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JP-2026077414-A - 複合紙の分離回収システム及び複合紙の分離回収方法

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Abstract

【課題】 基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙から各構成材料を高精度で分離回収できるようにした複合紙の分離回収システム及び複合紙の分離回収方法を提供する。 【解決手段】 基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙から、各構成材料を、再生可能な状態で分離回収する複合紙の分離回収システムであり、前記複合紙に水を浸透させて第一含侵処理を行うと共に粗粉砕するための湿式粉砕機と、前記複合紙に水をさらに浸透させて第二含侵処理を行うと共に前記基紙のパルプを揉み解すニーダーと、前記複合紙からパルプをときほぐし、前記パルプを水中に分散させる攪拌機と、前記複合紙からパルプを剥ぎ取る高速回転式の離解機と、前記樹脂又は金属と前記パルプとを分離するスクリーンと、を含む、複合紙の分離回収システムとした。 【選択図】図１

Inventors

  • 志賀 博文

Assignees

  • 株式会社タケエイ

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (13)

  1. 基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙から、各構成材料を、再生可能な状態で分離回収する複合紙の分離回収システムであり、 前記複合紙に水を浸透させて第一含侵処理を行うと共に粗粉砕するための湿式粉砕機と、 前記複合紙に水をさらに浸透させて第二含侵処理を行うと共に前記基紙のパルプを揉み解すニーダーと、 前記複合紙からパルプをときほぐし、前記パルプを水中に分散させる攪拌機と、 前記複合紙からパルプを剥ぎ取る高速回転式の離解機と、 前記樹脂又は金属と前記パルプとを分離するスクリーンと、 を含む、複合紙の分離回収システム。
  2. 前記第一含侵処理後の前記基紙の含水率が、５０％以上である、請求項１記載の複合紙の分離回収システム。
  3. 前記第二含侵処理後の前記基紙の含水率が、５０％以上である、請求項１記載の複合紙の分離回収システム。
  4. 前記分離されたパルプに対して洗浄処理及び脱水処理を行う回転式篩と、前記洗浄及び脱水が行われたパルプに対してさらに脱水処理を行うプレス式脱水機をさらに含む、請求項１記載の複合紙の分離回収システム。
  5. 前記プレス式脱水機による脱水処理後のパルプの含水率が、４０～８０％である、請求項４記載の複合紙の分離回収システム。
  6. 前記分離されたパルプから樹脂又は金属の残りかすを取り除く液体除塵機をさらに含む、請求項１～５いずれか１項記載の複合紙の分離回収システム。
  7. 基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙から、各構成材料を、再生可能な状態で分離回収する複合紙の分離回収方法であり、 湿式粉砕機により、前記複合紙に水を浸透させて第一含侵処理を行うと共に粗粉砕するための湿式粉砕工程と、 ニーダーにより、前記基紙に水をさらに浸透させて第二含侵処理を行うと共に前記基紙のパルプを揉み解す弛緩工程と、 攪拌機により、前記樹脂又は金属からパルプをときほぐし、パルプを水中に分散させる分散工程と、 高速回転式の離解機により、前記樹脂又は金属からパルプを剥ぎ取る解離工程と、 スクリーンにより、前記樹脂又は金属と前記パルプとを分離する分離工程と、 を含む、複合紙の分離回収方法。
  8. 前記第一含侵処理後の前記基紙の含水率が、５０％以上である、請求項７記載の複合紙の分離回収方法。
  9. 前記第二含侵処理後の前記基紙の含水率が、５０％以上である、請求項７記載の複合紙の分離回収方法。
  10. 回転式篩により、前記分離されたパルプに対して洗浄処理及び脱水処理を行う洗浄・第一脱水工程と、 プレス式脱水機により、前記洗浄及び脱水が行われたパルプに対してさらに脱水処理を行う第二脱水工程をさらに含む、請求項７記載の複合紙の分離回収方法。
  11. 前記プレス式脱水機による第二脱水工程後のパルプの含水率が、４０～８０％である、請求項１０記載の複合紙の分離回収方法。
  12. 液体除塵機により、前記分離されたパルプから樹脂又は金属の残りかすを取り除くパルプ洗浄工程をさらに含む、請求項７記載の複合紙の分離回収方法。
  13. 前記複合紙が、塩化ビニル樹脂系壁紙であり、前記分離されたパルプの残留塩素濃度が１．０％以下である、請求項７～１２いずれか１項記載の複合紙の分離回収方法。

Description

本発明は、基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙から、各構成材料を、再生可能な状態で分離回収するための複合紙の分離回収システム及び複合紙の分離回収方法に関する。 従来、屋内構造物、商業施設や住宅などの壁に、複合紙の一つとして、樹脂系壁紙が広く用いられている。例えば、樹脂系壁紙として広く使われている、塩化ビニル樹脂系壁紙は、ビニール壁紙（ビニールクロス）とも呼ばれ、施工用の原紙（裏打ち紙）にＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）と呼ばれるプラスチック素材を塗工してシート状とした壁紙である。安価で加工しやすいことから、壁紙として広く普及している。 このように例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル)と呼ばれるプラスチック素材を主原料としたビニールシート等の樹脂系壁紙は、裏打ち紙に塗工されているため、塩化ビニル樹脂系壁紙を１００％リサイクルすることは難しかった。そのため、リサイクルしても分離不十分で異物が多いため、従来は、例えば、再生して床材用コンパウンドにしたり、或いは猫砂にしたりされてきた。 樹脂系壁紙の一つである塩化ビニル樹脂系壁紙の分離処理方法としては、例えば、特許文献１がある。例えば、一般的な工程である、ペーパーシュレッダによる切断→１日浸漬→離解を３０分→スクリーン分離、という工程を経ても、塩化ビニル樹脂系壁紙を１００％リサイクルすることは難しかった。塩化ビニル樹脂系壁紙に対して、一般的な工程である、ペーパーシュレッダによる切断→１日浸漬→離解を３０分→スクリーン分離、という工程を経た後、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂）の片裏の赤外スペクトルを測定した結果を図１０及び図１１に示す。 図１０において、「クロス裏面（裏打紙）」とあるのが、分離回収処理前の元々の塩化ビニル樹脂系壁紙の裏打紙側の赤外スペクトルである。図１０の「ＰＶＣ片裏」とあるのが上記工程を経た後のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂）の片裏の赤外スペクトルであり、「クロス裏面（裏打紙）」の赤外スペクトルとよく似ており、ＰＶＣ片裏に裏打紙すなわちパルプがかなり残っていることがわかる。 図１１において、「クロス表面（ＰＶＣ）」とあるのが、分離回収処理前の元々の塩化ビニル樹脂系壁紙のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂）側の赤外スペクトルである。図１１の「ＰＶＣ片裏」とあるのが上記工程を経た後のＰＶＣ片裏の赤外スペクトルであり、「クロス表面（ＰＶＣ）」の赤外スペクトルとは異なる赤外スペクトルになっている。従って、ＰＶＣ片裏にパルプがかなり残っていることがわかる。 一方、昨今ではSustainable Development Goals（SDGｓ、持続可能な開発目標）の取り組みが高いレベルで求められており、特許文献１に記載された方法やシステムによる材料の分離回収よりもさらに精度よく分離回収を行う必要がある。しかしながら、例えば樹脂系壁紙の一つである塩化ビニル樹脂系壁紙のＰＶＣ層及び裏打ち層の材料を分離回収するにあたっては、分離しづらいため、塩化ビニル樹脂系壁紙の樹脂を含む各構成材料を高精度で分離回収するのが難しいという問題があった。このように、樹脂層及び裏打ち層の各構成材料を高精度で分離回収するのが難しいという問題があった。そのため、従来技術では、リサイクルしても異物が多いため、再生原料としても製品化出来るレベルではなかった。 また、基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙としては、上記した樹脂系壁紙以外にも、基紙に金属及び／又は樹脂がラミネート加工されたラミネート紙、基紙に金属又は樹脂を蒸着させた紙、などがあるが、いずれも各構成材料に高精度で分離回収するのが難しいという問題があった。例えばラミネート紙の例としては牛乳パックがある。牛乳パックは、基紙を間にして、基紙の両面に樹脂がラミネート加工されたラミネート加工紙で形成される。しかし、これを各構成材料に高精度で分離回収し、それらを再生原料としても製品化するのは困難であった。 特開２００４－３３９６３５ 本発明に係る複合紙の分離回収システムの一つの実施の形態を示す概略図である。本発明に係る複合紙の分離回収システムを用いた複合紙の分離回収方法の一つの実施の形態を示す概略プロセス説明図である。本発明に用いられる湿式粉砕機の一つの実施の形態を示す概略構造図である。本発明に用いられるニーダーの一つの実施の形態を示す概略構造図である。本発明に用いられる攪拌機の一つの実施の形態を示す概略構造図である。本発明に用いられる高速回転式の離解機の一つの実施の形態を示す概略構造図である。クロス裏面（裏打紙）と本発明の実施例の工程を経た後のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂）の片裏の赤外スペクトルの比較を示すグラフである。クロス表面（ＰＶＣ）と本発明の実施例の工程を経た後のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂）の片裏の赤外スペクトルの比較を示すグラフである。本発明に係る複合紙の分離回収システムを用いた複合紙の分離回収方法のブロックフロー図である。クロス裏面（裏打紙）と従来技術の工程を経た後のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂）の片裏の赤外スペクトルの比較を示すグラフである。クロス表面（ＰＶＣ）と従来技術の工程を経た後のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル樹脂）の片裏の赤外スペクトルの比較を示すグラフである。 以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。同一部材は同一符号で示される。 図１において、符号１０は、本発明に係る複合紙の分離回収システムの一つの実施の形態を示す。また、図２は、本発明に係る複合紙の分離回収方法の工程例である。さらに、図９は、本発明に係る複合紙の分離回収システムを用いた複合紙の分離回収方法のフロー図である。これら図１～図２及び図９に基づいて、複合紙の分離回収システム及び複合紙の分離回収方法を説明する。 本明細書において、「複合紙」とは、基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙のことを指す。基紙と、樹脂及び／又は金属とを含む複合紙としては、例えば、基紙上に樹脂層が形成された樹脂系壁紙や、基紙に金属及び／又は樹脂がラミネート加工されたラミネート紙、或いは基紙に金属又は樹脂を蒸着させた紙など、紙に樹脂及び／又は金属が合わさった形態の紙であればいずれも含まれる。ラミネート紙の例としては牛乳パックがある。紙に樹脂及び／又は金属が合わさった形態の複合紙としては、基紙上に樹脂及び／又は金属が層状に合わさってなる複合紙でもいいし、紙の繊維に樹脂及び／又は金属が入りこんだ形態の複合紙でもよい。本発明では、基紙上に樹脂及び／又は金属が層状に合わさってなる複合紙が好適である。また、本発明では、紙が主材料として、それに樹脂及び／又は金属が合わさった形態の複合紙が好適である。 図示例では、基紙と樹脂及び／又は金属とを含む複合紙として、樹脂系壁紙の例を示した。また、前記樹脂系壁紙の樹脂が塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）である例を示したが、本発明において、複合紙に含まれる樹脂は特に制限はなく、公知の基紙と樹脂及び／又は金属とを含む複合紙に広く適用することができる。 複合紙に含まれる樹脂としては、水に溶けない樹脂であればよいもので、合成樹脂であればいずれも含まれる。合成樹脂の例としては、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等）、ポリアミド（ナイロンー６、ナイロンー６６等）、ポリイミド等が挙げられる。 複合紙に含まれる金属としては、特別の限定はないが、アルミニウム、クロム、亜鉛、金、銀、プラチナ、ニッケル等が挙げられる。金属がアルミニウムなどの蒸着膜である場合、スクリーンの網の目開きサイズとの関係から、１００μｍ以上の厚さのものが好適である。厚さがｍｍ単位の金属の箔なども好適である。 図１に示す本発明に係る複合紙の分離回収システム１０は、図２に示されるパルプから構成される裏打紙１２上に、樹脂１４が積層されて成る樹脂系壁紙１６から、樹脂１４とパルプ１８を、再生可能な状態で分離回収する複合紙の分離回収システムである。 図１に示されるように、複合紙の分離回収システム１０は、前記樹脂系壁紙１６に水を浸透させて第一含侵処理を行うと共に粗粉砕するための湿式粉砕機２０と、前記裏打紙１２に水をさらに浸透させて第二含侵処理を行うと共に前記裏打紙１２のパルプを揉み解すニーダー２２と、前記樹脂系壁紙１６からパルプ１８をときほぐし、パルプ１８を水中に分散させる攪拌機２４と、前記樹脂系壁紙１６の樹脂１４からパルプ１８を剥ぎ取る高速回転式の離解機２６と、前記樹脂１４と前記パルプ１８とを分離するスクリーン２８と、を含む構成とされている。 図示例では、スクリーン２８は、１つ設けた構成例を示した。２つ以上のスクリーンを設ける構成としてもよい。 図１の例では、複合紙の分離回収システム１０は、投入口３２、金属探知機３４を備えている。投入口３２から投入された樹脂系壁紙１６は、コンベア３６で送られ、金属探知機３４によって金属探知され、金属異物がある場合には、金属異物が金属異物回収コンテイナー８２に分別される（図１及び図９）。投入口３２から投入される樹脂系壁紙１６の状態を模式的に図２（ａ）に示す。 金属異物が除去された樹脂系壁紙１６は、コンベア３６で湿式粉砕機２０に送られ、前記樹脂系壁紙１６に水を浸透させて第一含侵処理が行われると共に粗粉砕するための湿式粉砕工程が行われる。この湿式粉砕機２０を使った湿式粉砕工程では、一定サイズに粗粉砕するとともに裏打紙１２の紙層内に水を浸透させる。水に濡らした方が裏打紙１２（パルプ１８）と樹脂１４とが分離し易くなるからである。破砕されて第一含侵処理された樹脂系壁紙１６の状態を模式的に図２（ｂ）に示す。水分により樹脂系壁紙１６の裏打紙１２のパルプ１８が膨潤する。前記第一含侵処理後の前記裏打紙１２の含水率は５０％以上であるのが好ましい。 湿式粉砕機２０の例を図３に示す。図３に示すように、湿式粉砕機２０は、ケーシング４８と、前記ケーシング４８に設けられた投入口５０と、前記ケーシング４８内に設けられた複数の刃先を有する回転刃５２と、前記回転刃５２に対応して設けられた固定刃５４と、を有する構成とされている。前記ケーシング４８内には、水が供給されるとともに、投入口５０から樹脂系壁紙１６が投入される。水に浸されながら、樹脂系壁紙１６は、回転する回転刃５２と固定刃５４によって破砕され、一定のサイズに粗破砕される。粗破砕された樹脂系壁紙１６は、下方の貯留タンク５５に排出される。 前記湿式粉砕工程後の樹脂系壁紙１６は、コンベア３８でニーダー２２に送られ、前記裏打紙１２に水をさらに浸透させて第二含侵処理が行われると共に前記裏打紙１２のパルプを揉み解す弛緩工程が行われる。このニーダー２２を使った弛緩工程では、前記裏打紙１２の紙層内に水を浸透させると共に、パルプを揉み解す。ニーダー２２で第二含侵処理された樹脂系壁紙１６の状態を模式的に図２（ｃ）に示す。ニーダー２２を使った弛緩工程により、水分を強制的に含侵させて裏打紙１２のパルプ１８がさらに膨潤する。そして、強制的な揉み解しでパルプの繊維同士の絡まりが緩まることとなる。前記第二含侵処理後の前記裏打紙１２の含水率は５０％以上であるのが好ましい。 ニーダー２２の例を図４に示す。図４に示すように、ニーダー２２は、円筒状のケーシング５６と、前記円筒状のケーシング５６に設けられた投入口５８と、前記円筒状のケーシング５６内に設けられ、複数のブレードを有する回転ブレード体６０と、前記複数のブレードに対応した受け部６２を形成する邪魔板と、を有する構成とされている。図４の例では、円筒状のケーシング５６を一つだけ設けた例を示したが、円筒状のケーシング５６は複数個設けるのが好適であり、例