JP7060173B2 - プラスチック積層体をリサイクル原料に再生するためのリサイクルシステム、リサイクル方法、及び積層体の分離回収方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック積層体をリサイクル原料に再生するためのリサイクルシステム、リサイクル方法、及び積層体の分離回収方法に関する。

現在、プラスチックごみの分別回収しているリサイクル率は、世界全体でみると製造されたプラスチックの９％である。ゴミとなった９１％のプラスチックのうち、焼却処分されたものは１２％であり、７９％は埋め立て処分されたか、もしくは環境中に漏れ出ている（非特許文献１）。このようにリサイクル率が低い状態が続いている理由の一つに、分別回収システムの困難性があげられる。プラスチックをリサイクルするためには、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等の異種のプラスチック材料が一体化された廃プラスチックを、材料ごとに分離して回収する必要がある。しかし、積層フィルムをはじめとするプラスチック製品の多くは、異種プラスチック材料が接着して積層されていることから、材料ごとに分離・回収することが困難な状況である。そのため、廃プラスチックを簡易に分離・回収可能なリサイクルシステムの構築が強く求められている。

また、リサイクルされたプラスチック製品は、コストの観点から同じ製品に戻ることは難しく、基本的にはリサイクルするたびに劣化するため、品質が落ちた製品に生まれ変わらざるを得ない。リサイクルプラスチックの品質が落ちる理由としては、プラスチックにインキや顔料が不純物として混在していることがあげられる。しかし、多くのプラスチック製品はその表面に印刷加工が施されているため、リサイクル工程で脱色することが難しく、結果として再生プラスチック製品は着色している。このような顔料やインキなどを含んだ再生プラスチックは、着色のため商品価値が著しく低いだけではなく、不純物が起点となって物性的に劣化したプラスチックにしかならないのが実情であり、良品質の再生プラスチックを生み出すリサイクル方法も求められている。

このような課題に対して、特許文献１は、破砕した多層フィルムからアルミニウム層をアルカリで溶解したのち、複層のフィルムを比重差で分離し、更に溶剤中で選択的に溶融させることで有価成分を分離してリサイクル方法を提案し、特許文献２は、印刷済みフィルムを破砕、インク除去、リンス、乾燥の工程を提案しているが、いずれも工程が長く煩雑である。

また、特許文献３は、印刷済みのロール状態にあるフィルムを溶剤と非研磨布を使用しインキを除去する方法を、特許文献４は、印刷済みのロール状態にあるフィルムを溶剤とブラシとワイパーブレードを使用しインキを除去する方法を提供しているが、ロール状態にあるフィルムからインクを除去した無印刷のフィルムを作製しているだけに留まっている。

Science Advances 19 Jul 2017:Vol. 3, no. 7, e1700782

特開２００６－２０５１６０号公報 特表２０１５－５２０６８４号公報 特表２０１６－５０９６１３号公報 特表２０１８－５１４３８４号公報

従来技術における積層フィルムの分離は、いずれも積層フィルムを乾式で破砕する工程ののちに、インキ除去又は分離工程を実施しており、その工程は一般的であり、工程が長く煩雑である。そこで、本発明が解決しようとする課題は、プロセスを簡素化し、生産性向上とコストダウンを実現することができるリサイクルシステムを提供することにある。

本発明者らは、前記した課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、湿式条件にて洗浄剤中で積層フィルムを破砕する湿式破砕設備をリサイクルシステムに取り入れて、破砕と同時に積層体を単層に分離することにより、プラスチック積層体をリサイクル原料に再生するプロセスを簡素化できることを見出した。

即ち本発明は、少なくとも２以上の層を有するプラスチック積層体をリサイクル原料に再生するためのリサイクルシステムであって、破砕と同時に圧送を行うことにより、水又は洗浄剤中で積層体を破砕しながら、積層体を単層に分離する湿式破砕設備と、分離した各単層の破砕混合物を吐出し回収する設備を有することを特徴とするリサイクルシステムを提供する。

また本発明は、少なくとも２以上の層を有するプラスチック積層体をリサイクル原料に再生するためのリサイクル方法であって、破砕と同時に圧送を行うことが出来る湿式破砕機を使用し、水又は洗浄剤中で積層体を破砕しながら、積層体を単層に分離する工程１と、分離した各単層の破砕混合物を吐出し回収する工程２とを有することを特徴とするリサイクル方法を提供する。

また本発明は、少なくとも２以上の層を有するプラスチック積層体の分離回収方法であって、破砕と同時に圧送を行うことが出来る湿式破砕機を使用し、水又は洗浄剤中で積層フィルムを破砕しながら、積層体を単層に分離する工程１と、分離した各単層の破砕混合物を吐出し回収する工程２とを有することを特徴とするプラスチック積層体の分離回収方法を提供する。

また本発明は、上記分離回収方法により分離回収されたプラスチック積層体の単層の破砕混合物を、溶融後に成形機により成形することを特徴とする再生プラスチックペレットの製造方法を提供する。

本発明により、プラスチック積層体を容易に分離と同時に破砕することができ、破砕された単層フィルムを回収分別再利用することができる。本発明により、リサイクルシステムのプロセスを簡素化し、生産性向上とコストダウンを実現することができる。

本発明のリサイクルシステム、リサイクル方法及びプラスチック積層体の分離回収方法は、水又は洗浄剤中で破砕と同時に圧送を行うことができる湿式破砕機を使用し、水中で積層体を破砕しながら積層体を単層に分離する工程１と、分離した各単層の破砕混合物を回収する工程２とを有することを特徴とする。

まず、本発明の湿式破砕設備について説明する。

（湿式破砕設備）
本発明のリサイクルシステムに用いられる湿式破砕設備や、積層体を単層に分離する工程１に使用する湿式破砕機の例の１つは、液体中の固形物を破砕・分散・混合・圧送を同時に行うことが出来る湿式破砕機である。具体的には剪断力及び／又は摩擦力より液体中の固形物を破砕する機構を有するものが好ましく、且つプラスチック積層体を破砕して圧送できる機構を有する破砕機が好ましい。このような湿式破砕機としては、湿式破砕ポンプやコロイドミルが挙げられる。

（湿式破砕ポンプ）
本発明で使用する湿式破砕ポンプは、液中で固形物を圧送しながら、固形物を固定刃と回転刃により破砕する機構を有することが好ましく、より好ましい機構は、切刃、破砕羽根車、シュラウドリング、グリッドの４点部品の組み合わせにより、３段階に破砕される機構である。

湿式破砕ポンプにより、プラスチック積層体は３段階で破砕される。プラスチック積層体は、固定刃の切刃と回転刃の破砕羽根車の入り口のエッジによって荒切りされ、次いで軸流型の破砕羽根車によって攪拌圧送され、一部のプラスチック積層体は固定刃のシュラウドリングの刃部に当たって切断される。破砕羽根車を通った積層フィルムは格子との間でさらに細かく破砕攪拌され、グリッドを通って加圧羽根車により加圧され、次工程に圧送される。

圧送速度は特に限定されるものではないが、インキ層の剥離やプラスチック積層体を各層に分離する際の剥離と分離効率を考慮すると、０．０３ｍ^３／ｍｉｎ以上が好ましい。圧送速度の上限は特に限定されなく、装置の標準的な運転速度、例えば１．４ｍ^３／ｍｉｎでも十分に、インキの剥離とプラスチック積層体の単層への分離をすることが出来る。

グリッド形状は特に限定されない。グリッド口径は積層フィルムの破砕後の大きさに関与するため、グリッド口径は０．１～５０ｍｍが好ましく、破砕効率や破砕後の積層フィルムの大きさを考慮すると、より好ましくは１～２０ｍｍである。

具体的な湿式破砕ポンプとしては、ハスクバーナ・ゼノア社のＫＤシリーズ、ニクニ社のサンカッタシリーズ、古河産機システムズ社のディスインテグレータシリーズ、相川鉄工社のインクラッシャーシリーズ、三和ハイドロテック社のスキャッターなどが例示できる。

（コロイドミル）
本発明で使用するコロイドミルは、粒子が液体中を浮遊している分散系において粒子サイズを低減するために使用される機械である。コロイドミルは、ロータとステータの組み合わせからなり、固定されたステータに対してロータは高速で回転する。高速回転により、生じる高レベルの剪断により液中の粒子サイズを小さくするために使用される。

コロイドミルの粉砕部は、歯形状をした円錐台形状のロータと、ステータの組み合わせからなり、ロータとステータは吐出口に近づくにつれて狭くなるようなテーパ形状となっている。積層フィルムは、吐出口に近づくにつれて狭くなるリング状の間隙で、強力な剪断、圧縮、衝撃を繰り返し与えられ粉砕される。

具体的なコロイドミルは、一般的にコロイドミルと呼称される分散機であれば特に限定されないが、ＩＫＡ社のコロイドミルＭＫシリーズ、イワキ社のＷＣＭシリーズ、マウンテック社のＰＵＣコロイドミルシリーズ、ユーロテック社のキャビトロンなどが例示できる。

前記湿式破砕機を用いて水中で破砕することにより、プラスチック積層体を単層のフィルムやプラスチック基板に分離することができる。また、プラスチック積層体には、接着剤の他、商品名等の表示や装飾性を付与するための印刷インキ層を設けている場合が殆どであるが、印刷層は、グラビア印刷機、フレキソ印刷機、オフセット印刷機、インクジェット印刷機等を使用し、有機溶剤型印刷インキ、水性型又は活性エネルギー線硬化型インキを印刷されている場合が多い。このようなインキ層が設けられたプラスチック積層体においては、インキ層をより効率的に剥離除去するために、洗浄剤中でプラスチック積層体を破砕してもよい。浄剤中でプラスチック積層体を破砕することにより、プラスチック積層体に設けられたインキ層の剥離除去とプラスチック積層体の単層分離とを同時に行うことができる。例えば、食品包装用をはじめとしたプラスチック積層フィルムに最も多く使用されているインキはグラビアインキやフレキソインキであるが、洗浄剤を用いた湿式破砕工程においては、該印刷インキ層も剥離させることができる。また、積層フィルムにはアルミニウム等の金属の箔や蒸着膜が積層している場合もあるが、本発明においては金属の箔や蒸着膜も剥離あるいは溶解させることができる。

（水又は洗浄剤）
本発明の湿式破砕設備や積層体を単層に分離する工程１においては、液体中、すなわち水又は洗浄剤中で積層体の破砕を行う。工程１において使用する洗浄剤として、洗浄剤１～洗浄剤３のうち１種を単独でまたは２種以上を適宜に組合せて使用できる。

（洗浄剤１）
洗浄剤１は、水、及び無機塩基を含有する水性洗浄剤である。より好ましくは水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液である。水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液は０．１～１０質量％濃度の水溶液が好ましく、０．１質量％～５質量％の濃度の水溶液がより好ましい。またｐＨは１０以上が好ましい。

（洗浄剤２）
洗浄剤２は、一般式（１）で表されるアルキレングリコールアルキルエーテルを２０質量％以上含有する洗浄剤である。
Ｒ^１－Ｏ－［ＣＨ_２－ＣＨ（Ｘ）－Ｏ］ｎ^１－Ｒ^２ （１）
（一般式（１）中、Ｒ^１は炭素原子数１以上のアルキル基を、Ｒ^２は炭素原子数１以上のアルキル基または水素を、ｎ^１は１～３の整数を、Ｘは水素又はメチル基を示す。）
一般式（１）で表されるアルキレングリコールアルキルエーテルの中でさらに好ましくは、水溶性のアルキレングリコールアルキルエーテルである。

一般式（１）で表される水溶性のアルキレングリコールアルキルエーテルとしては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールメチルプロピルエーテル、エチレングリコールエチルプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール-tert-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルプロピルエーテル、ジエチレングリコールエチルプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテルなどが例示できる。

これらアルキレングリコールアルキルエーテルは１種を単独でまたは２種以上を適宜に組合せて使用でき、水に混合して使用することもできる。アルキレングリコールアルキルエーテルの含有量は２０質量％以上であれば特に問題はないが、水が媒体の場合は３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上が最も好ましい。一方、上限は１００質量％でもよいが、環境への影響や安全性の観点から水を媒体とする方が好ましい。

一般式（１）で表される水溶性のアルキレングリコールアルキルエーテルのうち、さらに好ましいのは一般式（２）で表されるアルキレングリコールモノアルキルエーテルである。
Ｒ^１－Ｏ－［ＣＨ_２－ＣＨ（Ｘ）－Ｏ］ｎ^１－Ｒ^２ （１）
（一般式（２）中、Ｒ^２は炭素原子数１以上のアルキル基を、ｎ^２は１～３の整数を、Ｘは水素又はメチル基を示す。）
一般式（２）で表されるアルキレングリコールモノアルキルエーテルのアルキレン部位は、インキ層をより除去しやすい点において、より好ましくはメチレンであり、次いでエチレンであり、次いでプロピレン、次いでブチレンである。即ち、メチレングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、ブチレングリコールモノアルキルエーテルの順に好ましい。

一般式（２）で表されるアルキレングリコールモノアルキルエーテルのグリコール部位の繰り返しは、インキ層をより除去しやすい点において、より好ましくはｎ＝１であり、次いでｎ＝２であり、次いでｎ＝３である。即ち、エチレンの繰り返しの中では、エチレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノアルキルエーテルの順に好ましい。

一般式（２）で表されるアルキレングリコールモノアルキルエーテルのモノアルキル部位は、インキ層をより除去しやすい点において、より好ましくはモノメチルであり、次いでモノエチルであり、次いでモノプロピルであり、次いでモノブチルである。即ち、アルキレングリコールモノメチルエーテル、アルキレングリコールモノエチルエーテル、アルキレングリコールモノプロピルエーテル、アルキレングリコールモノブチルエーテル、の順に好ましい。

これらの中でも洗浄性、環境特性、引火性の点から、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルが特に好ましい。

（洗浄剤３）
洗浄剤３は、沸点１５０～２００℃の１級あるいは２級モノアルカノールアミンを２０質量％以上含む洗浄剤である。

１級のモノアルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、２－アミノイソブタノールなどがあげられ、２級のモノアルカノールアミンとしては、N-メチルエタノールアミン、２－エチルアミノエタノール、イソプロパノールアミンなどがあげられるが、１級～２級のモノアルカノールアミンにおいて、沸点１５０～２００℃内であれば、例示以外の物質も適宜使用することができる。

また、これらの１級あるいは２級モノアルカノールアミンは、１種を単独でまたは２種以上を適宜に組合せて使用でき、水に混合して使用することもできる。１級あるいは２級モノアルカノールアミンの含有量は２０質量％以上であれば特に問題はないが、水が媒体の場合は３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上が最も好ましい。一方、上限は１００質量％でもよいが、環境への影響や安全性の観点から水を媒体とする方が好ましい。

（界面活性剤）
前記洗浄剤１～３は、界面活性剤を含有していてもよい。界面活性剤としては各種のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などがあげられ、これらの中では、ノニオン性界面活性剤が好ましい。

ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー、等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。

これらの界面活性剤は、単独で用いることもでき、又２種類以上を混合して用いることもできる。界面活性剤を添加する場合は、その添加量は洗浄剤全量に対し０．００１～２質量％の範囲が好ましく、０．００１～１．５質量％であることがより好ましい。

（液温）
本発明の分離回収方法の工程１に使用する水又は洗浄剤の液温は、液体状態が保てれば特段限定されないが、通常は液温が１５～９０℃で行うことが好ましい。洗浄効果がより高いのは液温が高い方である。好ましくは４０℃以上であり、より効果が高い液温としては６５℃以上であり、より好ましくは８５℃以上である。

（プラスチック積層体）
前記湿式破砕設備により分離回収される本発明のプラスチック積層体は、少なくとも２以上の層を有するプラスチック積層体であり、プラスチック基板上に、インキ層、接着剤層、他のプラスチック層等の複数の層を有する積層体である。つまり、本発明におけるプラスチック積層体は、プラスチックフィルム等で構成されるプラスチック基板（Ｆ１）と、インキ層、接着剤層、Ｆ１とは異なる他のプラスチックフィルム層（Ｆ２）から選ばれる層とを少なくとも有する積層体である。このような積層体としては、特に限定なく、食品包装用や生活用品に使用されている反応性接着剤でラミネート接着された積層フィルムがあげられるが、もちろん非反応性の接着剤、例えば熱可塑性樹脂接着剤でラミネート接着された積層フィルムや、押し出し積層法で熱融着して得られた積層フィルムも、本発明の分離回収方法で各々の単層フィルムに分離回収することができる。また、シート状や容器形状の積層体であってもよい。即ちリサイクルによって廃棄された様々な種類の樹脂層を有するプラスチック積層体を、特に再分別する必要はなく、一緒に処理できることが本発明の特徴である。

また、本発明の積層体としては、複数のフィルムがラミネート接着された構成に限らず、例えば、プラスチック基板（Ｆ１）と印刷層のみを有する構成も包含する。本発明によると、印刷層を容易に除去できるので、リサイクルプラスチックの品質を向上できる。

また、例えばペットボトルなどの容器には、商品名等の表示や装飾性を付与するために、筒状に形成された積層フィルムであるシュリンクラベルが用いられており、リサイクル時には該シュリンクラベルを消費者がはがして、ペットボトル本体とシュリンクラベルとを別々に廃棄することが多いが、本発明の分離回収方法では、ペットボトル本体とシュリンクラベルとが一体となった状態でも、ペットボトル本体からシュリンクラベルを分離し、且つシュリンクラベルを各々の単層フィルムに分離することができる。

本分離回収方法の対象である反応性接着剤でラミネート接着された積層フィルムは、少なくとも２つの樹脂フィルム層または金属箔や蒸着膜層の間に前記反応性接着剤からなる接着剤層を積層されていることが多い。具体的には、該積層フィルムにおいて、樹脂フィルム層を（Ｆ）と表現し、金属箔や蒸着膜層の金属箔層を（Ｍ）と表現し、前記反応性接着剤等の接着剤層を（ＡＤ）と表現すると、積層フィルムの具体的態様として以下の構成が考えられるが、もちろんこれに限定されることはない。
（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｆ）、
（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｆ）、
（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｍ）／（ＡＤ）／（Ｆ）、
（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｍ）、
（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｍ）／（Ｆ）、
（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｍ）／（ＡＤ）／（Ｆ）、
（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｍ）／（ＡＤ）／（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｆ）、
（Ｍ）／（ＡＤ）／（Ｍ）、
（Ｍ）／（ＡＤ）／（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｍ）、
（ＡＤ）／（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｍ）、
（ＡＤ）／（Ｆ）／（ＡＤ）／（Ｆ）／（ＡＤ）、等。

本分離回収方法の対象である積層フィルムは、さらに、紙層、酸素吸収層、アンカーコート層、印刷層等を有することもある。

印刷層（インキ層）を有する場合、インキ層の設けられる場所は特に限定されない。例えば、インキ層は積層フィルムの最外層に設けられていてもよいし、樹脂フィルム層（Ｆ）と接着剤層（ＡＤ）の間であってもよい。樹脂フィルム層（Ｆ）と接着剤層（ＡＤ）の間にインキ層を有する場合は（裏刷り）、インキ層と接着剤層がより強固に結合することからインキ層の剥離が困難な構成であるが、本発明の方法により、積層体の単層分離と、インキ層の除去を同時に効率的に行うことができる。

樹脂フィルム層（Ｆ）は、求められる役割で分類すると、基材フィルム層（Ｆ１）や包装材料を形成する際にヒートシール部位となるシーラント層（Ｆ２）などとして機能する。

例えば基材フィルム層（Ｆ１）となる樹脂フィルムとしては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直線状低密度ポリエチレン、ＯＰＰ（２軸延伸ポリプロピレン）、ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）などのポリオレフィン系フィルム；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系フィルム；ナイロン６、ナイロン６，６、メタキシレンアジパミド（Ｎ－ＭＸＤ６）などのポリアミド系フィルム；ポリ乳酸などの生分解性フィルム；ポリアクリロニトリル系フィルム；ポリ（メタ）アクリル系フィルム；ポリスチレン系フィルム；ポリカーボネート系フィルム；エチレン－酢酸ビニル共重合体鹸化物（ＥＶＯＨ）系フィルム；ポリビニルアルコール系フィルム；ポリ塩化ビニリデン、等のＫコート等、これらの顔料を含むフィルムが挙げられる。これらフィルムにアルミナ、またはシリカ等の蒸着した透明蒸着フィルムも使用してよい。

また前記フィルム材料の表面に火炎処理、コロナ放電処理、またはプライマー等のケミカル処理などの各種表面処理が実施されていることもある。

シーラント層（Ｆ２）となる可撓性ポリマーフィルムとしては、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、エチレン－酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン系フィルム、イオノマー樹脂、ＥＡＡ樹脂、ＥＭＡＡ樹脂、ＥＭＡ樹脂、ＥＭＭＡ樹脂、生分解樹脂のフィルムなどが好ましい。汎用名では、ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）フィルム、ＶＭＣＰＰ（アルミ蒸着無延伸ポリプロピレンフィルム）、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＶＭＬＤＰＥ（アルミ蒸着無低密度ポリエチレンフィルム）フィルム、これらの顔料を含むフィルム等が挙げられる。フィルムの表面には火炎処理、コロナ放電処理、またはプライマー等のケミカル処理などの各種表面処理が実施されていてもよい。

金属箔層（Ｍ）としては、例えば金、銀、銅、亜鉛、鉄、鉛、錫及びこれらの合金、スチール、ステンレス、アルミニウム等の、展延性に優れた金属の箔があげられる。

紙層としては、天然紙や合成紙などが挙げられる。第１および第２のシーラント層は、上述のシーラント層と同様の材料で形成されていることもある。

他の層には、公知の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、非反応性接着剤層、易接着コート剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤などを含んでいる場合もある。

次に、前記湿式破砕設備を使用したリサイクルシステムの具体的態様について説明する。なお、以下に説明するリサイクルシステムは一例であって、本発明はこれに限定されない。

（１）廃棄プラスチックの選別
プラスチック製容易包装類をはじめとする廃棄プラスチックは、リサイクル原料に再生するために、リサイクル設備を有する施設に収集される。収集された廃棄プラスチックに土砂、ガラス、陶磁器、金属などの異物が混在する場合は、これらの異物を除去することが好ましい。また、廃棄プラスチックは、成形品と、フィルムやシート状のプラスチック積層体を選別して分離することが好ましい。異物の除去やプラスチックの選別は、例えば、人による検品・手選別作業、ふるいによる小さい形状の異物の除去、磁力を用いた磁選別による金属除去、風力により比重の違うプラスチックや異物を分ける風力選別、センサーによる選別等があげられる。廃棄プラスチックの異物の混入具合によっては、選別を行わなくてもよい。

（２）裁断
選別されたプラスチック積層体は、例えば３０ｃｍ四方サイズ程度の大きさのプラスチック片に裁断してもよい。当該裁断工程を経ることにより、次工程における湿式破砕機における破砕をより効率的に行うことができる。裁断は公知の破砕機を利用することができ、例えば、ハンマークラッシャー、ロータリークラッシャー等の衝撃式破砕機、シュレッダー、カッター等があげられる。裁断されたプラスチック積層体片のサイズや形状も特に限定されるものではないが、プラスチック片の最大長は例えば５０ｃｍ以下が好ましく、３０ｃｍ以下が好ましく、２０ｃｍ以下が好ましく、１０ｃｍ以下が好ましい。
裁断の工程の後に、前記（１）で行ったプラスチックの選別作業を再度行ってもよいし、前記（１）廃棄プラスチックの選別を行う前に（２）の裁断を行ってもよい。また、裁断を行わずに次工程の湿式破砕機を行ってもよい。

（３）プラスチック積層体の分離工程（工程１）
収集されたプラスチック積層体片は、８５℃程度に加温された洗浄用の液体に満たされた湿式破砕機に順次投入される。洗浄用の液体は、水であってもよいし、洗浄剤であってもよい。例えば、積層フィルムロールを３０ｃｍ四方サイズ程度に裁断した積層フィルムは、湿式破砕機の吸引により破砕部に引き込まれ５～２０ｍｍ程度に破砕され、次工程へ０．０３ｍ^３／ｍｉｎで圧送される。このとき、投入されたフィルムは、破砕されるときに受ける高剪断により、積層フィルムは各フィルム単層分離している。積層フィルムにインキ層が設けられている場合は、破砕による高剪断によりインキ層もフィルムから剥離・除去される。

湿式破砕対象が積層フィルムロールではなく、市場から回収されてきた個別のフィルム袋であっても、湿式破砕機には、回収されてきたままの状態でそのまま投入することができる。

前記工程１において、前記湿式破砕工程の回数は、１回でも数回に分けて行ってもよい。即ち、湿式破砕回数を１回行ったのち、分離した各層の単層フィルムを回収する工程２を行ってもよいし、湿式破砕回数を数回行ったのち工程２を行ってもよい。また、工程１において複数湿式破砕工程を行う場合は、それぞれの洗浄剤を変更してもよい。また該工程の間に、水洗や水切り、脱水、乾燥等、公知の工程を適宜加えてもよい。

（４）分離した各単層の破砕混合物の回収工程（工程２）
接着剤層を有する積層フィルムを工程１により湿式破砕した場合、積層フィルムから分離した接着剤層は、水または洗浄剤に溶解せずに洗浄液中で残渣となっていることが多い。即ち工程１における水または洗浄剤中には、分離した各層の単層フィルムと、接着剤や印刷インキ、金属箔等の残渣が浮遊あるいは溶解している状態となっている。これらを水または洗浄剤から取り出した後、分別して回収する。

具体的な方法の一例としては、例えば、浮上選別において、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン等の比重の軽いプラスチックと（浮物）、ポリオレフィンより比重の重いポリエステル、ナイロン等の縮合合成系フィルム、もしくは金属箔等の質量物を選別し、質量物を取り除き、次に、洗浄脱水工程で回収したプラスチックを洗浄・脱水し、遠心分離で比重の異なるプラスチックを分別する。例えば水に沈む比重１以上の塩化ビニル樹脂やポリエチレンテレフタレート等を含むプラスチック分離物と、塩化ビニル樹脂を含まないポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂を含むプラスチック分離物に分けることができる。さらなる分別は、浮遊分別で使用する液体、例えば水と有機溶剤や塩との配合比率を適宜変更することにより比重を変化させることで可能である。

比重分離で荒い分別回収したのちに、プラスチックの固有帯電特性を利用した静電分離などを用いて高度な分別をしても良い。
具体的な方法の一例としては、あらかじめ帯電したプラスチック混合物を電圧の印加された平行平板電極間に落下することで分離する方法である。比重分離では分離困難な比重差の小さいプラスチックの組合せも分別することができる。

（５）洗浄溶液の回収、再利用（工程３）
工程１～２で使用した水または洗浄剤は、洗浄剤を回収するために濾過機、遠心分離機、限外濾過機から選ばれるいずれか１つ以上の洗浄剤リサイクル機に供給し、固形物を取り除いたのちに再利用される。工程１～２において湿式破砕工程、比重分離工程を行いながら、その一方で水または洗浄剤の再利用工程を連続的に運転し、固形物を洗浄剤から分離することもできる。

（６）プラスチック分離物の乾燥（工程４）
工程２において積層体を分離することにより得られた単層のプラスチック分離物、具体的には単層フィルム片各種を分取後、残留水分を除去するために減圧加熱乾燥、熱風乾燥、加圧圧縮乾燥から選ばれるいずれか１つ以上のフィルム片の乾燥を行う。これらを組み合わせて使用することができる。工程５でのリサイクルペレットを作製する事前処理として、フィルム片の乾燥後もしくは乾燥中にブリケットマシンのような加圧圧縮機を用いてブリケットを作製してもよい。

（７）リサイクルペレットの作製（工程５）
工程４で乾燥されたフィルム片もしくはブリケットを１軸および２軸の成型機に投入し、リサイクルペレットを作製する。混錬機条件は特に限定されないが、リサイクル前の樹脂性能を大きく劣化させないために、１８０～２８０℃で運転することが好ましい。

本発明において、「工程１」即ち水または洗浄剤中でプラスチック積層体を破砕しながら、プラスチック積層体を各単層に分離すること、更に、インキ層がプラスチック積層体に設けられている場合はインキ層の剥離除去することも同時に行うことが可能な理由は、プラスチック積層体が破砕される際に、湿式破砕ポンプから受ける高剪断力が、フィルムの破砕と共に積層体の剥離、更にはインキ層除去にも同時に効果があるものと推察される。積層体が破砕されるほどの高剪断力であるため、高速攪拌機や超音波洗浄機などでは容易に達成されない。

以下に、本発明の内容および効果を実施例により更に詳細に説明する。また、各実施例及び比較例で原料として用いたフィルム、印刷インキ、反応性接着剤、有機溶剤を以下に示す。

（積層フィルムに使用するフィルム）
ＯＰＰ：２軸延伸ポリプロピレンフィルム ２０ｕｍ
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレートフィルム １２ｕｍ
ＯＰＡ：ポリアマイドフィルム（ナイロン）フィルム １５ｕｍ
ＣＰＰ：無延伸ポリプロピレンフィルム ３５ｕｍ
ＬＬＤＰＥ：無延直鎖低密度ポリエチレンフィルム ６０ｕｍ
ＶＭＣＰＰ：アルミ蒸着無延伸ポリプロピレンフィルム ２５ｕｍ
（印刷インキ）
溶剤型表刷り用グラビアインキ
ＩＮＫ１：ＤＩＣグラフィックス社製表刷りインキ グロッサ ＢＭ７０９白
溶剤型裏刷り用グラビアインキ
ＩＮＫ２：ＤＩＣグラフィックス社製裏刷りインキ フィナート Ｒ７９４白Ｓ
水性裏刷り用フレキソインキ
ＩＮＫ３：ＤＩＣグラフィックス社製 マリーンフレックスＬＭ Ｒ５０７原色藍
（反応性接着剤）
ＡＤ１：溶剤型接着剤 ディックドライ ＬＸ－４０１ＡとＳＰ－６０との２液型接着剤 （エーテル系接着剤）
ＡＤ２：無溶剤接着剤 ディックドライ ２Ｋ－ＳＦ－４００ＡとＨＡ－４００Ｂとの２液型接着剤（エステル系接着剤）
（積層フィルムの製造方法）
積層フィルムは、印刷方法により対象とするフィルムに印刷後、ラミネート方法により対象とするフィルムを貼りあわせて作成した。フィルムの層構成や反応性接着剤、印刷インキの種類は表１の組み合わせにより行った。

（印刷方法）
印刷インキであるグラビアインキやフレキソインキは、プルーファーを用いて各インキをフィルム「Ｆｉｌｍ１」に展色した。

（ラミネート方法）
ＬＡＭ３～ＬＡＭ７については、印刷インキを展色したフィルム「Ｆｉｌｍ１」の印刷インキの展色面または印刷インキの展色面とは反対側の面に、反応性接着剤「ＡＤ」をラミネーターで固形分３ｇ／ｍ^２の塗膜量になるように塗布し、フィルム「Ｆｉｌｍ２」と貼り合わせた。貼り合わせた積層フィルムは、４０℃で７２時間エージング反応させた。表１に示す積層フィルム「ＬＡＭ１」～「ＬＡＭ７」を得た。なお空欄は、構成が存在しないことを示す。

積層フィルム「ＬＡＭ１」 ～「ＬＡＭ７」を３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズにカットし試験片を得た。

（洗浄工程）
ＰＲＯ１：ニクニ製 サンカッタ Ｃ１２５Ｈ を使用し、０．１ｍ^３／ｍｉｎで圧送した。
ＰＲＯ２：超音波洗浄機を使用し、２８ｋHｚで３０分間浸漬した。
ＰＲＯ３：ホモディスパーを使用し、２０００ｒｐｍで３０分間攪拌した。
ＰＲＯ４：イワキ製 コロイドミル ＷＣＭ を使用し、０．０３ｍ^３／ｍｉｎで圧送した。
ＰＲＯ５：アーステクニカ社ハイスピードミキサーＦＳ２型を使用し、２０００ｒｐｍで３０分間攪拌した。

表２～表３にインキ剥離および積層フィルム分離試験結果を示す。なお、実施例１～５及び比較例１～４では、洗浄工程において水を使用した。

（積層フィルムの剥離性）
表中の結果１は、積層フィルムからのインキ剥離状態や積層フィルム分離状態を示している。各洗浄工程で積層フィルムを洗浄し乾燥したのちに、印刷部のインキ剥離性および積層フィルムの剥離性について、光学顕微鏡を用いて撮影された写真の画像処理にて面積を算出し、以下式を用いて除去率を求めることで判定した。
剥離率（％）＝（１－洗浄後のインキ付着もしくはフィルム積層面積／洗浄前のインキ付着もしくはフィルム積層面積）×１００
○ ：印刷部もしくは積層部の７５％以上が剥離。
△ ：印刷部もしくは積層部の５０～７４％が剥離。
× ：印刷部もしくは積層部の０～２５％が剥離。
なお、○は実用上問題がない範囲である。

（積層フィルムの破砕程度）
表中結果２は、積層フィルムの破砕状態を示している。各洗浄工程で積層フィルムを洗浄し乾燥したのちに、積層フィルムの破砕状態について、定規を用いて目視にて長さを測定した。
○ ：フィルムは破砕され、短辺方向で２０ｍｍ以下となっている。
× ：フィルムは破砕されず、初期形状と何ら変化がない。

湿式破砕機であるＰＲＯ１は、破砕と同時に積層物の剥離をすることができたが、湿式破砕機以外であるＰＲＯ２～３はできなかった。実施例１～５の結果１において、Film１とFilm２の剥離状態は１００％を確認できたことから、ＰＲＯ１はプラスチック層の剥離に優れ、異種プラスチックの分離を十分に行えることがわかった。

続いて、表４に示す積層フィルム「LAM８～LAM１５」を得た。なお空欄は、構成が存在しないことを示す。

積層フィルム「ＬＡＭ８」 ～「ＬＡＭ１５」を３０ｃｍ×３０ｃｍのサイズにカットし試験片を得た。

（洗浄剤組成）
湿式破砕機に充填する洗浄剤は、表５の組み合わせにより行い「ＣＬ１」～「ＣＬ８」を得た。表中の数字は質量％を示す。なお空欄は未配合であることを示す。

表中ノイゲンXL-41は、第一工業製薬製の非イオン界面活性剤である。
表６～８にインキ剥離および積層フィルム分離試験結果を示す。

（洗浄剤での剥離性）
表中の結果１は、積層フィルムからのインキ剥離状態や積層フィルム分離状態を示している。各洗浄工程で積層フィルムを洗浄し乾燥したのちに、印刷部のインキ剥離性および積層フィルムの剥離性について、光学顕微鏡を用いて撮影された写真の画像処理にて面積を算出し、以下式を用いて除去率を求めることで判定した。
剥離率（％）＝（１－洗浄後のインキ付着もしくはフィルム積層面積／洗浄前のインキ付着もしくはフィルム積層面積）×１００
○ ：印刷部もしくは積層部の１００％が剥離。
○△：印刷部もしくは積層部の７５～９９％が剥離。
△ ：印刷部もしくは積層部の５０～７４％が剥離。
△×：印刷部もしくは積層部の２５～４９％が剥離。
× ：印刷部もしくは積層部の０～２５％が剥離。
なお、○、○△は実用上問題がない範囲である。

（積層フィルムの破砕程度）
表中結果２は、積層フィルムの破砕状態を示している。各洗浄工程で積層フィルムを洗浄し乾燥したのちに、積層フィルムの破砕状態について、定規を用いて目視にて長さを測定した。
○ ：フィルムは破砕され、短辺方向で２０ｍｍ以下となっている。
△ ：フィルムは破砕され、短辺方向で２１～５０ｍｍとなっている。
× ：フィルムは破砕されず、初期形状と何ら変化がない。
なお、○、△は実用上問題がない範囲である。

湿式破砕機であるＰＲＯ１及び４は、全ての積層フィルム構成であるＬＡＭ８～１５で破砕することができたが、湿式破砕機以外であるＰＲＯ２，３及び５は、破砕することができなかった。

水酸化ナトリウムが１質量％のアルカリ溶液を含有する洗浄剤は、ＰＲＯ１及び４においては、積層フィルムからインキ剥離とフィルム分離することができた。ＰＲＯ２、３及び５においては、ＬＡＭ８ではインキ剥離はできたが破砕することはできなかった。

Claims (12)

1. プラスチックフィルム層と、他の層の少なくとも２以上の層を有する積層フィルムをリサイクル原料に再生するためのリサイクルシステムであって、前記他の層がプラスチックフィルム層、金属箔層又は蒸着膜層から選択され、
   破砕と同時に圧送を行うことにより、水又は洗浄剤中で積層フィルムを５～２０ｍｍに破砕しながら、積層フィルムを単層に分離する湿式破砕設備と、
   分離した各単層の破砕混合物を吐出し回収する設備
   を有することを特徴とするリサイクルシステム。
2. 前記破砕と同時に圧送を行うことができる湿式破砕設備が、剪断力及び／又は摩擦力により破砕する設備である請求項１に記載のリサイクルシステム。
3. 前記洗浄剤が、（１）～（３）のいずれかである水性洗浄剤である請求項１又は２に記載のリサイクルシステム。
   （１）水、及び０．１～１０質量％の無機塩基を含有する水性洗浄剤。
   （２）一般式（１）で表されるアルキレングリコールアルキルエーテルを２０質量％以上含有する水性洗浄剤。
   Ｒ^１－Ｏ－［ＣＨ_２－ＣＨ（Ｘ）－Ｏ］ｎ^１－Ｒ^２ （１）
   （一般式中、Ｒ^１は炭素原子数１以上のアルキル基を、Ｒ^２は炭素原子数１以上のアルキル基または水素を、ｎ^１は１～３の整数を、Ｘは水素又はメチル基を示す。）
   （３）沸点１５０～２００℃の１級あるいは２級モノアルカノールアミンを２０質量％以上含む水性洗浄剤。
4. 破砕と同時に圧送を行うことが出来る前記湿式破砕機を使用し、水又は洗浄剤中で積層フィルムを破砕しながら、積層フィルムを単層に分離する工程における水又は洗浄剤の液温が１５～９０℃である請求項１～３のいずれかに記載のリサイクルシステム。
5. 分離した各単層の破砕混合物を吐出し回収する工程における吐出速度が０．０３ｍ^３／ｍｉｎ以上である請求項１～４のいずれかに記載のリサイクルシステム。
6. 前記湿式破砕設備により積層フィルムを単層に分離した後、単層ごとに分別する設備を有する請求項１～５のいずれかに記載のリサイクルシステム。
7. 廃プラスチックから積層フィルムを選別した後、該積層フィルムを湿式破砕する請求項１～６のいずれかに記載のリサイクルシステム。
8. 前記積層フィルムが更にインキ層を有し、
   前記湿式破砕設備において、洗浄剤中で積層フィルムを破砕しながら、積層フィルムに設けられたインキ層を剥離除去する請求項１～７のいずれかに記載のリサイクルシステム。
9. 前記湿式破砕設備により分離回収された積層フィルムの単層の破砕混合物を、溶融後に成形機により成形する請求項１～８のいずれかに記載のリサイクルシステム。
10. プラスチックフィルム層と、他の層の少なくとも２以上の層を有する積層フィルムをリサイクル原料に再生するためのリサイクル方法であって、前記他の層がプラスチックフィルム層、金属箔層又は蒸着膜層から選択され、
    破砕と同時に圧送を行うことが出来る湿式破砕機を使用し、水又は洗浄剤中で積層フィルムを５～２０ｍｍに破砕しながら、積層フィルムを単層に分離する工程１と、
    分離した各単層の破砕混合物を吐出し回収する工程２
    とを有することを特徴とするリサイクル方法。
11. プラスチックフィルム層と、他の層の少なくとも２以上の層を有する積層フィルムの分離回収方法であって、前記他の層がプラスチックフィルム層、金属箔層又は蒸着膜層から選択され、
    破砕と同時に圧送を行うことが出来る湿式破砕機を使用し、水又は洗浄剤中で積層フィルムを５～２０ｍｍに破砕しながら、積層フィルムを単層に分離する工程１と、
    分離した各単層の破砕混合物を吐出し回収する工程２
    とを有することを特徴とするプラスチック積層フィルムの分離回収方法。
12. 請求項１１の方法で分離回収された積層フィルムの単層の破砕混合物を、溶融後に成形機により成形することを特徴とする再生プラスチックペレットの製造方法。