JPH0625459A - 不均質プラスチック材料を均質画分に分離する方法及びその装置 - Google Patents

不均質プラスチック材料を均質画分に分離する方法及びその装置

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JPH0625459A
JPH0625459A JP20999991A JP20999991A JPH0625459A JP H0625459 A JPH0625459 A JP H0625459A JP 20999991 A JP20999991 A JP 20999991A JP 20999991 A JP20999991 A JP 20999991A JP H0625459 A JPH0625459 A JP H0625459A
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separating
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アンニバレ、ベツォーリ
Marino Lamperti
マリノ、ランペルティ
Francesco Milani
フランチェスコ、ミラニ
Bruno Albrisi
ブルノ、アルブリシ
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Milani Resine SpA
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Centro Sviluppo Settori Impiego SRL
Milani Resine SpA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 不均質なプラスチック材料を相溶性の材料系
に分離する方法、及びそれに適した装置を提供する。 【構成】 不均質プラスチック材料を均質画分に分離す
る方法であって第一の水収容分離タンク１に粉砕したプ
ラスチック材料を投入し、高比重生成物を低比重生成物
から分離し、第一の分離タンク１の底部から高比重生成
物の混合物を回収し、それを第一の乾燥機２内で乾燥さ
せ、その結果得られた混合物を、化学薬剤に鋭敏なプラ
スチック材料を膨潤／改質できる化学薬剤で処理し、処
理された生成物を乾燥し、非膨潤／非改質プラスチック
材料を沈降させるとともに表面に残る材料を排出する第
二の分離タンク５に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、不均質プラスチック材
料を均質な画分に分離する方法及び装置に関する。特
に、本発明は、不均質プラスチック材料を、熱により互
いに相溶性となる材料の系に分離するための方法及びそ
の目的に適した装置に関する。
【０００２】より詳細には、本発明は、不均質プラスチ
ック材料を２つの画分、すなわち実質的にポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）を含有する画分と、実質的に
ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）を含有する画分とに分離す
る方法に関する。本明細書及び特許請求の範囲におい
て、「不均質プラスチック材料」という用語は、一次分
離の後、都市固形廃棄物又は弁別回収から、或いは加工
産業から生産廃棄物として生じる（高、中、低密度）ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、発泡ポリ
スチレン、ＰＶＣ、ＰＥＴ、アクリロニトリルブタジエ
ンスチレン（ＡＢＳ），ポリエステル樹脂、ポリアミド
等の熱可塑性及び熱硬化性重合体の混合物の意味で用い
られている。
【０００３】
【従来技術】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】生態学的及び環境自然
保護の観点から、都市固形廃棄物に含まれるプラスチッ
ク材料の処理が深刻な問題となってきた。イタリアで
は、現在、都市固形廃棄物の産出は年１％の割合で増加
しており、今や年間１８００乃至２０００万トンにも上
るが、そのうち１４０万トン（約７．５％）がプラスチ
ックである。この膨大な量の材料を再循環すれば、その
廃棄物の利用価値を回復させることができよう。これは
経済的にも有利であり、とりわけ、廃棄物の全体的な量
を減らし新たな材料の消費を防ぐことになる。更に、こ
の廃棄物をそのライフサイクルの終わりに熱回収に適し
た技術によって炉内で灰化すれば、それぞれのエネルギ
ー含有量を回復することも可能であろう。実用的見地か
ら極めて有効な解決策は、新たな生成物と結合させて不
均質混合物の各成分の再利用を図ることであり、あるい
は、均質画分を選別して、非選別混合物から得られる同
一の形状体より物理的／非化学的特性が相当高い形状体
を生成することにある。回収プラスチック材料の再循環
に係る主要な課題は、連続的な且つ可能な限り自動化さ
れた方法により、それを均質な画分に、好ましくは同種
の重合体或いは少なくとも熱により相溶性となる重合体
に選別することである。
【０００５】現在、回収されたプラスチック材料の配合
物は、実質的にポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィンより成り、実質的にポリ塩化ビニル（ＰＶ
Ｃ）、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）よりなる配合物の約２０重量％以上、概して４０
乃至５０重量％の量でほとんど常に存在する。凝結体に
おいては約５０乃至６０重量％、熱硬化性樹脂、ＡＢ
Ｓ、ゴム、アクリル樹脂、ポリアミド等の他の生成物で
は０乃至１０重量％を占める。
【０００６】実質的にポリオレフィンよりなる相溶性の
材料が表面で浮動する一方、ＰＥＴ、ＰＶＣ等の２つの
非相溶性の重合体よりなる高比重の材料は底部に沈降す
るので、通常の水浮上分離法によるこれらの分離は有効
ではないことが分かっている。
【０００７】ＰＶＣ及びＰＥＴは溶融状態においては異
なる処理温度で処理されるので互いに非相溶性である。
実際、ＰＥＴは摂氏約２６５度で溶融するのに対し、Ｐ
ＶＣは「凝縮化学辞典（第１０版）」（ゲスナー Ｇ．
ホーレイ、バン・ノストランド・レインホールド社発
行、１９８１年）に記載されているように摂氏１４８度
で分解し有害ガスを発生する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】出願人は、特に高比重を
有するプラスチック材料の配合物を、連続的且つ自動的
に、実質的にＰＥＴよりなる画分と、実質的にＰＶＣよ
りなる画分との２つの画分に分離する方法を見出した。
かくして、本発明の目的は不均質なプラスチック材料を
相溶性の材料系に分離する方法を提供することであり、
この方法は以下の工程よりなる。 ａ）水を収容した第一の分離タンクに粉砕したプラスチ
ック材料を投入し、高比重生成物を低比重生成物から分
離する。 ｂ）前記第一の分離タンクの底部から高比重生成物の配
合物を回収し、それを第一の乾燥機で乾燥させる。 ｃ）その結果得られた混合物を、実質的に相溶性の重合
体よりなる画分を膨潤／改質できる選択的な化学薬剤で
処理する。 ｄ）前記処理された生成物を乾燥し、非膨潤／非改質プ
ラスチック材料を沈降させるとともに表面に残る材料を
排出する第二の分離タンクにそれを供給する。
【０００９】更に、特に、本発明の方法は連続的であれ
非連続的であれ、不均質プラスチック材料の混合物を２
つの画分に分離する第一の工程よりなり、第一の画分
は、水の比重より低い比重を有し且つ実質的にポリエチ
レン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、及び発泡ポ
リスチレンよりなる生成物からなり、第二の画分は水の
比重より高い比重を有し且つ実質的に圧縮ポリスチレ
ン、ＰＶＣ及びＰＥＴよりなる生成物からなる。
【００１０】一方、第一の画分は熱により互いに相溶性
となるので更に熱による分離を行うことなく再利用でき
る材料からなり、第二の画分は互いに非不溶性であり好
ましくは再利用に先だち分離することが望ましいＰＶＣ
及びＰＥＴ等の２つの材料より成る。
【００１１】本発明の別の目的は、不均質プラスチック
材料を以下のものよりなる均質画分に分離する装置を提
供することである。 i ）浮動材料及び沈下材料を回収するのに適した手段を
備えた第一の水含有分離タンク。 ii）前記第一の分離タンクの底部から回収されたプラス
チック材料を乾燥するための第一の乾燥機。 iii ）前記不均質プラスチック材料の画分を膨潤／改質
できる選択的な化学材料を収容する容器であって、この
画分が実質的に相溶性の重合体よりなるもの。 iv）プラスチック材料で含侵された化学薬剤を除去する
第二の乾燥機。 v ）膨潤／改質プラスチック材料を非改質材料から分離
するために、既知の密度を有する流体を収容する第二の
分離タンク。 vi）最後に残った溶剤痕跡を除去可能な、改質プラスチ
ック材料用の任意の第三の乾燥機。
【００１２】
【実施例】本発明に係る方法の好ましい実施例によれ
ば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＥＴ（ポリエチレ
ンテレフタレート）の既に濃縮された重画分を第一のタ
ンクの底部から回収するように操作することが可能であ
る。このため、第一のタンクにはその内部に動流を形成
する再循環水を供給する。
【００１３】この状態で、ＰＶＣ及びＰＥＴ等の重画分
に含まれる高比重材料はほとんど直ちに沈殿する一方、
重画分に属し水の比重に近い比重を有する例えばポリス
チレン等の他の材料は、沈殿の間、動流によって引きず
られ、タンク底部上でＰＶＣ及びＰＥＴ含有配合物が堆
積する領域とは異なる領域内に堆積する。従って、適当
な手段を用いて、重画分をより軽い方の重画分から分離
して回収することが可能となる。
【００１４】分離タンクの底部から回収されＰＶＣ及び
ＰＥＴの濃縮された画分は、乾燥された後、実質的に相
溶性の重合体よりなる前記画分の一部を膨潤させ変性す
ることができる化学薬剤で処理される。高耐薬品性を呈
するものとして知られるＰＥＴを除いて、ＰＶＣ等の材
料を腐食することができる化学薬剤を選定することが望
ましい。膨潤した材料は、元の体積が増大する結果、当
該比重が減少する。この意味で作用し得る化学薬剤は、
プラスチック材料用の膨潤剤、好ましくは溶解作用を有
する液剤によって代表される。そうした溶剤の例とし
て、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン
等のケトン、ジメチルホルムアミド、及び塩化メチレン
等の塩素化溶剤があげられるが、アセトンが好ましい。
化学薬剤による処理は、室温、若しくはそれより高い温
度例えば摂氏４０度乃至１００度で行うことができ、接
触触媒時間は温度により異なるが一般に５分乃至６０分
である。この処理の終わりに、膨潤剤の作用に敏感なプ
ラスチック材料は、処理時間の関数として、完全に膨潤
されて或いは表面的にのみ改質される。いずれの場合で
も、その膨潤剤を回収することが望ましい。プラスチッ
ク材料に含侵されるか吸収された溶媒を除去するために
有用な方法を、本発明の方法においても利用することが
できる。しかしながら、摂氏２５度乃至６０度の範囲の
温度で、選択的に空気循環させた加熱乾燥法が好まし
い。この乾燥処理の終わりには、不均質高比重プラスチ
ック材料の配合物は、例えば実質的にＰＥＴよりなる未
改質材料部分と、実質的にＰＶＣ及び場合によってはポ
リスチレンよりなる改質材料部分とから成る。上記配合
物は、重量測定により又は浮上分離により分離される。
【００１５】具体的には、分離は、十分に膨潤した重合
体の場合、改質された重合体の密度より高い密度を有す
る流体を含有する第二の分離タンク内で重力測定により
行うことができる。
【００１６】この第二の分離に適した流体としては、好
ましくは極値を含む１乃至１．１ｋｇ／ｄｍ3 の範囲の
密度を有する流体、例えば、水、水とグリコールの混合
物、水と塩化ナトリウムの混合物、水と非発泡界面活性
剤の混合物等の流体から選定することができる。
【００１７】逆に、表面的にのみ改質された重合体の場
合、分離は、上記第二の分離タンク内に収容された流体
中で、空気又は窒素、二酸化炭素等のその他の気体ビヒ
クルを泡立てる浮上分離により行われる。化学処理によ
り改質された材料は、荒い表面を有しているので、泡立
てにより表面に保持されたまま沈降することはない。一
方、滑らかな表面を有するその他の材料は、泡立てによ
り保持されないので沈降する。
【００１８】化学薬剤により鋭敏な部分の表面を軟化さ
せるのに十分な短時間の間だけプラスチック材料を処理
する場合に特に適した他の分離技術は、材料表面を湿潤
する膨潤剤を蒸発させるとともに吸収された薬剤を保持
することよりなる。まだ吸収膨潤剤を含むプラスチック
材料は、粘着性であるので、その上に付着するとともに
化学薬剤の作用に対して抵抗力を有する材料上で滑動す
る低比重粉末で処理することができる。低比重粉末の例
は、発泡状の極小球形シリカ、アルカリ及び／又はアル
カリ土類シリケート、カーボネート等により代表され
る。このように処理されたプラスチック材料配合物は、
膨潤剤により改質された材料が軽量粉末の浮動効果によ
り分離流体表面に維持されるので、重量測定的に分離可
能である。本発明の装置の好ましい実施例によれば、分
離タンクは処理されるプラスチック材料の量に応じた寸
法を備えた略平行六面体形を有する。しかしながら、長
さ２乃至６メートル、高さと幅が０．５乃至２メートル
のタンクが本発明に最も適している。
【００１９】化学薬剤を収容する容器は、好ましくはパ
イプよりなり、その寸法は処理されるプラスチック材料
の量により異なる。その内部をプラスチック材料が移動
しスクリューコンベヤにより押される直径０．５乃至１
メートル、長さ３乃至１０メートルのパイプが、本発明
に利用可能である。
【００２０】本発明の目的である不均質プラスチック材
料を均質な画分に分離するための装置の構造的且つ機能
的特徴は、添付図面を参照しつつ、本発明の具現するも
のではあるが限定するものではない以下の詳細な説明に
より良く理解されよう。図を参照して、本発明の目的で
ある装置は以下のものより成る。 − 半分浸漬したコンベヤベルト（ａ）、スクリューコ
ンベヤ（ｂ）、その底部に位置する回収領域（ｂ’）を
備えた第一の分離タンク（１）。 − 搬送ライン例えば空気式搬送ライン（ｄ）に接続さ
れる回収容器（ｃ）。 − スクリューコンベヤ（ｅ）にその底部で接続される
第一の乾燥機（２）。 − 改質又は溶解化学薬剤及びスクリューコンベヤ
（ｆ）を収容する管状容器（３）。 − 化学薬剤を循環させるために蒸気凝縮器（７）を備
えたベルト（ｇ）型第二の乾燥機（４）。 − 半分浸漬したコンベヤベルト（ａ’）及びスクリュ
ーコンベヤ（ｈ）を備えた第二の分離タンク（５）。 − 搬送ライン（ｄ’）を介して第三の乾燥機（６）に
接続された回収容器（ｃ’）この第三の乾燥機（６）は
スクリューコンベヤ（ｅ’）にその底部で接続され、溶
剤の残滓がもしあれば、ライン（ｋ）を介して凝縮器
（７）に接続される。
【００２１】添付図面及び以下の説明は、本発明装置の
動作を明瞭に示す。内部で水の再循環の流れが生じてい
る第一の分離タンク（１）に投入された不均質プラスチ
ック材料は、浮動してベルト（ａ）により回収される軽
画分と、タンク底部に沈降する重画分との２つの画分に
分離される。特に、重画分に含まれるＰＶＣ及びＰＥＴ
等の高比重材料はほとんど直ちに沈殿し、スクリューコ
ンベヤ（ｂ）により回収される。一方、水の比重に近い
比重を有するポリスチレンなどの他の材料は流れによっ
て沈降しながら引きずられて、回収領域（ｂ’）内に堆
積する。回収領域（ｂ’）から堆積物は図示しない手段
により回収される。実質的にＰＶＣ及びＰＥＴよりなる
重画分は、（ｃ）に回収され、そこから更に、水分を除
去するために第一の乾燥機（２）に送られる。スクリュ
ーコンベヤ（ｅ）により、重画分は例えばＰＶＣを膨潤
させるのに適した化学薬剤を収容する容器（３）に供給
される。化学薬剤の種類及び処理を行う温度により異な
る一定の滞留時間の後、膨潤及び改質部分を含む重画分
はコンベヤベルト（ｇ）を有する乾燥機（４）に入り、
（７）で凝縮される化学薬剤の回収を行う。このように
処理されたプラスチック材料配合物は、第二の分離タン
ク（５）に搬送され、そこで浮動するＰＶＣ（及びもし
あれば他の膨潤材料）は、未改質のままなので沈降する
ＰＥＴから分離される。ＰＥＴはスクリューコンベヤ
（ｈ）により回収される一方、ベルト（ａ’）により回
収されるＰＶＣは、もしあるならば、最後に残った溶剤
痕跡を除去するために最後の乾燥機（６）に送られる。
【００２２】本発明を実施するにあたり、例えば添付図
面に示したような不均質プラスチック材料を均質画分に
分離する本装置を形成する種々の部品に対して、本発明
の精神と範囲から逸脱することなく多くの変更、改良、
及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による不均質プラスチック材料を均質画
分に分離する装置の一実施例を示した概略構成図。
【符号の説明】
１ 第一の分離タンク ２ 第一の乾燥機 ３ 管状容器 ４ 第二の乾燥機 ５ 第二の分離タンク ６ 第三の乾燥機 ７ 凝縮器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591183120 ミラニ、レシネ、ソチエタ、ペル、アツィ オーニ ＭＩＬＡＮＩ ＲＥＳＩＮＥ ＳＯＣＩＥ ＴＡ ＰＥＲ ＡＺＩＯＮＩ イタリー国バレセ、ファニャノ、オロナ、 ビア、サボチノ、19／21 (72)発明者 アンニバレ、ベツォーリ イタリー国コモ、カルゴ、ビア、ベツォー リ、１／アー (72)発明者 マリノ、ランペルティ イタリー国ミラノ、カルガーテ、ビア、パ パ、１ (72)発明者 フランチェスコ、ミラニ イタリー国バレセ、ロナーテ、ポツォロ、 ビア、リベルタ、19 (72)発明者 ブルノ、アルブリシ イタリー国バレセ、ロナーテ、ポツォロ、 ビア、ボルタ、１

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】不均質プラスチック材料を相溶性の材料系
    に分離する方法であって、 ａ）水を収容した第一の分離タンクに粉砕したプラスチ
    ック材料を投入し、高比重生成物を低比重生成物から分
    離する工程と、 ｂ）前記第一の分離タンクの底部から高比重生成物の配
    合物を回収し、それを第一の乾燥機で乾燥させる工程
    と、 ｃ）その結果得られた混合物を、実質的に相溶性の重合
    体よりなる画分を膨潤／改質できる選択的な化学薬剤で
    処理する工程と、 ｄ）前記処理された生成物を乾燥し、非膨潤／非改質プ
    ラスチック材料を沈降させるとともに表面に残留した材
    料を排出する、第二の分離タンクにそれを供給する工程
    とを備えたことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】前記第一の分離タンクに、前記タンク内に
    流れを生じる再循環水を供給したことを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記化学薬剤を、プラスチック材料用の膨
    潤剤、特に溶剤として作用し得る液剤から選定したこと
    を特徴とする請求項１又は請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】前記化学薬剤としてアセトンを用いたこと
    を特徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】前記化学薬剤による処理を、室温又はそれ
    より高い温度において、５分乃至６０分の接触触媒時間
    で行ったことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいず
    れか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記含侵された或いは吸収された溶剤を、
    摂氏２５度乃至６０度の範囲の温度で空気循環を選択的
    に行って乾燥させることによりプラスチック材料から除
    去したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれ
    か１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記溶剤の回収から生じる配合物を、第二
    の分離タンク内で重量測定法あるいは浮上分離法により
    分離したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいず
    れか１項に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記第二の分離タンクにおける分離を、改
    質される重合体の密度より高い密度を有する流体の中で
    行ったことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれ
    か１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】不均質プラスチック材料を均質画分に分離
    するための装置であって、 i ）浮動材料と沈降材料とを回収するのに適した手段を
    備え、水を収容した第一の分離タンクと、 ii）前記第一の分離タンクの底部から回収されたプラス
    チック材料を乾燥させる第一の乾燥機と、 iii ）実質的に相溶性の重合体よりなる前記不均質プラ
    スチック材料の画分を、膨潤／改質することができる選
    択的な化学薬剤を収容する容器と、 iv）プラスチック材料に含侵された化学薬剤を除去する
    ための第二の乾燥機と、 v ）既知の密度を有する流体を収容し、非改質材料から
    前記膨潤され改質されたプラスチック材料を分離する第
    二の分離タンクと、 vi）最後に残る溶剤の痕跡を除去できる改質プラスチッ
    ク材料用の選択的な第三の乾燥機とを備えたことを特徴
    とする装置。
  10. 【請求項１０】前記分離タンクを、被処理プラスチック
    材料の量に応じた寸法を備えた略平行六面体の形状とし
    たことを特徴とする請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記化学薬剤収容容器を好ましくはパイ
    プより形成し、その寸法を被処理プラスチック材料の量
    に応じて決定したことを特徴とする請求項９又は１０記
    載の装置。
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