プラスチック廃材の洗浄方法
【課題】専用の設備を要せずともプラスチック廃材の再利用化の工程を利用して簡易な構成でプラスチック廃材の洗浄が可能なプラスチック廃材の洗浄方法を提供する。
【解決手段】亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した無機物を主成分とし水分を含有する固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する際に、固形物を熱風により乾燥して固形物が含有する水分を水蒸気として除去する熱風乾燥器５の下流における水蒸気を含む熱風のラインに設けた洗浄槽１０に、再利用に供する別途のプラスチック廃材を投入し、洗浄槽１０内のプラスチック廃材に水蒸気を含む熱風を接触させてプラスチック廃材を洗浄することを特徴とする。
【解決手段】亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した無機物を主成分とし水分を含有する固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する際に、固形物を熱風により乾燥して固形物が含有する水分を水蒸気として除去する熱風乾燥器５の下流における水蒸気を含む熱風のラインに設けた洗浄槽１０に、再利用に供する別途のプラスチック廃材を投入し、洗浄槽１０内のプラスチック廃材に水蒸気を含む熱風を接触させてプラスチック廃材を洗浄することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック廃材の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）に代表される強化プラスチックは一般に、ガラス繊維等の無機繊維や、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機粉体を無機物として含有している。従来、ＦＲＰ等を材料とするプラスチック成形品の廃材を高温高圧で分解し、分解液からこれらの無機物および分解有機物を回収し、回収物を再利用することが検討されている。
【０００３】
例えば、ＦＲＰ等のプラスチック廃材を亜臨界水または超臨界水と接触、反応させることでガラス繊維等の無機物を分離回収する技術が提案されている（特許文献１〜４参照）。この技術は、亜臨界水または超臨界水を分散媒としてプラスチック廃材をモノマーやオリゴマーに分解することによりガラス繊維等の無機物を樹脂から離脱させ、その後、分解有機物として分散媒の水に溶解したモノマーやオリゴマーと、未溶解の無機物との混合物である分解液を濾過することにより、モノマーやオリゴマーを濾液として分離し、無機物を濾過残渣として分離し回収するものである。
【０００４】
具体的には、亜臨界水または超臨界水を用いたプラスチック廃材の分解処理のために、反応釜を備えた分解装置が用いられる。この分解装置は、プラスチック廃材と分散媒の水とを反応釜内に供給し、反応釜内の水を亜臨界または超臨界状態にして、反応釜内に設けられた攪拌装置によりプラスチック廃材と分散媒との混合物を攪拌しながらプラスチック廃材を分解処理するものである。
【０００５】
そして上述したように、プラスチック廃材を亜臨界水または超臨界水により分解処理して得られた、分解有機物であるモノマーやオリゴマー等の樹脂成分が溶解した分解液は、無機物を未溶解成分として含有している。
【０００６】
この無機物は、プラスチックの原料である補強材、充填材等に再利用するために、フィルタプレス等を用いて濾過を行い分解液から固液分離し濾過残渣として回収している。このようにして回収された無機物を主成分とする固形物は、例えば含水率４０〜５０％ＷＢのケーキ状のものであるが、再利用の際に、その他の原料と混合する工程があること等のために粉末状にする必要がある。そのため、このケーキ状の固形物を乾燥および粉砕する処理を行っている。
【０００７】
一方、フィルタプレス等を用いて濾過を行い分解液から固液分離し濾液として回収した樹脂成分は、プラスチックの原料等として再利用に供される。
【０００８】
ところが、分解対象であるプラスチック廃材は既に使用されたものであり、プラスチック廃材の表面には汚れ等が付着し、またプラスチック廃材の表面は劣化している場合が多い。
【０００９】
このようなプラスチック廃材を上述したような分解処理によりプラスチックの原料等として再利用に供する場合、分解処理により得られる原料は、プラスチック廃材の表面における汚れや劣化等が品質のバラツキに影響を与える要因となる。
【００１０】
そのため、この品質のバラツキを抑制するためには、プラスチック廃材の表面を分解処理前に洗浄することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】再表２００５−０９２９６２号公報
【特許文献２】特開２００９−０５１９６８号公報
【特許文献３】特開２００９−０５１９６７号公報
【特許文献４】特開平１０−０８７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、プラスチック廃材の洗浄を行うためには専用の設備が必要であり、設備の複雑化を招く等の問題点があった。
【００１３】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、専用の設備を要せずともプラスチック廃材の再利用化の工程を利用して簡易な構成でプラスチック廃材の洗浄が可能なプラスチック廃材の洗浄方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１５】
第１に、本発明のプラスチック廃材の洗浄方法は、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した無機物を主成分とし水分を含有する固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する際に、固形物を熱風により乾燥して固形物が含有する水分を水蒸気として除去する熱風乾燥器の下流における水蒸気を含む熱風のラインに設けた洗浄槽に、再利用に供する別途のプラスチック廃材を投入し、洗浄槽内のプラスチック廃材に水蒸気を含む熱風を接触させてプラスチック廃材を洗浄することを特徴とする。
【００１６】
第２に、上記第１のプラスチック廃材の洗浄方法において、熱風乾燥器から排出された熱風を外部に排気する排気ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする。
【００１７】
第３に、上記第１または第２のプラスチック廃材の洗浄方法において、熱風乾燥器に熱風を供給する熱風発生装置の熱源として、熱風乾燥器から排出された熱風の一部を熱風発生装置に供給する熱回収ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記第１の発明によれば、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に、水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程において、固形物を乾燥する熱風乾燥器から排出される水蒸気を利用して、再利用に供する別途のプラスチック廃材を洗浄しているので、プラスチック廃材の再利用化の工程を利用して、簡易な構成で効率良くプラスチック廃材を洗浄することができる。
【００１９】
上記第２の発明によれば、外部への排気ラインに洗浄槽を設けることで、上記第１の発明の効果に加え、固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程における他の装置構成に悪影響を与えることなく、プラスチック廃材の再利用化の工程を利用して、簡易な構成で効率良くプラスチック廃材を洗浄することができる。
【００２０】
上記第３の発明によれば、熱風発生装置への熱回収ラインに洗浄槽を設けることで、上記第１および第２の発明の効果に加え、固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程における他の装置構成に悪影響を与えることなく、プラスチック廃材の再利用化の工程を利用して、簡易な構成で効率良くプラスチック廃材を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態を説明する図であり、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に固液分離した固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程およびそれを利用したプラスチック廃材の洗浄工程における概略構成を示している。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態を説明する図であり、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に固液分離した固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程およびそれを利用したプラスチック廃材の洗浄工程における概略構成を示している。なお、乾燥および粉砕の対象となる固形物の通過するラインは、同図中において太線で示している。
【００２４】
本実施形態では、分解処理対象のプラスチック廃材として、無機物を補強材や充填材として含有する不飽和ポリエステル樹脂を用いている。無機物としては、ガラス繊維等の無機繊維や、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機粉体が挙げられる。
【００２５】
分解処理対象である不飽和ポリエステル樹脂は、例えば、粒状とした不飽和ポリエステル樹脂と分散媒の水とを反応釜内に供給し、反応釜内の水を亜臨界または超臨界状態にして、反応釜内に設けられた攪拌装置により不飽和ポリエステル樹脂と分散媒との混合物を攪拌しながら分解処理を行う。
【００２６】
例えば、不飽和ポリエステル樹脂の濃度を２０質量％とし、分解温度を２３０℃に調整し、水を亜臨界状態に維持して２時間反応させることにより、不飽和ポリエステル樹脂のエステル交換反応が進行し、スチレン−マレイン酸共重合体や多価アルコール等のモノマーやオリゴマー等の水に溶解する樹脂成分に加水分解することができる。
【００２７】
この分解液を、圧搾濾過方式のフィルタプレスを用いて濾過し、固液分離する。この固液分離により濾液として得られた樹脂成分は、樹脂成分の再原料化のための処理を行い、プラスチックの原料として再利用することができる。
【００２８】
一方、この固液分離により濾過残渣として得られた固形物はケーキ状であり、無機物を主成分とし水分を含有している。フィルタプレスを用いた濾過により、例えば、含水率が４０〜５０％ＷＢのケーキ状の固形物が分離される。
【００２９】
このケーキ状の固形物は、図１に示すように、ベルトコンベア、フライトコンベア等の搬送手段１により、貯槽２に搬送される。
【００３０】
貯槽２の下流には、熱風乾燥器５が設けられている。熱風乾燥器５には、熱風発生装置４により発生させた熱風が供給される。本実施形態では、熱風発生装置４としてガスバーナを用いた熱風発生炉を用いている。
【００３１】
熱風発生装置４により発生させた熱風は、例えば３００〜５００℃で熱風乾燥器５内に供給される。熱風は、熱風発生装置４→熱風乾燥器５→バグフィルタ６→誘引ファン７→洗浄槽１０→排気ライン８の順に通過して外部へと排気される。
【００３２】
この熱風の流れは、バグフィルタ６の下流に設けられた誘引ファン７により生じさせている。なお、排気ライン８内の熱風は、熱風乾燥器５内の固形物から蒸発した水蒸気を含んでおり、温度は１００〜１５０℃程度となる。
【００３３】
本実施形態では、熱風発生装置４におけるガスバーナの燃料使用量を低減するために、熱風乾燥器５から排出された水蒸気を含む熱風の一部を誘引ファン７の下流で排気ライン８から分岐する熱回収ライン９により回収し、熱風発生装置４からの熱風と混合して熱源として利用している。
【００３４】
貯槽２内のケーキ状の固形物は、スクリュフィーダ等の定量供給装置３により搬出されて、熱風が流れている熱風乾燥器５内に搬入される。
【００３５】
熱風乾燥器５内に搬入されたケーキ状の固形物は、熱風乾燥器５内に流れている熱風により乾燥される。また、熱風乾燥器５内では、攪拌翼が１００〜３００ｒｐｍで回転しており、攪拌翼の回転によりケーキ状の固形物の乾燥が促進されるとともにケーキ状の固形物の粉砕も同時に行われる。
【００３６】
ケーキ状の固形物は、熱風により搬送されることができる粒状になるまでは熱風乾燥器５内に留まり乾燥され、熱風乾燥器５内で乾燥、粉砕されて粒径約１ｍｍ以下の粒状となった固形物は、熱風により搬送され熱風乾燥器５から排出されてバグフィルタ６に達する。
【００３７】
バグフィルタ６では濾布により粒状の固形物のみが捕集され、熱風乾燥器５内のケーキ状の固形物から飛散した水蒸気を含む熱風は濾布を通過して排気ライン８または熱回収ライン９に送出される。
【００３８】
外部への排気ライン８の途中には、洗浄槽１０が設けられている。この洗浄槽１０では、熱風乾燥器５から排出された水蒸気を含む熱風により、分解処理により再利用に供されるプラスチック廃材が洗浄される。
【００３９】
本実施形態では、洗浄槽１０は、洗浄するプラスチック廃材よりも小さな孔が多数形成された多孔板１０ａが内部に配置されており、プラスチック廃材を洗浄する際には、この多孔板１０ａ上にプラスチック廃材を投入しておく。なお、洗浄するプラスチック廃材は、必要に応じて、洗浄前の処理として予め粒状に粉砕される。
【００４０】
図１に示すケーキ状の固形物の乾燥、粉砕工程の運転中には、洗浄槽１０内には上流側の排気ライン８より水蒸気を含む熱風が導入される。この水蒸気を含む熱風を、洗浄槽１０内の多孔板１０ａ上に投入されたプラスチック廃材に接触させてプラスチック廃材を洗浄する。このとき、プラスチック廃材の洗浄により汚れた凝縮液が発生するが、この凝縮液は廃棄してもよく、あるいは回収して汚れを除去する処理を行い、後工程に利用してもよい。
【００４１】
なお、プラスチック廃材を効率良く洗浄するために、多孔板１０ａ上に投入されたプラスチック廃材を掻き混ぜる撹拌装置やスライド式のプッシャ等を洗浄槽１０内に設けるようにしてもよい。
【００４２】
以上のようにして、プラスチック廃材を洗浄することができる。なお、洗浄槽１０を通過した熱風は、下流の排気ライン８から外部に排気される。また、洗浄後のプラスチック廃材は、再利用のための分解処理、例えば、上述の亜臨界水または超臨界水による分解処理に供される。
【００４３】
一方、バグフィルタ６により捕集された粒状の固形物は、次のようにして処理される。
【００４４】
熱風乾燥器５による乾燥開始直後は、ラインを構成する配管の温度等が安定しておらず、乾燥状態が不安定となる。そこで、乾燥開始から一定期間は、バグフィルタ６で捕集した粒状の固形物がスクリュコンベア１２に連通するラインを通過するように分岐弁１１を設定する。
【００４５】
スクリュコンベア１２により搬送された粒状の固形物は、次いでバケットコンベア１３により搬送されて、貯槽２へと戻される。なお、図１の＊印は、粒状の固形物がバケットコンベア１３下流の＊印から貯槽２上流の＊印へ搬送されることを示している。
【００４６】
乾燥状態が安定し、例えば、分岐弁１１の箇所において、粒状の固形物の含水率が安定して目標値以下となったことを確認した後、分岐弁１１を切り換えて、粉砕機１４に連通するラインに粒状の固形物を搬送する。熱風乾燥器５により乾燥された粒状の固形物は粒径約１ｍｍ以下の粒状であるが、粉砕機１４により所望の粒径までさらに粉砕し粉末状とする。なお、この粉末状の固形物の目標含水率は０．５％ＷＢ以下としている。
【００４７】
分岐弁１１の切り換えを行った直後は、前回の運転後に移送コンベア１５内等に残留し運転休止時に吸湿した粉末状の固形物が混合したものが搬出されるため含水率が安定しない。そのため、一定期間はドラム缶１７に連通するラインを通過するように分岐弁１６を設定し、粉末状の固形物をドラム缶１７に貯留する。
【００４８】
移送コンベア１５内等に残留していた粉末状の固形物をドラム缶１７に出し切り、例えば、分岐弁１６の箇所において、粉末状の固形物の含水率が安定して目標値以下となったことを確認した後、分岐弁１６の下流の貯槽１８に連通するライン内にドライエアを供給して充満させる。なお、供給したドライエアにより置換されるライン内のエアを吸引するために、ラインの各所に不図示の吸引口を設けている。
【００４９】
ライン内にドライエアを供給して充満させた後、分岐弁１６を切り換えて貯槽１８に粉末状の固形物を搬送する。このようにして、再利用に供する無機物を粉末状の固形物として貯槽１８に回収することができる。
【００５０】
図２は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。本実施形態では、洗浄槽１０を熱回収ライン９の途中に設けている。
【００５１】
熱回収ライン９に設けた洗浄槽１０では、熱風乾燥器５から排出された水蒸気を含む熱風により、分解処理により再利用に供されるプラスチック廃材が洗浄される。
【００５２】
洗浄槽１０は、上述の第１の実施形態と同様に、洗浄するプラスチック廃材よりも小さな孔が多数形成された多孔板１０ａが内部に配置されており、プラスチック廃材を洗浄する際には、この多孔板１０ａ上にプラスチック廃材を投入しておく。なお、洗浄するプラスチック廃材は、必要に応じて、洗浄前の処理として予め粒状に粉砕される。
【００５３】
図２に示すケーキ状の固形物の乾燥、粉砕工程の運転中は、洗浄槽１０内に上流側の熱回収ライン９より水蒸気を含む熱風が導入される。この水蒸気を含む熱風を、洗浄槽１０内の多孔板１０ａ上に投入されたプラスチック廃材に接触させてプラスチック廃材を洗浄する。このとき、プラスチック廃材の洗浄により汚れた凝縮液が発生するが、この凝縮液は廃棄してもよく、あるいは回収して汚れを除去する処理を行い、後工程に利用してもよい。
【００５４】
以上のようにして、プラスチック廃材を洗浄することができる。なお、洗浄槽１０を通過した熱風は、下流の熱回収ライン９を通過し熱風発生装置４の熱源として回収される。また、洗浄後のプラスチック廃材は、再利用のための分解処理、例えば、上述の亜臨界水または超臨界水による分解処理に供される。
【００５５】
本実施形態のように熱回収ライン９に洗浄槽１０を設けた場合も、上記第１の実施形態の場合と同様に、固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程における他の装置構成に悪影響を与えることなくプラスチック廃材を洗浄することができるが、洗浄槽１０での熱交換により熱風発生装置４への熱回収効率が低下する場合もある。しかしこの場合は、洗浄槽１０での熱交換により熱風発生装置４の熱源として回収する熱量を制御することができる。
【００５６】
以上に、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では分解対象のプラスチック廃材として不飽和ポリエステル樹脂を用いたが、これに限定されるものではなく、補強材や充填材等として無機繊維や無機粉体等の無機物を含有する各種の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂を用いることができる。
【符号の説明】
【００５７】
４ 熱風発生装置
５ 熱風乾燥器
８ 排気ライン
９ 熱回収ライン
１０ 洗浄槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック廃材の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）に代表される強化プラスチックは一般に、ガラス繊維等の無機繊維や、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機粉体を無機物として含有している。従来、ＦＲＰ等を材料とするプラスチック成形品の廃材を高温高圧で分解し、分解液からこれらの無機物および分解有機物を回収し、回収物を再利用することが検討されている。
【０００３】
例えば、ＦＲＰ等のプラスチック廃材を亜臨界水または超臨界水と接触、反応させることでガラス繊維等の無機物を分離回収する技術が提案されている（特許文献１〜４参照）。この技術は、亜臨界水または超臨界水を分散媒としてプラスチック廃材をモノマーやオリゴマーに分解することによりガラス繊維等の無機物を樹脂から離脱させ、その後、分解有機物として分散媒の水に溶解したモノマーやオリゴマーと、未溶解の無機物との混合物である分解液を濾過することにより、モノマーやオリゴマーを濾液として分離し、無機物を濾過残渣として分離し回収するものである。
【０００４】
具体的には、亜臨界水または超臨界水を用いたプラスチック廃材の分解処理のために、反応釜を備えた分解装置が用いられる。この分解装置は、プラスチック廃材と分散媒の水とを反応釜内に供給し、反応釜内の水を亜臨界または超臨界状態にして、反応釜内に設けられた攪拌装置によりプラスチック廃材と分散媒との混合物を攪拌しながらプラスチック廃材を分解処理するものである。
【０００５】
そして上述したように、プラスチック廃材を亜臨界水または超臨界水により分解処理して得られた、分解有機物であるモノマーやオリゴマー等の樹脂成分が溶解した分解液は、無機物を未溶解成分として含有している。
【０００６】
この無機物は、プラスチックの原料である補強材、充填材等に再利用するために、フィルタプレス等を用いて濾過を行い分解液から固液分離し濾過残渣として回収している。このようにして回収された無機物を主成分とする固形物は、例えば含水率４０〜５０％ＷＢのケーキ状のものであるが、再利用の際に、その他の原料と混合する工程があること等のために粉末状にする必要がある。そのため、このケーキ状の固形物を乾燥および粉砕する処理を行っている。
【０００７】
一方、フィルタプレス等を用いて濾過を行い分解液から固液分離し濾液として回収した樹脂成分は、プラスチックの原料等として再利用に供される。
【０００８】
ところが、分解対象であるプラスチック廃材は既に使用されたものであり、プラスチック廃材の表面には汚れ等が付着し、またプラスチック廃材の表面は劣化している場合が多い。
【０００９】
このようなプラスチック廃材を上述したような分解処理によりプラスチックの原料等として再利用に供する場合、分解処理により得られる原料は、プラスチック廃材の表面における汚れや劣化等が品質のバラツキに影響を与える要因となる。
【００１０】
そのため、この品質のバラツキを抑制するためには、プラスチック廃材の表面を分解処理前に洗浄することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】再表２００５−０９２９６２号公報
【特許文献２】特開２００９−０５１９６８号公報
【特許文献３】特開２００９−０５１９６７号公報
【特許文献４】特開平１０−０８７８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、プラスチック廃材の洗浄を行うためには専用の設備が必要であり、設備の複雑化を招く等の問題点があった。
【００１３】
本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、専用の設備を要せずともプラスチック廃材の再利用化の工程を利用して簡易な構成でプラスチック廃材の洗浄が可能なプラスチック廃材の洗浄方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
【００１５】
第１に、本発明のプラスチック廃材の洗浄方法は、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した無機物を主成分とし水分を含有する固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する際に、固形物を熱風により乾燥して固形物が含有する水分を水蒸気として除去する熱風乾燥器の下流における水蒸気を含む熱風のラインに設けた洗浄槽に、再利用に供する別途のプラスチック廃材を投入し、洗浄槽内のプラスチック廃材に水蒸気を含む熱風を接触させてプラスチック廃材を洗浄することを特徴とする。
【００１６】
第２に、上記第１のプラスチック廃材の洗浄方法において、熱風乾燥器から排出された熱風を外部に排気する排気ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする。
【００１７】
第３に、上記第１または第２のプラスチック廃材の洗浄方法において、熱風乾燥器に熱風を供給する熱風発生装置の熱源として、熱風乾燥器から排出された熱風の一部を熱風発生装置に供給する熱回収ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
上記第１の発明によれば、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に、水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程において、固形物を乾燥する熱風乾燥器から排出される水蒸気を利用して、再利用に供する別途のプラスチック廃材を洗浄しているので、プラスチック廃材の再利用化の工程を利用して、簡易な構成で効率良くプラスチック廃材を洗浄することができる。
【００１９】
上記第２の発明によれば、外部への排気ラインに洗浄槽を設けることで、上記第１の発明の効果に加え、固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程における他の装置構成に悪影響を与えることなく、プラスチック廃材の再利用化の工程を利用して、簡易な構成で効率良くプラスチック廃材を洗浄することができる。
【００２０】
上記第３の発明によれば、熱風発生装置への熱回収ラインに洗浄槽を設けることで、上記第１および第２の発明の効果に加え、固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程における他の装置構成に悪影響を与えることなく、プラスチック廃材の再利用化の工程を利用して、簡易な構成で効率良くプラスチック廃材を洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態を説明する図であり、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に固液分離した固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程およびそれを利用したプラスチック廃材の洗浄工程における概略構成を示している。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態を説明する図であり、亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に固液分離した固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程およびそれを利用したプラスチック廃材の洗浄工程における概略構成を示している。なお、乾燥および粉砕の対象となる固形物の通過するラインは、同図中において太線で示している。
【００２４】
本実施形態では、分解処理対象のプラスチック廃材として、無機物を補強材や充填材として含有する不飽和ポリエステル樹脂を用いている。無機物としては、ガラス繊維等の無機繊維や、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機粉体が挙げられる。
【００２５】
分解処理対象である不飽和ポリエステル樹脂は、例えば、粒状とした不飽和ポリエステル樹脂と分散媒の水とを反応釜内に供給し、反応釜内の水を亜臨界または超臨界状態にして、反応釜内に設けられた攪拌装置により不飽和ポリエステル樹脂と分散媒との混合物を攪拌しながら分解処理を行う。
【００２６】
例えば、不飽和ポリエステル樹脂の濃度を２０質量％とし、分解温度を２３０℃に調整し、水を亜臨界状態に維持して２時間反応させることにより、不飽和ポリエステル樹脂のエステル交換反応が進行し、スチレン−マレイン酸共重合体や多価アルコール等のモノマーやオリゴマー等の水に溶解する樹脂成分に加水分解することができる。
【００２７】
この分解液を、圧搾濾過方式のフィルタプレスを用いて濾過し、固液分離する。この固液分離により濾液として得られた樹脂成分は、樹脂成分の再原料化のための処理を行い、プラスチックの原料として再利用することができる。
【００２８】
一方、この固液分離により濾過残渣として得られた固形物はケーキ状であり、無機物を主成分とし水分を含有している。フィルタプレスを用いた濾過により、例えば、含水率が４０〜５０％ＷＢのケーキ状の固形物が分離される。
【００２９】
このケーキ状の固形物は、図１に示すように、ベルトコンベア、フライトコンベア等の搬送手段１により、貯槽２に搬送される。
【００３０】
貯槽２の下流には、熱風乾燥器５が設けられている。熱風乾燥器５には、熱風発生装置４により発生させた熱風が供給される。本実施形態では、熱風発生装置４としてガスバーナを用いた熱風発生炉を用いている。
【００３１】
熱風発生装置４により発生させた熱風は、例えば３００〜５００℃で熱風乾燥器５内に供給される。熱風は、熱風発生装置４→熱風乾燥器５→バグフィルタ６→誘引ファン７→洗浄槽１０→排気ライン８の順に通過して外部へと排気される。
【００３２】
この熱風の流れは、バグフィルタ６の下流に設けられた誘引ファン７により生じさせている。なお、排気ライン８内の熱風は、熱風乾燥器５内の固形物から蒸発した水蒸気を含んでおり、温度は１００〜１５０℃程度となる。
【００３３】
本実施形態では、熱風発生装置４におけるガスバーナの燃料使用量を低減するために、熱風乾燥器５から排出された水蒸気を含む熱風の一部を誘引ファン７の下流で排気ライン８から分岐する熱回収ライン９により回収し、熱風発生装置４からの熱風と混合して熱源として利用している。
【００３４】
貯槽２内のケーキ状の固形物は、スクリュフィーダ等の定量供給装置３により搬出されて、熱風が流れている熱風乾燥器５内に搬入される。
【００３５】
熱風乾燥器５内に搬入されたケーキ状の固形物は、熱風乾燥器５内に流れている熱風により乾燥される。また、熱風乾燥器５内では、攪拌翼が１００〜３００ｒｐｍで回転しており、攪拌翼の回転によりケーキ状の固形物の乾燥が促進されるとともにケーキ状の固形物の粉砕も同時に行われる。
【００３６】
ケーキ状の固形物は、熱風により搬送されることができる粒状になるまでは熱風乾燥器５内に留まり乾燥され、熱風乾燥器５内で乾燥、粉砕されて粒径約１ｍｍ以下の粒状となった固形物は、熱風により搬送され熱風乾燥器５から排出されてバグフィルタ６に達する。
【００３７】
バグフィルタ６では濾布により粒状の固形物のみが捕集され、熱風乾燥器５内のケーキ状の固形物から飛散した水蒸気を含む熱風は濾布を通過して排気ライン８または熱回収ライン９に送出される。
【００３８】
外部への排気ライン８の途中には、洗浄槽１０が設けられている。この洗浄槽１０では、熱風乾燥器５から排出された水蒸気を含む熱風により、分解処理により再利用に供されるプラスチック廃材が洗浄される。
【００３９】
本実施形態では、洗浄槽１０は、洗浄するプラスチック廃材よりも小さな孔が多数形成された多孔板１０ａが内部に配置されており、プラスチック廃材を洗浄する際には、この多孔板１０ａ上にプラスチック廃材を投入しておく。なお、洗浄するプラスチック廃材は、必要に応じて、洗浄前の処理として予め粒状に粉砕される。
【００４０】
図１に示すケーキ状の固形物の乾燥、粉砕工程の運転中には、洗浄槽１０内には上流側の排気ライン８より水蒸気を含む熱風が導入される。この水蒸気を含む熱風を、洗浄槽１０内の多孔板１０ａ上に投入されたプラスチック廃材に接触させてプラスチック廃材を洗浄する。このとき、プラスチック廃材の洗浄により汚れた凝縮液が発生するが、この凝縮液は廃棄してもよく、あるいは回収して汚れを除去する処理を行い、後工程に利用してもよい。
【００４１】
なお、プラスチック廃材を効率良く洗浄するために、多孔板１０ａ上に投入されたプラスチック廃材を掻き混ぜる撹拌装置やスライド式のプッシャ等を洗浄槽１０内に設けるようにしてもよい。
【００４２】
以上のようにして、プラスチック廃材を洗浄することができる。なお、洗浄槽１０を通過した熱風は、下流の排気ライン８から外部に排気される。また、洗浄後のプラスチック廃材は、再利用のための分解処理、例えば、上述の亜臨界水または超臨界水による分解処理に供される。
【００４３】
一方、バグフィルタ６により捕集された粒状の固形物は、次のようにして処理される。
【００４４】
熱風乾燥器５による乾燥開始直後は、ラインを構成する配管の温度等が安定しておらず、乾燥状態が不安定となる。そこで、乾燥開始から一定期間は、バグフィルタ６で捕集した粒状の固形物がスクリュコンベア１２に連通するラインを通過するように分岐弁１１を設定する。
【００４５】
スクリュコンベア１２により搬送された粒状の固形物は、次いでバケットコンベア１３により搬送されて、貯槽２へと戻される。なお、図１の＊印は、粒状の固形物がバケットコンベア１３下流の＊印から貯槽２上流の＊印へ搬送されることを示している。
【００４６】
乾燥状態が安定し、例えば、分岐弁１１の箇所において、粒状の固形物の含水率が安定して目標値以下となったことを確認した後、分岐弁１１を切り換えて、粉砕機１４に連通するラインに粒状の固形物を搬送する。熱風乾燥器５により乾燥された粒状の固形物は粒径約１ｍｍ以下の粒状であるが、粉砕機１４により所望の粒径までさらに粉砕し粉末状とする。なお、この粉末状の固形物の目標含水率は０．５％ＷＢ以下としている。
【００４７】
分岐弁１１の切り換えを行った直後は、前回の運転後に移送コンベア１５内等に残留し運転休止時に吸湿した粉末状の固形物が混合したものが搬出されるため含水率が安定しない。そのため、一定期間はドラム缶１７に連通するラインを通過するように分岐弁１６を設定し、粉末状の固形物をドラム缶１７に貯留する。
【００４８】
移送コンベア１５内等に残留していた粉末状の固形物をドラム缶１７に出し切り、例えば、分岐弁１６の箇所において、粉末状の固形物の含水率が安定して目標値以下となったことを確認した後、分岐弁１６の下流の貯槽１８に連通するライン内にドライエアを供給して充満させる。なお、供給したドライエアにより置換されるライン内のエアを吸引するために、ラインの各所に不図示の吸引口を設けている。
【００４９】
ライン内にドライエアを供給して充満させた後、分岐弁１６を切り換えて貯槽１８に粉末状の固形物を搬送する。このようにして、再利用に供する無機物を粉末状の固形物として貯槽１８に回収することができる。
【００５０】
図２は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。本実施形態では、洗浄槽１０を熱回収ライン９の途中に設けている。
【００５１】
熱回収ライン９に設けた洗浄槽１０では、熱風乾燥器５から排出された水蒸気を含む熱風により、分解処理により再利用に供されるプラスチック廃材が洗浄される。
【００５２】
洗浄槽１０は、上述の第１の実施形態と同様に、洗浄するプラスチック廃材よりも小さな孔が多数形成された多孔板１０ａが内部に配置されており、プラスチック廃材を洗浄する際には、この多孔板１０ａ上にプラスチック廃材を投入しておく。なお、洗浄するプラスチック廃材は、必要に応じて、洗浄前の処理として予め粒状に粉砕される。
【００５３】
図２に示すケーキ状の固形物の乾燥、粉砕工程の運転中は、洗浄槽１０内に上流側の熱回収ライン９より水蒸気を含む熱風が導入される。この水蒸気を含む熱風を、洗浄槽１０内の多孔板１０ａ上に投入されたプラスチック廃材に接触させてプラスチック廃材を洗浄する。このとき、プラスチック廃材の洗浄により汚れた凝縮液が発生するが、この凝縮液は廃棄してもよく、あるいは回収して汚れを除去する処理を行い、後工程に利用してもよい。
【００５４】
以上のようにして、プラスチック廃材を洗浄することができる。なお、洗浄槽１０を通過した熱風は、下流の熱回収ライン９を通過し熱風発生装置４の熱源として回収される。また、洗浄後のプラスチック廃材は、再利用のための分解処理、例えば、上述の亜臨界水または超臨界水による分解処理に供される。
【００５５】
本実施形態のように熱回収ライン９に洗浄槽１０を設けた場合も、上記第１の実施形態の場合と同様に、固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する工程における他の装置構成に悪影響を与えることなくプラスチック廃材を洗浄することができるが、洗浄槽１０での熱交換により熱風発生装置４への熱回収効率が低下する場合もある。しかしこの場合は、洗浄槽１０での熱交換により熱風発生装置４の熱源として回収する熱量を制御することができる。
【００５６】
以上に、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では分解対象のプラスチック廃材として不飽和ポリエステル樹脂を用いたが、これに限定されるものではなく、補強材や充填材等として無機繊維や無機粉体等の無機物を含有する各種の熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂を用いることができる。
【符号の説明】
【００５７】
４ 熱風発生装置
５ 熱風乾燥器
８ 排気ライン
９ 熱回収ライン
１０ 洗浄槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した無機物を主成分とし水分を含有する固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する際に、固形物を熱風により乾燥して固形物が含有する水分を水蒸気として除去する熱風乾燥器の下流における水蒸気を含む熱風のラインに設けた洗浄槽に、再利用に供する別途のプラスチック廃材を投入し、洗浄槽内のプラスチック廃材に水蒸気を含む熱風を接触させてプラスチック廃材を洗浄することを特徴とするプラスチック廃材の洗浄方法。
【請求項２】
熱風乾燥器から排出された熱風を外部に排気する排気ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック廃材の洗浄方法。
【請求項３】
熱風乾燥器に熱風を供給する熱風発生装置の熱源として、熱風乾燥器から排出された熱風の一部を熱風発生装置に供給する熱回収ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック廃材の洗浄方法。
【請求項１】
亜臨界水または超臨界水によるプラスチック廃材の分解処理後に水およびこれに溶解する樹脂成分から固液分離した無機物を主成分とし水分を含有する固形物を乾燥および粉砕して無機物を回収する際に、固形物を熱風により乾燥して固形物が含有する水分を水蒸気として除去する熱風乾燥器の下流における水蒸気を含む熱風のラインに設けた洗浄槽に、再利用に供する別途のプラスチック廃材を投入し、洗浄槽内のプラスチック廃材に水蒸気を含む熱風を接触させてプラスチック廃材を洗浄することを特徴とするプラスチック廃材の洗浄方法。
【請求項２】
熱風乾燥器から排出された熱風を外部に排気する排気ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチック廃材の洗浄方法。
【請求項３】
熱風乾燥器に熱風を供給する熱風発生装置の熱源として、熱風乾燥器から排出された熱風の一部を熱風発生装置に供給する熱回収ラインに洗浄槽を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチック廃材の洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２７５３６８（Ｐ２０１０−２７５３６８Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２６８５５（Ｐ２００９−１２６８５５）
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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