(57)【要約】【課題】使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を、成形機による成形の前にその物性を劣化させることなく低コストで乾燥結晶化処理することができるようにする。【解決手段】粉砕物の供給を受けるための粉砕物入口２、および乾燥結晶化処理後の粉砕物を排出するための粉砕物出口３を備えた容器１と、容器の内部に配置され、粉砕物を攪拌する攪拌手段４〜１５と、容器に備えられ、容器内部の粉砕物にマイクロ波を照射するマイクロ波輻射源２０と、容器底部から容器内部に高圧乾燥空気を送入する高圧乾燥空気送入手段２１〜２４が備えられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を乾燥結晶化処理するための装置であって、
前記粉砕物の供給を受けるための粉砕物入口、および乾燥結晶化処理後の粉砕物を排出するための粉砕物出口を備えた容器と、
前記容器の内部に配置され、前記粉砕物を攪拌する攪拌手段と、
前記容器に備えられ、前記容器内部の前記粉砕物にマイクロ波を照射するマイクロ波輻射源と、
前記容器の底部から前記容器の内部に高圧乾燥空気を送入する高圧乾燥空気送入手段と、を有していることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記攪拌手段は、
前記容器の底壁の外側に備えられた第１のモータと、
前記容器の底壁に軸受を介して取り付けられ、前記底壁を貫通して垂直方向にのびる中空の第１の回転軸と、
前記第１の回転軸の下端部の外周に取り付けられた第１のプーリと、
前記第１のモータの駆動軸に取り付けられた第２のプーリと、
前記第１および第２のプーリの間に架け渡され、前記第１のモータの駆動力を前記第１の回転軸に伝達するエンドレスベルトと、
前記第１の回転軸の上端部の外周に取り付けられた軸から半径方向にのびる複数の下羽根部分からなる下羽根と、
前記容器の底壁の外側に備えられた第２のモータと、
前記第１の回転軸の内部に軸受を介して取り付けられ、前記第１の回転軸を貫通して同軸にのび、前記第１の回転軸の下端から下方にのびる下端部が前記第２のモータの駆動軸に連結された第２の回転軸と、
前記第２の回転軸における前記第１の回転軸の上端からのびる上端部に取り付けられた軸から半径方向にのびる複数の上羽根部分からなる上羽根と、
からなっ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】
前記容器の前記粉砕物入口は前記容器の上壁に設けられ、前記粉砕物出口は前記容器の側壁下部に設けられ、前記粉砕物出口にはこれを開閉可能な蓋機構が備えられ、前記蓋機構は、前記容器の外側に前記容器に対して動かないように支持、固定されたピストン−シリンダ機構と、前記ピストン−シリンダ機構のピストンの先端に固定された蓋部材とからなり、前記蓋部材は、前記ピストン−シリンダ機構の往復運動に伴って、前記粉砕物出口を外側から閉鎖する位置と、前記粉砕物出口を開放する位置の２つの位置をとるようになっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記高圧乾燥空気送入手段は、
前記容器の外部に配置された高圧空気供給源と、
前記容器の外部に配置され、前記高圧空気供給源に接続されて前記高圧空気供給源から供給された高圧空気を乾燥させる除湿装置と、
前記容器の底壁に設けられるとともに前記除湿装置に接続され、前記容器の内部に高圧乾燥空気を送入する高圧乾燥空気噴出ノズルと、からなっていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記容器の前記粉砕物出口に粉砕物搬送パイプを介して接続され、前記容器から処理後の粉砕物の供給を受ける中間ホッパーと、
前記中間ホッパーに設けられ、前記除湿装置から供給された高圧乾燥空気を前記中間ホッパー内部に送入する高圧乾燥空気噴出ノズルと、
前記中間ホッパーおよび前記粉砕物搬送パイプの外表面を被覆する保温材と、
前記中間ホッパーの排気口に設けられた排気フィルターと、
前記排気フィルターに備えられた逆止弁と、
前記中間ホッパーの出口に第２の粉砕物搬送パイプを介して接続され、前記中間ホッパーから処理後の粉砕物の供給を受ける捕集ホッパーと、
粉砕物を搬送するべく、前記除湿装置からの高圧乾燥空気を前記第２の粉砕物搬送パイプに送入する圧送用送風機と、
前記捕集ホッパーに設けられた排気フィルターと、
前記捕集ホッパーの排気フィルターに備えられた逆止弁と、
一端が前記捕集ホッパーの排気フィルターに接続され、他端が前記圧送用送風機の吸入口に接続された送気パイプと、をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生ＰＥＴ樹脂成形品の製造原料となる、使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を乾燥結晶化処理するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源のリサイクルの観点から、使用済みＰＥＴボトルを再生処理し、再生ＰＥＴ樹脂成形品を製造することが行われている。
この場合、ポリエステル樹脂は、その分子内に有するエステル基が加水分解により切断され、引張強度、衝撃強度等の物性が低下することが知られており、再生ＰＥＴ樹脂成形品の安定性を向上させるためには、加水分解による劣化を抑制することが重要となっている。
【０００３】
その対策として、再生ＰＥＴ樹脂成形品の製造の際に、耐加水分解性を改善するべく、カルボジイミド化合物からなる添加剤、いわゆる増粘剤を添加することが行われているが、増粘剤の使用は、再生ＰＥＴ樹脂成形品の製造コストを上昇させ、リサイクルによるメリットを減殺してしまう。
【０００４】
そして、再生ＰＥＴ樹脂成形品の製造において、増粘剤を使用することなく加水分解対策を行おうとすれば、使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を、成形機による成形の前に除湿乾燥や真空乾燥によって予め乾燥しておく必要がある。この場合、乾燥後の粉砕物の水分率は、一般的に、１００ｐｐｍ以下であることが要求されるので、長時間の乾燥が必要となる。（除湿乾燥の場合には、約４時間を要する。）
しかしながら、使用済みＰＥＴボトルの粉砕物が乾燥処理を長時間受けた場合、粉砕物のＩＶ値の低下等の物性の劣化を避けることができない。
【０００５】
なお、本願発明に関連する従来技術を開示したものとして特許文献１〜３があるが、これらの文献は、いずれもマイクロ波を利用して吸着剤を加熱乾燥させる技術を開示している。
【特許文献１】
特開昭６１−２７１０３２号公報
【特許文献２】
特開平９−１０８５３０号公報
【特許文献３】
特開２００１−９６１２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を、成形機による成形の前に、その物性を劣化させることなく低コストで乾燥結晶化処理することができるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を乾燥結晶化処理するための装置であって、前記粉砕物の供給を受けるための粉砕物入口、および乾燥結晶化処理後の粉砕物を排出するための粉砕物出口を備えた容器と、前記容器の内部に配置され、前記粉砕物を攪拌する攪拌手段と、前記容器に備えられ、前記容器内部の前記粉砕物にマイクロ波を照射するマイクロ波輻射源と、前記容器の底部から前記容器の内部に高圧乾燥空気を送入する高圧乾燥空気送入手段と、を有していることを特徴とする装置を構成したものである。
【０００８】
上記の構成において、好ましくは、前記攪拌手段は、前記容器の底壁の外側に備えられた第１のモータと、前記容器の底壁に軸受を介して取り付けられ、前記底壁を貫通して垂直方向にのびる中空の第１の回転軸と、前記第１の回転軸の下端部の外周に取り付けられた第１のプーリと、前記第１のモータの駆動軸に取り付けられた第２のプーリと、前記第１および第２のプーリの間に架け渡され、前記第１のモータの駆動力を前記第１の回転軸に伝達するエンドレスベルトと、前記第１の回転軸の上端部の外周に取り付けられた軸から半径方向にのびる複数の下羽根部分からなる下羽根と、前記容器の底壁の外側に備えられた第２のモータと、前記第１の回転軸の内部に軸受を介して取り付けられ、前記第１の回転軸を貫通して同軸にのび、前記第１の回転軸の下端から下方にのびる下端部が前記第２のモータの駆動軸に連結された第２の回転軸と、前記第２の回転軸における前記第１の回転軸の上端からのびる上端部に取り付けられた軸から半径方向にのびる複数の上羽根部分からなる上羽根と、からなっている。
【０００９】
また好ましくは、前記容器の前記粉砕物入口は前記容器の上壁に設けられ、前記粉砕物出口は前記容器の側壁下部に設けられ、前記粉砕物出口にはこれを開閉可能な蓋機構が備えられ、前記蓋機構は、前記容器の外側に前記容器に対して動かないように支持、固定されたピストン−シリンダ機構と、前記ピストン−シリンダ機構のピストンの先端に固定された蓋部材とからなり、前記蓋部材は、前記ピストン−シリンダ機構の往復運動に伴って、前記粉砕物出口を外側から閉鎖する位置と前記粉砕物出口を開放する位置の２つの位置をとるようになっている。
さらに好ましくは、前記高圧乾燥空気送入手段は、前記容器の外部に配置された高圧空気供給源と、前記容器の外部に配置され、前記高圧空気供給源に接続されて前記高圧空気供給源から供給された高圧空気を乾燥させる除湿装置と、前記容器の底壁に設けられるとともに前記除湿装置に接続され、前記容器の内部に高圧乾燥空気を送入する高圧乾燥空気噴出ノズルと、からなっている。
さらに好ましくは、前記装置は、前記容器の前記粉砕物出口に粉砕物搬送パイプを介して接続され、前記容器から処理後の粉砕物の供給を受ける中間ホッパーと、前記中間ホッパーに設けられ、前記除湿装置から供給された高圧乾燥空気を前記中間ホッパー内部に送入する高圧乾燥空気噴出ノズルと、前記中間ホッパーおよび前記粉砕物搬送パイプの外表面を被覆する保温材と、前記中間ホッパーの排気口に設けられた排気フィルターと、前記排気フィルターに備えられた逆止弁と、前記中間ホッパーの出口に第２の粉砕物搬送パイプを介して接続され、前記中間ホッパーから処理後の粉砕物の供給を受ける捕集ホッパーと、粉砕物を搬送するべく、前記除湿装置からの高圧乾燥空気を前記第２の粉砕物搬送パイプに送入する圧送用送風機と、前記捕集ホッパーに設けられた排気フィルターと、前記捕集ホッパーの排気フィルターに備えられた逆止弁と、一端が前記捕集ホッパーの排気フィルターに接続され、他端が前記圧送用送風機の吸入口に接続された送気パイプと、をさらに備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例による使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を乾燥結晶化処理するための装置が適用された再生ＰＥＴボトル樹脂成形品製造システムの概略構成を示した図であり、図２は、図１に示された使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を乾燥結晶化処理するための装置の構成を示した断面図である。
【００１１】
図２に示されるように、本発明による装置は、使用済みＰＥＴボトルの粉砕物の供給を受けるための粉砕物入口２、および乾燥結晶化処理後の粉砕物を排出するための粉砕物出口３を備えた容器１を有している。この実施例では、容器１は円筒形状を有し、粉砕物入口２は容器１の上壁１ａに設けられ、粉砕物出口３は容器１の周壁１ｃの下部に設けられている。
【００１２】
本発明による装置は、また、容器１の内部に配置され、粉砕物を攪拌する攪拌手段を有している。攪拌手段は、容器１の底壁１ｂの外側に備えられた第１のモータ４と、容器１の底壁１ｂに軸受５を介して取り付けられ、底壁１ｂを貫通して垂直方向にのびる中空の第１の回転軸６と、第１の回転軸６の下端部の外周に取り付けられた第１のプーリ７と、第１のモータ４の駆動軸８に取り付けられた第２のプーリ９と、第１および第２のプーリ７、９の間に架け渡され、第１のモータ４の駆動力を第１の回転軸６に伝達するエンドレスベルト１０と、第１の回転軸６の上端部の外周に取り付けられた軸から半径方向にのびる複数の下羽根部分１１ａからなる下羽根１１とを有している。
攪拌手段は、さらに、容器１の底壁１ｂの外側に備えられた第２のモータ１２と、第１の回転軸６の内部に（図示されない）軸受を介して取り付けられ、第１の回転軸６を貫通して同軸にのび、第１の回転軸６の下端から下方にのびる下端部が第２のモータ１２の駆動軸１４に連結された第２の回転軸１３と、第２の回転軸１３における第１の回転軸６の上端からのびる上端部に取り付けられた、軸から半径方向にのびる複数の上羽根部分１５ａからなる上羽根１５とを有している。
容器１は、ベース１６上に固定され、容器１の底壁１ｂから下方に突出する構成要素は、すべてこのベース１６内に収容されている。
【００１３】
粉砕物出口３にはこれを開閉可能な蓋機構が備えられる。蓋機構は、容器１の外側において容器１に対して動かないように支持、固定されたピストン−シリンダ機構１７を有している。この実施例では、ピストン−シリンダ機構１７は、粉砕物出口３に接続された搬送パイプ１９に固定されることによって、容器１に対して動かないように支持、固定される。蓋機構は、さらに、ピストン−シリンダ機構１７のピストン１７ａの先端に固定された蓋部材１８を有しており、蓋部材１８は、ピストン−シリンダ機構１７の往復運動に伴って、粉砕物出口３を外側から閉鎖する位置と、粉砕物出口３を開放する位置の２つの位置をとるようになっている。
【００１４】
本発明による装置は、さらに、容器１に備えられ、容器１内部の粉砕物にマイクロ波を照射するマイクロ波輻射源２０を有している。マイクロ波輻射源２０は、この実施例では、容器１の周壁に設けられたマイクロ波照射口２５と、マイクロ波照射口２５に接続された導波管２６と、導波管２６の外周に配置されたマイクロ波発信機２７とからなっている。
本発明による装置は、さらに、容器１の底部から容器の内部に高圧乾燥空気を送入する高圧乾燥空気送入手段を有している。高圧乾燥空気送入手段は、容器１の外部に配置された高圧空気供給源、例えば、コンプレッサー２３と、容器１の外部に配置され、コンプレッサー（高圧空気供給源）２３に配管２２を介して接続されてコンプレサー２３から供給された高圧空気を乾燥させる除湿装置２４と、容器１の底壁１ｂに設けられるとともに、配管２２を介して除湿装置２４に接続され、容器１の底部から上向きに容器１内部に高圧乾燥空気を送入する高圧空気噴出ノズル２１とからなっている。
【００１５】
次に、本発明の装置の動作について説明する。使用済みＰＥＴボトルの粉砕物が、粉砕物入口２から容器１に供給される。このとき、粉砕物出口３は蓋機構によって閉じられている。その後、第１のモータ４および第２のモータ１２が作動せしめられる。このとき、第１のモータ４および第２のモータ１２は、互いに反対向きに回転駆動し、下羽根１１および上羽根１５は互いに反対向きに回転運動せしめられる。また、下羽根１１および上羽根１５が回転運動すると同時に、マイクロ波発信機２７、よってマイクロ波輻射源２０が作動せしめられる。こうして、マイクロ波照射口２５から容器１内にマイクロ波が照射され、粉砕物は、容器１内において攪拌されながら、マイクロ波の照射を受けて加熱され、乾燥される。
【００１６】
この場合、粉砕物にマイクロ波を短時間（１５〜３０分）照射するだけで、水分率２００ｐｐｍ近傍まで乾燥することができ、また、乾燥と同時に粉砕物の結晶化も行うことができ、よって、乾燥結晶化処理の際の、粉砕物のＩＶ値等の物性の劣化を最小限に抑えることができる。
【００１７】
第１および第２のモータ４、１２が作動を開始すると同時に、コンプレッサー２３および除湿装置２４が作動を開始し、高圧乾燥空気噴出ノズル２１から容器１内部に高圧乾燥空気が送入される。それによって、容器１内の底部に停滞する粉砕物の流動化が促進されるとともに、粉砕物の水分の搬送が行われ、その結果、粉砕物の攪拌および乾燥が助けられる。
【００１８】
乾燥結晶化処理が終了すると、マイクロ波発信機２７、よってマイクロ波輻射源２０の作動が停止せしめられ、また、第２のモータ１４の作動が停止せしめられて上羽根１５の回転運動が停止せしめられる。そして、蓋機構のピストン−シリンダ機構１７が作動せしめられることによって、蓋部材１３ｇが粉砕物出口３を開放する位置まで動かされた後、第１のモータ４が回転駆動し、下羽根１１が回転運動せしめられ、この運動に伴って、容器１内の乾燥後の粉砕物が粉砕物出口３から搬送パイプ１９内に排出される。
【００１９】
本発明の装置は、図１に示されるような再生ＰＥＴ樹脂成形品製造システムの一部を構成する。図１において、３０は、再生ＰＥＴボトルの粉砕物が収容された布袋（フレコン）であり、３１は、フレコン３０から粉砕物の供給を受ける原料ホッパーであり、３２は、原料ホッパー３１から粉砕物をホッパー３３に搬送する吸引ノズルであり、４３は、吸引ローダである。
そして、ホッパー３３の排出口が、逆止弁３４を介して、本発明の装置３５の粉砕物入口に接続されている。３９および４４はそれぞれ、本発明の装置３５の容器内に高圧乾燥空気を送入するためのコンプレッサーおよび除湿装置である。
【００２０】
この実施例では、本発明の装置３５に、さらに、中間ホッパー３７が備えられる。中間ホッパー３７は、その供給口を、粉砕物搬送パイプ３６によって、装置３５の粉砕物出口と接続されている。そして、中間ホッパー３７および粉砕物搬送パイプ３６は、外表面を保温材３８によって被覆されている。さらに、中間ホッパー３７内には、コンプレッサー３９および除湿装置４４から、中間ホッパー３７に設けられた（図示されない）高圧乾燥空気噴出ノズルを通じて高圧乾燥空気が供給される。中間ホッパー３７内に供給された乾燥空気は、中間ホッパー３７の上蓋に設けられた排気フィルター４５を通じて外部に排出される。排気フィルター４５の出口には、排気が中間ホッパー３７内に逆流することを防止するべく、（図示されない）逆止弁が備えられている。こうして、中間ホッパー３７内への外気の侵入が防止されるとともに、粉砕物から遊離した水分が中間ホッパー３７内に滞留することが防止され、中間ホッパー３７内が低湿度に維持され、乾燥処理が促進される。
【００２１】
中間ホッパー３７の出口は、粉砕物搬送パイプ４７を通じて、成形機４２上に配置された捕集ホッパー４１の入口に接続されている。そして、粉砕物搬送パイプ４７には、圧送用送風機４０により、中間ホッパー３７側から捕集ホッパー４１側に向かって高圧乾燥空気が供給され、中間ホッパー３７によって処理された粉砕物が加湿されることなく搬送されるようになっている。
捕集ホッパー４１からの排気の一部は、捕集ホッパー４１の上蓋に設けられた排気フィルター４６および送気パイプ４８を通じて圧送用送風機４０の吸入口に吸入され、捕集ホッパー４１からの排気の残りの部分は排気フィルターを通じて外部に排出される。さらに、送風機４０の吸入口にはコンプレッサー３９および除湿装置４４から乾燥空気が供給される。こうして、送風機４０、粉砕物搬送パイプ、捕集ホッパー４１、排気フィルター４６および送気パイプ４８から構成される循環経路を流れる粉砕物搬送用空気は乾燥状態に維持されるとともに、この循環空気流の風量は一定に維持される。また、排気フィルター４６には（図示されない）逆止弁が備えられ、湿った外気が粉砕物の搬送経路内に侵入することが防止される。それによって、中間ホッパー３７から捕集ホッパー４１まで搬送される粉砕物の加湿が防止される。
【００２２】
本発明の装置３５に付加的に備えられた、保温材３８によって被覆された粉砕物搬送パイプ３６および中間ホッパー３７は、マイクロ波による加熱乾燥結晶化処理後の粉砕物の内部温度が外表面温度より高く、装置３５の容器からの排出後も粉砕物からの水分蒸発が一定時間継続するという事実に鑑み、粉砕物からの水分蒸発をさらに十分に行わしめるためのものである。したがって、本発明の装置３５に付加的に備えられたこれらのユニットは、必要に応じて設けられる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、再生ＰＥＴボトルの粉砕物を用いた再生ＰＥＴ樹脂成形品の製造に際し、粉砕物を、成形機による成形の前に、容器内において高圧乾燥空気を送入しながら攪拌するとともに、マイクロ波によって加熱、乾燥するようにしたので、増粘剤等の添加剤を使用することなく、しかも粉砕物の物性の劣化を最小限に抑えることができ、それによって、低コストで、かつ効率的な粉砕物の乾燥結晶化処理を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例による使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を乾燥結晶化処理するための装置が適用された再生ＰＥＴ樹脂形成品製造システムの概略構成を示した図である。
【図２】図１に示された使用済みＰＥＴボトルの粉砕物を乾燥結晶化処理するための装置の構成を示した断面図である。
【符号の説明】
１  容器
２  粉砕物入口
３  粉砕物出口
４  第１のモータ
５  軸受
６  第１の回転軸
７  第１のプーリ
８  駆動軸
９  第２のプーリ
１０  エンドレスベルト
１１  下羽根
１２  第２のモータ
１３  第２の回転軸
１４  駆動軸
１５  上羽根
１６  ベース
１７  ピストン−シリンダ機構
１８  蓋部材
１９  搬送パイプ
２０  マイクロ波輻射源
２１  高圧乾燥空気噴出ノズル
２２  配管
２３  コンプレッサー（高圧空気供給源）
２４  除湿装置
【図１】
2004216694.tif 000003
【図２】
2004216694.tif 000004