(57)【要約】【課題】  被覆材から銅線を分別可能に分離することができる、廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法を提供すること。【解決手段】  廃被覆銅線を含む自動車のシュレッダーダストを、垂直軸回転式の混合装置（高速流動型混合機）に投入し、周速２０〜４０ｍ／ｓで、１０分〜１時間処理する。この方法では、攪拌により、被覆材が収縮方向に向かう一方、銅線が膨張方向に向かうため、銅線は、被覆材の末端から露出され、先端がカール状となり、別の材料に引っ掛かって、軟化した被覆材から一気に引き抜かれる。そのため、銅線は、被覆材に残存することなく、ほぼ完全に被覆材から剥離される。【選択図】        図１
2005013981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅線が被覆材によって被覆されている廃被覆銅線を、垂直軸回転式の混合装置に投入して、被覆材と、銅線とに分離することを特徴とする、廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法。
【請求項２】
前記混合装置は、高速水平回転羽根を備えており、
前記高速水平回転羽根を、周速２０〜４０ｍ／ｓで、１０分〜１時間回転させることを特徴とする、請求項１に記載の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法。
【請求項３】
前記廃被覆銅線を含むシュレッダーダストを、垂直軸回転式の混合装置に投入することを特徴とする、請求項１または２に記載の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法。
【請求項４】
前記混合装置の分離処理中に、分離処理されるシュレッダーダストに接触するように、前記混合装置内を吸引するための吸引手段を配置して、前記吸引手段により吸引することを特徴とする、請求項３に記載の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法、詳しくは、シュレッダーダストなどに含まれる廃被覆銅線を、被覆材と銅線とに分離する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃車となった自動車は、解体業者によって解体され、その２０〜３０％が再使用部品としてリサイクルされ、その５０〜５５％が素材としてリサイクルされ、その残り２０〜２５％がシュレッダーダストとして、埋立あるいは焼却されている。
【０００３】
このようなシュレッダーダスト中には、廃鉄線、廃アルミニウム片、廃被覆銅線などが大量に残存しているので、これら廃金属類を、シュレッダーダストからさらに分別して回収することは、リサイクルの要請に沿うものである。
【０００４】
廃鉄線や廃アルミニウム片は、磁力選別や渦電流選別でシュレッダーダストから取り除くことはできるが、廃被覆銅線は、銅線が、プラスチックからなる被覆材で被覆されていることから、そのまま、磁力選別や渦電流選別で取り除くことは困難である。
【０００５】
とりわけ、比較的太い廃被覆銅線は、手選別できるが、ハーネスとして束となっている細い廃被覆銅線を分離することは、きわめて困難である。
【０００６】
また、たとえば、銅線を含むシュレッダーダストをふるいにより大粒、中粒、小粒の大きさにそれぞれ分別する第１のふるい工程と、第１のふるい工程により分別された前記中粒を比重によって比重の大小に分別する第１の比重分別工程と、第１の比重分別工程により分別された大きい比重のシュレッダーダストを粉砕する粉砕工程と、粉砕工程により粉砕されたシュレッダーダストから小粒と同じ大きさのシュレッダーダストをふるいにより分別する第２のふるい工程と、第１のふるい工程および第２のふるい工程により得られた小粒から銅線を比重分別する第２の比重分別工程とを有するシュレッダーダストの分別方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１―３４７５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この方法では、粉砕工程において、粉砕によってワイヤーハーネスを芯線（銅線）と被覆材（塩化ビニール）とに分離しているが、このような粉砕による分離では、銅線を被覆材から完全に剥離することができず、被覆内面に固着した銅線が残存するという不具合がある。
【０００８】
本発明は、このような不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、被覆材から銅線を分別可能に分離することのできる、廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離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】
上記目的を達成するため、本発明の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法は、銅線が被覆材によって被覆されている廃被覆銅線を、垂直軸回転式の混合装置に投入して、被覆材と、銅線とに分離することを特徴としている。
【００１０】
また、本発明においては、前記混合装置は、高速水平回転羽根を備えており、前記高速水平回転羽根を、周速２０〜４０ｍ／ｓで、１０分〜１時間回転させることが好適である。
【００１１】
また、本発明においては、前記廃被覆銅線を含むシュレッダーダストを、垂直軸回転式の混合装置に投入するものに、好適に用いられる。
【００１２】
また、この場合には、前記混合装置の分離処理中に、分離処理されるシュレッダーダストに接触するように、前記混合装置内を吸引するための吸引手段を配置して、前記吸引手段により吸引することが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法によれば、シュレッダーダストを混合装置に投入して処理するのみで、そのシュレッダーダスト中に含まれている廃被覆銅線を、被覆材と銅線とにほぼ完全に分離することができる。そのため、その後に、公知の分別方法によって、銅線を、シュレッダーダストから容易に分別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法に用いられる混合装置の一実施形態を示す要部側断面図である。
【００１５】
図１において、この混合装置１は、垂直軸回転式の粉体混合装置（高速流動式混合機）であって、タンク２、高速水平回転羽根３およびモータ４を備えている。
【００１６】
タンク２は、上方が開放される有底円筒形状をなし、下部側方には、排出部５を備えている。排出部５には、タンク２から連通して形成され下方に向かって開放される排出口６と、排出口６とタンク２との間を開閉するための開閉ゲート７とが設けられている。開閉ゲート７には、圧力シリンダ８が設けられており、開閉ゲート７は、その圧力シリンダ８の駆動により開閉動作される。
【００１７】
高速水平回転羽根３は、タンク２内に設けられ、タンク２の底部の中央部から上方に向かって突出され、底部の下方において、図示しない軸受けに回転自在に支持される回転軸１０と、その回転軸１０から径方向に延びる下羽根１１および上羽根１２とを備えている。
【００１８】
モータ４は、タンク２の側方に配置されており、モータ４のピニオンシャフトと回転軸１０とが図示しないプーリ機構を介して連結されている。
【００１９】
そのため、モータ４の駆動によって、その動力が図示しないプーリ機構を介して回転軸１０に伝達され、これによって、下羽根１１および上羽根１２が、水平方向に高速回転される。
【００２０】
そして、この方法では、このような混合装置１に、廃被覆銅線を含むシュレッダーダストを投入する。
【００２１】
シュレッダーダストは、たとえば、廃車となった自動車から、リサイクル可能な部材が除去された後の、埋立あるいは焼却に供される残渣であり、フォーム、樹脂、ゴム、繊維などの非金属類を、たとえば、５０〜８０重量％含み、鉄類を、５〜１５重量％含み、被覆銅線を、たとえば、１〜１０重量％、より具体的には、３〜７重量％含んでいる。
【００２２】
廃被覆銅線は、被覆銅線の廃材であって、銅線に被覆材が被覆されている、たとえば、ハーネスとして用いられていたものなどが例示される。被覆材としては、たとえば、軟質塩化ビニール、ポリエチレン、架橋ポリエチレンなどのプラスチックからなる。これらのプラスチックにおいて、軟質塩化ビニールは、衝撃を加えながら加熱すると粉化し、また、ポリエチレンおよび架橋ポリエチレンは、加熱すると軟化する。
【００２３】
シュレッダーダストの投入量は、特に制限されないが、たとえば、タンク２の容量に対して、通常、５０〜１００体積％、好ましくは、７０〜８０体積％である。
【００２４】
なお、シュレッダーダストは、予め、最大長さ１０〜５０ｍｍ程度に破砕しておくことが好ましい。
【００２５】
そして、投入されたシュレッダーダストは、次のようにして処理される。すなわち、この方法では、混合装置１を、シュレッダーダストが投入される前から起動させて、モータ４の駆動によって高速水平回転羽根３を高速回転（たとえば、周速２０〜４０ｍ／ｓ、好ましくは、周速３５〜４０ｍ／ｓ）させておく。その後、シュレッダーダストがタンク２内に投入され、処理が開始されると、高速水平回転羽根３の高速回転によって温度が上昇するとともに、シュレッダーダスト中の廃被覆銅線が攪拌され、材料相互の衝撃で摩減し、それと同時に形状変化を生じる。特に、この方法では、攪拌により、被覆材が収縮方向に向かう一方、銅線が膨張方向に向かうため、銅線は、まず、被覆材の末端から露出され、その後、先端がカール状となり、別の材料に引っ掛かって、軟化した被覆材から一気に引き抜かれる。そのため、銅線は、被覆材に残存することなく、ほぼ完全に被覆材から剥離される。また、銅線は、攪拌による摩減で、被覆材の長手方向途中から露出し、その露出部分から銅線がカール状となって、別の材料に引っ掛かり、軟化した被覆材から一気に引き抜かれる。そのため、銅線は、被覆材に残存することなく、ほぼ完全に被覆材から剥離される。
【００２６】
そして、この方法では、シュレッダーダストの含水量（乾燥状態）にもよるが、シュレッダーダストの投入開始から１０分〜１時間処理後、より具体的には、上昇した温度が、７０〜１００℃付近で、一旦、維持された後、再び上昇する時点で処理を終了する。つまり、上記の温度になると、シュレッダーダスト中の水分が蒸発しはじめ、その蒸発が終了するまでその温度が維持される。その後、シュレッダーダスト中の水分がほぼ抜けると、再び温度が上昇するので、その時点を処理の終了点とする。
【００２７】
なお、このような終了点は、タンク２内に設けられた図示しない温度センサにより、タンク２内の温度（攪拌完了温度、たとえば、１００〜１４０℃）を検知するか、あるいは、終了点においては、タンク２内の粘度が急激に上昇するため、その時のモータ４の負荷を検知すればよい。
【００２８】
これによって、タンク２内において、シュレッダーダスト中の廃被覆銅線は、被覆材と銅線とに、ほぼ完全に分離される。
【００２９】
そして、このように分離された被覆材および銅線を含むシュレッダーダストは、その後、圧力シリング８を作動させて、開閉ゲート７を開動作させることにより排出口６から排出し、公知の分別方法、たとえば、篩、風力選別、比重差選別により、銅線を、シュレッダーダストから分離すればよい。
【００３０】
このような方法によれば、シュレッダーダストを混合装置１に投入して処理するのみで、そのシュレッダーダスト中に含まれている廃被覆銅線を、被覆材と銅線とにほぼ完全に分離することができる。
【００３１】
そのため、その後に、公知の分別方法によって、銅線を、シュレッダーダストから容易に分別することができる。たとえば、通常、シュレッダーダストには、４〜５重量％の銅線が含まれているが、この方法を用いれば、シュレッダーダスト中の銅線を、０．５重量％以下に低減することができる。
【００３２】
また、この方法では、シュレッダーダストを乾燥させて固形化することができるので、たとえば、雨ざらしにされたシュレッダーダスト（たとえば、含水量が１０〜３０重量％程度のシュレッダーダスト）であっても、乾燥工程を省略してそのまま処理することができ、効率的な処理を達成することができる。
【００３３】
また、この方法では、混合装置に吸引ダクトを備えて、分離処理中に、分離処理されるシュレッダーダストに接触するように、吸引ダクトをタンク内に配置して、その吸引ダクトにより、タンク内を吸引するようにしてもよい。
【００３４】
図２は、そのような吸引ダクトを備える混合装置の一実施形態を示す要部断面図である。なお、図２において、上記と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
図２において、この混合装置２１は、垂直軸回転式の粉体混合装置（高速流動式混合機）であって、タンク２、高速水平回転羽根３、モータ４、吸引手段としての吸引ダクト２２、サイクロン２３、ブロワ２４を備えている。タンク２は、図１に示す混合装置１の排出部５と同様の図示しない排出部を備えている。
【００３６】
混合装置２１では、図１に示す混合装置１と同様に、モータ４の駆動力が図示しないプーリ機構を介して回転軸１０に伝達され、高速水平回転羽根３が水平方向に高速回転される。
【００３７】
タンク２は、上部開放口を閉鎖する上蓋２５を備えており、吸引ダクト２２は、上蓋２５を貫通してタンク２内に挿入されている。吸引ダクト２２は、タンク２内では、タンク２の内側壁付近に鉛直方向に配設されており、その先端部（下端）が混合装置２１による分離処理中に、分離処理されるシュレッダーダスト２６に接触するように配置されている。すなわち、タンク２内において、吸引ダクト２２は、その先端の開口部が、分離処理によって膨張するシュレッダーダスト２６中に埋没するように設けられている。
【００３８】
吸引ダクト２２は、タンク２外でサイクロン２３に接続され、サイクロン２３は、排気ダクト２７を介してブロワ２４に接続されている。ブロワ２４は、吸引式ブロワであって、これを作動させると、タンク２内は吸引ダクト２２により吸引される。また、吸引ダクト２２により吸引された気体と固体とは、サイクロン２３により分離され、固体がサイクロン２３により回収される一方、気体が排気ダクト２７を介してブロワ２４から大気に排気される。
【００３９】
そして、この方法では、このような混合装置２１のタンク２に、廃被覆銅線を含むシュレッダーダストを投入する。ここで、処理されるシュレッダーダストは、たとえば、ウレタンフォームなど、含水量が大きく、シュレッダーダストの他の構成材料より比重が小さい樹脂フォームを含むものとする。
【００４０】
そして、投入されるシュレッダーダストは、次のようにして処理される。すなわち、この方法では、混合装置２１を、シュレッダーダストが投入される前から起動させて、モータ４の駆動によって高速水平回転羽根３を高速回転（たとえば、周速２０〜４０ｍ／ｓ、好ましくは、周速３５〜４０ｍ／ｓ）させておく。また、高速水平回転羽根３の回転開始とほぼ同時に、ブロワ２４を作動させて吸引ダクト２２によるタンク２内の吸引を開始する。ブロワ２４の吸引速度は、たとえば、１０〜６０ｍ／ｓｅｃ、好ましくは、２０〜４０ｍ／ｓｅｃである。
【００４１】
その後、シュレッダーダストがタンク２内に投入される。シュレッダーダスト２６は、高速水平回転羽根３により攪拌され、遠心力によりタンク２の内側壁近傍で中心部と比べて厚くなるように分布する。この状態で、吸引ダクト２２の先端部は、シュレッダーダスト２６に接触する。
【００４２】
シュレッダーダスト２６が高速水平回転羽根３で攪拌されることにより、比重が小さい樹脂フォームは、高速水平回転羽根３により破砕され、シュレッダーダスト２６中の上部に浮き上がる。吸引ダクト２２の先端部がシュレッダーダストに接触していることにより、このような樹脂フォームは、吸引ダクト２２から吸引されて、タンク２外に排出され、サイクロン２３により気体と分離されて回収される。
【００４３】
ブロワ２４を上述の吸引速度で作動させて、適当な時間（たとえば、１〜５分）、吸引ダクト２２によるタンク２内の吸引を継続することにより、シュレッダーダスト２６中の樹脂フォームは大部分除去される。
【００４４】
タンク２内では、高速水平回転羽根３の高速回転によって温度が上昇するとともに、シュレッダーダスト２６中の廃被覆銅線が攪拌され、混合装置１を用いた場合と同様にして、被覆材と銅線とが分離される。
【００４５】
そして、この方法では、シュレッダーダスト２６中から含水量の大きい樹脂フォームが除去されることにより、タンク２内の温度が一定の温度（たとえば、７０〜１００℃）まで上昇するのに要する時間は短く、また、シュレッダーダスト２６中の水分の蒸発は短時間で終了する。これにより、シュレッダーダスト２６の分離処理を短時間で終了することができる。
【００４６】
また、シュレッダーダスト２６からの樹脂フォームの分離は、大部分の廃被覆銅線が銅線と被覆材とに分離される前に終了するので、被覆材はブロワ２３に回収される樹脂フォームに混入されにくい。したがって、被覆材が塩素系樹脂（軟質塩化ビニールなど）からなる場合、回収された樹脂フォーム中の塩素含有量を低減することができる。すなわち、ブロワ２３の回収物は、廃棄（例えば、焼却）に適した品質のよいものとなる。たとえば、通常、シュレッダーダストには、被覆材に使用している塩素系樹脂により、約２．６重量％以上の塩素が含有されているが、この方法を用いれば、回収された樹脂フォームの塩素含有率を、０．５重量％以下にすることができる。
【００４７】
なお、上記の説明では、シュレッダーダスト中の廃被覆銅線から被覆材と銅線とを分離したが、本発明の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法では、特にシュレッダーダスト中の廃被覆銅線に限らず、たとえば、廃被覆銅線のみをそのまま処理することもできる。
【試験例】
【００４８】
試験例１
上記に説明した図１に示す混合装置として、スーパーミキサー（Ｚ−１ＳＰ型、株式会社カワタ製）を用いて、自動車のシュレッダーダスト（破砕機で、約２０ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍとし、その含水量が２５重量％、かさ密度が０．１６ｇ／ｍＬのもの）を、高速水平回転羽根の周速が３７ｍ／ｓ、攪拌時間が３３分、攪拌完了温度が１３０℃の条件で処理した。
【００４９】
その後、処理物を４ｍｍの篩にかけ、篩を通過しなかったものを、アルミ・鉄、基板類（硬質プラスチック類）、銅線、プラスチックに手分けし、銅線を取り出した。取り出した銅線の割合は、０．７３重量％であった。
【００５０】
また、４ｍｍの篩を通過したものを、風力選別（羽根回転条件：４５Ｈｚ、８ｍ／ｓ）し、残渣を、３ｍｍの篩にかけ、篩を通過しなかったものを、さらに、風力選別（羽根回転条件：７５Ｈｚ、１２ｍ／ｓ）し、残渣を、鉄、銅線、プラスチックに手分けし、銅線を取り出した。取り出した銅線の割合は、４．４５重量％であった。
【００５１】
なお、混合装置により処理されたシュレッダーダストの状態を、参考として図３に示す。図３では、シュレッダーダストからカール状の銅線が露出状に分散している状態が観察される。
【００５２】
これによって、シュレッダーダストに含まれている約５重量％の銅線をほぼ全量回収できることがわかった。
【００５３】
また、この処理によって得られたシュレッダーダストの処理物は、その含水量が１重量％で、かさ密度が０．３７ｇ／ｍＬで、銅含有率が０．３重量％であった。
【００５４】
試験例２
上記に説明した図２に示す混合装置として、スーパーアドオンミキサー（ＥＭ−１００型、株式会社カワタ製）を用いた。
【００５５】
自動車のシュレッダーダスト（破砕機で、約２０ｍｍ×２０ｍｍ×２０ｍｍとし、その含水量が２５重量％、かさ密度が０．１６ｇ／ｍＬのもの）を、高速水平回転羽根の周速が３８ｍ／ｓ、攪拌時間が３分、吸引ブロワによる吸引速度が４０ｍ／ｓｅｃの条件で処理した。
【００５６】
タンクに投入したシュレッダーダストの重量は７．６ｋｇであり、処理後にタンクから回収された処理物の重量は４．５８ｋｇであり、サイクロンの回収物の重量は１．３ｋｇであった。サイクロンの回収物は、大部分がウレタンフォームであった。
【００５７】
その後、サイクロンの回収物を０．９ｍｍの篩にかけ、篩を通過しなかったものおよび篩を通過したもののそれぞれについて、焼却後の塩素含有量および銅含有量を分析した。篩を通過しなかったものについては、塩素含有量は２．７重量％（焼却前換算で０．４６重量％）であり、銅含有量は１．０重量％（焼却前換算で０．１８重量％）であった。篩を通過したものについては、塩素含有量は１．９重量％（焼却前換算で０．６５重量％）であり、銅含有量は０．３８重量％（焼却前換算で０．１３重量％）であった。
【００５８】
また、手分けにより、サイクロンの回収物から銅線を取り出した。取り出した銅線の回収物中の割合は、３．１重量％であった。
【００５９】
これによって、シュレッダーダストから回収されるウレタンフォームに、塩素および銅（特に塩素）がほとんど含まれないことがわかった。
【００６０】
また、この処理によって得られたシュレッダーダストの処理物（タンクから回収されたもの）は、かさ密度が０．３１８ｇ／ｍＬであった。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の廃被覆銅線の被覆材と銅線との分離方法に用いられる混合装置の一実施形態を示す要部側断面図である。
【図２】吸引ダクトを備える混合装置の一実施形態を示す要部断面図である。
【図３】試験例において、混合装置により処理されたシュレッダーダストの状態を示す画像処理図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，２１    混合装置
３    高速水平回転羽根
２２    吸引ダクト
【図１】
2005013981.tif 000003
【図２】
2005013981.tif 000004
【図３】
2005013981.tif 000005