JP4890745B2 - 混合廃プラスチックの分離方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般及び産業廃棄物などの廃棄物中のプラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチック｛ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）｝（以下、ＰＶＣ及び／又はＰＶＤＣ等を「塩素含有プラスチック」という）を分離する方法に関する。

一般に廃プラスチックといわれるプラスチック系廃棄物は、複数種類のプラスチックを含むものであり、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等を初めとして、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）等の塩素含有プラスチックも含まれている。このような塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを再利用する場合、次のようなことが問題になる。

廃プラスチックを有効利用する方法の一つとして、製鉄所において、鉄源の還元剤として高炉に吹込む方法があるが、塩素含有プラスチックの熱分解によって塩化水素ガスが発生し、設備が腐食されると言う問題がある。このため、上記廃プラスチックを有効利用する場合には、予め塩素含有プラスチックを除去する前処理を行い、その含有率が許容値以下になるようにする必要がある。

この問題に対処し、混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離することにより、塩素含有率が許容値以下のプラスチックを得ることができる方法が開示されている（例えば、特許文献1参照）。

この特許文献1の技術は、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックの融点が異なることに基づいたものである。この技術においては、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを攪拌してプラスチック片同士の衝突による摩擦熱を発生させ、攪拌を継続しながら、例えば、非塩素含有プラスチックが溶融する温度まで昇温させることにより、その溶融したプラスチックを粒状にする。次いで、粒状物になったプラスチック（非塩素含有プラスチック）と造粒されていないプラスチック（塩素含有プラスチック）を乾式比重形状分離又は風力選別による形状分離手段により分離することにより、混合プラスチックが塩素含有プラスチックと有効利用可能な非塩素含有プラスチックとに分別される。

この方法によれば、製鉄所の高炉やセメントキルン等への吹き込み用燃原料として使用することができる塩素含有率が低いプラスチック粒状物が得られる。
特開２００２−２０５３０６号公報

特許文献1に開示されている技術によれば、塩素含有率が低く、リサイクル可能なプラスチックが得られるが、その廃プラスチックを受け入れて使用する側においては、さらに塩素含有率が低い廃プラスチックの供給が望まれている。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、廃プラスチックから分離された非塩素含有プラスチックの塩素含有率を一層低下させることができ、その受け入れ側からの塩素含有率低減に対する要望に応えることができる混合廃プラスチックの分離方法及びその装置を提供することを目的とする。

上記従来技術は、溶融造粒装置で造粒処理された混合廃プラスチックを、形状分離手段によって粒状物と非粒状物に分離し、粒状物を非塩素含有プラスチックとして回収する方法である。しかし、本発明者らが行った次の調査の結果によれば、粒状物と非粒状物に分ける処理を行うだけでは、得られる非塩素含有プラスチックの塩素含有率を十分に低下させることはできないことが判った。

その調査は次のように行った。ＰＶＣを含むフィルム状の廃プラスチックを、攪拌して摩擦熱を発生させることにより軟化・溶融させて造粒する溶融造粒装置で造粒処理し、その処理物を図６に示す乾式比重形状分離装置で分離処理し、下記の４種類の分離物を得た。

図６中、左側の端部から排出され、粒状物に分別されたもの（重いもの）
図６中、右側の端部から排出され、非粒状物に分別されたもの（軽いもの）
図６中、中間部から排出された粉状物及び微粒
飛散して集塵機で捕集されたもの
次いで、粒状物（重いもの）を篩い分けて、粒径が大きいものと小さいものの２種類に分けた。篩は目の開きが２．３６ｍｍのものを使用した。そして、上記５種類の分離物の質量比を測定すると共に、各分離物の塩素含有率を分析した。この結果の一例は表１に示す通りであった。

表１のように、粉状物の塩素含有率は極めて高く、又、粒状物として分離されたものであっても、塩素含有率はその粒の大きさによって異なり、粒径が小さいものは著しく高い値になっている。

この原因は次の如くであるものと考えられる。塩素含有プラスチックであるＰＶＣには、ＤＯＰなどの可塑剤が多量に含まれているが、この可塑剤は揮発しやすい。このため、ＰＶＣが含まれている廃プラスチックを加熱すると、ＰＶＣ中の可塑剤の一部が揮散し、そのＰＶＣが脆性を帯びた状態になる。そして、脆くなったＰＶＣが溶融造粒装置内で攪拌されている間に、粉砕されて粉状物や微粒になる。

上記のようにして生成したＰＶＣの粉状物や微粒は、その一部が、造粒処理中に、溶融して造粒された非塩素含有プラスチックの粒子に付着してしまう。このため、非塩素含有プラスチックとして分離された粒状物のうち、比表面積が大きい小粒ほどＰＶＣの粉状物や微粒が付着する割合が大きいので、小粒の塩素含有率が高くなる。非塩素含有プラスチックの粒子に付着しなかったＰＶＣの粉状物や微粒は、形状分離装置で粒状物と非粒状物に分離する処理中に飛散し、捕集される。

このため、溶融造粒装置から排出された造粒処理物に含まれている粉状物や微粒と、従来においては粒状物に分別されていた小粒を取り除けば、分離された非塩素含有プラスチックの塩素含有率は従来技術に比べて格段と低下することになる。

本発明は上記の検討結果に基づいてなされたものであり、次のような特徴を有する。

請求項１に記載の混合廃プラスチックの分離方法は、フィルム状の塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとに分離する廃プラスチックの分離方法において、前記混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、該摩擦熱により前記混合廃プラスチックを昇温させて、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない状態になる処理を行う造粒処理工程と、該造粒処理工程から排出された処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに分ける篩分工程とを有し、前記所定粒径未満のものを塩素含有プラスチックとして分離し、前記所定粒径以上のものを非塩素含有プラスチックとして分離することを特徴としている。

請求項２に記載の混合廃プラスチックの分離方法は、塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとに分離する廃プラスチックの分離方法において、前記混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、該摩擦熱により前記混合廃プラスチックを昇温させて、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない状態になる処理を行う造粒処理工程と、該造粒処理工程から排出された処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに分ける篩分工程とを有し、前記所定粒径未満のものを塩素含有プラスチックとして分離し、前記篩分工程の後に、前記所定粒径以上のものを粒状物と非粒状物とに分離する形状分離処理工程を有し、前記粒状物を非塩素含有プラスチックとして分離し、前記非粒状物を塩素含有プラスチックとして分離することを特徴としている。

請求項３に記載の混合廃プラスチックの分離方法は、請求項１又は請求項２に記載の方法において、塩素含有プラスチックがポリ塩化ビニール及び／又はポリ塩化ビニリデンであることを特徴としている。

請求項４に記載の混合廃プラスチックの分離装置は、塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとに分離する廃プラスチックの分離装置において、攪拌の摩擦熱によりプラスチックを軟化・溶融させて造粒する溶融造粒装置と、該溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けて所定粒径未満のものを塩素含有プラスチックとして分離し、前記所定粒径以上のものを非塩素含有プラスチックとして分離する篩い分け装置と、前記篩い分け装置より後の工程に、該篩い分け装置から排出された所定粒径以上のものを、前記粒状物を非塩素含有プラスチックとして分離し、前記非粒状物を塩素含有プラスチックとして分離する形状分離手段と、が配置されたことを特徴としている。

なお、本発明において、所定粒径とは、造粒処理工程から排出された廃プラスチックの処理物を篩い分ける際に、塩素含有率が目標値以下のプラスチックを得るための篩の目開き寸法を意味する。前述のように、粒状物中の塩素分は粒子径が小さくなるほど多量に含まれているので、リサイクル可能なプラスチックとして回収する粒径の下限を決める篩の目開き寸法は、塩素含有率の目標値によって決められるが、その決定は、処理する廃プラスチックの性状や溶融造粒装置の運伝条件などを勘案し、過去の実績に基づいて行われる。篩分工程においては、通常、目開きが１〜３ｍｍの間の篩が使用される。

本発明においては、塩素含有プラスチックの分離効率を高めるための手段として、篩い分け操作が行われるが、その操作を単独で実施しただけで、塩素含有プラスチックの分離効率を高めることができる場合と、他の手段と組み合わせて実施したときに、その分離効率を高めることができる場合とがある。篩い分け操作を単独で実施するか、他の手段と組み合わせて実施するかについては、主として、処理する廃プラスチック中のＰＶＣの性状に基づいて決定される。

すなわち、本発明者らの試験結果によれば、廃プラスチックを攪拌して造粒処理する際に、ＰＶＣが含まれていると、ＰＶＣの粉状物や微粒が生成するが、その粉状物や微粒の生成度合いはＰＶＣの性状により異なる。ＰＶＣが薄いフィルム状のものである場合には、造粒中に、ＰＶＣの大部分が粉砕されて粉状物や微粒になるが、ＰＶＣがボトルなどのような厚さが比較的厚いものである場合には、粉砕されずに残るものものがある。

このため、厚さが薄いＰＶＣが含まれている場合には、ＰＶＣの多くが、粉状物や微粒、及び粒状物中の小粒に付着しているので、溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けるだけで、それらの塩素含有プラスチックを分離することができる。

しかし、ＰＶＣが比較的厚いものである場合には、溶融造粒装置から排出された処理物中に、粉状物や微粒のＰＶＣの他に、粉砕されなかったＰＶＣが存在する。そして、その粉砕されなかったＰＶＣの多くが粒状物中の大粒と区別できない大きさになっているので、溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けをしても、粉砕されなかったＰＶＣが大粒と同じ区分に分別されてしまう。このため、本発明においては、ＰＶＣが比較的厚いものである場合には、溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けをして、ＰＶＣを多く含む粉状物や微粒及び粒状物中の小粒を取り除いた後、比重形状分離や風力選別を行う。この分離処理において、粉砕されなかったＰＶＣは造粒されておらず、軽いものに区分されるので、粒状物と分離され、取り除かれる。

本発明においては、造粒物を篩い分ける工程が設けられており、ＰＶＣを多く含む粉状物や微粒及び小粒が篩い分けられて取り除かれるので、廃プラスチックから分離される非塩素含有プラスチックの塩素含有率を一層低下させることができ、その受け入れ側からの塩素含有率低減に対する要望に応えることができる。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の一例の説明図である。この図は厚さが薄い塩素含有プラスチックが含まれている廃プラスチックを処理する場合を示す。図１おいて、塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチック６０は破砕工程１０で１０〜５０ｍｍ角程度の大きさに破砕される。破砕された混合廃プラスチックは造粒工程１１へ送られる。造粒工程１１では、後述する図３に示す溶融造粒装置が使用され、混合廃プラスチックを高速で攪拌して摩擦熱を発生させ、この摩擦熱によって塩素含有プラスチックよりも融点が低い非塩素含有プラスチックを溶融して造粒物にし、塩素含有プラスチックが溶融されない状態にとどめる処理が行われる。造粒処理された混合廃プラスチックは、篩分工程１２において、目開きが所定寸法の篩で篩い分けられる。この篩い分け操作により、塩素含有プラスチックの含有率が高い所定粒径未満の粒分（粉状物と微粒と小粒からなる粒分６２）と塩素含有プラスチックの含有率が低い所定粒径以上の粒状物６１に分けられる。

上記の処理によって分離された所定粒径以上の粒状物６１には、ＰＶＣなどの塩素含有プラスチックが僅かしか混入していないので、粒状物６１は鉄源の還元剤として高炉へ吹き込む原料やセメントキルン等へ吹き込む原料の用途に再利用することができる。

図２は本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の他の例の説明図である。この図は厚みのある塩素含有プラスチックが含まれている廃プラスチックを処理する場合を示す。図２おいて、破砕工程−造粒工程−篩分工程の３工程における操作は図１の場合と同じであるので、その説明は省略する。この実施の形態においては、篩分工程１２の後に形状分離処理工程１３が設けられている。これは、前述のように、厚みのある塩素含有プラスチックが含まれている廃プラスチックを溶融・造粒処理すると、その処理物中に、粉状物や微粒になるまで粉砕されされなかった塩素含有プラスチック（非粒状物）が混じっており、篩分工程においては、その非粒状物（塩素含有プラスチック）と所定粒径以上の粒状物を分別することができないためである。このため、篩分工程１２の後に、所定粒径以上のものとして分離されたものを、粒状物と非粒状物に分離する工程が設けられている。

形状分離処理工程１３においては、後述する図６に示す乾式比重形状分離装置や図７に示す風力選別装置などの形状分離処理手段が用いられ、篩分工程１２で分離された所定粒径以上のもの（粒状物と非粒状物の混合物６３）を、主として非塩素含有プラスチックからなる粒状物６４と主として塩素含有プラスチック片からなる非粒状物６５とに分ける処理が行われる。

上記の処理によって分離された粒状物６４には、ＰＶＣやＰＶＤＣが僅かしか付着していないので、粒状物６４は鉄源の還元剤として高炉へ吹き込む原料やセメントキルン等へ吹き込む原料の用途に再利用することができる。

なお、図２に示す混合廃プラスチックの分離処理方法においては、処理工程が破砕−造粒−篩い分け−形状分離の順に設けられているが、塩素含有プラスチックの除去率を上げるための処理は、必ずしも上記の順序に限定されない。破砕−造粒−形状分離−篩い分けの順で処理してもよい。ただし、処理工程が篩い分け−形状分離の順に設けられている図２の方法によれば、篩分工程で所定粒径未満のものが除かれるので、形状分離処理工程においては、負荷が軽減されると共に、粒状物（重いもの）と非粒状物（軽いもの）の２つに分離する操作を行うだけでよいので、処理が簡素化される。

次に、本発明で用いる装置について説明する。図３は造粒工程で使用する溶融造粒装置に係る構成の一例を示す斜視図である。図３に示す溶融造粒装置は攪拌機を高速回転させて摩擦熱を発生させ、この摩擦熱によりプラスチックを溶融して造粒する溶融造粒装置であって、２０は混合廃プラスチックを装入して造粒する溶融造粒槽、２１は溶融造粒槽に装入された混合廃プラスチックを攪拌する攪拌機、２２は攪拌機の羽根、２３は攪拌羽根を駆動するモータ、２４は装入口、２５は排出口、２６は排出口に設けられたゲートである。６０は混合廃プラスチックを示す。

なお、溶融造粒槽２０の上部には、装入された廃プラスチックの温度を測定する温度計（図示せず）と、その廃プラスチックが造粒された後に冷却するための散水装置（図示せず）が設けられている。そして、装入された混合廃プラスチックが攪拌の摩擦熱によって、非塩素含有プラスチックが溶融して造粒される所定温度まで上昇した際に、散水・冷却して造粒の進行を止め、粒径が適度の粒状物が得られるようになっている。

攪拌機２１は溶融造粒槽２０の下部に配置され、この攪拌機２１には溶融造粒槽２０の周方向に回転させる攪拌羽根２２が溶融造粒槽２０の底面と略平行に配置されている。攪拌機の羽根２２は廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させる機能を有するものであればよく、本発明の実施例においては、図４(a), (b)に示す構造のものが使用されている。

図４(a)は攪拌機の正面図、図４ (b)は攪拌機の平面図である。攪拌機は、溶融造粒槽の底部に設けられ、回転軸３０に軸着された回転板３１に複数の攪拌羽根２２が取り付けられた構造になっており、この攪拌羽根２２の回転により槽２０内へ装入された混合廃プラスチックが攪拌されて昇温するようになっている。

攪拌羽根２２は底面と平行に形成された主羽根３２とその上に立設された縦羽根３３からなり、溶融造粒装置の運転条件によって種々の構造のものが使用される。図５(a)〜 (g)は図４ (b)におけるＡ−Ａ部の断面を示す図である。図５において、(a)図の攪拌羽根は先端部３４が直角に切断された平板形状、(b)図の攪拌羽根は先端部３４が円弧状になっており、何れの攪拌羽根も攪拌して摩擦熱を発生させる機能を重視したものであって、廃プラスチックを切断する機能を有していない。

(c) 図の攪拌羽根は先端部３４が鋭角に形成されている。この攪拌羽根は廃プラスチックを切断する機能を有しているので、破砕処理を簡略化し、造粒溶融槽内で破砕工程の一部の処理を行いながら、造粒処理を行う場合に使用される。ただし、この攪拌羽根は処理する廃プラスチックの性状や後工程における分離条件を勘案し、塩素含有プラスチックの分離効率に影響を及ぼさない運転条件において使用される。

(d)図〜 (g)図の攪拌羽根は(a)図〜(c) 図における攪拌羽根の先端部の一部を切り欠いた形状のものであって、その切り欠かれた先端部が円弧状や階段状に形成されている。この攪拌羽根は本質的な切断機能は有していないが、運転条件によっては、若干の切断が行われる。このため、この攪拌羽根を使用すれば、ある程度大き目のプラスチック片を装入することができ、破砕処理装置の負荷が軽減される。

なお、図４においては、主羽根３２が底面と平行に形成された攪拌羽根についてのみ説明したが、図４に示す構造に限定されるものではなく、例えば、主羽根３２が底面に対して傾斜した形状のものであってもよい。

図６は形状分離処理工程で使用する分離手段の一つであるエアテーブル式乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。この分離装置は、振動方向４２にほぼ水平に振動自在の振動篩４０と、振動篩４０上に振動方向とほぼ同方向に互いに平行に配設された複数の邪魔板（リッフル）４１とを備え、振動篩４０を振動方向４２に向けて傾斜（エンドスロープ）させるとともに振動方向４２と直交する水平方向に向けても傾斜（サイドスロープ）させた構造になっている。

そして、振動篩４０を振動方向４２に振動させさせながら、振動篩４０の下方から上昇空気流４３を噴射することにより、振動篩４０上へ装入された粒状物と非粒状物の混合物６３が比重差及び形状差によって粒状物（重いもの）６４と非粒状物（軽いもの）６５とに分離されるようになっている。粉状物は上昇空気流４３とともに飛散し、集塵機で捕集される。

上記のようにして、篩い分け装置で分離された所定粒径以上の粒分は、塩素含有率が低い所定粒径以上の粒状物と、塩素含有率が高い非粒状物と、塩素含有率が非常に高い若干の粉状物とに分けられる。

図７は形状分離処理工程で使用する分離手段の一つである風力選別装置を示す図である。この装置はジグザグ型風力選別機と呼ばれるものであって、５０はジグザグ型に形成された風力選別機本体、５１は粒状物と非粒状物の混合物６３の投入口、５２は風力選別機本体５０の下部から空気を吹き込むブロワ、５３は集塵機である。

この風力選別機においては、ブロワ５２により空気を吹き込んで風力選別機本体５０内に上昇流を発生させておき、上部に設けられている投入口５１から粒状物と非粒状物の混合物６３を投入する。混合物６３のうち、非粒状物（フィルム状のものや軽量物）６５は上昇する空気流と共に飛散して集塵機５３で捕集される。一方、粒状物６４は落下して回収される。このようにして、篩い分け装置で分離された所定粒径以上の粒分６３は塩素含有率が低い粒状物６４と塩素含有率が高い非粒状物６５に分けられる。上記の風力選別において、風力選別機本体５０内の空気流速は、通常、２ｍ／sec 〜４ｍ／sec の範囲に設定される。

次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
この実施例においては、破砕−造粒−篩い分け−形状分離の４段階の処理により、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理をした。処理した廃プラスチックは、地方自治体で収集した、容器や包装などに使用された廃プラスチックであった。

塩素含有プラスチックを分離する処理は次のように行った。容器包装プラスチックのベール品を解砕機でほぐした後、破砕機により破砕し、１０〜５０mm程度のスクリーン通過物とした。

この破砕物を、図３と同様の構成による溶融造粒装置へ装入し、攪拌機を高速回転させて昇温させた。溶融造粒装置は、図５ (d)に示す構造の攪拌羽根を取り付けたものを使用した。そして、装入物中の非塩素含有プラスチックが造粒される所定温度（１５０℃〜１７０℃）に達した際に、溶融造粒槽内へ散水して造粒物を冷却し、その表面を固化させた。この冷却により造粒物同士が付着して大粒化するのが防止され、所望の粒径範囲の粒状物が得られる。

造粒処理された廃プラスチックを溶融造粒装置から排出し、目開きが２．３６ｍｍの篩で篩い分け、所定粒径未満のもの（篩い下）と所定粒径以上のもの（篩い上）とに分けた。

上記の篩い上のものを図６と同様の構成による乾式比重形状分離装置へ装入し、粒状物と非粒状物に分離し、再利用可能なものとして粒状物を回収した。

そして、上述の操作による廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を数回行い、再利用可能な粒状物の回収率とその塩素含有率を測定した。その測定結果を表２に示す。表中、粒状物の回収率は装入された非塩素含有プラスチックの量に対し、粒状物として回収された量の割合で示す。又、粒状物の回収率及び塩素含有率は最大値−最小値の幅で示す。

（実施例２）
この実施例においては、破砕−造粒−篩い分け−形状分離の４段階の処理により、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を行った。ただし、形状分離処理には風力選別機を使用した。

破砕−造粒−篩い分けの処理においては、実施例１の場合と同じ装置を使用し、実施例１と同じ条件で行った。処理した廃プラスチックは実施例１の場合と同じ性状の容器や包装などに使用されたものであった。

塩素含有プラスチックを分離する処理は次のように行った。この実施例においては、破砕−造粒−篩い分けまでの処理が実施例１と同じであるので、篩い分けまでの処理についての説明を省略する。

篩分工程で目開きが２．３６ｍｍの篩で篩い分けて分離した所定粒径以上のものを、図７と同様の構成による風力選別機へ装入して粒状物と非粒状物に分離し、再利用可能なものとして粒状物を回収した。

そして、上述の操作による廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を数回行い、再利用可能な粒状物の回収率とその塩素含有率を測定した。その測定結果を表２に示す。

（実施例３）
この実施例においては、破砕工程を設けないで、造粒工程で破砕と造粒の二つの処理を行った。従って、造粒−篩い分け−形状分離の３段階の処理により、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を行った。

処理した廃プラスチックは実施例１の場合と同じ性状の容器や包装などに使用されたものであった。又、篩分工程と形状分離処理工程で使用した装置は実施例１及び実施例２の場合と同じであった。しかし、造粒工程では、図３に示す溶融造粒装置を使用したが、この溶融造粒装置には図５ (c)に示す構造の攪拌羽根を取り付けた。

塩素含有プラスチックを分離する処理は次のように行った。容器包装プラスチックのベール品を解砕機でほぐし、これを溶融造粒装置へ装入し、攪拌機を高速回転させて摩擦熱を発生させた。溶融造粒装置においては、攪拌羽根が、図５ (c)に示すように、回転方向の先端部が鋭利な形状になっているので、装入された廃プラスチックは切断されながら昇温し、造粒される。このため、廃プラスチックが容器や包装などであれば、前処理である破砕処理を行わなくても、廃プラスチックを造粒することができる。そして、装入物が所定温度に達した際に、溶融造粒槽内へ散水して造粒物を冷却し、その表面を固化させた。

造粒処理された廃プラスチックを溶融造粒装置から排出し、目開きが２．３６ｍｍの篩で篩い分け、所定粒径未満のもの（篩い下）と所定粒径以上のもの（篩い上）とに分けた。

上記の篩い分け処理により分離された所定粒径以上のもの（篩い上）を、図７と同様の構成による風力選別装置へ装入して粒状物と非粒状物に分離し、再利用可能なものとして粒状物を回収した。
た。

そして、上述の操作による廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を数回行い、再利用可能な粒状物の回収率とその塩素含有率を測定した。その測定結果を表２に示す。

（実施例４）
この実施例においては、破砕−造粒−篩い分けの３段階の処理により、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を行った。

処理した廃プラスチックは実施例１の場合と同じ性状の容器や包装などに使用されたものであったが、そのうちのボトルなどの容器類を取り除いたものであった。又、破砕−造粒−篩い分けの処理に用いた装置は実施例１の場合と同じであった。

塩素含有プラスチックを分離する処理は次のように行った。容器包装プラスチックのベール品を解砕機でほぐした後、バリスチックセパレーターと呼ばれ、反発力の差によって選別する揺動式の選別機により、ボトルなどの容器類と袋やラップ類などのフィルム状のものに分離した。次いで、分離したフィルム形状のプラスチックを破砕し、１０〜５０mm程度のスクリーン通過物とした。

この破砕物を図３と同様の構成による溶融造粒装置へ装入し、攪拌機を回転させて昇温させた。そして、装入物が所定温度に達した際に、溶融造粒槽内へ散水して造粒物を冷却し、その表面を固化させた。

造粒処理された廃プラスチックを溶融造粒装置から排出し、目開きが２．３６ｍｍの篩で篩い分け、所定粒径未満のもの（篩い下）と所定粒径以上のもの（篩い上）とに分けた。そして、上記の篩い分けによって分離された所定粒径以上のもの（篩い上）を再利用可能なものとして回収した。

そして、上述の操作による廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を数回行い、再利用可能な粒状物の回収率とその塩素含有率を測定した。その測定結果を表２に示す。

なお、上記実施例１〜実施例４においては、溶融造粒装置から排出された造粒物を目開き２．３６ｍｍの篩で篩い分け、その篩い上を所定粒径以上のもの、篩い下を所定粒径未満のものとしているが、上記目開き２．３６ｍｍはリサイクル可能な非塩素含有プラスチック（残留塩素量が許容されもの）を得るための下限粒径（所定粒径）として限定される値ではない。すなわち、粒状物中に残留する塩素の許容量は回収プラスチックの使用先から要求される値であり、その用途によって異なるためである。

使用する篩の目開きと得られる粒状物の回収率の関係を調べた。まず、実施例１と同じ性状の廃プラスチックを図３の溶融造粒装置を用いて造粒処理した。この際、溶融造粒装置の運転条件を変えて粒度分布が異なる２種類の造粒物を得た。この造粒物をＪＩＳ標準網篩で篩い分けて得た粒度分布の結果を表３に示す。次いで、２種類の造粒物をそれぞれ目開きが異なる３種類の振動篩で篩い分けた。この結果を表４に示す。

表４に示すように、篩の目開きを小さくすると、粒状物の回収率が向上し、経済的に有利になるが、回収された粒状物の塩素含有率が高くなる。又、篩の目開きを大きくすると、回収された粒状物の塩素含有率が低くなるが、粒状物の回収率が低下し、経済的に不利になる。従って、実装置の操業においては、篩の目開きは回収プラスチックの使用先から要求される塩素含有率の値と粒状物の回収率との兼ね合いにより決められる。

（比較例）
破砕された廃プラスチックを造粒処理し、その造粒処理されたものを、篩い分けることなく、比重形状分離装置へ装入して粒状物（重いもの）と非粒状物（軽いもの）と粉状物とに分離した。この分離処理により得た粒状物（重いもの）を再利用可能なものとして回収した。

処理した廃プラスチックは実施例１の場合と同じ性状の容器や包装などに使用されたものであった。又、破砕−造粒−比重形状分離の処理においては、実施例１の場合と同じ装置を使用し、処理条件も実施例１の場合と同じにした。

そして、上記の処理を数回行い、再利用可能な粒状物の回収率とその粒状物の塩素含有率を測定した。その測定結果を実施例の結果とともに表２に示す。

表２に示す結果から、次のことが明らかになった。篩分工程を組み込んだ方法により行った実施例における粒状物の塩素含有率は何れも比較例の値に比べて格段と低くなっており、造粒工程から排出された処理物を篩い分ける操作を付加することにより、粒状物の塩素含有率が大幅に低下することが確認された。

又、実施例４においては、造粒処理した廃プラスチックを篩い分けするだけの処理を行ったが、粒状物の塩素含有率は他の実施例の場合と同様に低下している。これは、後述のように、廃プラスチックを破砕する前に、ボトルなどの容器類を分離する処理を行って、厚みのある塩素含有プラスチックを取り除き、袋やラップ類などのフィルム状のものだけを造粒処理したためである。このため、厚みのある塩素含有プラスチックが含まれていないものを処理する場合、あるいは破砕する前に厚みのある塩素含有プラスチックを取り除く処理を行った場合には、造粒処理した廃プラスチックを篩い分けするだけでも、粒状物の塩素含有率を大幅に低下させることができる。

その理由は次の通りである。前述のように、廃プラスチック中にＰＶＣが含まれていると、そのＰＶＣが造粒処理中に加熱されて脆性を帯びた状態になり、粉砕されて粉状物や微粒になるが、厚みのあるＰＶＣの一部は粉状物や微粒になるまで粉砕されなかったものが残り、このＰＶＣが篩い分けした際に、篩い上品となって塩素含有率が低い粒状物に混入してしまう。しかし、実施例４においては、ボトルなどの厚みのあるＰＶＣを取り除く処理を行い、袋やラップ類などのフィルム状のものだけを造粒処理しているので、ＰＶＣの殆どが粉状物や微粒になり、篩い分けした際に、篩い下品となって分離される。

本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の一例の説明図である。 本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の他の例の説明図である。 造粒工程で使用する溶融造粒装置に係る構成の一例を示す斜視図である。 本発明の実施例で使用した溶融造粒装置の攪拌機の構造を示す図である。 溶融造粒装置の攪拌機に取り付ける各種の攪拌羽根の形状を示す図で、図４ (b)におけるＡ−Ａ部の断面を示す。 形状分離処理工程で使用する分離手段の一つであるエアテーブル式乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。 形状分離処理工程で使用する分離手段の一つである風力選別装置を示す図である。

符号の説明

１０ 破砕工程
１１ 造粒工程
１２ 篩分工程
１３ 形状分離処理工程
２０ 溶融造粒槽
２１ 攪拌機
２２ 攪拌羽根
２３ モータ
２４ 装入口
２５ 排出口
２６ 排出口のゲート
３０ 回転軸
３１ 回転板
３２ 主羽根
３３ 縦羽根
３４ 攪拌羽根の先端部
４０ 振動篩
４１ 邪魔板
４２ 振動方向
４３ 上昇空気流
５０ 風力選別機本体
５１ 投入口
５２ ブロワ
５３ 集塵機
６０ 混合廃プラスチック
６１ 所定粒径以上の粒状物
６２ 粉状物と微粒と小粒からなる粒分
６３ 粒状物と非粒状物の混合物
６４ 非粒状物が分離された粒状物
６５ 非粒状物

Claims (4)

1. フィルム状の塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとに分離する廃プラスチックの分離方法において、
   前記混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、該摩擦熱により前記混合廃プラスチックを昇温させて、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない状態になる処理を行う造粒処理工程と、該造粒処理工程から排出された処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに分ける篩分工程とを有し、前記所定粒径未満のものを塩素含有プラスチックとして分離し、前記所定粒径以上のものを非塩素含有プラスチックとして分離することを特徴とする混合廃プラスチックの分離方法。
2. 塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとに分離する廃プラスチックの分離方法において、
   前記混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、該摩擦熱により前記混合廃プラスチックを昇温させて、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない状態になる処理を行う造粒処理工程と、該造粒処理工程から排出された処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに分ける篩分工程とを有し、前記所定粒径未満のものを塩素含有プラスチックとして分離し、
   前記篩分工程の後に、前記所定粒径以上のものを粒状物と非粒状物とに分離する形状分離処理工程を有し、前記粒状物を非塩素含有プラスチックとして分離し、前記非粒状物を塩素含有プラスチックとして分離することを特徴とする混合廃プラスチックの分離方法。
3. 塩素含有プラスチックがポリ塩化ビニール及び／又はポリ塩化ビニリデンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の混合廃プラスチックの分離方法。
4. 塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックとに分離する廃プラスチックの分離装置において、
   攪拌の摩擦熱によりプラスチックを軟化・溶融させて造粒する溶融造粒装置と、
   該溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けて所定粒径未満のものを塩素含有プラスチックとして分離し、前記所定粒径以上のものを非塩素含有プラスチックとして分離する篩い分け装置と、
   前記篩い分け装置より後の工程に、該篩い分け装置から排出された所定粒径以上のものを、前記粒状物を非塩素含有プラスチックとして分離し、前記非粒状物を塩素含有プラスチックとして分離する形状分離手段と、
   が配置されたことを特徴とする混合廃プラスチックの分離装置。

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