JPH0618590Y2 - 比重分離装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は使用済のポリエステル製
ボトルを回収して再利用する技術に関するものであっ
て、特に、粉砕工程を経た回収原料を選別して金属片、
異種プラスチックス、ポリエステル等に分級し、不純物
を除去する際に供するプラスチック樹脂の比重分離装置
に係わる。

【０００２】

【従来の技術】使用済のポリエステル製ボトルを回収し
て再利用するという技術は現在までのところ実際性が乏
しい。プラスチックの廃棄物を焼却すると、焼却炉内が
高温となるため炉の耐用性が低下するなどの問題が指摘
されているものの、プラスチックスを他の廃棄物と仕分
けする作業に労力や費用を要することから、回収や再利
用が採算性のある事業となるための技術開発が伴ってい
ない。資源の有効利用の観点から、或いは大型の焼却炉
の如き公共投資を節約すべきであるとする社会的要請か
ら、プラスチックスを産業廃棄物としないこと及びプラ
スチックス製品に関して使い捨てから再利用に転換する
施策は、プラスチックス産業に解決を求められた今日的
課題である。

【０００３】そこで、本考案者は、消費量が急激に伸び
ているポリエステル製ボトルに注目し、その回収と再利
用の技術開発に着手した。

【０００４】ポリエステル製ボトルは、種々の型式のも
のがあるが、複雑な構造のものの例として、アルミニウ
ム製の栓、ボトルの口部を密着できるように栓内側に貼
合されたポリエチレンのシール部、ボトル全体（首、
胴）を形成するポリエステル、ボトル底部に嵌合してボ
トルを自立させるためのポリエチレン製の袴、ボトルの
外表面に貼付されるラベル（紙製と合成紙とがある）、
ラベルを貼付した接着剤等から構成されるものが挙げら
れる。そして、このようなボトルからポリエチレンやポ
リエステルを回収再利用しようとすると、同じ種類のボ
トルを可能な限り集め、回収・再利用のための処理を効
率化する必要がある。

【０００５】回収作業の第１は金属栓の除去である。金
属栓のない使用済（廃）ボトルを極めて取扱い易く、後
の処理が容易となる。しかし、一般には金属栓を入手以
外の手段で除去したり、金属栓とプラスチックス（ボト
ル本体）とを仕分けすることは困難である。そこで、金
属栓が混入している状態でプラスチックスと金属とを分
離する技術が不可欠となる。廃ボトルは、トラック、船
等によって陸路又は海路を運搬される。そして、輸送量
を多くするために圧潰して緻密化して搬送することとな
る。従って、回収するためには、先ずフレークス状に粉
砕することとなる。フレークス状の粉砕物の中には、ア
ルミニウム等の金属栓の破片、プラスチックスと貼着さ
れた糊剤乃至接着剤、プラスチックスと貼着しているし
ている紙又は合成紙、異種のプラスチックス等が混在し
ている。これらの混合した粉砕物は風力を利用した選別
機によって粗い選別ができる。金属栓の破片の存在はプ
ラスチックスのフレークスと共に残存している金属片は
更に磁界内を走行させることによって精度よく選別され
る。プラスチックスのフレークスと貼着している紙とは
糊剤や接着剤を溶解するか、又は紙を擦り落す手段と併
用することによって分けることができる。紙の成分は水
や溶剤によってプラスチックスのフレークスから除かれ
る。

【０００６】次いで、異種のプラスチックスは比重選別
法によって機械的に選別できる。ポリエチレンテレフタ
レートのフレークスは見掛け比重が０．８未満（０．３
〜０．７程度）ではあるが、これを水を利用して真比重
が０．９４〜０．９８程度のポリエチレンと比重選別す
ることが可能となる。

【０００７】ポリエチレンテレフタレート（ポリエステ
ル）と中高密度のポリエチレンとは、フレークス状態で
完全に分離されなければならない。これらが混合された
状態のものでは成形品としての諸物性、外観等が劣るこ
とから利用価値が低くなってしまうこと、或いは極端な
場合には再生加工が不可能となってしまう。

【０００８】そこで異種プラスチックを含む成形品を再
生利用する場合、それぞれの樹脂にいかに選別するかが
重要なポイントになってくる。

【０００９】この選別は、再生工程の前に行うことが最
も簡単、確実であるが接着剤等により異種樹脂が接合し
ていたり、複雑な形状の組合せによって一体構造化され
ているため、あらかじめ適切な大きさの切片ないし粒状
物に粉砕してフレーク状にし、さまざまな再生工程を経
た後、異種樹脂を選別することが、むしろ効率的な方式
となる。また、再生にあたっては、できる限り同一品
種、同一銘柄の使用済容器を原料（樹脂混合物）とし
て、再生品の均質性や品質の維持・向上を図ることが望
ましい。ポリエステル容器に関しては、例えば清涼飲料
用容器のみに限定して、これを再生すると均質な再生用
資源が得られる。もっとも、このように限定された原料
にしても、フタや補強材として異種樹脂（一般にはポリ
エチレン樹脂）が混入されていることは前述の通りであ
る。異種樹脂の分別が必要不可欠となってくる。適当な
フレーク状や粒状に粉砕した２種以上の比重を異にする
樹脂混合物を個々の樹脂に分離する方法として、適度な
比重の液体を用いてある（一方の）樹脂を浮上させ、他
の樹脂を沈降させる比重差を利用した浮游・沈澱分離方
法が知られている。

【００１０】例えば、ポリ塩化ビニルとポリプロピレン
との混合物を破砕してフレーク状としたものを水中に投
入すれば、ポリプロピレンは水面に浮上し、ポリ塩化ビ
ニルは沈降する。しかしながら、破砕に際し、破断面が
剥離して空気が含まれてしまうことがあったり、折曲が
った状態では空気が閉じ込められて見掛け比重が相当低
くなっているものが多い。このように、真比重が１を超
える樹脂であっても水面上に浮いてしまうことがあり、
分離効率が低下することになる。また多量の樹脂混合物
を同時に水中に投入すると、沈降する樹脂に阻止されて
浮上できない真比重１未満の樹脂も多くなる。

【００１１】かように、従来技術では浮游沈澱分離法は
効率の高いものではなく、低コストで能率よく処理でき
る改良技術が望まれていた。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】本考案はこれらの事状
に鑑み、フレークス（フラフ）状に粉砕した２種以上の
樹脂混合物を効率よく比重分離する装置を提供すること
を目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本考案は、フレークス状
乃至粒状に粉砕された２種以上の樹脂からなる混合物を
液体を利用して比重差から別々の樹脂に分離・選別する
装置であって、樹脂混合物と液体とが投入される槽と、
該槽の一方の端部に設けられた樹脂混合物の供給口とな
るシュートと、槽内にあって樹脂混合物を掻混ぜかつ輸
送するスクリューと、該槽の上方に設けられ液体を供給
する撒液室と、該槽の槽底部と側壁とに設けられて液体
を槽内に噴出せしめる噴流液室と、該槽において液面に
浮游する樹脂を排出する排出口と、槽底に沈降する樹脂
を槽外に搬出する手段とを備えてなる比重分離装置であ
る。

【００１４】本考案の好ましい装置は、前記装置におい
て、 （イ）樹脂混合物の掻混ぜ、輸送の手段がスクリューで
あること、 （ロ）該スクリューを大略液没せしめ得る容量の槽を備
えていること、 （ハ）該槽の上方であってかつ前記樹脂混合物の供給手
段側の位置に撒液室が設けられていること、 （ニ）該槽の底部及び（又は）側壁であってかつ前記樹
脂混合物の該供給手段側の位置に噴流液室が設けられて
いること、 （ホ）該スクリューの長さと直径との比は少なくとも２
倍であり、該スクリューの樹脂混合物供給側の表面に少
なくとも２個の撹拌ピンが設けられていること、 （ヘ）該槽の幅は該スクリューの直径と大略同一であ
り、該槽の長さは該スクリューの長さと大略同一であ
り、該槽の横断面は略Ｕ字形であって、該槽底部の曲率
半径はスクリューの半径と大略同一であること、及び （ト）比重差により分離された個々の樹脂を該槽から外
に排出又は搬出する手段がスクリュー又はコンベアから
なること、 を特徴とする。

【００１５】本考案を図面を参照して説明する。

【００１６】図１乃至図３は本考案の実施例となる装置
の概略図であって、図１は正面図、図２は平面図、図３
は側面図をそれぞれ示す。

【００１７】槽１の一方の端部には樹脂混合物の供給口
となるシュート２が取付けられている。槽内にはスクリ
ュー３が水平に支持され、一端で動力伝達機構を介し駆
動モータ４に連結されている。

【００１８】槽の内部にはスクリューが大略没するよう
に常時注水されている。

【００１９】槽の幅は、大略スクリュー外径に等しく、
その長さはスクリューの長さに大略等しく、断面はＵ字
形で下部半径はスクリュー半径に大略等しく、槽とスク
リューとの間隙をできるだけ狭くなるように関係寸法を
とって、樹脂混合物が供給・輸送される際にその動きが
強制できるようにしてある。スクリューのシュート側で
あって、外周近傍に相当する部位にはスクリューの軸方
向に伸びる撹拌ピン５が適切な間隔で取付けられてい
る。また、シュート側の槽の底面部には圧力水を吹き出
すための噴流液室６が２室以上に分割して設けられ、供
給ポンプ７におのおのバルブ８、８Ａを介して連結され
ている。噴流液室から槽には適切な数のノズルあるいは
小孔で連絡されている。さらに槽のシュート側上面に
は、水をスプレーするための撒液室９が２室以上に分割
して設けられ、供給ポンプ１０に各々のバルプ１１、１
１Ａ等を介して連結されている。撒液室下面には適切な
数のノズルあるいは小孔が設けられている。槽のシュー
トと反対側の排出部位の水面近傍には、浮游物排出口
（開口）があり、そこには、排出スクリュー１２が水平
に取付けられ駆動モーター１３に連結されている。排出
スクリューは堅形シュート１４に接続され、さらにその
堅形シュートは排出スクリューコンベア１５に連結さ
れ、排出スクリューコンベアは駆動モータ１６に連結さ
れている。堅形シュートの下部にはフィルター１７を取
付け排水可能な構造になっている。

【００２０】また、同様に槽の樹脂排出部位に当たるシ
ュートと反対側の底面には沈降搬出用開口があり、搬出
口シュート１８及び搬出スクリューコンベア１９が密閉
構造で取付られ、搬出スクリューコンベア１９は駆動モ
ータ２０に連結されている。

【００２１】以上により構成されたこの装置の作動は次
のようにして行われるものである。水を使用して真比重
が１を超える樹脂と真比重が１未満の樹脂とを選別する
には、シュート２から連続投入されたフレーク状の樹脂
は落下速度により一旦槽１の水中に没する。

【００２２】槽１の内部ではスクリュー３を駆動モータ
４で駆動回転しているため、フレーク状の樹脂は順次排
出スクリュー１２の方向に移動し始める。この際ポリエ
ステル樹脂等真比重が１を超える樹脂は水底に向かって
沈降しながら移動し、ポリエチレン樹脂等真比重が１未
満の樹脂は次第に浮上しながら移動しようとする。

【００２３】沈降あるいは浮上しながら移動を開始した
樹脂はスクリュー３に取付けられた撹拌ピンによって再
び強制撹拌される。同時に槽の下部に設けられた噴流液
室から噴出される圧力水により撹拌効果が促進され、ま
た水面上に浮游した樹脂は槽上部に設けられた撒液室９
から撒水される圧力水により沈降を促進される。適切な
距離だけ撹拌ピン、噴流水および撒水により撹拌され続
けたフレーク状の樹脂は、切断面ないしは折曲げによっ
て生じた空隙を水で置換されておのおのその樹脂の真比
重に近づく。このとき、噴流液室６および撒液室９は２
室以上に分かれ、おのおのの室から吐出される水量はバ
ルブ８、８Ａ、１１、１１Ａ等により適切に調節され、
撹拌が促進される。撹拌ピン、噴流水および撒水による
撹拌を終えた樹脂はひき続きスクリューにより移動を続
け、撹拌効果がなくなると、その樹脂の真比重に応じて
真比重が１を超えるポリエステル樹脂は沈降を開始しつ
つ真比重１未満のポリエチレン樹脂は浮上を開始しつつ
移動を続ける。適切な距離を移動して水面に浮游したポ
リエチレン樹脂は排出スクリュー１２で槽外に排出され
堅形シュート１４に落下してフィルター１７で水と分離
され排出スクリューコンベア１５で装置外に排出され
る。

【００２４】同時に槽の底部に沈降したポリエステル樹
脂はスクリュー３により搬出口シュート１８に搬出さ
れ、水中を沈降して搬出スクリューコンベア１９で槽の
水面を同一レベルまで運ばれ装置外に搬出される。

【００２５】本考案の装置に従えば、適切な切片ないし
粒度に粉砕されたフレーク（フラフ）状のプラスチック
樹脂の１個１個の切断面に生ずる空隙あるいは複雑に折
れ曲がった内部に生ずる空隙に保持される空気分は、撹
拌ピン５で撹拌すると同時に噴流液室６から噴出される
圧力水と撒液室９から撒水される圧力水の相互作用によ
り充分に水と置換することが可能である。つまり空気と
水の置換作用により各々の樹脂の真比重に近づけること
が可能となる。したがって水より真比重の大きいポリエ
ステル樹脂は水面下に沈降し、水より真比重の小さいポ
リエチレン樹脂は水面上に浮游するのでそれぞれを別個
の排出口（搬出口）より排出することにより完全に分離
することが可能となる。

【００２６】また、シュートから投入されたフラフ状の
樹脂はその切片ないし粒度によって表面張力作用により
水面上に浮游する場合もあり得るが、この発明によれば
撒液室９から撒水される圧力水が樹脂表面を覆うことに
なり表面張力作用を消滅させることができる。すなわ
ち、本考案による装置から得られる樹脂は不純物を含ま
ないため、高品位高品質の再生樹脂を確実に得ることが
可能である。

【００２７】なお、上記において堅形シュート１４、フ
ィルター１７、排出スクリューコンベア１５及び駆動モ
ータ１６は装置の構成上必ずしも設ける必要はなく例え
ば公知の振動篩機で樹脂と水分を分けることも可能であ
る。また、撹拌ピン５は必ずしも棒状である必要はなく
板状のものでもさしつかえないし、取付もスクリューの
羽根の両側であっても、取付間隔がフレーク状樹脂の切
片ないし粒度より大きければ操作性において支障にはな
らないものである。また、液体比重分離に於ける本装置
に於て使用する液体の比重を適切に選定すれば、その比
重を境として浮上・沈降の２種類成分樹脂に分離可能で
非常に有効である。同様に３種類以上の真比重の異なる
樹脂を分別する場合は２種類以上の比重の異なる液体を
準備し、１種類ずつ樹脂を分別しこれをくり返せば、す
べての樹脂を分別することが可能となる。

【００２８】

【考案の効果】本考案の装置は、真比重が１を超えるも
のの、その見掛け比重が１未満であるようなフレーク状
の樹脂を撹拌ピン付きスクリューの掻混ぜ・輸送作用効
果により液槽内を強制的に輸送することによって槽底に
迅速に沈降せしめて、比重分離を効率的になし得る。

【００２９】また、供給液体を撒液室から供給するほか
噴流液室からも供給し、比重分離操作を助けている。フ
レークスの状態の樹脂はその表面の空気を供給液と速や
かに置換する必要があるが、スクリューの掻混ぜ作用
と、液体の流れとによって、比重分離が確実になされる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一つの実施態様を示す装置の正面図で
ある。

【図２】図１の装置の平面図である。

【図３】図１の装置の側面図である。

【符号の説明】

１ 槽 ２ 樹脂供給手段（シュート） ３ スクリュー ５ 撹拌ピン ６ 噴流液室 ９ 撒液室 １２ 排水スクリュー １８ 搬出シュート １９ 搬出コンベア

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレークス状乃至粒状に粉砕された２種
   以上の樹脂からなる混合物を液体を利用して比重差から
   別々の樹脂に分離・選別する装置であって、樹脂混合物
   と液体とが投入される槽と、該槽の一方の端部に設けら
   れた樹脂混合物の供給口となるシュートと、槽内にあっ
   て樹脂混合物を掻混ぜかつ輸送するスクリューと、該槽
   の上方に設けられ液体を供給する撒液室と、該槽の槽底
   部と側壁とに設けられて液体を槽内に噴出せしめる噴流
   液室と、該槽において液面に浮游する樹脂を排出する排
   出口と、槽底に沈降する樹脂を槽外に搬出する手段とを
   備え、しかも （イ）該撒液室はシュートに近い位置にあり、 （ロ）該スクリューを大略液没せしめ得る容量の槽であ
   り、 （ハ）該スクリューの長さと直径との比は少なくとも２
   倍であり、該スクリューの樹脂混合物供給側の表面に少
   なくとも２個の撹拌ピンが設けられており、 （ニ）比重差により分離された個々の樹脂を該槽から外
   に排出又は搬出する手段がスクリュー又はコンベアから
   なること を特徴とする比重分離装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、槽の幅はスクリュー
   の直径と大略同一であり、該槽の長さは該スクリューの
   長さと大略同一であり、該槽の横断面は略Ｕ字形であっ
   て、該槽底部の曲率半径はスクリューの半径と大略同一
   であること及び該槽の底部及び（又は）側壁であってか
   つ樹脂混合物の供給手段側の位置に噴流液室が設けられ
   ていること を特徴とする比重分離装置。