JP2004244533A

JP2004244533A - プラスチック再生装置及び発泡ポリスチレン減容化用溶剤

Info

Publication number: JP2004244533A
Application number: JP2003036643A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Abiko; 哲男安孫子; Tsutomu Hatano; 勉波田野; Akio Kamisaka; 彰夫神坂
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd; Alpha Giken KK; Alpha Corp
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd; Alpha Giken KK; Alpha Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】小型で経済的なポリスチレン再生装置を提供する
【解決手段】使用済みの発泡ポリスチレンＡを溶剤Ｂにより減容化して得られたポリスチレン溶解物Ｃを溶剤分離部２０に送る。溶剤分離部２０は、内周面が加熱面とされた横型ドラム２１と、該ドラム内に設けられた螺旋形状の攪拌羽根２２とを備えており、前記ドラム内に供給されたポリスチレン溶解物Ｃを、前記攪拌羽根２２によりドラム内周面に押しつけつつドラム軸方向に搬送して、ポリスチレン溶解物Ｃ中の溶剤Ｂを蒸発分離する。溶剤Ｂの蒸発分離によりポリスチレン固形物Ｅを得る。溶剤分離部２０のドラム内を真空排気してドラム内の溶剤蒸気Ｄを回収する。溶剤Ｂとしては、ベンゼン環が１個の石油系芳香族であり、Ｃｎの９５％以上がＣ９である芳香族Ｃ９を使用する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済み発泡ポリスチレンの再生処理に好適に使用されるプラスチック再生装置及び発泡ポリスチレン減容化用溶剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
梱包材や容器材料として広く使用される発泡ポリスチレンは、使用後は不要物として廃棄され、一般には焼却場にて焼却処分される。しかしながら、発泡ポリスチレンの焼却処理では、高温が発生するために焼却炉の寿命を縮めるとか、燃焼ガスによって環境を汚染するといった問題がある。このため、発泡ポリスチレン廃棄物の再生処理が注目を集めている。
【０００３】
発泡ポリスチレン廃棄物の再生処理では、発泡ポリスチレンが小比重で嵩張るため、第１段階として発泡ポリスチレン廃棄物の減容化が図られる。減容化の方法としては、加熱溶解、機械的圧縮、溶剤によるゲル化などがある。溶剤によるゲル化を用いた発泡ポリスチレン再生処理は、例えば特許文献１及び２に説明されている。この種の再生処理の概要を以下に説明する。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−８０１９８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−１６４０３５号公報
【０００６】
発泡ポリスチレン廃棄物を溶剤により溶解してゲル状のポリスチレン溶解物を得る（減容化工程）。溶剤としては、例えば環境に対する配慮から、柑橘類に含有される精油成分の一種で、リモネンと呼ばれるオレンジオイルが使用されている。得られたポリスチレン溶解物を加熱し粘度を低下させた状態で濾過することにより、固形異物を除去する（異物除去工程）。固形異物を除去した後のポリスチレン溶解物を加熱すると共に加熱容器内を吸引することにより、溶剤を蒸発分離して回収する一方、ポリスチレン固形物を回収する（溶剤分離工程）。溶剤の蒸発分離に使用される加熱装置の構造は、例えば特許文献３に詳細に説明されている。
【０００７】
【特許文献３】
特公平１−３０８４５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の発泡ポリスチレン再生処理には以下の問題がある。
【０００９】
現在の発泡ポリスチレン再生システムでは、スーパーマーケット等の使用済み発泡ポリスチレン発生箇所を回って使用済みの発泡ポリスチレンを回収し、リサイクルセンターへ集める。リサイクルセンターに集められた発泡ポリスチレンを減容化し、溶剤を分離することにより再生する。
【００１０】
発泡ポリスチレンは小比重で嵩張るため、使用済み発泡ポリスチレン発生箇所からリサイクルセンターへ集める際の運搬効率が非常に低い。発泡ポリスチレンを回収する運搬車両内で減容化を行うことも試みられているが、ポリスチレン溶解物のような流動物質の運搬は容易でなく、車両価格も高くなるなど、問題が多い。このため、スーパーマーケットのような比較的大規模の発生箇所に再生装置をそれぞれ設置して、各発生箇所で発泡ポリスチレンをポリスチレン固形物にまで再生してしまうのが合理的と考えられる。しかしながら、このような処理形態は殆ど普及していない。その最大の理由は再生装置が大型で高価であることにある。
【００１１】
即ち、従来の再生装置では、溶剤の蒸発分離に使用される加熱器での加熱効率を高めるために、プレートフィン型熱交換器などの複雑で高価な熱交換器が使用される。このため、加熱器の規模及びコストが増大し、このことが再生装置の規模及び価格を増大させる大きな原因になっている。
【００１２】
また、リモネンを使用する再生処理ではリモネンの価格が高いことも、その再生処理の普及を阻害する大きな原因になっている。
【００１３】
本発明の目的は、小型で経済的なプラスチック再生装置を提供することにある。本発明の他の目的は、低コストで、しかも蒸発分離が容易な発泡ポリスチレン減容化用溶剤を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプラスチック再生装置は、プラスチックを溶剤により減容化して得られたプラスチック溶解物が内部に供給され、且つ内周面が加熱面とされた横型ドラム内に螺旋形状の攪拌羽根が設けられており、前記ドラム内に供給されたプラスチック溶解物を、前記攪拌羽根によりドラム内周面に押しつけつつドラム軸方向に搬送して、プラスチック溶解物中の溶剤を蒸発分離する溶剤分離部と、該溶剤分離部のドラム内を真空排気してドラム内の溶剤蒸気を回収することにより、溶解物を固化する溶剤回収部とを具備している。
【００１５】
内周面が加熱面とされた横型ドラムと、そのドラム内に設けられた螺旋形状の攪拌羽根とを組み合わせた掻き取り方式の真空脱揮により、プラスチック溶解物中の溶剤が効率的に蒸発分離し、これによりプラスチック溶解物からフレーク状のプラスチック固形物が簡単に得られる。
【００１６】
また、本発明の発泡ポリスチレン減容化用溶剤は、ベンゼン環が１個の石油系芳香族であり、Ｃｎの９５％以上がＣ９であるものである。この溶剤は石油系であるため安価であり、且つ後述するとおり蒸発分離が容易で、再生装置の規模縮小、コストダウンに寄与する。
【００１７】
ポリスチレンは石油系のプラスチック製品であり、その減容化用溶剤としては石油系溶剤が適する。石油系溶剤にはパラフィン、ナフテン、芳香族の炭化水素があるが、蒸発分離の容易さという点からＣｎの９５％以上がＣ９である、いわゆる芳香族Ｃ９が適する。
【００１８】
芳香族Ｃ９の代表的な製品はソルベッソ１００（エクソンモービル製）であり、平均分子量は１２４、蒸留範囲は１６５〜１７８℃である。この芳香族Ｃ９は、真空度１０トール以上、温度８０℃以下という比較的高圧低温の真空加熱で蒸発分離でき、本発明のプラスチック再生装置を使用した掻き取り方式の発泡ポリスチレンの再生処理に特に適する。加えて、この芳香族Ｃ９は真空における揮発性が一定で終始性能が変わらない上に、蒸発分離回収後も引火点や粘度、酸化点、蒸留点などに変化が見られない特徴もある。
【００１９】
なお、芳香族Ｃ９の蒸発分離における真空度の上限については蒸発促進の点からの点から１００トール以下が好ましく、温度の下限については蒸発促進と適切な粘度維持の点から４０℃以上が好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示すプラスチック再生装置の構成図である。
【００２１】
本実施形態のプラスチック再生装置は使用済み発泡ポリスチレンの再生処理に使用されるものである。この再生装置は溶剤を用いて使用済みの発泡ポリスチレンを溶解する発泡ポリスチレン溶解部１０と、使用済みの発泡ポリスチレンを溶解して得られたポリスチレン溶解物から溶剤を分離する溶剤分離部２０と、ポリスチレン溶解物から分離した溶剤を回収する溶剤回収部３０とを備えている。
【００２２】
発泡ポリスチレン溶解部１０は、内部に溶剤Ａが収容され、その内部に使用済みの発泡ポリスチレンＡが投入される溶解槽１１を有している。溶解槽１１では、図示されない攪拌機により、投入された使用済み発泡ポリスチレンＡと溶剤Ｂが攪拌混合されることにより、ゲル状のポリスチレン溶解物Ｃが生成される。溶剤としてはソルベッソ１００（エクソンモービル製）に代表される芳香族Ｃ９が使用される。溶解槽１１内に生成されたポリスチレン溶解物Ｃは圧送ポンプ１２により溶剤分離部２０に送られる。
【００２３】
溶剤分離部２０は、水平に設置された横型ドラム２１を有している。横型ドラム２１は前後両端が閉塞された円筒形状であり、その周壁内を温水などの熱媒が流通するジャケット構造になっている。横型ドラム２１の一端部はポリスチレン溶解物Ｃが導入され、他端部はポリスチレン固形物Ｅが取り出される構造になっている。
【００２４】
横型ドラム２１の内部には、水平な螺旋形状の攪拌羽根２２が同心円状に設けられている。攪拌羽根２２は図示されない駆動機構により横型ドラム２１の内周面に摺接しつつ回転する。これにより、攪拌羽根２２は横型ドラム２１内に導入されたポリスチレン溶解物Ｃを、熱媒により加熱された内周面に押し付けつつ他端部へ搬送することにより、ポリスチレン溶解物Ｃ中の溶剤Ｂを蒸発させる。
【００２５】
溶剤回収部３０は、溶剤分離部２０の横型ドラム２１内を減圧する真空ポンプ３１と、真空ポンプ３１の上流側に設けられた凝縮器３２とを有している。真空ポンプ３１による横型ドラム２１内の減圧により、溶剤Ｂの蒸気Ｄが横型ドラム２１の外に導出される。導出された蒸気Ｄは凝縮器３２で冷却されることにより液状の溶剤Ｂに戻り、その溶剤Ｂは発泡ポリスチレン溶解部１０の溶解槽１１内に再度搬送される。
【００２６】
次に、本実施形態のプラスチック再生装置の機能を、使用済み発泡ポリスチレンの再生処理を行う場合について説明する。
【００２７】
溶剤分離部２０では、横型ドラム２１の周壁の他端部を除く部分の内部に温水などの熱媒が流通される。周壁の他端部内には水が通される。横型ドラム２１内に一端部から導入されたポリスチレン溶解物Ｃは、横型ドラム２１内で回転する攪拌羽根２２により、熱媒により加熱された横型ドラム２１の内周面に押し付けられられながら他端部へ搬送される。これにより、ポリスチレン溶解物Ｃは、薄く延ばされて横型ドラム２１の内周面に接触し、表面積が大きくなることにより、効率的に加熱される。その結果、ポリスチレン溶解物Ｃ中の溶剤Ｂが効率的に蒸発し、ポリスチレン固形物Ｅになる。
【００２８】
ポリスチレン固形物Ｅは、横型ドラム２１の周壁の水冷された他端部内周面との接触により冷却され、フレーク状乃至は鱗片状になって横型ドラム２１の外へ順次取り出される。
【００２９】
本実施形態のプラスチック再生装置では、溶剤分離部２０での溶剤分離効率が高いことにより、溶剤分離部２０が小型化され、且つその構造が簡単なことにより、溶剤分離部２０の大幅なコストダウンが可能になる。
【００３０】
これに加え、本実施形態では溶剤Ｂとして、ソルベッソ１００（エクソンモービル製）に代表される芳香族Ｃ９が使用されている。この溶剤Ｂは石油系であるので、リモネンより格段に安価である上に、石油系製品である発泡ポリスチレンＡの溶解に適し、しかも、８０℃以下の低温で且つ１０トール以上の高圧減圧下で蒸発するため、蒸発分離が容易であり、これによっても、横型ドラム２１及び攪拌羽根２２の小型化及び構造の簡略化が図られる。また、横型ドラム２１に流通させる熱媒の温度を例えば６０〜７０℃と低くできることにより、熱媒供給系の小型化及びコストダウンも図ることができ、更には、溶剤回収部３０の真空ポンプ３１などの小型化及びコストダウンも図ることができる。
【００３１】
これらの相乗により、再生装置の更なるコストダウンが可能になる。しかも、再生装置で使用される溶剤のコストが安い。従って、スーパーマーケットのような比較的大規模の発生箇所に再生装置をそれぞれ設置して、各発生箇所で発泡ポリスチレンをポリスチレン固形物にまで再生してしまうというような合理的な処理形態も可能となり、産業界におよぼる影響は多大である。
【００３２】
芳香族Ｃ９として代表的なソルベッソ１００（エクソンモービル製）の性状を表１に示し、発泡ポリスチレンに混合したときの混合物（溶解物）の粘度を表２に示す。また、表１に示した以外の物理的性質及び化学的性質を表３に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
【表３】

【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明のプラスチック再生装置は、掻き取り式の真空脱揮による溶剤分離回収により、溶剤分離部を小型化及びコストダウンでき、経済性に優れる。
【００３７】
また、本発明の発泡ポリスチレン減容化用溶剤は安価なので、発泡ポリスチレンの再生コスト低減に寄与すると共に、蒸発分離が簡単なので、再生装置の製造コスト低減に寄与し、これらの両面から再生処理の普及に大きな効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すプラスチック再生装置の構成図である。
【符号の説明】
１０発泡ポリスチレン溶解部
１１溶解槽
２０溶剤分離部
２１横型ドラム
２２攪拌羽根
３０溶剤回収部
Ａ使用済み発泡ポリスチレン
Ｂ溶剤
Ｃポリスチレン溶解物
Ｄ溶剤蒸気
Ｅポリスチレン固形物

Claims

プラスチックを溶剤により減容化して得られたプラスチック溶解物が内部に供給され、内周面が加熱面とされた横型ドラム内に螺旋形状の攪拌羽根が設けられており、前記ドラム内に供給されたプラスチック溶解物を、前記攪拌羽根によりドラム内周面に押しつけつつドラム軸方向に搬送して、プラスチック溶解物中の溶剤を蒸発分離する溶剤分離部と、該溶剤分離部のドラム内を真空排気してドラム内の溶剤蒸気を回収することにより、溶解物を固化する溶剤回収部とを具備することを特徴とするプラスチック再生装置。
前記プラスチックは発泡ポリスチレンである請求項１に記載のプラスチック再生装置。
発泡ポリスチレンの減容化に使用される溶剤であって、ベンゼン環が１個の石油系芳香族であり、Ｃｎの９５％以上がＣ９である発泡ポリスチレン減容化用溶剤。