JP4813051B2 - 再利用可能プラスチック生産方法 - Google Patents

Description

この発明は、家電機器、ＯＡ機器、自動車などの混合破砕物から、鉄、銅、アルミなどの大半の金属を回収した後のプラスチック系残さ物（いわゆるシュレッダーダスト）から、再利用可能なプラスチックを生産する再利用可能プラスチック生産方法および装置に関する。

従来の再利用可能プラスチック生産方法においては、比重差を利用した湿式選別手段のみによって構成されていた（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特開２００２−１９２１３８号公報 特開２００１−３２１６９１号公報 特開２０００−２４６７３５号公報

プラスチック系残さ物には、２種類以上の再生利用可能なプラスチックに加えて、
コンデンサーのアルミ箔や型式表示に使われるプラスチックシールや金属シールなどのフィルム状物、
被覆線や巻線などの銅線、並びに、
紙片、木片、断熱材やクッション材に使われるウレタンフォームなど水に濡れると見掛け比重が変化する素材
などの異物が含まれている。

複数の再利用可能なプラスチックの混合物を、その比重差を利用した湿式選別手段を用いて種類毎に分離回収する場合に、フィルム状物は重量に対し表面積が大きく湿式選別時に水流の影響を強く受けるため比重による除去が難しい。
銅線は細長くて軽いためプラスチックに絡みついて比重による除去が難しい。
吸水性物質は水を含むと見掛け比重が変化するため湿式選別手段による除去が難しいため、再利用可能なプラスチックの中に異物として混入してしまう。
これらの異物は、プラスチックの機械強度などの物性を低下させたり、熱で溶けない物は再生ペレットに加工する際に押出機のメッシュを詰らせ生産性を著しく低下させたりするなどして再利用の障害になっていた。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、予め乾式選別手段によりフィルム状物、銅線、水に濡れると見掛け比重が変化する素材を除去しておき、比重を利用した湿式選別手段を用いて純度の高い再利用可能プラスチックを生産できる再利用可能プラスチック生産方法を提供することを目的とする。

この発明に係る再利用可能プラスチック生産方法は、フィルム状物、銅線、水に濡れると見掛け比重が変化する材料を含むプラスチック系残さ物から、少なくともフィルム状物、銅線、水に濡れると見掛け比重が変化する材料を乾式選別手段によって予め除去した後に、湿式選別手段によりプラスチックの比重差による材種選別を行うことを特徴とする。

この発明に係る再利用可能プラスチック生産方法は、上記構成により、比重で除去が難しいフィルム状物、銅線、吸水性物質を乾式選別手段により精度良く除去できるため、比重を利用した湿式選別手段を用いて純度の高い再利用可能プラスチックを生産できる。

実施の形態１．
図１〜９は実施の形態１を示す図で、図１は家電機器やＯＡ機器起源のプラスチック系残さ物から再利用可能なプラスチックを回収する回収方法を示す図、図２は粉砕機５の構成を示す図、図３は風力選別機６の構成を示す図、図４は高磁力磁選機の構成を示す図、図５は篩い機４の構成を示す図、図６は風力選別機２の構成を示す図、図７は風力選別機２を用いた実験結果の一例を示す図、図８はエアテーブル３の構成を示す図、図９は風力選別とエアテーブルを併用した場合の実験結果の一例を示す図である。

図１において、プラスチック系残さ物の粒径は、通常５〜３００ｍｍと大きい。エアテーブルに最適な粒度範囲が概ね１５ｍｍ以内であることから、粉砕機５により粒度を１５ｍｍ以下に調節する。

粉砕機５は、例えば図２に示すように、回転刃５ａ、固定刃５ｂを有し、投入された原料をこの回転刃５ａ、固定刃５ｂにより粉砕し、粒度調整用の排出スクリーン５ｃの穴５ｄから粉砕物を排出するもので、排出スクリーン５ｃの穴径によって粒度が調節可能である。

しかしながら、家電製品やＯＡ機器をリサイクルするプロセスでは金属を純度良く回収するように調整されているため、プラスチック系残さ物には回収されなかった金属が含まれている。

一般的にプラスチックを粉砕するための粉砕機は高速回転で鋭利な刃を持つため、ボルト、ナット、シャフトなどの２ｍｍを超えるような厚みを持つ金属や家電製品やＯＡ機器をリサイクルするプロセスで使われている通常の磁力選別機では回収の難しい弱磁性のステンレス板のような硬い金属を粉砕すると、刃や粒度調節用のスクリーンを破損したり著しく消耗したりするため、粉砕機の前に金属除去手段を備える。

ほとんどの金属はプラスチックの比重が１前後であるのに比べ、アルミで２．７、鉄で７．８、銅で８．９とかなり大きいため、図３に示す風力選別機６により除去が可能である。風力選別機６は、風速が約２０ｍ／ｓのフード６ａへ、プラスチック残さを投入口６ｂから投入して軽量物（プラスチック）と重量物（金属）に選別する。

しかし、ステンレス板のように重さの割に表面積が大きいと風の流れに対して抵抗を受けやすく、プラスチックと共に風の流れの方向に飛ばされるため除去できない場合がある。このため風力選別機６とステンレスのような弱磁性金属でも分別が可能なように磁束密度６０００ガウス以上の磁石を備えた図４に示すような高磁力選別機７を併用することで粉砕に適さない金属をさらに高精度に除去できるように構成する。

高磁力選別機７は、ベルトコンベア７ａをマグネットプーリー７ｂ（磁力が６０００Ｇａｕｓｓ）で駆動して、ベルトコンベア７ａ上のプラスチック残さをマグネットプーリー７ｂにて、先にベルトコンベア７ａから落下する非磁性物（プラスチック）と、次にベルトコンベア７ａから落下する磁性物（鉄、ステンレス）とに選別して、これらを仕切板７ｃで仕切る。ベルトコンベア７ａに残る磁性物（鉄、ステンレス）はスクレーパ７ｄにより除去される。

金属の中でも特に銅線は、家電製品やＯＡ機器から主として金属を回収するリサイクルプロセスで一般的に使われている磁力選別や渦電流選別機などでは分別ができない。また銅線は細長く大きさの割に軽くまたプラスチックにからみつきやすいため風力選別機６ではプラスチックと共に風の流れの方向に飛ばされるため除去できない。

よって粉砕機５により粉砕されたプラスチック系残さ物には、粉砕により短く切断された銅線が多く含まれることになる。しかし、家電製品やＯＡ機器に使われている銅線は大部分が低圧の弱電線であり線径は３ｍｍ以内であることから、粉砕の後、図５に示すようなスクリーンの穴径が３〜４ｍｍの篩い機４を通して大部分の銅線をふるい落とすことができる。

図５に示すように、篩い機４では、穴径４ｍｍのスクリーンに振動を与えながら原料を投入して篩い、細粒（４ｍｍ以下、銅線等）と粗粒（４ｍｍ以上）に分ける。

次に、プラスチック系残さから比重を利用した湿式選別手段１を用いて再生利用可能なプラスチックを回収する際に湿式選別手段１では分別除去の困難な、
コンデンサーのアルミ箔や型式表示に使われるプラスチックシールや金属シールなどのフィルム状物、
被覆線や巻線などの銅線、並びに、
紙片、木片、断熱材やクッション材に使われるウレタンフォームなど水に濡れると見掛け比重が変化する素材
を、あらかじめ乾式手段によって除去する。

初めに軽くて表面積が大きいフィルム状物や紙片およびクッション材やウレタンフォームの中でも見掛け比重が極めて小さいものを図６に示すような風力選別機２により除去する。

風力選別機２は図６に示すように、送風機によりフードに風を送り、フードにフィーダから投入された原料の中、重量物はフード内で下方に落下し、軽質物は風により上方に向かいやがて風速の低い領域にて下方に落下して選別される。

図７に風力選別機２を用いた実験結果の一例を示すが、篩い機４でφ４スクリーンをオーバーした風力選別前の材料に含まれる比重が０．８以下の軽質物の量は重量比で０．４３％であったが、風力選別機２を通した後の材料に含まれる軽質物は０．２１％であった。軽質物除去率は、約５０％である。

これは木片や、硬めのクッション材やウレタンフォームなど見掛け比重が０．１〜０．８程度と比較的大きい軽質物が風力選別では精度良く除去できないためである。このような物を除去するために図８に示すようなエアテーブル３を併用する。

図８に示すように、エアテーブル３では比重が０．１以下の極めて軽い物はテーブル上で風に吹かれて舞い上がり挙動が安定しないが、比重が０．１以上であれば比重差により精度良く軽質物を分離することができる。

従って、風力選別機２の後にエアテーブル３を配置することにより比重が０．８以下の軽質物を精度良く除去できる。図９に風力選別とエアテーブルを併用した場合の実験結果の一例を示す。風力選別後の材料に含まれる比重０．８以下の軽質物の含有量を１００とした場合のエアテーブル３後の軽質物含有量は１．３４で、除去率は、９８．６％と極めて高い。風力選別とエアテーブルを組み合わせることにより除去率９９．３％とほぼ完全に軽質物を除去できる。

さらにエアテーブル３が図８に示すような構造の場合、重比重物として残存する銅線を同時に除去することも可能である。

実施の形態１を示す図で、家電機器やＯＡ機器起源のプラスチック系残さ物から再利用可能なプラスチックを回収する回収方法を示す図である。 実施の形態１を示す図で、粉砕機５の構成を示す図である。 実施の形態１を示す図で、風力選別機６の構成を示す図である。 実施の形態１を示す図で、高磁力磁選機の構成を示す図である。 実施の形態１を示す図で、篩い機４の構成を示す図である。 実施の形態１を示す図で、風力選別機２の構成を示す図である。 実施の形態１を示す図で、風力選別機２を用いた実験結果の一例を示す図である。 実施の形態１を示す図で、エアテーブル３の構成を示す図である。 実施の形態１を示す図で、風力選別とエアテーブルを併用した場合の実験結果の一例を示す図である。

符号の説明

１ 湿式選別手段、２ 風力選別機、３ エアテーブル、４ 篩い機、５ 粉砕機、５ａ 回転刃、５ｂ 固定刃、５ｃ 排出スクリーン、５ｄ 穴、６ 風力選別機、６ａ フード、６ｂ 投入口、７ 高磁力選別機。

Claims (4)

1. フィルム状物、銅線を含む金属、水に濡れると見掛け比重が変化する材料を含むプラスチック系残さ物から、少なくともフィルム状物、銅線、水に濡れると見掛け比重が変化する材料を乾式選別手段によって除去した後に、湿式選別手段によりプラスチックの比重差による材種選別を行う再利用可能プラスチック生産方法であって、
   風力選別機に、前記フィルム状物、前記銅線を含む金属、前記水に濡れると見掛け比重が変化する材料を含むプラスチック系残さ物が投入されて、前記プラスチック系残さ物が、風により飛ばされる軽量物であって前記フィルム状物、前記銅線を含む金属、前記水に濡れると見掛け比重が変化する材料を含む軽量物と、前記軽量物以外の重量物であって金属を含む重量物とに選別され、
   前記風力選別機により選別された軽量物の中から、粉砕機に投入された場合に粉砕機を破損させるため粉砕に適さない金属を、磁束密度６０００ガウス以上の磁石を備えた高磁力選別機で除去し、
   前記高磁力選別機で選別された前記プラスチック系残さ物を、粉砕機により粉砕して、前記プラスチック系残さ物が所定の粒度以下になるように調節し、
   前記粉砕機により所定の粒度以下に調節された前記プラスチック系残さ物を前記所定の粒度より小さい穴径の穴を有するスクリーンを備えた篩い機により篩い、前記スクリーンの穴から前記銅線を含む細粒をふるい落とすことにより、前記プラスチック系残さ物を、前記銅線を含む細粒と、前記銅線を含む前記細粒よりも大径の粗粒とに分け、
   前記乾式選別手段としての他の風力選別機に、前記篩い機にて分けられた前記粗粒のプラスチック系残さ物を投入し、前記粗粒のプラスチック系残さ物の中から、風により飛ばされる軽量物であって、前記水に濡れると見掛け比重が変化する材料のうち見掛け比重が小さいものと前記フィルム状物とを含む軽量物を、前記他の風力選別機により除去し、
   前記乾式選別手段としてのエアテーブルに、前記他の風力選別機により前記軽量物が除去された前記粗粒の重量物を投入し、前記粗粒の重量物の中から、前記水に濡れると見掛け比重が変化する材料のうち前記他の風力選別機では除去できなかった見掛け比重が大きい軽質物と銅線とを、前記エアテーブルにより除去し、
   前記エアテーブルにより前記軽質物と前記銅線とが除去された前記粗粒の中間物を、比重を利用した湿式選別手段により再利用可能プラスチックと再利用不可能プラスチックとに選別することを特徴とする再利用可能プラスチック生産方法。
2. 前記プラスチック系残さ物を前記粉砕機により、１５ｍｍ以下の粒度に調節することを特徴とする請求項１記載の再利用可能プラスチック生産方法。
3. 前記エアテーブルにより、前記粗粒の重量物から、見掛け比重が０．１〜０．８の軽質物を除去するとともに、重比重物として銅線を同時に除去することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の再利用可能プラスチック生産方法。
4. 前記篩い機のスクリーンの穴径を３〜４ｍｍとすることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の再利用可能プラスチック生産方法。

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