JPS5815542A - 木材チツプ中に混在するプラスチツク類を分離する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、木材チップ中に混在しているプラスチック類
を分離除去する方法に関するものである。

今や、プラスチックは至るところで使用されているが、
一方ではプラスチッ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、木材チップ中には、プ
ラスチック類の袋類、紐類、名札類、容器の破片、玩具
類、その他のプラスチック夾雑物、ゴム（これらを含め
てプラスチック類という）が混在していることが多い。

プラスチックは、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ノぞルプ中にそのまま残
存する。混入したこれらのプラスチック類は、パルプ化
工程中に於けるポンプ、叩解機等積々の機緘的作用によ
っ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、ｅルプと
異物との比重差が小さく、更にプラスチック類はパルプ
よりも比重の小さいものが普通であって、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・ぞルプをその
まま抄紙するど、異物は紙屑中に入り、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、木材チップ中に混在しているプラスチック類の
除去対策に頭を悩ましているのが現状である。

現在、木材チップ中に混在しているプラスチン　　−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ップとプラスチックとの僅かな比重
差を利用してプラスチック類を浮上分離する方法等が知
られているが、前者にあっては多くの人手を要する反面
、作業能率が悪く、後者にあっ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った結果、木材チップには
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、プラスチッ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、従って極めて帯電し易
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、木材チップとプラスチック類との帯電
特性の差を利用した分離法であって、その構成は次のと
おりである。

すなわち、まずプラスチック類が混在している木材チッ
プにコロナ放電処理を施して帯電せしめる。そもそも木
材チップは水分を多量圧含んでいる為、電気伝導度が高
い。これに対してプラスチック類は絶縁体であり、その
電気伝導度は木材チッ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ップ上の電荷減衰速
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ってコロナ放電処理を施し
たプラスチッ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ックにお
いてはその絶対値が大きく、木材チップにおいてはその
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ック類の存在を検知し、効率的に
プラスチック類を分離除去しようとしたのが本方法であ
る〇 表面電位計の電極部のＷ！装位置は、ベルトコンベヤー
上を移行しているプラスチック類を含んだ木材チップに
コロナ放電処理を施して、帯電せしめたプラスチック類
の電荷が減衰してしまわないような位置で、かつプラス
チック類の表面電位が木材チッ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。

本方法にあっては、移行している木材チップ中に混在（
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２メチツク類に、予め放
電処理を施して帯電させ、それＫよる表面電位を表面電
位計にて測定するものであって、その際該電位訂にコン
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っ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ッ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
ップ中に混在するプラスチック類がその表面電位によっ
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、或いはこれらチップ類
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、本方法によって木材チップ中のプラスチックを分
離除去する際の具体的手段を概括的に掲げる。

（１）表面電位岨の出力をランプぐレータに導入した上
で、該コンル−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
鳴る〇一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、木材チップ中にプラスチック類が混在してい
る場合、プラスチック類の存在が表面電位Ｗ１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ットランプが点灯するとと
もに、タイマを経由して、一定時間経過後にベルトコン
ベヤーが停止させて木材チップ中のプラスチックのみを
人手を介して除去するという方法である。

（２）　　プラスチッ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、パイロットランプが点灯
し、警報器が鳴るとともにタイマーを通じ、少し遅れて
木材チップ除去器がベルトコンベヤー上を動き、プラス
チック類を含んだ木材チップを自動的にベルトコンベヤ
ーの横方向に除去する。

（３）木材チップ中からプラスチッ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
プラスチックを含む木材チップを除去した後、これを他
の場所へ移すことによってプラスチック類を除去する方
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ップ群にコロナ放電処理を効果的
に行い、かつプラスチックの表面電位を効果的に検出で
きるようにするためＫは、木材チッ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〇 更にまた、顔料が添加されているプラスチック類の場合
には電位の減衰速度が速いため、そのプラスチック類の
帯電位を検出するには、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、プラスチックのコロナ放電による帯電面が
減衰しても、木材チップの電位と区別できる大きさで観
測できる位置に電位組を設置する必要がある。

通常、コロナ放電処理電位は、Ｉ　ＫＶから５０ＫＶの
範囲を使用し、コロナ放電、？−の針電極とベルトコン
４ヤーたる対電極との距離は、３ｃｒｒｌから２０ｃｒ
ｎ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、プラスチック類を有効に帯
電せしめるよう適宜選ぶことができる。なお、コロナ放
電処理によって、表面電位計で存在を検知できるプラス
チックは、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーゼネート、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、ポリ弗化ビニリデン、
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、ポリブタジェン等およびこれらの共重合体を含
む合成高分子化合物、さらにはセロファン、ゴム類等が
あり、木材チッ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ック類の大きさは、１−以上で
あるが、１坤２以下の大きさのプラスチック類でも、た
とえばポリスチレン、ぼりエチレン、ポリエステルのよ
うにコロナ放電処理によるＷｆ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、表面電位言［の電極は、木材チップの流れの層に
出来るだけ接近させるのが好ましく、木材チップと接触
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って異なる為、補正をする必要があ
る。

なお著しく小さいプラスチック片は、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、プラスチック類は、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・々−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。

以下本発明を添付図面に基〜・て具体的に説明するＯ 実施例１ 第１図に示すように、木材チップの入った貯蔵器（１）
から木材チップを一例として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、その木材チッ
プを符号（３）で示す掻き均らし棒を用いて該チップが
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ノ々−（５）を設け、
移送中の木材チッ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
１移送速度はこれを一例として３ｒｒＬ／分とする。ま
た前記コロナ放電パー（５）の後方には釣３０ｃｒｎは
ど離隔して表面電位計（６）の電極部（７）を設置し、
チップ類に帯電させた電位量を測定するように構成する
。

電極部どして、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５ｃｒｎはど離れた位置に
前記３個の電極（７ａ）〜（７ｃ）が各々該ベルトコン
ベヤー巾のＨ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７．８　ｍ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ッ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
ランプぞレータ（９）に導入し、該ランプにレータによ
っ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、ｅ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、その検出信号によっ
てパイロットランプＱＱを点灯させ、或いは同時に警報
器α１）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
ときには木材チップ中にプラスチッ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って
プラスチック類の存在を知らしめると同時に、当該信号
によって別途にとりつけたタイマＯｚを作動させ、一定
時間経過後に前記コン４ヤ−（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
のチップ類に含まれるプラスチッ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ップ中に含まれてい
るプラスチッ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ック類を含む木
材チッ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、ホッパ０濁をとりつけ、かつこのホラ・ぞに振分
げダンパ圓を有する分岐管（１５ａ）（１５ｂ）を配設
し、更に前記ダンパＱ４＋の駆動源（ＩＧ）に前述のタ
イマ０２）の信号を供給するようＫしておく。しかして
、常時は図に鎖線をもって示すような位置にダンパ（１
４）を設定しておいて、コンベヤー（２）から排出され
るチップが受容器（１りに収納されるようになす。木材
チップ中にプラスチッ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（１ｚ
が作動し、所定時間経過後にダンパ（１４）が図に実線
をもって示す位置に切換わる。しかるときはプラスチッ
ク類を含んだチップは、分岐管（１５ｂ）を経由してプ
ラスチック受容器（１８１に収納される。

実施例３ 木材チップ中に混在しているプラスチック類を除去する
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。前者はチッ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Ｕ印
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０ｚの出力信号によって昇降用シリンダ（４））
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゛前記スクレーノ々顛を第２図に実線をもって
示すように扛上させておき、プラスチック類が混在した
チップが所定の移行位置圧到達したときには、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
＜２１１のピストンロンドにとりつけた往復動式のプラ
スチック受容器＠を配設した場合であって、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Ｅｌが切換わり、それによってプラスチッ
ク類が自動的に＃失される〇実施例４ 第６図は木材チップおよびそれに混在するプラスチック
類の表面電位を検出する場合の変態例を示すものであっ
て、非走査型の表面電位計として川口電機（株）製の型
式ＳＳＶ　ｌｌ−４０を一例としてベルトコンベヤーの
上方４０７Ｉに配設した場合には、１個の電極（７ｄ）
の検出領域は７〜Ｂｃｒｎ幅であるから、これを６０α
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、場合によっては図示のよう
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ノにレータ
（９）の設定電位以上の電位を検知したときは、それに
よっ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パー（５）についても説明しておく
と、該パー（５）とベルトコンベヤー（２）との間隔は
、好ましくは７〜８ｃｒｎ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〜・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ック類の混在を検出してから
、ダンノｅ　Ｑ４）　、スクレーパ［１９１または往復
動式プラスチック受容器（２）等を作動させるまでの時
間ハ、ベルトコンベヤー（２）の移送速度と、電極（７
）（７ａ）〜（７ｄ）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０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。

（以下余白） １９゜ 次にコロナ放電ノ々−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
ときのプラスチック類の表面電位は、そのプラスチック
類の大きさ、形状、組成等によって異なるが、−例とし
て電極から２ｃｍ＠れたベルトコンベヤー上にあるプラ
スチック類の表面電位（コロナ放電）々−の印加電圧６
ＫＶ、放電処理３秒後の測定値）を第２表に示す〇 第２表 なお、木材チップが水分を多量に含んでいる場合、特に
コロナ放電によって木材チップが発大することを防ぐた
めに、該チップを予め蒸気で処理した場合、したがって
プラスチック類も濡れているときであっても、コロナ放
電処理によってプラスチッ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ろことが確認され
た。

【図面の簡単な説明】

＠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
スチッ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図はプラスチック類除失装置の他の実
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）：木材チップ貯＆器　（２）：金属製ベルトコン
ベヤー（３）＝掻きならし用のパー　（４）：高圧電源
装置（５）：コロナ放電ノ々−（６）二表面電位計（７
）（７ａ）〜（７ｄ）；電極　　（８）：案内杆（９）
：コンノ臂レータ　　　ａＱ：ランプ（Ｉｌｌ　：　ｉ
ｆ報器　　　　　　Ｏｚ：タイマ＋１３）　：ホツパ　
　　　　　（１４）：ダンノぞ（１５ａ）Ｏ５ｂ）　：
分岐管　　　０６）：ダンパ駆動装置＋１７）　：木材
チップ受容器　　＋１８）　ニブラスチック類受容器Ｑ
ω：スクレーノぞ　　　　ｅ！０）（２１１ニジリンダ
＠：往復動式プラスチック受容器 ＠ニスゾール弁 神崎製紙株式会社 代理人芦田直衛 ｉ１１図 ０ １３ＷＪ 第５図 ２ 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　プラスチック類が混在している木材チップに
   放電処理を施こし、木材チップとプラスチック類の帯電
   性（表面電位）の差を利用してプラスチック類の存在を
   電位計にて検出し、このプラスチック類を木材チップか
   ら分離することを特徴とする方法。
2. （２）　　プラスチック類が混在している木材チップを
   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. （３）表面電位計の出力をコンパレータに導入し、該ラ
   ンプぞレータの出力信号でパイロッ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ッ
   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. （４）ヘルドコンベヤーの排出端に分岐管を有するホッ
   パを配設すると共に、前記分岐管の分流個処に振り分は
   用のダンＡ−をとりつげ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. （５）　　ベルトコンベヤーの排出端に往復動式のプラ
   スチッ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。