ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からのラミネート樹脂除去方法、及びラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶のリサイクル方法
【課題】 表面がラミネート樹脂によってラミネートされたアルミ屑又はアルミ缶から、ラミネート樹脂を効果的に加熱除去する方法を提供する。
【解決手段】 アルミ屑材又はアルミ缶のプレス品を、前処理として開裁することにより見掛けの嵩密度を0.3 g/cm3以下に制御した後、アルミの融点以下の酸素雰囲気下で、かつ、ラミネート樹脂の分解温度以上で処理する。本発明のラミネート樹脂除去方法においては、30分間以下の処理時間で、アルミ表面を酸化・熔解させることなく、ラミネート樹脂を70％以上除去することが可能である。
【解決手段】 アルミ屑材又はアルミ缶のプレス品を、前処理として開裁することにより見掛けの嵩密度を0.3 g/cm3以下に制御した後、アルミの融点以下の酸素雰囲気下で、かつ、ラミネート樹脂の分解温度以上で処理する。本発明のラミネート樹脂除去方法においては、30分間以下の処理時間で、アルミ表面を酸化・熔解させることなく、ラミネート樹脂を70％以上除去することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に樹脂フィルムがラミネートされた使用済みのアルミ缶等から、ラミネート樹脂を加熱・除去することにより、アルミのリサイクルを効率化させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アルミ缶の塗装工程における有機溶剤による環境汚染対策として、アルミ基材にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエステルフィルムをラミネートすることにより、有機溶媒を使用しないドライ成形が行われるようになってきた。特に、ラミネートアルミ缶用樹脂としてのＰＥＴフィルムは、アルミ基材表面との密着性、耐食性、環境汚染防止等の観点から、優れた材料である。
【０００３】
しかし、アルミ缶の製造工程で排出されるラミネートアルミ屑材や、使用済みのラミネートアルミ缶からアルミをリサイクルする場合、ＰＥＴ等のラミネート樹脂は、リサイクルにとって障害となる。具体的には、ラミネートアルミ屑材等をプレス処理工程後に熔解炉に投入すると、ラミネート樹脂が燃焼してアルミ表面を酸化させるためにアルミのリサイクル率が低下したり、熔解炉の温度が急上昇して温度制御が困難になる、さらには、ラミネート樹脂の燃焼により黒煙が発生する等である。
【０００４】
ここで、ラミネートアルミ屑材や、使用済みのラミネートアルミ缶からのラミネート樹脂の除去方法としては、(1) 機械的にアルミ表面から樹脂フィルムのみをブラスト処理して機械的に除去する方法、(2) 有機溶剤を含む剥離液に浸漬して樹脂フィルムを溶解させて除去する方法、(3) バーナーで樹脂フィルムを燃焼させる燃焼処理方法が試みられてきた。
【０００５】
しかし、(1) の機械的除去方法では、プレス加工品等の複雑な形状の場合、外側表面の樹脂フィルムは除去できても、内側表面の樹脂フィルムを除去することができない。(2) の有機溶剤方法であっても、プレス加工品の密度が高い場合には、内部まで溶剤が浸透せず、除去率が低い。また、樹脂フィルムを溶解させた有機溶剤の処理設備等、周辺設備の投資コストも高くなる。さらに、(3) の燃焼処理方法では、樹脂フィルムと同時にアルミも燃焼させてしまうため、リサイクル率が低下する。このように、実用化レベルにおけるアルミ屑材等からのラミネート樹脂の除去方法は、未だ完成されていない。
【０００６】
一方、使用済みの回収スチール缶を、0.5 g/cc以上の高密度球状化製品とする工程、スチール缶の表面塗装及び内面コート処理剤を好気的条件下で酸化燃焼させる工程、及び熱処理により酸化生成された酸化膜を剥離する工程を含む、スチール缶のリサイクルに関する技術が、特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、使用済みスチール缶又はアルミ缶から効率よく高品位のスチール材料とアルミ材料を回収すると共に、塗料又はコーティング材料をも分離回収する技術が、特許文献２に開示されている。特許文献２の技術では、使用済みのスチール缶又はアルミ缶を非酸化性雰囲気下で加熱することにより、缶の胴部表面及び内面を被覆する塗料やコーティング材を気化又は分解する。
【特許文献１】特開２００１−２９９１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されている技術は、スチール缶から鉄を回収するための技術であり、スチール缶の一部を形成するアルミニウムを、製鋼過程における還元材及び脱酸精錬材として有効活用するものである。従って、この技術をラミネートアルミ缶にそのまま応用しても、アルミのリサイクル効率を高めることはできない。
【０００９】
また、特許文献２に開示されている技術は、スチール缶又はアルミ缶を非酸化性雰囲気下で加熱することにより、コーティング材を気化又は分解して回収する技術であり、コーティング材が施されたスチール缶やアルミ缶から、どの程度コーティング樹脂を除去できるかについては、具体的記載がないため不明である。また、非酸化性雰囲気で加熱するため、加熱温度を高くせざるを得ず、アルミが熔解する可能性がある。
【００１０】
さらに、アルミの融点に近い高温で加熱すると、空気中の酸素と反応してアルミ缶表面に酸化被膜が形成されるおそれもある。特に、アルミ缶としてリサイクルする場合には、リサイクル品として高純度のアルミが要求されるが、酸化被膜が形成されると、その除去が困難であることから、アルミ缶としてリサイクルすることができなくなる。その結果、熔解炉においてアルミを回収する際に、アルミの回収率が低下するという問題が発生する。その上、高温での加熱に伴う運転コストの増加、非酸化性ガス（例えば、窒素ガス）を通気するためのコスト増加も問題となる。
【００１１】
本発明は、ラミネートアルミ屑材や使用済みのラミネートアルミ缶から、ラミネート樹脂を効率よく除去する方法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】
【００１２】
本発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、アルミ屑材破砕品の輸送コストを低減するためにプレス処理により形成された従来のプレス品においては、アルミ屑材同士が重なり合った密度の高い部分が多く存在し、この部分が従来の除去方法において、ラミネート樹脂の除去率を低下させる原因となっていることを明らかにした。そこで、プレス品を前処理として開裁することにより見掛けの嵩密度を小さくし、その後、アルミの融点以下の酸素雰囲気下で、かつ、ラミネート樹脂が分解除去される際に、アルミ表面の酸化が進まない最適な条件を検討し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
具体的に、本発明は、表面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂を除去する方法であって、前記ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶をプレス加工して形成したプレス品を、見掛けの嵩密度が0.3 g／cm３以下となるように開裁する工程（Ａ）と、前記工程（Ａ）で開裁したプレス品を、酸素雰囲気下、樹脂フィルムの分解温度以上アルミの融点以下の温度で加熱処理する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とするラミネート樹脂除去方法に関する（請求項１）。プレス品を開裁し、見掛けの嵩密度を低くした状態で酸素雰囲気下、加熱処理することにより、複雑な形状であるプレス品内部のラミネート樹脂をも加熱分解することが可能となる。
【００１４】
アルミをラミネートしている樹脂がＰＥＴ又はその変性体（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、又はＰＥＴとＰＢＴの共重合体）である場合、前記工程（Ｂ）の温度は、350℃以上660℃以下であることが好ましい（請求項２）。350℃未満ではＰＥＴ又はその変性体の分解に時間がかかり、一方、660℃を超えるとアルミが熔解するからである。
【００１５】
なお、前記工程（Ｂ）の温度は、450℃以上550℃以下であることがより好ましい。450℃以上とすることにより、複雑な形状をしているプレス品内部のラミネート樹脂でも、短時間で分解することができる。また、550℃以下とすることにより、アルミ表面の酸化被膜形成を防止することができ、アルミ回収率を向上させることができる。
【００１６】
前記工程（Ｂ）は、ロータリー加熱炉内で加熱空気を供給して行うことが好ましい（請求項３）。ロータリー加熱炉は、炉内に投入された、開裁されたプレス品を撹拌しながら加熱処理することができるため、プレス品を均一に加熱処理することができるからである。また、加熱方法として、加熱空気を供給する方法を採用すれば、炉内温度を変化させることなく供給酸素量を制御でき、かつ、炉内を常に酸素雰囲気に維持することができるからである。
【００１７】
前記加熱空気の１分間当たりの体積供給量は、ロータリー加熱炉内容積の４倍以上24倍以下であることが好ましい（請求項４）。４倍未満であればラミネート樹脂の分解が不十分になる恐れがあり、24倍を超えてもラミネート樹脂の分解が増加しにくいために、加熱空気供給ファンや空気加熱装置のエネルギーが無駄になるからである。
【００１８】
また、本発明は、上記（請求項１乃至４のいずれか１項に記載の）ラミネート樹脂除去方法を用いて、前記プレス品のラミネート樹脂を除去する工程（Ｃ）と、前記工程（Ｃ）においてラミネート樹脂を除去されたプレス品を熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、700℃以上900℃以下の温度で加熱することにより前記プレス品を熔解する工程（Ｄ）とを含むことを特徴とするアルミ屑材又はアルミ缶のリサイクル方法に関する（請求項５）。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のラミネート樹脂除去方法は、従来技術の問題点を解消し、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶のプレス品から、短時間で効果的にラミネート樹脂を分解除去することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例たるラミネート樹脂除去方法を実行するために用いる装置Ａの概略構成図である。図１を参照しつつ、本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明する。
【００２２】
装置Ａは、開裁機２と加熱装置６と加熱炉４とを備える。開裁機２はプレス品を開裁するためのものである。加熱装置６は空気７を加熱するためのものである。加熱炉は、開裁されたプレス品を加熱空気で加熱処理するためのものである。この装置Ａによって、表面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂が除去される。ラミネート樹脂除去の工程は、具体的には、次のようなものである。
【００２３】
まず、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶は、プレス加工機によってプレス加工され、運搬しやすいように圧縮されたプレス品１となる。
【００２４】
次に、プレス品１は、加熱処理する前に、開裁機２により開裁される。このとき、見掛けの嵩密度を0.3 g/cm３以下に制御する。
【００２５】
次に、開裁されたプレス品３は、加熱炉４に投入される。加熱炉４には、加熱装置６によってラミネート樹脂の分解温度以上アルミの融点以下の温度加熱された加熱空気５が導入される。
【００２６】
なお、加熱炉４に開裁機２の機能を持たせ、プレス品１の開裁工程を、プレス品１を加熱炉４に投入した後、加熱炉４内で行ってもよい。すなわち、プレス品１の開裁工程と加熱処理工程を、同じ装置において行ってもよい。
【００２７】
加熱炉４内部の開裁されたプレス品３は、酸素雰囲気下で加熱され、アルミ表面のラミネート樹脂が加熱分解される。所定時間加熱された後、アルミ屑材８は、加熱炉４から排出される。なお、加熱炉４としては連続式又は回分式のいずれも利用可能であるが、連続して大量に処理できる点から、連続式であることが好ましい。
【００２８】
ここで、開裁機２としては、破砕機、解砕機等の公知の装置を使用することができる。
【００２９】
以上、図１を参照しつつ、本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明した。
【００３０】
図２は、ロータリー加熱炉１０の外観図である。図１の加熱炉４として、図２のロータリー加熱炉１０を採用することができる。なお図２では、炉内の構成を理解しやすくするため、炉壁の一部を破断している。
【００３１】
ロータリー加熱炉１０は、円筒状の炉本体１６、処理物入口１１、熱風入口１２、排気出口１３、給気管１４及び処理物出口１７を備え、さらに、炉本体１６の内部には複数のリボン翼１８を備えている。給気管１４は、炉本体１６と同心上に配されている。給気管１４には、複数のノズル１５が存在する。処理物入口１１、排気出口１３及び処理物出口１７は、炉本体１６の内部空間と連通している。熱風入口１２は、給気管１４を介してノズル１５と連通している。炉本体１６は、ローラ１９を介してモータにより回転駆動される。このロータリー加熱炉１０の内容積は250Ｌである。
【００３２】
このロータリー加熱炉１０によって実行される加熱処理工程は、具体的には次のようなものである。
【００３３】
まず、破砕処理後のプレス品約3〜5 kgを、処理物入口１１から投入する。この処理量は、ロータリー加熱炉１０の内容積の約10〜20％に相当する。そして、加熱装置により550℃に加熱した加熱空気を、熱風入口１２から炉内に通気する。
【００３４】
加熱空気は、炉内にある給気管１４を経て複数のノズル１５の先端へと導かれ、破砕処理後のプレス品（破砕処理プレス品２０）を加熱する。また、炉本体１６を回転させることと相俟って、破砕処理後のプレス品を均一に加熱することが可能である。
【００３５】
炉本体１６は、ローラ１９をモータで駆動することによって、給気管１２を回転中心として回転する。炉本体１６が回転することにより、炉内の破砕処理プレス品２０が処理物入口１１側から処理物出口１７側へと送られ、回転による掻き上げ、撹拌機能により、プレス品２０が炉内でも開裁され、ラミネート樹脂の分解が促進される。
【００３６】
各ノズル１５から放出された加熱空気は、その後、排気出口１３を経てロータリー加熱炉１０から排気される。
【００３７】
加熱炉１０内に投入された破砕処理プレス品２０は、上述したように炉内を移動する間に、ラミネート樹脂が分解除去され、ラミネート樹脂が分解除去された破砕処理プレス品２０は、アルミ屑材として処理物出口１７から取り出される。
【００３８】
このロータリー加熱炉１０では、加熱空気によって炉内の処理物（破砕処理プレス品２０）を加熱処理するため、熱風入口１２から通気される流量を調整することが容易である。また、流量を調整しても、炉内の温度が変動しないという特徴を有する。このため、炉内の温度を下げることなく、充分な通気量を確保し、炉内を酸素雰囲気に維持することができる。
【００３９】
以上、ロータリー加熱炉１０によって実行される加熱処理工程を説明した。
【実施例】
【００４０】
以下、本実施の形態の具体例を実施例として示し、その効果を、比較例を挙げて説明する。各実施例および各比較例の実行のために、図１、図２に示されるような装置を用いた。
【００４１】
［実施例１］
実施例１として、以下の操作を行った。ＰＥＴ樹脂がラミネートされたラミネートアルミ屑材のプレス品（一辺約300 mmの略立方体）を、２軸破砕装置（（株）サンケンエンジニアリング製、SET-072型）を用いて一辺約50 mmの略立方体に破砕処理（開裁）し、見掛けの嵩密度を0.10 g/cm３に調整した。破砕処理後のプレス品を、ロータリー加熱炉に投入し、550℃で10分間加熱処理した。なお、加熱空気の流量は、毎分、ロータリー加熱炉１０の内容積の24倍である。
【００４２】
［実施例２］
実施例２として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cｍ３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４３】
［実施例３］
実施例３として、450℃で30分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４４】
［実施例４］
実施例４として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cｍ３に調整し、350℃で60分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４５】
［実施例５］
実施例５として、加熱空気の１分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉１０の内容積の8倍としたこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４６】
［実施例６］
実施例６として、加熱空気の１分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉１０の内容積の4倍としたこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４７】
［実施例７］
実施例７として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.3 g/cm３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４８】
［比較例１］
比較例１として、プレス品の見掛けの嵩密度を1.0 g/cm３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４９】
［比較例２］
比較例２として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.5 g/cm３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５０】
［比較例３］
比較例３として、300℃で30分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５１】
［比較例４］
比較例４として、290℃で60分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５２】
［比較例５］
比較例５として、加熱空気の１分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉１０の内容積の2倍としたこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５３】
［比較例６］
比較例６として、750℃で10分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５４】
（ラミネート樹脂含有量の測定）
加熱処理対象である各プレス品に含まれるラミネート樹脂の含有量は、以下の方法で測定した。すなわち、各プレス品をプレス処理する前のラミネートアルミ屑材の重量ａを測定し、次に、m-クレゾール及びテトラクロロエチレンの混合溶剤（容積比１：１）に室温で１時間浸漬し、アルミをラミネートしているＰＥＴ樹脂を完全に溶解させた。同じ混合溶剤を用いて表面を洗浄した後、溶剤を乾燥除去し、アルミ屑材の重量ｂを測定した。溶解処理前後の重量の差（ａ−ｂ）を、処理前のアルミ屑材の重量ａで除し、アルミ屑材単位重量当たりのラミネート樹脂含有量（ａ−ｂ）／ａを算出した。
【００５５】
（ラミネート樹脂除去率の計算）
次に、加熱処理前のプレス品の重量ｘを測定し、加熱処理後であって室温まで冷却した後、加熱処理後のプレス品の重量ｙを測定した。加熱前後の重量差（ｘ−ｙ）を、処理前の重量ｘで除し、プレス品単位重量当たりのラミネート樹脂除去量（ｘ−ｙ）／ｘを算出した。そして、｛（ｘ−ｙ）／ｘ｝÷｛（ａ−ｂ）／ａ｝×１００を、加熱処理によるラミネート樹脂除去率（％）として定義した。
【００５６】
各実施例及び各比較例の処理温度、処理時間、見掛けの嵩密度、加熱空気流量及びラミネート樹脂除去率を、表１及び表２にそれぞれ示した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
実施例１〜３及び７の結果から、処理温度を酸素雰囲気下におけるＰＥＴ樹脂の分解開始温度と考えられる300℃を超える450℃又は550℃、見掛けの嵩密度を0.3 g/cm３以下、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍という条件にすれば、30分間の加熱処理によりプレス品からラミネート樹脂を、ほぼ完全に除去することができる（除去率90％以上）ことが確認された。特に、処理温度が550℃とした実施例１及び２においては、わずか10分間の加熱処理によりラミネート樹脂除去率が100％となった。
【００６０】
また、実施例４の結果から、処理温度を350℃、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cｍ３としても、処理時間を60分間とすれば、70％という高いラミネート樹脂除去率となることが確認された。
【００６１】
また、実施例５及び６の結果から、処理温度550℃、プレス品の見掛けの嵩密度を0.10 g/cm３とすれば、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の4倍まで減少させても、わずか10分間の処理時間で90％以上の高いラミネート樹脂除去率となり、ほぼ完全にプレス品のラミネート樹脂を分解することができることが確認された。
【００６２】
一方、比較例１及び２の結果から、処理温度を550℃、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍としても、プレス品の見掛けの嵩密度が0.25 g/cm３を超えれば、処理時間10分間におけるラミネート樹脂除去率は、40％以下に過ぎなかった。
【００６３】
比較例３の結果から、処理温度をＰＥＴ樹脂の分解開始温度と考えられている300℃にすると、プレス品の見掛けの嵩密度を0.10 g/cm３、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍とし、さらに、処理時間を30分間としても、ラミネート樹脂除去率は、40％に過ぎなかった。
【００６４】
また、比較例４の結果から、処理温度をＰＥＴ樹脂の分解開始温度未満である290℃にまで低下させると、プレス品の見掛けの嵩密度と加熱空気流量が比較例３と同じであり、さらに、処理時間を60分間としても、ラミネート樹脂除去率は、40％に過ぎなかった。
【００６５】
比較例５の結果から、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の2倍にまで減少させると、他の条件が実施例１と同じであっても、ラミネート樹脂除去率は、50％に過ぎなかった。
【００６６】
このように、本発明のラミネート樹脂除去方法においては、処理温度、処理対象であるプレス品の見掛けの嵩密度、加熱空気流量の組み合わせを最適化することが重要であり、組み合わせが不適切な場合には、ラミネート樹脂を50％以上除去することができなかった。特に、実施例１〜３のように、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cm３以下、処理温度をＰＥＴ樹脂の分解開始温度よりも150℃以上高い温度、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍という組み合わせにすれば、30分間以下の処理時間において、ラミネート樹脂であるＰＥＴ樹脂を、アルミ屑材を酸化・燃焼させることなく完全に除去することが可能であった。
【００６７】
なお、比較例６においては、ラミネート樹脂は完全に除去されていたが、アルミ屑材表面に酸化被膜が形成されていたため、加熱処理後のプレス品の重量が増加し、ラミネート樹脂除去率が実施例１よりも、見かけ上は低下した。このため、この比較例は、アルミのリサイクルにとっては好ましくないものと判断された。
【００６８】
上記実施例においては、炉内壁にリボン翼を備えたロータリー加熱炉を用いたが、この構造のロータリー加熱炉に限らず、給気管にパドル翼を備えたロータリー加熱炉を用いてもよい。また、炉内中央長手方向に偏心軸が取り付けられ、この偏心軸に複数のパドル翼を備えた構成としてもよい。リボン翼又はパドル翼いずれを備えたロータリー加熱炉であっても、中央の回転軸を回転自在に取り付け、回転軸を回転される構成としてもよく、逆に、中央の軸を固定し、炉自体を回転させる構成としてもよい。
【００６９】
加熱手段も、炉内に加熱空気を供給する加熱方法の他、炉の外周部に外套を設け、この外套部を熱媒体（例えば、電気ヒータや高温ガス）により間接的に加熱する加熱方法とすることもできる。このような間接加熱方式とすることにより、炉内温度を均一に保つことが可能となる。
【００７０】
また、加熱装置としては、上記実施例で用いたロータリー加熱炉以外に、プッシャー型加熱炉、シャトル式加熱炉も用いることが可能であるが、上記実施例で用いた撹拌機能を有するロータリー加熱炉を用いることが、特に好ましい。上述したように、炉内のプレス品をさらに開裁し、ラミネート樹脂の除去率を高めることができるからである。
【００７１】
なお、本発明により、ラミネート樹脂は、アルミ屑材又はアルミ缶から分解除去され、排気出口１３から排出されるが、処理条件によってはラミネート樹脂が完全に二酸化炭素等にまで加熱分解されず、一酸化炭素や樹脂残渣のような未燃分として排出される場合もある。この場合、排気出口１３の後段に二次燃焼炉を設けることにより、未燃分についても完全に加熱分解することが可能となる。
【００７２】
以上、説明したように、本発明のラミネート樹脂除去方法は、30分間以下の短時間で、特別な処理装置を用いずに、アルミ屑材表面にラミネートされた樹脂を70％以上、条件によっては100％除去することができる。また、本発明のラミネート樹脂除去方法では、ラミネート樹脂が二酸化炭素等に加熱分解されるため、ラミネート樹脂の処理も不要であり、ラミネートアルミ屑材等からのラミネート樹脂処理方法として、従来にない高い効果が期待できる。
【００７３】
さらに、本発明によりラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材は、表面に酸化被膜がほとんど形成されないため、アルミを高効率でリサイクルすることができる。具体的なリサイクル方法の一例としては、本発明によりラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材を、熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、例えば、窒素ガスで置換した状態で、700℃〜900℃に加熱することによって熔解し、熔解炉からアルミ素材として取り出す方法を挙げることができる。このアルミリサイクル方法では、従来のラミネート樹脂除去方法で処理したアルミ屑材を、同じ条件でリサイクルする場合と比較して、アルミ回収率が高く、実用性に勝っている。
【００７４】
なお、ここでいう低酸素雰囲気下とは、酸素濃度が３％以下、好ましくは１％以下である状態を意味する。具体例の一つとしては、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下が該当する。アルミ屑材の熔解を低酸素雰囲気下で行うため、アルミ屑を熔解してアルミ素材として熔解炉から回収する際にも、アルミ表面に酸化被膜が形成されない。
【００７５】
また、熔解炉の加熱温度を700℃以上とするのは、一部に酸化被膜が存在するアルミ屑を熔解させるためであり、900℃以下とするのは、アルミ屑の熔解温度として充分な高温であり、それ以上の温度に加熱しても、熔解炉のエネルギー消費が多くなるだけになるためである。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のラミネート樹脂除去方法は、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からアルミを高収率でリサイクルするための方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態で使用したロータリー加熱炉を説明する図である。
【符号の説明】
【００７８】
１：プレス品
２：開裁機
３：開裁されたプレス品
４：加熱炉
５：加熱空気
６：加熱装置
７：空気
８：ラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材
１０：ロータリー加熱炉
１１：処理物入口
１２：熱風入口
１３：排気出口
１４：給気管
１５：ノズル
１６：炉本体
１７：処理物出口
１８：リボン翼
１９：ローラ
２０：破砕処理プレス品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に樹脂フィルムがラミネートされた使用済みのアルミ缶等から、ラミネート樹脂を加熱・除去することにより、アルミのリサイクルを効率化させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アルミ缶の塗装工程における有機溶剤による環境汚染対策として、アルミ基材にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエステルフィルムをラミネートすることにより、有機溶媒を使用しないドライ成形が行われるようになってきた。特に、ラミネートアルミ缶用樹脂としてのＰＥＴフィルムは、アルミ基材表面との密着性、耐食性、環境汚染防止等の観点から、優れた材料である。
【０００３】
しかし、アルミ缶の製造工程で排出されるラミネートアルミ屑材や、使用済みのラミネートアルミ缶からアルミをリサイクルする場合、ＰＥＴ等のラミネート樹脂は、リサイクルにとって障害となる。具体的には、ラミネートアルミ屑材等をプレス処理工程後に熔解炉に投入すると、ラミネート樹脂が燃焼してアルミ表面を酸化させるためにアルミのリサイクル率が低下したり、熔解炉の温度が急上昇して温度制御が困難になる、さらには、ラミネート樹脂の燃焼により黒煙が発生する等である。
【０００４】
ここで、ラミネートアルミ屑材や、使用済みのラミネートアルミ缶からのラミネート樹脂の除去方法としては、(1) 機械的にアルミ表面から樹脂フィルムのみをブラスト処理して機械的に除去する方法、(2) 有機溶剤を含む剥離液に浸漬して樹脂フィルムを溶解させて除去する方法、(3) バーナーで樹脂フィルムを燃焼させる燃焼処理方法が試みられてきた。
【０００５】
しかし、(1) の機械的除去方法では、プレス加工品等の複雑な形状の場合、外側表面の樹脂フィルムは除去できても、内側表面の樹脂フィルムを除去することができない。(2) の有機溶剤方法であっても、プレス加工品の密度が高い場合には、内部まで溶剤が浸透せず、除去率が低い。また、樹脂フィルムを溶解させた有機溶剤の処理設備等、周辺設備の投資コストも高くなる。さらに、(3) の燃焼処理方法では、樹脂フィルムと同時にアルミも燃焼させてしまうため、リサイクル率が低下する。このように、実用化レベルにおけるアルミ屑材等からのラミネート樹脂の除去方法は、未だ完成されていない。
【０００６】
一方、使用済みの回収スチール缶を、0.5 g/cc以上の高密度球状化製品とする工程、スチール缶の表面塗装及び内面コート処理剤を好気的条件下で酸化燃焼させる工程、及び熱処理により酸化生成された酸化膜を剥離する工程を含む、スチール缶のリサイクルに関する技術が、特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、使用済みスチール缶又はアルミ缶から効率よく高品位のスチール材料とアルミ材料を回収すると共に、塗料又はコーティング材料をも分離回収する技術が、特許文献２に開示されている。特許文献２の技術では、使用済みのスチール缶又はアルミ缶を非酸化性雰囲気下で加熱することにより、缶の胴部表面及び内面を被覆する塗料やコーティング材を気化又は分解する。
【特許文献１】特開２００１−２９９１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されている技術は、スチール缶から鉄を回収するための技術であり、スチール缶の一部を形成するアルミニウムを、製鋼過程における還元材及び脱酸精錬材として有効活用するものである。従って、この技術をラミネートアルミ缶にそのまま応用しても、アルミのリサイクル効率を高めることはできない。
【０００９】
また、特許文献２に開示されている技術は、スチール缶又はアルミ缶を非酸化性雰囲気下で加熱することにより、コーティング材を気化又は分解して回収する技術であり、コーティング材が施されたスチール缶やアルミ缶から、どの程度コーティング樹脂を除去できるかについては、具体的記載がないため不明である。また、非酸化性雰囲気で加熱するため、加熱温度を高くせざるを得ず、アルミが熔解する可能性がある。
【００１０】
さらに、アルミの融点に近い高温で加熱すると、空気中の酸素と反応してアルミ缶表面に酸化被膜が形成されるおそれもある。特に、アルミ缶としてリサイクルする場合には、リサイクル品として高純度のアルミが要求されるが、酸化被膜が形成されると、その除去が困難であることから、アルミ缶としてリサイクルすることができなくなる。その結果、熔解炉においてアルミを回収する際に、アルミの回収率が低下するという問題が発生する。その上、高温での加熱に伴う運転コストの増加、非酸化性ガス（例えば、窒素ガス）を通気するためのコスト増加も問題となる。
【００１１】
本発明は、ラミネートアルミ屑材や使用済みのラミネートアルミ缶から、ラミネート樹脂を効率よく除去する方法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】
【００１２】
本発明者は、前記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、アルミ屑材破砕品の輸送コストを低減するためにプレス処理により形成された従来のプレス品においては、アルミ屑材同士が重なり合った密度の高い部分が多く存在し、この部分が従来の除去方法において、ラミネート樹脂の除去率を低下させる原因となっていることを明らかにした。そこで、プレス品を前処理として開裁することにより見掛けの嵩密度を小さくし、その後、アルミの融点以下の酸素雰囲気下で、かつ、ラミネート樹脂が分解除去される際に、アルミ表面の酸化が進まない最適な条件を検討し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
具体的に、本発明は、表面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂を除去する方法であって、前記ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶をプレス加工して形成したプレス品を、見掛けの嵩密度が0.3 g／cm３以下となるように開裁する工程（Ａ）と、前記工程（Ａ）で開裁したプレス品を、酸素雰囲気下、樹脂フィルムの分解温度以上アルミの融点以下の温度で加熱処理する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とするラミネート樹脂除去方法に関する（請求項１）。プレス品を開裁し、見掛けの嵩密度を低くした状態で酸素雰囲気下、加熱処理することにより、複雑な形状であるプレス品内部のラミネート樹脂をも加熱分解することが可能となる。
【００１４】
アルミをラミネートしている樹脂がＰＥＴ又はその変性体（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、又はＰＥＴとＰＢＴの共重合体）である場合、前記工程（Ｂ）の温度は、350℃以上660℃以下であることが好ましい（請求項２）。350℃未満ではＰＥＴ又はその変性体の分解に時間がかかり、一方、660℃を超えるとアルミが熔解するからである。
【００１５】
なお、前記工程（Ｂ）の温度は、450℃以上550℃以下であることがより好ましい。450℃以上とすることにより、複雑な形状をしているプレス品内部のラミネート樹脂でも、短時間で分解することができる。また、550℃以下とすることにより、アルミ表面の酸化被膜形成を防止することができ、アルミ回収率を向上させることができる。
【００１６】
前記工程（Ｂ）は、ロータリー加熱炉内で加熱空気を供給して行うことが好ましい（請求項３）。ロータリー加熱炉は、炉内に投入された、開裁されたプレス品を撹拌しながら加熱処理することができるため、プレス品を均一に加熱処理することができるからである。また、加熱方法として、加熱空気を供給する方法を採用すれば、炉内温度を変化させることなく供給酸素量を制御でき、かつ、炉内を常に酸素雰囲気に維持することができるからである。
【００１７】
前記加熱空気の１分間当たりの体積供給量は、ロータリー加熱炉内容積の４倍以上24倍以下であることが好ましい（請求項４）。４倍未満であればラミネート樹脂の分解が不十分になる恐れがあり、24倍を超えてもラミネート樹脂の分解が増加しにくいために、加熱空気供給ファンや空気加熱装置のエネルギーが無駄になるからである。
【００１８】
また、本発明は、上記（請求項１乃至４のいずれか１項に記載の）ラミネート樹脂除去方法を用いて、前記プレス品のラミネート樹脂を除去する工程（Ｃ）と、前記工程（Ｃ）においてラミネート樹脂を除去されたプレス品を熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、700℃以上900℃以下の温度で加熱することにより前記プレス品を熔解する工程（Ｄ）とを含むことを特徴とするアルミ屑材又はアルミ缶のリサイクル方法に関する（請求項５）。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のラミネート樹脂除去方法は、従来技術の問題点を解消し、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶のプレス品から、短時間で効果的にラミネート樹脂を分解除去することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例たるラミネート樹脂除去方法を実行するために用いる装置Ａの概略構成図である。図１を参照しつつ、本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明する。
【００２２】
装置Ａは、開裁機２と加熱装置６と加熱炉４とを備える。開裁機２はプレス品を開裁するためのものである。加熱装置６は空気７を加熱するためのものである。加熱炉は、開裁されたプレス品を加熱空気で加熱処理するためのものである。この装置Ａによって、表面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂が除去される。ラミネート樹脂除去の工程は、具体的には、次のようなものである。
【００２３】
まず、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶は、プレス加工機によってプレス加工され、運搬しやすいように圧縮されたプレス品１となる。
【００２４】
次に、プレス品１は、加熱処理する前に、開裁機２により開裁される。このとき、見掛けの嵩密度を0.3 g/cm３以下に制御する。
【００２５】
次に、開裁されたプレス品３は、加熱炉４に投入される。加熱炉４には、加熱装置６によってラミネート樹脂の分解温度以上アルミの融点以下の温度加熱された加熱空気５が導入される。
【００２６】
なお、加熱炉４に開裁機２の機能を持たせ、プレス品１の開裁工程を、プレス品１を加熱炉４に投入した後、加熱炉４内で行ってもよい。すなわち、プレス品１の開裁工程と加熱処理工程を、同じ装置において行ってもよい。
【００２７】
加熱炉４内部の開裁されたプレス品３は、酸素雰囲気下で加熱され、アルミ表面のラミネート樹脂が加熱分解される。所定時間加熱された後、アルミ屑材８は、加熱炉４から排出される。なお、加熱炉４としては連続式又は回分式のいずれも利用可能であるが、連続して大量に処理できる点から、連続式であることが好ましい。
【００２８】
ここで、開裁機２としては、破砕機、解砕機等の公知の装置を使用することができる。
【００２９】
以上、図１を参照しつつ、本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明した。
【００３０】
図２は、ロータリー加熱炉１０の外観図である。図１の加熱炉４として、図２のロータリー加熱炉１０を採用することができる。なお図２では、炉内の構成を理解しやすくするため、炉壁の一部を破断している。
【００３１】
ロータリー加熱炉１０は、円筒状の炉本体１６、処理物入口１１、熱風入口１２、排気出口１３、給気管１４及び処理物出口１７を備え、さらに、炉本体１６の内部には複数のリボン翼１８を備えている。給気管１４は、炉本体１６と同心上に配されている。給気管１４には、複数のノズル１５が存在する。処理物入口１１、排気出口１３及び処理物出口１７は、炉本体１６の内部空間と連通している。熱風入口１２は、給気管１４を介してノズル１５と連通している。炉本体１６は、ローラ１９を介してモータにより回転駆動される。このロータリー加熱炉１０の内容積は250Ｌである。
【００３２】
このロータリー加熱炉１０によって実行される加熱処理工程は、具体的には次のようなものである。
【００３３】
まず、破砕処理後のプレス品約3〜5 kgを、処理物入口１１から投入する。この処理量は、ロータリー加熱炉１０の内容積の約10〜20％に相当する。そして、加熱装置により550℃に加熱した加熱空気を、熱風入口１２から炉内に通気する。
【００３４】
加熱空気は、炉内にある給気管１４を経て複数のノズル１５の先端へと導かれ、破砕処理後のプレス品（破砕処理プレス品２０）を加熱する。また、炉本体１６を回転させることと相俟って、破砕処理後のプレス品を均一に加熱することが可能である。
【００３５】
炉本体１６は、ローラ１９をモータで駆動することによって、給気管１２を回転中心として回転する。炉本体１６が回転することにより、炉内の破砕処理プレス品２０が処理物入口１１側から処理物出口１７側へと送られ、回転による掻き上げ、撹拌機能により、プレス品２０が炉内でも開裁され、ラミネート樹脂の分解が促進される。
【００３６】
各ノズル１５から放出された加熱空気は、その後、排気出口１３を経てロータリー加熱炉１０から排気される。
【００３７】
加熱炉１０内に投入された破砕処理プレス品２０は、上述したように炉内を移動する間に、ラミネート樹脂が分解除去され、ラミネート樹脂が分解除去された破砕処理プレス品２０は、アルミ屑材として処理物出口１７から取り出される。
【００３８】
このロータリー加熱炉１０では、加熱空気によって炉内の処理物（破砕処理プレス品２０）を加熱処理するため、熱風入口１２から通気される流量を調整することが容易である。また、流量を調整しても、炉内の温度が変動しないという特徴を有する。このため、炉内の温度を下げることなく、充分な通気量を確保し、炉内を酸素雰囲気に維持することができる。
【００３９】
以上、ロータリー加熱炉１０によって実行される加熱処理工程を説明した。
【実施例】
【００４０】
以下、本実施の形態の具体例を実施例として示し、その効果を、比較例を挙げて説明する。各実施例および各比較例の実行のために、図１、図２に示されるような装置を用いた。
【００４１】
［実施例１］
実施例１として、以下の操作を行った。ＰＥＴ樹脂がラミネートされたラミネートアルミ屑材のプレス品（一辺約300 mmの略立方体）を、２軸破砕装置（（株）サンケンエンジニアリング製、SET-072型）を用いて一辺約50 mmの略立方体に破砕処理（開裁）し、見掛けの嵩密度を0.10 g/cm３に調整した。破砕処理後のプレス品を、ロータリー加熱炉に投入し、550℃で10分間加熱処理した。なお、加熱空気の流量は、毎分、ロータリー加熱炉１０の内容積の24倍である。
【００４２】
［実施例２］
実施例２として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cｍ３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４３】
［実施例３］
実施例３として、450℃で30分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４４】
［実施例４］
実施例４として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cｍ３に調整し、350℃で60分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４５】
［実施例５］
実施例５として、加熱空気の１分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉１０の内容積の8倍としたこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４６】
［実施例６］
実施例６として、加熱空気の１分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉１０の内容積の4倍としたこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４７】
［実施例７］
実施例７として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.3 g/cm３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４８】
［比較例１］
比較例１として、プレス品の見掛けの嵩密度を1.0 g/cm３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００４９】
［比較例２］
比較例２として、プレス品の見掛けの嵩密度を0.5 g/cm３に調整したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５０】
［比較例３］
比較例３として、300℃で30分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５１】
［比較例４］
比較例４として、290℃で60分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５２】
［比較例５］
比較例５として、加熱空気の１分間当たりの体積供給量を、ロータリー加熱炉１０の内容積の2倍としたこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５３】
［比較例６］
比較例６として、750℃で10分間加熱処理したこと以外、実施例１と同じ処理を行った。
【００５４】
（ラミネート樹脂含有量の測定）
加熱処理対象である各プレス品に含まれるラミネート樹脂の含有量は、以下の方法で測定した。すなわち、各プレス品をプレス処理する前のラミネートアルミ屑材の重量ａを測定し、次に、m-クレゾール及びテトラクロロエチレンの混合溶剤（容積比１：１）に室温で１時間浸漬し、アルミをラミネートしているＰＥＴ樹脂を完全に溶解させた。同じ混合溶剤を用いて表面を洗浄した後、溶剤を乾燥除去し、アルミ屑材の重量ｂを測定した。溶解処理前後の重量の差（ａ−ｂ）を、処理前のアルミ屑材の重量ａで除し、アルミ屑材単位重量当たりのラミネート樹脂含有量（ａ−ｂ）／ａを算出した。
【００５５】
（ラミネート樹脂除去率の計算）
次に、加熱処理前のプレス品の重量ｘを測定し、加熱処理後であって室温まで冷却した後、加熱処理後のプレス品の重量ｙを測定した。加熱前後の重量差（ｘ−ｙ）を、処理前の重量ｘで除し、プレス品単位重量当たりのラミネート樹脂除去量（ｘ−ｙ）／ｘを算出した。そして、｛（ｘ−ｙ）／ｘ｝÷｛（ａ−ｂ）／ａ｝×１００を、加熱処理によるラミネート樹脂除去率（％）として定義した。
【００５６】
各実施例及び各比較例の処理温度、処理時間、見掛けの嵩密度、加熱空気流量及びラミネート樹脂除去率を、表１及び表２にそれぞれ示した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
実施例１〜３及び７の結果から、処理温度を酸素雰囲気下におけるＰＥＴ樹脂の分解開始温度と考えられる300℃を超える450℃又は550℃、見掛けの嵩密度を0.3 g/cm３以下、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍という条件にすれば、30分間の加熱処理によりプレス品からラミネート樹脂を、ほぼ完全に除去することができる（除去率90％以上）ことが確認された。特に、処理温度が550℃とした実施例１及び２においては、わずか10分間の加熱処理によりラミネート樹脂除去率が100％となった。
【００６０】
また、実施例４の結果から、処理温度を350℃、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cｍ３としても、処理時間を60分間とすれば、70％という高いラミネート樹脂除去率となることが確認された。
【００６１】
また、実施例５及び６の結果から、処理温度550℃、プレス品の見掛けの嵩密度を0.10 g/cm３とすれば、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の4倍まで減少させても、わずか10分間の処理時間で90％以上の高いラミネート樹脂除去率となり、ほぼ完全にプレス品のラミネート樹脂を分解することができることが確認された。
【００６２】
一方、比較例１及び２の結果から、処理温度を550℃、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍としても、プレス品の見掛けの嵩密度が0.25 g/cm３を超えれば、処理時間10分間におけるラミネート樹脂除去率は、40％以下に過ぎなかった。
【００６３】
比較例３の結果から、処理温度をＰＥＴ樹脂の分解開始温度と考えられている300℃にすると、プレス品の見掛けの嵩密度を0.10 g/cm３、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍とし、さらに、処理時間を30分間としても、ラミネート樹脂除去率は、40％に過ぎなかった。
【００６４】
また、比較例４の結果から、処理温度をＰＥＴ樹脂の分解開始温度未満である290℃にまで低下させると、プレス品の見掛けの嵩密度と加熱空気流量が比較例３と同じであり、さらに、処理時間を60分間としても、ラミネート樹脂除去率は、40％に過ぎなかった。
【００６５】
比較例５の結果から、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の2倍にまで減少させると、他の条件が実施例１と同じであっても、ラミネート樹脂除去率は、50％に過ぎなかった。
【００６６】
このように、本発明のラミネート樹脂除去方法においては、処理温度、処理対象であるプレス品の見掛けの嵩密度、加熱空気流量の組み合わせを最適化することが重要であり、組み合わせが不適切な場合には、ラミネート樹脂を50％以上除去することができなかった。特に、実施例１〜３のように、プレス品の見掛けの嵩密度を0.25 g/cm３以下、処理温度をＰＥＴ樹脂の分解開始温度よりも150℃以上高い温度、加熱空気流量を、毎分、加熱炉内容積の24倍という組み合わせにすれば、30分間以下の処理時間において、ラミネート樹脂であるＰＥＴ樹脂を、アルミ屑材を酸化・燃焼させることなく完全に除去することが可能であった。
【００６７】
なお、比較例６においては、ラミネート樹脂は完全に除去されていたが、アルミ屑材表面に酸化被膜が形成されていたため、加熱処理後のプレス品の重量が増加し、ラミネート樹脂除去率が実施例１よりも、見かけ上は低下した。このため、この比較例は、アルミのリサイクルにとっては好ましくないものと判断された。
【００６８】
上記実施例においては、炉内壁にリボン翼を備えたロータリー加熱炉を用いたが、この構造のロータリー加熱炉に限らず、給気管にパドル翼を備えたロータリー加熱炉を用いてもよい。また、炉内中央長手方向に偏心軸が取り付けられ、この偏心軸に複数のパドル翼を備えた構成としてもよい。リボン翼又はパドル翼いずれを備えたロータリー加熱炉であっても、中央の回転軸を回転自在に取り付け、回転軸を回転される構成としてもよく、逆に、中央の軸を固定し、炉自体を回転させる構成としてもよい。
【００６９】
加熱手段も、炉内に加熱空気を供給する加熱方法の他、炉の外周部に外套を設け、この外套部を熱媒体（例えば、電気ヒータや高温ガス）により間接的に加熱する加熱方法とすることもできる。このような間接加熱方式とすることにより、炉内温度を均一に保つことが可能となる。
【００７０】
また、加熱装置としては、上記実施例で用いたロータリー加熱炉以外に、プッシャー型加熱炉、シャトル式加熱炉も用いることが可能であるが、上記実施例で用いた撹拌機能を有するロータリー加熱炉を用いることが、特に好ましい。上述したように、炉内のプレス品をさらに開裁し、ラミネート樹脂の除去率を高めることができるからである。
【００７１】
なお、本発明により、ラミネート樹脂は、アルミ屑材又はアルミ缶から分解除去され、排気出口１３から排出されるが、処理条件によってはラミネート樹脂が完全に二酸化炭素等にまで加熱分解されず、一酸化炭素や樹脂残渣のような未燃分として排出される場合もある。この場合、排気出口１３の後段に二次燃焼炉を設けることにより、未燃分についても完全に加熱分解することが可能となる。
【００７２】
以上、説明したように、本発明のラミネート樹脂除去方法は、30分間以下の短時間で、特別な処理装置を用いずに、アルミ屑材表面にラミネートされた樹脂を70％以上、条件によっては100％除去することができる。また、本発明のラミネート樹脂除去方法では、ラミネート樹脂が二酸化炭素等に加熱分解されるため、ラミネート樹脂の処理も不要であり、ラミネートアルミ屑材等からのラミネート樹脂処理方法として、従来にない高い効果が期待できる。
【００７３】
さらに、本発明によりラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材は、表面に酸化被膜がほとんど形成されないため、アルミを高効率でリサイクルすることができる。具体的なリサイクル方法の一例としては、本発明によりラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材を、熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、例えば、窒素ガスで置換した状態で、700℃〜900℃に加熱することによって熔解し、熔解炉からアルミ素材として取り出す方法を挙げることができる。このアルミリサイクル方法では、従来のラミネート樹脂除去方法で処理したアルミ屑材を、同じ条件でリサイクルする場合と比較して、アルミ回収率が高く、実用性に勝っている。
【００７４】
なお、ここでいう低酸素雰囲気下とは、酸素濃度が３％以下、好ましくは１％以下である状態を意味する。具体例の一つとしては、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下が該当する。アルミ屑材の熔解を低酸素雰囲気下で行うため、アルミ屑を熔解してアルミ素材として熔解炉から回収する際にも、アルミ表面に酸化被膜が形成されない。
【００７５】
また、熔解炉の加熱温度を700℃以上とするのは、一部に酸化被膜が存在するアルミ屑を熔解させるためであり、900℃以下とするのは、アルミ屑の熔解温度として充分な高温であり、それ以上の温度に加熱しても、熔解炉のエネルギー消費が多くなるだけになるためである。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のラミネート樹脂除去方法は、ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からアルミを高収率でリサイクルするための方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明のラミネート樹脂除去方法の概念を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態で使用したロータリー加熱炉を説明する図である。
【符号の説明】
【００７８】
１：プレス品
２：開裁機
３：開裁されたプレス品
４：加熱炉
５：加熱空気
６：加熱装置
７：空気
８：ラミネート樹脂が除去されたアルミ屑材
１０：ロータリー加熱炉
１１：処理物入口
１２：熱風入口
１３：排気出口
１４：給気管
１５：ノズル
１６：炉本体
１７：処理物出口
１８：リボン翼
１９：ローラ
２０：破砕処理プレス品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂を除去する方法であって、
前記ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶をプレス加工して形成したプレス品を、見掛けの嵩密度が0.3 g／cm３以下となるように開裁する工程（Ａ）と、
前記工程（Ａ）で開裁したプレス品を、酸素雰囲気下、ラミネート樹脂の分解温度以上アルミの融点以下の温度で加熱処理する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とするラミネート樹脂除去方法。
【請求項２】
前記ラミネート樹脂がポリエチレンテレフタレート又はその変性体であり、前記工程（Ｂ）の温度が350℃以上660℃以下であることを特徴とする請求項１に記載のラミネート樹脂除去方法。
【請求項３】
前記工程（Ｂ）を、ロータリー加熱炉内で加熱空気を供給して行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート樹脂除去方法。
【請求項４】
前記加熱空気の１分間当たりの体積供給量が、ロータリー加熱炉内容積の４倍以上24倍以下であることを特徴とする請求項３に記載のラミネート樹脂除去方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラミネート樹脂除去方法を用いて、前記プレス品のラミネート樹脂を除去する工程（Ｃ）と、
前記工程（Ｃ）においてラミネート樹脂を除去されたプレス品を熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、700℃以上900℃以下の温度で加熱することにより前記プレス品を熔解する工程（Ｄ）とを含むことを特徴とするアルミ屑材又はアルミ缶のリサイクル方法。
【請求項１】
表面に樹脂フィルムがラミネートされたラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶からラミネート樹脂を除去する方法であって、
前記ラミネートアルミ屑材又はラミネートアルミ缶をプレス加工して形成したプレス品を、見掛けの嵩密度が0.3 g／cm３以下となるように開裁する工程（Ａ）と、
前記工程（Ａ）で開裁したプレス品を、酸素雰囲気下、ラミネート樹脂の分解温度以上アルミの融点以下の温度で加熱処理する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とするラミネート樹脂除去方法。
【請求項２】
前記ラミネート樹脂がポリエチレンテレフタレート又はその変性体であり、前記工程（Ｂ）の温度が350℃以上660℃以下であることを特徴とする請求項１に記載のラミネート樹脂除去方法。
【請求項３】
前記工程（Ｂ）を、ロータリー加熱炉内で加熱空気を供給して行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のラミネート樹脂除去方法。
【請求項４】
前記加熱空気の１分間当たりの体積供給量が、ロータリー加熱炉内容積の４倍以上24倍以下であることを特徴とする請求項３に記載のラミネート樹脂除去方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のラミネート樹脂除去方法を用いて、前記プレス品のラミネート樹脂を除去する工程（Ｃ）と、
前記工程（Ｃ）においてラミネート樹脂を除去されたプレス品を熔解炉に投入し、低酸素雰囲気下、700℃以上900℃以下の温度で加熱することにより前記プレス品を熔解する工程（Ｄ）とを含むことを特徴とするアルミ屑材又はアルミ缶のリサイクル方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２０４９９４（Ｐ２００６−２０４９９４Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８０２３（Ｐ２００５−１８０２３）
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２６日（２００５．１．２６）
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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