JPH0665883A - 紙繊維及びプラスチックを混合廃棄物材料から分離するための方法及び装置 - Google Patents

紙繊維及びプラスチックを混合廃棄物材料から分離するための方法及び装置

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JPH0665883A
JPH0665883A JP11493293A JP11493293A JPH0665883A JP H0665883 A JPH0665883 A JP H0665883A JP 11493293 A JP11493293 A JP 11493293A JP 11493293 A JP11493293 A JP 11493293A JP H0665883 A JPH0665883 A JP H0665883A
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paper fibers
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アリ ハイダー
Tommy Nystrom
ニーストロム トミー
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Tetra Laval Holdings and Finance SA
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高級な末端使用にリサイクルされ得る実質的
に純粋な紙繊維を得るたための方法び装置を提供するこ
とである。 【構成】 本方法及び装置は、紙繊維の１つ或いはそれ
以上の源を含む混合廃棄物材料から紙繊維を分離する。
さらに本方法及び装置は、高級な末端使用にリサイクル
され得る実質的に純粋なプラスチックを得るために、金
属を有する或いは有しないプラスチックを分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ティッシュー
ペーパーのような低級な末端使用とは異なり、高い白色
度及び低いダートカウントを有する板紙のためのような
高級な末端使用に容易にリサイクルできる実質的に純粋
な紙繊維を得るための、カートン、新聞紙、雑誌、厚
紙、飲料容器等のような１つ或いはそれ以上の紙繊維源
を含む混合廃棄物材料から紙繊維を分離する方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチック用材のような低級な末端使
用とは異なり、例えば、吹き込みされ得る能力或いは、
薄いフィルムに押し出しされ得る能力を有するプラスチ
ックを要求する高級な末端使用に容易にリサイクルされ
得る実質的に純粋なプラスチックを得るために、及び／
又は純金属の経済的な回収に使用するに十分な高い金属
含有率を有するプラスチック／金属複合材料を得るため
に、プラスチック及び／又はプラスチック／金属複合材
料をミルク容器、ゲーブルトップカートン、無菌パッケ
ージ用のような１つ或いはそれ以上のプラスチック及び
／又はプラスチック／金属複合材料を含む混合廃棄物材
料から分離するための種々の方法及び装置が提案されて
きた。
【０００３】実質的に純粋なプラスチックは、積層板紙
製品のような高級末端使用にリサイクルされ得るのが好
ましい。プラスチック及び／又はプラスチック／金属複
合材料の源は又、しかもしばしば、一定量の紙繊維を含
む。好ましくは積層板紙製品のような末端使用に容易に
リサイクルされ得るリサイクル可能な付加紙繊維を作る
ために、実質的に純粋な形態で紙繊維を回収するための
方法及び装置が提案されてきた。
【０００４】例えば、ブルックスの米国特許第3741863
号は、セルロース系繊維を加熱し、すりへらし、次いで
含有樹脂を軟化することによってセルロース系繊維を廃
棄物から分離する方法を開示する。次いで、分離された
繊維を樹脂と組合わせて、マットを形成し、マットを圧
縮して板紙を形成する。ロンドリーの米国特許第381424
0 号は、熱気流を使用してプラスチックを縮ませて、プ
ラスチック粒子を機械的に取り出すのをより容易にす
る、廃棄物を熱可塑性フィルムから分離する方法を開示
する。
【０００５】マーシュの米国特許第3925150 号は、段ボ
ール廃棄物を中性準化学的亜硫酸パルプと短繊維成分に
分離するための方法を開示する。廃棄物は液体サイクロ
ンと間に篩分け用のステージとを備えた２基のパルプ製
造機械で処理される。テラの米国特許第4017033 号は、
重量及び軽量汚染物を部分遊離繊維材料から分離する問
題に触れている。高速の渦を生じ、重量汚染物が残物と
して取り除かれる遠心セパレータを使用する。さらなる
分離装置が軽量の汚染物を取り除くのに使用される。
【０００６】オートナー他の米国特許第4231526 号は、
軽量及び重量異物の両方を分離する廃棄紙の処理を開示
する。軽量異物は、ハイドロサイクロンに送られ、回収
された繊維はハイドロサイクロンから貯蔵設備に送られ
る。エスペンミラーの米国特許第4272315 号は、プラス
チック及び軽量のゴミを連続的に取り除くことによって
繊維を廃棄紙から回収する方法を開示する。パルプ製造
機には、分離を容易にするために異なる大きさの抽出用
スロットが設けられている。
【０００７】ヘインボッケル他の米国特許第4283275 号
は、ロータを備えた普通のパルプ製造機と、普通の浮遊
物から汚染物を取り除くための異なる大きさのメッシュ
を有する２つのスクリーンとからなる循環補助装置を開
示する。普通の浮遊物を紙製造機に導き、しかもプラス
チック及び箔のような不良品の取り除き用の補助流路を
設けるための装置を有する。
【０００８】セロニの米国特許第4314674 号は、紙及び
プラスチックの都市廃棄混合物を分離する方法を開示す
る。廃棄物は最初に分離され、次いで紙及びプラスチッ
クフィルムの混合物は、プラスチックの大きさに影響を
与えないで紙の大きさを減らすように粉砕される。ゼン
トグラフ他の米国特許第4570861 号は、混合物を微粉砕
し、微粉砕混合物を摩擦電気的に帯電させて、次いで混
合物を自由落下セパレータに通してそれによって２つの
成分を分離することによって、紙及びプラスチックを分
離する方法を開示する。選択的な、静電分離による第２
段階を採用するのがよい。
【０００９】前述の方法は、板紙が一定の白色度及びダ
ートカウントの要求条件を満たさなければならず、しか
もプラスチックフィルムが板紙に積層される積層板紙製
品のような、高級な末端使用へのリサイクルに適した紙
繊維及び／又はプラスチックを得るために、混合廃棄物
材料を処理しようとするときに起こる重要な問題に触れ
ていない。これらの問題は、金属箔の層を又有する積層
製品に使用するのに適した紙繊維及び／又はプラスチッ
ク部分を得るために、金属箔を含む混合廃棄物材料を処
理するときにさらに複雑である。
【００１０】積層板紙製品には多くの形態が見られ、積
層板紙製品は製品の種々の成分の比較的厳しい要求条件
のために、リサイクルされた紙繊維とリサイクルされた
プラスチックのための高級な末端使用を象徴する。積層
板紙製品は、パッケージ材料として、特にジュース及び
牛乳等の貯蔵用消費液体のためのカートンの形態で使用
される。一般的に再閉鎖可能な上端を有するカートン
は、代表的には、ポリエチレンのようなプラスチックの
層が両側に積層された紙繊維で作られた積層製品であ
る。このタイプのカートンは、ゲーブルトップカートン
として知られ、一般的に貯蔵され冷やして売られ、代表
的には使用中冷やされる。代表的な構成は、ポリエチレ
ン／繊維／ポリエチレンの逐次層を有する３層の積層物
である。
【００１１】無菌カートンは、長い保存寿命を有するよ
うにされているものである。無菌カートンの１つのタイ
プは、液体内容物が完全にカートンを満たし、液体より
上に空気或いはガスがないように無菌状態で液体が満た
される。これらの無菌状態でカートンを満たすと、内容
物に対して長い保存寿命を与える。包装は液体内容物の
酸化を防止する遮断層を有するのがよい。このタイプの
カートンは、代表的にはストローを挿入するためにスロ
ットを開けることのできる領域を備えている。ストロー
は内容物が消費されるまで開けられたスロットの中にあ
る。無菌カートンの最も普通の商品例は、「ジュースボ
ックス」として普通に知られる個体のジュース容器であ
る。無菌カートンは紙繊維及びプラスチック層の両方並
びにアルミニウム箔のような薄い金属箔層を有する積層
製品である。代表的な構成は、紙繊維とアルミニウム箔
を別々に挟むポリエチレン層を有し、ポリエチレン／板
紙／ポリエチレン／箔／ポリエチレンの逐次層を有する
５層の積層物を形成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ゲーブルトップ及び無
菌パッケージを作るのに使用される積層板紙は、厳しい
要求条件を満たさなくてはならない。これらの要求条件
は、これまでリサイクルされた紙繊維及び／又はリサイ
クルされたプラスチックがこのような積層品に使用され
るのを制限し、或いは排除してきた。
【００１３】これらの積層板紙製品に使用される紙繊維
は、高い白色度及び低いダートカウントであるのが要求
される。上昇したダートカウントは、板紙のクレーコー
ティング中縞の問題を引き起こし、又外観の観点から受
け入れられない。さらに、これらの積層板紙に使用され
る紙繊維は、その使用により作られた板紙の白色度に悪
影響を有しないほどに十分な白色度を有しなくてはなら
ず、さもなければ、そのように作られた板紙は印刷を受
け入れることができず、及び／又は審美的に心地よくな
い。板紙は又、剛性のような、一定レベルの物理的強度
特性を満たさなければならない。
【００１４】これらの積層板紙製品に使用されるプラス
チックは又、汚染物が非常に低いのが要求される。これ
らの積層板紙製品に使用されるプラスチックに要求され
る特性の１つは、薄いフィルムに押し出される能力であ
る。残留紙繊維及び／又は残留金属及び／又は上昇した
水分含有率（これは一部残留紙繊維による水分の吸収に
よる）のようなプラスチック中の汚染物は、プラスチッ
クのフィルム形成能力を低下させる。
【００１５】積層板紙製造業の絶え間ない成長ととも
に、特に消費製品の包装にとって積層板紙製品に利用可
能なリサイクルされた紙繊維及び／又はリサイクルされ
たプラスチックを得るための混合廃棄物材料の処理方法
に対する必要性が増えている。又、ゲーブルトップ及び
無菌カートンのような積層板紙製品は、プラスチック及
び／又はプラスチック／金属複合材料を含むので、製品
は生分解性でない。環境に対する関心の増加とともに、
積層板紙製品の成分、特に紙繊維及びプラスチック部分
の分離及びリサイクル方法の発見が又せかされている。
混合廃棄物材料を処理するための方法は、リサイクルさ
れた紙繊維及び／又はリサイクルされたプラスチック
が、いわゆる「カートンからカートンへの」リサイクル
から得られるのと同じ或いは同様の製品に再使用される
のを可能にするのが好ましい。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、一般的に、実
質的に純粋な紙繊維を得るために、１つ或いはそれ以上
の紙繊維の源を含む混合廃棄物材料から紙繊維を分離す
る方法に関する。紙繊維は、積層板紙製品にリサイクル
されるのに適するのが好ましい。その最も広い観点にお
ける本方法は、（a)紙、金属を有する或いは有しないプ
ラスチックを含む混合廃棄物材料を水の存在下で攪拌し
て、紙繊維部分とプラスチック及び金属部分とからなる
スラリーを形成する段階と、(b)相当量の紙繊維部分を
スラリーから分離し、スラリーからプラスチック及び金
属を取り除いて、濃縮紙繊維流を形成する段階と、(c)
引き続き汚染物を濃縮紙繊維流から取り除いて、清浄な
濃縮紙繊維流を形成する段階と、(d)選択的に、段階
(c）から生じる清浄な濃縮紙繊維流を浮揚によって処理
し、さらに軽量汚染物を濃縮繊維流れから取り除き、そ
れによって湿った紙繊維を得る段階とからなる。
【００１７】本発明は又、実質的に純粋なプラスチック
を得るために、及び/ 又は金属の経済的な回収に適した
高い金属含有率を有するプラスチック/ 金属複合材料を
得るために、紙及び/ 又はプラスチック/ 金属複合材料
の1 つ或いはそれ以上の源を含む混合廃棄物材料からプ
ラスチック及び/ 又はプラスチック/ 金属複合材料を分
離するための方法及び装置を含む。その最も広い観点に
おける本方法のプラスチック及び金属回収部分は、(a)
上記紙繊維回収工程からの混合廃棄物材料、好ましくは
スラリーの残留部分を切断して、混合廃棄物材料の露出
表面積を増大させる段階と、(b) 切断された混合廃棄物
材料をしばらく、しかも紙繊維のような重量汚染物の実
質的な部分を取り除くに十分な条件下で洗浄する段階
と、(c) 残留重量汚染物を取り除く条件下で洗浄された
混合廃棄物材料を分離して、(1) プラスチック流或いは
(2) プラスチック及びプラスチック／金属複合材料流を
生じ、(1) が存在するなら選択的段階(e) へ 、或いは
(2) が存在するなら段階（d)へ進める段階と、(d) プラ
スチック及びプラスチック/ 金属複合材料を分離して、
プラスチック細片及びプラスチック/ 金属複合材料の細
片を生じる段階と、(e) 選択的に、残留プラスチック/
金属複合材料を取り除く条件下でプラスチック細片をさ
らに分離処理して、濃縮プラスチック細片を生じる段階
と、(f) 選択的に、残留プラスチックを取り除く条件下
でプラスチック/ 金属細片をさらに分離処理して、濃縮
プラスチック/ 金属細片を生じる段階とからなる。
【００１８】本方法はさらに、吹込成形の使用、好まし
くはフィルム形成の使用に適した実質的に純粋なプラス
チックを得るために、濃縮プラスチック細片を乾燥させ
て、ペレット化する段階を含んでもよい。本方法はさら
に、金属の回収の使用のためにプラスチック/ 金属濃縮
複合材料を乾燥させる段階を含んでもよい。本発明は
又、再使用され得る紙繊維の回収目的を達成するため
の、上述のような発明の種々の段階を行う装置、及びプ
ラスチック及び金属を効率的な仕方で回収するための装
置を有する。
【００１９】本発明の好ましい実施例によれば、積層板
紙材料の各々の主要な成分( 紙繊維、プラスチック及び
プラスチック/ 金属複合材料を含む) は、分離され、回
収される。回収された材料はリサイクルされ、ゲーブル
トップ及び無菌カートンのような原製品の製造に使用さ
れ得る、或いはプラスチック/ 金属複合材料の場合には
熱分解を使用して金属を回収できる。
【００２０】
【実施例】１つあるいはそれ以上の紙繊維の原料を含む
混合廃棄物材料は、新聞紙、雑誌、厚紙、ミルクカート
ンのような飲料容器及び／又は無菌のパッケージ、或い
は前述のものの組み合わせを含む。これらの廃棄物材料
は、紙繊維に加えてプラスチック及び金属箔を含む。
【００２１】ゲーブルトップの無菌カートンの製造に使
用される積層板紙製品は、ポリエチレンのようなプラス
チックの層の間に挟まれた紙繊維の層を含む。もし一般
的に無菌カートンの場合だが、アルミニウム箔層があれ
ば、アルミニウム箔層も、ポリエチレンのようなプラス
チックの層の間に挟まれる。一般的に、積層板紙製品を
含む廃棄物材料からの（或いはプラスチック／金属複合
材料、例えばヨーグルト容器のような他のプラスチック
からなる原料からの）紙繊維の回収は、紙繊維が粒状プ
ラスチック及び／又は金属物による汚染を受けるという
点で特異な問題を提起する。
【００２２】図１を参照すれば、紙繊維成分をプラスチ
ック及び／又はプラスチック／金属複合材料から分離す
るための分離装置２が示される。紙、金属を有し、或い
は有しないプラスチックを含み、さらに積層板紙容器を
含むかもしれない混合廃棄物材料の原料は、ハイドロパ
ルパー４に送られ、ここでそれが水の中で攪拌されてス
ラリーを形成する。原料は、選択的に前処理（におい、
バクテリア等を除去するために）されてもよい。前処理
は又、最初に原料を裁断し、次いで裁断した原料を水で
すすぎ、臭気物質を除去し、並びに原料を軟化させる。
その後、軟化した原料をきれいにし、及び／又はハイド
ロパルパー４に入れる前に漂白剤で処理する。ハイドロ
パルパー４は、攪拌器６を収容し、これは廃棄物材料と
水との乱流混合を生じさせ、紙の砕解を生じさせ、さら
に又積層板紙を離層させ、廃棄物材料中の紙繊維をプラ
スチック及び／又はプラスチック／金属複合材料から分
離するのを容易にする。
【００２３】ハイドロパルパー４での処理中、ｐＨを維
持し、脱臭し、殺菌し、漂白し及び／又は原料の処理特
性を改善するために薬剤（例えば、水酸化ナトリウム及
び／又は次亜塩素酸ナトリウム）を添加してもよい。ハ
イドロパルピング工程は、約３５°Ｃから７５°Ｃの温
度、好ましくは約５０°Ｃから６５°Ｃで、代表的には
約５分から４５分まで、好ましくは１５分から３０分ま
で変化する滞留時間で行われるのが好ましい。主に新聞
紙及びマガジンを含む混合廃棄物材料にはこの範囲の下
限での滞留時間（例えば５分から１５分）が選ばれ、主
に板紙ボックスと混合廃棄物を含む混合廃棄物材料には
この範囲の中間（例えば１５分から３０分）が選ばれ、
主に積層板紙製品（例えばゲーブルトップ）を含む混合
廃棄物材料にはこの範囲の上限（例えば３０分から４５
分）が選ばれる。ハイドロパルピング工程は又、ｐＨが
約８．０から１０．０の範囲である塩基性の環境で行わ
れる。
【００２４】ハイドロパルパー４での処理は、プラスチ
ック粒子と金属粒子の浮遊物を有する種々の汚染物と混
合された紙繊維を含むスラリーを生じる。プラスチック
粒子及び大きめの金属粒子の塊のような成分は、それら
の大きさ及び重さのために容易にスラリーから分離され
る傾向がある。スラリーは、ハイドロパルパー４からハ
イドロパルパー４の底部の抽出プレート７を通して、排
出ライン８の中へ取り出される。プラスチック粒子、金
属粒子及び他の粒子の大きい成分は、ハイドロパルパー
４内に残り、適当な技術によって取り除かれる。ハイド
ロパルパー４は、取り外し可能なカバープレートを備え
た大きな排出開口５を有し、スラリーが取り出された
後、より重い成分をハイドロパルパーから排出ライン１
１へ流すことを可能にする。
【００２５】スラリーは、ライン８を経て液体サイクロ
ン１３の中を通り、次いで粗いスクリーン９の中を通
り、これに続いてスロット付きスクリーン１０（Model
12 PH/PS圧力スクリーン) の中を通り、このスクリーン
は紙繊維成分を残留成分、即ちプラスチック粒子及び/
又はプラスチック/ 金属粒子から分離して、紙繊維流と
残留流にする。液体サイクロンは、スクリーン９を金
属、石或いは抽出プレート７を通過するであろう他の固
い物体の大片から守る。スクリーン１０の穴の寸法は、
汚染物を濾し出し、繊維がさらなる工程を受けることが
できるようにように調整されるのがよい。おそらく、ス
ロットは、0.004 インチから0.010 インチ程度、好まし
くは約0.006 インチである。スクリーン9 及び10からの
残留流は、スクリーンからライン１２を通り、紙繊維流
はスクリーンを通過し、ライン１４に流入する。
【００２６】図１を再び参照すれば、紙繊維流（水分を
９９％以上含有）は、スロット付きスクリーン１０から
ライン１４を経て、第１及び第２遠心セパレータ１８、
２０を有する分離装置１６の部分に移送される。セパレ
ータ１８、２０は、原料を高密度及び低密度の細片に分
離するクリーナーである。高密度の細片は、底部から取
り除かれ、低密度の細片は真上から取り出される。濃縮
紙繊維流は、２つの異なるタイプの遠心セパレータの使
用によって処理され、交互に分離を行う。遠心セパレー
タの１つのタイプ（「高密度」クリーナー或いは「促
進」クリーナーとしても知られる）は、重い汚染物を濃
縮紙繊維流から取り除くのに適する。遠心セパレータの
他のタイプ（「反転」クリーナーとしても知られる）
は、軽い汚染物を濃縮紙繊維流から取り除く。各タイプ
の分離（即ち、少なくとも１つの重量汚染物の分離と少
なくとも１つの軽量汚染物の分離）のうち少なくとも１
つが採用される。「反転」クリーナーが、「促進」クリ
ーナーの後に続く。図１に示す実施例によれば、紙繊維
流は第１遠心セパレータ１８から上部体として取り出さ
れ、第２遠心セパレータ２０から下部体として取り出さ
れる。
【００２７】より詳細には、大量の紙繊維部分と小量の
残留物部分とを含む紙繊維流は、第１遠心セパレータ１
８（５〃ウルトラクローンクリーナーのような）に流入
する。重めの汚染物は、セパレータ１８の底部からライ
ン２２を通して取り除かれる。セパレータ１８の上部体
は、大量の紙繊維部分と主に残留プラスチックとインク
とからなる小量の軽量汚染物（及び重めの汚染物は実質
的にない）を含む。上部体の濃縮紙繊維流は、ライン２
４を経て移動し第２遠心セパレータ２０に送られる。
【００２８】原料の紙繊維部分が第１セパレータ１８か
ら第２セパレータ２０に移るのを可能にする駆動力は、
ライン１４とセパレータ２０に通じるライン２４の間に
維持される圧力降下から生じる。圧力差は、約10psi か
ら30psi 程度、好ましくは20psi に維持される。次い
で、濃縮紙繊維流は水平に配置された回転軽量汚染物ク
リーナーであるセパレータ２０（３〃Ｘクローンスルー
フロークリーナー或いはジロクリーンのような）に入
る。セパレータの前後には又約10psi から20psi 、好ま
しくは約15psi に維持された圧力降下がある。軽量汚染
物( プラスチックだけ或いはプラスチックとインクのよ
うな) を含む上部体は、ライン２６を介して取り除か
れ、捨てられるか或いは処理される。実質的にきれいな
濃縮紙繊維流はセパレータ２０の底部からライン２８を
経て取り出される。
【００２９】濃縮紙繊維流は、必要或いは所望なら、紙
繊維の末端使用に次第で一回以上分離装置１６で処理さ
れるのがよい。紙繊維がインクで押印されているなら、
インク除去工程を使用してきれいな濃縮紙繊維流から水
分が取り除かれる前にインクの付加量を取り除くのがよ
い。インク除去工程は、使用するなら３つの段階を有す
るのが好ましい。
【００３０】図１に示すように、きれいな濃縮紙繊維流
はライン２８を経て浮揚タンク３０に送られ、タンクで
は圧縮空気がライン３２を通して導入され、インク粒子
が紙繊維から分離される泡を生じる。インクは紙繊維よ
り軽いので、インクはタンク３０からライン３４を経て
移動するきれいな濃縮紙繊維流の上部に泡として浮く。
次いで、インクを除去したきれいな濃縮紙繊維流は水で
洗浄され、シックナ３６で厚みが増され、その後ディス
パージャー３８でインク粒子の大きさを減じるように処
理され、次いで非常に小さい片に破砕される。
【００３１】インクを除去したきれいな濃縮紙繊維流
は、ライン４０を経て直接ペーパーミルに送られ、或い
はコンプレッサー４２で押圧され、相当量の水分（30％
から50％) が取り除かれ、次いでペーパーミルに船積の
ために荷作りされる。結果として生じる紙繊維は、高い
清浄度及び白色度を有し、ゲーブルトップや無菌カート
ンのような新しい積層板紙製品を作るのに使用すること
ができる。さらに、結果として生じる紙繊維の量は、新
しい板紙の生産に大量のリサイクル紙繊維を使用するこ
とができる。例示としては、本発明の工程は、十分に高
品質の紙繊維を生じ、新しい板紙に少なくとも15％、好
ましくは20％、より好ましくは少なくとも25％、最も好
ましくは少なくとも30％のリサイクル紙繊維を使用する
ことができる。結果として生じる板紙は、すべて未使用
の繊維から作られた板紙に較べて高い白色度及び低いダ
ートカウントを有する。
【００３２】板紙製品のダートカウントの1 つの測定方
法は、TAPPI ダートカウントテストである。TAPPI ダー
トカウントテストは、与えられた板紙面積に対する汚れ
の面積の測定である。高いTAPPI ダートカウント（mm2
/m2)は、より斑点の多い板紙に相当する。本発明の工程
によって得られたリサイクル紙繊維を30％含む板紙製品
に対するTAPPI ダートカウント（mm2 /m2)は、一般的に
約100 以下、好ましくは約40以下、最も好ましくは約20
以下である。本発明の工程によって得られたリサイクル
紙繊維を10％含む板紙製品に対して、TAPPI ダートカウ
ントは、一般的に約40以下、好ましくは約30以下、好ま
しくは約20以下、最も好ましくは約10以下である。
【００３３】本発明の工程によって得られたリサイクル
紙繊維を15％含む板紙製品の白色度は、一般的に80以
上、好ましくは80.5、より好ましくは81である。本工程
によって得られたリサイクル紙繊維は、約78以上、好ま
しくは約80或いはそれ以上の白色度を有する。本工程の
目的が主に紙繊維の回収であるなら、ハイドロパルパー
４から、及びスクリーン９から、及びスクリーン１０か
らライン１２を通ったプラスチック成分と金属成分を含
む出発原料廃棄物の非紙成分は、単に捨てることができ
る。しかし、本発明の工程は紙繊維の回収に加えてプラ
スチック成分の回収及び再使用を可能にする。
【００３４】図２を参照すると、ハイドロパルパー４か
らのプラスチック／箔／繊維（及び他の重量成分）の複
合材料を含む流れは、ライン１１を通してグラインダー
５２に供給され、グラインダー５２は残留流の粒子の大
きさを好ましくは20mm x 20mm から10mm x 10mm 或いは
それ以下の範囲内に減じる。グラインダーは、従来の装
置である。
【００３５】粉砕残留流はライン５４を経て機械的攪拌
装置５６に送られ、攪拌装置５６は残留流の残った（も
しあるなら）重い粒子及びプラスチック及び／又はプラ
スチック／金属複合材料から残留紙繊維を分離する。装
置５６はハイドロパルパー４と同様のハイドロパルパー
或いは浮揚タンクとサイクロンセパレータを組合わせた
ものがよい。分離は、2mm から5mm のスロットを備えた
バスケットスクリーンと共同して1000rpm から15000rpm
で作動するターボウオッシャーによって実施され、この
スロットは残留繊維流れを通過させ、残留流の残った
（もしあるなら）重い粒子及びプラスチック及び／又は
プラスチック／金属複合材料部分を保持する約99％の水
分を含む残留紙繊維流を生じさせる。残留紙繊維流は、
ライン５８を経てスクリーン組立体６０を通過し、スク
リーン組立体６０は、残留重量汚染物を取り除き、水分
含有率を約90％に減らす。かくして、回収された繊維
は、さらにプラスチック汚染物を洗浄し、取り除くため
に例えばライン２４（図１）を通して紙繊維の濃縮工程
に戻され、或いは回収された繊維は、さらなる工程なし
に使用するのもよい。
【００３６】残った（もしあるなら）重い粒子及びプラ
スチック及び／又はプラスチック／金属複合材料を含む
洗浄された残留流は、一般的に主に遊離プラスチック並
びに小量のプラスチック／金属複合材料及び紙繊維のよ
うなまだ装置５６に残った他の残留成分を含む。装置５
６の内容物は、水流としてライン６２を経て１つ或いは
それ以上の沈降タンク６４に送られる。１つの沈降タン
ク６４は、洗浄された残留流には実質的に他の重量汚染
物がないなら、プラスチック／金属複合材料から遊離プ
ラスチックを調製するので十分である。しかし、実際に
一連の、例えば２つの沈降タンク６４を採用するのは有
益であろう。第１沈降タンクは、洗浄された残留流に残
る実質的にすべての重量汚染物（プラスチック／金属複
合材料以外）を取り除くのに役立ち、これにより実質的
に遊離プラスチックとプラスチック／金属複合材料の組
み合わせ物だけからなる第１沈降タンクを出る流れを生
じる。かくして、第２沈降タンクは、遊離プラスチック
（濃度の低い）をプラスチック／金属複合材料（濃度の
高い）から分離するのに使用される。これにより、以下
に説明するさらなる工程では、フィルム形成の用途に適
したリサイクル遊離プラスチック部分と、十分に高い金
属含有率（例えば、アルミニウムでは20％)を有するリ
サイクルプラスチック/ 金属複合材料とを生じ、金属の
回収を経済的に可能にする。
【００３７】第１沈降タンク（２つが使用されるなら）
では、流れは第２沈降タンクより乱流であることがあ
る。これは、プラスチック（低密度ポリエチレンに対し
て0.92kg/m3 ) 及びプラスチック/ 金属複合材料( ポリ
エチレン/ アルミニウム箔積層物に対して約1.06から1.
09( 理論計算値))と比較して、重めの汚染物(1.5kg/m3
程度) のより大きな密度差を利用する。当業者は相当な
実験なしに適当な流れを決定して、密度差を基礎とした
分離を行うことができる。
【００３８】２つが使用されるなら第２沈降タンク６４
に入る流れは、実質的に層流を受け、濃度の小さい遊離
プラスチックは重めのプラスチック／金属複合材料から
分離する。単独で或いは第２沈降タンクとして層流の沈
降タンク６４を用いれば、沈降タンクが採用されない工
程から生じるリサイクルプラスチックに比較して、２倍
以上の、未使用のプラスチックと混ぜるべきリサイクル
プラスチックの量の使用を可能にするリサイクルプラス
チックを生じる。
【００３９】大量の遊離プラスチック部分と小量のプラ
スチック／金属複合材料とを含む沈降タンク６４からの
オーバーフローは、ライン６６を経て第１遠心セペレー
タ１８と同じ或いはそれと同様な遠心セパレータ６８に
移送される。運転の際、セパレータ６８は主に遊離プラ
スチック部分からなり、非常に小量のプラスチック／金
属複合材料を有する濃度の小さい細片と、セパレータ６
８の底部からライン７０を経て取り除かれる濃度の小さ
い細片とを生じる。より濃度の大きい細片は、大量のプ
ラスチック／金属複合材料を含み、これは金属及び／又
はプラスチックを回収するためにさらに処理されるのが
よい。
【００４０】実際に、約94.6％のポリエチレンと約5.4
％のアルミニウムとを含む層流沈降タンクへのプラスチ
ック及びプラスチック/ 金属複合材料原料は、80.5％の
ポリエチレンと、約19.5％のアルミニウムと、95.9％の
ポリエチレン及び4.1 ％のアルミニウムからなる流れが
途切れた細片( ポリエチレンの細片) とからなる沈降細
片( アルミニウム細片) を生じる。
【００４１】アルミニウム細片は、直列の2 基のセパレ
ータを通過し、第１セパレータ( 濃縮アルミニウム細
片) からの下部体が第２セパレータに移る。第２セパレ
ータの下部体は、約78.8％のポリエチレンと約21.2％の
アルミニウムを含み、アルミニウムを経済的に回収する
のに十分である。さらなるセパレータによって、アルミ
ニウム含有率がより高くなり、１基だけのセパレータの
使用でも特定の用途には十分である。
【００４２】ポリエチレンの細片は、直列の２基のセパ
レータを通過し、第１セパレータ(濃縮ポリエチレン細
片) からの上部体が第２セパレータに移る。第２セパレ
ータの上部体は、約97.8％のポリエチレンと約2.2 ％の
アルミニウムからなる。さらなるセパレータによって、
アルミニウム含有率を約１％或いはそれ以下に減らすこ
とができ、１基だけのセパレータの使用でも特定の用途
には十分である。残留アルミニウムの量も又、以下に説
明するような濃縮ポリエチレン細片の押し出しによって
直接減らされるのがよい。
【００４３】セパレータ６８からの下部体を含む大量の
プラスチック／金属複合材料を従来の仕方で処理して、
金属或いはプラスチックを回収するのがよい。乾燥後の
残留水分含有率は、1 ％以下にすべきである。例えば、
プラスチック／金属複合材料は、調製された環境条件の
下で熱分解され、金属箔を回収するのがよい。変形例と
しては、プラスチック／金属複合材料は、例えば適当な
溶液と反応させて、プラスチックを溶かし、金属及びプ
ラスチックを回収するのがよい。
【００４４】プラスチックはライン７２を経て乾燥装置
７４に移送される。図２に示す実施例では、乾燥装置７
４は、振動スクリーン７６、スクリュープレス７８及び
熱風乾燥器８０を有し、相当量の水分を遊離プラスチッ
クから取り除く。乾燥後の残留水分の含有率は、1 ％以
下にすべきである。プラスチックを熱風乾燥器８０で乾
燥した後に、回転ドラム微粉砕器８２を使用して乾燥材
料を微粉にするのがよい。次いで、微粉は摩擦によって
溶け、押し出し機８６に送られる。押し出されるとき、
材料は連続スクリーンチェンジャー８８を通過し、連続
スクリーンチェンジャー８８は残留汚染物の大片と金属
を取り除く。スクリーンのメッシュサイズは100 ミクロ
ン以下が好ましい。その後、実質的に純プラスチックを
通例の仕方でペレット化し、積層板紙製品の製造に使用
するために１対４から２対５（リサイクル対未使用）の
重量比で未使用のプラスチックと混合するのがよい。本
発明によれば、フィルム形成の用途に使用するのに適す
る実質的に純プラスチックが得られ、例えばアルミニウ
ム加工業者による経済的な回収に適した十分な量の金属
（例え経済アルミニウムの場合20％) を有するプラスチ
ック／金属複合材料（例えば、プラスチック／アルミニ
ウム箔複合材料）も得られる。従って、混合された廃棄
物材料の実質的にすべての成分は、高級な末端使用にリ
サイクルされる。紙繊維及びプラスチックは、例えば、
積層板紙製造工程にリサイクルされ、プラスチック/ 金
属複合材料はリサイクルされて金属成分を得ることがで
きる。積層板紙製品の一部として使用されるリサイクル
プラスチック( 例えば、ポリエチレン) は、機械的及び
化学的特性と、純度によって分類される。リサイクルプ
ラスチックが紙繊維或いは金属、例えばアルミニウムの
ような不純物を１％以上含むなら、リサイクルプラスチ
ックをペレット化するのに使用される押し出し機のスク
リーン装置は、即座に詰まり、生産性の減少をもたら
す。又、プラスチックフィルムを製造する際、プラスチ
ック中１％以上の紙繊維は、とりわけプラスチックの吸
湿性を増加し、プラスチック中１％以上の金属は、とり
わけフィルム形成中「レースカーテン」を生じる。従っ
て、リサイクルプラスチックは代表的には未使用プラス
チックと混合されても、リサイクル用と考えられるプラ
スチックは、実質的に純粋（紙繊維と金属が実質的にな
い、即ち１％含有率）でなければならない。
【００４５】紙繊維を回収するための本発明の段階の組
合わせは、組合わせて使用するとき（所望なら）、混合
廃棄物材料の紙繊維源から実質的に完全な紙繊維の回収
を与えることができる。さらに、この紙繊維は軽量及び
重量汚染物が本質的にないという点で実質的に純粋であ
る。この紙繊維は又、上述したようにこれまで達成可能
と考えられてきたのより実質的に改善したダートコンテ
ント、及び白色度を有する。
【００４６】混合廃棄物材料の残留部分は、残留紙繊維
がないとき、プラスチックだけを含み、いかなるプラス
チック／金属複合材料或いは他の重量汚染物を含まず、
このプラスチック部分は、リサイクルされるのに適当な
清浄度である。残留繊維の取り除きのために、このプラ
スチック部分は低級な末端使用（先行技術の場合よう
な）に限定されず、例えば、プラスチックフィルムの製
造に用いるのに適する。かくして、他の積層板紙製品に
リサイクルして戻すのに適する。
【００４７】ある好ましい実施例に従って本発明を図示
し、説明したが、請求の範囲から逸脱することなしに変
更及び変形をなしうることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙繊維を混合廃棄物材料から分離し、実質的に
純粋な紙繊維を回収するための本発明の１つの実施例の
概略図である。
【図２】プラスチックとプラスチック／金属複合材料を
処理して、プラスチック（金属を有する或いは有しな
い）と紙繊維とを回収する本発明の別の実施例の概略図
である。
【符号の説明】
４ ハイドロパルパー ９ スクリーン １０スクリーン １８第１セパレータ ２０第２セパレータ ３０浮揚タンク ６４沈降タンク

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 紙繊維、金属を有する或いは有しないプ
    ラスチックの源を含む混合廃棄物材料から紙繊維を分離
    する方法であって、 （a)前記混合廃棄物材料を水中でハイドロパルパーで攪
    拌して、紙繊維部分とプラスチック及び金属部分とから
    なるスラリーを形成する段階と、 (b)水とプラスチックと金属と相当量の前記紙繊維部分
    を前記スラリーから抽出して、前記ハイドロパルパーか
    ら出し液体流を形成する段階と、 (c)前記流れを引き続き粗いスクリーン及びスロット付
    きスクリーンに通すことによってプラスチックと金属を
    取り除いて、濃縮紙繊維流を生じさせる段階と、 (d)引き続き軽量汚染物を前記濃縮紙繊維流から取り除
    いて、それによって湿った紙繊維を得る段階と からなることを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項２】 前記段階(c) において、前記濃縮紙繊維
    流は、最初に第１遠心セパレータで処理されて、重量汚
    染物を前記濃縮紙繊維流から分離し、次いで第２遠心セ
    パレータで処理されて、軽量汚染物を前記濃縮紙繊維流
    から分離することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 圧縮段階の前にインク粒子を前記濃縮紙
    繊維流から分離するために前記濃縮紙繊維流を浮揚タン
    クに通す追加の段階を有することを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】 １つ或いはそれ以上の紙繊維の源を含む
    混合廃棄物材料から紙繊維を分離するための装置であっ
    て、 （a)前記混合廃棄物材料を水中で攪拌して、紙繊維部分
    と非紙繊維固体部分とからなるスラリーを形成するため
    のチャンバー装置と、 (b)相当量の前記紙繊維部分を前記スラリーから分離し
    て、濃縮紙繊維流を形成するための抽出装置と、 (c)前記流れを前記抽出装置からパルプ排出口に導くた
    めの導管装置と、 (d)前記流れ中のプラスチック成分と金属成分とから紙
    繊維を分離するための、前記流出口と前記抽出装置の間
    のスクリーン装置と、 (e)前記濃縮紙繊維流から重量汚染物を取り除くため
    の、前記スクリーン装置と前記排出口の間の第１遠心装
    置と、 (f)前記濃縮紙繊維流から軽量汚染物を取り除いて、そ
    れによって湿った紙繊維パルプを得るための、第１遠心
    装置と前記排出口の間の第２遠心装置と からなることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 前記第２遠心装置と前記排出口の間に浮
    揚タンクを有し、前記浮揚タンクは、インク粒子を取り
    除くのに前記濃縮紙繊維流に空気を導入するための装置
    を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 プラスチック成分と金属成分を前記スク
    リーン装置から押し出し装置に運ぶための移送装置を有
    することを特徴とする請求項４に記載の装置。
  7. 【請求項７】 １つ或いはそれ以上の紙繊維の源を含む
    混合廃棄物材料から紙繊維を分離するための装置であっ
    て、 （a)前記混合廃棄物材料を水中で攪拌して、紙繊維部分
    と非紙繊維固体部分とからなるスラリーを形成するため
    のチャンバー装置と、 (b)相当量の前記紙繊維部分を前記スラリーから分離し
    て、濃縮紙繊維流を形成するための抽出装置と、 (c)前記流れを前記抽出装置からパルプ排出口に導くた
    めの導管装置と、 (d)前記流れ中のプラスチック成分と金属成分とから紙
    繊維を分離するための、前記流出口と前記抽出装置の間
    のスクリーン装置と、 (e)プラスチック成分と金属成分を前記スクリーン装置
    からプラスチック流出口に運ぶための移送装置と、 (f)前記成分を粉砕するための粉砕装置と、前記移送装
    置は前記成分を前記粉砕装置に移送するように配置さ
    れ、前記粉砕装置は前記スクリーン装置と前記プラスチ
    ック流出口の間にあり、 (g)さらにプラスチック押し出し装置とからなり、前記
    移送装置は前記成分を前記粉砕装置から前記押し出し装
    置に移送するように配置され、前記押し出し装置は前記
    粉砕装置と前記プラスチック流出口の間にある ことを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 沈降によって重量汚染物を取り除くため
    の沈降タンク装置を有し、前記タンクは前記粉砕装置と
    前記押し出し装置の間にあることを特徴とする請求項７
    に記載の装置。
  9. 【請求項９】 プラスチック成分と金属成分を微粉砕す
    るための微粉砕装置を有し、前記微粉砕装置は、前記タ
    ンク装置と前記押し出し装置の間にあることを特徴とす
    る請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】プラスチック成分と金属成分を乾燥させ
    るための乾燥装置を有し、前記乾燥装置は、前記タンク
    装置と前記押し出し装置の間にあることを特徴とする請
    求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 紙繊維、プラスチック及び金属の源を
    含む混合廃棄物材料中の紙繊維からプラスチック成分と
    金属成分を分離する方法であって、 （a)前記混合廃棄物材料を水中でハイドロパルパーで攪
    拌して、紙繊維部分とプラスチック及び金属部分とから
    なるスラリーを形成する段階と、 (b)水とプラスチックと金属と相当量の前記紙繊維部分
    を前記スラリーから抽出して、前記ハイドロパルパーか
    ら出る液体流を形成する段階と、 (c)プラスチック成分と金属成分を前記液体流から取り
    出す段階と、 (d)前記取り出したプラスチック成分と金属成分を粉砕
    機に移送する段階と、 （e)前記粉砕機中のプラスチック成分と金属成分を粉砕
    する段階と、 (f)前記粉砕段階後、プラスチック成分を金属成分から
    分離する段階と、 (g)前記分離段階からのプラスチック成分を乾燥させる
    段階と、 (h)前記乾燥したプラスチック成分を押し出し機に供給
    する段階と、 (i)前記プラスチック成分を押し出す段階と からなることを特徴とする前記方法。
  12. 【請求項１２】 前記分離段階は、前記プラスチック成
    分と金属成分を沈降タンクに供給する段階を含み、より
    濃縮された前記成分が沈澱し、前記プラスチック成分が
    水流とともに取り出されるのを可能にすることを特徴と
    する請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記プラスチック成分を前記押し出し
    機に供給する前に、前記乾燥したプラスチック成分を微
    粉砕する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載
    の装置。
  14. 【請求項１４】 前記第１セパレータと前記第２セパレ
    ータの間の差圧を約１０psi から３０psi に維持する段
    階を含み、前記第１セパレータから前記第２セパレータ
    への流れを引き起こすことを特徴とする請求項２に記載
    の装置。
  15. 【請求項１５】 前記スロット付きスクリーンは、幅約
    ０．００４インチから０．０１０インチの間のスロット
    を有し、前記スロット付きスクリーンを通過する前記濃
    縮繊維流れは少なくとも９９％の水分を含むことを特徴
    とする請求項２に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１の方法により製造されたリサ
    イクル紙繊維。
  17. 【請求項１７】 リサイクルされた紙繊維を約１０％か
    ら約３０％の間で含み、約８０以下のTAPPI ダートコン
    テントを有する板紙。
  18. 【請求項１８】 前記板紙は、少なくとも約８０以下の
    白色度を有する請求項１７に記載の板紙。
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