JP2001321729A - ペットボトルリサイクルにおけるフレーク異物の除去方法 - Google Patents
ペットボトルリサイクルにおけるフレーク異物の除去方法Info
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Abstract
し、エンジニアリングプラスチックの原材料として、大
量有効活用する為、ボトル粉砕品に含まれる異物を安価
に且つ精度良く除去し、射出成形品にした場合に異物の
少ない成形品を得ることが出来るペレットを大量に且
つ、安価にユーザーに提供すること。 【解決手段】 回収ペットボトルを再利用する場合にお
いて、粉砕フレーク内に存在する粉砕異物を、光照射に
よりフレーク表面の明度を測定し、明度の低い異物を選
択的に除去することを特徴とする、フレーク異物の除去
方法。
Description
イクル材から異物を除去し、ペレットを作製する方法、
及びこれにより得られる樹脂組成物に関する。
サイクルが義務付けられ、各市町村が回収しつつある
が、リサイクル用途が限られ、なかなか用途開発が進ま
ないのが現状である。一方、回収率は年々進み、199
8年には4万4600トン回収され生産量の16%に達
する。今後、回収量はリサイクル業者である指定法人の
増加と市民のリサイクルに関する関心の高まりから、2
000年には回収量が6万トンに達するものと推定され
る。現在は、主に繊維、卵パック用シートがリサイクル
の大半であり、異物除去の難しさや、リサイクル後の価
格の観点からエンジニアリングプラスチック用材料とし
ての再利用は見送られてきた。
盛んに研究され、ケミカルリサイクルとして、アルコー
ルによる分解、グリコールによる分解技術が欧州を中心
に開発され、パイロットプラント等が稼動しつつある
が、まだその採算性は極めて厳しい状況である。また一
般廃棄物からのペットボトルは、その異物の多さから、
リサイクル生産しようとするメーカーから敬遠され、生
産工程内からでる異物の少ないペットシートの端材等を
使用する事が大半であった。
フレーク状に粉砕する事から始まる。まずペットボトル
は、各市町村で分別回収された後、以下のような再生処
理工程で、使用可能なフレークに加工される。
種分け、(2)ペットボトルの色分け、(3)ラベル・
キャップの除去、(4)粉砕機によるフレーク化、
(5)水洗い洗浄、(6)比重分別によるポリプロピレ
ン(PP)、ポリエチレン(PE)等の除去、(7)遠
心脱水等による水分除去(8)フレコン詰め、の順であ
る。
械化が進み、小規模再生工場では、手作業が主流となっ
ている。
ーク)は、十分に選別され、再生使用に耐えうるフレー
クとなっているはずであるが、実際は、ボトルが再生工
場に輸送される時ボトル体積を少なくする為、減容圧縮
され、つぶれた状態で搬入される為、ボトル内部が十分
洗浄(大規模再生工場では、ボトルに穴を開け、水洗し
ているところも有る)できず、結果的に内部にある程度
残留したまま粉砕される為、ボトルの中に入っていた
石、木片等がフレークに混入してしまう。これはその後
の比重選別(水による比重選別、風力選別)では、十分
に除去しきれず、ラベル粉砕品などを含め、数百ppm
程度混入してしまうのが一般的である。
が、その後の品質に大きく影響を与えてしまう。この
為、石等の異物を除去する為、フレークは、一旦、ダイ
スの手前にメッシュ(250〜600メッシュ)の金属
製のフィルターで、こし取りながら、ペレットにするの
が一般的である。このフィルターは、フレーク内の異物
量から、すぐに目づまりをおこしてしまう為、フィルタ
ーを複数個セツトし、順に切り替えながら連続して、押
し出す目的で、オートスクリーンチェンジャーを装備し
た物が大半で、またフィルターの寿命を延ばす為、目づ
まり時、押し出し方向と逆に樹脂を流す装置を装備した
ものまで使用されている。しかしながら、フレークを一
旦押し出し加工する為、コストが割高になるばかりでな
く、ラベル等の染料、顔料や、塩ビ等の成分の細かく焼
けた物質、ラベルを貼り付けたのり成分、洗浄時に落ち
なかったボトルの中身等は、熱で変質しながら、メッシ
ュを通り抜けてしまう。この為、十分に異物が除去され
ず、生産されたペレットは、本来のペットの色調である
無色透明から、やや黒ずんだペレットとなってしまう。
この為、できる限り、安価に異物を精度良く除去し、直
接エンジニアリングプラスチックの原料として、精製さ
れたフレークを2軸押し出し機等に副原料と共に供給し
て、使用するのが、最も理想的である。
は、現在まで色々な方法が検討されてきた。この中で、
リサイクル材(粉砕材)の中には、実に様々な異物が混
入しており、これをマテリアルリサイクルする場合、物
質の帯電性の違いによる性質を利用した静電除去方法、
例えば図1に示すハイドロサイクロン装置により水等を
用いて物質の比重の違いを利用して分離するハイドロサ
イクロンや、図3に示す比重差選別機を用いる方法に代
表される比重分離法、例えば図2に示す密閉循環式風力
選別機を用いた風力を利用する風力選別法等が試みられ
たが、その選別精度の悪さから、実用レベルに達してい
ないのが、現状である。
あきらめて、一度 フレークをフィルター付の押し出し
機を通して異物を濾過し、除去する方法が試みられてい
る。この方法では、押し出し機を使用してペレットを作
製するコストが高く、また熱履歴を余分に1回多く受け
ることから、分子量の低下が懸念され、また、異物の多
さからフィルターがすぐ詰まる為、極めて高価なオート
スクリーンチェンジャーを押し出し機先端に付け、フィ
ルター詰まりによる押し出し機シリンダー内の圧力上昇
を感知し、スクリーンを自動的にチェンジし、詰まった
フィルター部は、押し出し樹脂を逆洗し、目づまりを除
き、フィルターの寿命を延ばす工夫がなされているが、
やはりフィルター交換は、かなりの頻度でなされ、ま
た、設備費も極めて高価になる等の問題があった。
ている場合、同じペットで有る為、溶融し、フィルター
を通る為、作製したペレットの色がくすむ等の問題があ
った。
ルのリサイクル材を有効に活用し、エンジニアリングプ
ラスチックの原材料として、大量有効活用する為、フレ
ークに含まれる異物を安価に且つ精度良く除去し、射出
成形品にした場合に異物の少ないペレットを大量に生産
し、安価にユーザーに提供することを目的とする。
結果、粉砕フレーク内に存在する粉砕異物を、光照射で
フレーク表面の明度を測定することにより、明度の低い
異物を選択的に除去できることを見出し、本発明を完成
するに到った。
を再利用する場合において、粉砕フレーク内に存在する
粉砕異物を、光照射によりフレーク表面の明度を測定
し、明度の低い異物を選択的に除去することを特徴とす
る、フレーク異物の除去方法に関する。
石、木片、紙ラベル、色物ボトル、ラベル、ガムテー
プ、印刷フレークである前記に記載のフレーク異物の除
去方法に関する。
法により異物を除去した後のフレークと、無機充填材を
ブレンドして2軸の押し出し機により押出し、ペレット
を作製することを特徴とする押し出し成形法に関する。
ガラス繊維、マイカ、タルク、ワラストナイト、タンカ
ル、硫酸バリウムである前記に記載の押し出し成形法に
関する。
剤、難燃剤、結晶核剤をブレンドして2軸の押し出し機
により押出し、ペレットを作製することを特徴とする前
記いずれかに記載の押し出し成形法に関する。
し出し成形法により得られる樹脂組成物に関する。
アリングプラスチックの原料として、容器包装リサイク
ル法の施行に伴って、清涼飲料、醤油及び酒類用の容器
であるペットボトルが回収され、これを有効利用する為
に有る。
ルを粉砕したフレークをガラス繊維、マイカ、タルク、
ワラストナイト、硫酸バリウム等の無機充填材、その他
必要に応じて安定剤、難燃材、結晶核剤等をブレンドし
たエンジニアリングプラスチックの原料として活用する
為、まず石、木片、紙ラベル、色物ボトル、ラベル、ガ
ムテープ、印刷フレーク等の粉砕異物を含むフレークを
概ね1層で流しながら、蛍光燈、白熱灯、キセノンラン
プ等により光を照射し、フレーク表面の明度を光センサ
ーで測りながら、設定した明度以下の物体(この場合、
異物)を光センサーで感知し、エアー、水流等により選
択的に異物を除去することにより、フレークの異物率を
下げ、必要に応じて乾燥後、他の副原料とブレンドし
て、いったんペットだけペレットの工程を通ることな
く、同方向又は異方向回転等の2軸の押し出し機でダイ
レクトに押し出してエンジニアリングプラスチックのペ
レットとして樹脂組成物を生産することができる。
する。
前フレーク1が供給され、振動フィーダー12で定量を
送り出しながら、平面シューター13を流れ、ほぼ1層
にフレークが並び落下した。平面シューター13の端末
から落下した異物を含むフレーク1は、蛍光燈15によ
って照らされ、フレークの両面にあるラインセンサーカ
メラ14で明度を測定し、明度の分布を測定した。な
お、反射板16は、フレークが一層に流れている背景に
なり、この背景の前をフレークが横切ることによりライ
ンセンサーカメラ14の受ける明度差を鮮明にする役割
を果たす。
定58)以下を異物と判定する様に良品フレークの下限
域をセットしておく。ラインセンサーカメラ14が異物
を感知するとタイミングを合わせてラインセンサーカメ
ラ14の位置に合わせたエアノズル17からエアを5ミ
リ秒間吹出し(センサー感知後エア吹出しまでの時間の
ずれは8ミリ秒間)、異物を吹き飛ばし、下記に記載す
る良品受け口18から異物が入るのを防いだ。異物は、
良品受け口18から分離され下部に設けた異物受け部2
0に集められ、取り出した。また異物が無い場合は、エ
アノズル17からエアが出る事が無く、エアノズルより
下部に有る風除けを兼ねる口の字状の良品受けロ18に
導入され、フレークを良品受けボックス19に集めた。
この方法で、選別した結果を表1に示す。なお、この装
置の選別能力を見る為、選別用に用意したフレークに
は、石を故意に増量した。
別方法に対して極めて、高い分別除去率であることがわ
かる。
量で実験した結果を表2に示す。
%であり、無駄無く分別されていることがわかる。また
この高い収率から良品側のフレークをさらに複数次同法
で選別する事により、フレークの精練度が上昇し、さら
に高い収率も得る事ができる。この複数次の分別による
異物量の推移と収率を表2に示す。 比較例1 貯水タンク1の上部の投入口6より分別前フレークを貯
水タンク1に供給し、貯水タンク1内にある攪拌機2に
より、分別前フレークと水を混合した後、該混合物をポ
ンプにより、ハイドロサイクロン3に供給した。その
後、循環流量40m3/hrの旋回流をハイドロサイク
ロン内に発生させ、水より軽いPP、PE等は出口4か
ら排出させ、脱水後、水は貯水タンク1へ供給した。ま
た水より重いペット等は出口5から排出させ、脱水後、
水は貯水タンク1へ供給し、脱水後の分別後フレークを
回収した。
を表3に示す。
m3/hrにしても大きな差はなく、期待できない結果
であった。 比較例2 風力選別による除去実験を行った。この風力選別の実験
では、石等の重量物とラベル等の比較的軽い異物の同時
除去は、極めて効率が悪いと判断された為、2段階で除
去する事とした。
し、投入口6から分別前フレークを投入し、該フレーク
をブロア7により発生させた風11に乗せて移動させ、
軽量物は軽量物出口9から排出させ、重量物は重量物出
口10から排出させ、分別した。
その後、ラベル等が除去された側のフレークを第二段と
して、石等の重量物を除去した結果を表4に示す。
ラベルについては、十分な除去結果が得られなかった。
またこの方法では異物除去側に本来使用可能なフレーク
が多数混入してしまい、最終的な収率は50%と低率で
あった。比較例3図3に示す比重差選別機を使用し、投
入口6から分別前フレークを投入し、デッキ8と呼ばれ
る波形網の上に落下させ、デッキ8を左右に振動させな
がら、ブロア7により発生させた風11をデッキ8の下
方から送ることにより、軽量物は風11により浮力を
得、軽量物排出口9より排出させ、また重量物は風によ
っても浮くことができないのでデッキ8の振動に従って
重量物排出口10側へ移動させ、該出口10から排出さ
せ、分別した。
的軽い異物の同時除去は、極めて効率が悪いと判断され
た為、2段階で除去する事とした。
等を除去する為、デッキの傾斜10゜、振動60Hz、
ブロア40Hz、第2段で、ラベル等を除去する為、デ
ッキの傾斜9゜、振動50Hz、ブロア32.2Hzと
して実験した。その結果を表5に示す。
混入してしまい、最終的な収率は85%であった。 実施例2 実施例1の方法で除去したフレークにガラス繊維、炭酸
カルシウム、マイカをフィラー量40重量%になるよう
に調整し、さらにハロゲン系難燃剤(臭素化ポリスチレ
ン:日産フェロ−社製、商品名:PC−68PB)、難
燃助剤(アンチモン酸ナトリウム:日産化学社製、商品
名:NA−1070L)、熱安定剤(ヒンダートフェノ
ール系:チバガイギー社製、商品名:IRGANOX1
010)、核剤(ブチル安息香酸ナトリウム:日本油脂
社製、商品名:ノンサールTBAN)を添加し、2軸押
し出し機により、同条件でエンジニアリングプラスチッ
クとして、ペレッティングした樹脂組成物を得た。
比較を行い、また射出成形機により1辺120mm、厚
み1mmの平板を成形し、目視異物量の比較した結果を
表6に示す。
ラー量45重量%になるように調整し、熱安定剤(ヒン
ダートフェノール系:チバガイギー社製、商品名:IR
GANOX1010)、核剤(ブチル安息香酸ナトリウ
ム:日本油脂社製、商品名:ノンサールTBAN)を添
加し、2軸押し出し機により、同条件でエンジニアリン
グプラスチックとして、ペレッティングした樹脂組成物
を得た。
比較を行い、また射出成形機により1辺120mm、厚
み1mmの平板を成形し、目視異物量の比較した結果を
表7に示す。
り、大量に今後発生するペットボトルのフレークリサイ
クル材を有効に活用する為、エンジニアリングプラスチ
ックの原材料として、短時間にボトル粉砕品に含まれる
異物を安価に且つ精度良く除去し、射出成形品にした場
合に異物の少ないペレットを大量に生産する事ができ、
安価に質の良いペレットをユーザーに提供できる。
Claims (6)
- 【請求項1】 回収ペットボトルを再利用する場合にお
いて、粉砕フレーク内に存在する粉砕異物を、光照射に
よりフレーク表面の明度を測定し、明度の低い異物を選
択的に除去することを特徴とする、フレーク異物の除去
方法。 - 【請求項2】 粉砕異物が、石、木片、紙ラベル、色物
ボトル、ラベル、ガムテープ、印刷フレークである請求
項1に記載のフレーク異物の除去方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の方法により異物
を除去した後のフレークと、無機充填材をブレンドして
2軸の押し出し機により押出し、ペレットを作製するこ
とを特徴とする押し出し成形法。 - 【請求項4】 無機充填材がガラス繊維、マイカ、タル
ク、ワラストナイト、タンカル、硫酸バリウムである請
求項3に記載の押し出し成形法。 - 【請求項5】 更に安定剤、難燃剤、結晶核剤をブレン
ドして2軸の押し出し機により押出し、ペレットを作製
することを特徴とする請求項3又は4に記載の押し出し
成形法。 - 【請求項6】 請求項3〜5に記載の押し出し成形法に
より得られる樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000145876A JP2001321729A (ja) | 2000-05-18 | 2000-05-18 | ペットボトルリサイクルにおけるフレーク異物の除去方法 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104138852A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-11-12 | 广西龙胜华美滑石开发有限公司 | 一种从滑石矿中分离杂石的方法 |
JP2020066660A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 萩原工業株式会社 | 再生樹脂材料の不純物除去方法 |
JP7115624B1 (ja) | 2021-12-10 | 2022-08-09 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | リサイクル方法、及びリサイクル装置 |
-
2000
- 2000-05-18 JP JP2000145876A patent/JP2001321729A/ja active Pending
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WO2023106173A1 (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-15 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | リサイクル方法、及びリサイクル装置 |
JP2023086337A (ja) * | 2021-12-10 | 2023-06-22 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | リサイクル方法、及びリサイクル装置 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090623 |