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WO2008004600A1 - Method of separating mixed plastic - Google Patents

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WO2008004600A1
WO2008004600A1 PCT/JP2007/063408 JP2007063408W WO2008004600A1 WO 2008004600 A1 WO2008004600 A1 WO 2008004600A1 JP 2007063408 W JP2007063408 W JP 2007063408W WO 2008004600 A1 WO2008004600 A1 WO 2008004600A1
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water
cylindrical tank
plastic
water slurry
waste
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Kozo Toida
Kazumasa Mizuno
Minoru Nakashima
Hitoshi Nagasawa
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Teijin Fibers Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a method for separating plastic made of a composite material.
  • Patent Document 1 As a method of separating a plastic composite material into a single material, a method of separating by specific gravity separation using a gas flow (for example, see Patent Document 1) is known. is there. However, the purity of plastics separated in gas is only about 60 to 70%, and it is difficult to carry out the recycling method for the same use as the virgin material.
  • Patent Document 2 As a method of separating plastics with a specific gravity of more than 1.0 and plastics of less than 1.0, there is a method of putting plastic into an open water tank and separating it into one that has settled and one that floats (for example, Patent Document 2). 3). In this method, when polystyrene and polyester having a specific gravity exceeding 1.0 are mixed, it is difficult to separate them.
  • waste plastic water slurry is supplied to the center of the sorting device filled with a cylindrical liquid with upper and lower drainage ports, and the specific gravity is lowered from the upper outlet by upward and downward flow while rotating by swirling flow.
  • a method of recovering high specific gravity plastic from the lower outlet see, for example, Patent Document 4.
  • the liquid flow rate is in the low flow rate range, there is a problem that a very large facility is required for large-scale processing.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-6 3 9 4 1
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 4 8-1 0 0 7 6 0
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 4_3 2 6 9 5 5
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 9 1 1 5 0 4 1 7
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 2 00 0-2 8 8 4 2 2 2007/063408
  • An object of the present invention is directed to polyethylene terephthalate pottor waste mainly composed of polyethylene and Z or polypropylene, polystyrene, and polyester, and can process a large amount of high-purity polyester components continuously and has a high recovery rate.
  • the purpose of this is to provide a separate collection method.
  • High-purity polyester can be recovered from polyethylene terephthalate potter waste containing polyethylene and / or polypropylene, polystyrene, and polyester by using a method for separating waste plastics, which is characterized by separation using a separation device having The method of sorting by rate has been completed.
  • Speed is 1.5 mZ seconds or more from one or more water slurry supply ports
  • Polyester which is a high-purity, high-specific gravity plastic from polyethylene terephthalate bottle scraps containing polyethylene and Z or polypropylene, polystyrene, and polyester by using the waste plastic separation method using the separation device described below. Can be separated with a high recovery rate and is extremely useful.
  • this method it is possible to simultaneously collect and collect polystyrene, which is medium specific gravity plastic, and polyethylene, Z, or polypropylene, which are low specific gravity plastics.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of equipment (sorting device) used in carrying out the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view of an example of a cylindrical tank used in the step (b) of the present invention.
  • waste plastic is mainly The case of a crushed bottle made of ethylene terephthalate (waste polyethylene terephthalate bottle) will be described in detail with reference to the drawings.
  • This is a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to the case where the waste plastic is a waste polyethylene terephthalate bottle or the same equipment as in FIG.
  • the waste polyethylene terephthalate pottor 1 is composed of a waste polyethylene terephthalate bottle supply port 5 and water 2 is discharged from the water supply port 7 into a mixing tank 4 having a discharge port 4a at the bottom. Next, the waste polyethylene terephthalate bottle and water are mixed by the stirrer 6 to prepare a uniform water slurry of the waste polyethylene terephthalate pot.
  • the concentration of the waste polyethylene terephthalate pottor in the water slurry can be arbitrarily selected by adjusting the amount of waste polyethylene terephthalate pottor or the amount of water supplied.
  • concentration of waste polyethylene terephthalate is high, uniform mixing of the water slurry becomes difficult.
  • the concentration of the waste polyethylene terephthalate bottle in the water slurry is necessary to achieve the purpose. Is 0.1 weight. More than 10% by weight. / 0 or less is preferable.
  • the size of the waste polyethylene terephthalate bottle is not particularly limited. However, if the size of the crush is smaller, As the fracture surface increases, the crushing surface becomes fluffy, and the waste polyethylene terephthalate bottles become more entangled, so the size of the crushing is 8 mn! About 20 mm is most preferable.
  • the crusher for crushing there is no particular limitation on the crusher for crushing to this size, and a breaker usually used for crushing plastic can be preferably used.
  • the stirring strength is sufficient if the water slurry of the waste polyethylene terephthalate bottle can be uniformly mixed.
  • the stirring blade all the usual stirring blades such as paddle blade and turbine blade can be used. .
  • the water slurry of the mixed waste polyethylene terephthalate bottle is extracted from the mixing tank by the slurry pump 8 and transported to the next process.
  • the water slurry is supplied from the cylindrical curved surface constituting the inside of the cylindrical tank 9 to the tangential direction of the circular circle of the circular cylindrical surface of the water slurry supply port of one or more waste polyethylene terephthalate bottles 1 0 From the inside of the cylindrical tank to form a swirling flow of water.
  • the cylindrical tank 9 has a cylindrical bus line in the vertical direction, and has an overflow port 11 and an outlet port and a connecting pipe 12 in addition to the water slurry supply port 10. And it is comprised so that the filler in a cylindrical tank can be extracted out of a cylindrical tank from an extraction port and a connecting pipe.
  • the water slurry feed rate of the waste polyethylene terephthalate pot from the waste polyethylene terephthalate bottle slurry supply port 10 to the inside of the cylindrical tank is important. If the water slurry supply speed is too high, the polyester component in the waste plastic does not move downward due to centrifugal force, but tends to stay in the center of the inner wall of the cylindrical tank. At this time, a part of the thin-film waste plastic (mainly composed of polyethylene and polystyrene) such as the components constituting the label that is the object to be separated is a polyester that constitutes a polyethylene terephthalate potol It tends to occur that it is taken into the component or the label component adheres to the surface of the polyester component.
  • the water slurry supply speed into the cylindrical tank needs to be 1.5 mZ seconds or less, preferably 0.1 to 1.5 m seconds or less, and more preferably 0.5 to 1.25 mZ seconds or less. If the water slurry supply speed is appropriate, the waste polyethylene terephthalate pot in the supplied water slurry will not turn and will not overlap. Accordingly, the polyester component, which is a high specific gravity plastic, settles down the cylindrical tank.
  • high specific gravity plastic represents a plastic with a specific gravity of 1.2 to 2.0
  • medium specific plastic represents a plastic with a specific gravity of 1.0 to less than 1.2
  • a low specific gravity plastic has a specific gravity of 0.7. This represents a plastic of less than 1.0.
  • Polyethylene and Z or polypropylene (corresponding to low specific gravity plastic) with a specific gravity of less than 1.0 are taken out from the overflow port 11 along with the water flow separated from the polyester component and swirling in the cylindrical tank.
  • the label of polyethylene terephthalate bottles whose main component is polystyrene lb (corresponding to medium specific gravity plastic) whose specific gravity is smaller than 1.0, although the specific gravity is smaller than polyester, is the swirling flow of the supplied water 2 ' Ascending speed of the cylindrical tank in the vertical direction due to 2 2 4 It is taken out from the overflow port 11 together with the water stream 2 2 that rises in the vertical direction of the cylindrical tank while turning without being mixed into the water side.
  • the polyester component is also swirled by the water flow 2 2 like the polystyrene. Mixed in.
  • the rate of water rise is in the range of 2 mm / sec to 2 O mm nosec. is there. More preferably, the stable high fraction collection capacity can be maintained by setting the speed to 2 mm / sec to 10 ni mZ seconds.
  • the vertical distance 23 from the waste polyethylene terephthalate bottle water slurry supply port 10 to the overflow port 11 is set to 0.4 to 5.0 times the cylindrical tank inner diameter 21. High separation performance can be achieved. More preferably, the vertical distance 23 is set to 0.4 times to 1.0 times.
  • polyester which is a high specific gravity plastic, settles.
  • the polyester component 1c is extracted from the lower part of the cylindrical tank and from the connecting pipe 12 to the outside of the cylindrical tank by the transfer equipment 13 such as a screw conveyor.
  • a high specific gravity component sedimentation tank for storing high specific gravity plastic components may be installed between the cylindrical tank and the transport facility according to the amount of processing, and the form may be taken out from the sedimentation tank.
  • the removed polyester component which is a high specific gravity component, can be dehydrated and dried by a known technique and recovered as a high-purity polyester component 1c.
  • polyethylene and / or polypropylene taken out from the overflow port 11 and water slurry of polystyrene contain almost no polyester component.
  • the components taken out from the overflow port 1 1 are separated from the medium specific gravity plastic take-out port 1 6 by a general separation device that uses the specific gravity difference of the centrifuge 15 or the like through the transport pump 14.
  • the polystyrene component 1b to be taken out can be easily separated into water containing polyethylene and Z or polypropylene component 1a to be taken out from the low specific gravity plastic outlet 17.
  • this component is separated into polyethylene and / or polypropylene component 1 a and water 3, and polyethylene and Z or polypropylene 1 a are separated.
  • the polyester component lc recovered by using this facility can achieve a purity of 99.8% or more and a recovery rate of 99.0% or more.
  • polyethylene and Z or polypropylene 1a that can be recovered simultaneously as described above can achieve 99.5% or more in both purity and recovery.
  • waste plastics can be processed at a processing speed of several tons Z or more, and even when the amount of processing is reduced, the water slurry concentration can be adjusted to prevent separation / recovery capacity from decreasing. It is a method.
  • Example 1 The contents of the present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
  • the recovery rate was calculated based on the following formula.
  • the dry weight was measured after being held at 105 ° C for 1 day and after cooling to room temperature. Recovery and purity were measured and evaluated as follows.
  • Recovery rate dry weight of plastic sorted at each location X purity of target plastic component Z dry weight of target component in waste plastic
  • the target sample was mixed with water and allowed to stand until it was divided into suspended components and sediment components.
  • the floating component was separated and dried, and the weight was measured as a polypropylene 'polyethylene component. Take out the above sedimentation component, specific gravity 1.
  • the sediment component was a polyester component.
  • Purity 1 was calculated by the following formula for the sample taken from the bottom of the cylindrical tank.
  • Purity 1 Weight of the polyester component obtained by the above operation Total weight of the target sample taken from the bottom of the cylindrical tank before the purity measurement operation Purity 2 is for the sample taken from the cylindrical tank overflow port, Calculated by the following formula.
  • Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 show the number of water slurry supply ports, the water slurry supply speed, the ascending speed of the cylindrical tank in the vertical direction, and the water slurry to the overflow port.
  • a separation experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the vertical distance was changed to the conditions described in Tables 1 to 5.
  • Example 8 a separation experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that a waste polyethylene terephthalate bottle was broken to a size of 20 mm. Detailed results are summarized in Tables 1-5. The evaluation items of the experiment are the purity and recovery rate of the separated products.
  • Vertical distance is a numerical value indicating the vertical distance from the water slurry supply port to the overflow port in the cylindrical tank as a multiple of the cylindrical tank inner diameter.
  • Recovery rate 1 refers to the recovery rate of polyester components recovered from waste pet bottles.
  • Recovery rate 2 refers to the recovery rate of polyethylene and polyethylene or polypropylene components recovered from waste pet pots.
  • Example 4 Example 5
  • Example 6 One location of water slurry 1 1 1 Number of supply ports

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

P T/JP2007/063408
混合プラスチックの分別方法 技術分野 ―
本発明は複合素材からなるプラスチックの分別方法に関する。 特に 再利用を目的とする一般廃棄物中及ぴ産業廃棄物中のポリエチレンテ レフタレート製ポトル屑に含まれるポリエチレン及ぴノ又はポリプロ 明
ピレン等の軽比重プラスチックと、 ポリエチレンテレフタレート等の ポリエステル系プラスチックの比重の差を利用した混合プラスチック 書
の分別方法に関する。 背景技術 ）
資源保護のため、 廃棄物から再利用可能な資源を回収し、 しかるべ き処理を施して再ぴ役立てること、 すなわち資源のリサイクルは現代 社会における極めて重要な課題である。 なかでもプラスチック類は有 限の資源である石油を主原料とする上、 廃棄物として処理するにも多 くの環境問題を発生しやすく、 リサイクルの重要性が大きい。 比較的 分別収集の進んでいるポリエチレンテレフタレート製ボトル等を含め 廃棄プラスチック類は、 食品、 化粧品、 洗剤等の容器類として使用さ れたものの占める割合が大きい。 これらポリエチレンテレフタレート 製ボトル等はキヤップ部分に軽比重プラスチック類であるポリェチレ ン及び/又はポリプロピレンが、 また、 ラベル等にはポリエチレン及 びポリスチレンが多く使用されている。 リサイクルする上ではこれら のプラスチックを効率的に、 高精度に分別する必要がある。 リサイク ル活動を進めていく上で分別精度と回収率を上げながら、 このような 分別精度も上げることのできる技術が要望されている。
プラスチックの複合素材を単一素材に分別する方法と して気体流を 利用した比重分別で分離する方法 （例えば特許文献 1参照。） が公知で ある。しかし、気体中では分別したプラスチックの純度は 6 0〜 7 0 % 程度にとどまり、 バージンの材科と同じ用途に用いるという リサイク ル方法を行うことが困難である。 また、 比重が 1 . 0を超えるプラス チックと 1 . 0未満のプラスチックの分別方法として開放水槽にブラ スチックを投入し、 沈降したものと浮遊したものに分離する方法があ る （例えば特許文献 2、 3参照。）。 この方法では、 比重が 1 . 0を超 えるポリスチレンとポリエステルが混在している場合には両者を分別 することが困難である。
更に、 上下に排水口を有する円筒形状の液体が充満された選別装置 内の中央に廃棄プラスチックの水スラリーを供給し、 旋回流により旋 回しながら上昇流及ぴ下降流により上部排出口から低比重プラスチッ クを下部排出口から高比重プラスチックを回収する方法も提案されて いる （例えば特許文献 4参照。）。 しかしこの方法においては液成分の 下降流が存在する為、 液流れにより主に高比重プラスチックの純度を 9 9 %以上にアップさせることは現実的には困難である。 また、 液流 れの速度が低流速範囲であることから大規模処理をする際には非常に 大きな設備が必要となる等の問題がある。 これらとは別に、 液体サイ クロン形状を持つ液体比重分離機により廃棄プラスチックの水スラリ 一から単一素材のプラスチックに分別する方法も提案されている （例 えば特許文献 5参照。）。 しかし、 これらの設備は一般に処理可能量が 小さなものが多く、 大規模な処理量に対応できない。 そのため、 処理 量が増加する場合には多数の分離装置を設置する必要があり、 経済的 に有効とはいえないという欠点もある。
(特許文献 1 ) 特開平 6— 6 3 9 4 1号公報
(特許文献 2 ) 特開昭 4 8— 1 0 0 7 6 0号公報
(特許文献 3 ) 特開平 4 _ 3 2 6 9 5 5号公報
(特許文献 4 ) 特開平 9一 1 5 0 4 1 7号公報
(特許文献 5 ) 特開 2 0 0 0— 2 8 8 4 2 2号公報 2007/063408
3
発明の開示
発明が解決しようとする課題
本発明は、 上記のような従来技術の課題を背景になされたものであ る。 本発明の目的は、 主としてポリエチレン及び Z又はポリプロピレ ン、 ポリスチレン、 並びにポリエステルから構成されるポリエチレン テレフタレート製ポトル屑を対象とし、 高純度のポリエステル成分を 連続的に大量に処理でき、 かつ、 高回収率で分別回収する方法を提供 することにある。 課題を解決するための手段
本発明者らは、 上記した従来技術に鑑み鋭意検討を重ねた結果、 予 め破碎された廃棄プラスチックから特定比重のプラスチックを回収す る方法であって、 下記 （a ) 〜 （d ) の工程を持つ分別装置を用いて 分離することを特徴とする廃棄プラスチックの分離方法を用いること によりポリエチレン及び/又はポリプロピレン、 ポリスチレン、 並ぴ にポリエステルを含むポリエチレンテレフタレート製ポトル屑から高 純度のポリエステルを高回収率で分別する方法を完成するに至った。
( a ) 破砕された廃棄プラスチック供給口及び水供給口を有し、 下部 に抜き出し口を有する混合槽において、 破碎された廃棄プラスチック を該破砕された廃棄プラスチック供給口から、 水を該水供給口から該 混合槽内に供給し、 該破碎された廃棄プラスチックと該水を混合槽内 で混合して水スラリーをなし、 該抜き出し口から抜き出し、 搬送設備 にて廃棄プラスチックの水スラリーを工程 （b ) に搬送する工程
( b ) 水スラリー供給口、 オーバーフロー口及び下部に抜き出し口を 有し母線が鉛直方向にある円筒槽と、 該円筒槽の下部にある抜き出し 口に連結管を介して該円筒槽内部の充填物を外部に取り出すための搬 送設備を有する装置に対し、 該円筒槽内に水の旋回流れが生じるよう に該円筒槽内部を構成する円柱曲面から該円柱曲面の円の接線方向に 設置された 1箇所以上の水スラリ一供給口より速度が 1 . 5 mZ秒以 下で工程 （ a ) の廃棄プラスチックの水スラ リーを円筒槽内部へ供給 する工程
( c ) 該円筒槽内部を水の旋回流れによる該円筒槽の鉛直方向への上 昇速度が 2〜 2 0 m m /秒である水流により、 水スラリ一供給口から 上方の鉛直方向への距離が該円筒槽内径の 0 . 4〜5 . 0倍になるよ うに該円筒槽上部に設置されたオーバーフロー口から、 廃棄プラスチ ックの水スラリ一中の低 · 中比重プラスチックを水と共に排出すると 同時に、 廃棄プラスチックの水スラリ一中の高比重プラスチックを円 筒槽下部に沈降させる工程
( d ) 沈降した高比重プラスチックを水スラ リー中より搬送設備を用 いて排出する工程 発明の効果
以下に説明する分離装置を用いた廃棄プラスチック分別方法を使用 することによりポリエチレン及び Z又はポリプロピレン、 ポリスチレ ン、 並びにポリエステルを含むポリエチレンテレフタ レー ト製ボ トル 屑から高純度の高比重プラスチックであるポリエステルを高回収率で 分別することができ、 極めて有用である。 また、 本方法によれば同時 に中比重プラスチックであるポリスチレンと、 低比重プラスチックで あるポリエチレン及ぴ Z又はポリプロピレンをも同時に分別回収する ことも可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施する際に用いる設備 （分別装置） の一例の説明 図である。
図 2は本発明の工程 （b ) に用いる円筒槽の一例の説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 廃棄プラスチックが主にポリ エチレンテレフタレートからなるボ トルの破砕物 （廃棄ポリエチレン テレフタレート製ボトル）である場合を、図を用いて詳細に説明する。 これは本発明の好ましい一形態ではあるが、 廃棄プラスチックが廃棄 ポリエチレンテレフタレート製ボトルである場合や図 1 と全く同じ設 備を用いた場合に限定されるものではない。 主にポリエチレンテレフ タレートからなるとは、 廃棄プラスチック中 7 0重量％以上 1 0 0重 量0 /0以下が廃棄ポリエチレンテレフタレートからなることを表す。
予め破砕機により破砕されたポリエチレン及び/又はポリプロピレ ン 1 a、 破碎されたポリスチレン 1 b、 並びに破枠されたポリエステ ル 1 c ( 1 aから 1 cは取り出し口から回収されたプラスチックを示 す。）から構成される廃棄ポリエチレンテレフタレート製ポトル 1は廃 棄ポリエチレンテレフタレート製ボトル供給口 5から、 また、 水 2は 水供給口 7からそれぞれ下部に抜き出し口 4 a のある混合槽 4に投入 される。 次に撩拌機 6により廃棄ポリエチレンテレフタレート製ボト ルと水は混合されながら均一な廃棄ポリエチレンテレフタレート製ポ トルの水スラリ一が調製される。
その水スラリ一を調整する際及ぴ下部の抜き出し口 4 aから水スラ リーを抜き出すまで貯蔵する際の温度 ·圧力に特に限定はないが、 操 作が容易な点から常温、 常圧が好ましい。 この際、 水スラリー中の廃 棄ポリエチレンテレフタレート製ポトルの濃度は廃棄ポリエチレンテ レフタレート製ポトル供給量又は水の供給量を調整することで任意に 選ぶことができる。 しかし、 廃棄ポリエチレンテレフタレート製ポト ルの濃度が高くなると水スラリーの均一混合が困難になる。 また、 次 工程の円筒槽内における、 各プラスチックの分離回収に影響を与える 水の旋回流れの形成が困難となるため、 目的を達成するには水スラリ 一中の廃棄ポリエチレンテレフタレート製ボ トルの濃度は 0 . 1重. 量％以上 1 0重量。 /0以下であることが好ましい。
また、 廃棄ポリエチレンテレフタ レート製ボトルの破碎の大きさは 特に限定されるものではない。 しかし、 破砕の大きさが小さくなると 破碎面が増加することにより破砕面の毛羽立ちが起こり、 廃棄ポリェ チレンテレフタレート製ボトル同士の絡まりが多くなる為、 破砕の大 きさは 8 m n！〜 2 0 m m程度が最も好ましい。 この大きさに破砕する ための破砕機に関しては特に限定はなく、 プラスチックを破砕するの に通常用いられている破碎機が好ましく用いることができる。 更に、 攪拌強力は廃棄ポリエチレンテレフタ レート製ボトルの水スラ リーを 均一に混合できる強さであればよく、 攪拌翼としてはパドル翼、 ター ビン翼等通常使用されるすべての攪拌翼が使用できる。
混合された廃棄ポリエチレンテレフタ レート製ボトルの水スラ リ一 はスラリーポンプ 8により混合槽から抜き出され、 次工程に搬送され る。 次に水スラリ一は円筒槽 9の内部を構成する円柱曲面からその円 柱曲面の円の接線方向に設置された 1箇所以上の廃棄ポリエチレンテ レフタレ一ト製ボトルの水スラリ一供給口 1 0から円筒槽内部で水の 旋回流れを形成するように供給される。 円筒槽 9はその円筒形状の母 線は鉛直方向にあり、 水スラリー供給口 1 0の他にオーバーフロー口 1 1 と下部に抜き出し口及び連結管 1 2を有する。 そして円筒槽内の 充填物が抜き出し口及び連結管から円筒槽外部に抜き出せるように構 成されている。
この廃棄ポリエチレンテレフタレー ト製ボ トルのスラ リ一供給口 1 0から円筒槽内部への廃棄ポリエチレンテレフタ レ一ト製ポトルの水 スラリ一供給速度は重要である。 水スラリ一供給速度が速すぎると、 遠心力により廃棄プラスチック中のポリエステル成分が円筒槽下方に 移動せず、 円筒槽内壁の中央部に滞留する傾向が高い。 この時、 分離 対象物であるラベルを構成している成分等の薄膜状の廃棄プラスチッ ク （主にポリエチレン、 ポリスチレンよ り構成されている） の一部が ポリエチレンテレフタレート製ポトルを構成しているポリエステル成 分内に取り込まれること、 或いはそのポリエステル成分表面へラベル 成分が付着することが発生しやすくなる。 その結果、 ポリエチレン及 びノ又はポリプロピレン並びにポリスチレンと、 ポリエステルの分離 性能が低下する。 また、 水スラ リー供給速度が速すぎる場合には円筒 槽内では円筒槽の上方から下方への水流はなくなり、 円筒槽の下方か ら上方への水流のみが存在するようになる。 故に、 局所的に廃棄ポリ エチレンテレフタレート製ボトルの水スラリ一供給口 1 0からオーバ 一フロー口 1 1への上方の鉛直方向への上昇速度が所定の範囲を超え た状態が発生し、 この円筒槽内を上昇する水流によりポリエステル成 分がオーバーフロー口 1 1に混入し、 回収率も低下する。 このため、 円筒槽内部への水スラリ一供給速度は 1 . 5 mZ秒以下である事が必 要であり、 好ましくは 0 . 1〜1 . 5 m 秒以下であることであり、 より好ましくは 0 . 5〜1 . 2 5 mZ秒以下とすることである。 水ス ラリ一供給速度が適切であると、 供給された水スラリー中の廃棄ポリ エチレンテレフタレート製ポトルは旋回しながら小片どうしの重なり 等が起こることがない。 従って、 高比重プラスチックであるポリエス テル成分が円筒槽下方へ沈降する。
ここで高比重プラスチックとは比重 1 . 2以上 2 . 0以下のプラス チックを表し、 中比重プラスチックとは比重 1 . 0以上 1 . 2未満の プラスチックを表し、 低比重プラスチックとは比重 0 . 7以上 1 . 0 未満のプラスチックを表す。
また上記の水スラリ一供給速度で円筒槽内部に供給された水スラリ 一を構成する水の大部分は、 ゆっく りと旋回しながら上昇する水流 2 2を形成し水スラリ一供給口 1 0より上方にあるオーバーフロー口 1
1より排出される。 比重が 1 . 0より小さいポリエチレン及び Z又は ポリ プロピレン （低比重プラスチックに該当） は、 ポリエステル成分 とは分離されて円筒槽内を旋回する水流に伴ってオーバーフロー口 1 1から取り出される。また、ポリエステルよりは比重が小さいものの、 比重が 1 . 0よりも大きなポリスチレン l b (中比重プラスチックに 該当） を主成分とするポリエチレンテレフタレート製ボトルのラベル 等は、 供給された水の旋回流れ 2 '2による円筒槽の鉛直方向への上昇 速度 2 4が 2 m mZ秒以上となるようにすることにより、 ポリエステ ル側に混入することなく、 旋回しながら円筒槽の鉛直方向へ上昇する 水流 2 2 と共にオーバーフロー口 1 1から取り出される。
—方円筒槽内の水の旋回流れ 2 2による円筒槽の鉛直方向への上昇 速度 2 4が 2 0 m m /秒を超えるとポリエステル成分もポリスチレン と同様に水の旋回流れ 2 2によりオーバーフロー口側に混入する。 高 比重成分と してのポリエステル回収率が低下を防止し、 高回収率を維 持するためには水の上昇速度は 2 m m /秒〜 2 O m mノ秒の範囲とす ることが重要である。 更に好ましくは 2 m m/秒〜 1 0 ni m Z秒とす ることで安定した高分別回収能力を維持することができる。 この上昇 速度を 2〜 2 0 m m /秒の間に設定するには、 廃棄ポリエチレンテレ フタレート製ボトルの水スラリ一供給口からの水スラリ一供給速度、 水スラリ一供給口の数、 水スラリ一の濃度及び水スラリ一供給量と、 円筒槽の直径、 高さ等のサイズパランスから適宜設定することができ る。 このように廃棄ポリエチレンテレフタレート製ポトルの水スラリ 一供給口 1 0とオーバーフロ一口 1 1の間にて水の上昇する水流によ りオーバーフロー口側に持ち込まれる廃棄プラスチックを精密分離し ている。
この水スラリ一供給口 1 0 とオーバーフロー口 1 1の距離が短い場 合には分離時間がとれずポリエステル成分のオーバーフロー口側への 混入割合が増加する。 一方、 その距離が長い場合には円筒槽の装置サ ィズが大きくなる他、 ポリプロピレン及び/又はポリエチレンとポリ エステルの中間比重となるポリスチレン成分が装置内に滞留する等の 問題が発生する可能性がある。 このため、 廃棄ポリエチレンテレフタ レート製ボトル水スラリ一供給口 1 0からオーバーフロー口 1 1まで の上方への垂直距離 2 3はその円筒槽内径 2 1の 0 . 4倍〜 5 . 0倍 にすることで高分離性能を達成することができる。 より好ましくはこ の垂直距離 2 3を 0 . 4倍〜 1 . 0倍に設定することである。 垂直距 離 2 3をこの範囲に設定することで低 · 中比重プラスチック及び水が 水スラリ一供給口から上部にあるオーバーフロー口から選択的に排出 T JP2007/063408
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され、 高比重プラスチックであるポリエステルが沈降する。
ポリエステル成分 1 cは円筒槽の下部の抜き出しロ及ぴ連結管 1 2 からスク リ ユーコンベア一等の搬送設備 1 3により円筒槽の外部へ取 り出される。 また、 処理量に応じて円筒槽と搬送設備との間に高比重 プラスチック成分を貯留するための高比重成分沈降槽を設置し、 沈降 槽からの取り出す形態をとつてもよい。 取り出された高比重成分であ るポリエステル成分は公知の技術により脱水 ·乾燥され、 高純度のポ リエステル成分 1 c として回収することが可能である。 一方、 オーバ 一フロー口 1 1から取り出されるポリエチレン及び/又はポリプロピ レン、 並びにポリスチレンの水スラリーにはほとんどポリエステル成 分が含まれていない。 従って輸送ポンプ 1 4を介して遠心分離機 1 5 等の比重差を利用して分離する一般的な分離装置により、 オーバーフ ロー口 1 1から取り出された成分は、 中比重プラスチック取り出し口 1 6から取り出されるポリスチレン成分 1 bと、 低比重プラスチック 取り出し口 1 7から取り出されるポリエチレン及び Z又はポリプロピ レン成分 1 aを含有する水に容易に分離することが可能である。
更に、 汎用の固液分離装置 1 8を使用して固液分離を行うことによ り、 この成分をポリエチレン及び 又はポリプロピレン成分 1 a と水 3に分別し、 ポリエチレン及ぴ Z又はポリプロピレン 1 aを回収する ことができる。 本設備を使用することにより回収されるポリエステル 成分 l cは純度 9 9 . 8 %以上、 回収率 9 9 . 0 %以上を達成可能で ある。 また、 上記のようにして同時に回収できるポリエチレン及び Z 又はポリプロピレン 1 aは純度、 回収率共に 9 9 . 5 %以上を達成す ることが可能となる。 更に本設備を用いると数トン Z時以上の処理速 度で廃棄プラスチック処理が可能な上、 処理量低下時も水スラリー濃 度の調整等により分別 · 回収能力の低下が防止できる、 優れた分別方 法である。 実施例 以下実施例により本発明の内容をさらに具体的に説明するが本発明 はこれにより何等限定を受けるものではない。 回収率については下式 に基づき算出した。 乾燥重量は 1 0 5 °Cにて 1昼夜保持後、 常温まで 冷却後、' 測定した。 回収率及ぴ純度は以下のようにして測定評価を行 つた。
1 ) 回収率
回収率 =各箇所に分別されたプラスチック乾燥重量 X対象プラスチ ック成分の純度 Z原料廃棄プラスチック中の対象成分の乾燥重量
2 ) 純度
純度は下記の要領で測定した。
まず、 対象サンプルを水に混合した後、 浮遊成分と沈降成分にわか れるまで静置した。 浮遊成分を分離乾燥し、 ポリプロピレン 'ポリエ チレン成分として重量を測定した。上記沈降成分を取り出し、比重 1 .
2の液体と混合し、 同様に浮遊成分と沈降成分にわかれるまで静置し た。 その後、 浮遊成分と沈降成分を分離し、 各々の成分を乾燥させ重 量を測定した。 その沈降成分をポリエステル成分とした。
純度 1は円筒槽下部より取り出されたサンプルを対象として、 下記式 にて算出した。
純度 1 =上記操作により得られたポリエステル成分の重量 上記純度 測定操作を行う前の円筒槽下部より取り出した対象サンプルの全重量 純度 2は円筒槽オーバーフロー口より取り出されたサンプルを対象と して、 下記式にて算出した。
純度 2 上記操作により得られたポリプロピレン · ポリエチレン成分 の重量/上記純度測定操作を行う前のオーバーフロー口より取り出し た対象サンプルの全重量 実施例 1
図 1 の設備にて廃棄ポリエチレンテレフタ レート製ポトルを 1 2 m mサイズに破砕したものを用いて分離実験を実施した。 廃棄ポリェチ レンテレフタレート製ボトルと水のスラリ一を調整した後、 円筒槽の 鉛直方向への上昇速度が 5 m mZ秒となるよ うに廃棄ポリェチテンテ レフタレートの水スラリー濃度を調整し、 また、 円筒槽の水スラリー 供給口 （フィー ド位置） からオーバーフロー口までの垂直距離を円筒 槽内径の 0 . 6倍として、 他の処理条件は表 1に記載した条件を採用 して、 廃棄ポリエチレンテレフタレート製ボトル 1 0 0 0 k g Z時で 処理した結果を下表の実施例 1に示した。 実施例 2〜 8、 比較例 1〜 5
実施例 2〜8、 比較例 1〜5は、 水スラ リーの供給口の数、 水スラ リ一供給速度、 円筒槽の鉛直方向への上昇速度及ぴ水スラリ一からォ 一バーフロー口までの垂直距離を表 1〜表 5に記載した条件に変更し て実施例 1 と同様に分離実験を行った。 なお実施例 8は廃棄ポリェチ レンテレフタレート製ボトルを 2 0 m mサイズに破碎したものを用い た以外は実施例 1 と同様に分離実験を行った。 詳細な結果を表 1〜表 5にまとめた。 実験の評価項目は各々分離品の純度と回収率である。
表 1
Figure imgf000014_0001
* 1 ：垂直距離とは円筒槽内の水スラリ一供給口からオーバーフロー 口までの垂直距離を円筒槽内径の倍数で表示した数値
* 2 ： 回収率 1 とは廃ぺッ トボトルから回収したポリエステル成分の 回収率を指す。
* 3 ： 回収率 2とは廃ぺッ トポトルから回収したポリエチレン及びノ 又はポリプロピレン成分の回収率を指す。
以下、 表 2〜表 5について同じ。 表 2
実施例 4 実施例 5 実施例 6 水スラリ一 箇所 1 1 1 供給口の数
水スラリ一供給口か mZ秒 1 . 2 5 1 . 2 5 1 . 2 5 らの供給速度
鉛直方向への m mノ秒 2 2 0 5 上昇速度
垂直距離 " 1P 0. 6 0. 6 0. 4 回収率 1 * 2 % 9 9. 4 9 9. 0 9 9. 1 純度 1 % 9 9. 8 9 9. 9 9 9. 9 回収率 2 * 3 % 9 9. 5 9 9. 7 9 9. 6 純度 2 % 9 9. 6 9 9. 7 9 9. 6
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14 表 3
Figure imgf000016_0001
表 4
比較例 1 比較例 2 比較例 3 水スラリ一 箇所 1 2 1 供給口の数
水スラリー供給口か 秒 2 2 1 . 2 5 らの供給速度
鉛直方向への mm 秒 5 5 1 上昇速度
垂直距離 " ' 倍 0. 6 0. 6 0. 6 回収率 1 * 2 % 9 8. 5 9 7. 0 9 9. 5 純度 1 % 9 9. 9 9 9. 9 9 8. 5 回収率 2 * 3 % 9 9. 7 9 9. 7 9 9. 7 純度 2 % 9 9. 6 9 9. 6 9 9. 8 8
15 表 5
Figure imgf000017_0001
産業上の利用可能性
以上に説明した分離装置を用いた廃棄プラスチック分別方法を用い ることにより連続的に、 かつ大規模処理量でポリエチレン及び/又は ポリプロピレン、 ポリスチレン並ぴにポリエステルを含むポリェチレ ンテレフタ レート製ボトル屑からポリエステルを高効率に回収するこ とができる。 また、 同時にポリエチレン及び Z又はポリプロピレンに ついても高回収率で分別することができ、 極めて有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 予め破砕された廃棄プラスチックから特定比重のプラスチック を回収する方法であって、 下記 （a ) 〜 （d ) の工程を持つ分別装置 を用いて分離することを特徴とする廃棄プラスチックの分離方法。
( a ) 破砕された廃棄プラスチック供給口及び水供給口を有し、 下部 に抜き出し口を有する混合槽において、 破砕された廃棄プラスチック を該破砕された廃棄プラスチック供給口から、 水を該水供給口から該 混合槽内に供給し、 該破碎された廃棄プラスチックと該水を混合槽内 で混合して水スラ リーをなし、 該抜き出し口から抜き出し、 搬送設備 にて廃棄プラスチックの水スラ リーを工程 （b ) に搬送する工程
( ) 水スラ リー供給口、 オーバーフローロ及ぴ下部に抜き出し口を 有し母線が鉛直方向にある円筒槽と、 該円筒槽の下部にある抜き出し 口に連結管を介して該円筒槽内部の充填物を外部に取り出すための搬 送設備を有する装置に対し、 該円筒槽内に水の旋回流れが生じるよう に該円筒槽内部を構成する円柱曲面から該円柱曲面の円の接線方向に 設置された 1箇所以上の水スラリ一供給口より速度が 1 . 5 秒以 下で工程 （a ) の廃棄プラスチックの水スラリーを円筒槽内部へ供給 する工程
( c ) 該円筒槽内部を水の旋回流れによる該円筒槽の鉛直方向への上 昇速度が 2〜 2 0 m mZ秒である水流により、 水スラリ一供給口から 上方の鉛直方向への距離が該円筒槽内径の— 0 . 4〜5 . 0倍になるよ うに該円筒槽上部に設置されたオーバーフロー口から、 廃棄プラスチ ックの水スラリー中の低 · 中比重プラスチックを水と共に排出すると 同時に、 廃棄プラスチックの水スラ リー中の高比重プラスチックを円 筒槽下部に沈降させる工程
( d ) 沈降した高比重プラスチックを水スラリー中より搬送設備を用 いて排出する工程
2 . 予め破碎された廃棄プラスチックが主にポリエチレンテレフタ レートからなるボトルの破砕物であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の廃棄プラスチックの分離方法。
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