(57)【要約】【課題】樹脂含有廃棄物にプラスチック以外の異物が含まれていても、ペレット成形用押出成形機のフィルターを目詰まりさせることなく、外観も優れた再生プラスチックを得ることが可能な樹脂含有廃棄物のリサイクル方法を提供する。【解決手段】樹脂含有廃棄物を微粉化させ、粒径が２ｍｍ以下の樹脂含有粉末を生成する微粉化工程と、前記樹脂含有粉末を加熱溶融した後に押し出し成形し、樹脂原料ペレットを生成するペレット化工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂含有廃棄物を微粉化させ、粒径が２ｍｍ以下の樹脂含有粉末を生成する微粉化工程と、
前記樹脂含有粉末を加熱溶融した後に押し出し成形し、樹脂原料ペレットを生成するペレット化工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする樹脂含有廃棄物のリサイクル方法。
【請求項２】
前記微粉化工程で得られた樹脂含有粉末を分級し、樹脂以外の異物を除去する分級工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法。
【請求項３】
前記分級工程は、樹脂と樹脂以外の異物との比重差を利用して、遠心力により樹脂以外の異物を分離する工程であることを特徴とする請求項２記載の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法。
【請求項４】
前記樹脂含有廃棄物は、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、およびこれらのポリマーブレンドもしくはポリマーアロイのいずれか１種以上を含むことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一項記載の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法。
【請求項５】
前記分級工程は、前記樹脂と前記異物とを篩によって分離させる工程であり、前記篩はスクリーンメッシュが２０メッシュ以上、１００メッシュ以下であることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一項記載の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リサイクル樹脂の再資源化や、リサイクル樹脂向けの成形体の製造など、樹脂含有廃棄物からリサイクル樹脂原料を製造する、樹脂含有廃棄物のリサイクル方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電リサイクルが軌道に乗り大量に排出される廃棄物の内、プラスチックを埋め立てや燃料リサイクルに使用するのではなく、回収してマテリアルリサイクルするという回収率が問題視されるようになっている。しかしプラスチックは製品種類の増加に伴い様々な材料が用いられ、これらを製品へ再利用するマテリアルリサイクル技術の開発が急務となっている。
【０００３】
家電リサイクル法の施行以来、テレビ、冷蔵庫、エアコン（空気調和装置）、洗濯機など、大量に排出される廃棄物はリサイクルプラントに集められる。リサイクルプラントでは、廃棄物を解体・分別する作業や破砕機による製品の破砕、さらに各種選別機により、金属やプラスチック等の材質の選別を行っている。このうち、金属は有価物として再利用されているが、プラスチックは様々な組成の材料があり、ごく一部のリサイクルし易いものだけが再度プラスチック原料として利用され、残りの大半はダストとして埋め立て、あるいは燃料として利用されている。
【０００４】
しかしながら、プラスチック廃棄物を埋め立てる場合、プラスチックを構成する成分の溶出による土壌汚染や、日々増加するプラスチック廃棄物による埋め立て場所の不足などの懸念がある。一方、プラスチック廃棄物を燃焼させる場合、二酸化炭素の放出による地球温暖化や燃焼ガスによる環境汚染などの懸念がある。
【０００５】
こうしたプラスチック廃棄物を、再度、プラスチック原料として容易にリサイクルするために、例えば、特許文献１には、プラスチック廃棄物に対して新造されたプラスチックを所定の割合で混合して、再生プラスチックを得ることが開示されている。
【０００６】
一方、再生プラスチックを製造する際には、プラスチック廃棄物を大まかに破砕してから溶融する。そして、押出成形機によってペレット状の再生プラスチック原料を製造し、こうした再生プラスチック原料を用いて再生プラスチックを製造している。こうしたペレット状の再生プラスチック原料を成形する押出成形機は、プラスチック廃棄物の溶融体に含まれる異物などを除去するために、スクリーンメッシュを備えている。
特許文献２には、プラスチック廃棄物からプラスチック原料を製造する際に、ペレット成形用の押出成形機のスクリーンメッシュの目開き量、添加剤の種類や添加量などの製造条件が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５３５２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３４８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたプラスチックのリサイクル方法では、プラスチック廃棄物に対して一定量の新造したプラスチック（バージンプラスチック）が必要になるため、大量のプラスチック廃棄物を低コストに、かつ効率的にリサイクルすることが困難である。
【０００９】
一方、特許文献２に開示されたプラスチックのリサイクル方法では、ペレット成形用の押出成形機に供給する廃プラスチックに金属や繊維などの異物の混入によって、押出成形機のフィルターが目詰まりしやすいという課題があった。また、これら異物の混入によって、再生プラスチック製品の見栄えも悪くなるという課題もあった。
【００１０】
この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、樹脂含有廃棄物にプラスチック以外の異物が含まれていても、ペレット成形用押出成形機のフィルターを目詰まりさせることなく、外観も優れた再生プラスチックを得ることが可能な樹脂含有廃棄物のリサイクル方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は、次のような樹脂含有廃棄物のリサイクル方法を提供した。
すなわち、本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法は、樹脂含有廃棄物を微粉化させ、粒径が２ｍｍ以下の樹脂含有粉末を生成する微粉化工程と、前記樹脂含有粉末を加熱溶融した後に押し出し成形し、樹脂原料ペレットを生成するペレット化工程と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１２】
このような樹脂含有廃棄物のリサイクル方法によれば、破砕工程で樹脂含有廃棄物をフレーク状にした後、更に微粉化工程でフレーク状の樹脂含有廃棄物を微粉化させ、樹脂含有粉末にしている。こうした微粉状（パウダー状）の樹脂含有粉末をペレット化工程で押出成形機に導入することによって、樹脂含有粉末に残留している異物も含めてフィルター部を容易に通過し、フィルター部が目詰まりすることが無い。よって、フィルター部の交換メンテナンスのコストが削減でき、効率的に樹脂原料ペレットを製造することができる。
【００１３】
また、微粉化工程では、樹脂以外の異物も樹脂と共に微粉化されるので、樹脂原料ペレットに異物が移行しても、こうした異物が樹脂中に微粉状態で拡散される。これにより、異物が目立たなくなり、外観上も優れた樹脂原料ペレットを製造することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記微粉化工程で得られた樹脂含有粉末を分級し、樹脂以外の異物を除去する分級工程を更に備えたことを特徴とする。
微粉化工程の後に、更に分級工程を設け、樹脂と樹脂以外の異物を分離させることによって、樹脂原料ペレットに移行する異物そのものの量を低減させることができる。これにより、樹脂原料ペレットの品質が向上し、高品質な再生プラスチックの製造が可能な樹脂原料ペレットを製造することができる。
【００１５】
また、本発明は、前記分級工程は、樹脂と樹脂以外の異物との比重差を利用して、遠心力により樹脂以外の異物を分離する工程であることを特徴とする。
これにより、比重差を利用して樹脂と樹脂以外の異物とを分離すれば、樹脂よりも重い金属などの異物を容易に、かつ確実に取り除くことができる。
【００１６】
前記樹脂含有廃棄物は、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、およびこれらのポリマーブレンドもしくはポリマーアロイのいずれか１種以上を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記分級工程は、前記樹脂と前記異物とを篩によって分離させる工程であり、前記篩はスクリーンメッシュが２０メッシュ以上、１００メッシュ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法によれば、樹脂含有廃棄物にプラスチック以外の異物が含まれていても、ペレット成形用押出成形機のフィルターを目詰まりさせることなく、かつ、外観も優れた再生プラスチックを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法を段階的に示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、簡略化して示している場合があり、実際と同じであるとは限らない。
【００２１】
図１は、本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法を段階的に示したフローチャートである。
本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法に用いる出発原料である樹脂含有廃棄物は、例えば、テレビの外装体や樹脂基板、冷蔵庫、エアコンの外装体や樹脂基板、洗濯機、パソコンの筐体や樹脂基板などが挙げられる。これら樹脂含有廃棄物は、用途に応じて組成の異なる一種または複数種の樹脂（プラスチック）を主体としている。
【００２２】
樹脂含有廃棄物の主成分である樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、およびこれらのポリマーブレンドもしくはポリマーアロイのいずれか１種以上を含むものが挙げられる。これらの成分の樹脂は、強度、耐久性、耐熱性の面から、家電製品に多く用いられている。
一方、樹脂含有廃棄物には、電気配線を構成する金属、あるいは強度保持のための繊維などの異物を含んでいる。
【００２３】
こうした樹脂含有廃棄物から、再生プラスチックの原料となる樹脂原料ペレット製造するための、本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法は、廃製品解体工程Ｓ１、破砕工程Ｓ２、予備選別工程Ｓ３、微粉化工程Ｓ４、分級工程Ｓ５、ペレット化工程Ｓ６を備えている。
【００２４】
廃製品解体工程Ｓ１は、製品形状の樹脂含有廃棄物を、手作業や解体機によって各パーツごとに分割する。破砕工程Ｓ２では、廃製品解体工程Ｓ１で分割された各パーツのうち、樹脂含有廃棄物だけを破砕機によって大まかに破砕し、フレーク状の樹脂含有廃棄物にする。破砕工程Ｓ２を経た樹脂含有廃棄物のサイズは、７ｍｍ〜１５ｍｍ程度である。
【００２５】
予備選別工程Ｓ３では、分別装置などを用いて、破砕後の樹脂含有廃棄物に含まれる樹脂以外の異物をある程度取り除く。例えば、磁力によって鉄などの金属を取り除いたり、比重差によって樹脂と、樹脂よりも重い金属、樹脂よりも軽い繊維などを分離し、樹脂以外の異物の割合を低減させた、フレーク状の樹脂含有廃棄物を得る。
【００２６】
微粉化工程Ｓ４では、破砕工程Ｓ２でフレーク状にされた樹脂含有廃棄物を微粉化させる。フレーク状の樹脂含有廃棄物の微粉化にあたっては、粉砕装置を用いる。粉砕装置としては、例えば、クロスジェットミル、ローラーミル、ロッドミル、ローラーコンパクタ、撹拌ミルなどが挙げられる。このような粉砕装置を用いて、フレーク状の樹脂含有廃棄物を、例えば、粒径が０．０１０ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の範囲の樹脂含有粉末にする。微粉化工程Ｓ４では、樹脂及び樹脂以外の異物を含めて微粉化させている。
【００２７】
分級工程Ｓ５では、微粉化工程Ｓ４で得られた異物を含む樹脂含有粉末を分級し、樹脂粉末と異物粉末とに分離する。こうした分級にあたっては分級器が用いられる。分級器の一例として、メルトフィルターを用いたフィルトレーション装置を挙げることができる。
このフィルトレーション装置の分離部分は、分級フィルター（篩）と、スクレーパーとを備えている。
【００２８】
分級フィルター（篩）は、例えば、レーザによって多数の微細な開口が形成されたものからなり、スクリーンメッシュが２０メッシュ以上、１００メッシュ以下とされている。こうした分級フィルターに樹脂含有粉末を通過させ、分級フィルターのメッシュサイズよりも大きい粒径の粉末を分離させる。これにより、分級フィルターを通過した樹脂含有粉末は、その粒径が例えば、０．０１０ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の範囲の微粉末となる。
【００２９】
一方、スクレーパーは、分級フィルターの投入側の面に沿って移動可能なヘラ部材である。こうしたスクレーパーは、分級フィルターの投入側に分離された、粒径が例えば２．０ｍｍを超える大きなサイズの粉末を分級フィルターの外部に掻き出す。
【００３０】
また、こうしたフィルトレーション装置の前段、または後段において、遠心分離器によって樹脂とそれ以外の異物とを遠心力により分離する。こうした遠心分離器は、エアーを吹き込んで、樹脂と、樹脂以外の異物との比重差を利用してこれらを相互に分離するものである。これによって、樹脂含有粉末から樹脂以外の異物を例えば半分以上取り除くことができる。
【００３１】
ペレット化工程Ｓ６では、分級工程Ｓ５で分離された（分級フィルターを通過した）、例えば０．０１０ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の粒径範囲に分級された樹脂含有粉末（微粉末）を溶融し、ペレット状に成形する。こうしたペレット化にあたっては、押出成形機が用いられる。押出成形機は、樹脂含有粉末の樹脂成分を溶融する溶融部と、フィルター部と、溶融した樹脂をペレット状に押し出し成型する成形部とからなる。フィルター部は、樹脂の溶融温度では溶融しない異物、例えば金属細片や繊維細片などを捕捉して取り除く。これにより、成形した樹脂原料ペレットにフィルター部の目開き以上のサイズの異物が混入することを防止する。
【００３２】
以上の様な各工程を経て、再生プラスチックの原料として利用可能なリサイクル樹脂原料ペレットを製造することができる。
【００３３】
以上のような本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法の作用を説明する。
従来知られている樹脂含有廃棄物のリサイクル方法では、樹脂含有廃棄物を、破砕機などによってフレーク状（例えば、平均サイズ７ｍｍ〜１５ｍｍ程度）にして、これを直接、押出成形機に投入してペレット状に押出成型していた。
【００３４】
こうした方法では、溶融した樹脂含有廃棄物に多量の異物が含まれているため、押出成形機のフィルター部が短時間で目詰まりし、効率的に樹脂原料ペレットを製造できなかった。また、フィルター部の目開きを大きくして詰まりを低減すれば、樹脂原料ペレット中に大粒径の異物が混入し、再生樹脂原料としての品質が劣化し、また外観上も好ましいものでは無かった。
【００３５】
一方、本発明の樹脂含有廃棄物のリサイクル方法では、上述したように、破砕工程Ｓ２で樹脂含有廃棄物をフレーク状にした後、更に微粉化工程Ｓ４でフレーク状の樹脂含有廃棄物を微粉化させ、例えば、粒径が０．０１０ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下の範囲の樹脂含有粉末にしている。
【００３６】
こうした微粉状（パウダー状）の樹脂含有粉末をペレット化工程Ｓ６で押出成形機に導入することによって、樹脂含有粉末に残留している異物も含めてフィルター部を容易に通過し、フィルター部が目詰まりすることが無い。よって、フィルター部の交換メンテナンスのコストが削減でき、効率的に樹脂原料ペレットを製造することができる。
【００３７】
また、微粉化工程Ｓ４では、樹脂以外の異物も樹脂と共に微粉化されるので、樹脂原料ペレットに異物が移行しても、こうした異物が樹脂中に微粉状態で拡散される。これにより、異物が目立たなくなり、外観上も優れた樹脂原料ペレットを製造することができる。
【００３８】
また、微粉化工程Ｓ４の後に、更に分級工程Ｓ５を設け、遠心力などによって比重差で樹脂と樹脂以外の異物を分離させることによって、樹脂原料ペレットに移行する異物そのものの量を低減させることができる。これにより、樹脂原料ペレットの物性が向上し、高品質な再生プラスチックの製造が可能な樹脂原料ペレットを得ることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、こうした実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【実施例】
【００４０】
本発明の効果を検証した実施例を説明する。
本発明例１として、微粉化工程である粉砕後に分級工程を経て、押出成形機にフィルター部を設置してフィルトレーション行い、樹脂原料ペレットを製造した。
本発明例２として、微粉化工程である粉砕後に分級工程を経て、押出成形機にフィルター部を設置せずにそのまま樹脂原料ペレットを製造した。
従来例として、微粉化工程を行わずに、破砕されたフレーク状の樹脂含有廃棄物をそのまま押出成形機に投入して樹脂原料ペレットを製造した。
こうして得られた本発明例１、本発明例２、および従来例によって得られたそれぞれの樹脂ペレットについて、シャルピー衝撃試験を実施し、シャルピー衝撃強度を測定した。
こうした実施例１の結果を表１に纏めて示す。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
表１に示す結果によれば、微粉化工程を伴わない従来例１では、僅か２５分程度で押出成形機のフィルター部が目詰まりを起こしたのに対して、本発明例１では、フィルター部は６０分以上経過しても目詰まりは生じなかった。よって、本発明のように微粉化工程を備えることで、押出成形機のフィルター部の目詰まりを大幅に低減できることが確認された。
【００４３】
そして、シャルピー衝撃強度について、微粉化工程を伴わない従来例によって製造した樹脂ペレットよりも、微粉化工程を備えた本発明例１、本発明例２によって製造した樹脂ペレットのほうが優れていた。よって、本発明によれば、樹脂含有廃棄物から、強度的に優れた特性をもつ樹脂ペレットを製造可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００４４】
Ｓ４  微粉化工程
Ｓ５  分級工程
【図１】
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