JPS63276509A - 樹脂・金属複合材の再生処理方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属材と樹脂材とから成る複合材廃品を分離破
砕して両材料共に再利用可能に回収処理する方法並びに
その装置に関する。

〔従来の技術〕

近年自動車産業における金属と樹脂の複合材料の使用率
が高くなるに従い廃棄される複合材の量もまた著しく増
大し、その処理が社会問題化するほどに至っているが、
それらの再生処理は殆んど行われていない実状にある。

上記複合材を焼却処理により金属材を回収しようとする
場合にはＰＶｃ樹脂から発生する塩素ガスのために公害
対策設備等積々の障害を克服しなければならぬ。更に粉
砕による分離方法にしても経済性や分離性能の面でその
回収処理を困難にしている。従って廃棄複合材の回収率
の良い再生処理方法の開発が待望されている現状となっ
ている。

〔発明の解決しようとする問題点〕

本発明の目的は金属材と樹脂材から成る一体化成形複合
材の廃材から個々の金属並びに樹脂材料を高収率を以っ
て再生可能に回収する再生処理方法並びにその装置を提
供しようとすることにある。

上記回収処理方法は廃棄複合材料を予め所望の大いさに
細断し、更にこれを粉砕機にかけて細粒化し金属粒子群
と樹脂粒子群とが分離混在する混合生成物を得る場合に
前記細断した複合材料塊を前辺って樹脂材の脆化温度以
下に冷却して、樹脂材部分を金属材部分から剥離し易い
低温冷却状態に保持してこれを微粉化する点が重要とな
る。

前記複合材の金属部分が磁性金属例えば鉄合金の場合に
は回収再生すべき樹脂材料粒子群中の金属粉混入を最小
限に止めると同時に、回収金属部分の品質を高めるため
磁力選別手段を用いて磁性金属粒子群を分離回収するこ
とである。また複合材がアルミ合金等の非磁性金属から
成る場合に、上記粒状化生成混合物は特定の比重を有す
る液体を分散媒体として樹脂材および非磁性金属材の固
有の比重差を利用して各別に分離選別する手段が取られ
る。上記比重差利用の分離手段はまた複数種類の樹脂材
料からなる各組成樹脂材料粒子群に対しても適用しよう
とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る廃棄複合材の回収処理方法およびその装置
は下記工程および装置から成る。

該方法は廃棄処分になった金属材と樹脂材から成る複合
材を適宜の大いさに細断して塊状化し、これを低温冷却
装置において複合樹脂材の脆化温度例えば−４０゛以下
に冷却して複合材中の付着樹脂部分を衝撃作用により金
属部分から剥離し易い状態に保持し、この脆化温度状態
にある複合材を衝撃湿粉砕機に投入して微粒化混合生成
物を得る。

次いで上記微粒化された金属と樹脂から成る混合生成物
を磁力分離装置又は比重差分離装置に移送して金属粒子
群と樹脂粒子群に分離選別し、最終的に前記選別分離さ
れた各粒子群を個別的に設置された洗浄槽に移送されて
水洗され、乾燥装置に導びかれ乾燥後にて高品位の再生
樹脂材と金属材とが共に連続的に処理回収されるように
した方法及び装置となっている。廃棄複合材の金属が鉄
合金等の磁性材料を含む場合においては勿論磁力分離装
置を殊用するのが好ましい。

また廃棄複合材中の金属がアルミ合金等の非磁性金属で
ある場合には樹脂の比重と非磁性金属の比重差を利用す
る比重差分離槽によって両者を分離抽出する。この比重
差分離槽は磁性金属を含む混合粒子群にも適用しうろこ
とはいうまでもない。

更に廃棄複合材を構成する樹脂材が２種類以−ヒの異種
の組成樹脂を含む場合には、これら異種の組成樹脂材料
を各々別個に分離選別する方法も前述した比重差分離槽
を適用して遂行される。

前記比重差分離法において、好ましくは水ガラス（珪酸
ソーダ）を分離分散媒体液即ち重液として使用し、該水
ガラス溶液の比重は異種組成樹脂材料の各比重値の中間
値に調整して設定される。

更に前記方法を実施する装置は金属材と樹脂材からなる
廃棄された複合材を所望の寸法サイズに細断すべき短尺
切断装置と、該短尺小塊化された複合材を含有樹脂材の
脆化温度以下に低温冷却するための脆化温度冷却装置と
、前記脆化温度状態において小塊化複合材を衝撃剥離す
るための衝撃形粉砕装置と、前記粉砕された微粒混合物
から金属及び樹脂材を分離選別するための分離選別装置
と、分離選別された各別個の金属粒子群および樹脂粒子
群を個別に洗浄する洗浄槽および水洗洗浄した各粒子群
を乾燥する乾燥設置を各々具備し、これら各装置間には
それぞれコンベア等の移送手段が設置されて、廃棄複合
材の短尺化切断から再生処理工程が連続的に、行なわれ
る連続的流れ方式による複合材再生処理装置となってい
る。前記金属と樹脂粒子混合物の分離選別装置は磁性金
属材の場合には特に磁力分離装置を採用するのが好しい
。

またアルミ合金等の非磁性金属を含む場合における分離
選別手段は特定の比重を有する媒体液を分散相とする比
重差分離装置によって達成される。

前記比重差分離装置は複合材を構成する樹脂材が２種以
上の性質の異なる異種組成樹脂材から成る場合において
それらの分離選別装置として使用することができる。以
下図面に示す実施例に従って本発明を説明する。

〔実施例〕 第１図は本発明に係る処理方法と装置の工程流れを概略
的に示す線図である。該線図は自動車ガラス窓シール用
のモール部品廃材を処理再生するための実施例として示
される。上記モール部品は不銹鋼を補強芯材として成形
され、これを取巻いてアクリルニトリルブタジェンスチ
レン（ＡＢＳ）樹脂および塩化ビニール（Ｐ　Ｖ　Ｃ）
樹脂が適所に配置成形された長尺状のシール部品である
。該モール廃材は第１図左側に示す適宜の切断装置１に
より約５０１１の長さに細断される。細断小塊化された
複合材はコンベア２を経て投入ホッパ３内に貯溜される
。ホッパ３には調節可能な定量排出器４が付属し、常時
定量の小塊化複合材をホッパ移送フィーダ５側へ送り込
む。更に移送フィーダ５を経てマグネット式昇降コンベ
ア６により高所位置に揚上された複合材は計量回転弁８
を具備する重力式スライドシュート７を通って低温冷却
装置１０に導入される。該冷却装置１０は小塊化複合材
の樹脂部分を樹脂脆化温度約−４０℃以下に冷却せしめ
るための装置であり、樹脂材料の低／ＩＡ脆弱化により
金属材に付着成形されていた樹脂材を衝撃剥離作用によ
り効果的に金属部分から分離することができる。低温冷
媒としてはフロンガスが採用される。冷却装置１０は内
部雰囲気を常時−４０℃以下に保持された大容量空間を
もつ冷却庫１５を主体として設備される。計量回転弁８
を含む冷却庫１５の全外周面には厚み約１５（ｈｍの断
熱材が被覆装された常温度状態にある複合材料塊は該コ
ンベアを通過する間に冷却庫内部の低温度雰囲気により
漸次冷却され、右Ｍの排出口において〜４０゜ある。１
４は庫内部ファンである。冷却庫１５内の天井壁には複
数個の冷却送風ユニット１２が各別に設備され、該送風
ユニソ）１２は配管を通して各冷凍機１３に連結される
。冷凍機１３はフロンガスを冷媒として作動する冷凍ユ
ニットで、符号Ｍは電動機である。符号１６，１６′、
１７．＋１＋は冷凍機１３の凝縮器の冷却水循環系を示
し、これらの配管は冷却塔１９に付属するものとなって
いる。該冷却塔１９の内部は浮子１８により一定水位に
保持され、冷却水ポンプ１７、共通送水管１６を経て各
冷凍機１３の凝縮器に冷却水を供給し、該凝縮器におい
て吸熱した高温水は戻り管１６′を経て冷却塔１９内上
部空間に噴射しファンにより放熱冷却される。上記移送
冷却シリンダ１１は駆動モータ９により減速歯車段を介
して回転駆動される。

計量回転弁８を通ってスライドシュート７の出口から定
量宛落下供給された小塊化複合材は冷却シリンダ１１を
左から右へ漸次攪拌移送される間に低温雰囲気内に約２
０分乃至３０分曝されその出口において樹脂材の脆化温
度−４０’ｃ以下に冷却される。次いで上記脆化温度以
下に冷却された小塊化複合材はハンマーミル等の衝撃形
粉砕装ｆｆ２０に投入される。２２は粉砕装置２０の装
入口に設けたホッパで、２１は計量回転弁である。単位
時間当り一定量宛送り込まれた小塊化複合材は回転ハン
マーにより粉砕され、約３〜１０メソシユ範囲の粗粒以
下の微粒子粉末を含む粒状化混合生成物が得られる。

次いで前記モール部品の如き不銹調芯材を含む金属材と
樹脂粒子とから成る混合生成物は分離コンベア３１と振
動篩分機３４からなる分＃選別装置３ｏに導びかれ、金
属部分と樹脂部分が分離抽出される。

即ち上記分離コンベア３１上に送り込まれた粉砕混合物
は該分離コンベアの走行通路上に配置された複数個の磁
力分離器３２により不銹銅粒子部分が吸引除去されて、
その下方に配置した金属片回収箱３３内に落下捕捉され
ると共に残余の樹脂粒子部分は振動篩分量３４に送り出
されて、３メソシユ（約粒に分級選別される。通常１０
％程度の粗粒樹脂部分は右側粗粒口３６を経て粗粒樹脂
分離容器３７に回収され、９０％に達する大部分の細粒
子部分は左側細粒口３５から取り出される。このように
して分離抽出された金属片部分は、再生原料として回収
され、また細粒樹脂部分は後述する水洗いによる洗浄装
置および乾燥装置においてそれぞれ洗浄され、乾燥され
て粒状再生品として処理回収される。細粒樹脂部分とし
て分離選別された微粉末を含む樹脂部分は更にサイクロ
ンユニットに移送され、超微粒子ダスト部分は粉末再生
品として回収され袋詰めされサイクロンユニットにおい
て捕捉された残余の約９０％の比較的粒子サイズの粗い
細粒樹脂部分は前記の洗浄、乾燥処理工程を経て回収再
生品として袋詰めにされる。

前述した樹脂粒子の再生回収処理は複合材を構成する樹
脂材が単一種類の樹脂組成分から成るものについて述べ
たが、前述したモール部品のようにＡＢＳ樹脂とｐｖｃ
樹脂の２種の樹脂が部分的槽成として使用されている複
合材に対しては重液を分散媒液とする比重差分離装置を
用いて行なうことができる。第１図の下半部分に該装置
を示す。

もし上記複合材を構成する樹脂材部分が異なる比重値を
有して部分的にそれぞれ成形されている場合に適用可能
となる。勿論この比重差利用の分離抽出方法は金属粒子
を包含する混合粒子群に適用可能なことはいうまでもな
い。説明を分り易くするため２種類の樹脂粒子混合物の
組成成分抽出について以下説明する。粉砕機２０によっ
て剥離破砕された粒子混合物は空気ブロワ等の移送手段
を介して移送管３９を通って分離槽４１のためのサイク
ロン分離器４２に達する。サイクロン分離器４２におい
てサイクロン４２で分離捕集しにくい超微粒子を含む微
粒部分はダストとして上方から分離排出してバッグフィ
ルターにて回収し、下方部分から粉粒を除去した粒子群
を分離槽４１の攪拌貯溜室４３に投下装入する。分離槽
４１は稀釈水ガラスを重液として分散媒体相が形成され
、稀釈水ガラスの比重を上記２種の樹脂材料比重値の例
えば耐衝撃用ＡＢＳの比重を１．０４、ｐｖｃ樹脂の比
重を１．２５とすればそれら中間０比重値の１．１５に
調節設定される。

従って上記重液より比重の大なるｐｖｃ樹脂粒子は沈潜
して下部に浮遊沈降し、小なる比重値をもつＡＢＳ樹脂
粒子は上部表層に浮上する。分散媒体中に均一に攪拌さ
れた粒子混合物は分離槽４１の中間側壁部に開口する周
面開口を通って分離槽下方部に常時供給される。４４は
分離槽４１の側壁上部外周に設けた浮上粒子捕捉のため
の溢流樋であって、該溢流樋４４に対面する分離槽側壁
上辺には一部を切込んだ溢流堰が形成されている。従っ
て軽比重の浮上樹脂粒子は溢流堰を越えて溢流樋４４内
に流下する。更に該溢流樋４４の底部に連結された流出
管を通って水切りスクリーンフィーダ４７上に流下する
。該スクリーンフィーダ４７は軽比重樹脂粒子を含んで
溢流流出した分散媒体液を水切り分離して該重液媒体を
循環槽１００に戻して再使用を可能にすると共に上記重
液で濡れた粒子群を洗浄槽６０に送り込んで水洗いし該
粒子群を再生利用可能にするものである。洗浄槽６０は
水道管等の洗浄水源から導水管６３を通して常時洗浄水
が供給され、スクリーンフィーダ４７を経て投入された
被洗浄樹脂粒子群は電動機Ｍによる攪拌回転翼により攪
拌洗浄作用をうけ、次いで洗浄槽６０の上部周壁に設け
た溢流堰（図示しない）を越えて溢れ出る。この溢流堰
は洗浄槽内水位を一定水位に保持する。

上記洗浄槽６０から溢流放出された洗浄された粒状樹脂
部分は溢流洗浄水に浮遊して放流管６１を通って第２の
水切りスクリーンフィーダ６５において洗浄水のみが落
下除外される。かくして水洗い処理を完了した樹脂粒子
群は投入コンベア６６を経て乾燥装置７０に移送される
。該乾燥装置７０は水洗い処理後樹脂粒子を熱風等の加
熱乾燥により付着した水分を完全に除去して再生利用可
能な粒子群として回収するものであるから、従来慣用の
乾燥設備を適用しうる。従って第１図には乾燥装置７０
の具体的構造は省略して図示しているが、この設備例に
おいては加熱蒸気によって乾燥室７５の内部は所定の高
温雰囲気に保持されると共に水切りされた樹脂粒子群は
回転移送チューブ７２内を通って排出ロア３に移送され
、清浄化された乾燥樹脂粒子は集収ホッパ７４に貯溜さ
れる。集収ホッパ７４に貯溜した樹脂粒は実際上は更に
空気移送用ブロワを介して大容量の製品ホッパ内に貯溜
され、付属の下部計量機により一定量毎に袋詰めミシン
掛けの後、再生粒状樹脂製品として出荷される。

以上の説明は分離槽４１の液面上層部に浮上した軽量樹
脂粒子の水洗い乾燥処理工程を説明したが、分離槽４１
の底部に沈降堆積した比重の大なる異種樹脂粒子群に対
する洗浄・乾燥処理も前述のものと殆んど同様にして完
遂される。即ち分散媒体液である規定の水ガラス比重よ
り大なる異種の樹脂粒子群は時間と共に当然に分離槽４
１の底部に向って沈降堆積する。この比較的比重の大な
る樹脂粒子を分離槽底部からその外側上部に引出すため
に攪拌槽４３の左側に落差タンク４５が設置される。該
落差タンク４５内に設けた浴出口４６の高さ位置は分離
槽４１の液面より低い位置に選定されている。従って分
離槽４１内の分散媒体液は最底部流出開口からの落差管
４７を通って、浴出口４６からその水頭差に対応する流
速を以って常時噴水する。この浴出噴水流は分離槽４１
の底部に沈積した比重大なる樹脂粒子を伴って落差タン
ク４５内に常時放出される。

この落差タンク４５内へ樹脂粒子を伴って放出される分
散媒体流量は浴出口４６の開口面積およびその高さ位置
を調節することにより調整可能にされている。落差タン
ク４５に放出された高比重樹脂粒子を含む分散媒体液は
流出導管４８を通って水切りスクリーンフィーダ４９を
流下する間にその媒体液を水切りした後高比重樹脂粒子
用洗浄槽８０に投入され、清水による洗浄作用を受ける
。次いで乾燥処理を受けて再生製品化されることは前述
した低比重樹脂粒子の場合と殆んど同じように遂行され
る。

従って洗浄槽８０以降の処理工程は図示符号の説明だけ
に止める。８１は洗浄樹脂粒子を含む洗浄水の設備９０
へ送り込むための投入コンベアである。以上は本発明に
関連する粉砕微粒子群に対する比重差分離選別装置の基
本部分を構成している。次いで上記分離槽の付属的設備
について説明する。符号１００は分離槽内分散媒体液即
ちこの場合水ガラス液を重液として使用するが、その水
ガラス液循環槽である。所望の規定比重値に設置された
水ガラス液が循環槽１００内に満される。この水ガラス
液は水ガラス熔解槽１１０から移送ポンプ１１１により
供給される。レベルスイッチ１０’７が循環槽１００内
に設備され、規定水位以下になるとレベルスイッチＩＯ
Ｔが作動し移送ポンプ１１１を始動し規定比重値に設定
された水ガラス液が自動的に補給される。また循環槽１
００の上部には還流溢流堰１０２゜１０３が設けられる
。これらの溢流堰１０２　、１０３は媒体重液用スクリ
ーンフィーダ４９および４７で水切りされた水ガラス液
媒体が還流管１０４　、１０５を経て流下し、この溢流
堰においてその表層部を流下する媒体液を循環槽１００
内に溢流帰還せしめて再使用を計る。１０１は水ガラス
液循環ポンプで媒体液移送導管１０６を通して攪拌貯溜
槽４３内に媒体液を連続的に供給するようにしている。

１２０は水切り槽で、各洗浄槽６０　、８０で洗浄処理
を連結される。洗浄処理後の処理水は外部に廃棄される
ことになるが、当然水ガラス成分を含むため、図示され
ないその後の工程処理においてｐＨ調整槽に移送され、
中和溶液とされた後廃棄される。

〔効　果〕

本発明による再生製品は樹脂材及び金属材共に材料品質
の低下がなく、特に樹脂に関しては微粉の混入率が少な
く回収率も高く、直ちに再生品として使用可能となる特
徴を有する。また本発明に係る比重差利用による分離方
法は金属および樹脂のいずれに対しても適用可能である
からその適用範囲も広い。また大量生産に適する連続的
再生処理方式を可能とし、資源の再利用並びに公害防止
の一助となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る処理方法をその工程流れに沿って図
解した説明図を示す。 １・・・切断機、　　　　　　１０・・・低温冷却装置
、２０・・・衝撃形粉砕機、　３０・・・分離選別装置
、３４・・・振動篩分機、　　４０・・・比重差分離装
置、４１　、４９　、６５　、８５・・・水切りスクリ
ーンフィーダ、７０　、８０・・・乾燥設備。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、樹脂と金属から成る廃棄複合材を適宜の大いさに切
   断塊状化する工程と、前記塊状化複合材を該樹脂の脆化
   温度以下に低温冷却せしめる冷却工程と、前記脆化温度
   状態にある塊状複合材を衝撃粉砕作用により微粒混合物
   に粉砕して金属材部分から樹脂材部分を剥離分離せしめ
   る分離粉砕工程と、前記分離粉砕された複合材混合粒子
   群を金属材と樹脂材とに分離する分離選別工程および前
   記選別分離工程により抽出された金属材と樹脂材とをそ
   れぞれ洗浄しかつ乾燥する洗浄・乾燥工程とから成る樹
   脂、金属複合材の再生処理方法。 ２、前記分離選別工程は粉砕粒子混合物を重液分散媒体
   中に投入し、それら材料の比重による浮沈分離作用を利
   用する比重差分離工程から成る特許請求の範囲第１項記
   載の再生処理方法。 ３、前記粉砕粒子混合物の分離選別工程は複合材の金属
   部分が磁性材から成形される場合において、金属粒に対
   して磁力吸引力利用の金属分離工程と樹脂粒に対して振
   動篩分工程とから成る特許請求の範囲第１項記載の再生
   処理方法。 ４、前記複合材の組成樹脂部分が２種類以上の比重の異
   なる樹脂材部分から成る場合において、前記金属粒子部
   分を取り除いた樹脂粒子混合物に対する分離選別工程は
   稀釈水ガラス液等を重液とする分散媒体中に前記樹脂粒
   子混合物を投入攪拌してこれら樹脂材の比重差に基づく
   浮沈作用により各組成材を各別に分離抽出するようにし
   た特許請求の範囲第１項記載の再生処理方法。 ５、樹脂と金属から成る廃棄複合材を適宜の大いさに細
   断する切断装置と、該小塊化複合材を該樹脂材の脆化温
   度以下に低温冷却する複合材冷却装置と、前記脆化温度
   状態にある小塊化複合材を剥離分離するための衝撃形粉
   砕装置と、該粉砕粒子混合物から樹脂部分と金属部分と
   を各別に分離抽出するための混合物分離選別装置及び各
   別個に選別抽出された金属粒子群と樹脂粒子群とをそれ
   ぞれ洗浄しかつ乾燥する洗浄装置と乾燥設備とを具備す
   ると共に前記各装置と設備間にはコンベア等の移送手段
   を設けていることを特徴とする金属、樹脂複合材の再生
   処理装置。 ６、前記混合物分離選別装置は設定された所定の比重値
   を有する重液分散媒体により満された比重差分離槽から
   成り、該分離槽は前記衝撃形粉砕装置の排出口から移送
   手段を介して粉砕生成物が供給されるように配置される
   と共に前記分離槽上方に設けた溢流堰を介して軽量樹脂
   材が浮上分離可能にされると共に分離槽底部に沈降した
   比重値大なる材料を抽出するための溢流口が分離槽底部
   開口に連通しかつ分離槽液面より低い位置に設置されて
   いる特許請求の範囲第５項記載の再生処理装置。 ７、前記複合材の金属部分が鋼材等の磁性材料から成る
   場合において、前記分離選別装置は前記粉砕装置の排出
   側に磁力分離装置を有する磁力分離コンベアが接続され
   、更に該分離コンベアの送出側に金属粒子部分を除去し
   た樹脂粒子部分を分級選別するための樹脂用振動篩分装
   置が配置されている特許請求の範囲第５項記載の再生処
   理装置。