JP2000288422A - 混合プラスチックの分別方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、個々の粒子は単一素材になっ
ているが各々が混合されている状態のプラスチック混合
物を連続的に高純度、高回収率で分別する混合プラスチ
ックの分別装置を提供することにある。 【解決手段】プラスチック複合材、例えば自動車のダッ
シュボードなどを単一素材になるまで小さく破砕した、
プラスチック混合物を単一素材のプラスチックに連続的
に、高純度、高回収率で分別する装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの複
合素材を破砕して単一のプラスチックを得る方法におい
て、破砕工程後のプラスチック混合物を、プラスチック
の分別装置に供給するプラスチック供給装置と、供給さ
れたプラスチック混合物の中から、粉体化したプラスチ
ックや、発泡プラスチックのようにその材料の比重に対
し見掛け比重が極めて小さいプラスチックと、個々の粒
子がほぼ単一素材の比重になっているプラスチックを、
風力で分別する風力分別装置と、風力分別装置で重量物
側に回収された、個々の粒子がほぼ単一素材の比重にな
っているプラスチック混合物を、そのプラスチック混合
物を比重分別するのに適した比重を有する水性媒体と混
合する混合装置と、水性媒体中のプラスチック混合物
を、比重分別する液体比重分別器と、液体比重分別器で
単一素材のプラスチックに分別されたプラスチックと水
性媒体を分離する脱水装置から構成される混合プラスチ
ック分別装置及び、混合プラスチック分別方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックの複合素材を単一素材に分
別する方法として、特開平６−６３９４１号公報が公知
であるが、破砕したプラスチックを気体流を利用した比
重選別で分別したのでは、分別したプラスチックの純度
は６０〜７０％程度にとどまり、バージン材としてリサ
イクルすることは勿論、燃焼またはプラスチック油化用
材料としても使用できず、結局廃棄するしかなく、効果
としてはプラスチック破砕による減容効果しか実用的に
は期待できない．また、比重が１を超えるプラスチック
と１未満のプラスチックの分別方法として、従来からプ
ラスチック分別の例として特開昭４８−１００７６０、
特開平４−３２６９５５号公報などの方法が公知である
が、いずれの方法も開放水槽にプラスチックを投入し沈
降したものと、浮遊したものに分離するものであり、粒
径が１０ｍｍ以下のプラスチックでは、プラスチックに
付着する気泡の影響が大きく分別したプラスチックの純
度は、９５％程度にしか上げる事が出来ない。

【０００３】このため、分別したプラスチックの高級材
へのマテリアルリサイクルは難しく、サーマルリサイク
ル又はプラスチック油化もしくは、低級材プラスチック
へのマテリアルリサイクルがリサイクルの主流となって
いた。

【０００４】更に、プラスチックの粒径が５ｍｍ以下と
なると、気泡の影響が更に大きく受ける為、開放水槽で
の水性媒体での比重分別の適用が難しい．例えば、特開
平６−６３９４１号公報に示すような、破砕によりプラ
スチック複合材を単一素材に解体して分別する方法から
発生するプラスチック混合物の粒径は大部分が５ｍｍ以
下であり、一般的にはダストとして扱われ埋め立て処分
等に回されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、プラ
スチック分別において、従来低レベルなりサイクルもし
くは廃棄処分されていたプラスチックで、２種類の単一
素材のプラスチックが混合しているものを、単一素材ご
とに純度９９％以上、回収率９５％以上で分別回収し
て、バージン材と同等の高級材料としてリサイクルする
事にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する為に、プラスチックの複合素材を破砕して単一のプ
ラスチックを得る方法において、破砕工程後のプラスチ
ック混合物を、プラスチックの分別装置に供給するプラ
スチック供給装置と、供給されたプラスチック混合物の
中から、粉体化したプラスチックや、発泡プラスチック
のようにその材料の比重に対し見掛け比重が極めて小さ
いプラスチックと、個々の粒子がほぼ単一素材の比重に
なっているプラスチックを、風力で分別する風力分別装
置と、風力分別装置で重量物側に回収された、個々の粒
子が単一素材の比重に極めて近くなっているプラスチッ
ク混合物を、そのプラスチック混合物を比重分別するの
に適した比重を有する水性媒体と混合する混合装置と、
水性媒体中のプラスチック混合物を、比重分別する液体
比重分別器と、液体比重分別器で単一素材のプラスチッ
クに分別されたプラスチックと水性媒体を分離する脱水
装置からなる、連続的に高純度でしかも高回収率で単一
のプラスチックを得るための、混合プラスチック分別装
置及び、混合プラスチック分別方法を提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図に示されている実施例について
本発明を以下に説明する。

【０００８】プラスチックの複合素材を破砕して単一の
プラスチックを得る方法において、破砕工程後のプラス
チック混合物１は供給装置２に投入され、供給スクリュ
ー２１の回転による搬送操作により、分別に適した量、
風力分別装置３に供給される。

【０００９】風力分別装置３では送風ファン３４からの
風と、吸引ファン３３の吸引効果により、プラスチック
混合物１の中から、粉体化したプラスチック１ａや、発
泡プラスチックのようにその材料の比重に対し見掛け比
重が極めて小さいプラスチック１ｄを吹き飛ばし、吸入
ダクト３１で、集塵機３２に収集する。風力選別装置と
して、図２で示すような、渦巻き式風力選別器１３を使
用することもできる。

【００１０】風力分別装置３、及び渦巻き式風力選別器
１３で分別されたプラスチックの内、重量物側に回収さ
れるプラスチック１ｂ，１ｃは、そのプラスチック混合
物を比重分別するのに適した比重を有する水性媒体１０
０と均一に混合するため、混合装置４に投入され、混合
水槽４０内で撹拌装置４１で撹拌され水性媒体１００
と、均一に混合される。水性媒体１００とプラスチック
混合物１ｂ，１ｃの混合液１０１は、ポンプ５で圧送さ
れ、液体比重分別器６ に導入される。混合液１０１は
液体比重分別器６の胴体６０上部に接線方向に取付けら
れている、入口ノズル６１から導入され、胴体６０内面
にそって回転運動をしながら下方に降りてくる。そして
底部６４に達すると、回転半径が小さくなるので、速度
が早くなりながら、なおも回転降下していき、下方ノズ
ル６５近くまで来ると、流れは反転上昇を始めるる。こ
の時一部の流れは、下方ノズル６５から排出される。一
方反転上昇した流れは、胴体６０中心部近くを回転しつ
つ内部管６３及び上方ノズル６２内へ上昇しいき、排出
される。また、入口ノズル６１から入った流れの一部
は、下方に流れること無く内部管６３の外側を流れ、内
部管６３端部から、上方ノズル６２に吸込まれていく。

【００１１】上記流れの中で、比重の重たいプラスチッ
ク１ｂは下方ノズル６５から出る流れに乗り下方ノズル
６５から排出される。一方軽いプラスチック１ｃは上方
ノズル６２から出る流れに乗り、上方ノズル６２から排
出される。例えば重たいプラスチック１ｂとして比重
１．３の塩化ビニール（ＰＶＣ）を、軽いプラスチック
１ｃとして比重０．９８のポリプロピレン（ＰＰ）を用
い、水性媒体１００として両方の間の比重１を持つ水を
使用した分別実験において、各プラスチックの回収純度
９９％以上であることが確認できた。

【００１２】例えば重たいプラスチック１ｂとして比重
１．３の塩化ビニール（ＰＶＣ）を、軽いプラスチック
１ｃとして比重１．１のポリスチレン（ＰＳ）を用い、
水性媒体１００として両方の比重より若干軽い比重１を
持つ水を使用した分別実験において、各プラスチックの
回収純度９９％以上であることが確認できた。

【００１３】上下に分配されるプラスチックの境界にな
る比重は、内部管６３端部と、下方ノズル６５上端との
距離Ｌ、底部６４の角度θに大きく影響される。従っ
て、これらの値を可変に出来る構造の液体比重分別器６
とすることで、各種比重のプラスチックの分別に対応で
きる装置となる。

【００１４】また、水性媒体１００とプラスチック混合
物１ｂ，１ｃを均一に混合する方法として、図３で示す
エジェクター１６を使用する方法が考えられる。エジェ
クター１６を使用すると、混合液１０１を搬送するポン
プ５が省略出来るので、ポンプ５へのプラスチック混合
物１ｂ，１ｃの噛み込み等によるトラブルが回避でき
る。また、ポンプ５の省略及び、撹拌混合する混合水槽
４０の省略で設備全体をコンパクトにすることが出来
る。但し、エジェクター１６で混合した場合、水性媒体
が気泡を噛み込み、分別精度が低下することが考えられ
るので、空気分離器１５で気泡を分離する。 混合液１
０１を圧送するポンプ５を省略して、混合水槽４０を液
体比重分別器６と比べ十分高い位置に設置して、そのヘ
ッド差で混合液１０１を液体比重分別器６へ送ることが
できる。

【００１５】液体比重分別器６で分離された重たいプラ
スチック１ｂは下方ノズル６５から、軽いプラスチック
１ｃは上方ノズル６２から各々排出され、水切り装置７
の水切り槽７１，７２及び、出口弁７３、７４を通過し
て、脱水装置８の脱水槽８１，８２に入る。脱水槽８
１，８２に一定量プラスチックが溜まった所で、出口弁
７３，７４を閉め、遠心力による脱水を行う。脱水後、
出口弁１１４，１１５を閉め、入口弁１１６，１１７を
開けて、吸引ファン１１３によりプラスチック１ｂ，１
ｃをプラスチック受箱１１，１２に吸引する。その間、
液体比重分別器６から排出されるプラスチック１ｂ，１
ｃは、水切り槽７１，７２に一時的に溜められる。

【００１６】プラスチック１ｂ，１ｃをプラスチック受
箱１１，１２に吸引完了後、入口弁１１６，１１７を閉
じ、出口弁１１４，１１５を開けて、内槽１１１，１１
２を回転させプラスチック１ｂ，１ｃを排出する。一
方、水切り槽７１，７２も脱水槽８１，８２からのプラ
スチック１ｂ，１ｃ 吸引完了後、出口弁７３，７４を
開け、溜まったプラスチック１ｂ，１ｃを脱水槽８１，
８２に排出する。脱水装置からでる水性媒体１００は、
循環水槽９に溜められ、循環ポンプ１０で循環する。

【００１７】上記の操作を繰り返すことで、プラスチッ
ク混合物１ｂ，１ｃを連続的に高純度で、単一素材に分
別することが出来る。

【００１８】更に液体比重分別器６を多段に組合わせる
ことで、分別精度を更に向上することが出来る。また液
体比重分別器６を多段に組合わせることで、３種類以上
のプラスチックが混ざっている、プラスチック混合物に
も対応することが出来る．

【００１９】

【発明の効果】本発明により、従来分ける事が難しく、
埋め立て処分もしくは分けたとしても純度が悪く、燃
料、プラスチック油化或は低級材へのマテリアルリサイ
クルしかできなかったものが、元の原材料としてリサイ
クル出来る。これにより、製造工程で出ていた廃棄プラ
スチックを処分していた費用及び、素材購入費用が減少
する。また、廃棄プラスチックを埋めている最終処分場
の延命にもなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフロー図である。

【図２】遠心式風力分別機を使用した場合の分別装置の
一例を示すフロー図である。

【図３】混合装置としてエジェクタを使用した場合の分
別装置の一例を示すフロー図である。

【図４】本発明による液体比重分別器の一例を示す構造
側面図である。

【図５】本発明による液体比重分別器の一例を示す構造
平面図である。

【符号の説明】

１…プラスチック混合物、１ａ…粉体化したプラスチッ
ク、１ｂ…重たいプラスチック、１ｃ…軽いプラスチッ
ク、１ｄ…材料の比重に対し見掛け比重が極めて小さい
プラスチック、２…供給装置、３…風力分別装置、４…
混合装置、５…ポンプ、６液体比重分別器、７…水切り
装置、８…脱水装置、９…循環水槽、１０…循環ポン
プ、１１…プラスチック受箱、１２…プラスチック受
箱、１３…渦巻き式風力選別器、１５…空気分離器、１
６…エジェクター、２１…供給スクリュー、３１…吸入
ダクト、３２…集塵機、３３…吸引ファン、３４…送風
ファン、４０…混合水槽、４１…撹拌装置、６０…胴
体、６１…入口ノズル、６２上方ノズル、６３…内部
管、６４…底部、６５…下方ノズル、７１，７２…水切
り槽、７３，７４…出口弁、８１，８２…脱水槽、１０
０…水性媒体、１０１…混合液、１１１，１１２…内
槽、１１３…吸引ファン、１１４，１１５…出口弁、１
１６，１１７…入口弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 政克 茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立 製作所機械研究所内 (72)発明者 高村 義之 山口県下松市大字東豊井794番地株式会社 日立製作所笠戸工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】破砕されたプラスチックの混合物を、プラ
   スチックの分別装置に供給するプラスチック供給装置
   と、供給されたプラスチック混合物の中から、粉体化し
   たプラスチックや、発泡プラスチックのようにその素材
   の比重に対し見掛け比重が極めて小さいプラスチック
   と、個々の粒子がほぼ単一素材の比重となっているプラ
   スチックを風力で分別する風力分別装置と、風力分別装
   置で重量物側に回収された個々の粒子がほぼ単一素材の
   比重となっているプラスチック混合物を、そのプラスチ
   ック混合物を比重分別するのに適した比重を有する水性
   媒体と均一に混合する混合装置と、水性媒体中のプラス
   チック混合物を、比重分別する液体比重分別器と、液体
   比重分別器で単一素材のプラスチックに分別されたプラ
   スチックと水性媒体を分離する脱水装置から構成され、
   これによりプラスチックの複合素材を破砕して単一のプ
   ラスチックを得ることを特徴とする混合プラスチック分
   別装置。
2. 【請求項２】プラスチックの複合素材を破砕して単一の
   プラスチックを得る方法において、破砕されたプラスチ
   ックの混合物を、プラスチック供給装置を用いてプラス
   チックの分別装置に供給し、次ぎに風力分別装置を用
   い、供給されたプラスチック混合物の中から、粉体化し
   たプラスチックや、発泡プラスチックのようにその材料
   の比重に対し見掛け比重が極めて小さいプラスチック
   と、個々の粒子がほぼ単一素材の比重になっているプラ
   スチックを風力で分別し；風力分別装置で重量物側に回
   収された個々の粒子がほぼ単一素材の比重になっている
   プラスチック混合物を、混合装置でそのプラスチック混
   合物を比重分別するのに適した比重を有する水性媒体と
   均一に混合し、水性媒体中のプラスチック混合物を液体
   比重分別器を用い、プラスチックの比重差を利用した比
   重分別を行入；液体比重分別器で単一素材のプラスチッ
   クに分別されたプラスチックと水性媒体を脱水装置で分
   離することを特徴とする混合プラスチック分別方法。