廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法及び装置
【課題】 廃棄プラスチックを素材リサイクルする際に十分な程度に異物の除去を行うことを可能とする、廃棄プラスチックの前処理方法及び装置を提供すること。
【解決手段】 廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、該分別されたリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行うことを特徴とする、廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法を用いる。また、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有し、該工程においては、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別するとともに、リサイクル対象プラスチックを洗浄すると効果的である。
【解決手段】 廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、該分別されたリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行うことを特徴とする、廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法を用いる。また、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有し、該工程においては、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別するとともに、リサイクル対象プラスチックを洗浄すると効果的である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄プラスチックをリサイクルして再利用するための前処理技術に関し、特に容器包装リサイクル法の対象となる一般廃棄物プラスチック類を素材リサイクルするのに好適な前処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】資源の有効利用のための廃棄プラスチック（使用済プラスチック）のリサイクルとして、熱回収、電気回収のための燃料としてプラスチックを用いるサーマルリサイクル、高炉用還元剤に用いるなどプラスチックの化学的性質を利用するケミカルリサイクル、プラスチック素材に用いてプラスチック製品として再生する素材リサイクル（マテリアルリサイクル）等が行われている。
【０００３】一般家庭から排出される一般廃棄物プラスチックは、プラスチック以外に食品等に由来する有機物である厨芥類、金属、粉塵、紙等の異物が混入しているため、リサイクルに用いる場合にはこれらを除去する必要がある。また、一般廃棄物プラスチックは多種類のプラスチックの混合状態であり、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）などで構成されている。リサイクル対象プラスチックの種類が限定されている場合には前記のような混合状態のプラスチックを分別して、リサイクル対象外プラスチックを除去する必要がある。
【０００４】例えばＰＶＣ及びＰＶＤＣなどの塩素含有プラスチックは燃焼する際に塩素を発生するため、エネルギーとして再利用する際には燃焼工程の前に脱塩素工程を配置して燃焼時に塩素ガスが発生しないようにするか、又は燃焼後の排ガス処理で脱塩素を行う必要が生じるので予めリサイクル対象プラスチックから除去することが好ましい。素材リサイクルとして廃棄プラスチックを再生して用いる際には塩素含有プラスチックの使用は直接問題にはならない場合もあるが、リサイクル後の処分や再リサイクルを視野に入れた場合にはマテリアルリサイクル製品においても塩素含有プラスチックを除去して用いることが好ましい。また融点が比較的高いＰＥＴ等を除去することが素材リサイクルを行う上で好ましい場合もある。
【０００５】従ってリサイクルに際しては一般廃棄物プラスチックから、プラスチック以外の異物および塩素含有プラスチック等のリサイクル対象外プラスチックを除去するための、プラスチックを分別する工程が必要である。このような工程は産業廃棄物プラスチックをリサイクルに用いる場合においても、産業廃棄物プラスチックが多種類のプラスチックや異物の混合状態である場合には同様に必要であるので、本発明においては、以下上記のような異物や複数種類のプラスチックの混合状態である、リサイクルに用いる際に前処理が必要な一般廃棄物プラスチックや産業廃棄物プラスチックを「廃棄プラスチック」と呼ぶ。
【０００６】廃棄プラスチックの分別のために、磁選、風選、手選別等を含む様々な技術が用いられている。例えば、特開平８−９９３１８号公報には湿式破砕した廃棄プラスチックを比重差で浮沈選別する処理装置が、特開２００１−２１９４２７号公報には揺動反発式選別機を用いて廃棄プラスチックを固形プラスチックと軽量プラスチックに選別後に破砕処理して、湿式の比重差選別により塩素含有プラスチックを分離する技術が開示されている。現在は、上記のような技術を用いて前処理された廃棄プラスチックを用いて、主にケミカルリサイクルおよびサーマルリサイクルが進められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の技術を用いて廃棄プラスチックの前処理を行うと、素材リサイクルを行う場合には異物の除去が十分でないという問題がある。サーマルリサイクルやケミカルリサイクルを行う際にはリサイクル品は燃焼されたり熱分解されて利用されるので、上記の技術を用いて廃棄プラスチックから比較的大きな異物やリサイクル対象外のプラスチックを分離すれば十分である場合がほとんどである。一方マテリアルリサイクルを行う際には、より厳密な異物の除去が必要である。特に押出成形機等を用いて素材リサイクルを行う場合には原料樹脂中に異物があると、例えば押出成形機のゲート内部やダイス内部の最も狭い箇所等で詰まりを生じるので、異物を十分に除去しなければ継続して成形を行うことができない。また、厨芥類も臭気の発生要因となる面から十分に除去することが好ましい。
【０００８】したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、廃棄プラスチックを素材リサイクルする際に十分な程度に異物の除去を行うことを可能とする、廃棄プラスチックの前処理方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題を解決するために廃棄プラスチックの前処理について実験と検討を重ねた結果、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、このリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで、素材リサイクルに用いる場合に十分な程度に異物除去が可能であることを見出して、本発明を完成した。
【００１０】本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下の通りである。
（１）廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、該分別されたリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行うことを特徴とする、廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（２）液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有し、該工程においては、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別するとともに、リサイクル対象プラスチックを洗浄することを特徴とする、（１）に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（３）液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いることを特徴とする、（２）に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（４）廃棄プラスチックを所定の大きさに破砕した後、前記廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別することを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（５）液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別の複数回の繰り返しであり、分別された廃棄プラスチックを次の分別の前に脱水することを特徴とする、（２）ないし（４）のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（６）廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置と、該水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための遠心分離装置と、該遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する濾過装置とを有する前処置装置であって、前記濾過装置が加熱機構と濾過手段とを有し、前記分別された軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去することを特徴とする廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明で用いる廃棄プラスチックは、通常は複数種類のプラスチックと異物が混合された状態の、一般家庭から排出される一般廃棄物プラスチックであることが好ましい。一般廃棄物プラスチック以外に、複数種類のプラスチックが混合された状態および／または異物が混合された状態の産業廃棄物等の使用済みプラスチックを用いることも可能である。
【００１２】まず、本発明の廃棄プラスチックの前処理方法について説明する。
【００１３】廃棄プラスチックからポリオレフィン系プラスチックを主とする比重1．０以下のプラスチックを分別してリサイクルに用いる場合の例を以下に示す。廃棄プラスチックは通常は各自治体等で回収後、つぶし固めてベール品の状態とされることが多いので、この場合はまずベール品を解砕する。次に廃棄プラスチックから異物を除去してリサイクル対象プラスチックを分別する。リサイクル対象プラスチックを分別するためには任意の方法を用いることが可能であるが、例えば揺動式選別機を用いて廃棄プラスチックを重量物（固形プラスチック）と小径物（金属片、木屑等）と軽量物（フィルム系プラスチック）に分離することで、軽量物としてポリオレフィン系プラスチックが主であるフィルム系プラスチックおよびトレー系プラスチックを分別し、重量物、小径物として、ペットポトル等の固形プラスチックや金属等を除去することが可能である。固形プラスチックは主としてＰＥＴ等の溶融温度が高いプラスチックを用いて製造されているので分離・除去する。さらに風選、磁選、比重分離等を組み合わせることで異物の除去率を増加させることも可能であるが、このような方法のみで十分に異物を除去することは困難である。本発明者らが検討した結果、廃棄プラスチックを原料としてＴダイ等を用いて押出成形する場合に詰まりの発生の原因となる異物とは、リサイクル対象のプラスチックが軟化した状態であっても固形物として残存する物質であり、金属及びリサイクル対象外のプラスチック成分であり、主に金属であった。
【００１４】そこで本発明では、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、分別したリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行う。濾過はリサイクル対象プラスチックがスクリーン等を用いて濾過可能な軟化状態となる温度以上で行えばよいが、素材リサイクルを行う際にリサイクル対象樹脂を溶融する温度以下とすることが好ましい。素材リサイクルを行う際に樹脂を溶融する温度超で濾過を行うと、軟化温度が比較的高いリサイクル対象外プラスチックが含まれている場合にリサイクル対象外プラスチックも溶融状態となり濾過により除去できない恐れがある。濾過に用いるスクリーンの目開きは任意に設定できる。細かいほど好ましいがスクリーンが目詰まりし易く、濾過の際にスクリーンの交換が頻繁であると生産性が低下するので、ダイスの隙間と同程度の粒子が捕捉できる程度以上のスクリーンを用いることが好ましい。尚、素材リサイクル品を成形する際にリサイクル対象プラスチックを溶融加熱するので、これとともに濾過を行うことも、予めリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態で濾過し、一度冷却した材料を用いて素材リサイクル品を成形することも可能である。
【００１５】また、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別する際に、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有すると、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別すると同時に洗浄することができるので好ましい。例えば塩素含有プラスチックを除去してリサイクルを行う場合、塩素含有プラスチックの比重は約１．４であり水より大きいので水を用いて比重分離を行うことで、洗浄と分別を同時に効率良く行うことが可能となる。洗浄により臭気の発生要因となる厨芥類を除去することができる。液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するためには、例えば水槽に水を貯めた中に廃プラスチックを投入して攪拌し、浮上物を水流により搬出してリサイクル対象プラスチックとし、沈降物を除去する方法などを用いることができる。
【００１６】液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いるとさらに効果的である。例えば水と廃棄プラスチックを投入した容器を回転させる遠心分離装置を用いて廃棄プラスチックを遠心分離することにより、水を媒体にして軽比重プラスチックと重比重プラスチックに高精度に分離することが可能である。したがって遠心分離装置を用いると、比較的高精度に、異物を除去して水に対して比重の軽い非塩素含有プラスチックのみを分別することも可能である。
【００１７】液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いる場合には、廃棄プラスチックを破砕機を用いて所定の大きさに破砕した後、遠心分離装置による遠心分離を行うことが好ましい。廃棄プラスチックを破砕して、２０ｍｍ以下程度としてから遠心分離を行うと、遠心分離装置内部で廃棄プラスチックの絡まりが発生することなく、より高精度に比重分離を行うことが可能であり、洗浄効果も高くなる。尚、廃棄プラスチックを破砕する際には、水を供給しながらの湿式破砕で行うと効果的である。湿式破砕することにより、洗浄と破砕を同時に行うことが可能であり、粉塵の発生を無くす効果がある。廃棄プラスチックの破砕は遠心分離装置を用いる場合は特に効果的であるが、その他の工程においても粒度を整えることにより廃棄プラスチック相互の干渉が少なくなり、洗浄効果が上がる等一定の効果があるので、前処理のいずれかの段階で破砕を行うことが好ましい。
【００１８】液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程は複数回繰り返し行うと効果的である。すなわち、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を複数工程として、各工程において液体を媒体として比重差による廃棄プラスチックの分別を行うものである。繰り返し行うことにより、リサイクル対象プラスチックの分別の精度が向上し、洗浄効果を高めることができる。複数の液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、分別の精度や洗浄効果が異なる工程の組み合わせである場合には、より高精度な分別が行える工程を後工程とすることが効率的であり好ましい。例えば、複数の液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、水槽中の水流による分別の工程と、遠心分離装置を用いた分別の工程とである場合、先に水槽中の水流による分別を行い、前記水流による分別で分別した廃棄プラスチックを遠心分離装置により分別することで、先に遠心分離装置を用いる場合よりも全体として分別の精度と洗浄効果が向上する。液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程の前に廃棄プラスチックの洗浄を行うことでも、全体としての廃棄プラスチックの洗浄効果を高めることができる。
【００１９】上記のように液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別を複数回繰り返す場合には、分別された廃棄プラスチックを次の分別の前に脱水することが好ましい。これにより、液体に溶出した汚れが、次に液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する際に持ち込されることを防止できるので、洗浄効果がより向上する。脱水後に比重分離装置を用いて液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別を行う場合には、比重分離を効率的に行うために脱水した廃棄プラスチックを液体と混合攪拌してから遠心分離装置に投入することが好ましい。
【００２０】上記のように液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別を複数回行う場合は、この工程だけでも相当に高精度に異物除去が行える。しかし、このような工程を用いた場合でも素材リサイクルとしてプラスチック成形品を製造する際に要求される異物の除去率に達しない場合があるので、本発明を用いる必要がある。これは金属等の異物が比重の軽いプラスチックに遮られて液体に沈むことができない場合があることや、上記の分別・洗浄の後工程において異物が混入するためであると考えられる。
【００２１】さらに、廃棄プラスチックをリサイクル材料とする際には造粒することが好ましい。本発明では、分別したリサイクル対象プラスチックを造粒機により所定の大きさに造粒した後、加熱して軟化状態において濾過する、または分別したリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過した後に造粒機により所定の大きさに造粒すると効果的である。廃棄プラスチック、特にフィルム状の廃棄プラスチックを用いる場合は、造粒機により造粒すると、体積が減少して保存する際に好適であり、ハンドリングも容易であるので作業性が向上する。
【００２２】次に、本発明の廃棄プラスチックの前処理方法の一実施形態を図１のフローシートを用いて説明する。
【００２３】図１は廃棄プラスチックを固形系プラスチックとフィルム系プラスチックに分離し、フィルム系プラスチックの水に対する軽比重分（浮上物）を用いることで塩素を含有しないプラスチックを分別し、これを加熱して濾過し、素材リサイクルを行う場合を示す説明図である。
【００２４】自治体よりベール品１として搬入された廃棄プラスチックは解砕機２により解砕され、プラスチック種類選別装置３により固形系プラスチック４とフィルム系プラスチック５に分別する。同時に金属片・木屑等６が除去される。このプラスチック種類選別装置３は、例えば上記の揺動式選別機により構成される。固形系プラスチック４は本実施形態においては説明しないが、別途処理を行いリサイクル品の製造が可能である。フィルム系プラスチック５は磁選機７でさらに鉄類を除去した後に破砕機８により破砕され、比重分離装置９に投入される。破砕後のプラスチックから鉄類等を分離回収するために更に磁選機を設けることが望ましい。前記比重分離装置9は液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程であり、本実施の形態では水槽を用いることで異物および塩素含有プラスチックは沈降物１０として除去される。浮上物１１は脱水機１２により脱水された後にミキシングタンク１３により液体と混合攪拌されてスラリー化させて、比重分離装置（遠心分離装置）１４に投入される。比重分離装置（遠心分離装置）１４も液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程であり、異物および塩素含有プラスチックは沈降物１５として除去される。浮上物１６は塩素を含有しない廃棄プラスチックが主であり、これを造粒機１７により造粒する。造粒機１７は省略可能である。必要に応じて造粒された浮上物１６を濾過装置１８に投入する。濾過装置１８は加熱機構と濾過手段とを有する装置であり、分別された廃棄プラスチックである浮上物１６を加熱して軟化状態とし、適当な圧力を作用させてスクリーン等を通過させることでこれを濾過し、異物等１９を除去する。濾過装置１８で濾過された浮上物１６を押出機２０を用いて成形し、リサイクル品２１を製造する。押出機２０はダイス付近で詰まりを生じることなくスムーズにリサイクル品２１が製造される。図1において濾過装置１８と押出機２０は別に示したが、押出機２０の一部を濾過装置１８として、押出成形とともに濾過を行うことも可能である。また、浮上物１６を濾過装置１８で濾過した後に造粒し、この造粒物を用いて押出機２０でリサイクル品２１を成形することも可能である。
【００２５】以上のように、液体を使用して浮上プラスチックと沈降プラスチックを分離すると同時に洗浄を行い、その後、所定の温度に加熱し、軟化しない材質成分および異物を濾過して除去することにより、廃棄プラスチックから所定のプラスチック成分のみを高精度に分別してから濾過できるので、濾過で除去する異物を少量にすることができる。
【００２６】したがって、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、水を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別の1回または複数回の繰り返しの工程であり、少なくとも最後の水を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が遠心分離による比重分離の工程を有し、前記の洗浄効果を有する分別する工程で分別された軽比重分であるリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行った後に押出成形を行うことが、廃棄プラスチックから比重１．０以下の軽比重成分を分別して押出成形により素材リサイクルを行う場合に最適な前処理方法である。
【００２７】次に、本発明の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置について説明する。
【００２８】本発明の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置は、廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置と、該水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための遠心分離装置と、該遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する濾過装置とを有する前処置装置であって、前記濾過装置が加熱機構と濾過手段とを有し、前記分別された軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去するものである。
【００２９】廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置は、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための装置であり、図２にその一実施形態を示す。廃棄プラスチック投入のための投入口３２と浮上物を回収するための回収口３５とを両端に有する水槽３１と、投入口３２の近傍に位置する液体放出装置３３と、水槽中の水面付近に位置する攪拌翼３４とを有し、液体を溜めた水槽３１に廃棄プラスチックを投入口３２より投入し、浮上物と沈降物を別々に回収することにより廃棄プラスチックを分別する装置である。廃棄プラスチックを投入する際は、投入口３２においてスクリューコンベア等を用いて強制的に投入することが好ましい。プラスチックは軽く水に浮かぶものが多いため、単にプラスチックを水槽３１に投入するだけでは洗浄効果が十分ではない場合があり、液体放出装置３３により投入口３２の上部近傍から液体を放出して水槽内に下降流を生じさせ、投入された廃棄プラスチックを撹拌し、各々の廃棄プラスチック単体に分散させる効果を生じさせることで、浮上する廃棄プラスチックと沈降する廃棄プラスチックが干渉しないようにすることができる。また攪拌翼３４により、投入口３２から浮上物回収口３５に向けて水流を起こし、プラスチックを搬送すると共に効率よく浮上物と沈降物へ分離を行うことを可能としている。攪拌翼３４は複数用いるとさらに効果的である。浮上物は浮上物回収口３５より回収する。水槽３１下部には沈降物を回収するためにスクリューコンベア等を設置することが好ましく、別途沈降物回収口を設けて沈降物を回収する。
【００３０】遠心分離装置も、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための装置である。上記水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する装置であり、図３にその一実施形態を示す。本体４１は軸４２を中心として液体４３と共に回転して、高比重物４４を外周部に軽比重物４５を液体表面に分離する。高比重物は重量物排出口４６から、軽比重物は軽量物排出口４７からスクリューコンベヤ４８等で別々に取り出すことで比重分離を行う。
【００３１】濾過装置は、上記遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する装置であって、加熱機構と濾過手段とを有し、前記軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去するものである。例えば濾過装置として図4に示すように、加熱機構を有する加熱室５１にスクリーン５２を設置したものを用いることで、加熱室内に前記軽比重物を投入して加熱してこれを軟化し、スクリーン（例えば金属板に多数の穴をあけたメッシュ）に対して適当な圧力を作用させて軽比重物である廃棄プラスチックをスクリーンを通過させることにより濾過し、異物を除去することができる。
【００３２】上記構成の装置を用いれば塩素含有プラスチックを除去すると共に、廃棄プラスチックの異臭の原因となる物質の除去（洗浄）も含めた異物の除去が十分に行えるので、素材リサイクルのための前処理に最適である。
【００３３】
【実施例】廃棄プラスチックとして、多種類のプラスチックの混合状態であり異物も混合された一般家庭からの容器包装リサイクル対象ごみを用いて、プラスチックパネルの製造を行った。プラスチックパネルを使用後の焼却処理が可能であるように塩素を含有しないものとするために、廃棄プラスチックには図１に示す工程と同様の前処理を施した。プラスチック種類選別装置３として、クランク軸に取り付けられて揺動運動する傾斜した反発板上に被選別物を投入すると、物体の重量、形状および硬度の差により反発する弾道が異なることを利用して選別する揺動式選別機を用いた。分別したフィルム系プラスチック５は１０％程度異物を含む状態であった。破砕機８により２０ｍｍ程度に破砕されたフィルム系プラスチック５は水を用いた比重分離により、水に沈むプラスチックや金属等の比重の高い物質を分離すると同時に洗浄された。水を用いた比重分離は図3に示す遠心分離装置を用いて行い、一部については図２に示す装置を用いて水槽中で廃棄プラスチックを比重分離した後、さらに図3に示す遠心分離装置による処理を行った。前記のように水を用いた比重分離を２段階で行った際には、水槽を用いた比重分離の浮上物を脱水して汚水をできるだけ取り除いてから水を加えてスラリー化し、遠心力１５００Ｇで遠心分離処理を行った。遠心分離装置１４の浮上物１６は含水率１０％未満に脱水されていた。浮上物１６については、さらに熱風等で乾燥を行った後、造粒機により所定の形状（６ｍｍ径、長さ１０ｍｍ未満の円筒形状）に造粒した。造粒した後、溶融押出成形機で２００℃に加熱し、一部については軟化した状態で溶融押出機の押出機部分に挿入した２０メッシュのスクリーンを通過させることにより、軟化しないプラスチック成分および異物を分離してから、Ｔダイより押出成形してリサイクル品であるパネルを成形した。各種の前処理を施された廃棄プラスチックの、汚れの除去状態、前処理後の異物混入率（質量％）、成形可否を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】前処理における汚れの除去状態は、遠心分離機における排水のＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）濃度を目安として判断した。ＣＯＤ濃度が１０００mg／L以下を○、１０００〜３０００mg／Lを△、３０００mg／L以上を×として表１に示した。表1において、Ｎｏ．１、２のスクリーンを用いた濾過を行わない場合は、ダイス内部の最も狭い箇所が詰まりプラスチックパネルが成形できなかった。Ｎｏ．３、４についてはダイスの詰まりが発生せず、プラスチックパネルを成形できたが、Ｎｏ．３は濾過時にスクリーンに詰まりが発生し易く、スクリーンを頻繁に交換する必要があった。また、Ｎｏ．１、３については成形時の異臭が比較的強かった。尚、本実施例においては分別されたリサイクル対象プラスチックを造粒して用いたが、ハンドリング等に問題なければ、造粒しない方法を採ることもできる。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、廃棄プラスチックを素材リサイクルする際に十分な程度に異物の除去を行うことが可能となる。広い分野において廃棄プラスチックのリサイクルが可能になるので、埋立処分されるごみの減量に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄プラスチックの前処理方法の一実施形態を示すフローシート。
【図２】廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置（比重分離装置）の一実施形態を示す図。
【図３】遠心分離装置（比重分離装置）の一実施形態を示す図。
【図４】濾過装置の一実施形態を示す図。
【符号の説明】
１：ベール品、２：解砕機、３：プラスチック種類選別装置、４：固形系プラスチック、５：フィルム系プラスチック、６：金属片、木屑等、７：磁選機、８：破砕機、９：比重分離装置（水槽）、１０：沈降物、１１：浮上物、１２：脱水機、１３：ミキシングタンク、１４：比重分離装置（遠心分離装置）、１５：沈降物、１６：浮上物、１７：造粒機、１８：濾過装置、１９：異物等、２０：押出機、２１：リサイクル品、３１：水槽、３２：投入口、３３：液体放出装置、３４：攪拌翼、３５：浮上物回収口、４１：本体、４２：軸、４３：液体、４４：高比重物、４５：軽比重物、４６：重量物排出口、４７：軽量物排出口、４８：スクリューコンベヤ、５１：加熱室、５２：スクリーン
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄プラスチックをリサイクルして再利用するための前処理技術に関し、特に容器包装リサイクル法の対象となる一般廃棄物プラスチック類を素材リサイクルするのに好適な前処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】資源の有効利用のための廃棄プラスチック（使用済プラスチック）のリサイクルとして、熱回収、電気回収のための燃料としてプラスチックを用いるサーマルリサイクル、高炉用還元剤に用いるなどプラスチックの化学的性質を利用するケミカルリサイクル、プラスチック素材に用いてプラスチック製品として再生する素材リサイクル（マテリアルリサイクル）等が行われている。
【０００３】一般家庭から排出される一般廃棄物プラスチックは、プラスチック以外に食品等に由来する有機物である厨芥類、金属、粉塵、紙等の異物が混入しているため、リサイクルに用いる場合にはこれらを除去する必要がある。また、一般廃棄物プラスチックは多種類のプラスチックの混合状態であり、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）などで構成されている。リサイクル対象プラスチックの種類が限定されている場合には前記のような混合状態のプラスチックを分別して、リサイクル対象外プラスチックを除去する必要がある。
【０００４】例えばＰＶＣ及びＰＶＤＣなどの塩素含有プラスチックは燃焼する際に塩素を発生するため、エネルギーとして再利用する際には燃焼工程の前に脱塩素工程を配置して燃焼時に塩素ガスが発生しないようにするか、又は燃焼後の排ガス処理で脱塩素を行う必要が生じるので予めリサイクル対象プラスチックから除去することが好ましい。素材リサイクルとして廃棄プラスチックを再生して用いる際には塩素含有プラスチックの使用は直接問題にはならない場合もあるが、リサイクル後の処分や再リサイクルを視野に入れた場合にはマテリアルリサイクル製品においても塩素含有プラスチックを除去して用いることが好ましい。また融点が比較的高いＰＥＴ等を除去することが素材リサイクルを行う上で好ましい場合もある。
【０００５】従ってリサイクルに際しては一般廃棄物プラスチックから、プラスチック以外の異物および塩素含有プラスチック等のリサイクル対象外プラスチックを除去するための、プラスチックを分別する工程が必要である。このような工程は産業廃棄物プラスチックをリサイクルに用いる場合においても、産業廃棄物プラスチックが多種類のプラスチックや異物の混合状態である場合には同様に必要であるので、本発明においては、以下上記のような異物や複数種類のプラスチックの混合状態である、リサイクルに用いる際に前処理が必要な一般廃棄物プラスチックや産業廃棄物プラスチックを「廃棄プラスチック」と呼ぶ。
【０００６】廃棄プラスチックの分別のために、磁選、風選、手選別等を含む様々な技術が用いられている。例えば、特開平８−９９３１８号公報には湿式破砕した廃棄プラスチックを比重差で浮沈選別する処理装置が、特開２００１−２１９４２７号公報には揺動反発式選別機を用いて廃棄プラスチックを固形プラスチックと軽量プラスチックに選別後に破砕処理して、湿式の比重差選別により塩素含有プラスチックを分離する技術が開示されている。現在は、上記のような技術を用いて前処理された廃棄プラスチックを用いて、主にケミカルリサイクルおよびサーマルリサイクルが進められている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の技術を用いて廃棄プラスチックの前処理を行うと、素材リサイクルを行う場合には異物の除去が十分でないという問題がある。サーマルリサイクルやケミカルリサイクルを行う際にはリサイクル品は燃焼されたり熱分解されて利用されるので、上記の技術を用いて廃棄プラスチックから比較的大きな異物やリサイクル対象外のプラスチックを分離すれば十分である場合がほとんどである。一方マテリアルリサイクルを行う際には、より厳密な異物の除去が必要である。特に押出成形機等を用いて素材リサイクルを行う場合には原料樹脂中に異物があると、例えば押出成形機のゲート内部やダイス内部の最も狭い箇所等で詰まりを生じるので、異物を十分に除去しなければ継続して成形を行うことができない。また、厨芥類も臭気の発生要因となる面から十分に除去することが好ましい。
【０００８】したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、廃棄プラスチックを素材リサイクルする際に十分な程度に異物の除去を行うことを可能とする、廃棄プラスチックの前処理方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題を解決するために廃棄プラスチックの前処理について実験と検討を重ねた結果、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、このリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで、素材リサイクルに用いる場合に十分な程度に異物除去が可能であることを見出して、本発明を完成した。
【００１０】本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下の通りである。
（１）廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、該分別されたリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行うことを特徴とする、廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（２）液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有し、該工程においては、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別するとともに、リサイクル対象プラスチックを洗浄することを特徴とする、（１）に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（３）液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いることを特徴とする、（２）に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（４）廃棄プラスチックを所定の大きさに破砕した後、前記廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別することを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（５）液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別の複数回の繰り返しであり、分別された廃棄プラスチックを次の分別の前に脱水することを特徴とする、（２）ないし（４）のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
（６）廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置と、該水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための遠心分離装置と、該遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する濾過装置とを有する前処置装置であって、前記濾過装置が加熱機構と濾過手段とを有し、前記分別された軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去することを特徴とする廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明で用いる廃棄プラスチックは、通常は複数種類のプラスチックと異物が混合された状態の、一般家庭から排出される一般廃棄物プラスチックであることが好ましい。一般廃棄物プラスチック以外に、複数種類のプラスチックが混合された状態および／または異物が混合された状態の産業廃棄物等の使用済みプラスチックを用いることも可能である。
【００１２】まず、本発明の廃棄プラスチックの前処理方法について説明する。
【００１３】廃棄プラスチックからポリオレフィン系プラスチックを主とする比重1．０以下のプラスチックを分別してリサイクルに用いる場合の例を以下に示す。廃棄プラスチックは通常は各自治体等で回収後、つぶし固めてベール品の状態とされることが多いので、この場合はまずベール品を解砕する。次に廃棄プラスチックから異物を除去してリサイクル対象プラスチックを分別する。リサイクル対象プラスチックを分別するためには任意の方法を用いることが可能であるが、例えば揺動式選別機を用いて廃棄プラスチックを重量物（固形プラスチック）と小径物（金属片、木屑等）と軽量物（フィルム系プラスチック）に分離することで、軽量物としてポリオレフィン系プラスチックが主であるフィルム系プラスチックおよびトレー系プラスチックを分別し、重量物、小径物として、ペットポトル等の固形プラスチックや金属等を除去することが可能である。固形プラスチックは主としてＰＥＴ等の溶融温度が高いプラスチックを用いて製造されているので分離・除去する。さらに風選、磁選、比重分離等を組み合わせることで異物の除去率を増加させることも可能であるが、このような方法のみで十分に異物を除去することは困難である。本発明者らが検討した結果、廃棄プラスチックを原料としてＴダイ等を用いて押出成形する場合に詰まりの発生の原因となる異物とは、リサイクル対象のプラスチックが軟化した状態であっても固形物として残存する物質であり、金属及びリサイクル対象外のプラスチック成分であり、主に金属であった。
【００１４】そこで本発明では、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、分別したリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行う。濾過はリサイクル対象プラスチックがスクリーン等を用いて濾過可能な軟化状態となる温度以上で行えばよいが、素材リサイクルを行う際にリサイクル対象樹脂を溶融する温度以下とすることが好ましい。素材リサイクルを行う際に樹脂を溶融する温度超で濾過を行うと、軟化温度が比較的高いリサイクル対象外プラスチックが含まれている場合にリサイクル対象外プラスチックも溶融状態となり濾過により除去できない恐れがある。濾過に用いるスクリーンの目開きは任意に設定できる。細かいほど好ましいがスクリーンが目詰まりし易く、濾過の際にスクリーンの交換が頻繁であると生産性が低下するので、ダイスの隙間と同程度の粒子が捕捉できる程度以上のスクリーンを用いることが好ましい。尚、素材リサイクル品を成形する際にリサイクル対象プラスチックを溶融加熱するので、これとともに濾過を行うことも、予めリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態で濾過し、一度冷却した材料を用いて素材リサイクル品を成形することも可能である。
【００１５】また、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別する際に、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有すると、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別すると同時に洗浄することができるので好ましい。例えば塩素含有プラスチックを除去してリサイクルを行う場合、塩素含有プラスチックの比重は約１．４であり水より大きいので水を用いて比重分離を行うことで、洗浄と分別を同時に効率良く行うことが可能となる。洗浄により臭気の発生要因となる厨芥類を除去することができる。液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するためには、例えば水槽に水を貯めた中に廃プラスチックを投入して攪拌し、浮上物を水流により搬出してリサイクル対象プラスチックとし、沈降物を除去する方法などを用いることができる。
【００１６】液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いるとさらに効果的である。例えば水と廃棄プラスチックを投入した容器を回転させる遠心分離装置を用いて廃棄プラスチックを遠心分離することにより、水を媒体にして軽比重プラスチックと重比重プラスチックに高精度に分離することが可能である。したがって遠心分離装置を用いると、比較的高精度に、異物を除去して水に対して比重の軽い非塩素含有プラスチックのみを分別することも可能である。
【００１７】液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いる場合には、廃棄プラスチックを破砕機を用いて所定の大きさに破砕した後、遠心分離装置による遠心分離を行うことが好ましい。廃棄プラスチックを破砕して、２０ｍｍ以下程度としてから遠心分離を行うと、遠心分離装置内部で廃棄プラスチックの絡まりが発生することなく、より高精度に比重分離を行うことが可能であり、洗浄効果も高くなる。尚、廃棄プラスチックを破砕する際には、水を供給しながらの湿式破砕で行うと効果的である。湿式破砕することにより、洗浄と破砕を同時に行うことが可能であり、粉塵の発生を無くす効果がある。廃棄プラスチックの破砕は遠心分離装置を用いる場合は特に効果的であるが、その他の工程においても粒度を整えることにより廃棄プラスチック相互の干渉が少なくなり、洗浄効果が上がる等一定の効果があるので、前処理のいずれかの段階で破砕を行うことが好ましい。
【００１８】液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程は複数回繰り返し行うと効果的である。すなわち、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を複数工程として、各工程において液体を媒体として比重差による廃棄プラスチックの分別を行うものである。繰り返し行うことにより、リサイクル対象プラスチックの分別の精度が向上し、洗浄効果を高めることができる。複数の液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、分別の精度や洗浄効果が異なる工程の組み合わせである場合には、より高精度な分別が行える工程を後工程とすることが効率的であり好ましい。例えば、複数の液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、水槽中の水流による分別の工程と、遠心分離装置を用いた分別の工程とである場合、先に水槽中の水流による分別を行い、前記水流による分別で分別した廃棄プラスチックを遠心分離装置により分別することで、先に遠心分離装置を用いる場合よりも全体として分別の精度と洗浄効果が向上する。液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程の前に廃棄プラスチックの洗浄を行うことでも、全体としての廃棄プラスチックの洗浄効果を高めることができる。
【００１９】上記のように液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別を複数回繰り返す場合には、分別された廃棄プラスチックを次の分別の前に脱水することが好ましい。これにより、液体に溶出した汚れが、次に液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する際に持ち込されることを防止できるので、洗浄効果がより向上する。脱水後に比重分離装置を用いて液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別を行う場合には、比重分離を効率的に行うために脱水した廃棄プラスチックを液体と混合攪拌してから遠心分離装置に投入することが好ましい。
【００２０】上記のように液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別を複数回行う場合は、この工程だけでも相当に高精度に異物除去が行える。しかし、このような工程を用いた場合でも素材リサイクルとしてプラスチック成形品を製造する際に要求される異物の除去率に達しない場合があるので、本発明を用いる必要がある。これは金属等の異物が比重の軽いプラスチックに遮られて液体に沈むことができない場合があることや、上記の分別・洗浄の後工程において異物が混入するためであると考えられる。
【００２１】さらに、廃棄プラスチックをリサイクル材料とする際には造粒することが好ましい。本発明では、分別したリサイクル対象プラスチックを造粒機により所定の大きさに造粒した後、加熱して軟化状態において濾過する、または分別したリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過した後に造粒機により所定の大きさに造粒すると効果的である。廃棄プラスチック、特にフィルム状の廃棄プラスチックを用いる場合は、造粒機により造粒すると、体積が減少して保存する際に好適であり、ハンドリングも容易であるので作業性が向上する。
【００２２】次に、本発明の廃棄プラスチックの前処理方法の一実施形態を図１のフローシートを用いて説明する。
【００２３】図１は廃棄プラスチックを固形系プラスチックとフィルム系プラスチックに分離し、フィルム系プラスチックの水に対する軽比重分（浮上物）を用いることで塩素を含有しないプラスチックを分別し、これを加熱して濾過し、素材リサイクルを行う場合を示す説明図である。
【００２４】自治体よりベール品１として搬入された廃棄プラスチックは解砕機２により解砕され、プラスチック種類選別装置３により固形系プラスチック４とフィルム系プラスチック５に分別する。同時に金属片・木屑等６が除去される。このプラスチック種類選別装置３は、例えば上記の揺動式選別機により構成される。固形系プラスチック４は本実施形態においては説明しないが、別途処理を行いリサイクル品の製造が可能である。フィルム系プラスチック５は磁選機７でさらに鉄類を除去した後に破砕機８により破砕され、比重分離装置９に投入される。破砕後のプラスチックから鉄類等を分離回収するために更に磁選機を設けることが望ましい。前記比重分離装置9は液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程であり、本実施の形態では水槽を用いることで異物および塩素含有プラスチックは沈降物１０として除去される。浮上物１１は脱水機１２により脱水された後にミキシングタンク１３により液体と混合攪拌されてスラリー化させて、比重分離装置（遠心分離装置）１４に投入される。比重分離装置（遠心分離装置）１４も液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程であり、異物および塩素含有プラスチックは沈降物１５として除去される。浮上物１６は塩素を含有しない廃棄プラスチックが主であり、これを造粒機１７により造粒する。造粒機１７は省略可能である。必要に応じて造粒された浮上物１６を濾過装置１８に投入する。濾過装置１８は加熱機構と濾過手段とを有する装置であり、分別された廃棄プラスチックである浮上物１６を加熱して軟化状態とし、適当な圧力を作用させてスクリーン等を通過させることでこれを濾過し、異物等１９を除去する。濾過装置１８で濾過された浮上物１６を押出機２０を用いて成形し、リサイクル品２１を製造する。押出機２０はダイス付近で詰まりを生じることなくスムーズにリサイクル品２１が製造される。図1において濾過装置１８と押出機２０は別に示したが、押出機２０の一部を濾過装置１８として、押出成形とともに濾過を行うことも可能である。また、浮上物１６を濾過装置１８で濾過した後に造粒し、この造粒物を用いて押出機２０でリサイクル品２１を成形することも可能である。
【００２５】以上のように、液体を使用して浮上プラスチックと沈降プラスチックを分離すると同時に洗浄を行い、その後、所定の温度に加熱し、軟化しない材質成分および異物を濾過して除去することにより、廃棄プラスチックから所定のプラスチック成分のみを高精度に分別してから濾過できるので、濾過で除去する異物を少量にすることができる。
【００２６】したがって、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、水を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別の1回または複数回の繰り返しの工程であり、少なくとも最後の水を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が遠心分離による比重分離の工程を有し、前記の洗浄効果を有する分別する工程で分別された軽比重分であるリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行った後に押出成形を行うことが、廃棄プラスチックから比重１．０以下の軽比重成分を分別して押出成形により素材リサイクルを行う場合に最適な前処理方法である。
【００２７】次に、本発明の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置について説明する。
【００２８】本発明の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置は、廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置と、該水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための遠心分離装置と、該遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する濾過装置とを有する前処置装置であって、前記濾過装置が加熱機構と濾過手段とを有し、前記分別された軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去するものである。
【００２９】廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置は、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための装置であり、図２にその一実施形態を示す。廃棄プラスチック投入のための投入口３２と浮上物を回収するための回収口３５とを両端に有する水槽３１と、投入口３２の近傍に位置する液体放出装置３３と、水槽中の水面付近に位置する攪拌翼３４とを有し、液体を溜めた水槽３１に廃棄プラスチックを投入口３２より投入し、浮上物と沈降物を別々に回収することにより廃棄プラスチックを分別する装置である。廃棄プラスチックを投入する際は、投入口３２においてスクリューコンベア等を用いて強制的に投入することが好ましい。プラスチックは軽く水に浮かぶものが多いため、単にプラスチックを水槽３１に投入するだけでは洗浄効果が十分ではない場合があり、液体放出装置３３により投入口３２の上部近傍から液体を放出して水槽内に下降流を生じさせ、投入された廃棄プラスチックを撹拌し、各々の廃棄プラスチック単体に分散させる効果を生じさせることで、浮上する廃棄プラスチックと沈降する廃棄プラスチックが干渉しないようにすることができる。また攪拌翼３４により、投入口３２から浮上物回収口３５に向けて水流を起こし、プラスチックを搬送すると共に効率よく浮上物と沈降物へ分離を行うことを可能としている。攪拌翼３４は複数用いるとさらに効果的である。浮上物は浮上物回収口３５より回収する。水槽３１下部には沈降物を回収するためにスクリューコンベア等を設置することが好ましく、別途沈降物回収口を設けて沈降物を回収する。
【００３０】遠心分離装置も、液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための装置である。上記水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する装置であり、図３にその一実施形態を示す。本体４１は軸４２を中心として液体４３と共に回転して、高比重物４４を外周部に軽比重物４５を液体表面に分離する。高比重物は重量物排出口４６から、軽比重物は軽量物排出口４７からスクリューコンベヤ４８等で別々に取り出すことで比重分離を行う。
【００３１】濾過装置は、上記遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する装置であって、加熱機構と濾過手段とを有し、前記軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去するものである。例えば濾過装置として図4に示すように、加熱機構を有する加熱室５１にスクリーン５２を設置したものを用いることで、加熱室内に前記軽比重物を投入して加熱してこれを軟化し、スクリーン（例えば金属板に多数の穴をあけたメッシュ）に対して適当な圧力を作用させて軽比重物である廃棄プラスチックをスクリーンを通過させることにより濾過し、異物を除去することができる。
【００３２】上記構成の装置を用いれば塩素含有プラスチックを除去すると共に、廃棄プラスチックの異臭の原因となる物質の除去（洗浄）も含めた異物の除去が十分に行えるので、素材リサイクルのための前処理に最適である。
【００３３】
【実施例】廃棄プラスチックとして、多種類のプラスチックの混合状態であり異物も混合された一般家庭からの容器包装リサイクル対象ごみを用いて、プラスチックパネルの製造を行った。プラスチックパネルを使用後の焼却処理が可能であるように塩素を含有しないものとするために、廃棄プラスチックには図１に示す工程と同様の前処理を施した。プラスチック種類選別装置３として、クランク軸に取り付けられて揺動運動する傾斜した反発板上に被選別物を投入すると、物体の重量、形状および硬度の差により反発する弾道が異なることを利用して選別する揺動式選別機を用いた。分別したフィルム系プラスチック５は１０％程度異物を含む状態であった。破砕機８により２０ｍｍ程度に破砕されたフィルム系プラスチック５は水を用いた比重分離により、水に沈むプラスチックや金属等の比重の高い物質を分離すると同時に洗浄された。水を用いた比重分離は図3に示す遠心分離装置を用いて行い、一部については図２に示す装置を用いて水槽中で廃棄プラスチックを比重分離した後、さらに図3に示す遠心分離装置による処理を行った。前記のように水を用いた比重分離を２段階で行った際には、水槽を用いた比重分離の浮上物を脱水して汚水をできるだけ取り除いてから水を加えてスラリー化し、遠心力１５００Ｇで遠心分離処理を行った。遠心分離装置１４の浮上物１６は含水率１０％未満に脱水されていた。浮上物１６については、さらに熱風等で乾燥を行った後、造粒機により所定の形状（６ｍｍ径、長さ１０ｍｍ未満の円筒形状）に造粒した。造粒した後、溶融押出成形機で２００℃に加熱し、一部については軟化した状態で溶融押出機の押出機部分に挿入した２０メッシュのスクリーンを通過させることにより、軟化しないプラスチック成分および異物を分離してから、Ｔダイより押出成形してリサイクル品であるパネルを成形した。各種の前処理を施された廃棄プラスチックの、汚れの除去状態、前処理後の異物混入率（質量％）、成形可否を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】前処理における汚れの除去状態は、遠心分離機における排水のＣＯＤ（Chemical Oxygen Demand）濃度を目安として判断した。ＣＯＤ濃度が１０００mg／L以下を○、１０００〜３０００mg／Lを△、３０００mg／L以上を×として表１に示した。表1において、Ｎｏ．１、２のスクリーンを用いた濾過を行わない場合は、ダイス内部の最も狭い箇所が詰まりプラスチックパネルが成形できなかった。Ｎｏ．３、４についてはダイスの詰まりが発生せず、プラスチックパネルを成形できたが、Ｎｏ．３は濾過時にスクリーンに詰まりが発生し易く、スクリーンを頻繁に交換する必要があった。また、Ｎｏ．１、３については成形時の異臭が比較的強かった。尚、本実施例においては分別されたリサイクル対象プラスチックを造粒して用いたが、ハンドリング等に問題なければ、造粒しない方法を採ることもできる。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、廃棄プラスチックを素材リサイクルする際に十分な程度に異物の除去を行うことが可能となる。広い分野において廃棄プラスチックのリサイクルが可能になるので、埋立処分されるごみの減量に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃棄プラスチックの前処理方法の一実施形態を示すフローシート。
【図２】廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置（比重分離装置）の一実施形態を示す図。
【図３】遠心分離装置（比重分離装置）の一実施形態を示す図。
【図４】濾過装置の一実施形態を示す図。
【符号の説明】
１：ベール品、２：解砕機、３：プラスチック種類選別装置、４：固形系プラスチック、５：フィルム系プラスチック、６：金属片、木屑等、７：磁選機、８：破砕機、９：比重分離装置（水槽）、１０：沈降物、１１：浮上物、１２：脱水機、１３：ミキシングタンク、１４：比重分離装置（遠心分離装置）、１５：沈降物、１６：浮上物、１７：造粒機、１８：濾過装置、１９：異物等、２０：押出機、２１：リサイクル品、３１：水槽、３２：投入口、３３：液体放出装置、３４：攪拌翼、３５：浮上物回収口、４１：本体、４２：軸、４３：液体、４４：高比重物、４５：軽比重物、４６：重量物排出口、４７：軽量物排出口、４８：スクリューコンベヤ、５１：加熱室、５２：スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】 廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、該分別されたリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行うことを特徴とする、廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項２】 液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有し、該工程においては、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別するとともに、リサイクル対象プラスチックを洗浄することを特徴とする、請求項１に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項３】 液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いることを特徴とする、請求項２に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項４】 廃棄プラスチックを所定の大きさに破砕した後、前記廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項５】 液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別の複数回の繰り返しであり、分別された廃棄プラスチックを次の分別の前に脱水することを特徴とする、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項６】 廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置と、該水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための遠心分離装置と、該遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する濾過装置とを有する前処置装置であって、前記濾過装置が加熱機構と濾過手段とを有し、前記分別された軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去することを特徴とする廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置。
【請求項１】 廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別し、該分別されたリサイクル対象プラスチックを加熱して軟化状態において濾過することで異物除去を行うことを特徴とする、廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項２】 液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程を有し、該工程においては、廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別するとともに、リサイクル対象プラスチックを洗浄することを特徴とする、請求項１に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項３】 液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程において遠心分離装置を用いることを特徴とする、請求項２に記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項４】 廃棄プラスチックを所定の大きさに破砕した後、前記廃棄プラスチックからリサイクル対象プラスチックを分別することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項５】 液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別する工程が、液体を媒体とした比重差による廃棄プラスチックの分別の複数回の繰り返しであり、分別された廃棄プラスチックを次の分別の前に脱水することを特徴とする、請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理方法。
【請求項６】 廃棄プラスチックを浮上物と沈降物に分離するための水槽を有する装置と、該水槽を有する装置において分別された浮上物を処理する液体を媒体として比重差により廃棄プラスチックを分別するための遠心分離装置と、該遠心分離装置において分別された軽比重物を処理する濾過装置とを有する前処置装置であって、前記濾過装置が加熱機構と濾過手段とを有し、前記分別された軽比重物を前記加熱機構で加熱して軟化し、濾過手段により異物を除去することを特徴とする廃棄プラスチックを素材リサイクルするための前処理装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図１】
【図３】
【図４】
【図１】
【公開番号】特開２００３−１９１２３８（Ｐ２００３−１９１２３８Ａ）
【公開日】平成１５年７月８日（２００３．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３９８８３８（Ｐ２００１−３９８８３８）
【出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年７月８日（２００３．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１２月２８日（２００１．１２．２８）
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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