもっとも重要なポイントは回転板の角度と回転板の回転速度であった。上述のように前記回転板２ｂは略円錐乃至略円錐台形であるが、実験によると水平線と円錐台の傾斜線とをなす傾斜角θが３０°乃至４０°であることが好ましい。
【００３３】
回転板の回転速度は、毎分約２０００回転の時が最も良好であった。試作機では回転板駆動用モーターの定格出力は０．７５ｋＷ、ギア比（モーター側のプーリーと軸棒側のプーリーの直径比）を３：１乃至５：１として回転速度を３倍乃至５倍に高めるようにし、試作機では回転板の回転速度が毎分２０００回転に達するようにした。
【００３４】
ただし、３０°及び４０°という数値自体に臨海的な意味はなく、概ねこの範囲が経験的に良好であったことを示すにとどまる。回転速度毎分２０００回転についても同様である。これらは、装置やラベル入り原料の種類（フレークの大きさ等）その他にある程度依存するためである。
【００３５】
また、回転板で分散されたラベル片が効率よく吸引ホッパー２ｂから吸引されるようにしておくため回転板２ａと吸引ホッパー２ｂとの距離も重要である。これは回転板の大きさや位置を適宜調整することで、装置毎に最適化すればよい。
【００３６】
第１及び第２のダンパー装置１１、２１を調整し、吸引量を最大にしたところ、回収容器にフレーク（原料）が投入量に対し９０％乃至９５％回収され、ラベル及びフレークが１０％乃至５％除去され、また、ラベル除去率は９５％以上であった。
【００３７】
第１及び第２のダンパー装置１１、２１を調整し、吸引量を最小にしたところ、回収容器にフレーク（原料）が９５％乃至９８％回収され、ラベル及びフレークが２％乃至５％除去され、また、ラベル除去率は８０％以上であった。
【００３８】
本発明のリサイクル回収システムでは２つのダンパー装置（１１、２１）を用いて種々の調整を可能としているため、非常に使い勝手がよいが、システムを動作させるだけであればダンパー装置は少なくとも１つあればよい。
【発明の効果】
試作機の廃プラスチック片回収装置のラベル分離機構３段分の大きさ（図１のＬ）は８９７ｍｍ、筐体の幅（Ｄ）は２４５ｍｍであり、従来の風選機と比べて非常にコンパクトであったにもかかわらず、ラベル除去率は９割以上の回収率を達成し、従来よりも大幅にラベル除去率が高いことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は廃プラスチック片回収装置について説明するための図である。
【図２】図２は第１のダンパー装置について説明するための図である。
【図３】図４は第２のダンパー装置及び吸気用アタッチメントの正面図である。
【図４】図４は、本発明に係る廃プラスチック容器のリサイクル回収処理システムの全体図である。
【符号の説明】
１　回転板
２ａ　回転板
２ｂ　吸引ホッパー
２　ラベル分離機構
３　筐体
９　原料投入口
１０　回収容器
１１　第１のダンパー装置
２１　第２のダンパー装置
２６　吸引用アタッチメント
２７　吸引用ブロワ
３２　サイクロン
【図１】
2004098404.tif 000003
【図２】
2004098404.tif 000004
【図３】
2004098404.tif 000005
【図４】
2004098404.tif 000006