JP2002516175A - 密度差別変更により混合物から差別ポリマー材料を仕分ける能力を高めるための装置及び方法 - Google Patents

密度差別変更により混合物から差別ポリマー材料を仕分ける能力を高めるための装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 複数の異なったプラスチックの各部材が個別の粒子に分割される、複数の異なったプラスチックの混合物に含まれるプラスチック（４０８、５４０、５５０）の１つ以上の選択された部材の粒子の分離及び仕分けを可能とする差別密度変更（ＤＤＡ）装置（４３９）。ＤＤＡ装置（４３９）は、混合物を、１つ以上の選択された部材（４０８、５４０、５５０）の粒子を変えさせる温度まで一定時間加熱し（５１４）、従って、加熱（５１４）後、選択された１つ以上の部材の粒子の見かけの密度と、混合物の他の部材の粒子の見かけの密度（差別密度）との間の差が加熱前の差別密度と異なり、これにより、差別密度における変更は差別密度変更（ＤＤＡ）を生成する。適切な仕切り曲線を有するプラスチック密度分離機（４１９、５１８）は、変更された混合物から、選択された１つ以上の変更されたプラスチック部材を、改良された効率及び精度で分離しかつ仕分ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は、プラスチックの分離及び精製に関する。
【０００２】 背景 プラスチックの生産は、毎年４００億ドルを超える製品販売を計上し、これは
米国における油及び天然ガスの消費量の３％以上である。これら価値ある材料の
米国での生産の９０％以上は廃棄される。これは天然資源のかなりの無駄であり
、資源及び汚染の管理や保全にたずさわる人、町、地域、機関に対し、そしても
ちろん最終的には環境に対して望ましくない増大する負担を負わせることとなる
。プラスチックの収集方法を改良したり、分離したり再使用するようにすれば、
これらの負担が悪化されるのを軽減する傾向を有するであろう。プラスチックの
収集、分離及び再使用が充分に改良されれば、プラスチックのリサイクルは、１
０年以内に世界的に最大の原料産業の１つとなるに違いない。
【０００３】 毎年３６３億Ｋｇ（８００億ポンド）を超える材料すなわち２７００ドルの生
産量を生成し、そして約３２０万の職に対して責任があるので、プラスチック及
び関連の事業は、米国にとって極めて重要な材料産業を代表する。しかしながら
、鋼及びアルミニウムのような他の材料産業とは違って、この産業は、新しい原
料の供給源にのみほとんど依存しており、そのほとんどは、輸入された石油であ
る。プラスチックの成長率は、他のすべての材料の成長率に対して継続的に勝っ
ているので、この依存性は、さらに一層意味あるものとなってきている。この重
要な材料資源を浪費することは、国際貿易、経済及び環境において重要な意味を
有する。
【０００４】 米国は、耐久性のある商品に用いるために、貴重なエンジニアリングプラスチ
ックを毎年ほとんど９１億Ｋｇ（２００億ポンド）を生産する。これらの製品は
、処分の費用及び潜在的な負担を避けるために、かつ金属及び他の市場性の高い
原料を回収するために、その有効な耐用期間の最後に収集されてリサイクルされ
るようにますますなってきている。これら製品に含まれるエンジニアリングプラ
スチックは、多くの場合、重量単位（ポンド）当りの価格ベースで最も貴重な材
料の１つであるが、この貴重なプラスチック資源のほとんどは、なお、埋め立て
られるか焼却され、またはリサイクル及び再使用のためにアジアに送られるかす
る。
【０００５】 プラスチックのリサイクル問題の例は、いわゆる「使い捨て」プラスチックボ
トルの場合、及び耐久性商品において明白である。大多数のボトルをリサイクル
することに対する主な障壁は、材料回収設備（ＭＲＦ）において、プラスチック
タイプごとに予め仕分けることが重大に必要である密度ベースのシステムに分離
が制限されてしまうということであり、供給原料の供給が不充分になり、経済的
でなくなる。自動車、電気機器及びコンピュータ並びに電子設備のような耐久性
商品からのプラスチックをリサイクルすることに対する主な障壁は、プラスチッ
クタイプの数が多いことであり、同じタイプのプラスチックに、しばしば重複し
た密度の異なった等級があり、これは分離しなければならない。それらを分離す
ることができたとしても、このようなプラスチックの再使用は、例えば塗装、金
属膜被服等の汚染の程度によって多くの場合複雑化される。
【０００６】 概要 実施形態は、以下の利点の１つまたは２つ以上を含んでいる。本発明は、プラ
スチックを複雑な混合物から分離することができると共に、一層高い市場価値を
もたらす高い純度でリサイクルすることができる。リサイクルの概念は、プラス
チックにとって確かに新しいものではない。プラスチックは、その商業的使用の
初期からリサイクルされて再使用されてきた。製造過程から生じたスクラップ及
び汚染の無い不良部品は、典型的には同じ用途に戻すために切断されて再使用さ
れる。金属及びガラスのような他のタイプの材料の場合のように、プラスチック
の異なったタイプは一般に互いに分離されて、高い純度及び堅実な押出しもしく
は成型性能を達成しなければならない、すなわち標準化されたＡＳＴＭ試験（Iz
od衝撃、荷重下におけるたわみ試験（ＤＴＵＬ）、溶融流インデックス（ＭＦＩ
）等）によって典型的に確認される堅実な物理特性並びに一層高い市場価値を達
成しなければならない。
【０００７】 プラスチックタイプは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）
、燃焼遅延（ＦＲ）ＡＢＳ、点火抵抗（ＩＲ）ＡＢＳ、アクリロニトリル−スチ
レン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、高衝撃
ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ＦＲ ＨＩＰＳ（燃焼遅延ＨＩＰＳ）、ＩＲ ＨＩ
ＰＳ（点火抵抗ＨＩＰＳ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリアミド（Ｐ
Ａ）、ポリブチレン・テレファラート（ｔｅｒｅｐｈａｌａｔｅ）（ＰＢＴ）、
ポリカーボネート（ＰＣ）、ＰＣ／ＰＢＴ（ＰＣとＰＢＴとの混合物）、ＰＣ／
ＡＢＳ（ＰＣとＡＢＳとの混合物）、ＦＲ ＰＣ／ＡＢＳ（ＰＣとＡＢＳとのＦ
Ｒ混合物）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレン・テレファラート（ＰＥＴ）
、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリ
プロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレン・オキシド（ＰＰＯ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＰＶＣ／ＡＢＳ（ＰＶＣとＡＢＳとの混合物
）、スチレン・アクリロニトリル（ＳＡＮ）、ブタジェンスチレンゴム（ＳＢＲ
）、スチレン無水マレイン酸（ＳＭＡ）、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、
熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）を含む。異な
ったタイプのほとんどのプラスチックは互いに互換性がなく、いくつかの混じり
あった応用が示されてきたけれども、それらは混合されていないプラスチックよ
りも非常に低い値を獲得する。その理由は、重大な物理特性及び特徴が、すべて
ではないにしても非常にわずかしか制御されず、すなわち該プラスチックはより
低い等級のものであるからである。一層低い等級すなわち一層純度の低い製品の
場合、堅実な特徴の合成された樹脂結合もしくは精製された単一の樹脂ストリー
ムによって許容される処理及び性能の柔軟性は失われる。
【０００８】 重要なこととしては、多分、同じタイプのプラスチック（すなわち同じモノマ
ーであるがこの異なった分子量、異なったモノマー比、異なった分子組織、異な
った添加組成、濃度等から作られるポリマー）の異なった等級を分離することが
できることである。異なったプラスチック等級（すなわち異なった特性範囲を有
する同じタイプのプラスチック）は、重要な物理特性、例えば媒体衝撃、低グロ
スＡＢＳ及び高熱ＡＢＳにおいて相当の差を有し得る。
【０００９】 益々増加するボトルの数及びすべてのタイプの堅固な容器がリサイクルされて
いるけれども、リサイクルされるべきボトルの大部分に対し、収集及び再処理の
経済性における相当の改良が必要とされる。プラスチック包装（フィルム、被覆
及び閉鎖）の他のタイプが、ボトルよりも相当低い割合でリサイクルされている
。耐久性商品（例えば建築物、自動車、電気機器、コンピュータ及び電子機器）
がリサイクルの機会を与えるものとして注意を得ており、その理由は、これらの
タイプの製品が、使用可能な構成要素及び金属を回収する回収業者及び製造業者
によってそれら製品の有効な耐用期間の終わりで収容されることが益々増えてい
るからである。包装もしくはパッケージングにおいてよりも耐久性商品において
一層多くのプラスチックが実際用いられるけれども、技術的障害により従来の方
法を用いてはこれらの混合された材料ストリームからこれらを経済的に分離する
ことができない。
【００１０】 異なった重合体材料を互いから分離することの問題は、特に同様のもしくは重
複した密度配分を有している場合に、耐久性商品から重合体材料を経済的にリサ
イクルすることに対する主な障害である。耐久性商品は、一体品目に結合されも
しくは装着される別々の構成要素の副構造体（片又は部品）として配列された異
なったタイプ及び等級の幾つかの重合体物品から一般に形成される。一体品目と
しては例えば、接着剤、成型または締付け具などによって装着される幾つかの他
のサブアッセンブリ−を有する一つの材料のケースを有したコンピュータモニタ
ーである。
【００１１】 耐久性商品のストリームからくるほとんどのプラスチック部品は、パッケージ
ング材料のために開発されたプラスチック洗浄及び仕分けの自動化された従来の
プロセスによっては叶えられない独特の難題を含んでいる。大いに汚染されたス
クラップの回収のための今日の本質的な慣行は手による分離であり、これはほと
んどの場合において価格が非常に高いものである。耐久性商品からプラスチック
をリサイクルする際の難題として以下が含まれる。
【００１２】 ・ 耐久性商品に用いられるプラスチックは、パッケージングもしくは包装に
用いられるプラスチックよりも特別である。プラスチック包装の大部分はプラス
チック樹脂の５等級に類別され得るのに対し、同様の部分の耐久性市場を含むた
めには５０以上のプラスチック樹脂等級が必要とされるかもしれない。例えば、
ソーダ・ボトルを作るために用いられるＰＥＴプラスチックは水ボトルに対して
も適切であるけれども、コンピュータ・ハウジングを作るために用いられるアク
リロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）は、冷蔵庫の扉に用い
られる種類のものとは非常に異なっており、これはまた自動車に用いられるもの
とも異なっている。この広範な種々の材料は分離をすることを益々困難とする。 ・ プラスチックタイプが異なっていると言うことに加えて、多くの部品は、
広範な種々の補強材、充填材、顔料を含んでいる。充填材の含有量及び発泡剤を
変更すれば、同じタイプのプラスチック内でさえも材料の密度が変わる。 ・ 耐久性プラスチック部品は、多くの場合、配線、ブラケット、構造片、及
び成型内ねじ挿入物を含んだ高いレベルの金属汚染を含む。 ・ いくつかの部品上の塗装及び金属被覆（すなわち汚染）は、識別、仕分け
、及び溶融再処理を一層困難にする。 ・ 一層大きくかつ一層変わりやすい厚さ（すなわち広範に異なっている形態
）壁部分は、サイズの減少及び粒子サイズ及び形状の調節に関連する難題を増や
す。
【００１３】 プラスチックのみせかけの密度は、特にプラスチックが発泡されている場合、
プラスチックの固有の密度とは異なっているはずである。発泡されたプラスチッ
クは、小さいバブルもしくはボイドを含んでいる。みせかけの密度は、多くの場
合固有の密度より低い。と言うのは、発泡されたプラスチックは材料内に包まれ
たボイドもしくは蒸気バブルを含んでいるからである。
【００１４】 本発明は、精製及び分離を行うために、ポリマー、特に種々のポリマーもしく
はポリマー等級におけるポリマーの密度もしくはみせかけの密度を変更すること
に関する。
【００１５】 本発明は、プラスチックの分離及び精製に関する。特に、本発明は、分割され
たプラスチックから成る混合物の選択された１つまたは２つ以上の部材（選択さ
れたプラスチック）を分離し、選択された部材をそれぞれの容器に仕分けするか
、もしくは混合物のバランスからそして他の選択された部材の各々から分離され
た出力製品ストリームを仕分ける装置及び方法に関する。
【００１６】 本発明は、また、産業及び消費者製品廃棄物ストリームから得られた異なった
タイプ及び等級のかさの大きいプラスチック部品の入力リサイクル製品ストリー
ムから受け取られたプラスチックを分離し仕分けることによって、分割されたプ
ラスチックの個々のタイプまたは等級の分離されかつ仕分けられた出力ストリー
ム（もしくは分離された容器）を提供するための装置及び方法にも関する。
【００１７】 本発明は、特に、異なったタイプ及び／または等級の分割された重合体（ポリ
マー）材料の一組の別々の部材を含む混合物に関する。分割された重合体もしく
はポリマー材料は、プラスチックの単一のタイプまたは等級から本質的に作られ
た、相当に大きく形成されかつ形状付けられた物品を分割し、混合物から、特に
、最初は分離不可能であるポリマー材料の混合物から、選択された部材の１つ以
上の分離または精製を可能とすることにより準備され得る。材料は、代表的には
、個別の粒子、薄片、寸断、すなわち自由な流れに分割される（例えば、寸断さ
れるか、粒状化されるか、またはすりつぶされる）。混合された消費後のプラス
チックを取り扱うことのできるプラスチックリサイクルプラントを提供すること
が有利である。商業化された場合、同様のプラントは、混合されていないプラス
チックの大きい生産設備と匹敵し得るスループットを有することができる。プラ
スチックは、同様の用途または他の用途で再使用するために回収され得る。プラ
ントは、寸断されもしくは梱包され混合された堅固なプラスチック容器もしくは
耐久性プラスチック商品を受け入れるように建設され得る。このことは、最終的
には、街角でプラスチック廃棄物を仕分けることを不必要にし、そしてそれらの
再使用の経済性を補足することによって、紙、金属及びガラスのような他の廃棄
物材料の使用を高める。
【００１８】 従って、本発明の幾つかの目的及び長所は、 材料を劣化させることなく、重合体材料の見せ掛けの密度を変更もしくはシフ
トする手段を提供することであり、 ２つの別々の重合体材料の分離を可能とするような方法で、２つの別々の重合
体材料の間で見せ掛けの密度における差を変更する手段を提供することであり、 さらに、変更を誘導するアクションまたは動因のない場合に２つの別々の重合
体材料の間の見せ掛けの密度における変更された差を保持する手段を提供するこ
とであり、 混合されたストリーム内の重合体材料の区別を提供することであり、 見せ掛けの密度もしくは比重に基づいて混合されたプラスチックストリームの
異なった成分を分離する方法を提供することであり、 異なったプラスチック材料を含む混合されたストリームから精製されたプラス
チックタイプを回収する方法を提供することであり、 プラスチックを除去することによって重合体材料の純度を改善する方法を提供
することであり、 プラスチック密度差別変更システム及びプロセス、すなわち、電気機器からの
ＨＩＰＳ及びＡＢＳを分離するための差別プラスチック「発泡」、並びに少なく
とも０．０３ｇ／ｃｃだけプラスチックの１つの密度をシフトすることによって
コンピュータ及びビジネス機器からの発泡されないＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＩＲ−
ＨＩＰＳ、ＦＲ−ＨＩＰＳ、ＦＲ−ＡＢＳ、及びＩＲ−ＡＢＳを提供することで
あり、 所与のプラスチックのための密度配分をかなりの部分だけ選択的にせばめるこ
とにより、発泡されたＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＰＯ、ＩＲ−ＨＩＰＳ、及びＩＲ
−ＡＢＳを分離するための未発泡システム及びプロセスと組合わせた差別密度変
更プロセスを組込んだ分離プロセス及びシステム提供することであり、 最初に均一な態様を有する異なった等級またはタイプのプラスチックチップの
差別形態（例えば厚さ）変更に基づいてプラスチックを分離するための代替的な
差別属性変更プロセスを提供することであり、 ボトル及び堅固な容器、電気機器、コンピュータ及び電子機器（ＥＳＲ）、及
び自動車（ＡＳＲ）のような後に続く消費後の源の各々または幾つかのための全
体的なリサイクルプロセスに、本発明の実施形態の１つまたは２つ以上を組合わ
せた一体化された材料回収設備を提供することであり、 受容可能な製品品質を有する従来のボトルリサイクリングプラントの多くのス
ループットを提供する材料回収設備の設計、建築及び動作を可能とすることであ
り、 サイズの寸断により生じる混合物内の異なったポリマーの密度配分の広がり及
び重複を緩和するための手段を提供することであり、そして 結果的に生じた材料が分離可能となる物理作用（例えば、熱）に応答したプラ
スチック属性（例えば、密度）差別変更を提供することである。
【００１９】 混合されたポリマー廃棄物（浪費）ストリーム（入力供給原料）の異なった等
級及び／またはタイプの特定の混合に対して、手順及び規準の組が分離技術の広
い範囲に対して創設され、分離技術の１つまたは２つ以上は、行われなければな
らない各特定の分離に対して作用するよう選択され得る。最も効果的な技術の組
合せは，商業的使用のために大規模な最終的に進歩した材料回収設備（ＭＲＦ）
内に組み込まれ得る。
【００２０】 所与の進歩した材料回収設備内に本発明の実施形態を組み込んだ特別のユニッ
トの動作の実際の形態は、使用及び経済状態の予想される容易さの選択された規
準に基づくことができる。これらの最終形態と関連した新規事項について以下に
説明する。
【００２１】 好適な実施形態の説明 問題は、特に、ソータに提起された製品ストリームが広大に変動することであ
る。ソータは、先の処理設備がプラスチックの分離だけを必要とするようジョブ
の範囲を減じた場合でさえ、異なったサイズ、形状及び密度の材料の混沌とした
混合のうちに順序と均一性とを創成することを試みなければならない。
【００２２】 図１は、今日の耐久性製品ストリームにおける近接したもしくは重複した材料
密度によって提起される分離の主な難題の幾つかを示す。幾つかの特定の例は、
以下を含む：１）自動車のインテリアからのＡＢＳ及びＰＰの分離。純粋な形態
においてＡＢＳは水より重くＰＰは軽いが、ＰＰ内への充填材の添加は以前は単
純な密度分離を不可能にしてきた；２）冷蔵庫のライナに用いられるＡＢＳ及び
高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ）の分離；３）コンピュータハウジング及び他の
大型コンピュータ要素に用いられるＡＢＳ及びＨＩＰＳ（ＦＲ−ＡＢＳ及びＦＲ
−ＨＩＰＳ）の燃焼抑制剤の分離（これらは、ＡＢＳ及びＨＩＰＳの冷蔵庫の等
級とは、点火抵抗添加剤が材料の密度を増加するという点において異なっている
）；４）一層高いエンドコンピュータハウジングに用いられるＰＣ／ＡＢＳの（
異なった等級の）ブレンド及びポリカーボネート（ＰＣ）から成る小さいが高い
値のストリーム。事実、ほとんどの多数材料のアセンブリは、幾つかのポリマー
密度重複を分離することの難題を含んでいる。
【００２３】 多くのプラスチックは、湿気及び／または他のガス及び溶剤状の物質に対して
幾分透過性であり、それらは、水または蒸気を吸収する傾向がある。これらの吸
収された蒸気は、熱サイクルヒストリ並びに溶剤及び吸収され得る他の蒸気材料
に対するそれらの露出のヒストリに依存して見せ掛けの密度（比重）をもたらし
得る極微の泡を生じ得る。このことは、リサイクル処理ストリームに来るプラス
チックの特性に追加の変動性を創成する。
【００２４】 セパレータの特徴 ハイドロサイクロンのような最も機械的なセパレータは、材料間の物理特性差
を利用してそれらを分離する。これらの技術が利用する共通の物理特性は、材料
密度の差である。セパレータは一般にバイナリ−タイプのものであり、すなわち
入力ストリームを受取り、入力ストリームにおける２つ（または３つ以上）の成
分間の差に基づいて入力を２つの出力に仕切るための２つの異なった出力ストリ
ームを提供する。バイナリ−セパレータは、図２の仕切り曲線によって数学的に
特徴付けられ得る。仕切り曲線は、分離パラメータの関数として、この場合には
分離されるべき材料の比重または密度として、１つのセパレータ出力に与えられ
る、例えば材料Ａである１つの材料の部分を示す。切断された密度点（ＣＤＰ）
は、１つのセパレータ出力に与えられる材料Ａの部分が５０％である分離パラメ
ータの値として定義され、明らかに、これは、Ａの５０％が他の出力に与えられ
る値でもある。例として比重（ｓ．ｇ．）の水を用いたハイドロサイクロンが、
ｓ．ｇ．＝１ｇ／ｃｃでプラスチックを処理する１ｇ／ｃｃに等しい場合、プラ
スチックの半分はサイクロンの頂部または渦から出て、後の半分はサイクロンの
低部または頂点から出るであろう。仕切り曲線の勾配は、分離パラメータによっ
て密接に関連される他の材料を分離することができることを示す。
【００２５】 特に密接に関連された材料に対する効率を高める険しい勾配の仕切り曲線によ
って特徴付けられるセパレータを有することは有利である。与えられたセパレー
タの勾配に対し、仕分けられるべき入力材料ストリームの密度間の差を増加する
こと、すなわちそれら間の密度差を変更することによって入力ストリームに対す
る差分を提供することは有利である。
【００２６】 プラスチックリサイクルプラントにおいて今日用いられている主な分離技術は
、塩分溶液の大きな浴または精密に分割された不溶鉱物材料のスラリーにおいて
従来行われていた沈殿／浮遊である。（硝酸カルシウムのような）塩または鉱物
が、（水）溶液（スラリー）の密度を選択された点に高めるために加えられ、そ
してプラスチックが加えられる。重いプラスチックは沈殿し、軽いプラスチック
は浮遊し、そしてこのように分離が達成される。一層高い設定力を利用するハイ
ドロサイクロンを用いることは広まっている。ハイドロサイクロンの最も大きい
長所は、一層低い主要価格でスループットを高めることである。
【００２７】 耐久性商品のアセンブリ−が混合物におけるポリマーからの密度重複問題をほ
とんどもしくは全く含まないと分かっている場合でさえ、サイズを減少すればそ
れらの問題を作り得る。プラスチック粒子の密度配分の重要な広がりがサイズの
減少後に生じると言うことが示されてきた。多くのポリマーが粒状化される場合
、ポリマーの極微のひび及び単に雑なエッジに起因してそれらのエッジに小さい
ボイドが発生する。さらに、粒子が一層小さくなるとき、ボイド、充填材におけ
る不均等性または一層大きい粒子において平均化された結晶性のレベルが一層重
要となり、それは他のものには無いのに幾つかの粒子においては集中されるよう
になるからである。密度配分は、一般にはポリマーの公称密度近辺を中心にして
再度広がる。しかしながら、サイズの減少からの配分の広がりは、リサイクル処
理ストリームにおいて異なったポリマーを仕切るために密度を用いる目的におい
て別の障害を提供する。
【００２８】 入力材料は、密度の区分けを行う前に粒状化され寸断され薄片にされサイズご
とに分離されなければならない。密度ソータは、入力材料がソータによって区分
可能でないかぎり仕分けることができないもしくは効果的に仕分けることができ
ない。
【００２９】 現存の技術と共に用いられることができる一層洗練された密度分離もしくは別
の機械的な分離技術が、混合された堅固なプラスチックストリームから便利に回
収され得る材料の範囲を広げるよう要求されている。これを行うため、分離を行
うための第２の物理特性差が必要である。密度以外に幾つかの物理特性が、プラ
スチック分離を行うために研究されてきた。それらは、静電特性、分光器の特性
、Ｘ線蛍光、表面粘着特性、ターミナル速度特性、及び材料分割特性を含む。
【００３０】 多くのプラスチックは、湿気及び／または他のガス及び溶剤状の物質に対して
幾分透過性であるので、それらは水または蒸気を吸収する傾向がある。これらの
吸収された蒸気は、熱サイクルヒストリ並びに溶剤及び吸収され得る他の蒸気材
料に対するそれらの露出のヒストリに依存して見せ掛けの密度（比重）をもたら
し得る極微の泡を生じ得る。このことは、リサイクル処理ストリームに来るプラ
スチックの特性に追加の変動性を創成する。
【００３１】 ２つのポリマー間の材料密度の差（密度差別／区別）の強調または増加 ここに記載された本発明は、混合されたポリマー材料のストリーム内に別々の
物品のランダムな集合として（薄片またはピース）配分された異なったポリマー
材料間に密度区分を許容する。該ストリームにおいて、異なったポリマー材料の
１つまたは２つ以上が最初に匹敵し得る密度（同じもしくは重複する配分）を有
する。この方法は、最初に最小に分離可能または分離不可能であるポリマー材料
の分離及び純度の改良を大いに高めることができるかもしくは可能とする。本発
明の実施形態を組込んだ材料回収設備プラントは、広範な種々のポリマー材料（
プラスチック）を有する耐久性プラスチック商品または寸断され混合された堅固
なプラスチック容器を受け入れるよう、かつ分離された製品の改良された分離部
分を提供するよう作られ得る。この発明は、不必要な縁側においてプラスチック
廃棄物の仕分け（仕切り）のための手段を提供し、再使用の経済性を補足するこ
とにより、紙、金属及びガラスのような他の廃棄物材料の使用を高める。
【００３２】 本発明の実施形態は、従来の分離プロセスと組合せて、そして圧力下で仕切り
プロセスを動作させるプラントのような他の進歩したプロセスと組合せて、効果
的に用いられる。本発明の密度区別変更を動作させる材料回収設備は、プラスチ
ックの熱特性を利用することができるこの手段を利用して、分離効率、スループ
ット、価格減少、純度および改良されたリサイクル製品の一貫性を劇的に高める
ことができる。本出願に開示された発明は、大規模で、経済的に重要な混合され
た供給ストリームの以前は困難もしくは不可能であった分離を可能しにかつ高め
ることにある。
【００３３】 本発明は、最初に匹敵し得る密度を有する混合されたポリマー材料のストリー
ムのポリマー材料間での密度差別（密度区別の変更）を可能にする、もしくは高
める。この方法は、密度分離技術で最初は分離できないポリマー材料の分離及び
純度を大いに改善することを約束する。
【００３４】 熱を与えることによるポリマーの差別密度変更（ＤＤＡ） プラスチックのタイプ間の信頼ある及び単純な差は、温度及び温度変化に対す
る差応答である。プラスチックの機械的なリサイクルにおける処理の経済性を改
善すれば、増加する温度制御のシステムからも利益を得ることができる。
【００３５】 差動熱特性に基づいてプラスチック材料を分離することの可能性は、直接的な
機械的システムによってリサイクルされ得るプラスチックの範囲を増加する。本
プロセスは、以下の２つのステップを含む。１）熱を価格的に効果的に与えるこ
との結果としての供給原料のプラスチック形状の幾何形状（形態）または物理特
性（大きさまたは表面）の差別変更、並びに２）差別的に変更された物理的特性
または形態に基づいて異なった目標プラスチックのビンまたは分離可能な製品ス
トリームへの結果的に生じた差別的に変更された供給原料プラスチックの分離。
【００３６】 プラスチックが熱により異なった密度変更に応答する方法（発泡応答とも称す
る）は、その化学的な性質（モノマー構造及びポリマー構造）、充填材（マイカ
、ガラス、カーボン、他のプラスチック、燃焼抑制剤、他の無機物、等）、その
熱及び応力サイクルヒストリ、その表面状態、その形状（形態学的構造）、製造
時添加物（成型及び押出し調整のために添加される、例えば成型解放剤及び反静
止剤）、及び汚染物質（大きさ及び表面の双方）の結果である。応答は、薄片の
全体的な厚み及び見かけの密度の変更によって表される。粒子の固有の密度は必
ずしも変更されないが、小さい蒸気バルブが粒子内に存在し、その見かけの容積
を拡張し、従ってその見かけの密度を減少させる。薄片の厚みは、２つの混合成
分が処理後に同じ平均厚さの差別を維持しない場合に、混合物からプラスチック
を分離するためにも用いられ得る。
【００３７】 分離を行うために差別密度の変更、または発泡応答、を用いる場合、最も有用
な特性（特徴）の２つは、軟化点及び密度であり、双方は固有及び見かけの密度
である。プラスチックの軟化点は、それが変形し（その形態を変更し）かつ与え
られた(作られた)応力下でたわむ温度を説明する実際的な方法である。ポリマー
の化学的な性質は、そのガラス遷移温度、軟化点、結晶溶融点、及び劣化温度を
決定する。多くの場合、化学的に全く類似しているプラスチックが、異なった軟
化点を有する。充填材は特定の特性要件を達成するために加えられ、例えば、ガ
ラスファイバー、タルク及びカルシウムカーボネートは、プラスチックの軟化点
及び／または係数を高め、それゆえそれは一層極端な条件下で用いられ得る。充
填材の含有量における変動は、また、材料の強度、密度及び部分特性も変化させ
る。プラスチック内の汚染物質は意図しない添加材であり、プラスチックを一層
もろくするか、加熱下でバブルを生じる。
【００３８】 発泡による差別密度の変更 多くのプラスチックは水（または他の蒸気）を吸収し、散布、発泡、または劣
化のような望ましくない影響を避けるために、押出し前に乾燥しなければならな
い。プラスチックが加熱される場合、吸収された物質は、以下の２つの状態が存
在するならば材料の内側で蒸気バブルを形成し得る。状態１）プラスチックが軟
化点以上であり、従って変形し得るかバブルを形成する状態、及び状態２）圧力
がその温度において水に対する飽和圧力よりも低い状態。発泡中にプラスチック
の内部で膨張する水はポリマー質量のパーセントの数十分の一に等価である。水
が蒸気に変わるとき、その容積は大いに増加する傾向があり（１グラムの水は約
１立方センチメートルを占め、これは標準の温度及び圧力において１．２４リッ
トルに膨張する傾向があり、膨張係数は１２４０である）、発泡をもたらし得る
。このことは、プラスチックの「みかけ」の密度を大いに変える。微細な（また
は可視の）蒸気バルブを含むプラスチック片（例えば薄片または粒子）のちょう
ど観察し得る作用である微細なスケールで固有のプラスチックの特定の密度が変
化しなかったので、みかけとはここでは変更するものとして用いられている。
【００３９】 発泡制限 プラスチックの加熱がゆっくりすぎるならば、水は、蒸気バブルを形成する前
に薄片の表面を通してゆっくりと拡散することができ、充分に脱着された（乾燥
された）プラスチックは、さらなる加熱で発泡しないであろう。バルブの形成は
望ましいことではないので、ほとんどのプラスチックの加熱システムは、蒸気が
逃れるのを促進するゆっくりした態様で作用するよう設計されている。このよう
に、従来のプラスチック乾燥機は、プラスチックの発泡の課題に対して一般に不
適切である。プラスチックにおける蒸気バルブの形成は、さらに、温度及び圧力
を調節することにより制御され得る。１つのプラスチックは、３つの技術の組合
せによって、もう１つのものから分離され得る。
【００４０】 第１の技術は、一方の目標プラスチック材料が水を吸収しており、他方が吸収
していない場合に用いられる。材料は、吸水性のポリマーの軟化点以上に加熱さ
れ、次に冷却されることだけが必要である。圧力が水の飽和圧力以下にもたらさ
れた場合に、当然、発泡が生じるであろう。冷蔵庫のライナの場合のような単純
な場合において、ＡＢＳが水内に浮遊するよう為され得、ＨＩＰＳは影響を受け
ず沈殿し続ける。
【００４１】 第２の技術は、１つ以上の材料が水を吸収する場合に用いられ得る。１つだけ
の材料の軟化点が超えられるということが必要である。
【００４２】 第３の技術は、２つ以上のポリマー混合物が同じ温度で異なった程度に発泡す
る３つ以上のポリマー混合物を分離するために用いられ得る。例えば、３つの重
複する密度のプラスチック（ＦＲ−ＨＩＰＳ、ＰＣ、及びＰＣ／ＡＢＳ）を含む
コンピュータ製品ストリームは、異なったプラスチックの１つのストリームに単
一のステップで区別され得、そのプラスチックの密度は、プラスチックが異なっ
た程度に発泡するという事実のために重複しない。一層多くの応用が充分な材料
の特性で可能化され得る。
【００４３】 材料を発泡させる場合に蒸気源として水を用いる際に、プラスチックは、バブ
ルの形成を可能とするよう本質的に無圧力下で急速に加熱されなければならない
。このことは、熱い水スラリー内の発泡を達成することを困難にする。何故なら
ばスラリー内の水を沸騰させることを避けるよう圧力を印加することは、プラス
チック内部の水を沸騰させることを禁止するからである。水スラリーにおける差
別密度変更の発泡技術を用いるために、プロセスは、周囲の水よりもゆっくりと
プラスチックを冷却すると言う事実を利用する。さらに、異なったプラスチック
は、熱伝達係数及び形態に依存して別々に冷める。
【００４４】 例えば、プラスチックチップは、１３０℃の温度差別の場合に完全に加熱もし
くは冷却するために１分以上かかる。それらが１５０℃に加熱されそして水が１
００℃に冷却された場合、幾つかのプラスチックは、約３０秒間発泡するのに充
分に柔軟である。加熱され加圧されたスラリーは、次に、発泡を開始するために
解放された圧力及び水を冷却するために、熱交換機を通される。代替的には、流
体ストリームは絞り弁を介して急速に蒸発され、もしくは固体はオーガによって
一層低い圧力環境に搬送される。もう１つの代替法は、対流式オーブンまたは流
動床、好ましくは加熱源または赤外線加熱パネルの下を通過する移動コンベア−
ベルト上に、材料の前または後処理として発泡を生じることである。
【００４５】 プラスチックの幾つかの異なったタイプの発泡は油浴に観察され得る。プラス
チックサンプルの観察された「重量」（すなわち、油内に懸垂されたサンプルを
支持する平衡ビームに及ぼされる力）は、油が加熱された時に記録された。空気
内に支持されたサンプルの質量、空気の温度、油内のサンプルの質量及び油温度
は「見かけの」ポリマー密度を決定するために充分である。
【００４６】 データは、異なった材料の幾つかの混合物が熱によって、例えば油内の膨張、
対流式オーブン内での焼成、放射熱、マイクロ波、等によって、差別的に変更さ
れ得る程度を示した。ＡＢＳは１５０℃でふくれ、ＰＣ／ＡＢＳは１６０℃でふ
くれ、そしてＰＣは１８０℃でふくれた。ポリマーは、全く個別の温度で発泡を
開始した（例えば、ＰＣ／ＡＢＳは１５０℃では全く発泡しないであろう）。Ｈ
ＩＰＳポリマーは通常処理によって影響されない。
【００４７】 発泡されるべきポリマー混合物における不安定な含有量のさらなる制御は、制
御された圧力及び温度下の選択されたガスの制御された条件下で入力供給ストッ
クを前処理することによって与えられる。発泡剤、すなわち引き続く加熱ステッ
プにおける混合物内の選択されたプラスチックの発泡を促進するための導入剤、
並びに温度、時間および圧力は、すべて、変化する供給原料の混合物の差別的な
密度変更に先だって、プラスチック混合物を前処理するためのパラメータとして
用いられ得る。
【００４８】 好ましい発泡剤としては、液体の水及び蒸気及び二酸化炭素または短鎖炭化水
素のような溶剤が含まれる。
【００４９】 二酸化炭素で発泡することによる差別密度変更 発泡材料として水を用いることの１つの困難は、スラリー内での水の沸騰を避
けるために用いられる圧力が、プラスチック内部の水の沸騰の可能性をも減じて
しまうと言うことである。この困難は、発泡媒体が水でない場合に避けられるで
あろう。二酸化炭素は適切な選択である。水は非常にイオン化しているので、そ
れはイオン化グループもしくは「親水性」の領域でプラスチック内に溶けている
。このことは、アクリロニトリルを含むＡＢＳが、親水性のグループを含まない
ＨＩＰＳよりも一層水を吸収すると言う理由である。二酸化炭素はネット双極子
モーメントを持たず、このことは、それを水よりも一層多くのポリマーに溶ける
ようにする。
【００５０】 発泡を開始するために充分に高いプラスチック内のＣＯ2 の濃度を達成するた
めに、その濃度は、空気に見られるレベルよりも相当上に高められなければなら
ない。また、圧力下で炭酸ガスで飽和された水内の、もしくは水無しで圧力容器
においてＣＯ2 を有する多くのプラスチックを飽和させ、次に、水を沸騰させる
ことなくプラスチック内のＣＯ2 を沸騰させるよう圧力を下げることが可能であ
ると信じられている。これは、ＣＯ2 が水よりも非常に揮発性であると言う事実
を利用している。例えば、ＣＯ2 の１２０℃かつ６０ｐｓｉｇの下での水スラリ
ーは、発泡を許容するために、ＣＯ2 の充分な量でポリマーを飽和させるよう働
くことができると信じられている。水は、３０ｐｓｉｇに減圧されて、ＣＯ2 が
或る軟化されたポリマーの内部で沸騰するのを許容し、スラリー内の水を沸騰さ
せることに関連する莫大な熱損失無しでバブルを形成する。プラスチックが発泡
されると、混合物は、標準の密度を基にした技術を安価かつ完全に用いて分離さ
れ得る。この加圧ステップ自体は、達成するために非常にわずかのエネルギーし
か必要としないので、それは、異なった温度で水のスラリーに固体を運ぶことに
よって幾つかの異なった流体温度で繰り返され得る。炭酸ガスＤＤＡ技術の柔軟
性は、プラスチック内のＣＯ2 の相対的軟化点及び相対的溶解性が、２つのプラ
スチックの混合物を分離するために用いられ得るという事実から生じる。
【００５１】 発泡抑制による密度変更 構造的泡は、用いられるプラスチックの重量及び質量を減少するために、プラス
チック部品の内部におけるボイド（バブル）を組込んだプラスチック部品形成の
技術を記載するために用いられる用語である。構造的に発泡された材料は、コン
ピュータ及び電子機器市場における高い容量に現れる。これらの材料は、現在の
密度分離技術を用いて効果的に分離されることができない。なぜならば、発泡の
可変の程度は、同じ部品内においてさえ広い範囲にわたって密度を変えるからで
ある。発泡されたプラスチックは、その軟化点以上の温度で圧縮され得、次にガ
スバブルを除去もしくは減少するためにこの圧力下で冷却される。これは、密度
配分を大いに狭め、製品品質を改良する。
【００５２】 この現象を示すためにｂｅｎｃｈ−ｔｏｐの実験が行われた。コンピュータハ
ウジングからの粒状化された構造的泡ＩＲ−ＨＩＰＳが、２リットルにおいて１
５０℃に加熱され、１３．４ｂａｒ（１８０ｐｓｉｇ）の印加された圧力下で冷
却された。未処理の開始材料に匹敵する材料の密度配分が図３に与えられる。図
３は、相当の差別密度変更及び達成され得る密度配分の狭めを示す。発泡されな
いＩＲ−ＨＩＰＳは、約１．１７ｇ／ｃｃの密度を有することに留意すべきであ
る。
【００５３】 未発泡のもう１つの潜在的に重要な使用は、発泡分離と共にある。加圧された
ウエットプロセスにおいては発泡するよりも未発泡するほうが容易であるので、
分離は、最初にオーブンもしくは分離プロセスループにおいてすべてポリマーを
発泡させ、次にそれらを選択的に未発泡させることにより一層容易に行われ得る
。
【００５４】 大規模の材料回収設備の単位動作における熱い水環境への露出は、幾つかのプ
ラスチックを加水分解することができる。これらのプラスチックは、それらの分
子重量が或るレベル以下に落ちるならばわずかな値のものである。幸運にも、広
範な使用におけるプラスチックの多くの相対的な加水分解の安定性は高く、露出
時間を制限することにより制御され得る。加水分解の損傷が幾つかの材料を破壊
するとしても、多くの成功した供給ストリームを見つけるのに充分な他のものが
あるように思われる。
【００５５】 差別密度変更プロセスが、単一のポリマーの精製（一層高い等級の材料にシフ
トする等級）及び混合されたポリマー特性の改善（パラメータ配分もしくは拡散
を集中もしくは狭める）の双方に対して、混合されたポリマーをリサイクルする
ことに適用可能である。
【００５６】 受容可能に分離された製品出力を特徴付けるために用いられる試験は、張力、
強度、着色可能性、フロー、押出し、及び成型特性を含む。ＡＳＴＭ ＭＦＩ、
ＤＵＴＬ及びＩＺＯＤ衝撃のような標準化された試験が、本発明を組込んだＭＲ
Ｆを通過した後の分離された製品を特徴付けるために用いられる。
【００５７】 前処理プロセスのオプション しばしば、ＤＤＡの前に１つ以上の前処理ステップが有益であろう。熱処理に
先立つ材料の前処理は、目標材料の高められた回収もしくは改良された分離を可
能とする際に有益である。前処理は、目標材料の純度への充分な衝撃、たわみ、
及びプロセスの効率を有することができる。最も重要な前処理ステップは、前密
度仕分け、サイズ及び厚さ仕分け、及び揮発性成分の平衡である。第１の前処理
ステップは、熱処理に先だって密度配分を狭める。これは、１つ以上の材料が他
の材料と重複するように密度においてシフトしないと言うことを確実にし、他の
２つの前処理ステップは、発泡の均一性及び制御を確実にすることを目的として
いる。
【００５８】 変化する密度範囲の幾つかのポリマーを含むポリマー混合物が処理される場合
、熱的に処理されるべき目標材料の密度よりも下及び上の双方の密度を有する材
料を除去することが長所的である。これら２つの前処理ステップは、１）目標材
料よりも少ない密度を有するが、発泡されたポリマーが密度においてシフトしな
かった一層低い密度材料と同じ密度を達成する場合に生じる熱処理ステップに従
属している際に密度においてシフトしないか、または２）熱処理ステップに先立
って目標材料よりも大きい密度を有するが、発泡された目標ポリマー材料と共に
密度において重複を生じ得る目標材料よりも熱処理ステップに従属する際に密度
において相当のシフトを示す、いずれかの材料を除去することにより、発泡され
た目標ストリーム内の他のポリマーの汚染物質を禁止することを目的としている
。これら両方の場合において、これら２つのタスクを行う必要性は、ポリマー混
合物内のポリマーの数及びタイプ、混合物内の各ポリマーの発泡特性、及び所与
の目標材料に対する受容可能な汚染物質のレベルに基づいている。
【００５９】 粒子の一側から他側への熱伝達は、厚さの関数である。熱処理ステップに先立
ってサイズ及び厚さによりポリマーを仕分けることにより、似ている及び似てい
ないポリマー材料間の熱ヒストリ特性を狭めるよう働く。所与のプラスチック粒
子の質量の温度を高めるために必要なエネルギーの量は、材料の質量に比例する
が、材料への熱伝達率は、露出された熱伝達領域によって制御される。このよう
に、材料の表面面積対容積の比は、時間の関数として材料内の温度配分に影響を
与え、同じまたは異なったタイプの、別の粒子よりも高い表面面積対容積比を有
する粒子が、熱処理ステップの残留時間内で他の温度を大いに超えると言う場合
を生じる。それゆえ、熱処理ステップに先立つ材料の仕分けは、粒子間の差を狭
めることができ、一層均一な熱ヒストリを可能とする。改良された産出高がこの
実行からもたらされ、また、混合物内の他の材料が目標材料の温度に非常に近い
温度で密度においてシフトする場合には、改良された純度ももたらされる。混合
物に対して必要とされる仕分けの程度は、混合物の材料にとって、そして熱処理
方法に対するその特定の応答にとって最も独特のようにみえる。
【００６０】 材料の環境は、材料内の揮発性成分のレベルに深い影響を有し得る。前記材料
へのまたはからの質量伝達率は、周囲状態及び材料自体の関数である。熱く乾燥
している環境は、前記材料からの揮発性成分の拡散を許容し、これに対し、液体
における浸入、湿気のある、または加圧された、または蒸気充填環境は、材料内
の揮発性成分のレベルを増加させるよう働き得る。上に説明した熱伝達のモデル
と同様に、質量伝達の対する相対表面も、揮発性成分組成及び品質に影響を与え
得る。そして、もし、前記材料が異なった環境から混合されるならば、１つの源
からの成分は、熱処理ステップの際に密度においてシフトせず、これに対し、粒
子のようであるが一層揮発性成分を含んでいるもう１つのものは、発泡するであ
ろう、もしくは前記目標材料内の揮発性成分の異なったレベルおよびタイプに基
づいて密度における相対シフトの大きい配分があるかもしれない。前記混合物が
１つ以上の揮発性成分の量において均衡するのを許容され、他の材料は、この質
量伝達に影響を受け易いまたは受け易くない場合の前処理ステップに混合物を従
属させることは、それらを熱処理ステップに置く際に前記目標材料における密度
シフトの一貫性を改善するよう働き得る。次に、この前処理ステップは、前記材
料から１つ以上の揮発性を除去するよう変更され得、密度シフトを禁止する（材
料の乾燥）。
【００６１】 水またはＣＯ2 を用いたプラスチック密度差別発泡の差別変更に対する システム変更態様 プラスチックを差別的に発泡するための５つのオプションは以下の通りである
： 移動ベルト上のＩＲ加熱プラスチック； 加熱された空気内のまたは加熱された表面上に捕らえられた水の発泡； 水スラリー内に捕らえられた水の発泡； 移動ベルト上で加熱することによって捕らえられたＣＯ2 の発泡； 加熱された水または空気内に捕らえられたＣＯ2 の発泡； 加圧された環境において前者のいづれかの動作を行う。
【００６２】 差別的密度変更システム及びプロセスと組合わされ得る一体化した材料回収設
備における幾つかの関連のユニット動作は、１００℃から１８０℃の温度で圧力
下で動作する水システムからプラスチック材料を供給及び抽出するためのユニッ
トである。受容できない高い熱損失を避けるために、入っていく及び出ていく固
体はできる限り乾燥していなければいけない。その目的のために適切な機械的な
ドライヤーもしくは乾燥機は、当該技術分野において知られている供給者から得
ることができ、もしくは中程度のまたは大規模な動作において必要とされる時間
、温度プロフィルにかなうよう変更され得る。
【００６３】 材料回収設備システムへのまたはそこからの水のどのような搬送も沸騰による
熱損失をもたらす。適切な水加熱システムが、所望ならば、必要な高速加熱を与
えるよう、そして差別密度変更ユニット及びシステムを組込んだ一体化された開
発ラインの残りを補足するよう得られもしくは設計されることができる。
【００６４】 差別密度変更プロセスに対し材料を柔軟にしまたは発泡するために必要な高温
は、沸騰を避けるために水が加圧されると言うことを必要とする。特にこの目的
のために得られるもしくは設計される緻密ねじオーガ、前進キャビティポンプま
たは星型バルブは、材料をシステムに運ぶために用いられ得る。
【００６５】 プロセスポリマーと接触する差別密度変更プロセスループで用いられる任意の
熱い水の大部分は、脱水分類機または低速スクリーニングオーガによって抽出さ
れ得る。プラスチックは、次に、スプレー冷却され、そして従来のスピンドライ
ヤーで乾燥され得る。代替的には、高い断層が問題のプラスチック混合物にとっ
て問題でない場合には、加圧されたスピンドライヤーが、単一のステップでプラ
スチックを脱水するために用いられ得る。
【００６６】 連続プロセスが補償されない材料回収設備においては、供給ストックプラスチ
ックは、大きいバッチの固体フィルタータンクに供給され得、そして分離された
プラスチック製品がそこに抽出される。
【００６７】 差別密度変更ユニット及びプロセスの実施形態と組合わされる時、乾燥ソリッ
ド過熱システムが追加の効率を提供し得ると言うことが予想される。
【００６８】 差別密度変更ユニット及びシステムの実施形態に組込まれ得るもう１つの関連
のユニット動作は、ハイドロサイクロンのための自動化された制御システムであ
る。例えば、自動化された可変密度スラリー凝縮媒体システム、特に、各サイク
ロン内の分離密度が独立に制御され得る多段システムである。
【００６９】 差別密度変更ユニット及び方法によって与えられる高められたパラメータ配分
は、かかる制御ユニット上に緩和された需要を可能とする。差別密度変更ユニッ
ト及び方法によって与えられう改良された配分差別は、所与の純度要件に対して
必要とされるハイドロサイクロンの段の数を減少する。それはまた、所与の産出
高要件に対して処理されるプラスチック材料の量を減少し、すなわち所与の製品
ストリーム出力率に対して必要とされる資本設備の価格を減少する。
【００７０】 差別密度変更ユニットの実施形態は、分離された製品間の密度における差別を
増加するので、純度に対して材料を仕分けるために必要とされるハイドロサイク
ロンの段の数は減少される。それは、合理的な数のハイドロサイクロンの段が分
離を行うために密度差別が予め小さすぎる材料の分離をも可能とする。システム
は、単に０．０３ｇ／ｃｃ以下だけ密度において変わるプラスチック混合物の分
離を許容する。これは、段の数を３以下に保って、０．０３ｇ／ｃｃだけ密度に
おいて異なっている自動車のインテリアから９９％純度のＡＢＳ及びＰＰまでを
分離するために特に重要である。
【００７１】 進歩した材料回収設備 図４は、本発明の実施形態を組込んだ進歩したＭＲＦ４００を示す。入力供給
原料取扱いユニット［ＦＨＵ］４０４は、先のチャート及びテーブルを参照して
前に説明した混合されたプラスチック供給（フィード）４０６、すなわち変更さ
れたソースからの異なったユニタリー部品４０８の集合を受け取る。フィード４
０６は広範に多様のものであり、異なった電子機器製造業者または回収業者から
の寸断された電子スクラップ（ＥＳＲ）材料、自動製造業者、町営の収集等から
の自動寸断残留物（ＡＳＲ）が含まれる。部品４０８は、以前に述べたように、
時には一緒に接着された（例えば、にかわにより、リベットにより、溶融により
、ボルトにより、等である）異なった材料のユニタリーもしくは単一物体からな
り、プラスチック（ポリマー）の異なったタイプ及び等級の広い範囲の大部分を
含んでいる。入力供給原料４０６は、回収のために１１以上の大部分の目標ポリ
マー（樹脂）を含んでいる。これらは、ＰＣ，ＰＰ，ＡＢＳ，ＰＶＣ、ＰＡ及び
ＰＰＯ、ＨＩＰＳ、ＰＳ，ＰＯＭ，ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＶＣ／ＡＢＳを含み得るが
、これらに制限されるものではない。
【００７２】 入力ユニット４０４は典型的には部品４０８を寸断するためのシュレッダーを
含んでおり、含まれている金属４１０の幾つかまたはほとんどを解放する。金属
４１０は、商業市場から入手可能な適切な金属分離機（図示せず）によって、プ
ロセス中の金属ストリーム４１２から分離される。プロセスストリーム４１２は
、追加のサイズ減少段、例えば、狭められたサイズ配分を有する処理中の材料ス
トリーム４１４を出力するための設備を含む粒状機４１３に通される。ユニット
４１５は、例えばスクリーニング、厚さ仕分けスロット、空気分類、等の手段に
よって精緻かつサイズの大きい粒子を除去するための動作の収集を含んでおり、
粉末、ゴミ、ラベル、綿毛、及び材料４１４の過度に大きい木材もしくはストラ
ンドを除去する。
【００７３】 本発明を組込んだＭＲＦ４００の幾つかの好適な実施形態において、スクリー
ニングおよび空気分類４１５は、約１２メッシュのスクリーンを通過するダスト
及び粒子を拒絶し、約３／８インチのメッシュのスクリーンと通過する材料だけ
を受容するよう優先的に設定されている、すなわち、後のユニット動作を妨害す
るであろう大きいピースを拒絶する。この段階で除去されない精緻な粉末及びダ
ストは、追加の空気分類機、吹き出し機（図示せず）を通して製品ストリーム４
１４をさらに循環させることにより除去され得る。
【００７４】 ポリマー４１６の分類された混合物は、前処理段４５２及び４５４に導入され
得、該段は、プラスチックの混合物における成分の湿気もしくは蒸気含有量を変
更するための厚さ仕分け、スクリーニングユニットを含み得るか、選択された比
重よりも小さい濃縮度または大きい濃縮度のいずれか、または特定の比重範囲よ
りも小さい濃縮度及び大きい濃縮度の双方を除去するためのシステムを含みうる
。前処理ユニット４５２及び４５４の後には、差別密度変更ユニット４３９が続
く。差別密度変更ユニット４３９の後には、ポンプ４１１が続く。プロセススト
リーム４１６は、次に、プロセスストリーム４１６の平衡（以下に説明）から目
標ポリマー（以下に説明）を分離するための分離機ユニット４１８の入力４１７
に運ばれる。
【００７５】 分離機ユニット４１８は、以下の標準のタイプの１つ以上であって良い。沈殿
／浮遊タンクであって良い密度仕分け機（分類機）、遠心機、ハイドロサイクロ
ン、水ジグ。他の密度に関連した仕分け機は、水テーブル、空気テーブル、水及
び空気洗浄システムを含む。密度関連仕分け機は、密度及び形状、サイズもしく
は表面ドラッグのような他の物理特性に基づいて分類を行う。
【００７６】 好ましくは、分離機ユニット４１８は、単一の密度仕分け機４１９及び／また
は分離機ユニット４２０、４２２及び４２６として示される１つまたは２つ以上
の密度分類機（分離機）から成る。図４に示される１つ以上の分離機から成る分
離機４１８の場合には、多数の出力４３０、４３２、４３４、４３６、４ｎｎが
、販売のための製品としてまたは後での分離または製造プロセスへの入力として
選択するために入手可能である。
【００７７】 本発明の差別密度変更を組込んだＭＲＦ４００の好適な実施形態の動作は、分
離機４１９、４２０及び４２２と共に動作する差別密度変更ユニット４４０、４
４２、４４６を調べることにより理解され得る。差別密度変更ユニット４４０は
、ポンプ４１１から製品ストリーム４１６を受取り、そして分離機４１８への入
力４１７として区別されたプラスチック製品ストリームを運ぶ。
【００７８】 図４に示される多数分離機の実施形態において、区別されたストリーム４１７
はさらにユニット４１９により重い（Ｈ１）及び軽い（Ｌ１）出力に分離される
。出力Ｌ１は、差別密度変更ユニット４４２を通してもう１つの分離機４２０に
通される。ユニット４４６は、区別されたプロセスストリームＨ１が後続の分離
機４２２に入力される前に、プロセスストリームＨ１をさらに区別する。分離機
４２０は、ユニット４２２から区別された出力Ｌ１を受取り、それを重い出力Ｈ
３及び軽い出力（図示せず）にそれぞれ分離する。分離機４２２はＨ２及び軽い
ストリーム（図示せず）を出力する。
【００７９】 同様の態様で、差別密度変更ユニット４４８は、対応の以下の分離機ユニット
４５０に入力されるそれぞれの分離された製品ストリーム内に任意選択的に含ま
れる。
【００８０】 一般に、各分離機プロセス入力ストリーム、例えば入力４１７、Ｈ１、Ｌ１、
Ｈ２において、対応の差別密度変更ユニット、例えば４４０、４４２、４４６、
４４８が任意選択的に置かれ、それぞれ区別された入力プロセスストリームを対
応の分離機ユニットに提供する。対応の分離機ユニットにおいては、対応の分離
機ユニットによるそれぞれのポリマー分離を高めるためにそれぞれのポリマー混
合物が区別されている。
【００８１】 或る場合においては、入力供給原料４０６におけるポリマーの混合物に依存し
て、適切に選択された差別密度変更４４０の組込みが、以前は技術的に困難であ
りもしくは不可能でさえあった目標ポリマーの分離を従来技術により分離するこ
とを可能とする。
【００８２】 分離機４１８、４１９、４２０、４２２，４２４、４２６及び４５０は、スピ
ンドライヤーまたはスクリーンのような機械的脱水装置を任意選択的に含む。
【００８３】 ＤＤＡに先立つ前処理プロセス ダッシュボックス４５２、４５４によって示される任意選択的な前処理プロセ
スは、ＤＤＡユニット４４０に先立ってプラスチック混合物のストリーム４１６
を準備するよう代替的に含まれ得る。プロセス４５２、４５４は、発泡剤含浸、
密度前仕分け（問題のプラスチック密度範囲を包摂する目標範囲よりも濃縮して
いる及び／または軽いプラスチックを除去するために）、厚さまたはサイズの仕
分け（ＤＤＡによって与えられる密度変更を一層均一にするために）、及びＤＤ
Ａステップに先立ってプラスチック混合物を準備するために有用な他のプロセス
を含み得る。ＤＤＡユニット４４０、４４２、４４６、４４８及び４５８は、４
５２及び４５４におけるもののような１つ以上の前処理段階を任意選択的に含み
得る。
【００８４】 さらに他の代替的な方法は、単一のタイプであるが異なった等級のポリマーか
ら本質的に成る分離されたプラスチックプロセスストリームに対してＤＤＡプロ
セスを行うことである。例えば図６に関して、プロセス出力４ｎｎは追加のＤＤ
Ａ前処理段４５６に入力される。ユニット４５６は、もう１つのＤＤＡユニット
４５８への入力のためにプロセス４ｎｎを準備する。ユニット４５８は、分離機
ユニット４６０に入力される前にストリーム４ｎｎにおけるポリマー等級を区別
するために最適化される。分離機４６０は、区別されたストリーム４ｎｎを出力
ストリーム４６２及び４６４に仕切る。出力ストリーム４６２及び４６４は、幾
つかの重要な観点において実質的に一層均一もしくは改善されるであろう。重要
な観点としては例えば、試験または特性、すなわち溶融流率、強度、またはＤＴ
ＵＬまたは色を制限する幾つかの組合わせによって測定された物理特性である。
【００８５】 ＤＤＡユニットの赤外線ヒータコンベア−ベルトの実施形態 図５に関して、ＤＤＡユニット５００の１つの好適な実施形態が示されている
。ユニット５００は、前処理ユニット４５６の出力である４５７におけるポリマ
ープロセス混合物を供給するための供給機構５０２を含んでいる。４５６はその
プロセスを受取り、任意選択的に前処理ユニット（図４に示される）の出力であ
り前処理ユニットはそのプロセス入力を受取り、そしてそれをＤＤＡ５００への
入力として準備する。
【００８６】 ホッパー５０２は、赤外線ヒータコンベア−ベルトユニット５０４（Ｉ／Ｒユ
ニット５００）の対応の入力５０６への供給を行うよう配列されている。
【００８７】 ホッパー５０２に与えられるプロセスストリームにおいて、少なくとも２つの
異なった別々のポリマー材料５４０及び５５０がある。例えば、（分割されたプ
ラスチック薄片、寸断された及び／またはすりつぶされた片または断片）であり
、Ｉ／Ｒユニット５００の入力への到達に先立つ図４に示されたもののような対
応の寸断、すりつぶし、サイズ分類設備のそれぞれの動作によって与えられる。
Ｉ／Ｒユニット５００は、成分５４０及び５６０の少なくとも一方の軟化点以上
の混合物を加熱し、次に、後続の分離機５１８が処理された材料を受け取る前に
該混合物を冷却することによって、混合物５４０及び５６０における材料の１つ
または２つ以上のみかけの密度間の差を変更もしくは区別する。
【００８８】 Ｉ／Ｒユニット５００の動作 少なくともポリマー５４０及び５５０を含む混合物は、Ｉ／Ｒユニット５００
の加熱システムのホッパー５０２によって受取られる。混合物は、オーガ５０６
のような可変率供給装置によって入力端５０１において、熱抵抗移動ベルト５０
４の一側で計量される。材料は、矢印Ａｍによって示されるベルト５０４の動き
と直角の（図示せず）幅Ｗｂに渡ってそれを均一に広げる配分機５０８を超えて
通過する。優先的にポリマー被覆されたファイバグラスで構成された熱抵抗ベル
ト５０４は、赤外線加熱パネル５１４の下でベルト５０４上のプラスチック混合
物４１６の残存時間ｔｒを制御するために、可変速度ローラ駆動アセンブリ５１
２を有する。パネル５１４は、調節可能な装着アセンブリ５１６によりサポート
５１５に装着される。パネル５１４は、ベルト５０４に面する矩形であり、各々
は、約１２インチ×２４インチの面積をカバーする。幾つかのパネルは、適切な
熱量を提供するよう選択され、ベルト５０４及びパネル５１４間を通過する５４
０及び５５０を含むストリームにおける目標プラスチック材料が適切に加熱され
るようにする。パネル５１４は、各々面を有し、調節可能な装着アセンブリ５１
６（例えばねじロッド）により、ベルト５０４の一側に隣接して離間されている
。パネル５１４は、ベルト５０２上の加熱されたパネル面（図示せず）の間隔Ｈ
ｂを１／２インチから１２インチまで変えるように、アセンブリ５１６を介して
調節され得る。排出フード５２４は、加熱されたプラスチック材料５４０及び５
５０により駆動される蒸気５２６を除去する。冷却ユニット５３０は、移動ベル
ト５０４を挟んで、パネル面の下にパネル面と対向して装着される。冷却ユニッ
ト５３０、ベルト５０４と接触しており、ベルトを通して５４０及び５５０を含
むストリームを冷却し、これにより、プラスチック５４０及び５５０が、加熱ス
テップの後にベルト５０４から除去された時、塊とならないのを確実にする。冷
却されたプラスチック混合物５２０は、分離が行われる分離機５１８に放出され
る。
【００８９】 Ｉ／Ｒユニット５００は、５４０及び５５０を含む混合物を軟化温度以上に加
熱するよう調節され、その軟化温度において、目標材料は、分離機が混合物の平
衡からそれらを効果的に分離するように満足に発泡される。残存時間ｔｒ、パネ
ル温度、ベルト速度及び間隔Ｈｂは、５４０及び５５０のプロセス混合物に含ま
れるポリマーの変動を計上するために調節可能である。
【００９０】 実験手順 幾つかの異なった実験が、プラスチックの種々の商業的に重要な混合物に関す
る技術を示すために行われた。
【００９１】 冷蔵庫ライナーがＨＩＰＳ及びＡＢＳの双方のプラスチックから生産される。
２つのタイプのプラスチックは、見かけ上同じであり、重複する密度を有する。
幾つかのＨＩＰＳライナー及び幾つかのＡＢＳライナーが、赤外線顕微鏡技術で
識別された。これらのライナーは、別々に粒状化され、適切に等しい特性で一緒
に混合された。この混合物は、１８０℃において２分間、実験室の対流式オーブ
ンで加熱された。混合物は、次に、除去されて冷却のために許容された。冷却さ
れた混合物は、約１．０ｇ／ｃｃの比重を有する水内で分離された。ＡＢＳのほ
とんどは水内に浮遊しＨＩＰＳのほとんどは沈んだ。ＡＢＳは８７％の純度をも
って表面から回収され、浮遊した元のＡＢＳの７３％のすべてである。
【００９２】
【表１】
【００９３】 数十憶ポンドのプラスチックが電子機器の製造において毎年使用されている。
この機器が金属回収のために寸断される時、非常に価値あるプラスチックの混合
物が生成される。ＡＢＳ及びＰＣ／ＡＢＳの燃焼抑制剤等級は密度において重複
し、従来技術を用いては混合物を分離不可能とする。標準のＦＲ−ＡＢＳ、ＦＲ
−ＰＣ／ＡＢＳ及びＰＣ／ＡＢＳの異なった等級を含む３つのプラスチックの種
類が別々に準備された。材料は３／８インチのスクリーンを通過するようすりつ
ぶされた。薄片は、次に、１．８ミリより薄い薄片並びに２．６ミリより厚い薄
片を取り除くよう、厚さにより仕分けられた。薄片は、次に、２つの分離部分、
すなわちサイズにおいて５／３２インチ及び７／３２インチ間の精緻な部分と、
７／３２インチ及び９／３２インチ間の粗い部分とにふるいにかけられた（スク
リーンされた）。薄片は、等しい部品において、ＦＲ−ＡＢＳ、ＦＲ−ＰＣ／Ａ
ＢＳ及び他のＰＣ／ＡＢＳ等級の粗い３つの成分の混合物を作るように混合され
た。等しい部品における３つの構成要素の精緻な混合物も作られた。２つの重要
な試験が行われ、１つは精緻な薄片上に圧力釜の前処理を用いず、そして第２の
試みは粗い部分を５分間３０ｐｓｉｇの蒸気にさらした後一層低い温度で行われ
た。粗い部分は、圧力釜における湿気でもってそれを飽和することの影響により
精緻な部分と非常に似た方法で応答した。粗い部分は、圧力釜による前処理無し
で熱処理ステップの後それほど大きい程度には発泡しなかった。
【００９４】
【表２】
【００９５】 製造者に拒絶され顧客に決して送られない幾つかの利用可能な製造後のスクラ
ップ混合物がある。このタイプの混合物の１つの例は、自動車のテールライトの
ハウジングの製造者によって生産されたスクラップである。この混合物は、高い
値を有するよう分離されなければならないＰＣ及びＰＭＭＡの双方を含んでいる
。ほぼ同じ材料の比を有するテールライトからのこれら２つのプラスチックの混
合物に３つの試験が行われた。適切な加熱システムを選択すると共に厚さでの仕
分けを行うこと及びふるいにかけることの長所は、実験によって示された。最初
の試験においては，原料が、不均一な加熱をもたらす対流式オーブンに導入され
る。次に、ふるいにかけられかつ厚さ仕分けされた製品が振動流動化ベッド内で
加熱された。最後に、ふるいにかけられかつ厚さ仕分けされた材料は、赤外線（
ＩＲ）加熱ベルトを用いて加熱される。振動流体ベッドのドライヤーは、ポリマ
ーが、デックの端で溶けたクランプを形成するようにする。このユニットは、制
御可能な最大残存時間を有さない。プラスチックに対する残存時間の配分が帰結
し、そして時より材料がベッド上にあまりにも長く滞在し流れる。時間と共にポ
リマーのプールは成長し、ベッドが洗浄されなければならなくなるまで成長する
。
【００９６】 最後の自動車のテールライトの試験は、ＩＲ加熱ベルトでの最初の１つの試験
であり、非常に低いワットの密度及び長い残存時間がもちいられた。ＩＲベルト
でのこの初期の試験において薄片の全体の厚さを加熱することが必要であるだろ
うと仮定された。引き続く結果は、ＩＲベルトコンベア−上の表面加熱が好適な
方法であるということを示す。表面加熱は、より高速でより高エネルギーの露出
を可能とし、このことは、表面にのみポリマーの発泡をもたらす。この制限され
た発泡は分離のために満足なものであり、薄片の小さい部分だけが加熱されなけ
ればならないので、動作中、多大なエネルギーを節約する。
【００９７】
【表３】
【００９８】 技術は、非常に複雑な混合物を仕分けるためにも用いることができる。自動車
のシュレッダの残留物（ＡＳＲ）は、自動車が寸断されて金属が取り除かれた後
に残された非金属材料の混合物である。混合物は非常に大量に利用可能であり、
分離の難題が克服され得る場合には、貴重な供給材料になり得る。これらの実験
に用いられたＡＳＲは、最初に３／８インチのふるいを通されるように粒状化さ
れ、そしてほこりを取り除くように空気分類された。混合物は、次に、個別の密
度部分を生じるよう密度により仕分けられた。これらの密度部分は、次に、目標
のポリマー成分を取り除くために加熱された。多くの場合において、適切な最終
製品の純度を達成するために、供給物を密度によって仕分けることが必要である
。
【００９９】 ＡＳＲに関する最初の２つの試験は、実験室の小さいサンプルの材料で行われ
た。表に示される最後の試験は、約６０ポンドの非常に大きいサンプルを用いた
。この最後のサンプルは、バケツ内の沈殿／浮遊による分離の代わりに重い及び
軽い部分の双方を取除くためにハイドロサイクロンシステムを用いて密度仕分け
された。異なった分離密度におけるハイドロサイクロン分離機の動作は従来技術
において良く研究されている（ＳＭＥ鉱物処理ハンドブック、鉱物技術者協会，
第１巻、１９８５年、４頁１６行〜４頁１９行）。
【０１００】 最後のＡＳＲ実験における発泡時間は、対流式オーブンでの１００秒と比較し
て単に６秒であった。大気圧条件下で膨張されたポリスチレンの泡から揮発性物
質を駆動するために最初に用いられたＧｌｅｎｒｏ，Ｉｎｃ．Ｐａｔｅｒｓｏｎ
，ＮＪによる、膨張されたポリスチレン粒子のためのＧｌｅｎｒｏによりコンベ
ア化されたガス赤外線濃密化オーブンが用いられた。ベルトはガス点火されるヒ
ータを取除くことによって、かつＲｅｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｃ，Ｍｉｎｎｅａｐｏ
ｌｉｓ Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ， Ｍｏｄｅｌ ４５５４の高密度ピロパネルをモ
デル６６４ｋ ＳＣＲ電力制御機に置き換えることによって変更された。２つの
プロパネルは、調節可能な取り付けブラケットと共に固定された。ＩＲベルトヒ
ータの方法の長所は、発泡を生じさせるために必要とされる露出時間が非常に短
いことから分かる。ＩＲヒータは材料に非常に精密に制御された熱を急速に運び
、次に、材料が冷却するのを可能とする。用いられたＩＲ加熱システムは、表に
続く図面に示されている。
【０１０１】
【表４】
【０１０２】 実験の最後のシリーズは、高い程度の技術の選択性を示している。プロセスは
、単一の樹脂タイプの異なった等級を分離することができる。ＡＢＳの２つの異
なった商業的に入手可能な等級が、最初の実験に示されるように混合物から分離
され得る。ＭａｇｎｕｍTM３４２ＥＺ及びＭａｇｎｕｍTM５５５が、Ｄｏｗ Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから得られた。これらの等級は、それらの溶融
流量（流動学的特性の測定値）、それらのＮｏｔｃｈｅｄ Ｉｚｏｄ衝撃強度（
強度の測定値）、及び荷重下のたわみ温度（上昇温度におけるそれらの性能の測
定値）において異なる。等級によりこれらのようなプラスチックを分離すること
ができ、回収さえた供給ストックからほとんど新鮮に近いプラスチックの製造を
可能とすることは長所的である。これらの等級及び他のものは、ほとんど潜在的
なリサイクル供給ストック内の混合された状態に見られる。与えられた樹脂タイ
プの異なった等級を分離することができることは、また、回収された供給ストッ
クから一層均一なプラスチックの製造を可能とする。プラスチックの一貫性及び
均等性は、異なった溶融流量、強度、及び熱特性を持った樹脂の等級が混合され
た状態で売られていないならば、一層容易に確保され得る。ＡＢＳの異なった等
級は、１／８インチの厚さのプラクに成型され、かつ１／２インチ平方に切断さ
れた。薄片はＩＲ加熱ベルトに供給され、次に、１．０３ｇ／ｃｃ溶液内で分離
されて、９０％純度の製品を産出した。図６は、加熱前後の２つのＡＢＳ等級の
密度配分を示す。
【０１０３】 以下の表における第２の実験は、粒状化され、ふるいにかけられ、密度により
仕分けられ、そして厚さ仕分けされたコンピュータハウジングからのＦＲ−ＰＣ
／ＡＢＳの２つの異なった等級の分離を示す。各々のコンピュータハウジングに
おけるプラスチックの溶融流量が最初に決定され、次に、プラスチックは一緒に
混合され、かつＩＲ加熱ベルト上を通された。次に、薄片が１．０２ｇ／ｃｃ溶
液内で分離された。製品の溶融流量、混合物の構成要素の溶融流量に非常に近か
った。荷重下の強度及びたわみ温度のような他の特性は溶融流量と相関すること
が知られている。
【０１０４】 ＦＲ−ＰＣ／ＡＢＳ材料の更にもう１つの混合物を分離することを試みた第３
の実験は、過度の熱に起因して混合物の成分が変色することに帰結した。このよ
うな実験は、ＩＲベルトヒーター上の材料に対する露出時間、供給速度、電力、
間隔及び結果の表面もしくは容積最大温度（Ｔｍａｘ）のための上限を創設する
ために必要である。
【０１０５】
【表５】
【０１０６】 参考文献 米国特許第５３０１８１０ 米国特許第３５９９７８８ 米国特許第５５９０７８９ 米国特許第５３０３８２６ 米国特許第５０６１７３５ 米国特許第５０６１７３５
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ｆ Ｌｉｆｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｅｑｕｉｐｍｅ
ｎｔ”， Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ２２ｎｄ
Ａｎｎｕａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， Ｓｔｒｕｃｔｕ
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Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ， Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｅｎｇ
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， １９９１， ｐ．４７． 上述のすべての参考文献の全内容は、参照によりここに組込まれるものとする
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 問題のポリマの密度重複を示す図。
【図２】 分離機のための仕切り曲線を示す図。
【図３】 未発泡の実験結果を示す図。
【図４】 本発明の実施形態を組込んだ進歩したＭＲＦの概略図。
【図５】 プラスチック薄片の差別密度変更（ＤＤＡ）のためのＩＲ加熱ベ
ルトを示す図。
【図６】 加熱前後の２つのＡＢＳ等級のための質量配分を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アローラ、ダレン エフ． アメリカ合衆国 94804 カリフォルニア 州 リッチモンド ウェスト オハイオ アベニュー 500 エムビーエイ ポリマ ーズ インコーポレイテッド内 Ｆターム(参考） 4D071 AA14 AA42 AA43 AA52 AA53 BB12 DA15

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも２つ以上の異なった個別のポリマー材料を含む複
    数の異なった個別のポリマー材料の混合物内に配置された２つ以上の異なった個
    別のポリマー材料の見かけの密度における差別変更を生成するための装置。
  2. 【請求項２】 ２つ以上の異なった個別のポリマー材料の前記差は、ポリマ
    ータイプの差である請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記２つ以上の異なった個別のポリマー材料は同じタイプの
    ものであり、前記差はポリマー等級の差である請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記２つ以上の異なった個別のポリマー材料の前記差は、前
    記２つ以上の異なった個別のポリマー材料を特徴付ける特性の特徴値における差
    である請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記差別変更は、前記混合物に与えられる２つ以上の作用の
    適用からもたらされ、前記２つ以上の作用の１つは、熱、圧力、せん断力、衝撃
    、真空、温度の変化率、圧力の変化率、せん断力の変化率、及び前記混合物と１
    つ以上の揮発性成分との接触から成る群から選択された作用を含む請求項１に記
    載の装置。
  6. 【請求項６】 ２つ以上の異なった個別のポリマー材料の前記差は、ポリマ
    ータイプ、ポリマー構造、分子長さ、ポリマータイプの分子長さ配分、添加剤、
    燃焼抑制剤、無機接合剤、無機充填剤、成型解放剤、静電気防止剤、個別の材料
    形態、前加熱サイクルヒストリ、前応力サイクルヒストリ、及び共通の物理特性
    の特徴値の群から選択される差である請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記差別変更は、前記混合物から２つ以上の異なった個別の
    ポリマー材料の少なくと１つを実質的に分離するのを可能とする請求項１に記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 前記差別変更は、他の方法では前記混合物から前記２つ以上
    の異なった個別のポリマー材料の少なくとも１つを実質的に分離することができ
    なかった分離装置によって、前記混合物から２つ以上の異なった個別のポリマー
    材料の少なくと１つを実質的に分離するのを可能とする請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記差別変更は、２つ以上の異なった個別のポリマー材料の
    少なくと１つの相当の部分が、前記混合物から分離されるのを可能とする請求項
    ８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記差別変更は、２つ以上の異なった個別のポリマー材料
    の少なくと１つの相当の部分が、前記混合物から分離されるのを可能とし、前記
    相当の部分は、２つ以上の異なった個別のポリマー材料の残りのものの一層小さ
    い第２の部分だけから成り、これにより、前記混合物から分離された２つ以上の
    異なった個別のポリマー材料の前記分離された少なくとも１つの純度が改善され
    ている請求項１に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記差別変更は、２つ以上の異なった個別のポリマー材料
    の少なくと１つの相当の部分が、前記混合物から分離されるのを可能とし、前記
    相当の部分は、２つ以上の異なった個別のポリマー材料の残りのものの一層小さ
    い第２の部分だけから成り、これにより、前記混合物から分離された２つ以上の
    異なった個別のポリマー材料の前記分離された少なくとも１つの純度が改善され
    ている請求項８に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記装置は、前処理段階で材料内の揮発性成分の量を変え
    ることにより制御される請求項１に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記装置は、現存の密度分離技術を用いて、混合されたポ
    リマー材料の分離を許容する請求項１に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記装置は、混合物の１つ以上の構成要素の見かけの密度
    を１．０より小さい比重に減少させる請求項１に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記装置は、混合物の１つ以上の構成要素の見かけの密度
    を１．０より大きいが元の材料の初期の密度より小さい比重に減少させる請求項
    １に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 ２つ以上の成分の見かけの密度は、単一のステップで分離
    可能な混合物とする異なった程度にシフトされる請求項１に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 ２つ以上の成分の見かけの密度は、多数の処理ステップで
    分離可能な混合物とする異なった程度にシフトされる請求項１に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 ２つ以上の成分の見かけの密度がシフトされ、次のステッ
    プで１つ以上の成分が再圧縮される請求項１に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 異なったポリマーの混合物からポリマーを分離する方法で
    あって、混合物内の少なくとも１つのポリマーの見かけの密度における変化を、
    該ポリマーにおける蒸気含有量を変えることによって誘導し、前記混合物を密度
    に基づいて分離するようにした方法。
  20. 【請求項２０】 ポリマー混合物を加熱することによりポリマー内の蒸気の
    レベルを変えるようにした請求項１９に記載の方法。
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