JP2000516847A - 低密度プラスチックチップの分離法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、種々の密度の成分を混合する事によって密度を設定する事のできる処理液の中で、低密度プラスチックチップ、特に１．０ｇ／ｃｍ³以下の密度を有するチップを分離する方法に関するものである。この方法は、前記処理液が下記合成エステルのグループの少なくとも１つに属する種々の密度の成分から、ａ）パルミチン酸エステル（平均密度０．８６ｇ／ｃｍ³）ｂ）脂肪酸エステル混合物（平均密度０．８８ｇ／ｃｍ³）ｃ）脂肪酸メチルエステル（平均密度０．９３ｇ／ｃｍ³）ｄ）ジカルボン酸エステル（平均密度０．９６ｇ／ｃｍ³）混合される事によって、特にＰＰチップとＰＥチップとを許容される操作条件と安全条件で確実に高品質分離するように設計されている。

Description

【発明の詳細な説明】 低密度プラスチックチップの分離法 本発明は、種々の密度の成分を混合する事によって密度を設定する事のできる 処理液の中で、低密度プラスチックチップ、特に１．０ｇ／ｃｍ³以下の密度を 有するチップを分離する方法に関するものである。 また本発明は処理液の再処理に関するものである。 現在、１．０ｇ／ｃｍ³以上の低密度プラスチックチップの分離のために使用 されている方法は二三の物質を水と混合する事によって相異なる浮力条件と沈降 条件とを設定するにある。 １．０ｇ／ｃｍ³以下の密度のプラスチックは現在、アルコールと水の相異な る割合を混合する事によって分離されている（ＤＥ２９ ００ ６６６ Ｃ２参 照）。このような混合物は、０．９ｇ／ｃｍ³乃至１．０ｇ／ｃｍ³の範囲内の処 理液密度を生じる。 これらの混合物中のアルコールの割合はきわめて高く、引火点は１００℃以下 、原則的に５０℃よりはるかに低い。これは危険物クラスＩおよびＩＩに該当す る。爆発の危険性がきわめて高いので、現行規則のもとにおいてはこの方法の必 要安全度を保証するために大きな努力を払わなければならない。 この処理液の蒸気圧は２０℃において近似的に１バールである。この混合物は きわめて揮発性で多量の有毒ガスを放出する。従って誘導ガスに対する防護のた め、複雑な安全手段をとらなければならない。 密度が十分に安定でない。定期的検査を実施し、必要に応じて成分を添加しな ければならない。従って技術的入力がきわめて高い。 さらにアルコール混合物は水系にとってきわめて危険である。これらすべての 問題点から、この種の処理液を使用する分離法はいまだに工業的に実用化されて いない。 ＥＰ０ ５９９ １６７ Ａ１は分離液として１．０ｇ／ｃｍ³以下の密度を 有する水とブチルグリコールとの混合物の使用を提案している。この混合物の引 火点は比較的望ましいので、ある程度爆発の危険性を低減させる。しかし操作員 にとっても環境にとってもその他の危険性は残っている。 特に天然低密度オイルは分離工程に適している。しかしこのような天然オイル は高い動的粘度を有し、これがこの種のオイルの使用を経済的に成立させない程 に分離工程を遅らせる。 特に前記のような理由から、プラスチック、特にポリプロピレン（ＰＰ）およ びポリエチレン（ＰＥ）は実際上分離されていない。しかも現在、この種のプラ スチックが現在主として主要原材料として使用されている。 前述のような分離工程の問題点から、プラスチックとしてのＰＰおよびＰＥの 利用はあまり実際的でない。本発明の課題は前述のような問題点を解決するにあ る。 本発明の目的は、できるだけ小型の装置を使用しまた爆発のリスクおよび／ま たは空気または水の汚染を防止するように、プラスチック分離法を実施するため に使用される処理液を改良するにある。 この工程において使用される処理液は可能な限り循環されまた再使用される。 回路全体の中に合体されうる現存の装置を使用して前記処理液が再処理される 。 本発明によればこの問題点は請求項１に記載の処理液によって解決される。 本発明によれば、０．８６ｇ／ｃｍ³乃至０．９６ｇ／ｃｍ³の範囲内に設定さ れた密度を有する１つまたは複数の成分から成る合成エステル混合物が備えられ る。この密度範囲は文頭に述べたＰＰおよびＰＥの分離にとって特に重要である 。十分に高率の分離のためには、４０℃において＜８ｍｍ²／ｓの動的粘度が適 当 である。 この処理液の引火点は１５０℃以上、すなわち明白に１００℃以上である。 蒸気圧は２０℃において１ｍｂａｒ以下である。処理液の密度の安定化のため のモニタリング測定は最小限に成される。 使用される分離流体が非毒性であるので、汚染は排除される。 前記エステル成分は相互に化学的に反応しない。 本発明の処理液は生分解性であって、簡単なプロセスエンジニアリング手段に よって処理回路に戻される。 請求項２に記載の特定の合成エステルを使用する事によって、すぐれた結果が 得られる。エステル（ａ）をエステル（ｄ）と混合する事によって十分精度の密 度セットが達成される。 中間密度範囲に精確に密度設定するためには、エステル（ｂ）と（ｃ）を使用 する事が望ましい。 低粘度の要求に関しては請求項３に記載のエステル成分を使用して最適の結果 が達成される。 請求項４に記載の方法は処理液を再生するためのきわめて簡単な方法である。 前記方法を実施するように設計されたプラントは複雑でない。この方法は請求 項５に記載されている。 以下、本発明を１つの実施態様についてさらに詳細に説明する。付図はプラス チックチップの分離プラントの概略図である。 この実施例において沈降−浮遊工程によってプラスチックチップが分離される 際に、軽チップＬＦと重チップＳＦとを区別する。図示の実施態様において使用 される分離装置１は混合漏斗１１を有し、この漏斗１１は処理液供給管７４を備 え、また上方供給部において分離されたプラスチックチップ混合物Ｆを供給され る。 フィードエゼクタ１２が前記混合漏斗１１の下方吐出口に対して追加的処理液 を加え、前記漏斗１１から確実に排出させまたチップ混合物を分離槽１３の中に 連続的に搬送する。 分離槽１３の中において、軽チップＬＦは処理液の一部と共に画成流を成して 上方に搬送され、また重チップＳＦは処理液の他の部分と共に画成流を成して下 方に搬送される。下方に搬送される重チップＳＦは分離槽１３の底部の搬送エゼ クタ１４によって取り上げられ、立上がり管を通って処理液の水準の取り上げ装 置１５まで搬送される。 軽チップＬＦは直接に分離槽１３の頂点において取り上げ装置１６によって取 り上げられる。 この実施例において、各チップＬＦ，ＳＦは処理液によって富化され、次に取 り上げ装置１５，１６を通して分離装置１から排出される。分離後の処理工程は 各チップについて基本的に同一である。 清浄な乾燥チップを生じるために必要な工程順序を下記に重チップＳＦについ て説明する。 重チップＳＦと処理液との混合物が分離装置１の取り上げ装置１５を通して送 られる。この混合物が分離装置１から下方傾斜管を通してフィードスクリューに よって第１遠心分離装置４の中に搬送される。 この遠心分離装置４の中で、処理液が中心インペラの高速作用で遠心分離され 、次に濾過され、管４２を通して捕集タンク７に排出される。 特殊の遠心分離設計の故に、なおも処理液で湿潤された重チップＳＦが垂直軸 線の近くにおいて上方に搬送され、次に遠心分離装置４から接線方向に排出され 、搬送空気流から分離される。重チップＳＦに対して多量の水が加えられ、次に 第２遠心分離装置５の中で処理液から分離される。 重チップＳＦが前記遠心分離装置５に向かって管の中を搬送される際に水が重 チップＳＦと混合される。水が、なおも重チップＳＦに付着している処理液粒子 を溶解する。 残留処理液を搬送する水が第２遠心分離装置５の中で分離される。この第２遠 心分離装置は第１遠心分離装置の設計と全体として同等である。清浄な乾燥した 重チップＳＦが排出され、搬送空気流から分離され、適当な搬送手段を使用して 捕集タンクまで搬送され、そこで次の処理のために貯蔵される。 遠心分離装置２と３の中で軽チップＬＦについて同一処理が平行的に生じる。 これらの遠心分離装置のそれぞれの部品は、付図の各遠心分離装置の参照数字を 先頭に配置して表示される。 第１遠心分離装置２，４から排出された処理液は直接に捕集されて、点７１か ら処理液捕集タンク７を通して分離処理に戻される。 第２遠心分離装置３，５から点３３および５３において分離された水と処理液 中の溶解粒子との混合物が、管６０を通して共通オイルセパレータ６に供給され る。オイルセパレータ６において、処理液が第１箇所６２で水から分離され、処 理液用貯蔵タンク７に搬送される。 精製された水が管６１を通してポンプ６１１によって吸引され、エゼクタ２３ ，４３を通して処理回路の第２遠心分離装置３，５に戻される。 第１遠心分離装置２，４から放出された処理液は直接に処理液貯蔵タンク７に 供給される。 適当箇所に追加的濾過装置を設置する事はプラントユーザの任意である。 簡単な設計によれば、処理液が分離装置１中の各処理段階１１，１２，１４に 対して、プログラム制御されたポンプおよび管７４，７５，７６を通して供給さ れる。次にこの処理液が再び分離処理を受ける。 本発明の方法に適した処理液は、０．８６ｇ／ｃｍ³乃至０．９６ｇ／ｃｍ³の 範囲内に設定された密度を有する合成エステルまたは合成エステル混合物である 。 下記グループのエステルが特に適当である事が発見された。 ａ）パルミチン酸エステル（平均密度０．８６ｇ／ｃｍ³） ｂ）脂肪酸エステル混合物（平均密度０．８８ｇ／ｃｍ³） ｃ）脂肪酸メチルエステル（平均密度０．９３ｇ／ｃｍ³） ｄ）ジカルボン酸エステル（平均密度０．９６ｇ／ｃｍ³） これらのグループのエステルは任意に合成し混合する事ができる。前記の平均 密度値はそれぞれのグループの平均値である。使用される任意特定のエステルは この平均値から近似的±０．０４ｇ／ｃｍ³片寄る事ができる。 これらのグループのいずれかの特定のエステルの密度が前記の密度値範囲内に あれば、このエステルとその密度値を使用すればよい。 密度範囲より明白に高いまたは低い基本密度値を有する他のエステルは偏差値 の補正のために使用される。 これらのエステルをどのように組合わせるかはユーザの任意である。 これらのエステルは相互に化学的に反応せず、従ってこれらを容易に混合する 事ができる。この混合物は、混合物中のすべてのプラスチック粒子に対して類似 の浮力条件と沈降条件とを与える程度に均質である。 しかし密度はエステル選定の唯一の基準ではなく、粘度がもう１つの重要な特 性である。粘度が低いほど、分離率が高い。 特定のエステルグループの選定の他の基準は構成コストである。 下記の特定エステルをテストし、特に望ましい事が発見された。先頭の文字は これらのエステルが前記グループのいずれかに属する事を示す。 ａ）密度０．８６ｇ／ｃｍ³のパルミチン酸イソプロピル、 ｂ）密度０．８８ｇ／ｃｍ³のオレイン酸メチル、 ｃ）密度０．９３ｇ／ｃｍ³のアジピン酸エチルヘキシル、 ｄ）密度０．９６ｇ／ｃｍ³のアジピン酸ジブチル。 パルミチン酸イソプロピル（密度０．８６ｇ／ｃｍ³）およびアジピン酸ジブ チル（密度０．９６ｇ／ｃｍ³）の混合物から成る処理液が簡単正確に設定され る。 両方の成分の適当量を選択する事により前記範囲内の任意密度を設定する事が できる。またこれらの両成分は低粘度を有する。分離工程は比較的高速で進行す る。 混合物の成分の数は重要ではない。決定的な事は、実際に所望密度が達成され 、この密度が他の成分の添加によって調整され、また混合物粘度が急速な操作を 可能とする事にある。 上方に浮上しまたは下方に沈降するプラスチック粒子の密度より少なくとも０ ．０１５ｇ／ｃｍ³だけ小さいまたは大きな処理液密度を選択する事が効果的で ある事が発見された。 この処理液密度における浮上速度と沈降速度が分離工程の経済的操作を容易に する。 前述のように動的粘度はプラントの合理的操作に影響するもう１つの重要な要 因である。非常に低い粘度が好ましい。粘度は４０℃において８ｍｍ²／ｓ以下 、好ましくは４．５ｍｍ²／ｓ以下でなければならない。この後者の密度値はパ ルミチン酸イソプロピルとアジピン酸ジブチルとの混合物によって達成する事が できる。 本発明の装置およびプラントの安定操作のためには、使用されるエステルが１ ００℃より十分に高い引火点を有する事が決定的である。前述において列挙され たエステルの引火点はすべて１５０℃以上である。爆発の危険性はない。 選択された合成エステルは、この工程に使用される他の物質と結合された時に 、爆発の危険性のある任意の他の化合物を形成しない。現行規則によれば、これ 以上の予防手段は要求されない。 これらの合成エステルを使用する場合、蒸気圧は２０℃において１ｍｂａｒ以 下である。実際上、蒸発は排除される。処理液密度を長時間安定状態に保持する 事ができる。 これらのエステルそのものが非毒性であるので、環境汚染の問題は完全に防止 される。追加的予防手段は必要でない。 もう一つの決定的利点は、エステルまたはエステル混合物が非水溶性であり、 また水と限られた限度内においてのみ混合する事である。 この特性は、特に第２遠心分離後において、エステルと水の分離をきわめて容 易にする。 前記の工程においてエステルを使用すれば、他の任意の使用物質との危険な反 応がなく、また危険物質として分類されるような分解生成物を生じない。前記の エステルを使用する場合、初期の刺激効果は見られない。 合成エステルは生分解性であって、一般に非水絶滅性とみなされる。これらの エステルまたはエステル混合物は現行規則によれば非危険物質である。 これらの合成エステルが処理液として使用される場合、モニタしなければなら ない工作物関連値は存在しない。 この処理液は、通常分離しなければならないプラスチックと反応せず、初期特 性を有するこれらのプラスチックを再使用する事ができ、分離工程が適正に実施 される限りその状態が保持される。 プラントに使用される機器の大部分は市販されている。前記の実施態様による 分離装置１はドイツ特願第１９６３２ ４９４．７号に詳細に記載されている。 この分離装置中の重チップＳＦと軽チップＬＦとを排出するためにスクリュー・ コンベアが備えられ、処理液の第１部分を処理液回路に戻す事ができる。 しかし、処理液の大部分は第１分離装置の導入口から排出され、重力によって 遠心分離装置２または４に導入される。使用される遠心分離装置は「ヴェンツ型 遠心分離装置」として公知であって、例えばネッテタールのＳ＆Ｌ Ｃｏ．によ って市販されている。これらの遠心分離装置の特性的フィーチャは固体粒子を多 量の液から除去できる事にある。液から分離された固体を上方に排出するため、 これらの遠心分離装置の中に回転式ウォーム型ブレードが備えられている。 液は上方に遠心分離され、外部の濾過構造および遠心分離装置の固定シェルに よって捕集され、下向きに排出される。特殊の羽根構造の故に、固体は中心空気 流の中を上方に搬出される。 空気−固体混合物がサイクロンの頂点に接線方向に供給され、このサイクロン によって固体が前記の上昇空気流から分離される。サイクロンの中心において空 気は上方に搬出され固体は下方に排出される。第１遠心分離装置２，４の第１サ イクロンから下流方向に、前記サイクロンの下方排出開口に固体エゼクタが追加 され、このエゼクタの媒体は回路からの水である。この水がチップを第２遠心分 離装置３，５まで搬送する。この混合物の確実な搬送のためには、第２遠心分離 装置３，５を第１遠心分離装置２，４よりも少し低い位置に配置する事が好まし い。 遠心分離装置とサイクロンが一体的ユニットをなし、完全セットとして市販さ れている。 使用されるオイルセパレータも市販されており、変更する必要はない。 固体は、分離装置と第１遠心分離装置との間の管の中を、また第１遠心分離装 置と第２遠心分離装置との間の管の中を、好ましくは傾斜によって支援された多 少とも強い液流を成して搬送される。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 種々の密度の成分を混合する事によって密度を設定する事のできる処理 液の中で、低密度プラスチックチップ、特に１．０ｇ／ｃｍ³以下の密度を有す るチップを分離する方法において、 前記処理液は下記合成エステルのグループの少なくとも１つに属する種々の密 度の成分から、 ａ）パルミチン酸エステル（平均密度０．８６ｇ／ｃｍ³） ｂ）脂肪酸エステル混合物（平均密度０．８８ｇ／ｃｍ³） ｃ）脂肪酸メチルエステル（平均密度０．９３ｇ／ｃｍ³） ｄ）ジカルボン酸エステル（平均密度０．９６ｇ／ｃｍ³） 混合される事を特徴とする低密度プラスチックチップの分離法。 ２． 前記処理液は下記リスト、 ａ）密度０．８６ｇ／ｃｍ³のパルミチン酸イソプロピル、 ｂ）密度０．８８ｇ／ｃｍ³のオレイン酸メチル、 ｃ）密度０．９３ｇ／ｃｍ³のアジピン酸エチルヘキシル、 ｄ）密度０．９６ｇ／ｃｍ³のアジピン酸ジブチル。 から成る合成エステルの混合物である事を特徴とする請求項１に記載の方法。 ３． 前記処理液が、 密度０．８６ｇ／ｃｍ³のパルミチン酸イソプロピルと、 密度０．９６ｇ／ｃｍ³のアジピン酸ジブチルとの混合物から成る事を特徴と する請求項１または２のいずれかに記載の方法。 ４． −プラスチックチップ（ＳＦ，ＬＦ）の分離工程後に処理液を循環させ る処理工程と、 −前記処理液を前記分離工程に戻す工程とを含み、 この際に、 それぞれ相当量の処理液で湿潤され分離されたチップ（ＳＦ，ＬＦ）をそれぞ れ第１遠心分離装置（２，４）の中に供給する段階と、 前記チップ（ＳＦ，ＬＦ）をそれぞれの第１遠心分離装置（２，４）の中で処 理液から分離する段階と、 前記処理液を前記第１遠心分離装置（２，４）から処理液の捕集タンク（７） に直接に搬送する段階と、 前記チップ（ＳＦ，ＬＦ）をそれぞれ別々に水流中において第２遠心分離装置 （３，５）に搬送する段階と、 前記チップ（ＳＦ，ＬＦ）を前記第２遠心分離装置（３，５）の中で水および 残留処理液との混合物から分離し、清浄な乾燥状態で次の処理のための貯蔵槽の 中に搬送する段階と、 前記水と残留処理液との混合物をオイル・セパレータ（６）の中に導入し、こ のセパレータから、 −前記処理液をその捕集タンク（７）の中に導入し、また −前記水を搬送管（２３，４３）を通して第２遠心分離装置（３，５）に戻す 段階とを含む事を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。 ５． 分離装置におけるチップ（ＳＦ，ＬＦ）の各取り上げ装置（１４，１５ ）が、 −・前記取り上げ装置（１４，１５）から出た供給管（２１，４１）、 ・処理液捕集タンク（７）に処理液を搬送するための排出管（２２，４２） 、および ・チップ用排出装置（２３，４３）を備えた第１遠心分離装置（２，４）と 、 −・前記第１遠心分離装置（２，３）からチップ（ＳＦ，ＬＦ）を取り上げる 前記チップ排出装置（２３，４３）から出て、給水管（３２，５２）に組合わさ れた供給管、 ・清浄な乾燥したチップの排出装置（３４，５４）、および ・残留処理液を含有する水の排出管を備えた第２遠心分離装置（３，５）と 、 −オイルセパレータ（６）において ・その導入口（６０）が第２遠心分離装置（３，５）の前記排出管（３３， ５３）に接続され、また ・その吐出口（６２，６１）が一方において処理液捕集タンク（７）に接続 され、他方において前記第１および第２遠心分離装置（４，５；２，３）の間に おいてチップ（ＳＦ，ＬＦ）を搬送するための前記管（２３，４３）に接続され るように成されたオイル・セパレータ（６）とに組合わされる事を特徴とする請 求項４に記載の方法を実施するプラント。