JP2001046979A

JP2001046979A - 廃棄プラスチックの異物除去方法

Info

Publication number: JP2001046979A
Application number: JP22898999A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Ibaraki; 哲治茨城; Motoki Ikeda; 元樹池田; Yoshihisa Fujisawa; 良久藤沢
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-02-20
Anticipated expiration: 2019-08-13
Also published as: JP3677179B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、廃棄プラスチックに混在する異物
の検知および除去に関する技術、および、廃棄プラスチ
ックの破砕に関する技術を提供する。【解決手段】ベルトコンベア上にて異物を検知して、
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技術に関するも
のであり、硬質の異物を排除することにより、高稼働率
で、廃棄プラスチックを破砕する技術を提供する。

Description

【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、１
０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２
０ｍ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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明での廃棄プラスチックの異物除去装置お
よび破砕装置の図である。

【図２】ベルト速度と廃棄プラスチックコンベア上の異
物排除率の関係を示す図である。

【符号の説明】

１廃棄プラスチックコンベア２廃棄プラスチック層３異物検知器４解析装置５ベルトコンベア速度制御器６異物除去位置７プラスチック破砕機８破砕プラスチックコンベア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤沢良久君津市君津１番地新日本製鐵株式会社君津製鐵所内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

Claims

【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。