JP4772814B2 - 樹脂粒子の分別方法及び分別装置 - Google Patents
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Description
(1)剥線法
主に導体径が1.6mm以上の廃電線に適用される。例えば、電線を一定の長さに切断し、ケーブルコアまで解体後、該ケーブルコアを剥線機により導体から被覆材を剥がして導体と被覆材とを分離する。
このようにサイズの大きい電線については、回収時点で被覆材の種類が判別でき、かつ剥線法で導体と被覆材とを分離回収することができるため、回収された被覆はそのまま再処理工程へと回される。
例えば特許文献1などに記載された方法であり、主に導体径が1.6mm未満の廃電線に適用される。例えば、電線を自動粉砕機に投入し、導電体と被覆材とを一緒に細かく切断、粉砕(ナゲット処理)する。得られた粉砕片を比重差などで導体と被覆材とに分離する。
上記のサイズの小さい電線は種類ごとの分別回収がなされていないので、導電体から分離されて回収された被覆材の粉砕片は、例えばポリ塩化ビニルなどのハロゲン系樹脂片と、ポリエチレンなどのノンハロゲン系樹脂片が混在した状態となっている。
上記のようにようにハロゲン系樹脂とノンハロゲン系樹脂が混在した樹脂片は、組成ごとに分別してリサイクルに活用される。
浮選法では、界面活性剤を含む水を張った分別槽に、上記のハロゲン系樹脂の樹脂片とノンハロゲン系樹脂の樹脂片を投入し、分別槽の底部近傍から水中に気泡を送り込む。
ここで、上記のように組成の異なる樹脂片において、界面活性剤の作用により表面の濡れ性を互いに異ならせ、気泡が付着する程度に差を生じさせることにより、所定の組成の樹脂片を選択的に浮遊させ、あるいは沈降させたりすることが可能となる。ここで、水面近傍に集まった樹脂片と、水中底部に集まった樹脂片を分けて回収することで、ハロゲン系樹脂とノンハロゲン系樹脂などの組成の異なる樹脂片ごとに分別することができる。
例えば、樹脂片の回収時に水洗処理する際、あるいは、樹脂片を屋外保管する際に雨水を樹脂片が吸水することがある。この時、樹脂片の表面の疎水性が著しく損なわれ、いずれの組成の樹脂片も十分な浮力が得られなくなり、分別できなくなることがある。
また、樹脂片が乾燥していると、いずれの組成の樹脂片も表面の疎水性が著しく増大し、混合物中の全ての樹脂片が水面に浮上し、分別できなくなることがある。
まず、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物の含水量を制御する。
次に、分別液が収容された分別槽に、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物を投入し、分別槽の底部近傍から分別液中に気泡を送り込むことにより、分別液の液面近傍に浮遊する樹脂粒子と分別槽の底部に沈降する樹脂粒子に分別する。
含水量制御部は、第1樹脂粒子と前記第2樹脂粒子の混合物の含水量を制御する。
分別槽は、分別液が収容され、底部近傍に気泡供給部が設けられた分別槽であって、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物が投入されたときに、気泡供給部から分別液中に気泡を送り込むことにより、分別液の液面近傍に浮遊する樹脂粒子と分別槽の底部に沈降する樹脂粒子に分別する。
本実施形態の樹脂粒子の分別装置は、第1の組成の第1樹脂粒子と第1の組成と異なる第2の組成の第2樹脂粒子の混合物を組成ごとに分別する装置である。
これらの樹脂粒子は、例えば、電線から回収された樹脂片であり、具体的には、第1樹脂粒子がポリ塩化ビニルなどのハロゲン系樹脂粒子であり、第2樹脂粒子がポリエチレンなどのノンハロゲン系樹脂粒子である。粉砕処理して回収された樹脂片は、例えば1〜4mmの径程度の不定形の形状である。また、電線から回収された樹脂片に限らず、ペレット状の樹脂粒子やその他の形状の樹脂粒子に適用可能である。
例えば、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物を乾燥させる乾燥部10aと、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物の含水量を調整する含水量調整槽10bとを含む。
乾燥部10aは、常温より高い温度に保持する炉及び/または乾燥した雰囲気に保持する炉である。また、樹脂粒子を真空あるいは減圧雰囲気に保持して乾燥させる構成の乾燥部とすることも可能であり、乾燥処理にかかる時間を短縮可能である。
また、上記の含水量制御部10において、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物の含水量が200〜9500ppmとなるように制御することが好ましい。
また、例えば、上記の乾燥処理した樹脂粒子の混合物を、所定の温度及び湿度に調整された含水量調整槽10bに所定期間保持することで、樹脂粒子の含水量を200〜9500ppmの範囲から選択された所定の含水量に調整することができる。
上記の含水量制御部10において含水量が制御された樹脂粒子の混合物が搬送され、分別槽20に投入される。
樹脂粒子の表面の濡れ性を組成ごとに互いに異ならせ、気泡が付着する程度に差を生じさせる作用を有していれば、その他の界面活性剤も用いることができる。
これは、上記のように、樹脂粒子の表面に気泡が付着する程度に差が生じたことにより、気泡が付着する樹脂粒子と気泡が付着しない樹脂粒子に分けられ、気泡が付着した樹脂粒子は液面近傍に浮上し、気泡が付着しない樹脂粒子は分別槽20の底部に沈降するためである。
本実施形態にかかる樹脂粒子の分別方法は、第1の組成の第1樹脂粒子と、第1の組成と異なる第2の組成の第2樹脂粒子の混合物を組成ごとに分別する方法であり、これらの樹脂粒子は、例えば電線から回収された樹脂片であり、具体的には、第1樹脂粒子がポリ塩化ビニルなどのハロゲン系樹脂粒子であり、第2樹脂粒子がポリエチレンなどのノンハロゲン系樹脂粒子である。
まず、第1ステップST1として、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物の含水量を制御する。
ここでは、例えば、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物を乾燥させる工程ST1aと、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物の含水量を調整する工程ST1bとから、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子の混合物の含水量制御を行う。
含水量をモニターすることで、分別処理の安定性を高めることができる。
樹脂粒子の表面の濡れ性を組成ごとに互いに異ならせ、気泡が付着する程度に差を生じさせる範囲とすることができる。
次に、例えば、上記の乾燥処理した樹脂粒子の混合物を、所定の温度及び湿度に調整された含水量調整槽10bに所定期間保持することで、樹脂粒子の含水量を200〜9500ppmの範囲から選択された所定の含水量に調整する。
これは、上記のように、樹脂粒子の表面に気泡が付着する程度に差が生じたことにより、気泡が付着する樹脂粒子と気泡が付着しない樹脂粒子に分けられ、気泡が付着した樹脂粒子は液面近傍に浮上し、気泡が付着しない樹脂粒子は分別槽20の底部に沈降するためである。
上記の本実施形態に係る樹脂粒子の分別方法を用いて、ふるいにて選別したサイズ(径)が1〜4mmのポリ塩化ビニルのペレット粒子(第1樹脂粒子)とポリエチレンのペレット粒子(第2樹脂粒子)の分別処理を行った。
ポリ塩化ビニル樹脂は、比重が1.44であり、樹脂分が47%、可塑剤が20%の組成であり、ポリ塩化ビニル(41.21%)、Sb及びその化合物(Sb換算で5.73%)、ステアリン酸亜鉛(1%未満)を含有する。
ポリエチレン樹脂は、比重が1.48、ポリマーが40%の組成であり、鉱油を1〜10%含有する。
例えば、23℃で湿度50%以下の雰囲気に2週間保持すると、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量は300ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量は200ppmとなり、23℃で湿度50の雰囲気に2週間保持すると、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量は1600ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量は500ppmとなり、23℃で湿度80%以下の雰囲気に2週間保持すると、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量は2400ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量は700ppmとなり、75℃で湿度85%以下の雰囲気に2週間保持すると、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量は6000ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量は1400ppmとなった。この他、温湿度及び保持時間の調整により、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量を9500ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量を1550ppmとすることができ、また、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量を10000ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量を1600ppmとすることができた。
分別槽には、界面活性剤としてリグニンスルホン酸ナトリムを150ppmの濃度で含有する水からなる分別液が収容されており、分別槽底部には気泡供給部(いぶきエアストーン社製エアストーン#100)が配設されており、送気量は26.3mL/cm2・minで空気を送り込んで分別液中に気泡を供給した。
図3(a)は、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量が50ppm以下、ポリエチレン粒子(B)の含水量が50ppm以下の場合であり、図3(b)は、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量が300ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量が200ppmの場合であり、図3(c)は、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量が1600ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量が500ppmの場合であり、図3(d)は、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量が2400ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量が700ppmの場合であり、図3(e)は、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量が6000ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量が1400ppmの場合であり、図3(f)は、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量が9500ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量が1550ppmの場合であり、図3(g)は、ポリ塩化ビニル粒子(A)の含水量が10000ppm、ポリエチレン粒子(B)の含水量が1600ppmの場合である。
一方、含水量50ppm以下(測定限界)において、両樹脂粒子についてほぼ全量が浮上した。
また、ポリ塩化ビニル粒子の含水量10000ppmでは、両樹脂粒子について全量が分別槽底面に沈降した。
(1)樹脂粒子の混合物の含水率を制御することにより、最適な効率にて樹脂粒子を選択的に浮上、あるいは沈降させ、選択的に回収することができる。
(2)含水量の異なる樹脂ごとに段階的に樹脂粒子を選別することが可能になる。
例えば、ペレット状の樹脂粒子に限らず、電線から回収された樹脂片など、樹脂粒子一般に適用することが可能である。電線から回収された樹脂片の場合には、形状を影響を受けないように、粒子の形状を一定にする処理を行ってもよい。
樹脂粒子の混合物は、第1の組成の第1樹脂粒子と第1の組成と異なる第2の組成の第2樹脂粒子の他、第3の組成の樹脂粒子を含んでいてもよい。この場合、複数回の分別により、組成ごとの樹脂粒子に分別可能である。
また、上記においてはポリ塩化ビニルとポリエチレンの粒子樹脂を分別する実施例を示しているが、上記以外の組成の樹脂粒子においても、界面活性剤などの作用により濡れ性を互いに異ならせることが可能であれば、本発明を適用可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明の樹脂粒子の分別装置は、電線被覆材料として用いられている樹脂のリサイクルにおいて樹脂を分別するための装置に適用することができる。
10a…乾燥部
10b…含水量調整槽
20…分別槽
21…分別液
22…気泡供給部
23a…第1樹脂粒子
23b…第2樹脂粒子
24…気泡
30,31…分別回収部
ST1,ST1a,ST1b,ST2,ST3…ステップ
Claims (9)
- 第1の組成の第1樹脂粒子と前記第1の組成と異なる第2の組成の第2樹脂粒子の混合物を組成ごとに分別する方法であって、
前記混合物を乾燥させる工程および前記混合物の含水量を調整する工程を含む、前記混合物の含水量を制御する工程と、
分別液が収容された分別槽に、前記混合物を投入し、前記分別槽の底部近傍から分別液中に気泡を送り込むことにより、前記分別液の液面近傍に浮遊する樹脂粒子と前記分別槽の底部に沈降する樹脂粒子に分別する工程と
を有する樹脂粒子の分別方法。 - 前記分別する工程の後に、前記液面近傍に浮遊する樹脂粒子と前記分別槽の底部に沈降する樹脂粒子を別個に回収する工程をさらに有する
請求項1に記載の樹脂粒子の分別方法。 - 前記分別液として界面活性剤を含む水を用いる
請求項1または2に記載の樹脂粒子の分別方法。 - 前記第1樹脂粒子がハロゲン系樹脂粒子であり、前記第2樹脂粒子がノンハロゲン系樹脂粒子である
請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂粒子の分別方法。 - 第1の組成の第1樹脂粒子と前記第1の組成と異なる第2の組成の第2樹脂粒子の混合物を組成ごとに分別する方法であって、
前記混合物の含水量を制御する工程と、
分別液が収容された分別槽に、前記混合物を投入し、前記分別槽の底部近傍から分別液中に気泡を送り込むことにより、前記分別液の液面近傍に浮遊する樹脂粒子と前記分別槽の底部に沈降する樹脂粒子に分別する工程と、を有し、
前記混合物の含水量を制御する工程において、前記混合物の含水量をモニターし、所定の含水量となった時点で前記混合物の含水量を制御する工程を終了する
樹脂粒子の分別方法。 - 前記混合物の含水量を制御する工程において、前記混合物の含水量をモニターし、所定の含水量となった時点で前記混合物の含水量を制御する工程を終了する
請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂粒子の分別方法。 - 第1の組成の第1樹脂粒子と前記第1の組成と異なる第2の組成の第2樹脂粒子の混合物を組成ごとに分別する方法であって、
前記混合物の含水量を制御する工程と、
分別液が収容された分別槽に、前記混合物を投入し、前記分別槽の底部近傍から分別液中に気泡を送り込むことにより、前記分別液の液面近傍に浮遊する樹脂粒子と前記分別槽の底部に沈降する樹脂粒子に分別する工程と、を有し、
前記混合物の含水量を制御する工程において、前記混合物の含水量が200〜9500ppmとなるように制御する
樹脂粒子の分別方法。 - 前記混合物の含水量を制御する工程において、前記混合物の含水量が200〜9500ppmとなるように制御する
請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂粒子の分別方法。 - 第1の組成の第1樹脂粒子と前記第1の組成と異なる第2の組成の第2樹脂粒子の混合物を組成ごとに分別する装置であって、
前記混合物を乾燥させる乾燥部、および前記混合物の含水量を200〜9500ppmに調整する含水量調整槽、を有する含水量制御部と、
前記混合物の含水量をモニターするモニター部と、
分別液が収容され、底部近傍に気泡供給部が設けられた分別槽であって、前記混合物が投入されたときに、前記気泡供給部から分別液中に気泡を送り込むことにより、前記分別液の液面近傍に浮遊する樹脂粒子と前記分別槽の底部に沈降する樹脂粒子に分別する分別槽と
を有する樹脂粒子の分別装置。
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