(57)【要約】【課題】焼却処分や埋立て処分等されるような廃棄物としての布類を廃棄物としてのプラスチックと共に固形燃料として再利用することを目的とする。【解決手段】古着などの布類と廃プラスチックとを使用し、布を反毛に加工し、廃プラスチック等をプラスチック片に粉砕して前記の反毛とを混ぜ、コーン型回転炉でプラスチックを溶融させながら反毛と共に攪拌して混合し、生成した混合物を冷却して固形化させて形成した固形燃料とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反毛とプラスチックとを含有することを特徴とする固形燃料。
【請求項２】
反毛とプラスチックとを含有することを特徴とする固形燃料であって、前記固形燃料に対する前記プラスチックの質量含有率を７０質量％以上としたことを特徴とする固形燃料。
【請求項３】
少なくとも布とプラスチックとを用いた固形燃料の製造方法であって、前記布を反毛に加工した後、前記プラスチックと混ぜ、該プラスチックを溶融させながら前記反毛と共に攪拌して混合した後、生成したプラスチックと反毛の混合物を冷却して固形化させて形成したことを特徴とする固形燃料の製造方法。
【請求項４】
反毛とプラスチックとを混合、溶融および攪拌する手段としてコーン型回転炉を用いたことを特徴とする請求項３に記載の固形燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
再使用できない古着などの布類および廃棄物としてのプラスチックの有効利用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、再使用できない古着などの布類は裁断してウエスとして再利用したり、繊維をほぐして反毛とし、紡ぎ直して再生糸あるいはプレス成形をして自動車等のシート内部のクッション材としたりして再利用がなされていた。しかしながら、近年の産業構造の変化によりウエスとしての使用量は減少すると共に自動車等のクッション材においても、その多くが弾力性、断熱性に富んだ発泡プラスチックに置き換えられて反毛の再利用も減少している。また、布を単独で燃焼させた場合の発熱量は約１５ＭＪ／ｋｇであり石炭の発熱量約１５ＭＪ／ｋｇの約３分の２の値であるため燃料としても利用価値が少なく、殆ど再利用されていないのが現状である。そのため、余剰な布についてはやむを得ず焼却処分等を行わなければならず、環境保護の点からも再利用できる方法を開発することはきわめて重要である。
【０００３】
この種の課題を解決するための手段として、例えば古紙においては、プラスチックと混合して固形燃料（ＲＰＦ）とする方法があるが、古紙は分別回収率が高く比較的品質が安定している等の理由により再利用の技術開発が進められてきた。また、他の手段としては、図４に示したように家庭などから排出される一般廃棄物３１を主原料としてプラスチック３２と混合し押出成形機Ｂにより溶融、攪拌、固形化させて固形燃料３３を形成する方法（例えば、特許文献１参照。）があるが、古着などの再利用にあっては、付属のボタンやファスナーなどの金属金具等が残っている場合があり、押出成形機のノズル３４の目詰まり原因となったりして再利用しにくく、各種のプラスチックを溶融させるため３００℃程度の高温にする必要もある。
【特許文献１】特開２００３−２１３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、古紙にあっては固形燃料（ＲＰＦ）として再利用方法が確立されつつあるが、古着等の再使用のできない布類にあっては、その再利用方法の開発が急務となっている。
【０００５】
本発明は前記の課題を解決するためになされたものであり、焼却処分や埋立処分等されるような廃棄物としての布類をプラスチックと共に再利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の手段は、反毛とプラスチックとを含有した固形燃料の構成である。
【０００７】
請求項２に記載の手段は、反毛とプラスチックとを含有した固形燃料において、前記固形燃料に対する前記プラスチックの質量含有率を所定値以上とした構成とする。
【０００８】
請求項３に記載の手段は、少なくとも布とプラスチックとを用いた固形燃料の製造方法であって、前記布を反毛に加工した後、前記プラスチックと混ぜ、該プラスチックを溶融させながら前記反毛と共に攪拌して混合した後、生成した混合物を冷却して固形化させて形成する固形燃料の製造方法とする。
【０００９】
請求項４に記載の手段は、請求項３に記載の固形燃料の製造方法において、混合、溶融および攪拌する手段としてコーン型回転炉を用いた固形燃料の製造方法とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の手段によれば、再使用ができない古着などの布から形成した反毛とプラスチックとを混合させることによって発熱量が高く品質の安定した固形燃料として再利用することができ、これまで焼却処分や埋立て処分となっていた前記布類を減量化することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の手段によれば、請求項１に記載の手段において、固形燃料に対するプラスチックの質量含有率を所定値以上としたことで、燃料として使用するための十分な発熱量を確保することができ、固形燃料として有効に再利用できる。
【００１２】
請求項３に記載の手段によれば、布を反毛に加工してプラスチックと混ぜ、プラスチックを溶融させながら反毛と共に攪拌して混合した後、生成した混合物を冷却して固形化させる固形燃料の製造方法としたことで、反毛と廃プラスチックを均一に分散させて結着することができ、発熱量が高く品質の安定した固形燃料を製造することができる。
【００１３】
請求項４に記載の手段によれば、請求項３に記載の手段において、溶融および攪拌する手段としてコーン型回転炉を用いたことにより、原料となる布に例えばボタンや金属金具や融点が高く溶融しなかったプラスチックなどの固形物が残存している場合であっても目詰まりを引き起こさず、それに起因する故障が低減する。
等の格別の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の固形燃料の製造方法について図１を用いて説明する。
【００１５】
例えば分別回収された古着、カーテン、布団あるいはウエス等の布１を裁断工程２で回転カッター方式等の裁断機にかけたり、ハサミやカッターなどで切って裁断したりして、反毛機にかけられる程度の大きさの布片にする。
【００１６】
次に、反毛工程３で、裁断された布片をドラム式等の反毛機に投入し、表面に多数の針が突出したドラムを高速で回転させることによって布片が引き裂かれて綿状の反毛４が形成される。なお、ボタンあるいはファスナーやフック等の金属金具の付属物は、裁断機にかける前あるいは反毛機にかける前にできる限り取り除いておくことが望ましい。
【００１７】
ところで、布類の繊維をほぐして反毛として後記するプラスチックと混合するのは、反毛が綿状であるため溶融したプラスチックあるいは他の固形物と混ざりやすく、プラスチックの固化後には固形物相互を結着する役目を果たすからである。
【００１８】
一方、プラスチック５の原料としては発泡樹脂トレー、タッパー、ＰＥＴボトル、プラスチックフィルムなどのプラスチック製品の廃棄物が使用され、粉砕工程６で粉砕機により粉砕してプラスチック片７に加工する。なお、プラスチックの原料にはポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）等の比較的低温（２００℃程度）で溶融するものを含んでいくことが望ましい。低い温度で溶融し反毛と混ざって固形化できるため、固形燃料製造時のエネルギー削減となるからである。
【００１９】
次に、混合工程８で混合機により上述の反毛とプラスチック片を混合し、プラスチック溶融・攪拌工程９で溶融攪拌炉に投入してプラスチック片を溶融させながら前記反毛と共に十分攪拌する。プラスチックの溶融が進み反毛との混合が行われた段階で前記溶融攪拌炉から生成した混合物を取り出し、冷却工程１０で冷却して固形化させ固形燃料１１ができあがる。
【００２０】
なお、図１にはプラスチック片に加工した後に反毛と混合する製造工程を示したが、混合工程８を設けずに直接溶融攪拌炉に反毛とプラスチック片とをそれぞれ投入して混合したり、プラスチックの粉砕工程６で、粉砕されるプラスチックと共に前記反毛を混合してもよい。また、プラスチックの溶融攪拌炉は外部加熱方式あるいは回転攪拌による混合物の摩擦熱を利用した自己加熱方式のどちらでもよいが、好ましくは自己加熱方式が用いられる。自己加熱方式によれば攪拌されるプラスチック等自身が発熱するためヒータによる外部加熱方式に比べ炉の消費エネルギーが少なくてすむからである。また、溶融攪拌炉としては後記するコーン型回転炉等が望ましい。除去できなかったファスナーなどの金属金具等や融点が高く溶融しなかったプラスチック片が残存していることもあり、押出成形機を使用した場合には目詰まりを引き起こして故障の原因となることもあるからである。さらに、溶融攪拌炉から取り出した混合物の冷却方法は、強制冷却あるいは自然冷却のいずれであっても構わない。
【実施例】
【００２１】
反毛の原料として、再利用できない古着等の布１を用い、プラスチック５には食品容器、ゴミ袋、水道用パイプ、ペットボトル等を含む廃プラスチックを使用した。なお、前記反毛および前記廃プラスチックの発熱量はそれぞれ約１５ＭＪ／ｋｇ、約３４ＭＪ／ｋｇである。
【００２２】
まず、布１に付属した金属製のファスナーなどをできる限り取り除き、裁断工程２で回転カッター方式の裁断機にかけて１０ｃｍ角程度の布片に裁断した。続いて反毛工程３で回転ドラム式反毛機に前記布片を投入し繊維を十分ほぐして反毛４に加工した。
【００２３】
一方、前記プラスチック５は粉砕工程６で粉砕機に投入され、１０ｍｍ角程度のプラスチック片７に粉砕した。
【００２４】
次に、プラスチック溶融・攪拌工程９で上記の反毛４およびプラスチック片７を図３（ａ）（側面の一部断面図）、図３（ｂ）（正面図）に示したようなコーン型回転炉Ａに投入し、投入されたプラスチック片等の温度が約２００℃となるようにコーン型回転炉Ａの回転速度を調整し、回転攪拌の際に発生する混合物の摩擦熱による自己加熱方式で加熱を行った。
【００２５】
さらに、ＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ等の比較的低融点のプラスチック５が溶融し、反毛４あるいは溶融していない高融点のＰＥＴ等と十分攪拌混合された後、コーン型回転炉Ａから生成した混合物を取り出し、冷却工程１０にて空冷してプラスチックを固化させて固形燃料１１を作製した。
【００２６】
ここで、コーン型回転炉Ａについて説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示したようにコーン型回転炉Ａは主として炉体２３、コーン２２、回転手段２７、ホッパー２６により構成されており、回転手段２７に設けられた回転軸２８を介してコーン２２が延設されている。該コーン２２は出口２５に向かって広がる略円錐形状をしており、側面にはスクリュー２１が固着している。また、炉体２３の内壁面はスクリュー２１に対応した形状となっている。コーン２２の略円錐形状の頂点側には炉体２３にホッパー２６が設けられている。
【００２７】
前記コーン型回転炉Ａは以下のように動作する。まず、回転手段２７を動作させてコーン２２およびスクリュー２１を回転させながらホッパー２６を通して前記反毛４および前記プラスチック片７を所定の比率で投入する。コーン２２近傍に到達した反毛４およびプラスチック片７はスクリュー２１により攪拌されながら混合し、前記スクリュー２１の螺旋構造に沿って出口２５側へ移動する。この時、攪拌されている反毛４およびプラスチック片７は互いに摩擦され、発生した摩擦熱によって炉内の温度が上昇しやがて融点に達したプラスチック片が溶融する。炉内の温度は炉体２３に配設された温度計２４、２４、・・・によって監視されながら炉内の最高温度が約２００℃になるように前記回転手段２７の回転速度を調整する。その後、出口２５に到達した反毛とプラスチックの混合物は容器２９中に落下、堆積して冷却され、固形燃料１１となる。
【００２８】
ところで、溶融攪拌炉としてコーン型回転炉を使用したのはコーン２２を使用して反毛とプラスチックの混合物が吐出する出口２５の開口を大きくすることができるためであり、これにより前記した目詰りが回避される。なお、本実施例ではコーン型回転炉を使用したが同様な作用、効果を得られるものであれば公知の他の手段でも構わない。
【００２９】
次に、前記の作製した固形燃料１１中のプラスチックの質量含有率を種々変えて発熱量の測定を行った結果を図２に示した。なお、発熱量の測定においては吉田製作所製ＹＭ熱研式デジタル熱量計、１０１３−Ｈ型を使用した。
【００３０】
本図からも判るように、反毛の発熱量は１４．７ＭＪ／ｋｇであったのに対し、廃プラスチックの混合割合の増加に伴い単位質量あたりの発熱量は増加し、廃プラスチックを１００質量％とした場合には３３．５ＭＪ／ｋｇであった。なお、石炭の発熱量約２５ＭＪ／ｋｇを得るためには、図２からプラスチックの質量含有率を６０質量％以上、願わくはバラツキも考慮して７０質量％以上とすることも判った。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の固形燃料の製造方法を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例におけるプラスチックの質量含有率と発熱量の関係を示す図である。
【図３】コーン型回転炉を説明するための略図である。
【図４】押出成形機を説明するための略図である。
【符号の説明】
【００３２】
Ａ    コーン型回転炉
Ｂ    押出成形機
２１  スクリュー
２２  コーン
２３  炉体
２４  温度計
２５  出口
２６  ホッパー
４    反毛
５    プラスチック
７    プラスチック片
９    プラスチック溶融・攪拌工程
１１  固形燃料
【図１】
2006104317.tif 000003
【図２】
2006104317.tif 000004
【図３】
2006104317.tif 000005
【図４】
2006104317.tif 000006