JP4052659B2 - Method for removing laminated resin from laminated aluminum scrap material or laminated aluminum can, and recycling method for laminated aluminum scrap material or laminated aluminum can - Google Patents
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本発明は、表面に樹脂フィルムがラミネートされた使用済みのアルミ缶等から、ラミネート樹脂を加熱・除去することにより、アルミのリサイクルを効率化させる方法に関する。 The present invention relates to a method for improving the efficiency of aluminum recycling by heating and removing a laminated resin from a used aluminum can or the like whose surface is laminated with a resin film.
近年、アルミ缶の塗装工程における有機溶剤による環境汚染対策として、アルミ基材にポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエステルフィルムをラミネートすることにより、有機溶媒を使用しないドライ成形が行われるようになってきた。特に、ラミネートアルミ缶用樹脂としてのPETフィルムは、アルミ基材表面との密着性、耐食性、環境汚染防止等の観点から、優れた材料である。 In recent years, dry molding that does not use an organic solvent has been performed by laminating polyethylene terephthalate (PET) or a polyester film on an aluminum base material as a countermeasure against environmental pollution caused by an organic solvent in an aluminum can coating process. In particular, a PET film as a resin for laminated aluminum cans is an excellent material from the viewpoints of adhesion to an aluminum substrate surface, corrosion resistance, prevention of environmental pollution, and the like.
しかし、アルミ缶の製造工程で排出されるラミネートアルミ屑材や、使用済みのラミネートアルミ缶からアルミをリサイクルする場合、PET等のラミネート樹脂は、リサイクルにとって障害となる。具体的には、ラミネートアルミ屑材等をプレス処理工程後に熔解炉に投入すると、ラミネート樹脂が燃焼してアルミ表面を酸化させるためにアルミのリサイクル率が低下したり、熔解炉の温度が急上昇して温度制御が困難になる、さらには、ラミネート樹脂の燃焼により黒煙が発生する等である。 However, when the aluminum is recycled from the laminated aluminum scrap material discharged in the manufacturing process of the aluminum can or the used laminated aluminum can, the laminate resin such as PET becomes an obstacle to the recycling. Specifically, when laminating aluminum scraps or the like are put into the melting furnace after the pressing process, the laminating resin burns and oxidizes the aluminum surface, so the aluminum recycling rate decreases or the melting furnace temperature rises rapidly. Therefore, temperature control becomes difficult, and black smoke is generated by burning the laminate resin.
ここで、ラミネートアルミ屑材や、使用済みのラミネートアルミ缶からのラミネート樹脂の除去方法としては、(1) 機械的にアルミ表面から樹脂フィルムのみをブラスト処理して機械的に除去する方法、(2) 有機溶剤を含む剥離液に浸漬して樹脂フィルムを溶解させて除去する方法、(3) バーナーで樹脂フィルムを燃焼させる燃焼処理方法が試みられてきた。 Here, as a method of removing the laminated aluminum scrap material and the laminated resin from the used laminated aluminum can, (1) a method of mechanically blasting only the resin film from the aluminum surface and removing it mechanically ( 2) A method of dissolving and removing a resin film by dipping in a stripping solution containing an organic solvent, and (3) a combustion treatment method of burning the resin film with a burner have been tried.
しかし、(1) の機械的除去方法では、プレス加工品等の複雑な形状の場合、外側表面の樹脂フィルムは除去できても、内側表面の樹脂フィルムを除去することができない。(2) の有機溶剤方法であっても、プレス加工品の密度が高い場合には、内部まで溶剤が浸透せず、除去率が低い。また、樹脂フィルムを溶解させた有機溶剤の処理設備等、周辺設備の投資コストも高くなる。さらに、(3) の燃焼処理方法では、樹脂フィルムと同時にアルミも燃焼させてしまうため、リサイクル率が低下する。このように、実用化レベルにおけるアルミ屑材等からのラミネート樹脂の除去方法は、未だ完成されていない。 However, with the mechanical removal method (1), in the case of a complicated shape such as a pressed product, the resin film on the inner surface cannot be removed even if the resin film on the outer surface can be removed. Even with the organic solvent method (2), when the density of the press-processed product is high, the solvent does not penetrate into the inside and the removal rate is low. Moreover, the investment cost of peripheral equipment, such as the processing equipment of the organic solvent which dissolved the resin film, becomes high. Furthermore, in the combustion treatment method (3), aluminum is burned at the same time as the resin film, so the recycling rate is lowered. As described above, the method for removing the laminate resin from the aluminum scrap material or the like at a practical level has not yet been completed.
一方、使用済みの回収スチール缶を、0.5 g/cc以上の高密度球状化製品とする工程、スチール缶の表面塗装及び内面コート処理剤を好気的条件下で酸化燃焼させる工程、及び熱処理により酸化生成された酸化膜を剥離する工程を含む、スチール缶のリサイクルに関する技術が、特許文献1に開示されている。
On the other hand, the process of making used recovered steel cans into high-density spheroidized products of 0.5 g / cc or more, the step of oxidizing and burning steel can surface coating and inner surface coating agents under aerobic conditions, and heat
また、使用済みスチール缶又はアルミ缶から効率よく高品位のスチール材料とアルミ材料を回収すると共に、塗料又はコーティング材料をも分離回収する技術が、特許文献2に開示されている。特許文献2の技術では、使用済みのスチール缶又はアルミ缶を非酸化性雰囲気下で加熱することにより、缶の胴部表面及び内面を被覆する塗料やコーティング材を気化又は分解する。
しかし、特許文献1に開示されている技術は、スチール缶から鉄を回収するための技術であり、スチール缶の一部を形成するアルミニウムを、製鋼過程における還元材及び脱酸精錬材として有効活用するものである。従って、この技術をラミネートアルミ缶にそのまま応用しても、アルミのリサイクル効率を高めることはできない。
However, the technique disclosed in
また、特許文献2に開示されている技術は、スチール缶又はアルミ缶を非酸化性雰囲気下で加熱することにより、コーティング材を気化又は分解して回収する技術であり、コーティング材が施されたスチール缶やアルミ缶から、どの程度コーティング樹脂を除去できるかについては、具体的記載がないため不明である。また、非酸化性雰囲気で加熱するため、加熱温度を高くせざるを得ず、アルミが熔解する可能性がある。
In addition, the technique disclosed in
さらに、アルミの融点に近い高温で加熱すると、空気中の酸素と反応してアルミ缶表面に酸化被膜が形成されるおそれもある。特に、アルミ缶としてリサイクルする場合には、リサイクル品として高純度のアルミが要求されるが、酸化被膜が形成されると、その除去が困難であることから、アルミ缶としてリサイクルすることができなくなる。その結果、熔解炉においてアルミを回収する際に、アルミの回収率が低下するという問題が発生する。その上、高温での加熱に伴う運転コストの増加、非酸化性ガス(例えば、窒素ガス)を通気するためのコスト増加も問題となる。 Furthermore, when heated at a high temperature close to the melting point of aluminum, it may react with oxygen in the air to form an oxide film on the surface of the aluminum can. In particular, when recycling as an aluminum can, high-purity aluminum is required as a recycled product. However, when an oxide film is formed, it is difficult to remove the oxide film, so it cannot be recycled as an aluminum can. . As a result, when recovering aluminum in a melting furnace, the problem that the recovery rate of aluminum falls occurs. In addition, an increase in operating cost associated with heating at a high temperature and an increase in cost for ventilating a non-oxidizing gas (for example, nitrogen gas) are also problems.
本発明は、ラミネートアルミ屑材や使用済みのラミネートアルミ缶から、ラミネート樹脂を効率よく除去する方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the method of removing a laminate resin efficiently from a laminated aluminum waste material or a used laminated aluminum can.
本発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、アルミ屑材破砕品の輸送コストを低減するためにプレス処理により形成された従来のプレス品においては、アルミ屑材同士が重なり合った密度の高い部分が多く存在し、この部分が従来の除去方法において、ラミネート樹脂の除去率を低下させる原因となっていることを明らかにした。そこで、プレス品を前処理として開裁することにより見掛けの嵩密度を小さくし、その後、アルミの融点以下の酸素雰囲気下で、かつ、ラミネート樹脂が分解除去される際に、アルミ表面の酸化が進まない最適な条件を検討し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the aluminum scrap materials overlap each other in the conventional press product formed by the press treatment in order to reduce the transportation cost of the aluminum scrap material crushed product. It has been clarified that there are many portions with high density, and this portion causes a decrease in the removal rate of the laminate resin in the conventional removal method. Therefore, the apparent bulk density is reduced by cutting the pressed product as a pretreatment, and then the oxidation of the aluminum surface occurs when the laminate resin is decomposed and removed under an oxygen atmosphere below the melting point of aluminum. The optimum conditions that did not progress were studied and the present invention was completed.
具体的に、本発明は、
表面にポリエチレンテレフタレート又はその変性体がラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂を除去する方法であって、
前記ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶をプレス加工して形成したプレス品を、見掛けの嵩密度が0.3 g/cm3以下となるように開裁する工程(A)と、
前記工程(A)で開裁したプレス品を、1分間当たりの体積供給量がロータリー加熱炉内容積の4倍以上24倍以下の加熱空気を供給しながら、ロータリー加熱炉内で350℃以上660℃以下の温度で加熱処理する工程(B)とを含むことを特徴とするラミネート樹脂除去方法に関する(請求項1)。プレス品を開裁し、見掛けの嵩密度を低くした状態で酸素雰囲気下、加熱処理することにより、複雑な形状であるプレス品内部のラミネート樹脂をも加熱分解することが可能となる。
Specifically, the present invention
A method of removing a laminate resin from a laminated aluminum scrap material or a laminated aluminum can laminated with polyethylene terephthalate or a modified product thereof on a surface,
A step (A) of cutting a pressed product formed by pressing the laminated aluminum scrap material or the laminated aluminum can so that an apparent bulk density is 0.3 g / cm 3 or less;
The pressed product opened in the step (A) is heated at 350 ° C. to 660 ° C. in the rotary heating furnace while supplying heated air whose volume supply amount per minute is 4 to 24 times the volume of the rotary heating furnace. And a step (B) of performing a heat treatment at a temperature not higher than ° C. (Claim 1). By cutting the pressed product and heat-treating it in an oxygen atmosphere in a state where the apparent bulk density is lowered, it becomes possible to thermally decompose the laminate resin inside the pressed product having a complicated shape.
アルミをラミネートしている樹脂がPET又はその変性体(例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、又はPETとPBTの共重合体)である場合、前記工程(B)の温度は、350℃以上660℃以下である。350℃未満ではPET又はその変性体の分解に時間がかかり、一方、660℃を超えるとアルミが熔解するからである。 When the resin laminating aluminum is PET or a modified product thereof (for example, polybutylene terephthalate (PBT), or a copolymer of PET and PBT), the temperature of the step (B) is 350 ° C. or higher and 660 ° C. Ru der below. If it is less than 350 ° C., it takes time to decompose the PET or its modified product, while if it exceeds 660 ° C., aluminum is melted.
前記工程(B)の温度は、450℃以上550℃以下とする。450℃以上とすることにより、複雑な形状をしているプレス品内部のラミネート樹脂でも、短時間で分解することができる。また、550℃以下とすることにより、アルミ表面の酸化被膜形成を防止することができ、アルミ回収率を向上させることができる。 Temperature prior Symbol step (B) shall be 450 ° C. or higher 550 ° C. or less. By setting the temperature to 450 ° C. or higher, even a laminate resin inside a pressed product having a complicated shape can be decomposed in a short time. Moreover, by setting it as 550 degrees C or less, the oxide film formation on the aluminum surface can be prevented and an aluminum recovery rate can be improved.
前記工程(B)は、ロータリー加熱炉内で加熱空気を供給して行う。ロータリー加熱炉は、炉内に投入された、開裁されたプレス品を撹拌しながら加熱処理することができるため、プレス品を均一に加熱処理することができるからである。また、加熱方法として、加熱空気を供給する方法を採用すれば、炉内温度を変化させることなく供給酸素量を制御でき、かつ、炉内を常に酸素雰囲気に維持することができるからである。 The step (B) is intends row by supplying heated air in a rotary furnace. This is because the rotary heating furnace can heat-treat the pressed product that has been cut into the furnace while stirring, so that the pressed product can be uniformly heat-treated. In addition, if a method of supplying heated air is employed as a heating method, the amount of supplied oxygen can be controlled without changing the furnace temperature, and the inside of the furnace can always be maintained in an oxygen atmosphere.
前記加熱空気の1分間当たりの体積供給量は、ロータリー加熱炉内容積の4倍以上24倍以下とする。4倍未満であればラミネート樹脂の分解が不十分になる恐れがあり、24倍を超えてもラミネート樹脂の分解が増加しにくいために、加熱空気供給ファンや空気加熱装置のエネルギーが無駄になるからである。 The volume supply amount of heated air per minute is set to be not less than 4 times and not more than 24 times the internal volume of the rotary heating furnace. If it is less than 4 times, the decomposition of the laminate resin may be insufficient, and if it exceeds 24 times, it is difficult to increase the decomposition of the laminate resin, so the energy of the heating air supply fan and the air heating device is wasted. Because.
また、本発明は、上記請求項1に記載のラミネート樹脂除去方法を用いて、前記プレス品のラミネート樹脂を除去する工程(C)と、前記工程(C)においてラミネート樹脂を除去されたプレス品を熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、700℃以上900℃以下の温度で加熱することにより前記プレス品を熔解する工程(D)とを含むことを特徴とするアルミ屑材又はアルミ缶のリサイクル方法に関する(請求項2)。
The present invention also provides a step (C) of removing the laminate resin of the press product using the method for removing a laminate resin according to
本発明のラミネート樹脂除去方法は、従来技術の問題点を解消し、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶のプレス品から、短時間で効果的にラミネート樹脂を分解除去することが可能である。 The method for removing a laminate resin of the present invention can solve the problems of the prior art, and can effectively decompose and remove the laminate resin in a short time from a laminated aluminum scrap material or a pressed product of a laminated aluminum can.
以下に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. The present invention is not limited to these.
図1は、本発明の一実施例たるラミネート樹脂除去方法を実行するために用いる装置Aの概略構成図である。図1を参照しつつ、本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明する。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus A used for executing a laminate resin removing method according to an embodiment of the present invention. The concept of the laminate resin removing method of the present invention will be described with reference to FIG.
装置Aは、開裁機2と加熱装置6と加熱炉4とを備える。開裁機2はプレス品を開裁するためのものである。加熱装置6は空気7を加熱するためのものである。加熱炉は、開裁されたプレス品を加熱空気で加熱処理するためのものである。この装置Aによって、表面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂が除去される。ラミネート樹脂除去の工程は、具体的には、次のようなものである。
The apparatus A includes an
まず、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶は、プレス加工機によってプレス加工され、運搬しやすいように圧縮されたプレス品1となる。
First, the laminated aluminum scrap material or the laminated aluminum can is pressed by a press machine and becomes a pressed
次に、プレス品1は、加熱処理する前に、開裁機2により開裁される。このとき、見掛けの嵩密度を0.3 g/cm3以下に制御する。
Next, the
次に、開裁されたプレス品3は、加熱炉4に投入される。加熱炉4には、加熱装置6によってラミネート樹脂の分解温度以上アルミの融点以下の温度加熱された加熱空気5が導入される。
Next, the
なお、加熱炉4に開裁機2の機能を持たせ、プレス品1の開裁工程を、プレス品1を加熱炉4に投入した後、加熱炉4内で行ってもよい。すなわち、プレス品1の開裁工程と加熱処理工程を、同じ装置において行ってもよい。
Note that the heating furnace 4 may have the function of the cutting
加熱炉4内部の開裁されたプレス品3は、酸素雰囲気下で加熱され、アルミ表面のラミネート樹脂が加熱分解される。所定時間加熱された後、アルミ屑材8は、加熱炉4から排出される。なお、加熱炉4としては連続式又は回分式のいずれも利用可能であるが、連続して大量に処理できる点から、連続式であることが好ましい。
The pressed
ここで、開裁機2としては、破砕機、解砕機等の公知の装置を使用することができる。
Here, as the
以上、図1を参照しつつ、本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明した。 The concept of the method for removing a laminate resin of the present invention has been described above with reference to FIG.
図2は、ロータリー加熱炉10の外観図である。図1の加熱炉4として、図2のロータリー加熱炉10を採用することができる。なお図2では、炉内の構成を理解しやすくするため、炉壁の一部を破断している。
FIG. 2 is an external view of the
ロータリー加熱炉10は、円筒状の炉本体16、処理物入口11、熱風入口12、排気出口13、給気管14及び処理物出口17を備え、さらに、炉本体16の内部には複数のリボン翼18を備えている。給気管14は、炉本体16と同心上に配されている。給気管14には、複数のノズル15が存在する。処理物入口11、排気出口13及び処理物出口17は、炉本体16の内部空間と連通している。熱風入口12は、給気管14を介してノズル15と連通している。炉本体16は、ローラ19を介してモータにより回転駆動される。このロータリー加熱炉10の内容積は250Lである。
The
このロータリー加熱炉10によって実行される加熱処理工程は、具体的には次のようなものである。
The heat treatment process executed by the
まず、破砕処理後のプレス品約3〜5 kgを、処理物入口11から投入する。この処理量は、ロータリー加熱炉10の内容積の約10〜20%に相当する。そして、加熱装置により550℃に加熱した加熱空気を、熱風入口12から炉内に通気する。
First, about 3 to 5 kg of the pressed product after the crushing process is charged from the processed
加熱空気は、炉内にある給気管14を経て複数のノズル15の先端へと導かれ、破砕処理後のプレス品(破砕処理プレス品20)を加熱する。また、炉本体16を回転させることと相俟って、破砕処理後のプレス品を均一に加熱することが可能である。
The heated air is guided to the tips of the plurality of
炉本体16は、ローラ19をモータで駆動することによって、給気管12を回転中心として回転する。炉本体16が回転することにより、炉内の破砕処理プレス品20が処理物入口11側から処理物出口17側へと送られ、回転による掻き上げ、撹拌機能により、プレス品20が炉内でも開裁され、ラミネート樹脂の分解が促進される。
The furnace
各ノズル15から放出された加熱空気は、その後、排気出口13を経てロータリー加熱炉10から排気される。
The heated air discharged from each
加熱炉10内に投入された破砕処理プレス品20は、上述したように炉内を移動する間に、ラミネート樹脂が分解除去され、ラミネート樹脂が分解除去された破砕処理プレス品20は、アルミ屑材として処理物出口17から取り出される。
The crushing processed
このロータリー加熱炉10では、加熱空気によって炉内の処理物(破砕処理プレス品20)を加熱処理するため、熱風入口12から通気される流量を調整することが容易である。また、流量を調整しても、炉内の温度が変動しないという特徴を有する。このため、炉内の温度を下げることなく、充分な通気量を確保し、炉内を酸素雰囲気に維持することができる。
In this
以上、ロータリー加熱炉10によって実行される加熱処理工程を説明した。
The heat treatment process executed by the
以下、本実施の形態の具体例を実施例として示し、その効果を、比較例を挙げて説明する。各実施例および各比較例の実行のために、図1、図2に示されるような装置を用いた。 Hereinafter, specific examples of the present embodiment will be shown as examples, and effects thereof will be described with reference to comparative examples. An apparatus as shown in FIGS. 1 and 2 was used for the execution of each example and each comparative example.
[実施例1]
実施例1として、以下の操作を行った。PET樹脂がラミネートされたラミネートアルミ屑材のプレス品(一辺約300 mmの略立方体)を、2軸破砕装置((株)サンケンエンジニアリング製、SET-072型)を用いて一辺約50 mmの略立方体に破砕処理(開裁)し、見掛けの嵩密度を0.10 g/cm3に調整した。破砕処理後のプレス品を、ロータリー加熱炉に投入し、550℃で10分間加熱処理した。なお、加熱空気の流量は、毎分、ロータリー加熱炉10の内容積の24倍である。
[Example 1]
As Example 1, the following operation was performed. Using a biaxial crusher (made by Sanken Engineering Co., Ltd., Model SET-072), press the laminated aluminum scrap material laminated with PET resin (approx. 300 mm per side). The cube was crushed (open cut), and the apparent bulk density was adjusted to 0.10 g / cm 3 . The pressed product after the crushing treatment was put into a rotary heating furnace and heat-treated at 550 ° C. for 10 minutes. The flow rate of the heated air is 24 times the internal volume of the
[実施例2]
実施例2として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cm3に調整したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Example 2]
As Example 2, the same treatment as Example 1 was performed except that the apparent bulk density of the pressed product was adjusted to 0.25 g / cm 3 .
[実施例3]
実施例3として、450℃で30分間加熱処理したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Example 3]
As Example 3, the same treatment as in Example 1 was performed except that the heat treatment was performed at 450 ° C. for 30 minutes.
[実施例4]
実施例4として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cm3に調整し、350℃で60分間加熱処理したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Example 4]
As Example 4, the same processing as in Example 1 was performed except that the apparent bulk density of the pressed product was adjusted to 0.25 g / cm 3 and heat treatment was performed at 350 ° C. for 60 minutes.
[実施例5]
実施例5として、加熱空気の1分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉10の内容積の8倍としたこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Example 5]
As Example 5, the same processing as Example 1 was performed except that the volume supply amount of heated air per minute was set to 8 times the internal volume of the
[実施例6]
実施例6として、加熱空気の1分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉10の内容積の4倍としたこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Example 6]
As Example 6, the same processing as Example 1 was performed except that the volume supply amount of heated air per minute was set to four times the internal volume of the
[実施例7]
実施例7として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.3 g/cm3に調整したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Example 7]
As Example 7, the same treatment as in Example 1 was performed except that the apparent bulk density of the press product was adjusted to 0.3 g / cm 3 .
[比較例1]
比較例1として、プレス品の見掛けの嵩密度を1.0 g/cm3に調整したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, the same treatment as in Example 1 was performed except that the apparent bulk density of the pressed product was adjusted to 1.0 g / cm 3 .
[比較例2]
比較例2として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.5 g/cm3に調整したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Comparative Example 2]
As Comparative Example 2, the same treatment as in Example 1 was performed except that the apparent bulk density of the pressed product was adjusted to 0.5 g / cm 3 .
[比較例3]
比較例3として、300℃で30分間加熱処理したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Comparative Example 3]
As Comparative Example 3, the same treatment as in Example 1 was performed except that the heat treatment was performed at 300 ° C. for 30 minutes.
[比較例4]
比較例4として、290℃で60分間加熱処理したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Comparative Example 4]
As Comparative Example 4, the same treatment as in Example 1 was performed except that the heat treatment was performed at 290 ° C. for 60 minutes.
[比較例5]
比較例5として、加熱空気の1分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉10の内容積の2倍としたこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Comparative Example 5]
As Comparative Example 5, the same processing as in Example 1 was performed except that the volume supply amount of heated air per minute was set to twice the internal volume of the
[比較例6]
比較例6として、750℃で10分間加熱処理したこと以外、実施例1と同じ処理を行った。
[Comparative Example 6]
As Comparative Example 6, the same treatment as in Example 1 was performed except that the heat treatment was performed at 750 ° C. for 10 minutes.
(ラミネート樹脂含有量の測定)
加熱処理対象である各プレス品に含まれるラミネート樹脂の含有量は、以下の方法で測定した。すなわち、各プレス品をプレス処理する前のラミネートアルミ屑材の重量aを測定し、次に、m-クレゾール及びテトラクロロエチレンの混合溶剤(容積比1:1)に室温で1時間浸漬し、アルミをラミネートしているPET樹脂を完全に溶解させた。同じ混合溶剤を用いて表面を洗浄した後、溶剤を乾燥除去し、アルミ屑材の重量bを測定した。溶解処理前後の重量の差(a−b)を、処理前のアルミ屑材の重量aで除し、アルミ屑材単位重量当たりのラミネート樹脂含有量(a−b)/aを算出した。
(Measurement of laminate resin content)
The content of the laminate resin contained in each press product to be heat-treated was measured by the following method. That is, the weight a of the laminated aluminum scrap material before pressing each pressed product is measured, and then immersed in a mixed solvent of m-cresol and tetrachloroethylene (volume ratio 1: 1) at room temperature for 1 hour, The laminated PET resin was completely dissolved. After cleaning the surface with the same mixed solvent, the solvent was removed by drying, and the weight b of the aluminum scrap was measured. The difference (ab) between the weights before and after the dissolution treatment was divided by the weight a of the aluminum scrap material before the treatment to calculate the laminate resin content (ab) / a per unit weight of the aluminum scrap material.
(ラミネート樹脂除去率の計算)
次に、加熱処理前のプレス品の重量xを測定し、加熱処理後であって室温まで冷却した後、加熱処理後のプレス品の重量yを測定した。加熱前後の重量差(x−y)を、処理前の重量xで除し、プレス品単位重量当たりのラミネート樹脂除去量(x−y)/xを算出した。そして、{(x−y)/x}÷{(a−b)/a}×100を、加熱処理によるラミネート樹脂除去率(%)として定義した。
(Calculation of laminate resin removal rate)
Next, the weight x of the press product before the heat treatment was measured, and after the heat treatment and cooled to room temperature, the weight y of the press product after the heat treatment was measured. The difference in weight (xy) before and after heating was divided by the weight x before processing, and the amount of laminate resin removed per unit weight of the pressed product (xy) / x was calculated. And {(xy) / x} ÷ {(ab) / a} × 100 was defined as the laminate resin removal rate (%) by the heat treatment.
各実施例及び各比較例の処理温度、処理時間、見掛けの嵩密度、加熱空気流量及びラミネート樹脂除去率を、表1及び表2にそれぞれ示した。 The processing temperature, processing time, apparent bulk density, heating air flow rate and laminate resin removal rate of each example and each comparative example are shown in Table 1 and Table 2, respectively.
実施例1〜3及び7の結果から、処理温度を酸素雰囲気下におけるPET樹脂の分解開始温度と考えられる300℃を超える450℃又は550℃、見掛けの嵩密度を0.3 g/cm3以下、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍という条件にすれば、30分間の加熱処理によりプレス品からラミネート樹脂を、ほぼ完全に除去することができる(除去率90%以上)ことが確認された。特に、処理温度が550℃とした実施例1及び2においては、わずか10分間の加熱処理によりラミネート樹脂除去率が100%となった。 From the results of Examples 1 to 3 and 7, the treatment temperature is considered to be the decomposition start temperature of the PET resin in an oxygen atmosphere, 450 ° C or 550 ° C exceeding 300 ° C, the apparent bulk density is 0.3 g / cm 3 or less, heating If the air flow rate is set to 24 times the heating furnace volume per minute, the laminate resin can be almost completely removed from the pressed product by 30 minutes of heat treatment (removal rate of 90% or more). confirmed. In particular, in Examples 1 and 2 in which the treatment temperature was 550 ° C., the laminate resin removal rate reached 100% by the heat treatment for only 10 minutes.
また、実施例4の結果から、処理温度を350℃、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cm3としても、処理時間を60分間とすれば、70%という高いラミネート樹脂除去率となることが確認された。 In addition, from the results of Example 4, even when the processing temperature is 350 ° C. and the apparent bulk density of the pressed product is 0.25 g / cm 3 , when the processing time is 60 minutes, the laminate resin removal rate is as high as 70%. It was confirmed.
また、実施例5及び6の結果から、処理温度550℃、プレス品の見掛けの嵩密度を0.10 g/cm3とすれば、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の4倍まで減少させても、わずか10分間の処理時間で90%以上の高いラミネート樹脂除去率となり、ほぼ完全にプレス品のラミネート樹脂を分解することができることが確認された。 In addition, from the results of Examples 5 and 6, if the processing temperature is 550 ° C. and the apparent bulk density of the pressed product is 0.10 g / cm 3 , the heating air flow rate is reduced to 4 times the heating furnace volume per minute. Even in this case, it was confirmed that the laminate resin removal rate of 90% or more was achieved in a processing time of only 10 minutes, and the laminate resin of the press product could be almost completely decomposed.
一方、比較例1及び2の結果から、処理温度を550℃、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍としても、プレス品の見掛けの嵩密度が0.25 g/cm3を超えれば、処理時間10分間におけるラミネート樹脂除去率は、40%以下に過ぎなかった。 On the other hand, from the results of Comparative Examples 1 and 2, even if the processing temperature is 550 ° C. and the heating air flow rate is 24 times the heating furnace volume per minute, the apparent bulk density of the pressed product can exceed 0.25 g / cm 3. For example, the laminate resin removal rate in a treatment time of 10 minutes was only 40% or less.
比較例3の結果から、処理温度をPET樹脂の分解開始温度と考えられている300℃にすると、プレス品の見掛けの嵩密度を0.10 g/cm3、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍とし、さらに、処理時間を30分間としても、ラミネート樹脂除去率は、40%に過ぎなかった。 From the results of Comparative Example 3, when the processing temperature is 300 ° C., which is considered to be the decomposition start temperature of the PET resin, the apparent bulk density of the pressed product is 0.10 g / cm 3 , and the heating air flow rate is heated every minute. Even when the internal volume was 24 times and the processing time was 30 minutes, the laminate resin removal rate was only 40%.
また、比較例4の結果から、処理温度をPET樹脂の分解開始温度未満である290℃にまで低下させると、プレス品の見掛けの嵩密度と加熱空気流量が比較例3と同じであり、さらに、処理時間を60分間としても、ラミネート樹脂除去率は、40%に過ぎなかった。 Further, from the result of Comparative Example 4, when the processing temperature is lowered to 290 ° C., which is lower than the decomposition start temperature of the PET resin, the apparent bulk density of the press product and the heating air flow rate are the same as those of Comparative Example 3, Even when the treatment time was 60 minutes, the laminate resin removal rate was only 40%.
比較例5の結果から、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の2倍にまで減少させると、他の条件が実施例1と同じであっても、ラミネート樹脂除去率は、50%に過ぎなかった。 From the result of Comparative Example 5, when the heating air flow rate was reduced to twice the heating furnace volume per minute, even if the other conditions were the same as in Example 1, the laminate resin removal rate was 50%. It was only.
このように、本発明のラミネート樹脂除去方法においては、処理温度、処理対象であるプレス品の見掛けの嵩密度、加熱空気流量の組み合わせを最適化することが重要であり、組み合わせが不適切な場合には、ラミネート樹脂を50%以上除去することができなかった。特に、実施例1〜3のように、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cm3以下、処理温度をPET樹脂の分解開始温度よりも150℃以上高い温度、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍という組み合わせにすれば、30分間以下の処理時間において、ラミネート樹脂であるPET樹脂を、アルミ屑材を酸化・燃焼させることなく完全に除去することが可能であった。 Thus, in the laminate resin removal method of the present invention, it is important to optimize the combination of the processing temperature, the apparent bulk density of the pressed product to be processed, and the heating air flow rate. In some cases, the laminate resin could not be removed by 50% or more. In particular, as in Examples 1 to 3, the apparent bulk density of the pressed product was 0.25 g / cm 3 or less, the treatment temperature was 150 ° C. higher than the decomposition start temperature of the PET resin, and the heating air flow rate was changed per minute. In the case of a combination of 24 times the heating furnace volume, it was possible to completely remove the PET resin, which is a laminate resin, without oxidizing and burning the aluminum scrap in a processing time of 30 minutes or less. .
なお、比較例6においては、ラミネート樹脂は完全に除去されていたが、アルミ屑材表面に酸化被膜が形成されていたため、加熱処理後のプレス品の重量が増加し、ラミネート樹脂除去率が実施例1よりも、見かけ上は低下した。このため、この比較例は、アルミのリサイクルにとっては好ましくないものと判断された。 In Comparative Example 6, the laminate resin was completely removed, but since the oxide film was formed on the surface of the aluminum scrap material, the weight of the press product after the heat treatment increased, and the laminate resin removal rate was implemented. It seemed to be lower than Example 1. For this reason, this comparative example was judged to be unfavorable for aluminum recycling.
上記実施例においては、炉内壁にリボン翼を備えたロータリー加熱炉を用いたが、この構造のロータリー加熱炉に限らず、給気管にパドル翼を備えたロータリー加熱炉を用いてもよい。また、炉内中央長手方向に偏心軸が取り付けられ、この偏心軸に複数のパドル翼を備えた構成としてもよい。リボン翼又はパドル翼いずれを備えたロータリー加熱炉であっても、中央の回転軸を回転自在に取り付け、回転軸を回転される構成としてもよく、逆に、中央の軸を固定し、炉自体を回転させる構成としてもよい。 In the above embodiment, the rotary heating furnace provided with the ribbon blade on the furnace inner wall is used. However, the rotary heating furnace is not limited to this structure, and a rotary heating furnace provided with a paddle blade on the supply pipe may be used. Further, an eccentric shaft may be attached in the longitudinal direction in the center of the furnace, and the eccentric shaft may be provided with a plurality of paddle blades. A rotary heating furnace equipped with either a ribbon blade or a paddle blade may be configured so that the central rotating shaft is rotatably mounted and the rotating shaft is rotated. Conversely, the central shaft is fixed and the furnace itself is fixed. It is good also as a structure which rotates.
加熱手段も、炉内に加熱空気を供給する加熱方法の他、炉の外周部に外套を設け、この外套部を熱媒体(例えば、電気ヒータや高温ガス)により間接的に加熱する加熱方法とすることもできる。このような間接加熱方式とすることにより、炉内温度を均一に保つことが可能となる。 In addition to the heating method for supplying heated air into the furnace, the heating means is provided with a mantle on the outer periphery of the furnace, and the mantle is indirectly heated with a heat medium (for example, an electric heater or a high-temperature gas). You can also By using such an indirect heating method, the furnace temperature can be kept uniform.
また、加熱装置としては、上記実施例で用いたロータリー加熱炉以外に、プッシャー型加熱炉、シャトル式加熱炉も用いることが可能であるが、上記実施例で用いた撹拌機能を有するロータリー加熱炉を用いることが、特に好ましい。上述したように、炉内のプレス品をさらに開裁し、ラミネート樹脂の除去率を高めることができるからである。 In addition to the rotary heating furnace used in the above embodiment, a pusher type heating furnace and a shuttle type heating furnace can also be used as the heating device, but the rotary heating furnace having the stirring function used in the above embodiment is used. It is particularly preferable to use This is because, as described above, the press product in the furnace can be further cut to increase the removal rate of the laminate resin.
なお、本発明により、ラミネート樹脂は、アルミ屑材又はアルミ缶から分解除去され、排気出口13から排出されるが、処理条件によってはラミネート樹脂が完全に二酸化炭素等にまで加熱分解されず、一酸化炭素や樹脂残渣のような未燃分として排出される場合もある。この場合、排気出口13の後段に二次燃焼炉を設けることにより、未燃分についても完全に加熱分解することが可能となる。
According to the present invention, the laminate resin is decomposed and removed from the aluminum scrap material or the aluminum can and discharged from the
以上、説明したように、本発明のラミネート樹脂除去方法は、30分間以下の短時間で、特別な処理装置を用いずに、アルミ屑材表面にラミネートされた樹脂を70%以上、条件によっては100%除去することができる。また、本発明のラミネート樹脂除去方法では、ラミネート樹脂が二酸化炭素等に加熱分解されるため、ラミネート樹脂の処理も不要であり、ラミネートアルミ屑材等からのラミネート樹脂処理方法として、従来にない高い効果が期待できる。 As described above, the method for removing a laminate resin of the present invention is a short time of 30 minutes or less, and without using a special processing apparatus, 70% or more of the resin laminated on the surface of the aluminum scrap material, depending on the conditions. 100% can be removed. Further, in the laminate resin removal method of the present invention, since the laminate resin is thermally decomposed into carbon dioxide or the like, there is no need for the treatment of the laminate resin, which is unprecedented as a method for treating the laminate resin from laminated aluminum scraps and the like. The effect can be expected.
さらに、本発明によりラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材は、表面に酸化被膜がほとんど形成されないため、アルミを高効率でリサイクルすることができる。具体的なリサイクル方法の一例としては、本発明によりラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材を、熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、例えば、窒素ガスで置換した状態で、700℃〜900℃に加熱することによって熔解し、熔解炉からアルミ素材として取り出す方法を挙げることができる。このアルミリサイクル方法では、従来のラミネート樹脂除去方法で処理したアルミ屑材を、同じ条件でリサイクルする場合と比較して、アルミ回収率が高く、実用性に勝っている。 Furthermore, since the aluminum scrap material from which the laminate resin has been removed according to the present invention hardly forms an oxide film on the surface, aluminum can be recycled with high efficiency. As an example of a specific recycling method, the aluminum scrap material from which the laminate resin has been removed according to the present invention is put into a melting furnace, and in a low oxygen atmosphere, for example, replaced with nitrogen gas, 700 ° C. to 900 ° C. It can be melted by heating and taken out from the melting furnace as an aluminum material. In this aluminum recycling method, the aluminum recovery rate is higher than in the case where the aluminum scrap material treated by the conventional laminate resin removal method is recycled under the same conditions, and the practicality is superior.
なお、ここでいう低酸素雰囲気下とは、酸素濃度が3%以下、好ましくは1%以下である状態を意味する。具体例の一つとしては、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下が該当する。アルミ屑材の熔解を低酸素雰囲気下で行うため、アルミ屑を熔解してアルミ素材として熔解炉から回収する際にも、アルミ表面に酸化被膜が形成されない。 The term “in a low oxygen atmosphere” as used herein means a state where the oxygen concentration is 3% or less, preferably 1% or less. One specific example is an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas. Since the aluminum scrap material is melted in a low-oxygen atmosphere, an oxide film is not formed on the aluminum surface even when the aluminum scrap is melted and recovered as an aluminum material from the melting furnace.
また、熔解炉の加熱温度を700℃以上とするのは、一部に酸化被膜が存在するアルミ屑を熔解させるためであり、900℃以下とするのは、アルミ屑の熔解温度として充分な高温であり、それ以上の温度に加熱しても、熔解炉のエネルギー消費が多くなるだけになるためである。 Moreover, the heating temperature of the melting furnace is set to 700 ° C. or higher in order to melt aluminum scrap partially having an oxide film, and 900 ° C. or lower is a sufficiently high melting temperature for the aluminum scrap. This is because, even when heated to a temperature higher than that, the energy consumption of the melting furnace only increases.
本発明のラミネート樹脂除去方法は、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からアルミを高収率でリサイクルするための方法として有用である。 The method for removing a laminate resin of the present invention is useful as a method for recycling aluminum in a high yield from laminated aluminum scraps or laminated aluminum cans.
1:プレス品
2:開裁機
3:開裁されたプレス品
4:加熱炉
5:加熱空気
6:加熱装置
7:空気
8:ラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材
10:ロータリー加熱炉
11:処理物入口
12:熱風入口
13:排気出口
14:給気管
15:ノズル
16:炉本体
17:処理物出口
18:リボン翼
19:ローラ
20:破砕処理プレス品
1: Press product 2: Cutting machine 3: Pressed product 4: Cutting furnace 5: Heated air 6: Heating device 7: Air 8:
Claims (2)
前記ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶をプレス加工して形成したプレス品を、見掛けの嵩密度が0.3 g/cm3以下となるように開裁する工程(A)と、
前記工程(A)で開裁したプレス品を、1分間当たりの体積供給量がロータリー加熱炉内容積の4倍以上24倍以下の加熱空気を供給しながら、ロータリー加熱炉内で350℃以上660℃以下の温度で加熱処理する工程(B)とを含むことを特徴とするラミネート樹脂除去方法。 A method of removing a laminate resin from a laminated aluminum scrap material or a laminated aluminum can laminated with polyethylene terephthalate or a modified product thereof on a surface,
A step (A) of cutting a pressed product formed by pressing the laminated aluminum scrap material or the laminated aluminum can so that an apparent bulk density is 0.3 g / cm 3 or less;
The pressed product opened in the step (A) is heated at 350 ° C. to 660 ° C. in the rotary heating furnace while supplying heated air whose volume supply amount per minute is 4 to 24 times the volume of the rotary heating furnace. And a step (B) of performing a heat treatment at a temperature of not higher than ° C.
前記工程(C)においてラミネート樹脂を除去されたプレス品を熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、700℃以上900℃以下の温度で加熱することにより前記プレス品を熔解する工程(D)とを含むことを特徴とするアルミ屑材又はアルミ缶のリサイクル方法。 The step (C) of removing the laminate resin of the press product using the laminate resin removing method according to claim 1 ;
(D) a step of melting the pressed product by putting the pressed product from which the laminate resin has been removed in the step (C) into a melting furnace and heating it at a temperature of 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower in a low oxygen atmosphere; A method for recycling aluminum scrap material or aluminum cans, characterized by comprising:
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