JP2018183734A - 金属を含む廃プラスチック類の選別設備 - Google Patents

Abstract

【課題】廃プラスチック類の比重差を利用して選別するが、分離に使用する水を異なる形態で流動させ、かつこれを組み合わせることにより、廃プラスチック類を迅速に分離、選別する。複数種類に細かく選別する。【解決手段】廃プラスチック類を粉砕する洗浄粉砕機１と、洗浄粉砕物を金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰと、軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰとに水の渦流と比重差で分離する渦流式円筒分離水槽３と、分離選別された軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰを軽プラスチック粉砕物と重プラスチック粉砕物ＨＰとに比重差で分離する流水式比重選別機５とを備え、これらの処理機を同一の場所に配置した。【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄されたプラスチック類を再資源化する技術に係り、特に金属を含む廃プラスチック類を粉砕してその粉砕物を、金属類とプラスチック類に選別し、このプラスチック類については更に比重の軽いものから重たいプラスチック類に細かく選別して回収する金属を含む廃プラスチック類の選別設備及びその選別処理方法に関するものである。

廃プラスチック類には、ＰＥＴボトル、廃タイヤ、合成ゴムくず、合成繊維くず、ビニールシート屑等、固形状、フィルム等種々のものがある。例えば、自動車が廃車になった後、自動車は鉄やアルミニウム等の金属が使用され、バッテリー等の有用部品が多く使用される。危険物を除去し、破砕して鉄スクラップを回収した後、残渣となっているプラスチック類、導線、非鉄金属類を廃自動車シュレッダーダストから有価物として回収する。具体的に有価物として比重の軽いプラスチック類、比重の重いプラスチック類、導線、その他の種類の金属に分離・精製される。

そこで、有価物として比重の軽いプラスチック類、比重の重いプラスチック類、導線、その他の種類の金属に分離する技術が提案されている。例えば、特許文献１の特開２００４−５８０３２公報「廃自動車シュレッダーダストから有価物を回収する方法」には、廃自動車を解体した後、ゴミとなり廃棄処分されるシュレッダーダストからプラスチック類、金属類を湿式による比重選別機により分別、回収して再資源化物とする方法。廃自動車のシュレッダーダストから軽比重プラスチック、重比重プラスチックを湿式による比重選別機により分別して、再資源化物とする方法。さらに廃自動車のシュレッダーダスト中の水より軽い物質と重い物質を分離するための浮遊物分離槽は空気、気泡を間欠的に排出させる脈動バブリング槽と沈降槽を備え付けたことを特徴としている装置が提案されている。

また、特許文献２の特開２００３−１９７１３公報「金属複合プラスチック廃棄物の処理方法」には、金属複合プラスチック廃棄物を、２００℃から２８０℃の範囲内の温度に加熱した、３００℃以上の沸点および９０℃〜１４０℃の範囲内の軟化点を有する有機熱媒体によって、プラスチック成分と無機材料成分とを分離する分離工程を備えた、金属複合プラスチック廃棄物の処理方法が提案されている。

特開２００４−５８０３２公報 特開２００３−１９７１３公報

特許文献１の「廃自動車シュレッダーダストから有価物を回収する方法」は、浮遊物分離槽は空気、気泡を間欠的に排出させる脈動バブリング槽と沈降槽により、廃自動車のシュレッダーダスト中の水より軽い物質と重い物質を分離する方法である。しかし、特許文献１の回収する方法は、自然沈降のため処理速度が遅いという問題を有していた。また、この特許文献１の回収方法は、空気、気泡を用いただけで、比重の異なるプラスチック類を細かく分離選別することはできなかった。

また、特許文献２の「金属複合プラスチック廃棄物の処理方法」は、金属複合プラスチック廃棄物を、２００℃から２８０℃の範囲内の温度に加熱した、３００℃以上の沸点および９０℃〜１４０℃の範囲内の軟化点を有する有機熱媒体によって、プラスチック成分と無機材料成分とを分離する方法である。しかし、特許文献２の処理方法は、加熱により、金属類からプラスチック類を溶融除去するため、その後のプラスチック類については細かく分離選別できないという問題を有していた。しかも、加熱工程が必要なために、廃棄物処理の処理コストが大きくなるという問題を有していた。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、廃プラスチック類の比重差を利用して選別するが、分離に使用する水を異なる形態で流動させ、かつこれを組み合わせることにより、複数種類の廃プラスチック類を迅速に分離、選別することができ、しかも細かく選別することができる金属を含む廃プラスチック類の選別設備及びその選別処理方法を提供することにある。

本発明の選別設備は、処理機を用いて金属を含む廃プラスチック類を、各プラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）と金属粉砕物（Ｍ）に分離し、更にプラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）を比重差で数種類に分離選別する金属を含む廃プラスチック類の選別設備であって、
金属を含む廃プラスチック類について洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕するために、装置本体（９）に回転刃と粉砕物を洗浄する水を噴射する噴射機を有する洗浄粉砕機（１）と、
前記洗浄粉砕機（１）で洗浄粉砕された洗浄粉砕物を、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）と、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）の中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）とに水の渦流と比重差で分離するために、円筒水槽（１２）内の水をかき回すプロペラ（１３）と、沈降した金属粉砕物（Ｍ）を排出させる該円筒水槽（１２）の底部に形成された漏斗状排出口（１４）と、該円筒水槽（１２）の開口周縁に取り付けられた、分離された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を取り出す排出装置（４）それぞれを有する渦流式円筒分離水槽（３）と、
前記渦流式円筒分離水槽（３）で分離選別された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を、比重の軽い軽プラスチック粉砕物と、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物（ＨＰ）とに比重差で分離するために、箱型選別水槽（２０）の上面に取り付けられた複数のパドル（２２）と、該箱型選別水槽（２０）の底部に取り付けられた、沈降した重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を排出する排出機（５）と、を有する流水式比重選別機（５）と、
前記流水式比重選別機（５）で選別された重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を、振動させて粒状のプラスチック粉砕物は下方に、粉末状のプラスチック粉砕物は上方に分離するために、プラスチック粉砕物を入れる筐体（２５）と、該筐体（２５）を振動させる加振機と、を有する振動分離機（７）を、備え、
前記洗浄粉砕機（１）に隣接して前記渦流式円筒分離水槽（３）を配置し、該渦流式円筒分離水槽（３）に隣接して前記流水式比重選別機（５）を配置し、該流水式比重選別機（５）に隣接して前記振動分離機（７）を同一の場所に配置した、ことを特徴とする。

前記渦流式円筒分離水槽（３）の開口中央位置に、分離された浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）を回収するための吸引口（１６）を取り付けた構成が好ましい。

前記流水式比重選別機（５）は、下向きシリンドリカル形状の底部（１９）を有する箱型選別水槽（２０）の長手方向の一端に軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）の投入部（２１）を有し、
軽プラスチック粉砕物（ＬＰ）を排出するために、該投入部（２１）から他端に向けて回転するパドル（２２）が、該箱型選別水槽（２０）の開口に長手方向に複数取り付けられ、
該箱型選別水槽（２０）の底部（１９）に、その長手方向にスクリューコンベア (２３)が取り付けられ、沈降分離された重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を前記排出機（６）へ搬送するように構成したものが好ましい。

本発明の選別処理方法は、金属を含む廃プラスチック類について、プラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）と金属粉砕物（Ｍ）とに比重差で分離し、更に分離されたプラスチック類を比重差で数種類に分離する各工程全てを同一の場所に配置した処理機で選別処理する金属を含む廃プラスチック類の選別処理方法であって、
金属を含む廃プラスチック類について、回転させ、水を噴射して洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕する洗浄粉砕工程（Ｓ１）と、
廃プラスチック類の粉砕物を、渦流式円筒分離水槽（３）において水流に抗して水底に沈降する金属粉砕物（Ｍ）と、回転する水流と共に浮遊する浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）と、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）の中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）は水流と共に回転させて各比重差で３種類に選別する渦流式比重分離工程（Ｓ２）と、
選別された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を、流水式比重選別機（５）において表層の水をかきながら、比重の軽い軽プラスチック粉砕物（ＬＰ）と、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物（ＨＰ）とに比重差で２種類に選別する流水式比重分離工程（Ｓ３）と、
前記重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を、振動分離することで、粒状のプラスチック粉砕物と粉末状のプラスチック粉砕物とに２種類に選別する振動分離工程（Ｓ４）と、から成る、ことを特徴とする。

前記流水式比重分離工程（Ｓ３）の次に、軽プラスチック粉砕物（ＬＰ）を回収する前に該軽プラスチック粉砕物の水分を除去する軽プラスチック粉砕物脱水工程（Ｓ５）を有する構成が好ましい。
前記流水式比重分離工程（Ｓ３）の次に、重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を振動分離工程（Ｓ４）に入る前に該重プラスチック粉砕物（ＨＰ）の水分を除去する重プラスチック粉砕物脱水工程（Ｓ６）を有する構成が好ましい。

前記渦流式比重分離工程（Ｓ２）において塩水を用いる、ことができる。
前記流水式比重分離工程（Ｓ３）において塩水を用いる、ことができる。

本発明の選別設備では、渦流式円筒分離水槽（３）と流水式比重選別機（５）とを組み合わせて、金属を含む廃プラスチック類について容易に分離選別ができ、プラスチック類については浮きプラスチック類、軽プラスチック類と重プラスチック類の３種類に迅速に分離選別することができる。
本発明の選別設備では、各処理機が同一の場所に配置され、処理機が隣接して配置されているので、短時間で分離選別し、回収することができる。２種類の水槽（３，５）を用い、比重差を利用して分離するので、処理コストを低減することができる。

本発明の選別処理方法では、洗浄粉砕工程（Ｓ１）で粉砕した粉砕物を３種類に選別する渦流式比重分離工程（Ｓ２）と、軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を２種類に分離する流水式比重分離工程（Ｓ３）と、重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を２種類に選別する振動分離工程（Ｓ４）とから成り、２種類の水槽（３，５）を用い、比重差を利用して選別するので、処理コストを低減することができる。しかも、燃焼処理ではないので、環境に悪影響を及ぼすことがなく、処理コストが高騰することがない。

実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備を示す配置平面図である。 実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備であり、上側に洗浄粉砕機、渦流式円筒分離水槽と流水式比重選別機を示し、下側に振動分離機を示す配置正面図である。 本発明の渦流式円筒分離水槽の一部断面にした概略説明図である。 本発明の流水式比重選別機の一部断面にした概略説明図である。 本発明の選別処理方法における具体的な処理工程を示すフロー図である。 本発明の選別処理方法における各工程フロー図と、分離選別された粉砕物を示す概略説明図である。

本発明の金属を含む廃プラスチック類の選別設備は、金属を含む廃プラスチック類を洗浄粉砕する洗浄粉砕機と、洗浄粉砕物を、金属粉砕物と浮きプラスチック粉砕物と、その中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物とに水の渦流により比重差で分離するため渦流式円筒分離水槽と、分離された軽・重プラスチック粉砕物を、比重の軽い軽プラスチック粉砕物と、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物とに比重差で分離する流水式比重選別機の全てを同一の場所に配置した設備である。

＜各処理機の配置＞
図１は実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備を示す配置平面図である。図２は実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備であり、上側に洗浄粉砕機、渦流式円筒分離水槽と流水式比重選別機を示し、下側に振動分離機を示す配置正面図である。
実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備は、次のような処理機が配置された設備である。洗浄粉砕機１の排出口２に隣接して渦流式円筒分離水槽３が配置され、この渦流式円筒分離水槽３の排出装置４に隣接して流水式比重選別機５が配置されている。更に、流水式比重選別機５の排出機６に隣接して振動分離機７が配置されている。

これらの各処理機が同一の場所に配置されている。図示するように、回収された金属粉砕物とプラスチック粉砕物は、並列して設置したそれぞれの回収袋８に選別した廃プラスチック等が回収されるようになっている。または各処理機に隣接して回収袋８がそれぞれ配置され、これらの回収袋８に選別した廃プラスチック類が回収されるようにすることができる。

洗浄粉砕機１は、装置本体９内に、回転刃と粉砕物を洗浄する水を噴射する噴射機とを有する処理機である。洗浄粉砕機１は、投入口１０から投入される廃プラスチック類を、洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕する。なお、この洗浄粉砕機１で処理する前に、廃自動車のバンパーのように大きな廃プラスチック類については、この洗浄粉砕機１の投入口１０に投入できる程度の大きさに粗破砕処理機又は粗粉砕処理機で処理する。

この洗浄粉砕機１で処理された洗浄粉砕物には、金属粉砕物Ｍ、水より比重の軽い浮きプラスチック粉砕物ＦＰと、金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰとが混在している。本発明は、それぞれの比重の差を利用して、種々の異なるプラスチック類を一か所で選別処理するものである。

＜プラスチック類の比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））＞
本発明の選別設備、選別工程で処理する浮きプラスチック類、軽プラスチック類、重プラスチック類については、次のような比重差で区分けしている。但し、低密度又は高密度の相違、グラスファイバー（ＧＦ）を充填した場合、タルク（滑石）を配合したもの、その他の素材を充填した場合はこれらの数値とは異なる場合がある。
「浮きプラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
０．９１〜０．９６のポリエチレン（ＰＥ）、
０．９０〜０．９１のポリプロピレン（ＰＰ）などがある。

「軽プラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
１．０４〜１．０９のポリスチレン（ＰＳ）、
１．０７〜１．１０のＡＳ樹脂（アクリロニトリルスチレン）、
１．０１から１．０４のＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、などがある。

「重プラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
１．３５から１．４５のポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、
１．１７から１．２０のアクリル樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、
１．３４から１．３９のＰＥＴ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、
１．１９から１．３１のＰＶＡＬ樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）、
１．６５から１．７２のポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、
１．７５から１．７８のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、
１．１３から１．１５のナイロン６６（ポリアミド）（ＰＡ６６）、
１．４２のポリカーボネート（ＰＣ）、
１．３１から１．３８のＰＢＴ樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
１．３４のポリフェニレンスルファイト（ＰＰＳ）、
１．４３から１．５１のポリイミド樹脂（ＰＩ）、
１．２７のポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、
１．２４のポリスルフォン（ＰＳＦ）、
２．１４から２．２のポリテトラフルオンエチレン、フッソ樹脂（ＰＴＦＥ）などがある。
以上が熱可塑性のプラスチックに関するものである。熱可塑性のプラスチックは、加熱すると分子運動が激しくなり軟化、冷却すると固化し、これを繰りかえすことでさまざまな形状にする。用途としては容器包装（フィルム、シート、ボトル）、日用品・雑貨から家電、自動車部材まで広範囲にわたり再利用される。

熱硬化性のプラスチックは、一度硬化したものは加熱しても再び流動性を持つことがない。この性質を活かして食器類、電気機器の基板、ゴルフのシャフトやテニスのラケット、ＦＲＰの船舶などに再利用されることがある。

熱硬化性の「重プラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
１．２１から１．３０のフェノール樹脂（ＰＦ）、
１．４７から１．５２のユリア樹脂（ＵＦ）、
１．４８のメラミン樹脂（ＭＦ）、
１．１０から１．４６の不飽和ポリエステル（ＵＰ）、
１．１から１．５のＰＵ（ポリウレタン）、
１．５５から１．６８のアクリル樹脂、ジアリルフタレート（ＰＤＡＰ）、
１．１１から１．４０のエポキシ樹脂（ＥＰ）などがある。

因みに、「金属」の鉄（Ｆｅ）の比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））は７．８７、アルミニウム（Ａｌ）は２．６７、銅（Ｃｕ）は８．９６である。

＜渦流式円筒分離水槽の構成＞
図３は本発明の渦流式円筒分離水槽の一部断面にした概略説明図である。
洗浄粉砕機１で処理された洗浄粉砕物には、上述したように水より比重の軽い浮きプラスチック粉砕物ＦＰ、金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽プラスチック粉砕物ＬＰ、重プラスチック粉砕物ＨＰと金属粉砕物Ｍとが混在している。そこで、洗浄粉砕物について渦流式円筒分離水槽３で選別する。洗浄粉砕機１で処理された洗浄粉砕物は、この渦流式円筒分離水槽３にスクリューコンベアなどの搬送機１１で搬送、投入される。

渦流式円筒分離水槽３は、円筒水槽１２内の水をかき回すプロペラ１３と、金属粉砕物Ｍを沈降させる円筒水槽１２の底部に形成された漏斗状排出口１４と、円筒水槽１２の開口周縁に取り付けられた、渦流水で分離された軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰを取り出す排出装置４それぞれを有する分離水槽である。この排出装置４は軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは渦流水で円筒水槽１２の内壁面において回動するので、円筒水槽１２の開口周縁に取り付けられている。

最初に渦流式円筒分離水槽３では、洗浄粉砕物の中の金属粉砕物Ｍは重たいので渦流水に抗してすぐに沈降する。沈降した金属粉砕物Ｍは円筒水槽１２底部の漏斗状排出口１４から回収する。

洗浄粉砕物の中の軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは渦流水と共に回動し、遠心力により円筒水槽１２の内壁面に集まる。この軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは円筒水槽１２の開口周縁に取り付けられた排出装置４から回収する。

洗浄粉砕物の中の浮きプラスチック粉砕物ＦＰは、渦流水と共に水中で回動しながら水表面に浮上する。更に、円筒水槽１２の開口中央部分に浮いた状態になる。この分離された浮きプラスチック粉砕物ＦＰは、渦流式円筒分離水槽３の開口中央位置に取り付けられた吸引口１６から吸引され、エアダンパ１７を用いて回収袋８に回収される。このとき脱水、乾燥処理をする場合がある。

このように渦流式円筒分離水槽３では、渦流水にあまり影響されない金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは、渦流による遠心力により分離する。この渦流式円筒分離水槽３では、金属粉砕物Ｍとプラスチック粉砕物との分離選別だけでなく、浮きプラスチック粉砕物ＦＰと軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰとの分離選別も同時に行うことができる。因みに、ポリプロピレン（ＰＰ）のタルク強化（タルク配合）されたものは、浮きプラスチック粉砕物ＦＰから軽プラスチック粉砕物ＬＰになり、本発明の渦流式円筒分離水槽３において効率よく分離選別することができた。

＜流水式比重選別機の構成＞
図４は本発明の流水式比重選別機の一部断面にした概略説明図である。
渦流式円筒分離水槽３で選別処理された軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは、スクリューコンベアなどの搬送機１１で流水式比重選別機５に搬送、投入される。流水式比重選別機５は、下向きシリンドリカル形状の底部１９を有する箱型選別水槽２０の長手方向の一端に軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰの投入部２１を有する。流水式比重選別機５は、軽プラスチック粉砕物ＬＰを排出するために、箱型選別水槽２０の投入部２１から他端に向けて回転するパドル２２が複数取り付けられている。これらのパドル２２により箱型選別水槽２０内の水が流れるようになる。

箱型選別水槽２０の底部１９に、その長手方向にスクリューコンベア２３が取り付けられ、分離された重プラスチック粉砕物ＨＰを排出部２４へ搬送するようになっている。なお、スクリューコンベア２３は一例であって他の搬送手段を用いることも可能である。

このように流水式比重選別機５では、この流水中において自然沈降に比較して短時間で重プラスチック粉砕物ＨＰを軽プラスチック粉砕物ＬＰから分離選別することができる。分離選別された軽プラスチック粉砕物ＬＰは、エアダンパ１７を用いて回収袋８に回収される。このとき脱水、乾燥処理をする場合がある。

＜振動分離機の構成＞
流水式比重選別機５で選別された重プラスチック粉砕物ＨＰは、脱水機２４で脱水し、次に振動分離機７で振動させて粒状のプラスチック粉砕物は下方に、粉末状のプラスチック粉砕物は上方に分離する。この振動分離機７は、プラスチック粉砕物を入れる筐体２５と、この筐体２５を振動させる加振機とを有する処理機である。

重プラスチック粉砕物ＨＰは、所定の粒度が良粒度品となり、粉末状の重プラスチック粉砕物ＨＰは再利用の際に取り扱いは煩雑になり不良粒度品となる。そこで、この振動分離機７で不良粒度品から良粒度品を選別する。その後、この良粒度品はエアダンパ１７を用いて回収袋８に回収する。

本発明の選別設備は、このように同一の場所に各処理機を配置した。円筒分離水槽１２の排出装置４に隣接して流水式比重選別機５を配置した。そこで、金属を含む廃プラスチック類について、金属類（金属粉砕物Ｍ）とプラスチック類（プラスチック粉砕物ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）とに分離するだけでなく、プラスチック類についても浮きプラスチック類、重プラスチック類と重プラスチック類の３種類に分離処理することができる。しかも、同じ場所で処理できるので、短時間で分離し、回収することができる。２種類の水槽３，５を用い、比重差を利用して分離するので、処理コストを低減することができる。最終的には４種類に選別処理することができる。

図５は本発明の選別処理方法における具体的な処理工程を示すフロー図である。図６は本発明の選別処理方法における各工程フロー図と、分離選別された粉砕物を示す概略説明図である。
実施例２の選別処理方法は、主に洗浄粉砕工程Ｓ１と、渦流式比重分離工程Ｓ２と、流水式比重分離工程Ｓ３と、振動分離工程Ｓ４と、から成る処理方法である。金属を含む廃プラスチック類について、プラスチック粉砕物ＦＰ，ＬＰ，ＨＰと金属粉砕物Ｍとに比重差で分離し、更にプラスチック類を比重差で数種類に分離する各工程全てを同一の場所に配置した処理機で処理する選別方法である。

洗浄粉砕工程Ｓ１は、洗浄粉砕機１内において、所定の大きさに破砕した金属を含む廃プラスチック類を回転させ、水を噴射して洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕する処理工程である。

第一選別工程は、主に洗浄粉砕物を浮きプラスチック粉砕物ＦＰ、軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰ及び金属粉砕物Ｍの３種類に分離する渦流式比重分離工程Ｓ２である。
渦流式比重分離工程Ｓ２は、洗浄粉砕物を渦流式円筒分離水槽３において、水流に抗して渦流式円筒分離水槽３の中心の水底に金属粉砕物Ｍを沈降させる。回転する水流と共に渦流式円筒分離水槽３の水面かつ中央に浮きプラスチック粉砕物ＦＰを浮遊させて取り出す。金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは水流と共に水中で回転させて渦流式円筒分離水槽３の周縁から取り出す。渦流式比重分離工程Ｓ２は、渦流により各粉砕物の比重差を利用して３種類に分離する。

第二選別工程は、第一選別工程の渦流式比重分離工程Ｓ２で分離した軽プラスチック粉砕物ＬＰと重プラスチック粉砕物ＨＰの混合物を軽プラスチック粉砕物ＬＰと重プラスチック粉砕物ＨＰの２種類に分離する流水式比重分離工程Ｓ３である。

流水式比重分離工程Ｓ３は、軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰを、流水式比重選別機５において表層の水をパドル２２でかきながら流水を形成し、比重の軽い軽プラスチック粉砕物ＬＰと、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物ＨＰとに比重差で２種類に分離する処理工程である。自然沈降では長時間を要するが、流水を用いることで重プラスチック粉砕物ＨＰから軽プラスチック粉砕物ＬＰを短時間で分離選別することができる。

＜塩水を利用した分離法＞
流水式比重分離工程Ｓ３においては、一般的には水を利用して分離選別する。しかし、塩水を利用して分離選別することも可能である。例えば、ＰＥＴボトルをキャップ、ラベルが付いた状態のまま破砕、洗浄する。ボトル本体はＰＥＴであるが、ボトルに巻きつけてあるラベルはＰＳ、キャップはＰＰである。このままでは複数の種類のプラスチックが混在した状態で再利用できない。各プラスチックの比重は、上述したように本体（ＰＥＴ）が一番重く１．３４〜１．３９、ラベル（ＰＳ）が次いで１．０４〜１．０９、キャップ（ＰＰ）が最も軽く０．９０〜０．９１である。キャップ（ＰＥ）は水に浮き、本体ＰＥＴ、ラベル（ＰＳ）は沈降する。

まず、破砕物を水の水槽を通すことにより、キャップ（ＰＰ）が分離する。本体（ＰＥＴ）、ラベル（ＰＳ）は共に水に沈降するが、ラベル（ＰＳ）の比重は水より僅かに重いだけである。そこで水に塩を加え、その塩水の比重をＰＳの１．０４〜１．０７以上、本体のＰＥＴの比重よりは軽い１．３８以下にすれば、本体のＰＥＴは沈降し、ラベルのＰＳは浮き、本体のＰＥＴ部分のみを分離抽出できる。この塩水を利用する分離選別は、流水式比重分離工程Ｓ３に限らず渦流式比重分離工程Ｓ２にも利用することができる、

流水式比重分離工程Ｓ３の次に、軽プラスチック粉砕物ＬＰを回収する前に軽プラスチック粉砕物の水分を除去する軽プラスチック粉砕物脱水工程Ｓ５を設ける。

同じく、流水式比重分離工程Ｓ３の次に、重プラスチック粉砕物を振動分離工程Ｓ４に入る前に重プラスチック粉砕物ＨＰの水分を除去する重プラスチック粉砕物脱水工程Ｓ６を設ける。

振動分離工程Ｓ４は、重プラスチック粉砕物ＨＰを、振動分離することで、粒状のプラスチック粉砕物と粉末状のプラスチック粉砕物とに２種類に分離する処理工程である。

本発明の選別処理方法では、洗浄粉砕工程Ｓ１と、粉砕物を３種類に分離する渦流式比重分離工程Ｓ２と、軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰを２種類に分離する流水式比重分離工程Ｓ３と、重プラスチック粉砕物ＨＰを２種類に分離する振動分離工程Ｓ４とから成るので、２種類の水槽２，３を用い、比重差を利用して分離し、処理コストを低減することができる。しかも、燃焼処理工程は含まないので、環境に悪影響を及ぼすことがなく、処理コストが高騰することがない。

なお、本発明は、廃プラスチック類の比重差を利用して選別するが、分離に使用する水を異なる形態で流動させ、かつこれを組み合わせることにより、複数種類の廃プラスチック類を迅速に分離、選別することができ、しかも細かく選別することができることができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明は、廃車になったバンパー、インパネ（インストルメントパネル）など主に金属を含む廃プラスチック類を再資源化する際に利用できる。

１ 洗浄粉砕機
３ 渦流式円筒分離水槽
４ 排出装置
５ 流水式比重選別機
６ 排出機
７ 振動分離機
９ 装置本体
１２ 円筒水槽
１３ プロペラ
１４ 漏斗状排出口
１６ 吸引口
１９ 底部
２０ 箱型選別水槽
２１ 投入部
２２ パドル
２５ 筐体
Ｓ１ 洗浄粉砕工程
Ｓ２ 渦流式比重分離工程
Ｓ３ 流水式比重分離工程
Ｓ４ 振動分離工程
Ｓ５ 軽プラスチック粉砕物脱水工程
Ｓ６ 重プラスチック粉砕物脱水工程
Ｍ 金属粉砕物
ＦＰ 浮きプラスチック粉砕物
ＬＰ 軽プラスチック粉砕物
ＨＰ 重プラスチック粉砕物

本発明は、廃棄されたプラスチック類を再資源化する技術に係り、特に金属を含む廃プラスチック類を粉砕してその粉砕物を、金属類とプラスチック類に選別し、このプラスチック類については更に比重の軽いものから重たいプラスチック類に細かく選別して回収する金属を含む廃プラスチック類の選別設備に関するものである。

廃プラスチック類には、ＰＥＴボトル、廃タイヤ、合成ゴムくず、合成繊維くず、ビニールシート屑等、固形状、フィルム等種々のものがある。例えば、自動車が廃車になった後、自動車は鉄やアルミニウム等の金属が使用され、バッテリー等の有用部品が多く使用される。危険物を除去し、破砕して鉄スクラップを回収した後、残渣となっているプラスチック類、導線、非鉄金属類を廃自動車シュレッダーダストから有価物として回収する。具体的に有価物として比重の軽いプラスチック類、比重の重いプラスチック類、導線、その他の種類の金属に分離・精製される。

そこで、有価物として比重の軽いプラスチック類、比重の重いプラスチック類、導線、その他の種類の金属に分離する技術が提案されている。例えば、特許文献１の特開２００４−５８０３２公報「廃自動車シュレッダーダストから有価物を回収する方法」には、廃自動車を解体した後、ゴミとなり廃棄処分されるシュレッダーダストからプラスチック類、金属類を湿式による比重選別機により分別、回収して再資源化物とする方法。廃自動車のシュレッダーダストから軽比重プラスチック、重比重プラスチックを湿式による比重選別機により分別して、再資源化物とする方法。さらに廃自動車のシュレッダーダスト中の水より軽い物質と重い物質を分離するための浮遊物分離槽は空気、気泡を間欠的に排出させる脈動バブリング槽と沈降槽を備え付けたことを特徴としている装置が提案されている。

また、特許文献２の特開２００３−１９７１３公報「金属複合プラスチック廃棄物の処理方法」には、金属複合プラスチック廃棄物を、２００℃から２８０℃の範囲内の温度に加熱した、３００℃以上の沸点および９０℃〜１４０℃の範囲内の軟化点を有する有機熱媒体によって、プラスチック成分と無機材料成分とを分離する分離工程を備えた、金属複合プラスチック廃棄物の処理方法が提案されている。

特開２００４−５８０３２公報 特開公報２００３−１９７１３

特許文献１の「廃自動車シュレッダーダストから有価物を回収する方法」は、浮遊物分離槽は空気、気泡を間欠的に排出させる脈動バブリング槽と沈降槽により、廃自動車のシュレッダーダスト中の水より軽い物質と重い物質を分離する方法である。しかし、特許文献１の回収する方法は、自然沈降のため処理速度が遅いという問題を有していた。また、この特許文献１の回収方法は、空気、気泡を用いただけで、比重の異なるプラスチック類を細かく分離選別することはできなかった。

また、特許文献２の「金属複合プラスチック廃棄物の処理方法」は、金属複合プラスチック廃棄物を、２００℃から２８０℃の範囲内の温度に加熱した、３００℃以上の沸点および９０℃〜１４０℃の範囲内の軟化点を有する有機熱媒体によって、プラスチック成分と無機材料成分とを分離する方法である。しかし、特許文献２の処理方法は、加熱により、金属類からプラスチック類を溶融除去するため、その後のプラスチック類については細かく分離選別できないという問題を有していた。しかも、加熱工程が必要なために、廃棄物処理の処理コストが大きくなるという問題を有していた。

本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、廃プラスチック類の比重差を利用して選別するが、分離に使用する水を異なる形態で流動させ、かつこれを組み合わせることにより、複数種類の廃プラスチック類を迅速に分離、選別することができ、しかも細かく選別することができる金属を含む廃プラスチック類の選別設備を提供することにある。

本発明の選別設備は、処理機を用いて金属を含む廃プラスチック類を、各プラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）と金属粉砕物（Ｍ）に分離し、更にプラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）を比重差で数種類に分離選別する金属を含む廃プラスチック類の選別設備であって、
金属を含む廃プラスチック類について洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕するために、装置本体（９）に回転刃と粉砕物を洗浄する水を噴射する噴射機を有する洗浄粉砕機（１）と、
前記洗浄粉砕機（１）で洗浄粉砕された洗浄粉砕物を、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）と、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）の中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）とに水の渦流と比重差で分離するために、円筒水槽（１２）内の水をかき回すプロペラ（１３）と、沈降した金属粉砕物（Ｍ）を排出させる該円筒水槽（１２）の底部に形成された漏斗状排出口（１４）と、該円筒水槽（１２）の開口周縁に取り付けられた、分離された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を取り出す排出装置（４）それぞれを有する渦流式円筒分離水槽（３）と、
前記渦流式円筒分離水槽（３）で分離選別された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を、比重の軽い軽プラスチック粉砕物と、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物（ＨＰ）とに比重差で分離するために、箱型選別水槽（２０）の上面に取り付けられた複数のパドル（２２）と、該箱型選別水槽（２０）の底部に取り付けられた、沈降した重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を排出する排出機（６）と、を有する流水式比重選別機（５）と、
前記流水式比重選別機（５）で選別された重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を、振動させて粒状のプラスチック粉砕物は下方に、粉末状のプラスチック粉砕物は上方に分離するために、プラスチック粉砕物を入れる筐体（２５）と、該筐体（２５）を振動させる加振機と、を有する振動分離機（７）を、備え、
前記洗浄粉砕機（１）に隣接して前記渦流式円筒分離水槽（３）を配置し、該渦流式円筒分離水槽（３）に隣接して前記流水式比重選別機（５）を配置し、該流水式比重選別機（５）に隣接して前記振動分離機（７）を同一の場所に配置した、ことを特徴とする。

前記渦流式円筒分離水槽（３）の開口中央位置に、分離された浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）を回収するための吸引口（１６）を取り付けた構成が好ましい。

前記流水式比重選別機（５）は、下向きシリンドリカル形状の底部（１９）を有する箱型選別水槽（２０）の長手方向の一端に軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）の投入部（２１）を有し、
軽プラスチック粉砕物（ＬＰ）を排出するために、該投入部（２１）から他端に向けて回転するパドル（２２）が、該箱型選別水槽（２０）の開口に長手方向に複数取り付けられ、
該箱型選別水槽（２０）の底部（１９）に、その長手方向にスクリューコンベア (２３)が取り付けられ、沈降分離された重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を前記排出機（６）へ搬送するように構成したものが好ましい。

本発明の選別設備では、渦流式円筒分離水槽（３）と流水式比重選別機（５）とを組み合わせて、金属を含む廃プラスチック類について容易に分離選別ができ、プラスチック類については浮きプラスチック類、軽プラスチック類と重プラスチック類の３種類に迅速に分離選別することができる。
本発明の選別設備では、各処理機が同一の場所に配置され、処理機が隣接して配置されているので、短時間で分離選別し、回収することができる。２種類の水槽（３，５）を用い、比重差を利用して分離するので、処理コストを低減することができる。

実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備を示す配置平面図である。 実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備であり、上側に洗浄粉砕機、渦流式円筒分離水槽と流水式比重選別機を示し、下側に振動分離機を示す配置正面図である。 本発明の渦流式円筒分離水槽の一部断面にした概略説明図である。 本発明の流水式比重選別機の一部断面にした概略説明図である。 本発明の選別処理方法における具体的な処理工程を示すフロー図である。 本発明の選別処理方法における各工程フロー図と、分離選別された粉砕物を示す概略説明図である。

本発明の金属を含む廃プラスチック類の選別設備は、金属を含む廃プラスチック類を洗浄粉砕する洗浄粉砕機と、洗浄粉砕物を、金属粉砕物と浮きプラスチック粉砕物と、その中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物とに水の渦流により比重差で分離するため渦流式円筒分離水槽と、分離された軽・重プラスチック粉砕物を、比重の軽い軽プラスチック粉砕物と、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物とに比重差で分離する流水式比重選別機の全てを同一の場所に配置した設備である。

＜各処理機の配置＞
図１は実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備を示す配置平面図である。図２は実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備であり、上側に洗浄粉砕機、渦流式円筒分離水槽と流水式比重選別機を示し、下側に振動分離機を示す配置正面図である。
実施例１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備は、次のような処理機が配置された設備である。洗浄粉砕機１の排出口２に隣接して渦流式円筒分離水槽３が配置され、この渦流式円筒分離水槽３の排出装置４に隣接して流水式比重選別機５が配置されている。更に、流水式比重選別機５の排出機６に隣接して振動分離機７が配置されている。

これらの各処理機が同一の場所に配置されている。図示するように、回収された金属粉砕物とプラスチック粉砕物は、並列して設置したそれぞれの回収袋８に選別した廃プラスチック等が回収されるようになっている。または各処理機に隣接して回収袋８がそれぞれ配置され、これらの回収袋８に選別した廃プラスチック類が回収されるようにすることができる。

洗浄粉砕機１は、装置本体９内に、回転刃と粉砕物を洗浄する水を噴射する噴射機とを有する処理機である。洗浄粉砕機１は、投入口１０から投入される廃プラスチック類を、洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕する。なお、この洗浄粉砕機１で処理する前に、廃自動車のバンパーのように大きな廃プラスチック類については、この洗浄粉砕機１の投入口１０に投入できる程度の大きさに粗破砕処理機又は粗粉砕処理機で処理する。

この洗浄粉砕機１で処理された洗浄粉砕物には、金属粉砕物Ｍ、水より比重の軽い浮きプラスチック粉砕物ＦＰと、金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰとが混在している。本発明は、それぞれの比重の差を利用して、種々の異なるプラスチック類を一か所で選別処理するものである。

＜プラスチック類の比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））＞
本発明の選別設備、選別工程で処理する浮きプラスチック類、軽プラスチック類、重プラスチック類については、次のような比重差で区分けしている。但し、低密度又は高密度の相違、グラスファイバー（ＧＦ）を充填した場合、タルク（滑石）を配合したもの、その他の素材を充填した場合はこれらの数値とは異なる場合がある。
「浮きプラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
０．９１〜０．９６のポリエチレン（ＰＥ）、
０．９０〜０．９１のポリプロピレン（ＰＰ）などがある。

「軽プラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
１．０４〜１．０９のポリスチレン（ＰＳ）、
１．０７〜１．１０のＡＳ樹脂（アクリロニトリルスチレン）、
１．０１から１．０４のＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、などがある。

「重プラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
１．３５から１．４５のポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、
１．１７から１．２０のアクリル樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、
１．３４から１．３９のＰＥＴ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、
１．１９から１．３１のＰＶＡＬ樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）、
１．６５から１．７２のポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、
１．７５から１．７８のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、
１．１３から１．１５のナイロン６６（ポリアミド）（ＰＡ６６）、
１．４２のポリカーボネート（ＰＣ）、
１．３１から１．３８のＰＢＴ樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
１．３４のポリフェニレンスルファイト（ＰＰＳ）、
１．４３から１．５１のポリイミド樹脂（ＰＩ）、
１．２７のポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、
１．２４のポリスルフォン（ＰＳＦ）、
２．１４から２．２のポリテトラフルオンエチレン、フッソ樹脂（ＰＴＦＥ）などがある。
以上が熱可塑性のプラスチックに関するものである。熱可塑性のプラスチックは、加熱すると分子運動が激しくなり軟化、冷却すると固化し、これを繰りかえすことでさまざまな形状にする。用途としては容器包装（フィルム、シート、ボトル）、日用品・雑貨から家電、自動車部材まで広範囲にわたり再利用される。

熱硬化性のプラスチックは、一度硬化したものは加熱しても再び流動性を持つことがない。この性質を活かして食器類、電気機器の基板、ゴルフのシャフトやテニスのラケット、ＦＲＰの船舶などに再利用されることがある。

熱硬化性の「重プラスチック類」としては、比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））が、
１．２１から１．３０のフェノール樹脂（ＰＦ）、
１．４７から１．５２のユリア樹脂（ＵＦ）、
１．４８のメラミン樹脂（ＭＦ）、
１．１０から１．４６の不飽和ポリエステル（ＵＰ）、
１．１から１．５のＰＵ（ポリウレタン）、
１．５５から１．６８のアクリル樹脂、ジアリルフタレート（ＰＤＡＰ）、
１．１１から１．４０のエポキシ樹脂（ＥＰ）などがある。

因みに、「金属」の鉄（Ｆｅ）の比重（密度（ｇ／ｃｍ^３））は７．８７、アルミニウム（Ａｌ）は２．６７、銅（Ｃｕ）は８．９６である。

＜渦流式円筒分離水槽の構成＞
図３は本発明の渦流式円筒分離水槽の一部断面にした概略説明図である。
洗浄粉砕機１で処理された洗浄粉砕物には、上述したように水より比重の軽い浮きプラスチック粉砕物ＦＰ、金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽プラスチック粉砕物ＬＰ、重プラスチック粉砕物ＨＰと金属粉砕物Ｍとが混在している。そこで、洗浄粉砕物について渦流式円筒分離水槽３で選別する。洗浄粉砕機１で処理された洗浄粉砕物は、この渦流式円筒分離水槽３にスクリューコンベアなどの搬送機１１で搬送、投入される。

渦流式円筒分離水槽３は、円筒水槽１２内の水をかき回すプロペラ１３と、金属粉砕物Ｍを沈降させる円筒水槽１２の底部に形成された漏斗状排出口１４と、円筒水槽１２の開口周縁に取り付けられた、渦流水で分離された軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰを取り出す排出装置４それぞれを有する分離水槽である。この排出装置４は軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは渦流水で円筒水槽１２の内壁面において回動するので、円筒水槽１２の開口周縁に取り付けられている。

最初に渦流式円筒分離水槽３では、洗浄粉砕物の中の金属粉砕物Ｍは重たいので渦流水に抗してすぐに沈降する。沈降した金属粉砕物Ｍは円筒水槽１２底部の漏斗状排出口１４から回収する。

洗浄粉砕物の中の軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは渦流水と共に回動し、遠心力により円筒水槽１２の内壁面に集まる。この軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは円筒水槽１２の開口周縁に取り付けられた排出装置４から回収する。

洗浄粉砕物の中の浮きプラスチック粉砕物ＦＰは、渦流水と共に水中で回動しながら水表面に浮上する。更に、円筒水槽１２の開口中央部分に浮いた状態になる。この分離された浮きプラスチック粉砕物ＦＰは、渦流式円筒分離水槽３の開口中央位置に取り付けられた吸引口１６から吸引され、エアダンパ１７を用いて回収袋８に回収される。このとき脱水、乾燥処理をする場合がある。

このように渦流式円筒分離水槽３では、渦流水にあまり影響されない金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは、渦流による遠心力により分離する。この渦流式円筒分離水槽３では、金属粉砕物Ｍとプラスチック粉砕物との分離選別だけでなく、浮きプラスチック粉砕物ＦＰと軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰとの分離選別も同時に行うことができる。因みに、ポリプロピレン（ＰＰ）のタルク強化（タルク配合）されたものは、浮きプラスチック粉砕物ＦＰから軽プラスチック粉砕物ＬＰになり、本発明の渦流式円筒分離水槽３において効率よく分離選別することができた。

＜流水式比重選別機の構成＞
図４は本発明の流水式比重選別機の一部断面にした概略説明図である。
渦流式円筒分離水槽３で選別処理された軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは、スクリューコンベアなどの搬送機１１で流水式比重選別機５に搬送、投入される。流水式比重選別機５は、下向きシリンドリカル形状の底部１９を有する箱型選別水槽２０の長手方向の一端に軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰの投入部２１を有する。流水式比重選別機５は、軽プラスチック粉砕物ＬＰを排出するために、箱型選別水槽２０の投入部２１から他端に向けて回転するパドル２２が複数取り付けられている。これらのパドル２２により箱型選別水槽２０内の水が流れるようになる。

箱型選別水槽２０の底部１９に、その長手方向にスクリューコンベア２３が取り付けられ、分離された重プラスチック粉砕物ＨＰを排出部２４へ搬送するようになっている。なお、スクリューコンベア２３は一例であって他の搬送手段を用いることも可能である。

このように流水式比重選別機５では、この流水中において自然沈降に比較して短時間で重プラスチック粉砕物ＨＰを軽プラスチック粉砕物ＬＰから分離選別することができる。分離選別された軽プラスチック粉砕物ＬＰは、エアダンパ１７を用いて回収袋８に回収される。このとき脱水、乾燥処理をする場合がある。

＜振動分離機の構成＞
流水式比重選別機５で選別された重プラスチック粉砕物ＨＰは、脱水機２４で脱水し、次に振動分離機７で振動させて粒状のプラスチック粉砕物は下方に、粉末状のプラスチック粉砕物は上方に分離する。この振動分離機７は、プラスチック粉砕物を入れる筐体２５と、この筐体２５を振動させる加振機とを有する処理機である。

重プラスチック粉砕物ＨＰは、所定の粒度が良粒度品となり、粉末状の重プラスチック粉砕物ＨＰは再利用の際に取り扱いは煩雑になり不良粒度品となる。そこで、この振動分離機７で不良粒度品から良粒度品を選別する。その後、この良粒度品はエアダンパ１７を用いて回収袋８に回収する。

本発明の選別設備は、このように同一の場所に各処理機を配置した。円筒分離水槽１２の排出装置４に隣接して流水式比重選別機５を配置した。そこで、金属を含む廃プラスチック類について、金属類（金属粉砕物Ｍ）とプラスチック類（プラスチック粉砕物ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）とに分離するだけでなく、プラスチック類についても浮きプラスチック類、重プラスチック類と重プラスチック類の３種類に分離処理することができる。しかも、同じ場所で処理できるので、短時間で分離し、回収することができる。２種類の水槽３，５を用い、比重差を利用して分離するので、処理コストを低減することができる。最終的には４種類に選別処理することができる。

図５は本発明の選別処理方法における具体的な処理工程を示すフロー図である。図６は本発明の選別処理方法における各工程フロー図と、分離選別された粉砕物を示す概略説明図である。
実施例２の選別処理方法は、主に洗浄粉砕工程Ｓ１と、渦流式比重分離工程Ｓ２と、流水式比重分離工程Ｓ３と、振動分離工程Ｓ４と、から成る処理方法である。金属を含む廃プラスチック類について、プラスチック粉砕物ＦＰ，ＬＰ，ＨＰと金属粉砕物Ｍとに比重差で分離し、更にプラスチック類を比重差で数種類に分離する各工程全てを同一の場所に配置した処理機で処理する選別方法である。

洗浄粉砕工程Ｓ１は、洗浄粉砕機１内において、所定の大きさに破砕した金属を含む廃プラスチック類を回転させ、水を噴射して洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕する処理工程である。

第一選別工程は、主に洗浄粉砕物を浮きプラスチック粉砕物ＦＰ、軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰ及び金属粉砕物Ｍの３種類に分離する渦流式比重分離工程Ｓ２である。
渦流式比重分離工程Ｓ２は、洗浄粉砕物を渦流式円筒分離水槽３において、水流に抗して渦流式円筒分離水槽３の中心の水底に金属粉砕物Ｍを沈降させる。回転する水流と共に渦流式円筒分離水槽３の水面かつ中央に浮きプラスチック粉砕物ＦＰを浮遊させて取り出す。金属粉砕物Ｍと浮きプラスチック粉砕物ＦＰの中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰは水流と共に水中で回転させて渦流式円筒分離水槽３の周縁から取り出す。渦流式比重分離工程Ｓ２は、渦流により各粉砕物の比重差を利用して３種類に分離する。

第二選別工程は、第一選別工程の渦流式比重分離工程Ｓ２で分離した軽プラスチック粉砕物ＬＰと重プラスチック粉砕物ＨＰの混合物を軽プラスチック粉砕物ＬＰと重プラスチック粉砕物ＨＰの２種類に分離する流水式比重分離工程Ｓ３である。

流水式比重分離工程Ｓ３は、軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰを、流水式比重選別機５において表層の水をパドル２２でかきながら流水を形成し、比重の軽い軽プラスチック粉砕物ＬＰと、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物ＨＰとに比重差で２種類に分離する処理工程である。自然沈降では長時間を要するが、流水を用いることで重プラスチック粉砕物ＨＰから軽プラスチック粉砕物ＬＰを短時間で分離選別することができる。

＜塩水を利用した分離法＞
流水式比重分離工程Ｓ３においては、一般的には水を利用して分離選別する。しかし、塩水を利用して分離選別することも可能である。例えば、ＰＥＴボトルをキャップ、ラベルが付いた状態のまま破砕、洗浄する。ボトル本体はＰＥＴであるが、ボトルに巻きつけてあるラベルはＰＳ、キャップはＰＰである。このままでは複数の種類のプラスチックが混在した状態で再利用できない。各プラスチックの比重は、上述したように本体（ＰＥＴ）が一番重く１．３４〜１．３９、ラベル（ＰＳ）が次いで１．０４〜１．０９、キャップ（ＰＰ）が最も軽く０．９０〜０．９１である。キャップ（ＰＥ）は水に浮き、本体ＰＥＴ、ラベル（ＰＳ）は沈降する。

まず、破砕物を水の水槽を通すことにより、キャップ（ＰＰ）が分離する。本体（ＰＥＴ）、ラベル（ＰＳ）は共に水に沈降するが、ラベル（ＰＳ）の比重は水より僅かに重いだけである。そこで水に塩を加え、その塩水の比重をＰＳの１．０４〜１．０７以上、本体のＰＥＴの比重よりは軽い１．３８以下にすれば、本体のＰＥＴは沈降し、ラベルのＰＳは浮き、本体のＰＥＴ部分のみを分離抽出できる。この塩水を利用する分離選別は、流水式比重分離工程Ｓ３に限らず渦流式比重分離工程Ｓ２にも利用することができる、

流水式比重分離工程Ｓ３の次に、軽プラスチック粉砕物ＬＰを回収する前に軽プラスチック粉砕物の水分を除去する軽プラスチック粉砕物脱水工程Ｓ５を設ける。

同じく、流水式比重分離工程Ｓ３の次に、重プラスチック粉砕物を振動分離工程Ｓ４に入る前に重プラスチック粉砕物ＨＰの水分を除去する重プラスチック粉砕物脱水工程Ｓ６を設ける。

振動分離工程Ｓ４は、重プラスチック粉砕物ＨＰを、振動分離することで、粒状のプラスチック粉砕物と粉末状のプラスチック粉砕物とに２種類に分離する処理工程である。

本発明の選別処理方法では、洗浄粉砕工程Ｓ１と、粉砕物を３種類に分離する渦流式比重分離工程Ｓ２と、軽・重プラスチック粉砕物ＬＰ，ＨＰを２種類に分離する流水式比重分離工程Ｓ３と、重プラスチック粉砕物ＨＰを２種類に分離する振動分離工程Ｓ４とから成るので、２種類の水槽２，３を用い、比重差を利用して分離し、処理コストを低減することができる。しかも、燃焼処理工程は含まないので、環境に悪影響を及ぼすことがなく、処理コストが高騰することがない。

なお、本発明は、廃プラスチック類の比重差を利用して選別するが、分離に使用する水を異なる形態で流動させ、かつこれを組み合わせることにより、複数種類の廃プラスチック類を迅速に分離、選別することができ、しかも細かく選別することができることができれば、上述した発明の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明は、廃車になったバンパー、インパネ（インストルメントパネル）など主に金属を含む廃プラスチック類を再資源化する際に利用できる。

１ 洗浄粉砕機
３ 渦流式円筒分離水槽
４ 排出装置
５ 流水式比重選別機
６ 排出機
７ 振動分離機
９ 装置本体
１２ 円筒水槽
１３ プロペラ
１４ 漏斗状排出口
１６ 吸引口
１９ 底部
２０ 箱型選別水槽
２１ 投入部
２２ パドル
２５ 筐体
Ｓ１ 洗浄粉砕工程
Ｓ２ 渦流式比重分離工程
Ｓ３ 流水式比重分離工程
Ｓ４ 振動分離工程
Ｓ５ 軽プラスチック粉砕物脱水工程
Ｓ６ 重プラスチック粉砕物脱水工程
Ｍ 金属粉砕物
ＦＰ 浮きプラスチック粉砕物
ＬＰ 軽プラスチック粉砕物
ＨＰ 重プラスチック粉砕物

Claims (8)

1. 処理機を用いて金属を含む廃プラスチック類を、各プラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）と金属粉砕物（Ｍ）に分離し、更にプラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）を比重差で数種類に分離選別する金属を含む廃プラスチック類の選別設備であって、
   金属を含む廃プラスチック類について洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕するために、装置本体（９）に回転刃と粉砕物を洗浄する水を噴射する噴射機を有する洗浄粉砕機（１）と、
   前記洗浄粉砕機（１）で洗浄粉砕された洗浄粉砕物を、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）と、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）の中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）とに水の渦流と比重差で分離するために、円筒水槽（１２）内の水をかき回すプロペラ（１３）と、沈降した金属粉砕物（Ｍ）を排出させる該円筒水槽（１２）の底部に形成された漏斗状排出口（１４）と、該円筒水槽（１２）の開口周縁に取り付けられた、分離された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を取り出す排出装置（４）それぞれを有する渦流式円筒分離水槽（３）と、
   前記渦流式円筒分離水槽（３）で分離選別された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を、比重の軽い軽プラスチック粉砕物と、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物（ＨＰ）とに比重差で分離するために、箱型選別水槽（２０）の上面に取り付けられた複数のパドル（２２）と、該箱型選別水槽（２０）の底部に取り付けられた、沈降した重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を排出する排出機（５）と、を有する流水式比重選別機（５）と、
   前記流水式比重選別機（５）で選別された重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を、振動させて粒状のプラスチック粉砕物は下方に、粉末状のプラスチック粉砕物は上方に分離するために、プラスチック粉砕物を入れる筐体（２５）と、該筐体（２５）を振動させる加振機と、を有する振動分離機（７）と、を備え、
   前記洗浄粉砕機（１）に隣接して前記渦流式円筒分離水槽（３）を配置し、該渦流式円筒分離水槽（３）に隣接して前記流水式比重選別機（５）を配置し、該流水式比重選別機（５）に隣接して前記振動分離機（７）を同一の場所に配置した、ことを特徴とする金属を含む廃プラスチック類の選別設備。
2. 前記渦流式円筒分離水槽（３）の開口中央位置に、分離された浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）を回収するための吸引口（１６）を取り付けた、ことを特徴とする請求項１の金属を含む廃プラスチック類の選別設備。
3. 前記流水式比重選別機（５）は、下向きシリンドリカル形状の底部（１９）を有する箱型選別水槽（２０）の長手方向の一端に軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）の投入部（２１）を有し、
   軽プラスチック粉砕物（ＬＰ）を排出するために、該投入部（２１）から他端に向けて回転するパドル（２２）が、該箱型選別水槽（２０）の開口に長手方向に複数取り付けられ、
   該箱型選別水槽（２０）の底部（１９）に、その長手方向にスクリューコンベア (２３)が取り付けられ、沈降分離された重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を前記排出機（６）へ搬送するように構成した、ことを特徴とする請求項１又は２の金属を含む廃プラスチック類の選別設備。
4. 金属を含む廃プラスチック類について、プラスチック粉砕物（ＦＰ，ＬＰ，ＨＰ）と金属粉砕物（Ｍ）とに比重差で分離し、更に分離されたプラスチック類を比重差で数種類に分離する各工程全てを同一の場所に配置した処理機で選別処理する金属を含む廃プラスチック類の選別処理方法であって、
   金属を含む廃プラスチック類について、回転させ、水を噴射して洗浄しながら所定の形状及び大きさに粉砕する洗浄粉砕工程（Ｓ１）と、
   廃プラスチック類の粉砕物を、渦流式円筒分離水槽（３）において水流に抗して水底に沈降する金属粉砕物（Ｍ）と、回転する水流と共に浮遊する浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）と、金属粉砕物（Ｍ）と浮きプラスチック粉砕物（ＦＰ）の中間の比重を有する軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）は水流と共に回転させて各比重差で３種類に選別する渦流式比重分離工程（Ｓ２）と、
   選別された軽・重プラスチック粉砕物（ＬＰ，ＨＰ）を、流水式比重選別機（５）において表層の水をかきながら、比重の軽い軽プラスチック粉砕物（ＬＰ）と、水底に沈降する比重の重い重プラスチック粉砕物（ＨＰ）とに比重差で２種類に選別する流水式比重分離工程（Ｓ３）と、
   前記重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を、振動分離することで、粒状のプラスチック粉砕物と粉末状のプラスチック粉砕物とに２種類に選別する振動分離工程（Ｓ４）と、から成る、ことを特徴とする金属を含む廃プラスチック類の選別処理方法。
5. 前記流水式比重分離工程（Ｓ３）の次に、軽プラスチック粉砕物（ＬＰ）を回収する前に該軽プラスチック粉砕物の水分を除去する軽プラスチック粉砕物脱水工程（Ｓ５）を有する、ことを特徴とする請求項４の金属を含む廃プラスチック類の選別処理方法。
6. 前記流水式比重分離工程（Ｓ３）の次に、重プラスチック粉砕物（ＨＰ）を振動分離工程（Ｓ４）に入る前に該重プラスチック粉砕物（ＨＰ）の水分を除去する重プラスチック粉砕物脱水工程（Ｓ６）を有する、ことを特徴とする請求項４又は５の金属を含む廃プラスチック類の選別処理方法。
7. 前記渦流式比重分離工程（Ｓ２）において塩水を用いる、ことを特徴とする請求項４、５又は６の金属を含む廃プラスチック類の選別処理方法。
8. 前記流水式比重分離工程（Ｓ３）において塩水を用いる、ことを特徴とする請求項４、５、６又は７の金属を含む廃プラスチック類の選別処理方法。