(57)【要約】【課題】廃棄プラスチックをリサイクル原料として利用するためのペレットを安定して製造可能とし、これにより表面性状の良好なプラスチックリサイクル品を製造できる、廃棄プラスチックを原料としたマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法を提供すること。【解決手段】廃棄プラスチックからマテリアルリサイクル用原料ペレットを製造する方法であって、前記廃棄プラスチックをあらかじめ塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下とした脱塩素廃棄プラスチックとして、該脱塩素廃棄プラスチックを溶融してペレットを製造することを特徴とするマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法を用いる。廃棄プラスチックより塩素含有プラスチックを分離除去することで塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下の脱塩素廃棄プラスチックとすること、脱塩素廃棄プラスチックを造粒した後、溶融してペレットを製造することが望ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄プラスチックからマテリアルリサイクル用原料ペレットを製造する方法であって、前記廃棄プラスチックをあらかじめ塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下とした脱塩素廃棄プラスチックとして、該脱塩素廃棄プラスチックを溶融してペレットを製造することを特徴とするマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法。
【請求項２】
廃棄プラスチックより塩素含有プラスチックを分離除去することで塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下の脱塩素廃棄プラスチックとすることを特徴とする請求項１に記載のマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法。
【請求項３】
脱塩素廃棄プラスチックを造粒した後、溶融してペレットを製造することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄プラスチックをリサイクルして再利用するための前処理技術に関し、特に容器包装リサイクル法の対象となる一般廃棄物プラスチック類をリサイクル利用するのに好適なマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
資源の有効利用のための廃棄プラスチック（使用済プラスチック）のリサイクルとして、熱回収、電力回収のための燃料としてプラスチックを用いるサーマルリサイクル、高炉用還元剤に用いるなどプラスチックの化学的性質を利用するケミカルリサイクル、プラスチック素材に用いてプラスチック製品として再生する素材リサイクル（マテリアルリサイクル）等が行われている。
【０００３】
一般家庭から排出される一般廃棄物プラスチックは、プラスチック以外に食品等に由来する有機物である厨芥類、金属、粉塵、紙等の異物が混入しているため、リサイクルに用いる場合にはこれらを除去することが望ましい。サーマルリサイクルやケミカルリサイクルを行う際にはリサイクル品は燃焼されたり熱分解されて利用されるので、臭気の発生原因である厨芥類は必ずしも十分に除去する必要はないが、マテリアルリサイクルを行う場合に、広くマテリアルリサイクル原料として利用するために廃棄プラスチックをペレットとして再生する場合は、汚染や水分を含有しないペレットとして再生することが望ましい。廃棄プラスチックの汚染を除去して再利用するために、廃棄プラスチックを水、または水に界面活性剤を添加したもの等を用いて洗浄する技術（例えば、特許文献１参照。）や、水蒸気を吹き付けることにより洗浄する技術（例えば、特許文献２参照。）が知られている。異物除去を行ない、洗浄された廃棄プラスチックは、加熱溶融されてペレット化して、素材リサイクル原料として利用されている。
【特許文献１】特開２００１−２５２９２４号公報
【特許文献２】特開２００３−２５１６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１、特許文献２に記載のような洗浄処理を行ない、必要に応じて乾燥処理を施した、汚染と水分を除去した廃棄プラスチックを原料とした場合でも、ペレット製造時に気泡が発生してペレットの製造が困難となる場合がある。また、ペレットが製造できた場合でも、製造されたペレットを用いてプラスチック製品（マテリアルリサイクル品）を製造しようとする際に、気泡の発生により製品の表面に凹凸が発生して表面性状の良好なプラスチック製品の製造が困難であるという問題がある。
【０００５】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、廃棄プラスチックをリサイクル原料として利用するためのペレットを安定して製造可能とし、これにより表面性状の良好なプラスチックリサイクル品を製造できる、廃棄プラスチックを原料としたマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）廃棄プラスチックからマテリアルリサイクル用原料ペレットを製造する方法であって、前記廃棄プラスチックをあらかじめ塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下とした脱塩素廃棄プラスチックとして、該脱塩素廃棄プラスチックを溶融してペレットを製造することを特徴とするマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法。
（２）廃棄プラスチックより塩素含有プラスチックを分離除去することで塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下の脱塩素廃棄プラスチックとすることを特徴とする（１）に記載のマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法。
（３）脱塩素廃棄プラスチックを造粒した後、溶融してペレットを製造することを特徴とする（１）または（２）に記載のマテリアルリサイクル用原料ペレットの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、廃棄プラスチックを原料としたペレットを製造する際に気泡が発生することなく安定した品質のマテリアルリサイクル用原料ペレットを製造することができる。また、本発明のマテリアルリサイクル用原料ペレットを用いれば、表面性状の良好なプラスチックリサイクル品を製造できる。このため廃棄プラスチックのリサイクル利用が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明者らは廃棄プラスチックを原料として製造したペレットを用いてプラスチック製品を製造する際に、製造されたペレットに気泡が含有されている場合があり、このようなペレットを用いて、例えばプラスチックボードの成型を行なうと表面に凹凸の発生した表面状態が良好でない製品が製造される傾向を見出した。そして、ペレットにおける気泡の発生原因は、廃棄プラスチックに含まれる塩素であると考えて廃棄プラスチックの塩素含有量について調査し、塩素含有量を所定の値以下とすることでペレットの気泡の発生を抑制して、表面性状の良好なプラスチックリサイクル品を製造可能であることを見出して本発明を完成した。すなわち、廃棄プラスチックからマテリアルリサイクル用原料ペレットを製造する方法であって、前記廃棄プラスチックをあらかじめ塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下とした脱塩素廃棄プラスチックとして、該脱塩素廃棄プラスチックを溶融してペレットを製造することを特徴とするマテリアルリサイクル用原料ペレットを製造する方法である。
【０００９】
廃棄プラスチックとは、使用済みのプラスチックであり、通常は複数種類のプラスチックの混合状態であり、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）などで構成されている。一般家庭からの廃棄物である一般廃棄物プラスチック以外に、産業廃棄物プラスチック等のプラスチック廃棄物にも本発明は適用可能である。
【００１０】
廃棄プラスチックの塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下とするために、廃棄プラスチックが含有する塩素を除去するには、塩素含有プラスチックを分離除去する方法を用いることが望ましい。廃棄プラスチックからＰＶＣ及びＰＶＤＣなどの塩素含有プラスチックを分別して除去することで、廃棄プラスチックの塩素含有量を低下させることができる。廃棄プラスチックからＰＶＣ及びＰＶＤＣなどの塩素含有プラスチックを分別して除去するための技術として、塩素含有プラスチックが高比重であることを利用して水等の液体に廃棄プラスチックを投入して比重差で浮沈選別する、湿式の比重差選別技術が知られている。また、水と廃棄プラスチックを投入した容器を回転させる遠心分離装置を用いて廃棄プラスチックを遠心分離することにより、高精度に低比重プラスチックと高比重プラスチックを分離することが可能であることも知られている。また、廃棄プラスチックを加熱することで脱塩素して、廃棄プラスチックを脱塩素廃棄プラスチックとすることも可能である。
【００１１】
廃棄プラスチックを溶融してペレット化するには、押し出し機構部を有する溶融樹脂押し出し装置等を用いた溶融押出し造粒方法を用いることが適当である。廃棄プラスチックを押出し装置等を用いて溶融混練した後、ペレタイザー等を用いてダイス孔等から線状に押出して冷却し、長さ方向で適当な長さに切断することで粒状化することができる。廃棄プラスチックに塩素が所定の濃度を超えて含まれていると、溶融押出し装置内で廃棄プラスチックが加熱溶融される際に塩素ガスが発生し、これを原因としてペレットに気泡が発生する。ペレット製造の際の加熱温度や製造ラインの速度により、所定の濃度は異なるが、廃棄プラスチックの塩素濃度を０．４ｍａｓｓ％以下とすれば、ペレット内の気泡量は問題とならない程度となり、リサイクル品を製造する際に表面性状が悪化することはない。溶融樹脂押し出し装置等には通常脱ガス機構が設置されているが、装置内の一部しか排気できないため十分な脱ガスは困難であり、また脱ガスを長時間行なうことも考えられるがペレットの生産効率の点から現実的ではない。
【００１２】
また、廃棄プラスチックの塩素濃度が高いと、ペレット製造時に水分含有量も増加する。これは、上記のように溶融押出し装置で脱気処理を行なうので、この際にペレット表面付近に開気孔が生成し、溶融混練されたプラスチックが水中に押出されて冷却される際に開気孔である気泡が水分を吸収するためである。ペレット中の水分は、ペレットを用いてリサイクル品を製造する際に気泡の発生原因となる。例えば、原料ペレットの水分含有量が０．５ｍａｓｓ％程度を超えると、表面性状の良好なプラスチックボードの製造は困難となる場合がある。したがって、廃棄プラスチックの塩素含有量を低下させることで、製造されるペレットの水分含有量も少なくすることができるため、水冷を行なうペレット製造方法を用いる場合に本発明方法を適用すれば、マテリアルリサイクル用原料として用いるのに非常に好適なペレットを製造することができる。
【００１３】
塩素を除去した廃棄プラスチックを溶融してペレット化する前に、造粒処理を行なうことが望ましい。廃棄プラスチックを造粒することでハンドリングが容易になり、生産性も向上する。廃棄プラスチックを造粒する方法としては、圧縮成型造粒方法や半溶融造粒方法を用いることが望ましい。圧縮成型造粒方法では、廃棄プラスチックを、全周に複数のダイス孔が貫設されたリングダイの孔から圧縮押出しして造粒する。たとえば、全周に複数のダイス孔が貫設されたリングダイと、このリングダイの内側にリングダイ内周面と接するようにして回転自在に配置された転動ローラとを備えた圧縮成型装置を用いるものであり、リングダイの内部に投入された廃棄プラスチックを、転動ローラによってリングダイ内周面との間で圧縮・圧潰しつつリングダイのダイス孔に押し込み、ダイス孔内を通過してリングダイ外面側に押し出されたプラスチック成型物を切断又はリングダイ外面から掻き落とすことにより、粒状プラスチック成型物を得るものである。主としてダイス孔内において廃棄プラスチックの少なくとも一部が摩擦熱によって半溶融又は溶融化し、その後固化することによりプラスチック成型物（粒状物）が得られる。半溶融造粒方法では、廃棄プラスチックを回転する破砕刃などにより破砕すると同時に撹拌しつつ、その摩擦熱又は外部加熱によってプラスチックを半溶融又は溶融させた後、水の噴霧よって冷却することで粒状プラスチックに造粒する方法である。この造粒方法はバッチ処理であるため処理効率（生産性）が低く、冷却に水を使用するため事後の乾燥工程が必要である、処理条件やプラスチック投入量によって得られる粒状プラスチックの粒度にバラツキを生じやすい、などの欠点がある。
【００１４】
次に、本発明の具体的な一実施形態を説明する。
【００１５】
廃棄プラスチックからプラスチック以外の異物を除去し、フィルム状のプラスチックを分離して、塩素含有量を所定濃度以下としてペレットを製造する場合の一例を以下に示す。廃棄プラスチックは通常は各自治体等で回収後、つぶし固めてベール品の状態とされることが多いので、この場合はまずベール品を解砕する。次に廃棄プラスチックから異物を除去する。異物除去には各種の方法が知られているが、例えば、まず揺動式選別機を用いて廃棄プラスチックを重量物（固形プラスチック）と小径物（金属片、木屑等）と軽量物（フィルム系プラスチック）に分離することで、軽量物としてポリオレフィン系プラスチックが主であるフィルム系プラスチックおよびトレー系プラスチックを分別し、重量物、小径物として、ペットポトル等の固形プラスチックや金属等を除去することが可能である。引き続いて、軽量物であるフィルム系プラスチックから塩素含有プラスチックを除去して、塩素含有量を所定量以下に低下させる。
【００１６】
図１は廃棄プラスチックを固形プラスチックとフィルム状プラスチックに分離し、フィルム系プラスチックの水に対する軽比重分（浮上物）を用いることで塩素を含有するプラスチックを分別除去して、これを造粒してペレット化してリサイクル原料とする場合を示す説明図である。
【００１７】
自治体よりベール品１として搬入された廃棄プラスチックは解砕機２により解砕され、プラスチック種類選別装置３により固形系プラスチック４とフィルム系プラスチック５に分別する。同時に金属片・木屑等６が除去される。このプラスチック種類選別装置３は、例えば上記の揺動式選別機により構成される。フィルム系プラスチック５は磁選機でさらに鉄類を除去した後に破砕機８により破砕され、気送工程９により粉砕機１０に搬送されて粉砕される。
【００１８】
粉砕後のフィルム系プラスチックは、比重分離装置（遠心分離装置）１４に投入される。比重分離装置（遠心分離装置）１４は液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程であり、異物および塩素含有プラスチックは沈降物として除去される。比重分離装置（遠心分離装置）１４の浮上物は塩素を含有しない廃棄プラスチックが主であり、これを造粒機１７（圧縮成型造粒方法による装置）により造粒し、貯留槽１８で貯留して、ペレット原料とする。
【００１９】
以上のようにして造粒された脱塩素廃棄プラスチックを、通常の樹脂を溶融押出ししてペレットを製造するものと同様の設備を用いてペレット化する。図２にペレット製造設備の一実施形態を示す。図２において、ペレット製造設備は、押し出し装置のスクリュー（押し出し機構部）を回転するモータ２１、減速機２２、廃棄プラスチック（造粒物）を溶融する押し出し装置シリンダ２３、押し出し装置内を排気する真空排気ポンプ２４、異物除去を行うスクリーンチェンジャ２５、ペレタイザー入口圧力を調整するギャーポンプ２６、各機器を接続する継手２７、押し出しによりペレットを製造するペレタイザー２８により構成されている。押し出し装置シリンダ２３はスクリューを有し、プラスチックをフィード、破砕、混練、脱ガス、加圧するのに適した形状となっている。押し出し装置シリンダ２３に投入された廃棄プラスチックは、スクリューにより内部にフィードされ、細かく砕かれ、練られる過程で発生する摩擦熱により溶融し、溶融時に発生するガスの一部は真空排気ポンプ２４により排気され、その後加圧されてペレタイザー２８方向へ排出される。ペレタイザー２８では所定の径を有するダイを用いて、溶融プラスチックを水中に押し出し、所定の長さに切断してペレットを製造する。
【００２０】
比重分離装置１４で適切に塩素含有プラスチックが除去され、廃棄プラスチックの塩素含有量を０．４ｍａｓｓ％以下とした場合には、ペレット製造時に押し出し装置シリンダ２３内で多量の気泡が発生することなく、良質のペレットを製造することができる。このようにして製造したペレットを用いてプラスチック製品を製造する場合、気泡によりプラスチック製品の表面に凹凸が発生することなく、表面性状の良好な製品が製造できる。
【実施例１】
【００２１】
廃棄プラスチックとして、多種類のプラスチックの混合状態であり異物も混合された一般家庭からの容器包装リサイクル対象ごみを用いて、プラスチックパネルの製造を行った。廃棄プラスチックには図１に示す工程と同様の前処理を施して、塩素含有量を低下させた。プラスチック種類選別装置３として、クランク軸に取り付けられて揺動運動する傾斜した反発板上に被選別物を投入すると物体の重量、形状および硬度の差により反発する弾道が異なることを利用して選別する揺動式選別機を用いた。破砕機により幅６０ｍｍ以下、最大長さ３００ｍｍに破砕されたフィルム系プラスチックをさらに粉砕機により１８ｍｍ程度に破砕した。破砕されたフィルム系プラスチックは水を用いた比重分離を行う遠心分離装置による処理を行った。遠心分離装置１４への投入物は、塩素濃度２．０％であったのに対し、浮上物１６の塩素濃度は０．３％であった。浮上物１６については、さらに熱風乾燥を行った後、造粒機により所定の形状（６ｍｍ径、長さ１０ｍｍ程度の円筒形状）に造粒した。造粒物を図２に示すものと同様のペレット製造設備（２本のスクリューを有する）を用いて溶融混練して、水中に押出して切断して、３ｍｍ径、長さ４ｍｍの円筒形状のペレットを製造し、このペレットを原料としてプラスチックパネルを製造したところ、表面の平坦度の高い製品を製造することができた。
【００２２】
次に、遠心分離装置に一度に多量の廃棄プラスチックを投入して処理したところ、製造された造粒物の塩素濃度は０．５％に上昇していた。この造粒物を溶融してペレットを製造したところ、気泡が発生し、押出し装置シリンダ内での脱ガスを十分に行なうことができず、製造条件を安定させることが困難であった。製造されたペレットには気泡が生成しており、水分含有量も０．７ｍａｓｓ％であった。このようにして製造されたペレットを用いてプラスチックパネルを製造しようとしたところ、ペレットを溶融した際にガスが発生して、製造条件を安定させることが困難であり、製造されたプラスチックボードの表面には多数の凹凸が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】廃棄プラスチックをペレット化する工程の説明図。
【図２】ペレット製造設備の一実施形態を示す概略図。
【符号の説明】
【００２４】
１    原料ベール
２    解砕機
３    プラスチック種類選別装置
４    固形プラスチック
５    フィルム系プラスチック
６    異物
８    破砕機
９    気送配管
１０    粉砕機
１４    比重分離装置
１７    造粒機
１８    貯留槽
２１    モータ
２２    減速機
２３    押し出し装置シリンダ
２４    真空排気ポンプ
２５    スクリーンチェンジャ
２６    ギャーポンプ
２７    継手
２８    ペレタイザー
【図１】
2006130756.tif 000003
【図２】
2006130756.tif 000004