JP4133217B2 - 廃プラスチックの分別方法 - Google Patents
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Description
【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、詳しくは、複数種類の廃プラスチックを分別するための廃プラスチックの分別方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、資源の有効活用の観点から、プラスチックの廃材をリサイクルすることが種々検討されており、実用化されつつある。
【0003】
このような廃プラスチックをリサイクルする方法として、たとえば、特許第3109836号公報には、a)再加工される混合プラスチック材料をまず細かく切断する段階、b)磁性物質を細断した材料から除去する段階、c)磁性物質が除去された材料を加熱凝集させ又は加圧して圧縮し、その際に飛散性の物質を吸引除去する段階、d)凝集した材料を乾燥する段階、及びe)乾燥した材料を篩いにかける段階を備える、廃物である混合プラスチックの再加工方法が提案されており、この方法によれば、凝集中に飛散性の障害物質を実質的に吸引除去すること、ついで特に凝集した材料の細かい粒子部分を篩い除くことによって、高品質のプラスチック凝集体を少ないエネルギー消費で調製できることが記載されている。
【0004】
【特許文献1】
特許第3109836号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許第3109836号公報に記載される方法では、廃プラスチックを種類毎に分別することなく、そのまま混合プラスチックとしてリサイクルするので、リサイクルできる用途について著しい制限がある。
【0005】
とりわけ、近年、ポリ塩化ビニル樹脂などの塩素系熱可塑性樹脂は、塩化水素やダイオキシンの発生原因となるため、腐食や環境汚染の観点から、リサイクルされる廃プラスチックから、このような塩素系熱可塑性樹脂を分別する要望が高まっている。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、簡易な装置を用いて、低コストで廃プラスチックを分別することのできる、廃プラスチックの分別方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、塩素系熱可塑性樹脂が含まれる複数種類の廃プラスチックを分別するための廃プラスチックの分別方法であって、処理槽および前記処理槽内に設けられる回転羽根を備える攪拌装置内に前記廃プラスチックを投入して、90℃以上の温度で、回転羽根を周速30〜60m/sで3〜11分間回転させることにより、前記廃プラスチックを造粒し、120〜170℃を造粒完了温度として造粒を終了する攪拌工程と、攪拌後の前記廃プラスチックを篩を用いて選別する工程と、前記篩を用いた選別後の前記廃プラスチックを比重差選別する工程とを備え、前記篩を用いて選別する工程では、目開き3mm以下の篩を用いて、攪拌後の前記廃プラスチックを選別することを特徴としている。
【0008】
このような方法によると、90℃以上の温度で、攪拌羽根を周速30〜60m/sで3〜11分間回転させることにより、複数種類の廃プラスチックのうち、塩素系熱可塑性樹脂(剪断されやすいもの)を細粒に破壊または破砕することができ、また、120〜170℃を造粒完了温度として造粒を終了させることにより、比較的軟質の熱可塑性樹脂を粗粒に造粒させる一方、比較的硬質の熱可塑性樹脂を造粒させずにそのまま残存させることができる。そのため、この方法では、攪拌工程後の篩を用いた選別においては、細粒である塩素系熱可塑性樹脂(剪断されやすいもの)と、それより大きい廃プラスチック(粗粒に造粒される比較的軟質の熱可塑性樹脂、および、造粒されずにそのままの形状で残存する比較的硬質の熱可塑性樹脂)とを、分別することができ、さらに、篩を用いた選別後の比重差選別する工程において、造粒により高比重となる比較的軟質の熱可塑性樹脂と、造粒されずに低比重のままの形状で残存する比較的硬質の熱可塑性樹脂(剪断されにくい塩素系熱可塑性樹脂を含む)とを分別することができる。その結果、塩素系熱可塑性樹脂が含まれる複数種類の廃プラスチックから、塩素系熱可塑性樹脂がより多く含まれる廃プラスチックを分別することができる。
【0009】
また、目開き3mm以下の篩を用いて攪拌後の廃プラスチックを選別するので、塩素系熱可塑性樹脂と、それ以外の廃プラスチックとを、分別することができる。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記攪拌工程の前工程として、前記廃プラスチックを破砕する破砕工程と、破砕された前記廃プラスチックから磁性材料を除去する磁性材料除去工程と備えていることを特徴としている。
【0010】
このような方法によると、廃プラスチックは、まず、破砕され、磁性材料が除去された後に、次いで、攪拌工程に供される。そのため、攪拌工程において、廃プラスチックは、より効率よく造粒されるので、次の篩を用いて選別する工程および比重差選別する工程において、より一層選別しやすく、効率のよい分別を達成することができる。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記廃プラスチックには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の120〜170℃で平均粒径1〜20mmに造粒できる造粒可能樹脂と、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタールからなる群から選ばれる少なくとも1種の120〜170℃で平均粒径1〜20mmに造粒できない造粒不能樹脂とを含んでいることを特徴としている。
【0012】
このような方法によると、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の120〜170℃で平均粒径1〜20mmに造粒できる造粒可能樹脂と、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタールからなる群から選ばれる少なくとも1種の120〜170℃で平均粒径1〜20mmに造粒できない造粒不能樹脂とを分別することができる。そのため、廃プラスチックの種類に従った分別を達成することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の廃プラスチックの分別方法を実施するためのリサイクルシステムの一実施形態を示す全体構成図である。このリサイクルシステム1は、破砕機2、風力選別機3、磁気選別機4、攪拌装置としての造粒機5、冷却機6、受けホッパ7、篩槽8、比重差選別機9を備えている。なお、これらリサイクルシステム1の各部は、図示しないCPUによって制御されている。
【0026】
このリサイクルシステム1によって処理される廃プラスチックは、プラスチックの成形品からなる産業製品または家庭製品であって、廃棄処分されたもの、すなわち、プラスチックの廃材であって、シート状、フィルム状、バルク状などの種々の形状に成形されているもの、さらにはプラスチック以外の金属材料などを含むものが挙げられる。
【0027】
このような廃プラスチックとしては、ポリ塩化ビニル(PVC:溶融温度200℃)などの塩素系熱可塑性樹脂が含まれ、さらに、ポリエチレン(PE:溶融温度130℃)、ポリプロピレン(PP:溶融温度170℃)、ポリスチレン(PS:溶融温度130℃)、ABS樹脂(ABS:溶融温度140℃)、ポリエチレンテレフタレート(PET:溶融温度250℃)、ポリアセタール(POM:溶融温度170℃)など、複数種類のプラスチックが含まれている。
【0028】
このリサイクルシステム1においては、たとえば、上記の廃プラスチックにおいて、代表的には、ポリエチレン20〜30重量部、ポリプロピレン10〜20重量部、ポリスチレン20〜30重量部、ABS樹脂2〜5重量部、ポリ塩化ビニル5〜10重量部、ポリエチレンテレフタレート10〜15重量部、ポリアセタール5〜10重量部を含む廃プラスチックが処理される。
【0029】
また、このリサイクルシステム1においては、たとえば、廃プラスチックシート、廃プラスチックフィルムなど、シート(フィルム)形状の廃プラスチックであって、その含水率が、たとえば、10〜50重量%、嵩密度が、たとえば、0.03〜0.1のものが好適に処理される。より具体的には、たとえば、主としてプラスチックフィルム(シート)が含まれており、その他に、容器などの日常生活用品などが含まれているものが好適に処理される。
【0030】
破砕機2は、材料(廃プラスチック、以下同じ)を投入する材料投入口11と、高速回転する回転刃12と、回転刃12の下方に配置され、多数の孔が開口形成されるスクリーン13と、破砕された材料を排出する材料排出口14とを備えている。
【0031】
そして、破砕機2では、材料投入口11から投入された材料は、回転刃12によって裁断され、その下方に配置されるスクリーン13(たとえば、孔の最大長さ20〜200mm)から、所定の大きさに裁断されたものだけが通過して、材料排出口14に落下する。
【0032】
次いで、このリサイクルシステム1では、破砕機2によって破砕された破砕材が、たとえば、ベルトコンベア15などによって、風力選別機3に搬送される。
【0033】
風力選別機3は、風力選別槽16と、送風機17と、アジテータ18とを備えている。
【0034】
風力選別槽16は、上端部に材料入口19、下端部に材料出口20が形成される筒状をなし、その上下方向途中の一方側の側壁には、重い材料を排出するための排出筒部21が、材料搬送口20とは独立して、その下端部が下方に向けて開口されるように設けられている。また、この風力選別槽16の側壁における排出筒部21の上方には、送風開口部22が開口形成されている。
【0035】
送風機17は、風力選別槽16内に水平方向に風を送り込めるように、風力選別槽16の側壁における送風開口部22と対向配置されている。
【0036】
アジテータ18は、風力選別槽16内における材料搬送口20の上方に設けられており、軸方向が水平に向き、風力選別槽16内において回転可能に支持される回転軸23と、回転軸23の軸方向に沿って所定の間隔を隔てて複数設けられる羽根24とを備えている。羽根24は、回転軸23の周りに、回転軸23の軸方向と直交する方向に延びるように設けられている。そして、このアジテータ18は、図示しないモータの駆動により回転軸23が回転され、羽根24が上下方向に回転される。
【0037】
そして、ベルトコンベア15から材料入口19に落下した破砕材は、送風機17から送風開口部22を介して送り込まれる風の風力(風圧)によって、破砕材中の軽い材料、すなわち、廃プラスチックが、風力方向に沿って吹き飛ばされる一方、破砕された破砕材中の重い材料、すなわち、金属部材などの金属材料などが、風力による影響を受けずに、そのまま鉛直方向下方に落下する。その後、吹き飛ばされた軽い材料(廃プラスチック)は、アジテータ18の上方に落下して、そのアジテータ18の回転によって、風力選別槽16内においてブリッジが生じないように攪拌されながら、材料出口20に落下される。また、そのまま鉛直方向下方に落下した重い材料(金属材料など)は、排出筒部21から排出される。
【0038】
次いで、このリサイクルシステム1では、風力選別機3によって風力選別された破砕材(軽い材料)が、たとえば、ベルトコンベア15などによって、磁気選別機4に搬送される。
【0039】
磁気選別機4は、磁気選別槽25と、磁気ロール26と、スクレーパ27と、スライドゲート28とを備えている。
【0040】
磁気選別槽25は、上端部に磁気ロール26が配置される上部開口部29が形成されるとともに、その上部開口部29から下方が、磁気ロール26の回転方向において上流側に前方筒部30と、その下流側に後方筒部31とを備える二股状に形成されている。前方筒部30および後方筒部31は、ともに、その下端部が下方に向けて開口されており、前方筒部30の下端部は、次に述べる造粒機5の上方に配置されている。なお、前方筒部30には、後述する造粒機5で造粒処理する1回分の処理量の破砕材が前方筒部30内に溜まったことを検知するためのレベル計32が設けられている。
【0041】
磁気ロール26は、軸方向に沿って永久磁石が埋設されており、磁気選別槽25の上部開口部29において、回転可能に支持されている。
【0042】
スクレーパ27は、磁気ロール26の下方であって、後方筒部31との対向位置に、磁気ロール26の回転方向において磁気ロール26に対して対向方向から接触するように設けられている。
【0043】
スライドゲート28は、前方筒部30の下端部に設けられており、図示しないCPUの制御によって、レベル計32の検知に基づいて開閉され、後述する造粒機5で造粒処理する1回分毎の処理量の破砕材(軽い材料)を、バッチ毎に造粒機5に供給するようにしている。
【0044】
そして、ベルトコンベア15から落下する破砕材(軽い材料)は、磁気ロール26上に受けられて、その破砕材中における風力選別機3によって除去しきれなかった金属材料などの磁性材料が、その磁気ロール26の磁力によって磁気ロール26上に保持される。その後、磁気ロール26上に受けられた破砕物は、磁気ロール26の回転によって、前方筒部30と対向した時に、磁力によって磁気ロール26上に保持されている以外の材料、すなわち、廃プラスチックが、その前方筒部30内に落下し、続いて、磁気ロール26の回転によって後方筒部31と対向した時には、磁気ロール26上に保持されている磁性材料がスクレーパ27によって掻き取られ、後方筒部31内に落下する。これによって、廃プラスチックから、風力選別機3によって除去しきれなかった金属材料などの磁性材料が分別除去される。その後、前方筒部30内に落下した破砕材(軽い材料)は、スライドゲート28の開閉動作によって、1回分毎の処理量で、造粒機5に供給される。
【0045】
造粒機6は、図2に示すように、垂直軸回転式の造粒装置であって、処理槽としてのタンク35、水平方向に回転する回転羽根36、固定刃37、モータ38および支持フレーム39を備えている。
【0046】
タンク35は、支持フレーム39上に設置され、破砕材(軽い材料)を受け入れるために、底壁35aと周側壁35bと備える、上部が開放される有底円筒形状をなし、周側壁35bの外側には、その周側壁35bを外面から覆うように、タンク35を加熱することのできるジャケット40が設けられている。なお、このジャケット40は、図示しないが、加熱されたオイルが循環されるように構成されている。
【0047】
また、タンク35内には、タンク35内の温度を検知するための熱電対からなる温度センサ41が設けられている。
【0048】
また、タンク35の上部には、破砕材(軽い材料)を投入するための投入口42が形成されるとともに、下部側方には、造粒材を排出するための排出部43が設けられている。
【0049】
排出部43には、タンク35から連通して形成され下方に向かって開放される排出口44と、排出口44とタンク35との間を開閉するための開閉ゲート45とが設けられている。開閉ゲート45には、圧力シリンダ46が連結されており、開閉ゲート45は、その圧力シリンダ46の進退駆動により開閉動作される。
【0050】
回転羽根36は、タンク35内の底部に設けられており、タンク35の底壁35aの中央部を上下方向、すなわち、垂直方向に貫通する回転軸47と、回転軸47の上部において支持される羽根部材48とを備えている。
【0051】
回転軸47は、タンク35の底壁35aの下方において、その下部が支持フレーム39に軸受49を介して回転自在に支持されるとともに、その上部がタンク35内に突出されている。また、支持フレーム39内において、回転軸47の下部には、モータ38からの動力が伝達される受動プーリ50が、相対回転不能に設けられている。
【0052】
また、羽根部材48は、径方向に延びる複数の刃部51を一体的に備えており、回転軸47の上部に嵌合させることにより、刃部51が、タンク35内の底部中心から放射状に延びるように配置される。
【0053】
また、固定刃37は、タンク35の周側壁35bにおいて、刃部51の先端と、刃部51の長手方向において対向するように配置されており、周側壁35bに沿って互いに所定の間隔を隔てて複数設けられている。
【0054】
モータ38は、支持フレーム39上において、タンク35の側方に配置されており、そのピニオンシャフト52が支持フレーム39内に挿入されている。また、ピニオンシャフト52には、伝動プーリ53が相対回転不能に設けられている。
【0055】
そして、ピニオンシャフト52に設けられている伝動プーリ53と、回転軸47に設けられている受動プーリ50とには、図示しないエンドレスベルトが巻回されている。そのため、モータ38の駆動によって、ピニオンシャフト52が回転されると、伝動プーリ53、図示しないエンドレスベルトおよび受動プーリ50を介して、その動力が回転軸47に伝達され、これによって、羽根部材48の刃部51がタンク35内において、固定刃37と対向する状態で水平方向に回転される。
【0056】
また、この造粒機5には、タンク35の上方に、タンク35内に、冷却媒体として所定量の水を供給するための給水管54と、その給水管54から水を供給または停止するための、たとえば電磁弁などからなる給水弁55とが設けられている。
【0057】
そして、この造粒機5では、まず、モータ38の駆動によって回転羽根36を周速30〜60m/s、好ましくは、35〜45m/sで回転させた後、スライドゲート28の開閉動作によって前方筒部30から所定量(1バッチ量)の破砕材(軽い材料)をタンク35内に投入することにより、造粒処理が開始される。
【0058】
なお、破砕材(軽い材料)の1バッチの投入量は、タンク35の容量にもよるが、たとえば、タンク35の容量が1000Lである場合には、90〜140Kg、好ましくは、100〜120Kg程度である。
【0059】
この造粒処理では、回転羽根36の高速回転によって、破砕材が剪断されるとともにその剪断熱によって溶融し、減容化が促進されながら、その後、互いにくっつき合って粒状に成形される。このように造粒すれば、破砕材を造粒している間に、破砕材中の水分が気散され、得られる造粒材の含水量を低減することができるので、造粒後に乾燥工程を設けて乾燥させなくても、リサイクルすることができる。
【0060】
そして、造粒処理の開始から、タンク35内の温度は、回転羽根36の剪断熱によって上昇し続けるので、90℃以上、好ましくは、100〜170℃の温度において、3〜11分間(造粒開始から終了まで7〜15分)、好ましくは、3〜9分間回転させ、120〜170℃、好ましくは、125〜150℃を造粒完了温度として、その温度となった時点を契機として給水弁55を開閉動作させ、給水管54から所定量の水をタンク35内に供給させることによって、造粒を完了させる。水の供給量は、たとえば、投入された破砕材(軽い材料)100重量部に対して、5〜10重量部である。これによって、一気に冷却して、造粒を完了させる。
【0061】
このような造粒条件によって造粒すれば、ポリ塩化ビニルなどの塩素系熱可塑性樹脂のうち剪断されやすい(破壊されやすい)ものは、たとえば、その平均粒径が0.1〜2.5mm、さらには、0.5〜2mm程度の細粒に破壊または破砕される一方、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの比較的軟質の熱可塑性樹脂が、それより大きく、たとえば、その平均粒径が3〜20mm、さらには、3〜10mm程度の粗粒に造粒され、さらには、ABS樹脂、ポリ塩化ビニルなどの塩素系熱可塑性樹脂のうち剪断されにくい(破壊されにくい)もの、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタールなどの比較的硬質の熱可塑性樹脂が、造粒されずに、そのままの形状(シート状、フィルム状、紐状、塊状など)で残存する傾向にある状態となる。
【0062】
なお、造粒完了温度の検知は、タンク35内の温度を温度センサ41によって直接検知してもよく、あるいは、破砕材が溶融して互いにくっつき合う状態になると、粘度が急激に上昇するため、その時のモータ38の負荷(モータの発生電流値、あるいは、モータのトルク)を検知するようにしてもよい。
【0063】
そして、このような造粒処理が終了した後に、圧力シリンダ46を作動させて、開閉ゲート45を開動作させることにより、造粒材(細粒、粗粒および残存する破砕材を含む)を冷却機6に向けて排出する。
【0064】
なお、上記した造粒処理において、たとえば、造粒完了時に水を加えずに、造粒完了時点で開閉ゲート45を開動作させることにより、造粒材(細粒、粗粒および残存する破砕材を含む)を、そのまま冷却機6に向けて排出するようにしてもよい。
【0065】
図1に示すように、冷却機6は、冷却槽60と、その冷却槽60の周りに冷却水が循環されるジャケット61とを備えている。冷却槽60には、図示しない攪拌羽根が設けられており、冷却槽60内に供給された造粒材(細粒、粗粒および残存する破砕材を含む)は、攪拌羽根の回転によって攪拌されながら、ジャケット61により冷却される。そして、冷却機6によって冷却された造粒材(細粒、粗粒および残存する破砕材を含む)は、受けホッパ7内に供給され、受けホッパ7内において一時的に貯留される。
【0066】
なお、冷却機6は、目的および用途により設ける必要はなく、造粒機5において十分な冷却が得られた場合には、造粒機5から、直接、受けホッパ7に供給してもよい。
【0067】
次いで、このリサイクルシステム1では、受けホッパ7内において一時的に貯留される造粒材(細粒、粗粒および残存する破砕材を含む)が、篩槽8に供給される。
【0068】
篩槽8には、篩62と、その篩62を通過した細粒を排出するための通過排出口63と、篩62を通過しない粗粒を排出するための未通過排出口64とを備えている。篩62は、その目開きが3mm以下、好ましくは、1〜3mmのものが用いられる。
【0069】
そして、この篩槽8では、供給された造粒材が篩62により粒度選別され、篩62を通過した細粒が通過排出口63から排出され、篩62を通過しない粗粒および残存する破砕材が、未通過排出口64から排出される。
【0070】
これによって、塩素系熱可塑性樹脂(ポリ塩化ビニルなどであって剪断されやすいもの)をより多く含む細粒と、比較的軟質の熱可塑性樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど)をより多く含む粗粒および造粒されずにそのままの形状で残存する比較的硬質の熱可塑性樹脂(ABS樹脂、ポリ塩化ビニルなどであって剪断されにくいもの、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタールなど)をより多く含む破砕材とを分別することができる。
【0071】
次いで、このリサイクルシステム1では、未通過排出口64から排出された造粒材(粗粒および残存する破砕材を含む)が、比重差選別機9に供給される。
【0072】
比重差選別機9は、選別槽65、デッキ66、カム67、ブロワ68を備えている。
【0073】
選別槽65は、上部に投入口69および集塵口70が設けられるとともに、下部における両端部に高比重材排出口71および低比重材排出口72、それらの間に、集塵排出口73が設けられている。
【0074】
デッキ66は、断面略コ字状のトラフからなり、高比重材排出口71側が上、低比重材排出口72が下となるような傾斜状に配置されている。また、デッキ66の底面は、重い材料を上方(高比重材排出口71側)に搬送できるような鋸状の網によって形成されている。
【0075】
カム67は、デッキ66に連結されており、図示しないモータからの動力によって偏心回転され、デッキ66に上下方向の振動を与えることができるように構成されている。
【0076】
ブロワ68は、デッキ66に対して下方から上方に向かって風を吹き上げることができるように構成されている。
【0077】
そして、比重差選別機9では、未通過排出口64から排出された造粒材(粗粒および残存する破砕材を含む)が、投入口69から投入されると、デッキ66上において、ブロワ68からの上向きの風とカム67の偏心回転による上下振動とによって、比較的軟質の熱可塑性樹脂をより多く含む粗粒が、上方に搬送されて高比重材排出口71から排出される一方、造粒されずにそのままの形状で残存する比較的硬質の熱可塑性樹脂が、下方に搬送されて低比重材排出口72から排出される。
【0078】
なお、未通過排出口64から排出された造粒材(粗粒および残存する破砕材を含む)において、粗粒より細かな粉塵(細粒を含む)は、ブロワ68の吹き上げまたはデッキ66の底面の通過により、集塵口70あるいは集塵排出口73から排出される。
【0079】
これによって、造粒され高比重となった比較的軟質の熱可塑性樹脂をより多く含む粗粒(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど)と、造粒されずに低比重のままの形状で残存する比較的硬質の熱可塑性樹脂(ABS樹脂、ポリ塩化ビニルなどであって剪断されにくいもの、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタールなど)をより多く含む破砕材とを分別することができる。
【0080】
このようなリサイクルシステム1を用いて、上記したように廃プラスチックを処理すると、まず、破砕機2において廃プラスチックが破砕され、次いで、風力選別機3さらには磁気選別機4において金属材料(磁性材料)が除去されるので、その次に造粒機5において造粒処理するときには、廃プラスチックを効率よく造粒することができる。また、その次に、篩槽8や比重差選別機9において、廃プラスチックを選別するときには、より一層選別しやすくすることができる。そのため、効率のよい分別を達成することができる。
【0081】
そして、造粒機5における造粒処理では、上記したように、90℃以上の温度で、攪拌羽根を周速30〜60m/sで3〜11分間回転させることにより、塩素系熱可塑性樹脂(剪断されやすいもの)を細粒に破壊または破砕することができ、また、120〜170℃を造粒完了温度として造粒を終了させることにより、比較的軟質の熱可塑性樹脂を粗粒に造粒させる一方、比較的硬質の熱可塑性樹脂を造粒させずにそのまま残存させることができる。
【0082】
そのため、この方法では、その後に、篩槽8においては、目開き3mm以下の篩62を用いることによって、細粒である塩素系熱可塑性樹脂(ポリ塩化ビニルなどであって剪断されやすいもの)と、それより大きい廃プラスチック(粗粒に造粒される比較的軟質の熱可塑性樹脂、および、造粒されずにそのままの形状で残存する比較的硬質の熱可塑性樹脂)とを、分別することができ、さらに、比重差選別機9において、造粒により高比重となる比較的軟質の熱可塑性樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど)と、造粒されずに低比重のままの形状で残存する比較的硬質の熱可塑性樹脂(ABS樹脂、ポリ塩化ビニルなどであって剪断されにくいもの、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタールなど)とを分別することができる。
【0083】
その結果、このようなリサイクルシステム1を用いて、上記したように廃プラスチックを処理すれば、簡易な装置を用いて、低コストで、廃プラスチックの種類に従った分別回収を達成することができる。
【0084】
なお、上記した方法では、分別された成分のそれぞれが100%分別されているものではなく、互いに他の成分を含んでおり、廃プラスチックの種類や処理条件などによってその割合が異なっている。そのため、たとえば、比重差選別機9において、高比重材排出口71から排出された比較的軟質の熱可塑性樹脂の粗粒中に、塩素系熱可塑性樹脂などが規定量以上含まれている場合には、再度、その粗粒を、必要により破砕して、造粒機5において造粒処理すれば、粗粒中の塩素系熱可塑性樹脂の割合を、さらに低減することができる。
【0085】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明において、破砕機2は、上記のものに限定されず、たとえば、ジョークラッシャー、ハンマーミル、ロールミルなど、その目的および用途によって、適宜、公知の破砕機(粉砕機)を用いることができる。また、磁気選別機4も、上記のもの(ロール式)に限定されず、固定式、ベルト移動式など、その目的および用途によって、適宜、公知の磁気選別機を用いることができる。
【0086】
また、このリサイクルシステム1において、各装置の配置は、現場に応じて決定され、それら各装置の間を搬送するための輸送方法も、コンベア式(ベルトコンベア、スクリューコンベア、チェーンコンベア、振動コンベアなど)や気力輸送式などの公知の輸送方法を、その現場に応じて適宜採用することができる。
【0087】
また、たとえば、破砕機2の下方に、直接風力選別機3を設けるなど、輸送方法を設けなくてもよい場合もある。
【0088】
なお、上記の説明においては、回転羽根36の剪断力による剪断熱により、タンク35内の温度を上昇させたが、その目的および用途に応じて、適宜ジャケット40によって加熱してもよい。
【0089】
また、上記の説明においては、造粒処理において、冷却媒体として水を用いたが、これに限らず、たとえば、炭酸ガスなどの公知の冷媒を用いることができる。
【0090】
また、上記の説明においては、造粒機5に固定刃37を備えたが、廃プラスチックの大きさなどによっては、固定刃37を設けなくてもよい。
【0091】
また、上記の説明においては、造粒処理において、廃プラスチックの造粒を完了させたが、造粒を完了させずに、たとえば、細かくなった細粒を適宜取り出すようにしてもよい。
【0092】
【試験例】
表1に示す複数種類の廃プラスチックフィルム300kgを、まず、破砕機(UC−55型、ウエノテックス社製)を用いて、30×30mm程度に破砕した。次いで、造粒機(スーパーミキサー SMV−100型、株式会社カワタ製)に、その破砕材のうち12gを投入して、回転羽根の周速30m/sで13分間(90℃以上で7分間)造粒し、材料の温度が145℃となった時点で、0.8Lの水を投入することによって造粒を終了した。
【0093】
次いで、造粒材を、目開きが10mm、2.36mm、2mm、1mmの篩をそれぞれ用いて、1)10mmを通過しないもの(10mmオン)、2)10mmを通過し2.36mmを通過しないもの、3)2.36mmを通過し2mmを通過しないもの、4)2mmを通過し1mmを通過しないもの、5)1mmを通過するもの(1mmアンダー)、の5つのフラクションに分別し、蛍光X線測定により、各フラクションの塩素含量(構成比)を測定した。その結果を、図3に示す。
【0094】
図3から、目開き2.36mmを境として、それより目開きが小さい場合に、塩素含量が急激に増加していることがわかる。
【0095】
次いで、目開き2.36mmを通過しないフラクション1)、2)を比重差選別機(SH型、原田産業株式会社製)に投入して、比重差選別した。その結果、高比重材排出口から造粒材(粗粒)を得るととも、低比重材排出口から、フィルム材(造粒されずに残存した破砕材)を得た。
【0096】
造粒材およびフィルム材を、赤外線分光分析機(IR)によって分析したところ、造粒材は、ポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリスチレンであると同定され、フィルム材は、主としてポリエチレンテレフタレートで、その他にABS樹脂やポリ塩化ビニルであると同定された。
【0097】
【表1】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1に記載の発明によれば、廃プラスチックから、塩素系熱可塑性樹脂がより多く含まれる廃プラスチックを分別することができる。
【0098】
つまり、塩素系熱可塑性樹脂と、それ以外の廃プラスチックとを、分別することができる。
【0099】
請求項2に記載の発明によれば、効率のよい分別を達成することができる。
【0100】
請求項3に記載の発明によれば、廃プラスチックの種類に従った分別を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃プラスチックの分別方法を実施するためのリサイクルシステムの一実施形態を示す全体構成図である。
【図2】図1に示すリサイクルシステムの造粒機を示す概略構成図である。
【図3】試験例において、篩の目開きと塩素含量との相関を示すグラフである。
【符号の説明】
2 破砕機
4 磁気選別機
5 造粒機
8 篩槽
9 比重差選別機
35 タンク
36 回転羽根
62 篩
Claims (3)
- 塩素系熱可塑性樹脂が含まれる複数種類の廃プラスチックを分別するための廃プラスチックの分別方法であって、
処理槽および前記処理槽内に設けられる回転羽根を備える攪拌装置内に前記廃プラスチックを投入して、90℃以上の温度で、回転羽根を周速30〜60m/sで3〜11分間回転させることにより、前記廃プラスチックを造粒し、120〜170℃を造粒完了温度として造粒を終了する攪拌工程と、
攪拌後の前記廃プラスチックを篩を用いて選別する工程と、
前記篩を用いた選別後の前記廃プラスチックを比重差選別する工程と
を備え、
前記篩を用いて選別する工程では、目開き3mm以下の篩を用いて、攪拌後の前記廃プラスチックを選別することを特徴とする、廃プラスチックの分別方法。 - 前記攪拌工程の前工程として、
前記廃プラスチックを破砕する破砕工程と、
破砕された前記廃プラスチックから磁性材料を除去する磁性材料除去工程と
を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の廃プラスチックの分別方法。 - 前記廃プラスチックには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンからなる群から選ばれる少なくとも1種の120〜170℃で平均粒径1〜20mmに造粒できる造粒可能樹脂と、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタールからなる群から選ばれる少なくとも1種の120〜170℃で平均粒径1〜20mmに造粒できない造粒不能樹脂とを含んでいることを特徴とする、請求項1または2に記載の廃プラスチックの分別方法。
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