JP2006182393A - 樹脂製ボトルのラベル除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂製ボトルから、ラベルを高い除去率で且つ短時間で除去することを可能にする樹脂製ボトルのラベル除去装置を提供すること。
【解決手段】 筒状のハウジングの内部に、複数の羽根車を備える回転軸をハウジングの軸方向に沿って配置してなり、前記ハウジングの一方の端部もしくはその近傍にラベル付き樹脂製ボトルの投入口、他方の端部もしくはその近傍にボトル排出口、そして上方部にラベル排出口がそれぞれ形成されており、上記各々の羽根車に一枚もしくは二枚以上の鋸刃の羽根が備えられていることを特徴とする樹脂製ボトルからラベルを除去する装置。
【選択図】 図２

Description

本発明は、樹脂製のボトルに巻き付けられたラベルを除去する装置に関する。

清涼飲料水やミネラルウオータなどを入れた樹脂製のボトル（いわゆるペットボトルに代表されるプラスチックボトル）には、通常、塩化ビニル樹脂やポリエステル樹脂などから形成されたラベルが巻き付けられている。ラベルには、顔料を含むインキにより商品名などが印刷されているため、樹脂製ボトルをリサイクルする場合には、ラベルを除去したのちにボトルを所望のサイズに破砕する。

特許文献１には、上方部にラベル付きペットボトル投入口とラベル排出口、そして下方部にボトル排出口を備えた上下方向に伸びる本体円筒、この本体円筒内部に円筒の軸に沿って配置された回転軸、回転軸の長さ方向に沿って互いに間隔をあけて取り付けられた、各々回転軸の径方向に伸びる複数枚の回転刃、そして本体円筒の内側面に備えられた複数枚の邪魔板などを備えた構成のペットボトルのラベル除去装置が開示されている。

このラベル除去装置のボトル投入口から本体円筒の内部に入れられたペットボトルは、回転軸と回転刃により本体円筒内にて外側に押し出され、そしてラベル付き樹脂製ボトルが邪魔板にぶつかった衝撃によってボトルからラベルが取り除かれる。一方、本体円筒上方部のラベル排出口に通じる通路にはブロワーが備えられ、このブロワーと回転刃の回転によりボトル排出口から流入した空気は渦流を起こして上昇する。そしてペットボトルとラベルの比重差によって、ボトルは上昇気流に抗して下方に落下してボトル排出口から排出され、ラベルは上昇流にのってラベル排出口から排出される。
特開２００４−１３０７６６号公報

ラベル除去装置は、樹脂製ボトルから、ラベルを高い除去率で且つ短時間で除去できることが好ましい。特許文献１に記載のラベル除去装置においては、ラベルが除去されたペットボトルを、ラベルを排出させる上昇気流に抗して落下させてボトル排出口から排出させる。このため、ラベルの除去率を高めるためにラベル除去装置が備える回転刃の回転数を上げると上昇気流の流れが速くなり、ラベルの除去に要する時間が長くなる。このため、特許文献１のラベル除去装置により、工業的に満足できる短い時間で且つ所望の高い除去率でラベルの除去を行なうことは難しい。

本発明の課題は、樹脂製ボトルから、ラベルを高い除去率で且つ短時間で除去することを可能にする樹脂製ボトルのラベル除去装置を提供することにある。

本発明は、筒状のハウジングの内部に、複数の羽根車を備える回転軸をハウジングの軸方向に沿って配置してなり、前記のハウジングの一方の端部もしくはその近傍にラベル付き樹脂製ボトルの投入口、他方の端部もしくはその近傍にボトル排出口、そして上方部にラベル排出口がそれぞれ形成されており、上記の各々の羽根車に一枚もしくは二枚以上の鋸刃の羽根が備えられていることを特徴とする樹脂製ボトルからラベルを除去する装置にある。

本発明のラベル除去装置の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）ハウジングがその軸方向が水平方向になるように配置され、ラベル排出口とボトル排出口とがハウジングの同一の端部もしくはその近傍の上方部と下方部とにそれぞれ備えられている。
（２）複数の羽根車が全て互いに同一の構成にある。さらに好ましくは複数の羽根車が、回転軸の長さ方向に沿って、隣接する羽根車が回転軸を中心にその位置を所定の角度ずつ回転させた状態にて取り付けられている。
（３）各々の羽根のボトル排出口側の面が、回転軸に垂直な平面に対して０．５乃至３０．０度の範囲内の角度で傾斜した、上記回転軸に垂直な軸を含む平面である。
（４）ハウジング側部の内側面に複数の突起が備えられている。

本発明のラベル除去装置は、筒状のハウジングの内部にて複数の羽根車を備える回転軸を回転させ、各々の羽根車が備える鋸刃の羽根を樹脂製ボトルに衝突させてラベルに傷を付け、そして樹脂製ボトルが鋸刃の羽根やハウジング側部の内側面に繰り返し衝突する際の衝撃によってラベルを除去する。このようにラベル除去装置に鋸刃の羽根を用いると、鋸刃の尖った刃先が樹脂製ボトルのラベルに食い込むように衝突してラベルに十分に深い傷が付けられるため、容易にラベルを除去できるようになる。このため本発明のラベル除去装置を用いることにより、樹脂製ボトルから、ラベルを高い除去率で且つ短時間で除去することが可能になる。さらに各々の羽根車が備える鋸刃の羽根を所定の角度で傾斜させることにより、ハウジング内部に投入された樹脂製ボトルが効率良くボトル排出口の側に押し進められるため、ラベルの除去をより短い時間で行なうことができるようになる。

本発明のラベル除去装置を、樹脂製ボトルとして代表的なペットボトルのラベルを除去する場合を例にして、添付の図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のラベル除去装置の構成例を示す斜視図であり、図２は、図１のラベル除去装置１０の上板１１ａを取り除いた上面図であり、そして図３は、図２に記入した切断線III−III線に沿って切断したラベル除去装置１０の断面図である。また、図４は、図２及び図３に示す羽根車３４の鋸刃の羽根１６ａと突起１７との配置を示す図である。

図１から図３に示すラベル除去装置１０は、筒状のハウジング１１の内部に、複数の羽根車（例えば、八個の羽根車３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８）を備える回転軸１２がハウジング１１の軸方向に沿って配置された構成を有している。このラベル除去装置１０のハウジング１１の一方の端部近傍にはラベル付き樹脂製ボトルの投入口１３が、他方の端部にはボトル排出口１４が、そして上方部にはラベル排出口１５がそれぞれ形成されており、また上記の各々の羽根車には二枚の鋸刃の羽根１６ａ、１６ｂが備えられている。鋸刃の羽根１６ａ、１６ｂは、例えば、鉄やステンレススチールなどの金属材料から形成される。

ハウジング１１は、基台２０の上に立設された支柱２１に支持固定されている。そして基台２０の上には、回転軸１２を回転駆動するためのモータ２２が置かれている。モータ２２の駆動軸と回転軸１２とはベルト２３により互いに連結されており、回転軸１２はモータ２２を作動させることにより、例えば、４０〜１００回転／分の回転数にて回転駆動される。回転軸１２を回転させると、各々の羽根車が備える鋸刃の羽根１６ａ、１６ｂも回転する。

ハウジング１１は、例えば、軸方向の長さが２．４ｍ程度、幅が１．４ｍ程度、そして高さが１．６ｍ程度に設定される。ハウジング１１のラベル付き樹脂製ボトル投入口１３には、例えば、多数のラベル付きペットボトルが圧縮され塊となった状態にて投入される。ハウジング１１の内部には、例えば、その内容積の１／３〜１／２に対応する量、質量にして１３０〜２００ｋｇのペットボトルが投入される。またハウジング１１のラベル排出口１５には、ペットボトルから除去されたラベルを排出するための吸引ブロア（図示は略する）が接続される。

ラベル除去装置１０は、例えば、次のようにしてペットボトルからラベルを除去する。先ず、上記のようにモータ２２を作動させて鋸刃の羽根１６ａ、１６ｂを回転させながら、ハウジング１１のボトル投入口１３にラベルの付いたペットボトルを投入する。ペットボトルの投入を続けると、ハウジング１１の内部にて回転する鋸刃の羽根１６ａ、１６ｂがペットボトルに衝突してラベルに傷がつけられ、そしてペットボトルは鋸刃の羽根やハウジング側部の内側面に繰り返し衝突し、その衝撃によってラベルが除去されたのちにボトル排出口１４から排出される。一方、ペットボトルから除去されたラベルは、吸引ブロアによって吸引されてラベル排出口１５から排出される。このように鋸刃の羽根を用いると、ラベルの除去率（ラベルが完全に除去されたボトルの本数／ボトル排出口から排出されたボトルの総本数）が高くなる。

鋸刃の羽根を用いることによりラベルの除去率が高くなる理由は、次のように理解される。特許文献１に記載の従来のラベル除去装置を用いた場合にも、回転刃をペットボトルに衝突させることによりラベルに傷を付けることはできる。ところが、ペットボトルはその質量が非常に小さいため、回転刃が衝突すると同時に瞬間的にはじき飛ばされてしまうためラベルには十分に深い傷が付き難い。これに対して本発明のラベル除去装置を用いた場合には、鋸刃の羽根をペットボトルに衝突させると鋸刃の尖った先端の一つあるいは複数個がラベルに食い込むように衝突するため、あるいは鋸刃の先端がラベルに引っ掛かってラベルを切り裂くような力を生じさせるため、通常の（鋸刃でない）回転刃を用いる場合よりも格段に高い除去率でラベルを除去できるものと理解される。このように、鋸刃の羽根を用いるとラベルの除去率が高くなるため、実用的に満足できる範囲内にて鋸刃の羽根を高速で回転させることによって、ラベルの除去処理を短時間で行なうことができる。

本発明のラベル除去装置において、ハウジングはその軸方向が水平方向になるように配置され、ラベル排出口とボトル排出口とがハウジングの同一の端部もしくはその近傍の上方部と下方部とにそれぞれ備えられていることが好ましい。図１のラベル除去装置１０においては、ハウジング１１がその軸方向が水平方向になるように配置され、ハウジングの一方の端部近傍の上方部にラベル排出口１５が、そして前記端部の下方部にボトル排出口１４がそれぞれ備えられている。このような構成により、ペットボトルはボトル排出口１４の近傍の位置に到達するまでは、ラベルを排出させるために吸引ブロアが生成する上昇気流に曝されることがないために、ペットボトルをボトル排出口１４から効率良く排出させることができる。

また、回転軸に備えられている複数の羽根車は全て互いに同一の構成にあることが好ましい。また、これら複数の羽根車は、回転軸の長さ方向に沿って、隣接する羽根車が回転軸を中心にその位置を所定の角度ずつ回転させた状態にて取り付けられていることがさらに好ましい。図３に示すように、ラベル除去装置１０の八個の羽根車３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８は全て互いに同一の構成とされ、これらの羽根車は、回転軸１２の長さ方向に沿って、隣接する羽根車が回転軸１２を中心にその位置を２２．５度の角度ずつ回転させた状態にて取り付けられている。例えば、羽根車３７と羽根車３８とは、図３に示す角度θ₁ が２２．５度となるようにして取り付けられている。このように複数の羽根車を回転軸に取り付けることにより、ペットボトルがボトル排出口の側へ円滑に移動できるようになるため、ラベルの除去処理速度（ボトル排出口から１時間当たりに排出されるボトルの質量）を高くすることができる。

ラベルの除去処理速度をさらに高くするために、羽根車はプロペラ状であることが好ましい。プロペラ状の羽根車を用いると、羽根車がハウジング内部に投入されたペットボトルをボトル排出口の側に押し進め、また羽根車の羽根に衝突したペットボトルがボトル排出口の側にはじき飛ばされるようになるため、ラベルの除去処理速度が高くなる。また、各々の羽根車が備える鋸刃の羽根の枚数が多すぎると、ペットボトルがボトル排出口の側に進み難くなるため、羽根の枚数は２乃至８枚の範囲にあることが好ましい。

羽根車の鋸刃の羽根の製造を容易とするため、また羽根の機械的な強度を高くするために、鋸刃の羽根のボトル排出口側の面は、回転軸に垂直な平面に対して０．５乃至３０．０度の範囲内の角度で傾斜した、回転軸に垂直な軸を含む平面であることが好ましい。図１〜図３に示すラベル除去装置１０においては、各々の鋸刃の羽根のボトル排出口１４の側の面は、回転軸１２に垂直な平面に対して約１度の角度で傾斜した、回転軸１２に垂直な軸を含む平面とされている。例えば、羽根車３８の鋸刃の羽根１６ａのボトル排出口側の面は、図２に示す角度θ₂ が約１度になるように傾斜させてある。この角度θ₂ が大き過ぎると、ペットボトルがハウジング内部に留まる時間が短くなり、ラベルの除去率が低下する傾向にある。

図４に示すように、例えば、羽根車３４は、回転軸１２に嵌め合わされた筒状基部２４、基部２４に各々支持板２５を介して固定された二枚の補強板２６、そして二枚の補強板２６にそれぞれ取り付けられた鋸刃の羽根１６ａ、１６ｂから構成されている。鋸刃の羽根１６ａ（もしくは鋸刃の羽根１６ｂ）と補強板２６とは、これらの間に配置されたワッシャーと共にボルト２８により互いに締め付けられ固定されている。この鋸刃の羽根１６ａと補強板２６との間に配置されるワッシャーの厚みや枚数の選定により、鋸刃の羽根１６ａのボトル排出口側の面と、回転軸１２に垂直な平面とのなす角度を調節することができる。また羽根車３４は、ボルト２７を用いて回転軸１２に仮固定されており、回転軸の長さ方向の所望の位置に、そして回転軸を中心に所望の角度で回転させた状態にて仮固定することが可能とされている。

また、ラベルの除去率を高くするために、ハウジングの側部の内側面には複数の突起が備えられていることが好ましい。図２及び図３に示すように、ラベル除去装置１０のハウジング１１の側部の内側面には、合計で１８個（ハウジング１０の内側面の羽根１６ａの側に６個、羽根１６ｂの側に６個、そして回転軸１２の下側に６個）の突起１７が備えられている。このような突起が備えられていると、羽根車によってハウジングの内部にて回転させられたペットボトルが突起に衝突して、あるいは羽根車に衝突してはじき飛ばされたペットボトルが突起に衝突してラベルの除去が促進される。

上記の複数の突起のうちの幾つか（例えば、図４に示す突起１７）は、鋸刃の羽根の先端及びその近傍を僅かな隙間を介して挟むようにして配置されていることが好ましい。このように突起が配置されていると、鋸刃の羽根の刃先に引っ掛かったペットボトルが、鋸刃の羽根の先端及びその近傍を僅かな隙間を介して挟むようにして配置された突起に衝突してラベルの除去が促進される。突起の数が多すぎると、鋸刃の羽根を回転させるモータに加わる負荷が増大するため、突起の数は実用的には５０個以下であることが好ましい。

［実施例１］
図１から図３に示すラベル除去装置（鋸刃の羽根のボトル排出口側の平面と、回転軸に垂直な平面とのなす角度（図２の角度θ）は約１度に設定されている）の回転軸を４０回転／分の回転数で回転させながら、ラベル付きペットボトルを連続的に投入してラベルの除去を行なった。その結果、ラベルの除去率（ラベルが完全に除去されたボトルの本数／ボトル排出口から排出されたボトルの総本数）は約９０％であった。また所定時間内にてラベル排出口から排出された樹脂製ボトルの質量を測定したところ、ラベル除去処理速度（ボトル排出口から１時間当たりに排出されるボトルの質量）は約５００ｋｇ／時間であった。

［実施例２］
各々の鋸刃の羽根をその平面が回転軸に垂直となるように取り付けた付けたラベル除去装置を用いること以外は実施例１と同様にしてペットボトルのラベルの除去を行なった。その結果、ラベルの除去率は約９０％であり、そしてラベルの除去処理速度は約２００ｋｇ／時間であった。

［参考例１］
回転軸に取り付けられた鋸刃の羽根に代えて、通常の（鋸刃でない）回転刃をその平面が回転軸に垂直となるように取り付けたラベル除去装置を用いること以外は実施例１と同様にしてペットボトルのラベルの除去を行なった。その結果、ラベルの除去率は約６０％であり、そしてラベルの除去処理速度は約２００ｋｇ／時間であった。

本発明のラベル除去装置の構成例を示す斜視図である。 図１のラベル除去装置の上板を取り除いた上面図である。ただし、ハウジング１１を支持する基台２０及びモータ２２の記載は省略してある。 図２に記入した切断線III−III線に沿って切断したラベル除去装置の断面図である。ただし、ハウジングを支持する支柱２１、基台２０及びモータ２１の記載は省略してある。 図２及び図３に示す羽根車３４の鋸刃の羽根１６ａと突起１７との配置を示す図である。

符号の説明

１０ ラベル除去装置
１１ ハウジング
１１ａ ハウジングの上板
１２ 回転軸
１３ ラベル付き樹脂製ボトル投入口
１４ ボトル排出口
１５ ラベル排出口
１６ａ、１６ｂ 鋸刃の羽根
１７ 突起
２０ 基台
２１ 支柱
２２ モータ
２３ ベルト
２４ 筒状基部
２５ 支持板
２６ 補強板
２７、２８ ボルト
３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８ 羽根車

Claims (6)

1. 筒状のハウジングの内部に、複数の羽根車を備える回転軸を該ハウジングの軸方向に沿って配置してなり、該ハウジングの一方の端部もしくはその近傍にラベル付き樹脂製ボトルの投入口、他方の端部もしくはその近傍にボトル排出口、そして上方部にラベル排出口がそれぞれ形成されており、上記の各々の羽根車に一枚もしくは二枚以上の鋸刃の羽根が備えられていることを特徴とする樹脂製ボトルからラベルを除去する装置。
2. ハウジングがその軸方向が水平方向になるように配置され、ラベル排出口とボトル排出口とがハウジングの同一の端部もしくはその近傍の上方部と下方部とにそれぞれ備えられている請求項１に記載のラベル除去装置。
3. 複数の羽根車が全て互いに同一の構成にある請求項１に記載のラベル除去装置。
4. 複数の羽根車が、回転軸の長さ方向に沿って、隣接する羽根車が回転軸を中心にその位置を所定の角度ずつ回転させた状態にて取り付けられている請求項３に記載のラベル除去装置。
5. 各々の羽根のボトル排出口側の面が、回転軸に垂直な平面に対して０．５乃至３０．０度の範囲内の角度で傾斜した、該回転軸に垂直な軸を含む平面である請求項１に記載のラベル除去装置。
6. ハウジング側部の内側面に複数の突起が備えられている請求項１に記載のラベル除去装置。
   

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