JP2015085594A - ポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置及び方法 - Google Patents

ポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ポリオレフィン系プラスチックのリサイクル効率を向上すること。
【解決手段】 破砕機10で衝打されたシュレッダーダストから、木片、比重が1より大きいプラスチック類、及びゴム類を分離することにより、ポリオレフィン系プラスチックを回収するもの。
【選択図】 図1

Description

本発明は、プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを回収するポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置及び方法に関する。
従来、例えば自動車や家電製品等を破砕し、除鉄した後のシュレッダーダストから、比重が1より小さいプレスチック類を回収するシュレッダーダストの処理方法として、特許文献1等に記載のものがある。
従来技術を用いて、プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを回収しようとするときには、それらのシュレッダーダストを篩分装置によって篩分けて粒径が一定範囲に入る塊状ダストを選別し、この塊状ダストを水分離機の水中に分散させて比重が1以下のポリオレフィン系プラスチックを比重が1より大きいプラスチック類から比重分離して回収することが考えられる。
特開2006-181464
しかしながら、従来技術では、シュレッダーダストから回収したポリオレフィン系プラスチックが多くのゴム類、木片の異物を含み、ポリオレフィン系プラスチックのリサイクル効率が低い。
本発明の課題は、ポリオレフィン系プラスチックのリサイクル効率を向上することにある。
請求項1に係る発明は、プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを回収するポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置であって、シュレッダーダストが投入され、該シュレッダーダストを回転式衝打手段により衝打し、該シュレッダーダスト中のプレスチック類を乾式洗浄するとともに、木片を粉砕する破砕機と、破砕機で衝打されたシュレッダーダストから木片を風力分離する風力分離機と、破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離されたシュレッダーダストから比重が1より大きいプラスチック類を水中で比重分離する水分離機と、破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離され、水分離機で比重が1より大きいプラスチック類が分離されたシュレッダーダストからゴム類をフリクション分離するフリクション分離機とを有し、破砕機で衝打されたシュレッダーダストから、上記の木片、比重が1より大きいプラスチック類、及びゴム類を分離することにより、ポリオレフィン系プラスチックを回収するようにしたものである。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において更に、前記破砕機が回転式衝打手段によるシュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを調整し、木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の加熱溶融を回避可能にするようにしたものである。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る発明において更に、前記破砕機の回転式衝打手段が、回転軸に取付けられて旋回する可撓線状体の先端に、該可撓線状体とは異なるハンマーヘッドを着脱自在に備えてなるようにしたものである。
請求項4に係る発明は、プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを回収するポリオレフィン系プラスチックのリサイクル方法であって、破砕機の回転式衝打手段により該シュレッダーダストを衝打し、該シュレッダーダスト中のプレスチック類を乾式洗浄するとともに、木片を粉砕する工程と、破砕機で衝打されたシュレッダーダストから木片を風力分離する工程と、破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離されたシュレッダーダストから比重が1より大きいプラスチック類を水中で比重分離する工程と、破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離され、水分離機で比重が1より大きいプラスチック類が分離されたシュレッダーダストからゴム類をフリクション分離する工程と、破砕機で衝打されたシュレッダーダストから、上記の木片、比重が1より大きいプラスチック類、及びゴム類を分離することにより、ポリオレフィン系プラスチックを回収する工程とを有してなるようにしたものである。
請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明において更に、前記破砕機が回転式衝打手段によるシュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを調整し、木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の加熱溶融を回避するようにしたものである。
請求項6に係る発明は、請求項4又は5に係る発明において更に、前記破砕機の回転式衝打手段が、回転軸に取付けられて旋回する可撓線状体の先端に、該可撓線状体とは異なるハンマーヘッドを着脱自在に備えるようにしたものである。
(請求項1、4)
(a)シュレッダーダスト中の木片は、破砕機で衝打されて微細化された乾燥状態で軽くなり、破砕機の後工程で風力分離機の風に吹き飛ばされて簡易かつ効率的に風力分離される。
シュレッダーダスト中のゴム類は、破砕機で衝打され、微細化されて軽くなる。破砕機の後工程で、シュレッダーダスト中の微細化されて比重が1より小さいEPDM(発泡系ゴム)ゴム類、及び比重が1より小さいポリオレフィン系プラスチック(PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)等)は、水分離機の水中で比重が1より大きいプラスチック類(ABS(ABS樹脂)、PS(ポリスチレン)等)から比重分離される。これにより、比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)は、破砕機における衝打によって乾式洗浄されて磨かれた状態で回収されるものになる。
水分離機で比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)から分離されたEPDM等のゴム類とポリオレフィン系プラスチックは、フリクション分離機で互いにフリクション分離される。即ち、EPDM等のゴム類はフリクション分離機の例えばローラーの表面に摩擦力で付着したまま当該ローラーの回転方向に移動して回収される。そして、ポリオレフィン系プラスチックがフリクション分離機の例えばローラーの表面を軸方向に滑って回収される。これにより、シュレッダーダスト中のポリオレフィン系プラスチックが、木片、比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)、及びゴム類を除かれた高純度、換言すれば高リサイクル効率で回収されるものになる。
このとき、ポリオレフィン系プラスチックは、破砕機における衝打によって乾式洗浄されて磨かれた状態で回収されるものなる。
(請求項2、5)
(b)前記破砕機が回転式衝打手段によるシュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを調整し、木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の加熱溶融を回避する。これにより、木片を適度かつ迅速に微細化するとともに、プラスチック類とゴム類が破砕機における容器の内面に融着する不都合を防止できる。
(請求項3、6)
(c)前記破砕機の回転式衝打手段が、回転軸に取付けられて旋回する可撓線状体の先端に、該可撓線状体とは異なるハンマーヘッドを着脱自在に備える。即ち、ハンマーヘッドの硬質表面、角状表面等がシュレッダーダスト中の木片、ゴム類をより確実に破砕するとともに、表面が摩耗したハンマーヘッドを容易に交換し、破砕機の生産性を向上できる。
図1はシュレッダーダストのリサイクル手順を示す模式図である。 図2は破砕機を示す模式図である。 図3は破砕機の可撓線状体に設けたハンマーヘッドを示す模式図である。 図4は風力分離機を示す模式図である。 図5はフリクション分離機を示す模式図である。
リサイクル装置100は、例えば自動車や家電製品等を破砕し、除鉄した後のシュレッダーダストを原料ダストとし、プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを回収する。
リサイクル装置100は、図1に示す如く、破砕機10、風力分離機20、篩分装置30、水分離機40、フリクション分離機50を直列配置して構成される。尚、リサイクル装置100において、篩分装置30を設けることは必須としない。
破砕機10は、シュレッダーダストが投入され、該シュレッダーダストを回転式衝打手段14により衝打し、該シュレッダーダスト中のプレスチック類を乾式洗浄するとともに、木片及びゴム類を粉砕する。
破砕機10は、図2に示す如く、前述の原料ダストが投入される容器11を備えるとともに、容器11の上部に原料投入ホッパ11Aを備える。ホッパ11Aは、上部ゲート12Aと中間部ゲート12Bの間に原料ダストを一時的に貯留する予備室12を備え、開閉装置13によって中間部ゲート12Bを開くことにより、一定時間毎に一定量の原料ダストをまとめて容器11に投入し、バッチ処理する。
破砕機10は、容器11に投入されたシュレッダーダストを衝打する回転式衝打手段14を有する。回転式衝打手段14は、容器11の底部に回転軸15を枢支し、電動モータ16により回転軸15を駆動可能にしている。回転式衝打手段14は、回転軸15の例えば直径上の2位置に2個の可撓線状体17を取付けて構成される。可撓線状体17は、例えばチェーン(ワイヤ等でも可)からなり、可撓線状体17の先端が容器11の底部に沿って旋回する回転外径と容器11の内面との間に一定の隙間を介する。回転式衝打手段14は、容器11の内部で旋回する可撓線状体17がシュレッダーダストに衝突し、或いは可撓線状体17と衝突して容器11内を動き回るシュレッダーダスト同士が衝突することを繰り返す過程で、シュレッダーダスト中のゴム類、木片を粉砕するとともに、プラスチック類の表面を乾式洗浄して磨く。
尚、破砕機10にあっては、回転式衝打手段14の可撓線状体17によるシュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを電動モータ16の駆動制御等によって調整し、木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の過度な衝打による加熱溶融、ひいてはそれらのプラスチック類とゴム類の容器11内面への融着を回避する。
破砕機10は、容器11内で、回転式衝打手段14の可撓線状体17が旋回運動する領域Rの直上部に、シュレッダーダストの舞い上がりを抑え、シュレッダーダストに対する衝打効率を向上するための舞い上がり防止天井11Sを備える。
破砕機10は、容器11の側部に不図示の排出口を有し、可撓線状体17の旋回中に排出口に設けてある排出ゲートを開くことにより、可撓線状体17に連れ回るシュレッダーダストが容器11の排出口に到達したとき、該シュレッダーダストを自らの回転遠心力により外部へ排出する。
また、破砕機10の回転式衝打手段14は、図3に示す如く、回転軸15に取付けられて旋回するチェーン等の可撓線状体17の先端に、該可撓線状体17とは異なるハンマーヘッド18を連結着脱具19により着脱自在に備えることができる。ハンマーヘッド18は、可撓線状体17のチェーン材料より硬質の平板材、棒状材、塊状材等からなり、容器11の内面との間に一定の隙間を介して旋回する過程で、それらの平板材等の角面によりシュレッダーダスト中の木片、ゴム類をより確実に破砕する。連結着脱具19は、ハンマーヘッド18の取付孔に挿通されるU字金物19Aと、U字金物19AのU字の両端に挿着されるピンシャックル19Bとを有し、U字金物19Aに挿着されたピンシャックル19Bの中間部を可撓線状体17の先端のチェーンの環17Aに着脱することで、新旧のハンマーヘッド18を可撓線状体17に対して適宜交換できる。
風力分離機20は、図4に示す如く、ジグザグ状ダクト21、サイクロンセパレータ23、ジグザグ状ダクト21とサイクロンセパレータ23をつなぐ連通ダクト22を備える。そして、ジグザグ状ダクト21の下端寄りに送風ファン24の吹出口24Aを連通し、ジグザグ状ダクト21の上端の側部にロータリーバルブ25Vを介してダスト投入口25を連通し、ジグザグ状ダクト21の下端にロータリーバルブ26Vを介して重量ダスト排出口26を連通している。更に、サイクロンセパレータ23の下端にロータリーバルブ27Vを介して軽量ダスト排出口27を連通し、サイクロンセパレータ23の上端に微粉排出ダクト28を連通している。ここで、ロータリーバルブ25V、26V、27Vは、シュレッダーダストの通過を許容するものの、風の通過は許さない。
風力分離機20は、送風ファン24からジグザグ状ダクト21に送風する状態で、破砕機10の不図示の排出口から排出される破砕後のシュレッダーダストがダスト投入口25からジグザグ状ダクト21に投入される。ジグザグ状ダクト21に投入されたシュレッダーダストのうち、軽量の木片以外のプラスチック類及びゴム類である重量ダストはジグザグ状ダクト21内を風力に抗して下降し、ジグザグ状ダクト21の下端の重量ダスト排出口26から排出される。他方、軽量の木片はジグザグ状ダクト21内の風力に乗って連通ダクト22からサイクロンセパレータ23に搬送され、その下端の軽量ダスト排出口27から排出される。更に、最軽量の木片の微粉(木粉)が、サイクロンセパレータ23の上端から微粉排出ダクト28の側に搬送され、微粉排出ダクト28から排出される。
風力分離機20は、破砕機10で衝打されたシュレッダーダスト中の木片と木粉を軽量ダスト排出口27と微粉排出ダクト28に分離して排出するとともに、プラスチック類とゴム類を重量ダスト排出口26に分離して排出する。
篩分装置30は、風力分離機20の重量ダスト排出口26に接続され、重量ダスト排出口26から排出されるプラスチック類及びゴム類の表面に付着している木片の微粉(木粉)を篩分け除去する。
水分離機40は、篩分装置30において木粉を篩分けされた後のシュレッダーダスト(プラスチック類及びゴム類)を水中に分散し、比重が1より大きいプラスチック類及びゴム類を水中に沈めて比重分離する。これにより、水上に浮く比重が1より小さいプラスチック類、即ちポリオレフィン系プラスチック、及びEPDM等のゴム類が分離されて取得される。
フリクション分離機50は、図5に示す如く、水中分離機40で分離されたポリオレフィン系プラスチック及びEPDM等のゴム類が投入されるホッパ51を備え、ホッパ51の落下口51Aの下方に2つの相接するローラー52、53の谷間54を配置している。2つのローラー52、53はそれらの上半部の表面の回転方向を谷間54から遠のくX方向としている。これにより、ホッパ51の落下口51Aから落下するポリオレフィン系プラスチック及びEPDM等のゴム類のうち、摩擦係数が高いEPDM等のゴム類は、2つのローラー52、53の表面との間の大きな摩擦力により、それらのローラー52、53の表面に付着したまま、それらの回転方向Xに移動する。他方、ポリオレフィン系プラスチックは、2つのローラー52、53の谷間54に乗ってその軸方向に移動し、結果として前述の木片、比重が1より大きいプラスチック類及びゴム類、並びに比重が1より小さいEPDM等のゴム類が分離された状態で回収されるものになる。
以下、リサイクル装置100によるポリオレフィン系プラスチックの回収手順について説明する(図1)。
(1)プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダスト(原料ダスト)を破砕機10の容器11に投入し、このシュレッダーダストを回転式衝打手段14の可撓線状体17により衝打する。可撓線状体17の先端にハンマーヘッド18を設けても良い。これにより、シュレッダーダスト中のプラスチック類(比重が1より大きいABS、PS等、及び比重が1より小さいPP、PE等のオレフィン系プラスチック)を乾式洗浄してそれらの表面を磨いて汚れを除去するとともに、ゴム類及び木片を粉砕する。
このとき、破砕機10では、回転式衝打手段14の可撓線状体17(ハンマーヘッド18)による上記シュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを調整し、ゴム類及び木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の加熱溶融を回避する。
(2)破砕機10による衝打後のシュレッダーダストを風力分離機20のジグザグ状ダクト21に投入し、該シュレッダーダスト中の木片を送風ファン24の風力により分離する。即ち、木片以外のプラスチック類及びゴム類である重量ダストをジグザグ状ダクト21の下端の重量ダスト排出口26から排出し、軽量の木片はサイクロンセパレータ23に搬送してその下端の軽量ダスト排出口27から排出し、最軽量の木片の微粉(木粉)はサイクロンセパレータ23の上端を経て微粉排出ダクト28から排出する。
(3)風力分離機20の重量ダスト排出口26から排出されたプラスチック類及びゴム類を篩分装置30に投入し、それらの表面に付着している木片の微粉(木粉)を篩分け除去する。
(4)篩分装置30において木粉を篩分け除去されたプラスチック類及びゴム類を水分離機40の水中に分散して比重分離する。これにより、比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)及びゴム類を分離して回収し、それらの再生に供する。
(5)水分離機40において比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)及びゴム類を分離された、比重が1より小さいプラスチック類(PP、PE等のポリオレフィン系プラスチック)とEPDM等のゴム類をフリクション分離機50に投入する。これにより、EPDM等のゴム類をフリクション分離して回収し、その再生に供する。
(6)フリクション分離機50においてEPDM等のゴム類を分離された、比重が1より小さいプラスチック類、即ちポリオレフィン系プラスチック(PP、PE等)を回収し、それらの再生に供する。
従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)シュレッダーダスト中の木片は、破砕機10で衝打されて微細化された乾燥状態で軽くなり、破砕機10の後工程で風力分離機20の風に吹き飛ばされて簡易かつ効率的に風力分離される。
シュレッダーダスト中のゴム類は、破砕機10で衝打され、微細化されて軽くなる。破砕機10の後工程で、シュレッダーダスト中の微細化されて比重が1より小さいEPDM等のゴム類、及び比重が1より小さいポリオレフィン系プラスチック(PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)等)は、水分離機40の水中で比重が1より大きいプラスチック類(ABS(ABS樹脂)、PS(ポリスチレン)等)から比重分離される。これにより、比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)は、破砕機10における衝打によって乾式洗浄されて磨かれた状態で回収されるものになる。
水分離機40で比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)から分離されたEPDM等のゴム類とポリオレフィン系プラスチックは、フリクション分離機50で互いにフリクション分離される。即ち、EPDM等のゴム類はフリクション分離機50の例えばローラー52、53の表面に摩擦力で付着したまま当該ローラー52、53の回転方向に移動して回収される。そして、ポリオレフィン系プラスチックがフリクション分離機50の例えばローラー52、53の表面を軸方向に滑って回収される。これにより、シュレッダーダスト中のポリオレフィン系プラスチックが、木片、比重が1より大きいプラスチック類(ABS、PS等)、及びゴム類を除かれた高純度、換言すれば高リサイクル効率で回収されるものになる。
このとき、ポリオレフィン系プラスチックは、破砕機10における衝打によって乾式洗浄されて磨かれた状態で回収されるものなる。
(b)前記破砕機10が回転式衝打手段14によるシュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを調整し、木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の加熱溶融を回避する。これにより、木片を適度かつ迅速に微細化するとともに、プラスチック類とゴム類が破砕機10における容器の内面に融着する不都合を防止できる。
(c)前記破砕機10の回転式衝打手段14が、回転軸に取付けられて旋回する可撓線状体17の先端に、該可撓線状体17とは異なるハンマーヘッド18を着脱自在に備える。即ち、ハンマーヘッド18の硬質表面、角状表面等がシュレッダーダスト中の木片、ゴム類をより確実に破砕するとともに、表面が摩耗したハンマーヘッド18を容易に交換し、破砕機10の生産性を向上できる。
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
本発明によれば、プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを高いリサイクル効率で回収できる。
10 破砕機
14 回転式衝打手段
17 可撓線状体
18 ハンマーヘッド
20 風力分離機
40 水分離機
50 フリクション分離機

Claims (6)

  1. プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを回収するポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置であって、
    シュレッダーダストが投入され、該シュレッダーダストを回転式衝打手段により衝打し、該シュレッダーダスト中のプレスチック類を乾式洗浄するとともに、木片を粉砕する破砕機と、
    破砕機で衝打されたシュレッダーダストから木片を風力分離する風力分離機と、
    破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離されたシュレッダーダストから比重が1より大きいプラスチック類を水中で比重分離する水分離機と、
    破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離され、水分離機で比重が1より大きいプラスチック類が分離されたシュレッダーダストからゴム類をフリクション分離するフリクション分離機とを有し、
    破砕機で衝打されたシュレッダーダストから、上記の木片、比重が1より大きいプラスチック類、及びゴム類を分離することにより、ポリオレフィン系プラスチックを回収するポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置。
  2. 前記破砕機が回転式衝打手段によるシュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを調整し、木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の加熱溶融を回避可能にする請求項1に記載のポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置。
  3. 前記破砕機の回転式衝打手段が、回転軸に取付けられて旋回する可撓線状体の先端に、該可撓線状体とは異なるハンマーヘッドを着脱自在に備えてなる請求項1又は2に記載のポリオレフィン系プラスチックのリサイクル装置。
  4. プラスチック類、ゴム類、木片を主体としたシュレッダーダストからポリオレフィン系プラスチックを回収するポリオレフィン系プラスチックのリサイクル方法であって、
    破砕機の回転式衝打手段により該シュレッダーダストを衝打し、該シュレッダーダスト中のプレスチック類を乾式洗浄するとともに、木片を粉砕する工程と、
    破砕機で衝打されたシュレッダーダストから木片を風力分離する工程と、
    破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離されたシュレッダーダストから比重が1より大きいプラスチック類を水中で比重分離する工程と、
    破砕機で衝打され、風力分離機で木片が分離され、水分離機で比重が1より大きいプラスチック類が分離されたシュレッダーダストからゴム類をフリクション分離する工程と、
    破砕機で衝打されたシュレッダーダストから、上記の木片、比重が1より大きいプラスチック類、及びゴム類を分離することにより、ポリオレフィン系プラスチックを回収する工程とを有してなるポリオレフィン系プラスチックのリサイクル方法。
  5. 前記破砕機が回転式衝打手段によるシュレッダーダストの衝打時間、衝打速度、衝打力の少なくとも1つを調整し、木片の粉砕過程におけるプラスチック類とゴム類の加熱溶融を回避する請求項4に記載のポリオレフィン系プラスチックのリサイクル方法。
  6. 前記破砕機の回転式衝打手段が、回転軸に取付けられて旋回する可撓線状体の先端に、該可撓線状体とは異なるハンマーヘッドを着脱自在に備える請求項4又は5に記載のポリオレフィン系プラスチックのリサイクル方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110252779A (zh) * 2019-07-23 2019-09-20 源创环境科技有限公司 一种利用矿化垃圾进行木塑板材一体化生产的工艺
CN111744785A (zh) * 2019-03-27 2020-10-09 江苏腾越新材料科技有限公司 一种分筛效果好的工程塑料粒子分筛装置

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