JP2007237725A - 使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する異物完全除去技術および使用済み農業用プラスチックフィルムの再製品化サイクルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】使用済み農業用プラスチックフィルムに付着する汚泥等異物を完全除去する破砕洗浄技術及び装置、再生農業用プラスチックフィルム資材製品が製造できる再生プラスチック原料加工及び配合技術、使用済み資材を繰り返し再製品化する委託加工サイクルシステムを提供する。
【解決手段】農業用プラスチックフィルム資材の使用者が原料素材として使用済み資材を無償供給する。使用済み資材は引き裂き切断した後、低速洗浄及び高速洗浄の組み合わせを複数回繰り返し再生プラスチック原料に加工、これにバージン原料を配合して再生農業用プラスチックフィルム資材製品に再製品化、使用者は再製品化費用を負担する。再製品化資材が使用済みとなれば、繰り返し何度でも再製品化される。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する異物完全除去技術および使用済み農業用プラスチックフィルムの再製品化サイクルシステムに関する。

従来、使用済み農業用プラスチックフィルム資材がプラスチック原料として再生され、その再生原料を使用した製品として例えば板材や角材がある。

しかしながら、従来の使用済み農業用プラスチックフィルム資材から製造された再生原料は、使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する汚泥等の異物が完全に除去されていないため、製品製造原料として使用する際には板材や角材のように厚みのあるもの、硬いものに用途を限定するという課題がある。また、農業用プラスチックフィルム資材が使用済みとなるまでの経過時間が一様でなく、素材であるプラスチックの物性劣化が不均一であるため、再生原料としたときに物性が均一にならないという課題もある。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、農業用プラスチックフィルム資材の再製造を主軸とした、多用途に使用できる再生原料を製造するための使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する異物完全除去技術、および使用済み農業用プラスチックフィルムの再製品化サイクルシステムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る破砕洗浄技術は、まず使用済み農業用プラスチックフィルム資材の破砕片通しが水中で密着しないよう、破砕切断部に湾曲形状をもたせるため、引き裂き切断し、次にこの破砕片を水中に投じ、低速で回転させながら垂直方向に水中から引き上げ、回転頂上部付近から水中に落下させることを繰り返しながら洗浄し、その後、この破砕片を一旦水中から取り出し、改めて水とともに水平方向に高速で回転させ、破砕片通しが水中で擦れあうようにし洗浄する２通りの洗浄方法の組み合わせを複数回繰り返すことを、特徴とする。

本発明に係る破砕洗浄装置は、引き裂き切断破砕機１台と低速回転洗浄機および高速回転洗浄機の組み合わせを２組有し、使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する汚泥等の異物を完全に除去することができる。

本発明に係る再生プラスチック原料の加工技術は、使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する汚泥等異物を完全に除去するため、加工された原料は農業用プラスチックフィルム資材の製造をはじめ、多用途での使用を可能とする。

本発明に係る再生プラスチック原料とバージン原料との配合技術は、再生プラスチックフィルム製品の物性をバージン原料使用製品の物性と同等以上にすることができる。

本発明に係る再生農業用プラスチックフィルム資材製品は、使用済み農業用プラスチックフィルム資材を再生プラスチック原料に加工したものを主体に製造され、その使用後であっても繰り返し何度でも再生プラスチック原料乃至再生農業用プラスチックフィルム資材製品に加工が可能できる。

本発明に係る再製品化委託加工サイクルシステムは、農業用プラスチックフィルム資材の使用者が、使用済みとなった農業用プラスチックフィルム資材を原料素材として供給し、次期には再製品化された農業用プラスチックフィルム資材製品を使用することから、廃棄物の減量と処理費用の削減、及び資源の循環活用が可能となる。

本発明によれば、使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する汚泥等異物を完全に除去したプラスチックフィルムが製造可能な再生プラスチック原料、再生農業用プラスチックフィルム資材製品及び使用済み農業用プラスチックフィルム資材が繰り返し何度も農業用プラスチックフィルム資材製品として循環する再製品化委託加工サイクルシステムを提供することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明にかかる破砕洗浄技術を使用した破砕洗浄装置は、使用済み農業用プラスチックフィルムを破砕片にする引き裂き切断破砕機１と、破砕片を一次低速洗浄機２に搬送するコンベアと、一次低速洗浄機２から排出される破砕片を受ける一次高速洗浄機３と、一次高速洗浄機３から排出される破砕片を二次低速洗浄機４に搬送するコンベアと、その二次低速洗浄機４から排出される破砕片を受ける二次高速洗浄機５で構成されることを特徴とする。

本発明に係る破砕洗浄技術を使用した引き裂き切断破砕機は、使用済み農業用プラスチックフィルム資材の切断面を湾曲した形状に切断するため、図２に示すように切断部６を角型櫛歯状としていることを特徴とする。
引き裂き切断破砕機１の切断部６は、回転運動により使用済み農業用プラスチックフィルム資材を引き裂き切断するが、回転軸は回転方向を逆転できる機能をもち、切断品が回転刃に噛み込み、回転軸に回転運動を疎外するほどの負荷が生じた際には、自動的に反転し、切断品が噛み込みんだ状態を解消する機能を有していることを特徴とする。

図３に示すように、本発明にかかる破砕洗浄技術を使用した低速洗浄機は、使用済み農業用プラスチックフィルムの破砕片を水中で水平方向に移動させながら、破砕片を水中から引き上げ、再び水中に落下させる機能を持つ回転ドラム部７と、破砕片を低速洗浄機の排出口に搬送する機能を持つコンベア部８と、洗浄水に沈降する汚泥等異物を定期的に排出する機能を持つダンパー部９ａ乃至９ｆで構成される。

図４に示すように、低速洗浄機における回転ドラム部は、左右が開口したパイプ状の形状であり、破砕片を洗浄水に浸すため洗浄水をドラム内部に導く穴１０を表面に有し、破砕片を水中から引き上げ、再び水中に落下させることを繰り返すための螺旋状のつばを内蔵し、ドラム下部の五分の一が洗浄水の水中に位置するように取り付けられ、回転数を調整できる変速機能をもつ駆動用モーターとベルトを介して連結され、回転する。

図３に示す低速洗浄機におけるコンベア部８は、回転ドラム部から出て洗浄水中に浮遊する破砕片を水中から引き上げるための櫛歯状のピンと、低速洗浄機の排出口に破砕片を搬送するためのベルト部から構成される。櫛歯状のピンはベルト部の進行方向に対し横一列に等間隔で複数列配置され、低速洗浄機の排出口で、ベルト部の回転により回転方向とは反対側へ倒れる可倒機能をもつ。ベルト部は、回転数を調整できる変速機能をもつ駆動用モーターで回転し、水中に浮遊する破砕片を引き上げ易くするため、回転ドラム部側を水中に、排出口側を水上に位置するよう傾斜して取り付けられる。

図３に示す低速洗浄機におけるダンパー部は、使用済み農業用プラスチックフィルムの破砕片に付着する汚泥等の異物が沈降した洗浄水を定期的に排水するため、上下２枚のバルブプレート９ａ乃至９ｆをもつ。まず上部のバルブプレート９ａ、９ｃ、９ｅを開き、ダンパー部に汚泥等の異物が沈降した洗浄水を導き入れた後、上部バルブプレート９ａ、９ｂ、９ｃを閉じる。次いで下部のバルブプレート９ｂ、９ｄ、９ｆを開き、ダンパー部にある洗浄水を排出した後、下部バルブプレート９ｂ、９ｄ、９ｆを閉じる。上下のバルブプレート９ａ乃至９ｆは油圧シリンダーに高圧の空気を挿入することで開閉駆動し、高圧空気を定期的に挿入することで上下のバルブプレートも定期的に開閉する。洗浄水の洗浄効果を維持するため、ダンパー部は３基以上設けることが望ましい。

本発明に係る低速回転による洗浄技術において、破砕片を水中から引き上げ、再び水中に落下させるための引き上げ高さは、１メートル以上であることが望ましく、落下を４回乃至５回程度繰り返すことが望ましい。

図５に示すように、本発明にかかる破砕洗浄技術を使用した高速洗浄機は、破砕片を洗浄水とともに高速回転させる機能を持つ回転シャフト部１１と、回転シャフト部を覆うドラム部１２で構成される。

高速洗浄機における回転シャフト部１１は、円柱状の形状であり、破砕片と洗浄水をドラム内部に導くホッパー部を有し、破砕片どうしを洗浄水中で擦れあわせながらドラム内部を水平方向に移動させるための螺旋状のつばを有する。本発明に係る高速回転による洗浄技術において、破砕片どうしを擦れあわせる回転数は毎分１，０００回転乃至１，２００回転程度であることが望ましい。

高速洗浄機におけるドラム部１２は、ドラム表面に洗い落とされた汚泥等異物をドラム外部へ排出する穴を有する。ドラム部表面に付着する洗い落とされた汚泥等異物を除去するため、ドラム部の左右に放水管１３が各１本ずつ設けられ、ドラム部表面に放水する。

本発明に係る洗浄技術に使用する洗浄水は、一旦洗浄排水となった水を沈殿濾過した上澄み水を循環利用することが可能であるが、低速回転による洗浄と高速回転による洗浄の組み合わせにおいて、２度目以降の組み合わせには清水を使用することが望ましい。

本発明にかかる破砕洗浄装置による使用済み農業用プラスチックフィルムの破砕洗浄により、使用済み農業用プラスチックフィルムに付着する汚泥等異物が完全に除去された再生プラスチック原料の素材となるフラフが得られる。このフラフを網目規格１２０メッシュの金網を装着したプラスチック原料製造用押出機にて加熱溶融し、ペレット化することで、再びプラスチックフィルムが製造可能な再生プラスチック原料が加工製造できる。

上記技術において、破砕洗浄装置に投ずる使用済み農業用プラスチックフィルムは、その材質ごとに予め分別されなければならない。たとえば、現在農業用プラスチックフィルムとして使用されているものは、その材質を大別すると塩化ビニル樹脂、又はポリエチレン系樹脂に区分される。塩化ビニル樹脂とポリエチレン系樹脂はそれぞれ溶融温度が異なるため、混在した状態で加熱溶融すると、塩化ビニル樹脂が溶融してもポリエチレン系樹脂は半溶融状態であり、又はポリエチレン系樹脂が溶融すると塩化ビニル樹脂はガス化することとなり、再生プラスチック原料には仕上がらない。そのため、破砕洗浄する前に、使用済み農業用プラスチックフィルムを材質ごとに分別することが必要となる。

破砕洗浄後のフラフは、その表面に水分が付着しているため、ペレット加工に使用するプラスチック原料製造用押出機には抜気用のベント孔が設けられていなければならない。また、押出機に使用する押出用スクリューには、その中央部にダルメージ部を有していなければならない。破砕洗浄後のフラフが加熱溶融され、スクリューにより押し出される途中でダルメージ部により加圧されることにより、フラフ表面に付着する水分がガス化し、抜気用のベント孔を通して押出機外に排出されることで、水分を含有しないプラスチック原料ペレットとして加工される。

プラスチック原料製造用押出機には、混入する微細な異物を除去するため、金網が装着されるが、使用済み農業用プラスチックフィルムを破砕洗浄したフラフをペレット加工するためには、網目規格１２０メッシュ乃至１５０メッシュの金網を装着しなければならない。網目規格１２０メッシュ乃至１５０メッシュの金網を装着することにより、プラスチックフィルムを製造する際に支障となる、原料ペレットに混入する微細異物を除去できる。

上記技術により製造される使用済み農業用プラスチックフィルムの再生プラスチック原料は、原料物性が均一ではない。これは、素材となる農業用プラスチックフィルムが使用済みとなるまでの経過が異なるものを、混在状態で原料加工することによる。このことで、再生プラスチック原料のみを使用して製造されるプラスチックフィルムもまた、物性が不均一なものとなる。そこで、不均一な原料物性を均一なものにし、物性が均一なプラスチックフィルムを製造するために、再生プラスチック原料にバージン原料を配合する。厚さ０．０１５ミリメートルを超え、０．１ミリメートル未満のプラスチックフィルムを製造するためには、使用済み農業用プラスチックフィルムから製造される再生プラスチック原料を最少７０％重量比、バージン原料を最大３０％重量比配合する。このことで、物性が均一なプラスチックフィルムが製造できる。厚さ０．０２ミリメートルのプラスチックフィルムを製造する場合、再生プラスチック原料を７０％重量比、バージン原料を３０％重量比とすることが最適配合率となる。

さらに、製造されるプラスチックフィルムが農業用資材として使用される等、屋外で使用される場合には、紫外線等によるプラスチックフィルムの物性劣化を防止するため、耐候剤を添加する。例えば、厚さ０．０２ミリメートルのプラスチックフィルムが農業用資材として屋外使用される場合には、最大使用期間は１０箇月に及ぶが、再生プラスチック原料７０％重量比とバージン原料３０％重量比の配合原料９９．０１％重量比に０．９９％重量比の耐候剤を添加することで、１０箇月の使用期間中における物性劣化を防止することができる。

本発明における上記配合技術を使用したプラスチックフィルム製造原料により製造されるプラスチックフィルムは、再生農業用プラスチックフィルム資材製品として使用することができる。この再生農業用プラスチックフィルム資材製品は、使用済みとなった農業用プラスチックフィルム資材製品が原料素材の主体であることを特徴としている。

本発明による破砕洗浄技術及び再生プラスチック原料の加工技術と、再生プラスチック原料、バージン原料、添加剤の配合技術は、再生農業用プラスチックフィルム資材製品が使用済みとなった後も、繰り返し再生農業用プラスチックフィルム資材製品として製造できることを特徴としている。本発明は、資源が使用済み後に廃棄物とならず、再製品化され循環することを具現する。再製品化の循環をシステムとして構築すれば、再製品化の循環を途切れることなく継続することが可能となる。継続し続ける循環システムは、再製品化サイクルシステムとして確立でき、資源循環型社会乃至資源節約型社会形成に寄与することができる。

本発明は、農業用プラスチックフィルム資材の使用者が、使用済みとなった農業用プラスチックフィルムを原料素材として無償で供給し、再生農業用プラスチックフィルム資材製品への再製品化を業務委託することを可能にする。本発明に係る委託加工後の再製品化量は、原料素材として供給される使用済み品の重量と同重量となる。原料素材として供給される使用済み農業用プラスチックフィルムに付着する汚泥等異物は、平均３０％重量比あり、本発明の再生プラスチック原料加工時点で完全に除去される。その後、プラスチックフィルム製造原料加工時の配合にて、平均３０％重量比のバージン原料等を配合、添加するため、原料素材重量と再製品化重量は同一となる。

本発明による再製品化委託加工サイクルシステムは、農業用プラスチックフィルム資材の使用者の廃棄物処理費用を削減できる。従来、使用済み農業用プラスチックフィルム資材は、産業廃棄物として処理されるため、その使用者は先ず資材購入費用を負担し、使用済み後に処理費用を負担している。本発明による再製品化への委託加工サイクルシステムによれば、使用者は使用済み品を原料素材として無償で供給するため、処理費用を負担することなく、再製品化される製品の加工費用のみを負担すればよい。

本発明により再製品化される製品の加工費用、即ち再製品価格は、再生プラスチック原料価格がバージン原料価格よりも安価であることから、バージン原料のみで製造される製品価格と比較し低価格となる。このため、農業用プラスチックフィルム資材の使用者は、資材購入費用も軽減することができる。

本発明に係る使用済み農業用プラスチックフィルムの再製品化委託加工サイクルシステムは、廃棄物を資源として繰り返し再活用でき、使用者の資材購入費用及び処理費用の負担を大幅に削減することができるため、環境保全型農業の推進と農業経営安定に寄与することができる。

本発明の実施の形態の破砕洗浄装置を示す（ａ）正面図、（ｂ）左側図面、（ｃ）平面図である。 本発明の実施の形態の引き裂き切断破砕機の切断部を示す。 本発明の実施の形態の低速洗浄機を示す。 本発明の実施の形態の低速洗浄機の回転ドラム部を示す。 本発明の実施の形態の高速洗浄機の（ａ）回転シャフト部、（ｂ）ドラム部を示す。

符号の説明

１ 引き裂き切断破砕機
２ 一次低速洗浄機
３ 一次高速洗浄機
４ 二次低速洗浄機
５ 二次高速洗浄機
６ 引き裂き切断刃
７ 回転ドラム部
８ コンベア部
９ａ 上部バルブプレート
９ｂ 下部バルブプレート
９ｃ 上部バルブプレート
９ｄ 下部バルブプレート
９ｅ 上部バルブプレート
９ｆ 下部バルブプレート
１０ 回転ドラム部表面の穴
１１ 回転シャフト部
１２ ドラム部
１３ 放水管

Claims (6)

1. 使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する汚泥等異物を完全除去するため、フィルム資材を引き裂き切断する破砕方法と、破砕されたフィルム資材を低速回転させながら、水中に垂直方向から繰り返し落下させ洗浄した後、水中で水平方向に高速回転させながら洗浄する方法を組み合わせた破砕洗浄技術。
2. 請求項１記載の技術を使用した、引き裂き切断破砕機１台と低速回転洗浄機および高速回転洗浄機の組み合わせを２組有する破砕洗浄装置。
3. 請求項２記載の装置を使用した、使用済み農業用プラスチックフィルム資材に付着する汚泥等異物が完全に除去された再生プラスチック原料の加工技術。
4. 請求項３の技術を使用した再生プラスチック原料を７０％重量比含む再生プラスチックフィルム製造原料に加工するためのバージン原料や添加剤との配合技術。
5. 請求項４の技術を使用した再生プラスチック原料を７０％重量比含む再生プラスチックフィルム製造原料による再生農業用プラスチックフィルム資材製品。
6. 農業用プラスチックフィルム資材が使用済み後、再生農業用プラスチックフィルム資材として繰り返し循環する再製品化委託加工サイクルシステム。

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