JP2000198117A

JP2000198117A - 複合材廃棄物の処理装置及び処理方法

Info

Publication number: JP2000198117A
Application number: JP11316484A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kozuka; 浩志小塚; Takahiro Oshita; 孝裕大下; Shugo Hosoda; 修吾細田; Chikao Satoie; 千賀男郷家; Tamotsu Miyajima; 保宮島; Hiroyuki Fujimura; 宏幸藤村
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】プラスチック類を含む複合材廃棄物を、比較
的少ないエネルギーで、プラスチック類と金属類とを容
易に分別する処理装置と処理方法を提供する。【解決手段】プラスチック類を含む複合材廃棄物２０
１を、前記プラスチック類が軟化または融解または熱分
解する温度以上に維持する融解室１０２と、融解室１０
２の鉛直方向下部に複数のロール１１０ａ〜を含んで構
成されるロール群１１０を設置し、複数のロール１１０
ａ〜の各々は軸線回りに同一方向に回転する、複合材廃
棄物の処理装置。融解室を備えるのでプラスチック類が
融解され、またロール群１１０を備えるので、融解した
プラスチック類とその他の部品とが分離される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合材廃棄物の処
理装置及び処理方法に関し、特にプラスチック類を含む
複合材廃棄物を処理する装置及び方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック類を含む複合材廃棄物と
は、冷蔵庫、洗濯機、エアコン、テレビを始めとする各
種家庭電気製品類、パソコン、ＯＡ機器、複写機を始め
とする各種事務機器類、電話機を始めとする通信機器
類、自動車、スクーターを始めとする乗り物類等多くの
機器類が廃棄物となったものである。このような廃棄物
は、多くの場合鉄、銅、アルミ等の金属類にプラスチッ
ク類をからませて組み立てられている。

【０００３】従来、これら複合材廃棄物の構成材料をリ
サイクル回収するときには、それら廃棄物を破砕し、構
成材料を細片化したうえで有価物を回収し、残りを埋立
処分していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の方
法によれば、破砕細片化には多大なエネルギーを必要と
する上に、破砕細片化の過程で、鉄に少量の銅が交じり
がちとなり、同じく銅に少量の鉄が交じりがちとなり、
いずれも価値を減ずる。また冷蔵庫の場合は破砕に際し
て断熱材中に発泡剤として含まれていたフロンが大気中
に放出される。さらには埋立処分地の減少という問題が
あった。

【０００５】そこで本発明は、プラスチック類を含む複
合材廃棄物を、比較的少ないエネルギーで、プラスチッ
ク類と金属類とを容易に分別する処理装置と処理方法を
提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による複合材廃棄物の処理装置
は、図１に示すように、プラスチック類を含む複合材廃
棄物２０１を、前記プラスチック類が軟化、または融
解、または熱分解する温度以上に維持する融解室１０２
と；融解室１０２の鉛直方向下部に設置された複数のロ
ール１１０ａ〜を含んで構成されるロール群１１０とを
備え；複数のロール１１０ａ〜の各々は同一方向に回転
するように構成される。ロール群１１０の複数のロール
１１０ａ〜の各々は軸線回りに同一方向に回転し、前記
軸線に直角な平面で切断した断面形状は、軸線を中心と
した円形であってもよいが、非円形又は偏心させた円形
に形成するのが好ましい。

【０００７】このように構成すると、融解室を備えるの
でプラスチック類が軟化、融解または熱分解され、また
ロール群１１０を備えるので、融解等したプラスチック
類とその他の部品とが分離される。

【０００８】特に請求項２に記載のように、ロール１１
０ａ〜が、前記軸線方向に、断面形状が非円形又は偏心
させた円形に形成された複数の鍔状部を有して形成され
ていると、分離の効果がさらに高くなる。

【０００９】また請求項３に記載のように請求項２に記
載の複合材廃棄物の処理装置では、前記ロール群の隣り
合うロール同士の一方のロールの鍔状部の先端が、他方
のロールの鍔状部の先端と対向するか、または他方のロ
ールの鍔状部間の隙間に対向するように配置されている
ようにするとよい。一方のロールの鍔状部の先端が他方
の鍔状部の隙間に対向する構成のときは、該鍔状部を隙
間の幅よりも小さく形成し、鍔状部を隙間に入り込ませ
て、隣り合うロール同士の鍔状部をラップさせてもよ
い。

【００１０】また、請求項４に記載のように、請求項１
乃至請求項３のいずれか１項に記載の複合材廃棄物の処
理装置では、ロール群１１０は、複合材廃棄物２０１を
運搬する運搬装置として用いられるように構成されてい
てもよく、このときは、別途運搬装置を備える必要がな
く、設備が簡単になり、装置の全体の高さを抑えること
もできる。

【００１１】前記目的を達成するために、請求項５に係
る発明による複合材廃棄物の処理方法は、図１１に示す
ように、プラスチック類を含む複合材廃棄物を加熱し、
前記加熱の結果生ずる溶解物と不燃物とを同一方向に回
転するロール群を用いて分離することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似
符号を付し、重複した説明は省略する。

【００１３】図１は、本発明による第１の実施の形態で
ある複合材廃棄物の処理装置１００の側面断面図であ
る。図中、冷蔵庫、洗濯機、エアコン、テレビ等のプラ
スチック類を含む複合材廃棄物２０１を、所定の温度の
雰囲気中に保持してプラスチックを軟化あるいは融解す
る融解室１０２が炉壁で囲われて構成されている。廃棄
物２０１の移動方向に沿って、融解室１０２の前には、
シール室としての前室１０１、融解室の後ろには、シー
ル室としての後室１０３が設けられており、前室１０１
の前側（廃棄物入り口側）には不図示の扉１０５ａが、
前室１０１と融解室１０２との間には、扉１０５ｂが、
融解室１０２と後室１０３との間には、扉１０５ｃが、
後室１０３の後ろ側（廃棄物出口側）には、扉１０５ｄ
が設けられている。さらに、扉１０５ｄによって後室１
０３と隔てられたデスケ室１０４が、後室１０３の後ろ
に設けられている。

【００１４】このように前室１０１、融解室１０２、後
室１０３、デスケ室１０４がそれぞれ扉で区切られて、
全体としてトンネル状に構成されている。扉は鉛直方向
上下に開閉可能な構造を有する。また前室からデスケ室
を貫いて、被処理物である複合材廃棄物を運搬する運搬
装置１０６が、これらの室の下部に敷設されている。運
搬装置１０６は、例えば５００ｍｍ程度の一定のピッチ
で、被処理物としての複合材廃棄物の移動方向に直交す
る回転軸が平行に並べられた、一種のローラーコンベア
である。ローラーの直径は例えば６０ｍｍ程度とする。
扉１０５ａ〜１０５ｄは、隣り合うローラーとローラー
との間を通過して開閉できるように構成されている。

【００１５】被処理物２０１は、直方体形状又は図５に
断面を示すようにカタカナのコの字を伏せた断面形状を
したパレット２０２上に載置され、パレット２０２は、
運搬装置１０６の順番に並んだローラー１０６ａ、ｂ、
ｃ、・・・ｆ、ｇ、上に載置され、ローラーの回転によ
り、前室１０１からデスケ室１０４を貫通して移動する
ように構成されている。なお、前室１０１と後室１０
３、デスケ室１０４は、丁度パレット２０２を１個収容
できる、移動方向長さを有し、融解室１０２は、パレッ
ト２０２を２個収容できる移動方向長さを有している。
但し、処理規模に応じて融解室は、パレット２０２を１
個以上何個収容できるようにしてもよい。なお、本発明
が適用可能な被処理物の中には、プラスチック類（繊維
強化プラスチックを含む）からなる製品の廃棄物も含ま
れる。

【００１６】図２には、図１のＡ−Ａ矢視（移動方向か
ら見た）断面図を示す。図中、被処理物２０１を載せた
パレット２０２は、ローラー１０６ａ〜１０６ｆ・・・
に載っている。ローラー１０６ｆは融解室１０２の側壁
を貫通しており、融解室１０２の外部に設置された軸受
部１０７ｆがローラ１０６ｆを融解室１０２の両側で支
持している。ローラー１０６ａ〜１０６ｆ・・・は、不
図示の回転駆動装置で、それぞれ別個にあるいは同期し
て軸受部１０７ａ〜１０７ｆ・・・で支持されながら回
転する。ローラーが別個に回転するときは、運搬装置１
０６上の各箇所においてパレット２０２を、ひいては被
処理物２０１を、異なる速度で運搬でき、例えば前室１
０１内のパレット２０２は静止しているにもかかわら
ず、融解室１０２内ではパレット２０２を移動させるこ
とができる。ローラーが同期して回転するときは、全パ
レットを同一速度で一斉にあるいは所定の相対速度で運
搬できる。

【００１７】融解室１０２の鉛直方向の下方、運搬装置
１０６の下方は、全体が開口している。その開口のさら
に下方は分離室１０８を形成している。分離室１０８
は、図２のＡ−Ａ矢視図に示すように、被処理物２０１
からの落下物を左右の側壁から中央に集めるホッパー１
０９を、鉛直方向下方に有する。ホッパー１０９の上方
で、運搬装置１０６の下方の空間には、ロール群である
回転分離器１１０が、構成部品であるロール１１０ａ、
ｂ、ｃ・・・を有して設けられている。各ロール１１０
ａ、ｂ、ｃ・・・は、ローラー１０６ａ、ｂ、ｃ・・・
の回転軸に平行な回転軸を有し、ローラー１０６ａ、
ｂ、ｃ・・・と同じく、被処理物２０１の移動方向に並
んでいる。複数のロールのうち、例えばロール１１０ｆ
は回転軸１１１ｆに搭載されており、回転軸１１１ｆは
分離室１０８の側壁を貫通しており、分離室１０８の外
部に設けられた軸受１１２ｆにより、両側で支持されて
いる。他のロールも同じである。ロール１１０ａ〜１１
０ｆ・・・は、同期して軸受部１１２ａ〜１１２ｆ・・
・で支持されながら、不図示の回転駆動装置により回転
される。

【００１８】ロール群１１０は、全体として被処理物の
移動方向に向かって、−５°〜１５°の緩い傾斜が与え
られている。ここで移動方向に向かって傾斜が−５°即
ち負の角度であるとは、ごく緩い上り傾斜であることを
意味する。また正の傾斜即ち下り傾斜であるときは、ロ
ール１１０ａ〜１１０ｆ・・・の回転方向が、その下り
傾斜に沿って落下物を移動方向に送る方向となるが、下
り傾斜の角度があまり急になると、移動時に被処理物が
ロール群を滑り落ちてしまうので、１５°程度を上限と
する。また上り傾斜があまり大きくなるとロールの回転
によって被処理物を移動するのが困難になるので、−５
°程度が限界である。

【００１９】ロール１１０ａ〜１１０ｆ・・・は、回転
軸直角方向に見ると、図６（ａ）に示すように、幅Ｌ１
の鍔状部１１０ｆ１〜（図６（ａ）の例では１４枚故１
１０ｆ１〜１１０ｆ１４）が、間隔Ｌ２をもって、回転
軸方向に配置されている。鍔状部１１０ｆ１〜１１０ｆ
１４のピッチをＬ３とすれば、Ｌ３＝Ｌ１＋Ｌ２であ
る。一実施例をあげれば、Ｌ１＝２８ｍｍ、Ｌ２＝３２
ｍｍ、Ｌ３＝６０ｍｍであり、１１枚の鍔状部を有する
場合、鍔状部１１０ｆ１から鍔状部１１０ｆ１４の端部
間の寸法Ｌ４は、Ｌ４＝６０×１３＋２８＝８０８ｍｍ
となる。

【００２０】次にロール１１０ａ〜１１０ｆ・・・を回
転軸方向に見ると、図６（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）
（ｃ）に示すような非円形又は図７（ｄ）に示すように
偏心させた円形に形成されている。非円形とは、図６
（ｃ）に示すように、ロール例えば１１０ａの鍔状部の
最外輪郭Ｄ１が、ロール１１０ａの回転中心Ｏを中心に
描いたピッチ円Ｄ２の上に乗らず、いわばピッチ円Ｄ２
から張り出す突起部Ｔを有する形状をいう。ピッチ円に
乗らない輪郭であるから、例えば図６（ｂ）に示すよう
に回転中心に図心を有する四角形（正方形）であっても
よいし、回転中心に図心を有する三角形（正三角形）で
あってもよいし、他の多角形であってもよいし、さら
に、それら多角形の各辺は直線に限らず曲線により形成
されていてもよい。辺が曲線であれば、もはや多角形と
は言えないが、疑似多角形と見ることができる。その曲
線は例えば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、ロールの
回転中心以外の点を中心とする円弧とするのが好まし
い。

【００２１】なお、図６（ｂ）に示す四角形のロールの
具体的実施例を示すと、各ロールの辺の長さＷ１は約３
０４ｍｍ、回転軸同士の間隔Ｗ２は約３５０ｍｍ、各カ
ラー部の直径ｄ１は約２５０ｍｍ、回転軸１１１ｆ部分
の直径ｄ２は約１５０ｍｍである。この実施例では、各
鍔状部の回転位相差は９０度であり、鍔状部の回転先端
と円形のカラー部の間隔は、最大で約７３ｍｍ、最小で
約１０ｍｍである。

【００２２】ロールを回転軸方向から見たとき、各ロー
ルは、回転位相が図７（ａ）（ｂ）に示すように、一致
していてもよいし、（ｃ）に示すように互いにずらして
もよい。位相を一致させると、対向するロールの鍔状部
の先端同士の隙間は常にほぼ一定となる。図８はカラー
部の形状をロールと同一（相似）にした場合を示す。カ
ラー部の形状をロールと同様にして、回転位相を一致さ
せると、ロールの先端とカラー部の外径との隙間は回転
角に拘わらずほぼ一定となる。

【００２３】図９を参照して、隣り合うロール同士の鍔
状部の関係を説明する。図９（ａ）は、ロールの回転軸
方向に見た２つのロールを示す。図９（ｂ）（ｃ）は、
そのロールを回転軸直角方向、すなわち鉛直方向上方か
ら見た部分図である。隣り合うロール同士は、図９
（ｂ）に示すように一方の鍔状部の先端が他方の鍔状部
の先端に対向するか、あるいは図９（ｃ）に示すように
一方の鍔状部が他方のカラー部に対向するように配置す
る。

【００２４】図９（ｂ）に示すような鍔状部の先端同士
が対向する場合、対向する鍔状部同士の回転軸直角方向
の間隔ｃ１は、図９（ａ）のように隣り合うロール同士
の回転位相差がゼロに配置されたときは、回転中ほぼ一
定となる。あるいは、多角形の辺のカーブを間隔ｃ１が
ほぼ一定になるように形成するといってもよい。図９に
は、三角形の場合を示した。このように、間隔ｃ１をほ
ぼ一定になるように構成すると、カラー部同士の間隔
も、鍔状部同士の間隔も一定であるので、その一定の隙
間から所定の大きさの小部品が下方に落下するし、融解
したプラスチックもぽたぽた落下する。

【００２５】図９（ｂ）に示すように鍔状部同士が対向
する場合でも、図７（ｃ）のように隣り合うロール同士
の回転位相差がゼロではない（例えば４５°や６０°
の）ときは、間隔Ｗ１は変化する。このときは、隙間の
カラー部同士の間隔は一定であるが、鍔状部同士の間隔
は大小に変化するので、鍔状部に付着したプラスチック
を鍔状部同士が掻き落とし、又は掻き上げることができ
る。

【００２６】図９（ｃ）に示すような鍔状部とカラー部
とが対応する場合、隣りあうロール同士のカラー部と鍔
状部との間隔Ｗ２は変化する。これは、図７（ｂ）のよ
うに隣り合うロール同士の回転の位相が一致していて
も、（ｃ）のように位相がずれていても同様である。し
たがって、ロールに付着した、特に鍔状部と鍔状部との
間の隙間を埋めるように付着したプラスチックを、間隔
ｃ２の変化によるポンプ作用で押し出し掻き落とすこと
ができる。

【００２７】また図８（ｂ）に示すようにロールの鍔状
部とカラー部をおむすび形の相似形にして、図９（ｃ）
に示すようにロールの鍔状部とカラー部とが対向するよ
うに配置すると、鍔状部と対向するカラー部との間隔ｃ
２は回転中常に一定となり、ボルト等の金属を噛み込む
トラブルがなくなる。

【００２８】なお図９（ｄ）、図１０に示すようにロー
ルの鍔状部とカラー部とが対向するように配置する場合
には、ロール同士の回転軸間の距離を狭めて、一つのロ
ールの鍔状部が隣のロールの鍔状部と鍔状部との間に入
り込むように構成してもよい。

【００２９】図９（ｄ）を参照して、一つのロールの鍔
状部が隣のロールの鍔状部と鍔状部との間に入り込む場
合、即ち鍔状部がラップしている（軸方向から見たとき
重なり合っている）場合を説明する。鍔状部形状は三角
形即ちおむすび形状であり、カラー部は円形とする。隣
りあうロール同士は、互いに同期して回転する。図中鍔
状部同士がラップしているので、鍔状部の先端同士の距
離ｃ１が負の値をとると考えればよい。このラップのあ
る場合では、特に鍔状部の形状は三角形とするのが好ま
しい。１つの実施例では、鍔状部の最外径（三角形の頂
点を通る円の直径）が４３０ｍｍ、隣りあうロールの軸
同士の間隔（軸間隔）が３５０ｍｍである。即ち鍔状部
の最外径は、軸間隔の1.23倍である。この比は、1.0〜
1.8倍、好ましくは1.1〜1.4倍とすればよい。

【００３０】ここでラップした鍔状部同士の厚さ方向の
隙間をサイドクリアランスｃ３と呼ぶ。サイドクリアラ
ンスｃ３は、ロールの軸方向（鍔状部の厚さ方向）に互
いに等しくなるようにするのがよい。そのときは、サイ
ドクリアランスＣ１は、カラー部の厚さＬ２と鍔状部の
厚さＬ１との差の半分となる。即ちｃ３＝（Ｌ２−Ｌ
１）／２である。サイドクリアランスｃ３は、小さけれ
ば小さいほど落下する金属は少なくなり好ましいが、組
立の困難性を回避するため、また運転中の熱変形を考慮
して、一つの実施例では５ｍｍとしている。サイドクリ
アランスｃ３は、２〜１５ｍｍとするのが好ましい。最
も好ましくは、約５ｍｍである。

【００３１】鍔状部とカラー部の軸方向から見た大きさ
について説明する。図７（ｂ）に示すように、鍔状部の
形状が三角形（即ちおむすび形状）で、カラーが円形の
場合は、一つのロールの鍔状部の頂部と隣のロールのカ
ラー部の外形との間隔が（頂部が両ロールの回転中心を
結ぶ線上にあるとき）５〜５０ｍｍになるように構成す
る。

【００３２】図８（ｂ）に示すように、鍔状部とカラー
部共に三角形（おむすび形状）の場合は、鍔状部のおむ
すび形状の底辺の半径Ｒ１とカラー部のおむすび形状の
半径Ｒ２との比を1.1〜2.0、好ましくは1.1〜1.3とする
のがよい。一つの実施例では、半径Ｒ１が372.4ｍｍ、
半径Ｒ２が315ｍｍ、軸間隔が350ｍｍである。この場合
のＲ１とＲ２の比は1.18である。なお、鍔状部のおむす
び形状の底辺の半径Ｒ１の中心とカラー部のおむすび形
状の半径Ｒ２の中心は、鍔状部のおむすび形状の頂点に
ほぼ一致させるのが好ましいが、これに限定するもので
はない。

【００３３】図２に示すように、分離室１０８の中央部
の底部、即ちホッパー１０９で落下物が集められる中央
部の底部には、２本の互いに逆ネジに形成されたスクリ
ューが組み合わされた２軸スクリューコンベア１１３が
設置されている。スクリューコンベア１１３は、通常は
一方向に落下物を移動させ、分離室１０８から送り出す
ように回転する。なお、スクリューコンベア１１３は、
１軸でもよい。

【００３４】このように構成された処理装置１００の作
用を、図１を参照して以下説明する。パレット２０２上
に載置された被処理物２０１は、まず開かれた扉１０５
ａを通して、運搬装置１０６の各ローラーの回転に応じ
て、前室１０１に進入する。パレット２０２が完全に前
室１０１に入りきったところで、運搬装置１０６は一旦
停止する。このときは扉１０５ｂは閉じている。次に扉
１０５ａを閉じた後に、扉１０５ｂが開けられる。そこ
で再び運搬装置１０６が動き始め、パレット２０２を融
解室１０２に導き入れる。パレット２０２が融解室１０
２の前半部に入りきったところで、運搬装置１０６は一
旦停止する。そして扉１０５ｂが閉じられる。このよう
にして融解室１０２は、稼働中は扉１０５ａあるいは扉
１０５ｂあるいは両方の扉によってシールされるので、
直接外気に連通することはない。

【００３５】融解室１０２内は、被処理物であるプラス
チック類を含む複合材廃棄物２０１の、前記プラスチッ
ク類を軟化あるいは融解あるいは熱分解する温度以上に
維持されているので、ここでプラスチック類の軟化ある
いは融解あるいは熱分解による脱落が始まる。

【００３６】所定の時間が経過すると、運搬装置１０６
が再び作動してパレット２０２は、その上に載置された
被処理物２０１と共に融解室の後半部に進む。パレット
２０２が進んだために空いた融解室前半部には、前述の
ようにして、次のパレットが次の被処理物を載せて、前
室１０１から、開いた扉１０５ｂを通して、融解室１０
２の前半部に進入してくる。

【００３７】ここで再度運搬装置１０６は一旦停止し
て、被処理物は融解室の雰囲気温度に所定の時間だけ維
持される。このとき、融解室には後半部の被処理物と、
前半部に入って来た被処理物の２つが融解室１０２内に
保持されていることになる。この場合は、前記所定の時
間は、被処理物を構成するプラスチック類が、ほぼ脱落
するに必要な時間とする。したがって前半部と後半部と
に保持されている間にプラスチック類はほぼ完全に脱落
する。

【００３８】その後扉１０５ｃが開いて、そこを通して
パレット２０２は、運搬装置１０６の作用により後室１
０３に送り込まれる。このとき扉１０５ｄは閉じてい
る。完全にパレット２０２が後室１０３内に入りきった
ところで、運搬装置１０６は一旦停止し、扉１０５ｃが
閉じる。次に扉１０５ｃが開いて、運搬装置１０６が作
動し、パレット２０２はデスケ室１０４に送り込まれ
る。デスケ室１０４では、ブラスト、振動、掻き落とし
等により、被処理物に残っているプラスチック類あるい
はプラスチック類を熱分解して発生する生成物を、被処
理物の主として金属からなる本体から完全に分離する。
または、後室１０３で一部エアブローを行い、次いでデ
スケ室１０４でブラストを行ってもよいし、デスケ室１
０４でなく後室１０３のみでエアブローを行ってもよ
い。このように複数の被処理物は、運搬装置１０６上を
連続的に送られるが、前室１０１、融解室１０２と、送
られては一旦停止して所定の温度に維持されるというよ
うに、連続して処理される。

【００３９】融解室１０２で脱落したプラスチック類
は、ロール群１１０上に落下する。ロール群１１０は、
図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）及び図８（ａ）（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に示すような、非円形又は偏心させた円形
の形状をしているので、先に説明したように鍔状部の先
端同士の間隔は一定に、あるいは回転位相差によっては
変化し、それによって複合材廃棄物を構成する金属部品
は分離され、ロール間につまったプラスチックが掻き落
とし、または掻き上げられる。なお、図１に示すように
ロールを偏心させない円形とすることもできる。

【００４０】融解したプラスチック類は、分離器を通し
てホッパー１０９に落下させるが、ここを通過しない家
電を構成する部品類（中部品、大部品）及び融解しにく
いプラスチック類は、ロール群１１０によって被処理物
２０１の移動方向（図１中右方向）に、ロール群１１０
の終端部まで送られる。そして、分離室１０８の移動方
向終端部、ホッパー１０９中央部の底部の一部に開けら
れた開口から落下し、融解したプラスチック類と分離し
て回収される。

【００４１】ロール群１１０のロール１１０ａ〜の間か
らホッパー１０９に落下した融解プラスチック類及びネ
ジ等の小物部品は、スクリューコンベア１１３により、
一方向に送り出され、分離室の外部に分離される。

【００４２】図３を参照して、本発明の第２の実施の形
態を説明する。図３は図１と同様に、処理装置１００の
側面断面図である。この実施の形態では、運搬装置１０
６のローラーの形状は図１の第１の実施の形態と異な
る。即ち、前室１０１、後室１０３、デスケ室１０４で
は、運搬装置１０６のローラー１０６ａ・・・は第１の
実施の形態と同様に、軸受１０７ａ・・・に両軸で支持
されているが、融解室１０２では片軸（後で説明する図
５のＣ矢視と同様）に構成されている。ローラー１０６
ａ・・・が片軸に構成されており、融解室１０２の側壁
近傍にあるローラー３０３が、外部の軸受で支持された
片軸の先端に取り付けられている。したがって、図５の
Ｃ矢視において、融解室１０２の中央部がパレット２０
２からロール群１１０まで開放されており、パレット２
０２上の被処理物からの落下物は、邪魔されることなく
ロール群１１０まで落下する。したがって、前室１０
１、後室１０３の両軸ローラーは、図５のＤ矢視に示す
ように太く構成してもよい。

【００４３】なお、図３に示す第２の実施の形態では、
複合材廃棄物２０１の上部、あるいはロール群１１０の
上部、あるいはスクリューコンベア１１３の上部の空間
に、空気吹き込みノズル１２１を配置し、ノズル１２１
には分離室１０８の外部に設置した温度調節弁１２２に
より流量を制御された空気が供給される。温度調節弁１
２２は、例えば融解室の温度を一定にするように制御さ
れる。ノズル１２１から供給される空気により、融解室
１０２でプラスチック類を熱分解して発生したガスを燃
焼させ融解室１０２の温度を維持することができる。な
お、第１の実施の形態、及び後で説明する第３の実施の
形態においても同様にノズル１２１を配置する。

【００４４】発生したガスは全量を燃焼させてもよい
し、一部を燃焼させてもよい。この場合は、融解室１０
２はプラスチック類が軟化あるいは融解するだけではな
く、熱分解してガス化する温度に維持する。このように
融解室１０２は、いわばガス化室として作用する。ガス
化する場合も、通常はプラスチック類を全量ガス化する
のではなく、その一部をガス化すればよい。ガス化には
時間がかかるので、融解したプラスチックをガス化が起
こる雰囲気から移動させることによってガス化の度合い
をコントロールすることができる。移動は例えばスクリ
ューで行う。

【００４５】一般には、廃家電品中のプラスチック類の
全てを燃焼させたときに発生する熱量の約２０％の熱量
があれば、それら廃家電品中のプラスチックの熱分解が
できる。即ち、ガス化の前の段階でのプラスチック類の
軟化、融解までが、全プラスチック類の約２０％（また
はそれ以下）の自己熱でできることになる。

【００４６】図１には不図示であるが、空気吹き込みノ
ズル１２１は、第１の実施の形態の処理装置１００に設
けてもよい。

【００４７】またスクリューコンベア１１３は、図１に
示すように一方向に送り出すように構成するだけでな
く、図３に示すように同軸に逆方向に螺旋を形成するス
クリューを形成し、中央部に集めるように構成してもよ
い。あるいは両側に振り分けて送り出すように構成して
もよい。

【００４８】あるいは図１０に示すようなロール群とス
クリューコンベアの組合せを用いてもよい。ここで図１
０を参照して、ロール群と１１０とスクリューコンベア
１１３との組合せの別の実施例を説明する。ロール群１
１０は、辺が湾曲した正三角形（おむすび形）のロール
を、隣り合ったロールの鍔状部が互いに間に入り込むよ
うな回転軸間距離とし、ロール群１１０は、全体として
被処理物の移動方向（図中右方向）に向かって下り勝手
になるように緩い傾斜が与えられている。角ロールの回
転方向は、その下り傾斜に沿って落下物を移動方向に送
る方向である。一方ロール群１１０の鉛直方向下方には
ホッパー１０９が設けられ、ホッパー１０９の底部には
集合されたものを搬送するスクリューコンベア１１３が
設けられていいる。スクリューコンベア１１３は全体的
にロール群１１０と同一方向に傾斜が与えられており、
その傾斜の低い側に液状プラスチックが流れて集まるよ
うになっている。スクリューコンベア１１３の傾斜の最
低部近傍には液状プラスチック排出口が設けられてい
る。またスクリューコンベア１１３のスクリューの回転
方向は、ホッパー１０９底部に集められたものを、スク
リューコンベア１１３の傾斜に逆らって（図中左方向
に）搬送する方向である。したがって、小物金属部品等
は傾斜の高い側に搬送される。スクリューコンベア１１
３の傾斜の最高部近傍には小物金属類排出口が設けられ
ている。

【００４９】以上のような構成において、ロール群１１
０の隙間から落下したもののうち、金属製のネジ等の小
部品を、回転するスクリューによって図中左方向に集
め、（図中右方向に）下り傾斜のつけられたスクリュー
コンベア１１３の底部を液体状になったプラスチックが
流れて、これを右方向に集める。このようにして、融解
プラスチックとネジ等の小物部品を分離する。

【００５０】図４を参照して、本発明の第３の実施の形
態を説明する。図４は図１、図３と同様に、処理装置１
００の側面断面図である。この実施の形態では、運搬装
置１０６の一部が、融解室１０２内で分離器として作用
するロール群に置き換わっている点が、第１、第２の実
施の形態と異なる。

【００５１】図５の被処理物の移動方向から見た断面図
に示すように、融解室１０２内の前半部では、ロール群
１１０が、完全に運搬装置１０６を兼ねている。融解室
１０２内の後半部では、ロール群１１０は、図３の第２
の実施の形態と同様に、運搬装置１０６の下方に分離し
ている。この部分では、運搬装置１０６のローラーは、
第２の実施の形態と同様に片持ちローラー３０３に構成
されている。後室１０３では、ローラーは両持ちローラ
ー３０４である。前室１０１においても、後室と同様に
両持ちローラー３０４に構成されている。このように構
成すると、分離室１０８の高さを低くすることができ、
ローラーあるいはロールの数を少なく構成することがで
きる。

【００５２】なお、図４ではホッパー１０９の傾斜は約
６０°（６０度）に形成されている。この角度は４５度
以上が好ましく、さらに好ましくは６０度以上とする。
またホッパーの底部には、シリンダー、ピストン式の押
し出し装置３０６が設けられている。押し出し装置３０
６により、プラスチック類は、融解室１０２あるいは分
離室１０８の外に押し出される。

【００５３】図１１に、本発明の処理方法の実施の形態
のフローを示す。この方法では、プラスチック類を含む
複合材廃棄物を、前記プラスチック類が軟化あるいは融
解あるいは熱分解する温度以上に維持し（Ｓ０２）、複
数のロール１１０ａ〜を含んで構成されるロール群１１
０であって、複数のロール１１０ａ〜の各々は軸線回り
に同一方向に回転し、前記軸線に直角な平面で切断した
断面形状が非円形又は偏心させた円形に形成されたロー
ル群１１０の鉛直方向上方に複合材廃棄物２０１を配置
することを特徴とする。

【００５４】以下詳細に説明する。先ず被処理物として
の複合材廃棄物２０１（図１）が、有姿のまま（但し冷
蔵庫では扉は前もって取り外して、その開口を鉛直方向
下方に向けておく場合がある。処理装置１００に搬入さ
れる（ステップＳ０１）。次に複合材廃棄物２０１は、
少酸素状態で加熱される（Ｓ０２）。加熱は融解室１０
２内で所定の温度の雰囲気中に保持されることにより行
われる。加熱温度は、複合材廃棄物に含まれるプラスチ
ック類が軟化あるいは融解する温度以上とする。さらに
プラスチック類が熱分解、あるいはガス化する温度以上
にすれば、処理速度は上昇する。

【００５５】ここで図１２を参照して、温度が上昇する
につれて、プラスチック類が軟化融解し、続いてガス化
が始まり、そのガス化が激しくなって行く、即ちプラス
チック類の重量が減少して行く状況を説明する。図１２
は、いわゆるプラスチックの熱分解曲線と呼ばれるもの
であり、横軸はプラスチック類の温度℃、縦軸は重量の
減少量％を示す。このデータは、昇温速度を３００℃／
ｈとし、雰囲気は窒素ガスとして採取したものである。
図１２には、各プラスチックの融解が始まる温度は示さ
れていないが、例えば熱分解温度が比較的高いポリプロ
ピレンＰＰの融点は１６５℃である。したがって、ポリ
プロピレンＰＰは、約１６５℃で融解が始まるが、図中
約３４０℃で重量減少が始まる。この温度がガス化が始
まる温度とみてよい。そして４００〜４４０℃で急激に
ガス化が起こり５００℃ではほぼ完全にガス化する。ポ
リエチレンＰＥでは、約３７５℃で重量減少が始まり、
４２０〜４６０℃でガス化が激しくなり、５１０℃では
ほぼ完全にガス化する。

【００５６】したがって、ガス化の開始温度が低い塩化
ビニルＰＶＣも含めると、殆どのプラスチック類の軟化
融解が生じる温度は、１５０〜２００℃あるいはこれ以
上であり、殆どのプラスチック類のガス化が起こる温度
は、５００〜５５０℃あるいはこれ以上であるというこ
とができる。

【００５７】２００〜５００℃の範囲では、樹脂の種類
によって、軟化が始まったか、融解しているか、ガス化
が始まりかかっているか、ガス化が大きく進行している
か、ガス化が完了しているか、というように状態は異な
っている。また、難燃材等の混ぜ物の有無、ガス化が始
まっているときの分圧の状況等によっても、ガス化の状
況は変わってくる。

【００５８】したがって、このようなプラスチック類の
性質に基づいて、本発明の実施の形態では、融解室の温
度は、５５０℃以上とする。さらに好ましくは６００℃
以上とする。さらに具体的には、５５０℃〜７５０℃の
範囲内の温度に維持する。さらに好ましくは、６００℃
〜７００℃の範囲内の温度に維持する。この温度範囲で
は、低温領域例えば３００℃〜５００℃の温度の場合に
比べてガス化の速度が速い。融解室の温度は、前記の温
度範囲のいずれかの温度に、あるいはその温度範囲に保
つように制御する。

【００５９】５５０℃未満では、ガス化した可燃ガスが
点火しにくく、ガス溜まりができて好ましくなく、また
７５０℃を越えると家電の構成部品中のアルミニウムが
短時間で溶け始める。

【００６０】図１１に戻る。複合材廃棄物は加熱される
と、主として金属から成る本体、融解プラスチック
及びネジ等小物部品、家電を構成する部品類及び融解
しにくいプラスチック類等、可燃性ガスを含む熱分解
生成物に分離する。そのうち、主として金属から成る
本体は、図１のパレット２０２に載ったまま後室１０３
を経由してデスケ室１０４に到る。そして次の解体ステ
ップＳ０４に進み、解体される。この方法でプラスチッ
ク類を融解した後の本体材質はほとんど酸化されず、純
度の高い金属として回収することができる。

【００６１】融解プラスチック及びネジ等小物部品
は、後のプロセスで冷却（空冷）されてネジ等の小物部
品を含む固形プラスチックとなるか、あるいは融解プラ
スチックとネジ等の小物部品が分離されて、固形プラス
チックとネジ等の小物部品となる。これらは図１のロー
ル群１１０上に落下し（Ｓ０５）、各ロールが同一方向
に回転するロール群１１０にまず堆積し、その回転に伴
って、ロール群の隙間から下方のホッパー１０９に落下
し回収される（Ｓ１０）。

【００６２】家電を構成する部品類及び融解しにくい
プラスチック類等は、例えば洗濯機を構成する各種金属
製の部品や冷蔵庫の断熱材等をさす。これらを、加熱時
に本体から分離するその他の構成部品と呼ぶ。これも先
の融解プラスチック及びネジ等小物部品と一緒に、先
ずロール群１１０の上に堆積する。ロール群１１０の各
ロールは同一方向に回転しており、その回転に伴ってそ
の上を移動し、ロール群の終端部で下方に落下し、先の
融解プラスチック及びネジ等小物部品の回収場所とは
異なる場所に回収される。

【００６３】融解しにくいプラスチック類等即ち本体
から分離するその他の構成部品は、’中部品、大部品
（但し例えば洗濯機のモータ類、洗濯槽当の部品は、処
理に入る前に前もってはずしておいてもよい）、”残
存する小部品及び焼却残渣、’”燃焼排ガス、””
発生熱に分けられる。これらのうち、’中部品、大部
品は、回収される（Ｓ１０）。また”残存する小部品
及び焼却残渣は、隣接した場所にガス化溶融炉または焼
却炉等の設備がある場合は、それら隣接するガス化溶融
炉または焼却炉等に送られる（Ｓ０８）。’”燃焼排
ガスも、隣接するガス化溶融炉または焼却炉等に送られ
る（Ｓ０８）。さらに””発生熱の一部も、隣接する
ガス化溶融炉または焼却炉等に送られる（Ｓ０８）が、
残りの一部は、工程Ｓ０２の加熱に利用される。隣接し
た場所にガス化溶融炉等の設備がない場合は、燃焼排ガ
スは本設備専用の排ガス処理施設へと送られる。

【００６４】工程Ｓ０３で発生した可燃性ガスを含む
熱分解生成物は、燃焼され（Ｓ０７）、その発生熱の一
部は、工程Ｓ０２の加熱に利用され、残りは、隣接する
ガス化溶融炉または焼却炉等、又は本設備専用の排ガス
処理施設へ送られる（Ｓ０８）。送る過程、または送り
先の高温を利用してフロンは全て分解される。工程Ｓ０
７で発生する燃焼排ガスも、隣接するガス化溶融炉また
は焼却炉等に送られる（Ｓ０８）。このようにして、全
ての工程を経て処理は終了する（Ｓ１１）。

【００６５】以上の実施の形態では、複合材廃棄物中の
プラスチックの一部、あるい可燃性ガスを燃して、複合
材廃棄物を処理するための熱としているが、前述のよう
にその量はもともと複合材廃棄物中のプラスチックが保
有していたエネルギーの約２０％である。また高温に融
解しているプラスチックからの熱を回収して、処理のた
めの熱として戻してもよい。

【００６６】複合材廃棄物が、もともとプラスチックの
形で保有していたエネルギーは、本発明の処理装置の運
転が連続するときに、下記のいずれかとして存在してい
る。

【００６７】（１）プラスチック類を軟化、融解あるい
は熱分解するために使用された分、（２）熱として雰囲
気温度を高めている分、あるいは壁を通して放熱する
分、あるいは排ガス中に含まれる分（熱となっている
分）、（３）熱分解生成物の未燃分として雰囲気中、或
いは排ガス中に含まれる分（可燃性ガスとなっている
分）、（４）融解状態か或いは固形プラスチックとして
析出硬化している分（プラスチックとして存在する
分）。

【００６８】複合材廃棄物からプラスチックを回収する
に際して、熱として回収（サーマルリサイクル）する
か、可燃性ガス（または油化された油）として回収する
か、あるいは固形プラスチックとして回収し、資源とし
て回収（マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイク
ル）するか、ＲＤＦ用として回収（サーマルリサイク
ル）するなどのいずれかが考えられる。以上説明した本
発明の実施の形態は、そのうち特に固形プラスチックと
して回収するのに適している。固形プラスチックとして
回収する分が多くなれば、燃焼させる分を減少させるこ
とができる。

【００６９】またロールの回転数は、処理対象のプラス
チックをガス化するのに要する時間、炉の長さ、実現可
能な範囲内で決められた鍔状部の径、軸間隔に基づいて
決定される。一つの実施例では、移送長さ（炉の長さ）
が４５００ｍｍ、軸間隔が３５０ｍｍ、ロールの本数が
１３本、処理対象のプラスチックを炉内に置く滞留時間
が１０分である。この場合、鍔状部が三角形のおむすび
形状であるので、１／３回転で１ピッチ前進するところ
から、0.43min^-1でよいことになる。さらに、ガス化を
十分に行う必要があり、また落下位置を考慮すると、回
転数は0.2〜0.6min^-1程度が好ましい。滞留時間は、チ
ャー（炉内で発生するカーボン分）の炉内への付着状
態、金属の酸化度、処理タクト（コンベア１０６の運転
時間間隔）等を考慮して、５〜６０分とするのが好まし
い。

【００７０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複合材廃
棄物をプラスチック類が軟化または融解または熱分解す
る温度以上に維持するので、プラスチック類が融解さ
れ、また断面形状が非円形又は偏心させた円形に形成さ
れたロール群１１０の上方に複合材廃棄物を配置するの
で、融解したプラスチック類とその他の部品とが分離さ
れ、回収される金属類の純度が極めて良好な状態で回収
され、複合材廃棄物を比較的少ないエネルギーでプラス
チック類と金属類とに容易に分離する処理装置と処理方
法を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の複合材廃棄物の処
理装置の模式的側面断面図である。

【図２】図１の装置のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の複合材廃棄物の処
理装置の模式的側面断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態の複合材廃棄物の処
理装置の模式的側面断面図である。

【図５】図４の装置の各矢視図である。

【図６】本発明の実施の形態の装置に使用するロールを
説明する図である。

【図７】本発明の実施の形態の装置に使用するロールの
側面形状の例を説明する図である。

【図８】図７のロールの応用例を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態の装置に使用する隣り合う
ロールの鍔状部の相対的関係を説明する図である。

【図１０】ロール群とスクリューコンベアの組合せの例
を示す図である。

【図１１】本発明の実施の形態の処理方法をのフロー図
である。

【図１２】プラスチック類の熱分解曲線を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００処理装置１０１前室１０２融解室１０３後室１０４デスケ室１０５ａ〜１０５ｄ扉１０６運搬装置１０６ａローラー１０７ａ軸受部１０８分離室１０９ホッパー１１０ロール群１１０ａロール１１１回転軸１１２軸受部１１３スクリューコンベア１２１空気吹き込みノズル２０１被処理物２０２パレット３０３二軸運搬装置３０４運搬装置３０６スクリューコンベア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細田修吾東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者郷家千賀男東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者宮島保東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者藤村宏幸東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック類を含む複合材廃棄物を、
前記プラスチック類が軟化、または融解、または熱分解
する温度以上に維持する融解室と；前記融解室の鉛直方
向下部に設置された複数のロールを含んで構成されるロ
ール群とを備え；前記複数のロールの各々は同一方向に
回転するように構成されたことを特徴とする；複合材廃
棄物の処理装置。
【請求項２】前記ロールは、前記軸線方向に、断面形
状が非円形又は偏心させた円形に形成された複数の鍔状
部を有して形成されていることを特徴とする、請求項１
に記載の複合材廃棄物の処理装置。
【請求項３】前記ロール群の隣り合うロール同士の一
方ロールの鍔状部の先端が、他方のロールの鍔状部の先
端と対向するか、または他方のロールの鍔状部間の隙間
に対向するように配置されていることを特徴とする、請
求項２に記載の複合材廃棄物の処理装置。
【請求項４】前記ロール群は、前記複合材廃棄物を運
搬する運搬装置として用いられるように構成されている
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１
項に記載の複合材廃棄物の処理装置。
【請求項５】プラスチック類を含む複合材廃棄物を加
熱し、前記加熱の結果生ずる溶融物と不燃物とを同一方
向に回転するロール群を用いて分離することを特徴とす
る；複合材廃棄物の処理方法。