JPH0134258B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、木材チツプ中に混在しているプラス
チツク類を分離除去する方法に関するものであ
る。 今や、プラスチツクは至るところで使用されて
いるが、一方ではプラスチツク公害と呼ばれてい
るように、その廃棄物対策に苦慮しているのが現
状である。この問題は紙パルプ産業に於ても同様
で、木材チツプ中には、プラスチツク製の袋類、
紐類、名札類、容器の破片、玩具類、その他のプ
ラスチツク夾雑物、ゴム（これらを含めてプラス
チツク類という）が混在していることが多い。 プラスチツクは、化学的安定的に優れているた
め、パルプ化工程の高温、高圧下での薬品処理に
対してもせいぜい熱による変形を生じる程度でパ
ルプ中にそのまま残存する。混入したこれらのプ
ラスチツク類は、パルプ化工程中に於けるポン
プ、叩解機等種々の機械的作用によつて更に微細
片となり、従来型式のスクリーンでは殆んど分離
することができない。 又、遠心力応用型のクリーナ類を利用してもパ
ルプと異物との比重差が小さく、更にプラスチツ
ク類はパルプよりも比重の小さいものが普通であ
つて、多量の動力を消費する割には分離効率が極
めて低い。 このような微細片異物が混入したままのパルプ
をそのまま抄紙すると、異物は紙層中に入り、
塵、ピンホール、穴、更には紙切れ等を惹起する
原因となり、紙メーカーでは、木材チツプ中に混
在しているプラスチツク類の除去対策に頭を悩ま
しているのが現状である。 現在、木材チツプ中に混在しているプラスチツ
ク類を分離除去する方法としては、人手による分
離法、流体中に於ける木材チツプとプラスチツク
との僅かな比重差を利用してプラスチツク類を浮
上分離する方法等が知られているが、前者にあつ
ては多くの人手を要する反面、作業能率が悪く、
後者にあつては分離効率が余り良くない。 そこで本発明者は、人手を使用せずに分離効率
を高める方法がないかと鋭意検討を行なつた結
果、木材チツプには水分が多量に含まれており、
誘電的性質のうち誘電正接が著しく大きく、この
ため電荷減衰が著しく速く、帯電し難いのに対
し、プラスチツク類は誘電正接が一般的に低く、
このため電荷減衰が遅く、従つて極めて帯電し易
いという性質があることに着目し、これらの性質
を利用した分離方法の開発に成功したものであ
る。 而して本発明は、木材チツプとプラスチツク類
との帯電特性の差を利用した分離法であつて、そ
の構成は次のとおりである。 すなわち、まずプラスチツク類が混在している
木材チツプにコロナ放電処理を施して帯電せしめ
る。そもそも木材チツプは水分を多量に含んでい
る為、電気伝導度が高い。これに対してプラスチ
ツク類は絶縁体であり、その電気伝導度は木材チ
ツプに比べて桁違いに低い。そのため、コロナ放
電処理を施した木材チツプ上の電荷減衰速度は速
く、観測される表面電位の減衰速度も速くなる。
一方、コロナ放電処理機によつてコロナ放電処理
を施したプラスチツク上の電荷減衰速度は遅く、
その結果、観測される表面電位の減衰速度も遅く
なるから、コロナ放電処理を施した後に電位を観
測するとプラスチツクにおいてはその絶対値が大
きく、木材チツプにおいてはその絶対値が極めて
小さくなる。このような理由からコロナ放電処理
により、積極的に帯電せしめ観測される表面電位
の差異からプラスチツク類の存在を検知し、効率
的にプラスチツク類を分離除去しようとしたのが
本方法である。 表面電位計の電極部の設置位置は、ベルトコン
ベヤー上を移行しているプラスチツク類を含んだ
木材チツプにコロナ放電処理を施して、帯電せし
めたプラスチツク類の電荷が減衰してしまわない
ような位置で、かつプラスチツク類の表面電位が
木材チツプの表面電位に対して充分に区別できる
大きさを示すような位置とする。 本方法にあつては、移行している木材チツプ中
に混在（通常、平均に混在している訳ではなくて
局部的に偏在していることが多い）しているプラ
スチツク類に、予め放電処理を施して帯電させ、
それによる表面電位を表面電位計にて測定するも
のであつて、その際該電位計にコンパレータ（電
位比較器）を接続した上で、更にこのコンパレー
タの出力をランプまたは警報器などの表示装置に
導入すると共に、前記コンパレータの信号でタイ
マを作動させる。そして該タイマの設定時間経過
後にそのタイマの出力信号によつてベルトコンベ
ヤを停止させたり、或いは後述のプラスチツク類
の除去装置を作動させるように構成したものであ
る。なお前記タイマは、チツプ中に混在するプラ
スチツク類がその表面電位によつて検出された
後、一定の時間遅れを生じさせた上で、ベルトコ
ンベヤーを停止させたり、或いはこれらチツプ類
の自動除去装置を作動させるために使用するもの
である。 以下、本方法によつて木材チツプ中のプラスチ
ツクを分離除去する際の具体的手段を概括的に掲
げる。 (1) 表面電位計の出力をコンパレータに導入した
上で、該コンパレータの出力信号を警報器など
の表示装置に導入する。しかるときは前記電位
計で捕捉した表面電位がある数値以上の値を示
すと、ランプがつくか警報器が鳴る。一方前記
コンパレータの出力信号は別途に設けたタイマ
にも供給されるから、該タイマを通じて所定時
間だけ遅れて、ベルトコンベヤーが停止するよ
うになす。すなわち、木材チツプ中にプラスチ
ツク類が混在している場合、プラスチツク類の
存在が表面電位計で検知され、表面電位がある
値以上になると、コンパレータの作動により警
報器が鳴りパイロツトが点灯するとともに、タ
イマを経由して、一定時間経過後にベルトコン
ベヤーを停止させて木材チツプ中のプラスチツ
クのみを人手を介して除去するという方法であ
る。 (2) プラスチツクの存在が電位計を接続したコン
パレータにより検知されると、パイロツトラン
プが点灯し、警報器が鳴るとともにタイマーを
通じ、少し遅れて木材チツプ除去器がベルトコ
ンベヤー上を動き、プラスチツク類を含んだ木
材チツプを自動的にベルトコンベヤーの横方向
に除去する。 (3) 木材チツプ中からプラスチツク類を除去する
装置としては、このものをベルトコンベヤーの
排出端に設けておき、これをタイミングよく自
動的に移動させてそのプラスチツクを含む木材
チツプを除去した後、これを他の場所へ移すこ
とによつてプラスチツク類を除去する方法もあ
る。 なお、本発明で用いるコンパレータは、予め
測定電位の絶対値の下限を設定しておき、自動
的に測定値がその下限より大きいか否かを判定
させるように運用するもので、一種の電位比較
器である。また、ベルトコンベヤー上を移行し
ている木材チツプ群にコロナ放電処理を効果的
に行い、かつプラスチツク類の表面電位を効果
的に検出できるようにするためには、木材チツ
プを単層にしてベルトコンベヤー上を流すのが
好ましい。 更にまた、顔料が添加されているプラスチツ
ク類の場合には電位の減衰速度が速いため、そ
のプラスチツク類の帯電性を検出するには、コ
ロナ放電処理を施す位置と表面電位測定位置を
できるだけ接近させることが望ましい。すなわ
ち、プラスチツクのコロナ放電による帯電荷が
減衰しても、木材チツプの電位と区別できる大
きさで観測できる位置に電位計を設置する必要
がある。 通常、コロナ放電処理電位は、1KVから
50KVの範囲を使用し、コロナ放電バーの針電
極とベルトコンベヤーたる対電極との距離は、
３cmから20cm程度とする。この電極間の電位及
び距離は上述の範囲に限定されるわけではな
く、プラスチツク類を有効に帯電せしめるよう
適宜選ぶことができる。なお、コロナ放電処理
によつて、表面電位計で存在を検知できるプラ
スチツクは、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リ弗化ビニル、ポル弗化ビニリデン、エポキシ
樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド、メラミ
ン樹脂、ポリブタジエン等およびこれらの共重
合体を含む合成高分子化合物、さらにはセロフ
アン、ゴム類等があり、木材チツプに比べて電
荷減衰速度が遅いものである。検出可能なプラ
スチツク類の大きさは、１mm²以上であるが、１
mm²以下の大きさのプラスチツク類でも、たとえ
ばポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル
のようにコロナ放電処理による帯電密度の著し
く大きいものは、電位計で充分に検出しうる。 また、表面電位計の電極は、木材チツプの流
れの層に出来るだけ接近させるのが好ましく、
木材チツプと接触しない位置に設置する。もち
ろん、表面電位の値は、電位計の電極位置によ
つて異なる為、補正をする必要がある。 なお著しく小さいプラスチツク片は、あらか
じめ粗い網目のワイヤーコンベヤーでふるい落
としてしまうこともできる。 一般に、プラスチツク類は、負に帯電させた
方が帯電効率が良いとされているから、コロナ
放電の電位は、コロナ放電バーの針電極を負の
電位にするのが好ましい。しかし、逆の電位に
しても勿論差支えない。 以下本発明を添加図面に基いて具体的に説明す
る。 実施例 １ 第１図に示すように、木材チツプの入つた貯蔵
器１から木材チツプを一例として32メツシユ網目
のベルトコンベヤー２上に連続的に落下させ、そ
の木材チツプを符号３で示す掻き均らし棒を用い
て該チツプがコンベヤー上で単層になるように平
準化する。 一方前記コンベヤー２の移載面上方には高圧電
源装置４に連なる針状コロナ放電バー５を設け、
移送中の木材チツプ類にコロナ放電処理を施して
帯電させる。なお、前記放電バーとしては棒状の
絶縁体に多数の針を埋込んだ電極を用いるのがよ
い。また金属製のベルトコンベヤーはこれを図示
のようにアースすると共に、移送速度はこれを一
例として３ｍ／分とする。また前記コロナ放電バ
ー５の後方には約30cmほど離隔して表面電位計６
の電極部７を設置し、チツプ類に帯電させた電位
量を測定するように構成する。 電極部として、第２図に示すような走査型のも
の７ａ〜７ｃを３個使用する場合には、案内杆８
を介して該コンベヤーから上方５cmほど離れた位
置に前記３個の電極７ａ〜７ｃが各々該ベルトコ
ンベヤー巾の1/3づつを受持つように配設し、該
コンベヤーの移送方向と直角に毎分7.8ｍの速度
で往復走査させる。なお、走査型の電極部７ａ〜
７ｃはこれを前後２段あるいは３段に配設しても
よい。このようにして帯電させた木材チツプ類の
表面電位を表面電位計６により検出、測定する。 表面電位計６で測定された出力は、これを第１
図のコンパレータ９に導入し、該コンパレータに
よつて基準電位に対し絶対値において高電位であ
るか否かを検出させる。例えばコンパレータ９の
下限電位を−30voltに設定しておいて、絶対値で
これより高電位であることを検出したらば、その
検出信号によつてパイロツトランプ１０を点灯さ
せ、或いは同時に警報器１１を吹鳴させる。 上述のように前記コンパレータの検出信号が発
せられたときには木材チツプ中にプラスチツク類
が含まれていることを示すものであるから、前記
のような手段によつてプラスチツク類の存在を知
らしめると同時に、当該信号によつて別途にとり
つけたタイマ１２を作動させ、一定時間経過後に
前記コンベヤー２における駆動ドラム２ａを停止
させる。しかる後、ベルトコンベヤー上のチツプ
類に含まれるプラスチツク類を人手を介して取り
除く。このように本発明は木材チツプ中に含まれ
ているプラスチツク類を自動的に検出して、これ
らを人手により取り除く方法をも包含するもので
ある。 実施例 ２ 次に、人手を使わずに自動的にプラスチツク類
を含む木材チツプを局部的に除去する場合の実施
例を掲げる。第１図に示す装置においてベルトコ
ンベヤー２の排出端に、ホツパ１３をとりつけ、
かつこのホツパに振分けダンパ１４を有する分岐
管１５ａ，１５ｂを配設し、更に前記ダンパ１４
の駆動源１６に前述のタイマ１２の信号を供給す
るようにしておく。しかして、常時は図に鎖線を
もつて示すような位置にダンパ１４を設定してお
いて、コンベヤー２から排出されるチツプが受容
器１７に収納されるようになす。木材チツプ中に
プラスチツク類が混在していた場合には前述のよ
うにしてその存在が自動的に検出されタイマ１２
が作動し、所定時間経過後にダンパ１４が図に実
線をもつて示す位置に切換わる。しかるときはプ
ラスチツク類を含んだチツプは、分岐管１５ｂを
経由してプラスチツク受容器１８に収納される。 実施例 ３ 木材チツプ中に混在しているプラスチツク類を
除去する方法としては、第３〜４図または第５図
に示すような手段をとることもできる。前者はチ
ツプを移送するベルトコンベヤー２の直上部に昇
降自在のスクレーパ１９を平面的にみて斜めに架
設し、前記の検出信号ならびにタイマ１２の出力
信号によつて昇降用シリンダ２０の切換弁を操作
せしめるようにした事例である。すなわち常時は
前記スクレーパ１９を第２図に実線をもつて示す
ように扛上させておき、プラスチツク類が混在し
たチツプが所定の移行位置に到達したときには、
前記の各信号により前記スクレーパを降下させて
第４図に矢印で示すように、これを自動的に取り
除くのである。 第５図の事例はコンベヤー２の排出端にシリン
ダー２１のピストンロツドにとりつけた往復動式
のプラスチツク受容器２２を配設した場合であつ
て、この事例ではタイマ１２の出力信号を介して
電磁ソレノイド式のスプール弁２３が切換わり、
それによつてプラスチツク類が自動的に除去され
る。 実施例 ４ 第６図は木材チツプおよびそれに混在するプラ
スチツク類の表面電位を検出する場合の変態例を
示すものであつて、非走査型の表面電位計として
川口電機(株)製の型式SSV −40を一例として
ベルトコンベヤーの上方４cmに配設した場合に
は、１個の電極７ｄの検出領域は７〜８cm幅であ
るから、これを60cm幅のベルトコンベヤーに適用
した場合には、横方向に８個の電極を配置すれば
よく、場合によつては図示のように前後２列に、
千鳥状に電極を配置してもよい。また複数の電極
を用いた場合、何れかの電極がコンパレータ９の
設定電位以上の電位を検知したときは、それによ
つてコンパレータの出力信号が発せられるように
しておくものである。 ちなみにコロナ放電バー５についても説明して
おくと、該バー５とベルトコンベヤー２との間隔
は、好ましくは７〜８cmとし、かつその電圧は一
例として10〜40KVとするのがよい。また前記の
ベルトコンベヤーとしては前記コロナ放電の対電
極としての役割を担う必要があるので、導電性の
材質を用いると共に接地しておくことが必要であ
る。 前記のようにしてプラスチツク類の混在を検出
してから、ダンパ１４、スクレーパ１９または往
復動式プラスチツク受容器２２等を作動させるま
での時間は、ベルトコンベヤー２の移送速度と、
電極７，７ａ〜７ｂの取付位置が関係し、また前
記コンベヤーの終端までの距離に依存するから、
これらを加味して適宜設定する。以下前記各実施
例におけるそれらの相対関係を一覧表にして示
す。

【表】 次にコロナ放電バーの印加電圧を6KVとした
場合においてベルトコンベヤーと電極との間隔を
２cmとしたときのプラスチツク類の表面電位は、
そのプラスチツク類の大きさ、形状、組成等によ
つて異なるが、一例として電極から２cm離れたベ
ルトコンベヤー上にあるプラスチツク類の表面電
位（コロナ放電バーの印加電圧6KV、放電処理
３秒後の測定値）を第２表に示す。

【表】 なお、木材チツプが水分を多量に含んでいる場
合、特にコロナ放電によつて木材チツプが発火す
ることを防ぐために、該チツプを予め蒸気で処理
した場合、したがつてプラスチツク類も濡れてい
るときであつても、コロナ放電処理によつてプラ
スチツク類の表面電位は大きく観測でき、本発明
の目的を充分に達成しうることが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本方法を実施する場合の装置の一例を
骨格的に示した側面図、第２図は同上装置におけ
る走査型電極を示す骨格的横断面図、第３図は上
記装置に使用するプラスチツク類の除去装置を示
す横断面図、第４図は同上一部の平面図、第５図
はプラスチツク類除去装置の他の実施態様を示す
一部の縦断面図、第６図は表面電位の検出用固定
電極を示す配置図である。 １：木材チツプ貯蔵器、２：金属製ベルトコン
ベヤー、３：掻きならし用のバー、４：高圧電源
装置、５：コロナ放電バー、６：表面電位計、
７，７ａ〜７ｄ：電極、８：案内杆、９：コンパ
レータ、１０：ランプ、１１：警報器、１２：タ
イマ、１３：ホツパ、１４：ダンパ、１５ａ，１
５ｂ：分岐管、１６：ダンパ駆動装置、１７：木
材チツプ受容器、１８：プラスチツク類受容器、
１９：スクレーパ、２０，２１：シリンダ、２
２：往復動式プラスチツク受容器、２３：スプー
ル弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラスチツク類が混在している木材チツプに
   放電処理を施こし、木材チツプとプラスチツク類
   の帯電性（表面電位）の差を利用してプラスチツ
   ク類の存在を電位計にて検出し、このプラスチツ
   ク類を木材チツプから分離することを特徴とする
   方法。 ２ プラスチツク類が混在している木材チツプを
   金属製のベルトコンベヤーで移送しながら、該コ
   ンベヤーの上方に走査型または固定式の表面電位
   検出用の電極を配設して成る特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 表面電位計の出力をコンパレータに導入し、
   該コンパレータの出力信号でパイロツトランプま
   たは警報器などの表示装置を作動させると共に、
   前記出力信号をタイマに導いて該タイマの設定時
   間経過後にプラスチツク類を除去する装置を作動
   させるようにして成る特許請求の範囲第１項また
   は第２項記載の方法。 ４ ベルトコンベヤーの排出端に分岐管を有する
   ホツパを配設すると共に、前記分岐管の分流個処
   に振り分け用のダンパーをとりつけて成る特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の方
   法。 ５ ベルトコンベヤーの排出端に往復動式のプラ
   スチツク受容器をとりつけて成る特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項記載の方法。