JP2005335162A - 廃プラスチック中の異物除去方法 - Google Patents
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Abstract
【要 約】
【課 題】 廃プラスチックから固体還元剤あるいは固体燃料を製造する工程で異物を除去するにあたって、溶剤を使用せず、かつ廃プラスチックの破砕機の負荷を軽減して、効率良く異物を除去する方法を提供する。
【解決手段】 廃プラスチックを加熱，冷却，固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なう。
【選択図】 図１
【課 題】 廃プラスチックから固体還元剤あるいは固体燃料を製造する工程で異物を除去するにあたって、溶剤を使用せず、かつ廃プラスチックの破砕機の負荷を軽減して、効率良く異物を除去する方法を提供する。
【解決手段】 廃プラスチックを加熱，冷却，固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なう。
【選択図】 図１
Description
本発明は、廃プラスチックを再生処理して鉱石還元剤や固形燃料を製造する際に、廃プラスチック中の異物を除去する方法に関するものである。
近年、廃プラスチックの有効利用のための一つの解決手段として、廃プラスチックから鉱石還元剤あるいは固体燃料を製造する方法が検討されている。産業廃棄物系廃プラスチックや一般廃棄物系廃プラスチックをリサイクルすることにより，資源の有効利用、炭酸ガス発生削減などの効果が注目されているからである。また、「容器包装に係る分別収集及び再商品化の促進等に関する法律（平成七年法律第百十二号）」（以下、容器包装リサイクル法という）に基づいて分別収集された廃プラスチック（容器包装廃プラスチック）や、「特定家庭用機器再商品化法（平成十年法律第九十七号）」（以下、家電リサイクル法という）に基づいて分別収集された廃プラスチック（家電廃プラスチック）をリサイクルすることにより、循環型社会を形成することが社会的に重要視されている。
廃プラスチックから鉱石還元剤や固体燃料を製造する上で重要なことのひとつとして、製品の単位重量あたりの発熱量を高い水準に維持することがある。発熱量が高いほど、鉱石還元剤や固体燃料にしたときの性能が上がり、熱効率が高くなるからである。
しかし、容器包装リサイクル法に基づいて分別収集された廃プラスチック（すなわち容器包装廃プラスチック）や、家電リサイクル法に基づいて分別収集された廃プラスチック（すなわち家電廃プラスチック）は、元々のプラスチックに加えられる難燃化剤や増量剤などの様々な添加物（いわゆるフィラー）のほか、分別不良による空き缶，空き瓶等の混入や、一体成型したことによる解体不良等に由来する、鉄，アルミニウム，ガラスなどの異物が多数混入している。
廃プラスチックを再利用するために鉱石還元剤あるいは固体燃料を製造する工程で、これらの異物を除去するために様々な努力が払われてきた。
具体的には、製造工程の前処理として磁力選別機による鉄の分離，金属選別機によるステンレスやアルミニウムの分離，風力選別機によるガラスや陶磁器の分離を行っていた。また、廃プラスチックを溶融，溶解させた時、あるいは一部熱分解して油化した時に、ろ過工程や遠心分離工程を組み合わせる等の工夫がなされていた。
たとえば特許文献１には、廃プラスチックの油化工程において遠心分離器を組み合わせることにより異物を除去する技術が開示されている。また、特許文献２には、加熱・溶融されたプラスチックを濾過処理する技術が開示されており、特許文献３には溶剤に廃プラスチックを溶解後に濾過して異物を除去する技術が開示されている。
さらに特許文献４や特許文献５には、容器包装廃プラスチックリサイクルプロセスの前処理として磁力選別および風力選別を施す技術が開示されており、特許文献６には磁選機と非鉄選別機の組み合わせが開示されている。特許文献７や特許文献８には、家電廃プラスチック処理プロセスとして、磁選機と渦電流選別機の組み合わせが開示されている。さらに特許文献９には、傾斜した振動選別デッキにより異物を分離する技術が開示されている。
上記の通り、廃プラスチック中の異物を分離する技術は枚挙にいとまがない。しかし、廃プラスチックから鉱石還元剤や固体燃料を製造する場合は、油化のように熱分解することによる大幅な粘度低下は見込めないので、遠心分離やろ過による異物の除去はハンドリングが困難である。また、溶剤に廃プラスチックを溶解させる場合は、多量の溶剤が必要であり、経済的に不利である。
そのため、鉱石還元剤や固体燃料を製造するプロセスでは、前処理の一環として破砕後に磁力選別や風力選別により異物を除去する方法が一般的であるが、廃プラスチック中への異物の巻き込みを防止し、分離効率を高めるために、破砕機において廃プラスチックを数mmから十数mmにまで破砕する必要が生じる。このため、破砕機の刃物の損傷が著しいという欠点がある。
特開2002-180068 号公報
特開平11-70588号公報
特開2000-226469 号公報
特開2001-232633号公報
特開平8-120285号公報
特開平10-1680 号公報
特開平6-226242 号公報
特開平6-106091号公報
特開2000-167833 号公報
本発明は上記のような問題を解決し、廃プラスチックから鉱石還元剤あるいは固体燃料を製造する工程で異物を除去するにあたって、溶剤を使用せず、かつ廃プラスチックの破砕機の負荷を軽減して、効率良く異物を除去する方法を提供することを目的とする。
本発明者は、廃プラスチック中の異物を除去する技術について鋭意研究を行なった。その結果、廃プラスチックを加熱溶融，脱塩素，冷却，固化，粉砕すると、プラスチックと異物との熱収縮率の違いおよび界面のなじみの悪さに起因して、プラスチックと異物が容易に分離することを見出した。したがって、廃プラスチックを加熱，冷却，固化し、次いで粉砕した後に異物の除去を行なうと、廃プラスチック中の異物を容易に除去できる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、廃プラスチックを加熱，冷却，固化し、次いで粉砕した後に行なう異物の除去を本発明においては異物の必用除去という。
すなわち本発明は、廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、廃プラスチックを加熱，冷却，固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なう廃プラスチック中の異物除去方法である。
また本発明は、廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、廃プラスチックを加熱し、異物の中間除去を行ない、さらに冷却，固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なう廃プラスチック中の異物除去方法である。
また本発明は、廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、廃プラスチック中の異物の予備除去を行なった後、加熱，冷却，固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なう廃プラスチック中の異物除去方法である。
また本発明は、廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、廃プラスチック中の異物の予備除去を行なった後、加熱し、異物の中間除去を行ない、さらに冷却，固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なう廃プラスチック中の異物除去方法である。
本発明の異物除去方法においては、異物の必用除去を行なう方法が、磁力選別法，渦電流選別法および風力選別法の中から選ばれた１つまたは２つ以上の方法であることが好ましい。
また異物の予備除去を行なう方法が、磁力選別法，渦電流選別法および風力選別法の中から選ばれた１つまたは２つ以上の方法であることが好ましい。さらに、異物の中間除去を行なう方法が、フィルター選別法，遠心分離法および沈降分離法の中から選ばれた１つまたは２つ以上の方法であることが好ましい。
本発明によれば、下記の (1)〜(4) のような優れた効果を得ることができる。
(1) 溶媒を使用せず、簡便な手段で、廃プラスチックから異物を効率的に除去し、その廃プラスチックを原料として、発熱量が高く、燃焼性に優れた微粉の固体燃料や鉱石還元剤を製造することができる。
(2) 塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックを、実質的に塩素を含有しないプラスチック処理物に転化することが可能なため、廃プラスチックを原料として無公害の固体燃料や鉱石還元剤を製造することができる。
(3) 塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックを、実質的に塩素を含有しないプラスチック処理物に転化することが可能なため、本発明によって得られるプラスチック処理物を高炉，ボイラ，キルン，キュポラ，コークス炉などにおける鉱石還元剤，固体燃料，原料として用いることができ、しかも塩素もしくは塩素化合物による炉の内壁耐火物の化学的浸食を防止することができる。
(4) 破砕機の負荷を軽減して、刃物の寿命を延長できる。
(1) 溶媒を使用せず、簡便な手段で、廃プラスチックから異物を効率的に除去し、その廃プラスチックを原料として、発熱量が高く、燃焼性に優れた微粉の固体燃料や鉱石還元剤を製造することができる。
(2) 塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックを、実質的に塩素を含有しないプラスチック処理物に転化することが可能なため、廃プラスチックを原料として無公害の固体燃料や鉱石還元剤を製造することができる。
(3) 塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックを、実質的に塩素を含有しないプラスチック処理物に転化することが可能なため、本発明によって得られるプラスチック処理物を高炉，ボイラ，キルン，キュポラ，コークス炉などにおける鉱石還元剤，固体燃料，原料として用いることができ、しかも塩素もしくは塩素化合物による炉の内壁耐火物の化学的浸食を防止することができる。
(4) 破砕機の負荷を軽減して、刃物の寿命を延長できる。
また、本発明の異物除去方法によって、廃プラスチックの大量処理が可能になり、経済性にも優れている。
本発明は、都市ゴミ，産業廃棄物，一般廃棄物などに含まれる廃プラスチックや容器包装材料、および電気製品，自動車などの解体の過程で発生する廃プラスチックなどを加熱処理し、固形燃料や鉱石還元剤を製造する際に好適な異物除去方法である。
本発明について、Ｉ．廃プラスチック，II. 加熱処理工程，III. 冷却固化工程，IV. 粉砕工程，Ｖ.異物除去工程の順に、さらに詳細に説明する。
Ｉ．廃プラスチック：
本発明の対象とする廃プラスチック、すなわち本発明における原料となる廃プラスチックとしては、都市ゴミ，産業廃棄物，一般廃棄物などに含まれる廃プラスチックや容器包装材料、および電気製品，自動車などの解体の過程で発生する廃プラスチックなどが例示される。また、容器包装廃プラスチックや家電廃プラスチックを使用することができる。
具体的には、ポリエチレン，ポリプロピレンなどのポリオレフィン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，塩素化ポリエチレン，ポリスチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリカーボネートおよびナイロンやその他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂など全てのものが適用可能であり、それらの廃プラスチックの内のいずれか１種のみを用いることもできるし、あるいは２種以上を用いることもできる。
本発明の対象とする廃プラスチック、すなわち本発明における原料となる廃プラスチックとしては、都市ゴミ，産業廃棄物，一般廃棄物などに含まれる廃プラスチックや容器包装材料、および電気製品，自動車などの解体の過程で発生する廃プラスチックなどが例示される。また、容器包装廃プラスチックや家電廃プラスチックを使用することができる。
具体的には、ポリエチレン，ポリプロピレンなどのポリオレフィン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，塩素化ポリエチレン，ポリスチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリカーボネートおよびナイロンやその他の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂など全てのものが適用可能であり、それらの廃プラスチックの内のいずれか１種のみを用いることもできるし、あるいは２種以上を用いることもできる。
加熱処理すべき廃プラスチックの形状寸法は、粗く粉砕したものでよく、一辺10cm程度の大きさで十分である。一般的な廃プラスチックでは、改めて粉砕する必要がなく、回収されたままの状態で処理可能であり、フィルム状，シート状，繊維状の廃プラスチックもそのままの形で処理できる。もちろん、細かく粉砕してもかまわないが、その場合は、粉砕に要するコストが上昇する。
また、次に示すIIで説明する加熱処理工程の前に、廃プラスチック中の異物の除去（以下、予備除去という）を行なっても良い。この予備除去は、必用除去と同様に、磁力選別，渦電流選別，風力選別から選ばれた１つまたは２つ以上の選別法を採用するのが好ましい。
II．加熱処理工程：
加熱処理工程としては、たとえば廃プラスチックを加熱容器内で200〜400 ℃、より好ましくは 250〜340 ℃の温度範囲内に加熱する。 200〜400 ℃の温度範囲内に加熱することにより、廃プラスチックは溶融し、脱塩素を行うことが可能となる。加熱処理はバッチ式でも良いし、連続式でも良い。また、バッチ切り替え等の中間型でもかまわない。
加熱処理工程としては、たとえば廃プラスチックを加熱容器内で200〜400 ℃、より好ましくは 250〜340 ℃の温度範囲内に加熱する。 200〜400 ℃の温度範囲内に加熱することにより、廃プラスチックは溶融し、脱塩素を行うことが可能となる。加熱処理はバッチ式でも良いし、連続式でも良い。また、バッチ切り替え等の中間型でもかまわない。
加熱処理の時間は10分〜30時間が好ましい。加熱処理時間が10分未満の場合は、加熱容器内の温度制御が困難になるとともに、廃プラスチックの脱塩素率が低下する。また、加熱処理時間が30時間を超える場合は、処理効率が低下し経済的でない。加熱処理に際して、熱媒体を共存させることはかまわない。
また加熱処理は非酸化性雰囲気で行なうことが好ましい。非酸化性雰囲気としては、Ｎ2 やArが挙げられる。Ｎ2 は温度や触媒等の条件に応じて還元作用を発揮する場合もあるが、加熱処理の温度（ 200〜400 ℃、特に 250〜340 ℃）では還元性ガスとして作用することはない。
また、次に示すIII で説明する冷却固化工程の前（すなわちIIで説明した加熱処理を行なっている間または加熱処理が終了した後）に、廃プラスチック中の異物の除去（以下、中間除去という）を行なっても良い。この中間除去は、フィルター選別法，遠心分離法および沈降分離法の中から選ばれた１つまたは２つ以上の方法であるのが好ましい。
フィルター選別法，遠心分離法，沈降分離法とは、それぞれ、フィルターを用いて異物を選別除去する方法，遠心分離により異物を除去する方法，沈降させて異物を除去する方法である。
III ．冷却固化工程：
加熱処理後の溶融した廃プラスチック（以下、溶融プラスチックという）は、冷却することによって固化する。好ましくは溶融プラスチック搬送装置にて、溶融プラスチックをベルトクーラーに定量供給することにより、冷却固化を行なう。除熱量は加熱処理後の温度と十分に固化するまでの温度との間のエンタルピー量と、処理速度から計算され、たとえば容器包装廃プラスチックを含む場合は、冷却後の中心部温度が、次に示すIVで説明する粉砕工程の前に 110℃程度になるように制御すれば十分である。
加熱処理後の溶融した廃プラスチック（以下、溶融プラスチックという）は、冷却することによって固化する。好ましくは溶融プラスチック搬送装置にて、溶融プラスチックをベルトクーラーに定量供給することにより、冷却固化を行なう。除熱量は加熱処理後の温度と十分に固化するまでの温度との間のエンタルピー量と、処理速度から計算され、たとえば容器包装廃プラスチックを含む場合は、冷却後の中心部温度が、次に示すIVで説明する粉砕工程の前に 110℃程度になるように制御すれば十分である。
IV. 粉砕工程：
冷却固化工程を経た溶融プラスチックの固体（以下、プラスチック処理物という）は、所定の粒径となるように粉砕することが好ましい。このプラスチック処理物の粉砕は、未処理の廃プラスチックの粉砕に比較して極めて容易に行なうことができる。すなわち、プラスチック処理物は、あらゆるタイプの粉砕機で粉砕可能であり、粉砕機として、たとえばジョークラッシャー，ロールクラッシャー，ジェットミル，ボールミル，遠心ミル，ハンマーミルなどを用いることができる。
冷却固化工程を経た溶融プラスチックの固体（以下、プラスチック処理物という）は、所定の粒径となるように粉砕することが好ましい。このプラスチック処理物の粉砕は、未処理の廃プラスチックの粉砕に比較して極めて容易に行なうことができる。すなわち、プラスチック処理物は、あらゆるタイプの粉砕機で粉砕可能であり、粉砕機として、たとえばジョークラッシャー，ロールクラッシャー，ジェットミル，ボールミル，遠心ミル，ハンマーミルなどを用いることができる。
特に、プラスチック処理物に衝撃を与えることで粉砕するタイプの粉砕機（たとえばハンマーミルなど）は、粉砕後のプラスチック処理物と異物との分離性が良好である。粉砕後の粒径は、次に示すＶで説明する異物除去工程で異物が有効に分離できるサイズであれば特に限定はされないが、一般的には10mm以下が適当である。
Ｖ. 異物除去工程：
粉砕後のプラスチック処理物の粒子から、金属，ガラス，陶磁器等の異物を分離して除去（以下、必用除去という）する。この必用除去は、加熱溶融，脱塩素，冷却，固化，粉砕の後に行なうので、プラスチックと異物との熱収縮率の違いおよび界面のなじみの悪さに起因して、容易に異物をプラスチックから除去することが可能であり、本発明においては必須の工程である。またこの必用除去は、磁力選別，渦電流選別，風力選別から選ばれた１つまたは２つ以上の選別法を採用するのが好ましい。磁力選別は、電磁石によって鉄等の磁性材料を分別する手法である。渦電流選別は、渦電流を発生させたときの電磁誘導力によって、アルミニウム，銅，亜鉛等の金属を弾き飛ばすことによりこれらを分別する手法である。また、風力選別は、比重の違いや形状の違いを利用して、比重がほぼ1であるプラスチック処理物と、比重が1.2以上であるガラス，陶磁器等を分別する手法である。
粉砕後のプラスチック処理物の粒子から、金属，ガラス，陶磁器等の異物を分離して除去（以下、必用除去という）する。この必用除去は、加熱溶融，脱塩素，冷却，固化，粉砕の後に行なうので、プラスチックと異物との熱収縮率の違いおよび界面のなじみの悪さに起因して、容易に異物をプラスチックから除去することが可能であり、本発明においては必須の工程である。またこの必用除去は、磁力選別，渦電流選別，風力選別から選ばれた１つまたは２つ以上の選別法を採用するのが好ましい。磁力選別は、電磁石によって鉄等の磁性材料を分別する手法である。渦電流選別は、渦電流を発生させたときの電磁誘導力によって、アルミニウム，銅，亜鉛等の金属を弾き飛ばすことによりこれらを分別する手法である。また、風力選別は、比重の違いや形状の違いを利用して、比重がほぼ1であるプラスチック処理物と、比重が1.2以上であるガラス，陶磁器等を分別する手法である。
異物の必用除去を行なった後にプラスチック処理物をさらに微粉砕することはかまわない。その粒径はプラスチック処理物の用途に応じて決めれば良い。所定の粒径となるように粒度調整を行なうことによって、たとえば、鉄鉱石などの鉱石還元剤（すなわち高炉など銑鉄を製造する竪型炉の還元剤）などの原燃料，ボイラやキルンなどの燃焼用燃料，キュポラの燃料，コークス炉の原料として使用できる。また、上記した用途の他にも固体燃料として使用できる。
［発明例１］
市中で分別収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.3質量％）を一辺１cm程度に粉砕した後、10kｇを図１に示す水封式流出管３，加熱装置４，攪拌機（攪拌羽根５，回転駆動装置６）付き内容積50リットルの加熱容器１に仕込み、Ｎ2 雰囲気中で 320℃で1時間処理した。水封水７のｐＨは２以下となり、塩素イオンが検出された。
市中で分別収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.3質量％）を一辺１cm程度に粉砕した後、10kｇを図１に示す水封式流出管３，加熱装置４，攪拌機（攪拌羽根５，回転駆動装置６）付き内容積50リットルの加熱容器１に仕込み、Ｎ2 雰囲気中で 320℃で1時間処理した。水封水７のｐＨは２以下となり、塩素イオンが検出された。
その後、内容物を抜き出し、室温まで冷却した後、朋来鉄工所製ハンマーミル型粉砕機に眼開きが直径９mmの円孔の篩を装着し、約１時間粉砕した。粉砕品が約820ｇ回収された。この粉砕品を「処理済廃プラスチック」と呼ぶ。
処理済廃プラスチックを焼成（空気中で 625℃で４時間）することにより、灰分含有量を測定したところ、3.94質量％であった。また、蛍光Ｘ線を用いた検量線法により求めた灰分中のアルミニウム含有率は11.5質量％であった。
さらに処理済廃プラスチック230ｇを渦電流選別法によるカネテック（株）製アルミ選別機を用いて、異物の必用除去を行なったところ、２ｇのアルミニウムとプラスチックの融着物が除去された。異物の必用除去を行なった後の処理済廃プラスチックを焼成(空気中で 625℃，４時間)することにより、灰分含有量を測定したところ、3.88質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は 5.6質量％であった。また塩素含有率は0.45質量％であった。これを発明例１とする。
発明例１について、異物の必用除去を行なう前の処理済廃プラスチック100ｇに含まれていたアルミニウム量を算出すると 0.453ｇ（＝ 100×0.0394×0.115 ）である。また、異物の必用除去を行なった後の処理済廃プラスチック100ｇに含まれていたアルミニウム量を算出すると 0.217ｇ（＝100×0.0388×0.056 ）である。したがって異物の必用除去によって除去されたアルミニウムの除去率は、52.1％（＝ 100×[ 0.453−0.217 ]÷0.453）である。
また発明例１で必用除去を行なった処理済廃プラスチックの発熱量を調査するために、ＪＩＳ M8814:2003 に準拠して総発熱量を求めた。その結果、発明例１の処理済廃プラスチックの総発熱量は3.63×107 Ｊ／kg（8670kcal／kg）であった。
［発明例２］
発明例１とは異なる市中で収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.5質量％）を１cm程度に粉砕した後、よくかき混ぜて一部を取り出し、 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、5.02質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は11.5質量％であった。
発明例１とは異なる市中で収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.5質量％）を１cm程度に粉砕した後、よくかき混ぜて一部を取り出し、 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、5.02質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は11.5質量％であった。
１cm程度に粉砕した廃プラスチック10kgを図２に示す水封式流出管３、加熱装置４、攪拌機（攪拌羽根５，回転駆動装置６）、外部ろ過機器としてＹ型ストレーナー10付き内容積50リットルの加熱容器１に仕込みＮ2 雰囲気中で 320℃で１時間処理した後、循環ポンプとしてギアポンプ９を起動し、30分ろ過を行なう中間除去を行なった。Ｙ型ストレーナー10の眼開きは５mmとした。水封水のｐＨは２以下となり、塩素イオンが検出された。
その後、内容物を抜き出し、室温まで冷却した後、朋来鉄工所製ハンマーミル型粉砕機に眼開きが９mm（円孔）のふるいを装着し、約１時間粉砕した。粉砕品が約 750g回収された。
粉砕品を 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、3.88質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は7.19質量％であった。
この処理剤廃プラスチック 230gを渦電流選別法によるカネテック（株）製アルミ選別機を用いて、異物の必用除去を行なった。異物の必用除去を行なった後の処理剤廃プラスチックを 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、3.86質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は 5.4質量％であった。また塩素含有率は0.42質量％であった。
中間除去前に廃プラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.577g（＝ 100×5.02／100 ×11.5／100 であり、また、中間除去後、必用除去前にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.279g（＝ 100×3.88／100 ×7.19／100 ）であり、さらに、必用除去後にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.208g（＝ 100×3.86／100 × 5.4／100 ）である。
したがって、中間除去におけるアルミニウム除去率は80.8％｛＝（ 0.577−0.279 ）／（ 0.577−0.208 ）× 100｝、必用除去におけるアルミニウム除去率は19.2％｛＝（ 0.279−0.208 ）／（ 0.577−0.208 ）× 100｝である。中間除去および必用除去によるアルミニウム除去率は64.0％｛＝（ 0.577−0.208 ）／0.577 × 100｝である。
［発明例３］
発明例２と同じ市中で収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.5質量％）を１cm程度に粉砕した後、渦電流選別法によるカネテック（株）製アルミ選別機を用いて異物の予備除去を行なった。アルミニウム除去後のプラスチックを 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、4.95質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は8.35質量％であった。
発明例２と同じ市中で収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.5質量％）を１cm程度に粉砕した後、渦電流選別法によるカネテック（株）製アルミ選別機を用いて異物の予備除去を行なった。アルミニウム除去後のプラスチックを 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、4.95質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は8.35質量％であった。
この１cm程度に粉砕した廃プラスチック10kgを図１に示す水封式流出管３、加熱装置４、攪拌機（攪拌羽根５，回転駆動装置６）付き内容積50リットルの加熱容器１に仕込み、Ｎ2雰囲気中で 320℃で１時間処理した。
水封水のｐＨは２以下となり、塩素イオンが検出された。
その後、内容物を抜き出し、室温まで冷却した後、朋来鉄工所製ハンマーミル型粉砕機に眼開きが９mm（円孔）のふるいを装着し、約１時間粉砕した。粉砕品が約 850g回収された。
この処理剤廃プラスチック 230gをカネテック（株）製アルミ選別機を用いて異物の必用除去を行なった。異物の必用除去を行なった後の処理剤廃プラスチックを 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、3.95質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は6.32質量％であった。また塩素含有率は0.46質量％であった。
予備除去前にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.577g（＝ 100×5.02／100 ×11.5／100 ）であり、また、予備除去後、必用除去前にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.413g（＝ 100×4.95／100 ×8.35／100 ）であり、さらに、必用除去後にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.250g（＝ 100×3.95／100 ×6.32／100 ）である。
したがって、予備除去におけるアルミニウム除去率は50.2％｛＝（ 0.577−0.413 ）／（ 0.577−0.250 ）×100 ｝、必用除去におけるアルミニウム除去率は49.8％｛＝（ 0.413−0.250 ）／（ 0.577−0.250 ）×100 ｝である。予備除去および必用除去によるアルミニウム除去率は56.7％｛＝（ 0.577−0.250 ）／0.577 × 100｝である。
［発明例４］
発明例２と同じ市中で収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.5質量％）を１cm程度に粉砕した後、渦電流選別法によるカネテック（株）製アルミ選別機を用いて異物の予備除去を行なった。アルミニウム除去後のプラスチックを 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、4.95質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は8.35質量％であった。
発明例２と同じ市中で収集された一般廃棄物系容器包装廃プラスチック（塩素含有率 2.5質量％）を１cm程度に粉砕した後、渦電流選別法によるカネテック（株）製アルミ選別機を用いて異物の予備除去を行なった。アルミニウム除去後のプラスチックを 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、4.95質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は8.35質量％であった。
この１cm程度に粉砕した廃プラスチック10kgを図２に示す水封式流出管３、加熱装置４、攪拌機（攪拌羽根５，回転駆動装置６）および外部ろ過機器としてＹ型ストレーナー10付き内容積50リットルの加熱容器１に仕込み、Ｎ2雰囲気中で 320℃で１時間処理した後、循環ポンプとしてギアポンプ９を起動し、30分ろ過を行なう中間除去を行なった。Ｙ型ストレーナー10の眼開きは５mmとした。
水封水のｐＨは２以下となり、塩素イオンが検出された。
その後、内容物を抜き出し、室温まで冷却した後、朋来鉄工所製ハンマーミル型粉砕機に眼開きが９mm（円孔）のふるいを装着し、約１時間粉砕した。粉砕品が約 750g回収された。粉砕品を 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ3.65質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は6.88質量％であった。
この処理剤廃プラスチック 230gを渦電流選別法によるカネテック（株）製アルミ選別機を用いて異物の必用除去を行なった。異物の必用除去を行なった後の処理剤廃プラスチックを 625℃で４時間空気中で焼成することにより、灰分含有量を測定したところ、3.46質量％であった。灰分中のアルミニウム含有率は5.94質量％であった。また塩素含有率は0.44質量％であった。
予備除去前にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.577g（＝ 100×5.02／100 ×11.5／100 ）であり、また、予備除去後、中間除去前にプラスチック 100ｇに含まれていたアルミニウムは 0.413g（＝ 100×4.95／100 ×8.35／100 ）であり、また、中間除去後、必用除去前にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.251g（＝ 100×3.65／100 ×6.88／100 ）であり、さらに、必用除去後にプラスチック 100gに含まれていたアルミニウムは 0.206g（＝ 100×3.46／100 ×5.94／100 ）である。
したがって、予備除去におけるアルミニウム除去率は44.2％｛＝（ 0.577−0.413 ）／（ 0.577−0.206 ）×100 ｝、中間除去におけるアルミニウム除去率は43.7％｛＝（ 0.413−0.251 ）／（ 0.577−0.206 ）×100 ｝、必用除去におけるアルミニウム除去率は12.1％｛＝（ 0.251−0.206 ）／（ 0.577−0.206 ）×100 ｝である。予備除去，中間除去および必用除去によるアルミニウム除去率は64.3％｛＝（ 0.577−0.206 ）／0.577 × 100｝である。
［比較例］
比較例として、必用除去を行なわない処理済廃プラスチックの発熱量を測定した。すなわち、発明例１の必用除去を行なう前の処理済廃プラスチックの総発熱量を、発明例１と同様の手順で測定した。その結果、比較例の処理済廃プラスチックの総発熱量は3.59×107 Ｊ／kg（8590kcal／kg）であった。
比較例として、必用除去を行なわない処理済廃プラスチックの発熱量を測定した。すなわち、発明例１の必用除去を行なう前の処理済廃プラスチックの総発熱量を、発明例１と同様の手順で測定した。その結果、比較例の処理済廃プラスチックの総発熱量は3.59×107 Ｊ／kg（8590kcal／kg）であった。
なお、比較例の処理済廃プラスチック（すなわち必用除去を行なわない処理済廃プラスチック）の灰分中の鉄含有率とアルミニウム含有率は、発明例１で説明した通り、灰分中の鉄含有率 8.3質量％，アルミニウム含有率11.5質量％であった。
発明例１〜４により、処理前廃プラスチックを数mm〜十数mmの破砕をすることなく、１cm程度の粉砕で、その後の処理および必用除去により異物除去できることが分かる。したがって本発明では、廃プラスチックの破砕機の負荷を軽減できる。さらに本発明では、塩素含有率の低いプラスチック処理物を得ることができる。
また発明例１と比較例を比べることにより、必用除去により52.1％の異物であるアルミニウムを除去でき、総発熱量を改善したプラスチック処理物を得ることができることが分かる。また発明例２によれば、必用除去前に中間除去を行なうことにより、異物であるアルミニウムの除去率を64.0％と改善することができることが分かる。さらに発明例３によれば、必用除去前に予備除去を行なうことにより、異物であるアルミニウムの除去率を56.7％と改善することができることが分かる。さらに発明例４によれば、必用除去前に予備除去および中間除去を行なうことにより、異物であるアルミニウムの除去率を64.3％と改善することができることが分かる。
１ 加熱容器
２ 廃プラスチック
３ 水封式流出管
４ 加熱装置
５ 攪拌羽根
６ 回転駆動装置
７ 水封水
８ 抜き出しバルブ
９ ギアポンプ
10 Ｙ型ストレーナー
２ 廃プラスチック
３ 水封式流出管
４ 加熱装置
５ 攪拌羽根
６ 回転駆動装置
７ 水封水
８ 抜き出しバルブ
９ ギアポンプ
10 Ｙ型ストレーナー
Claims (5)
- 廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、前記廃プラスチックを加熱、冷却、固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なうことを特徴とする廃プラスチック中の異物除去方法。
- 廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、前記廃プラスチックを加熱し、異物の中間除去を行ない、さらに冷却、固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なうことを特徴とする廃プラスチック中の異物除去方法。
- 廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、前記廃プラスチック中の異物の予備除去を行なった後、加熱、冷却、固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なうことを特徴とする廃プラスチック中の異物除去方法。
- 廃プラスチック中の異物を除去する廃プラスチック中の異物除去方法において、前記廃プラスチック中の異物の予備除去を行なった後、加熱し、異物の中間除去を行ない、さらに冷却、固化し、次いで粉砕した後に異物の必用除去を行なうことを特徴とする廃プラスチック中の異物除去方法。
- 前記異物の必用除去を行なう方法が、磁力選別法、渦電流選別法および風力選別法の中から選ばれた１つまたは２つ以上の方法であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の廃プラスチック中の異物除去方法。
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