JP2003251627A - 廃棄プラスチックを素材リサイクルするための洗浄方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 界面活性剤を用いることなく、水による洗浄
よりも高洗浄効果が得られる、廃棄プラスチックを素材
リサイクルするための洗浄方法及び装置を提供するこ
と。 【解決手段】 廃棄プラスチックを、水蒸気を吹き付け
ることにより洗浄する、または廃棄プラスチックを、加
圧された１００℃以上の熱水を吹き付けることにより洗
浄することを特徴とする廃棄プラスチックを素材リサイ
クルするための洗浄方法を用いる。さらに洗浄後の廃棄
プラスチックを、除電しながら乾燥させると効果的であ
る。また、廃棄プラスチックの洗浄槽と、該洗浄槽内に
洗浄用の水蒸気または加圧された熱水を導入するための
ノズルとを有する洗浄装置であって、前記洗浄槽が回転
可能であり脱水機能を有することを特徴とする廃棄プラ
スチックを素材リサイクルするための洗浄装置を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄プラスチック
をリサイクルして再利用するための前処理技術に関し、
特に容器包装リサイクル法の対象となる一般廃棄物プラ
スチック類を素材リサイクルするのに好適な洗浄方法及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】資源の有効利用のための廃棄プラスチッ
ク（使用済プラスチック）のリサイクルとして、熱回収
や電気回収のための燃料としてプラスチックを用いるサ
ーマルリサイクル、高炉用還元剤に用いるなどプラスチ
ックの化学的性質を利用するケミカルリサイクル、プラ
スチック素材に用いてプラスチック製品として再生する
素材リサイクル（マテリアルリサイクル）等が行われて
いる。

【０００３】一般家庭から排出される一般廃棄物プラス
チックは、プラスチック以外に金属、粉塵、紙、食品等
に由来する有機物である厨芥類等の異物が混入している
ため、リサイクルに用いる場合にはこれらを除去する必
要がある。サーマルリサイクルやケミカルリサイクルを
行う際にはリサイクル品は燃焼されたり熱分解されて利
用されるので、臭気の発生原因である厨芥類は必ずしも
十分に除去する必要はないが、素材リサイクルを行なう
場合には厨芥類も厳密に除去することがことが好まし
い。厨芥類による廃棄プラスチックの汚染を除去するた
めには、廃棄プラスチックを水、または水に界面活性剤
を添加したもの等を用いて洗浄するのが一般的である。

【０００４】例えば、特開２０００―１５６３８号公報
には、廃プラスチックを洗浄水中で混合攪拌して洗浄す
る洗浄ミキサーを有する廃プラスチック再生装置が、特
開２００１−２５２９２４号公報には、水噴射ノズルを
有する洗浄水噴射装置を有する廃プラスチック物処理装
置が開示されている。また、特開平９―３００３５３号
公報の発明の実施の形態には、廃プラスチック材を破砕
後に、水または有機系洗剤を溶かした溶液によりシャワ
ー洗浄又は浸漬洗浄する洗浄方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水による洗浄
だけでは、素材リサイクルに十分な洗浄効果が得られな
い場合がある。また、界面活性剤である洗剤や、アルコ
ールを用いた洗浄の場合、洗浄効果を高めることはでき
るが、洗浄により発生する排水を処理する際のコストの
上昇を招く。

【０００６】したがって本発明の目的は、このような従
来技術の課題を解決し、界面活性剤を用いることなく、
水による洗浄よりも高洗浄効果が得られる、廃棄プラス
チックを素材リサイクルするための洗浄方法及び装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決するために廃棄プラスチックの洗浄について実験
と検討を重ねた結果、廃棄プラスチックの洗浄に高温に
加熱した水、特に水蒸気を用いることが効果的であるこ
とを見出して、本発明を完成した。

【０００８】本発明は上記の知見に基づきなされたもの
で、その特徴は以下の通りである。

【０００９】（１）廃棄プラスチックを、水蒸気を吹き
付けることにより洗浄することを特徴とする廃棄プラス
チックを素材リサイクルするための洗浄方法。

【００１０】（２）廃棄プラスチックを、加圧された１
００℃以上の熱水を吹き付けることにより洗浄すること
を特徴とする廃棄プラスチックを素材リサイクルするた
めの洗浄方法。

【００１１】（３）洗浄後の廃棄プラスチックを、イオ
ン供給された空気を吹き付けることにより除電すること
を特徴とする、（１）または（２）に記載の廃棄プラス
チックを素材リサイクルするための洗浄方法。

【００１２】（４）洗浄後の廃棄プラスチックを、除電
しながら乾燥させることを特徴とする（３）に記載の廃
棄プラスチックを素材リサイクルするための洗浄方法。

【００１３】（５）廃棄プラスチックの洗浄槽と、該洗
浄槽内に洗浄用の水蒸気または加圧された熱水を導入す
るためのノズルとを有する洗浄装置であって、前記洗浄
槽が回転可能であり脱水機能を有することを特徴とする
廃棄プラスチックを素材リサイクルするための洗浄装
置。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明は、複数種類のプラスチッ
クと異物が混合された状態の、一般家庭から排出される
一般廃棄物プラスチックを主な対象としているが、一般
廃棄物プラスチック以外に、異物が混合された状態で洗
浄が必要な産業廃棄物等の使用済みプラスチックを洗浄
の対象とすることも可能である。

【００１５】まず、本発明の廃棄プラスチックの洗浄方
法について説明する。

【００１６】本発明の第一の形態では、廃棄プラスチッ
クを水蒸気を用いて洗浄する。この方法では、ノズルス
プレー等を用いて廃棄プラスチックに水蒸気を噴霧する
ことで、廃棄プラスチック表面に付着した汚れを強力に
洗浄することが可能である。本発明で用いる水蒸気は、
水を加熱することにより飽和水（液体）と飽和蒸気（気
体）とが混在状態となったものであり、飽和蒸気をさら
に加熱することによる過熱蒸気である場合も含むもので
ある。

【００１７】水蒸気温度は１０５℃以下であることが好
ましい。廃棄プラスチックとして一般廃棄物プラスチッ
クを用いる場合、一般廃棄物プラスチックはＰＥ（ポリ
エチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチ
レン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶ
Ｃ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデ
ン）などで構成されていて、比較的多くがオレフィン系
であることが知られており、オレフィン系プラスチック
は１１０℃程度で軟化する場合があるので、洗浄に使用
する水蒸気は１０５℃以下とすることが好ましい。

【００１８】水蒸気による洗浄時間は２秒以上とするこ
とが好ましい。２秒以上とすることで、洗浄と同時に殺
菌効果を付与することが可能であり、廃棄プラスチック
から発生する臭気の低減に効果的である。

【００１９】本発明の第二の形態では、加圧された熱水
を廃棄プラスチックに吹き付けることで洗浄を行なう。
加圧された熱水として、加圧された１００℃以上の熱水
を用いると、更に効果的である。水は大気圧を超える圧
力に加圧して加熱すれば、１００℃以上でも液体である
ので、通常０．１２ＭPa程度で加圧すれば１０５℃程度
において水は液体であり、熱水として洗浄に用いること
が可能である。加圧された１００℃以上の熱水を用いて
廃棄プラスチックを洗浄する場合も、熱水の温度は１０
５℃以下とすることが好ましい。

【００２０】廃棄プラスチックがプラスチック以外の異
物（金属、木屑、紙等）を含有する場合には、これらを
洗浄前に除去しておくことが好ましい。廃棄プラスチッ
クを洗浄後にプラスチック以外の異物を除去することは
非効率的である。

【００２１】本発明の洗浄方法は洗浄効果が高いので、
室温の水等を用いる他の洗浄方法で洗浄を行なった後
に、本発明の廃棄プラスチックの洗浄方法を用いれば、
より効果的である。

【００２２】洗浄した廃棄プラスチックは、洗浄後に乾
燥機等を用いて乾燥させて素材リサイクルの原料として
使用することができる。洗浄に水蒸気や加圧された熱水
を用いると、乾燥に必要な顕熱が少なくて済み、廃棄プ
ラスチックの温度も上昇するので、乾燥に要する時間を
大幅に短縮することができる。乾燥後に造粒機によりプ
ラスチックを造粒すると、特にフィルム状の廃棄プラス
チックを用いる場合は、体積が減少して保存する際に好
適であり、ハンドリングも容易であるので作業性が向上
する。造粒方法によっては、乾燥と造粒を同時に行なう
ことも可能である。

【００２３】上記のようにして洗浄した廃棄プラスチッ
クへの異物-等の再付着を防止するために、イオン供給
された空気を吹き付けることにより廃棄プラスチックを
除電すると効果的である。コロナ放電等によりイオンを
発生させてイオン供給された空気を廃棄プラスチックに
吹き付けることで、廃棄プラスチックを電気的に中和に
近い状態として、静電気を除去できる。これにより廃棄
プラスチックへの異物等の再付着を防止することが可能
である。

【００２４】洗浄後の廃棄プラスチックを除電しながら
乾燥させると、乾燥と除電を同時に行なうことができる
のでさらに効果的である。洗浄後の廃棄プラスチックの
乾燥において、イオン供給された空気を吹き付けること
により除電する。乾燥空気の一部にイオン供給された空
気を用いる場合は、乾燥の最終段階で用いることが好ま
しい。

【００２５】次に、上述した本発明の実施に好適な本発
明の廃棄プラスチックの洗浄装置について説明する。

【００２６】本発明の廃棄プラスチックの洗浄装置は、
廃棄プラスチックの洗浄槽と、該洗浄槽に洗浄のための
水蒸気または加圧された熱水を導入するためのノズルと
を有する洗浄装置であって、前記洗浄槽が回転可能であ
り脱水機能を有するものである。図１にその一実施形態
を示す。

【００２７】廃棄プラスチックの洗浄装置は、一端側に
プラスチック搬入口１を有し、他端側にプラスチック搬
出口２を有する横型筒状の洗浄槽３と、この洗浄槽３内
に蒸気または加圧された熱水を噴出するための複数のノ
ズル４が長手方向で間隔的に設けられ、前記ノズル４が
前記洗浄槽３内部に位置するよう、洗浄槽３内に挿通さ
れるヘッダ５とからなる。前記洗浄槽３はその壁部全体
に任意の間隔で排水用貫通孔が形成されるとともに、そ
の軸心を中心に回転可能であり、この回転により内容物
を攪拌すると同時に、前記貫通孔を通じた脱水機能を有
するものである。なお、洗浄槽３を回転駆動させるため
の構成には特に制限はないが、例えば電気モータや空気
駆動によるアクチュエータ等を用いることができる。

【００２８】洗浄される廃棄プラスチック６はプラスチ
ック搬入口１から回転している洗浄槽３内に投入され、
ヘッダ５のノズル４部から連続的に噴出して供給される
水蒸気または加圧された熱水により洗浄される。洗浄槽
３の回転による脱水機能により、洗浄排水は分離され洗
浄槽３に任意の間隔で設けられている排水用貫通孔から
排出され、洗浄後の廃棄プラスチック６はプラスチック
搬出口２から搬出される。廃棄プラスチック６は、例え
ば洗浄槽３の内壁にらせん状の搬送ガイド部を設けるこ
とで、搬入口１から搬出口２まで移動させることができ
る。

【００２９】ノズルは、液化した水蒸気や加圧された熱
水を微粒子化することなく、十分な量を供給可能な形状
であることが好ましい。水蒸気や加圧された熱水が微粒
子化するノズルを用いると、ノズル出口で発生するフラ
ッシュ効果による温度低下がさらに微粒子化にともない
助長され、水蒸気や加圧された熱水の温度が急激に低下
するので洗浄効果が低下する場合がある。

【００３０】洗浄後の廃棄プラスチックは乾燥機で乾燥
させて，その後の処理に用いることが好ましい。洗浄装
置に引き続いて例えば図２に示すような装置を用いるこ
とで、洗浄後の廃棄プラスチックにイオン供給された空
気を吹き付けることによる除電を行なうことができる。

【００３１】図２の装置は、乾燥機１１と、空気加熱器
１２により加熱した空気を乾燥機１１に導入する乾燥空
気ヘッドタンク１３と、乾燥機１１に導入される空気に
イオンを供給するためのコロナ放電除電装置１４と、乾
燥機１１の入側から出側まで廃棄プラスチックを搬送す
るための搬送コンベア１５とからなり、搬送コンベア１
５で廃棄プラスチック１６を乾燥機１１内に搬入し、空
気加熱器１２で加熱した空気を乾燥空気ヘッドタンク１
３から廃棄プラスチック１６に吹き付けることで洗浄し
た廃棄プラスチック１６を乾燥させ、乾燥機１１より搬
出する。この時、乾燥機１１の出口付近の乾燥空気ヘッ
ドタンク１３からの吹き付け空気にコロナ放電除電装置
１４でイオンを供給することで、吹き付け空気にイオン
を供給して、廃棄プラスチック１６の除電を行なうこと
ができる。除電された廃棄プラスチック１６は回収ホッ
パ等に回収される。

【００３２】

【実施例】廃棄プラスチックとして、多種類のプラスチ
ックの混合状態であり異物も混合された一般家庭からの
容器包装リサイクル対象ごみを、固形系プラスチックと
フィルム系プラスチックに分離し、フィルム系プラスチ
ックを用いてプラスチックパネルの製造を行った。廃棄
プラスチックは食品等で汚染されており、異物除去と洗
浄を行なってプラスチックパネルを製造した。一連の工
程の説明図を図３に示す。

【００３３】自治体よりベール品３１として搬入された
廃棄プラスチックを解砕機３２により解砕し、プラスチ
ック種類選別装置３３により固形系プラスチック３４と
フィルム系プラスチック３５に分別した。同時に金属片
・木屑等３６を除去した。このプラスチック種類選別装
置３３には、クランク軸に取り付けられて揺動運動する
傾斜した反発板上に被選別物を投入すると、物体の重
量、形状および硬度の差により反発する弾道が異なるこ
とを利用して選別する揺動式選別機を用いた。フィルム
系プラスチック３５は磁選機３７でさらに鉄類を除去し
た後に破砕機３８により１００ｍｍ程度に破砕した。破
砕後に再度磁選機で鉄類を除去し、洗浄装置３９に投入
した。洗浄装置３９は図１に示す本発明の洗浄装置を用
い、ゲージ圧力０．０２ＭＰａ、温度１０５℃の水蒸気
を用いて、破砕したフィルム系プラスチック３５を２秒
間洗浄した。洗浄で発生した排水は、廃水処理装置４０
で処理した。洗浄されたフィルム系プラスチック３５は
図２と同様の乾燥機４１で乾燥し、乾燥機４１内の出口
付近と乾燥機４１から搬出後しばらくイオン供給した乾
燥空気を吹き付けて除電し、リサイクル品回収ホッパ４
２に回収した。その後、回収したフィルム系プラスチッ
ク３５をペレット化して溶融押出機を用いて成形し、プ
ラスチックパネルを製造した。固形系プラスチック３４
は洗浄を行なわずに別途処理して、ケミカルリサイクル
である高炉還元剤として使用した。

【００３４】廃棄プラスチックの汚れの除去状態を調べ
るために、洗浄装置３９で洗浄後の廃棄プラスチックを
さらに水中で攪拌して洗浄して、排水のＣＯＤ（Chemic
alOxygen Demand）濃度を測定した。また，洗浄装置３
９で水蒸気の換わりに室温の水を用いた洗浄も実施し
て、同様に排水のＣＯＤ濃度を測定したものを比較例と
した。本発明方法である水蒸気洗浄の場合のＣＯＤ濃度
は２００ｍｇ／Lであったが、室温の水で洗浄した比較
例の場合のＣＯＤ濃度は、１０００ｍｇ／Ｌであり、水
蒸気洗浄で非常に高い洗浄力が得られることが分かっ
た。また、洗浄後の廃棄プラスチックの乾燥に要する時
間を測定したところ、本発明方法である水蒸気洗浄を用
いた場合は、比較例の室温の水で洗浄した場合のほぼ１
／２の時間で乾燥した。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、廃
棄プラスチックの洗浄効果を高めることができるので、
素材リサイクル品の品質が向上し、その製造工程におけ
る臭気の発生も低減できる。

【００３６】また、廃棄プラスチックの洗浄の際に界面
活性剤等を用いる必要がないので、洗浄で発生する排水
の処理が容易である。

【００３７】更に、洗浄後の乾燥に要する時間が短縮
し、かつ乾燥後の帯電も防止して異物の再付着が減少す
るので、洗浄効果が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄プラスチックの洗浄装置の一実施
形態を示す図。

【図２】廃棄プラスチックを除電する装置の一実施形態
を示す図。

【図３】本発明の廃棄プラスチックの洗浄方法を含む一
連の廃棄プラスチック処理工程の一実施形態を示す説明
図。

【符号の説明】

１：プラスチック搬入口、２：プラスチック搬出口、
３：洗浄槽、４：ノズル、５：ヘッダ、６：廃棄プラス
チック、１１：乾燥機、１２：空気加熱器、１３：乾燥
空気ヘッドタンク、１４：コロナ放電除電装置、１５：
搬送コンベア、１６：廃棄プラスチック、３１：ベール
品、３２：解砕機、３３：プラスチック種類選別装置、
３４：固形系プラスチック、３５：フィルム系プラスチ
ック、３６：金属片、木屑等、３７：磁選機、３８：破
砕機、３９：洗浄装置、４０：排水処理装置、４１：乾
燥機、４２：リサイクル品回収ホッパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B201 AA21 AA46 AB13 AB33 BB23 BB92 CB12 CC13 4F301 AA13 AA14 AA15 AA17 AA25 AB01 BF26 BF27 BF32

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄プラスチックを、水蒸気を吹き付け
   ることにより洗浄することを特徴とする廃棄プラスチッ
   クを素材リサイクルするための洗浄方法。
2. 【請求項２】 廃棄プラスチックを、加圧された１００
   ℃以上の熱水を吹き付けることにより洗浄することを特
   徴とする廃棄プラスチックを素材リサイクルするための
   洗浄方法。
3. 【請求項３】 洗浄後の廃棄プラスチックを、イオン供
   給された空気を吹き付けることにより除電することを特
   徴とする、請求項１または請求項２に記載の廃棄プラス
   チックを素材リサイクルするための洗浄方法。
4. 【請求項４】 洗浄後の廃棄プラスチックを、除電しな
   がら乾燥させることを特徴とする請求項３に記載の廃棄
   プラスチックを素材リサイクルするための洗浄方法。
5. 【請求項５】 廃棄プラスチックの洗浄槽と、該洗浄槽
   内に洗浄用の水蒸気または加圧された熱水を導入するた
   めのノズルとを有する洗浄装置であって、前記洗浄槽が
   回転可能であり脱水機能を有することを特徴とする廃棄
   プラスチックを素材リサイクルするための洗浄装置。