(57)【要約】【課題】  廃プラスチックから分離される非塩素含有プラスチックの塩素含有率を一層低下させることができ、その受け入れ側からの塩素含有率低減に対する要望に応えることができること。【解決手段】  塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により非塩素含有プラスチックを溶融して造粒する処理を行った後、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックに分離する処理を行う廃プラスチックの分離方法において、造粒処理を行う際に、混合廃プラスチックの温度上昇中に、非塩素含有プラスチックの溶融が始まる温度から塩素含有プラスチックの溶融温度未満の温度範囲内で、複数回の冷却操作を行う。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により非塩素含有プラスチックを溶融して造粒する処理を行った後、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックに分離する処理を行う廃プラスチックの分離方法において、前記造粒処理を行う際に、前記混合廃プラスチックの温度上昇中に、非塩素含有プラスチックの溶融が始まる温度から塩素含有プラスチックの溶融温度未満の温度範囲内で、複数回の冷却操作を行うことを特徴とする混合廃プラスチックの分離方法。
【請求項２】
造粒処理された処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに分ける篩分処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の混合廃プラスチックの分離方法。
【請求項３】
篩分処理された所定粒径以上のものを粒状物と非粒状物に分離する形状分離処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の混合廃プラスチックの分離方法。
【請求項４】
塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により非塩素含有プラスチックを溶融して造粒する処理を行った後、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックに分離する処理を行う廃プラスチックの分離装置において、攪拌機を備えた溶融造粒槽と、溶融造粒槽で攪拌されている混合廃プラスチックの温度を測定する温度測定装置と、溶融したプラスチック粒を冷却するための散水装置と、前記温度測定装置による測定値が予め設定された複数点の冷却温度に達した時点でそれぞれ散水装置を稼動させる制御が行われるように構成された制御装置とを備えた溶融造粒装置、並びに溶融造粒装置から排出された造粒処理物を篩い分ける篩分装置を有することを特徴とする混合廃プラスチックの分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般及び産業廃棄物などの廃棄物中のプラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチック｛ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）｝（以下、ＰＶＣ及び／又はＰＶＤＣ等を「塩素含有プラスチック」という）を分離する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に廃プラスチックといわれるプラスチック系廃棄物は、複数種類のプラスチックを含むものであり、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等を初めとして、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）等の塩素含有プラスチックも含まれている。このような塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを再利用する場合、次のようなことが問題になる。
【０００３】
廃プラスチックを有効利用する方法の一つとして、製鉄所において、鉄源の還元剤として高炉に吹込む方法があるが、塩素含有プラスチックの熱分解によって塩化水素ガスが発生し、設備が腐食されると言う問題がある。このため、上記廃プラスチックを有効利用する場合には、予め塩素含有プラスチックを除去する前処理を行い、その含有率が許容値以下になるようにする必要がある。
【０００４】
この問題に対処し、混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離することにより、塩素含有率が低いプラスチックを得ることができる方法が開示されている（例えば、特許文献1参照）。
【０００５】
この特許文献1の技術は、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックの融点が異なることに基づいたものである。この技術においては、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを攪拌してプラスチック片同士の衝突による摩擦熱を発生させ、攪拌を継続しながら、例えば、非塩素含有プラスチックが溶融する温度まで昇温させることにより、その溶融したプラスチックを粒状にする。次いで、粒状物になったプラスチック（非塩素含有プラスチック）と造粒されていないプラスチック（塩素含有プラスチック）を乾式比重形状分離又は風力選別による形状分離手段により分離することにより、混合プラスチックが塩素含有プラスチックと有効利用可能な非塩素含有プラスチックとに分別される。
【０００６】
この方法によれば、製鉄所の高炉やセメントキルン等への吹き込み用燃原料として使用することができる塩素含有率が低いプラスチック粒状物が得られる。
【特許文献１】特開２００２−２０５３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献1に開示されている技術によれば、塩素含有率が低く、リサイクル可能なプラスチックが得られるが、その廃プラスチックを受け入れて使用する側においては、さらに塩素含有率が低い廃プラスチックの供給が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、廃プラスチックから分離された非塩素含有プラスチックの塩素含有率を一層低下させることができ、その受け入れ側からの塩素含有率低減に対する要望に応えることができる混合廃プラスチックの分離方法及びその装置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】
【０００９】
上記従来技術は、溶融造粒装置で造粒処理された混合廃プラスチックを、形状分離手段によって粒状物と非粒状物に分離し、粒状物を非塩素含有プラスチックとして回収する方法である。しかし、本発明者らが行った次の調査の結果によれば、粒状物と非粒状物に分ける処理を行うだけでは、得られる非塩素含有プラスチックの塩素含有率を十分に低下させることはできないことが判った。
【００１０】
その調査は次のように行った。ＰＶＣ廃棄物が混じったフィルム状の廃プラスチックを２０ｍｍ程度の大きさに破砕し、攪拌して摩擦熱を発生させることにより軟化・溶融させて造粒する溶融造粒装置で造粒処理した。次いで、その処理物を図６に示す乾式比重形状分離装置で分離処理した後、粒状物に分別されたもの（重いもの）を篩い分けて６つの粒分に分け、各粒分の塩素含有率を測定したところ、表１に示す結果を得た。なお、表１に記載の粒径は篩い分けた篩の目の開き寸法を示す。
【００１１】
【表１】
2005053090.tif 000002
【００１２】
表1によれば、造粒物の塩素含有率は粒径が小さいものほど高く、特に、微粒の塩素含有率は著しく高い値になっている。そして、粒径が大きくなるに従って塩素含有率は次第に低い値になるが、粒径がある限度を超えた大きさになると、再び、高くなっている。具体的には、９．５ｍｍ〜５．６ｍｍの粒分と５．６ｍｍ〜２．８ｍｍの粒分の塩素含有率が最も低く、その前後では高くなっている。このように、造粒物の塩素含有率はその粒の大きさによって異なっており、ある範囲の粒度のものだけが低い値になっている。表１においては、約５ｍｍ付近を中心とする粒径範囲のものが最も塩素含有率が低くなっている。
【００１３】
表１に示す造粒物中の塩素分は、溶融して造粒された非塩素含有プラスチックの粒にＰＶＣが混入することによるものであるが、ＰＶＣが混入する主たる原因としては、攪拌中に、ＰＶＣが粉砕されて粉状物や微粒になる性質を有するものであることが挙げられる。すなわち、ＰＶＣには、揮発しやすいＤＯＰなどの可塑剤が多量に含まれているので、ＰＶＣが混じっている廃プラスチックを加熱すると、ＰＶＣ中の可塑剤の一部が揮散し、そのＰＶＣが脆性を帯びた状態になる。そして、脆くなったＰＶＣが溶融造粒装置内で攪拌されている間に、粉砕されて粉状物や微粒になる。このようにして生成したＰＶＣの粉状物や微粒の多くは、後工程における処理中に分離されるが、その一部が非塩素含有プラスチック粒子の表面に付着したり、内部に閉じ込められたりすることにより、造粒物に混入する。
【００１４】
このようにして起るＰＶＣの混入について、表１の結果を検討した。まず、造粒処理されたもののうち、微粒や粉状物の塩素含有率が著しく高くなる原因は、次のように考えられる。上記のようにして生成したＰＶＣの粉状物や微粒は、その一部が、溶融している非塩素含有プラスチックの粒に付着するので、非塩素含有プラスチックとして分離された粒状物のうち、比表面積が大きい小粒ほどＰＶＣの粉状物や微粒が付着する割合が大きく、従って、塩素含有率が高くなるものと思われる。
【００１５】
又、限度を超えた大きさの粒の塩素含有率が高くなる原因については、次のように考えられる。攪拌の摩擦熱により造粒する溶融造粒装置においては、非塩素含有プラスチック片が軟化し溶融して小さな粒になり、その小粒が集合しながら適度の大きさに成長した時点で冷却操作が行われ、溶融した粒が固化されている。その際に、ＰＶＣの粉状物や微粒が集合する溶融粒子の間に挟まれて内部に閉じ込められるが、粒の急激な成長が起った場合、多数の粒子が急激に付着して一体化するので、集合する粒子の付近に存在していたＰＶＣが一緒に抱き込まれて内部に閉じ込められる。
【００１６】
そして、大粒が生成する場合には、何れかの時点で粒の急激な成長が起こっており、大粒には内部に閉じ込められているＰＶＣが多いので、大粒の塩素含有率が高くなるものと思われる。
【００１７】
上述のように、造粒物中の塩素分は小粒や大粒に多く含まれているので、大粒の生成を抑制し、又、造粒処理物中の粉状物や微粒と、従来においては粒状物に分別されていた小粒を取り除けば、製品として分離された非塩素含有プラスチックの塩素含有率は従来技術に比べて格段と低下することになる。
【００１８】
本発明は上記の検討結果に基づいてなされたものであり、次のような特徴を有する。
【００１９】
請求項１に記載の混合廃プラスチックの分離方法は、塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により非塩素含有プラスチックを溶融して造粒する処理を行った後、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックに分離する処理を行う廃プラスチックの分離方法において、前記造粒処理を行う際に、前記混合廃プラスチックの温度上昇中に、非塩素含有プラスチックの溶融が始まる温度から塩素含有プラスチックの溶融温度未満の温度範囲内で、少なくとも２回の冷却操作を行うことを特徴としている。
【００２０】
請求項２に記載の混合廃プラスチックの分離方法は、請求項１に記載の方法において、造粒処理された処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに分ける篩分処理を行うことを特徴としている。
【００２１】
請求項３に記載の混合廃プラスチックの分離方法は、請求項２に記載の方法において、篩分処理された所定粒径以上のものを粒状物と非粒状物に分離する形状分離処理を行うことを特徴としている。
【００２２】
請求項４に記載の混合廃プラスチックの分離装置は、塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させ、その摩擦熱により非塩素含有プラスチックを溶融して造粒する処理を行った後、塩素含有プラスチックと非塩素含有プラスチックに分離する処理を行う廃プラスチックの分離装置において、攪拌機を備えた溶融造粒槽と、溶融造粒槽で攪拌されている混合廃プラスチックの温度を測定する温度測定装置と、溶融したプラスチック粒を冷却するための散水装置と、前記温度測定装置による測定値が予め設定された複数点の冷却温度に達した時点で、それぞれ散水装置を稼動させる制御が行われるように構成された制御装置とを備えた溶融造粒装置、並びに溶融造粒装置から排出された造粒処理物を篩い分ける篩分装置を有することを特徴としている。
【００２３】
なお、本発明において、非塩素含有プラスチックの溶融が始まる温度とは、非塩素含有プラスチックの一部の破砕片が収縮し溶融して粒状物になり始める時点の温度を意味する。又、塩素含有プラスチックの溶融温度とは、塩素含有プラスチックの一部の破砕片が溶融溶融し始める温度を意味する。
【００２４】
又、所定粒径とは、造粒処理工程から排出された廃プラスチックの処理物を篩い分ける際に、塩素含有が目標値以下のプラスチックを得るための篩の目開き寸法を意味する。前述のように、粒状物中の塩素分は粒子径が小さくなるほど多量に含まれているので、リサイクル可能なプラスチックとして回収する粒径の下限を決める篩の目開き寸法は、塩素含有率の目標値によって決められるが、その決定は、処理する廃プラスチックの性状や溶融造粒装置の運伝条件などを勘案し、過去の実績に基づいて行われる。篩分工程においては、通常、目開きが１〜３ｍｍの間の篩が使用される。
【００２５】
前述のように、製品として回収される非塩素含有プラスチックにある程度の塩素含有プラスチックが混入することは避けられないが、本発明においては、その混入を抑制する二つの手段が講じられており、塩素含有プラスチックの混入を最小限に抑えることが図られている。
【００２６】
第1の手段として、造粒処理の最終段階における造粒物の冷却を複数回行うことを有しており、これにより、大粒の生成が抑制される。なお、この大粒の生成を抑制する手段は、その効果が実験的に確認されたものであり、この手段の作用に関するメカニズムの詳細は明らかではない。しかし、本発明者らの試験結果によれぱ、特に、非塩素含有プラスチックの軟化・溶融が始まる粒状化の初期段階の処理条件によって大粒の生成割合が異なることが認められており、粒状化の初期段階の処理条件の差異による大粒の生成は、次のようにして起るものと考えられる。
【００２７】
非塩素含有プラスチックの溶融が開始される粒状化の初期は、プラスチック片が軟化して収縮し、次いで溶融して細粒になり始める段階である。そして、その段階の温度（軟化溶融開始温度）に到達する付近から温度上昇の速度が大きくなるので、収縮・溶融中のプラスチック、すなわち粒状化の途中にあるプラスチックが絡み合って付着して集合体を形成し、この集合体が以後の処理中に大粒の生成をもたらすものになるのではないか、と考えられる。
【００２８】
このため、本発明では、非塩素含有プラスチックの溶融が始まって粒状化が開始される時点から、その粒が適正な粒径になるまでの成長過程において、粒の冷却を複数回実施する。この冷却方法を図８により説明する。
【００２９】
図８は造粒処理中に２回の冷却を行った場合の温度変化を示す図である。図中、Ｔm は軟化溶融開始温度、Ｔ1 は１次冷却開始温度で軟化溶融開始温度Ｔm よりも少し高く設定された所定温度、ＴS は最終冷却開始温度で最終段階の冷却を開始する所定温度を示す。
従来技術においては、攪拌中の混合廃プラスチックの温度が最終冷却開始温度ＴS まで上昇した時点で冷却を開始し、粒の温度を急激に低下させて固化させ、造粒処理を終了している。この冷却方法による場合、大粒が生成しやすい。この大粒の生成は軟化溶融開始温度Ｔm を過ぎた付近で急激な粒の成長が起りやすいためであると考えられる。
【００３０】
これに対し、本発明による上記の２回冷却においては、非塩素含有プラスチックの軟化溶融が始まった後、１次冷却開始温度Ｔ1 に達した段階で、1次冷却を行い、再び温度が上昇して最終冷却開始温度ＴS に達した時点で最終冷却を行い、造粒処理を終了している。この冷却方法によると、大粒が生成する割合が少なくなる。
ところで、非塩素含有プラスチックが軟化溶融して一部が粒状物になり始める粒状化の初期においては、攪拌による熱の発生量が多くなるので、粒子表面と内部との間に温度差が生じ、表面温度が異常上昇するようになる。このため、粒子の付着が促進され、プラスチック片の集合体が形成される。
しかし、粒状化の初期に冷却を行うと、粒子表面温度が異常上昇する前に冷却されてしまうので、上記集合体の形成が中断される。そして、引続き行われる攪拌の継続によって再び粒子の温度が上昇するが、粒子の表面温度が直ちに異常上昇する訳ではないので、大粒の生成が大幅に抑制されるものと思われる。
【００３１】
又、粒状化の初期に冷却を行うことにより、プラスチック片が絡み合って付着した集合体が急冷されると、その際の熱衝撃によって、異種のプラスチック間の剥離が起り、付着したり、閉じ込められていた塩素含有プラスチックが集合体から離脱する。このため、粒状化の初期に冷却を行うことにより、大粒の生成が抑制されると共に、粒状物の塩素含有率が低下する。
【００３２】
なお、図８には、２回の冷却を行う場合についての記載がなされているだけであるが、軟化溶融開始温度を過ぎた粒子の成長過程で更に多くの冷却を行えば、大粒の生成が一層抑制される。又、粒状物の塩素含有率も一層低下する。
【００３３】
又、第２の手段として、造粒処理された処理物を所定粒径未満のものと所定粒径以上のものに分ける篩分処理を行うこと有しており、これにより、塩素含有率が高い粉状物や細粒、ＰＶＣの粉状物や微粒などが取り除かれ、塩素含有プラスチックの分離が効率よく行われる。
【００３４】
上記の篩い分け処理に際しては、その操作を単独で実施しただけで、塩素含有プラスチックの分離効率を高めることができる場合と、他の手段と組み合わせて実施したときに、その分離効率を高めることができる場合とがある。篩い分け操作を単独で実施するか、他の手段と組み合わせて実施するかについては、主として、処理する廃プラスチック中のＰＶＣの性状に基づいて決定される。
【００３５】
すなわち、本発明者らの試験結果によれば、廃プラスチックを攪拌して造粒処理する際に、ＰＶＣが含まれていると、ＰＶＣの粉状物や微粒が生成するが、ＰＶＣが粉状物や微粒になる度合いはＰＶＣの性状により異なる。ＰＶＣが薄いフィルム状のものである場合には、造粒中に、ＰＶＣの大部分が粉砕されて粉状物や微粒になるが、ＰＶＣがボトルなどのような厚さが比較的厚いものである場合には、粉砕されずに残るものものがある。
【００３６】
このため、混合廃プラスチック含まれているＰＶＣの厚さが薄い場合には、ＰＶＣの多くが、粉状物や微粒、及び粒状物中の小粒に付着しているので、溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けるだけで、それらの塩素含有プラスチックを分離することができる。
【００３７】
しかし、ＰＶＣが比較的厚いものである場合には、溶融造粒装置から排出された処理物中に、粉状物や微粒のＰＶＣの他に、粉砕されなかったＰＶＣが存在する。そして、その粉砕されなかったＰＶＣの多くが粒状物中の大粒と区別できない大きさになっているので、溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けをしても、粉砕されなかったＰＶＣが大粒と同じ区分に分別されてしまう。このため、本発明においては、ＰＶＣが比較的厚いものである場合には、溶融造粒装置から排出された処理物を篩い分けをして、ＰＶＣを多く含む粉状物や微粒及び粒状物中の小粒を取り除いた後、比重形状分離や風力選別を行う。この分離処理において、粉砕されなかったＰＶＣは造粒されておらず、軽いものに区分されるので、粒状物と分離され、取り除かれる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、廃プラスチックから分離される非塩素含有プラスチックの塩素含有率を一層低下させることができ、その受け入れ側からの塩素含有率低減に対する要望に応えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の一例の説明図である。この図は厚さが薄い塩素含有プラスチックが含まれている廃プラスチックを処理する場合を示す。図１おいて、塩素含有プラスチックを含む混合廃プラスチック８０は破砕工程１０で１０〜５０ｍｍ角程度の大きさに破砕される。破砕された混合廃プラスチックは造粒工程１１へ送られる。造粒工程１１では、図３、図４に示す溶融造粒装置が使用され、混合廃プラスチックを高速で攪拌して摩擦熱を発生させ、この摩擦熱によって塩素含有プラスチックよりも融点が低い非塩素含有プラスチックを溶融して造粒物にし、塩素含有プラスチックが溶融されない状態にとどめる処理が行われる。このような状態にする段階で、2回の散水を行って混合廃プラスチックを冷却する。まず、非塩素含有プラスチックの破砕片が収縮し、その一部の溶融が始まって小粒が生成し始める段階に達した所定温度で散水を開始し、１回目の冷却（一次冷却）を行う。この１回目の冷却では、溶融した非塩素含有プラスチックが固化する程度までの温度低下にとどめる。固化した非塩素含有プラスチックは、再度加熱されて溶融し、粒状物になる。次いで、粒が成長して適度の大きさになる所定温度に達した時点で散水して最終冷却を行う。上記のようにして２回の冷却を行うことにより、大粒の生成が抑制され、適度な大きさの造粒物が得られる。
【００４０】
造粒処理された混合廃プラスチックは、篩分工程１２において、目開きが所定寸法の篩で篩い分けられる。この篩い分け操作により、塩素含有プラスチックの含有率が高い所定粒径未満の粒分（粉状物と微粒と小粒からなる粒分８２）と塩素含有プラスチックの含有率が低い所定粒径以上の粒状物８１に分けられる。
【００４１】
上記の処理によって分離された所定粒径以上の粒状物８１は、ＰＶＣ含有率の高い所定粒径未満の粒分が取り除かれている上に、大粒の割合も少なく、塩素含有率が低いので、鉄源の還元剤として高炉へ吹き込む原料やセメントキルン等へ吹き込む原料の用途に再利用することができる。
【００４２】
なお、図１の説明においては、篩分工程１２の篩い分け処理が所定粒径未満のものに取り除く場合だけについて記述されているが、本発明における篩い分け処理は、必要に応じて、同時に、所定粒径以上の大粒を分離する処理を行う。
【００４３】
図２は本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の他の例の説明図である。この図は厚みのある塩素含有プラスチックが含まれている廃プラスチックを処理する場合を示す。図２おいて、破砕工程−造粒工程−篩分工程の３工程における操作は図１の場合と同じであるので、その説明は省略する。この実施の形態においては、篩分工程１２の後に形状分離処理工程１３が設けられている。これは、前述のように、厚みのある塩素含有プラスチックが含まれている廃プラスチックを溶融・造粒処理すると、その処理物中に、粉状物や微粒になるまで粉砕されされなかった塩素含有プラスチック（非粒状物）が混じっており、篩分工程においては、その非粒状物（塩素含有プラスチック）と所定粒径以上の粒状物を分別することができないためである。このため、篩分工程１２の後に、所定粒径以上のものとして分離されたものを、粒状物と非粒状物に分離する工程が設けられている。
【００４４】
形状分離処理工程１３においては、後述する図６に示す乾式比重形状分離装置や図７に示す風力選別装置などの形状分離処理手段が用いられ、篩分工程１２で分離された所定粒径以上のもの（粒状物と非粒状物の混合物８３）を、主として非塩素含有プラスチックからなる粒状物８４と主として塩素含有プラスチック片からなる非粒状物８５とに分ける処理が行われる。
【００４５】
上記の処理によって分離された粒状物８４には、ＰＶＣやＰＶＤＣが僅かしか付着していないので、粒状物８４は鉄源の還元剤として高炉へ吹き込む原料やセメントキルン等へ吹き込む原料の用途に再利用することができる。
【００４６】
なお、図２に示す混合廃プラスチックの分離処理方法においては、処理工程が破砕−造粒−篩い分け−形状分離の順に設けられているが、塩素含有プラスチックの除去率を上げるための処理は、必ずしも上記の順序に限定されない。破砕−造粒−形状分離−篩い分けの順で処理してもよい。ただし、処理工程が篩い分け−形状分離の順に設けられている図２の方法によれば、篩分工程で所定粒径未満のものが除かれるので、形状分離処理工程においては、負荷が軽減されると共に、粒状物（重いもの）と非粒状物（軽いもの）の２つに分離する操作を行うだけでよいので、処理が簡素化される。
【００４７】
次に、本発明で用いる装置について説明する。図３は造粒工程で使用する溶融造粒装置に係る構成の一例を示す図である。図３において、２０は混合廃プラスチックを装入して造粒処理を行う溶融造粒槽で、その底部に備えた攪拌機２１を高速回転させることにより摩擦熱を発生させるようになっている。８０は装入された混合廃プラスチックを示す。
【００４８】
溶融造粒槽２０の上部には、攪拌中の廃プラスチックの温度を測定する温度測定装置３４と、溶融した非塩素含有プラスチックを冷却して固化させるための散水装置３１が設けられている。この散水装置３１は散水制御装置３５からの指示信号により稼動、停止する。散水制御装３５には、一次冷却温度（非塩素含有プラスチックの溶融が開始される段階の所定温度）と最終冷却温度（所望の粒径範囲の造粒物を得るための所定温度）の設定値が入力されており、温度測定装置３４の測定値が上記設定値に達した時点で、それぞれ散水装置から散水される冷却水量が所定量になるように、制御弁３３が所定時間の間開になる。４０は、上記のようにして冷却されて固化した造粒処理物を篩い分けて、塩素含有率が高い所定粒径未満の粒分を取り除く篩分装置を示す。
【００４９】
図４は溶融造粒装置の構造を示す斜視図である。図４において、２０は混合廃プラスチックを装入して造粒する溶融造粒槽、２１は溶融造粒槽２０に装入された混合廃プラスチック８０を高速攪拌して摩擦熱を発生させる攪拌機である。攪拌機２１は溶融造粒槽の下部に配置され、この攪拌機２１には溶融造粒槽２０の周方向に回転する攪拌羽根２２が溶融造粒槽２０の底面と略平行に配置されている。２３は攪拌羽根を駆動するモータ、２４は装入口、２５は排出口、２６は排出口に設けられたゲートである。８０は混合廃プラスチックを示す。
【００５０】
図５は溶融造粒装置に備える攪拌機の構造の一例を示す図で、図５(a)は攪拌機の正面図、図５ (b)は攪拌機の平面図である。攪拌機は、溶融造粒槽の底部に設けられ、回転軸２７に軸着された回転板２８に複数の攪拌羽根２２が取り付けられた構造になっており、この攪拌羽根２２の回転により槽２０内へ装入された混合廃プラスチックが攪拌されて昇温するようになっている。
【００５１】
攪拌羽根２２は底面と平行に形成された主羽根２９とその上に立設された縦羽根３０からなり、溶融造粒装置の運転条件によって種々の構造のものが使用される。
【００５２】
なお、図４においては、主羽根２９が底面と平行に形成された攪拌羽根についてのみ説明したが、攪拌羽根２２は廃プラスチックを攪拌して摩擦熱を発生させる機能を有するものであればよく、図４に示す構造に限定されるものではない。例えば、主羽根２９が底面に対して傾斜した形状のものであってもよい。
【００５３】
図６は形状分離処理工程で使用する分離手段の一つであるエアテーブル式乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。この分離装置は、振動方向６２にほぼ水平に振動自在の振動篩５０と、振動篩５０上に振動方向とほぼ同方向に互いに平行に配設された複数の邪魔板（リッフル）５１とを備え、振動篩５０を振動方向５２に向けて傾斜（エンドスロープ）させるとともに振動方向５２と直交する水平方向に向けても傾斜（サイドスロープ）させた構造になっている。
【００５４】
そして、振動篩５０を振動方向５２に振動させさせながら、振動篩５０の下方から上昇空気流５３を噴射することにより、振動篩５０上へ装入された粒状物と非粒状物の混合物８３が比重差及び形状差によって粒状物（重いもの）８４と非粒状物（軽いもの）８５とに分離されるようになっている。粉状物は上昇空気流５３とともに飛散し、集塵機で捕集される。
【００５５】
上記のようにして、篩い分け装置で分離された所定粒径以上の粒分は、塩素含有率が低い所定粒径以上の粒状物と、塩素含有率が高い非粒状物と、塩素含有率が非常に高い若干の粉状物とに分けられる。
【００５６】
図７は形状分離処理工程で使用する分離手段の一つである風力選別装置を示す図である。この装置はジグザグ型風力選別機と呼ばれるものであって、６０はジグザグ型に形成された風力選別機本体、６１は粒状物と非粒状物の混合物８３の投入口、６２は風力選別機本体６０の下部から空気を吹き込むブロワ、６３は集塵機である。
【００５７】
この風力選別機においては、ブロワ６２により空気を吹き込んで風力選別機本体６０内に上昇流を発生させておき、上部に設けられている投入口６１から粒状物と非粒状物の混合物８３を投入する。混合物８３のうち、非粒状物（フィルム状のものや軽量物）８５は上昇する空気流と共に飛散して集塵機６３で捕集される。一方、粒状物８４は落下して回収される。このようにして、篩い分け装置で分離された所定粒径以上の粒分８３は塩素含有率が低い粒状物８４と塩素含有率が高い非粒状物８５に分けられる。上記の風力選別において、風力選別機本体６０内の空気流速は、通常、２ｍ／sec 〜４ｍ／sec の範囲に設定される。
【００５８】
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００５９】
この実施例においては、破砕−造粒−篩い分け−形状分離の４段階の処理により、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理をした。処理した廃プラスチックは、地方自治体で収集した、容器や包装などに使用された廃プラスチックであった。
【００６０】
塩素含有プラスチックを分離する処理は次のように行った。容器包装プラスチックのベール品を解砕機でほぐした後、破砕機により破砕し、１０〜５０mm程度のスクリーン通過物とした。この破砕物に含まれる非塩素含有プラスチックの主なものはＰＥであった。
【００６１】
この破砕物２５０ｋｇを、図３と同様の構成による溶融造粒装置へ装入し、攪拌機を高速回転させて昇温させた。そして、装入物の温度が１４３℃に達した時点で、散水装置から５リットルの冷却水を散水し、１回目の冷却（一次冷却）を行った。次いで、装入物の温度が１５５℃に達した時点で、散水装置から１５リットルの冷却水を散水し、２回目の冷却（二次冷却）を行った。
【００６２】
なお、上記一次冷却開始温度１４３℃は、装入した非塩素含有プラスチック破砕物の一部が溶融し始めて小粒が生成する段階に達した状態の温度であり、過去の操業時の状態観察に基づいて決めた値である。又、二次冷却開始温度１５５℃は、適度の粒径範囲の造粒物が得られる温度であり、実験結果に基づいて決めた値である。
【００６３】
造粒処理された廃プラスチックを溶融造粒装置から排出し、目開きが２．８ｍｍの篩で篩い分け、所定粒径未満のもの（篩い下）と所定粒径以上のもの（篩い上）とに分けた。
【００６４】
上記の篩い上のものを図６と同様の構成による乾式比重形状分離装置へ装入して、粒状物と非粒状物に分離し、再利用可能なものとして粒状物を回収した。回収した粒状物の塩素含有率と９．５ｍｍ以上の粒分の割合を調べた結果を表２に示す。
【００６５】
【表２】
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【００６６】
次に比較例として、冷却を一回だけ行う従来の方法により造粒処理し、廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を行った。この分離処理においては、造粒処理時に行う冷却を一回だけにしたこと、及び冷却開始温度を１５８℃にした以外は実施例１の場合と同様の方法で実施した。なお、処理した廃プラスチックは実施例１で使用したものと同じロットのものであった。
【００６７】
比較例においては、攪拌中の廃プラスチックが１５８℃に達した時点で、散水装置から２０リットルの冷却水を散水して冷却し、造粒処理を終了させた。
【００６８】
造粒処理された廃プラスチックを溶融造粒装置から排出し、目開きが２．８ｍｍの篩で篩い分け、所定粒径未満のもの（篩い下）と所定粒径以上のもの（篩い上）とに分けた。そして、２．８ｍｍ以上のものを乾式比重形状分離装置へ装入して粒状物と非粒状物に分離し、粒状物を回収した。回収した粒状物の塩素含有率と９．５ｍｍ以上の粒分の割合を調べた結果を実施例の結果と共に表２に示す。
【００６９】
表１により、実施例１と比較例の結果を比べると、実施例では、塩素含有率、回収率、＋9.5の粒分（大粒の割合）の何れについても、比較例に対して良好な値が得られている。まず、塩素含有率については、実施例の値は比較例の値に比べて低下している。これは、前述の調査結果（表１の説明）から明らかなように、大粒（＋９．５ｍｍ）の生成率が少なかったことによるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の一例の説明図である。
【図２】本発明に係る混合廃プラスチック分離処理方法の他の例の説明図である。
【図３】造粒工程で使用する溶融造粒装置に係る構成の一例を示す図である。
【図４】溶融造粒装置の構造を示す斜視図である。
【図５】溶融造粒装置に備える攪拌機の構造の一例を示す図である。
【図６】形状分離処理工程で使用する分離手段の一つであるエアテーブル式乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。
【図７】形状分離処理工程で使用する分離手段の一つである風力選別装置を示す図である。
【図８】造粒処理中に２回の冷却を行った場合の温度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  破砕工程
１１  造粒工程
１２  篩分工程
１３  形状分離処理工程
２０  溶融造粒槽
２１  攪拌機
２２  攪拌羽根
２３  モータ
２４  装入口
２５  排出口
２６  排出口のゲート
２７  回転軸
２８  回転板
２９  主羽根
３０  縦羽根
３１  散水装置
３２  冷却水配管
３３  制御弁
３４  温度測定装置
３５  散水制御装置
４０  篩分装置
５０  形状分離装置の振動篩
５１  邪魔板
５２  振動方向
５３  上昇空気流
６０  風力選別機本体
６１  投入口
６２  ブロワ
６３  集塵機
８０  混合廃プラスチック
８１  所定粒径以上の粒状物
８２  粉状物と微粒と小粒からなる粒分
８３  粒状物と非粒状物の混合物
８４  非粒状物が分離された粒状物
８５  非粒状物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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