JPH0872058A

JPH0872058A - プラスチックのリサイクル方法およびリサイクル装置

Info

Publication number: JPH0872058A
Application number: JP21023494A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Hatakei; 政信畑井
Original assignee: SEKITEI BEIKOKU KK
Current assignee: SEKITEI BEIKOKU KK
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】処理工程が容易かつ簡便で、高純度のプラス
チックを安価に得るためのプラスチックのリサイクル方
法およびこれに用いられる装置を提供する。【構成】粉体プラスチック４１を熱水で溶融状態と
し、この溶融物が熱水中を沈降あるいは浮上する際に、
前記熱水で洗浄すると同時に比重分離して不純物を分離
する。【効果】簡単で安価に、高純度のプラスチックを回収
でき、これを用いて品質的、外観的に遜色のない、再加
工プラスチック成形品を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は廃プラスチック成形品な
どからプラスチックを安価に効率よく回収する方法およ
びこれに用いられる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック成形品は、優れた特徴の反
面、自然界では分解せず、焼却処理ではダイオキシンや
塩化水素などの有害物質が発生し、また焼却炉の内壁に
燃えカスが付着し、焼却炉の損傷、効率低下の原因とな
るなど、その廃棄物の処理方法が大きな社会問題となっ
ている。

【０００３】そこで、近年、自然界での分解が可能な生
分解性プラスチックの開発研究がなされ、一部実用化さ
れているが、このものは、コストが高く、物理、化学的
に劣化しやすいなどの問題があり、現存するプラスチッ
ク成形品の代替とはなりえなかった。よって、使用不可
となって廃棄処分される廃プラスチック成形品を回収
し、再生する方法を確立することが有望視されている。

【０００４】プラスチックの回収再生方法としては、特
開昭４９−１１２９８０号公報に開示されたものがあ
る。これは、図３に示すように、粉砕機にて小片に粉砕
された廃プラスチック成形品（以下、小片プラスチック
と略す）を水洗タンク１にて洗浄した後、水切りを行
い、小片プラスチックをコンベア２にて、所望の比重を
有する溶媒が満たされた比重分離タンク３、４に送り、
前記小片プラスチックに付着していた汚れおよび不純物
を比重の差を利用して分離し、廃プラスチック成形品の
うち、プラスチック分のみを回収するものである。

【０００５】例えば、ポリスチレンを回収しようとする
場合、第１の比重分離タンク３に、比重１．１程度の塩
水を満たし、この中に前記小片プラスチックを投入し、
アルミニウム箔、塩化ビニルなどの不純物を沈下させ、
液面近傍に存在するポリスチレンを含有する小片プラス
チックを回収すればよい。

【０００６】また、この段階の小片プラスチックには、
ポリスチレン以外にも、ポリエチレン、ポリプロピレン
などが含有されている可能性があるので、前記回収され
た小片プラスチックを、今度は水が満たされた第２の比
重分離タンク４に投入し、前記ポリエチレン、ポリプロ
ピレンを浮上させ、前記第２の比重分離タンク４に沈下
したもの回収すれば、ポリスチレンのみを得ることがで
きる。

【０００７】しかしながら、上述した方法では、不純物
を分離するために、複数の比重分離工程を経ねばならな
い、比重分離タンク３、４には、それぞれ異なった比重
の溶媒を満たさなければならない、溶媒の比重調製工程
を要する、前記比重分離タンク３、４に満たされた溶媒
の比重を一定に保つため、洗浄されて水分が付着したま
まの小片プラスチックを投入することはできず、洗浄し
た後、一旦水切りをしなくてはならないなど、製造工程
が煩雑であった。

【０００８】さらに、超臨界水を用いて、プラスチック
成形品を油状低分子原料にまで、化学分解する方法が提
案されている。しかしながら、この方法は処理工程が多
く、コスト高になるばかりか、原料段階まで分解してし
まうので、そこから再度プラスチックにするためにも、
様々な工程を経ねばならず、プラスチックのリサイクル
といった観点からは、実用的なものではないなどの問題
があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの事
情に鑑みてなされたものであって、処理工程が容易かつ
簡便で、高純度のプラスチックを安価に得るためのプラ
スチックのリサイクル方法およびこれに用いられる装置
を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、プラスチ
ック成形品を粉砕して得られた粉体プラスチックから不
純物を分離するプラスチックのリサイクル方法におい
て、粉体プラスチックを熱水中で溶融状態とし、この溶
融物が熱水中を沈降あるいは浮上する際に、前記熱水で
洗浄すると同時に比重分離して不純物を分離することに
よって解決できる。またこの際、前記粉体プラスチック
を溶融する際の熱源として、水蒸気を用いることが好ま
しい。さらに、前記リサイクル方法おいて、粉体プラス
チックを熱水中で溶融し、この溶融物が熱水中を沈降あ
るいは浮上する際に前記熱水で洗浄すると同時に比重分
離して不純物を分離させる耐圧溶融槽を具備してなるリ
サイクル装置を用いることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明のプラスチックのリサイクル方法は、粉
体プラスチックを熱水中で溶融し、溶融粒子とし、これ
を熱水中で沈降または浮上させるようにしているので、
熱水により洗浄されて不純物が効率よく除去、分離され
る。

【００１２】

【実施例】次に、本発明のプラスチックのリサイクル方
法の一例として、発泡ポリスチレンをリサイクルしてポ
リスチレンを得る場合について説明する。図１は、本発
明によるポリスチレンのリサイクル方法を説明するため
の主要な操作の流れ図であり、図２は、このリサイクル
を実施するために用いる装置の一例およびこの装置を用
いた際のポリスチレンのリサイクル工程を示す模式図で
ある。

【００１３】図２において、符号１０は、リサイクルの
ための装置であり、この装置１０は、概略、粉砕機１１
と洗浄槽１２と耐圧溶融槽１３とから構成されている。
前記粉砕機１１は、発泡ポリスチレン４０を粉砕して粉
体ポリスチレン４１とするもので、水ジェットが噴出す
る噴出口１５と、処理する発泡ポリスチレン４０を固定
する固定台１６とからなるものである。前記噴出口１５
は図示しない高圧水供給装置に接続されており、この噴
出口１５の直下に、固定台１６が配置されている。さら
にこの固定台１６には、図示しない水平移動機構が設け
られており、この水平移動機構により、水平方向への移
動が可能なようになっている。

【００１４】前記粉砕機１１によって作製された粉体ポ
リスチレン４１は、洗浄槽１２に送られる。この洗浄槽
１２は、粉体ポリスチレン４１を水洗浄するもので、中
空有底の円筒状ものである。そして、この洗浄槽１２に
は、攪拌機２０が取り付けられて、前記粉体ポリスチレ
ン４１を攪拌しながら洗浄できるようになっている。ま
た、前記洗浄槽１２には、油分離装置５０が接続され、
さらに、給水口５１および排水口５２が設けられて、粉
体ポリスチレン４１をすすぎつつ、効果的に洗浄できる
ようになっている。

【００１５】前記洗浄された粉体ポリスチレン４１は、
耐圧溶融槽１３に送られる。前記耐圧溶融槽１３は、中
空有底の円筒状の溶融槽本体２２と、前記溶融槽本体２
２の開口部２４を覆う蓋体２３とからなるものである。
また、この蓋体２３には、ポンプＡ２５を具備した連結
パイプＡ２６の一端が挿通され、この連結パイプＡ２６
の他端は、前記洗浄槽１２の底部近傍に挿入されて、洗
浄槽１２の内容物を耐圧溶融槽１３内に圧送できるよう
になっている。

【００１６】さらに、前記溶融槽本体２２の底部近傍に
は、それぞれバルブＢ２７、バルブＣ２８を具備したパ
イプＢ２９、パイプＣ３０が、底面からの高さが互いに
異なる位置に取り付けられて、耐圧溶融槽１３内の内容
物を排出できるようになっている。

【００１７】また、前記溶融槽本体２２の中央部近傍に
は、中空円板状で溶融槽本体２２に取り付けられた際に
上面となる面に小孔が形成されている水蒸気噴出部３２
が内蔵されている。そして、この水蒸気噴出部３２に
は、水蒸気供給用のパイプＤ３３の一端が挿通され、前
記パイプＤ３３の他端は、ボイラ３１の上面に挿通され
ている。

【００１８】前記ボイラ３１は、水蒸気を発生させるも
ので、前記パイプＤ３３および水蒸気噴出部３２を介し
て、前記耐圧溶融槽１３内に水蒸気が送り込めるように
なっている。また、このボイラ３１には、ポンプＥ３５
が具備された連結パイプＥ３６の一端が接続されてお
り、その他端は、前記溶融槽本体２２の中央部近傍に接
続されている。さらに、前記連結パイプＥ３６とは別
に、ポンプＦ３７を具備し、その一端が補水供給口３９
に接続されている連結パイプＦ３８もボイラ３１に取り
付けられている。

【００１９】次にこのような装置１０を用いたリサイク
ル方法を、図１および図２を用いて説明する。まず、処
理しようとする発泡ポリスチレン４０を、固定台１６に
セットする。ついで、前記発泡ポリスチレン４０に水ジ
ェットを噴射して粉砕し、粉体ポリスチレン４１とす
る。この際に、水平移動機構を作動させて、発泡ポリス
チレン４０全体に水ジェットがかかるようにする。この
際の、水ジェットの噴出圧は、３０〜５００kg/cm²G 、
特に５０〜２００kg/cm²G 、さらには１００〜１５０kg
/cm²G であることが好ましいが、処理する発泡ポリスチ
レン４０の厚みや大きさ、硬度によっては、前記の範囲
外とすることもできる。

【００２０】また、この際、粉体ポリスチレン４１の１
つの粒子内に気泡が残らないように粉砕する必要があ
る。粉砕された粉体ポリスチレン４１の粒径は０．１〜
１００μｍ、特に１〜５０μｍ、さらには１０〜３０μ
ｍであることが好ましい。これは、０．１〜１００μｍ
の範囲であると、粒子内に気泡が残らず、比重分離の際
に粉体ポリスチレン４１が浮上して、回収率が低下する
のを防止でき、また、前記発泡ポリスチレン４０の表面
積に比べ、これから得られる粉体ポリスチレン４１の総
表面積がはるかに増大し、後工程の洗浄および溶融工程
が有効に進行するからである。

【００２１】ついで、前記粉体ポリスチレン４１を、水
ジェットに使用された水とともにスラリー状とし、洗浄
槽１２に投入する。そして、攪拌機２０を作動させて、
前記粉体ポリスチレン４１を洗浄し、主に水溶性不純物
を除去する。この際、前記洗浄槽１２には、水ジェット
として用いられた水の他に、給水口５１からも水を供給
するとともに、排水口５２から汚水を排出するようにす
れば、さらに効果的に洗浄をすることができる。この洗
浄時間は５〜３０分、特に１０〜２０分であることが好
ましいが、粉体ポリスチレン４１の量や、攪拌機２０の
回転力、発泡ポリスチレン４０の汚染の程度などによっ
ては、前記範囲外とすることもできる。

【００２２】ついで、攪拌機２０を止め、数分静置す
る。この静置により、発泡ポリスチレン４０に付着して
いた種々の油分などの水より軽い非水溶性不純物（以
下、軽不純物と略す）が液面近傍に浮上する。ここで、
適宜な手段、例えばさらに水を加えて、前記軽不純物を
オーバーフローさせ、これを除去するが、発泡ポリスチ
レンの汚れの程度によっては、省略することもできる。
なお、この際に、油分離装置５０を作動させて、液面に
浮上した油分などを除去することもできる。

【００２３】ついで、軽不純物が除去された粉体ポリス
チレン４１と水とを、再度攪拌しつつ、ポンプＡ２５を
作動させ、このものを、耐圧溶融槽１３に圧送し、前記
耐圧溶融槽１３の上部から滴下する。前記耐圧溶融槽１
３内は、あらかじめ熱水と、ボイラ３１からパイプＤ３
３および水蒸気噴出部３２を通じて送られてきた水蒸気
で満たされて、高温高圧状態になっている。そして、滴
下された粉体ポリスチレン４１が水蒸気および熱水で加
熱され、溶融して溶融ポリスチレンとなり、熱水中を沈
降しつつ洗浄される。

【００２４】また、このとき、前記粉体ポリスチレン４
１中に混在し、前工程で取り除くことのできなかった不
純物も、粉体ポリスチレン４１が溶融して溶融ポリスチ
レンとなることで、容易にかつ確実に分離する。ここで
分離する主な不純物としては、金属片、砂利、枝、種、
皮、葉、魚のウロコや骨、その他の固形物など、前記溶
融ポリスチレンよりも重い非水溶性不純物（以下、重不
純物と略す）が挙げられる。そして、前記重不純物は、
溶融ポリスチレンよりも早く沈降し、耐圧溶融槽１３内
の内容物は、大きく、重不純物層４４、溶融ポリスチレ
ン層４２、熱水層４３の３層に分離する。

【００２５】この際の、耐圧溶融槽１３内の温度は、処
理されるプラスチックの溶融温度よりも若干高めである
ことが好ましく、そのような温度になるよう、水蒸気の
温度が調節される。また、水蒸気の圧力と温度とは密接
な関係にあり、水蒸気の温度が上がれば、圧力も必然的
に上がっていく。例えば、この例で用いた発泡ポリスチ
レン４０の溶融温度は約１４０〜１７０℃であるので、
耐圧溶融槽１３内に前記１４０〜１７０℃よりも若干高
め、具体的には１５０〜１８０℃程度の水蒸気を送り込
めばよい。そして、この状態の水蒸気の圧力は約４．５
〜１５ａｔｍ程度である。

【００２６】また、耐圧溶融槽１３内には、粉体ポリス
チレン４１とともに滴下された水が熱せられて熱水とな
るため、耐圧溶融槽１３内の熱水量が一定以上にならな
いように、ポンプＥ３５を作動させ、熱水を連結パイプ
Ｅ３６を介してボイラ３１に供給する。そして、ボイラ
３１に送られた熱水はさらに熱せられて水蒸気となり、
再びパイプＤ３３、水蒸気噴出部３２を介して耐圧溶融
槽１３内に送りこまれ、耐圧溶融槽１３内の温度、圧力
が低下するのを防止する。さらに、ボイラ３１内の熱水
が不足したときは、ポンプＦ３７を作動させて、補水供
給口３９から連結パイプＦ３８を介して水を送り込み、
水量が一定になるように調節する。

【００２７】ついで、バルブＢ２７を開き、パイプＢ２
９から溶融ポリスチレンを流出させて回収する。さら
に、回収されたポリスチレンを冷却して、射出成形機、
押出成形機などへ搬送し、新たな成形加工を施すことに
よって、再生プラスチック成形品を得ることができる。

【００２８】また、本発明のプラスチックのリサイクル
方法、およびこれに用いる装置１０は、先の例に限定さ
れるものではない。例えば、リサイクルされるプラスチ
ック成形品は、発泡ポリスチレンに限らず、発泡ポリエ
チレン、発泡ポリ塩化ビニルなどの発泡熱可塑性樹脂
や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂などの非発
泡の熱可塑性樹脂からなるものであれば任意である。

【００２９】さらに、耐圧溶融槽１３内の温度（熱水の
温度）は、処理されるプラスチックの溶融温度よりも若
干高めであることが好ましく、回収しようとするプラス
チックの種類に応じて適宜設定することができる。具体
的には、低密度ポリエチレンの場合は１３０〜２００
℃、高密度ポリエチレンの場合は１５０〜２３０℃、ポ
リプロピレンの場合は１７０〜２２０℃、メタクリル樹
脂の場合は１６０〜２２０℃程度である。また、熱水の
温度を上記範囲内に保つため、耐圧溶融槽１３内に供給
される水蒸気の温度は、それぞれの熱水の温度よりも若
干高めであることが好ましい。

【００３０】さらに、熱可塑性樹脂には、その比重が水
より軽いもの、重いものがある。先の例の発泡ポリスチ
レンの原料であるポリスチレンは、比重が約１．０６〜
１．０８であるので、耐圧溶融槽１３内では、熱水より
下に沈澱するため、パイプＢ２９、パイプＣ３０を溶融
槽本体２２の底部近傍に取り付けたが、ポリエチレン、
ポリプロピレンなど、水より比重の軽いものは、熱水よ
り上に積層するため、不純物および熱水を先に排出して
から、プラスチックを回収するか、プラスチック回収用
のパイプＢ２９を溶融槽本体２２の中央部、もしくは上
部近傍に取り付けておくとよい。

【００３１】また、耐圧溶融槽１３内の溶融プラスチッ
クおよび不純物の層は必ずしも１層ずつになるとは限ら
ない。処理したプラスチック成形品が複数のプラスチッ
クからなる場合は、それぞれのプラスチックが分離し
て、溶融プラスチック層が２層以上になる場合もある。
また、不純物の場合も同様で、不純物が単一種でない場
合は、不純物の層が２層以上になることもありうる。こ
の場合は、それぞれの層から少量ずつサンプルを抽出
し、適宜な定性分析を行って、その層を構成している物
質を同定し、有用な層のみを回収すればよい。

【００３２】さらに、軽不純物も粉体プラスチックを溶
融プラスチックにした後、分別除去を行ってもよい。

【００３３】また、粉砕は、発泡熱可塑性樹脂であれ
ば、上述の例のように水ジェットで粉砕可能であるが、
非発泡性の熱可塑性樹脂であれば、ハンマーミルなどの
機械的な粉砕方法を用いることが必要となる。

【００３４】このようなプラスチックのリサイクル方法
は、粉体プラスチックを溶融する耐圧溶融層を具備して
なるリサイクル装置を用いて、プラスチック成形品を水
ジェットにて粉砕して粉体プラスチックとし、ついで前
記粒体プラスチックを水洗浄して水溶性不純物を除去す
るとともに、軽不純物を予備比重分離にて分別除去し、
ついで、前記耐圧溶融槽内にて粉体プラスチックを熱水
中で溶融して溶融プラスチックとし、この溶融プラスチ
ックが熱水中を沈降する際に、前記熱水で洗浄すると同
時に、比重分離して、重不純物を分別除去するものであ
るので、不純物が効率よく除去、分離されるため、簡単
かつ安価に高純度のプラスチックを得ることができ、こ
れを用いて再度成形加工されたプラスチック成形品は、
品質的にも外観的にも遜色のないものをえることができ
る。

【００３５】さらに、プラスチック成形品の粉砕のため
に水ジェットを用いているので、騒音や粉塵の発生がな
く、容易に加工でき、かつ、前記水ジェットに用いられ
た水は、リサイクルの全工程で循環して活用されてムダ
がない。また、水は、取扱いが容易で人体への影響もな
く、かつ不燃性であることから消防法の適用も受けず、
リサイクル工程を安全に進行させることができる。よっ
て、粉体プラスチックを運搬する際も、水とともに適当
な容器に入れて、トラックなどにより、安全に容易に運
搬することが可能である。このように運搬が容易である
ため、任意の工場にてプラスチック成形品の粉砕処理の
みを行い、粉砕された粉体プラスチックを別の工場に運
搬して、そこで水洗浄のみを行い、さらに洗浄された粉
体プラスチックを別の工場に運搬して、そこで粉体プラ
スチックの溶融工程、比重分離工程、プラスチックの回
収工程を行うといったように、各工程の一括集中処理が
容易に可能となって、多量のプラスチック成形品を能率
的に処理できるため、処理コストをさらに安価にするこ
とができる。

【００３６】また、耐圧溶融槽１３内には、常に水蒸気
が満たされているため、溶融プラスチックが空気と接触
して劣化する心配もない。さらに、複数のプラスチック
からなるプラスチック成形品であっても、同時にそれぞ
れのプラスチックを分離して回収することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラスチ
ックのリサイクル方法は、プラスチック成形品を粉砕し
て得られた粉体プラスチックから不純物を分離するプラ
スチックのリサイクル方法において、粉体プラスチック
を熱水中で溶融状態とし、この溶融物が熱水中を沈降あ
るいは浮上する際に、前記熱水で洗浄すると同時に比重
分離して不純物を分離するものであるので、熱水により
洗浄されて不純物が効率よく除去、分離されるため、簡
単に安価に高純度のプラスチックを得ることができ、こ
れを用いて再度成形加工されたプラスチック成形品は、
品質的にも外観的にも遜色のないものとなる。さらに、
リサイクルの全工程で水が循環して活用されてムダがな
い。また、水は、取扱いが容易で人体への影響もなく、
リサイクル工程を安全に進行させることができる。ま
た、複数のプラスチックからなるプラスチック成形品で
あっても、同時にそれぞれのプラスチックを分離して回
収することができる。

【００３８】さらに、本発明のリサイクル装置は、粉体
プラスチックを熱水中で溶融し、この溶融物が熱水中を
沈降あるいは浮上する際に前記熱水で洗浄すると同時に
比重分離して不純物を分離させる耐圧溶融槽を具備して
なるものであるので、上述した粉体プラスチックの熱水
中での溶融、比重分離がスムースに進行する。また、耐
圧溶融槽内には、常に水蒸気が満たされているため、溶
融プラスチックが空気と接触して劣化する心配もないな
どの効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチックのリサイクル方法の工
程を示す流れ図である。

【図２】本発明のプラスチックのリサイクルに用いら
れる装置の一例と、この装置を用いたリサイクル方法の
一例をしめす模式図である。

【図３】従来のプラスチックのリサイクルに用いられ
たリサイクル装置の一実施例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１１…粉砕機、１２…洗浄槽、１３…耐圧溶融槽、２０
…攪拌機、２２…溶融槽本体、２３…蓋体、３１…ボイ
ラ、３２…水蒸気噴出部、４０…発泡ポリスチレン、４
１…粉体ポリスチレン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック成形品を粉砕して得られた
粉体プラスチックから不純物を分離するプラスチックの
リサイクル方法において、粉体プラスチックを熱水中で溶融状態とし、この溶融物
が熱水中を沈降あるいは浮上する際に、前記熱水で洗浄
すると同時に比重分離して不純物を分離することを特徴
とするプラスチックのリサイクル方法。
【請求項２】前記粉体プラスチックを溶融する際の熱
源として、水蒸気を用いることを特徴とする請求項１記
載のプラスチックのリサイクル方法。
【請求項３】請求項１または２記載のプラスチックの
リサイクル方法において、前記粉体プラスチックの前処理として、これを水洗浄す
ることを特徴とするプラスチックのリサイクル方法。
【請求項４】請求項１または２記載のプラスチックの
リサイクル方法において、前記粉体プラスチックの前処理として、これを水洗浄す
るとともに、少なくとも１回以上の予備比重分離により
不純物を分別除去することを特徴とするプラスチックの
リサイクル方法。
【請求項５】プラスチック成形品からプラスチックを
回収するリサイクル装置において、粉体プラスチックを熱水中で溶融し、この溶融物が熱水
中を沈降あるいは浮上する際に前記熱水で洗浄すると同
時に比重分離にて不純物を分離させる耐圧溶融槽を具備
してなることを特徴とするプラスチックのリサイクル装
置。
【請求項６】請求項５記載のプラスチックのリサイク
ル装置に、さらにプラスチック成形品を粉砕して粉体プ
ラスチックとする粉砕機と、前記粉体プラスチックを洗
浄する洗浄槽と、前記耐圧溶融槽に水蒸気を供給するボ
イラとを具備してなることを特徴とするプラスチックの
リサイクル装置。