JP2004035164A - 医療系廃棄物容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の異種プラスチック及び不溶解性物質が含まれるプラスチック廃棄物からでも十分な強度を有する医療系廃棄物収納容器を製造する。
【解決手段】複数の異種プラスチック及び不溶解性物質が含まれたプラスチック廃棄物を加熱溶融し混練造粒する過程で前記不溶解性物質を破砕して微細化することによりペレットを成形し、当該ペレットを材料として医療系廃棄物を入れるための医療系廃棄物容器を成形する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用済の注射針や紙おむつなどの医療系廃棄物を収納するための容器の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
病院などの医療機関から発生する医療系廃棄物である注射針、紙おむつ、血液などは感染性廃棄物であるため、焼却処理されている。廃棄物を最終的に焼却処理するために、排出された廃棄物を収納・運搬する必要があり、このために専用の容器である医療系廃棄物容器が用いられている。この医療系廃棄物容器に収納された医療系廃棄物は、当該容器ごと運搬され、当該容器ごと焼却炉に投入されて焼却処理される。
従来の医療系廃棄物容器には、プラスチック製のものがあるが、バージンプラスチック材を原料として成形されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最終的に焼却処理される医療系廃棄物容器をバージン材で成形するのは資源の有効活用の点から問題がある。
そこで、本発明者らは、プラスチック廃棄物をリサイクルした再生プラスチックを医療系廃棄物容器に用いることに着目した。
【０００４】
ここで、再生プラスチックには、プラスチック成形工場などから排出される産業系プラスチック廃棄物を再利用した産業廃棄物系再生プラスチックがあるが、これは、プラスチックの種類が一定であることが多く、しかも異物がほとんど含まれていないため、バージンプラスチック材とほぼ同様の品質を保ったまま再利用することが可能である。
ところが、家庭や事業所などから一般ゴミなどとして排出されるその他の多くのプラスチック廃棄物は、一種類のプラスチックであるとは限らないばかりか、多くの場合、異物が混入しており、医療系廃物容器として再利用するのが困難であった。
すなわち、異物としては、プラスチック以外のゴミ、例えば、木片（割り箸等）、紙、アルミ蒸着シート、熱硬化性樹脂などの不溶解性物質があり、このような異物が混入していると、異物によって再生プラスチックが脆くなる。
一方、医療系廃棄物には、注射針やメスなどの鋭利なものがあるため、医療系破棄物容器としては十分な強度が求められる。また、医療系廃棄物には血液などの液体もあり、容器損傷によって液体が漏洩しないようにするためにも、十分な容器強度が要求される。
【０００５】
これに対し、異物として不溶解性物質が含まれるプラスチック廃棄物は、前述のように脆いため、医療系廃棄物容器としての十分な強度を確保できなかった。仮に、前記プラスチック廃棄物から不溶解性物質を除去しようとすると非常に手間がかかるため、医療系廃棄物容器のコストが増大する。
【０００６】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、本発明の課題は、前述のようなプラスチック廃棄物からでも十分な強度を有する医療系廃棄物収納容器を製造するための方法を提供することにある。
また、本発明の他の課題は、容器の密閉性を確保するために適した製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、複数の異種プラスチック及び不溶解性物質が含まれたプラスチック廃棄物を加熱溶融し混練造粒する過程で前記不溶解性物質を破砕して微細化することによりペレットを成形し、当該ペレットを材料として医療系廃棄物を入れるための医療系廃棄物容器を成形することを特徴とする医療系廃棄物容器の製造方法。
加熱溶融されたプラスチック廃棄物に含まれる不溶解性物質を破砕することで、不溶解性物質を効率よく微細化でき、しかも不溶解性物質を微細化することで、ペレットが脆くならず、当該ペレットを材料として医療系廃棄物容器を成形することで十分な強度が確保できる。
【０００８】
第２の本発明は、開口を有する容器本体と、前記開口を塞ぐ密閉蓋と、を有する医療系廃棄物容器の製造方法であって、複数の異種プラスチック及び不溶解性物質が含まれたプラスチック廃棄物を加熱溶融し混練造粒する過程で前記不溶解性物質を破砕して微細化することによりペレットを成形し、当該ペレットを材料として前記容器本体を成形し、不溶解性物質を実質的に含まないポリオレフィン系の再生プラスチック材を材料として前記密閉蓋を成形する、ことを特徴とする。不溶解性物質を微細化した再生プラスチックは、十分な堅牢性が確保されるものの、曲げ強度がやや低下するため、密閉蓋は不溶解性物質を実質的に含まないポリオレフィン系の再生プラスチック材を材料とすることで、密閉蓋としての機能を確保できる。したがって、第２の本発明によると容器全体として資源を有効活用しつつ、容器の密閉性を確保することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、医療系廃棄物容器を示しており、上部に開口Ａ１を有する容器本体Ａと、開口Ａ１を塞ぐ密閉蓋Ｂとを備えている。この医療系廃棄物容器には、使用済の注射針、紙おむつ、又は血液などを含む綿布等の医療系廃棄物が収納される。容器本体Ａ及び密閉蓋Ｂは、再生プラスチックにより成形されている。プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが好ましい。さらには、容器本体Ａをポリプロピレン及びポリエチレンを主体とした異種混合プラスチック材料によって成形し、密閉蓋Ｂをポリエチレン又はポリエチレンを主体とした材料で成形するのが好ましい。なお、密閉蓋Ｂは、容器本体Ａの上縁に嵌合するなどして密着して容器本体開口Ａ１を密閉する。密閉蓋Ｂにはパッキンなどを設けて容器本体Ａとの密着性を向上させ、内部の液体（血液等）の漏洩防止を図ることができる。
【００１０】
密閉蓋Ｂは、プラスチック成形工場などから排出される産業系プラスチック廃棄物（ポリオレフィン系再生プラスチック）を再利用して成型されている。産業廃棄物系再生プラスチックは、異物が実質的に含まれていないため、通常の混練造粒方法によってペレット化でき、当該ペレットを射出成形などの通常の成形方法によって成形すればよい。また、ポリオレフィン系プラスチックを利用することで密封蓋としての機能が確保できる。
一方、容器本体Ａの材料は、複数の異種プラスチックが含まれ、さらに木片（割り箸等）、紙、アルミ蒸着シート、熱硬化性樹脂などの不溶解性物質もふくまれているプラスチック廃棄物である。したがって、容器本体Ａの製造には、プラスチック廃棄物の特殊な再生工程が必要である。
【００１１】
図２〜図５は、プラスチック廃棄物の再生工程を行うためのプラスチック再生装置の第１例を示している。このプラスチック再生装置１は、基本構成は、通常の混練押出機と略同様であり、シリンダ（バレル）２と、シリンダ２の外周に設置された加熱部（ヒータ）３と、シリンダ２内に配置された単軸のスクリュ４と、シリンダ２の上流端に配置された図示しない材料供給部（ホッパ）と、スクリュ４を駆動させる図示しない駆動装置とを有している。このプラスチック再生装置１では、上記構成に加え、さらにシリンダ２の下流端（図２の左側）に配置された破砕部５を備えている。
【００１２】
前記スクリュ４は、軸部７の外周面に螺旋状のフライト部８を備えて構成されており、軸部７の外周とシリンダ２の内周との間は、３〜４ｍｍに設定されている。
前記破砕部５は、スクリュ４の先端部４ａ付近に配置されている。この破砕部５は、スクリュ４に取り付けられて当該スクリュ４と一体的に回転する回転体である内筒１０と、シリンダ２の内周面に固定的に取り付けられ、かつ内筒１０の外周側に同軸状に配置された固定体である外筒１１とを備えている。
【００１３】
内筒１０は、その内周側がスクリュ先端部４ａ付近に外嵌状に取り付けられており、スクリュ４の回転に伴って一体的に回転する。内筒１０の外径はスクリュ軸部７の外径より大きく形成されており、具体的にはシリンダ２の内径と略同一である。なお、内筒１０内部に位置するスクリュ先端部４ａは先細り状に形成され、外周面には螺旋状の溝４ｂが形成されている。なお、先端部４ａは、その回転によって、破砕部５から吐出された材料を更に吐出方向へ押し出す機能を有している。
【００１４】
図３に示すように、内筒１０は、外周面に第１溝１３と第２溝１４とをそれぞれ複数備えている。第１溝１３及び第２溝１４は、それぞれ内筒１０軸方向に長く形成されており、第１溝１３と第２溝１４とは、それぞれ横断面形状が円弧凹状であり、内筒１０の周方向に交互に配置されている。なお、第１溝１３及び第２溝１４の総数は、吐出量を確保するため８〜１０本程度が好ましい。
【００１５】
第１溝１３は、内筒１０の軸方向両端部１０ａ，１０ｂのうちの一方の端部である上流側（図３において右側）の端部１０ａ位置まで形成されており、第１溝１３の当該端部１３ａは、溝長手方向外方向に向けて開口している。したがって、スクリュ４の回転によってシリンダ２内を圧送されてくる材料は、当該端部開口１３ａから第１溝１３に押し込まれる。なお、第１溝１３の他方の端部１３ｂは、内筒１０の他方の軸方向端部（図３において左側）に対して離れて形成されており、溝長手方向外方向に向けて開口していない。この第１溝１３の深さは、３〜４ｍｍ程度に設定されており、スクリュ軸部４の外周と第１溝１３の底部との位置が略一致するように形成されている。したがって、材料は比較的スムーズに第１溝１３に進入することができる。
【００１６】
第２溝１４は、溝長手方向両端部１４ａ，１４ｂのいずれもが、内筒１０の軸方向両端部１０ａ，１０ｂから離れて形成されており、溝長手方向外方向に向けて開口していない。したがって、シリンダ２内を圧送されてくる材料が直接第２溝１４に進入することはない。
第２溝１４の底部には、内筒１０の径内側にまで貫通する貫通孔１６が形成されている。この貫通孔１６は各第２溝１４に複数形成されている。複数の貫通孔１６は溝長手方向に並設されている。各貫通孔１６の径は４〜５ｍｍ程度である。
【００１７】
図４に示すように、外筒１１の内周面１１ａにはスパイラル状の溝１８が形成されている。この溝１８の溝横断面形状が矩形状であり、溝幅が４〜５ｍｍ程度、溝深さが１ｍｍ程度の浅溝である。
【００１８】
図５にも示すように、外筒１１の内側に内筒１０が挿入されて破砕部が構成されている。外筒１１の内周面１（の溝１８ではない部分）と、内筒１０の外周面（の第１・第２溝１３，１４ではない部分）との間には、微小隙間２０が確保されている。この微小隙間２０は、要求される不溶解性物質の微細化の程度に応じて設定すれば良く、例えば、０．２ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００１９】
なお、破砕部５の下流側には、スクリーン（ステンレス金網）２２、ブレーカプレート２３が設けられており、さらに吐出口２４を有するダイスプレート２５が設けられている。
【００２０】
以下、上記プラスチック再生装置１を用いたプラスチック廃棄物の再生工程を説明する。プラスチック廃棄物としては、例えば、ポリプロピレン・ポリエチレンを主体とした複数の異種プラスチックの混在する容器包装用プラスチック廃棄物を対象とすることができる。
【００２１】
まず、初期処理として、プラスチック廃棄物から金属の除去工程と付着塵芥の除去工程を行う。金属の除去は、磁力選別と金属センサーを用いて行う。また、付着塵芥の除去は、高圧空気撹拌や、温水又は常温水を用いた洗浄機を用いて行う。
初期処理を行っても、プラスチック廃棄物には、ポリプロピレン・ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂のほかに、木片（割り箸等）、紙、アルミ蒸着シート、熱硬化性樹脂などの不溶解性物質が含まれていることがあるが、これらの不溶解性物質とともにプラスチック廃棄物を材料としてプラスチック再生装置１の材料供給部に投入する。なお、材料には相溶化剤が添加される。相溶化剤としては、グリシジルメタクリレート又はＮ−メチロールアミドを含むものが好適である。
【００２２】
シリンダ２内のスクリュ４が回転することによって、材料供給部の材料がシリンダ内を移送される。移送されている材料のうち、ポリプロピレン・ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂は加熱部３によって加熱溶融され、混練が行われる。なお、溶融温度の異なる複数種の樹脂が含まれていても、加熱溶融して混練することができる。
【００２３】
さらに、材料は、スクリュ４の回転によって破砕部５に圧送、溶融され、第１溝１３の端部１３ａから当該第１溝１３に進入する。第１溝１３に入った材料は、内筒１０と外筒１１との間の微小隙間２０を通って、第２溝１４に移動し、第２溝１４の貫通孔１６から、内筒１０の内側へ吐出される。
【００２４】
このとき、内筒の溝１３，１４と、外筒の溝１８とがせん断凹凸部として機能し、両溝のせん断作用によって、不溶解性物質が破砕されて微細化するとともに、混練されて材料中に分散する。ここで、不溶解性物質は微小隙間２０の大きさ程度まで微細化されなければ、第１溝１３から微小隙間２０を通って第２溝１４に移動できず、破砕部５から吐出されることもない。したがって、不溶解性物質の微細化が確実に行える。なお、不溶解性物質の破砕は、内筒１０と外筒１１との間の広い面積で行われるため、微細化処理能力を高くできる。しかも、破砕部５では、破砕の対象が不溶解性物質だけであって、熱可塑性樹脂は溶融しているため破砕の必要がほとんどなく、少ない力で破砕を効率的に行うことができる。
【００２５】
破砕部５から吐出された材料は、さらに、スクリーン２２、ブレーカプレート２３を通り、ダイスプレート２５の吐出口２４から吐出され、図示しないカッターによって切断されて、再生プラスチックよりなる所定形状のペレットが形成される。このペレットは、不溶解性物質が微細化されたものであるため、不溶解性物質が多少含まれていても、再生プラスチックとして品質上許容される。しかも、不溶解性物質を微細化して相溶化剤との接着性を得ることで、不溶解性物質が補強剤化され、材料にある程度の不溶解性物質が混入していても許容される。また、破砕部５において微細化された不溶解性物質が材料中に混練されるため、相溶化剤の添加量を少なくでき、コスト低減も可能である。
【００２６】
前記ペレットを用いて射出成形機などで容器本体Ａを成形することで、再生プラスチック製の容器本体Ａを形成することができる。この再生プラスチックは、不溶解性物質が微細化されているため、従来のように再生プラスチックが脆くならず、容器本体Ａの肉厚を１．５〜２．０ｍｍ程度に薄くしても医療系廃棄物容器として十分な堅牢性が確保される。
密閉蓋Ｂも不溶解性物質を微細化した再生プラスチック製としてもよいが、当該再生プラスチックは曲げ強度が低下するため、密閉蓋Ｂは不溶解性物質を実質的に含まない再生プラスチック製としておくことで、曲げ性が要求される密閉蓋Ｂとして適切なものとなる。このような容器本体Ａ及び密閉蓋Ｂの組合せを採用することで、再生プラスチックを採用しつつ、従来の医療系廃棄物容器と同等以上の密閉性を確保することができる。
【００２７】
図６及び図７は、第２例に係るプラスチック再生装置３１を示している。なお、第２例において第１例と共通する部分には、同符号が附されている。
このプラスチック再生装置３１では、破砕部５の構成が、第１例と異なる。この第２例では、破砕部５を構成する回転体は、スクリュ４の先端部４ａに形成され、破砕部５を構成する固定体はブレーカプレート２３に形成されている。スクリュ４の先端部４ａは、円錐状に形成され、その先端中心から放射状に複数の溝３３が形成されている。
【００２８】
また、ブレーカプレート２３がスクリュ４の先端部４ａと対向する面２３ａは、図７に示すように、円形であって、スクリュ先端部４ａの形状と対応して、先すぼみ状となるよう断面が横Ｖ字状に形成されている。また、ブレーカプレート２３のスクリュ４との対向面２３にも、放射状に複数の溝３４が形成されている。また、各溝３４の間には、ブレーカプレートの吐出孔３５が形成されている。第２実施形態では、溝３３，３４がせん断凹凸部として機能し、回転体であるスクリュ先端部４ａが回転することでせん断凹凸部である溝３３，３４のせん断作用によって不溶解性物質が微細化される。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によると、加熱溶融されたプラスチック廃棄物に含まれる不溶解性物質を破砕することで、不溶解性物質を効率よく微細化でき、しかも不溶解性物質を微細化することで、ペレットが脆くならず、当該ペレットを材料として医療系廃棄物容器を成形することで十分な強度が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】医療系廃棄物容器の斜視図である。
【図２】第１例に係るプラスチック再生装置の断面図である。
【図３】破砕部の内筒側面図である。
【図４】破砕部の外筒断面図である。
【図５】破砕部の横断面図である。
【図６】第２例に係るプラスチック再生装置の断面図である。
【図７】破砕部の固定体であるブレーカプレートの平面図である。
【符号の説明】
Ａ　容器本体
Ｂ　密閉蓋

Claims (2)

1. 複数の異種プラスチック及び不溶解性物質が含まれたプラスチック廃棄物を加熱溶融し混練造粒する過程で前記不溶解性物質を破砕して微細化することによりペレットを成形し、当該ペレットを材料として医療系廃棄物を入れるための医療系廃棄物容器を成形することを特徴とする医療系廃棄物容器の製造方法。
2. 開口を有する容器本体と、前記開口を塞ぐ密閉蓋と、を有する医療系廃棄物容器の製造方法であって、
   複数の異種プラスチック及び不溶解性物質が含まれたプラスチック廃棄物を加熱溶融し混練造粒する過程で前記不溶解性物質を破砕して微細化することによりペレットを成形し、当該ペレットを材料として前記容器本体を成形し、
   不溶解性物質を実質的に含まないポリオレフィン系の再生プラスチック材を材料として前記密閉蓋を成形する、
   ことを特徴とする医療系廃棄物容器の製造方法。

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