JPH09192533A - プラスチック廃材の分離捕集方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異物が混在するプラスチック廃材からプラス
チック廃材を分離回収するに際し、分離性能を向上す
る。 【解決手段】ＰＥＴの破砕片とＰＥやＰＰ等の破砕片と
が混在する混在物からＰＥＴの破砕片を分離捕集するに
際して、初めに混在物と水を撹拌槽４に収容し、撹拌羽
根４ａによって撹拌し、絡み合っているＰＥＴの破砕片
とＰＥの破砕片とＰＰの破砕片とをばらばらに引き離
し、ばらばらにしたこれら破砕片と水をハイドロサイク
ロン６により遠心分離し、比重の大きいＰＥＴの破砕片
をハイドロサイクロン６の下部から水と共に抜き出し、
比重の小さいＰＥやＰＰの破砕片をハイドロサイクロン
６の上部から抜き出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異物が混在するプ
ラスチック廃材からプラスチック廃材と異物とを分離し
捕集する方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、資源の枯渇化に伴い、各種産業に
おいて資源の再利用が活発に行われている。プラスチッ
ク材料もその一つであり、使用済のプラスチック製品は
回収し、細かいフレーク状に粉砕し、再溶解等して再利
用している。ここで再利用に際しては、プラスチックの
素材別に分離する必要がある。

【０００３】しかしながら、市場に流通しているプラス
チック製品は単一材料で形成されているものは少なく、
多くは複数の異種素材の集合体で構成されている。例え
ば、容器本体がポリエチレンテレフタレート（以下、Ｐ
ＥＴという）製のいわゆるＰＥＴボトルにおいては、容
器本体がＰＥＴ製であっても、下部の袴部分（脚部分）
がポリエチレン（以下、ＰＥという）製であったり、把
手部がポリプロピレン（以下、ＰＰという）製であった
り、キャップが金属製であったり、容器本体の外面に添
付されたラベルが紙製であったりする。ここでキャップ
は除去可能であるが、キャップは装着されたまま回収さ
れる場合もある。又、袴部分は一般に容器本体に接合さ
れていて分離不能であり、把手部も容器本体から分離不
能か分離困難な場合が多い。

【０００４】そこで、廃ＰＥＴボトルにおけるＰＥＴ素
材を再利用する場合には、袴部分や把手部やラベルや未
除去のキャップを含んだ廃ＰＥＴボトルを細かいフレー
ク状に粉砕した後、金属は金属除去装置で除去し、その
あと、比重が１以下でＰＥＴよりも軽い紙やＰＥやＰＰ
からなる異物と、比重が約１．４であるＰＥＴの破砕片
とを、水中で静置して比重差により沈降分離し、比重の
小さい異物はオーバーフロー水と共に排出し、比重の大
きいＰＥＴの破砕片を捕集している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラスチック廃材の分離捕集方法では、水中で静置して
自然沈降せしめることにより、例えばＰＥＴの破砕片と
異物の破砕片とを分離しているので、ＰＥＴと比重差が
小さい異物（例えば比重が約０．９１〜０．９７である
ＰＥやＰＰ）を分離することが難しかった。

【０００６】又、異物の破砕片がプラスチック廃品の破
砕片に絡んでいる場合には、絡んだ異物が除去できない
場合があった。このように分離性能が悪いと、再生プラ
スチック製品の品質が低下するという問題がある。

【０００７】本発明はこのような従来の技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、分離性能がよく、良質の再
生プラスチックを得ることができるプラスチック廃材の
分離捕集方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、以下の手段を採用した。本発明は、捕集す
べきプラスチック廃材とこのプラスチック廃材とは比重
の異なる異物とが混在する混在物から、プラスチック廃
材を分離し捕集するプラスチック廃材の分離捕集方法に
おいて、前記混在物を水中で撹拌してプラスチック廃材
と異物とを引き離し、次に、引き離されたプラスチック
廃材と異物を水中で遠心分離し、それぞれを別々に捕集
することを特徴とするプラスチック廃材の分離捕集方法
である。

【０００９】ここでいう異物は、金属や紙やゴム等の非
プラスチック素材だけでなく、捕集すべきプラスチック
素材とは異なる種類のプラスチック素材を含む。分離捕
集すべきプラスチック廃材は、比重１以上であってもよ
いし、比重１以下であっても構わない。分離捕集すべき
プラスチック廃材は具体的にはＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ等を
例示できるが、これに限るものではない。分離捕集すべ
きプラスチック廃材と異物との比重の大小関係は、いず
れが大きくてもよい。

【００１０】引き離されたプラスチック廃材と異物を水
とともに旋回流にすると、プラスチック廃材と異物に
は、その質量に応じた遠心力が作用し、質量の大きいも
のは外側に集まり、質量の小さいものは内側に集まる。
ここで、捕集すべきプラスチック廃材と異物の大きさが
ほぼ同じであれば、比重の大きいものが外側に集まり、
比重の小さいものが内側に集まる。更に、大きさがほぼ
同じであれば水中で受ける浮力は同じであるが、比重差
により比重の大きいものは沈み易く、比重が小さいもの
は浮き易い。したがって、比重の大きいものを下方から
流出させ、比重の小さいものを上方から流出させること
により、比重差のあるプラスチック廃材と異物とを分離
し捕集することができる。したがって、捕集すべきプラ
スチック廃材と異物は予めほぼ同じ大きさにしておくの
が好ましい。

【００１１】又、本発明は、捕集すべきプラスチック廃
材とこのプラスチック廃材とは比重の異なる異物とが混
在する混在物から、プラスチック廃材を分離し捕集する
プラスチック廃材の分離捕集装置において、前記混在物
と水とを収容してこれらを撹拌手段で混合し撹拌する撹
拌槽と、この撹拌槽の下流に配されて撹拌槽から移送さ
れたプラスチック廃材と異物とを水中で遠心分離するハ
イドロサイクロンと、を備えたことを特徴とするプラス
チック廃材の分離捕集装置である。

【００１２】撹拌槽における撹拌手段は、回転する撹拌
羽根で撹拌してもよいし、エアレーションで撹拌してよ
く、要するに水を撹拌できる機能を備えていればどのよ
うな構造のものであってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
及び図２の図面にしたがって説明する。図１及び図２は
本発明のプラスチック廃材の分離捕集方法及び装置の概
略フローダイヤグラムであり、図１及び図２は図中のＡ
点でつながっている。この実施の形態は、廃ＰＥＴボト
ルからＰＥＴ素材だけを他の素材から分離捕集して回収
し、再利用する場合の例である。

【００１４】まず、プラスチック廃材を本分離捕集装置
に搬送する前に、予めＰＥＴボトルを潰して板状にし、
これを洗浄し、破砕して、約８ｍｍ角以下のフレーク状
の破砕片にし、その後で水洗浄する。

【００１５】この破砕片には、ＰＥＴ製の容器本体の破
砕片の外に、例えば、ＰＥ製の袴部分の破砕片や、ＰＰ
製の把手部の破砕片や、金属製のキャップの破砕片が混
在しており、ＰＥＴの破砕片等には紙製のラベル片が付
着しているものもある。この実施の形態において、ＰＥ
Ｔ製の破砕片以外は全て異物であり、これらはＰＥＴ製
の破砕片から分離除去する必要がある。これら異物のう
ち金属製の破砕片は、本分離捕集装置の上流に設置した
金属除去装置で除去しておく。

【００１６】そして、ＰＥ、ＰＰなどの異物の破砕片と
ＰＥＴの破砕片とが混在する混在物を本発明の分離捕集
装置に洗浄水と共に供給する。洗浄水と共に搬送された
ＰＥＴ及び異物の破砕片は、まず初めに図１に示す第１
水分離フィルター１に供給され、ここで固液分離され、
捕集されたＰＥＴ及び異物の破砕片は揉み洗い機２に送
り込み、破砕片から分離された洗浄水は循環ライン５０
を介して前工程に戻し洗浄水として再使用する。揉み洗
い機２において、ＰＥＴ及び異物の破砕片に付着してい
るラベル片がこれら破砕片から剥がされる。

【００１７】ＰＥＴ及び異物の破砕片は剥がされたラベ
ル片と共に揉み洗い機２から比重分離機３に送り込む。
比重分離機３には所定の水位で水が溜められており、底
部には水中に没して回転するスクリュー３ａが設けられ
ている。ＰＥＴ等の破砕片は比重分離機３の一端側上部
から投入し、後述する第２水分離フィルター７における
回収水を比重分離機３の他端側上部から供給する。

【００１８】この比重分離機３において、ＰＥやＰＰや
紙等の比重の小さい軽い異物が、比重の大きいＰＥＴの
破砕片及びＰＥＴの破砕片に絡んだ一部のＰＥやＰＰの
破砕片から分離し、オーバーフロー管３ｂから水と共に
排出される。この比重分離機３における水の流量は非常
に少なく、殆ど静置分離である。そして、ＰＥＴの破砕
片及びＰＥＴの破砕片に絡んだＰＥやＰＰの破砕片は比
重分離機３の底部に沈降し、沈降した破砕片はスクリュ
ー３ａによって排出口へ掻き集められ、排出口から水と
共に撹拌槽４に送られる。

【００１９】撹拌槽４ではモーターによって回転駆動す
る撹拌羽根（撹拌手段）４ａが水を撹拌しており、これ
により絡み合っているＰＥＴとＰＥとＰＰの破砕片はば
らばらに引き離されると共に、これら破砕片は水で洗浄
される。この撹拌槽４における洗浄作用によって、この
分離捕集装置に送り込まれる前の破砕片に対する洗浄工
程を簡素化することができ、これによって、洗浄水の削
減及び、水処理費の削減が達成される。

【００２０】この後、互いにばらされたＰＥＴとＰＥと
ＰＰの破砕片を水と共にポンプ５によって撹拌槽４から
ハイドロサイクロン６に送り込み、破砕片と水をハイド
ロサイクロン６内で旋回流にする。

【００２１】尚、撹拌槽４において破砕片と水が所定の
時間だけ滞留するように、撹拌槽４への流入水と撹拌槽
４からの流出水の流量バランスを設定する。ハイドロサ
イクロン６内で旋回する破砕片には、その質量に応じた
遠心力が作用し、質量の大きいものは外側に集まり、質
量の小さいものは内側に集まる。ところで、ＰＥＴの比
重は約１．４であり、ＰＥ及びＰＰの比重は約０．９１
〜０．９７であり、いずれの破砕片もほぼ同じ大きさで
あるので、比重の大きいＰＥＴの破砕片は質量が大き
く、比重の小さいＰＥやＰＰの破砕片は質量が小さい。
したがって、ＰＥＴの破砕片には大きな遠心力が作用し
てハイドロサイクロン６内の外側に集まり、ＰＥやＰＰ
の破砕片は作用する遠心力が小さいのでハイドロサイク
ロン６内で中央付近に集まる。更に、いずれの破砕片も
大きさがほぼ同じであれば水中で受ける浮力は同じであ
るが、比重が大きいＰＥＴの破砕片は質量が大きい分だ
け沈み易く、比重が小さいＰＥやＰＰの破砕片は質量が
小さい分だけ浮き易い。

【００２２】したがって、比重の大きいＰＥＴの破砕片
はハイドロサイクロン６の下部から水と共に流出させ、
比重の小さいＰＥやＰＰの破砕片はハイドロサイクロン
６の上部から水と共に流出させることにより、ＰＥＴの
破砕片と異物の破砕片とを分離することができる。

【００２３】尚、ハイドロサイクロン６の分離性能は、
ハイドロサイクロン６への流入量と、ハイドロサイクロ
ン６の下部及び上部からの流出量バランスを所定に制御
することによって決まる。このハイドロサイクロン６に
よって、比重１．４のＰＥＴの破砕片と比重０．９〜
１．２の異物の破砕片とを分離できることが実験により
確認された。

【００２４】ハイドロサイクロン６の下部から流出せし
めたＰＥＴの破砕片と水は水分離フィルター７に送り込
み、ここで固液分離し、ＰＥＴの破砕片は図２に示すよ
うに遠心脱水機８に送り、水はリターンライン５１を介
して比重分離機３に戻す。

【００２５】一方、ハイドロサイクロン６の上部から流
出せしめたＰＥやＰＰの破砕片と水は異物用の振動分離
機９に送られ、ここでＰＥ及びＰＰの破砕片と水を分離
し、水はリターンライン５２を介して撹拌槽４に戻し、
ＰＥ及びＰＰの破砕片は回収ライン５３から排出して回
収する。

【００２６】遠心脱水機８において、ＰＥＴの破砕片に
付着する水は破砕片から分離して吹き飛ばされて、遠心
脱水機８の下方から排出され、リターンライン５７を介
して適宜に再利用される。。遠心脱水機８の内部はプロ
ペラ８ａによって上昇気流が生じており、この上昇気流
によって破砕片は遠心脱水機８内を上昇し空気と共に第
１エアサイクロン９に搬送される。この第１エアサイク
ロン９は水流の替わりに空気流を利用する点を除けば、
前記ハイドロサイクロン６と同様の構造をしており、第
１エアサイクロン９の上部から空気を排出し、下部から
ＰＥＴの破砕片を送り出す。

【００２７】第１エアサイクロン９の下部から送出した
ＰＥＴの破砕片は、第１ファン１０によって空気流で搬
送され、ジャケット型の乾燥機１１を通り、第２エアサ
イクロン１２に送られる。乾燥機１１を通過する間にＰ
ＥＴの破砕片は乾燥し殆ど水分がなくなり、含水率は約
０．６％となる。この後、ＰＥＴの破砕片は第２エアサ
イクロン１２からバッファーサイロ１３に送られ、バッ
ファーサイロ１３からスクリューフィーダー１４で風力
分離機１５に送られる。

【００２８】風力分離機１５は、多数の透過孔を有する
スクリーン１５ａが傾斜して設置されていて、このスク
リーン１５ａに振動を与えると共に、スクリーン１５ａ
の下部から空気を上向きに吹き出す構造になっていて、
ＰＥＴの破砕片はスクリーン１５ａの上方から供給され
る。

【００２９】この風力分離機１５ではスクリーン１５ａ
の振動によって、破砕片の大きいものはスクリーン１５
ａ上を登っていって高位に集まり、破砕片の小さいもの
はスクリーン１５ａ上を落下していって低位に集まり、
これら破砕片はスクリーン１５ａの側縁及び下縁から落
下する。

【００３０】スクリーン１５ａの高位の側方に設置され
た第１ホッパ１５ｂによって、破砕片の中でも大きめの
ものが捕集される。この破砕片がＰＥＴの再生品フレー
クであり、再生品フレークは第２ファン１６により第１
搬送ライン５４を介して後段の処理工程に搬送される。

【００３１】スクリーン１５ａの下縁に設置された第２
ホッパ１５ｃによって、破砕片の中でも微細なものが捕
集される。この微細な破砕片は非再生品フレークであ
り、非再生品フレークは再生品フレークとは別にして、
第３ファン１７により第２搬送ライン５５を介して所定
の場所に搬送され回収される。

【００３２】スクリーン１５ａの中位の側方に設置され
た第３ホッパ１５ｄによって、前記再生品フレークと非
再生品フレークとが混在する半再生品フレークが捕集さ
れる。この半再生品フレークは第４ファン１８により第
３搬送ライン５６を介して第３エアサイクロン１９に送
られ、風力分離機１５に再供給され、再生品フレークと
非再生品フレークに再度分離される。

【００３３】このようにして、ＰＥＴやＰＰやＰＥや紙
等が混在するＰＥＴボトルの廃材から、ＰＥＴの破砕片
だけを分離し捕集して回収することができる。したがっ
て、品質のよいＰＥＴの再生品フレークを回収でき、Ｐ
ＥＴ素材の再利用がし易くなる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
捕集すべきプラスチック廃材とこのプラスチック廃材と
は比重の異なる異物とが混在する混在物から、プラスチ
ック廃材を分離し捕集するに際して、初めに、撹拌槽な
どで混在物を水中で撹拌してプラスチック廃材と異物と
を引き離し、次に、引き離されたプラスチック廃材と異
物をハイドロサイクロンなどを用いて水中で遠心分離し
ているので、プラスチック廃材と異物の分離性能が極め
て高く、品質の良いプラスチック廃材を回収することが
できるという優れた効果が奏される。

【００３５】又、前記水による撹拌には洗浄作用もある
ので、前処理の洗浄工程を簡素化することができ、その
結果、洗浄水の削減及び水処理費の削減が達成すること
ができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるプラスチック廃材の分離捕集
方法及び装置の一実施の形態を示す概略フローダイヤグ
ラムである。

【図２】 本発明にかかるプラスチック廃材の分離捕集
方法及び装置の一実施の形態を示す概略フローダイヤグ
ラムである。

【符号の説明】

４ 撹拌槽 ４ａ 撹拌羽根（撹拌手段） ６ ハイドロサイクロン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武本 光明 千葉県千葉市美浜区中瀬二丁目６番地 三 井石化エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 捕集すべきプラスチック廃材とこのプラ
   スチック廃材とは比重の異なる異物とが混在する混在物
   から、プラスチック廃材を分離し捕集するプラスチック
   廃材の分離捕集方法において、 前記混在物を水中で撹拌してプラスチック廃材と異物と
   を引き離し、次に、引き離されたプラスチック廃材と異
   物を水中で遠心分離し、それぞれを別々に捕集すること
   を特徴とするプラスチック廃材の分離捕集方法。
2. 【請求項２】 前記異物の比重が前記プラスチック廃材
   の比重よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のプ
   ラスチック廃材の分離捕集方法。
3. 【請求項３】 捕集すべきプラスチック廃材とこのプラ
   スチック廃材とは比重の異なる異物とが混在する混在物
   から、プラスチック廃材を分離し捕集するプラスチック
   廃材の分離捕集装置において、 前記混在物と水とを収容してこれらを撹拌手段で混合し
   撹拌する撹拌槽と、この撹拌槽の下流に配されて撹拌槽
   から移送されたプラスチック廃材と異物とを水中で遠心
   分離するハイドロサイクロンと、を備えたことを特徴と
   するプラスチック廃材の分離捕集装置。