Recent Developments in plastic-plastic separation techniques

Abstract

１．は じ め に 今や現代生活はプラスチックなしでは成り立たなくなってお り，廃プラスチック量も膨大なものとなっている。しかし，その 原料である資源は有限であるため，豊かな暮らしを持続するため には域内で効率よく物を循環し， 資源の節約に努める必要がある。 このように循環利用する際の現実のフローを考えると，廃棄物を 効率よく回収・運搬し，解体・選別により高純度化，洗浄し，さ らにバージン材と同等の機能を持たせるための処理を行う必要が ある。種々の用途で活用されているプラスチックの場合，現段階 のリサイクル技術ではコスト的にも質的にもバージン材に負けて しまうことが多い。しかし例えば廃電線被覆材が電線被覆材へ， 家電やパソコン素材が家電やパソコンへ戻るプロセスは一部実用 化しており，リサイクル処理フローの効率を上げて素材へ戻すシ ステムの構築は，次世代の資源節約型のものづくりに不可欠なも のとなっている。 日本では循環型社会形成に向けて各種リサイクル法が施行さ れ，容器包装プラスチック，家電，自動車，パソコンなどがそれ ぞれ回収・運搬され， 解体される仕組みが整備された。プラスチッ クのリサイクル法には高炉還元剤や熱回収利用も含まれるため， 現段階ではこれらもリサイクル率にカウントされている。しかし 一方で多くの企業が易解体設計や素材規格の統一 1) を進めよう としており，一部のプラスチックは同一用途または高付加価値用 途へのリサイクルが可能な状況になりつつある。たとえば，廃棄 されてくる旧型製品の樹脂は劣化している上，グレードも製造中 のバージン樹脂とは異なることが多いため，再生原料をアップグ レード処理するような技術も開発されようとしている 2) 。容器 包装ゴミのように汚れが激しく，種類も混在しているものであれ ば高炉還元剤や熱回収はやむをえないが，廃プラスチックの中に は質が高いのに現状では熱回収されているものもあり，リサイク ル率を充足しただけで満足せず，リサイクルの質も考慮すべき時 代に来ている。このような状況変化に伴い，素材へのリサイクル に際して要となる廃プラスチックの選別技術，異物除去技術は， 今後ますます高度化したものが要求されるようになると予想され る。 本報ではプラスチック相互の選別に焦点を当て，既に実用化さ れている技術と最近の研究開発動向を紹介するとともに，今後の 課題と展開について述べる。 ２．プラスチック相互の選別 代表的なプラスチックとして 4 大汎用樹脂の PE，PP，PVC， PS があり，これらはプラスチック生産量の約 70％を占めてい る。さらに PET，ABS，PC，メタクリル樹脂，PA (ポリアミド)， POM (ポリアセタール) などがよく使われる。しかしプラスチッ クは素材が同じであっても添加剤の影響により物性が異なる場 合が多く，また表面の劣化，汚れも選別性に影響するため，相 互選別は一般に困難である。Fig.1 は，代表的なプラスチックに ついて，比重 (密度) の測定例を示したものである 3-5) 。林ら 4) 1 2 キーワード： プラスチック，選別，リサイクリング As the earth has a finite amount of resources, resource-saving is important to maintain an affluent life. In Japan various types of Recycling Laws were implemented to promote a recycling-oriented society, and packaging materials, home appliance, automobile and personal computer are collected and treated for recycling. Waste plastics are utilized for substitute for blast furnace coke or fuel and also they are recycled as plastic materials. Developing advanced separation techniques which can treat the waste plastics at low cost and get high grade plastics are required to recycle the plastics with the same uses. This paper reviews recent developments in plastic-plastic separation techniques and describe future tasks. The number of cited references is 59. The mechanisms of each separation which contain gravity separation, electrostatic separation, flotation, and comminution are described and commercial scale and lab scale results are introduced. The characterizations of major plastic materials are also detailed.