JP2002282731A - Method for crushing plastic - Google Patents
Method for crushing plasticInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックの粉砕方
法及び装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for pulverizing plastic.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来からプラスチックは、焼却すると有
毒ガスが発生したり、不完全燃焼したり問題があった
が、最近では省資源政策や地球温暖化の観点からも焼却
は難しくなっている。また、埋め立て方法も、その場所
がなくなってきており、環境問題も発生する。2. Description of the Related Art Conventionally, incineration of plastics has caused problems such as generation of toxic gas and incomplete combustion. However, incineration has recently become difficult from the viewpoint of resource conservation policies and global warming. In addition, as for the landfill method, the place is becoming less and environmental problems occur.
【０００３】このような状況から、プラスチックは再利
用（リサイクル）することが最も好ましいが、それが難
しいのである。現在、再利用の方法としては、破砕して
再溶融して、繊維化したり、ブロック化するもの、及び
溶融炉内にプラスチック廃材を投入するもの等が主流で
ある。Under such circumstances, it is most preferable to recycle (recycle) plastic, but it is difficult. At present, as a method of recycling, a method of crushing and re-melting to fibrillate or block, a method of putting plastic waste material into a melting furnace, and the like are mainly used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、破砕方
法ではこの破砕するのが非常に手間であり、クラッシャ
ー等で細かくするのであるが、金属等の異物が混入して
いると装置の故障につながる。また、この方法であって
も、できたものは小さくても数ｍｍ程度の破砕物であ
り、これをそのまま再溶融して成型することは通常でき
ない。この破砕物をコンクリートと混ぜてブロック化す
ることも行なわれている。しかし、どうしても破砕物が
大きく、またプラスチックとセメントとの接着性が悪
く、ブロック自体の強度が小さい。よって、従来のブロ
ックと同様に使用できるようなものではない。However, in the crushing method, the crushing is very troublesome, and the crushing is finely performed by a crusher or the like. However, if foreign matter such as metal is mixed, the device will be broken. In addition, even with this method, the resulting product is a crushed product of at least several mm at a minimum, and it is not usually possible to re-melt the product as it is and mold it. This crushed material is mixed with concrete to form a block. However, the crushed material is inevitably large, the adhesion between the plastic and the cement is poor, and the strength of the block itself is small. Therefore, it cannot be used similarly to the conventional block.
【０００５】また、溶融炉に導入するものでは、その溶
融物を通常の成型品にすると、品質が劣り問題である。
これは、添加物の問題や、異物の混入が原因と考えられ
る。また、熱可塑性プラスチックであっても、成型時に
ある程度架橋している場合がある。このような場合に
は、バージンと混合して再成型することはできない。[0005] Further, in the case of introducing the molten product into a melting furnace, if the molten product is formed into a normal molded product, the quality is inferior.
This is considered to be due to the problem of the additive and the contamination of foreign matter. Moreover, even if it is a thermoplastic, it may be crosslinked to some extent during molding. In such a case, it cannot be mixed with virgin and reshaped.
【０００６】プラスチックを焼却処理する場合、３００
〜６００℃の間ではダイオキシンが発生すると言われて
おり、３００℃以下では燃焼しないため、高温で焼却し
なければならない。勿論、プラスチックだけではそのよ
うな高温で燃焼させることは困難であるため、多量の燃
料が必要となり、非常に不経済である。[0006] In the case of incineration of plastic, 300
It is said that dioxin is generated at temperatures of up to 600 ° C., and since it does not burn at 300 ° C. or less, it must be incinerated at a high temperature. Of course, it is difficult to burn at such a high temperature using only plastic, so that a large amount of fuel is required, which is very uneconomical.
【０００７】また、そのような高温で燃焼させれば、ダ
イオキシンの問題は解決しても多量に燃焼（プラスチッ
ク自身も）させるため、多量の二酸化炭素が発生する。
現在、地球温暖化の観点から二酸化炭素を減少させる国
策に真っ向から反するものである。[0007] Further, if the combustion is performed at such a high temperature, even if the problem of dioxin is solved, a large amount of carbon dioxide is generated since a large amount of combustion (plastic itself) is performed.
At present, it is directly against the national policy of reducing carbon dioxide from the viewpoint of global warming.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】以上のような状況に鑑
み、本発明者は鋭意研究の結果本発明による粉砕方法及
び装置を完成させたものであり、その特徴とするところ
は、方法にあっては、アルカリ性化合物を含有する無機
粉末を、処理すべき熱可塑性プラスチックの軟化点以上
で、熱分解温度以下の所定の温度まで昇温し、それと該
プラスチックの破砕物を接触、攪拌させる点にあり、装
置にあっては、請求項１記載の方法を実施する装置であ
って、アルカリ性化合物を含有する無機粉末を収容する
収容部を有する容器本体に加熱装置が設けられ、該収容
部の上方から熱可塑性プラスチックの破砕物を導入する
導入口があり、且つ攪拌装置が設けられている点にあ
る。In view of the above situation, the present inventor has completed the pulverizing method and apparatus according to the present invention as a result of diligent research, and the features of the method are as follows. In other words, the temperature of the inorganic powder containing the alkaline compound is raised to a predetermined temperature not lower than the softening point of the thermoplastic plastic to be treated and not higher than the thermal decomposition temperature, and the crushed material of the plastic is brought into contact with and stirred. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein a heating device is provided in a container body having a container for accommodating an inorganic powder containing an alkaline compound, and a heating device is provided above the container. And a stirrer is provided.
【０００９】本発明は、プラスチックの周囲にセメント
を固着する実験を行なっていたところ、所定の温度で行
なうと、プラスチックが粉々になりセメントと区別でき
なくなったことがスタートであった。そして、種々の研
究、実験を繰り返し、本発明に達したものである。According to the present invention, an experiment was conducted in which cement was fixed around a plastic. When the experiment was performed at a predetermined temperature, the plastic was broken up and became indistinguishable from the cement. Then, various studies and experiments were repeated to reach the present invention.
【００１０】アルカリ性化合物とは、アルカリ性を示す
化合物であればよいが、ここでは無機物質である。ま
た、含有していればよいため、アルカリ性を示す物質単
体、又はアルカリ性を示す複数の物質のみからなるもの
でなくともよい。その他の中性物質を含有していてもよ
いのである。The alkaline compound may be any compound exhibiting alkalinity, but here is an inorganic substance. Further, since it may be contained, it does not have to be composed of a single substance exhibiting alkalinity or a plurality of substances exhibiting alkalinity alone. It may contain other neutral substances.
【００１１】アルカリ性化合物の代表的なものとして
は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸
化物、炭酸化物がある。ここで、酸化物とは、酸化ナト
リウム、酸化カルシウム、酸化カリウム、酸化マグネシ
ウムがその代表的なものである。このようなものとし
て、セメントがある。セメントは多くの種類があるが、
その主成分は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸
化物粉末である。Representative examples of the alkaline compound include oxides, hydroxides and carbonates of alkali metals or alkaline earth metals. Here, examples of the oxide include sodium oxide, calcium oxide, potassium oxide, and magnesium oxide. One such material is cement. There are many types of cement,
Its main component is an alkali metal or alkaline earth metal oxide powder.
【００１２】セメントは、基本的には、ＣａＯ、Ａｌ2
Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3からなる。種類としては、通常
のポルトランドセメント以外では、アルミナセメント、
マグネシアセメント等があり、どれも使用できた。Cement is basically made of CaO, Al 2
It consists of O 3 , SiO 2 and Fe 2 O 3 . As the type, other than normal Portland cement, alumina cement,
There was magnesia cement, etc., all of which could be used.
【００１３】また、炭酸化物としては、炭酸ナトリウム
が最も安価で効果も優れていた。また、水酸化物として
は、水酸化カルシウムが大きな効果を示した。As a carbonate, sodium carbonate was the cheapest and had an excellent effect. As the hydroxide, calcium hydroxide showed a great effect.
【００１４】また、金属の酸化物や水酸化物等の単体で
はなく鉱物のように、多種結晶構造のものであってもよ
い。例えば、アルカリ長石や、ザクロ石等である。ザク
ロ石は、別名ガーネットと呼ばれ宝石の１つとなってい
る。これは、化学組成が、下記式でで表される鉱物であ
る。これも全体としては、金属酸化物が主成分と言え
る。[0014] Further, instead of a simple substance such as a metal oxide or hydroxide, a metal having a polycrystalline structure such as a mineral may be used. For example, alkali feldspar, garnet and the like. Pomegranate is also known as garnet and is one of the jewels. This is a mineral whose chemical composition is represented by the following formula. It can be said that the metal oxide is the main component as a whole.
【化１】 Embedded image
【００１５】本発明では、熱可塑性プラスチックならな
んでもよいが、その効果には差がある。例えば、ポリエ
チレンでは直ちに粉にまで破砕されたが、ポリプロピレ
ンでは粉にまでならず、少し大きいものであった。ま
た、他の熱可塑性プラスチックでも種々程度の差があっ
た。また、使用する酸化物の種類によっても異なった結
果が出た。例えば、前記したガーネット等はＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）等をよく破砕した。また、
このプラスチックも予熱しておいてもよい。軟化点近く
まで予熱した場合より効果があった。In the present invention, any thermoplastic can be used, but the effects are different. For example, polyethylene was immediately crushed to powder, but polypropylene was not crushed to powder, and was slightly larger. Also, there were various differences in other thermoplastics. Also, different results were obtained depending on the type of oxide used. For example, the aforementioned garnet and the like well crushed PET (polyethylene terephthalate) and the like. Also,
This plastic may also be preheated. It was more effective than preheating near the softening point.
【００１６】プラスチックの軟化点とは、プラスチック
が柔らかくなり変形可能となる温度である。例えば、低
密度ポリエチレンでは１００℃前後、中密度ポリエチレ
ンでは１１５℃前後、高密度ポリエチレンでは１２５℃
前後である。また、架橋ポリエチレンでは、２００〜２
５０℃程度である。この軟化点はプラスチック固有の値
であり、同じプラスチックでもその分子量（重合度）や
結晶化度等によって異なるものである。[0016] The softening point of a plastic is the temperature at which the plastic becomes soft and deformable. For example, around 100 ° C. for low density polyethylene, around 115 ° C. for medium density polyethylene, and 125 ° C. for high density polyethylene
Before and after. In the case of crosslinked polyethylene, 200 to 2
It is about 50 ° C. This softening point is a value unique to plastic, and the same plastic varies depending on its molecular weight (degree of polymerization), crystallinity, and the like.
【００１７】また、熱分解温度は、ポリマーの分子自体
が破壊される温度であり、炭素−炭素結合が分断される
温度である。この場合の熱分解は酸素のない状態で分解
する温度である。例えば、ポリエチレンでは２８０〜３
００℃程度である。The thermal decomposition temperature is a temperature at which a polymer molecule itself is broken, and is a temperature at which a carbon-carbon bond is broken. The thermal decomposition in this case is a temperature at which decomposition occurs without oxygen. For example, for polyethylene, 280-3
It is about 00 ° C.
【００１８】この軟化点と熱分解温度との間の所定の温
度とは、理論的には分からないため、実験で求める。発
明者の実験では、弱架橋ポリエチレンでは、約２２０℃
前後であった。また、ポリプロピレンでは、２５０℃前
後であった。The predetermined temperature between the softening point and the thermal decomposition temperature is theoretically unknown, and is determined experimentally. In our experiments, we found that for weakly crosslinked polyethylene, about 220 ° C.
Before and after. In the case of polypropylene, the temperature was around 250 ° C.
【００１９】この金属酸化物粉末の粒子サイズは、発明
者の実験では、小さい方がよかった。２００メッシュよ
り小さいものがよく、セメント程度のものがよいと思わ
れる。In the experiments conducted by the inventors, the smaller the particle size of the metal oxide powder, the better. Those smaller than 200 mesh are better, and those of the order of cement seem to be better.
【００２０】この所定の温度まで昇温した酸化物粉末
と、被処理プラスチックの破砕物を接触させ、攪拌す
る。この時、破砕物のサイズは、数ｍｍ程度にまで破砕
しておくことが好ましい。The oxide powder heated to the predetermined temperature is brought into contact with the crushed material of the plastic to be treated and stirred. At this time, the size of the crushed material is preferably crushed to about several mm.
【００２１】酸化物粉末とプラスチックの接触は、過剰
の酸化物粉末のなかにプラスチックの破砕物を投入して
攪拌するのが好適である。これと同様の趣旨であるロー
タリーキルン法でもよい。The contact between the oxide powder and the plastic is preferably carried out by introducing the crushed plastic into excess oxide powder and stirring. A rotary kiln method having the same purpose may be used.
【００２２】本発明でいう粉砕は、すべてが粉程度にま
でばらばらになるのではなく、プラスチックの種類によ
っては、粉にまでならず、粒程度や、２〜３ｍｍ程度の
ものもある。このようなものもすべて含めてここでは粉
砕という。The pulverization referred to in the present invention does not fall all the way down to the powder level. Depending on the type of plastic, the pulverization does not break down to the powder level, but may take the form of granules or about 2 to 3 mm. The term “crushing” as used herein includes all of these.
【００２３】本発明では、所定温度の酸化物粉末とプラ
スチック破砕物を接触させると、早いものではほとんど
瞬時にプラスチックがばらばら（破砕、粉砕されたよう
に）になる。この理由は、発明者にも明らかではない
が、酸化物であるということ、それが粉体であること、
及び特定の温度であることが化学的に有効であると考え
ている。In the present invention, when an oxidized powder and a crushed plastic at a predetermined temperature are brought into contact with each other, the plastic is separated almost instantaneously (as if crushed or crushed). The reason for this is not clear to the inventor, but that it is an oxide, that it is a powder,
And that a specific temperature is chemically effective.
【００２４】次に本発明装置について説明する。本発明
装置は、本発明方法を実施するためのものであり、無機
粉末を収容する場所があり、そこにプラスチック破砕品
が導入できる開口（導入口）があり、且つ攪拌装置があ
ればよい。攪拌装置は別体でもよい。それぞれは、通常
のものでもよい。Next, the apparatus of the present invention will be described. The apparatus of the present invention is for carrying out the method of the present invention, as long as there is a place for accommodating the inorganic powder, an opening (inlet) through which a plastic crushed product can be introduced, and a stirring device. The stirring device may be separate. Each may be a normal one.
【００２５】また、連続的に実施できるようなロータリ
ーキルンタイプのものでもよい。このような装置では、
連続的に実施できるため効率的である。本発明装置は、
本発明方法を実施するためのものであることが重要であ
り、個々の装置自体の構造ではない。A rotary kiln type which can be continuously operated may be used. In such a device,
It is efficient because it can be performed continuously. The device of the present invention
It is important to carry out the method of the present invention, not the structure of the individual device itself.
【００２６】[0026]
【発明の実施の形態】以下図面に示す実施の形態に基づ
いて、本発明をより詳細に説明する。図１は、本発明者
が行なった最初の実験の模様である。ビーカー１にセメ
ント２を入れ、２２０℃まで加熱した。そこに、約５ｍ
ｍ角の立方体様の発泡（４〜６倍程度）ポリエチレン３
（茶色）を２０〜３０個投入し、すばやく攪拌具４で攪
拌した。そうすると、ほとんど短時間（２０〜３０秒程
度）にすべてが粉になり、セメントとプラスチックが混
ざり混合物５となり、全体として茶色っぽくなった。両
者の量は、セメントが約５０ｇで、プラスチックが１０
ｇであった。図１（ａ）は、プラスチックを投入してい
るところ、（ｂ）はプラスチックが粉砕された後の状態
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows the first experiment performed by the present inventors. Cement 2 was placed in beaker 1 and heated to 220 ° C. There, about 5m
m-cube foamed polyethylene (about 4 to 6 times) polyethylene 3
(Brown) was added in an amount of 20 to 30, and the mixture was rapidly stirred with the stirrer 4. Then, almost all became powder in a short time (about 20 to 30 seconds), and cement and plastic were mixed to form a mixture 5, which became brownish as a whole. The amount of both is about 50 g of cement and 10 g of plastic.
g. FIG. 1A shows a state in which plastic is charged, and FIG. 1B shows a state after the plastic has been pulverized.
【００２７】この粉体の混合物に水を加えて通常のセメ
ントのように固化させブロックに成型した。それをセメ
ントのみで固化させたものと比較すると、見かけ、強度
ともほとんど差がなかった。また、プラスチックとして
用いた約５ｍｍ角の立方体様の発泡ポリエチレンを同量
そのままセメントと混ぜてブロックに成型した。これ
は、プラスチックとセメントの接着が悪く強度が非常に
低かった。Water was added to the powder mixture, and the mixture was solidified like a normal cement and formed into a block. When compared with that solidified only with cement, there was almost no difference in apparent and strength. In addition, about 5 mm square cubic foamed polyethylene used as plastic was mixed with cement in the same amount as it was and molded into a block. This was due to poor adhesion between the plastic and cement and very low strength.
【００２８】図２は、本発明方法の１例を示すもので、
ロータリーキルン方式である。傾斜し、回転するキルン
６の上流（位置的には下方）からセメント２とプラスチ
ック破砕物３を導入する。全体として回転しながら、内
部に設けられた邪魔板やネジ状凸条によって下流送られ
る。キルン６は加熱され、それによってセメントが所定
温度になり、それと接触したプラスチック破砕物３が粉
砕される。更に、全体として温度を上げるため、上流か
ら温風を導入してもよい。粉砕されたプラスチックはセ
メントと共に、下流に設けられたメッシュ７から下方に
落下する。また、粉砕されていないプラスチックは、メ
ッシュ７でふるい分けられ次の工程に送られる。キルン
６が回転するため、セメント２とプラスチック破砕物３
とが攪拌された状態になる。FIG. 2 shows an example of the method of the present invention.
This is a rotary kiln system. The cement 2 and the crushed plastic 3 are introduced from the upstream (positionally below) the inclined and rotating kiln 6. While rotating as a whole, it is sent downstream by baffles and screw-like ridges provided inside. The kiln 6 is heated, so that the cement reaches a predetermined temperature, and the plastic crushed material 3 in contact therewith is crushed. Furthermore, in order to raise the temperature as a whole, warm air may be introduced from the upstream. The pulverized plastic falls together with the cement from the mesh 7 provided downstream. The uncrushed plastic is sieved with a mesh 7 and sent to the next step. Since the kiln 6 rotates, the cement 2 and the crushed plastic 3
Are in a state of being stirred.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明方法には次のような大きな利点が
ある。 （１） プラスチックの破砕物が、簡単に粉砕できる。 （２） 粉砕されたものは、大きなものと簡単に選別で
きる。その粉砕されたものは、セメント等に細骨材とし
て、又は増量材として混入できる。更に、そのまま埋め
立てることも可能である。 （３） 簡単に選別できるため、粉砕されないものを別
工程に送ることも容易である。 （４） 粉砕されたものは軽量コンクリート等の骨材と
して最適である。 （５） プラスチックの処理において、燃焼させないた
め、ダイオキシンの発生や二酸化炭素の発生という地球
規模の問題が発生しない。 （６） また、もし焼却しなければならない場合でも、
粉体になっているため容易に焼却でき、追加燃料は激減
する。The method of the present invention has the following significant advantages. (1) Crushed plastic can be easily crushed. (2) The crushed material can be easily separated from the large one. The pulverized material can be mixed into cement or the like as a fine aggregate or as a filler. Furthermore, it is also possible to bury it as it is. (3) Since it can be easily sorted, it is easy to send uncrushed materials to another process. (4) The pulverized material is most suitable as aggregate such as lightweight concrete. (5) Since plastic is not burned in the processing of plastic, there is no global problem of generation of dioxin and carbon dioxide. (6) Also, if you have to incinerate,
Because it is in powder form, it can be easily incinerated, and additional fuel is drastically reduced.
【図１】本発明方法の実験の１例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of an experiment of the method of the present invention.
【図２】本発明方法の１例の例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing an example of the method of the present invention.
１ ビーカー ２ セメント ３ プラスチック破砕物 ４ 攪拌具 ５ 粉体混合物 ６ ロータリーキルン ７ メッシュ Reference Signs List 1 beaker 2 cement 3 crushed plastic 4 stirrer 5 powder mixture 6 rotary kiln 7 mesh
Claims (8)
を、処理すべき熱可塑性プラスチックの軟化点以上で、
熱分解温度以下の所定の温度まで昇温し、それと該プラ
スチックの破砕物を接触、攪拌させることを特徴とする
プラスチックの粉砕方法。1. An inorganic powder containing an alkaline compound is heated at a temperature not lower than the softening point of the thermoplastic to be treated.
A method for pulverizing plastic, comprising raising the temperature to a predetermined temperature equal to or lower than the thermal decomposition temperature, and contacting and agitating the crushed plastic material.
リ土類金属の酸化物粉末である請求項１記載のプラスチ
ックの粉砕方法。2. The method according to claim 1, wherein the inorganic powder is an alkali metal or alkaline earth metal oxide powder.
酸化物粉末は、セメントである請求項２記載のプラスチ
ックの粉砕方法。3. The method according to claim 2, wherein the alkali metal or alkaline earth metal oxide powder is cement.
リ土類金属の水酸化物粉末である請求項１記載のプラス
チックの粉砕方法。4. The method according to claim 1, wherein the inorganic powder is an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide powder.
リ土類金属の炭酸化物粉末である請求項１記載のプラス
チックの粉砕方法。5. The method according to claim 1, wherein the inorganic powder is an alkali metal or alkaline earth metal carbonate powder.
リ土類金属の酸化物を成分として含有する鉱物の粉末で
ある請求項１記載のプラスチックの粉砕方法。6. The method according to claim 1, wherein the inorganic powder is a powder of a mineral containing an oxide of an alkali metal or an alkaline earth metal as a component.
載のプラスチックの粉砕方法。7. The method according to claim 6, wherein the mineral is garnet.
って、アルカリ性化合物を含有する無機粉末を収容する
収容部を有する容器本体に加熱装置が設けられ、該収容
部の上方から熱可塑性プラスチックの破砕物を導入する
導入口があり、且つ攪拌装置が設けられていることを特
徴とするプラスチックの粉砕装置。8. An apparatus for carrying out the method according to claim 1, wherein a heating device is provided in a container body having a container for accommodating an inorganic powder containing an alkaline compound, and a thermoplastic material is provided from above the container. An apparatus for pulverizing plastic, which has an inlet for introducing a crushed plastic and is provided with a stirrer.
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|---|---|---|---|
| JP2001096469A JP2002282731A (en) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | Method for crushing plastic |
| EP02006953A EP1252940A3 (en) | 2001-03-29 | 2002-03-26 | Method for decomposing plastic |
| US10/106,451 US7034198B2 (en) | 2001-03-29 | 2002-03-27 | Method for decomposing plastic |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116099864A (en) * | 2023-02-27 | 2023-05-12 | 四川大学 | Waste polymer treatment method based on ball milling mechanochemical and photocatalysis combined technology |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001096469A patent/JP2002282731A/en active Pending
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| CN116099864A (en) * | 2023-02-27 | 2023-05-12 | 四川大学 | Waste polymer treatment method based on ball milling mechanochemical and photocatalysis combined technology |
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