(57)【要約】【課題】  廃プラスチックを鉱石還元剤や固体燃料として再利用するために廃プラスチックを粉砕するに先立って、粉砕性の良好な固形廃プラスチックを簡便な手段で製造する方法を提供する。【解決手段】  液体中で沈降させ、比重分離して得られた一般廃プラスチックを 250〜350 ℃に加熱して、次いで冷却して固形廃プラスチックを製造し、鉱石還元剤や固体燃料とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中で沈降させることによって比重分離して得られた一般廃プラスチックを 250〜350 ℃に加熱し、次いで冷却することを特徴とする固形廃プラスチックの製造方法。
【請求項２】
前記一般廃プラスチックが、容器包装用廃プラスチックであることを特徴とする請求項１に記載の固形廃プラスチックの製造方法。
【請求項３】
液体中で沈降させることによって比重分離して得られた一般廃プラスチックを産廃プラスチックに混合した後、 250〜350 ℃に加熱し、次いで冷却することを特徴とする固形廃プラスチックの製造方法。
【請求項４】
前記一般廃プラスチックが、容器包装用廃プラスチックであることを特徴とする請求項３に記載の固形廃プラスチックの製造方法。
【請求項５】
液体中で沈降させることによって比重分離して得られた容器包装用廃プラスチックを一般廃プラスチックに混合した後、 250〜350 ℃に加熱し、次いで冷却することを特徴とする固形廃プラスチックの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の固形廃プラスチックの製造方法により得られた  固形廃プラスチックである鉱石還元剤。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の固形廃プラスチックの製造方法により得られた固形廃プラスチックである固体燃料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般家庭から廃棄されるプラスチック（以下、一般廃プラスチックという）あるいは産業廃棄物として廃棄されるプラスチック（以下、産廃プラスチックという）を、鉱石還元剤や固体燃料として再利用する際には、通常、これらの廃プラスチックを粉砕して使用する。本発明は、廃プラスチックを粉砕するに先立って、廃プラスチックの固形物（以下、固形廃プラスチックという）を製造する方法ならびに固形廃プラスチックを用いた鉱石還元剤および固体燃料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃プラスチックは有機化合物であるから、炭素（Ｃ）を多量に含有している。近年、廃プラスチックを再利用するために、鉱石還元剤として高炉等の各種冶金用炉で使用したり、あるいは固体燃料として各種加熱炉や燃焼炉等で使用することによって、廃プラスチック中のＣを有効に活用する技術が検討されている。廃プラスチックを鉱石還元剤や固体燃料として再利用する際には、通常、廃プラスチックを粉砕してそれぞれの用途に使用する。廃プラスチックを粉砕することによって、それぞれの炉内雰囲気と廃プラスチックとの接触面積が拡大され、還元反応や燃焼反応が促進される。
【０００３】
廃プラスチックを粉砕して再利用する技術は、たとえば特許文献１に、廃プラスチックを微粉砕して発電用ボイラー等の燃焼炉の燃料として使用する技術が開示されている。しかしながら特許文献１には、廃プラスチックを微粉砕する方法に関する記述はなく、廃プラスチックの粉砕性を向上する技術（すなわち廃プラスチックを容易に粉砕する技術）は検討されていない。
【０００４】
また特許文献２に、乾式粉砕法や湿式粉砕法で粒子径2000μｍ以下に粉砕した廃プラスチックを固体燃料として使用する技術が開示されている。粉砕機は、ジェットミルやボールミルが記載されている。しかしながら、これらの粉砕機はいずれも広く知られているものであり、特許文献２では廃プラスチックの粉砕性を向上する技術は検討されていない。
非特許文献１には、廃プラスチックを粉砕する技術が開示されている。この技術によれば、比較的硬質かつ大型の廃プラスチックを粒径１〜２mm程度に粉砕することは可能であるが、繊維状やフィルム状の軟質の廃プラスチックを粉砕するのは困難である。ところが一般家庭から廃棄される一般廃プラスチックには、繊維状やフィルム状の廃プラスチックも混入している。そのため、この技術では、一般廃プラスチックを粉砕するに先立って繊維状やフィルム状の廃プラスチックを取り除かなければならないので、その分別作業に多大な労力と時間を要する。
【０００５】
また、プラスチックは耐衝撃性に優れているので、微細な粉砕片（たとえば粒径0.5mm 程度）を得るには長時間を要する。通常の粉砕機で廃プラスチックを粒径0.5mm 以下に粉砕する場合には、粉砕中に剪断熱が蓄積されて、廃プラスチックが溶解したり燃焼する恐れがある。廃プラスチックが溶融あるいは燃焼すると粉砕機の故障を招くので、粉砕機や粉砕片を冷却する必要がある。そのような冷却装置を粉砕機に取付けると、粉砕機の構成が複雑になり、メンテナンスの負荷が増大するばかりでなく、粉砕機の運転コストが上昇する。
【０００６】
さらに、脆性破壊を起こす温度領域まで廃プラスチックを冷却して凍結させ、その凍結した廃プラスチックを粉砕する技術（いわゆる凍結粉砕法）が検討されている。しかし凍結粉砕法も、粉砕機に加えて冷却装置が必要である。凍結粉砕法で使用する冷却装置は、上記した剪断熱の冷却装置に比べて著しく大きい冷却能力が要求され、メンテナンスの負荷が増大するばかりでなく、運転コストが大幅に上昇する。
【０００７】
さらに、廃プラスチックには、ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン等の塩素（Cl）を含有するものが混入している。Clを含有する廃プラスチックを、鉱石還元剤や固体燃料として再利用すると、塩化水素（ＨCl）が発生して、炉体が腐食したり、周辺の環境が汚染される。したがって、Clを含有する廃プラスチックを取り除く必要がある。
Clを含有しない廃プラスチックを選別して再利用する技術は、たとえば特許文献３に、廃プラスチックを粉砕した後、Clを含有する粉砕片を除去し、その他の粉砕片を造粒して固体燃料とする技術が開示されている。廃プラスチックを粉砕する装置は、固定刃と回転刃を用いて廃プラスチックを切断する装置が開示されている。この装置は廃プラスチックを単に切断するものであり、特許文献３では廃プラスチックの粉砕性を向上する技術は検討されていない。
【０００８】
また特許文献４には、廃プラスチックと有機溶媒との混合物を 150℃以上に加熱して溶融し、低沸点成分を除去した後、冷却して固化する技術が開示されている。この技術では、廃プラスチックを溶融することによって、熱分解で生じたＨClが気化して除去される。しかも得られた固形廃プラスチックの粉砕性は良好である。したがって廃プラスチックを再利用するにあたって、特許文献４に開示された技術を用いて廃プラスチックから固形廃プラスチックを製造し、その固形廃プラスチックを粉砕すれば、廃プラスチックを効率良く粉砕できる。しかも、得られた粉砕片はClを含有しないので、粉砕片を鉱石還元剤や固体燃料として使用しても炉体の腐食や周辺環境の汚染を防止できる。
【０００９】
しかしながら特許文献４に開示された技術では、廃プラスチックを溶融する際に有機溶媒を使用する。そのため、溶融した廃プラスチックを固化するときには有機溶媒を除去しなければならないので、廃プラスチックから固形廃プラスチックを製造する工程が複雑になる。しかも、溶融した廃プラスチックから有機溶媒を除去する設備のみならず、有機溶媒による環境汚染を防止する設備も必要となる。したがって特許文献４に開示された技術は、廃プラスチックを鉱石還元剤や固体燃料として再利用する上で有効な技術であるが、さらに簡便な手段で固形廃プラスチックを製造するという観点から、改善の余地が残されていた。
【特許文献１】特開平7-119922号公報
【特許文献２】特開平4-332792号公報
【特許文献３】特開2002-67029号公報
【特許文献４】特開平11-292976 号公報
【特許文献５】特開平11-292469 号公報
【非特許文献１】プラスチック Vol.47, No.7, P60
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記のような問題を解消し、廃プラスチックを鉱石還元剤や固体燃料として再利用するために廃プラスチックを粉砕するに先立って、粉砕性の良好な固形廃プラスチックを簡便な手段で製造する方法、ならびに粉砕性の良好な鉱石還元剤および固体燃料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】
本発明者は、有機溶媒を使用せず、廃プラスチック（すなわち一般廃プラスチック，容器包装用廃プラスチック，産廃プラスチック）から固形廃プラスチックを製造する技術を検討し、さらに、得られた固形廃プラスチックの粉砕性を調査した。その結果、下記のような知見を得た。
(a) ポリスチレンを含む固形廃プラスチックは粉砕性が極めて良好である。
【００１２】
(b) 密度が１ｇ／cm3 以上（すなわち水より重い）の廃プラスチックは、ポリスチレンを多量に含む。
(c) 廃プラスチック中のClは、有機溶媒を使用せず、廃プラスチックを 250〜350 ℃に加熱して溶融することによって熱分解し、ＨClとして溶融状態の廃プラスチックから除去される。
【００１３】
(d) 一般廃プラスチックは夾雑物が少なく、とりわけ容器包装に係る分別収集及び再商品化の促進等に関する法律（平成７年法律第百十二号、いわゆる容器包装リサイクル法）に従い収集される廃プラスチック（以下、容器包装用廃プラスチックという）は夾雑物が混入しないので、ポリスチレンを多量に含むものを選別する際に、比重を利用して効率的に選別できる。
【００１４】
本発明は、これらの知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、液体中で沈降させることによって比重分離して得られた一般廃プラスチックを 250〜350 ℃に加熱し、次いで冷却する固形廃プラスチックの製造方法である。
また本発明は、 液体中で沈降させることによって比重分離して得られた一般廃プラスチックを産廃プラスチックに混合した後、 250〜350 ℃に加熱し、次いで冷却する固形廃プラスチックの製造方法である。
【００１５】
これら固形廃プラスチックの製造方法では、いずれも前記一般廃プラスチックが容器包装用廃プラスチックであることが好ましい。
また本発明は、一般廃プラスチックの中でも特に、液体中で沈降させることによって比重分離して得られた容器包装用廃プラスチックを、一般廃プラスチックに混合した後、 250〜350 ℃に加熱し、次いで冷却する固形廃プラスチックの製造方法である。
【００１６】
さらに本発明は、前記した固形廃プラスチックの製造方法により得られた固形廃プラスチックである鉱石還元剤または固体燃料である。
なお、特許文献５には、２種以上のプラスチックを含む混合物を 150℃以上の温度で加熱処理した後、ＨCl等のプラスチック分解物である低沸点成分を除去し、冷却，固化する処理方法が開示されている。プラスチックを含む混合物の例として、実施例には、ポリエチレン，ポリプロピレン（いずれも比重が１未満）とポリスチレン，ポリ塩化ビニル，ポリエチレンテレフタレート（いずれも比重が１超え）との混合物を出発原料として使用することが記載されている。しかしながら特許文献５には、ポリスチレンを含有させることによって粉砕性が向上することを示す記載はない。
【００１７】
一方、本発明は、ポリスチレンを含む固体廃プラスチック（すなわち液体中で沈降させることによって比重分離して得られた一般廃プラスチック）は粉砕性が極めて良好であるという知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明と特許文献５は技術思想が異なるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、廃プラスチック（すなわち一般廃プラスチック，容器包装用廃プラスチック，産廃プラスチック）から粉砕性が良好な固形廃プラスチックを簡便な手段で製造できる。その固形廃プラスチックは粉砕性が良好で容易に粉砕されるので、粉砕機の故障を抑制でき、メンテナンスの負荷が軽減される。しかも粉砕機に冷却装置を取付ける必要はなく、有機溶媒を取扱う装置も不要であるから、粉砕機の運転コストの上昇を抑制できる。
【００１９】
さらに、固形廃プラスチックから微細な粉砕片が容易に得られ、かつ粉砕片にはClが含まれないので、廃プラスチックを種々の用途に広く使用できる。たとえば鉱石還元剤として高炉，キュポラ等の冶金用炉で使用でき、固体燃料としてボイラー等の燃焼炉やコークス炉等の加熱炉で使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明を下記の (1)〜(3) に分けて説明する。
(1) 原材料となる廃プラスチック
本発明では、一般家庭から廃棄される一般廃プラスチックのうち、液体中で沈降させることによって比重分離して得られた、好ましくは密度が１ｇ／cm3 以上の一般廃プラスチックを使用する。密度が１ｇ／cm3 以上の一般廃プラスチックは、液体として水を用いると、水より重いので、水中に投入すると沈降する。一方、水より軽い一般廃プラスチックは浮上する。このように比重の差を利用することによって、液体中で沈降するものと浮上するものを容易に選別（以下、比重分離という）し、得られたものである。自治体によって市中から収集された一般廃プラスチックが圧縮梱包されている場合は、そのベールと呼ばれる圧縮梱包体を予め解砕し、一般廃プラスチックを解きほぐして液体中に投入することが好ましい。
【００２１】
一般廃プラスチックには、熱可塑性樹脂（たとえばポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン，ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン，塩素化ポリエチレン，ポリスチレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリカーボネート，ナイロン等），熱硬化性樹脂（たとえばエポキシ樹脂，ポリウレタン等）などの種々のプラスチック素材が混入している。しかし本発明では、一般廃プラスチックを液体中に投入して沈降したものを使用するので、プラスチック素材の種類を区別して選別する必要はない。したがって２種類以上のプラスチック素材が使用されている一般廃プラスチックであっても、それらをプラスチック素材の種類ごとに分離する必要はない。
【００２２】
ポリスチレンは比重が大きいので、液体中で沈降した一般廃プラスチックには、ポリスチレンが多量に含まれる。本発明者の研究結果によれば、ポリスチレンを含む一般廃プラスチック（すなわちポリスチレンからなる一般廃プラスチック，ポリスチレンと他のプラスチック素材を併用した一般廃プラスチック）は、粉砕性が良好で容易に、かつ微細に粉砕される。
【００２３】
本発明では、液体中で沈降させることによって比重分離した一般廃プラスチックを使用するが、一般廃プラスチックの中でも特に容器包装に係る分別収集及び再商品化の促進等に関する法律（平成７年法律第百十二号，いわゆる容器包装リサイクル法）に従い収集される容器包装用廃プラスチックを使用し、比重分離を行ない、液体中で沈降する容器包装用廃プラスチックを選別して使用するのが好ましい。その理由は、容器包装用廃プラスチックには金属類等の重量の大きい夾雑物が混入しないので、液体中で沈降した容器包装用廃プラスチックを回収することによって、ポリスチレンを含む容器包装用廃プラスチックを効率良く選別できるからである。
【００２４】
また本発明では、一般廃プラスチックまたは容器包装用廃プラスチックを比重分離する際に、液体中での沈降処理に遠心分離機を使用しても良い。遠心分離機を使用すれば、比重分離に要する時間を短縮できる。遠心分離機を併用する例として、遠心式比重差分離型の装置を用いることができる。
さらに本発明では、比重分離に用いる液体としては、取扱いの容易さの点から、水を用いることが好ましいが、水溶性無機物や水溶性有機物を水に溶解させた水溶液（いわゆる重液）を使用しても良い。
【００２５】
このようにして本発明では、一般廃プラスチックまたは容器包装用廃プラスチックの中から、液体中で沈降する一般廃プラスチックまたは容器包装用廃プラスチック（すなわちポリスチレンを多量に含有し粉砕性が良好な廃プラスチック）を選別して再利用する。
一方、産業廃棄物として廃棄されるプラスチック（すなわち産廃プラスチック）にも、ポリスチレンが使用されている。ところが、産廃プラスチックには金属類や木材等の夾雑物が多量に混入している。そのため、密度が１ｇ／cm3 未満であっても産廃プラスチックが金属類の重力で水中で沈降したり、あるいは密度が１ｇ／cm3 以上であっても産廃プラスチックが木材の浮力で浮上する恐れがある。その場合は、ポリスチレンを含む産廃プラスチックを選別する精度が低下する。
【００２６】
したがって本発明では、一般廃プラスチックまたは容器包装用廃プラスチックの中から、液体中で沈降させることによって比重分離して得られた廃プラスチックを回収して、加熱し溶融する。
(2) 廃プラスチックの加熱，溶融
液体中で沈降した廃プラスチックを回収した後、加熱容器に収容して加熱することにより、その廃プラスチックは溶融する。本発明では、加熱する際に廃プラスチックを裁断する必要はない。液体中から回収したままの状態で廃プラスチックを加熱しても、支障なく溶融できる。繊維状やフィルム状の廃プラスチックも、そのまま加熱容器に収容して加熱する。
【００２７】
ただし加熱に先立って、予め廃プラスチックを裁断しておけば、加熱と溶融に要する時間を短縮できる。ところが、廃プラスチックを過剰に細かく裁断するには長時間を要する上に、剪断熱が蓄積されて裁断機の設備故障の原因になる。したがって、加熱に先立って廃プラスチックを裁断する場合には、廃プラスチックの処理量や加熱溶融の処理能力等に応じて裁断片の大きさを適宜設定すれば良いが、具体的に数値を例示するなら１辺が10cm以下の大きさで十分である。
【００２８】
ここでは上記の (1)で説明した比重分離によって得られた廃プラスチックを裁断する例について述べたが、比重分離を行なう前に廃プラスチックを裁断しても良い。ただし、比重分離を行なう前に廃プラスチックを裁断すると、比重が大きい廃プラスチックのみならず、比重が小さい廃プラスチックも裁断しなければならないので、裁断機の負荷が増大する。したがって、比重分離を行なった後、選別された比重が大きい廃プラスチックを裁断するのが好ましい。
【００２９】
また、液体中で沈降させることによって比重分離して得られた一般廃プラスチックを産廃プラスチックに混合した混合物を加熱容器に収容して加熱し、溶融しても良い。産廃プラスチックは、(1)で説明した比重分離には適さないが、液体中で沈降させることによって比重分離して得られた一般廃プラスチックを混合することによって、混合物のポリスチレン含有量が増加し、粉砕性が改善される。
【００３０】
さらに、一般廃プラスチックの中でも特に容器包装用廃プラスチックを液体中で沈降させることによって比重分離して得られたものを産廃プラスチックまたは一般廃プラスチックに混合した混合物を加熱容器に収容して加熱し、溶融しても良い。この場合は、使用する産廃プラスチックまたは一般廃プラスチックに１ｇ／cm3 未満の密度を有するものも含まれるが、液体中で沈降させることによって比重分離して得られた容器包装用廃プラスチックを混合することによって、混合物のポリスチレン含有量が増加し、粉砕性が改善される。
【００３１】
一般廃プラスチックまたは容器包装用廃プラスチックの加熱温度，一般廃プラスチックと産廃プラスチックの混合物の加熱温度，容器包装用廃プラスチックと産廃プラスチックの混合物の加熱温度，あるいは容器包装用廃プラスチックと一般廃プラスチックの混合物の加熱温度は、いずれも 250〜350 ℃とする。その後の固形廃プラスチックを製造するまでの次に示す(A) ，(B) ，(C) ，(D) ，(E)の工程は同一である。
【００３２】
(A) 比重分離して得られた一般廃プラスチックを加熱した後、冷却し、固形廃プラスチックを製造するまでの工程
(B) 比重分離して得られた容器包装用廃プラスチックを加熱した後、冷却し、固形廃プラスチックを製造するまでの工程
(C) 比重分離して得られた一般廃プラスチックを産廃プラスチックに混合して加熱した後、冷却し、固形廃プラスチックを製造するまでの工程
(D) 比重分離して得られた容器包装用廃プラスチックを産廃プラスチックに混合して加熱した後、冷却し、固形廃プラスチックを製造するまでの工程
(E) 比重分離して得られた容器包装用廃プラスチックを一般廃プラスチックに混合して加熱した後、冷却し、固形廃プラスチックを製造するまでの工程
したがって、ここでは (A)の工程について説明する。
【００３３】
比重分離して得られた一般廃プラスチックを加熱する際には、有機溶媒を使用せず、加熱容器に収容して加熱することが好ましい。加熱温度が 250℃未満では、一般廃プラスチックが十分に溶融せず、また熱分解によるＨClの発生が少なく、Clを十分に除去できない。一方、 350℃を超えると、一般廃プラスチックが激しく熱分解し、固体収率が低下する。したがって、加熱温度は 250〜350 ℃の範囲内を満足する必要がある。
【００３４】
加熱時間は、加熱を開始して溶融を終了するまでの時間として、10分〜30時間の範囲内が好ましい。加熱開始から溶融終了までの所要時間が10分未満では、加熱容器の温度制御が困難であり、しかもClを十分に除去できないことがある。一方、30時間を超えると、さらなるClの除去作用は期待できなくなり、加熱容器の運転コストの上昇を招く。
本発明では加熱容器の構成は限定しない。連続的に加熱溶融を行なう装置を用いても良いし、あるいはバッチ式に加熱溶融を行なう装置を用いても良い。その装置の形状は、特に限定しない。したがって、攪拌槽形状でも良いし、あるいはスクリュー式の押し出し機でも良い。
【００３５】
このように加熱されると、Clを含有するポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニリデン等が分解して、ＨClが発生する。その結果、比重分離して得られた一般廃プラスチックからClが除去される。
このようにして比重分離して得られた一般廃プラスチックを、比重分離していない一般廃プラスチックと混合する場合は、両者の混合比を、質量比で、比重分離した一般廃プラスチック／比重分離していない一般廃プラスチック＝10／90〜90／10とするのが好ましい。
【００３６】
このように加熱して得られた溶融状態の一般廃プラスチックは、Clを含有せず、ポリスチレンを多量に含有しており、それを冷却し固化して固形廃プラスチックを製造する。
(3) 廃プラスチックの冷却，固化
Clを含有せずポリスチレンを多量に含有する溶融状態の一般廃プラスチックを冷却して固化することによって、固形廃プラスチックを製造する。本発明では、固形廃プラスチックの形状や寸法は特に限定しない。固形廃プラスチックを粉砕する際に使用する粉砕機の仕様や粉砕能力に応じて、固形廃プラスチックの形状や寸法を適宜設定すればよい。
【００３７】
また本発明では、溶融状態の一般廃プラスチックを冷却固化する冷却固化装置は、特定の構成に限定せず、上記の (2)で説明した加熱容器の設置台数や加熱能力等に応じて適宜選択すれば良い。ただし、ベルトクーラー等を用いて連続的に冷却して固化するのが好ましい。また、溶融プラスチックを一定サイズの開口部から排出し、その状態のままカッター等で切断し直接水中に投入する、いわゆるホットカット方式も有効である。
【００３８】
溶融状態の一般廃プラスチックの冷却は、冷却を開始して固化を終了するまでの除熱量としては、冷却開始と固化終了との温度差のエンタルピー量で計算された値とし、冷却速度は、冷却開始から固化終了までの所要時間とエンタルピー量で計算された値とすることが好ましい。
ここで固化終了とは、固形廃プラスチックを粉砕機に送給するために冷却固化装置から排出したところを指す。そのとき、固形廃プラスチックの中心部は必ずしも室温（約20℃）まで冷却される必要はなく、中心部の温度が 110℃程度であれば良い。その理由は、固形廃プラスチックの外殻が固化しているので、冷却固化装置から粉砕機に搬送する間に固形廃プラスチックが崩壊しせず、かつ搬送中に中心部まで冷却されるからである。
【００３９】
上記の (1)〜(3) の手順で製造した固形廃プラスチックは、ポリスチレンを多量に含有する故に、粉砕性が良好で容易に粉砕でき、微細な粉砕片が得られる。また、この固形廃プラスチックから得られた粉砕片は、Clを含有しない故に、鉱石還元剤や固体燃料として使用してもＨClは発生せず、炉体の腐食や環境の汚染が抑制できる。粉砕片は微細であるから、粉体として使用しても良いし、あるいは造粒して所定の粒度を付与して使用することも可能である。
【００４０】
本発明を適用して製造した固形廃プラスチックを粉砕する粉砕機は、従来から知られている装置が使用できる。たとえばジョークラッシャー，ロールクラッシャー，ボールミル，カッターミル，遠心ミル等の種々の装置を用いて、固形廃プラスチックを支障なく粉砕できる。
【実施例】
【００４１】
［実施例１］
市中で分別収集された容器包装用廃プラスチックを、１辺が１cm程度の矩形に裁断した後、水中で比重分離を行ない、沈降する容器包装用廃プラスチックと浮上する容器包装用廃プラスチックを選別した。その際には、遠心分離機を使用して効率良く選別した。次いで、選別して得られた沈降した容器包装用廃プラスチックを加熱容器に収容して、加熱し溶融した。
【００４２】
図１は、加熱容器とその付帯設備の例を模式的に示す断面図である。内容積1000cm3 の加熱容器１内に収容した容器包装用廃プラスチック２は、水中で沈降させ、比重分離して得られたものであり、その量は 300ｇとした。加熱装置４は誘導加熱によって発生する熱エネルギーを熱源とするものを用いて加熱（ 320℃，１時間）した。加熱容器１には、攪拌羽根５とその回転駆動装置６を配設して、溶融した容器包装用廃プラスチック２を攪拌した。
【００４３】
容器包装用廃プラスチック２を加熱して溶融することによって、容器包装用廃プラスチック２に含有されるClがＨClとして気化して水封器３へ誘導される。気化したＨClは、水封器３内の水封水７と接触することによって、水封水７に溶解する。したがって水封器３から排出される気体にはClは含まれていない。一方、水封水７はＨClが溶解するので酸性の水溶液となる。容器包装用廃プラスチック２の加熱溶融が終了した後の水封水７は、ｐＨが２以下となり、塩素イオンが検出された。
【００４４】
加熱溶融が終了すると、加熱装置４を停止し、攪拌羽根５を取外して、加熱容器１内の容器包装用廃プラスチック２を室温まで放冷して固化した。得られた容器包装用廃プラスチック２の固形物（すなわち固形廃プラスチック）を加熱容器１から取出し、ハンマーで粉砕し、さらに篩で分級して粒度を 0.5〜3.0mm に揃えた。これを固形廃プラスチックＡとする。
【００４５】
次いで固形廃プラスチックＡを、大阪ケミカル株式会社製のワンダークラッシュミルＷＤＬ−１型機と呼ばれるカッターミルで粉砕した。粉砕時間は５〜50秒の間で種々変化させた。粉砕した固形廃プラスチックＡは、いずれも50ｇとした。
［比較例１］
比較例１として、市中で分別収集された容器包装用廃プラスチックを、１辺が１cm程度の矩形に裁断した後、全量を加熱容器１に収容して、加熱し溶融した。比較例１では比重分離を行なわず、水中で沈降する容器包装用廃プラスチック２を選別しなかった。容器包装用廃プラスチック２の加熱溶融から固形廃プラスチックの製造までの手順は、発明例１と同じであるから説明を省略する。得られた固形廃プラスチックを加熱容器１から取出し、ハンマーで粉砕し、さらに篩で分級して粒度を 0.5〜3.0mm に揃えた。これを固形廃プラスチックＢとする。
【００４６】
次いで固形廃プラスチックＢを、ワンダークラッシュミルＷＤＬ−１型機と呼ばれるカッターミルで粉砕した。粉砕時間は10〜400 秒の間で種々変化させた。粉砕した固形廃プラスチックＢは、いずれも50ｇとした。
実施例１の固形廃プラスチックＡと比較例１の固形廃プラスチックＢの粉砕片の粒度分布を、篩で分級し質量を測定することにより調査した。実施例１の粒度分布を表１に示し、比較例１の粒度分布を表２に示す。
【００４７】
【表１】
2005280347.tif 000003
【００４８】
【表２】
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【００４９】
表１に示した実施例１のデータと表２に示した比較例１のデータを比べると明らかなように、実施例１では、固形廃プラスチックＡを短時間で粉砕でき、かつその粉砕片は粒径の小さいものが多く分布している。特に、表１中の固形廃プラスチックＡの粉砕時間が50秒の粉砕片の粒度分布は、表２中の固形廃プラスチックＢの粉砕時間が 400秒の粉砕片の粒度分布とほぼ同等である。したがって、本発明を適用して製造した固形廃プラスチックＡは、粉砕性が著しく改善されていることが分かる。
【００５０】
［実施例２］
一般家庭から廃棄された一般廃プラスチック（容器包装用廃プラスチックではないもの）を用いた以外は、実施例１と同様に熱処理して固形廃プラスチックを得た。得られた固形廃プラスチックを加熱容器１から取り出し、ハンマーで粉砕し、さらに篩で分級して粒度を 0.5〜3.0mm に揃えた。これを固形廃プラスチックＣとする。次いで、固形廃プラスチックＣを、ワンダークラッシュミルＷＤＬ−１型機と呼ばれるカッターミルで粉砕した。粉砕時間は20秒とした。粉砕した固形廃プラスチックＣは50ｇであった。粉砕片弧の粒度分布は表３に示す通りである。
【００５１】
［実施例３］
市中で分別収集された容器包装用廃プラスチックを、１辺が１cm程度の矩形に裁断した後、水中で比重分離を行ない、沈降する容器包装用廃プラスチック２と浮上する容器包装用廃プラスチックを選別した。その際には、遠心分離機を使用して効率良く選別した。次いで、選別して得られた沈降した容器包装用廃プラスチック２を、一般廃プラスチックと混合（混合質量比１：１）し、さらに加熱容器に収容して、加熱し溶融した。なお一般廃プラスチックは、予め１辺が１cm程度の矩形に裁断したものを使用した。選別して得られた沈降した容器包装用廃プラスチック２と一般廃プラスチックとの混合物の加熱溶融から固形廃プラスチックの製造までの手順は、実施例１と同じであるから説明を省略する。得られた固形廃プラスチックを加熱容器１から取出し、ハンマーで粉砕し、さらに篩で分級して粒度を 0.5〜3.0mm に揃えた。これを固形廃プラスチックＤとする。
【００５２】
次いで固形廃プラスチックＤを、ワンダークラッシュミルＷＤＬ−１型機と呼ばれるカッターミルで粉砕した。粉砕時間は20秒とした。粉砕した固形廃プラスチックＣは50ｇであった。
実施例３の粉砕片の粒度分布は表３に示す通りである。
【００５３】
【表３】
2005280347.tif 000005
【００５４】
表３中の固形廃プラスチックＣ，Ｄの粉砕時間が20秒の粉砕片の粒度分布は、表１中の固形廃プラスチックＡの粉砕時間が20秒の粉砕片の粒度分布とほぼ同等である。したがって、本発明を適用して製造した固形廃プラスチックＣ，Ｄは、同じく発明例である固形廃プラスチックＡと同等の粉砕性を有していることが分かる。
［実施例４］
市中で分別収集された一般家庭から廃棄された容器包装用廃プラスチックを、１辺が１cm程度の矩形に裁断した後、水中で比重分離を行ない、沈降する容器包装用廃プラスチック２と浮上する容器包装用廃プラスチックを選別した。その際には、遠心分離機を使用して効率良く選別した。次いで、選別して得られた沈降した容器包装用廃プラスチック２を、産廃プラスチック（比重分離していないもの）と混合（混合質量比１：１）し、さらに加熱容器に収容して、加熱し溶融した。なお産廃プラスチックは、予め１辺が１cm程度の矩形に裁断したものを使用した。選別して得られた沈降した容器包装用廃プラスチック２と産廃プラスチック（比重分離していないもの）との混合物の加熱溶融から固形廃プラスチックの製造までの手順は、実施例１と同じであるから説明を省略する。得られた固形廃プラスチックを加熱容器１から取出し、ハンマーで粉砕し、さらに篩で分級して粒度を 0.5〜3.0mm に揃えた。これを固形廃プラスチックＥとする。
【００５５】
次いで固形廃プラスチックＥを、ワンダークラッシュミルＷＤＬ−１型機と呼ばれるカッターミルで粉砕した。粉砕時間は20秒とした。粉砕した固形廃プラスチックＥは50ｇであった。
実施例４の粉砕片の粒度分布は表３に示す通りである。
［実施例５］
市中で分別収集された一般家庭から廃棄された一般廃プラスチック（容器包装用廃プラスチックではないもの）を、１辺が１cm程度の矩形に裁断した後、水中で比重分離を行ない、沈降する一般廃プラスチック２と浮上する一般廃プラスチックを選別した。その際には、遠心分離機を使用して効率良く選別した。次いで、選別して得られた沈降した一般廃プラスチック２を、産廃プラスチック（比重分離していないもの）と混合（混合質量比１：１）し、さらに加熱容器に収容して、加熱し溶融した。なお産廃プラスチックは、予め１辺が１cm程度の矩形に裁断したものを使用した。選別して得られた沈降した一般廃プラスチック２と産廃プラスチック（比重分離していないもの）との混合物の加熱溶融から固形廃プラスチックの製造までの手順は、実施例１と同じであるから説明を省略する。得られた固形廃プラスチックを加熱容器１から取出し、ハンマーで粉砕し、さらに篩で分級して粒度を 0.5〜3.0mm に揃えた。これを固形廃プラスチックＦとする。
【００５６】
次いで固形廃プラスチックＦを、ワンダークラッシュミルＷＤＬ−１型機と呼ばれるカッターミルで粉砕した。粉砕時間は20秒とした。粉砕した固形廃プラスチックＦは50ｇであった。
実施例５の粉砕片の粒度分布は表３に示す通りである。
［実施例６］
市中で分別収集された容器包装用廃プラスチックを、１辺が１cm程度の矩形に裁断した。そのうちの一部を、水中で比重分離を行ない、沈降する容器包装用廃プラスチックと浮上する容器包装用廃プラスチックを選別した。その際には、遠心分離機を使用して効率良く選別した。次いで、選別して得られた沈降した容器包装用廃プラスチックを、選別前の矩形の容器包装用廃プラスチックと混合（混合質量比１：２）し、直径400mm ，長さ８ｍのスクリューを有する２軸押し出し機で、 320℃で処理した。装置内の滞留時間は約20分程度であった。押し出し機から排出される溶融プラスチックは、ホットカット装置にて切断し、そのまま水中で冷却固化した。直径が約20mm程度の球に近い形状の固体粒が得られた。これをハンマーで粉砕し、さらに篩で分級して粒度を 0.5〜３mmに揃えた。これを固形廃プラスチックＧとする。
【００５７】
次いで固形廃プラスチックＧを、ワンダークラッシュミルＷＤＬ−１型機で粉砕したときの粒度分布を表４に示す。
【００５８】
【表４】
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【００５９】
固形廃プラスチックＧの粉砕性は、固形廃プラスチックＤの粉砕性に近く、固形廃プラスチックＢの粉砕性よりも優れていた。
ハンマーで粉砕する前の球に近い形状の固形粒を、（株）ダブリュ・アイ・アールの所有するウルトラローターIIIa型で粉砕したところ、表５に示す粒度分布の微粉が得られた。これを微粉廃プラスチックＨとする。
【００６０】
【表５】
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【００６１】
内容積3223ｍ3 ，出銑量7000 ton／日の高炉に微粉廃プラスチックＨを銑鉄１ton あたり10kgの割合で羽口から吹き込んだ。このとき、銑鉄１ton あたりコークスを 415kg使用し、また、微粉廃プラスチックＨと同時に微粉炭を銑鉄１ton あたり 130kg吹き込んだ。高炉への送風量は毎分4800ｍ3 で酸素富化率は６％とした。
微粉廃プラスチックＨの吹き込み前の高炉下部の溶融銑鉄の温度は1490℃であったが、約12時間微粉廃プラスチックＨを吹き込んだところ、溶融銑鉄の温度が約1530℃に上昇した。この間、高炉内の圧力分布や、高炉上部から排出される高炉ガス中のＣＯとＣＯ2 の比率は、通常の高炉操業時とほぼ同等であった。
【００６２】
［実施例７］
微粉廃プラスチックＨの工業分析結果を、代表的な粉体燃料である微粉炭の一般的な分析値とあわせて表６に示す。表６から明らかなように、微粉廃プラスチックＨは微粉炭と比べて硫黄分が少なく、発熱量が高い。この微粉廃プラスチックＨを微粉炭ボイラーで微粉炭の代替として燃焼させたところ、良好な燃焼が継続された。
【００６３】
【表６】
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【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】加熱容器とその付帯設備の例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  加熱容器
２  容器包装用廃プラスチック
３  水封器
４  加熱装置
５  攪拌羽根
６  回転駆動装置
７  水封水
【図１】
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