JP2002254430A - 使用済みペットボトルのリサイクル設備 - Google Patents

使用済みペットボトルのリサイクル設備

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JP2002254430A JP2001059959A JP2001059959A JP2002254430A JP 2002254430 A JP2002254430 A JP 2002254430A JP 2001059959 A JP2001059959 A JP 2001059959A JP 2001059959 A JP2001059959 A JP 2001059959A JP 2002254430 A JP2002254430 A JP 2002254430A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重いプラスチック片と軽いプラスチック片と
を連続的に分離し、回収率を高める。 【解決手段】 使用済みペットボトルのリサイクル設備
1は、破砕機によるボトル破片と液体とを混合する混合
槽58と、それからポンプPにより混合物B4が中空回
転軸内部に供給されて該軸の周囲に設けられ且つ一方端
側にテーパ部を有した回転筒内に回転軸中間部の開口部
から送り出され、遠心力が加えられて筒内面に沿って保
持された液体に浮く中心側の軽いプラスチック片LPを
回転軸で回動される他方端側の液体中間深さまで届く小
径螺旋体により回転筒の他方端部の出口から分離し、液
体に沈む回転筒内面側のPET片やPS片の重いプラス
チック片HPを回転軸で回動される一方端側の回転筒内
面に近接する大径螺旋体によりテーパ部先端寄りの出口
から分離する遠心分離機とから構成されている。

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、家庭や飲食店
や、自動販売機の横の空きボトル箱から集められるペッ
トボトルをリサイクルする設備に関し、特にペットボト
ルの本体を作るポリエチレンテレフタレートを主として
分離し回収する使用済みペットボトルのリサイクル設備
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種の清涼飲料水、例えば、スポ
ーツドリンクやミネラルウオータ、お茶や、その他、醤
油や食料油の貯蔵搬送に、包装容器として、エチレンテ
レフタレート(PET)製の容器(以下、単に、ペット
ボトル、又は、PETボトルと称する)が広範に使用さ
れており、これらペットボトル入り清涼飲料水は、自動
販売機や、コンビニエンスストアーなどの量販店でも販
売されており、その結果、大量の使用済みペットボトル
が廃棄されている。特に、2000年の包装物リサイク
ル法の施行に伴ってプラスチック容器類のリサイクルに
対する関心が示され、石油製品の価格変動もあって、使
用済みペットボトルからポリエチレンテレフタレートを
回収して再生ペットボトルの製造に使用することが望ま
れる。一般にペットボトルは、容器本体がポリエチレン
テレフタレート(PET)から成っているが、本体に貼
設されるラベル包装フィルムがポリエチレン(PE)や
ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、PE
Tを含み、容器キャップがPETやPP、PS(内部ネ
ジがPET)から、本体ネックのネジ部がPETから造
られている。金属のキャップや紙ラベルも時々使用され
ている。
【発明が解決しようとする課題】
【0003】上記ペットボトルを回収して再利用するに
は、PET樹脂以外のポリエチレン(PE)やポリプロ
ピレン(PP)、ポリスチレン(PS)を分離する必要
れがある。その分離の試みの一つとして、粉砕されたペ
ットボトル破片を適当な容器内で、水と混合して静置す
ると、水より比重の小さい軽いプラスチックのPP片と
PE片は、水面近くに浮き、水層の中間部及び下部にP
S片が滞留し、底部には重いプラスチックのPET片が
沈降する。この沈静分離を繰り返すことができれば、他
のプラスチック類から分離してPET片を回収すること
ができる。醤油又は種々の油脂成分等の付着物の除去の
ために、単に水に代えて、苛性ソーダ(水酸化ナトリウ
ム)等を溶かしたアルカリ性水溶液が破片洗浄に使用す
ることができる。
【0004】しかし、沈静分離の繰り返しは、断続作業
で作業効率が悪く、またPS片とPET片のオーバラッ
プ層があってPS片の混入を回避するためにオーバラッ
プ層のPS片及びPET片を捨てることになり、PET
片の回収効率が悪いと言う問題がある。更に、PET片
とアルカリ性水溶液を共に取り出して篩で分離するため
に、PET片へのアルカリ性水溶液の付着も多く、アル
カリ性水溶液の消耗も多く、追加量も多くなり、プラン
ト設備の傷みも大きくなる等の問題も起きている。
【0005】本発明は、上記に鑑みて提案されたもので
あって、先ず第1に連続的にペットボトル破片からPE
片、PP片等の軽いプラスチック片とPS片、PET片
等の重いプラスチック片とを分離して作業効率を高め、
更にまたハイドロサイクロンを付加してPS片とPET
片の間にも界面を設けてPET片の回収効率を高めるこ
ともでき、更にはPET片への洗浄用アルカリ性水溶液
等の液体の付着も少なくできて消耗も少なく、追加量も
減らすことができる使用済みペットボトルのリサイクル
設備を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の使用済みペットボトルのリサイクル設
備は、使用済みペットボトルを破砕する破砕機と、上記
ボトルの破片の供給を受けて液体とを混合する液体混合
槽と、該液体混合槽からポンプによって混合物が供給さ
れ、ポリエチレンやポリプロピレン等の軽いプラスチッ
ク片と、ポリエチレンテレフタレートやポリスチレン等
の重いプラスチック片と、液体とに分離する遠心分離機
とから成り、 そこで、上記遠心分離機は、水平に設け
られて、内部に供給された上記混合物に回転で遠心力を
加えて長手中間部の開口部から周囲の回転筒内部に送り
出す中空回転軸と、 該中空回転軸の周囲に水平に相対
回転できるように設けられ、上記送り出されて来る混合
物に更に遠心力を加えて、内面に沿って保持された液体
に浮く中心側の上記軽いプラスチック片と、液体に沈む
回転筒内面側の上記重いプラスチック片とに分離する回
転筒と、 該回転筒内部において上記中空回転軸の一方
端側の周囲に搭載されて、上記中心側に浮いている軽い
プラスチック片のみを、又は液体と共に上記回転筒の一
方端部の出口から分離する螺旋方向の少なくとも液体中
間深さまで届く一方端側螺旋体と、該回転筒内部におい
て上記中空回転軸の他方端側の周囲に搭載されて、上記
回転筒内面側に沈んでいる重いプラスチック片のみを、
又は液体と共に上記回転筒の他方端部の出口から分離す
る螺旋方向の上記回転筒内面に近接する他方端側螺旋体
とから構成されていることを特徴としている。
【0007】従って、破砕機によって破砕されたペット
ボトル破片に混合しているPS片やPET片等の重いプ
ラスチック片とPP片やPE片等の軽いプラスチック片
は、液体混合槽において流動性を出して比重差を発現さ
せるために液体と混合される。混合物はポンプによって
遠心分離機の中空回転軸の内部を経由してその長手中間
部の開口部から回転筒内に送り出され、更に遠心力を受
けて回転筒内面に沿って保持される。そこで遠心力によ
って気泡等を排除してその影響を無くし、液体に沈んで
回転筒内面上に集まるPS片やPET片等の重いプラス
チック片と、液体に浮いて中心寄りの液面に浮くPE片
やPP片等の軽いプラスチック片とに精度良く分離され
る。分離された軽いプラスチック片は、回転軸の周りに
搭載され、一方端側の液体中間深さまで届く螺旋体によ
って一方端部の出口から分離されると共に、回転筒内面
側に分離された重いプラスチック片は、回転軸の周りに
搭載され、他方端側の回転筒内面に近接する螺旋体によ
って他方端部の出口から分離され、連続的に分離作業が
実施され作業効率が高められる。それら軽いプラスチッ
ク片や重いプラスチック片は、回転筒の端部のテーパ部
の有無によって、液体から分離して、又は液体と共に出
口から分離される。更に混合物の状態や分離状態に応じ
て回転筒と回転軸及び螺旋体との回転速度差を選定して
分離速度を適当に設定できる。PS片とPET片にも比
重差があるので、液体の比重をそれらの比重の中間に設
定して、その比重を一定に維持管理ができるようにする
ことで、それらの分離も次の工程で同じ構成によって可
能になる。因みに、これらプラスチックの比重は、PP
は0.89〜0.906、PEは0.93〜0.95、
PSは1.04〜1.06、PETは 1.38〜1.
40である。
【0008】上記回転筒は、その他方端部に上記回転筒
内面側の液体と上記回転筒中心側の空気とにまたがるテ
ーパ部を有し、上記他方端側螺旋体は、上記回転筒と該
テーパ部の内面に近接していて、上記重いプラスチック
片のみを上記他方端部の出口から分離する構成とでき、
従って、液体に沈んで回転筒内面上に集まるPS片やP
ET片等の重いプラスチック片は、テーパ部のテーパ内
面に沿って螺旋体によって液体中から空気中に運ばれて
液体からも分離されて、液体の付着も殆ど無くなり、液
体の消耗も少なくなる。
【0009】上記回転筒は、その一方端部に上記回転筒
内面側の液体と上記回転筒中心側の空気とにまたがるテ
ーパ部を有し、上記一方端側螺旋体は、上記回転筒と該
テーパ部の内面に近接していて、上記軽いプラスチック
片のみを上記一方端部の出口から分離する構成とでき、
従って、液体に沈んで回転筒内面上に集まるPP片やP
E片等の軽いプラスチック片は、テーパ部のテーパ内面
に沿って螺旋体によって液体中から空気中に運ばれて液
体からも分離されて、液体の付着も殆ど無くなり、液体
の消耗も少なくなる。
【0010】ところで、上記ポリエチレンテレフタレー
トやポリスチレン等の重いプラスチック片は、液体と混
合された後にハイドロサイクロンに供給され、該ハイド
ロサイクロンにおいて旋回流と共に下端部の出口から重
いポリエチレンテレフタレートが第2篩選別機へ排出さ
れると共に、溢流と共に上端部の出口から比較的軽いポ
リスチレンが第1篩選別機へ排出され、上記第2篩選別
機で分離されたポリエチレンテレフタレートは、洗浄と
乾燥処理が施される構成とでき、上記デカンター式遠心
分離機との相乗作用を享受すべく、ハイドロサイクロン
で旋回流を発生させることでポリエチレンテレフタレー
ト(PET)の層とポリスチレン(PS)の層とが部分
的に重なったオーバラップ層を引き離して間に界面を設
けることができ、ほぼ完全に分離された状態でPET片
とPSとが別々に回収できる。
【0011】また、上記使用済みペットボトルは、潰さ
れてベーラ状態で解俵機に搬入されて解砕され、解砕物
中の剥がれたラベルが第1ベルトコンベヤで定量供給フ
ィーダへ搬送中に吸引式ラベル除去サイクロンによって
除去され、上記定量供給フィーダから供給される解砕物
を第2ベルトコンベヤで定量供給機へ搬送中に分離状の
磁性金属が第1マグネットプーリで除去される構成とで
き、ペットボトルはベーラ状態で大量に搬入供給されて
本設備の稼働率を高めることができ、またペットボトル
が潰された既に剥がれたラベルや解俵機で解俵中に剥が
れたラベルは、主としてPET片以外のプラスチックで
吸引式ラベル除去サイクロンによって除去され、PET
片の回収を補助でき、また異物の磁性金属を第1マグネ
ットプーリで除去できる。
【0012】ところで、上記第1マグネットプーリで磁
性金属が除去された解砕物は、ボトル振動定量フィーダ
を経て第1供給ボトルコンベヤによって、PVCボトル
分離機に供給され、解砕物中のPVCボトルがPVCボ
トル分離機において赤外線照射で判定されてエアージェ
ットで除去される構成とでき、ペットボトルのベーラ中
にPVCボトルが混入していても、PVCボトル分離機
において照射された赤外線に対する吸収率の差でPVC
ボトルを判定してエアージェットで除去することができ
る。
【0013】また、上記PVCボトルが除去され解砕物
は、PVCボトル分離機から第2供給ボトルコンベヤに
よってカラーボトル分離機に供給され、解砕物中のカラ
ーボトルがカラーボトル分離機において光線照射で判定
されてエアージェットで除去される構成とでき、カラー
ボトルの分離によって一番使用量の多い透明なペットボ
トルを集中的に収集できる。
【0014】更に、上記使用済みペットボトルは、上記
破砕機への供給前に手選別コンベヤ上に供給され、該コ
ンベヤ上において、それ等に混入しているカラーボトル
や異物や金属片が人手によって除去される構成とでき、
比較的確実に識別できる人の目によって、補完的に手選
別コンベヤ上においてカラーボトルや異物や金属片を除
去することができる。
【0015】また、上記破砕機は、廃棄物を約50mm
前後の粗い破片に粗砕する粗砕機と、粗い破片を約10
mm以下の細かい破片に粉砕する粉砕機とから成り、ま
た上記粗砕機と上記粉砕機の間には粗砕物中の剥がれた
ラベルを選別分離する風力選別機とラベル除去サイクロ
ンと、アルミ製キャップを除去するアルミセパレータが
設けられており、また上記粉砕機の後に粉砕物中の剥が
れたラベルを選別分離する風力選別機とラベル除去サイ
クロンとが設けられている構成とでき、破砕粒度を小さ
くする程流動性を高め且つ分離精度を高めることがで
き、主としてPET以外のプラスチックが使用されてい
るラベルを遠心分離機の前工程で事前に風力選別機とラ
ベル除去サイクロンによって複数回除去し、またアルミ
をアルミセパレータによって除去してPET片の回収率
を高めることができる。
【0016】また、上記液体混合槽は、清水と苛性ソー
ダと戻り液体とが供給されて、苛性ソーダの濃度が1.
5〜2.0重量%になるように調整された液体を得るp
H調整タンクと、該pH調整タンクからの液体と上記破
砕機からの破片とを混合する撹拌槽とから構成され、p
H調整タンクにおいて苛性ソーダの濃度が1.5〜2.
0重量%になるようにpH調整を行うことで撹拌槽にお
いてペットボトルの付着物を設備の傷みを最小限に抑制
しながら効率的に除去することができる。
【0017】また、上記遠心分離機は、混合物をロータ
リジョイントを介して上記回転軸の中空な内部に供給す
るようにしており、分離した重いプラスチック片は、上
記テーパ部先端寄りの出口から出されて上記回転筒を覆
うハウジングにおける内部区画室で受けると共に、分離
した軽いプラスチック片は、該ハウジングの内部におけ
る他方端側の区画室で受けるように成り、また上記回転
軸と上記回転筒とは、回転速度差を取って回転駆動され
る構成とでき、回転筒の両端部の出口から各々飛散状態
で出てくる重いプラスチック片や軽いプラスチック片及
び液体は、それら出口を取り囲んだ各区画室で確実に受
け取ることができると共に、また回転軸と回転筒の回転
速度差を適宜選択して、重いプラスチック片と軽いプラ
スチック片との分離性と分離速度を最適なものに設定で
きる。
【0018】
【発明の実施の形態】次に、本発明の使用済みペットボ
トルのリサイクル設備の実施の形態を実施例によって添
付図を参照にして以下に詳細に説明する。
【0019】本実施例の使用済みペットボトルのリサイ
クル設備は、重いプラスチック片を軽いプラスチック片
から分離すると共に、アルカリ液体からも分離して取り
出し、洗浄後にハイドロサイクロンで更に重いプラスチ
ック片を2種類に分離することを主眼にしたもので、図
3に示すように、本リサイクル設備1では、先ず、潰さ
れた使用済みペットボトルのベーラB0が、ボトル投入
コンベヤ11に供給されて、次いで解俵機12によって
個々の潰れたボトルに解された解砕物B1に成る。解俵
機12は、基本的には、ベーラB0をローラで送りなが
ら刃付きロータに押しつけて固縛紐や包装袋を切り離し
て、解す構造に成っている。解砕物B1のボトルから剥
がれたラベルL1は、解砕物B1が第1ベルトコンベヤ
13によって定量供給フィーダ15へ搬送中に、ファン
14Cで吸引されるマウス14Aを介してラベル除去サ
イクロン14B(下端部にロータリシールバルブを有し
ている)によって除去され、フレキブルコンテナー(フ
レコン)16に収容される。次に、解砕物B1が、定量
供給フィーダ15から第2ベルトコンベヤ17によって
定量供給機の振動フィーダ19に搬送されている間に、
分離状態の磁性金属M1が第1マグネットプーリ18に
よって除去され、除去された磁性金属M1は、フレコン
20に収容される。解砕物B1は、次に振動フィーダ1
9から第1ボトル供給コンベヤ21によって、PVCボ
トル分離機22に送られる。
【0020】PVCボトル分離機22では、磁性金属が
除去された後の解砕物B1に混入しているPVCボトル
B9が赤外線照射によってコンピュターで判定され、エ
アージェットJ1で除去されるようになっている。除去
されたPVCボトルB9は、フレコン23に収容され
る。次に、PVCボトルが除去され解砕物B1は、PV
Cボトル分離機22から第2供給ボトルコンベヤ24
A、24Bによってカラーボトル分離機26に供給さ
れ、そこで、解砕物中のカラーボトルB8が光線照射に
よってコンピュターで判定され、エアージェットJ2で
除去される。除去されたカラーボトルB8は、別のコン
ベヤでカラーボトル粉砕機へ送られ、残りの解砕物B1
は、ペットボトル搬送コンベヤ28に引き継がれる。金
属混入を極力避けるために、第2供給ボトルコンベヤ2
4とペットボトル搬送コンベヤ28の各先端部で分離状
態の磁性金属M1が第2及び第3マグネットプーリ2
5、29によって除去され、除去された磁性金属M1
は、フレコン20に収容されるようにも構成される。
【0021】図4に示すように、更に、石や木、金属、
カラーボトルB8等の異物を除去するために人Hの目で
それらを判定するべく、解砕物B1は、粗砕機34への
供給手前で手選別コンベヤ30上に供給される。カラー
ボトル分離機26からのカラーボトルB8と手選別され
たカラーボトルB8は、カラーボトル粉砕機31で粉砕
されて、フレコン32に収容される。ほとんどが透明な
ペットボトルから成る解砕物B1は、次にペットボトル
投入コンベヤ33によって粗砕機34へ投入されて、約
50mm前後の粗い破片B2に粗砕される。現在、粗砕
機34は、多数提案されているが、一般的なものを概略
説明すると、ホッパーの下方のケーシング内部の作業室
には上から下に噛み込むようにモータと減速機とで等速
回転駆動される2本の破砕スクリューや、複数の斧状の
刃物を隔設した2本の破砕軸が水平に軸承されており、
各種の容器やボトルを粗砕して下方から粗いスクリーン
を通して排出するようにしている。粗い破片B2は、粗
フレーク輸送ファン35によってサイクロン36に送ら
れて、粗砕時に生じた粉埃が分離される。残りの粗い破
片B2は、第1風力選別機37に供給されて、そこでラ
ベル除去用ファン38によって下から上へ循環される空
気流によって分離搬送さるラベルL2がサイクロン39
に収集されて、フレコン40に収容される。
【0022】風力選別機37は、粗い破片B2を受ける
上部ホッパー37Aと、該ホッパーから下方にジグザグ
状に延びた屈曲部を有した竪形分離管37Bと、竪形分
離管の上端部に管路で連通して上昇空気流を発生するラ
ベル除去用ファン38と、これによって吸引され内部に
負圧が発生されるラベル収集サイクロン39(下端部に
ロータリシールバルブVを有している)とから構成され
ている。風力選別機37は、他に垂直や傾斜した竪形分
離管を有することができる。風力選別機37でラベルL
2が分離された粗い破片B2は、竪形分離管37Bの下
端部のロータリシールバルブVを介して振動フィーダ4
1に供給され、そこから定量的にドラム磁選機42とア
ルミセパレータ43に供給され、それぞれキャップ等の
磁性金属とアルミキャップとが分離される。分離された
磁性金属M4とアルミキャップALとはそれぞれフレコ
ン44、45に収容される。ドラム磁選機42は、円盤
状又は櫛歯状の電気磁石を利用している。アルミセパレ
ータ43は、回転磁界を利用してアルミや銅、鍮、ステ
ンレス等の非鉄金属を弾き飛ばす。アルミセパレータ4
3等の非鉄選別機は、永久磁石式ドラム回転型非鉄セパ
レータであって、投入された非鉄は良伝導体で磁力線に
よって電磁誘導現象をおこしてうず電流を発生し、永久
磁石を備えた高速回転ドラムによって非鉄は強力な交流
磁界を受けて非鉄内部に発生するうず電流と反発し合い
弾き出されることになる。その場合、非鉄の種類によっ
て弾き出される度合が異なる。
【0023】それらの非鉄物の分離処理後に、粗い破片
B2は、輸送ファン46によって一旦サイクロン47に
集められて、粉砕機48に供給され、粗い破片B2が約
10mm以下の細かい破片B3に粉砕される。粉砕機4
8も、今日多数提案されてはいるが、一般的なものは、
二軸式剪断型で、粗い破片B2をケーシング内で左右一
対の上から下へ噛み込む回転破砕刃と対応した相手軸の
突出刃及びスクリーンを成す縦通固定刃とで細断してい
きスクリーンによって所望の大きさの10mm以下の粉
砕片B3を得る。この二軸式剪断型の他に一軸式カッタ
ー型のものも使用される。基本構造は、ホッパーの下方
のケーシング内部の作業室内にそれぞれ複数の回転破砕
刃と固定刃とを交互に配列してそれらの間で粗砕物を細
断する。底には横断支持板の幅方向に隔設され、より細
かな格子状を成す複数の縦通固定刃部材から成るスクリ
ーンを取り付け、このスクリーンによって所望の大きさ
の破片を得る。
【0024】粉砕機48からの粉砕片B3は、粉砕片輸
送ファン49によってサイクロン50に送られて、粉砕
時に生じた粉埃が分離される。残りの粉砕片B3は、第
2風力選別機51に供給されて、そこでラベル除去用フ
ァン52によって下から上へ循環される空気流によって
分離搬送さる粉砕ラベルL3がサイクロン53に収集さ
れて、フレコン54に収容される。第2風力選別機51
は、上記第1風力選別機37と同じ構成と成っている。
その後に、粉砕片B3は、定量供給フィーダ55Aを経
て粉砕片輸送ファン55Bによって、サイクロンに空力
輸送される。
【0025】図5に示されているように、サイクロン5
6に収集された粉砕片B3はロータリシールバルブVを
介して定量供給フィーダ57に供給され、そこからロー
タリシールバルブVを介して液体Wと混合するために液
体混合槽58に供給される。具体的には、液体混合槽5
8は、清水と苛性ソーダと戻り液体Wとが供給されて、
苛性ソーダの濃度が1.5〜2.0重量%になるように
調整された液体Wを得るpH調整タンク59と、該pH
調整タンク59からの液体Wと粉砕片B3とを混合する
撹拌槽60とから構成されている。粉砕片B3の撹拌槽
60への供給は、断続的なロット供給で行われ、洗浄を
行うために2台の撹拌槽60が設けられている。タンク
59及び撹拌槽60には、回転撹拌羽根が設けられてい
る。透明ペットボトルの粉砕片B3は、軽いプラスチッ
ク片LPのポリエチレン(PE)やポリプロピレン(P
P)と重いプラスチック片HPのポリエチレンテレフタ
レート(PET)やポリスチレン(PS)を含んでお
り、液体Wと混合されて適当な流動性が与えられて、混
合物B4として2台の撹拌槽60からバルブvの制御下
で交互にほぼ連続的に遠心分離機61に供給される。
【0026】遠心分離機61では、デカンター式で、図
1に示されているように、一方の撹拌槽60からポンプ
Pによって混合物B4が、軸端面のロータリジョイント
62Aを介して中空回転軸62の内部62Bに供給され
て、回転軸62の回転によって遠心力が加えられて、回
転軸62の周囲に相対回転できるように設けられ且つ一
方端側にテーパ部63Aを有した回転筒63内に回転軸
長手中間部の開口部62Cから送り出され、回転筒63
で更に遠心力が加えられて回転筒内面に沿って保持され
た液体Wに浮く中心側の軽いプラスチック片LPのPE
片、PP片と液体Wを、回転軸で回動される他方端側の
液体中間深さまで届く小径の螺旋体64Aによって回転
筒63の他方端部の出口63Bから分離し、液体Wに沈
む回転筒内面側の重いプラスチック片HPのPS、PE
T片を、回転軸で回動される一方端側の回転筒内面に近
接する大径の螺旋体64Bによってテーパ部先端寄りの
液体Wか離れた位置の出口63Cから分離するようにな
っている。回転筒63は、固定ハウジング65によって
覆われており、回転筒63の両端部の出口63B、63
Cから各々飛散状態で出てくる重いPS片とPET片や
軽いPP片とPE片及び液体Wは、それら出口を取り囲
んだ各区画室65A、65Bで確実に受け取られる。重
いプラスチック片HPと軽いプラスチック片LPとの分
離性と分離速度とは、駆動装置P1によって回動される
回転軸62と駆動装置P2によって回動される回転筒6
3の各回転速度と両者の回転速度差を適宜選択して最適
なものに設定できる。
【0027】遠心分離機61によって分離された重いP
ET片とPS片は、アルカリ液体Wから分離されて排出
されるが、回転撹拌羽根が設けられている第1洗浄槽7
1に供給されて清水によって洗浄される。水とPET片
とPS片の混合物B5は、ポンプPによってハイドロサ
イクロン73に供給される。ハイドロサイクロン73で
は、流下する水によって生じる旋回流と共に下端部の出
口73Aから重いPET片が第2振動篩機75へ排出さ
れると共に、溢流と共に上端部の出口73Bから比較的
軽いポリスチレンPS片が第1振動篩機74へ排出され
る。PET片の回収率を高めるためにPS層とPET層
のオーバラップを無くすることが重要である。そのため
に、内部でPS層とPET層の間に間隔を設ける界面を
設定するべく、流下する水によって生じる旋回流の強さ
を制御するために開度調節用絞りが選択設定可能に下端
部の出口73Aに組み込まれる。遠心分離機61によっ
て分離された軽いPP片とPE片及び液体Wは、第1振
動篩機74へ供給され、ハイドロサイクロン73からの
PS片と合流される。第1振動篩機74において、PE
片、PP片及びPS片とが分離され、取り出される。第
1振動篩機74からの液体Wは、ポンプPによってリタ
ーンタンク76を経てpH調整タンク59に戻される。
第2振動篩機75によって分離されたPET片は、回転
撹拌羽根が設けられている第2洗浄槽77に供給されて
清水によって洗浄され、遠心脱水機78によって脱水さ
れる。遠心脱水機78からの水(若干の苛性ソーダを含
む)は、第1洗浄槽71に戻される。遠心脱水機78か
らのPET片は、苛性ソーダの付着は、2ppm程に低
減されており、PETフレーク輸送ファン79によっ
て、サイクロン80に送られる。第2振動篩機75から
の分離液体は、適宜無公害処理される。
【0028】図6に示されているように、サイクロン8
0に収集されたPETフレークB5は、ロータリシール
バルブVの開閉制御の下で定量供給フィーダ81に供給
されて、スパイラ通路を通る高い効率の乾燥機83で乾
燥される。PETフレークB5は、PETフレーク輸送
ファン84によって、熱交換機82でスチームで加熱さ
れる乾燥空気と共に乾燥機83内に吸引される。乾燥さ
れたPETフレークB5は、サイクロン85に収集され
て、ロータリシールバルブVの開閉制御の下で定量供給
フィーダ86に供給され、次に10000ガウス以上の
磁力のマグネットセパレータ87によって最終磁性物の
除去が行われ、PETフレークB5が製品として取り出
され、適宜計量されてフレコン90等に梱包される。
【0029】図2に示すデカンター式遠心分離機90も
採用可能で、軽いプラスチック片LPのPE片やPP片
も液体Wから分離して取り出す場合に使用され、上記遠
心分離機61の他方端側にもテーパ部分93Cを設けて
いる。軽いプラスチック片LPは、上記テーパ部分63
Aと同じ原理で回転円筒93のテーパ部分93Cの内面
に近接する小径の螺旋体94Bによってテーパ部先端寄
りで液体Wから離れた位置の出口93Bから分離され
る。液体Wは、回転軸92の他方端側の2重軸92Aの
外側内腔を通って出口92Cから取り出される。重いプ
ラスチック片HPも軽いプラスチック片LPも液体Wと
共に取り出す場合は、回転筒内の端部にテーパ部を設け
ていない構造とすることができ、液体とプラスチック片
との分離は、取り出してからスクリーン篩によって適宜
実施される。更に、テーパ部を回転筒に設けていないデ
カンター式遠心分離機も採用可能で、重いプラスチック
片も軽いプラスチック片も液体と共に取り出される構成
とでき、液体とプラスチック片との分離は、取り出して
からスクリーン篩によって適宜実施される。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかのように、本発明
の使用済みペットボトルのリサイクル設備によれば、使
用済みペットボトルを破砕する破砕機と、上記ボトルの
破片の供給を受けて液体とを混合する液体混合槽と、該
液体混合槽からポンプによって混合物が供給され、ポリ
エチレンやポリプロピレン等の軽いプラスチック片と、
ポリエチレンテレフタレートやポリスチレン等の重いプ
ラスチック片と、液体とに分離する遠心分離機とから成
り、そこで、該遠心分離機は、水平に設けられて、内部
に供給された上記混合物に回転で遠心力を加えて長手中
間部の開口部から周囲の回転筒内部に送り出す中空回転
軸と、該中空回転軸の周囲に水平に相対回転できるよう
に設けられ、上記送り出されて来る混合物に更に遠心力
を加えて、内面に沿って保持された液体に浮く中心側の
上記軽いプラスチック片と、液体に沈む回転筒内面側の
上記重いプラスチック片とに分離する回転筒と、該回転
筒内部において上記中空回転軸の一方端側の周囲に搭載
されて、上記中心側に浮いている軽いプラスチック片の
みを、又は液体と共に上記回転筒の一方端部の出口から
分離する螺旋方向の少なくとも液体中間深さまで届く一
方端側螺旋体と、該回転筒内部において上記中空回転軸
の他方端側の周囲に搭載されて、上記回転筒内面側に沈
んでいる重いプラスチック片のみを、又は液体と共に上
記回転筒の他方端部の出口から分離する螺旋方向の上記
回転筒内面に近接する他方端側螺旋体とから構成されて
いることを特徴としているために、破砕機によって破砕
されたペットボトル破片に混合しているPS片やPET
片等の重いプラスチック片とPP片やPE片等の軽いプ
ラスチック片は、液体混合槽において流動性を出して比
重差を発現させるために液体と混合される。混合物はポ
ンプによって遠心分離機の中空回転軸の内部を経由して
その長手中間部の開口部から回転筒内に送り出され、更
に遠心力を受けて回転筒内面に沿って保持される。そこ
で遠心力によって気泡等を排除してその影響を無くし、
液体に沈んで回転筒内面上に集まるPS片やPET片等
の重いプラスチック片と、液体に浮いて中心寄りの液面
に浮くPE片やPP片等の軽いプラスチック片とに精度
良く分離される。分離された軽いプラスチック片は、回
転軸の周りに搭載され、一方端側の液体中間深さまで届
く螺旋体によって一方端部の出口から分離されると共
に、回転筒内面側に分離された重いプラスチック片は、
回転軸の周りに搭載され、他方端側の回転筒内面に近接
する螺旋体によって他方端部の出口から分離され、連続
的に分離作業が実施され作業効率が高められる。それら
軽いプラスチック片や重いプラスチック片は、回転筒の
端部のテーパ部の有無によって、液体から分離して、又
は液体と共に出口から分離される。更に混合物の状態や
分離状態に応じて回転筒と回転軸及び螺旋体との回転速
度差を選定して分離速度を適当に設定できる。PS片と
PET片にも比重差があるので、液体の比重をそれらの
比重の中間に設定して、その比重を一定に維持管理がで
きるようにすることで、それらの分離も次の工程で同じ
構成によって可能になる。
【0031】上記回転筒は、その他方端部に上記回転筒
内面側の液体と上記回転筒中心側の空気とにまたがるテ
ーパ部を有し、上記他方端側螺旋体は、上記回転筒と該
テーパ部の内面に近接していて、上記重いプラスチック
片のみを上記他方端部の出口から分離する構成とでき、
従って、液体に沈んで回転筒内面上に集まるPS片やP
ET片等の重いプラスチック片は、テーパ部のテーパ内
面に沿って螺旋体によって液体中から空気中に運ばれて
液体からも分離されて、液体の付着も殆ど無くなり、液
体の消耗も少なくなる。
【0032】上記回転筒は、その一方端部に上記回転筒
内面側の液体と上記回転筒中心側の空気とにまたがるテ
ーパ部を有し、上記一方端側螺旋体は、上記回転筒と該
テーパ部の内面に近接していて、上記軽いプラスチック
片のみを上記一方端部の出口から分離する構成とでき、
従って、液体に沈んで回転筒内面上に集まるPP片やP
E片等の軽いプラスチック片は、テーパ部のテーパ内面
に沿って螺旋体によって液体中から空気中に運ばれて液
体からも分離されて、液体の付着も殆ど無くなり、液体
の消耗も少なくなる。
【0033】更に、上記ポリエチレンテレフタレートや
ポリスチレン等の重いプラスチック片は、液体と混合さ
れた後にハイドロサイクロンに供給され、該ハイドロサ
イクロンにおいて旋回流と共に下端部の出口から重いポ
リエチレンテレフタレートが第2篩選別機へ排出される
と共に、溢流と共に上端部の出口から比較的軽いポリス
チレンが第1篩選別機へ排出され、上記第2篩選別機で
分離されたポリエチレンテレフタレートは、洗浄と乾燥
処理が施されるために、ハイドロサイクロンにおいて旋
回流を発生させることでポリエチレンテレフタレート
(PET)の層とポリスチレン(PS)の層とが部分的
に重なったオーバラップ層を引き離して間に界面を設け
ることができ、ほぼ完全に分離された状態でPET片と
PS片とが別々に回収できる。
【0034】また、上記使用済みペットボトルは、潰さ
れてベーラ状態で解俵機に搬入されて解砕され、解砕物
中の剥がれたラベルが第1ベルトコンベヤで定量供給フ
ィーダへ搬送中に吸引式ラベル除去サイクロンによって
除去され、上記定量供給フィーダから供給される解砕物
を第2ベルトコンベヤで定量供給機へ搬送中に分離状の
磁性金属が第1マグネットプーリで除去される構成とす
ることで、ペットボトルはベーラ状態で大量に搬入供給
されて本設備の稼働率を高めることができ、またペット
ボトルが潰された既に剥がれたラベルや解俵機で解俵中
に剥がれたラベルは、主としてPET以外のプラスチッ
クで吸引式ラベル除去サイクロンによって除去され、P
ET片の回収を補助でき、また異物の磁性金属を第1マ
グネットプーリで除去できる。
【0035】また、上記第1マグネットプーリで磁性金
属が除去された解砕物は、ボトル振動定量フィーダを経
て第1供給ボトルコンベヤによって、PVCボトル分離
機に供給され、解砕物中のPVCボトルがPVCボトル
分離機において赤外線照射で判定されてエアージェット
で除去されると、ペットボトルのベーラ中にPVCボト
ルが混入していても、PVCボトル分離機において照射
された赤外線の吸収率の差でPVCボトルを判定してエ
アージェットで除去することができる。
【0036】また、上記PVCボトルが除去され解砕物
は、PVCボトル分離機から第2供給ボトルコンベヤに
よってカラーボトル分離機に供給され、解砕物中のカラ
ーボトルがカラーボトル分離機において光線照射で判定
されてエアージェットで除去されると、カラーボトルの
分離によって一番使用量の多い透明なペットボトルを集
中的に収集できる。
【0037】また、上記使用済みペットボトルは、上記
破砕機への供給前に手選別コンベヤ上に供給され、該コ
ンベヤ上において、それ等に混入しているカラーボトル
や異物や金属片が人手によって除去されると、比較的確
実に識別できる人の目によって、補完的に手選別コンベ
ヤ上においてカラーボトルや異物や金属片を除去するこ
とができる。
【0038】また、上記破砕機は、廃棄物を約50mm
前後の粗い破片に粗砕する粗砕機と、粗い破片を約10
mm以下の細かい破片に粉砕する粉砕機とから成り、ま
た上記粗砕機と上記粉砕機の間には粗砕物中の剥がれた
ラベルを選別分離する風力選別機とラベル除去サイクロ
ンと、アルミ製キャップを除去するアルミセパレータが
設けられており、また上記粉砕機の後に粉砕物中の剥が
れたラベルを選別分離する風力選別機とラベル除去サイ
クロンとが設けられていると、破砕粒度を小さくする程
流動性を高め且つ分離精度を高めることができ、主とし
てPET片以外のプラスチックが使用されているラベル
を遠心分離機の前工程で事前に風力選別機とラベル除去
サイクロンによって複数回除去し、またアルミをアルミ
セパレータによって除去してPET片の回収率を高める
ことができる
【0039】また、上記液体混合槽は、清水と苛性ソー
ダと戻り液体とが供給されて、苛性ソーダの濃度が1.
5〜2.0重量%になるように調整された液体を得るp
H調整タンクと、該pH調整タンクからの液体と上記破
砕機からの破片とを混合する撹拌槽とから成るものであ
ってもよく、pH調整タンクにおいて苛性ソーダの濃度
が1.5〜2.0重量%になるようにpH調整を行うこ
とで撹拌槽においてペットボトルの付着物を設備の傷み
を最小限に抑制しながら効率的に除去することができ
る。
【0040】また、上記遠心分離機は、混合物をロータ
リジョイントを介して上記回転軸の中空な内部に供給す
るようにしており、分離した重いプラスチック片は、上
記テーパ部先端寄りの出口から出されて上記回転筒を覆
うハウジングにおける内部区画室で受け、分離した軽い
プラスチック片は、該ハウジングの内部における他方端
側の区画室で受けとるようにして、また、上記回転軸と
上記回転筒とは、回転速度差を取って回転駆動されるの
で、回転筒の両端部の出口から各々飛散状態で出てくる
重いプラスチック片や軽いプラスチック片及び液体は、
それら出口を取り囲んだ各区画室で確実に受け取ること
ができると共に、また回転軸と回転筒の回転速度差を適
宜選択して、重いプラスチック片と軽いプラスチック片
との分離性と分離速度を最適なものに設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るリサイクル設備に使
用する遠心分離機の縦断面図である。
【図2】 本発明の実施形態に係るリサイクル設備に使
用する他の例の遠心分離機の縦断面図である。
【図3】 本発明の実施形態に係るサイクル設備におい
て、ペットボトルの搬入から第3磁性金属除去までの前
部設備を示す図。
【図4】 図3に続いて第3ラベル除去後の粉砕片の輸
送ファンまでの設備を示す図。
【図5】 図4の設備にPET片分離後の脱水処理まで
の第2中間部設備の工程を示す図。
【図6】 図5の設備に続いて、PETフレークの梱包
までの後部設備を示す図。
【符号の説明】
1 リサイクル設備 12 解俵機 13 第1ベルトコンベヤ 14B吸引式ラベル除去サイクロン 15 定量供給フィーダ 17 第2ベルトコンベヤで定量供給機 18 第1マグネットプーリ 19 ボトル振動定量フィーダ 21 第1供給ボトルコンベヤ 22 PVCボトル分離機 24B第2供給ボトルコンベヤ 26 カラーボトル分離機 30 手選別コンベヤ 34 破砕機(粗砕機) 37 風力選別機 39 ラベル除去サイクロン 43 アルミセパレータ 48 破砕機(粉砕機) 58 液体混合槽 59 pH調整タンク 60 撹拌槽 61 遠心分離機 62 中空回転軸 62Aロータリジョイント 62B回転軸の内部 62C回転軸の長手中間部の開口部 63 回転筒 63Aテーパ部 63B他方端部の出口 63Cテーパ部先端寄りの液体から離れた位置の出口 64A小径の螺旋体 64B大径の螺旋体 65 ハウジング 65A内部区画室 65B他方端側の区画室 73 ハイドロサイクロン 73A下端部の出口 73B上端部の出口 74 第1篩選別機 75 第2篩選別機 B0 ベーラ状態の使用済みペットボトル B1 解砕物 B3 破片 B4 混合物 B8 カラーボトル H 人手 HP 重いプラスチック片 J1 エアージェット J2 エアージェット LP 軽いプラスチック片 L1 ラベル M1 磁性金属 P ポンプ W 液体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B04B 1/20 B04B 1/20 4D071 B07B 9/00 B07B 9/00 A 4F301 B09B 5/00 ZAB B09B 5/00 ZABQ (72)発明者 馬場 次雄 東京都中央区日本橋3丁目9番2号 巴工 業株式会社内 (72)発明者 山本 仁 東京都中央区日本橋3丁目9番2号 巴工 業株式会社内 Fターム(参考) 4D004 AA10 CA04 CA09 CA10 CB13 4D021 FA12 GA04 GA12 GB03 HA01 4D057 AA09 AC01 AD01 AE03 BC05 BC16 BC19 4D065 CA12 CA17 CB02 CC01 EB14 ED04 ED14 ED22 ED23 ED24 ED45 4D067 DD07 DD08 DD09 DD10 DD13 DD14 GA16 GB03 GB07 4D071 AA53 AB14 AB15 AB23 CA03 CA05 4F301 AA13 AA14 AA25 BF09 BF12

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用済みペットボトルを破砕する破砕機
    と、上記ボトルの破片の供給を受けて液体とを混合する
    液体混合槽と、該液体混合槽からポンプによって混合物
    が供給され、ポリエチレンやポリプロピレン等の軽いプ
    ラスチック片と、ポリエチレンテレフタレートやポリス
    チレン等の重いプラスチック片と、液体とに分離する遠
    心分離機とから成り、 上記遠心分離機が、 水平に設けられて、内部に供給された上記混合物に回転
    で遠心力を加えて長手方向中間部の開口部部から周囲の
    回転筒内部に送り出す中空回転軸と、 該中空回転軸の周囲に水平に相対回転できるように設け
    られ、上記送り出されて来る混合物に更に遠心力を加え
    て、内面に沿って保持された液体に浮く中心側の上記軽
    いプラスチック片と、液体に沈む回転筒内面側の上記重
    いプラスチック片とに分離する当該回転筒と、 該回転筒内部において上記中空回転軸の一方端側の周囲
    に搭載されて、上記中心側に浮いている軽いプラスチッ
    ク片のみを、又は液体と共に上記回転筒の一方端部の出
    口から分離する螺旋方向の少なくとも液体中間深さまで
    届く一方端側螺旋体と、 該回転筒内部において上記中空回転軸の他方端側の周囲
    に搭載されて、上記回転筒内面側に沈んでいる重いプラ
    スチック片のみを、又は液体と共に上記回転筒の他方端
    部の出口から分離する螺旋方向の上記回転筒内面に近接
    する他方端側螺旋体とから構成されていることを特徴と
    している使用済みペットボトルのリサイクル設備。
  2. 【請求項2】 上記回転筒は、その他方端部に上記回転
    筒内面側の液体と上記回転筒中心側の空気とにまたがる
    テーパ部を有しており、上記他方端側螺旋体は、上記回
    転筒と該テーパ部の内面に近接していて、上記重いプラ
    スチック片のみを上記他方端部の出口から分離する請求
    項1記載のリサイクル設備。
  3. 【請求項3】 上記回転筒は、その一方端側に上記回転
    筒内面側の液体と上記回転筒中心側の空気とにまたがる
    テーパ部を有しており、上記一方端側螺旋体は、少なく
    とも液体中間深さまで届いていて、上記軽いプラスチッ
    ク片のみを上記一方端部の出口から分離する請求項1記
    載のリサイクル設備。
  4. 【請求項4】 上記ポリエチレンテレフタレートやポリ
    スチレン等の重いプラスチック片は、液体と混合された
    後にハイドロサイクロンに供給され、該ハイドロサイク
    ロンにおいて旋回流と共に下端部の出口から重いポリエ
    チレンテレフタレートが第2篩選別機へ排出されると共
    に、溢流と共に上端部の出口から比較的軽いポリスチレ
    ンが第1篩選別機へ排出され、上記第2篩選別機で分離
    されたポリエチレンテレフタレートは、洗浄と乾燥処理
    が施される請求項1から3のいずれか一つに記載のリサ
    イクル設備。
  5. 【請求項5】 上記使用済みペットボトルは、潰されて
    ベーラ状態で解俵機に搬入されて解砕され、解砕物中の
    剥がれたラベルが第1ベルトコンベヤで定量供給フィー
    ダへ搬送中に吸引式ラベル除去サイクロンによって除去
    され、上記定量供給フィーダから供給される解砕物を第
    2ベルトコンベヤで定量供給機へ搬送中に分離状の磁性
    金属が第1マグネットプーリで除去される請求項1から
    3のいずれか一つに記載のリサイクル設備。
  6. 【請求項6】 上記第1マグネットプーリで磁性金属が
    除去された解砕物は、ボトル振動定量フィーダを経て第
    1供給ボトルコンベヤによって、PVCボトル分離機に
    供給され、解砕物中のPVCボトルがPVCボトル分離
    機において赤外線照射で判定されてエアージェットで除
    去される請求項5記載のリサイクル設備。
  7. 【請求項7】 上記PVCボトルが除去され解砕物は、
    PVCボトル分離機から第2供給ボトルコンベヤによっ
    てカラーボトル分離機に供給され、解砕物中のカラーボ
    トルがカラーボトル分離機において光線照射で判定され
    てエアージェットで除去される請求項6記載のリサイク
    ル設備。
  8. 【請求項8】 上記使用済みペットボトルは、上記破砕
    機への供給前に手選別コンベヤ上に供給され、該コンベ
    ヤ上において、それ等に混入しているカラーボトルや異
    物や金属片が人手によって除去される請求項1から3の
    いずれか一つに記載のリサイクル設備。
  9. 【請求項9】 上記破砕機は、廃棄物を約50mm前後
    の粗い破片に粗砕する粗砕機と、粗い破片を約10mm
    以下の細かい破片に粉砕する粉砕機とから成り、また上
    記粗砕機と上記粉砕機の間には粗砕物中の剥がれたラベ
    ルを選別分離する風力選別機とラベル除去サイクロン
    と、アルミ製キャップを除去するアルミセパレータが設
    けられており、また上記粉砕機の後に粉砕物中の剥がれ
    たラベルを選別分離する風力選別機とラベル除去サイク
    ロンとが設けられている請求項1から3のいずれか一つ
    に記載のリサイクル設備。
  10. 【請求項10】 上記液体混合槽は、清水と苛性ソーダ
    と戻り液体とが供給されて、苛性ソーダの濃度が1.5
    〜2.0重量%になるように調整された液体を得るpH
    調整タンクと、該pH調整タンクからの液体と上記破砕
    機からの破片とを混合する撹拌槽とから構成されている
    請求項1から3のいずれか一つに記載のリサイクル設
    備。
  11. 【請求項11】 上記遠心分離機は、混合物をロータリ
    ジョイントを介して上記回転軸の中空な内部に供給する
    ようにしており、分離した重いプラスチック片は、上記
    テーパ部先端寄りの出口から出されて上記回転筒を覆う
    ハウジングにおける内部区画室で受けると共に、分離し
    た軽いプラスチック片は、該ハウジングの内部における
    他方端側の区画室で受けるように成り、また上記回転軸
    と上記回転筒とは、回転速度差を取って回転駆動される
    請求項1から3のいずれか一つに記載のリサイクル設
    備。
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