(57)【要約】この開示は、投入するポリスチレン類を特定の範囲内で再使用するための、ポリスチレン類を再生するための方法および装置に関する。ここに開示された方法および装置には、沸点が低く蒸気圧が高い再使用可能な溶剤を用いて、廃棄ポリスチレン類を溶解区域で溶解させること、１つ以上の濾過区域で固体の混入物を除去すること、溶解しているポリスチレンから揮発分を除去することおよびポリスチレン類を回収区域にて固体で回収することを備える。本発明の方法および装置は、好ましくは、密閉系で、揮発した溶剤をこの方法においてリサイクルおよび再使用することを備える。回収区域における最高温度は、１９０℃である。再使用可能な溶剤は、好ましくは、環境的に安全で、沸点が低く蒸発速度が高いものである。臭化ｎ−プロピル、または環境的に安全なその混合物（イソプロピルアルコールとの混合物を含む）が、好ましい再使用可能な溶剤である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄ポリスチレン類のプラスチック材料を再生する方法であって、
（１）前記ポリスチレン材料を再使用可能なポリスチレン溶剤に溶解ユニットで溶解する工程、
（２）ポリスチレン類の溶液を予熱ユニットに送る工程、
（３）ポリスチレン類の溶液を１９０℃未満の温度まで予熱ユニットで過熱する工程、
（４）ポリスチレン類の過熱された溶液を押出機に送る工程、
（５）温度を１９０℃未満に維持しながら押出機中を移動する際に異なった２以上の位置で、ポリスチレン類の溶液から揮発分を除去する工程、および
（６）再生されたポリスチレン類の押出物を固形で回収する工程、
の各工程を含んでなる方法。
【請求項２】
第１の工程が、バルクのポリスチレン類を粉砕ユニットで粉砕することおよび粉砕されたポリスチレン類を溶解ユニットへ送ることを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
密閉系で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
再使用可能なポリスチレン溶剤が、環境的に安全であり、約３５℃〜９０℃の低い沸点と約３〜７の高い蒸発速度とを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
再使用可能なポリスチレン溶剤が、臭化ｎ−プロピルおよび、環境的に安全であり、約３５℃〜９０℃の低い沸点を有し、約３〜７の高い蒸発速度を有する臭化ｎ−プロピルの混合物を含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
再使用可能なポリスチレン溶剤が、臭化ｎ−プロピルを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
再使用可能なポリスチレン溶剤が、溶剤全量の１０重量％以下の量のイソプロピルアルコールをさらに含むものである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
この方法中で揮発されまたはその他の方法で除去された再使用可能なポリスチレン溶剤を、凝縮し、この方法において再使用するために貯蔵ユニットまたは直接に溶解ユニットへ送る、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
材料が押出機を通過する処理時間が１時間未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
材料が押出機を通過する処理時間が１／２時間未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
溶解ユニットにおける溶液の温度が２０℃〜７５℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
溶解ユニットにおける溶液の温度が４５℃〜６０℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
予熱ユニットを通る材料の温度が１８０℃以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
押出ユニットを通る材料の温度が１２５℃〜１５０℃である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
溶解ユニットを出た後、予熱ユニットに入る前に、溶液を１つ以上のフィルターに通すことをさらに含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
廃棄ポリスチレン類が発泡ポリスチレンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
廃棄ポリスチレン類がトナーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
投入されるポリスチレン類が、ポリスチレン製造業、改質ポリスチレン製造業、ポリスチレン類で作られた製品の製造業の１種以上を由来とする廃棄ポリスチレン材料、およびポリスチレン類材料にで作られた製品由来の廃棄ポリスチレン類である、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法によって得られる再生されたポリスチレン類。
【請求項２０】
ポリスチレン類の再生方法における、環境的に安全であり、約３５℃〜９０℃の低い沸点を有し、約３〜７の高い蒸発速度を有する、再使用可能なポリスチレン溶剤の使用。
【請求項２１】
再使用可能なポリスチレン溶剤が、臭化ｎ−プロピルおよび環境的に安全なその混合物を含む、請求項１７に記載の使用。
【請求項２２】
再使用可能なポリスチレン溶剤が、臭化ｎ−プロピルを含む、請求項１７に記載の使用。
【請求項２３】
再使用可能なポリスチレン溶剤が、 溶剤全量の１０重量％以下の量のイソプロピルアルコールをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本出願は、ポリスチレン類の廃棄物を再生するための方法および装置、ならびに再生されたポリスチレン製品に関する。溶解させる溶剤を選択し、回収区域の温度を低くすることにより、再生ポリスチレン製品が分解されにくくなる。したがって、この再生ポリスチレン製品も、投入するポリスチレン類材料の範囲内のものである。
【０００２】
本発明の方法および装置には、沸点が低く蒸発速度が高い再使用可能な溶剤を用いて廃棄ポリスチレン類を溶解区域で溶解し、１つ以上の濾過区域で固体の異物を除去し、回収区域で溶解したポリスチレンから揮発分を除去し、固体のポリスチレン類材料を回収することが含まれる。本発明の方法および装置には、好ましくは、回収区域で揮発した溶剤を、本方法で再循環および再使用することが含まれる。本発明の方法および装置は、溶解区域に投入する前に、再生されるポリスチレン類を粉砕区域で粉砕することを含んでもよい。回収区域における最高温度は、１９０℃である。この再使用可能な溶剤は、好ましくは、環境的に安全で、沸点が低く蒸発速度が高いものである。臭化ｎ−プロピル、または環境的に安全なその混合物が、好ましい再使用可能な溶剤である。
【０００３】
プラスチックの回収は、ここしばらく、多くの組織、政府、および個人の注目の的になっている。ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンなどのいくつかのプラスチックは、リサイクル産業における広範な使用が見出されている。しかしながら、ポリスチレン類樹脂のリサイクルについては、同様の技術的または経済的な成功には至っておらず、ポリスチレン類の処理は、未解決の環境問題として存在している。現在のところ、ポリスチレン類を回収するための簡単な手段はなく、特に、ポリスチレン類が発泡体に加工されている場合にはそうである。発泡ポリスチレンは、固体のポリスチレンで包まれたかなりの量の空気を含むため、発泡していないポリスチレンと比較して、かなり低密度である。このため、保管、輸送および廃棄のコスト（こういった廃棄物を粉砕するため機械的および化学的手段を用いることも含む）が増大する。例えば、複写機や印刷機で使用された廃棄トナーも、ポリスチレンが主成分の製品であり、環境的に安全な回収手段が必要とされている。
【０００４】
効率的かつ環境的に安全なリサイクル手段がないため、ポリスチレン類から製造された製品の大部分は、埋立処理または焼却されている。しかしながら、このように埋立られたポリスチレンは、分解せず、他の有機物が分解することによる浸出液に溶解されることがある。この浸出液は、埋立地から発生するメタンガス（エネルギー生産会社によって燃料源としての使用が見出されている）を汚染する。したがって、固体の埋立物からポリスチレン類を取り除くことは、それにより燃料の値段が上がるとしても、望ましい。また、ポリスチレン樹脂が焼却されると、発生するガスは有毒であり、大量のカーボンの付着により、煙突の目詰まりが生じやすくなる。
【０００５】
現在のポリスチレンのリサイクル方法には、廃棄物であるポリスチレン類製品と同じグレードや品質のポリスチレン製品には再使用できないという、材料が低品質化する欠点がある。このため、回収ポリスチレン類の価値はさらに下がってしまう。一方、本発明の方法では、投入するポリスチレン類の仕様範囲内の再生ポリスチレン製品が生産され、この場合、投入される材料は、１種類のポリスチレンまたは密接に関係する複数のポリスチレンからなる。種々の廃棄ポリスチレンから再生された場合であっても、本発明の再生ポリスチレン製品は、未使用のポリスチレンから製造された類似製品と比べて、驚くほど高品質である。
【０００６】
背景技術
米国特許第４，５１７，３１２号（熊坂ら）には、有機溶剤中に廃棄プラスチックを溶解し、樹脂をほとんど溶解しない不混和性の溶剤にこの溶液を混合し、それによって樹脂が沈殿することに基づく、樹脂の再生方法が記載されている。水より大きい比重を持った有機溶剤（例えば、塩化メチレン、トリクロロエチレンまたは四塩化炭素）が、好ましくは使用される。廃棄発泡ポリスチレンを回収する例においては、塩化メチレンに溶解させ、水と混合して、２液体の界面において樹脂が分離される。このような溶剤は、環境的に安全ではないと考えられている。
【０００７】
米国特許第５，１９８，４７１号（ナウマン（Ｎａｕｍａｎ）ら）には、家庭からの典型的な廃棄物の流通において見られる、種々のプラスチックを選択的に分離する方法が記載されている。この方法では、特定の溶剤を使用し、混合されてしまった中から各々の種類のプラスチックを分離し、残った材料から生成する溶液を分離し、溶剤を除去して特定の樹脂を回収する。テトラヒドロフラン、トルエン、およびキシレンが、ポリスチレン（ＰＳ）と他のプラスチックとの混合物を溶解させるために使用され、ＰＳ と１種以上の他のプラスチックとの混合物の溶液が生じる。他のプラスチックは、１種類でも組み合わせられていてもよく、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んでいてもよい。しかしながら、この方法を効率的に運転するには、溶解された固体の濃度は２０％未満と非常に低いか、または８０％を超えるまで濃縮されなければならず、効率化するには、１０％未満の濃度か、または８０％を超えるまで濃縮されるのが好ましい。初めにテトラヒドロフラン中に溶解された ＰＶＣ／ＰＳ混合物に対しては、ＰＳを分離するために塩化メチレンを用いることができる。フラッシュ蒸発（揮発分の除去）の温度は２００℃から４００℃の間であり、溶液が５０〜９５重量％（ポリマーの固形分濃度）にされる。
【０００８】
米国特許第５，２２３，５４３号（イオビーノ（Ｉｏｖｉｎｏ））には、溶剤としてｄ−リモネンを用いて、発泡ポリスチレンを粉砕する方法が記載されている。
米国特許第５，２６９，９４８号（クルチェン（Ｋｒｕｔｃｈｅｎ））には、汚染されたポリスチレンをスチレンモノマーを用いて溶解する、ポリスチレンの浄化が記載されている。生成した溶液は、ポリスチレンの重合に使用される。
【０００９】
米国特許第５，３００，２６７号（ムーア（Ｍｏｏｒｅ））には、固体のポリスチレン類廃棄物を回収するための方法および装置が記載されている。これには、溶解ユニットおよび回収ユニットが含まれるが、このユニットは、溶剤による処理のためには薄膜蒸発および高い温度に基づいており、溶剤はペルクロロエチレンである。
【００１０】
米国特許第５，６２９，３５２号（椎野ら）には、発泡ポリスチレンを粉砕し、グリコールエーテルおよびジアルキルエステルの混合物からなる溶剤を用いる発泡ポリスチレンをリサイクルする方法が記載されている。この溶剤には、グリコールエーテル化合物（ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、またはジプロピレングリコールジメチルエーテルなど）および脂肪酸ジアルキルエステル化合物（ジメチルスクシネート、ジメチルグルタレート、ジメチルアジペートなど）からなる群から選択された少なくとも１つが含まれる。これらの溶剤は、引火点が１００℃以上であり、燃えにくくするためには水を加える必要がある。
【００１１】
米国特許第５，８２４，７０９号（須加）には、ポリスチレン、ポリプロピレン、またはＡＢＳ樹脂といったポリマーを含む廃棄プラスチックが溶剤に溶解され、高温で廃棄プラスチックの溶液とされる方法が開示されている。溶液は、濾過され、ラベルや粘着異物が除去される。濾液は、２００℃〜３００℃まで１〜７５ｔｏｒｒｓの圧力下で加熱され、蒸発により溶剤が除去され、生成したプラスチック溶融物が押し出されペレットとなり、廃棄プラスチックが回収される。回収されるプラスチックがポリスチレンである場合、トルエンおよびエチルベンゼンが最も好ましい溶剤である。
【００１２】
米国特許第５，８９１，４０３号（バジャー（Ｂａｄｇｅｒ）ら）には、溶剤としてペルクロロエチレンを用いる、廃棄ポリスチレン（特に、発泡ポリスチレン）を処理するための、持ち運び可能な廃棄物処理ユニットが記載されている。 廃棄ポリスチレンの溶液は、後に適切な廃棄物回収施設へ輸送される。
【００１３】
発明の開示
本発明は、ポリスチレン類のポリマー廃棄物を再生するための、動作可能なように相互接続された、任意である粉砕区域、溶解区域、１以上の濾過区域、および固形でポリスチレン類を回収するための回収区域を備え、好ましくは、装置中に溶剤を除去、貯蔵、再使用するための手段を備えている装置を提供する。出発材料は、発泡された固体ポリスチレンでも、発泡されてない固体ポリスチレンでもよく、好ましくは、他種のプラスチックが実質的に入っていないものがよい。また、本発明は、廃棄ポリスチレン類のプラスチックを再生するための方法を提供し、この方法は、（１）バルクのポリスチレン類を粉砕ユニットで粉砕し、粉砕されたポリスチレン類を溶解ユニットに送る、任意の工程、（２）ポリスチレンを再使用可能なポリスチレン溶剤に溶解ユニット中で溶解する工程、（３）ポリスチレン類の溶液を予熱ユニットに送る工程、（４）ポリスチレン類の溶液を１９０℃未満の温度まで予熱ユニットで過熱する工程、（５）ポリスチレン類の過熱された溶液を押出機に送る工程、（６）温度を１９０℃未満に維持し、押出機中を通るに際に異なった位置で、ポリスチレン類の溶液から揮発分を除去する工程、および（７）押出物を冷却し、固体のポリスチレン類を形成させる工程を含んで構成される。好ましくは、再使用可能なポリスチレン溶剤は、回収の際に、除去され、貯蔵ユニットに送られるか、または溶解区域へ直接送られる。
【００１４】
この方法は、特に、廃棄ポリスチレンが１種のポリスチレンまたは密接に関連した複数のポリスチレンからなるときに、投入するポリスチレン類の仕様の範囲内である、再使用のための再生廃棄ポリスチレン類のプラスチック材料を提供する。種々の廃棄ポリスチレンから再生する場合でも、本発明による再生ポリスチレン製品は、未使用のポリスチレンから製造された類似製品と比較して、驚くほど高い品質を示す。
【００１５】
本発明は、廃棄ポリスチレン類のプラスチックを再生するための方法を提供し、この方法は、
（１）ポリスチレンを再使用可能なポリスチレン溶剤に溶解ユニットで溶解する工程、
（２）ポリスチレン類の溶液を予熱ユニットに送る工程、
（３）ポリスチレン類の溶液を１９０℃未満の温度まで予熱ユニットで過熱する工程、
（４）ポリスチレン類の過熱された溶液を押出機に送る工程、
（５）温度を１９０℃未満に維持し、押出機中を通るにつれて異なった複数の位置で、ポリスチレン類の溶液から揮発分を除去する工程、および
（６）押出再生されたポリスチレン類を固形で回収する工程
を備える。さらに、この方法は、バルクのポリスチレン類を粉砕ユニットで粉砕し、粉砕されたポリスチレン類を溶解ユニットに送る、任意である第１の工程を備えてもいてもよい。
【００１６】
再使用可能なポリスチレン溶剤は、沸点が低く（好ましくは３５℃〜９０℃）、蒸発速度が高い（好ましくは３〜７（ＡＳＴ Ｄ３５３９７６、ブチルアセテート＝１））ことが好ましく、これによって、ポリスチレンポリマーの製造や廃棄ポリスチレンをリサイクルするために溶剤を使用する方法における標準的な温度と比較して、低い温度（すなわち１９０℃未満）で半固体の押出物から揮発分を除去することができる。さらに、再使用可能なポリスチレン溶剤は、好ましくは環境的に安全なものである。臭化ｎ−プロピル、または上記のような沸点が低く、蒸発速度が高い環境的に安全なその混合物が、好ましい再使用可能な溶剤である。環境的に安全とは、米国ＯＳＨＡおよびＥＰＡ規則に従って、溶剤が不燃性かつ無害であり、好ましくは腐食性がないということである。さらに好ましくは、環境的に安全とは、地球温暖化係数（ＧＷＰ）およびオゾン層破壊係数（ＯＤＰ）に関するモントリオール議定書に溶剤が適合しており、米国郵便サービスから無害の指定を受けていることを意味する。好ましくは、再使用可能な溶剤は、それ自体再生でき、すなわち実質的に元の成分に戻るように処理できるものである。
【００１７】
臭化ｎ−プロピルは、エンバイロテク・インターナショナル社（ＥｎｖｉｒｏＴｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， Ｉｎｃ．、メルローズパーク、米国イリノイ州）からエンソルブ（登録商標）（Ｅｎｓｏｌｖ）として、商業的に入手可能である。一般用の臭化ｎ−プロピル製品が好ましい。これらの臭化ｎ−プロピル製品は、米国特許第５，６１６，５４９号および第５，８２４，１６２号（両方ともローレンス・Ａ・クラーク）に詳しく記載されており、その内容全体は本明細書に含まれるものとする。一般に、それらは、９０〜９６．５％の臭化ｎ−プロピルおよび０〜６．５％のテルペン類混合物および３．５〜５％の低沸点溶剤の混合物からなる。エンソルブ（登録商標）は環境的に安全で、地球温暖化係数（ＧＷＰ）およびオゾン層破壊係数（ＯＤＰ）に関するモントリオール議定書の基準に適合し、米国郵便サービスの無害指定を受けているものである。本発明における使用にあたっては、臭化ｎ−プロピルまたはこういった環境的に安全なその混合物は、イソプロピルアルコールなどの環境的に安全な希釈剤をさらに含んでもよい。イソプロピルアルコールが希釈剤として使用される場合、好ましくは、イソプロピルアルコールは混合物の１０重量％以下である。
【００１８】
本発明の方法において、温度は、方法を通して１９０℃未満（好ましくは１８０℃未満）に維持され、溶解区域および濾過区域では１００℃未満、回収区域では１６０℃未満に維持されることが好ましい。また、全体の処理時間は、好ましくは４時間未満、さらに好ましくは２時間未満である。回収区域での処理時間は、好ましくは１時間未満、さらに好ましくは１／２時間未満である。
【００１９】
粉砕区域は、好ましくはシュレッダー・グラインダー型ユニットであり、これにより、外部原料（食品輸送の包装容器や、電気製品やディスプレイ材料の輸送用緩衝材、安全ヘルメットのライナー、廃棄された使い捨て食器などに使用される発泡ポリスチレンフォーム（ＥＰＳフォーム）など）からポリスチレン類を取り出し、粉砕して、溶剤とより広く接触するように表面を露出させる。
【００２０】
廃棄ポリスチレン（任意で、粉砕されてもよい）は、溶解ユニットへ送られ、そこへ再使用可能なポリスチレン溶剤が投入される。ポリスチレン類の溶解は、溶液を加熱および撹拌することによって、促進させてもよい。溶解ユニットには、溶液の加熱および撹拌の手段が、備えられている。さらに、撹拌、粘度、圧力および温度を監視および制御する手段も、備えられている。溶剤（溶解方法で揮発したものであってもよい）を凝縮し、溶液に戻す手段も、備えられている。濾過区域における１つ以上のフィルタが、溶解ユニットに一体化されていてもよい。ここで、溶液から粒子状物質を除去するためのフィルタは、溶解ユニットの内部にあってもよいし、外部にあってもよい。これらのフィルターは、存在するすべての固体（外部からの混入、またはプラスチック、紙、テープ等のその他の材料によるものであって、溶剤に不溶なもの）を除去し、さらに微細な粒子状物質を除去して溶液を浄化する。溶解ユニットおよび濾過区域を通過した後、ポリスチレン溶液は回収区域へ送られる。
【００２１】
回収区域の主要部分は、好ましくは、揮発分を除去する装置として備え付けられている押出機型ユニットである。回収区域には、好ましくは、押出機に投入する前に、溶液を過熱するための予熱器が備えられる。予熱器には、温度および圧力を監視および制御するための手段が備えられ、材料を処理するための望ましい最高温度（１９０℃未満）を越えないようにされる。予熱された溶液は、加圧下で、バルブを通って押出機の供給部分へ送られ、沸点が低く蒸発速度が高い溶剤を瞬時にフラッシングし、押出スクリューに送られる固体含量を大きく増大させる。このシステムは、溶剤の大気への損失を防止し、溶剤をこの方法での再使用を促進するため、好ましくは密閉される。廃棄ポリスチレンを溶解ユニットへ投入して押出機を出るまで、さらに、再使用可能なポリスチレン溶剤を内部でリサイクルすること、を備えるこのシステムは、廃棄ポリスチレンを粉砕ユニットへ投入することを除いて、好ましくは大気に対し密閉されている。システムを大気に対して密閉することによって、この方法の環境的な安全性も高くなる。
【００２２】
回収区域での押出ユニット（供給部分を備えている）は、いくつかの通気口を備えることが好ましく、そこから揮発した溶剤が凝縮ユニットへ送られ、揮発した溶剤が得られる。押出機の端にある１つ以上の通気口は、真空手段に接続されていることが好ましく、それにより押出溶融物から完全に揮発分を除去することが促進される。押出機において、真空下で、機械的仕事および外部からの加熱が連続的になされることによって、残存している溶剤がさらに揮発する。温度および圧力を監視および制御する手段が、回収区域の押出機部分に備えられ、揮発分の除去、押出、温度を１９０℃未満（好ましくは１８０℃未満）に維持することがしやすくなる。押出機の端から排出された後、ポリスチレン類のポリマー溶融物は、冷却され、好ましくは業界において公知のペレット状に切断される。押出機から排出された再生ポリスチレンは、より大きな片にされてもよく、それは、業界において公知の最終品製造方法で用いるためである。溶剤の沸点が低く蒸発速度が高いため、ポリスチレン類のポリマーを製造する標準的な場合と比較して、より低い温度で揮発分を除去することができ、これは１９０℃未満である。処理温度が低いこと（および処理時間が短いこと）により、実質的に、システムに投入する廃棄ポリスチレンの分解が少なくなる。再生されたポリスチレン類の製品は、再使用のために投入されたポリスチレン類の仕様範囲内のものであり、同等の品質のポリスチレン製品が製造される。
【００２３】
本発明の方法で再使用するために溶剤を凝縮することは、蒸気を凝縮器に通すことによってなされ、この凝縮器は冷媒と連結され、溶剤蒸気を沸点より下げ、蒸気圧を下げて、効果的に凝縮する。凝縮された溶剤は、さらに再使用するため、中間貯蔵庫へ送られる。
【００２４】
発明を実施するための形態
本発明の完全な理解は、本発明の詳細な説明とともに、添付図面を参照することによってなされる。
【００２５】
図１に最も良く示されるように、本発明は、ポリスチレン類を再生する方法の装置を提供し、この方法は、粉砕区域１０、溶解タンク１２、回収区域の予熱器１４、押出機１６、およびチョッパー１８を備える。さらに、本発明の装置は、溶剤貯蔵タンク２０、凝縮機２６、熱源２２、および冷却源２４を備える。粉砕ユニット１０は、 動作可能なように溶解ユニット１２とつながれており、ポリスチレン類が密閉された空間を通って溶解ユニット１２へ、輸送装置１３によって送られる。さらに、サージタンク（示していない）を、溶解タンク１２と予熱器１４との間につなぎ、他の材料を溶液に添加することができる。これは、好ましくは、溶解タンク１２につなぐことができ、それによって、添加された材料が廃棄ポリスチレン溶液と再使用可能なポリスチレン溶剤中でより効果的に混合される。このような添加材料の限定されない例としては、耐衝撃性改良剤、難燃剤、着色剤およびトナー（特に、低ポリスチレン含量のトナー）がある。
【００２６】
溶剤は、溶剤貯蔵タンク２０（または新しい溶剤、または外部でリサイクルされた溶剤の別の供給源）から連結部１５を介して、溶解タンク１２へ送られる。溶剤を加え、１５〜６０重量％、好ましくは３０〜５０重量％の溶液を得る。最終的な固形分％は、処理される廃棄ポリスチレンの種類によって決まってくる。
【００２７】
図２に示すように、溶解タンク１２は、供給ライン２３および戻りライン２５を介して熱源２２と連結されている加熱用コイル５２を含み、熱源は好ましくは蒸気発生器である。蒸気圧は、安全弁１７（図１）によって制御されており、溶液温度を２０〜７５℃、好ましくは４５〜６０℃の間に維持する。溶解タンク１２の温度および圧力を監視する手段も、備えられている。溶液を撹拌し、粘度を測定する手段も、備えることができる。溶解溶液の温度がこの範囲であると、再使用可能なポリスチレン溶剤（好ましくは臭化ｎ−プロピル）に対するポリスチレン類の溶解性が促進されることが、試験により示された。さらに図２を参照すると、溶解工程において、溶液の一部は、ポンプ１９によってスプレーノズル２１を介して循環され、溶解タンク１２に入ってくるポリスチレン類に連続的に噴霧される。
【００２８】
図２に示すように、この溶液は、好ましくは溶解タンク１２から引き出され、円錐形の粗濾過器２７を通って混入物（紙、テープ、および他の不溶解性の材料など）が除去され、ポンプ１９で送られて、細かな濾過器２８を通って細かな混入物が除去され、切替弁５４で、連結部１１を通る流路に切り替えられる。細かな濾過器２８によって、不溶性または部分的にしか溶解しない小さい粒子状物質が除去される。粗濾過器２７は、各バッチの処理後、手動で掃除される。細かな濾過器２８の要素は取り外され、各バッチの処理後、手動で掃除される。排液管５３は、細かな濾過器２８の底面に備えさせることができ、掃除が容易になる。（フィルターの一方または両方は、自動洗浄タイプでもよく、これにより効率が上がり、バッチ処理よりも連続処理の使用が促進される。）
切替弁５４によって、溶液が、スプレーノズル２１に送られるか、図１に示すように連結部１１を介して予熱器１４へ送られるかが、決定される。冷却コイル５１（図２）は、供給ライン２９および戻しライン３０を介して冷媒２４に連結されており、溶解タンク１２の上部に備えられている。この冷却された冷却コイル５１により、溶解方法で発生した溶剤からの蒸気が凝縮され、溶液に戻される。
【００２９】
ポリスチレン類が完全に溶解されると、切替弁５４が切り替わり、ポンプ１９から連結部１１を介して予熱器１４へ、溶液が流れるようになる。予熱器１４は、温度および圧力の監視および制御の手段を備え、供給ライン３１および戻しライン３２を介して熱発生器２２と連結されている。予熱器１４の温度は、安全弁３３により蒸気圧を介して制御される。予熱器１４により溶液が過熱され、１２５〜１５０℃、好ましくは１３０〜１４５℃の間になる。溶液を過熱することによって、蒸気圧が６０ｐｓｉｇを超えるまでに上昇する。供給温度を８０〜１００℃または８０〜１２５℃にすることによっても、望ましい結果が得られる。
【００３０】
過熱された溶液は、予熱器１４から連結部３４を通って押出機１６へと流れる。連結部３４にある膨張弁３５は、押出機１６の供給口の近くに位置し（安全弁３５より押出機側では大気圧に維持されるため）、瞬時に蒸気化され、溶液から溶剤が除去される。生成した溶剤蒸気は、連結部３６を通って凝縮機２６へとつながる。凝縮機２６は、供給ライン３７および戻りライン３８を介して、冷媒２４により冷却される。 凝縮機２６は、１つ以上の凝縮ユニットを含んでもよい。冷媒２４の温度は、好ましくは−１０〜０℃に維持され、溶剤の凝縮と回収に用いられる。温度および圧力の監視および制御の手段が、冷媒２４に備えられている。凝縮された溶剤は、凝縮機２６から連結管３９を介して溶剤貯蔵タンク２０に送られ、方法中で再使用される。
【００３１】
予熱器１４からの半固体の溶液は、固形分含量が高く、押出機１６中の内部スクリューによって送られ、揮発分がさらに除去される。押出および揮発分の除去を容易にするために、外部から熱が加えられてもよく、これは処理されるポリスチレン類によるものである。押出機１６の内部および外部のエネルギーによって、溶融物の表面から溶剤蒸気がさらに放出され、連結部４０の蒸気口を通って凝縮機２６へと放出される。溶剤蒸気は、再び凝縮機２６で凝縮され、溶剤貯蔵タンク２０へと（連結部４１を介して）送られる。
【００３２】
溶剤の最後の除去は、真空ポンプ４２によって減圧することによって容易になり、連結部４３および４４を介して押出機１６の最後の２つの蒸気口に対して、減圧することが好ましい。減圧は、最後の蒸気口から２番目の蒸気口にわたって、強くする。連結部４３にかかる真空圧は、連結ライン４３に減少弁４５をつけるだけで簡単に減らすことができる。これによって、溶剤を揮発させるのに必要な蒸気圧を減少させ、押出機１６においてさらに溶剤を除去することが可能になる。溶剤蒸気（大気圧より小さい）は、真空ポンプ４２から出て、大気圧下で連結部４６を通り、 冷却された凝縮機２６へと入る。再び、蒸気が凝縮され、液体の溶剤が、連結部４７を通って溶剤貯蔵タンク２０へと送られる。温度および圧力を監視および制御するための手段が、押出機１６および関連する真空システムに備えられる。
【００３３】
半固体のポリスチレン類は、押出機１６を出て、好ましくは螺旋状の連結部４８を通って、チョッパー１８に入る前に固体にすることができる。冷却手段が、この固体化を容易にするため、備えられてもよい。チョッパー１８によって、固体のポリスチレン類がペレットに切断され、連結部４９によって包装区域５０へ送られる。
【００３４】
実施例
以下の実施例は、本発明の実施についてをさらに説明するものであって、本発明を限定することを意図するものではない。
【００３５】
以下の実施例において、温度の設定および計測は、押出機の以下の部分について記載されている。
区間１：供給区間の近く（好ましくは後ろ）にある通気口
区間２：予熱器からの供給部分
区間３：供給部分と第１の通気口との間
区間４：減圧されていない第１の通気口
区間５：減圧されていない第１の通気口と減圧されている通気口との間
区間６：減圧されている通気口から吐出口まで
実施例１
本実施例において、２１．２５ｌｂｓの廃棄発泡ポリスチレンが再生された。このシステムは、運転に先だって洗浄された。このポリスチレンは、エンソルブ（登録商標）臭化ｎ−プロピル溶剤中に溶解され、重量基準で３３＋％の溶液とされる。
【００３６】
以下の条件が、本運転に適用された。
2004511597.tif 000002
圧力ゲージ（区間２、供給弁の上）３０ ｐｓｉ
ポンプへの空気圧（溶液を予熱器へ送るもの）９０ ｐｓｉ
バイパス弁（溶解ユニットへの予熱器）僅かに開
供給弁（すなわち膨張弁３５）全開
押出機回転数（ＲＰＭ）２５０
Ａｍｐｓ（スクリューモーター、デュアルスクリュー）３．０
供給温度（予熱器と膨張弁との間）２５０〜２７５ Ｆ（１２１〜１３５℃）
溶解ユニット温度　１００ Ｆ（３８℃）
回収率　１０〜１２ ｌｂｓ ポリスチレン／時（おおよその運転時間　２時間）
交換機上の蒸気（予熱器へ）　８５〜９０ ｐｓｉ
回収された溶剤
０．５ ｌｂｓ（区間６　通気口）＋２１．５ ｌｂｓ（区間４　通気口）＋７．５ ｌｂｓ（区間１　通気口）＝２９．５ ｌｂｓ
Ｒａｎ２１．２５ポリスチレン
２：１溶液の場合、溶剤の６９％が回収される（よく密閉されていない溶解ユニット中に一晩置かれたことによる、流出および蒸発による損失）
ホットプレート上に置かれたペレットから、熱風ガンによって揮発分を除去。約１％の重量変化。
回収されたペレットは、かすかに赤みを帯びた色である。
以下の表は、再生ポリスチレンから作られた成形キー・タグへの注入試験の結果を示す。
【００３７】
【表１】
2004511597.tif 000003
実施例２
本実施例では、４ ｌｂｓの使用済トナー（約２５重量％のポリスチレン）および１１ ｌｂｓの発泡ポリスチレンが、再生される。再生されたポリスチレンは、トナーのカーボンブラックのため黒色である。
【００３８】
２５ ｌｂｓ．のエンソルブ（登録商標）溶剤中に１１ ｌｂｓ．のフォームを溶解し、運転を開始した。この溶液を方法タンクに送った後、５ ｌｂｓの溶剤に溶解された４ ｌｂｓ．のトナーが、発泡ポリスチレン溶液に加えられた。生成した溶液は、ケニックス（商標）（Ｋｅｎｉｘ）ミキサーによって３０分間循環された。
【００３９】
以下の条件が、本運転に適用された。
2004511597.tif 000004
圧力ゲージ（区間２）　３０ ｐｓｉ
ポンプへの空気圧　１００ ｐｓｉ
バイパス弁（方法タンクへの予熱器）　僅かに開
供給弁　全開
押出機回転数（ＲＰＭ）　２００
Ａｍｐｓ（スクリューモーター）　２．５
供給温度　１８０ Ｆ（８２℃）
溶解ユニット温度　１００ Ｆ（３８℃）
回収率　３．５〜４ ｌｂｓ ポリスチレン／時（約４．５時間）
回転数が３５０まで上がった後　６ ｌｂｓ／時
予熱器の蒸気　４０ ｐｓｉ
溶剤が急速に揮発したため、通気口のパイプ中を上昇するポリスチレンの発泡が、通気口Ｎｏ．１で観察され、押出機から出た材料が空気の泡を含むようになった。回転数（ＲＰＭ）が３００まで下がり、ポンプ圧が４０ ｐｓｉまで上昇した。
2004511597.tif 000005
溶解ユニット中に残った溶液
２ ｌｂｓ． ８ ｏｚ．
３ ｌｂｓ
５．５ ｌｂｓ全体　１ ｌｂ． １０ ｏｚのポリスチレン／３１ｂｓ． ８ ｏｚ．の溶剤
回収されたポリスチレン樹脂の揮発分含量試験
パン（Ｐａｎ）　　　　１６．０ ｇｍｓ
パン（Ｐａｎ）＋樹脂　１１６．０ ｇｍｓ
加熱後　　　　　　　１１５．０ ｇｍｓ
１％揮発分
（研究室外でのテストでは、揮発性分は０．５％より少なかった）
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の装置の概略図である。
【図２】
図２は、溶解ユニットの区域間の概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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