(57)【要約】【課題】樹脂の中に金属部材が内装された複合廃棄物から金属と樹脂とを簡便に分離・回収する方法を提供する。【解決手段】樹脂の中に金属部材が内装された複合廃棄物の表面から一部の樹脂を剥ぎ取り、前記鉄部材を外部に露出させて-50℃以下まで冷却し、引き続き復熱させることにより、樹脂と金属との熱伝導率差、および、低温下における膨張伸縮率差を利用して金属と樹脂とを分離させることを特徴とする金属と樹脂の分離・回収方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と金属部材とで構成される複合廃棄物から一部の樹脂を剥ぎ取った後、-50℃以下まで冷却し、引き続き復熱させることにより、金属と樹脂とを分離させることを特徴とする金属と樹脂の分離・回収方法。
【請求項２】
樹脂の中に金属部材が内装された複合廃棄物の表面から一部の樹脂を剥ぎ取り、前記金属部材を外部に露出させて-50℃以下まで冷却し、引き続き復熱させることにより、金属と樹脂とを分離させることを特徴とする金属と樹脂の分離・回収方法。
【請求項３】
冷凍機により発生する冷熱、液化天然ガスの冷熱、または、深冷分離法による酸素・窒素製造プラントにおける冷廃熱のいずれかを熱交換装置にて回収して冷風を作り、該冷風をノズルを介して前記複合廃棄物に吹きつけて冷却することを特徴とする請求項１または２に記載の金属と樹脂の分離・回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タイヤ、ゴムクローラー、スチールワイヤー内装耐圧ゴムホース、スチールワイヤー内装ゴムベルト、ブレーキシュー、配管パッキン等のゴム類、プラスチック類等の樹脂と鉄などの金属部材とで構成される複合廃棄物から、ゴムと金属部材を分離・回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムなどの樹脂と鉄などの金属部材とで構成される複合廃棄物に対して、冷凍処理を利用した素材分離技術については従前より提案されている。
ゴムと鉄とで構成される複合廃棄物として、タイヤに代表される事例として、特許第2628485号公報には、タイヤを-100℃以下に冷凍した後、プレス加工と振動を与えることによりタイヤに内装されたスチールワイヤーとゴムとを分離する装置が提案されている。
しかし、この特許第2628485号公報に記載された方法は、冷凍処理後にプレス加工と振動を与えるための特別な装置が必要となるため装置構成が複雑になるという問題点があった。
また特開2002-219378号公報には、タイヤを低温液化ガスにて凍結した後、破砕・分離工程にてゴムと非ゴムとを分離する装置が提案されている。
しかし、この特開2002-219378号公報に記載された方法も、同様に凍結処理後に破砕・分離を行うための特別な破砕装置や分級装置が必要となるため装置構成を重厚なものとなっていた。
【０００３】
また、ゴムと鉄とで構成される複合廃棄物の中には、例えばゴムクローラー、上下水道管パッキン、製鉄・製紙会社で使用されているゴム引きロール等大型廃棄物もある。
これら大型複合廃棄物は、従前の冷凍破砕技術による素材分離方法では破砕機装置仕様を大幅に超える物であり、埋立処分の対象となっていた。
近年、埋立処分場の余力が逼迫する中、これら大型複合廃棄物の資源化技術の確立は喫緊の課題であった。
【特許文献１】特許第2628485号公報
【特許文献２】特開2002-219378号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、ゴム等の樹脂の中に鉄などの金属部材が内装された複合廃棄物から鉄などの金属部材とゴム等の樹脂とを簡便に分離・回収する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述の課題を解決するために、鋭意検討の結果なされたものであり、その要旨とするところは、特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）樹脂と金属部材とで構成される複合廃棄物から一部の樹脂を剥ぎ取った後、-50℃以下まで冷却し、引き続き復熱させることにより、金属と樹脂とを分離させることを特徴とする金属と樹脂の分離・回収方法。
（２）樹脂の中に金属部材が内装された複合廃棄物の表面から一部の樹脂を剥ぎ取り、前記金属部材を外部に露出させて-50℃以下まで冷却し、引き続き復熱させることにより、樹脂と金属との熱伝導率差、および、低温下における膨張伸縮率差を利用して金属と樹脂とを分離させることを特徴とする金属と樹脂の分離・回収方法。
（３）冷凍機により発生する冷熱、液化天然ガスの冷熱、または、深冷分離法による酸素・窒素製造プラントにおける冷廃熱のいずれかを熱交換装置にて回収して冷風を作り、該冷風をノズルを介して前記複合廃棄物に吹きつけて冷却することを特徴とする（１）または（２）に記載の金属と樹脂の分離・回収方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ゴム等の樹脂の中に鉄などの金属部材が内装された複合廃棄物から鉄などの金属とゴム等の樹脂とを簡便に分離・回収する方法を提供することができ、冷凍処理後の破砕・分離工程を省略することが可能であるため、処理対象物のサイズ制約を解消することができ大型廃棄物も分離・回収することができる。
さらに、本発明によってゴム等の樹脂と鉄などの金属とに分離・回収することによって、ゴム等の樹脂は再生原料ないしは再生燃料として、鉄は鉄スクラップ、銅などの金属は再生金属材料として各々資源有効利用が図れるなど、産業上有用な著しい効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態について、図１乃至図３を用いて詳細に説明する。以降は、金属の代表例として鉄について説明するが、本発明は鉄に限定されるものではなく、銅、チタン等の金属も本発明範囲内である。また、樹脂の代表例としてゴムについて説明するが、本発明はゴムに限定されるものではなく、プラスチック類等の樹脂類も本発明範囲内である。
従前の冷凍処理を利用した素材分離技術は、極低温下での素材の脆性破壊特性を活用しつつ、プレスないしは衝撃等を処理対象物に与えることでゴムと鉄との破壊特性差、ないしは同様に破砕されたゴムと鉄との磁気特性等の物性差を利用して素材分離するものである。このため冷凍処理後にプレス機ないしは破砕機等の設置が必須であり、設備装置構成を重厚なものとなっていた。
そこで本発明は、ゴムの中に鉄部材で構成あるいは内装された複合廃棄物の表面から一部のゴムを剥ぎ取り、前記鉄部材を外部に露出、あるいは鉄の露出率を高めさせて-50℃以下まで冷却し、引き続き復熱させることにより、ゴムと鉄との熱伝導率差、および、低温下における膨張伸縮率差を利用して鉄とゴムとを分離させることを特徴とする。
【０００８】
一般にゴムと鉄とでは、熱伝導率で400倍 (ゴム 0.24 、鉄 84  単位 W/m/K) 、極低温下での熱膨張率で無限大 (ゴム≒0  鉄 0.000012、単位 1/K) なる物性差を有していることは知られているが、本発明においては、ゴムの中に鉄部材で構成された複合廃棄物の表面から一部のゴムを剥ぎ取り、前記鉄部材を外部に露出、あるいは鉄の露出率を高めさせて-50℃以下まで冷却し、引き続き復熱させることにより、ゴムと鉄との熱伝導率差、および、低温下における膨張伸縮率差を利用して、プレス機や破砕機等の特別な装置を必要とせず、装置構成の軽減を可能にした。
【０００９】
図１は、本発明における鉄とゴムの分離・回収方法の実施形態を例示する図である。
図１において、１はヒーター、２はＬＮＧ−冷媒熱交換器、３は冷媒−エア熱交換器、４はフリーザーユニットを示す。
フリーザーユニット４による冷却処理の前段にゴム／鉄複合廃棄物のゴム部の一部を剥ぎ取り、鉄をむき出しとした（鉄の露出率を高めた）上で所定の冷却速度にて処理対象物を冷却、-50℃以下の一定温度に保持した後にフリーザーユニット４より常温下に暴露する際に、引き続き所定の昇温速度で復熱させる。この場合、特に鉄部分のみを積極的に加熱することが望ましい。その結果、鉄のみの急激な膨張収縮によってゴムと鉄との接着界面に剪断力が作用し、処理対象物に破壊・衝撃を加えることなくゴムと鉄との分離が可能になる。
【００１０】
処理対象とするゴム／鉄複合廃棄物は、例えば、図２に示すようなゴム６の中に鉄板５が内装された複合廃棄物とし、その表面から一部のゴムを剥ぎ取り、前記鉄部材を外部に露出させることにより、ゴムと鉄の冷却および復熱に速度差を生じさせることによりゴムを剥離し易くすることができる。
鉄部材を外部に露出させる面積は大きい方が好ましいが、全表面積の数％（５〜６％）程度を露出させれば十分である。さらに好ましくは、１０〜５０％である。
冷却温度を-50℃以下としたのは、-50℃以下にすることによってゴムが変質して剥離し易くなるからであり、本実施形態における冷却温度は-90℃とした。
【００１１】
また冷熱の供給方法についても、従前の液体冷媒ないしは低温液化ガスへの浸漬では所定の冷却速度制御が困難であることから、例えば冷凍機あるいは冷廃熱を熱交換した冷風を処理物に吹きつける、特開2004-321910号公報に記載された冷凍装置を用いることが望ましい。
フリーザーユニット４の冷却方法としては、冷凍機により発生する冷熱、液化天然ガスの冷熱、または、深冷分離法による酸素・窒素製造プラントにおける冷廃熱のいずれかを熱交換装置にて回収して冷風を作り、該冷風をノズルを介して前記複合廃棄物に吹きつけて冷却する方法が好ましく、吹きつけ速度を変えることにより冷却速度を制御することができる。
【００１２】
例えば、図１に示すように、フリーザーユニット４は予冷室・本冷室にわかれており、それぞれの室内空気は、ＬＮＧ等の冷熱により冷却された不燃性冷媒により冷却される。室内空気の冷却は、循環された同冷媒が室内の冷媒−エア熱交換器３で室内空気と熱交換することで冷却される。
冷却された室内空気は、ファンにより送風され、スリットを通過し衝突噴流として直接被冷却体に当てられる。このことで、表面の熱伝達率を飛躍的に向上され、急速冷却を実現される。一方、被冷却体はメッシュ状ベルトコンベアに積載され、予冷室・本冷室内を移動していく。被冷却体は、上方向又は上下双方向から冷風を吹きつけられ所定の温度に冷却される。
冷却された被冷却体は、復熱室にて復熱される。復熱される際、鉄とゴムとの分離回収を容易とするため、復熱速度は、0.1℃/s〜1000℃/ｓが最適である。また、鉄とゴムの一部に風を吹きつけることにより、鉄とゴムの復熱速度を変更させても鉄とゴムとの分離回収は更に容易になる。
【００１３】
図１に示すように、冷熱源として液化天然ガス（以下、ＬＮＧと呼ぶ）を用いた実施例について、以下に詳述する。
ＬＮＧタンカーにて移入されたＬＮＧは、同基地に荷揚げされＬＮＧタンクに貯蔵される。ＬＮＧそのものは、約−１６０℃であるが、これを都市ガスとして配給するに気化器（ヒーター１）にてガス化を図る。この際に−１２０〜−１５０℃なる気化冷熱を発する。これをＬＮＧ−冷媒熱交換機２にて不燃性冷媒で冷熱を回収、循環される同冷媒にてフリーザーユニット内部を−９０℃まで冷やす。一方処理対象物であるゴム／鉄複合材料は、事前処理にて鉄の一部をむき出し、鉄の露出率を高めるように加工を加えた上で、フリーザーユニット４へ装入する。
フリーザーユニット４内部ではメッシュ状ベルトコンベアに積載された処理対象物に向けて上下双方向から冷風を吹きつけ、ゴムならびに鉄に対して所定の冷却速度を与えるように冷風の吹きつけ速度を制御する。
【００１４】
図３は冷風の吹きつけ、衝突噴流が直接製品にあたり、コアンダ効果を発生させる様に制御した際のゴムと鉄の冷却挙動を示すが、ゴムは 2.8℃/分、鉄は 4.3℃/分 で異なる冷却速度にて冷却することができた。冷却終了後、処理対象物を復熱室にて所定の復熱速度で復熱させることにより、処理対象物に破壊・衝撃を加えることなくゴムと鉄との分離が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明における鉄とゴムの分離・回収方法の実施形態を例示する図である。
【図２】本発明が対象とするゴムの中に鉄部材が内装された複合廃棄物例示する図である。
【図３】本発明における鉄とゴムの分離・回収方法の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  ヒーター
２  ＬＮＧ−冷媒熱交換器
３  冷媒−エア熱交換器
４  フリーザーユニット
５  鉄板
５´露出部
６  ゴム
【図１】
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【図２】
2006346636.tif 000004
【図３】
2006346636.tif 000005