JP2002067029A - 使用済みプラスティックの再資源化処理方法及びその再資源化成型物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量に排出される処理困難な一般廃棄物系プ
ラ＝混合プラを、形態や材料で区別せずに前処理をし造
粒して工業炉や反応炉用の粒状成形物にする。 【解決手段】 軽度の破砕処理（解砕）を施す解砕工
程、これより夾雑物を除去する第１夾雑物除去工程、次
にプラを所定の粒度まで破砕する破砕工程、当該破砕片
から残留夾雑物を除去する第２夾雑物除去工程、次に粉
砕処理をする粉砕工程、これより塩素含有プラ、残留夾
雑物を除去する分離処理工程、次いで造粒処理をして粒
状プラ成形物を調製する造粒工程で処理する。上記にお
いて、粉砕片を乾燥する工程を付加する。更に、造粒プ
ラを強制冷却してその粒度安定及び強度向上を図る。造
粒は粉砕片の軟化・溶融−押出し式成形で行なう。混合
プラには減容化又は圧縮梱包処理をしたものを解砕以降
に供する。こうして炉への吹き込みに適した粒度分布及
び強度を有する粒状成形物を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、都市ごみが主体
を占める一般廃棄物から回収された、特に、フィルム状
の軽量プラスティックやボトル等固形状の重量プラステ
ィック、あるいはその他雑多な形態・性状のプラスティ
ックを含んだ使用済みプラスティック（廃棄合成樹脂）
をその形態や材料に拘りなく、前処理工程において夾雑
物及び塩素含有プラスティックを除去して高純度の使用
済みプラスティックに調製し、これに適切な造粒処理を
施すことにより、高炉、コークス炉、金属溶解炉、その
他の工業炉や反応炉への供給原料として適した性状を備
えた成形物を供給することができる、使用済みプラステ
ィックの再資源化処理技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業廃棄物や一般廃棄物の中には、近
年、プラスティック等の廃棄合成樹脂材が急増してお
り、その処理が大きな問題となっている。中でも、高分
子系の炭化水素化合物であるプラスティックは、その大
量処理は困難であり、その多くは焼却処理もしくは埋め
立て処理されている。燃焼時の発熱量が大きいので焼却
炉を損傷しやすく、且つ最近では、プラスティック焼却
による環境上の問題が大きな課題となっている。さらに
は埋立処理用地不足が社会問題となっており、従って、
使用済みプラスティックの廃棄処分には、環境上及び資
源活用上問題がある。

【０００３】上記背景のもと、プラスティック等の合成
樹脂材を高炉等において代替補助燃料あるいは鉱石の還
元材として用いる方法が、欧州特許公開公報第６２２４
６５Ａ１号及び特公昭５１−３３４９３号公報に示され
ている。この方法は、合成樹脂材の粉砕物を羽口等から
高炉内に吹き込む技術であり、炉内に吹き込まれる合成
樹脂粉砕物の大きさとして、粒径１〜１０ｍｍという条
件が示されている。

【０００４】その他に例えば、特開平９−１３７９２６
号公報や特開平９−１７０００９号公報には、産業廃棄
物や一般廃棄物として発生する廃棄合成樹脂材を、上述
した目的で高炉等の工業用炉内に吹き込み供給するに際
し、廃棄合成樹脂材をフィルム状のものと、それ以外の
ものとに分別し、分別されたも廃棄合成樹脂をそれぞれ
の形態に適した異なる工程で前処理を施し、こうするこ
とにより、炉内に吹き込むまでの貯留、搬送工程及び炉
内吹込み時の品質特性の特性改善を図る方法が提案され
ている（以下、先行技術１及び２という）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、処理
困難な廃棄物として、一般廃棄物の主体を占める都市ご
み中の使用済みプラスティックが大量に排出されるに至
った。このような、都市ごみから回収された使用済みプ
ラスティックは、形態的にはフィルム状の軽量プラステ
ィックやボトル等固形状の比較的重量プラスティック、
その他外見上プラスティック製であるが、中身が金属等
で構成されたプラスティック複合製品等、雑多なプラス
ティックの混合物である。更に、紙類、繊維類等の夾雑
物も混入している。また、プラスティックを成分的にみ
ると、ダイオキシン発生原因となり得る塩素含有プラス
ティックが混入している。

【０００６】一般廃棄物から回収された使用済みプラス
ティックは、上述した構成を有する、通称「混合プラス
ティック」である。このような混合プラスティックから
再資源化処理されたもの、即ち、再資源化処理成品の用
途や使用方法を考慮した場合、混合プラスティックから
夾雑物や不適性プラスティックを、どのようにして適切
且つ効率的に選別・除去するか、そして、得られた純度
の向上した使用済みプラスティックを、再資源化処理成
品のハンドリング性、用途、利用効率あるいは成品コス
ト等を考慮した場合、どのような方法でどのような形状
に成形するか、が課題となる。

【０００７】ところが、上述した先行技術１あるいは２
においては、廃棄合成樹脂材を、工業用炉内に燃料や還
元材としてあるいはそれらの一部代替物質として吹き込
み供給する際の当該廃棄合成樹脂材の前処理加工におい
て、廃棄合成樹脂材をフィルム状のものと、それ以外の
ものである固形状のものとに分別し、２系列の工程に分
けて磁選処理等を施し、適切な大きさに整粒して、高炉
等の工業炉ないし反応炉に吹き込むための予備処理を完
了する。しかしながら、このように、廃棄合成樹脂材の
予備処理を２系列の工程に分けて行なうためには、一般
にフィルム状及び固形状廃棄合成樹脂材のそれぞれに適
した２系列の予備処理設備を備えることが必要になり、
コストが嵩み、また予備処理の工程管理も複雑になる。
しかも、現在、再資源化処理が問題となっている一般廃
棄物から回収される使用済みプラスティック（以下、
「一般廃棄物系プラスティック」という）は、フィルム
状、固形状及び複合材の混合材料等からなっている。

【０００８】そこで、本発明者等は、上記問題を解決し
て、一般廃棄物系プラスティックを有利に再資源化処理
し、この再資源化処理成品が有利に活用され得るような
技術を開発するために必要な課題を、次の通りまとめ
た。 解決すべき課題−１：一般廃棄物系プラスティックであ
る混合プラスティックに混入している紙類、繊維類、生
ゴミ、金属類その他の夾雑物を効率よく除去すること。 解決すべき課題−２：再資源化処理成品の使用に対し
て、有害なプラスティックである塩素含有プラスティッ
クを、当該混合プラスティックから効率よく選別ないし
除去すること。 解決すべき課題−３：フィルム状の軽量プラスティック
とボトル等固形状の重量プラスティックとの混合物を解
砕および破砕・粉砕して、後工程の造粒操作に適した形
状及び粒度分布を有するプラスティック粉砕片に調製す
ること。 解決すべき課題−４：当該プラスティック粉砕片を、高
品質の再資源化処理成品に造粒すること。

【０００９】以上より、この発明の目的は、上記課題を
解決することにより、一般廃棄物系プラスティックであ
る混合プラスティックから、高炉その他の工業炉や反応
炉に吹込み装入により供給し、燃料や還元材等として利
用するのに適した再資源化処理物を製造するに当たり、
当該混合プラスティックの予備処理工程を、フィルム状
の軽量プラスティックとボトル等固形状の重量プラステ
ィックとの２系列に分けることなく、それら両者を解
砕、破砕、夾雑物除去、粉砕、及び塩素含有プラスティ
ックの分離処理工程を含む、１系列の効率的ラインで構
成し、こうして構成された工程で予備処理を施された高
純度のプラスティック粉砕片を適切な条件で造粒し、効
率よく再資源化処理をする方法と、こうした方法により
優れた品質の再資源化処理成品を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
に対して試験及び検討を行ない、次の知見を得た。

【００１１】１． 自治体等から製鉄所等へ搬入される
一般廃棄物系プラスティックの形態は、一般に、混合プ
ラスティックが減容化装置や圧縮梱包装置等で処理され
た立方体ないし直方体状の個体、もしくは袋入りないし
ひも状体で縛られたものである。このような供給形態の
混合プラスティック（以下、「混合プラスティックベー
ル」と総称する）に対して、軽度の適切な破砕処理を施
してこれを解きほぐし、又はこれに更に破砕処理を施す
ことにより、プラスティックに固着したり絡まっていた
夾雑物が剥離して離れ、夾雑物をプラスティックから容
易に摘出することができる。即ち、金属類は磁選処理に
より容易に分離除去することができ、また紙類、繊維
類、及び、生ごみの一部、等は、風力選別等により容易
に分離除去し得ることがわかった。

【００１２】２． 供給される混合プラスティックベー
ルのようなプラスティックの形態、寸法、硬さあるいは
その種類等の如何に拘わらず、その予備処理工程を２系
列もしくは複数列に分けずに、後の造粒処理するのに適
したプラスティック粉砕片に調製することができる方法
を検討した。先ず、本発明者等は、一般廃棄物の主体を
占める所謂都市ごみから発生する混合プラスティック中
には、フィルム状プラスティックや硬さの比較的軟らか
いプラスティックが大部分であることに着眼すると共
に、フィルム状の軽量プラスティックと、ボトル等固形
状の重量プラスティックとを選別して分けなくても、供
給された混合プラスティックのままで上述した通り解砕
すると、夾雑物の分離除去が容易となることにより、適
切な破砕機及び粉砕機を選定して用いることにより、１
系列の破砕機−粉砕機ラインでの前処理により、上述し
た造粒処理に適したプラスティック粉砕片を調製するこ
とが可能であることがわかった。

【００１３】３． 更に、この１系列ラインでの前処理
工程において、適切な粒度のプラスティック粉砕片を、
例えば、特開平９−１７０００９号公報で提案されてい
る湿式遠心分離機によるプラスティックの嵩比重差を利
用した分離装置を適用することにより、塩素含有プラス
ティックを効率的に他の非塩素系プラスティック粉砕片
と分離除去することができる。なお、この方法によれ
ば、残留夾雑物も分離除去され、プラスティック粉砕片
の純度は更に向上する。

【００１４】４． こうして夾雑物及び塩素含有プラス
ティックが分離除去された所定粒度を有する高純度プラ
スティック粉砕片に対して、適切な条件下で、押出し成
形加工を施すことにより、圧縮強度が大きく、且つ所定
粒度を有する粒状プラスティック成形物を効率的に得る
ことが可能である。そして、こうして得られる粒状プラ
スティック成形物は、高炉への搬送までの貯留、搬送等
のハンドリングに際して崩壊することなく、更に、これ
を高炉の羽口から気送吹込みをした場合に、当該羽口前
方に形成されるレースウェイ内において良好な燃焼特性
を示すことを知見した。

【００１５】この発明は、上記知見に基づきなされたも
のであり、その要旨は、次の通りである。請求項１記載
に係る一般廃棄物から回収された使用済みプラスティッ
クを再資源化処理する方法は、下記工程を含むことに特
徴を有するものである。即ち、当該使用済みプラスティ
ックの再資源化処理方法において、当該使用済みプラス
ティックに軽度の破砕処理（以下、解砕という）を施す
ことによりこれを解きほぐす解砕工程と、当該解砕工程
で解砕された上記使用済みプラスティックから夾雑物を
除去する第１の夾雑物除去工程と、当該第１の夾雑物除
去工程で上記夾雑物が除去された上記使用済みプラステ
ィックに破砕処理を施すことによりこれを所定の粒度ま
で破砕する破砕工程と、当該破砕工程で調製された破砕
片から残留夾雑物を除去する第２の夾雑物除去工程と、
当該第２の夾雑物除去工程で上記夾雑物が除去された上
記所定粒度を有する破砕片に粉砕処理を施す粉砕工程
と、当該粉砕工程で調製された粉砕片から塩素含有プラ
スティック及び残留夾雑物を除去する分離処理工程と、
こうして塩素含有プラスティック及び残留夾雑物が除去
されたプラスティック粉砕片に造粒処理を施し粒状プラ
スティック成形物を調製する造粒工程とを含むこと工程
からなるものである。

【００１６】請求項２記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックを再資源化処理する方法
は、請求項１記載のプラスティックを再資源化処理する
方法に、更に、上記造粒工程の入側に、上記プラスティ
ック粉砕片の付着水を乾燥させる乾燥工程、並びに、当
該造粒工程の出側に、当該造粒工程で造粒された粒状プ
ラスティック成形物を強制冷却する冷却工程を付加して
設けることに特徴を有するものである。

【００１７】請求項３記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックを再資源化処理する方法
は、請求項１又は請求項２記載のプラスティックを再資
源化処理する方法において、上記造粒工程においては、
上記プラスティック粉砕片を軟化・溶融−押出し式成形
により、上記の粒状プラスティック成形物に調製するこ
とに特徴を有するものである。

【００１８】請求項４記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックを再資源化処理する方法
は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプラスティ
ックを再資源化処理する方法において、上記解砕工程で
の処理に供される使用済みプラスティックが、予め圧縮
による減容化処理又は圧縮梱包処理を施されており、し
かもフィルム状の軽量プラスティック、ボトル等固形状
の重量プラスティック及びその他雑多なプラスティック
を含んでいるものであることに特徴を有するものであ
る。

【００１９】請求項５記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックの再資源化成形物は、当該
使用済みプラスティックに解砕処理を施してこれを解き
ほぐし、得られた解砕物から夾雑物を除去し、次いで破
砕処理を施すことによりこれを所定の粒度まで破砕し、
得られた破砕品から残留夾雑物を除去した後、粉砕処理
を施してプラスティック粉砕片を調製し、得られた当該
プラスティック粉砕片から塩素含有プラスティック及び
残留夾雑物を除去し、得られたプラスティック粉砕片に
造粒処理を施すことにより粒状プラスティック成形物に
調製されたものであることに特徴を有するものである。

【００２０】請求項６記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックの再資源化成形物は、請求
項５記載の再資源化成形物を調製する過程において、更
に、上記造粒処理を施す前に上記プラスティック粉砕片
に乾燥処理を施し、そして、当該造粒処理を施した後に
上記粒状プラスティック成形物に強制冷却処理を施す工
程が付加されて調製された再資源化成形物であることに
特徴を有するものである。

【００２１】請求項７記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックの再資源化成形物は、請求
項５又は請求項６記載の再資源化成形物において、上記
プラスティック粉砕片に対する前記造粒処理として、当
該プラスティック粉砕片が軟化・溶融−押出し式成形に
より上記粒状プラスティック成形物に調製されることに
特徴を有するものである。

【００２２】請求項８記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックの再資源化成形物は、請求
項５〜請求項７のいずれかに記載の再資源化成形物にお
いて、上記解砕処理が施される使用済みプラスティック
として、予め圧縮による減容化処理又は圧縮梱包処理が
施されており、しかもフィルム状の軽量プラスティッ
ク、ボトル等固形状の重量プラスティック及びその他雑
多なプラスティックを含んでいるものであることに特徴
を有するものである。

【００２３】請求項９記載に係る一般廃棄物から回収さ
れた使用済みプラスティックの再資源化成形物は、請求
項７又は請求項８記載に記載の再資源化成形物におい
て、上記軟化・溶融−押出し式成形により調製されたも
のが、工業炉又は化学反応炉への吹込み原料であること
に特徴を有するものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。

【００２５】図１に、本発明に係る使用済みプラスティ
ックの再資源化処理方法の実施の形態を説明するための
概略フロー図を示す。一般廃棄物から回収された使用済
みプラスティックは、一般に、所定の減容化装置（又は
圧縮梱包装置）１等により混合プラスティックベール２
に処理して、ハンドリングや運搬・搬送あるいは保管等
の利便性を向上させる。ここで、一般廃棄物の構成主体
は、一般家庭から発生する都市ゴミであるために、これ
より回収された使用済みプラスティック中には、食物カ
ス、紙類、繊維類及び金属類等の夾雑物が混入している
のが普通である。減容化処理方法としては、このような
構成物からなる使用済みプラスティックを、その目的に
合うように、所定形状・容量の使用済みプラスティック
を当該減容化装置（又は圧縮梱包装置）１で上下、左右
及び前後から圧縮して減容化し、立方体あるいは直方体
等の形状に加工し、更に適宜ワイヤ等でバンド掛けや封
袋を行なう。また、袋詰めやバンド掛けのみをする場合
もある。こうして、一般廃棄物から回収された使用済み
プラスティックから、混合プラスティックベール２が調
製される。こうして得られたプラスティックベール中の
プラスティック中には、上記回収時における使用済みプ
ラスティックの形態で分類すると、買い物袋等のフィル
ム状の軽量プラスティックと、ボトル等の固形状の重量
プラスティックとの他に、金具が付いたプラスティック
製家庭用品等複合プラスティック製品も多く含まれてい
る。本明細書ではかかる点から、これを「混合プラステ
ィックベール」という。

【００２６】食物カス、紙類、繊維類及び金属類等の夾
雑物が混入していると同時に、フィルム状の軽量プラス
ティック、固形状の重量プラスティック及び複合プラス
ティック製品を含んでいる混合プラスティックベール２
を、解砕装置３に装入してこれを解砕する。解砕装置３
の本体は破砕装置の一種で構成されており、混合プラス
ティックベール２に対して軽度の破砕処理を施して、絡
まったり、食い込んだりしているプラスティック及び各
種夾雑物を解きほぐす。解砕装置３本体としての破砕機
としては、解砕専用機、解砕と破砕を同一機で行なえる
破砕機、あるいは破砕専用機のいずれでもよい。解砕工
程では、混合プラスティックベール２は解きほぐされる
と同時に、プラスティックは部分的に破砕される。

【００２７】こうして解砕処理を施されて得られた解砕
物４中には、プラスティック以外の夾雑物６が混入して
いるので、これを分離・除去するための第１夾雑物除去
装置５で処理する。第１の夾雑物除去装置５としては、
食物カス、紙類、繊維類等の軽量物を分離除去する機械
としての例えば風力選別機５ａと、金属類を分離除去す
る機械としての例えば磁力選別機５ｂとの２種類で構成
するのが望ましい。第１の夾雑物除去装置５で処理され
た解砕物７を、破砕装置８に装入し、破砕する。破砕装
置８に装入された解砕物７は、フィルム状の軽量プラス
ティックと固形状の重量プラスティックに少量の残留夾
雑物が混入している。破砕工程では、これらプラスティ
ックは区別されることなく一律に破砕装置８で破砕され
る。この破砕処理における必要条件は、プラスティック
の粒度が所定値以下になるまで破砕することにある。従
って、使用する破砕機８ａとしては、この条件を満たす
ため、解砕物７を効率よく破砕するために所定メッシュ
サイズのスクリーンないしその機能を備えた相当部材が
付設されているものが望ましいと共に、当該解砕物７中
には金属物質が残留していることを考慮して、破砕機８
ａの構造に関して、特に刃物類とその周辺構造を工夫す
ることが重要である。こうして、破砕片９が調製され
る。

【００２８】得られた破砕片９には、少量ではあるが夾
雑物１０が残留している。そこで、破砕片９を第２夾雑
物除去装置１１で処理する。第２夾雑物除去装置１１の
構成は、残留金属類の除去は徹底することが望ましいの
で、少なくとも磁力選別機１１ａを備えることが必要で
ある。第２夾雑物除去装置１１で処理された破砕片１２
を、粉砕装置１３に装入し、所定粒度に粉砕する。粉砕
装置１３に装入された破砕片１２を所定粒度に粉砕す
る。粉砕片１４の粒度は、後の造粒工程において調製す
る粒状プラスティック成形物の圧縮強度を所定値以上に
確保するための要因である。得られたプラスティック粉
砕片１４には、塩素含有プラスティック粉砕片１５を含
んでいるので、これを分離除去するために、プラスティ
ック粉砕片１４を塩素含有プラスティック分離除去装置
１６で処理する。塩素含有プラスティック分離除去装置
１６としては、例えば湿式遠心分離機が望ましい。これ
は、水中におけるプラスティック種類による比重差を利
用した湿式遠心分離装置１６ａが望ましい。なお、当該
遠心分離装置１６ａを用いれば、プラスティック粉砕片
１４中に残留する僅かな低嵩比重夾雑物の分離除去が更
に促進される。

【００２９】こうして塩素含有プラスティック粉砕片１
５が除去された高純度プラスティック粉砕片１７を乾燥
装置１８で処理して、付着水分１９を除去する。付着水
分１９を除去するのは、次の造粒処理により、圧縮強度
に優れた粒状プラスティック成形物を得るために必要で
ある。ここで、十分な圧縮強度を得るためには、付着水
分１９の残留量を５ｍａｓｓ％以下にすることが必要で
ある。乾燥装置１８としては、例えば、乾燥塔内に高純
度プラスティック粉砕片１７を装入すると共に、乾燥熱
風を供給して付着水分を蒸発させ、乾燥塔内部を吸引ブ
ロアーで吸引するような、気流乾燥方式がよい。こうし
て乾燥処理された高純度プラスティック粉砕片２０を原
料として、造粒装置２１に装入する。

【００３０】造粒装置２１の中核であるプラスティック
造粒機２１ａとしては、上記高純度プラスティック粉砕
片２０から所定の粒度と圧縮強度を有する粒状プラステ
ィック成形物２２に造粒する性能を備えたものを用いる
ことが重要である。この観点から、プラスティック造粒
機２１ａとして、圧縮成形式造粒機、中でも軟化−溶融
押出し成形式の造粒機を用いるのが望ましい。このよう
な造粒機の例として、図２に主要部縦断面の概略構造図
を示す造粒機（以下、「リングダイ造粒機」という）が
望ましい。この造粒機は後で説明するように、リング状
ダイ２９のダイス孔３２内に原料のプラスティック粉砕
片を押出しロール３０で圧潰しつつ押し込み、押し出し
て成形し、所定の長さにカットするものである。造粒装
置２１で圧縮成形された粒状プラスティック成形物２２
は、成形時の摩擦圧縮熱により昇温するので、冷却装置
２３で強制冷却する。粒状プラスティック成形物２２の
圧縮強度確保の観点から５０℃ないし４０℃以下まで急
冷する。また、このような温度まで強制冷却することに
より、粒状プラスティック成形物２２の粒子同士の塊り
形成を防止してこれを所定粒度に確保することに寄与す
る。冷却処理された粒状プラスティック成形物成品２４
は一旦サイロ等の貯留槽（図示せず）に貯えられた後、
使用先の高炉等工業炉ないし反応炉への吹込み装置２５
へ搬送され、原料ないし化学反応原料２６として工業炉
等２７で使用される。

【００３１】上述したこの発明における使用済みプラス
ティックの再資源化処理フローの大きな特徴、並びに、
このフローに設備された装置の特徴及びその望ましい使
用条件について以下説明する。

【００３２】従来技術の使用済みプラスティックの再資
源化処理フローによれば、一般に、廃棄物から回収され
た使用済みプラスティックは、フィルム状の軽量プラス
ティックと固形状の重量プラスティックとに分別し、あ
るいは、フィルム状の軽量プラスティックと固形状の重
量プラスティックと実質的にプラスティックを含まない
重量物とに分別し、分別されたそれぞれの形態のプラス
ティックに適した工程で前処理加工を施し、造粒して粒
度調整し、高炉等工業炉用の原料としていた。即ち、フ
ィルム状の軽量プラスティックに対しては、破砕した
後、これを一旦溶融し、固化させる方法によるか、ある
いは、破砕、粉砕した後、押出し成形する方法により、
粒状化して工業炉への吹込み原料とし、一方、固形状の
重量プラスティックに対しては、破砕し、所定の粒度に
粉砕した後、工業炉への吹込み原料としていた。

【００３３】これに対して、この発明においては、フィ
ルム状の軽量プラスティック、固形状の重量プラスティ
ック、及びプラスティック−金属複合プラスティック製
品の混合物の圧縮体等からなる、混合プラスティックベ
ールないしこれに準じた形態の混合プラスティックを解
砕及び破砕すると共に、紙類、繊維類及び金属類物質等
の夾雑物を除去し、次いで粉砕処理した後、塩素含有プ
ラスティックを分離除去して、高純度のプラスティック
粉砕片を調製する。このように混合プラスティックベー
ル等をプラスティック粉砕片まで処理する前処理を、１
系列の工程で処理すること、及び、その１系列の前処理
工程で高純度のプラスティック粉砕片を調製することに
第１の特徴がある。次いで、このような前処理により得
られた高純度プラスティック粉砕片を、軟化・溶融−押
出し式成形により粒状プラスティック成形物を造粒する
こと、及び、かかる造粒の際、その高純度プラスティッ
ク粉砕片の付着水を乾燥させてから造粒し、そして、造
粒後は昇温した粒状プラスティック成形物を所定温度以
下まで強制冷却することにある。その結果、こうして粒
状プラスティック成形物の粒度と圧縮強度とを一層望ま
しい水準に向上させ得ることに第２の特徴がある。

【００３４】乾燥装置１８においては、乾燥後のプラス
ティック粉砕片２０の付着水分を５ｍａｓｓ％以下に下
げること、そして、冷却装置２３においては、造粒装置
２１から排出された粒状プラスティック成形物２２の温
度を、粒状プラスティック成形物２２の粒子同士が融着
しない５０℃ないし４０℃以下まで急冷することが極め
て重要である。

【００３５】造粒機２１ａとしては、装入原料の粉砕片
２０をダイと押出し治具とで押出し成形加工する方式と
し、その過程においてその粉砕片のプラスティックが、
ダイとの摩擦熱で軟化し、造粒される粒子表面が一部溶
融するように、装入材料であるプラスティック粉砕片の
粒径（Ｄ）、ダイス孔径（ｄ）及びダイス孔深さ（図２
に示したリング状ダイ２９の場合には、リング状ダイの
有効厚さ（Ｔ））、並びに、これらＤ、ｄ、及びＨの値
の相互関係を適切に調整しつつ、軟化・溶融−押出し成
形機を運転する。例えば、プラスティック粉砕片の粒径
（Ｄ）としては８〜３０ｍｍ程度が望ましく、この時、
ダイス孔径（ｄ）の大きさは、プラスティック粉砕片の
粒径（Ｄ）とダイス孔径（ｄ）との比Ｄ／ｄで、Ｄ／ｄ
＝１．２〜３．０が適切であり、またダイス孔深さ
（Ｔ）は、ダイス孔深さ（Ｔ）とダイス孔径（ｄ）との
比で、Ｔ／ｄ＝６〜１２の範囲内が適切であり、硬化造
粒をねらうときはＴ／ｄ＝１０〜１２、半溶融固化造粒
をねらうときは、Ｔ／ｄ＝６〜８が適切である。特にプ
ラスティック粉砕片を造粒する場合、プラスティック種
類により融点に若干違いがあるが、例えば、融点が５０
〜３００℃の範囲内に入るプラスティックがプラスティ
ック粉砕片の１０ｍａｓｓ％以上を占めるとき、望まし
くは５０ｍａｓｓ％以上を占めるときには、図２に示し
たリングダイ造粒機を用いれば、造粒に際してのフラフ
化（造粒物がサラサラした状態）を防止することがで
き、完全に材料を成型できることに特徴がある。

【００３６】このように、本発明の前処理方法及び軟化
・溶融−押出し成型式造粒によれば、粒状プラスティッ
ク成形物２２の形状・粒度を容易に制御することができ
ると共に、その粒状プラスティック成形物２２の圧縮強
度を向上させることができる。このような軟化・溶融−
押出し式成型機で調製された粒状プラスティック成形物
２２の造粒機２１ａからの排出温度は、かなり高温とな
っている。例えば、一般廃棄物から回収される使用済み
プラスティックの融点は多くが凡そ１３０〜１５０℃程
度である。そして、造粒機２１ａから排出される粒状プ
ラスティック成形物２２の温度は、凡そ１００℃前後に
なっている。これを、上述した冷却装置２３で所定温度
以下まで、例えば、プラスティック成形物２２の粒子同
士が融着しない５０℃程度ないし４０℃以下まで強制冷
却による急冷をすることが必要である。急冷処理された
粒状プラスティック成形物成品２４は、その圧縮強度が
更に向上すると共に、その形状及び粒度が確保され、品
質が安定する。もし、急冷を行なわず常温にて放冷する
と、粒状プラスティック成形物成品２４は、硬くペレッ
ト化されず、ゆるい造粒品となる。この成品の強度向上
は、工業炉への吹込み原料ないし化学反応原料２６とし
て搬送・貯留過程での崩壊・粉化を防止できるので、極
めて望ましい。ここで、その冷却方式は、粒状プラステ
ィック成形物成品２４を工業炉への吹込み原料ないし化
学反応原料２６にすることから考え、冷却後の粒状プラ
スティック成形物成品２４のハンドリング、運搬・搬送
性及び貯留性、並びに工業炉内での燃焼性をよくするた
めに、乾式冷却を採用するのが望ましい。

【００３７】図２に示したリングダイ造粒機について更
に説明する。リングダイ造粒機２８は、固定軸を中心と
して駆動回転するリング状ダイ２９、リング状ダイ２９
の内周面に外周面が接触しつつ回転又は転動する押出し
ロール３０、及び、リング状ダイ２９の外周面上に近接
して取り付けられたカッター３１で構成されている。リ
ング状ダイ２９には、リングの肉厚を貫通して、放射状
に多数のダイス孔３２が設けられている。リング状ダイ
２９を図３中、矢印Ｋ方向に回転させ、装入原料３３と
しての乾燥プラスティック粉砕片２０をリング状ダイ２
９の内部側に装入し、押出しロール３０により装入原料
３３を圧潰してダイス孔３２内に押し込む。装入原料３
３は、リング状ダイ２９と押出しロール３０とにより圧
縮され、リング状ダイ２９の外周面側に押し出され、円
柱状のプラスティック圧縮成形物３４が成形される。こ
うしてリング状ダイ２９から押し出されたプラスティッ
ク圧縮成形物３４はリング状ダイ２９の外周面から所定
距離の位置に刃先を配設したカッター３１で所定の長さ
に切断されて、円柱状の粒状プラスティック成形物２２
が得られる。ここで得られる粒状プラスティック成形物
２２は、乾燥プラスティック粉砕片２０である上記装入
原料３３が、押出しロール３０によってダイス孔３２内
に噛み込まれ、圧潰される過程で圧縮力及び摩擦力に起
因するエネルギーにより加熱され圧縮され、少なくとも
一部分が軟化、半溶融ないし溶融し、圧縮されると共に
表面の少なくとも一部が軟化溶融した性状を有するもの
となる。

【００３８】粒状プラスティック成形物２２の性状特性
においては、その粒度及び圧縮強度が重要であり、高炉
等工業炉炉内や反応炉内への羽口部からの吹き込みに際
し、燃焼効率の良好な条件を満たすことが重要である。
上記ダイス孔３２の孔径（直径）ｄ、及びリング状ダイ
２９の有効肉厚Ｔは、この燃焼効率が良好となる条件を
考慮し、更に、装入原料３３の乾燥プラスティック粉砕
片の粒度Ｄをも考慮して決定する。こうした観点から、
例えば、ダイス孔３２の孔径（直径）ｄは、３〜１０ｍ
ｍ程度の範囲内、リング状ダイ２９の有効肉厚（ダイス
孔深さ）Ｔは、５０〜８０ｍｍ程度の範囲内であること
が望ましい。そして、粒状プラスティック成形物２２の
望ましいサイズの１例として、６ｍｍφ×１０ｍｍ長さ
があげられる。

【００３９】上記リングダイ造粒機２８のような「軟化
・溶融−押出し成形式」の造粒機により、上述したよう
な適切なプラスティックの造粒が行なわれる場合には、
造粒機２１ａへの装入原料２６としてのプラスティック
粉砕粉の構成物として、その主体が、フィルム状の軽量
プラスティック、固形状の重量プラスティック、及びプ
ラスティック複合製品のプラスティックが粉砕されたも
のであって、その残部に夾雑物として、僅かな紙類や繊
維類等の非軟化、非溶融物質が混入していても、十分な
圧縮強度を有する粒状プラスティック成形物２２が調製
され、また、更に急冷されて一層優れた粒状プラスティ
ック成形物成品２４（図１参照）となる。従って、高炉
等の工業炉あるいは反応炉への吹込み原料２６としても
優れた品質をそなえたものとなる。

【００４０】次に、この発明において、混合プラスティ
ックベール等を１系列の前処理ラインで処理して、所定
の粒度のプラスティック粉砕片を調製するために用いる
解砕、破砕及び粉砕の各装置について、望ましいものの
例について述べる。

【００４１】［解砕機について］図３に、本発明の実施
で用いる解砕機の例を説明する概略正面図を示す。この
解砕機３ａは、図１の解砕装置３の中核をなすものであ
り、２軸せん断式解砕機である。駆動用油圧モーター３
５で回転する駆動軸３６とその従動軸３７とのそれぞれ
に装着された回転刃３８及び３９に対して、所定のクリ
アランスエリアをあけてそれぞれの固定刃４０及び４１
が設けられており、多数の回転刃３８及び３９と多数の
固定刃４０及び４１とにより、装入された混合プラステ
ィックベール２（図１参照）をせん断しつつ解砕する。
従って、プラスティックの一部は軽度の破砕を受ける。
混合プラスティックベール２は、一般家庭等から排出さ
れた、フィルム状やＰＥＴボトルその他の固形状プラス
ティック、更に金属等との複合プラスティック製品から
なっており、その形態としては、例えば体積１ｍ³程度
の直方体あるいは立方体ないしそれに準じた形状にプレ
スされ、ベール状に形成された嵩比重０．２５〜０．３
５程度の個体材料にするのが、その解砕装置への装入効
率及び解砕効率の向上の点から望ましい。

【００４２】［破砕機について］図４に、本発明の実施
で用いる破砕機の例を説明する要部切欠き斜視図及び当
該破砕機の刃物類とスクリーンとの位置関係図を示す。
同図において、４２は回転刃、４３、４４はそれぞれ第
１及び第２固定刃、４５はスクリーンで４５ａはスクリ
ーンの篩目である。同図で右上方から破砕処理しようと
する所定の解砕物７（図１参照）を装入する。解砕物７
は、図示しない装入物押さえ機構により回転刃４２に押
し付けられ、回転刃４２に近接して設けられた第１固定
刃４３とのクリアランスエリアで、解砕物７は切削ない
し破砕される。回転刃４２の形態としては、ローター４
６の円周面上に螺旋状に複数列の、スパイラル状刃ある
いはオルゴール状刃を配置することが望ましい。回転刃
４２と第１固定刃４３とにより切削ないし破砕加工され
た破砕片（破砕片の中には夾雑物が含まれている）を所
定粒度以下に調整するために、所定サイズの篩目４５ａ
を設けたスクリーン４５が、回転刃４２の円周面外側に
設けられている。

【００４３】回転刃４２とスクリーン４５の内周面との
間隔は、連続的に加工された破砕片がこの間隔空間部に
一旦滞留すると共に篩目４５ａから抜けて落下すること
ができると同時に、篩目４５ａを抜けることができない
破砕片が、ローター４６の回転作用によりスクリーン４
５の終端まで移動させられるように、その間隔を狭く設
定する。従って、スクリーン４５の始端から終端までの
上記間隔を必ずしも一定にせず、適宜変化させることが
必要である。従って、スクリーン４５の仮想円の中心
（スクリーン４５が完全円筒形であると仮定した場合の
円の中心）は、ローター４６の軸心に対して偏芯設定で
きる構造とするのが望ましい。

【００４４】固定刃の取付け位置について、第１固定刃
４３はスクリーン４５の始端入側に連接する場所に、そ
して第２固定刃４４はスクリーン４５の終端出側に連接
する場所に配設する。第１の固定刃４３と回転刃４２と
で破砕加工された破砕片の多くの部分は、篩目４５ａを
抜けて落下するが、スクリーン４５の篩目４５ａを通過
できず落下しない破砕片は、ローター４６の回転につれ
てスクリーン４５の終端部まで移動する。そこで、この
ような破砕片に対しては、スクリーン４５の終端出側に
設けられた第２固定刃４４と回転刃４２とにより更に小
さく破砕加工して、スクリーン４５の篩目４５ａを通過
させる。

【００４５】こうして、解砕物（夾雑物を含んだ混合プ
ラスティックの解砕物）の破砕及び篩い効率を向上させ
ることが可能となる。篩目４５ａサイズとして、例え
ば、スクリーンは３０〜８０ｍｍ程度に設定すればよ
い。下限を３０ｍｍとすれば細かく砕かれるので、夾雑
物の摘出度は向上する。これ以上篩目サイズを小さくす
ると、破砕機能力の低下が著しくなる。一方、篩目サイ
ズの上限を８０ｍｍ程度よりも大きくすると、解砕物か
らの夾雑物の摘出度が低下するので望ましくない。

【００４６】なお、この発明において対象とする混合プ
ラスティックの解砕物及び破砕片の中には、その発生源
が複合製品であるもの、即ち、外見はプラスティック製
で中身に金属及びその他の材料を有する、これら両者の
組合せ材料からなるものが多数含まれている。例えば、
シャンプー容器（ピストン式のものの先端部にポンプ機
能のバネとスプリングが入っている）、カセットテープ
あるいはプラスティック製の小型家電品等、多数ある。
このようなものは、解砕、又は解砕及び破砕処理をする
と、これら中身の異物を容易に摘出することが可能とな
る。従って、解砕片あるいは破砕片を磁選処理するのが
容易で且つ効果的となる。

【００４７】［粉砕機について］図５に、本発明の実施
で用いる粉砕機の例を説明する概略縦断面構造図であ
る。粉砕機１３ａ（図１参照）は、粉砕装置１３の中核
をなすものである。同図において、４７は回転刃、４８
は固定刃、４９はスクリーンで４９ａはスクリーンの篩
目である。同図で上方から粉砕処理しようとする、所定
の粒度以下に破砕されている破砕片１２（図１参照）を
装入する。回転刃４７は、その複数本を、ローター５０
の円周表面上であって、円周を適宜複数分割した位置
（図５では、７箇所）と、ローター５０の幅方向（ロー
ター５０の軸心方向であって、図５の紙面に垂直方向）
を複数分割した位置（図示していないが、ローター５０
の幅に応じて、１０数カ所から２０数箇所程度）との各
交点に、刃先が位置するように取り付ける。一方、固定
刃４８は、回転刃４７の仮想円周表面上との間に、所定
の小さなクリアランスエリアを設けて、ローター５０の
幅方向に平行に、ローター５０の円周方向の適切な位
置、数カ所に設ける。図５の例では、それは３箇所であ
り、ローター５０の軸心線と同一水平面上の直径方向位
置にそれぞれ１箇所と、これよりも高い位置で、ロータ
ー５０の回転下流側に１箇所に取り付けている。そし
て、固定刃４８はローター５０のほぼ全幅にわたり幅方
向に長く設け、適宜その長さを分割する。このように取
り付けられた回転刃４７と固定刃４８とにより、それら
のクリアランスエリアで上記破砕片１２は、切削ないし
粉砕されて、粉砕片１４（図１参照）になる。こうして
粉砕加工された粉砕片１４は、重力とローター５０の高
速回転につれて下方に移動する。ローター５０の下方に
は、回転刃４７の仮想回転円周表面の下部分に近接し
て、スクリーン４９が設けられている。スクリーン４９
の篩目サイズは、最小径８ｍｍから最大径１５ｍｍであ
る。

【００４８】こうして、一般廃棄物から回収された混合
プラスティックベール等から、上述した通りの解砕機、
破砕機及び粉砕機の機能を備えた各装置を用い、目標と
するプラスティック粒度有する破砕片、次いでプラステ
ィック粉砕片の粒度分布の混合プラスティック粉砕片を
調製することができ、その間、解砕及び破砕工程のそれ
ぞれの後において、夾雑物を除去し、更に、粉砕工程の
後において、塩素含有プラスティックを除去する。こう
して、プラスティックの形態等の如何に拘わらず、混合
プラスティックベール等から、所定粒度の高純度プラス
ティック粉砕片が調製される。

【００４９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
都市ごみを主体とする一般廃棄物から回収された使用済
みプラスティックを、フィルム状の軽量プラスティック
とボトル等固形状の重量プラスティックとに分別して、
それぞれを別系列の工程ラインで前処理することなく、
これら両者の混合状態のままで、１系列の前処理工程ラ
インで、即ち、解砕工程、破砕工程、夾雑物除去工程、
粉砕工程及び塩素含有プラスティック分離除去工程を１
系列のラインで処理をし、得られた高純度で適切な粒度
のプラスティック粉砕片を乾燥し、次いで適切な造粒処
理を施し、強制冷却すことにより、高炉やコークス炉等
の工業炉や反応炉への優れた品質の吹込み原料や化学反
応原料として、再資源化をすることが可能となる。かく
して、プラスティック資源の有効利用及び廃棄物処理に
伴なう環境汚染の改善に寄与する。この発明によれば、
このように、一般廃棄物から回収された使用済みプラス
ティックを再資源化処理する方法と、その再資源化成形
物を提供することができ、工業上有用な効果がもたらさ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る使用済みプラスティックの再資源
化処理方法の実施形態の望ましい例を説明するための概
略フロー図である。

【図２】本発明の実施で用いるリングダイ造粒機の主要
部縦断面の概略構造図である。

【図３】本発明の実施で用いる解砕機の例を説明する概
略正面図である。

【図４】本発明の実施で用いる破砕機の例を説明する要
部概略斜視図、及び刃物類とスクリーンとの位置関係図
である。

【図５】本発明の実施で用いる粉砕機の例を説明する概
略縦断面構造図である。

【符号の説明】

１ 減容化装置又は圧縮梱包機（ベール機） ２ 混合プラスティックベール ３ 解砕装置 ３ａ 解砕機 ４ 解砕物 ５ 第１夾雑物除去装置 ５ａ 風力選別機 ５ｂ 磁力選別機 ６ 夾雑物 ７ 夾雑物処理後解砕物 ８ 解砕装置 ８ａ 解砕機 ９ 破砕片 １０ 残留夾雑物 １１ 第２夾雑物除去装置 １１ａ 磁力選別機 １２ 残留夾雑物処理後解砕物 １３ 粉砕装置 １３ａ 粉砕機 １４ 粉砕片 １５ 塩素含有プラスティック粉砕片 １６ 塩素含有プラスティック分離除去装置 １６ａ 湿式遠心分離機 １７ 高純度プラスティック粉砕片 １８ 乾燥装置 １９ 水分 ２０ 乾燥後高純度プラスティック粉砕片 ２１ 造粒装置 ２１ａ 造粒機 ２２ 粒状プラスティック成形物 ２３ 冷却装置 ２４ 粒状プラスティック成形物 ２３ 冷却装置 ２４ 粒状プラスティック成形物成品 ２５ 吹込み装置 ２６ 工業炉又は化学反応炉用吹き込み原料 ２７ 工業炉又は化学反応炉 ２８ リングダイ造粒機 ２９ リング状ダイ ３０ 押出しロール ３１ カッター ３２ ダイス孔 ３３ 装入原料 ３４ プラスティック圧縮成形物（円柱状） ３５ 駆動用油圧モーター ３６ 駆動軸 ３７ 従動軸 ３８、３９ 回転刃（解砕機） ４０、４１ 固定刃（解砕機） ４２ 回転刃（破砕機） ４３ 第１固定刃（破砕機） ４４ 第２固定刃（破砕機） ４５ スクリーン（破砕機） ４５ａ スクリーン篩目（破砕機） ４６ ローター（破砕機） ４７ 回転刃（粉砕機） ４８ 固定刃（粉砕機） ４９ スクリーン（粉砕機） ４９ａ スクリーン篩目（粉砕機） ５０ ローター（粉砕機）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F301 BD09 BD34 BD38 BD42 BD43 BF08 BF09 BF12 BF15 BF26 BF27 BF29 BF31 BG02 BG47 BG53 4G004 AA03 LA06 4K012 BE05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般廃棄物から回収された使用済みプラ
   スティックの再資源化処理方法において、当該使用済み
   プラスティックに軽度の破砕処理（以下、解砕という）
   を施すことによりこれを解きほぐす解砕工程と、当該解
   砕工程で解砕された前記使用済みプラスティックから夾
   雑物を除去する第１の夾雑物除去工程と、当該第１の夾
   雑物除去工程で前記夾雑物が除去された前記使用済みプ
   ラスティックに破砕処理を施すことによりこれを所定の
   粒度まで破砕する破砕工程と、当該破砕工程で調製され
   た破砕片から残留夾雑物を除去する第２の夾雑物除去工
   程と、当該第２の夾雑物除去工程で前記夾雑物が除去さ
   れた前記所定粒度を有する破砕片に粉砕処理を施す粉砕
   工程と、当該粉砕工程で調製された粉砕片から塩素含有
   プラスティック及び残留夾雑物を除去する分離処理工程
   と、こうして塩素含有プラスティック及び残留夾雑物が
   除去されたプラスティック粉砕片に造粒処理を施し粒状
   プラスティック成形物を調製する造粒工程とを含むこと
   を特徴とする、一般廃棄物から回収された使用済みプラ
   スティックを再資源化処理する方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプラスティックを再資源
   化処理する方法に、更に、前記造粒工程の入側に、前記
   プラスティック粉砕片の付着水を乾燥させる乾燥工程、
   並びに、当該造粒工程の出側に、当該造粒工程で造粒さ
   れた粒状プラスティック成形物を強制冷却する冷却工程
   を付加して設けることを特徴とする、一般廃棄物から回
   収された使用済みプラスティックを再資源化処理する方
   法。
3. 【請求項３】 前記造粒工程においては、前記プラステ
   ィック粉砕片を軟化・溶融−押出し式成形により前記粒
   状プラスティック成形物に調製することを特徴とする、
   請求項１又は請求項２記載の一般廃棄物から回収された
   使用済みプラスティックを再資源化処理する方法。
4. 【請求項４】 前記解砕工程での処理に供される使用済
   みプラスティックは、予め圧縮による減容化処理又は圧
   縮梱包処理を施されており、しかもフィルム状の軽量プ
   ラスティック、ボトル等固形状の重量プラスティック及
   びその他雑多なプラスティックを含んでいるものである
   ことを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記
   載の一般廃棄物から回収された使用済みプラスティック
   を再資源化処理する方法。
5. 【請求項５】 一般廃棄物から回収された使用済みプラ
   スティックの再資源化成形物であって、当該使用済みプ
   ラスティックに解砕処理を施してこれを解きほぐし、得
   られた解砕物から夾雑物を除去し、次いで破砕処理を施
   すことによりこれを所定の粒度まで破砕し、得られた破
   砕品から残留夾雑物を除去した後、粉砕処理を施してプ
   ラスティック粉砕片を調製し、得られた当該プラスティ
   ック粉砕片から塩素含有プラスティック及び残留夾雑物
   を除去し、得られたプラスティック粉砕片に造粒処理を
   施すことにより粒状プラスティック成形物に調製された
   ものであることを特徴とする、使用済みプラスティック
   の再資源化成形物。
6. 【請求項６】 請求項５記載の再資源化成形物を調製す
   る過程において、更に、前記造粒処理を施す前に前記プ
   ラスティック粉砕片に乾燥処理を施し、そして、当該造
   粒処理を施した後に前記粒状プラスティック成形物に強
   制冷却処理を施す工程が付加されて調製された再資源化
   成形物であることを特徴とする、使用済みプラスティッ
   クの再資源化成形物。
7. 【請求項７】 前記プラスティック粉砕片に対する前記
   造粒処理は、当該プラスティック粉砕片が軟化・溶融−
   押出し式成形により前記粒状プラスティック成形物に調
   製されることを特徴とする、請求項５又は請求項６記載
   の使用済みプラスティックの再資源化成形物。
8. 【請求項８】 前記解砕処理が施される使用済みプラス
   ティックは、予め圧縮による減容化処理又は圧縮梱包処
   理が施されており、しかもフィルム状の軽量プラスティ
   ック、ボトル等固形状の重量プラスティック及びその他
   雑多なプラスティックを含んでいるものであることを特
   徴とする、請求項５〜請求項７のいずれかに記載の使用
   済みプラスティックの再資源化成形物。
9. 【請求項９】 前記軟化・溶融−押出し式成形により調
   製されたものは、工業炉への吹込み原料であることを特
   徴とする、請求項７又は請求項８記載の使用済みプラス
   ティックの再資源化成形物。