JP5870267B2 - Sorting device - Google Patents
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Description
本発明は、廃棄家電製品等から再資源化のための破砕された複数種類のプラスチック片混合物から、プラスチックの種類毎に選別する特定のプラスチック材質の小片を選別する選別装置に関するものである。 The present invention relates to a sorting device for sorting small pieces of a specific plastic material to be sorted for each type of plastic from a mixture of a plurality of types of plastic pieces crushed for recycling from waste home appliances and the like.
大量生産、大量消費、大量廃棄型の経済活動によって、現在、地球温暖化や資源の枯渇など地球規模での環境問題が発生している。このような状況の中、資源循環型社会の構築に向けて、日本国内では平成13年4月から家電リサイクル法が完全施行され、使用済みになったエアコン、テレビ、冷蔵庫、冷凍庫、洗濯機のリサイクルが義務付けられている。これにより、不要になった家電製品は、家電リサイクル工場で、破砕後に磁気、風力、振動等を利用して材料ごとに分別回収し、再資源化されている。 Mass production, mass consumption, and mass disposal economic activities are currently causing global environmental problems such as global warming and resource depletion. Under such circumstances, in order to build a resource recycling society, the Home Appliance Recycling Law was fully enforced in Japan in April 2001, and used air conditioners, TVs, refrigerators, freezers, washing machines Recycling is mandatory. As a result, household electrical appliances that are no longer needed are collected and recycled by the household electrical appliance recycling plant after being crushed and separated by material using magnetism, wind power, vibration, and the like.
その中でも金属材料は、比重選別装置や磁気選別装置を用いることで、鉄、銅、アルミニウムなど材料ごとに高純度で回収され、高い再資源化率が実現されている。 Among them, metal materials are recovered with high purity for each material such as iron, copper, and aluminum by using a specific gravity sorting device or a magnetic sorting device, and a high recycling rate is realized.
一方、再資源化されるプラスチック材料は、ポリプロピレン(以下、PPと表記)、ポリスチレン(以下、PSと表記)、アクリロニトリル ブタジエン スチレン(以下、ABSと表記)などが主として例示される。これらは、家電製品を一括破砕する際に混在した状態のシュレッダー品として発生する。マテリアルリサイクルを行う場合は、プラスチック種ごとに選別する必要があり、このシュレッダー品からプラスチック種毎に選別できないことが大きな問題点となっている。つまり、プラスチック材料を再資源化するためには、シュレッダー品からプラスチックの種類毎に高純度に選別することが非常に重要である。選別されたプラスチック材料の純度が低い場合はリサイクルコストがあわないだけでなく、混合材料としてグレードの低い製品に使用されるためにカスケード利用しか出来なくなる。 On the other hand, examples of the plastic material to be recycled mainly include polypropylene (hereinafter referred to as PP), polystyrene (hereinafter referred to as PS), acrylonitrile butadiene styrene (hereinafter referred to as ABS), and the like. These occur as shredder products in a mixed state when the home appliances are crushed together. When material recycling is performed, it is necessary to sort by plastic type, and it is a big problem that it is not possible to sort from this shredder product by plastic type. In other words, in order to recycle plastic materials, it is very important to sort the shredder products with high purity for each type of plastic. When the purity of the selected plastic material is low, not only the recycling cost is low, but also it can be used only in cascade because it is used as a mixed material in a low-grade product.
そこで従来、比重選別で選別できないプラスチック材料の選別を可能とするため、シュレッダー品から個々のプラスチックの材質を材質識別装置により検出し選別する方法が提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, in order to enable selection of plastic materials that cannot be selected by specific gravity selection, a method of detecting and selecting individual plastic materials from a shredder product using a material identification device has been proposed (see Patent Document 1).
図6aは、特許文献1に記載された従来の選別装置を示す図である。 FIG. 6 a is a diagram showing a conventional sorting device described in Patent Document 1. As shown in FIG.
従来の選別装置は、ベルトコンベア101上を流れる複数種類のプラスチックの小片102が混在したシュレッダー品に対し、近赤外線を小片102に照射する光源103と、小片102からの透過光又は反射光を検知する受光素子104と、シュレッダー品に含まれる小片102による特定波長の吸光度により材質を識別する識別装置105と、小片毎に吹き飛ばすか否かを変更できるパルスエアノズルを有する分別ユニット106とを備えている。この識別装置105は、シュレッダー品に含まれるプラスチックの小片102毎の材質を判別し、所望プラスチック材質の小片102のみを分別ユニット106で吹き飛ばすことで、所望プラスチックのみを選別することが可能となる。 The conventional sorting apparatus detects a light source 103 that irradiates the small piece 102 with near infrared rays and a transmitted light or a reflected light from the small piece 102 with respect to a shredder product in which plural kinds of plastic small pieces 102 flowing on the belt conveyor 101 are mixed. A light receiving element 104, a discriminating device 105 for identifying the material by the absorbance of a specific wavelength by the small piece 102 included in the shredder product, and a sorting unit 106 having a pulse air nozzle that can change whether or not to blow each small piece. . The identification device 105 discriminates the material for each of the plastic pieces 102 included in the shredder product, and blows off only the pieces 102 of the desired plastic material by the sorting unit 106, so that only the desired plastic can be selected.
前記記載のプラスチックの材質の判別および吹き飛ばしの動作は斜めシュート108の直後で実施される。これはシュレッダー品に含まれる小片102の粒度が小さく、その粒度に対応した搬送経路を確保するためにコンベア上に一定間隔で溝が備えられた仕切りレール109で仕切り、個々の小片を溝に沿わせて順次滑落させ、溝の端部で小片を吹き飛ばすという装置構成をとっているためである。 The above-described plastic material discrimination and blowing operations are performed immediately after the oblique chute 108. This is because the particle size of the small pieces 102 included in the shredder product is small, and in order to secure a transport path corresponding to the particle size, the small pieces 102 are partitioned by a partition rail 109 provided with grooves at regular intervals on the conveyor, and the individual small pieces are aligned along the grooves. This is because the apparatus is configured to slide down and blow off small pieces at the end of the groove.
図6bは、図6aに記載の装置を上側から見た図である。搬送方向と直交する方向に多数の仕切りレール109が併設されている構成をとる。これにより粒度が統一された小片を投入した場合、識別装置105や分別ユニット106に対応した所望位置に、小片が規則正しく通過し、効果的に所望材質のプラスチックの小片のみを分別回収する。 FIG. 6b is a view of the device described in FIG. 6a from above. A configuration is adopted in which a number of partition rails 109 are provided in a direction orthogonal to the transport direction. As a result, when small pieces having a uniform particle size are introduced, the small pieces regularly pass to desired positions corresponding to the identification device 105 and the sorting unit 106, and only the small pieces of plastic of the desired material are effectively separated and collected.
ところが従来の分別装置においては、コンベアベルトなどの搬送装置101から斜めシュート108までの工程においての搬送時に小片同士の重なりや近接が起こるため、所望の材質のプラスチックからなる小片のみを高純度かつ高回収率で確保することができない。つまり、小片同士の重なりが多い場合、プラスチック材質の誤った判定や、分別ユニット106にて所望材質の小片以外の混入が多くあるために高精度に選別することができないためである。従って、マテリアルリサイクルに必要な同一プラスチック材質の小片のみの集合体が確保できないことや生産性が悪いという問題点がある。 However, in the conventional sorting apparatus, since the small pieces overlap and approach each other during conveyance from the conveying device 101 such as a conveyor belt to the oblique chute 108, only small pieces made of plastic of a desired material are high purity and high. The recovery rate cannot be ensured. That is, when there is a lot of overlap between the small pieces, it is impossible to sort with high accuracy because there is much misjudgment of the plastic material and there is much mixing other than the small pieces of the desired material in the sorting unit 106. Therefore, there are problems that it is not possible to secure an aggregate of only small pieces of the same plastic material necessary for material recycling, and productivity is poor.
また識別装置105を仕切りレール109で区画された複数の溝に対応した装置構成をとる必要があるために、各溝に対応してポイントセンサを配置しなければならない。つまり、仕切りレール109の反射があるためにポリゴンスキャナーやガルバノミラーなどを利用し仕切りレール109を跨いで光を走査させ、識別を行うような光学センサは使用できないという問題がある。 In addition, since the identification device 105 needs to have a device configuration corresponding to a plurality of grooves partitioned by the partition rail 109, a point sensor must be arranged corresponding to each groove. That is, there is a problem in that since there is reflection on the partition rail 109, an optical sensor that scans light across the partition rail 109 using a polygon scanner, a galvano mirror, or the like and performs identification cannot be used.
上記目的を達成するために、本願発明にかかる選別装置は、複数のプラスチック製の小片を連続的に供給する供給装置と、供給される前記小片を一方向に搬送する搬送装置と、前記搬送装置上の小片のプラスチック材質を識別する識別装置と、前記識別装置の識別結果に基づき複数の前記小片の中から特定のプラスチック材質の小片を分別する分別ユニットとを備える選別装置であって、前記搬送装置の搬送方向において前記識別装置よりも上流、かつ、前記搬送装置の上方に配置され、搬送方向に沿って延在し、搬送方向と垂直な方向に並べて配置される板状の分離板を備え、前記分離板の配置ピッチが前記小片の外接円の直径の1倍以上3倍以下の範囲から選定されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sorting device according to the present invention includes a supply device that continuously supplies a plurality of plastic pieces, a transfer device that transfers the supplied pieces in one direction, and the transfer device. A sorting apparatus comprising: an identification device that identifies a plastic material of an upper piece; and a sorting unit that sorts a small piece of a specific plastic material from among the plurality of pieces based on the identification result of the identification device, A plate-like separation plate is disposed upstream of the identification device in the transport direction of the apparatus and above the transport device, extends along the transport direction, and is arranged in a direction perpendicular to the transport direction. The arrangement pitch of the separation plates is selected from the range of 1 to 3 times the diameter of the circumscribed circle of the small piece.
これによれば、仕切りレールなどに影響されることなく均一に整列した小片を識別することが可能となり、選別精度の向上を図ることが可能となる。 According to this, it becomes possible to identify pieces that are uniformly aligned without being affected by the partition rail or the like, and it is possible to improve the sorting accuracy.
本発明を用いることによって、複数種類のプラスチック材質からなる小片の混合物、特に廃棄家電製品から再資源化のための破砕された複数種類の小片の混合物から高純度に所望プラスチック材質からなる小片の選別・回収をすることができる。 By using the present invention, a mixture of small pieces made of a plurality of types of plastic materials, in particular, a selection of pieces made of a desired plastic material with high purity from a mixture of crushed pieces of small pieces for recycling from waste home appliances.・ Can be collected.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components may be denoted by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における選別装置の構成を示す斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a sorting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
同図に示すように、選別装置100は、供給装置111と、分離板110と、ベルトコンベアなどの搬送装置101とを備えている。さらに、選別装置100は、搬送装置101の搬送方向(図中X軸方向)の下流部に光源103と、受光素子104とを備える、プラスチック材質を識別する識別装置105を備えている。また選別装置100は、搬送方向の下流側前方に、パルス的にエアを吐出する複数のパルスエアノズルを搬送装置101の幅方向(図中Y軸方向)に広がって備える分別ユニット106と、仕切り板107とを備えている。なお、分別ユニット106と識別装置105とは、シーケンサなどにより同期される制御が行われる。 As shown in the figure, the sorting device 100 includes a supply device 111, a separation plate 110, and a transport device 101 such as a belt conveyor. Further, the sorting device 100 includes an identification device 105 that identifies a plastic material, which includes a light source 103 and a light receiving element 104 in a downstream portion in the transport direction (X-axis direction in the drawing) of the transport device 101. In addition, the sorting apparatus 100 includes a separation unit 106 including a plurality of pulse air nozzles that discharge air in a pulsed manner in front of the downstream side in the transport direction in the width direction (Y-axis direction in the drawing) of the transport apparatus 101, and a partition plate 107. The sorting unit 106 and the identification device 105 are controlled to be synchronized by a sequencer or the like.
図2は、分離板付近の配置状態を、供給装置を上方に分離した状態で示した斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement state in the vicinity of the separation plate in a state where the supply device is separated upward.
分離板110は、破砕された結果物でありそれぞれが異なる種類のプラスチック材質で構成される小片102が重なっている場合に個々の小片102を分離させる重なり防止用の板部材であり、供給装置111と搬送装置101との間に配置されている。また分離板110は、長尺薄板状の部材であり、分離板110の長手方向は搬送装置101の搬送方向(図中X軸方向)に沿って延び、分離板110の幅は、搬送装置101の搬送面に対し垂直(Z軸方向)または交差状態で配置されている。分離板110は、搬送装置101の搬送方向(X軸方向)と垂直な方向(Y軸方向)に平行に所定の間隔で複数枚配置されている(本実施の形態の場合10枚)。分離板110同士は、搬送装置101の搬送方向(X軸方向)と垂直(Y軸方向)に延在する板状の固定手段112を用いて間隔を維持するように連結されている。固定手段112は、小片102が触れて滞留しないように、供給装置111の供給側(搬送方向下流側)の末端よりも搬送方向(X軸方向)に対して上流側に配置されている。 The separation plate 110 is a plate member for preventing overlap when the small pieces 102 made of different kinds of plastic materials are overlapped with each other, and are separated from each other. And the transfer device 101. The separation plate 110 is a long thin plate-like member, and the longitudinal direction of the separation plate 110 extends along the conveyance direction (X-axis direction in the drawing) of the conveyance device 101, and the width of the separation plate 110 is the conveyance device 101. It is arrange | positioned with respect to the conveyance surface of this at perpendicular | vertical (Z-axis direction) or a crossing state. A plurality of separation plates 110 are arranged at predetermined intervals in parallel with a direction (Y-axis direction) perpendicular to the transport direction (X-axis direction) of the transport device 101 (10 sheets in the present embodiment). The separation plates 110 are connected so as to maintain an interval by using plate-like fixing means 112 extending perpendicularly (Y-axis direction) to the conveyance direction (X-axis direction) of the conveyance device 101. The fixing means 112 is arranged on the upstream side with respect to the transport direction (X-axis direction) from the end of the supply device 111 on the supply side (downstream side in the transport direction) so that the small piece 102 does not touch and stay.
固定手段112で連結固定される分離板110は、固定手段112を介して搬送装置101の基礎体である外枠に固定されている。従って分離板110は、搬送装置101の搬送動作、例えばベルトコンベアのベルトの動きと連動することなく固定状態で配置される。つまり、搬送装置101が備えるベルトなどの搬送用部材とは接着せずに搬送装置101とは互いに独立したユニットとなっている。 The separation plate 110 connected and fixed by the fixing means 112 is fixed to an outer frame which is a basic body of the transport apparatus 101 via the fixing means 112. Accordingly, the separation plate 110 is arranged in a fixed state without being interlocked with the transport operation of the transport device 101, for example, the movement of the belt of the belt conveyor. That is, it is a unit independent of the transport apparatus 101 without being bonded to a transport member such as a belt provided in the transport apparatus 101.
分離板110は、搬送装置101の幅方向(Y軸方向)に並んで配置されている複数のパルスエアノズル161の間に対応する位置に1枚配置されている。つまり、パルスエアノズル161の配置ピッチPと、分離板110の配置ピッチPは一致している。また、分離板110の配置ピッチPが小片102の粒度より大きいため、分離板110の高さHは選別装置100の選別性能に大きな影響を与えない。以上から、例えば分離板110の配置ピッチPは10mmとし、高さを10mmとしてもかまわない。 One separation plate 110 is arranged at a position corresponding to the space between the plurality of pulse air nozzles 161 arranged in the width direction (Y-axis direction) of the transport device 101. That is, the arrangement pitch P of the pulse air nozzles 161 and the arrangement pitch P of the separation plate 110 are the same. Further, since the arrangement pitch P of the separation plate 110 is larger than the particle size of the small pieces 102, the height H of the separation plate 110 does not significantly affect the sorting performance of the sorting device 100. From the above, for example, the arrangement pitch P of the separation plates 110 may be 10 mm and the height may be 10 mm.
ここで、小片102の粒度とは、小片102がぎりぎり通過することのできる円の直径である。 Here, the particle size of the small piece 102 is a diameter of a circle through which the small piece 102 can pass.
次に選別装置100の一連の動作について説明する。 Next, a series of operations of the sorting apparatus 100 will be described.
搬送装置101の上流側に置かれた供給装置111が振動や揺動することによって、供給装置111上に積載された複数の小片102が搬送装置101上にある分離板110へ順次投入される。搬送装置101の進行方向において、供給装置111が小片102を分離板110に投入する速度(単位時間に供給される小片102の重量または個数)よりも搬送装置101の搬送速度の方が圧倒的に速いため、小片102同士の重なりが解消される。 When the supply device 111 placed on the upstream side of the conveyance device 101 vibrates or swings, the plurality of small pieces 102 stacked on the supply device 111 are sequentially put into the separation plate 110 on the conveyance device 101. In the traveling direction of the transport device 101, the transport speed of the transport device 101 is overwhelmingly higher than the speed at which the supply device 111 puts the small pieces 102 into the separation plate 110 (the weight or number of small pieces 102 supplied per unit time). Since it is fast, the overlap between the small pieces 102 is eliminated.
本実施の形態の場合、搬送装置101の搬送速度は、供給される小片102の量(個数)によって1m/s〜3m/sの間から選定することができる。なお、搬送装置101の搬送状態以上に搬送装置101上で小片102が動いてしまうと、受光素子104により検出した位置から分別ユニット106に至るまでの間で小片102が動き、所望の小片102を吹き飛ばすことができなくなるため、搬送装置101の搬送速度は、風や振動による影響で小片102が動かないような速度に設定する必要がある。 In the case of the present embodiment, the conveying speed of the conveying device 101 can be selected from 1 m / s to 3 m / s depending on the amount (number) of small pieces 102 to be supplied. In addition, if the small piece 102 moves on the conveyance apparatus 101 more than the conveyance state of the conveyance apparatus 101, the small piece 102 moves from the position detected by the light receiving element 104 to the sorting unit 106, and the desired small piece 102 is moved. Since it cannot be blown off, it is necessary to set the transport speed of the transport apparatus 101 to a speed at which the small piece 102 does not move due to the influence of wind and vibration.
本実施の形態では、分離板110にて複数の小片102が搬送装置101の幅方向に分散されるため、特に幅方向の小片102同士の重なりを抑制する効果がある。その後、複数の小片102は、順次搬送装置101上を搬送される。受光素子104にて検出される付近に到達した小片102は、光源103によって照明され、それによりプラスチック材料個別の特徴量となる近赤外光を発生させる。具体的には小片102を構成するプラスチック材質は材質によって異なる近赤外線帯域での吸光分布を有しており、異なるプラスチック材質からなる小片102は、近赤外光領域において異なるスペクトル分布の反射光(透過光)を発生させる。ここで光源103は、1.3μm〜2.5μm程度のブロードな波長帯域の光を発生させるものが好ましい。具体的には、ハロゲンランプが好適に使用可能である。また、光源103は、波長帯の広いレーザも使用可能である。反射または透過により特有のスペクトルを有した光は受光素子104を用いて検出され、検出結果である光のスペクトルはデジタルデータに変換される。そして識別装置105にて基準スペクトルと比較して個々の小片102を構成するプラスチック材質の識別がなされる。識別結果に応じて前方にある分別ユニット106のパルスエアノズル161を用いて所望のプラスチック材質の小片102のみを仕切り板107より遠い回収ゾーン200(図1参照)へ吹き飛ばすことで選別する。 In the present embodiment, since the plurality of small pieces 102 are dispersed in the width direction of the transport device 101 on the separation plate 110, there is an effect of particularly suppressing the overlapping of the small pieces 102 in the width direction. Thereafter, the plurality of small pieces 102 are sequentially conveyed on the conveying device 101. The small piece 102 that has reached the vicinity detected by the light receiving element 104 is illuminated by the light source 103, thereby generating near infrared light that is a characteristic amount of each plastic material. Specifically, the plastic material constituting the small piece 102 has an absorption distribution in a near infrared band that varies depending on the material, and the small piece 102 made of a different plastic material reflects reflected light (with different spectral distribution in the near infrared light region ( Transmitted light) is generated. Here, it is preferable that the light source 103 generates light having a broad wavelength band of about 1.3 μm to 2.5 μm. Specifically, a halogen lamp can be suitably used. As the light source 103, a laser having a wide wavelength band can be used. Light having a specific spectrum due to reflection or transmission is detected by using the light receiving element 104, and the spectrum of light as a detection result is converted into digital data. The identification device 105 identifies the plastic material constituting each of the small pieces 102 in comparison with the reference spectrum. In accordance with the identification result, sorting is performed by blowing only the small pieces 102 of a desired plastic material to the collection zone 200 (see FIG. 1) far from the partition plate 107 using the pulse air nozzle 161 of the sorting unit 106 in front.
ここで純度および回収率を以下のように定義する。 Here, purity and recovery are defined as follows.
供給装置111から投入される複数の小片102に含まれる所望プラスチック材質の小片102の総質量をA、選別装置100にて選別される所望プラスチック材質の小片102の総質量をB、選別装置100で誤判定した場合やもしくは分別ユニット106にてパルスエアの位置制御が乱れて所望プラスチック以外のプラスチックを回収ゾーン200(図1参照)に混入する所望プラスチック材質以外の小片102の総質量をCとしたときに、純度および回収率を次のように表す。 The total mass of the desired plastic material small pieces 102 included in the plurality of small pieces 102 fed from the supply device 111 is A, the total mass of the desired plastic material small pieces 102 selected by the sorting apparatus 100 is B, and the sorting apparatus 100 In the case of erroneous determination or when the position control of the pulse air is disturbed by the sorting unit 106 and the total mass of the small pieces 102 other than the desired plastic material that mixes the plastic other than the desired plastic into the recovery zone 200 (see FIG. 1) is C. The purity and recovery rate are expressed as follows.
純度(%)=B/(B+C)×100
回収率(%)=B/A×100
Purity (%) = B / (B + C) × 100
Recovery rate (%) = B / A × 100
冷蔵庫製品を破砕した際に発生するシュレッダーダストの全質量の20%を占める8〜10mmの粒度の複数の小片102を用いて選別試験を実施した。なお、それ以外の粒度の小片102は、事前にふるいや集塵などにより除去し、選別試験に供する小片102の粒度を揃えた状態とした。 A screening test was performed using a plurality of small pieces 102 having a particle size of 8 to 10 mm, which accounted for 20% of the total mass of the shredder dust generated when the refrigerator product was crushed. The small particles 102 having other particle sizes were previously removed by sieving or dust collection, and the particle sizes of the small particles 102 used for the sorting test were made uniform.
前述したようにマテリアルリサイクルするためには十分な高純度化が必要であるため、事前に上記記載の純度測定方法で意図的に純度の異なる複数のサンプルを作製して物性テストを行った。耐衝撃性などの観点から、家電プラスチックとしてマテリアルリサイクルするためには純度99%以上が必要であることがわかった。そこで以降は純度を99%以上にした条件で試験を実施しつつ、その範囲内でいかに回収率を向上できるかという点について検討した結果を示す。 As described above, sufficiently high purity is required for material recycling. Therefore, a plurality of samples having different purities were intentionally prepared in advance by the above-described purity measurement method, and a physical property test was performed. From the viewpoint of impact resistance and the like, it was found that a purity of 99% or more is necessary in order to recycle materials as home appliance plastic. Then, the result of having examined about the point which can improve a recovery rate within the range, after performing a test on the conditions which made purity 99% or more is shown.
図3aは、分離板効果を表した模式図である。図3bは、分離板効果を表した模式図である。 FIG. 3 a is a schematic diagram showing the separator effect. FIG. 3b is a schematic diagram showing the separator effect.
高速度カメラにて搬送装置101上での複数種類の小片102の様子を確認したところ、分離板110を設置することで図3a、図3bの2つの物理現象による小片102の重なりが改善される効果を確認した。 When the state of the plural kinds of small pieces 102 on the transfer device 101 was confirmed with a high-speed camera, the overlap of the small pieces 102 due to the two physical phenomena of FIGS. 3a and 3b can be improved by installing the separation plate 110. The effect was confirmed.
図3aに示すように、2つの小片102を小片102a、小片102bとした場合、小片102aと小片102bとは供給装置111(図3a、図3bでは図示略)上で接触した状態で搬送されている場合がある。 As shown in FIG. 3a, when the two small pieces 102 are made into small pieces 102a and 102b, the small pieces 102a and the small pieces 102b are conveyed while being in contact with each other on the supply device 111 (not shown in FIGS. 3a and 3b). There may be.
仮に分離板110がない場合は、小片102aと小片102bとは接触しているため識別装置105にて誤判定される場合が多く、また、分別ユニット106にて小片102aと小片102bとが同時に吹き飛ばされてしまい、所望以外のプラスチック材質の小片102が回収ゾーン200に到達する可能性がある。 If the separation plate 110 is not present, the small piece 102a and the small piece 102b are in contact with each other and are often erroneously determined by the identification device 105. Also, the small piece 102a and the small piece 102b are blown simultaneously by the sorting unit 106. Therefore, there is a possibility that a small piece 102 of a plastic material other than desired may reach the collection zone 200.
一方、本実施の形態のように分離板110を設置すると、接触している一方の小片102bのみが分離板110に接触することで小片102aと小片102bとが幅方向に分離される。つまり、小片102bは、分離板110と接触することにより搬送装置101の幅方向において左右(図3(a)では右側へ変化)の位置が変わる。一方、小片102aは分離板110との接触がないため幅方向の位置は変化しない。搬送装置101の搬送速度は供給装置111の供給速度より速度が速いため、先に供給される小片102の上に次に供給される小片102は重ならない。したがって先に供給される小片102に対して次に供給される小片102が時間遅れになることで両者は接触や重なることはない。結果的に、小片102は搬送装置101上を重なることなく、また、接触することなく搬送されるため、誤って判定・選別される確率が減少し選別精度が向上する。 On the other hand, when the separation plate 110 is installed as in the present embodiment, the small piece 102a and the small piece 102b are separated in the width direction by contacting only the one small piece 102b in contact with the separation plate 110. That is, when the small piece 102b comes into contact with the separation plate 110, the position of the left and right (changes to the right in FIG. 3A) in the width direction of the transport apparatus 101 changes. On the other hand, since the small piece 102a is not in contact with the separation plate 110, the position in the width direction does not change. Since the transport speed of the transport apparatus 101 is higher than the supply speed of the supply apparatus 111, the small piece 102 supplied next does not overlap the small piece 102 supplied first. Accordingly, the small piece 102 supplied next is delayed with respect to the previously supplied small piece 102 so that they do not contact or overlap each other. As a result, since the small pieces 102 are conveyed without overlapping or contacting the conveying device 101, the probability of erroneous determination and selection is reduced, and the selection accuracy is improved.
次に図3(b)に示すように、小片102aと小片102bと重なり合った状態で供給された場合、両者はともに分離板110と接触する。分離板110との接触により、小片102aは左側へ、小片102bは右側に位置が変わる。その結果、両者は分離された状態となる。また小片102aと小片102bとが接触により同じ側へ位置が変わる場合でも、両者が搬送装置101に到達するまでの時間に相違が発生するため、先に搬送装置101に到達した小片102が先に搬送されるため小片102の重なりが解消する。結果的に所望プラスチック材質の小片102の選別に関して、誤って判定・選別する確率が減るために選別精度が向上する。 Next, as shown in FIG. 3 (b), when the small pieces 102 a and the small pieces 102 b are supplied in an overlapping state, both come into contact with the separation plate 110. By contact with the separation plate 110, the position of the small piece 102a is changed to the left side and the position of the small piece 102b is changed to the right side. As a result, both are separated. Even when the position of the small piece 102a and the small piece 102b changes to the same side due to contact, a difference occurs in the time until they both reach the transport apparatus 101. Therefore, the small piece 102 that has reached the transport apparatus 101 first Since it is conveyed, the overlap of the small pieces 102 is eliminated. As a result, regarding the selection of the small pieces 102 of the desired plastic material, the probability of erroneous determination / selection is reduced, so that the selection accuracy is improved.
なお図2にて望ましい場合は、分離板110と分離板110の中間点から搬送装置101と平行して描かれる直線が、前方に配置された分別ユニット106のパルスエアノズルの中央と位置する配置関係になる場合である。これにより、分離板110で整流されて搬送される小片102に対して分別ユニット106は好適な位置にパルスエアを吐出することができ所望プラスチック材質の小片102を回収ゾーン200に吹き飛ばすことができる。 In addition, when desirable in FIG. 2, an arrangement relationship in which a straight line drawn in parallel with the conveying device 101 from an intermediate point between the separation plate 110 and the separation plate 110 is positioned at the center of the pulse air nozzle of the separation unit 106 arranged in front. This is the case. Thereby, the separation unit 106 can discharge pulse air to a suitable position with respect to the small pieces 102 rectified and conveyed by the separation plate 110, and the small pieces 102 of a desired plastic material can be blown off to the collection zone 200.
以下、実験で使用した条件について説明する。 Hereinafter, the conditions used in the experiment will be described.
識別装置105において設定する判別条件が純度および回収率に大きく寄与する。その際、目的に応じて純度重視か回収率重視かを選択する場合が多い。マテリアルリサイクルをするためには一定以上の不純物が混入すると使用できないために純度重視で行うことが多い。その際は異物の混入を極限まで少なくする必要がある。そのため、搬送装置101上で小片102が重ならないことはもちろんのこと、重なった小片102がある場合には、これを判別し回収ゾーン200に吹き飛ばすことを無効にする判別アルゴリズムを用いて実験を行った。 The discrimination conditions set in the identification device 105 greatly contribute to the purity and the recovery rate. At that time, it is often the case that purity or recovery is emphasized depending on the purpose. In order to recycle materials, it is often performed with emphasis on purity because it cannot be used if impurities above a certain level are mixed. In that case, it is necessary to reduce the contamination of the foreign matter to the limit. Therefore, as well as the small pieces 102 not overlapping on the transport device 101, when there is an overlapped small piece 102, an experiment is performed using a discrimination algorithm that discriminates this and makes it invalid to blow off the collection zone 200. It was.
具体的には、所望プラスチック材質の小片102の周辺上に所望プラスチック材質以外の小片102が存在すると判定された場合に、所望プラスチック材質以外の小片102がパルスエアによって所望プラスチック材質の小片102といっしょに吹き飛ばされて回収ゾーン200に混入する確率が高くなるため、所望プラスチック材質の小片102および所望プラスチック材質以外の小片102を吹き飛ばさない設定にすることで異物混入確率を減らしている。さらに具体的には、所望プラスチック材質以外の小片102が搬送装置101上にあればその当該小片102を中心とした半径D以内はいかなる小片102があった場合でもパルスエアにより吹き飛ばさないという「吐出禁止」の状態にする。また、「吐出禁止」にする領域の条件(半径D)は「吐出禁止の条件」と定義する。本実施の形態の場合、吐出禁止の条件(半径D)は、小片102の粒度と同じが好ましい。本実施の形態の場合小片102の粒度が10mmなので吐出禁止の条件(半径D)も10mmで実施した。また供給装置111から300kg/hの速度で供給を行い、小片102の粒度は10mm、搬送装置101の有効幅は0.7m、搬送速度は2m/s、分別ユニット106のパルスエアの吐出圧力は0.5MPa、分別ユニット106のノズル径は2mm、ノズル配置のピッチは10mmで試験を行った。 Specifically, when it is determined that there is a small piece 102 other than the desired plastic material on the periphery of the small piece 102 of the desired plastic material, the small piece 102 other than the desired plastic material is brought together with the small piece 102 of the desired plastic material by pulse air. Since the probability of being blown away and mixed into the collection zone 200 is increased, the probability of foreign matter mixing is reduced by setting the small pieces 102 of the desired plastic material and the small pieces 102 other than the desired plastic material to be blown away. More specifically, if there is a small piece 102 other than the desired plastic material on the conveying apparatus 101, “discharge prohibition” in which any small piece 102 within the radius D centered on the small piece 102 is not blown off by pulsed air. To the state. Further, the condition (radius D) of the region to be “discharge prohibited” is defined as “condition of discharge prohibited”. In the present embodiment, it is preferable that the discharge prohibition condition (radius D) is the same as the particle size of the small piece 102. In the case of the present embodiment, since the particle size of the small piece 102 is 10 mm, the discharge inhibition condition (radius D) was also set to 10 mm. Further, supply is performed from the supply device 111 at a speed of 300 kg / h, the particle size of the small piece 102 is 10 mm, the effective width of the transfer device 101 is 0.7 m, the transfer speed is 2 m / s, and the discharge pressure of the pulse air of the separation unit 106 is 0. The test was conducted at 0.5 MPa, the nozzle diameter of the sorting unit 106 was 2 mm, and the pitch of the nozzle arrangement was 10 mm.
以降、分離板110のピッチ、厚みの影響について述べる。 Hereinafter, the influence of the pitch and thickness of the separation plate 110 will be described.
(分離板のピッチの影響)
分離板110のピッチの影響を調べるために、ピッチを変えた結果を図4に示す。
(Influence of separation plate pitch)
FIG. 4 shows the result of changing the pitch in order to investigate the influence of the pitch of the separation plate 110.
分離板110のピッチが15mmから20mmの範囲で、前述した小片102の重なり改善効果が高まり回収率が向上した。また分離板110のピッチが10mmから30mmの範囲で、分離板110がない場合と比較して回収率が改善すること確認できた。またピッチが10mmより小さい場合、小片102の粒度よりピッチ10mmが小さくなるために詰まりが発生して回収率が大きく低下した。 When the pitch of the separation plate 110 is in the range of 15 mm to 20 mm, the effect of improving the overlap of the small pieces 102 described above is enhanced and the recovery rate is improved. Further, it was confirmed that the recovery rate was improved in the range of the separation plate 110 in the range of 10 mm to 30 mm as compared with the case where the separation plate 110 was not provided. Further, when the pitch was smaller than 10 mm, the pitch was 10 mm smaller than the particle size of the small pieces 102, so that clogging occurred and the recovery rate was greatly reduced.
(分離板の厚みの影響)
分離板110の厚みTの影響を調べるために、分離板110の厚みT(図2で定義)を変えた結果を図5に示す。分離板のピッチは15mm、吐出禁止の条件は10mmで実施した。
(Influence of separation plate thickness)
FIG. 5 shows the result of changing the thickness T (defined in FIG. 2) of the separation plate 110 in order to investigate the influence of the thickness T of the separation plate 110. The separation plate pitch was 15 mm, and the discharge inhibition condition was 10 mm.
グラフより、分離板110の厚みTの範囲は0.3mmから4mmが好ましいことを見出した。0.3mm未満は加工が困難で耐久性に難があると思われる。また4mmを超えると供給装置111から供給される小片102が分離板110の上に載る現象がおこり、選別精度が悪化する。 From the graph, it was found that the range of the thickness T of the separation plate 110 is preferably 0.3 mm to 4 mm. If it is less than 0.3 mm, it is difficult to process and it is considered that the durability is difficult. On the other hand, when the thickness exceeds 4 mm, the phenomenon that the small piece 102 supplied from the supply device 111 is placed on the separation plate 110 occurs, and the sorting accuracy deteriorates.
また、本実施の形態の場合、識別装置105で小片102のプラスチック材質の判定を行うエリアには分離板110が存在していないため、分離板110の反射などが判定に影響を与えない。従って本実施の形態では、ポリゴンスキャナーやガルバノミラーを利用した近赤外線判別の識別装置が用いられている。 In the case of the present embodiment, the separation plate 110 does not exist in the area where the identification device 105 determines the plastic material of the small piece 102, and therefore the reflection of the separation plate 110 does not affect the determination. Therefore, in this embodiment, an identification device for near-infrared discrimination using a polygon scanner or a galvanometer mirror is used.
なお、複数の小片102の分離板110への供給方法に関して、分離板110の上側から落下させるように小片102を供給する場合ばかりでなく、搬送装置101の中間部分に分離板110を配置して、分離板110よりも上流の搬送装置101に小片102を供給してもかまわない。 In addition, regarding the method of supplying the plurality of small pieces 102 to the separation plate 110, not only the case where the small pieces 102 are supplied so as to drop from the upper side of the separation plate 110, but also the separation plate 110 is arranged in the intermediate portion of the transport device 101. The small piece 102 may be supplied to the conveying device 101 upstream of the separation plate 110.
本発明によれば、プラスチックからなる小片であって複数種類のプラスチック材質の小片の混合物、特に廃棄家電製品から再資源化のために破砕された小片の混合物からのプラスチックの種類の判別し、精度よく選別することが可能である。 According to the present invention, it is possible to determine the type of plastic from a mixture of small pieces made of plastic and a plurality of small pieces of plastic material, in particular, from a mixture of small pieces crushed for recycling from waste home appliances. It is possible to sort well.
101 搬送装置
102 小片
103 光源
104 受光素子
105 識別装置
106 分別ユニット
107 仕切り板
108 斜めシュート
109 仕切りレール
110 分離板
111 供給装置
112 固定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Conveying device 102 Small piece 103 Light source 104 Light receiving element 105 Identification device 106 Sorting unit 107 Partition plate 108 Diagonal chute 109 Partition rail 110 Separation plate 111 Feed device 112 Fixing means
Claims (3)
供給される前記小片を一方向に搬送する搬送装置と、
前記搬送装置上の小片のプラスチック材質を識別する識別装置と、
前記識別装置の識別結果に基づき複数の前記小片の中から特定のプラスチック材質の小片を分別する分別ユニットとを備える選別装置であって、
前記搬送装置の搬送方向において前記識別装置よりも上流、かつ、前記搬送装置の上方に配置され、搬送方向に沿って延在し、搬送方向と垂直な方向に並べて配置される板状の分離板を備え、
前記分離板の配置ピッチが前記小片の外接円の直径の1倍以上3倍以下の範囲から選定される
選別装置。 A supply device for continuously supplying a plurality of plastic pieces;
A transport device for transporting the supplied small piece in one direction;
An identification device for identifying the plastic material of the small piece on the conveying device;
A sorting device including a sorting unit for sorting small pieces of a specific plastic material from among the plurality of pieces based on the identification result of the identification device;
A plate-shaped separation plate that is arranged upstream of the identification device and above the identification device in the conveyance direction of the conveyance device, extends along the conveyance direction, and is arranged in a direction perpendicular to the conveyance direction. With
A sorting apparatus in which the arrangement pitch of the separation plates is selected from a range of 1 to 3 times the diameter of the circumscribed circle of the small piece.
請求項1または2に記載の選別装置。 The sorting device according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the separation plate in the width direction of the transport device is selected from a range of 0.3 mm to 4 mm.
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