JP2003523295A - Pet組成物をリサイクルする方法及びその方法を実施する装置 - Google Patents
Pet組成物をリサイクルする方法及びその方法を実施する装置Info
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Abstract
Description
よる装置に関する。
Tの破片(寸法約5乃至10mmの粉砕したプラスチック片)は、遠心洗浄分離
機又は段処理洗浄装置内で比較的少量の水を加えて、高速の回転速度及び大きい
摩擦力の下で処理される。比較的短い処理時間にて使用される極めて大きいパワ
ーのため、破片には、著しく機械的な損傷が加えられ、割れ且つ分離した破片と
共に、小さい材料片が発生し、これらの材料片が処理過程の更なる段階にて問題
となる可能性がある。これらの小さい材料片は、除去しなければならないが、こ
のことはコストがかかり、また、収率を低下させることにもなる。その他の不利
益な点は、破片の表面が不満足に洗浄される、すなわち浅い深さしか洗浄されず
、接着剤を確実に除去できず、また、表面内に拡散した外部の物質を満足し得る
程度に溶融させ又は溶融除去することができないことである。これらの物質は、
多額の追加的なコストを必要とする別の方法にて処理過程の更なる段でない限り
満足し得る程度に除去することができない。
洗浄機内にてラベルの残留物と共に、塵等を破片から除去する前に、空気分別機
内で微細な材料及び紙を粉砕材料から除去する。PET破片の塊を残りの破砕片
から分離するため、洗浄容器及び懸濁容器内を通った後には、ハイドロサイクロ
ン装置による更なる分離段階が行われる。依然として存在する比較的重い金属粒
子は、更に処理され、次に、選択的に分別される。この過程は、工業的規模の場
合、異常な程にコスト高であり、また、高度の分離状態となるが、最終的な破片
の品質は改良の余地がある。
80 905A号から既知である過程において、何ら機械的な洗浄処理を行わず
に、苛性ソーダ溶液を使用してスラリーを形成し、ポリエステル塩を得るためポ
リオールの蒸留温度まで低酸素含有率の環境にて加熱する。粉砕したプラスチッ
ク材料を再利用するためのドイツ国特許第195 45 357A号から既知で
ある過程において、水洗浄及び沈澱物−浮上物の分離法又はハイドロサイクロン
分離法が採用される。洗浄及び/又は分離の間、所定の密度を有する、炭化水素
系の有機質の洗浄媒体、例えば、選択的にポリオール溶媒と共に、鉱物油組成物
及び/又はその不溶解分が使用される。
温度にて洗浄することができるが、この場合、PET瓶の敏感度(応力割れ及び
収縮現象)は、洗浄溶液の濃度、処理温度、特に、処理時間の点にて制限された
上限値を遵守しなければならないことを意味する。これらの制限の結果、新しい
瓶を製造するためのPET破片のリサイクルにとって極めて低い純度となろう。
、高品質の破片を得ることができ、また、上記の破片から新しい瓶を製造するた
めに使用することもできる、冒頭記載の過程、及びその過程を実施するための装
置を提供することである。
置によって実現される。 70℃以上の高温度にて苛性ソーダを含む洗浄溶液で少なくとも洗浄機内にて
20分間以上かけて破片が処理され、従って、同時に機械的に且つ液圧的に処理
され、現在市販されているラベル接着剤をも破片から除去することができ、この
ため、破片を直接的に処理するために、全部ではないにしてもその後の低レベル
の処理を行えばよいことになる。破片の表面の品質は、特に優れている。破片の
洗浄コストは、実際上、過程及び装置の双方の点にて比較的多額となるが、これ
は、破片の最終的な高品質及び表面の品質によって相殺される以上の額であり、
コスト高の追加的な処理段階を省略することは、処理過程の最初の段階を特に重
視することになるから、従来の処理過程に優る明確な利点をもたらすものである
。
ように極めて長い処理時間、高処理温度及び苛性ソーダを含む洗浄溶液を使用す
るために設計されたものである。
得る結果が得られる。しかし特に、低圧力が採用されるならば、より高温度を使
用することもできる。
PET瓶の洗浄のため採用される処理時間と比べて50%長くした処理時間が採
用され、PET瓶の洗浄に可能な処理時間と比べて高処理温度が採用され、また
、より高濃度の洗浄溶液も選択的に採用される。
高圧噴霧を作用させることにより極めて強力に洗浄される。 洗浄機内で、又は、過程中に洗浄機に接続される少なくとも後続の処理段階に
てふるい分け及び/又はろ過が行なわれるならば好都合である。これにより、ラ
ベル、繊維の一部及びフォイル片並びに塵の粒子を破片から分離し且つ洗浄液体
から除去することができる。
ができる。 苛性ソーダを含む洗浄溶液にて浮上物/沈澱物の分離機内の破片を更に処理す
る結果、長い処理時間を使用することにより実現される破片の表面の品質は極め
て良好であり、破片は相当な更なる処理を何ら必要としない。
使用する場合と同様に、粘性な光る汚れ及び被覆は確実に除去される。 十分に長い処理時間を達成し且つより強力な洗浄効果により処理能力を増すた
め、浮上物/沈澱物分離機内又は強力な洗浄機内の処理は、再循環又は部分的な
再循環と共に行われるのが都合良い。
比較的少ない損失程度にて洗浄溶液を繰り返して再使用できるようにする。 この点に関して、洗浄溶液の濃度は、連続的に監視し、少なくとも苛性ソーダ
溶液を計測添加することにより調節することが都合良い。
し得るようにふるいプレート及び自動的フィルタを含むことが都合良い。
機が少なくとも大きい容積であるときでも、ヒータ装置内に少なくとも1つの熱
交換器及び/又は直接ヒータ装置を設けることが都合良く、この場合、電子−空
圧制御装置を採用することにより温度を特に敏感な仕方にて調節し且つ維持する
ことができる。
ことになる。ふるいプレート、フィルタ及びノズル管は洗浄機内の混合体が同様
に均一に且つ強力に攪拌されるように複数の攪拌器段に対して固定状態に配置さ
れることが都合良い。
温の洗浄溶液は分離機内でも使用される。 破片及び洗浄溶液の部分的な流れが例えば、ポンプにより運ばれて通る下流の
強力な洗浄機において、粘性な光る汚れ及び被覆さえも確実に除去される、追加
的な表面の洗浄効果が保証される。極めて大きい容積の容器を採用せずに、少な
くとも部分的な再循環を実現し且つ高処理容量にて必須の保持時間を実現するた
め、強力な洗浄機と浮上物/沈澱物分離機との間に再循環部分を設けることがで
きる。
その前の過程の段階に再循環される。この目的のため、洗浄機まで伸び且つ少な
くとも1つの供給ポンプを備えることが都合良い供給支管を設けることができる
。
は幾つかの状況において当該管に接続されるが、その濃度を調節するか又は個々
の調節を行い得るようにするため浮上物/沈澱物分離機に選択的に接続してもよ
い。
ないようにするため、計測供給装置内にプレヒータ装置を設ける必要がある。 洗浄溶液を分離した後、この洗浄溶液は、真水及び例えば、リン酸又はCO2
のような酸が供給される中和装置を通じて、相応する計測量にて流し、PET材
料が中和されるようにすることが都合良い。洗浄目的のため、真水による水洗い
を行うこともできる。
に、損失を補償すべく真水が供給されることも都合良い。 含まれるであろう重い材料の少なくとも一部を分離し得るようにするため、洗
浄機の上流に重い材料の分離機を配置する必要がある。
み及び処理能力を備える設計とすることが都合良い。 処理装置と組み合わせた本発明による過程について、図面を参照しつつ、以下
に説明する。
、図1A及び図1Bに図示したリサイクル装置又は施設は、後続の過程のステッ
プに関して以下に説明する多数のステーションを備えている。
して流れAとして搬送されて、カッターミルZ(ドライ又はウエットミル)に入
り且つ潰され又は粉砕される。粒子の混合体は、搬送装置3(吸引及び搬送装置
)を介して空気分別装置Bに送られ、この分別装置から、支管4及び補助装置5
を介して、分別された破片、特に、ラベルの組成物、フォイルの組成物等(その
約80%まで)及び塵、埃等のルーズな粒子のような軽い組成物は、PET組成
物から分離される。空気分別装置Bから、PET組成物(破片)は、洗浄機Wと
関係した重い材料のトラップCに供給される。この重い材料のトラップC内にて
金属、ガラス、石等の材料片が分離される。破片は、重い材料のトラップC内で
、苛性ソーダを含み且つ選択的に適当な添加剤を含む、供給支管21からの洗浄
溶液と混合される。重い材料のトラップC内にて、洗浄溶液は、既に、例えば、
80乃至90℃の高温度にある。その後、混合体は、20分以上、好ましくは、
約30分間、洗浄機W内を流れる。洗浄機Wの下流には、浮上物/沈澱物分離機
Tが設けられており、この分離機への供給量は、遮断要素を介して調節すること
ができる。浮上物/沈澱物分離機T内にて、瓶キャップの組成物、ラベル、繊維
、フォイルの組成物等のような浮上組成物は、支管8を介して箇所9に集められ
るPP及びPVC構成要素のようにPET破片から除去される。浮上物/沈澱物
分離機から、PET破片は、洗浄溶液と共に、支管10を介して少なくとも1つ
の強力な洗浄機Dに供給され、この洗浄機からPET破片は、支管12を介して
液体分離機Eに供給される。支管12と浮上物/沈澱物分離機Tの下方入口との
間には、バイパス管11が設けられており、所望であるならば、浮上物/沈澱物
分離機Tと強力な洗浄機Dとの間に再循環又は部分的な再循環を生じさせる。液
体分離機Eにおいて、洗浄溶液は破片から分離され且つ供給支管21を介して洗
浄機W又は重い材料のトラップCに再循環される。液体分離機Eから、PET破
片は中和装置Gに供給される。
と関係している。この測定及び計測供給装置は、例えば、集め容器13内に、ヒ
ータ装置15を有する苛性ソーダ容器14を備えることができ、この場合、集め
容器は13は、接続管19及び混合装置又はオーバフロー管20を介して供給支
管21に接続される。装置Fは、複数の遮断要素により、及び選択的に、計測供
給サブアセンブリ16内でフィルタ及び供給ポンプにより完成される。該サブア
センブリは、管17を介して浮上物/沈澱物分離機Tに直接接続される。真水供
給管18と、遮断要素を有する支管22とは、供給支管21から浮上物/沈澱物
分離機Tに達する(図2の説明は、洗浄機W及び浮上物/沈澱物分離装置の詳細
な構造を更に記述する)。
備える上行コンベアのような構造とされた中和装置G(図1B)は、真水供給管
18に接続され、これと同時に、管23を介して測定及び計測供給ステーション
Hに接続され、このステーションにて、pHの測定を行い且つ中和酸(例えば、
リン酸又はCO2)の添加量を調節することができる。中和装置Gの後には機械
式ドライヤJが設けられており、このドライヤの下流には、少なくとも1つの空
気分別装置Kが設けられており、この分別装置から分別された破片は、補助的な
装置5を介して分離される。金属片及びPETの小片は、支管24内の下流の金
属分離機内で破片の流れから分離される。これに続いて、例えば、アフタードラ
イヤM内にて間接的なガスバーナによりその後の無色のPET破片の熱乾燥が行
われる前に、色付きのPET組成物及びPP組成物を分別し且つ排除するため複
数の分別装置Lが設けられている。この後に、調節をしたPET破片は、一時的
にサイロN内に貯えられるか又は充填ステーションOにて圧密化される。廃水が
この過程中に生じるならば、又は装置を停止させるため、この目的のため廃水管
Yが設けられる。
にて、例えば、水平の攪拌器軸を有し且つブレードが装着された、複数の攪拌器
段26が互いに隔てた状態で受け入れられ且つ攪拌器モータ27によって駆動さ
れる。固定のノズル管28は、攪拌器段26の間に取り付けられ且つフィルタ3
0及びヒータ装置EPの熱交換器WTを介して高圧ポンプ29から洗浄溶液が供
給される。ふるいプレート(図示せず)及び自動的なフィルタ装置(図示せず)
を容器25内に設け、洗浄溶液が高圧ポンプ29に供給されるとき、洗浄溶液を
浄化し得るようにする。熱交換器WTにより、洗浄機内にて所定の処理温度が設
定され且つ維持され、この場合、温度範囲は、約80乃至90℃である。例えば
、電子空気式温度制御装置を採用することにより、均一な処理温度が得られる。
熱交換器WTではなくて、直接式ヒータ(図示せず)を容器25内に設けること
ができる。
器段26により、及びノズル管28からの高圧の噴霧によって機械的に且つ液圧
的に強力に処理される。処理時間は約30分である。この手順の間、破片の表面
の全体は強力に洗浄される。
沈澱物分離機Tは、その過程中、洗浄機Wに接続されるため、苛性ソーダを含む
高温の洗浄溶液もまた、その内部で採用される。同様に約30分である、採用さ
れる長い処理時間にて、異常な程に優れた破片の表面の品質が実現され、このた
め後続の処理を極く僅かだけ延長すればよい。また、浮上物/沈澱物分離機内に
て接着剤の強力な分離が行われ、水及び苛性ソーダ溶液の異なる比重によって洗
浄溶液中の分離が容易となる。
び分離機ベルト32、33と、分離部分34と、傾斜したコンベアベルト35と
を備えることができる。浮上物/沈澱物分離機T内の液位の液位制御装置36も
設ける必要がある。分離部分38を備える上行曲折路の形状のコンベア部分を有
する真立の柱状体に類似するハウジング37を備える構造とされた下流の強力な
洗浄機Dにおいて、PET破片の追加的な表面の洗浄は、例えば、粘着性の光沢
のある汚れ及び被覆を確実に除去することを保証する。少なくとも部分的な流れ
は、バイパス11を介して選択的に再循環され、例えば、分離機T及び強力な洗
浄機Dを反復的に使用することを許容する。下流の液体分離機Eは、例えば、ふ
るいプレート39を保持することができ、このふるいプレート39は、PET破
片が中和装置Gの入口まで進むのを許容するが、供給ポンプ40及び供給支管2
1によって重い材料のトラップC内に再循環された洗浄容液を分離する。
/又はCO2を供給し得るように適当な測定装置、遮断要素及びフィルタ群41
を備えている。PET破片は、酸又はCO2の添加により中和装置G内で中和さ
れ、最終的に、複数の段にて真水で水洗いされて清浄となる。
。洗浄機W内への直接的な計測供給も行い得るが、相応する添加量を浮上物/沈
澱物分離機Tに添加することが都合良いと考えられる。
洗浄に、苛性ソーダを含む洗浄溶液を使用する、20分間の処理時間が必要であ
ることが分かった。しかし、PET瓶の洗浄中、材料の応力割れ及び収縮を回避
しなければならないため、処理時間及び処理温度には上限値がある。このことは
、また、洗浄溶液の許容可能な濃度をも制限することになり、このため、PET
瓶の洗浄中、現在、市販されているラベル接着剤は、PET材料から除去するこ
とができない。しかし、PET瓶の洗浄による基本的知識は、PET破片のリサ
イクルのため、本発明による方法にて使用されており、この場合、PET瓶の洗
浄のため実現可能である純度と比べて、PET破片の所定の最終の品質に関して
所定の工程パラメータは著しく増大する。
Claims (28)
- 【請求項1】 PET破片を含む粒子の混合体を形成し得るように粉砕され
たプラスチック飲料瓶から少なくともPET組成物をリサイクルする方法であっ
て、少なくとも1つの洗浄機内で破片に対して洗浄処理が行われる方法において
、破片が機械的に処理され且つ同時に少なくとも70℃以上の高温度で及び20
分以上、苛性ソーダを含む洗浄溶液中で液圧的に処理されることを特徴とする、
方法。 - 【請求項2】 請求項1による方法において、洗浄機内の処理時間が、約2
0乃至40分、好ましくは、約30分に設定され、処理温度が、約75乃至95
℃、好ましくは、約80乃至90℃に設定されることを特徴とする、方法。 - 【請求項3】 請求項1による方法において、苛性ソーダを含む一般的な洗
浄容液にてPET瓶を洗浄するために、例えば、PET瓶の洗浄に一般に使用さ
れるものと比較して著しく長くし、好ましくは、約50%長くした処理時間が使
用され、処理温度及び洗浄溶液の濃度が、PET瓶の洗浄のために一般的に使用
されるものと比べて増大することを特徴とする、方法。 - 【請求項4】 請求項1による方法において、機械的な攪拌及び高圧の液圧
噴霧が洗浄機内で行われることを特徴とする、方法。 - 【請求項5】 請求項1による方法において、ふるい及び/又はろ過が洗浄
機内で又は洗浄機の後で行われることを特徴とする、方法。 - 【請求項6】 請求項1による方法において、少なくとも1つの添加剤が洗
浄溶液に添加されることを特徴とする、方法。 - 【請求項7】 請求項1による方法において、洗浄機内で洗浄された破片が
、その後に、少なくとも1つの浮上物−沈澱物分離機内で、苛性ソーダを含む洗
浄溶液にて同様に処理されることを特徴とする、方法。 - 【請求項8】 請求項7による方法において、浮上物−沈澱物分離機の後で
、破片が、苛性ソーダを含む洗浄溶液にて少なくとも1つの強力な洗浄機内で強
力に洗浄されることを特徴とする、方法。 - 【請求項9】 請求項7及び8による方法において、処理すべき材料が、再
循環し又は少なくとも部分的に再循環する状態にて浮上物−沈澱物分離機内で且
つ後続の強力な洗浄機内で処理されることを特徴する、方法。 - 【請求項10】 請求項8による方法において、強力な洗浄段階の後、苛性
ソーダを含む洗浄溶液が破片から分離され且つ再循環されることを特徴とする、
方法。 - 【請求項11】 請求項1による方法において、苛性ソーダを含む洗浄溶液
の濃度が連続的に監視され且つ継続供給した添加剤により調節されることを特徴
する、方法。 - 【請求項12】 請求項1による方法において、洗浄機が加熱されることを
特徴とする、方法。 - 【請求項13】 粒子の混合体を形成し得るように粉砕された飲料瓶からの
PET破片をリサイクルする装置であって、攪拌器及び少なくとも1つの浮上物
−沈澱物分離機を備える少なくとも1つの洗浄機が粒子の混合体を処理するため
に提供される処理部分を備える装置において、苛性ソーダを含む洗浄溶液用の供
給装置(図14乃至図19)及びヒータ装置(P)が洗浄機(W)と関係付けら
れ、機械的及び液圧的処理装置(26、28)がPET破片の処理のため洗浄機
(W)内に提供されることを特徴とする、装置。 - 【請求項14】 請求項13による装置において、洗浄機(W)内に又は洗
浄機に続く処理段内にふるいプレート(32、33、35)及び自動的フィルタ
(30)が設けられることを特徴とする、装置。 - 【請求項15】 請求項13による装置において、ヒータ装置(P)が、少
なくとも1つの熱交換器(WT)と、/又は好ましくは洗浄機(W)内で70乃
至95℃、好ましくは、約80乃至90℃の範囲の処理温度を保つべく電子空圧
制御装置を備える直接的ヒータとを備えることを特徴とする、装置。 - 【請求項16】 請求項13による装置において、少なくとも1つのポンプ
(29)に、好ましくは、高圧ポンプに接続されたノズル管(28)が液圧装置
の構成要素として提供されることを特徴とする、装置。 - 【請求項17】 請求項13及び14の少なくとも1つによる装置において
、ふるいプレート、フィルタ及びノズル管が、複数の攪拌器段(26)に対して
固定状態に配置されることを特徴とする、装置。 - 【請求項18】 請求項13による装置において、沈澱物−浮上物分離機(
T)が、過程中に洗浄機(W)に接続され、苛性ソーダを含む高温の洗浄溶液に
て作動させることができることを特徴とする、装置。 - 【請求項19】 請求項13による装置において、少なくとも1つの強力な
洗浄機(D)が、沈澱物−浮上物分離機(T)の下流に配置されることを特徴と
する、装置。 - 【請求項20】 請求項19による装置において、浮上物−沈澱物分離機内
で保持回路を形成し、同時に、強力な洗浄機を形成するバイパス(11)が浮上
物−沈澱物分離機(T)と強力な洗浄機(D)との間に設けられることを特徴と
する、装置。 - 【請求項21】 請求項19による装置において、苛性ソーダを含む洗浄溶
液の分離機(E)が、強力な洗浄機(D)の下流に配置されることを特徴する、
装置。 - 【請求項22】 請求項13による装置において、苛性ソーダを含む洗浄溶
液を洗浄機(W)に供給する供給装置内にて、供給ポンプ(40)を備えること
が好ましい供給支管(21)が少なくとも分離機(E)から洗浄機(W)まで設
けられることを特徴とする、装置。 - 【請求項23】 請求項13による装置において、供給装置が、少なくとも
供給支管(21)に接続され且つ好ましくは浮上物−沈澱物分離機(T)にも接
続された苛性ソーダの測定及び計測供給装置(F)を備えることを特徴とする、
装置。 - 【請求項24】 請求項23による装置において、苛性ソーダの測定及び計
測供給装置(F)内にプレヒータ装置(15)が設けられることを特徴とする、
装置。 - 【請求項25】 請求項21による装置において、真水に且つ酸又はCO2
計測供給ステーション(41、H)に接続された中和装置(G)が分離機(T)
の下流に配置されることを特徴とする、装置。 - 【請求項26】 請求項13による装置において、浮上物−沈澱物分離機(
T)が真水の供給源(18)に接続されることを特徴とする、装置。 - 【請求項27】 請求項13による装置において、重い材料の分離機(C)
が洗浄機(W)の上流に配置されることを特徴とする、装置。 - 【請求項28】 請求項13による装置において、洗浄機(W)が、20分
以上、好ましくは、約30分の処理時間に対する取り込み及び処理能力を備える
設計とされることを特徴とする、装置。
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