JPS6123027B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリ塩化ビニルやポリエチレン等の熱
可塑性合成樹脂よりなるフイルム廃棄物を再生利
用するためにフイルムに付着・介在する夾雑物や
汚染物等の異物を分離・除去する方法ならびに該
方法を実施するための装置に関するものである。

近年省エネルギー問題、特に石油及びそれを原
料とする１次，２次製品の節約並びに効率的利用
の問題が頓に表面化して来た。一方、園芸作物に
対する需要の多様化，高度化を反映した施設園芸
の普及に伴ない、塩ビフイルムを主流とする農業
用フイルムの使用量が急激に伸び、従つてその廃
棄量も急速に増加しつつある。かかるプラスチツ
クス製品の廃棄については前記の省エネルギー問
題及び公害問題の両面からの再検討を迫られ、効
果的に解決する為の有力な対策の一つとして廃棄
物の再生利用が挙げられている。

ところで、農家から回収して集積される廃プラ
スチツクフイルム束の中には通常、土砂，小石，
針金，釘，罐，ガラス等の夾雑物や汚泥，油垢等
の不純物が介在，付着しており、従つて先ずかか
る異物の分離除去を行なつて清浄な素材とするこ
とが、後続の粉砕，精製，再生等の工程を効率良
く安全に遂行する上で特に重要であり、高度に清
浄化されたプラスチツク素材に効率良く転換する
方法の出現は大きな意義を産むものである。

そこでかかる廃プラスチツクスフイルム、特に
農業，園芸用ハウスやトンネルに汎用されている
ポリ塩化ビニルやポリエチレンからなるフイルム
廃棄物の処理に関し従来より関心もたれ、その再
生利用が試みられて来た。

この従来適用されている再生利用の方法は一般
に先ず廃フイルムを束ねて圧縮された塊状で粗砕
工程に送り、裁断機によつて約50mm程度の幅に粗
砕した後、次の異物分離工程で処理する方法であ
るが、この異物分離工程は通常、水流の下方から
気泡による撹拌洗浄を行なうことによつて小石，
釘，砂，泥等が除去されている。そしてこれらの
フイルム片は更に次の粉砕工程で13〜30mm程度の
大きさに裁断されると共に更にポリ分離工程で、
混在しているポリエチレンフイルム等をポリ塩化
ビニルから分離して、ポリ塩化ビニルのみが次の
脱水工程へ送られている。

脱水は回転するコーンとコーン内で回転するス
クリユーとによつて構成されている遠心脱水機が
普通使用されており、フイルム片はコーンの中央
に送入され遠心力の作用を受けてコーン壁面に押
し付けられ、水分はコーンの直径の大きい下方向
に除去される。かくして脱水されたフイルム片は
スクリユーによつて掻き上げられ、次の乾燥工程
で乾燥されて最終製品である所謂フラフとなる。
フラフ例えば塩化ビニルパイプの成型用原料とし
て再生利用される。

ところが、上記従来の方法において異物分離工
程の分離作用は主として水中における空気撹拌に
よつているため、小石，金属，砂等、比重の大き
い異物は除去されるものの、フイルム面にこびり
着いた比較的比重の軽い汚泥物は除去し難く、殊
に油垢等は殆ど除去できない状況である。

又処理前のフイルム片は経年変化によつて稍々
硬化している上に、圧縮して束ねられ、堆積貯蔵
中に更に加圧され、皺，折目，襞等の変形が固定
された状態になつており、水中でも充分に伸展し
ないため、それら変形の間に介在，付着する異物
や汚水は更に脱落し難い。この工程における清浄
度の不足は、最終製品の品質を低下させるばかり
でなく、後続工程に種々の悪影響を及ぼす。即
ち、次の粉砕工程では、油脂分が残留していると
裁断刃の切れを悪くし、汚泥分が残つていると刃
を損損傷したり、摩耗を早めたりすることにな
る。又、汚泥が次の脱水工程迄残留しているとコ
ーンの内壁面に砂泥が沈積し、スクリユーと壁面
にフラフが挟まれて、スクリユーの羽根を曲損さ
せたり、脱水効率を低下せしめる等の不都合を生
ずる。

そしてこれらの汚水を除去せんとして、粉砕工
程やポリ分離工程で充分な水洗を行なつても好結
果は得られない。

そこで本発明者は斯かる従来技術の問題点を解
消すべく鋭意研究を行ない、その結果、超音波の
洗浄効果に着目し、これを利用し、同時に加熱を
行なうことにより、清浄効果が相乗的に増大し、
前記の汚水や夾雑物を極めて短時間内に完全に除
去し得ることを知見し、さきに熱可塑性合成樹脂
よりなる廃フイルム塊状物を粗砕後、洗浄液中に
浸積し、洗浄液中の廃フイルムが柔軟状態となつ
て該フイルム上に形成固定された皺，襞等の変形
が伸展し実質的に消滅する程度の液温に洗浄液を
保持し、この適温下洗浄液の流動を利用して廃フ
イルム片の塊状物を液中で解舒泳動せしめつつ柔
軟化し、上記変形を実質的に伸展除去すると共
に、廃フイルム片に対して超音波を照射してフイ
ルム上の異物を分離除去する方法を提案した。

しかしながら、この方法は、従来の方法に比較
し確かに優れた洗浄効果をもつものであつたが、
洗浄槽内において、一方向に移行する廃フイルム
片の移送方向への流出に伴なう液流状態と、槽内
滞溜時間との関係、更には撹拌の不充分さもあつ
て塊状をなしている廃フイルム片の内奥までの浸
透が充分でなく、予期した程の効果を挙げるに至
らなかつた。

勿論、洗浄槽内の滞溜時間を長くするため、槽
長を長くすれば或程度の解決は図られるにしても
据付面積が広大となり実際的であるとは云えな
い。殊に前記超音波の利用にあつては振動子が槽
底の両側に配置され槽底より斜上方へ向けて超音
波を照射するようになつているので液振動は付与
されても廃フイルムに充分な解舒効果を与えるこ
とはできず、これも予期する効果の半減をもたら
していた１つの原因であると考えられる。

本発明は叙上の如き諸事情に鑑み、前記方法を
更に改善し、より一層の洗浄効果を発揮し、処理
能力の大巾な向上を達成する廃フイルムの処理方
法を提供することを目的とするものである。

しかして、かかる目的に適合する本発明方法及
び装置は前述の超音波利用の方法において洗浄液
中の廃フイルム片に対し、両側面より対向して進
行方向に直交する如く超音波を照射すること、そ
して同時に廃フイルム片移送に伴なう移送方向の
液流に対し、逆方向の水流を強制的に付与し、移
送する廃フイルム片に移送方向前後への循環水流
接触の機会を多くすること、更にロータリースク
リーンの圧力シヤワーで精洗し、異物分離をより
促進することの各手段を付加することによつて特
徴づけられる。

以下、上記本発明の具体的態様を添付図面に示
す装置例に従つて、更に詳述する。

第１図は本発明装置の概要を示す説明図、第２
図は本発明装置の要部をなす洗浄槽の平面概要
図、第３図は同洗浄槽の第２図における長手方向
に垂直な面における断面図、第４図は第３図―
線矢視断面図である。

これら図において、先ず、本発明は目選別され
た合成樹脂廃フイルム塊状物を搬送コンベア１に
より粗砕機２へ送り、該粗砕機２で前記廃フイル
ム塊状物を粗砕，裁断した後、第２の搬送手段３
を利用しホツパー５より洗浄槽４内へ順次、粗砕
された廃フイルム片を供給する。この場合、第１
の搬送コンベア１は特に必要ではなく、手動操作
によつて粗砕機２へ供給してもよく、又、第２の
搬送手段３は図示の如きコンベア利用に限らず、
圧送機ならびにダクトホースを利用した圧送機構
をもつて代えてもよい。

洗浄槽４は第１図乃至第３図で図示されている
ようにホツパー５下部に案内車６が設けられてい
ると共に、該案内車６下部位置より洗浄槽４排出
部に向かつて端部に伸張調節具１４をもつネツト
コンベア１３が各ロールR₁，R₂，R₃にわたつて
モータMcで駆動可能に装設されており、槽内の
後尾には誘導板７を介してその後方に槽内の液流
を推進するためモータ９Ｍにより駆動される撹拌
機９が取り付けられている。

そして、この後方には更に洗浄剤タンク１０に
ポンプP₁を介して連結された洗浄剤供給管１０′
の先端ならびに槽４内に加熱液体を注入し、又、
液温を調節するためボイラー１１に連結された注
液管１１′の先端が夫々開口して、洗浄槽４内の
洗浄液の調製を図つていると共に、更に後述する
洗浄槽の排出側前端下部に設けられた排水槽１８
にポンプP₄を介して連結されている還流管２１の
端部８が開口している。一方、又、洗浄槽４はそ
の両側壁に夫々対向して互いに内方に向かつて超
音波が照射されるように超音波振動子１２が一対
以上、図では２対設けられていて、槽外近傍に設
置されている超音波周波発振器１２Ａに夫々連結
され、該発振器１２Ａを駆動することにより発振
される30キロヘルツ前後の低周波振動によつて槽
内の液に振動を付与し、槽内における廃フイルム
に固着した汚泥等を脱離する。

ここで前記振動子１２が両側の側壁に対向して
設けられていることは本発明の１つの特徴であ
り、下方より振動を付与するのに対し著しい効果
の向上を認めることができるのである。

なお、この洗浄槽４において上記振動子の配置
も重要な要素であるが更に他の特徴として、槽内
の液に対し循環水流を形成する強制的な手段が設
けられている。

即ち、前記洗浄槽後尾の撹拌機９はその１つで
あるが、更にこれに対向して洗浄槽４の前方寄り
に前記下部に設けられた排水槽１８にポンプP₃を
介して連結された配管１９が形成され、その先端
が洗浄槽４内で前方より後方へ、即ち槽の後尾方
向へ向かつて水を噴射する噴射嘴２０となつて移
送方向とは逆方向へ水流を形成している。

そのため、洗浄槽４内では第３図に示すように
撹拌機９及び還流管２１による還流から発生する
水流Ｂ、案内車６によつて発生する水流Ｃ、前記
噴射嘴２０より噴射され発生する逆水流Ｄの各水
流によつてＥで示す如き循環水流が起生され、こ
れが超音波振動子１２周辺で存在し廃フイルムに
対する超音波洗浄の効果を一層高める役割を果す
のである。

この洗浄槽４は上記の如き各役割を有するが、
更にその下部にはネツトコンベア１３の耳部を通
じて沈下する各種塵埃，砂，石，鉄片類などの汚
泥分を凝集槽１５が配設されており、これは、そ
の一側にスクリユーコンベア１７が横設されてい
て前記沈降した汚泥分をコンベア１７の排出端よ
りその下部の汚泥タンク１６へ集積するようにな
つている。なお、集積されるこれら汚泥分は適宜
ポンプP₂により別途、配置された汚泥槽に他の各
部で搬出される汚泥分と共に一括して集められる
ように配管が設けられている。

洗浄槽４は叙上の如くであるが、前記洗浄槽４
に続き、その前方にはフイルム―水混合槽２２を
介して前記洗浄槽４内で洗浄されたフイルムを更
によく洗浄すべく精洗装置が配置される。

精洗装置は通常、ロータリースクリーン２３に
よつて構成されており、円筒状金網が配設される
が、これと共に筒内のフイルムに対し洗浄水を噴
射する水噴射手段２４が併設される。

水噴射手段２４は、通常如何なる水源の利用も
可能であるが、本発明装置の１連の水系統を充実
させるため本発明では別に配置した貯蔵タンクに
連結されている。

図中、２５は同精洗装置における排水槽であ
る。

かくして、精洗された廃フイルムはその後、前
記精洗装置に連設されている一連の取出機構によ
つて再生される。

図示例ではかかる取出機構として、コンベア２
６，案内部材２７，排水部材２８，圧送ブロワー
２９，サイクロン３０からなる各装置が使用され
ており最終的に乾燥された再生フイルム材として
サイクロン３０より取り出される。ここで各部材
は夫々、公知の各装置が使用され、当業者におい
て容易に設計されるであろう。

一方、前記本発明の装置は付随して、種々の水
処理装置が併設使用されるが第１図下部に示す部
分はかかる水処理装置である。

ここで貯蔵タンク３１，第１沈澱槽３２，第２
沈澱槽３３，汚泥槽３４が夫々設けられており、
各沈澱槽３２，３３の上澄液を貯蔵タンク３１に
還水してポンプにより前記洗浄，精洗各部分への
活用を図つており、同時に沈澱物は夫々前記沈澱
槽３２，３３より濃縮槽３５へ移してポンプを使
用し、又は使用することなしに排出させている。

又、汚泥槽３４に集められた汚泥分は夫々適宜
必要に応じ撹拌装置を備えた膠着剤収容タンク３
６，３７より膠着剤の付与を受けて撹拌装置３４
ａで撹拌しつつ漸次膠着させている。

しかしこれら水処理装置は必らずしも上記の如
き装置構成に限るものではなく適宜、設計変更を
施し得ることは云うまでもないことである。

上述の如き一連の装置において、次に合成樹脂
廃フイルムを洗浄する場合について説明すると、
洗浄槽４内に先ずボイラー１１により加温された
温水を注入し、洗浄剤タンク１０より適量の洗浄
剤を滴下し洗浄液を調製する。

このとき水を注入するときは適宜、加熱する。
超音波洗浄に伴なう洗浄液の温度は化学的洗浄力
を重視するか、物理的洗浄力を重視するかによつ
て一概に定められず、変つてくるが、通常、水の
場合は約50℃位に物理的洗浄力の最大値が認めら
れる。従つて、約50℃のときに超温波振動の効果
は最大となるが、ここでは本発明装置の前記振動
子の耐熱温度との関係を考慮し、40〜45℃位で洗
浄を行なうことが良好である。

即ち、この液温は廃フイルムを形成する熱可塑
性合成樹脂の種類，組成，老化度，変形の固定状
態又は廃フイルム塊状物の凝集，膠着，交絡など
の程度によつて異なるが廃フイルム上に形成，固
定されている皺，折目，襞などの変形が伸展し、
実質的に消滅する程度であることが要求され、ポ
リ塩化ビニルの場合には前記40〜45℃位が、又、
高圧法ポリエチレンの場合には30〜35℃位が適切
である。しかし、これは必らずしも固定的なもの
ではなく、各条件に即応して決められる。

かくして洗浄槽４内を適温に保持すると、廃フ
イルム塊状物を粗砕機２で粗砕し、順次ホツパー
５を通じて案内車６によつて廃フイルムを順次、
洗浄槽内へ投入供給する。

このとき槽内は案内車６及びオーバーフローに
よる排水槽１８より循環されてくる還水ならびに
撹拌機９の作動により第３図Ｂ，Ｃの如き矢示水
流が起り、一方、前方の噴射嘴２０よりの水の噴
射により第３図における逆水流Ｄが発生する。

このような状態で両側面より超音波周波発振器
を作動させ、超音波振動子１２を通じて約30キロ
ヘルツ程度の超音波を廃フイルム片に照射する
と、槽４内でネツトコンベア１３に載つて移行す
る廃フイルムは超音波による洗浄を受けつつ前記
Ｂ，Ｃ，Ｄ各水流による強制的な循環水流によつ
て槽内で充分滞溜させられ、効果的な洗浄を受け
る。

このようにして投入された廃フイルムは洗浄槽
４内で約３分間洗浄されると、前記ネツトコンベ
ア１３によつて槽外へ搬出され、次のフイルム―
水混合槽２２へ送られた後、精洗工程であるロー
タリースクリーン２３の圧力シヤワーで洗浄は完
了し一連の取出機構を経てサイクロン３０より搬
出される。

一方、排水処理については、前記洗浄槽４内よ
り降下する汚泥などはネツトコンベア１３の耳部
を通つて下方の凝集槽１５へ集められ、スクリユ
ーコンベア１７によつて随時、汚泥タンク１６に
搬出された後、排水受汚泥槽３４へ送られ水処理
される。

又、前記フイルム―水混合槽２２，ロータリー
スクリーン２３での排水は別途、排水槽２５に通
され、水処理を経て再処理用水として使用され
る。この場合、各排水槽の水は第１，第２の沈澱
槽３２，３３で凝集沈澱法により水処理された
後、過槽へ通され各機器へ再処理水として循環
される。

殊に前記粗砕工程で裁断処理されたフイルム片
の塊は約50mm幅のリボン状フイルム片が凝集した
不規則な塊状をなし、静電気を帯びている為容易
に解離することなく、固定された複雑な変形と共
に各種の夾雑物を包蔵し、不純物や汚水が頑固に
付着しており、従つて従来の方法ではそれらの異
物を完全に分離除去することは極めて困難であつ
た。しかし乍ら本発明方法によれば、塊状の廃フ
イルム片は洗浄液中に投入された瞬間、液温によ
り軟化し、加熱液の前記強制循環水流動によつて
急速に解舒され、液中を泳動しつつ更に柔軟化
し、前記変形が伸展し実質的に除去消滅した状態
で超音波エネルギーの照射を受け、しかも洗浄液
の液温により超音波の洗浄効果は倍加されるか
ら、フイルム面に付着した汚泥は秒単位の時間で
急速に分離脱落し槽底に沈澱堆積される。又油脂
分も超音波エネルギーが有する脱脂作用により除
去され、洗剤の併用によつて完全に除去すること
ができる。

以上の説明から既に明らかな通り、本発明方法
によれば、洗浄液の加熱昇温によつて、超音波の
洗浄効果を著しく向上せしめるのみならず、熱可
塑性合成樹脂よりなる廃フイルム片の塊状物の解
舒を扶け、フイルム片を伸展せしめて、より洗浄
し易い形態となす相乗的効果を遺憾なく発揮し短
時間の内に完全に全ての汚水や夾雑物を除去する
ことができ、更にフイルムに付着した雑菌も同時
に超音波によつて殺菌し得るという付帯効果を奏
する。

従つて、本発明方法を適用した異物分離工程か
ら送り出されるフイルム片は非常に綺麗な状態に
清浄化されているので、更に追加の水洗を要する
ことなく、後続の粉砕工程や脱水工程に於いて
も、粉砕機の刃や脱水機のスクリユー等の機械部
品を損傷摩耗することなく処理能力を向上させる
と共に、製品であるフラフの品質を高水準に保つ
ことができる。

次に本発明の実施例を述べる。

実施例 巾１ｍ，長さ４ｍ，深さ１ｍの洗浄槽を有する
第１図乃至第４図に示す如き装置を用いてポリ塩
化ビニル廃フイルムの異物分離を行なつた。洗浄
槽に温水を満し、市販のアルカリ性洗剤1.5を
添加した後、撹拌機を運転しつつ一方、噴射嘴よ
り噴射して洗浄液を循環させた。液温が45℃の時
点で粗砕された塩ビ廃フイルム片の塊状物20Kgを
投入し、30KHzの超音波を照射して３分間洗浄を
行なつた。洗浄槽に投入する前の廃フイルム片塊
状物はフイルム重量に対して47.1％の土砂等の異
物を含んでいたが、洗浄後の異物残存量は0.4％
に減り異物除去率は99.2％であつた。

次に本装置による洗浄効果を数値的に表示でき
るものとして種々検討の結果、フイルムの分光透
過率を測定することにした。

その結果はフイルムの光線透過率は可視部から
0.5μまでの赤外部には大差なく安定がみられフ
イルムの透過率が安定している波長で測定しなけ
ればならないことから分光させる波長を660mμ
に合わせ測定を行なつた。

この透過率はフイルムの状態によつて値の差が
大きく、例えばフイルムが湿潤していたり、表面
にキズ及び曲折していたりすると光線透過率の低
下の原因となるが、前記ポリ塩化ビニル廃フイル
ムについて透過率を測定し洗浄率換算を行なつた
ところ、原料フイルムの透過率が40％であり、洗
浄率に換算すると約45％であつたものが本発明に
よる超音波洗浄を約60秒行なつた後の洗浄率では
95〜96％になつていることが確認された。

因に洗浄率は新しいフイルムの透過率を100％
として透過率より換算したものである。

なお、比較のため、従来公知の曝気流水移動式
異物分離槽を用いて槽底に設けられた３本の空気
送入用パイプより曝気して液を撹拌する以外は前
記と同様な条件を洗浄を行なつたところその異物
除去率は96.2％であり、透過率換算による洗浄率
では70〜73％程度であつた。

又、本発明の強制循環水流による滞留時間の増
加方式をもたない超音波洗浄を同様にして行なつ
たところ、その透過率換算の洗浄率は83〜85％程
度で顕著な相違を有していた。

以上のように本発明によれば、超音波洗浄によ
り水型の洗浄槽でありながら従来のプラントに比
し約３倍以上の処理能力が可能であり、洗浄能力
の効率アツプを図り得ると共に装置面積も略半分
程度で足り、しかも超音波エネルギーによる洗浄
を主体とするので使用電力も従来に比し極めて節
減され、電力の省エネルギー化を達成することが
できる。

殊に洗浄されたフイルムについても洗浄槽内で
の強制循環水流と、その後の精洗により従来方式
より遥かに異物の少ない高純度のものが得られ、
広範囲の再生有効利用が可能で従来の埋立，焼却
によつて生ずる公害の未然防止にも極めて大きな
期待がもたれる。

更に本発明の場合には廃水処理に関しても洗浄
排水は凝集沈澱方式が採用可能ですべて循環再利
用によるため公共用水域への排水量は少量で済み
影響を殆ど及ぼすことがない。

かくして合成樹脂廃フイルムの品質の向上、維
持ができ水流の循環移動による水槽滞留時間の増
加更にその後の精洗と相俟つことによつて超音波
洗浄はより確実に廃フイルムに作用し、塩化ビニ
ル廃フイルムに限らず、あらゆる熱可塑性合成樹
脂廃フイルムの有効利用の技術改善としてその効
果は極めて大きく、今後における実用化が大いに
期待されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する装置の概要を示
す説明図、第２図は同装置の洗浄槽の平面概要
図、第３図は第２図における洗浄槽の側断面図、
第４図は第３図―線矢視断面図である。 ２…粗砕機、３…搬送手段、４…洗浄槽、６…
案内車、９…撹拌機、１２…超音波振動子、１３
…ネツトコンベア、１５…汚泥凝集槽、１７…ス
クリユーコンベア、２０…逆流噴射嘴、２３…ロ
ータリースクリーン、２４…水噴射手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性合成樹脂よりなる廃フイルム塊状物
   を粗砕後、洗浄液中に浸漬し、液中で該廃フイル
   ム片に対して超音波を照射し洗浄液の流動を利用
   して前記粉砕された廃フイルムの塊状物を液中で
   解舒泳動せしめつつ柔軟化し、廃フイルム上に形
   成固定された皺・髪などの変形を実質的に伸展除
   去すると共に該フイルム上の異物を分離除去する
   方法において、前記超音波を廃フイルム片に対し
   て両側面より互いに対向的に照射すると共に前記
   洗浄液に廃フイルム移送方向に逆らう噴出流を噴
   出せしめて廃フイルム移送方向に対し前後方向に
   循環水流を強制的に形成しつつ洗浄を行ない、次
   いで、引続き圧力シヤワーで精洗することを特徴
   とする再生原料用廃フイルム処理方法。 ２ 洗浄液の液温が40〜45℃である特許請求の範
   囲第１項記載の再生原料用廃フイルム処理方法。 ３ 熱可塑性合成樹脂よりなる廃フイルムがポリ
   塩化ビニルフイルムである特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の再生原料用廃フイルム処理方
   法。 ４ 処理すべき合成樹脂廃フイルム塊状物を粗砕
   する手段、前記手段によつて粗砕された廃フイル
   ムを洗浄槽へ搬送・供給する手段、前記廃フイル
   ムを液中で洗浄する洗浄手段、前記手段によつて
   洗浄された廃フイルムを更に圧力シヤワーで精洗
   する手段の各手段を有して構成され、前記洗浄手
   段はその中に洗浄液を収容する洗浄槽を含み、該
   洗浄槽はその両側壁に互いに対向する超音波振動
   子を有し、かつ洗浄槽入口側に液流推進撹拌機
   を、一方、出口側に廃フイルム移送方向に逆らつ
   て液体を噴射する手段を備えていると共に洗浄槽
   内部には供給手段下部より噴出口にわたりネツト
   コンベヤが設けられ、ネツトコンベヤ下部には分
   離された汚泥を排出する搬出機構を有しているこ
   とを特徴とする再生原料用廃フイルム処理装置。