(57)【要約】【課題】廃棄プラスチックをリサイクル利用する際に、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際に安定した分別精度を確保できる、廃棄プラスチックの分別方法を提供すること。【解決手段】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際に、前記液体の温度を３０℃以上に管理することを特徴とする廃棄プラスチックの分別方法を用いる。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において遠心分離装置を用いること、液体に消泡剤を添加することが望ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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際に、前記液体の温度を３０℃以上に管理することを特徴とする廃棄プラスチックの分別方法。
【請求項２】
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において遠心分離装置を用いることを特徴とする、請求項１に記載の廃棄プラスチックの分別方法。
【請求項３】
液体に消泡剤を添加することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の廃棄プラスチックの分別方法。
【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分別方法に関する。
【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、電気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必要がある。また、一般廃棄物プラスチックは多種類のプラスチックの混合状態であり、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）などで構成されている。リサイクル対象プラスチックの種類が限定されている場合には前記のような混合状態のプラスチックを分別して、リサイクル対象外プラスチックを除去する必要がある。
【０００４】
例えばＰＶＣ及びＰＶＤＣなどの塩素含有プラスチックは燃焼する際に塩素を発生するため、エネルギーとして再利用する際には燃焼工程の前に脱塩素工程を配置して燃焼時に塩素ガスが発生しないようにするか、又は燃焼後の排ガス処理で脱塩素を行う必要が生じるので予めリサイクル対象プラスチックから除去することが好ましい。ケミカルリサイクルとして利用する際にも、例えば高炉の還元剤として使用する場合には、塩素による設備の腐食や、スラグの塩素濃度増加を防止するために、塩素含有プラスチックは使用しないことが望ましい。素材リサイクルとして廃棄プラスチックを再生して用いる際には塩素含有プラスチックの使用は直接問題にはならない場合もあるが、リサイクル後の処分や再リサイクルを視野に入れた場合にはマテリアルリサイクル製品においても塩素含有プラスチックを除去して用いることが好ましい。また融点が比較的高いＰＥＴ等を除去することが素材リサイクルを行う上で好ましい場合もある。
【０００５】
従ってリサイクルに際しては一般廃棄物プラスチックから、プラスチック以外の異物を除去するだけでなく、塩素含有プラスチック等のリサイクル対象外プラスチックを除去するための、プラスチックを分別する工程が必要である。このような工程は産業廃棄物プラスチックをリサイクルに用いる場合においても、産業廃棄物プラスチックが多種類のプラスチックや異物の混合状態である場合には同様に必要であるので、本発明においては、以下上記のような複数種類のプラスチックの混合状態である、リサイクルに用いる際に分別工程が必要な一般廃棄物プラスチックや産業廃棄物プラスチックを「廃棄プラスチック」と呼ぶものとする。
【０００６】
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（例えば、特許文献１参照。）。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（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２１９４２７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１２３８号公報（図３他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１、特許文献２に記載のように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際に、液体よりも高比重のプラスチックの沈降に時間がかかり分別が不十分となり、分別の精度が悪化する場合があり、分別精度が安定しないという問題がある。例えば、塩素含有プラスチックを分別除去した塩素濃度の低い廃棄プラスチックを溶融してマテリアルリサイクル原料としてのペレットを製造する場合、分別の精度が悪化して廃棄プラスチックの塩素濃度が上昇すると、気泡の発生によりペレットの製造が困難となる。また、塩素含有プラスチックを分別除去した塩素濃度の低い廃棄プラスチックを高炉で還元剤としてリサイクル利用している場合は、一時的に廃棄プラスチック中の塩素濃度が上昇しても直ちに設備腐食が発生するわけではないが、長期的にはやはり望ましいものではない。
【０００８】
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利用する際に、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際に安定した分別精度を確保できる、廃棄プラスチックの分別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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）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際に、前記液体の温度を３０℃以上に管理することを特徴とする廃棄プラスチックの分別方法。
（２）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において遠心分離装置を用いることを特徴とする、（１）に記載の廃棄プラスチックの分別方法。
（３）液体に消泡剤を添加することを特徴とする、（１）または（２）に記載の廃棄プラスチックの分別方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、廃棄プラスチックの分別精度を定常的に安定させることが可能となり、廃棄プラスチックの脱塩素を十分に、効率的に行なうことができる。このため廃棄プラスチックの塩素含有率が低位安定し、リサイクル利用率も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者らは比重分離装置、特に遠心分離装置を用いて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際に、分別精度が安定しない問題について検討し、以下の（ａ）〜（ｄ）の知見を得た。尚、分別したのはＰＶＣ、ＰＶＤＣ等の塩素含有プラスチックであり、前処理（異物を除去して所定形状に破砕）を行なった廃棄プラスチックと水（比重１）とを図１に示す遠心分離装置に投入して水に沈む高比重分を塩素含有プラスチックとして分離除去して分別した場合であり、回収した水に浮く低比重分のプラスチックの塩素濃度で分別精度を判断した。
【００１２】
（ａ）、遠心分離装置を停止して、再起動した際に分別精度が悪化する。
【００１３】
（ｂ）、遠心分離装置の運転中は、回転により発生する摩擦熱により水温が上昇する。
【００１４】
（ｃ）、遠心分離装置に投入される廃棄プラスチックは前処理工程で発生した摩擦熱等により温度が上昇しており、廃棄プラスチックの投入により水温も上昇する。
【００１５】
（ｄ）、冬の方が分別精度が悪化する傾向にある。
【００１６】
以上の知見より、比重分離に用いる液体の温度（水温）が分別精度に大きく影響すると考察した。すなわち、比重分離装置を停止して補修等を行なった後、操業を再開した際には比重分離装置内の水温は室温程度であり、操業時間の経過に従い、上記（ｂ）、（ｃ）の効果により水温が上昇する。水温の上昇は気温が高いほど速やかであり、上記（ｄ）において分別精度が悪化したのは水温の上昇に時間がかかったためと考えられる。水温がどのような作用をプラスチックに及ぼすのかは明らかではないが、比重分離装置に投入される廃棄プラスチック同士の絡み合いや、付着した油分や気泡に影響を与えたものと思われる。そこで、比重分離に用いる液体の温度制御を行なったところ、分別精度を制御可能であることを見出して、以下に示す本発明を完成した。
【００１７】
本発明では、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際に、液体の温度を３０℃以上に管理する。比重分離に用いる液体の温度が低いと、液体よりも比重の高いプラスチックの沈降に時間がかかり、しかも長時間攪拌処理を行なっても沈降率が１００％に到達しない場合がある。一方で、液体の温度が３０℃以上であれば、プラスチックの沈降率を短時間でほぼ１００％とすることが可能となる。
【００１８】
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において遠心分離装置を用いることが望ましい。遠心分離装置を用いることで分別精度を向上させると同時に、分別速度を早めることができる。遠心分離装置を用いる場合、特に液体の温度を３５℃以上に管理すると、処理条件にも依存するが比重分離開始後３〜４分で沈降率をほぼ１００％とすることができ効果的であり、さらに液体の温度を４０℃以上に管理すると、比重分離開始後２分以内に沈降率は９０％以上となり、いっそう効果的である。
【００１９】
液体に消泡剤を添加すると、高い分別精度をより短時間で達成することができる。消泡剤の効果は液体の温度が１５℃程度ではほとんど見られないが、３０℃以上で分別速度が顕著に増加し、遠心分離装置を用いた場合、処理条件にも依存するが１〜３分で沈降率を１００％とすることができる。消泡剤としては、例えばＳｉ系化合物と鉱物油等を混合したもので水に分散するものが市販されており、このような消泡剤を適宜選択して液体に対して０．０１ｍａｓｓ％程度添加すればよい。
【００２０】
液体の温度を３０℃以上に管理するには、スチーム、電気ヒータ等の加熱機器を設置して比重分離装置内の液体の温度を加熱可能として、液体の温度をモニターしながら操業を行なう等の、通常の温度管理を行なえばよい。一方で上記のように遠心分離装置の運転中は、回転により発生する摩擦熱により水温が上昇するので、液体の温度が低い場合はプラスチックの投入を行なわずに遠心分離装置を運転して、液体の温度が所定温度以上になった後にプラスチックを投入して比重分離を行なう方法で行なうことも可能である。遠心分離装置を用いない操業形態の場合であっても、通常の比重分離装置は液体中にプラスチックを分散させるための攪拌装置を有しているので、回転装置の稼動により発生する摩擦熱で液体の温度を上昇させることができる。また、分別精度が一定の値に安定するので、液体の温度が一定になるように管理することが望ましい。
【００２１】
液体の温度は、３０℃以上であれば、高いほど短時間で分別精度が向上する効果がある。しかしあまり高温にすると、液温を維持するためのエネルギーが多量に必要となるので、４０〜５０℃程度に維持することが適当である。比重分離装置の装置構成によっても異なるが、操業時に発生する摩擦熱だけで４０℃以上に確保することも可能であり、そのような装置を用いる場合には液体を加熱するエネルギーの投入は比重分離装置の起動時のみで十分である。
【００２２】
本発明は、フィルム形状のプラスチックの分別処理に用いることが望ましい。フィルム形状のプラスチックは、その形状から塩素含有プラスチックであっても水に沈降し難く、分別精度が低い場合が多いため、本発明方法の適用が非常に効果的である。
【００２３】
次に、本発明の具体的な一実施形態を説明する。
【００２４】
廃棄プラスチックからポリオレフィン系プラスチックを主とする比重１．０以下のプラスチックを分別して処理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してリサイクル対象プラスチックを分別する。リサイクル対象プラスチックを分別するため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を液体を用いてさらに分別する。
【００２５】
図２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しないプラスチックを分別し、これを造粒してリサイクル原料とする場合を示す説明図である。
【００２６】
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。
【００２７】
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により造粒し、貯留槽１８で貯留して、リサイクル材料として利用する。
【００２８】
比重分離装置（遠心分離装置）１４を稼動する際に液体の温度を測定して、３０℃未満の場合には電気ヒータ等で加熱して、３０℃以上とした後に粉砕された廃棄プラスチックを投入する。液体には廃棄プラスチックの汚れを洗浄する効果もあるが、液体が一定以上汚染されると分別効果と洗浄効果とが低下するため、定期的に液体を交換する。交換により液体の温度が低下するので液温を３０℃以上とした後に粉砕された廃棄プラスチックを投入する。分別精度は操業を通じて安定し、造粒物の塩素濃度が極端に上昇することはなくなる。
【実施例１】
【００２９】
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。プラスチックパネルを使用後の焼却処理が可能であるように塩素を含有しないものとするために、廃棄プラスチックには図２に示す工程と同様の前処理を施した。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、図１に示すものと同様の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。図１において、本体２１は軸２２を中心として液体２３と共に回転して、高比重物２４を外周部に軽比重物２５を液体表面に分離する。高比重物は重量物排出口２６から、浮上物である軽比重物は軽量物排出口２７からスクリューコンベヤ２８で別々に取り出すことで比重分離を行っている。水の温度は、操業開始時には１５℃であったため、電気ヒータで加熱しながら遠心分離装置の回転を開始し、水温が３０℃になったことを確認して、廃棄プラスチックを遠心分離装置に投入し、遠心力１５００Ｇで遠心分離処理を行った。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は、塩素濃度０．３％に脱塩素されていた。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。造粒物を溶融してペレットを製造し、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。
【００３０】
遠心分離装置に投入されていた水を交換して水温が１５℃の段階で廃棄プラスチックを投入して操業を開始した。開始直後の浮上物を用いて製造された造粒物の塩素濃度は０．５％であった。この造粒物を溶融してペレットを製造したところ、気泡の発生により良質のペレットの製造が困難であり、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、水分の含有量が多く、製造条件を安定させることが困難であった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】遠心分離装置の一例を示す概略図。
【図２】廃棄プラスチックの前処理工程の説明図。
【符号の説明】
【００３２】
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
１９    乾燥機
２１    本体
２２    軸
２３    液体
２４    高比重物
２５    軽比重物
２６    重量物排出口
２７    軽量物排出口
２８    スクリューコンベヤ
【図２】
2006123412.tif 000003
【図１】
2006123412.tif 000004