(57)【要約】【課題】廃プラスチックを商品価値の高いペレットに効率的に再加工する。【解決手段】選別、洗浄された廃プラスチックの粉砕片を溶融してストランドに成形するベント式押出機１と、前記押出機のダイから吐出された溶融状態のストランドに冷却水を散布して表面を冷却、固化しつつペレタイザーに搬送するベルトコンベア２と、表面が固化した前記のストランドを引き取って切断部に冷却水を散布しつつ連続的に切断してペレット化するストランドカッター３とを含んでなる。廃プラスチックの再ペレット化に多いストランドの破断や切断時破砕を減少させることができる。【選択図】　図１
2004034437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別、洗浄された廃プラスチックの粉砕片をベント式押出機に供給して溶融し、ダイから溶融ストランドをベルトコンベア上に押し出して冷却水を散布しストランド表面を凝固させつつストランドカッターに搬送し、表面が凝固した前記ストランドをストランドカッターに引き取って冷却水を散布しながら連続的に切断してペレット化することを特徴とする廃プラスチックの再ペレット化方法。
【請求項２】
選別、洗浄された廃プラスチックの粉砕片を溶融してストランドに成形するベント式押出機（１）と、前記押出機のダイから吐出された溶融状態のストランドに冷却水を散布して表面を冷却、凝固させつつストランドカッター（３）に搬送するベルトコンベア（２）と、表面が凝固した前記のストランドを引き取って切断部に冷却水を散布しつつ連続的に切断してペレット化するストランドカッターとを含んでなることを特徴とする廃プラスチックの再ペレット化システム。
【請求項３】
コンベアのベルトにネットベルト（４）を用いることを特徴とする請求項２に記載の廃プラスチックの再ペレット化システム。
【請求項４】
押出機の先端部にスクリーンパック（５）の交換装置を装着したことを特徴とする請求項２又は３記載の廃プラスチックの再ペレット化システム。
【請求項５】
さらに加えて、ストランドカッター（３）によりペレット化されたペレットに付着する水分を脱水分離するための遠心分離式脱水機（６）を含んでなることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の廃プラスチックの再ペレット化システム。
【請求項６】
さらに加えて、前記の脱水したペレットに混在する粉状物を分離するための連続振動ふるい選別装置（７）を含んでなることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の廃プラスチックの再ペレット化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、廃棄物から回収した廃プラスチックの再ペレット化方法、およびそのシステムに関する。さらに詳しくは、主として容器包装等に使用されて回収されたペットボトルを除く廃プラスチックを、成型加工原料のペレットに形成して再資源化（再商品化）するためのマテリアルリサイクル工程において、ペレット化する方法およびその装置に関する。
【０００２】
なお、本発明において「廃プラスチック」は、平成７年に公布された「容器包装廃棄物の分別収集に関する省令」第２条に記載された表中、「八」に属するプラスチックを主たる対象にするが、これに限定されるものではなく、これに準ずる廃棄プラスチック類及び混入するペットボトル等を含めた廃プラスチックを意味する。
【０００３】
【従来の技術】
廃プラスチックのリサイクルは、廃プラスチックを燃焼させてエネルギー源として回収するサーマルリサイクルと、物質として再利用するマテリアルリサイクルとに大別され、後者には炭化水素などの原料成分に分解し化学原料として再利用するケミカルリサイクル、廃プラスチックを加圧・溶融して杭やブロックに再生加工する方法、そして本発明に係る、再ペレット化して成形加工原料に再生してから利用する方法がある。
【０００４】
廃プラスチックは、回収時の状態のままではリサイクルに供することができないので、一般に利用目的に応じて適宜に選別・破砕・洗浄などを行って異物を分離する。廃プラスチックを再ペレット化し成形加工原料として広く利用することができれば、比較的品質のよい加工商品として経済的に再利用できることになり望ましい。たとえば、リサイクルの進んでいるペットボトルは、他のプラスチックとは区別し単一樹脂として収集し、粉砕、洗浄などを行って混入する付着物、ラベルやアルミキャップ、他のプラッスチック等の異物をかなり丁寧に分離、除去し、最終的に溶融、再ペレット化し成形加工原料にしてから再度比較的付加価値の高い商品として成形加工されている。
【０００５】
ペットボトル以外にも、家庭などからはポリオレフィン類、ポリスチレン、ポリ塩化ビニールなどの多種、大量のプラスチックが排出されている。これらペットボトル以外の容器包装等に使用された廃プラスチックは、容器包装以外に利用された廃プラスチックを含め、通称「その他のプラスチック」として収集され、リサイクルがはかられている。これらの「その他のプラスチック」は、一部を除いてそれぞれ単一の廃プラスチックとして分別収集されることは少なく、物性、例えば融点の異なる種々のプラスチックや分別収集漏れのペットボトルなどが分別されずに収集されている。従って用途が限られ、従来は異物の分離や洗浄、粉砕もそこそこに加熱・加圧して単純な形状であって、高い物性を要しない高炉還元剤や園芸用品などに加工されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の「その他のプラスチック」（以下の説明では単に廃プラスチックという）のリサイクルは、決して順調に進行しているわけではない。リサイクルを実効あらしめるためには、廃プラスチックを前記成形加工原料として再生させ、商品価値を向上しリサイクル商品の多様化をはかる必要がある。そのための重要な手段の一つは、再利用する廃プラスチックを選別・洗浄・粉砕などの必要かつ十分な処理を行った後、各種成型品として利用しやすいようにペレット化することである。しかし、バージンプラスチックのペレット化とは異なり、ロットが比較的少量であるのに加えて、多種類のプラスチックが常時変動する比率で含まれ、かつ異物の混入が避けられないので、廃プラスチックのペレット化には多くの障害がある。本発明は、廃プラスチックのリサイクルにおいて、廃プラスチックを容易に安定してペレット化することのできる手段を研究した結果、完成されたのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
バージンプラスチックのペレット化手段として、重合生成物の形態、残留モノマ・水分量などの条件にもとづき幾つかの方法が開発されている。廃プラスチックのペレット化についても検討の結果、主成分が熱可塑性樹脂であること、構成成分の変動、異物混入、汎用性、処理量、気化生成物などの条件を考慮すると、押出機の先端に多孔ダイを取り付け、溶融プラスチックをストランドにして連続押し出し、冷却水槽中を走行させて冷却し完全に固化させた後、ストランドカッターを用いてペレットに切断するストランドカット法を採用することにした。しかし、実際に廃プラスチックのリサイクル工程において実施したところ、ストランドの破断、操業開始時のダイの閉塞等が多発し、正常にペレット化操作を行うことは困難な状況であった。その解決策として洗浄・異物の分離除去等を強化したが、効果は限定的であった。さらに研究を続けた結果、前記課題を解決する手段として本発明を完成した。本発明を、図面を参照して説明する。
【０００８】
まず、本発明は前記の課題を解決する手段として、選別、洗浄された廃プラスチックの粉砕片をベント式押出機１に供給して溶融し、ダイから溶融ストランド８をベルトコンベア２上に押し出して冷却水１０を散布しストランド表面を凝固させつつストランドカッター３に搬送し、表面が凝固した前記ストランドをストランドカッター３に引き取って冷却水１１を散布しながら連続的に切断してペレット化することを特徴とする廃プラスチックの再ペレット化方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、選別、洗浄された廃プラスチックの粉砕片を溶融してストランドに成形するベント式押出機１と、押出機のダイから吐出された溶融状態のストランド８に冷却水を散布して表面を冷却、凝固させつつストランドカッター３に搬送するベルトコンベア２と、表面が凝固した前記のストランドを引き取って切断部に冷却水１１を散布しつつ連続的に切断してペレット化するストランドカッター３とを含んでなることを特徴とする廃プラスチックの再ペレット化システムを完成させた。
【００１０】
前記再ペレット化システムにおいては、コンベアのベルトにネットベルト４を用いることか好ましく、押出機の先端部にはスクリーンパック５の交換装置を装着しておくことが望ましい。さらに好ましくは、ストランドカッター３によりペレット化されたペレットに付着する水分を脱水分離する遠心分離式脱水機６を取り付ける。さらに、前記の脱水したペレットに混在する粉状物を分離する連続振動ふるい選別装置７を加えておくとよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
さらに本発明について、図面を参照し実施形態を例示しつつ具体的に説明する。図１は本発明に係る廃プラスチックの再ペレット化システムを例示する系統図である。
【００１２】
さて、一般家庭等から分別収集された廃プラスチックは、再生加工原料としてリサイクルするためにペールに圧縮梱包してリサイクル業者に届けられる。リサイクル業者は、切断機でペールを切断し手選別、振動機、マグネットロール、粉砕機、風力分離機、洗浄機、脱水機等を適宜に利用して廃プラスチックに混入した金属、ガラス類、陶磁器、砂、付着物、紙などの異物を除去し脱水する。この他、必要により例えば塩素ガスを発生するポリ塩化ビニールや高融点のＰＥＴなどを比重分離する。
【００１３】
本発明においては、上記の様にして極力十分に粉砕、異物の除去、不要成分の分別等を行って得られた、本例ではストックホッパー９に貯留されている廃プラスチックをペレット化する。前記の廃プラスチックは、通常、フィルム状のものが多く含まれ、かさ比重が小さく、脱水後においてもかなりの水分を含んでいる。先行する処理方法や廃棄元にもよるが、一般に約２０重量％の水分率、かさ比重が０．２程度になっている。まず、前記の廃プラスチックをベント付の押出機１を用いて加熱溶融・混練し、先端の多孔ダイを通して溶融ストランド８に成形して押し出す。安定した押出し操作が可能で、かさ高な供給廃プラッスチックを圧縮溶融し、発生する水蒸気や分解気化物を機外に放出できる高圧縮率でベント付単軸又は２軸押出機を用いる。
【００１４】
本発明システムでは、押出機１の先端、ブレーカプレートの上流側には装着状態のままで目詰まりしたスクリーンパックを交換するためのスクリーンチェンジャーを装着することが好ましい。供給される廃プラスチックには比較的固形異物の混入が多く目詰まりの頻度が高いので、スクリーンパックの交換作業を容易にして連続運転を続行するのに大いに有効である。
【００１５】
ついで、従来のペレット化システムでは、溶融吐出したストランドを直ちに冷却水槽中を潜らせて急冷し、芯部まで凝固させてストランドカッターに引き取り切断しペレット化していた。本発明に係る廃プラスチックのペレット化システムにおいては、従来法のように冷却水槽中で急冷するのではなく、押し出される溶融ストランド８をベルトコンベア２上に吐出させ、冷却水１０を散布してベルトコンベア２上において冷却し、表面を凝固しながらストランドカッター３へと搬送する。前記の冷却水の散布方法は、冷却水を噴射し、シャワー状にし、あるいは水膜状にするなどしてストランドに冷却水を接触させ、ストランド表面を固化状態にする。芯部まで凝固させる必要はない。ベルトは、余剰の散布水がそのままベルト下に落下し回収しやすいように、好ましくはネットベルト、通常は金網を使用するがこれに限定されるものではない。
【００１６】
ベルトコンベア２上において冷却水を散布させた理由を説明する。廃プラスチックを押し出しストランドを形成するについては、異物の混入が避けられないこと、スクリーンパットの交換頻度が高いこと、融点差の大きい複数のプラスチックが混合するため冷却凝固の進行が複雑、かつ含有比率や含有状態の変動がしばしばで大きいことなどのために、バージンプラスチックのペレット化と較べると吐出されるストランドが途切れや、吐出後の急冷による破断回数が多い。
【００１７】
本発明では、ベルトコンベア２の採用と冷却水１０の散布とにより、ストランドが引っ張られずに移動するのでストランド芯部までの急冷凝固による破断が減少し、また、ストランドの吐出が途切れ、あるいは冷却・凝固中に破断しても、再吐出しあるいは破断したストランドは再びベルト上を送られるので、基本的に運転中のストランド破断に対する対応処置が不要、もしくは極めて容易になり、廃プラスチックのストランド形成に特有の問題を解決することができる。
【００１８】
本発明は、ストランドの芯部を凝固させないことを必須要件とするものではないが、一般に表面は固化させ芯までは凝固させない方が切断比率は少なく、かつ、冷却装置の長さが短縮されて有利である。そして、本発明では冷却水１０の散布を調整して冷却状態を制御することができる利点がある。冷却中のストランドの破断は、ストランドカッター３における切断時の破砕現象の回避と同様に、廃プラスチックの成分組成及び冷却条件に関係するところが大きいので、操業による破断状況から適宜に冷却水１０の散布を調整して最善の操業条件を維持することが望まれる。
【００１９】
さらに、前記のストランドをストランドカッター３の２本のロールからなる引取ロールで引き取り固定刃上に送り込んで、円周上を回転し回転方向とはと直角方向に取り付けられた回転刃との間で、冷却水１１を散布してペレット及び切断刃を冷却しながら、ストランドを連続切断して再ペレット化する。冷却水１１の散布により、切断された廃プラスチックのペレットは芯部まで固化される。本工程においても、切断されるストランドが芯部まで凝固されていない方が固化させたストランドよりも、切断時においてストランドが切断されないで粉砕される割合が小さくなり有利である。
【００２０】
そして、脱水機、好ましくは連続遠心脱水機６を用いてペレットに同伴される散布水を脱水し、さらに連続式振動ふるい７などの選別機ローダを通過させて粉末状のプラスチックを選別、除去し、ペレットの商品価値を向上させておくことが望まれる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の利用によって、異物が混入し、かさ高で含水率の大きな廃プラスチック破砕片から容易に連続してストランドを押出成形し、成形したストランドは引張りが無負荷の条件下、冷却条件を調整して廃プラスチックの再ペレット化の課題であるストランドの破断を減少させることができる。そして、たとえストランドが破断しても特別な対応は不要、あるいは容易である。また、設備費は低減される。ストランドカッターにおける粉砕減少を回避し、商品価値の高いペレットに再加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明廃プラスチックの再ペレット化システムを例示する系統図
【符号の説明】
１：ベント式押出機　　　　　　　２：ベルトコンベア
３：ストランドカッター　　　　　４：ネットベルト
５：スクリーンパック　　　　　　６：遠心分離式脱水機
７：連続振動ふるい選別装置　　　８：溶融ストランド
９：ストックホッパー　　　　　１０：ベルトコンベア冷却水（散布装置）
１１：ストランドカッター冷却水（散布装置）
【図１】
2004034437.tif 000003