JPS5829206B2 - 混合絶縁線スクラツプからハロゲン化ビニ−ル絶縁材を選び出して回収する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、混合絶縁線スクラップから、金属および絶縁
体を使用可能な形で回収する方法に関するものである。

さらに詳細には、本発明は、いくつかの絶縁体および金
属から構成されている混合絶縁線スクラップから、特定
の絶縁物質を選択的に回収する方法に関するものである
。

混合絶縁線スクラップから絶縁体を除去するためのスク
ラップ回収技術には共通した種々の技術があるが、はと
んど例外な〈従来の回収技術は、つぎのようなものであ
る。

（１）研摩もしくは切断などによる機械的分離、（２）
絶縁線スクラップを焼いて絶縁体を焼却してしまうか、
もしくは絶縁線スクラップから絶縁体を引き裂いたり、
あるいは曲げたりして脆弱化して取り除くというような
低温での処理による熱的分離、および（３）絶縁線スク
ラップから絶縁体を化学的に分離する、すなわち従来に
おいて金属導線の回収に使用されていた技術。

前述の技術の例としては、米国特許第 ３．５０７，４２７号および第２，９５６，７１７号が
あり、その中ではいずれも絶縁線スクラップの１部を冷
却して、その後に相対向した切断用刃により冷却された
絶縁体を切り剥すことにより、絶縁体を除去するという
機械的および熱的技術を組み合わせた方法を示している
。

米国特許第３，６３５，４５４号は、前述の高温処理技
術の１例を示している。

米国特許第３．６３５，４５４号に示されている方法は
、有機物の絶縁体が加熱された窒素ガス気流中で解重合
を行ない、それによって導線から絶縁体を除去するもの
である。

米国特許第３，６６６，６９１号において、スピラ−（
５ｐｉｌｌｅｒ ）は、前述の技術とは相違した方法を
示している。

スピラーにおいて示されている技術は、ポリ塩化ビニー
ル樹脂を含有しているスクラップ混合物を、オートクレ
ーブ中の溶媒の液相および気相の両方に接触させた後、
溶媒を蒸発させてポリ塩化ビニール絶縁体を溶媒から回
収することによって混合絶縁線スクラップからポリ塩化
ビニール樹脂を回収させている。

米国特許３，６２４，００９号において、ポリ塩化ビニ
ール樹脂を被覆した素材を無水の不活性大気下で溶媒と
接触させてポリ塩化ビニール樹脂を溶解させ、その後溶
媒を蒸発させることにより、ポリ塩化ビニール樹脂と素
材を回収する方法がサスマン（Ｓｕｓｓｍａｎ ）によ
り示されている。

以上のように従来の技術においては、絶縁体を破壊して
金属導線のみを回収するか、または導線に被覆した絶縁
体の種類によって異なる高価で長時間を費やす処理方法
を要求されるかのいずれかであった。

また、それらの方法はある特定の場合には有効であるが
、いずれも絶縁体の混合物を含有する絶縁線スクラップ
から多量の絶縁体および金属を連続的、選択的に回収す
るためには不適当であり、下記のごとく多くの問題を含
んでいる。

（１）電線の絶縁体として絶縁体を再使用できなくする
ような絶縁体の化学的変化、（２）標準金属精製法に有
害な化学物質の回収金属への混入、（３）前述の技術を
行なうための多大な費用、（４）除去すべき塵煙、塩化
水素等の汚染物の生成。

以上に述べたごとく、前記の従来方法の欠点を改良する
絶縁線スクラップから絶縁体を回収する方法が必要であ
り、詳述すれば、絶縁体として再使用可能にするため、
ポリハロゲン化ビニール絶縁体の絶縁能力に悪影響を及
ぼすことなく他の有機物絶縁体を含有する混合絶縁線ス
クラップからポリハロゲン化ビニール絶縁体を連続的、
選択的に回収する方法が必要とされる。

本発明は少なくとも１つの他の絶縁体を含有する混合絶
縁線スクラップからポリハロゲン化ビニール絶縁体を連
続的、選択的に回収する方法が下記工程により提供され
る。

（ａ） 溶媒が、ポリハロゲン化ビニール絶縁体に特
別の溶媒となり、混合絶縁線スクラップの他の絶縁体に
影響を及ぼさない温度で、混合絶縁線スクラップからポ
リハロゲン化ビニール絶縁体を溶媒により溶解させる工
程。

（ｂ） 溶解したポリハロゲン化ビニール絶縁体から
絶縁線スクラップの非溶解部分を分離する工程。

および、 （ｃ） 再使用に適切な乾燥した状態で、溶媒から溶
解したポリハロゲン化ビニール絶縁体を回収する工程。

さらに詳述すれば、本発明は、下記の工程から構成され
る。

（ａ） 向流抽出器を準備する工程。

（ｂ） 混合絶縁線スクラップを向流抽出器に供給し
、溶媒がポリハロゲン化ビニール絶縁体に対しである特
別の溶媒であり、かつその温度でその溶媒が混合絶縁線
スクラップ中に共存する他の諸絶縁体に対して実質的に
側らの溶媒効果も及ぼさないような温度で向流抽出器に
溶媒を供給し、そのあと水を供給する工程。

（ｃ） 混合絶縁線スクラップを向流抽出器内で移動
させ乍ら、ポリハロゲン化ビニール絶縁体を溶解する温
度に保たれた溶媒の逆流する流れと接触させる工程。

（ｄ） 向流抽出器に混合絶縁線スクラップの非溶解
部分を残しつつ、向流抽出器から溶解したポリハロゲン
化ビニール絶縁体を放出する工程。

（ｅ） 電線用の押出物用として適切な形で溶液から
溶解したポリハロゲン化ビニール絶縁体を再生する工程
。

（ｆ） 非溶解部分から残留溶媒を除去するために水
で非溶解部分を洗浄する工程。

および、（ｇ） 工程（ｂ）におけるその後の再使用
に対して、工程（ｅ）および（ｆ）から溶媒を回収する
工程。

ハロゲン化ビニール重合体の溶解速度は、有機溶媒の流
速および温度を制御することによって制御され、攪拌す
る必要はない。

溶媒の流れの方向に逆らって混合絶縁線スクラップを動
かすように力が加えられるが、向流抽出器のスクラップ
供給口から逆流抽出器の固体放出口へ絶縁線スクラップ
を移送することだけのためである。

また、向流抽出器内を通すように溶媒に力が作用し、か
つ溶媒が向流抽出器を通る速度は、ポリハロゲン化ビニ
ール絶縁体が混合絶縁線スクラップから溶解する速度を
制御する。

本発明は、溶媒にＮ−メチルピロリドンを例にとって説
明しているが、溶媒はＮ−メチルピロリドンに限定され
るものではなく、ポリハロゲン化ビニール絶縁体に対し
て特別の溶媒となる条件下において、Ｎ−メチルピロー
ルを用いてもよい。

「ポリハロゲン化ビニール絶縁体」という語は、本明細
書中では顔料、充填剤、可塑剤、酸化防医剤等ポリ塩化
ビニール絶縁体に通常存在する１つまたはそれ以上の添
加物を重合体マトリックス内に含んでいるか、懸濁して
いるポリ塩化ビニールの重合混合物またはポリ塩化ビニ
ールの共重合体を意味する。

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

さて、第１図にて示す装置は、多くの相異なる種類の電
気絶縁材および金属導線スクラップを含有する混合物か
らポリハロゲン化ビニール絶縁材を選択的に溶解し、か
つ回収する方法を示している。

理想的には、本発明の実施例に使用される原材料は、ア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金、あるいは銅もし
くは銅合金、および同様な金属導体といったような裁断
された金属導線、ポリ塩化ビニールの化合物並びにエチ
レン・プロピレン・ゴムの共重合体、架橋ポリエチレン
および電線絶縁物として適切に使用されるアクリルワニ
スといったような他の重合体から成る電線スクラップの
混合物から構成される。

本発明の実施を成功させるためには、技術的見地からみ
て、絶縁線スクラップ混合物中における前記の材料の相
対的濃度に依存しないが、もし本発明の実施が経済的に
成功するには、これらの材料の相対的濃度に依存する。

本発明は、また絶縁線スクラップに含有された水分を除
去するために、スクラップ混合物を最初に処理すること
な〈実施できる。

また、不活性気体下において、密閉された抽出器中で本
発明の抽出工程を実施する必要はない。

適切に裁断された混合絶縁線スクラップは、抽出器１２
に導入され、溶媒がスクラップ中に存在するポリハロゲ
ン化ビニール絶縁材、とくにハロゲン化ビニール重合体
、ＰＶＣおよびＰＶＣの共重合体を溶解させる温度で逆
流する溶媒と接触させられる。

本発明の実施例において、裁断されたスクラップの移送
方向と逆の方向に流される溶媒は、抽出器１２中へポン
プで入れられる前に約７６．７°Ｃ〜約１０４．４°Ｃ
（約１７０’Ｆ〜約２２０′Ｆ）の温度に予熱され、抽
出器１２で溶媒は裁断された混合絶縁線スクラップと接
触し、かつそのスクラップ中に含有されるポリハロゲン
化ビニール絶縁材を溶解する。

裁断された絶縁線スクラップと予熱された溶媒との接触
後に残った不溶性固体は、洗浄室１３へ移送され、そこ
で不溶性固体は、洗浄室１３へ適宜に供給されて逆流す
る水（図示省略）と接触して不溶性固体に付着したいか
なる残留有機溶媒をも除去する。

不溶性固体（ポリプロピレン、ポリエチレン、銅、アル
ミニウム等）は、つぎに液体分離器１４の中へ移送され
、そこで水および残留溶媒は不溶性固体から分離される
。

洗浄室１３からの溶媒水流（５〜２０％溶媒）は、貯水
塔給水タンク２１ヘポンプで入れられる。

洗浄室１３から排出される不溶性固体は、高パーセント
の金属、ポリプロピレン、ポリエチレン、架橋ポリエチ
レン、および絶縁線スクラップの最初のスクラップ中に
存在していたポリハロゲン化ビニール絶縁材以外の物質
を含有する。

洗浄室１３から排出された不溶性固体は、調和製工程用
における理想的な供給材料であり、あるいはまたもし調
和製炉用として粉状供給材料が望まれる場合には、それ
らの不溶性固体はあらかじめ熱分解処理を施こされた後
、金属回収炉へ導入されるであろう。

０．０１〜約２ｓ％のポリハロゲン化ビニーノ□絶縁材
を含有するようなポリハロゲン化ビニール絶縁材溶液は
、抽出器１２から搬出されたいかなる小さい粒子の残留
固体をも除去するため、下記のととくのフィルターシス
テム１５を通って濾過される。

まず、大きな粒子は、粗目構造フィルターでもってまず
濾過することによって除去され、より小さな粒子は、２
５ミクロンの細目フィルターでもって除去される。

フィルターシステム１５で回収された材料は、つぎに直
接に金属回収炉へ移送されるか、もしくはその中にポリ
ハロゲン化ビニール絶縁材が相当量存在する場合には、
抽出器１２へ再循環されるかのいずれかである。

ポリハロゲン化ビニール絶縁材溶液は、つぎにバルク供
給タンク１６の中へポンプにより導入され、このバルク
供給タンク１６はポリハロゲン化ビニール絶縁材溶液を
予熱器１７へ供給する。

本発明の１つの重要な観点は、溶液からポリハロゲン化
ビニール絶縁材の回収中において、ポリハロゲン化ビニ
ール絶縁材の均質溶液を維持する必要がある。

これは、タンク加熱器３０を通り、ポンプ２９を介して
バルク供給タンク１６へ戻る循環路中に回収されたポリ
ハロゲン化ビニール絶縁材溶液を間断なく循環させ、そ
れによってハロゲン化ビニール絶縁材の均質溶液を維持
し、かつその溶液がＮ−メチルピロールの場合、溶液の
温度を約３７，８℃（約１００°Ｆ）に同時に上げるこ
とによって達成される。

ポリハロゲン化ビニール絶縁材溶液は、つぎに蒸発器１
８へ流入される。

ポリハロゲン化ビニール絶縁材溶液は、蒸発器１８へ流
入されるとき、予熱器１７を通過するが、もし使用溶媒
がＮ−メチルピロールの場合には、予熱器１７では溶液
の温度は約４８．９℃（約１２０’Ｆ）まで上げられる
。

理想的には、溶媒の蒸発およびその結果生じたポリハロ
ゲン化ビニール絶縁材の回収は、約０．２〜０．９気圧
で、かつ約３２．２８Ｃ〜約１４８．９℃（約９００Ｆ
〜約３００’Ｆ）の温度で薄膜蒸発器１８の中で行なわ
れる。

ポリハロゲン化ビニール絶縁材溶液から溶媒の蒸発を生
じさせるのに使用される温度および圧力は、ポリハロゲ
ン化ビニール絶縁材内の酸化防東剤およびポリハロゲン
化ビニール絶縁材を溶解するのに使用される溶媒に依存
し、そこでは絶縁材内の酸化防屯剤の濃度が高ければ高
い程溶媒の温度が高くなる。

回収されたポリハロゲン化ビニール絶縁材（通常９９係
固体）は、生産品アウトレットポンプ２４を通して実質
的に乾燥状態で蒸発器１８から回収される。

スロツプスタンク２５は操作中用および蒸発器１８のフ
ラッシング用に備えられる。

蒸発器１８内に生成され、かつ通常的１％の水分を含有
する溶媒蒸気は、液体となってポンプ２８を介して溶媒
基供給タンク２０および純粋溶媒貯蔵タンク１１へ移送
される。

一般的に、流れは２つのタンク間に５０対５０の割合で
分割される。

溶媒によって金属スクラップ−絶縁混合物から採取され
たいかなる水分も、溶媒基１９内で除去される。

１幅木分溶媒流は、貯水塔２２（約４．１〜約７．１幅
木分）からの過熱流と混合されて、約３．９％の水分を
含有する溶媒基１９用の供給溶媒となる。

この溶媒は、約０．３２％水分を含有する溶媒流を生成
するために加圧蒸留され、抽出器１２に供給するため、
純粋溶媒貯蔵タンク１１内に貯蔵される。

約９０ｔ）溶媒を含有する洗浄室１３からの溶媒水洗浄
流は、貯水塔供給タンク２１内において約１１．７％の
水分を含有する溶媒基１９からのオーバーヘッドと混合
されて、その結果約８４．５％水分の貯水塔供給成分を
生じる。

貯水塔２２は１気圧で運転され、約０．０４３φ溶媒を
含有する水を生成し、その溶媒は蒸留後その工程中にお
いて再使用用に純粋水貯蔵タンク２３内に貯えられる。

貯水塔２２からのオーバーヘッドは、つぎの再蒸留用に
溶媒基供給タンク２０の中へ貯えられる。

さて、本発明に係る方法の抽出部分は、鋼金属、ポリ塩
化ビニール、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレ
ン−プロピレン・ゴム、ポリプロピレン、テフロンおよ
びナイロンから威る裁断された混合絶縁線スクラップが
抽出器１２中へ連続的に定量供給され、かつ溶液放出口
の近辺から固体放出口へあらかじめ定められて移動し、
その間溶媒がポリ塩化ビニール絶縁材のみを溶解させる
温度で逆流する溶媒と連続的に接触する。

本発明に使用される溶媒は、たとえばＮ−メチルピロー
ル、Ｎ−メチルピロリドンおよびその混合物が挙げられ
る。

Ｎ−メチルピロリドンの場合は、約７６．７°Ｃ〜約１
０４．４°Ｃ（約１７０’Ｆ〜約２２０°Ｆ）、望まし
くは約９０．６℃〜約１０４．４°Ｃ（約１９５’Ｆ〜
約２２０”Ｆ）の温度でポリ塩化ビニール絶縁材の選択
的溶媒として望１しく、Ｎ−メチルピロールの場合は、
３２゜２℃〜約４８．９°Ｃ（約９０″Ｆ′〜約１２０
′Ｆ）の温度が好ましい。

ポリ塩化ビニール絶縁材溶液の濃度は、溶媒の温度、溶
媒の流速および絶縁線スクラップの流速を調整すること
によって制御される。

有効な本発明の抽出工程は、１気圧で行ない、側ら特別
の気圧の下で行なう必要はない。

望ましくは、抽出器１２は外気に対して遮断されるが、
その理由は溶媒損失を少なくするという技術的よりもむ
しろ経済的理由による。

抽出器１２から放出される溶媒は、すべての溶媒に対し
て約８〜約１７俤の溶解ポリ塩化ビニール絶縁材の濃度
を有するが、相異なる諸溶媒に対する望ましい濃度は異
なる。

下記の諸例は、本発明をさらに説明するためであるが、
特許請求の範囲に記載されたものを除いては、必ずしも
限定的なものではない。

別途に説明無き限り、すべてのパーツおよびパーセント
は、重量によるものである。

実施例 １ 金属鋼、ポリ塩化ビニール絶縁材、ポリエチレン、架橋
ポリエチレン、ナイロン、テフロンおよびポリプロピレ
ンから成る裁断された絶縁線スクラップは、１気圧で操
作しているギフオード ウッド（Ｇｉ ｆ ｆ ｏｒｄ
Ｗｏｏｄ ）向流抽出器の中へ導入された。

抽出器は、ある一定の速度で混合絶縁線スクラップがス
クラップ供給口から不溶性固体出口へ向って移動するよ
うに調整された。

スクラップは、抽出器を通して移動するにつれて加熱さ
れた逆流するＮ−メチルピロリドンと連続的に接触され
た。

加熱されたＮ−メチルピロリドンは、不溶性固体出口の
近辺にある溶媒入口を通って抽出器の中へ導入され、か
つ流速は溶媒放出口で測定の際重量で１４．６１％±１
係のポリ塩化ビニール絶縁材の溶液を維持するように調
節された。

ポリ塩化ビニール絶縁材溶液は、粗目濾過にはクツ（Ｃ
ｕｎｏ）機構フィルターを、細目濾過には一連の２５ミ
クロンポリエチレン・カートリッジ・フィルターを使用
して濾過された。

つぎに、濾過されたポリ塩化ビニール絶縁材溶液は、薄
膜蒸発器の中へポンプで入れられる前に約４８．９℃（
１２０’Ｆ）まで予熱され、薄膜蒸発器でフラグメント
（寸断）された乾いたポリ塩化ビニール絶縁材およびＮ
−メチルピロリドンが回収された。

Ｎ−メチルピロリドンは、不溶性固体からの水溶液と同
様に、抽出器の中での再使用のため標準蒸留法によって
再循環された。

つぎに、回収されたポリ塩化ビニール絶縁材は、絶縁電
線およびケーブル用の押出物工程における後続の使用の
ためパッケージされ、かつ不溶性固体は、銅を再生する
ための燃焼精製工程における原料供給としての後続使用
のためパッケージされた。

同一の方法および装置が実施例２〜４においても使用さ
れたが、操作条件は表Ｉを参照することによって判明す
るように、使用溶媒によって様々であった。

実施例 ２〜４ 実施例１の方法でいくつかのＰＶＣ絶縁材特殊溶媒およ
びＰＶＣ絶縁材非溶媒が使用されたのを除いて、同様の
ことが行なわれた。

作業（操作）温度は、使用溶媒によって様々であった。

表■は、本発明の工程によって処理される混合絶縁線ス
クラップ中に存在するポリ塩化ビニール絶縁材以外の絶
縁材に関して実施例１〜４に用いられる各種の溶媒の効
果を説明する。

表■から、中本操作条件に対して溶媒および工程はポリ
塩化ビニール絶縁材およびポリ塩化ビニール共重合体絶
縁材に対して選択的であることが明らかである。

実施例 ５ 実施例１に記載された混合絶縁線スクラップから回収さ
れたポリ塩化ビニール絶縁材は、ポリ塩化ビニール絶縁
材を押出する標準工業技術を使用して、Ａｌ０ＡＷＧ銅
線上に絶縁材として被覆された。

この押出工程において使用された材料は、材料に一様な
粒の大きさを与え、かつそれによって回収された乾燥ポ
リ塩化ビニール絶縁材の押出器への一様の供給速度が達
成できるように、その固体の流れの特徴を改良すること
を唯一の目的として、標準粒化法を通してあらかじめ処
理されたものであった。

回収されたポリ塩化ビニール絶縁材は、押出しの前ある
いは押出中に新しい可塑剤あるいは安定剤の添加を含有
するような付加的処理を受けていなかった。

最終的の押出物の色を改良するために黒い顔料が押出器
に添加された。

表口は、最小の容認し得る引張強さおよび「アンダーラ
イターズ実験所（ＵｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓＬａｂｏｒ
ａｔｏｒｉｅｓ ） Ｊ公認のポリ塩化ビニール・ジャ
ケット化合物に対する極限伸び率条件に比較して、抽出
されて回収された材料の物理的性質を表わしている。

表Ｉのデータは、可塑剤および充填剤が本発明の抽出工
程により、ポリ塩化ビニール絶縁材から除去されないこ
とを示す。

本発明は、前記したごとく、１実施例によって説明され
たもので、特許請求の範囲に記載された精神および範囲
を逸脱することなしに種々の変形および変更をすること
ができ、本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、本
発明のすべての変形および変更は本発明に包含されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を構成する工程の図表による説
明である。 図面の主要な部分を表わす符号の説明、１２・・・抽出
器、１３・・・洗浄室、１８・・・蒸発器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１種の他の絶縁材を含有する混合絶縁線
   スクラップから添加剤を含有したままの再使用可能な状
   態でのポリノ）ロゲン化ビニール絶縁材を連続的、かつ
   選択的に回収する方法にして、（ａ） ポリハロゲン
   化ビニール絶縁材に対し特別の溶媒であるＮ−メチルピ
   ロリドンまたはＮ−メチルビロールを、それぞれ混合絶
   縁線スクラップの他の絶縁材には影響を及ぼさない約７
   ６．７０Ｃ〜約１０４．４°Ｇ（約１７０°Ｆ〜約２２
   ００Ｆ）および約３２．２°Ｃ〜約４８．９°Ｃ（約９
   ００Ｆ〜約１２０’Ｆ）の温度範囲に加熱する工程と、
   （ｂ） 少なくとも１個の抽出器１２と少なくとも１
   個の洗條室１３とを備えた向流抽出装置の前記抽出器１
   ２に、混合絶縁線スクラップと、前記溶媒を供給し、前
   記洗條室１３に、水を供給する工程と、（ｃ） 混合
   絶縁線スクラップを前記向流抽出器１２内を移動させな
   がら、前記温度範囲に保たれた前記溶媒の逆流する流れ
   と接触させ、混合絶縁線スクラップからポリハロゲン化
   ビニール絶縁材を前記溶媒に選択的に溶解させる工程と
   、（ｄ） 溶解したポリハロゲン化ビニール絶縁材を
   含む溶液を前記向流抽出器１２から取り出して循環路を
   間断なく循環させ均質溶液とし、その均質溶液を蒸発器
   １８へ導入する工程と、 （ｅ） 混合絶縁材スクラップの非溶解部分を抽出器
   １２より洗條室１３へ移動させ、そこで前記洗條室１３
   へ供給され逆流する水と接触させて、前記非溶解部分に
   付着した残留溶剤を除去する工程と、および （ｆ） ポリハロゲン化ビニール絶縁材を熱的に分解
   することなく、蒸発器１８内で前記溶液から前記溶媒を
   蒸発させて、ポリハロゲン化ビニール絶縁材を再使用に
   適した乾燥状態で回収する工程と、よりなることを特徴
   とする方法。 ２、特許請求の範囲１に記載せる方法にして、前記混合
   絶縁線スクラップが、ポリエチレン、架橋ポリエチレン
   、ナイロン、テフロン、ポリ塩化ビニール、ポリ塩化ビ
   ニールの共重合体、塩素化ポリエチレン、エチレン−プ
   ロピレンゴム並びにポリプロピレン等の絶縁材と結合し
   た銅およびアルミニウム金属の混合物からなることを特
   徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲１に記載せる方法にして、前記ポリ
   ハロゲン化ビニール絶縁材がポリ塩化ビニール絶縁材、
   ポリ塩化ビニール共重合体絶縁材およびその混合物より
   成るグループから選択されることを特徴とする方法。