(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄プラスチックをリサイクルする処理において、開梱機にて梱包物を開いた後に、毎分１５ｍ以上の速度で移動しているベルトコンベア上に廃棄プラスチックを２００〜４００ｍｍの厚みに積載して、Ｘ線透過型検知センサー、質量センサー、又は、磁気センサーのいずれかにて当該プラスチックの中に含まれるセラミックス、又は、金属製の異物を検知して、当該ベルトコンベアの異物が検知された位置が、選別作業員の位置に到着する時点で、当該ベルトコンベアの移動速度を毎分１５ｍ以下に低下して異物を除去した後に、当該当該ベルトコンベアの移動速度を元の速度に復帰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。
【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、以下に示すとおりである。
（１）廃棄プラスチックをリサイクルする処理において、開梱機にて梱包物を開いた後に、毎分１５ｍ以上の速度で移動しているベルトコンベア上に廃棄プラスチックを２００〜４００ｍｍの厚みに積載して、Ｘ線透過型検知センサー、質量センサー、又は、磁気センサーのいずれかにて当該プラスチックの中に含まれるセラミックス、又は、金属製の異物を検知して、当該ベルトコンベアの異物が検知された位置が、選別作業員の位置に到着する時点で、当該ベルトコンベアの移動速度を毎分１５ｍ以下に低下して異物を除去した後に、当該当該ベルトコンベアの移動速度を元の速度に復帰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。
【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。
【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
【図１】
0003677179.tif 000002
【図２】
0003677179.tif 000003