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発明の名称 廃棄プラスチックの異物除去方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−46979(P2001−46979A)
公開日 平成13年2月20日(2001.2.20)
出願番号 特願平11−228989
出願日 平成11年8月13日(1999.8.13)
代理人 【識別番号】100067541
【弁理士】
【氏名又は名称】岸田 正行 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2G001
2G053
3F079
4D004
4F301
【Fターム(参考)】
2G001 AA01 BA11 CA01 GA06 HA13 JA09 JA12 KA03 LA02 LA05 MA04 PA03 PA11 
2G053 AA02 AA13 AA21 AB07 BA04 BB03 CB24
3F079 AB00 CA44 CB09 CB29 DA12 EA02
4D004 AA07 CA04 CA08 CA09 DA01 DA02 DA11 DA12 DA20
4F301 AA00 BA12 BA21 BF03 BF08 BF09 BF12 BF26
発明者 茨城 哲治 / 池田 元樹 / 藤沢 良久
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ベルトコンベア上にて異物を検知して、当該異物が検知されたベルトコンベア上の部位が異物選別位置を通過する際に、当該ベルトコンベアの速度を所定の速度以下の調整して、当該異物を系外に排出することを特徴とする廃棄プラスチックの異物除去方法。
【請求項2】 ベルトコンベア上にて異物を検知する方法として、X線照射の透過映像を用いることを特徴とする請求項1に記載の廃棄プラスチックの異物除去方法。
【請求項3】 ベルトコンベア上にて異物を検知する方法として、磁気変化の検知を用いることを特徴とする請求項1に記載の廃棄プラスチックの異物除去方法。
【請求項4】 ベルトコンベア上にて異物を検知する方法として、ベルトコンベア上の質量分布を計測することを特徴とする請求項1に記載の廃棄プラスチックの異物除去方法。
【請求項5】 検知されたベルトコンベア位置が異物選別位置を通過する際の速度を毎分15m以下とすることを特徴とする請求項1に記載の廃棄プラスチックの異物除去方法。
【請求項6】 請求項1に記載の廃棄プラスチックの異物除去方法を用いた後、廃棄プラスチックを破砕することを特徴とする廃棄プラスチックの破砕方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄プラスチックをリサイクルするための工程に於ける混入異物を検知して、除去する方法に関するものであり、特に、家庭等から排出される使用済みプラスチック中の大型の異物を検知し、除去することにより、プラスチック破砕を容易にする技術に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレン、ポリスチレン、その他のプラスチックは、成型性と耐久性に優れていることから、種々の用途に用いられている。しかし、同時に、廃棄物としても大量に廃棄されている。廃棄物として発生するプラスチックは、型抜きの残り、成型時の切り残り等の加工工程から発生する廃棄プラスチック(以下、屑プラスチックと称す)と、容器包装プラスチックや製品プラスチックが使用後に廃棄される使用済みの回収プラスチック(以下、使用済みプラスチックと称す)が存在する。
【0003】大量のプラスチックの廃棄物が発生することは、現在、大きな社会問題となっており、特に、環境や資源上の問題となっている。つまり、これらの廃棄プラスチックは、廃棄物として、焼却する場合は、燃焼温度が上がりすぎて、焼却炉を損傷したり、燃焼の際に、有害ガスやダイオキシンを発生したりする問題がある。また、埋立処置をする場合にもプラスチックは、腐敗しないため、土壌が固化しない問題があった。
【0004】したがって、これらの廃棄プラスチックをリサイクルすることは、前述の問題点を解決するとともに、省エネルギーと省資源の観点からも有利であることから、種々の方法が実施されてきていた。例えば、マテリアルリサイクルの方法については、ポリエチレンテレフタレートのビンをプラスチックや撚糸の原料にする方法や、高温でガス化する方法、その他の方法が行われている。燃料へのリサイクルについては、塩化ビニルを除去した後に、圧縮成形して製造する粒状化物をボイラーや工業炉の燃料として利用する方法が一般的である。
【0005】廃棄プラスチックを燃料、もしくは、原料として、リサイクルする事前処理方法としては、一般的に以下の方法がなされている。プラスチックをリサイクルするには、廃棄プラスチックを再利用に適正なサイズに破砕して、これを溶融するか、圧縮成型して、密度の高い粒状のプラスチックを製造することが一般に行われている。この粒状プラスチックを燃料や原料用として、再利用工程で活用する。この際には、混合している異物を除去して破砕工程に送ることが、安定操業のためには重要な操業方法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、廃棄プラスチックのリサイクルは、環境問題と資源問題に対応する重要な方法であるが、廃棄プラスチック、特に、使用済みプラスチックに、混入している異物の処置は、リサイクル促進のために、重要な技術課題であった。
【0007】廃棄プラスチックは、異物を含有していることが、一般的であり、少ない場合でも、2から5質量%、多い場合では、30質量%もの異物を混入している。この異物は、厨芥類、砂、ガラス屑、紙、金属片、その他である。一般的な屑プラスチックや使用済みプラスチックに混在している硬質異物は、金属製の板、ボルト、ワイヤー、刃物、セラミックス製の10mm程度以上の部品、その他である。特に、大型の硬質異物が存在している場合は、プラスチックの破砕加工時に、噛み込みにより、破砕機が停止したり、破砕刃の折損や、ひどい場合には、破砕刃の軸の曲損等の重大な設備と操業上の問題となることが多い。
【0008】従来技術においては、厨芥類、砂、ガラス屑、紙等の異物を除去する方法として、例えば、特開昭53−26768に記載されるように、種々の方法が採用されている。しかし、前述した硬質の異物の除去には適しない方法であった。一方、特開平11−19933に記載されるように、異物との分離が容易なプラスチックボトルでは、機械的な分別方法が比較的確立されていた。しかし、従来技術では、硬質を検知し除去するための良い技術がなかった。特に、ビニル傘の柄や小型の家電品さえもが混入することもある使用済みプラスチックでは、硬質異物の除去が行われない場合は、破砕機が損傷することが原因で、工場の稼動率が大幅に低下するといった問題が発生していた。
【0009】そこで、従来法では、硬質異物が原因で発生する破砕機のトラブルの防止対策として、硬質異物除去のために、入荷した廃棄プラスチックの梱包を解いた後に、人力による選別用の低速ベルトコンベアの上に廃棄プラスチックを広げて、数人の作業員が、廃棄プラスチック中の大型の異物を除去する方法が一般的であった。銘柄の特定できる一部の屑プラスチックの場合においては、磁選機によって、鉄片を除去することも可能であるが、一般的には、廃棄プラスチック中の磁気テープが磁選機に多量に着いて、磁選機の機能が発揮できないことや、非磁性の硬質異物、例えば、ステンレス包丁やセラミックス品、の除去ができなかったことから、前述したように、人に頼った方法が行われていた。
【0010】したがって、硬質異物の設備と操業への影響を排除するための選別作業員を最小限の配置で行なうための廃棄プラスチックに混在する硬質異物の検知および除去の新しい技術が求められていた。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)から(6)の通りである。
(1)ベルトコンベア上にて異物を検知して、当該異物が検知されたベルトコンベア位置が異物選別位置を通過する際に、当該ベルトコンベアの速度を所定の速度以下として、検知された異物を系外に排出することを特徴とする廃棄プラスチックの異物除去方法。
(2)ベルトコンベア上にて異物を検知する方法として、X線照射の透過映像を用いることを特徴とする(1)の廃棄プラスチックの異物除去方法。
(3)ベルトコンベア上にて異物を検知する方法として、磁気変化の検知を用いることを特徴とする(1)の廃棄プラスチックの異物除去方法。
(4)ベルトコンベア上にて異物を検知する方法として、ベルトコンベア上の質量分布を計測することを特徴とする(1)の廃棄プラスチックの異物除去方法(5)検知されたベルトコンベア位置が異物選別位置を通過する際の速度を毎分15m以下とすることを特徴とする(1)の廃棄プラスチックの異物除去方法。
(6)(1)の廃棄プラスチックの異物除去方法を用いた後に、廃棄プラスチックを破砕することを特徴とする廃棄プラスチックの破砕方法。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明においては、以下に述べる方法を用いて、廃棄プラスチック中の異物を検知して、これを除去するものである。また、検知した異物を除去した後に、廃棄プラスチックを破砕用に提供するものある。
【0013】廃棄プラスチックは、そのままでは、0.1kg/リットル以下と嵩密度が低く、輸送効率が悪いため、発送元にて、輸送に望ましい状態である圧縮梱包物として、これを運搬することが一般的である。廃棄プラスチックの破砕を実施する工場でこれを受け入れた後に、これをプラスチックの処理装置に供給する。以下、この様に受け入れた廃棄プラスチックに対する、本発明による異物除去方法を図1を用いて説明する。
【0014】解梱機にて、廃棄プラスチックの梱包物を解いた後に、廃棄プラスチックコンベア1に層状に載せる。廃棄プラスチック層2の厚みは通常200mmから400mmである。当該廃棄プラスチック層2を異物検知器3を用いて、混入している異物を検知する。ここで、検知すべき異物とは、金属やセラミックスの硬質異物である。
【0015】異物検知器3にて、異物を検知した場合は、解析装置4にて検知した位置を記憶して、ベルトコンベア速度制御器5に信号を送る。ベルトコンベア速度制御器5は、異物を検知した位置が異物除去位置6に到着した時点で、廃棄プラスチックコンベア1の速度を調整する。また、記憶した廃棄プラスチックコンベア1の異物を検知した位置につては、選別作業員が認識できる特定位置の指定を行う。具体的な方法としては、当該位置が所定の地点に到達したところで、ランプ表示をする等の方法を行う。異物除去位置6に配置した異物の選別作業員が異物を排除した後、ベルトコンベア速度制御器5に以前の速度に戻す信号を送る。異物の排除が完了した廃棄プラスチックは、プラスチック破砕機7にて、破砕された後、破砕プラスチックコンベア8にて、後工程である残余異物の除去機等へ送られる。
【0016】異物を検知した際の低下した廃棄プラスチックコンベア1の速度は、異物除去後に元の速度に復帰する。速度復帰は、選別作業員が信号ボタンを押す方法と検知したベルト位置が異物除去位置6を通過した時点とする方法があるが、いずれの方法でも良い。
【0017】本発明者らは、異物除去時の廃棄プラスチックコンベア1の速度により、検知した異物の除去効率が影響されていることを解明した。選別作業員を2名配置した場合での異物の排除率の調査を行った結果を示す。試験結果を示す図である図2に示されるように、ベルト速度が遅いほど、異物の排除率が高かった。特に、毎分15mを超えると、異物の排除率が低下していた。したがって、効率的な異物選別作業のためには、異物を排除する際の廃棄プラスチックコンベア1の速度は毎分15m以下であることが望ましい。
【0018】本発明においては、異物の検知方法を機械的に検知する方法が重要な発明の要素である。異物の検知方法としては、X線透過映像を用いる方法、磁気変化の測定を用いる方法、および、ベルトコンベア上の質量分布測定を用いる方法があり、これらが本発明の方法に最も望ましい。
【0019】異物の検知にX線を用いる方法においては、X線照射装置からX線を廃棄プラスチックの載った廃棄プラスチックコンベア1の上に照射して、透過像を撮影する。この際、異物は、濃い影となることから、これをモニターの表示して、人間が判断する方式が簡易で確実な方法であるが、当該透過像を画像処理して、コンピューターで画像認識して、異物を検知する方法もある。
【0020】次に、異物の検知に、磁気変化の測定を用いる方法では、廃棄プラスチック層2に弱い磁気をかけ、複数の磁気センサーを設置する。廃棄プラスチックコンベア1の上のプラスチックとは磁性の違う異物が移動してくることにより、磁気センサー検知する磁気計測値の経時変化を記録する。当該磁気計測値の変化値が閾値を超えた部分を異物と認識する方法と磁気センサーの計測値の絶対値の閾値を超えた部分を異物と認識する方法がある。
【0021】最後に、異物の検知にベルトコンベアの上の質量分布を用いる方法においては、異物検知位置での廃棄プラスチックコンベア1の直下に複数の質量センサーを設置する。質量センサーの配置は、廃棄プラスチックコンベア1の横方法に並べたものである。固定点であるセンサーに対して、廃棄プラスチックコンベア1の上で移動するの質量の分布を連続的に検知する。異物の見かけ比重はプラスチックの数倍あるため、廃棄プラスチックコンベア1の上の質量が大きい特異点を検知することにより、異物の検知が行える。閾値を超えた部分を異物位置と認識する方法がある。また、廃棄プラスチックコンベア1の移動にともなう、質量分布図をモニター上に表示して、分別作業員が認識することも確実な検知方法である。
【0022】
【実施例】本発明を用いた廃棄プラスチックの除去方法の実施例を説明する。設備としては、図1に示されるものを使用した。廃棄プラスチックとしては、家庭から出された包装を中心とした使用済みプラスチックを用いた。
【0023】本実施例においては、使用済みプラスチックは梱包されて、工場に搬入され、梱包を解かれた後に、廃棄プラスチックコンベア1に載せられた。使用済みプラスチックをX線式の異物検知器で異物の検知を行った。モニターの画像により、異物の検知して、ベルト速度を定速である毎分20mから毎分10mに低下して、1名の分別作業員が異物を除去した。この結果、10日間で、122個の異物を発見して、プラスチック破砕機7での噛み込み故障は3件にとどまった。
【0024】一方、従来法による操業での異物検知器なしでの操業結果を示す。ベルト速度を定速である毎分20m一定での操業で、選別作業員4名で作業した結果である。10日間で、32個しか異物を発見できず、プラスチック破砕機7での噛み込み故障は29件にのぼった。
【0025】このように、本発明を用いることにより、異物の排除率が向上して、噛み込み故障が大幅に低減した。また、異物を検知した時のみベルト速度を低下させるため、プロセス全体の生産性の低下はほとんどなかった。なお、異物の発見数の増加と噛み込み故障数の減少の件数が一致しないのは、全ての異物が噛み込み故障を誘発しないことが理由である。
【0026】さらに、本発明を用いた廃棄プラスチックの除去方法を行った後、廃棄プラスチックを破砕する場合は、異物が除去されていることから、プラスチック破砕機7を異物の破砕のための耐久性とする必要がなく、モーター出力が小さく、また、破砕刃と軸の仕様を簡易なものとすることができた。また、異物に起因する破砕機の故障も低減して、総合的な稼働率が向上する結果も得られた。
【0027】このように、本発明に基づく方法で、廃棄プラスチックの破砕を行うことにより、従来法と比較して、稼働率が高く、故障の修繕費もかからない経済的な操業ができた。
【0028】
【発明の効果】本発明に基づく方法で、廃棄プラスチックの破砕を行うことにより、プラスチック破砕機の故障の原因となる異物を効果的に除去することができ、稼働率が高く、故障の修繕費も少なくて済む、経済的な操業を行うことができた。




 

 


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