JP2977799B1

JP2977799B1 - 廃プラスチックの分別方法及び装置

Info

Publication number: JP2977799B1
Application number: JP14564998A
Authority: JP
Inventors: 学政本; 正晴笹倉
Original assignee: NIPPON SHOKUHIN KAGAKU KOGATSUKAI; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: NIPPON SHOKUHIN KAGAKU KOGATSUKAI; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: JPH11333843A

Abstract

【要約】【課題】運転条件（上下排水比）に関わらず、軽質物
（ＰＥ、ＰＰ）を安定して上方から回収する。ＰＳの軽
質物側排出率（上方回収率）を向上させる。軽質物（Ｐ
Ｅ、ＰＰ）からＡＢＳの分離が行えるようにする。【解決手段】円筒部２６とこの円筒部２６の下端に連
設された略逆円錐部２８とからなる本体１４ｂ上側部に
接線方向の混合廃プラスチック破砕片含有液の液流入口
１６を有し、本体１４ｂ内上部に先端が本体１４ｂ上面
より突出して上方抜出口３２を形成するように上方抜出
管（浸漬管）１８を有し、本体１４ｂ下部に下方抜出口
２０を有し、この下方抜出口２０に下方抜出管３４が接
続された液体サイクロンにおいて、この液体サイクロン
本体１４ｂ内の下部中央に、下方への液流れのうち中央
部の流れを妨げるための障害部材３６を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックの
分別方法及び装置、詳しくは、予め破砕された複数種類
の廃プラスチックを効率よく分別するための液体サイク
ロン、及びこの液体サイクロンを用いて廃プラスチック
を分別する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチックの分別は、加熱分解によ
る油化やＲＤＦ（ごみ固形燃料）を中心としたプラスチ
ックリサイクルに不可欠な技術である。液体サイクロン
（ハイドロサイクロン）を用いて廃プラスチックの分別
を行う場合は、例えば、図１１に示すように、予め破砕
された混合廃プラスチック破砕片と市水（又は食塩水
等）とをプラスチック含有液タンク１０に投入し、タン
ク１０内の混合廃プラスチック破砕片含有液をポンプ１
２により液体サイクロン１４の液流入口１６に供給す
る。液体サイクロン１４内では、供給された液が旋回流
を形成し、水（又は食塩水）より比重の小さいプラスチ
ック（軽質物）が中央部に、水（又は食塩水）より比重
の大きいプラスチック（重質物）が外側に、それぞれ集
まる。液体サイクロンの一般的な運転条件では、供給液
量の７０〜９０％を上方から排水しており、上方抜出管
（浸漬管）１８からは水（又は食塩水）の大部分と中央
部に集まった軽質物とが排出される。一方、下方抜出口
２０からは重質物と残りの水（又は食塩水）とが排出さ
れる。軽質物の含有液、重質物の含有液は、それぞれ、
固液分離器２２、２４に導入されて固体と液体とに分離
され、固体成分（分別されたプラスチック）は、それぞ
れ、上方回収物、下方回収物として、リサイクル等に利
用されたり、廃棄処分等される。固液分離器２２、２４
で分離された液は、プラスチック含有液タンク１０に循
環する。

【０００３】従来の液体サイクロンの一例としては、図
１２、図１３に示すように、液体サイクロン本体１４ａ
が、円筒部２６と円筒部２６の下端に連設された略逆円
錐部２８とからなり、円筒部２６の上側部に略接線方向
の液流入口１６を有する液供給部３０が設けられ、液体
サイクロン本体１４ａ内の上部には、先端が本体１４ａ
の上面より突出した上方抜出口３２を有する上方抜出管
（浸漬管）１８が設けられ、略逆円錐部２８の先端部
（下部）には下方抜出口２０が設けられ、下方抜出口２
０に下方抜出管３４が接続された構成のものがある。上
記のような構成の液体サイクロンにおいて、通常用いら
れる装置の一例としては、寸法が、円筒部内径Ｄ＝３０
０mm、円筒部高さＨ1＝６５０mm、略逆円錐部高さＨ2＝
３００mm、上方抜出管（浸漬管）内径Ｄ1＝７５mm、下
方抜出管内径Ｄ2＝７５mm、上方抜出管（浸漬管）長さ
Ｌ＝４００mm、液供給部孔径Ｗ＝６５mm、のものが挙げ
られる。この装置を用いた廃プラスチックの分別結果等
については後述する。

【０００４】従来の液体サイクロン（ハイドロサイクロ
ン）を用いた廃プラスチックの分別では、例えば、ポリ
ビニルクロライド（ＰＶＣ、塩化ビニル）、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、
ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）で構成
される廃プラスチック混合物から、油化適材であるＰ
Ｓ、ＰＥ、ＰＰを回収しようとしても、水より若干比重
の大きいＰＳの大半は、水より比重の小さいＰＥ、ＰＰ
と同じ軽質側（上方）に排出されずに、水より比重の大
きいＰＶＣ、ＰＥＴと同じ重質側（下方）に排出され、
ＰＥ、ＰＰと同じ軽質側（上方）に排出されるＰＳは一
部に過ぎなかった。

【０００５】また、上記の廃プラスチック混合物（ＰＶ
Ｃ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＥ、ＰＰ）に、油化不適物の一つ
であるアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂
（ＡＢＳ）が混入している場合、比重がＰＳとほぼ同じ
であるＡＢＳは、その一部がＰＥ、ＰＰと同じ軽質側
（上方）に排出され、油化適材に油化不適物が混入する
ことになる。この場合、ＡＢＳの上方回収率を減らすた
めに、上方排水率を小さくして下方排水を多くしても、
重質物側（ＰＶＣ、ＰＥＴ側）に軽質物（ＰＥ、ＰＰ）
の大半が排出される結果となる。

【０００６】また、特公昭５７−４１９８３号公報に
は、上部サイクロンの下半分を囲むように直円筒形又は
円錐筒形の下部サイクロンを設けた構成が開示されてお
り、この下部サイクロン内にも旋回流を与えるようにし
て、上部サイクロンの下方から排出される重質物を再分
離し、分別精度を向上させることが記載されている。ま
た、実公平３−１９９５１号公報には、サイクロンの下
部外周に環状管を設け、この環状管にも接線方向に空気
を送り込んで、サイクロン下部の開口（排出孔）からも
サイクロン内に旋回流を与えるようにし、微細な粉粒体
の分級が円滑に行えるようにした装置が記載されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
液体サイクロンでは、油化適材（ＰＳ、ＰＥ、ＰＰ）を
廃プラスチック混合物（ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＥ、
ＰＰ）から回収する場合に、ＰＳがＰＥ、ＰＰと同じ軽
質側（上方）に排出されず、その大半がＰＶＣ、ＰＥＴ
と同じ重質側（下方）に排出されていた。それゆえ、従
来の液体サイクロン単独では、油化適材であるＰＳが十
分に回収できないという欠点があった。また、廃プラス
チック混合物にＡＢＳが混入した場合等に、下方排水を
多くして上方排水を減らしても、軽質物（ＰＥ、ＰＰ）
の大半が重質物側（ＰＶＣ、ＰＥＴ側）に排出されてし
まうという欠点があった。

【０００８】したがって、従来の液体サイクロンは、限
定された運転条件（下方排水と上方排水の比率）下で特
定の分別能力しか得られず、処理対象物が装置によって
限定されたものとなっていた。また、水より若干比重の
大きいＰＳ（中重質物）の上方回収率を向上させる方法
としては、例えば、塩水を用いて液比重を大きくし、Ｐ
Ｓの比重が相対的に小さくなるようにして、ＰＳを上方
回収する方法があるが、塩が多量に必要であり、また、
処理回収物を水洗する必要もあり、操作性及び経済性は
著しく低い。

【０００９】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、液体サイクロンの運転条件（下方
排水と上方排水の比率）に関わらず、廃プラスチック混
合物（例えば、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＥ、ＰＰ）か
ら、軽質物（例えば、油化適材であるＰＥ、ＰＰ）の大
半を安定して上方から回収でき、かつ、上方排水率を高
くすること（一般的な運転条件）により比重が水に近い
中重質物（例えば、油化適材であるＰＳ）を容易に軽質
物と同じ上方から回収でき、しかも、油化不適物である
中重質物（例えば、ＡＢＳ）が廃プラスチック混合物に
混入した場合等でも、上方排水率を低くすることにより
中重質物（例えば、ＡＢＳ）の上方回収率を下げて、油
化適材である軽質物（例えば、ＰＥ、ＰＰ）のみを精度
良く上方から回収できる方法及び装置を提供することに
ある。また、本発明の目的は、液体サイクロンの運転条
件（下方排水と上方排水の比率）を変更したり、液体サ
イクロンの装置自体を取り替えることなく、簡単な操作
のみで複数の分別能力を選択することができる廃プラス
チックの分別方法及び装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の廃プラスチックの分別方法は、液体サイ
クロンの液流入口に、水と同程度の比重の油化適材であ
るプラスチックを含む混合廃プラスチック破砕片含有水
を供給し、液体サイクロンの中央部を下方へ流れる水と
同程度の比重のプラスチックを含む水の流れを障害部材
で妨げることにより、水と同程度の比重のプラスチック
を含む水を上方抜出管内へ流入させて、水と同程度の比
重の油化適材であるプラスチックを液体サイクロンの上
方回収物として回収するように構成されている（図１〜
図４、図７、図９参照）。また、本発明の方法は、液体
サイクロンの液流入口に、水と同程度の比重の油化不適
物であるプラスチックを含む混合廃プラスチック破砕片
含有水を供給し、液体サイクロン内に設けられる障害部
材を液体サイクロン内の液流れに影響しない箇所である
本体の上部に突出した上方抜出管（浸漬管）先端部分又
は下方抜出管の下部に移動可能とし、水と同程度の比重
のプラスチックを含む水が下方へ流れるのを妨げないよ
うに障害部材を移動させて、上方回収物として回収され
る水と同程度の比重の油化不適物であるプラスチックの
量を減らすことを特徴としている（図８〜図１０参
照）。

【００１１】本発明の廃プラスチックの分別装置は、円
筒部とこの円筒部の下端に連設された略逆円錐部とから
なる本体上側部に接線方向の混合廃プラスチック破砕片
含有液の液流入口を有し、本体の上部に先端が本体上面
より突出して上方抜出口を形成するように本体内に上方
抜出管（浸漬管）を有し、本体下部に下方抜出口を有
し、この下方抜出口に下方抜出管が接続された液体サイ
クロンにおいて、この液体サイクロン内の下部中央に、
下方への液流れのうち中央部の流れを妨げて、水と同程
度の比重の油化適材であるプラスチックを含む水を上方
抜出管（浸漬管）内へ流入させて、水と同程度の比重の
油化適材であるプラスチックを液体サイクロンの上方回
収物として回収するための障害部材を設けたことを特徴
としている（図１〜図３、図９参照）。また、本発明の
装置は、本体上側部に接線方向の混合廃プラスチック破
砕片含有液の液流入口を有し、本体の上部に先端が本体
上面より突出して上方抜出口を形成するように本体内に
上方抜出管（浸漬管）を有し、本体下側部に下方抜出口
を有し、この下方抜出口に下方抜出管が接続された液体
サイクロンにおいて、この液体サイクロン内の下部中央
に、下方への液流れのうち中央部の流れを妨げて、水と
同程度の比重の油化適材であるプラスチックを含む水を
上方抜出管（浸漬管）内へ流入させて、水と同程度の比
重の油化適材であるプラスチックを液体サイクロンの上
方回収物として回収するための障害部材を設けたことを
特徴としている（図７参照）。

【００１２】上記の本発明の装置において、障害部材
を、横断面が円形となる形状のものとすることが好まし
い。例えば、横断面が円形であれば、障害部材として、
円盤形状の他に、円柱、球、円錐などの形状のものを用
いることができる。また、上記の本発明の装置におい
て、障害部材の設置位置として、障害部材の横断面の面
積が最大となる部分が、上方抜出管（浸漬管）下端から
上方抜出管（浸漬管）内径分下方の位置を上限とするこ
とが好ましい。そして、障害部材の設置位置として、障
害部材の横断面の面積が最大となる部分が、略逆円錐部
下端から下方抜出管内径分上方の位置を下限とすること
が好ましく、本体の中心軸上に下方抜出口を設けない
（底部が略逆円錐形でない）場合は、本体底面の位置を
下限とすることが好ましい。また、上記の本発明の装置
において、障害部材の横断面の面積が最大となる部分の
直径が、障害部材の横断面の面積が最大となる部分の高
さでの本体内の断面積に対して、障害部材の横断面の面
積が最大となる部分の断面積が０．８倍となる値を上限
とし、下方抜出管内径の０．５倍を下限とすることが好
ましい。

【００１３】また、これらの本発明の装置において、上
方抜出管（浸漬管）及び下方抜出管の少なくともいずれ
かの内径より障害部材の径を小さくして、水と同程度の
比重の油化不適物であるプラスチックを含む水が下方へ
流れるのを妨げないようにして、上方回収物として回収
される水と同程度の比重の油化不適物であるプラスチッ
クの量を減らすために、障害部材を液体サイクロン内の
液流れに影響しない箇所である本体の上部に突出した上
方抜出管（浸漬管）先端部分又は下方抜出管の下部に移
動可能な構成とすることができる。この場合、液体サイ
クロンの中心軸方向に上下移動可能な支柱を配設し、上
方抜出管（浸漬管）及び下方抜出管の少なくともいずれ
かの内径より障害部材の径を小さくし、この障害部材の
中心に支柱を挿通して固定した構成とすることが好まし
い（図８〜図１０参照）。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することができるもので
ある。図１、図２は、本発明の実施の第１形態による廃
プラスチックの分別装置を示している。本実施の形態
は、一例として、液体サイクロン内の下部中央に円盤形
状の障害部材を設置したものである。図１、図２に示す
ように、液体サイクロン本体１４ｂは、円筒部２６と円
筒部２６の下端に連設された略逆円錐部２８とからな
り、円筒部２６の上側部に略接線方向の液流入口１６を
有する液供給部３０が設けられ、液体サイクロン本体１
４ｂ内の上部には、先端が本体１４ｂの上面より突出し
た上方抜出口３２を有する上方抜出管（浸漬管）１８が
設けられ、略逆円錐部２８の先端部（下部）には下方抜
出口２０が設けられ、下方抜出口２０に下方抜出管３４
が接続されている。そして、液体サイクロン本体１４ｂ
内の下部中央には、下方への液流れのうち中央部の流れ
を妨げるための円盤形状の障害部材３６が設けられてい
る。障害部材３６は、後述するように、液体サイクロン
の中心軸方向に配設された支柱に取り付けて固定される
場合や、棒状の接続部材等を介して本体内側面に固定さ
れる場合などがある。なお、本体１４ｂ内の下部中央に
設けられる障害部材の形状は、邪魔板である円盤に限定
されず、横断面が円形であれば、円柱、球、円錐などの
形状であってもよい。また、円盤以外の盤状体を用いる
ことも可能である。なお、略接線方向の液流入口１６を
有する液供給部３０として、図２に示すような構成の他
に、図３に示すような構成を用いてもよい。

【００１５】ここで、円盤形状の障害部材３６の設置位
置は、上方抜出管（浸漬管）１８下端から上方抜出管
（浸漬管）１８内径分下方の高さを上限とし、略逆円錐
部２８下端（下方抜出口２０）から下方抜出管３４内径
分上方の高さを下限とする。また、円盤形状の障害部材
３６の直径は、障害部材３６の設置位置でのサイクロン
断面積（本体１４ｂ内横断面の断面積）Ｓ1と円盤の面
積（障害部材３６の横断面の断面積）Ｓ2との比が、Ｓ2
／Ｓ1＝０．８となる大きさを上限とし、下方抜出管３
４内径の０．５倍を下限とする。なお、図１において、
ｈは円盤高さ、Ｄ3は円盤直径を示しており、装置の各
寸法について図１２と同じ符号を用いれば、ｈの上限は
Ｈ1＋Ｈ2−Ｌ−Ｄ1となり、ｈの下限はＤ2となる。ま
た、同様に、Ｄ3の上限は（０．８）^1/2×Ｄとなり、Ｄ
3の下限は０．５Ｄ2となる。

【００１６】上記の本実施形態における液体サイクロン
を、前述した図１１に示すような構成の装置に適用し
て、廃プラスチック混合物（例えば、ＰＶＣ、ＰＥＴ、
ＰＳ、ＰＥ、ＰＰ）の分別を行う場合、円盤形状の障害
部材３６が、液体サイクロン本体１４ｂ内の中央部を下
方へ流れる液の流れを妨げることになるので、軽質物
（油化適材であるＰＥ、ＰＰ）は上方排水率に関わらず
安定して上方から回収されるようになり、かつ、従来は
大半が下方に排出されていた中重質物（油化適材である
ＰＳ）は、一般的な運転条件（上方排水率７０〜９０
％）において、高い上方回収率で上方回収できるように
なる。また、上記の廃プラスチック混合物に、軽質物側
に排出したくない別の中重質物（例えば、油化不適物で
あるＡＢＳ）が混入した場合は、上方排水率を一般的な
使用領域よりも下げる（例えば、５０％以下）ことによ
り、逆に従来の液体サイクロンよりも中重質物（この場
合、ＡＢＳ）の上方回収率を低くすることができる。な
お、ＡＢＳは窒素を含んでいるので、その回収油を燃焼
させるとＮＯｘを発生するので好ましくなく、ＰＥＴは
油として回収し難く、ＰＶＣは塩素を含んでいるので、
ダイオキシン発生、燃焼装置の腐食の恐れがあり、いず
れも油化不適物である。

【００１７】また、本実施形態における液体サイクロン
を用いて、回分形式で廃プラスチック混合物（例えば、
ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＥ、ＰＰ）から油化適材（Ｐ
Ｓ、ＰＥ、ＰＰ）のみを連続的に上方から抜き出す場合
は、図４に示すように、予め破砕された混合廃プラスチ
ック破砕片と水とを混合した混合廃プラスチック破砕片
含有液をプラスチック含有液タンク１０に投入し、タン
ク１０内の混合廃プラスチック破砕片含有液をポンプ１
２により液体サイクロン１４ｂの液流入口１６に供給す
る。一般的な運転条件（上方排水率７０〜９０％）にお
いて、上方抜出管（浸漬管）１８から軽質物（ＰＥ、Ｐ
Ｐ）のほとんど全部と中重質物（ＰＳ）の大半が排出さ
れ、下方抜出口２０から重質物（ＰＶＣ、ＰＥＴ）のほ
とんど全部と中重質物（ＰＳ）の一部が排出される。主
として軽質物（ＰＥ、ＰＰ）と中重質物（ＰＳ）を含有
する上方排水は固液分離器２２で固液分離され、油化適
材であるＰＥ、ＰＰ、ＰＳが上方回収物として得られ
る。一方、主として重質物（ＰＶＣ、ＰＥＴ）と中重質
物（ＰＳ）を含有する下方排水は、固液分離器２２で分
離された水とともにプラスチック含有液タンク１０に戻
されて、再び液体サイクロン１４ｂでの分別が行われ、
残りの中重質物（ＰＳ）がさらに上方回収される。この
操作を繰り返すことにより、中重質物（ＰＳ）もほとん
ど全部が上方回収できるようになる。

【００１８】図７は、本発明の実施の第２形態による廃
プラスチックの分別装置を示している。本実施の形態
は、一例として、液体サイクロン内の下部中央に、頂部
が円錐でこの円錐部の下端に円柱部が連設された形状の
障害部材を設置したものである。図７に示すように、液
体サイクロン本体１４ｃは円筒部２６ａで構成され、円
筒部２６ａの上側部に略接線方向の液流入口１６を有す
る液供給部３０が設けられ、液体サイクロン本体１４ｃ
内の上部には、先端が円筒部２６ａの上面より突出した
上方抜出口３２を有する上方抜出管（浸漬管）１８が設
けられ、円筒部２６ａの側面下部には下方抜出口２０ａ
が設けられ、下方抜出口２０ａに下方抜出管３４ａが接
続されている。そして、液体サイクロン本体１４ｃ内の
下部中央には、頂部が円錐でこの円錐部の下端に円柱部
が連設された形状の障害部材３６ａが設けられている。
障害部材３６ａは、図７のように本体１４ｃの底面に載
置して固定される場合や、後述するように、液体サイク
ロンの中心軸方向に配設された支柱に取り付けて固定さ
れる場合などがある。なお、本体１４ｃ内の下部中央に
設けられる障害部材の形状は、横断面が円形であれば、
円盤、球、円柱、円錐などの形状であってもよい。ま
た、横断面が円形以外のものでも用いることが可能であ
る。

【００１９】ここで、障害部材３６ａの設置位置は、障
害部材３６ａの横断面が最大となる部分（円柱部）が、
上方抜出管（浸漬管）１８下端から上方抜出管（浸漬
管）１８内径分下方となる高さを上限とし、液体サイク
ロン本体１４ｃ内の底面を下限とする。また、障害部材
３６ａの横断面が最大となる部分（円柱部）の直径は、
障害部材３６ａの横断面が最大となる部分の高さでのサ
イクロン断面積（本体１４ｃ内横断面の断面積）Ｓ1
と、障害部材３６ａの横断面が最大となる部分の断面積
Ｓ2との比が、Ｓ2／Ｓ1＝０．８となる大きさを上限と
し、下方抜出管３４ａ内径の０．５倍を下限とする。例
えば、図７において、通常用いられる寸法の一例として
は、円筒部内径Ｄ＝２００mm、サイクロン高さＨ＝６５
０mm、上方抜出管（浸漬管）内径Ｄ1＝７５mm、上方抜
出管（浸漬管）長さＬ＝３００mm、円柱部内径Ｄ4＝１
４０mm、円錐部高さｈ1＝１５０mm、円柱部高さｈ2＝１
００mm、のものが挙げられる。他の構成及び作用は、実
施の第１形態の場合と同様である。

【００２０】図８、図９、図１０は、本発明の実施の第
３形態による廃プラスチックの分別装置を示している。
本実施の形態は、一例として、液体サイクロンの中心軸
に上下移動が可能な支柱を設置し、上方抜出管（浸漬
管）及び下方抜出管の少なくともいずれかの内径より小
さい径の円盤を障害部材として支柱に固定したものであ
る。図８に示すように、液体サイクロン本体１４ｄは、
円筒部２６と円筒部２６の下端に連設された略逆円錐部
２８とからなり、円筒部２６の上側部に略接線方向の液
流入口１６を有する液供給部３０が設けられ、液体サイ
クロン本体１４ｄ内の上部には、先端が本体１４ｄの上
面より突出した上方抜出口３２を有する上方抜出管（浸
漬管）１８が設けられ、略逆円錐部２８の先端部（下
部）には下方抜出口２０が設けられ、下方抜出口２０に
下方抜出管３４が接続されている。そして、液体サイク
ロン本体１４ｄの中心軸方向には、上下移動が可能な支
柱３８が配設され、上方抜出管（浸漬管）１８及び下方
抜出管３４の少なくともいずれかの内径より径の小さい
円盤形状の障害部材３６が、本体１４ｄ内で支柱３８に
固定されている。４０、４２はシール部材、４４は上方
排出管、４６は下方排出管である。ここで、上方抜出管
（浸漬管）内径Ｄ1と下方抜出管内径Ｄ2との関係は、Ｄ
1／Ｄ2≧１．０、上方抜出管（浸漬管）内径Ｄ1と円盤
直径Ｄ3との関係は、Ｄ1＞Ｄ3である。なお、障害部材
の形状については、実施の第１形態と同様に、円盤に限
定されるものではない。

【００２１】上記の本実施形態における液体サイクロン
を、前述した図１１に示すような構成の装置に適用し
て、廃プラスチック混合物（例えば、ＰＶＣ、ＰＥＴ、
ＰＳ、ＰＥ、ＰＰ）の分別を行う場合、図９に示すよう
に、支柱３８を上下移動させて障害部材３６を実施の第
１形態で説明した位置に設置することにより、円盤形状
の障害部材３６が、液体サイクロン本体１４ｄ内の中央
部を下方へ流れる液の流れを妨げることになるので、軽
質物（油化適材であるＰＥ、ＰＰ）は上方排水率に関わ
らず安定して上方から回収されるようになり、かつ、従
来は大半が下方に排出されていた中重質物（油化適材で
あるＰＳ）は、一般的な運転条件（上方排水率７０〜９
０％）において、高い上方回収率で上方回収できるよう
になる。また、上記の廃プラスチック混合物に、軽質物
側に排出したくない別の中重質物（例えば、油化不適物
であるＡＢＳ）が混入した場合は、運転条件（排水率）
を変えることなく、図１０に示すように、支柱３８を上
下移動（図１０の場合は上方移動）させて障害部材３６
を液体サイクロン本体１４ｄ外（液流れに影響しない箇
所、例えば、図１０では上方抜出管１８の最上部）に移
動させることにより、通常の液体サイクロンの構成とな
り、中重質物の上方回収率も低くなるので、上方回収物
中の中重質物（この場合、ＡＢＳ）含量を減らすことが
できる。この場合、障害部材３６を移動させる位置は、
上方抜出管（浸漬管）１８の上部に限定されず、液体サ
イクロン外、すなわち、液流れに影響しない箇所であれ
ば、下方抜出管３４の下部等であってもよい。なお、本
実施の形態の構成を、実施の第２形態で説明した液体サ
イクロンに適用することも勿論可能である。他の構成及
び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。

【００２２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明確にする。実施例１図１に示すような、液体サイクロン内の下部中央に邪魔
板となる円盤形状の障害部材を設置した装置を用いて、
ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＥＴ及びＰＶＣの破砕片（粒径２
〜３０mm）からなる廃プラスチック破砕片混合物の分別
試験を行った。液体サイクロンの基本形状は、図１２に
示す装置形状、すなわち、円筒部内径Ｄ＝３００mm、円
筒部高さＨ1＝６５０mm、略逆円錐部高さＨ2＝３００m
m、上方抜出管（浸漬管）内径Ｄ1＝７５mm、下方抜出管
内径Ｄ2＝７５mm、上方抜出管（浸漬管）長さＬ＝４０
０mm、液供給部孔径Ｗ＝６５mm、と同じである。また、
円盤形状の障害部材は、円盤直径Ｄ3＝９０mmである。
図１に示す装置を図１１に示すようなフローに適用して
廃プラスチックの分別を行った結果を図６に示す。な
お、本実施例では市水を使用した。

【００２３】比較例１図１２に示す従来の装置（基本型）を用いて、実施例１
と同様に、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＥＴ及びＰＶＣの破砕
片（粒径２〜３０mm）からなる廃プラスチック破砕片混
合物の分別試験を行った。図１２に示す装置を図１１に
示すようなフロー（市水を使用）に適用して廃プラスチ
ックの分別を行った結果を図６に示す。

【００２４】液体サイクロンの一般的な運転条件では、
上方排水率が０．７〜０．９（上方排水量が供給水量の
７０〜９０％）である。図６からわかるように、上方排
水率Ｒoが０．７〜０．９の範囲において、比較例１
（基本型）では、上方回収物が軽質物（水より軽いも
の：ＰＥ、ＰＰ）と中重質物（水より若干重いもの：Ｐ
Ｓ）の一部であり、下方回収物が重質物（水より重いも
の：ＰＶＣ、ＰＥＴ）と中重質物（ＰＳ）の大半であっ
た。したがって、比較例１（基本型）の場合、油化適材
の回収装置としては、ＰＳの上方回収率ｒoが低く不適
当であった。なお、ＰＳの上方回収率を向上させる方法
としては、前述したように、食塩水を用いて液比重を大
きくする方法があるが、例えば、比較例１（基本型）に
おいて、ＰＳを重質物（ＰＶＣ、ＰＥＴ）から分離（Ｐ
Ｓを９５％以上上方回収）するには、塩濃度６w/v％
（液比重１．０５）以上が必要であった。また、ＰＳを
１００％上方回収するには、塩濃度１３w/v％以上が必
要であった（ちなみに、海水の塩濃度は３．０〜３．５
w/v％である）。このように、食塩水を用いる方法は、
食塩が多量に必要であり、しかも、処理回収物を水洗す
る必要があるので、装置の操作性及び経済性は著しく低
い。また、上記の比較例１（基本型）において、廃プラ
スチック破砕片混合物中にＡＢＳ（比重がＰＳとほぼ同
じ）の破砕片を混入させた場合、油化不適物であるＡＢ
Ｓを軽質物（ＰＥ、ＰＰ）から分離するために、上方排
水率Ｒoを低くしてＡＢＳの上方回収率ｒoを下げようと
しても、上方排水率Ｒoが０．５付近からは、軽質物
（ＰＥ、ＰＰ）の上方回収率ｒoが下がり（図６参
照）、軽質物（ＰＥ、ＰＰ）の大半が下方に排出される
ことになった。したがって、ＡＢＳの分離は不可能であ
った。

【００２５】これに対して、本発明の実施例１（円盤）
では、図６からわかるように、上方排水率Ｒoの値に関
わらず、軽質物（ＰＥ、ＰＰ）は安定して上方から回収
されるようになった。また、上方排水率Ｒoが０．７〜
０．９の範囲（一般的な運転条件）において、中重質物
（ＰＳ）の上方回収率ｒoが大幅に向上した。したがっ
て、油化適材であるＰＥ、ＰＰ、ＰＳを効率よく回収で
きるようになった。一方、上方排水率Ｒoが０．５付近
以下では、逆に中重質物の上方回収率ｒoを低くできる
ようになった。したがって、上記の実施例１（円盤）に
おいて、廃プラスチック破砕片混合物中にＡＢＳ（比重
がＰＳとほぼ同じ）の破砕片を混入させた場合、上方排
水率Ｒoを低くすれば、軽質物（ＰＥ、ＰＰ）の上方回
収率ｒoはほとんど下がらずに、ＡＢＳの上方回収率ｒo
だけが大幅に下がることになった。このため、軽質物
（ＰＥ、ＰＰ）からＡＢＳの分離が可能となった。例え
ば、ＰＰとＡＢＳの等量混合物からＡＢＳを分離する場
合、上方排水率を０．３とすれば上方回収物中のＡＢＳ
含量を１０％まで低減させることができた。また、図７
に示すような、液体サイクロン内の下部中央に頂部が円
錐でこの円錐部の下端に円柱部が連設された形状の障害
部材を設置した装置を用いた場合でも、実施例１の円盤
を設置した場合と同じ分別能力を示した。

【００２６】実施例２、比較例２図１に示す装置を図４に示す回分形式のフローに適用し
て、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＥＴ及びＰＶＣの破砕片（粒
径２〜３０mm）からなる廃プラスチック破砕片混合物の
分別試験を行った。液体サイクロンの形状等は実施例１
と同じである。装置の運転条件は、供給液量７００L／m
inに対して上方排水量を６００L／minとし、上方排水率
が０．８６となるようにした。なお、プラスチック含有
液タンクの容量は１．０m³である。また、図１２に示す
従来装置を図５に示す回分形式のフローに適用して、Ｐ
Ｅ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＥＴ及びＰＶＣの破砕片（粒径２〜
３０mm）からなる廃プラスチック破砕片混合物の分別試
験を行った。なお、図５で用いている符号は基本的に図
４と同じであり、図５における装置の運転条件等も図４
と同じである。図４、図５に示すように、上方から油化
適材（ＰＰ、ＰＥ、ＰＳ）のみを連続的に抜き出し、Ｐ
Ｓが９０％以上回収できるまで下方排水に含まれる廃プ
ラスチックの分別を行った結果、図４に示す本発明の実
施例２では７．８分、図５に示す比較例２では１４分の
時間を要した。これらの結果は、図６において上方排水
率Ｒoが０．８６の場合の上方回収率ｒoから求めた所要
時間と一致した。したがって、本発明の実施例２では、
比較例２（基本型）に比べて２倍近くまで処理能力が向
上したことになる。

【００２７】実施例３図８に示すような、液体サイクロンの中心軸に上下移動
が可能な支柱を設置し、上方抜出管（浸漬管）及び下方
抜出管の少なくともいずれかの内径より小さい径の円盤
を障害部材として支柱に固定した装置を用いて、実施例
１と同様に、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＥＴ及びＰＶＣの破
砕片（粒径２〜３０mm）からなる廃プラスチック破砕片
混合物の分別試験を行った。図８に示す装置において、
円盤形状の障害部材を図９のように所定の位置に設置し
た場合、廃プラスチックの分別結果は、図６に示す実施
例１（円盤）と同じであった。また、円盤形状の障害部
材を図１０のようにサイクロン外（上方抜出管上部）に
移動させた場合、廃プラスチックの分別結果は、図６に
示す比較例１（基本型）と同じであった。したがって、
この装置形状にすることにより、サイクロンを取り替え
ることなく（運転を止めることなく）、図６に示す２つ
の分別能力が選択できることになった。また、上方排水
を下方排水に比べて過剰量とする通常のサイクロン運転
条件（上方排水率０．７〜０．９）において、例えば、
上方排水率０．８６で、図９のように円盤形状の障害部
材を設置して運転しているときに、廃プラスチック破砕
片混合物中にＡＢＳの破砕片を混入させた場合、上方排
水率Ｒoを変えることなく、円盤形状の障害部材を移動
させて図１０に示す状態に変更すれば、軽質物（ＰＥ、
ＰＰ）の上方回収率ｒoは変わらずに、ＡＢＳの上方回
収率ｒoだけが大幅に下がることになった（図６参
照）。これにより、上方回収物中のＡＢＳ含量を低減さ
せることが可能となった。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。（１）液体サイクロン内の下部中央に障害部材を設け
ているので、液体サイクロンの運転条件（下方排水と上
方排水の比率）に関わらず、廃プラスチック混合物（例
えば、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＳ、ＰＥ、ＰＰ）から、軽質
物（例えば、油化適材であるＰＥ、ＰＰ）の大半を安定
して上方から回収できる。（２）液体サイクロン内の下部中央に障害部材を設け
ているので、液体サイクロンの一般的な使用領域（上方
排水率が高い運転条件）において、比重が水に近い中重
質物（例えば、油化適材であるＰＳ）を容易に軽質物と
同じ上方から回収できる。（３）液体サイクロン内の下部中央に障害部材を設け
ているので、油化不適物である中重質物（例えば、ＡＢ
Ｓ）が廃プラスチック混合物に混入した場合等でも、上
方排水率を低くすることにより中重質物（例えば、ＡＢ
Ｓ）の上方回収率を下げて、油化適材である軽質物（例
えば、ＰＥ、ＰＰ）のみを精度良く上方から回収でき
る。（４）障害部材を液体サイクロン内の液流れに影響し
ない箇所である本体の上部に突出した上方抜出管先端部
分又は下方抜出管の下部に移動可能な構成とする場合
は、簡単な操作で通常の液体サイクロンに変更すること
ができ、液体サイクロンの運転条件（下方排水と上方排
水の比率）を変更したり、液体サイクロンの装置自体を
取り替えることなく（運転を止めることなく）、複数の
分別能力を選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態による廃プラスチック
の分別装置を示す概略構成図である。

【図２】図１に示す装置のＡ−Ａ線断面の一例を示す図
である。

【図３】図１に示す装置のＡ−Ａ線断面の他の例を示す
図である。

【図４】本発明の実施の第１形態（実施例２）において
回分式で廃プラスチックの分別を行う装置のフローを示
す概略図である。

【図５】比較例２における回分式で廃プラスチックの分
別を行う装置のフローを示す概略図である。

【図６】液体サイクロンを用いた廃プラスチックの分別
装置における上方排水率と各種プラスチックの上方回収
率との関係を示すグラフである。

【図７】本発明の実施の第２形態による廃プラスチック
の分別装置を示す概略構成図である。

【図８】本発明の実施の第３形態による廃プラスチック
の分別装置を示す概略構成図である。

【図９】図８に示す廃プラスチックの分別装置において
障害部材を所定の位置に設置した状態を示す概略構成図
である。

【図１０】図８に示す廃プラスチックの分別装置におい
て障害部材をサイクロン外に移動させた状態を示す概略
構成図である。

【図１１】液体サイクロンを用いて廃プラスチックの分
別を行う場合の一般的なフローを示す概略図である。

【図１２】従来の液体サイクロン（廃プラスチックの分
別装置）を示す概略構成図である。

【図１３】図１２に示す装置のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１０プラスチック含有液タンク１２ポンプ１４液体サイクロン１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ液体サイクロン本体１６液流入口１８上方抜出管（浸漬管）２０、２０ａ下方抜出口２２、２４固液分離器２６、２６ａ円筒部２８略逆円錐部３０液供給部３２上方抜出口３４、３４ａ下方抜出管３６、３６ａ障害部材３８支柱４０、４２シール部材４４上方排出管４６下方排出管Ｄ円筒部内径Ｄ1 上方抜出管（浸漬管）内径Ｄ2 下方抜出管内径Ｄ3 円盤直径Ｄ4 円柱部内径Ｈ1 円筒部高さＨ2 略逆円錐部高さＨサイクロン高さｈ円盤高さｈ1 円錐部高さｈ2 円柱部高さＬ上方抜出管（浸漬管）長さＳ1 サイクロン断面積Ｓ2 円盤の面積Ｗ液供給部孔径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−150417（ＪＰ，Ａ) 特開平６−63947（ＪＰ，Ａ) 特開平８−243430（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−193557（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−137455（ＪＰ，Ａ) 特表昭62−502735（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29B 17/00 - 17/02 B03B 5/28 B04C 3/00 - 5/103

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体サイクロンの液流入口に、水と同程
度の比重の油化適材であるプラスチックを含む混合廃プ
ラスチック破砕片含有水を供給し、液体サイクロンの中
央部を下方へ流れる水と同程度の比重のプラスチックを
含む水の流れを障害部材で妨げることにより、水と同程
度の比重のプラスチックを含む水を上方抜出管内へ流入
させて、水と同程度の比重の油化適材であるプラスチッ
クを液体サイクロンの上方回収物として回収することを
特徴とする廃プラスチックの分別方法。
【請求項２】液体サイクロンの液流入口に、水と同程
度の比重の油化不適物であるプラスチックを含む混合廃
プラスチック破砕片含有水を供給し、液体サイクロン内
に設けられる障害部材を液体サイクロン内の液流れに影
響しない箇所である本体の上部に突出した上方抜出管先
端部分又は下方抜出管の下部に移動可能とし、水と同程
度の比重のプラスチックを含む水が下方へ流れるのを妨
げないように障害部材を移動させて、上方回収物として
回収される水と同程度の比重の油化不適物であるプラス
チックの量を減らすことを特徴とする廃プラスチックの
分別方法。
【請求項３】円筒部とこの円筒部の下端に連設された
略逆円錐部とからなる本体上側部に接線方向の混合廃プ
ラスチック破砕片含有液の液流入口を有し、本体の上部
に先端が本体上面より突出して上方抜出口を形成するよ
うに本体内に上方抜出管を有し、本体下部に下方抜出口
を有し、この下方抜出口に下方抜出管が接続された液体
サイクロンにおいて、この液体サイクロン内の下部中央
に、下方への液流れのうち中央部の流れを妨げて、水と
同程度の比重の油化適材であるプラスチックを含む水を
上方抜出管内へ流入させて、水と同程度の比重の油化適
材であるプラスチックを液体サイクロンの上方回収物と
して回収するための障害部材を設けたことを特徴とする
廃プラスチックの分別装置。
【請求項４】障害部材が、横断面が円形となる形状の
ものである請求項３記載の廃プラスチックの分別装置。
【請求項５】障害部材の設置位置として、障害部材の
横断面の面積が最大となる部分が、上方抜出管下端から
上方抜出管内径分下方の位置を上限とし、略逆円錐部下
端から下方抜出管内径分上方の位置を下限とする領域内
にある請求項３又は４記載の廃プラスチックの分別装
置。
【請求項６】本体上側部に接線方向の混合廃プラスチ
ック破砕片含有液の液流入口を有し、本体の上部に先端
が本体上面より突出して上方抜出口を形成するように本
体内に上方抜出管を有し、本体下側部に下方抜出口を有
し、この下方抜出口に下方抜出管が接続された液体サイ
クロンにおいて、この液体サイクロン内の下部中央に、
下方への液流れのうち中央部の流れを妨げて、水と同程
度の比重の油化適材であるプラスチックを含む水を上方
抜出管内へ流入させて、水と同程度の比重の油化適材で
あるプラスチックを液体サイクロンの上方回収物として
回収するための障害部材を設けたことを特徴とする廃プ
ラスチックの分別装置。
【請求項７】障害部材が、横断面が円形となる形状の
ものである請求項６記載の廃プラスチックの分別装置。
【請求項８】障害部材の設置位置として、障害部材の
横断面の面積が最大となる部分が、上方抜出管下端から
上方抜出管内径分下方の位置を上限とし、本体底面の位
置を下限とする領域内にある請求項６又は７記載の廃プ
ラスチックの分別装置。
【請求項９】障害部材の横断面の面積が最大となる部
分の直径が、障害部材の横断面の面積が最大となる部分
の高さでの本体内の断面積に対して、障害部材の横断面
の面積が最大となる部分の断面積が０．８倍となる値を
上限とし、下方抜出管内径の０．５倍を下限とする請求
項４、５、７、８のいずれかに記載の廃プラスチックの
分別装置。
【請求項１０】障害部材が円盤形状である請求項３〜
９のいずれかに記載の廃プラスチックの分別装置。
【請求項１１】上方抜出管及び下方抜出管の少なくと
もいずれかの内径より障害部材の径を小さくして、水と
同程度の比重の油化不適物であるプラスチックを含む水
が下方へ流れるのを妨げないようにして、上方回収物と
して回収される水と同程度の比重の油化不適物であるプ
ラスチックの量を減らすために、障害部材を液体サイク
ロン内の液流れに影響しない箇所である本体の上部に突
出した上方抜出管先端部分又は下方抜出管の下部に移動
できるようにした請求項３〜１０のいずれかに記載の廃
プラスチックの分別装置。
【請求項１２】液体サイクロンの中心軸方向に上下移
動可能な支柱を配設し、上方抜出管及び下方抜出管の少
なくともいずれかの内径より障害部材の径を小さくし、
この障害部材の中心に支柱を挿通して固定した請求項１
１記載の廃プラスチックの分別装置。