JPS62152552A - 比重分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明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。

（発明の背景） 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
ックス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
品に介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。

そこで、本発明者は、消費量が急激に伸びているポリエ
ステル性ボトルに注目し、その回収と再利用の技術開発
に着手した。

ポリエステル性ボトルは、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、アルミニウム性の栓、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。

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）ボトルは極めて取扱い易く、後の処理が容易
となる。しかし、一般には金属栓を人手以外の手段で除
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、先ずフレーク状に粉砕することとな
る。フレーク状の粉砕物の中ニハ、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
と金属探知手段によって鑑別できる。

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（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が、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。

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
ークスは見掛は比重が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。

（従来技術の問題点） 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。

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。

この選別は、再生工程の前に行うことが最も簡単、確実
では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
。もつとも、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り、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
いである（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遊・沈殿分離方法が知られてい
る。

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は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。

かように、従来技術では浮遊沈殿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。

（発明の目的） 本発明はこれらの車状に鑑み、フレークス（フラノ）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。

（発明の構成） 本発明は、２種以上の樹脂混合物を切片状（フレーク）
又は粒状に粉砕し、これを適当な液体を利用して、比重
差から個々の樹脂に分離選別する装置であって、樹脂混
合物を供給・輸送する手段としてのスクリューと、樹脂
混合物を分離するための槽と、液体を供給する槽の上方
に設けられた撒液室と、この槽の槽底部と側壁に設けら
れた液体を槽内に供給する噴流液室と、槽で浮上した樹
脂の排出口と、槽で沈降した樹脂の搬出口とからなり、
該スクリューは長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）が２以上で
あって樹脂混合物の供給側の表面に少なくとも２個の攪
拌ピンが設けられていて、核種はスクリューの大略を波
設させ得る容量（深さ）であって断面がＵ字形で上方の
み開放されており、その低部はスクリューと略同−形状
であり、供給されたフラフ状の樹脂混合物をスクリュー
で掻混ぜながら固液状態で攪拌して、液体（撒液及び噴
流液）の作用により夫々の樹脂を浮上、沈降させると共
に、浮上した樹脂及び沈降した樹脂を排出口及び搬出口
から槽外に取出す比重分離装置である。

本発明を図面を参照して説明する。

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。

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。

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
うにしである。

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攪拌ピン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
各々のバルブ１１、ＩＩＡ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、浮遊物排出口（開口）があり、そこには、排出ス
クリュー１２が水平に取付られ駆動モータ１３に連結さ
れている。排出スクリューは竪形シュート１４に接続さ
れ、さらにその竪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１
６に連結されている。竪形シュートの下部にはフィルタ
ー１７を取付は排水可能な構造になっている。

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１
８及びＩＭ出ススクリユーコンベア１９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。

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
より一端槽１の水中に没する。

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。

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に取付られた攪拌ピンによって再び強制攪拌され
る。同時に槽の下部に設けられた噴流液室から噴出され
る圧力水により攪拌効果が促進され、また、水面上に浮
遊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。適切な距離だけ攪拌
ピン、噴流水および撒水により攪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、ＩＩＡ等により適切に調節され、攪拌が促進さ
れる。攪拌ピン、噴流水および撒水による攪拌を終えた
樹脂はひき続きスクリューにより移動を続け、攪拌効果
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遊したポリエチレン樹
脂は排出スクリュー１２で槽外に排出され竪形シュート
１４を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。

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。

本発明装置に従えば、適切な切片ないし粒度に粉砕され
たフレーク（フラノ）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、攪拌ピン５で攪拌
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
は水面上に浮遊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。

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は表面張力作用により水面上に浮
遊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、本発明に
よる装置から得られる４Ｈ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
。

なお、上記において竪形シュート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、攪
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。

（発明の効果） 本発明の装置は、真比重が１を超えるものの、その見掛
は比重が１未満であるようなフレーク状の樹脂を攪拌ピ
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。

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ｍＦＫ＝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】

第１図乃至第３図は本発明の実施例となる装置の概略図
であって、第１図は正面図、第２図は平面図、及び第３
図は側面図をそれぞれ示したものである。図面において
、１は櫂、２は樹脂供給手段（シュート）、３はスクリ
ュー、５は攪拌ピン、６は噴流液室、９は撒液室、１２
は排出スクリュー、Ｉ８は搬出シュート、１９は搬出コ
ンベアである。 特許出願人　帝人エンジニアリング株式会社ワ 図面の品書Ｌ　［＋二′５に変更なしゝ第１図 第２図 第３図 手続禎ｊ正書（々太） 昭和６１年　４月り日 ’Ｉ’１ｒＩ’１Ｕ−ｙ−艮′白’ｆｉｉＱ１、事１′
［の表示 １！Ｉ願昭６０−２９１８３３号 ２、発明の名称 比重分離装置 ３、ン山１］をする者 ｊＪｌ’ｌとの関係　１２鼎出願人 東京都千代田区内幸町２丁目１番１号 帝人エンジニアリング株式会社 代表者　　牧　　　　　　−巳 ４、代理人 東京都千代ｆ■１区内幸町２丁目１番１月５、捕ＩＦ命
令の日付　　　　昭和６１年　３月２５日−６、Ｊ＋ｔ
ｉｉｌ−の対曽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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別々の樹脂に選別す
   る装置であって、樹脂混合物の供給手段、液体を供給す
   る撒液室及び噴流液室、樹脂混合物と液体とが投入され
   る槽、樹脂混合物を掻混ぜかつ輸送する手段、液面に浮
   遊する樹脂を排出する手段及び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樹脂混合物を液体の比
   重により分離・選別し得る比重分離装置。
2. （２）（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 攪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、 を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の比重分離装置
   。