JP2004262115A

JP2004262115A - プラスチックの溶融造粒装置及びその装置を用いる混合廃プラスチックの分離方法

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Publication number: JP2004262115A
Application number: JP2003055442A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shimizu; 浩清水; Tomohiro Miyazawa; 智裕宮澤; Shigeki Yamazaki; 茂樹山崎; Genji Kanetani; 弦治金谷
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】分離された非塩素含有プラスチックの塩素含有率を大幅に低下させることができる、プラスチックの溶融造粒装置及びその装置を用いる混合廃プラスチックの分離方法を提供すること。
【解決手段】攪拌機を回転させて摩擦熱を発生させ、その摩擦熱によりプラスチックを溶融して造粒する溶融造粒装置であって、プラスチックを装入する溶融造粒槽１０の下部に、その溶融造粒槽１０の周方向に回転させる攪拌機１１が設けられ、この攪拌機の羽根１２の回転方向における先端部の断面形状が方形、台形状、鈍角の山形状、多角形状、又は円弧状のうちの何れかの形状に形成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般及び産業廃棄物などの廃棄物中のプラスチック系廃棄物から塩素含有プラスチック｛ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）｝（以下、ＰＶＣ及び／又はＰＶＤＣ等を「塩素含有プラスチック」という）を分離するためのプラスチックの溶融造粒装置及びその装置を用いる混合廃プラスチックの分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に廃プラスチックといわれるプラスチック系廃棄物は、複数種類のプラスチックを含むものであり、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等を初めとして、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）及びＰＶＤＣ（ポリ塩化ビニリデン）等の塩素含有プラスチックも含まれている。このような塩素含有プラスチックを含む廃プラスチックの処理においては、次のようなことが問題になる。
（１）焼却等の熱処理を行った場合、塩素含有プラスチックが熱分解して有毒な塩化水素ガスを排出する。
（２）廃プラスチックを有効利用する方法の一つとして、製鉄所において、鉄源の還元剤として高炉に吹込む方法があるが、塩素含有プラスチックの熱分解によって塩化水素ガスが発生し、設備が腐食されると言う問題がある。
【０００３】
このため、上記廃プラスチックを有効利用する場合には、予め塩素含有プラスチックを除去する前処理を行い、その含有率が許容値以下になるようにする必要がある。
【０００４】
ところで、混合廃プラスチックを種類別に分離する技術として、複数種類のプラスチックを含む廃プラスチックを攪拌してプラスチック片同士の衝突による摩擦熱を発生させ、攪拌しながら目的とするプラスチックが溶融する温度まで昇温させることにより、そのプラスチックを粒状にし、粒状物になったプラスチックと非粒状物のままのプラスチックを分離する方法がある（例えば、特許文献１）。
【０００５】
特許文献１には、複数種類のプラスチックを含む廃プラスチックを固定刃体と回転刃体とにより破砕し、この破砕品を攪拌して昇温させることにより粒状にし、粒状物と破砕片を分離することにより、複数種類のプラスチックを分別する方法が記載されている。この方法によれば、混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離することができる。
【０００６】
上記特許文献１に記載の方法で使用する装置は、固定刃体と回転刃体を備えているので、混合廃プラスチックを破砕して小片にする機能と、破砕された小片を昇温させる機能と、昇温した小片を造粒する機能とを有している。このため、特許文献１の方法においては、混合廃プラスチックを装置へ装入して攪拌する１回の操作を行うだけで、破砕−昇温−造粒からなる一連の処理が行われる。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭５４−３１０２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者らの研究結果によれば、上記従来の方法を、混合プラスチックから塩素含有プラスチックを分離して取り除く処理に適用した場合、得られた非塩素含有プラスチックの粒状物の塩素含有率が高く、その粒状物を有効利用することができないと言うことが分かった。
【０００９】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、分離された非塩素含有プラスチックの塩素含有率を大幅に低下させることができる、プラスチックの溶融造粒装置及びその装置を用いる混合廃プラスチックの分離方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、従来技術における混合プラスチックの分離処理過程の検討を行ったところ、得られた非塩素含有プラスチックの粒状物の塩素含有率が高くなることに対する大きな原因は、造粒処理中に、溶融して造粒された非塩素含有プラスチックに塩素含有プラスチックが付着してしまうためである、との結論を得た。その結論に到る検討結果は次に記す通りである。
【００１１】
前述のように、上記従来技術で使用する装置においては、処理槽には固定刃体が設けられ、その処理槽内に配置されている攪拌機には回転刃体が設けられているので、装入された混合廃プラスチックが小片に切断された後、その小片が溶融して造粒されるようになっている。この際、装置に装入された廃プラスチックはその種類が区別されることなく全体が切断された後、その切断された混合プラスチックのうちの非塩素含有プラスチックが造粒され、その粒状物になった非塩素含有プラスチックと造粒されなかった塩素含有プラスチックに分離される。
【００１２】
しかし、非塩素含有プラスチックは予定サイズの粒状物にするための大きさに切断されるが、同時に塩素含有プラスチックの切断も行われ、このときに、粉状や細粒のプラスチックが生成する。そして、図６に示すように、溶融して造粒された非塩素含有プラスチックの粒子５１に粉状や細粒の塩素含有プラスチック５２が付着したり、あるいは非塩素含有プラスチックの粒子５１同士が付着して一つの粒になった際に、その中に粉状や細粒の塩素含有プラスチック５２が閉じ込められたりする現象が起こり、非塩素含有プラスチックと塩素含有プラスチックの分離が不十分になる。
【００１３】
本発明は上記の検討結果に基づいてなされたものであり、次のような特徴を有する。
【００１４】
請求項１に記載の発明に係るプラスチックの溶融造粒装置は、攪拌機を回転させて摩擦熱を発生させ、その摩擦熱によりプラスチックを溶融して造粒する溶融造粒装置において、プラスチックを装入する溶融造粒槽の下部に、その溶融造粒槽の周方向に回転させる攪拌機が設けられ、この攪拌機の羽根の回転方向における先端部の断面形状が方形、台形状、鈍角の山形状、多角形状、又は円弧状のうちの何れかの形状に形成されたことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明に係るプラスチックの溶融造粒装置は、請求項１に記載の発明において、攪拌機の羽根の回転方向における先端部が、基部よりも薄く形成されると共に、方形、台形状、鈍角の山形状、多角形状、又は円弧状のうちの何れかの形状に形成されたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明に係る混合廃プラスチックの分離方法は、請求項１又は請求項２に記載の溶融造粒装置を用いる混合廃プラスチックの分離方法であって、塩素含有プラスチックを含む２種類以上のプラスチックが混合された廃プラスチックを溶融造粒装置に装入して攪拌し、混合プラスチックのうち、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない温度にした後、溶融造粒装置内へ冷却用流体を導入して冷却し、溶融造粒装置から排出された混合プラスチックを粒状物と非粒状物に分離することを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明に係る混合廃プラスチックの分離方法は、請求項３に記載の発明において、塩素含有プラスチックがポリ塩化ビニール及び／又はポリ塩化ビニリデンであることを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明に係る混合廃プラスチックの分離方法は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、溶融造粒装置から排出された混合プラスチックを、形状差によって分離する乾式分離装置へ導入し、粒状物と非粒状物に分離することを特徴としている。
【００１９】
前述のように、非塩素含有プラスチックと塩素含有プラスチックの分離が十分に行われないのは、主として、溶融して造粒された非塩素含有プラスチックに塩素含有プラスチックが付着してしまうためであり、その原因は装入された塩素含有プラスチックが切断されて、粉状や細粒のプラスチックが生成し、この粉状や細粒の塩素含有プラスチックが非塩素含有プラスチック粒子に付着するためである。
【００２０】
そこで、本発明の溶融造粒装置においては、プラスチックの切断が起こりにくくなるようにするために、攪拌機の羽根の形状を特定している。すなわち、攪拌機の羽根の回転方向における先端部の断面形状を方形、台形状、鈍角の山形状、多角形状、又は円弧状のうちの何れかの形状にし、羽根の回転方向に刃物のような鋭角な形状をなす部分が形成されない形状にしている。
【００２１】
したがって、本発明の溶融造粒装置を使用すれば、粉状や細粒のプラスチックの生成が起こりにくくなるので、粉状や細粒の塩素含有プラスチックが非塩素含有プラスチック粒子に付着したとしても、その量は僅かな量にとどめられる。このため、塩素含有率の少ないプラスチックの粒状物が得られる。
【００２２】
なお、攪拌機の羽根の形状を上記のような形状に特定することにより、プラスチックの切断が起こりにくくなるようにしているが、その形状の特定は、プラスチックの切断が全く起こらないようにすることを意図しているものではない。少量のプラスチックの切断が起こっても、その切断量が、分離された非塩素含有プラスチック中の塩素含有率が所定の値を超えない状態に維持される範囲であれば、許容される。
【００２３】
ところで、溶融造粒装置内で生成するプラスチック粒子は個々のプラスチック片が軟化・溶融し、そのプラスチック片が丸められたものであるので、装入した廃プラスチックが全く切断されない場合には、混合廃プラスチックを、所定粒径範囲の粒状物となる大きさに破砕し、溶融造粒装置へ装入することを要する。しかし、上記のように、プラスチックの切断量が、分離された非塩素含有プラスチック中の塩素含有率が所定の値を超えない状態に維持される範囲であれば許容されるので、その限度内においては、溶融造粒装置内でプラスチックの切断を行うことができる。
【００２４】
このため、プラスチックの切断が許容範囲にとどめられる形状の攪拌羽根を備えた溶融造粒装置を使用することができる。プラスチックの切断が許容範囲にとどめられる形状の攪拌羽根の例としては、例えば、羽根の回転方向に鋭角な形状をなす部分が形成されていないものであれば、その先端部の厚さを基部の厚さよりも薄くした形状のものであってもよい。先端部の厚さを薄くすると、薄くしなかった場合よりも、溶融造粒装置へ装入する混合廃プラスチック片を大きくすることができ、分離される非塩素含有プラスチック中の塩素含有率の上昇を抑制しながら、装入する混合廃プラスチックを破砕する前処理の負荷を軽減することができる。
【００２５】
そして、溶融造粒装置を使用する本発明の方法においては、プラスチックの加熱が攪拌機の回転に伴なって発生する摩擦熱によって行われるので、ヒータなどによって外部加熱する場合とは異なり、槽内全体のプラスチックが温度むらなく均一に加熱される。このため、処理中のプラスチックの温度が精度よく管理される。
【００２６】
又、攪拌することにより、粒状物同士の物理的な衝突効果により粒状化が促進される。又、プラスチックを加熱した場合、温度上昇と共に生じる表面付着力による付着結合が起こり、生成した粒状物はその径が大きく成長して雪だるま式に成長するが、本発明においては、攪拌の摩擦熱によりプラスチックを加熱するので、攪拌羽根による物理的な剪断効果により粒子の付着融合が抑制される。
【００２７】
なお、上述の説明においては、攪拌による摩擦熱のみによりプラスチックを昇温させているが、ヒータ等の他の加熱手段を併用することも可能である。
【００２８】
廃プラスチックを攪拌手段により攪拌の摩擦熱により昇温し、強制冷却して造粒し、且つ、廃プラスチック中の他のプラスチックが造粒されないようにするためには、精密な温度コントロールが必要である。特に造粒させたくない種類のプラスチックを非造粒のままとするには冷却の制御が重要である。すなわち、攪拌中の廃プラスチックの温度制御は、廃プラスチックを種類別（材質別）に選択造粒する上で重要なポイントである。
【００２９】
廃プラスチックの温度を制御するための温度測定手段は時間遅れ無しに正確に計測できる非接触の放射温度計などを用いるのがよい。そして、攪拌中の廃プラスチックが造粒される所定温度に達した段階で、温度測定手段からの出力に基づいて、冷却手段を作動させて冷却流体を導入すれば、粒子同士が付着して大粒になったりすることなく、適切な状態で造粒処理を終了することができる。
【００３０】
昇温した廃プラスチックを冷却するタイミングは、攪拌の摩擦熱により昇温して粒状になった溶融プラスチックと非溶融プラスチックとが混ざった攪拌状態の被攪拌物の表面が所定の温度になったときである。このタイミングで冷却することにより、造粒された粒子を凝固させ、ある大きさの範囲内で粒径の揃った粒状物を得ることができる。
【００３１】
例えば、冷却するタイミング温度を、ＰＰを溶融造粒可能な所定の温度にした場合、それよりも融点が高いＰＶＣ及びＰＶＤＣは、溶融せず形状が変化しておらず塊状や破片状のままである。このようにして、装入した混合プラスチックを、ＰＥ、ＰＳ、ＰＰ系のプラスチック（非塩素含有プラスチック）が凝固した粒状物と、ＰＶＣ及びＰＶＤＣを含む非粒状物及び紙類との混合物にすることができる。
【００３２】
攪拌により昇温した廃プラスチックを冷却する方法は、一定の時間内で冷却時間を強制的に早めて冷却する強制冷却が好ましい。廃プラスチックの温度上昇に伴いその表面に付着力が生じるが、上記の攪拌効果により攪拌中においては付着結合が阻止される。しかし、攪拌状態から脱すると（攪拌が終了すると）、粒状物が互いに付着し塊状になってしまう現象が起こる。このとき、強制冷却を実施して短時間で冷却することによりこれを防ぐことができる。強制冷却手段の一つとしては、水や液体窒素等の冷却用流体を散布する方法がある。強制冷却を液体窒素によって実施すれば、廃プラスチックの冷却時間を短縮でき処理効率の向上が図れる。
【００３３】
上記のようにして冷却処理処理された、ＰＥ、ＰＳ、ＰＰ系のプラスチック（非塩素含有プラスチック）の粒状物と、ＰＶＣ及びＰＶＤＣを含む非粒状物及び紙類との混合物は、乾式比重形状分離装置や風力選別装置などの乾式分離手段に導入され、粒状物と非粒状物や紙類とに分離される。
【００３４】
この際、溶融造粒装置へ湿潤なプラスチックが装入された場合であっても、攪拌の摩擦熱による昇温によってプラスチックが乾燥され、又、冷却用流体を散布する強制冷却を行っても、その冷却用流体はプラスチック自体の保有熱によって気化してしまうので、分離処理されたプラスチックを乾燥する工程を必要としない。
【００３５】
このようにして分離されたＰＥ、ＰＳ、ＰＰ系のプラスチック（非塩素含有プラスチック）の粒状物は、製鉄所の高炉に吹込む鉄源の還元剤あるいはセメントキルン等の吹込み原燃料として使用する燃料等として用いることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の溶融造粒装置に係る構成の一例を示す斜視図である。図１に示す溶融造粒装置は攪拌機の回転により摩擦熱を発生させ、プラスチックを溶融して造粒する溶融造粒装置であって、１０は混合廃プラスチックを装入して造粒する溶融造粒槽、１１は溶融造粒槽に装入された混合廃プラスチックを攪拌する攪拌機、１２は攪拌機の攪拌羽根、１３は攪拌羽根を駆動するモータ、１４は装入口、１５は排出口である。５０はプラスチック片を示す。
【００３７】
攪拌機１１は溶融造粒槽１０の下部に配置され、この攪拌機１１には溶融造粒槽１０の周方向に回転させる攪拌羽根１２が溶融造粒槽１０の底面と略平行に配置されている。攪拌機の攪拌羽根１２は図２（ａ），（ｂ）及び図３に示す構造になっている。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は平面図、図３は図２（ｂ）におけるＡ−Ａ部の端面を示す図である。攪拌機は、溶融造粒槽１０の底部に設けられ、回転軸２０に軸着された回転板２１に複数の攪拌羽根１２が取り付けられた構造になっており、この攪拌羽根１２の回転により槽１０内へ装入された混合廃プラスチックが攪拌されるようになっている。
【００３８】
攪拌羽根１２は底面と略平行に形成された平板状の主羽根２２とその上に立設された縦羽根２３からなっている。主羽根２２の回転方向の先端部２４には、刃物のような鋭角な形状をなす部分はないが、先端部２４の厚さが、基部２５よりも薄くなっている。この先端部２４の厚さを薄くすることによって、プラスチックの切断が若干起こる形状になっている。
【００３９】
このような形状の羽根としては、図４に示す形状のものが含まれる。図４は図３における主羽根の先端部２４の断面を示す図である。図４に示す主羽根は、何れもその先端部の断面形状が鋭角な形状をなしておらず、円弧状、方形状、台形状、鈍角の山形状、多角形状、又は鈍角の山形状などの形状に形成されている。（ａ）図の主羽根は先端部の厚さを先端に向かって傾斜させて薄くすると共に、先端を円弧状にしたもの、（ｂ）図の主羽根は先端部の厚さを先端に向かって傾斜させて薄くすると共に、先端を台形状にしたもの、（ｃ）図の主羽根は先端部の厚さを段差をつけて薄くすると共に、先端を円弧状にしたもの、（ｄ）図の主羽根は先端部の厚さを段差をつけて薄くすると共に、先端を方形状にしたものである。
【００４０】
図４に示す形状の主羽根において、先端部の厚さはある限度以上にすることを要する。主羽根の先端部の厚さｔ_１は、装置の運転条件などによっても異なるが、
その断面が円弧状をなすものである場合、通常、３ｍｍ程度以上であることを要する。先端部の厚さｔ_１が３ｍｍ程度より小さくなると、プラスチックの切断量が増して、その切断に伴なって発生する粉状物や細粒の量が多くなり、分離される非塩素含有プラスチック中の塩素含有率が上昇して、その値を許容範囲内に維持することができなくなる傾向を示す。
【００４１】
なお、図１の溶融造粒装置には、２基の攪拌機が設けられているが、攪拌機の数は１基であってもよく、２基を超える攪拌機が設けられていてもよい。
【００４２】
又、図１の溶融造粒装置は、混合廃プラスチックを昇温させる手段が攪拌機だけであるが、外部から熱源を供給するヒータ等の加熱手段を設け、併用するようにしてもよい。
【００４３】
又、図２に示す攪拌羽根の主羽根２２は底面と平行に形成された平板状のものであるが、回転方向の先端部が鋭角な形状に形成されたものでないこと、あるいは、先端部が鋭角ではなく、さらに先端部の厚さが基部よりも薄くしたものであれば、他の形状につては限定されない。例えば、主羽根２２が底面に対して傾斜した形状のものであってもよい。
【００４４】
上記の構成による溶融造粒装置を用いる混合廃プラスチックの分離処理は、次のように行われる。この分離処理方法の説明においては、処理する廃プラスチックが容器や包装などに使用されたフィルム状あるいは薄板状のものを分離処理する方法について説明する。
【００４５】
混合廃プラスチックを適度の大きさに破砕し、溶融造粒装置へ装入する。装入されたプラスチック５０が攪拌羽根１２によって攪拌されることによって摩擦熱が発生し、プラスチック５０の温度が上昇する。被攪拌物（廃プラスチック５０）の表面温度が、造粒対象プラスチックが融解する所定の温度になると、その造粒対象プラスチックが、粒状化する。
【００４６】
溶融造粒槽内の攪拌が良好な状態で行われ、温度分布が均一になるようにするためには、攪拌機回転速度は攪拌羽根１２の周速度が３５ｍ／ｓｅｃ〜８５ｍ／ｓｅｃになるようにするのがよい。
【００４７】
被攪拌物の表面温度は溶融造粒装置内に配された放射温度計（図示せず）により測定される。そして、放射温度計の測定値が造粒対象プラスチックが融解する所定の温度に達した段階になると、被攪拌物に冷却水が噴射されて強制冷却される。この水噴射により、溶融して粒状化したプラスチックが粒状状態のまま凝固し、溶融造粒装置内には、プラスチックの粒状物と非粒状物とその他の紙類がほとんど結合することなく混在する状態となる。
【００４８】
冷却水量としては、廃プラスチック１ｋｇｆ当たり０．０５〜０．２Ｌである。強制冷却方法は水噴射に限られるものではない。例えば、液体窒素の添加などの手段が考えられる。強制冷却を液体窒素によって実施することにより、攪拌の摩擦熱によって昇温した廃プラスチックの冷却時間を短縮することができ処理効率を向上することができる。
【００４９】
溶融造粒装置によって、造粒対象プラスチックの粒状物を得るときの強制冷却のタイミングは下記の通りである。すなわち、▲１▼造粒対象プラスチックがＰＥ、ＰＳの場合は、被攪拌物（廃プラスチック）の温度が１１５℃〜１５０℃に上昇したとき、▲２▼造粒対象プラスチックがＰＰの場合は、１３０〜１７０℃に上昇したとき、それぞれ冷却を開始する。このように、強制冷却のタイミングを造粒対象プラスチックの融点とは若干異なる所定温度に設定することにより、造粒対象プラスチックを選択して造粒できることが発明者らにより確認されている。
【００５０】
溶融造粒装置に導入された混合廃プラスチック５０は、攪拌羽根１１、１１により乾式で攪拌され、摩擦熱によって温度が上昇する。プラスチック５０の温度がＰＶＣ及びＰＶＤＣの溶融温度未満の所定温度になったところで冷却水（図示せず）が噴射され、溶融したプラスチックが粒状状態のまま凝固する。冷却水噴射温度をＰＶＣ及びＰＶＤＣの溶融温度未満の所定温度、本実施の形態では、１５０〜１９０℃に設定することにより、ＰＶＣ及びＰＶＤＣよりも溶融温度の低い材質のプラスチック（非塩素含有プラスチック）が溶融造粒される。
【００５１】
造粒された粒状物のプラスチック（非塩素含有プラスチック）と非粒状物のプラスチック（ＰＶＣ及びＰＶＤＣを含む）及び紙類との混合物は、排出口１５に設けられたゲート１６をあけることにより排出され、次の分離工程へ送られる。この際、溶融造粒装置から排出された直後の混合物の温度が１００℃以上なるように管理することにより、混合物を乾燥状態で排出できる。
【００５２】
冷却処理された、ＰＥ、ＰＳ、ＰＰ系などのプラスチック（非塩素含有プラスチック）の粒状物と、ＰＶＣ及びＰＶＤＣを含む非粒状物及び紙類との混合物は、乾式比重形状分離装置や風力選別装置などの乾式分離手段に導入され、粒状物と非粒状物や紙類とに分離される。
【００５３】
例えば、図５に示すエアテーブル型乾式比重形状分離装置による粒状物と非粒状物の分離は次のように行われる。この比重形状分離装置は、振動方向４０にほぼ水平に振動自在の振動篩３０と、振動篩３０上に振動方向とほぼ同方向に互いに平行に配設された複数の邪魔板（リッフル）３１とを備え、振動篩３０を振動方向４０に向けて傾斜（エンドスロープ）させるとともに振動方向４０と直交する水平方向に向けても傾斜（サイドスロープ）させている。そして、振動篩３０を振動方向４０に振動させながら、上昇空気流４１を噴射することにより、振動篩３０上の混合物５３が形状差によって粒状物５４と非粒状物５５とに分離されるようになっている。
【００５４】
かくして、溶融造粒装置から排出され、比重形状分離装置に導入された粒状物と非粒状物の混合物５３は、非塩素含有プラスチックである粒状物５４と、ＰＶＣ及びＰＶＤＣを含む塩素含有プラスチックである非粒状物５５及び紙類とに分離される。
【００５５】
分離された粒状物は、ＰＶＣ及びＰＶＤＣを含有しておらず、鉄源の還元剤として高炉吹込みやセメントキルン等の原料の用途に再利用することができる。ここで、プラスチック粒状物（非塩素含有プラスチック）を高炉吹込み原料に利用するときは、高炉吹込みの際の吹込み口の断面積を考慮して、粒径を２〜２０ｍｍとすることが好ましい。
【００５６】
次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１と同様の構成による２基の攪拌機を備えた溶融造粒装置を使用し、混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を行った。処理条件は次のようにした。
【００５７】
溶融造粒装置
溶融造粒槽の容積：８００リットル
攪拌羽根の直径：７００ｍｍ
攪拌羽根の形状：図４（ａ）の形状で、主羽根は先端部が基部よりも薄く、かつ円弧状
主羽根の厚さ：基部が２０ｍｍ、先端部が５ｍｍ
攪拌羽根の周速：５０ｍ／ｓｅｃ
処理した混合廃プラスチック試料
ＰＥとＰＶＣの廃プラスチックを混合したものを処理した。
【００５８】
ＰＥ：（フィルム状、厚さ約０．０６ｍｍ）
ＰＶＣ：（フィルム状、厚さ約０．０５ｍｍ）
各廃プラスチックは、混合前に、破砕した後、篩い分けして５０ｍｍ〜１００ｍｍの大きさにした。
【００５９】
上記の混合廃プラスチック試料を溶融造粒装置へ装入し、攪拌機を回転させて混合廃プラスチックを昇温させた。装入量は３０ｋｇずつ２回に分け、計６０ｋｇ装入した。２回目の装入タイミングは１回目の装入試料が概ね１／３に減容した後にした。攪拌中の混合廃プラスチックの温度が１６５℃になった時点で、散水して冷却し、１０５℃程度まで低下したものを溶融造粒装置から排出させた。排出された造粒処理物は、主として３ｍｍ〜８ｍｍの粒状物になったＰＥと、原形のままで造粒されなかったＰＶＣの混合物であった。
【００６０】
この造粒処理物は比重形状分離装置により、粒状物のＰＥと非粒状物の（塩素含有プラスチック）に分離した。そして、粒状物については、塩素含有率の分析を行った。又、粒状物については、粒径分布を調べた。上記各測定結果は表１の通りであった。
（比較例１）
攪拌機の主羽根の先端部が鋭角に形成された攪拌機を備えた溶融造粒装置を使用し、混合廃プラスチックから塩素含有プラスチックを分離する処理を行った。実施例１との処理条件の相違は次の２条件であった。
【００６１】
▲１▼溶融造粒装置の攪拌羽根は図７に示す形状のもので、主羽根の先端部が鋭角に形成され、刃物状のものであった。
【００６２】
▲２▼混合廃プラスチックを５０〜１００ｍｍの大きさで装入したこと
上記の条件で溶融造粒された粒状物（非塩素含有プラスチック）は、主として粒径範囲が２〜７ｍｍのものであった。
【００６３】
溶融造粒処理された排出物については、実施例１と同じ測定を行った。この結果は、実施例１の結果と共に表１に示す。
【００６４】
【表１】

【００６５】
実施例１と比較例１の結果を比較してみると、実施例１で得られた粒状物の塩素含有率は比較例１の値が１．０ｗｔ％であるのに対し、格段と低い０．５ｗｔ％になっており、例えば、高炉へ吹き込む場合の塩素含有率の許容値を大幅に下回っている。このことは、実施例１においては、回転方向の先端部が円弧状に形成された攪拌羽根を備えた溶融造粒装置が使用され、装入されたプラスチックの切断がごく僅かに抑えられたためであると考えられる。すなわち、上記塩素含有率の低下は、プラスチックの切断がごく僅かに抑えられ、粉状や細粒のＰＶＣの発生量が少なかったことにより、非塩素含有プラスチックの粒子に付着するＰＶＣが少量にとどまったことによる効果であると言うことができる。
【００６６】
又、実施例１においては、溶融造粒装置へ装入したプラスチック片の大きさが５０ｍｍ〜１００ｍｍであり、少し大きめのものを装入したが、得られた非塩素含有プラスチックの粒状物の粒径範囲は、主として、目的とする粒径範囲（２〜１０ｍｍ）のものであった。これは、主羽根の先端部が基部よりも薄く、かつ円弧状に形成された攪拌羽根を備えた溶融造粒装置を使用し、装入したプラスチックが軽度に切断されるようにしたためである。しかも、装入したプラスチックをある程度切断させても、得られた粒状物の塩素含有率は上記のように格段と低い範囲にとどまっており、その切断が塩素含有率上昇に及ぼす影響は軽微であった。
【００６７】
又、粒状化の度合いをみると、実施例１の粒状物の回収率（粒状化率）が比較例１の結果よりも高く、例えば、高炉吹き込みの用途には使用されない２ｍｍ未満の粒状物の割合は比較例１の結果よりも大幅に少なくなっており、本発明の方法が造粒効率（非塩素含有プラスチックの回収率）がよい方法であることを示している。そして、溶融造粒装置から排出される処理物には、細かな造粒物が少ないので、造粒物と非造粒物の分離が容易である。
【００６８】
良好な造粒効率は、装入されたプラスチックが攪拌羽根で切断されることによって発生する小片の量が少ないこと、及び造粒されたプラスチックの粒子が攪拌羽根によって破砕される現象が起こりにくいためであると考えられる。
【００６９】
上記の実施例１においては、１種類の非塩素含有プラスチック（ＰＥ）と１種類の塩素含有プラスチック（ＰＶＣ）の混合物から塩素含有プラスチックを分離する操作を行った場合について説明したが、前述のように、分離処理を行うプラスチックが多種類の混合物であっても、それぞれのプラスチックを分離することができる。混合されているプラスチック間の融点の差に基づいて処理温度を設定し、溶融造粒処理を順次繰り返して行えば、混合廃プラスチック系廃棄物からＰＥ、ＰＳ、ＰＥ等の非塩素含有プラスチックの粒状物が分離して得られ、分離されたそれぞれの種類に適した用途に再利用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、混合廃プラスチックから分離された非塩素含有プラスチックの塩素含有率を大幅に低下させることができる。このため、廃プラスチックを多方面の用途に供することができる。
【００７１】
又、多種類の混合廃プラスチックから種類別にプラスチックを分離することができ、それぞれの種類のプラスチックに適した用途に再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の溶融造粒装置に係る構成の一例を示す斜視図である。
【図２】攪拌機の攪拌羽根の構造を示す図である。
【図３】図２（ｂ）におけるＡ−Ａ部の端面を示す図である。
【図４】図３における主羽根の先端部の断面を示す図である。
【図５】エアテーブル型乾式比重形状分離装置を示す斜視図である。
【図６】塩素含有プラスチックの分離が不十分になる状態の説明図である。
【図７】比較例の試験に用いた攪拌羽根の先端部の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０溶融造粒槽
１１攪拌機
１２攪拌機の攪拌羽根
１３攪拌羽根を駆動するモータ
１４装入口
１５排出口
１６排出ゲート
２２主羽根
２３縦羽根
２４主羽根の先端部
２５主羽根の基部
３０振動篩
３１邪魔板
４０振動方向
４１上昇空気流
５０プラスチック片
５１非塩素含有プラスチックの粒子
５２粉状や細粒の塩素含有プラスチック
５３粒状物と非粒状物の混合物
５４粒状物
５５非粒状物

Claims

攪拌機を回転させて摩擦熱を発生させ、その摩擦熱によりプラスチックを溶融して造粒する溶融造粒装置において、プラスチックを装入する溶融造粒槽の下部に、その溶融造粒槽の周方向に回転させる攪拌機が設けられ、この攪拌機の羽根の回転方向における先端部の断面形状が方形、台形状、鈍角の山形状、多角形状、又は円弧状のうちの何れかの形状に形成されたことを特徴とするプラスチックの溶融造粒装置。
攪拌機の羽根の回転方向における先端部が、基部よりも薄く形成されると共に、方形、台形状、鈍角の山形状、多角形状、又は円弧状のうちの何れかの形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックの溶融造粒装置。
請求項１又は請求項２に記載の溶融造粒装置を用いる混合廃プラスチックの分離方法であって、塩素含有プラスチックを含む２種類以上のプラスチックが混合された廃プラスチックを前記溶融造粒装置に装入して攪拌し、混合プラスチックのうち、非塩素含有プラスチックが溶融されて造粒され且つ塩素含有プラスチックが溶融されない温度にした後、前記溶融造粒装置内へ冷却用流体を導入して冷却し、前記溶融造粒装置から排出された混合プラスチックを粒状物と非粒状物に分離することを特徴とする混合廃プラスチックの分離方法。
塩素含有プラスチックがポリ塩化ビニール及び／又はポリ塩化ビニリデンであることを特徴とする請求項３に記載の混合廃プラスチックの分離方法。
溶融造粒装置から排出された混合プラスチックを、形状差によって分離する乾式分離装置へ導入し、粒状物と非粒状物に分離することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の混合廃プラスチックの分離方法。