(57)【要約】【課題】廃プラスチック中のプラスチックの含有比率を迅速・正確に測定する方法及び装置を提供する。【解決手段】γ線計数率および中性子線計数率の測定により廃プラスチック粉砕物のかさ密度と単位かさ体積当たりの水素含有量とを測定し、得られた測定値と、該廃プラスチック粉砕物を構成する各プラスチック粉砕物のかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量の値とを用いて、廃プラスチック中の各プラスチックの含有比率を測定する方法及びそのための装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３群のプラスチック、即ち、プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣを含む廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を測定する方法であって、
該廃プラスチックの粉砕物にγ線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱されるγ線の計数率を測定し、また、該粉砕物に中性子線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱される中性子線の計数率を測定し、
予め作成したγ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線を用いて、前記で測定したγ線の計数率から前記粉砕物のかさ密度を決定し、また、予め作成した中性子線の計数率と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線を用いて、前記で測定した中性子線の計数率から前記粉砕物の単位かさ体積当たりの水素含有量を決定し、
こうして決定したかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量に基づき、前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を求める
ことを含む測定方法。
【請求項２】
前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率が、下記の連立方程式：
<D1>[P1]+<D2>[P2]+<D3>[P3]=D
<H1>[P1]+<H2>[P2]+<H3>[P3]=H/D
[P1]+[P2]+[P3]=1
（式中、DおよびHはそれぞれ前記で決定したかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量を表し、
[P1]、[P2]および[P3]はそれぞれ前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率（重量比）を表し、
<D1>、<D2>および<D3>はそれぞれ前記プラスチックＡの粉砕物のかさ密度の平均、前記プラスチックＢの粉砕物のかさ密度の平均および前記プラスチックＣの粉砕物のかさ密度の平均を表し、
<H1>、<H2>および<H3>はそれぞれ前記プラスチックＡの単位重量当たりの水素含有量の平均、前記プラスチックＢの単位重量当たりの水素含有量の平均および前記プラスチックＣの単位重量当たりの水素含有量の平均を表す。）
を解くことにより求められる請求項１に係る測定方法。
【請求項３】
前記プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣがそれぞれポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンであり、
前記連立方程式が下記の連立方程式：
DPE[PE]+DPP[PP]+DPS[PS]=D
HPE[PE]+HPP[PP]+HPS[PS]=H/D
[PE]+[PP]+[PS]=1
（式中、DおよびHは前記のとおりであり、
[PE]、[PP]および[PS]はそれぞれ前記廃プラスチック中のポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンの含有比率（重量比）を表し、
DPE、DPPおよびDPSはそれぞれポリエチレンの粉砕物のかさ密度、ポリプロピレンの粉砕物のかさ密度およびポリスチレンの粉砕物のかさ密度を表し、
HPE、HPPおよびHPSはそれぞれポリエチレンの単位重量当たりの水素含有量、ポリプロピレンの単位重量当たりの水素含有量およびポリスチレンの単位重量当たりの水素含有量を表す。）
で表わされる
請求項２に係る測定方法。
【請求項４】
前記プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣがそれぞれポリエチレンおよびポリプロピレン、ポリスチレンならびに塩化ビニル系樹脂であり、
前記連立方程式が下記の連立方程式：
<DPE+PP>[PE+PP]+DPS[PS]+DVCR[VCR]=D
<HPE+PP>[PE+PP]+HPS[PS]+HVCR[VCR]=H/D
[PE+PP]+[PS]+[VCR]=1
（式中、DおよびHは前記のとおりであり、
[PE+PP]、[PS]および[VCR]はそれぞれ前記廃プラスチック中のポリエチレンとポリプロピレンとの合計、ポリスチレンおよび塩化ビニル系樹脂の含有比率（重量比）を表し、
<DPE+PP>はポリエチレンの粉砕物のかさ密度とポリプロピレンの粉砕物のかさ密度との平均を表し、
DPSおよびDVCRはそれぞれポリスチレンの粉砕物のかさ密度および塩化ビニル系樹脂の粉砕物のかさ密度を表し、
<HPE+PP>はポリエチレンの単位重量当たりの水素含有量とポリプロピレンの単位重量当たりの水素含有量との平均を表し、
HPSおよびHVCRはそれぞれポリスチレンの単位重量当たりの水素含有量および塩化ビニル系樹脂の単位重量当たりの水素含有量を表す。）
で表わされる
請求項２に係る測定方法。
【請求項５】
３群のプラスチック、即ち、プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣを含む廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を測定する装置であって、
該廃プラスチックの粉砕物にγ線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱されるγ線の計数率を測定し、予め作成したγ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線を用いて、前記で測定したγ線の計数率から前記粉砕物のかさ密度を決定する測定器、および
該粉砕物に中性子線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱される中性子線の計数率を測定し、予め作成した中性子線の計数率と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線を用いて、前記で測定した中性子線の計数率から前記粉砕物の単位かさ体積当たりの水素含有量を決定する測定器
を備え、
前記２種の測定器により決定されたかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量に基づき、前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を求める
測定装置。
【請求項６】
前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率が、下記の連立方程式：
<D1>[P1]+<D2>[P2]+<D3>[P3]=D
<H1>[P1]+<H2>[P2]+<H3>[P3]=H/D
[P1]+[P2]+[P3]=1
（式中、DおよびHはそれぞれ前記で決定したかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量を表し、
[P1]、[P2]および[P3]はそれぞれ前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率（重量比）を表し、
<D1>、<D2>および<D3>はそれぞれ前記プラスチックＡの粉砕物のかさ密度の平均、前記プラスチックＢの粉砕物のかさ密度の平均および前記プラスチックＣの粉砕物のかさ密度の平均を表し、
<H1>、<H2>および<H3>はそれぞれ前記プラスチックＡの単位重量当たりの水素含有量の平均、前記プラスチックＢの単位重量当たりの水素含有量の平均および前記プラスチックＣの単位重量当たりの水素含有量の平均を表す。）
を解くことにより求められる請求項５に係る廃プラスチック油化装置。
【請求項７】
前記プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣがそれぞれポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンであり、
前記連立方程式が下記の連立方程式：
DPE[PE]+DPP[PP]+DPS[PS]=D
HPE[PE]+HPP[PP]+HPS[PS]=H/D
[PE]+[PP]+[PS]=1
（式中、DおよびHは前記のとおりであり、
[PE]、[PP]および[PS]はそれぞれ前記廃プラスチック中のポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンの含有比率（重量比）を表し、
DPE、DPPおよびDPSはそれぞれポリエチレンの粉砕物のかさ密度、ポリプロピレンの粉砕物のかさ密度およびポリスチレンの粉砕物のかさ密度を表し、
HPE、HPPおよびHPSはそれぞれポリエチレンの単位重量当たりの水素含有量、ポリプロピレンの単位重量当たりの水素含有量およびポリスチレンの単位重量当たりの水素含有量を表す。）
で表わされる
請求項６に係る測定装置。
【請求項８】
前記プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣがそれぞれ（ポリエチレンおよびポリプロピレン）、ポリスチレンならびに塩化ビニル系樹脂であり、
前記連立方程式が下記の連立方程式：
<DPE+PP>[PE+PP]+DPS[PS]+DVCR[VCR]=D
<HPE+PP>[PE+PP]+HPS[PS]+HVCR[VCR]=H/D
[PE+PP]+[PS]+[VCR]=1
（式中、DおよびHは前記のとおりであり、
[PE+PP]、[PS]および[VCR]はそれぞれ前記廃プラスチック中の（ポリエチレンとポリプロピレン）との合計、ポリスチレンおよび塩化ビニル系樹脂の含有比率（重量比）を表し、
<DPE+PP>はポリエチレンの粉砕物のかさ密度とポリプロピレンの粉砕物のかさ密度との平均を表し、
DPSおよびDVCRはそれぞれポリスチレンの粉砕物のかさ密度および塩化ビニル系樹脂の粉砕物のかさ密度を表し、
<HPE+PP>はポリエチレンの単位重量当たりの水素含有量とポリプロピレンの単位重量当たりの水素含有量との平均を表し、
HPSおよびHVCRはそれぞれポリスチレンの単位重量当たりの水素含有量および塩化ビニル系樹脂の単位重量当たりの水素含有量を表す。）
で表わされる
請求項６に係る測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃プラスチック（即ち、プラスチック廃棄物）中のプラスチックの含有比率を測定する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃プラスチックをエネルギー資源として有効利用すると共に廃プラスチックによる環境汚染を防止するために、廃プラスチックを熱分解して燃料油を得るようにした廃プラスチック油化装置が開発されている。
【０００３】
このような廃プラスチック油化装置において、原料となる廃プラスチックは通常いろいろな種類のプラスチックの混合物であることが多い。わが国におけるプラスチックの生産量は年間約１４００万トンであり、これらから容器・包装、電気機械部品、家庭用品、建築材料に使用された後で、廃プラスチックとして事業系産業廃棄物および一般廃棄物として年間９７６万トンが排出されている。このうち半数の４５２万トンが再生処理、熱利用などで利用されている。残り５２４万トンは未利用のまま焼却されたり埋め立てられたりしてさまざまな環境破壊を起こすもととなっている。こうした廃プラスチックは通常分別されることなく混合廃プラスチックとして排出されることが多い。こうした混合廃プラスチックのうち、いわゆる３Pと称するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンは見かけだけで分別することは困難である。混合廃プラスチックを熱分解して燃料油を得ることはエネルギー問題、環境問題を解決する有力な手段となりうる。通常プラスチック材料の主要材料は、ポリエチレン３０％、ポリプロピレン２０％、ポリスチレン１７％からなる合計６７％の成分であり、これらのプラスチックをいわゆる３Pと称している。
【０００４】
また各種プラスチック及びそれらの混合物の最適な油化条件は、含まれるプラスチックの種類により大きく異なる。したがって油化装置の運転に先立って運転条件を変えて試験を行い、最適な条件を見付ける必要がある。この方法では廃プラスチック原料の組成が変わると毎回試験を行わなければならず、操作が非常に煩雑となる。また、廃プラスチックの成分に変動があればこれに迅速に対応することは困難である。例えばポリエチレン１００％の場合では熱分解温度は４４７℃が最適であるが、ポリスチレン１００％では３５５℃が最適熱分解温度であり、両者では９２℃の大きい違いがある。通常混合プラスチック中の各プラスチックの構成成分を分析するには、化学的に元素分析を行うと同時に赤外吸収法により化学結合状態を分析し、成分を推定する方法があるが、これらを行うには多大の分析費用と３−１０日の時間とを要し、さらには推定した組成での熱分解温度を実験によって推定し確認してから、熱分解油化の本運転を行わなければならない。これでは操作が非常に煩雑であり混合プラスチックの組成が刻々と変化したときには対応できないし、工業的に経済性を大いに損なうことがある。
【０００５】
こうした混合プラスチックに塩化ビニル系樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル）を大量に含む場合、他のプラスチックの熱分解に先立ち塩化ビニル系樹脂が分解して塩化水素ガスが発生してこれが装置材料を化学的に腐食させるという大きな問題が生じる。塩化ビニル系樹脂を予め分離選別することは簡単ではないことが指摘されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
廃プラスチックの油化方法および装置において、廃プラスチック中の各プラスチックの含有比率を迅速・正確に測定することができれば、操作全体の短縮化を図れ、効率的に油化操作を行うことができる。そこで、本発明の目的は、廃プラスチック中のプラスチックの含有比率を迅速・正確に測定する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決する手段として、第一に、
３群のプラスチック、即ち、プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣを含む廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を測定する方法であって、
該廃プラスチックの粉砕物にγ線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱されるγ線の計数率を測定し、また、該粉砕物に中性子線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱される中性子線の計数率を測定し、
予め作成したγ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線を用いて、前記で測定したγ線の計数率から前記粉砕物のかさ密度を決定し、また、予め作成した中性子線の計数率と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線を用いて、前記で測定した中性子線の計数率から前記粉砕物の単位かさ体積当たりの水素含有量を決定し、
こうして決定したかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量に基づき、前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を求める
ことを含む測定方法を提供する。
【０００８】
さらに、本発明は、第二に、
３群のプラスチック、即ち、プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣを含む廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を測定する装置であって、
該廃プラスチックの粉砕物にγ線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱されるγ線の計数率を測定し、予め作成したγ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線を用いて、前記で測定したγ線の計数率から前記粉砕物のかさ密度を決定する測定器、および
該粉砕物に中性子線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱される中性子線の計数率を測定し、予め作成した中性子線の計数率と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線を用いて、前記で測定した中性子線の計数率から前記粉砕物の単位かさ体積当たりの水素含有量を決定する測定器
を備え、
前記２種の測定器により決定されたかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量に基づき、前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率を求める
測定装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の方法および装置では、廃プラスチック粉砕物のかさ密度と単位かさ体積当たりの水素含有量とが測定され、得られた測定値と、該廃プラスチック粉砕物を構成する各プラスチック粉砕物のかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量の値とを用いて、該廃プラスチック中の各プラスチックの含有比率が測定される。
【００１０】
［廃プラスチック］
本発明では、廃プラスチックとして、３群のプラスチック、即ち、プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣを含む廃プラスチックが用いられる。これら各群を構成するプラスチックの種類は１種でも２種以上でもよいが複数である場合、含有比率はその群として合計の含有比率として測定される。測定精度上は一つの群に一種のプラスチックが帰属することが望ましい。二種以上のプラスチックを同一群に帰属させる場合には、それらのプラスチックのかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量の少なくとも一方が近接していることが好ましく、両方が近接していることがより好ましい。
【００１１】
本発明で用いる廃プラスチックを構成するプラスチックの種類は特に制限されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル系樹脂（例えば、ポリ塩化ビニル。以下、同じ）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられるが、典型的にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル系樹脂であり、より典型的にはポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンである。よって、プラスチックＡ、プラスチックＢおよびプラスチックＣとしては、それぞれ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレン；ポリエチレンとポリプロピレン（両者でプラスチックＡ）、ポリスチレンならびに塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
【００１２】
廃プラスチックには、通常、プラスチックＡ〜Ｃとして想定される以外の他のプラスチックが混入しうる。プラスチックＡ〜Ｃを含み、更にこのような他のプラスチックが混入している廃プラスチックの最適な熱分解条件（例えば、最適な熱分解温度）は、通常、プラスチックＡ〜Ｃのみからなる廃プラスチックについて決定した最適な熱分解条件からずれる。このずれが許容範囲内であるためには、廃プラスチック中のプラスチックＡ〜Ｃの合計の含有比率が９０〜１００重量％であることが好ましく、９５〜１００重量％であることがより好ましく、９８〜１００重量％であることが更により好ましい。
【００１３】
［かさ密度の決定］
【００１４】
プラスチックのかさ密度は、γ線を被測定物に照射してその減衰率を測定して得られる。詳しくは以下のとおりである。プラスチック材料は、ほぼ炭素と水素とから構成され、そのほかには窒素、塩素、酸素等が含まれる。γ線は、これら原子番号の小さい軽元素からなる物質に照射されると、コンプトン効果により、軌道電子により弾性散乱され、そのエネルギーは減衰する。ここでコンプトン効果の起こる割合は、軌道電子数に比例するが、電気的に中性な元素では電子数と陽子数（原子番号）は同数であるから、原子番号に比例するともいえる。さらに物質の質量はミクロ的には原子核の質量といえ、上記の軽元素では原子核の質量と原子番号はほぼ比例することから、原子番号と物質の質量もほぼ比例するといえる。このように、プラスチックのような比較的軽い元素から成る物質の場合では、コンプトン効果の起こる割合は原子番号に比例し、原子番号と質量はほぼ比例するので、γ線の減衰率を測定することでプラスチックの密度（当該測定容積当たりの質量）を求めることができる。この場合、求まるのは、あくまでも物質の容積当たりの質量であるので、真の密度ではなく、かさ密度が求められる。
【００１５】
本発明においては、廃プラスチックの粉砕物のかさ密度は、該粉砕物にγ線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱されるγ線の計数率を測定し、予め作成したγ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線を用いて、前記で測定したγ線の計数率から決定することができる。
【００１６】
γ線の照射およびγ線の計数率の測定は公知の方法で行うことができる。γ線としては、例えば、60Co（コバルト60）などを線源とするものが挙げられる。
【００１７】
γ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線は以下のとおりにして作成することができる。まず、試料として単独のプラスチックまたはプラスチックの混合物の粉砕物を容積および重量が既知の容器（例えば、ビーカー）に入れ、タッピングを行わずに表面を摺り切り、試料と容器との合計の重量を測定する。この合計重量から容器の重量を引いて試料の重量を求め、この重量を容器の容積で割ることにより、試料のかさ密度を求める。次に、同じ試料にγ線を照射して、該試料を透過する又は該試料から散乱されるγ線の計数率を測定する。以上のとおりにして、複数の試料についてγ線の計数率およびかさ密度を測定し、測定結果をプロットすることで、γ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線を作成することができる。
【００１８】
検量線を作成するための試料としては、例えば、含有比率を測定する対象である廃プラスチックに含まれると考えられる複数のプラスチックからなり、各プラスチックの含有比率が互いに異なる複数の混合物が挙げられる。具体的には、廃プラスチックがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよび塩化ビニル系樹脂を含むと考えられる場合は、これらのプラスチックからなり、各プラスチックの含有比率が互いに異なる複数の混合物を調製し、検量線を作成するための試料として用いることができる。また、廃プラスチックがポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンを含むと考えられる場合は、これらのプラスチックからなり、各プラスチックの含有比率が互いに異なる複数の混合物を調製し、検量線を作成するための試料として用いることができるが、検量線の精度を高めるために、これらの試料のほかに、例えば、塩化ビニル系樹脂のみからなる試料を用いてもよい。
【００１９】
［かさ体積当たりの水素含有量の決定］
プラスチック中の水素含有量は、中性子線を被測定物に照射してその減衰率を測定して得られる。γ線が物質中の電子と相互作用するのに対し、中性子線は物質中の原子核と相互作用する。中性子線とは中性子そのものであり、中性子は自身より重い原子核と衝突すると大きく方向を変えられるだけでその速度はほとんど失わない。しかし、自身と同程度の質量の原子核、つまり水素の原子核（水素の原子核は陽子１個のみで、中性子とほぼ同質量である）と衝突するとその速度を大きく失い、このような衝突を繰り返すと最終的には熱中性子になる。こうしてプラスチック中の水素原子の量を中性子線の減衰の程度を測定することで知ることができる。なお、上記のγ線によるかさ密度の測定と同様に、このようにして測定されるのは、測定容積当たりの水素含有量、即ち、かさ体積当たりの水素含有量である。
【００２０】
本発明においては、廃プラスチックの粉砕物の単位かさ体積当たりの水素含有量は、該粉砕物に中性子線を照射して、該粉砕物を透過する又は該粉砕物から散乱される中性子線の計数率を測定し、予め作成した中性子線の計数率と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線を用いて、前記で測定した中性子線の計数率から決定することができる。
【００２１】
中性子線の照射および中性子線の計数率の測定は公知の方法で行うことができる。中性子線としては、例えば、252Cf（カリフォルニウム252）などを線源とするものが挙げられる。
【００２２】
中性子線の計数率と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線は以下のとおりにして作成することができる。試料として単独のプラスチックまたは重量比の分かっているプラスチック混合物の粉砕物を用意する。前記単独のプラスチックの単位重量当たりの水素含有量、または、前記混合物を構成する各プラスチックの単位重量当たりの水素含有量は、例えば、元素分析法により、具体的には、酸素気流中で完全燃焼させ、水素を水として定量することにより、測定しておく。まず、上記試料に中性子線を照射して、該試料を透過する又は該試料から散乱される中性子線の計数率を測定する。次に、同じ試料のかさ密度を、上述したγ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線の作成方法の中で説明したのと同様の方法で測定する。更に、同じ試料の単位重量当たりの水素含有量として、該試料が単独のプラスチックである場合は、上記で測定した単位重量当たりの水素含有量をそのまま用い、該試料がプラスチックの混合物である場合は、該混合物を構成する各プラスチックの単位重量当たりの水素含有量を重量比に応じて平均した値を用いる。上記試料の単位かさ体積当たりの水素含有量は、単位重量当たりの水素含有量に上記で測定したかさ密度をかけることにより求められる。以上のとおりにして、複数の試料について中性子線の計数率および単位かさ体積当たりの水素含有量を測定し、測定結果をプロットすることで、中性子線の計数率と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線を作成することができる。この検量線を作成するための試料としては、例えば、γ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線を作成するときに用いたのと同様の試料が挙げられる。
【００２３】
［プラスチックの含有比率の計算］
前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率は、前記で決定したかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量に基づいて求めることができ、例えば、下記の連立方程式：
<D1>[P1]+<D2>[P2]+<D3>[P3]=D
<H1>[P1]+<H2>[P2]+<H3>[P3]=H/D
[P1]+[P2]+[P3]=1
（式中、DおよびHはそれぞれ前記で決定したかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量を表し、
[P1]、[P2]および[P3]はそれぞれ前記廃プラスチック中の前記プラスチックＡの合計、前記プラスチックＢの合計および前記プラスチックＣの合計の含有比率（重量比）を表し、
<D1>、<D2>および<D3>はそれぞれ前記プラスチックＡの粉砕物のかさ密度の平均、前記プラスチックＢの粉砕物のかさ密度の平均および前記プラスチックＣの粉砕物のかさ密度の平均を表し、
<H1>、<H2>および<H3>はそれぞれ前記プラスチックＡの単位重量当たりの水素含有量の平均、前記プラスチックＢの単位重量当たりの水素含有量の平均および前記プラスチックＣの単位重量当たりの水素含有量の平均を表す。）
を解くことにより求めることができる。
【００２４】
上記連立方程式の第一式は、前記廃プラスチックのかさ密度Dが、前記かさ密度の平均<D1>〜<D3>を前記含有比率（重量比）[P1]〜[P3]に応じて平均したものに等しいとの近似に基づく。本発明の実施例に示すとおり、小さな誤差でプラスチックの含有比率が測定できることから、複数の種類のプラスチックの同程度のサイズの粉砕物からなる混合物に関しては、上記近似は妥当であるといえる。
【００２５】
上記<D1>は、前記プラスチックＡの粉砕物のかさ密度を、上述したγ線の計数率とかさ密度との関係を示す検量線の作成方法の中で説明したのと同様の方法で測定し、プラスチックＡがn種（nは２以上の整数）のプラスチックからなる場合には、測定されたn個のかさ密度の値をすべて足し合わせ、nで割ることにより計算される。上記<D2>および<D3>についても同様である。
【００２６】
上記連立方程式の第二式は、前記廃プラスチックの単位かさ体積当たりの水素含有量Hを該廃プラスチックのかさ密度Dで割った量H/D、即ち、該廃プラスチックの単位重量当たりの水素含有量が、前記単位重量当たりの水素含有量の平均<H1>〜<H3>を前記含有比率（重量比）[P1]〜[P3]に応じて平均したものに等しいとの近似に基づく。本発明の実施例に示すとおり、小さな誤差でプラスチックの含有比率が測定できることから、複数の種類のプラスチックの同程度のサイズの粉砕物からなる混合物に関しては、上記近似は妥当であるといえる。特に、前記プラスチックＡ、前記プラスチックＢおよび前記プラスチックＣおのおのが１種のプラスチックのみからなるときは、上記第二式は厳密に成り立つ。
【００２７】
上記<H1>は、前記プラスチックＡの単位重量当たりの水素含有量を、例えば、元素分析法により測定し、プラスチックＡがn種（nは２以上の整数）のプラスチックからなる場合には、測定されたn個の単位重量当たりの水素含有量の値をすべて足し合わせ、nで割ることにより計算される。上記<H2>および<H3>についても同様である。
【００２８】
上記連立方程式の第三式は、前記廃プラスチック中の全プラスチックの含有比率を合計すれば１になるという前提に基づく。
【００２９】
＜廃プラスチックがポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンからなる場合＞
この場合、前記プラスチックＡをポリエチレン、前記プラスチックＢをポリプロピレン、前記プラスチックＣをポリスチレンと置き換えることにより、前記連立方程式は、
DPE[PE]+DPP[PP]+DPS[PS]=D
HPE[PE]+HPP[PP]+HPS[PS]=H/D
[PE]+[PP]+[PS]=1
（式中、DおよびHは前記のとおりであり、
[PE]、[PP]および[PS]はそれぞれ前記廃プラスチック中のポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンの含有比率（重量比）を表し、
DPE、DPPおよびDPSはそれぞれポリエチレンの粉砕物のかさ密度、ポリプロピレンの粉砕物のかさ密度およびポリスチレンの粉砕物のかさ密度を表し、
HPE、HPPおよびHPSはそれぞれポリエチレンの単位重量当たりの水素含有量、ポリプロピレンの単位重量当たりの水素含有量およびポリスチレンの単位重量当たりの水素含有量を表す。）
で表わされる。
【００３０】
＜廃プラスチックがポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよび塩化ビニル系樹脂からなる場合＞
この場合、前記プラスチックＡをポリエチレンおよびポリプロピレンの組みあわせ、前記プラスチックＢをポリスチレン、前記プラスチックＣを塩化ビニル系樹脂と置き換えることにより、前記連立方程式は、
<DPE+PP>[PE+PP]+DPS[PS]+DVCR[VCR]=D
<HPE+PP>[PE+PP]+HPS[PS]+HVCR[VCR]=H/D
[PE+PP]+[PS]+[VCR]=1
（式中、DおよびHは前記のとおりであり、
[PE+PP]、[PS]および[VCR]はそれぞれ前記廃プラスチック中のポリエチレンとポリプロピレンとの合計、ポリスチレンおよび塩化ビニル系樹脂の含有比率（重量比）を表し、
<DPE+PP>はポリエチレンの粉砕物のかさ密度とポリプロピレンの粉砕物のかさ密度との平均を表し、
DPSおよびDVCRはそれぞれポリスチレンの粉砕物のかさ密度および塩化ビニル系樹脂の粉砕物のかさ密度を表し、
<HPE+PP>はポリエチレンの単位重量当たりの水素含有量とポリプロピレンの単位重量当たりの水素含有量との平均を表し、
HPSおよびHVCRはそれぞれポリスチレンの単位重量当たりの水素含有量および塩化ビニル系樹脂の単位重量当たりの水素含有量を表す。）
で表わされる。ポリエチレンとポリプロピレンとを組み合わせるのは、実施例で示すとおり、単位重量当たりの水素含有量が互いに等しいので、
<HPE+PP>=(HPE+HPP)/2=HPE=HPP
（式中、HPEおよびHPPは前記のとおりである。）
が成り立ち、上記第二式が厳密に成り立つため、より正確に各プラスチックの含有比率を測定することができるからである。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例中、PE、PP、PSおよびPVCはそれぞれポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリ塩化ビニルの略である。
【００３２】
［実施例１］
プラスチックとして、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリ塩化ビニルを５ｍｍ以下に粉砕したものを用意した。各プラスチックの粉砕物について、かさ密度及びプラスチックの単位重量当たりの水素含有量を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2009063317.tif 000002
＊１  かさ密度は、６Lのビーカーに試料を入れ、タッピングを行わず表面を摺切り、試料の重量を測定し、その重量をビーカーの容積（６L）で割ることにより求めた。
＊２、元素分析法により、具体的には、試料を酸素気流中で完全燃焼させて、水素を水として定量した。
【００３４】
［実施例２］
＜ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンからなるプラスチック混合物の場合＞
ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンの粉砕物として、実施例１と同様のものを用いた。検量線を作成する試料として、PEの含有比率を０重量％から１００重量％まで１０％刻みで増加させた１１個の試料を用意し、各試料の残部として等重量のPPとPSを精密に秤量し、各プラスチックを互いに混合した。さらに、PVC１００％からなる試料も用いた。
【００３５】
株式会社チュートク社製RI水分密度計ETL-10EX測定器にて、上記試料にγ線を照射し、試料を透過するγ線の計数率を測定し、また、同じ試料に中性子線を照射し、試料を透過する中性子線の計数率を測定した。測定値についてバックグランド値を補正した。さらに、バックグランド値を補正した測定値を、予め測定器の説明書にしたがって標準体について測定した基準放射線計数率（バックグランド値を補正済み）で割ることによりγ線計数比または中性子線計数比を求めた。本実施例では検量線を作成するに当たり、γ線計数率および中性子線計数率の代わりに、それぞれγ線計数比および中性子線計数比を用いた。γ線計数比および中性子線計数比は、それぞれγ線計数率および中性子線計数率と比例するため、検量線を作成するのに用いても、γ線計数率および中性子線計数率を用いた場合と同一の結果を得ることができる。
【００３６】
上記試料のかさ密度は表１の＊１に記載の方法で測定した。また、各試料の単位重量当たりの水素含有量は、表１の値を各試料のプラスチックの重量比に応じて平均することにより求めた。求めた単位重量当たりの水素含有量にかさ密度をかけることで、各試料の単位かさ体積当たりの水素含有量を求めた。
【００３７】
γ線計数比に対してかさ密度をプロットして、γ線計数比とかさ密度との関係を示す検量線を作成した（図１）。また、中性子線計数比に対して単位かさ体積当たりの水素含有量をプロットして、中性子線計数比と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線を作成した（図２）。
【００３８】
試験試料としてPE50重量%、PP25重量%およびPS25重量%からなる混合プラスチック５００Lを用意し、上記測定器で測定したところ、γ線計数比は１．３４１、中性子線計数比は０．５３０であった。図１および図２の検量線から、かさ密度は０．４４g/ml、単位かさ体積当たりの水素含有量は０．０５６９２g/mlと決定された。この結果に基づいて、連立方程式を立て、各プラスチックの含有比率を求めると、ポリエチレン５０重量％、ポリプロピレン２６重量％、ポリスチレン２４重量％と算出された。真の含有比率と比較すると、ポリプロピレンでは＋１％、ポリスチレンでは−１％の誤差があるが、その値は小さいものである。
【００３９】
［実施例３］
＜ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリ塩化ビニルからなるプラスチック混合物の場合＞
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリ塩化ビニルの粉砕物として、実施例１と同様のものを用いた。検量線を作成する試料として、まず、ＰＥ、ＰＰおよびＰＳを２：１：１の重量比で混合したプラスチック混合物を用意し、この混合物とＰＶＣとの重量比が１００：０、９５：５、９０：１０、８０：２０、７０：３０および０：１００である混合物を調製した。これら各試料について、実施例２と同様にして、γ線計数比とかさ密度との関係を示す検量線（図３）および中性子線計数比と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線（図４）を作成した。
【００４０】
試験試料としてＰＥ＋ＰＰ：７２重量％、ＰＳ：２３重量％、ＰＶＣ：５重量％からなる混合プラスチック５００Lを用意し、上記測定器で測定したところ、γ線計数比は１．３７、中性子線計数比は０．５３３であった。図３および図４の検量線から、かさ密度は０．４９５g/ml、単位かさ体積当たりの水素含有量は０．０６０４g/mlと決定された。この結果に基づいて、連立方程式を立て、各プラスチックの含有比率を求めると、ＰＥ＋ＰＰ：６９重量％、ＰＳ：２４重量％、ＰＶＣ：７重量％と算出された。真の含有比率と比較すると、ＰＥ＋ＰＰでは−３重量％、ＰＳでは＋１重量％、ＰＶＣでは＋２重量％の誤差があるが、その値は小さいものである。
【００４１】
[発明の効果]
以上のように本発明によれば、廃プラスチック粉砕物のかさ密度と単位かさ体積当たりの水素含有量とが測定され、得られた測定値と、該廃プラスチック粉砕物を構成する各プラスチック粉砕物のかさ密度および単位かさ体積当たりの水素含有量の値とを用いて、該廃プラスチック中の各プラスチックの含有比率が測定される。
【００４２】
廃プラスチックを加熱して熱分解させ油化する方法および装置では、廃プラスチック中の各プラスチックの含有比率により最適な熱分解条件が異なる。本発明は、このような油化方法および装置において、該廃プラスチック中の各プラスチックの含有比率を迅速・正確に測定するのに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例２のγ線計数比とかさ密度との関係を示す検量線。
【図２】実施例２の中性子線計数比と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線。
【図３】実施例３のγ線計数比とかさ密度との関係を示す検量線。
【図４】実施例３の中性子線計数比と単位かさ体積当たりの水素含有量との関係を示す検量線。
【図１】
2009063317.tif 000003
【図２】
2009063317.tif 000004
【図３】
2009063317.tif 000005
【図４】
2009063317.tif 000006