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技術 プラスチック廃材の再資源化方法および再生プラスチック管理システム

出願人 シャープ株式会社
発明者 太田敏博隅田憲武福嶋容子川口洋平石上佳照松瀬稔
出願日 2005年10月20日 (15年1ヶ月経過) 出願番号 2005-306163
公開日 2007年5月10日 (13年6ヶ月経過) 公開番号 2007-112017
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック廃棄物の分離・回収・処理 プラスチック廃棄物の分離・回収・処理 特定用途計算機
主要キーワード 低嵩比重 発色顔料 法定基準 鉄くず 家庭生活 耐久消費財 異種プラスチック 回収ルート
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

再生プラスチック使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材再資源化し得る方法、およびそのための管理システムを提供する。

解決手段

回目のプラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチック情報提示物質混入させてプラスチックを再生し、2回目以降のプラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質を含むか否かを検出し、前記情報提示物質の検出結果に応じてプラスチックを改質して再生するプラスチック廃材の再資源化方法、ならびに、プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質が含まれるか否かを検出する検出手段と、分離・回収されたプラスチックを改質するための改質手段と、前記検出手段による情報提示物質の検出結果に応じて、前記改質手段によるプラスチックの改質を制御する制御手段とを備える再生プラスチック管理システム

概要

背景

近年、わが国では所得水準の向上に伴い、エアコンディショナ(本明細書においては、「エアコン」と呼称する。)、テレビジョン受信機(本明細書においては、「テレビ」と呼称する。)、冷蔵庫洗濯機などの家電製品パーソナルコンピュータワードプロセッサなどの情報機器プリンタファックスなどの事務用機器、その他の各種の家具文具玩具などが、一般家庭に高い普及率で備えられるようになっており、家庭生活における利便性飛躍的に向上しつつある。

一方、その結果、これらの家電製品をはじめとする各種製品廃棄量も年々増加する傾向にある。ここで、従来は、これらの家電製品をはじめとする製品の廃棄物の再資源化は、鉄くず回収ルートを通して行なわれる場合が多かった。

しかし近年では、家電製品をはじめとする各種製品の部材の構成材料が変化し、鉄をはじめとする金属からなる部材が減少してプラスチックからなる部材の割合が増加する傾向にある。プラスチックは、鉄をはじめとする金属よりもデザインの自由度が大きく、構成成分の調製や添加剤の使用などにより金属では実現の難しい種々の特性を付与することができ、軽量であり耐久性が高いことなどの多くの利点を有するためである。

なお、本明細書においては、プラスチックからなる部材を「プラスチック部材」と呼称する。また、本明細書においては、プラスチック部材を備えた製品を「プラスチック製品」と呼称する。さらに、本明細書においては、プラスチック製品の廃棄物(廃材)を「プラスチック廃材」とも呼称する。

近年の家電製品をはじめとする各種製品の廃棄物は、各種構成部材材質構成が複雑化しており、鉄や銅をはじめとする有価金属からなる部材の割合が少なく、有価性が低く、かつ従来の処理方法では多大の手間と経費がかかるプラスチック部材の割合が多くなっており、従来の鉄くずの回収ルートではこのような廃棄物を再資源化しても採算がとれないため、対応が難しい状況になりつつある。

そして、これらのプラスチック部材は、原油などの埋蔵化石燃料基礎原料として合成されるものが多く、資源の有効活用の観点から、これらのプラスチック製品の再資源化の推進が近年強く要求されてきている。

また、原油などの埋蔵化石燃料の燃焼による二酸化炭素および硫黄酸化物の放出による地球温暖化酸性雨といった環境破壊や、塩素化合物を含むプラスチックの焼却処理によるダイオキシンの生成、飛散といった環境汚染、さらには嵩の大きいプラスチック廃材の増大によるゴミ埋立処理場不足といった問題を抑制するという観点からも、これらのプラスチック廃材の再資源化が重要かつ緊急の課題となってきつつある。

ここで、上記の状況を受けて、2001年4月に家電リサイクル法施行された。ここで、家電リサイクル法においては、2002年1月現在においては、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機の家電4品目リサイクル義務付けられ、また、それぞれの製品の再商品化率については、エアコン60%以上、テレビ55%以上、冷蔵庫50%以上、洗濯機50%以上の法定基準値が定められている。

また、家電製品には、表1に示すように多くのプラスチックが含まれている。

そのような状況下、家電品廃棄物に含まれるプラスチック部材を分別、加工して、家電製品をはじめとする各種のプラスチック製品の部材またはその原料として使用し、プラスチック部材を循環させることの重要性が認識され始めた。

たとえば、特許文献1には、プラスチックの追跡調査する方法の一例が開示されている。しかしながら、特許文献1に開示された方法では、プラスチックの再生回数を判断することができず、再生プラスチック物性改善策をとることができない。

また特許文献2には、プラスチックのリサイクル回数を判断する技術として、プラスチックの色調によってリサイクル回数を判断する技術が開示されている。しかし、この特許文献2に開示された方法では、製品から回収されたプラスチックが色づけされたものである場合にはリサイクル回数を判断することができない。また、当該技術では使用率も不明である。
特開2003−329588号公報
特開2004−28707号公報

概要

再生プラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化し得る方法、およびそのための管理システムを提供する。1回目のプラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質混入させてプラスチックを再生し、2回目以降のプラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質を含むか否かを検出し、前記情報提示物質の検出結果に応じてプラスチックを改質して再生するプラスチック廃材の再資源化方法、ならびに、プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質が含まれるか否かを検出する検出手段と、分離・回収されたプラスチックを改質するための改質手段と、前記検出手段による情報提示物質の検出結果に応じて、前記改質手段によるプラスチックの改質を制御する制御手段とを備える再生プラスチック管理システム

目的

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、再生プラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化し得る方法、およびそのための管理システムを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

再生するプラスチック使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材再資源化する方法であって、プラスチック廃材より分離・回収されたプラスチック中の情報提示物質を検出し、情報提示物質が検出されなかった場合には情報提示物質を混入してプラスチックを再生し、情報提示物質が検出された場合には当該情報提示物質の含有量に応じてプラスチックを改質して再生することを特徴とする、プラスチック廃材の再資源化方法

請求項2

前記情報提示物質が赤外線または紫外線照射によって励起され得る蛍光物質であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記蛍光物質が白色であることを特徴とする、請求項2に記載の方法。

請求項4

前記情報提示物質の検出が、分離・回収されたプラスチックに赤外線または紫外線を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光の光量を測定することによって行なわれることを特徴とする、請求項2または3に記載の方法。

請求項5

情報提示物質が検出された場合に、当該検出された情報提示物質とは異なる情報提示物質を混入させてプラスチックを再生することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。

請求項6

複数種の情報提示物質について検出を行なうことを特徴とする請求項5に記載の方法。

請求項7

情報提示物質が検出されなかった場合にプラスチックに混入される情報提示物質の検出を、情報提示物質が検出された場合に混入される情報提示物質の検出よりも先に行なうことを特徴とする、請求項6に記載の方法。

請求項8

情報提示物質が検出された場合にプラスチックに混入される情報提示物質の検出を、情報提示物質が検出されなかった場合に混入される情報提示物質の検出よりも先に行なうことを特徴とする、請求項6に記載の方法。

請求項9

再生するプラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化するためのシステムであって、プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質が含まれるか否かを検出する検出手段と、分離・回収されたプラスチックを改質するための改質手段と、前記検出手段による情報提示物質の検出結果に応じて、前記改質手段によるプラスチックの改質を制御する制御手段とを備える再生プラスチック管理システム

請求項10

プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質を混入するための混入手段をさらに備える、請求項9に記載のシステム。

技術分野

0001

本発明は、再生するプラスチック使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材再資源化する方法、ならびに、そのための管理システムに関する。

背景技術

0002

近年、わが国では所得水準の向上に伴い、エアコンディショナ(本明細書においては、「エアコン」と呼称する。)、テレビジョン受信機(本明細書においては、「テレビ」と呼称する。)、冷蔵庫洗濯機などの家電製品パーソナルコンピュータワードプロセッサなどの情報機器プリンタファックスなどの事務用機器、その他の各種の家具文具玩具などが、一般家庭に高い普及率で備えられるようになっており、家庭生活における利便性飛躍的に向上しつつある。

0003

一方、その結果、これらの家電製品をはじめとする各種製品廃棄量も年々増加する傾向にある。ここで、従来は、これらの家電製品をはじめとする製品の廃棄物の再資源化は、鉄くず回収ルートを通して行なわれる場合が多かった。

0004

しかし近年では、家電製品をはじめとする各種製品の部材の構成材料が変化し、鉄をはじめとする金属からなる部材が減少してプラスチックからなる部材の割合が増加する傾向にある。プラスチックは、鉄をはじめとする金属よりもデザインの自由度が大きく、構成成分の調製や添加剤の使用などにより金属では実現の難しい種々の特性を付与することができ、軽量であり耐久性が高いことなどの多くの利点を有するためである。

0005

なお、本明細書においては、プラスチックからなる部材を「プラスチック部材」と呼称する。また、本明細書においては、プラスチック部材を備えた製品を「プラスチック製品」と呼称する。さらに、本明細書においては、プラスチック製品の廃棄物(廃材)を「プラスチック廃材」とも呼称する。

0006

近年の家電製品をはじめとする各種製品の廃棄物は、各種構成部材材質構成が複雑化しており、鉄や銅をはじめとする有価金属からなる部材の割合が少なく、有価性が低く、かつ従来の処理方法では多大の手間と経費がかかるプラスチック部材の割合が多くなっており、従来の鉄くずの回収ルートではこのような廃棄物を再資源化しても採算がとれないため、対応が難しい状況になりつつある。

0007

そして、これらのプラスチック部材は、原油などの埋蔵化石燃料基礎原料として合成されるものが多く、資源の有効活用の観点から、これらのプラスチック製品の再資源化の推進が近年強く要求されてきている。

0008

また、原油などの埋蔵化石燃料の燃焼による二酸化炭素および硫黄酸化物の放出による地球温暖化酸性雨といった環境破壊や、塩素化合物を含むプラスチックの焼却処理によるダイオキシンの生成、飛散といった環境汚染、さらには嵩の大きいプラスチック廃材の増大によるゴミ埋立処理場不足といった問題を抑制するという観点からも、これらのプラスチック廃材の再資源化が重要かつ緊急の課題となってきつつある。

0009

ここで、上記の状況を受けて、2001年4月に家電リサイクル法施行された。ここで、家電リサイクル法においては、2002年1月現在においては、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機の家電4品目リサイクル義務付けられ、また、それぞれの製品の再商品化率については、エアコン60%以上、テレビ55%以上、冷蔵庫50%以上、洗濯機50%以上の法定基準値が定められている。

0010

また、家電製品には、表1に示すように多くのプラスチックが含まれている。

0011

0012

そのような状況下、家電品廃棄物に含まれるプラスチック部材を分別、加工して、家電製品をはじめとする各種のプラスチック製品の部材またはその原料として使用し、プラスチック部材を循環させることの重要性が認識され始めた。

0013

たとえば、特許文献1には、プラスチックの追跡調査する方法の一例が開示されている。しかしながら、特許文献1に開示された方法では、プラスチックの再生回数を判断することができず、再生プラスチック物性改善策をとることができない。

0014

また特許文献2には、プラスチックのリサイクル回数を判断する技術として、プラスチックの色調によってリサイクル回数を判断する技術が開示されている。しかし、この特許文献2に開示された方法では、製品から回収されたプラスチックが色づけされたものである場合にはリサイクル回数を判断することができない。また、当該技術では使用率も不明である。
特開2003−329588号公報
特開2004−28707号公報

発明が解決しようとする課題

0015

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、再生プラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化し得る方法、およびそのための管理システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0016

本発明は、再生するプラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化する方法であって、プラスチック廃材より分離・回収されたプラスチック中の情報提示物質を検出し、情報提示物質が検出されなかった場合には情報提示物質を混入してプラスチックを再生し、情報提示物質が検出された場合には当該情報提示物質の含有量に応じてプラスチックを改質して再生することを特徴とする、プラスチック廃材の再資源化方法である。

0017

ここにおいて、前記情報提示物質は赤外線または紫外線照射によって励起され得る蛍光物質であることが好ましく、前記蛍光物質は白色であることがより好ましい。

0018

また本発明のプラスチック廃材の再資源化方法における前記情報提示物質の検出が、分離・回収されたプラスチックに赤外線または紫外線を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光の光量を測定することによって行なわれることが好ましい。

0019

また、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法は、情報提示物質が検出された場合に、当該検出された情報提示物質とは異なる情報提示物質を混入させてプラスチックを再生することが好ましい。この場合、複数種の情報提示物質について検出を行なうことが好ましい。

0020

複数種の情報提示物質について検出を行なう場合、(1)情報提示物質が検出されなかった場合にプラスチックに混入される情報提示物質の検出を、情報提示物質が検出された場合に混入される情報提示物質の検出よりも先に行なうようにしてもよく、また(2)情報提示物質が検出された場合にプラスチックに混入される情報提示物質の検出を、情報提示物質が検出されなかった場合に混入される情報提示物質の検出よりも先に行なうようにしてもよい。

0021

本発明はまた、再生するプラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化するためのシステムであって、プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質が含まれるか否かを検出する検出手段と、分離・回収されたプラスチックを改質するための改質手段と、前記検出手段による情報提示物質の検出結果に応じて、前記改質手段によるプラスチックの改質を制御する制御手段とを備える再生プラスチック管理システムも提供する。

0022

本発明の再生プラスチック管理システムは、プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質を混入するための混入手段をさらに備えることが好ましい。

発明の効果

0023

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法および再生プラスチック管理システムによれば、プラスチックの再生回数、使用率を客観的判別することができ、再生プラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化することができる。また、本発明によれば、プラスチックの再資源化の際に、プラスチックの再生回数および使用率に応じて再生プラスチックを改質することが可能となる。さらに、LCA(ライフサイクルアセスメント)評価のデータの信頼性を向上させることができるという利点もある。

発明を実施するための最良の形態

0024

図1は、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法の好ましい一例を示す図である。本発明は、再生するプラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化する方法であって、プラスチック廃材より分離・回収されたプラスチック中の情報提示物質を検出し、情報提示物質が検出されなかった場合には情報提示物質を混入してプラスチックを再生し、情報提示物質が検出された場合には当該情報提示物質の含有量に応じてプラスチックを改質して再生することを特徴とする。以下、図1を参照して、本発明を詳細に説明する。

0025

本発明は、プラスチックを含む家電4品目などの廃棄物よりプラスチックを分離・回収して再生する(プラスチックの再資源化)サイクルを複数回繰り返す(すなわち、製品の廃棄物よりプラスチックを再生して新たな製品に用い、この製品が廃棄物となった際にプラスチックを再生してさらに新たな製品に用いる、というサイクルを繰り返す)場合に、そのプラスチックの再生回数および使用率を管理して、プラスチック廃材の再資源化を行なうことができる方法である。ここで、本明細書中における「使用率」は、プラスチック廃材に使用される再生プラスチックの割合を指す。また本明細書中における「再生回数」は、プラスチック廃材の再資源化のサイクル数を指す。なお、本明細書では、上述したサイクルの回数に応じ、1回目のプラスチック廃材の再資源化、2回目のプラスチック廃材の再資源化、…というように呼称している。

0026

図1に示す例では、まず、従来公知のプラスチック廃材の再資源化の流れに従い、回収された製品の廃棄物より、プラスチックを分離・回収する。すなわち、まず、家庭などから廃棄された使用済みの製品(廃棄物)を回収する。当該廃棄物は、エアコン、テレビ、冷蔵庫、洗濯機である家電4品目の廃棄物であることが好ましい。

0027

次に、廃棄物を手解体して、コンプレッサ熱交換器などの大型の金属部品や大型のプラスチック成形品部品ごとに回収する。回収された大型の金属部品を売却または廃棄する一方で、回収された大型のプラスチック成形品は種類ごとに分別され、たとえば5mm以上30mm以下に微破砕された後、汚れを取るために洗浄される。

0028

次に、大型金属部品等を回収した後の廃棄物の残りの部材(混合物)を粗破砕する。粗破砕にはたとえば、衝撃式破砕装置せん断式破砕装置などの大型破砕機を用いることができる。破砕物粒径は、特に制限されるものではないが、10mm以上であるのが好ましく、40mm以上であることがより好ましい。また、破砕物の粒径は80mm以下であることが好ましく、60mm以下であることがより好ましい。破砕物の粒径が10mm未満または80mmを超える場合には、次工程での金属の選別精度が低下するという傾向があり、さらに粒径が10mm未満の場合には、破砕に長時間を要するため、プラスチックが溶融あるいは熱酸化劣化を起こすという傾向があり、また、粒径が80mmを超えると、嵩比重が小さくなり以後の工程での作業性に悪影響を及ぼすという傾向がある。具体的には、粒径が60mm程度となるように破砕するのが特に好ましい。

0029

続いて、該廃棄物の破砕物を、鉄、銅、アルミニウムなどで形成された金属系破砕物プラスチック系破砕物とに選別し、異物を分離する。当該選別には、たとえば、鉄の選別に適した磁力を用いた選別装置、アルミニウムや銅の選別に適した渦電流を用いた選別装置、粒度を均一にしてふるいにかけるトロンメル装置などを好適に用いることができる。分離された金属系破砕物は、たとえば、上述の手解体工程で回収された大型の金属部品とともに売却または廃棄する。

0030

なお、図1には示していないが、金属系破砕物を選別後のプラスチック系破砕物より、低嵩比重破砕物をさらに選別して分離することが好ましい。ここで、低嵩比重破砕物とは、嵩比重が0.3以下の破砕物を意味する。低嵩比重破砕物の具体例としては、ポリウレタン断熱材の破砕物や発泡スチロール系の破砕物などが挙げられる。この低嵩比重破砕物は、たとえば風力により選別することができる。

0031

なお、破砕された廃棄物を金属系破砕物とプラスチック系破砕物と低嵩比重破砕物とに選別する際に、風力による選別、磁力による選別、渦電流による選別を行なう場合には、その順序は特に限定するものではないが、選別の効率の観点からは、まず磁力により鉄系金属破砕物を分離し、次いで渦電流によりアルミニウム系金属銅系金属の破砕物を選別し、続いて風力により低嵩比重破砕物を選別し、残った混合プラスチック系の破砕物を、以下のステップに供することが好ましい。

0032

次に、上述したように金属系破砕物(および低嵩比重破砕物)を分離後のプラスチック系破砕物を、微破砕工程に供する。この微破砕は、たとえば、せん断式破砕装置を用いて行なうことができる(微破砕後のものを、以下「微破砕物」と呼ぶ。)。微破砕物の大きさに特に制限はないが、5mm以上であることが好ましく、特に8mm以上であることがより好ましい。また、この粒径は30mm以下であることが好ましく、特に20mm以下であることが好ましい。この粒径が5mm未満の場合には、破砕に長時間を要するためプラスチックが溶融あるいは熱酸化劣化を起こすという傾向があり、この粒径が30mmを超えると、加熱成形工程での作業性に悪影響を及ぼすという傾向にあるためである。

0033

前記微破砕工程後の微破砕物には、通常、ポリプロピレン比重:0.9)、ポリエチレン(比重:0.9)、ABS樹脂(比重:1.05)、ポリスチレン(比重:1.05)、ポリウレタン樹脂(比重:1.12)、ポリ塩化ビニル(比重:1.3)、ポリ塩化ビニリデン(比重:1.7)、ポリカーボネート(比重:1.2)などの異種プラスチックが含まれている。続く工程では、このような比重の異なる複数種のプラスチックより構成された微破砕物を、たとえば湿式比重分離を利用することによって系統別のプラスチックに分離・回収する。

0034

なお、このように分離・回収されたプラスチックに、上述した手解体工程で選別された大型のプラスチック成形品を細破砕・洗浄し、系統別に分けたプラスチックを混合させるようにしてもよい。

0035

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法では、この分離・回収後のプラスチック中の情報提示物質を検出するステップを有する。情報提示物質が検出されなかった場合、現在行なっているプラスチック廃材の再資源化は1回目であり、以前のプラスチック廃材の再資源化により再生されたプラスチックを含まないと判断される。この場合には、情報提示物質を混入させてプラスチックを再生する。この際、後述するようなプラスチックの改質を適宜施して再生するようにしても勿論よい。情報提示物質が検出された場合には、現在行なっているプラスチック廃材の再資源化は2回目以降であり、以前のプラスチック廃材の再資源化により再生されたプラスチックが含まれていると判断される。この場合には、検出された情報提示物質の含有量に応じて、プラスチックを改質して再生する。

0036

再生プラスチックに混入される情報提示物質は、分離・回収後のプラスチックに当該情報提示物質が含有されていることが確認することのできる一定量で混入させる。分離・回収されたプラスチック中に情報提示物質が検出された場合、その含有量は、再生プラスチックの使用率(すなわち、再生プラスチックとバージン材と混合して再生されたプラスチックにおける、使用された再生プラスチックの割合)を示す指標となる。

0037

ここで、情報提示物質は、再生するプラスチックの物性に悪影響を及ぼすことなくプラスチック中に混入させることができ、プラスチック廃材の再資源化の過程で上述のように分離・回収されたプラスチック中の含有の有無を確認することができる物質であれば特に制限されるものではない。このような情報提示物質の好適な例として、赤外線または紫外線の照射によって励起され得る蛍光物質を挙げることができる。

0038

情報提示物質として使用可能な前記赤外線の照射によって励起され得る蛍光物質としては、たとえば、酸化物ハロゲン化物マトリクス発光源として希土類イオンからなる付活剤を含有する赤外蛍光発色顔料が挙げられる。

0039

情報提示物質として使用可能な前記紫外線の照射によって励起され得る蛍光物質としては、たとえば、銅、銀、マンガンなどで活性化した硫化亜鉛:マンガンなどで活性化したケイ酸亜鉛:銀、銅などで活性化した硫化亜鉛:カドミウムビスマスなどで活性化した硫化カルシウムサマリウムセリウムなどで活性化した硫化ストロンチウム:鉛などで活性化したタングステン酸カルシウムユーロピウムなどで活性化したSr5(PO4)3Cl:マンガンなどで活性化したZn2GeO2:ユーロピウムなどで活性化したY2O2S:ユーロピウムなどで活性化したY2O3などの紫外蛍光発色顔料や、ドナーアクセプタ型、シアニン型などの紫外蛍光発色染料を挙げることができる。また紫外蛍光発色顔料を情報提示物質として用いる場合には、平均粒径が好ましくは0.5〜5μmのものを用いる。

0040

本発明における情報提示物質として上述したような蛍光物質を用いる場合、白色のものを用いることが好ましい。ここで、「白色」とは、可視光領域で実質的に白色であり、当該蛍光物質を情報提示物質として混入させた再生プラスチックにおいて、当該蛍光物質の粒子の存在を視認できない程度に白色であることを意味する。

0041

また本発明における情報提示物質として上述したような蛍光物質を用いる場合、プラスチック中の情報提示物質の検出は、分離・回収されたプラスチックに赤外線または紫外線を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光の光量を測定することによって行なうことが好ましい。このような検出を行なうことにより、分離・回収されたプラスチックが再生プラスチックを含むか否かとともに、使用率も検出することができるためである。具体的には、上述のようにして分離・回収後のプラスチックの微破砕物を、振動フィーダなどで一列にし、一定の赤外線または紫外線を照射する装置、および、これらの赤外線または紫外線の照射により蛍光物質が励起して発する蛍光の光量を計測する装置の前を通過させ、蛍光の強さを検出することによって情報提示物質の検出を行なうことができる。

0042

なお、本発明に用いられる情報提示物質は、上述した赤外線または紫外線の照射によって励起され得る蛍光物質に限定されるものでは勿論なく、その他にもたとえばX線に反応する蛍光物質や強磁性体などを情報提示物質として用いることもできる。

0043

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法では、前記情報提示物質の検出結果に基づき、たとえば再生プラスチックの有無や使用率に応じて、プラスチックの微破砕物を所定の強さのエアーで飛ばし、別のラインに載せることにより、再生プラスチックの有無や使用率に応じてプラスチックを分別することができる。この場合、エアーの強さを適当にふることによって、1度に3種類程度に分別することも可能である。

0044

また、本発明のプラスチック廃材の再資源化方法においては、前記情報提示物質が検出された場合(すなわち、2回目以降のプラスチック廃材の再資源化であると判断される場合)にも、プラスチックに情報提示物質を混入させて再生するのが好ましい。この場合、混入させる情報提示物質としては、検出された情報提示物質とは異なる情報提示物質を用いる。このように2回目以降のプラスチック廃材の再資源化の際にも情報提示物質をプラスチックに混入させることによって、情報提示物質の検出によりプラスチックの再生回数をより詳細に判断することができるようになる。また、複数種の情報提示物質の各含有量から、プラスチックの使用率もより詳細に判断することができるようになる。

0045

このような場合、たとえば、1回目のプラスチック廃材の再資源化の際にプラスチックに混入される情報提示物質として赤外線の照射によって励起され得る蛍光物質を用い、2回目のプラスチック廃材の再資源化の際にプラスチックに混入される情報提示物質として紫外線の照射によって励起され得る蛍光物質を用いることが例示される。

0046

また、2回目以降のプラスチック廃材の再資源化の際にもプラスチックに情報提示物質を混入させる場合、プラスチック中の情報提示物質の検出は、複数種の情報提示物質について行なうことが好ましい。上述のように1回目のプラスチック廃材の再資源化の際にプラスチックに混入される情報提示物質として赤外線の照射によって励起され得る蛍光物質を用い、2回目のプラスチック廃材の再資源化の際にプラスチックに混入される情報提示物質として紫外線の照射によって励起され得る蛍光物質を用いる場合には、たとえば、まず、分離・回収されたプラスチックに赤外線を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光の光量を測定することによって情報提示物質の検出を行ない、情報提示物質が検出された場合には、分離・回収されたプラスチックに紫外線を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光の光量を測定することによって情報提示物質の検出を行なう。また、赤外線を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光の光量を測定することによって情報提示物質の検出を行なった後に、検出結果に応じてプラスチックの微破砕物を所定の強さのエアーで飛ばして別のラインに載せた後、前記情報提示物質が検出された微破砕物のラインに今度は紫外線を照射し、蛍光物質から発せられた蛍光の光量を測定することによって情報提示物質の検出を行ない、その検出結果に応じてプラスチックの微破砕物を所定の強さのエアーで飛ばして別のラインに載せるようにすることで、さらに細かい分別が可能となる。

0047

なお、複数種の情報提示物質について検出を行なう場合、検出する情報提示物質の順番は特に制限されるものではない。たとえば、上述したように情報提示物質が検出されなかった場合(すなわち、1回目のプラスチック廃材の再資源化であると判断される場合)にプラスチックに混入される情報提示物質の検出を、情報提示物質が検出された場合(すなわち、2回目以降のプラスチック廃材の再資源化であると判断される場合)に混入される情報提示物質の検出よりも先に行なう(図1の場合)ようにし、再生回数の少ない方から順次検出を行ない、分類するようにしてもよい。また、再生材の使用が増えた場合には、再生回数の少ないプラスチックは必ず含まれるようになるため、情報提示物質が検出された場合(すなわち、2回目以降のプラスチック廃材の再資源化であると判断される場合)に混入される情報提示物質の検出を、情報提示物質が検出されなかった場合(すなわち、1回目のプラスチック廃材の再資源化であると判断される場合)にプラスチックに混入される情報提示物質の検出よりも先に行ない、2回目以降のプラスチック廃材の再資源化の際にプラスチックに混入された情報提示物質から検出し、分類するようにしてもよい。またさらに、再生回数が多くなり、再生プラスチックの物性の劣化飽和した場合には、その回数を上限とし、再生回数の多い方に混入される情報提示物質から順に検出していくようにしてもよい。

0048

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法では、上述したように情報提示物質が検出された場合に、当該情報提示物質の含有量に応じてプラスチックを改質して再生する。ここで、プラスチックの改質とは、アイゾット衝撃強さ、引張強度曲げ弾性などのプラスチックの物性を改善するよう調整することを指す。図1には、この情報提示物質の含有量により2種類に分けてプラスチックの改質を行なう場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、プラスチックの物性によってさらに多くの種類に分離するようにしてもよい。

0049

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法においてプラスチックを改質する方法としては、特に制限されるものではないが、たとえば、同じ系統のプラスチックのバージン材の混合、適宜の添加剤の添加などが挙げられる。プラスチックの改質のために用いられる添加剤としては、たとえば酸化防止剤紫外線吸収剤光安定剤結晶化核剤充填剤金属不活性化剤、金属不活性化剤などを挙げることができる。

0050

図1の例では、たとえば、検出された情報提示物質の含有量が一定量以上(たとえば、赤外線に反応する蛍光物質が0.1%以上)である場合には、バージン材を95%混ぜるというようにしてプラスチックの改質を施す(図1における物性調整A)。また、検出された情報提示物質の含有量が一定量未満(たとえば、赤外線に反応する蛍光物質が0.1%未満)である場合には、バージン材を90%混ぜるというようにしてプラスチックの改質を施す(図1における物性調整B)。

0051

その後、改質されたプラスチックは、従来公知の適宜の方法でペレット化され、製品のプラスチック部材に用いられる原料として供される。

0052

本発明はまた、再生するプラスチックの使用率および再生回数を管理してプラスチック廃材を再資源化するための再生プラスチック管理システムも提供する。本発明のシステムは、検出手段と、改質手段と、制御手段とを少なくとも備える。このような本発明の再生プラスチック管理システムを用いることによって、上述した本発明のプラスチックの再資源化方法を好適に行なうことができる。

0053

本発明のシステムにおける検出手段は、プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質が含まれるか否かを検出する手段である。このような検出手段としては、情報提示物質に応じて適宜の検出手段を選択して用いることができる。たとえば、情報提示物質として、赤外線または紫外線の照射によって励起され得る蛍光物質を用いる場合には、検出手段として、一定の赤外線または紫外線を照射する装置、および、これらの赤外線または紫外線の照射により蛍光物質が励起して発する蛍光の光量を計測する装置を好適に用いることができる。当該検出手段は、複数種の情報提示物質を検出し得るように、情報提示物質の種類に応じて複数設けられていてもよい。また、検出手段は、上述したように、分離・回収された後のプラスチックをたとえば振動フィダーなどで1列にして運搬するラインの途中に設けられ、ラインを通過するプラスチックについて情報提示物質を検出するように設けられるのが好ましい。

0054

また本発明のシステムにおける改質手段は、分離・回収されたプラスチックを改質するための手段である。このような改質手段としては、たとえば、プラスチックのバージン材やゴム成分を添加・混合する手段などを挙げることができる。本発明のシステムでは、前記検出手段により情報提示物質が検出されたプラスチックが改質手段に運ばれ、改質を施される。

0055

また本発明のシステムにおける制御手段は、前記検出手段による情報提示物質の検出結果に応じて、前記改質手段によるプラスチックの改質を制御する手段である。制御手段は、好ましくは、検出手段によりプラスチック中に情報提示物質が検出された場合には、情報提示物質の含有量に応じて予め数段階に定められた改質処理のいずれかを選択し、当該プラスチックに選択された改質を施すように改質手段を制御する。上述したように、検出された情報提示物質の含有量より、再生プラスチックの使用率および再生回数を把握することができるため、この情報提示物質の含有量に応じたプラスチックの改質を行なうようにすることで、再生するプラスチックの使用率および再生回数を管理したプラスチック廃材の再資源化を行なうことができるようになる。このような制御手段は、たとえば中央演算装置(CPU)、マイクロコンピュータを用いて実現できる。

0056

本発明の再生プラスチック管理システムは、プラスチック廃材の再資源化の際に、分離・回収されたプラスチックに情報提示物質を混入する混入手段をさらに備えることが好ましい。前記制御手段は、検出手段によりプラスチック中に情報提示物質が検出されなかった場合に、当該プラスチックに情報提示物質を混入して再生し得るように混入手段を制御することが好ましい。また、より好ましくは、検出手段によりプラスチック中に情報提示物質が検出された場合であっても、検出された情報提示物質の種類に応じて、予め定められた情報提示物質(検出された情報提示物質とは異なる情報提示物質)を混入するように混入手段を制御することが好ましい。混入手段は、たとえばタンブラーなどで情報提示物質とプラスチックとを均一に混合し、その後成形することなどで実現される。

0057

また本発明のシステムは、検出手段が分離・回収された後のプラスチックを運搬するラインの途中に設けられ、ラインを通過するプラスチックについて情報提示物質を検出するように設けられる場合には、検出手段による検出結果(情報提示物質の有無、含有量)に応じて予め数段階に設定された強さから選ばれる強さのエアーをラインに吹き付け、検出結果に応じてプラスチックを別ラインに飛ばして、分類し得るように実現されるのが好ましい。このような場合、エアーの強さは、たとえば上述した制御手段によって、検出手段による検出結果に応じて制御されるのが好ましい。

0058

またさらに、本発明のシステムは、プラスチックの再資源化を自動的に行なうためのシステムと一体的に設けられるように実現されても勿論よい。

0059

以下、実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

0060

<実験例>
以下、ノートパソコン薄型テレビ筐体によく使用されている、ポリカーボネートおよびABS樹脂の混合品の再生を行なう場合の例に挙げて、本発明について説明する。

0061

図2は、ポリカーボネートとABS樹脂について、プラスチックの改質を行なわなかった場合の再生回数(再資源化の回数)とアイゾット衝撃強さとの関係を示すグラフである。ここで、アイゾット衝撃強さは、JIS K 7110に準拠して測定された値を指す。図2に示すように、2回目以降の再生材ではアイゾット衝撃強さが急激に低下することが分かる。

0062

また図3は、ポリカーボネートとABS樹脂について、プラスチックの改質を行なわずに再生プラスチックの使用率を変化させ劣化試験を行なった場合の、再生プラスチックの使用率とアイゾット衝撃強さとの関係を示すグラフである。なお、アイゾット衝撃強さは図2の場合で上述したのと同様の方法で測定された値を指す。また劣化試験は、温度75℃、湿度80%の条件下に一定時間放置して行なった。

0063

図2および図3より、プラスチック廃材の再資源化の際には、再生プラスチックの再生回数と、プラスチック廃材に使用される再生プラスチックの割合(使用率)に応じて、適切な改質を行なった上でプラスチックを再生する必要があることが分かる。そこで、以下のような実験例1〜4に示す実験を行なった。

0064

<実験例1>
再生プラスチックを含まないプラスチック廃材から、プラスチック(ポリカーボネートおよびABS樹脂)を再資源化した。図1に示したように手解体工程、破砕工程、微破砕工程、湿式比重分離工程等を経て分離・回収されたプラスチックに、再生回数が1回目であることを示す情報提示物質を、使用率が10%であることを示す混合比率で添加し、当該再生プラスチック10重量%およびプラスチックのバージン材90重量%とを混合して、ペレット状のプラスチック成形体を得た。上述と同様に測定されたアイゾット衝撃強さは24kg・cm/cm2であった。

0065

<実験例2>
1回目の再生プラスチックを10%以下含有し、かつ、2回目の再生プラスチックを含まないプラスチック廃材から、プラスチック(ポリカーボネートおよびABS樹脂)を再資源化した。図1に示したように手解体工程、破砕工程、微破砕工程、湿式比重分離工程等を経て分離・回収されたプラスチックに、再生回数が2回目であることを示す情報提示物質を、使用率が10%であることを示す混合比率で添加し、当該再生プラスチック10重量%およびプラスチックのバージン材90重量%とを混合して、ペレット状のプラスチック成形体を得た。上述と同様に測定されたアイゾット衝撃強さは23kg・cm/cm2であった。

0066

<実験例3>
1回目の再生プラスチックを10%以下含有し、かつ、2回目の再生プラスチックを含有するプラスチック廃材から、プラスチック(ポリカーボネートおよびABS樹脂)を再資源化した。図1に示したように手解体工程、破砕工程、微破砕工程、湿式比重分離工程等を経て分離・回収されたプラスチックに、再生回数が3回目であることを示す情報提示物質を、使用率が5%であることを示す混合比率で添加し、当該再生プラスチック5重量%およびプラスチックのバージン材95重量%とを混合して、ペレット状のプラスチック成形体を得た。上述と同様に測定されたアイゾット衝撃強さは24kg・cm/cm2であった。

0067

<実験例4>
1回目の再生プラスチックを10%以上含有し、かつ、2回目の再生プラスチックを含まないプラスチック廃材から、プラスチック(ポリカーボネートおよびABS樹脂)を再資源化した。図1に示したように手解体工程、破砕工程、微破砕工程、湿式比重分離工程等を経て分離・回収されたプラスチックに、再生回数が2回目であることを示す情報提示物質を、使用率が5%であることを示す混合比率で添加し、当該再生プラスチック5重量%およびプラスチックのバージン材95重量%とを混合して、ペレット状のプラスチック成形体を得た。上述と同様に測定されたアイゾット衝撃強さは23kg・cm/cm2であった。

0068

以上の結果より、再生プラスチックの再生回数と、プラスチック廃材に使用される再生プラスチックの割合(使用率)に応じて、適切な改質を行なった上でプラスチックを再生してプラスチック廃材を再資源化することで、劣化試験をしたときのアイゾット衝撃強さがどの部材も20kg・cm/cm2を超え、十分に耐久消費財に使用可能なものとなることが分かった。

0069

今回開示された実施の形態および実験例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図面の簡単な説明

0070

本発明のプラスチック廃材の再資源化方法の好ましい一例を示す図である。
ポリカーボネートとABS樹脂について、プラスチックの改質を行なわなかった場合の再生回数(再資源化の回数)とアイゾット衝撃強さとの関係を示すグラフである。
ポリカーボネートとABS樹脂について、プラスチックの改質を行なわずに再生プラスチックの使用率を変化させ劣化試験を行なった場合の、再生プラスチックの使用率とアイゾット衝撃強さとの関係を示すグラフである。

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