以下、本発明の樹脂の分別方法を、具体� ��な各実施の形態に基づいて説明する。

 下記の表1は、家電製品に使用されている 汎用樹脂品種であるPS、ABSおよびPP樹脂の溶� �温度の測定結果である。それぞれの樹脂品� �共に代表品番を対象に測定を実施した。PSに は東洋スチレン株式会社(TOYO STYRENE Co.,Ltd)製 の品番:G100Cを使用した。ABSにはユーエムジー ・エービーエス株式会社(UMG ABS,Ltd.)製の品番 :VW20を使用した。PPには出光石油化学株式会� �(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.)製の品番:J6083HPを使用し た。

 溶融温度は、300gfの荷重をかけながら樹� �ペレットを昇温し、樹脂ペレットが軟化し� �、厚みの減衰が1%に達した温度とした。

 この表1から分かるように、PS、ABSおよびP P樹脂ともに他の品種とは明確な溶融温度差� �あることを確認した。

 加熱で溶融した樹脂を分別部材に付着さ� ��て、未溶融の樹脂と分別するためには、溶� ��樹脂を分別部材に付着させた後、未溶融で� ��付着の樹脂のみを分別部材から除去する必� ��がある。振動や風力、せん断力などを用い� ��、未付着の樹脂を分別部材から除去する際� ��分別部材に付着した溶融樹脂が一緒に除去� ��れないためには、100gf以上の付着強度を確� �することが必要と考えられる。

 下記の表2は、表1に示した溶融温度で、� �樹脂品番の樹脂ペレットを耐熱鋼板製の分� �部材に溶着したときの付着強度の測定結果� �ある。いずれの樹脂品番でも付着力は、100gf を下回っており、分別部材を介してこの分別 部材上で加熱された混在物を加圧し、混在物 に混在する溶融した樹脂を分別部材に付着さ せて、未溶融の樹脂と分別するためには、溶 融した樹脂の分別部材への付着力を向上させ る必要がある。

 PSやPPなどの低極性分子物質は、他の物質 との分子間力が低いため、分別部材との付着 力確保のためには、アンカー効果などの機械 的な嵌め合い構造が有効であると考えられ、 分別部材の表面構造の最適化について検討し た。

 図1は、樹脂の付着強度におよぼす分別部 材の表面形状の影響を調べた結果である。図 2に示したような、凹部1を表面に形成した耐� ��鋼板2を分別部材として用いて、樹脂の付着 強度におよぼす凹部1の径:D1の影響を測定し� �。凹部1の深さ:d1=60μm、隣合う凹部1の距離:L1 =300μmで、加熱温度100℃、加圧力300gf、加圧時 間60秒の条件で、φ2mmのPS樹脂ペレット(東洋� �チレン株式会社製 G100C)を付着した。

 PS樹脂の付着強度は、凹部1の径:D1=50μm以� ��で、約400gfの一定値を示したが、凹部1の径: D1=20μm以下では、100gf以下になり、10μmで未接 着状態になった。また、凹部1の径:D1が樹脂� �イズ以上なると、樹脂が付着時に孔に入り� �み脱着できなくなる。したがって、分別部� �の凹部1の径:D1は50μm以上かつ樹脂の最小粒� �未満が好ましい。

 図3は、樹脂の付着強度におよぼす分別部 材の表面凹部の深さの影響を調べた結果であ る。凹部1の径:D1=200μm、隣合う凹部1の距離:L1 =300μmで、分別部材を介しての加熱温度100℃� �加圧力300gf、加圧時間60秒の条件で、φ2mmのPS 樹脂ペレット(東洋スチレン株式会社製 G100C) を付着した。PS樹脂は、分別部材の凹部1の深 さ:d1=20μm以下では未接着状態になるが、深さ :d1=40μmでは100gfとなり、それ以上では、凹部1 の深さに比例して付着強度が大きくなった。

 さらに、凹部1の深さ:d1=2mm以上になると� �一度付着した樹脂が脱着できなくなった。� �たがって、分別部材の凹部1の深さはd1=40μm� �上かつ樹脂の最小粒径未満が好ましい。

 また、隣合う凹部1の距離:L1が、樹脂ペレ ットの径以上になると、樹脂ペレットが凹部 1と接触しない場合があるので、隣合う凹部1� ��距離:L1は、樹脂の最小粒径未満が好ましい� ��

 図4は、図5に示したような円柱状凸部3を� ��面に形成した耐熱鋼板を分別部材として用� ��て、樹脂の付着強度におよぼす円柱状凸部3 の高さ:h1の影響を測定した結果である。円柱 状凸部3の底面径:D2=200μm、隣合う円柱状凸部� ��距離:L2=300μmで、分別部材を介しての加熱温 度100℃、加圧力300gf、加圧時間60秒の条件で� �φ2mmのPS樹脂ペレット(東洋スチレン株式会社 製 G100C)を付着した。PS樹脂の付着強度は、� �柱状凸部3の高さ:h1=50μm以上で、約250gfの一� �値を示したが、円柱状凸部3の底面径:D2=20μm� ��下では、付着強度が100gf未満になり、D2=10μm で未接着状態になった。また、円柱状凸部3� �高さが樹脂サイズ以上になると、樹脂の付� �力が強すぎるため脱着できなくなる。した� �って、分別部材の円柱状凸部3の高さは、h1=5 0μm以上かつ樹脂の最小粒径未満が好ましい� �

 円柱状凸部3の底面径は、100μm未満になる と円柱状凸部の構造体としての強度が低下す る。また、円柱状凸部3の底面径:D2が樹脂ペ� �ットの径以上になると、機械的な嵌め合い� �果が得られない場合があるので、円柱状凸� �3の底面径:D2は、100μm以上かつ、樹脂の最小� ��径未満が好ましい。また、隣合う円柱状凸� ��3の距離:L2は、樹脂ペレットの径以上になる と、機械的な嵌め合い構造が得られない場合 があるので、樹脂の最小粒径未満が好ましい 。なお、本実施の形態では、分別部材の表面 に凹部または凸部の一方を形成することで、 良好な樹脂の付着強度が得られているが、分 別部材の表面に凹部および凸部の両方を形成 した場合でも、同様に良好な樹脂の付着強度 が得られる。

 図6は、平均粒径が24~550μmであるアルミナ 系の研磨材を用いてサンドブラスト処理を施 した耐熱鋼板を分別部材として、分別部材の 表面粗さと樹脂の付着強度の関係を調べた結 果である。なお、加熱温度110℃、加圧力300gf� ��加圧時間60秒の条件で、φ2mmのPS樹脂ペレッ� ��(東洋スチレン株式会社製 G100C)を付着した� ��サンドブラスト処理により付着強度が向上� ��ることがわかった。また、Ra=0.4μm未満では� ��着強度が得られない。また、Ra=55μmを超え� �と粗化面内に樹脂残りが発生し、分別部材� �メンテナンスが必要となる。したがって表� �粗さは、Ra=0.6μm以上かつRa=55μm未満が好まし い。なお、一般的に算術平均粗さRaは、最大� ��さRyの1/10から1/3の値を示し、本実施例のサ� ��プルの実測結果でも同様の傾向となり、Ra=5 5μmの分別部材の表面凹凸の大きさは、前記φ 2mmのPS樹脂ペレットの径よりもかなり小さい� ��とが確認できた。また、サンドブラスト処� ��で用いた研磨材の粒径が550μm以下なので、� ��論上、隣り合う頂点の距離は、550μm以下に� ��り、前記φ2mmのPS樹脂ペレットの径よりもか なり小さくなっている。

 図7は、表面粗さRa=30μmになるように、サ� ��ドブラスト処理を施した耐熱鋼板を分別部� ��として、PS、ABSおよびPP樹脂の溶着温度を測 定した結果である。それぞれの樹脂品種共に 複数の代表品番を対象に測定を実施した。PS� ��は東洋スチレン株式会社製の品番:G100C,H350,H 485,H650,WM1C,WM2Cの樹脂を使用した。ABSにはユー エムジー・エービーエス株式会社製の品番:EX 18X,TJ3L,VW20,EX23Xの樹脂を使用した。PPには住友 化学株式会社(Sumitomo Chemical Co.,Ltd.)製の品番 WN-12と、出光石油化学株式会社製の品番:J3053H ,J6083HPおよび、湖南石油化学社(HONAM PETROCHEMIC AL CORP.)製の品番J-380Aの樹脂を使用した。

 なお、分別部材を介しての加熱温度以外� ��付着条件は、加圧力300gf、加圧時間60秒、樹 脂サイズφ2mmで、100gf以上の付着強度が得ら� �る加熱温度を溶着温度とした。

 図7から分かるように、PS、ABSおよびPP樹� �ともに品種内で若干の溶着温度差があるも� �の、他の品種とは明確な溶着温度差がある� �とを確認した。

 図7より、PSとABSの分別は、分別部材を介� ��て110~125℃に加熱すれば概ねの分別が可能で 、さらに高純度な分別を実施する場合は、114 ~120℃の加熱温度が好ましい。

 ABSとPPの分別は、分別部材を介して130~145� ��に加熱すれば概ねの分別が可能で、さらに� ��純度な分別を実施する場合は、135~142℃の加 熱温度が好ましい。

 PSとPPの分別は、分別部材を介して110~145� �に加熱すれば概ねの分別が可能で、さらに� �純度な分別を実施する場合は、114~142℃の加� ��温度が好ましい。

 PS、ABSおよびPPの分別は、第1番目の分別� �法として、分別部材を介してまず110~125℃で� ��熱することでPSを分別し、次いで、分別部� �を介して130~145℃に加熱すればABSとPPが分別� �きる。さらに、高純度の分別を目的とする� �合は、まず114~120℃に加熱することでPSを分� �し、次いで、分別部材を介して135~142℃に加� ��すればABSとPPが分別できる。

 PS、ABSおよびPPの分別の第2番目の分別方� �として、分別部材を介してまず130~145℃に加� ��することでPPを分別し、次いで、分別部材� �介して110~125℃に加熱すればPSとABSが分別で� �る。さらに、高純度の分別を目的とする場� �は、分別部材を介してまず135~142℃に加熱す� ��ことでPPを分別し、次いで、分別部材を介� �て114~120℃に加熱すればPSとABSが分別できる� �

  (実施の形態)
 以下、本発明による使用済み家電製品から� ��樹脂分別の実施の形態について説明する。

 本実施の形態では、使用済み家電製品を� ��知の方法で破砕し、磁力、風力や振動など� ��用いて概ねの金属材料等を分別除去した混� ��物を対象とする。

 本発明の樹脂分別方法は、分別部材を介� ��てこの分別部材上で加熱された混在物を加� ��し、混在物に混在する溶融した樹脂を分別� ��材に付着させて、未溶融の樹脂と分別する� ��ので、前記加圧工程では、複数の樹脂片な� ��を一括で加圧するため、あらかじめ、混在� ��の粒子径を設定された範囲内に均一化する� ��とで、分別精度を向上できる。

 そこで、まず、前記概ねの金属材料等を� ��別除去した混在物の粒子径を篩を用いて均� ��化した。目開き4.75mmの篩を用いることで、� ��在物中の粗大物を除去し、目開き1.0mmの篩� �用いることで、混在物中の小さな混在片や� �末を取除き、粒子径が均一化された混在物� �得た。

 次に、油圧式平板熱プレス機の下熱板の� ��に表面粗さRa=30μmのサンドブラスト処理を� �した厚さ1mmの耐熱鋼板を設置し、前記耐熱� �板の上に、前記粒子径が均一化された混在� �を重なりがないように均質に並べた。前記� �質に並べられた混在物の上にクッション材� �配置し、前記均質に並べられた混在物を分� �部材としての耐熱鋼板を介して第1次加熱加� ��した。前記第1次加熱加圧の条件は、耐熱鋼 板を介して加熱温度が117℃で、加圧力は、混 在物中の混在片1粒あたり100gfの平均圧力にな るように設定し、60秒間加熱加圧した。前記� ��1次加熱加圧後、前記耐熱鋼板と前記均質に 並べられた混在物を一括で取り出し、冷却板 の上で冷却した。前記耐熱鋼板と前記均質に 並べられた混在物の表面温度が30℃以下にな� ��てから、前記耐熱鋼板を傾けることで、前� ��均質に並べられた混在物に含まれる混在片� ��うち前記耐熱鋼板に未溶着の混在片を分別� ��た。次に、前記耐熱鋼板に溶着した混在片� ��、溶融温度の異なる2種類以上の樹脂が混在 する混在物の粒子径を、予め設定された範囲 内に均一化し、厚さ1mmのステンレス(SUS)片を� ��いて前記耐熱鋼板から剥離し、分別した。

 次に、前記第1次加熱加圧で未溶着の混在 片を、分別部材としての耐熱鋼板を介して第 2次加熱加圧し、未溶着の混在片と溶着した� �在片を分別した。なお、第2次加熱加圧は、� ��熱鋼板を介して加熱温度が137℃で、温度条� ��以外は第1次加熱加圧と同一の条件とし、第 2次加熱加圧後の分別は、前記第1次加熱加圧� ��の分別条件と同一の条件で実施した。

 次に前記第2次加熱加圧で未溶着の混在片 を、第3次加熱加圧し、未溶着の混在片と溶� �した混在片を分別した。なお、第3次加熱加� ��は、耐熱鋼板を介して加熱温度が165℃で、� ��度条件以外は第1次加熱加圧と同一の条件と し、第3次加熱加圧後の分別は、前記第1次加� ��加圧後の分別条件と同一の条件で実施した� ��

 前記第1~3次加熱加圧で分別された溶着し� ��混在片と第3次加熱加圧で未溶着の混在片の 定性分析を行った。

 前記第1~3次加熱加圧で分別された溶着し� ��混在片の目視および触診観察からは、樹脂� ��料のみが検知され、金属、木材、紙、フィ� ��ムなどは混在されていなかった。また、赤� ��吸光分析装置による組成分析では、前記第1 次加熱加圧で分別された溶着した混在片から はPS樹脂、前記第2次加熱加圧で分別された溶 着した混在片からはABS樹脂、前記第3次加熱� �圧で分別された溶着した混在片からはPP樹脂 が検出された。

 また、第3次加熱加圧で未溶着の混在片の 目視および触診観察からは、金属、木材、紙 、フィルムが検出された。

 上記の説明では、分別対象の樹脂の混合� ��を分別部材を介して設定温度に加熱したが� ��分別部材を介さずに分別対象の樹脂の混合� ��を分別部材の上側から直接に設定温度に加� ��して分別することもできる。