JP4897945B2

JP4897945B2 - Resin sorting apparatus, resin sorting system, and resin sorting method

Info

Publication number: JP4897945B2
Application number: JP2001251396A
Authority: JP
Inventors: 浩司石川; 健一占部; 高照今井
Original assignee: Techno Polymer Co Ltd
Current assignee: Techno UMG Co Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2001-08-22
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: JP2002136932A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄された機器（例：電気・電子機器）から回収した樹脂成形品から樹脂材料をリサイクルする際に、樹脂を種類（＝材質）毎に、望ましくは樹脂に添加されている難燃剤の種類毎に、選別する装置に関する。また、選別前に樹脂成形品の容積を減ずる（＝減容化する）選別システムに関する。また、選別前に樹脂成形品を減容化する選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂成形品は、軽量で、且つ、デザインの多様化に対応できるという特徴を有するため、広範な用途に向けて、多種類、且つ、多量に用いられている。なかでも、家庭電気用品やＯＡ機器等の電気・電子機器では、キャビネット部をはじめとする多くの部材で樹脂成形品が用いられており、平均的には、機器重量の１５〜２０重量％近くが樹脂であるといわれている。近年の環境問題に対する意識の高まりの中で、循環型社会の構築に向けた施策が打ち出されており、上記の樹脂成形品に用いられた樹脂材料のマテリアルリサイクルが要求されている。とりわけ、再び同一用途の樹脂成形品に使用できるような、高品位の樹脂材料のマテリアルリサイクルが要求されている。
【０００３】
高品位の樹脂材料のマテリアルリサイクルを実現するためには、難燃剤等の添加剤種を含む樹脂の材質を、高精度で選別する必要がある。このため、現在、一部で運用されつつある高品位の樹脂成形品の再利用システムでは、廃棄された電子・電気機器を分解して樹脂成形品を回収する際に、樹脂の材質が何であるかを予め特定できる特定の樹脂成形品のみを回収して粉砕した後、リサイクル工場にて再生材料として生産することが行われている。しかし、この方式では、特定のごく少量の樹脂成形品にしか対応できず、経済的に効率が悪かった。
高品位のマテリアルリサイクルを経済的に行うためには、１）対象となる樹脂量を増加させること，２）経済的な材質選別方法を確立すること，が必須となる他、いくつか考慮すべき問題がある。
【０００４】
例えば、分解工場にて電子・電気機器等から回収される樹脂成形品は種々多様な形状をしているため、その嵩密度はかなり低い。このため、回収された樹脂成形品をそのまま保管・運搬することは、実質の樹脂量が僅かでありながら大きなスペースが必要となるため、保管費や物流コストの高騰を招く。このため、回収された樹脂成形品を粉砕機によって粉砕すること、即ち、減容化することが一般に広く行われている。
材質が何であるかを特定できる一部の限られた成形品のみを回収して粉砕・減容化することは、他種類の樹脂の混合が無いため高純度であり、高品位のリサイクルに好適である。しかしながら、材質が何であるかを特定できない他の多くの樹脂成形品に関しては、まとめて粉砕・減容化せざるを得ず、その場合には、多種類の樹脂が混合した粉砕品しか得ることができない。このような多種類の樹脂の混合粉砕品からは、再び同一用途で使用できる高品位の樹脂成形品をリサイクルすることは不可能であり、低級用途のリサイクルや高炉の還元剤とし処理されたり、廃棄物として処理されているのが現状である。
【０００５】
高品位のリサイクルを進めるためには、樹脂成形品の材質の識別と分離を高精度に実施することが必須となる。樹脂成形品の材質の識別に関しては、最近、高性能の樹脂識別装置が開発されており、現実的な手段となりつつある。しかしながら、その機構上、運転・保守点検等でかなりの配慮が必要であり、価格的にも高価である。このような樹脂識別装置を各分解工場に設置して、樹脂成形品の材質を識別する方法は、材質を識別するという観点からは最も効率のよい方法かもしれないが、経済的な観点や、機器の安定運用の観点からは、問題があると言わざるを得ない。
【０００６】
安定的に管理された状態で上記の樹脂識別装置を運用するためには、樹脂成形品を回収する分解工場と、樹脂識別装置の設置場所とを、別個の場所とすることが望ましい。その場合には、分解工場から樹脂識別装置の設置場所まで、樹脂成形品を輸送する必要が生ずる。ここで問題となるのが、樹脂成形品の嵩密度が低いことに起因して生ずる輸送効率の悪さである。このため、経済的に望ましいサイズ（＝適度な輸送効率を達成できるサイズ）まで粉砕して輸送することが望まれる。しかし、そのようにすると、樹脂の材質が何であるかを特定されていない多くの樹脂成形品では、多種類の樹脂成形品が混合された状態で粉砕されることになり、その結果、多種類の樹脂が混合した粉砕品を樹脂識別装置にて識別することになる。そのような識別は原理的には可能であるが、膨大な数の粉砕片ひとつひとつの樹脂の種類の識別と、識別後の材質毎の選別に大規模な装置が必要となり、工業的に実現することは困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電気・電子機器等から回収した樹脂成形品の材質が何であるかを特定することなく複数種類の樹脂が混合しないようにして粉砕し、該粉砕した樹脂の材質を判別し、該判別した各粉砕樹脂が混合しないように分別できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、相当直径が１〜５０ｍｍの範囲にある粉砕樹脂が７０％以上となるように樹脂成形品を成形品毎に粉砕して透明部を備えた収容袋に収容する粉砕・収容手段と、前記収容袋を搬送するための搬送手段と、搬送経路上の所定の判別位置の近傍に設けられ、該判別位置を通過する収容袋の透明部を通して該収容袋内の粉砕樹脂に光を照射し、その反射光に基づいて該粉砕樹脂の種類を判別する判別手段と、判別された粉砕樹脂の種類と、該粉砕樹脂の収容袋が搬送経路上の所定の分別位置に到達すべき到達予定時刻とを、対応つけて記憶する記憶手段と、前記所定の分別位置の近傍に設けられ、該分別位置に到達する収容袋内の粉砕樹脂の種類を、現在時刻と同じ到達予定時刻に対応つけて記憶されている種類であるとして各収容袋を分別回収する分別手段と、を有することを特徴とする樹脂選別システムである。
【０００９】
透明部は、粉砕樹脂に照射・反射されて検出される光に、収容袋を通過することによる影響が現れないようにするために必要である。したがって、収容袋を通過することによる影響が、検出上、無視できる程度であれば、透明部は必ずしも透明でなくてもよい。要は、上記の影響を無視できる光の通過領域（透明部）を収容袋が備えていればよく、そのような光の通過領域を、本明細書では透明部という。透明部は、収容袋の全域であってもよい。全域が透明部である収容袋としては、例えば、ポリエチレン製の袋を例示することができる。なお、厚さは、一般には１００μｍ以下である。その他の樹脂フィルムや、樹脂ネット、金網等を用いた袋も、収容袋として用いることができる。
判別手段としては、ラマンスペクトル分析に基づいて樹脂の種類を識別する手段を挙げることができる。即ち、検出対象の樹脂（＝収容袋内の粉砕樹脂）からの反射光のラマンスペクトルを、予め用意しておいた材質が既知の種々の樹脂からの反射光のラマンスペクトルと順に比較して、合致する樹脂を探し出す手法を挙げることができる。ラマンスペクトル分析に基づく手法は、粉砕樹脂の色調や表面の汚れ等の影響が少ないため好適である。なお、ラマンスペクトル分析以外にも、近赤外スペクトル分析や、中赤外スペクトル分析を利用する手法も用いることができる。
所定の分別位置は、樹脂の種類毎に異なっていてもよい。その場合には、例えば、樹脂Ａが収容されている収容袋は樹脂Ａ用の分別位置にて搬送経路から回収され、樹脂Ｂが収容されている収容袋は樹脂Ｂ用の分別位置にて搬送経路上から回収されというように、分別回収が行われることになる。
所定の分別位置は、樹脂の種類にかかわらず特定の一位置であってもよい。その場合には、分別位置に到達した樹脂Ａの収容袋（樹脂Ａが収容されている収容袋）は搬送経路上から樹脂Ａ用の回収容器等へ導かれ、分別位置に到達した樹脂Ｂの収容袋は搬送経路上から樹脂Ｂ用の回収容器等へ導かれというように、分別回収が行われることになる。
到達予定時刻は、判別時刻、判別位置〜分別位置間の距離、及び搬送速度から求めることができる。これらのデータから、その都度、到達予定時刻を演算してもよいが、上記の距離と搬送速度とは、通常は固定されているため、判別時刻から所定時間後の時刻として演算してもよい。
【００１０】
上記に於いて、相当直径とは、投影対象物の投影面積を円の面積に換算した場合に於ける当該円の直径をいう。
請求項１の発明では、粉砕樹脂の中で相当直径が１〜５０ｍｍの範囲にある粉砕樹脂の割合が７０％以上である。粉砕樹脂の相当直径の範囲は、好ましくは３〜４０ｍｍ、更に好ましくは５〜３０ｍである。また、相当直径がこれらの範囲に含まれる粉砕樹脂の割合は、好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上である。
粉砕樹脂の相当直径が１ｍｍより小さいと、粉体化してしまうため、後に研磨等の方法によって粉砕樹脂を洗浄しようとしても、研磨等ができなくて異物を除去できなくなるという不具合が生ずる。また、静電気によって粉砕機内に付着したり、収容袋に付着するという不具合も生ずる。
一方、粉砕樹脂の相当直径が５０ｍｍを越えると、粉砕樹脂が立体的となってしまう恐れがあるため、十分に減容化できなくなるという不具合が生ずる。
粉砕は、一段階で行ってもよいが、成形品が大きすぎて通常の粉砕機に投入できないような場合には、まず、粗粉砕を行って小さくした後に通常の粉砕機に投入するというように、２以上の段階で行ってもよい。
樹脂成型品１つは１種類の樹脂により成形されることから成型品一個毎に粉砕し、直ちに収容袋に収容することにより、成型品を効果的に減容すると同時に、細かく粉砕された成型品の混合を防ぐことができる。手分解工場にて製品を分解することにより回収した樹脂成型品を成型品一個毎に粉砕、収容袋に収容し、収容袋を輸送することで輸送効率は向上する。
またこのようにして収容された収容袋中の樹脂は同一の１種類の樹脂であるので収容袋毎に樹脂の選別を実施することにより経済的な選別ができる。
ただし、更なる作業効率の向上のため全く同一の樹脂で作られているということが、あらかじめ容易に確認できた成形部材の場合にはこれらをまとめて粉砕し、１つの収容袋に収容してもよい。例えばある製品に、同じ形状で同じ機能の複数の成型部材がある場合（複写機のサイズの異なる複数の給紙トレイ等）にはこれらが同一の樹脂で成型されていることが確認できるときには複数まとめて粉砕し、収容袋に収容してもよい。この方法は１つの製品に小さな、類似形状の同一樹脂からなる樹脂部材が多数ある場合には作業効率向上のために好ましい。
請求項２の発明は、相当直径が１〜５０ｍｍの範囲にある粉砕樹脂が７０％以上となるように樹脂成形品を成形品毎に粉砕して透明部を備えた収容袋に収容する粉砕・収容工程、収容袋の透明部を通して該収容袋内の粉砕樹脂に光を照射し、その反射光に基づいて該粉砕樹脂の種類を判別する判別工程、判別された粉砕樹脂の種類とその収容袋とを対応つける対応工程、対応つけられている種類毎に収容袋を分別する分別工程、を順に実行することを特徴とする樹脂選別方法である。
粉砕樹脂の種類とその収容袋との対応つけは、直接的でもよく、間接的でもよい。間接的とは、例えば、請求項１のように、所定時刻に所定の分別位置に到達する収容袋に粉砕樹脂の種類を対応つけることをいう。要は、分別工程に於いて、収容袋を、その内部に収容されている粉砕樹脂の種類に応じて分別できるように対応つけられていればよい。
【００１１】
本発明により選別される樹脂成形品としては、例えば、ＯＡ家電機器分野、電気・電子分野、通信機器分野、サニタリー分野、自動車分野、雑貨分野等の各種の機器のハウジングや各種のパーツとして使用されている樹脂成形品が挙げられる。具体的には、コピー機、プリンタ、パソコン、テレビ、各種のモニタ、携帯電話等の各種の樹脂筐体、トレイ、内部樹脂部品等が挙げられる。
本発明により選別される樹脂成形品の材料としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂，ポリスチレン樹脂，アクリロニトリル−スチレン樹脂等の各種のスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂，ポリエチレン，ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ＰＡ６，ＰＡ６６，ＰＡ４６，ＰＡ１２等のポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンテレフタレート，ポリアクリレート等のポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂，ポリアセタール，塩化ビニル樹脂，ポリスルフォン，ＰＰＳ，ポリエーテルスルフォン，エチレン−酢酸ビニル共重合体，エチレン−エチルアクリレート共重合体，ＥＶＯＨ，ポリアミド系エラストマー，ポリエステル系エラストマー，及びこれらが２種以上混合したアロイなどが挙げられる。何れも識別が可能である。
本発明により選別される樹脂成形品中の添加剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤等の各種難燃剤、三酸化アンチモン，四酸化アンチモン，五酸化アンチモン，塩素化ポリエチレン，テトラフルオロエチレン重合体等の各種難燃助剤、ガラス繊維，炭素繊維，金属繊維，タルク，マイカ等の無機充填材、抗菌剤，防カビ剤，可塑剤，帯電防止剤，シリコンオイル等が挙げられる。これらの添加剤が樹脂成形品中に相当量、具体的には樹脂成形品１００重量部中に１重量部以上、好ましくは２重量部以上添加されているものであれば、何れも識別が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は実施の形態の樹脂選別システムを示す。
図示のシステムは、樹脂粉砕機１１と、収容袋１５の搬送装置２１と、樹脂識別装置（樹脂判別装置）３１と、分別回収装置４１ａ〜４１ｃとを有する。
【００１３】
樹脂粉砕機１１は、相当直径が１〜５０ｍｍの範囲にある粉砕樹脂が７０％以上となるように樹脂成形品を粉砕する装置である。樹脂成形品は、成形品１個毎に粉砕されて、樹脂粉砕機１１の下方位置に取り付けられた収容袋１５に収容される。また、樹脂粉砕機１１は、図では一段階で粉砕を行う装置が示されているが、成形品が大きすぎて通常の粉砕機に投入できないような場合には、粗粉砕を行うための粉砕機と、粗粉砕後の樹脂品を相当直径が１〜５０ｍｍの範囲にある粉砕樹脂が７０％以上となるように粉砕する粉砕機とを設けて、２段階以上で行うように構成してもよい。
【００１４】
収容袋１５は透明なポリエチレン製であり、サイズは縦２３ｃｍで横１７ｃｍ、厚さは４０μｍである。収容袋１５は、後段の樹脂識別装置３１に於いて、袋内の粉砕樹脂の識別を妨げない材質であれば、透明でなくてもよく、また、ポリエチレン製でなくてもよい。また、フィルム状でなくてもよい。
【００１５】
搬送装置２１は、粉砕樹脂が収容された収容袋を、所定速度Ｖで搬送する装置である。また、必要に応じて停止する装置である。停止は、例えば、樹脂識別装置３１（後述）の演算速度が遅い等の理由で樹脂識別に時間を要するような場合に必要とされる場合がある。搬送装置２１は、例えば、排出機構付コンベアを用い、到達予定時刻（後述）になると、該当する（後述）排出機構を稼働させて、その上の収容袋を下方位置の回収箱に投下するように構成してもよい。なお、粉砕機１１と、搬送装置２１（及び樹脂識別装置３１等）とは、図１では同じ作業所内に設けられているが、別の作業所内に設けて、粉砕機１１で粉砕して収容袋１５に袋詰めした粉砕樹脂を、搬送装置２１等が設けられている作業所まで輸送するように構成することも可能である。つまり、そのように構成しても、樹脂が減容化されているため、輸送コストを低く抑えることができる。
【００１６】
樹脂識別装置３１は、ラマンスペクトル分析に基づいて収容袋１５内の粉砕樹脂の種類を識別する装置である。即ち、検出位置（判別位置）を通過する（又は識別に時間を要する場合にはその時間だけ停止する）収容袋１５内の粉砕樹脂にレーザ光を照射し、その反射光を検出してラマンスペクトルを求め、これを、種類が既知の樹脂からの反射光から予め求めておいたラマンスペクトル（種々の樹脂について予め求めておいたラマンスペクトル）と順に比較して、ラマンスペクトルが合致する樹脂を探し出し、その樹脂を、検出対象の粉砕樹脂の種類として決定する装置である。このため、樹脂識別装置３１は、種々の樹脂について予め求めたラマンスペクトルを記憶している。
【００１７】
分別回収装置４１ａは樹脂Ａ用の分別回収装置である。同様に、分別回収装置４１ｂは樹脂Ｂ用の分別回収装置であり、分別回収装置４１ｃは樹脂Ｃ用の分別回収装置である。なお、樹脂が４種類以上であれば、それに応じて分別回収装置の数も適宜に増加されるものとする。分別回収装置４１ａの分別回収位置と樹脂識別装置３１の検出位置との距離はａ、分別回収装置４１ｂの分別回収位置と樹脂識別装置３１の検出位置との距離はｂ、分別回収装置４１ｃの分別回収位置と樹脂識別装置３１の検出位置との距離はｃである。現在時刻が到達予定時刻（後述）になると、該到達予定時刻に対応つけられている樹脂の種類に対応する分別回収装置が動作されて、該分別回収装置の分別回収位置に在る収容袋が、下方の回収箱に回収される。
なお、分別回収装置は、図示のように、排出機構付きコンベアの排出機構を稼働させて下方位置の回収箱に収容袋を投下する方式に限定されない。例えば、上方位置にハンドを設けて、コンベア上の収容袋をつり上げて回収するように構成してもよい。また、コンベア上の収容袋をロッド等の押出手段で押し出すプッシャーによって構成してもよい。また、分別回収装置を樹脂の種類毎に設けず、単一の回収装置で回収した収容袋を、樹脂の種類に応じてそれぞれの回収箱等に振り分ける装置として構成してもよい。
【００１８】
図２は実施の形態のシステムの制御部の入出力を示すブロック図、図３は樹脂の識別と分別回収の制御手順を示すフローチャートである。以下、図２と図３を参照して説明する。
【００１９】
まず、搬送装置２１が起動される（Ｓ０１）。
樹脂識別装置３１から識別結果（識別位置を通過する（又は識別位置に識別所要時間だけ停止されていた）収容袋１５内の樹脂の種類）が入力されると（Ｓ１１でＹＥＳ）、時計ＩＣから取得した現在時刻と、識別された樹脂の種類に応じて定まる分別回収装置までの距離（例：識別結果が樹脂Ａであれば分別回収装置４１ａまでの距離ａ）と、搬送装置２１の搬送速度Ｖとから、当該収容袋（識別された樹脂を収容している収容袋）が、当該分別回収装置（上記の括弧書きの例では分別回収装置４１ａ）に到達するべき到達予定時刻が演算されて、該樹脂の種類（即ち、該分別回収装置）に対応つけて、制御部３５が持つメモリ（不図示）に記憶される（Ｓ１３）。なお、搬送速度Ｖと、上記の距離（ａ／ｂ／ｃ）とは決まっているため、樹脂の種類に応じて決まる搬送所要時間を、現在時刻に加算するように、上記の演算を行ってもよい。
【００２０】
現在時刻が、制御部３５が持つメモリ（不図示）に記憶されている何れかの到達時刻になると（Ｓ２１でＹＥＳ）、該到達予定時刻に対応つけて記憶されている分別回収装置に対して、制御部３５から動作指令が出力される。これにより当該分別回収装置が動作されて、該分別回収装置の分別回収位置に在る収容袋がその下方位置の回収箱に回収される（Ｓ２３）。その後、当該到達予定時刻と該到達予定時刻に対応つけて記憶されている分別回収装置のデータがメモリから消去される（Ｓ２５）。
【００２１】
〔１〕実施例（識別に関する実施例）：
下記１〜３の樹脂材料の成形品（３辺の寸法が１５ｃｍ，１０ｃｍ，１０ｃｍで、厚さ３ｍｍの箱状成形品）を、成形部材毎に別々に粉砕機（ホーライ社製・ＵＧ−２８０粉砕機（使用スクリーン２０ｍｍ））にかけて粉砕した。粉砕樹脂サイズは、相当直径で平均１０ｍｍ程度であった。ここで、相当直径とは粉砕樹脂の投影面積と同面積の円の直径をいう。
上記の粉砕樹脂を、各成形部材の粉砕物毎に別々に収容袋（ポリエチレン袋（縦２３ｃｍで横１７ｃｍで、厚さ４０μｍ））に収容し、それぞれ樹脂識別装置（スペクトラコード社製・ＲＰ−１，ラマンスペクトル分析に基づく樹脂識別装置）で樹脂の種類を識別して、識別所要時間を測定した。結果を表１に示す。表中、○は全てのサンプルを識別できた場合、×は識別できないサンプルが存在した場合である。
記：
１．アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン．
２．ポリスチレン．
３．ポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン．
【００２２】
〔２〕比較例（識別に関する比較例）：
実施例と略同様である。
実施例と異なる点は、上記１〜３の樹脂材料の成形品を別々ではなく同時に粉砕機で粉砕した点と、同時に粉砕したために３種類の樹脂が混合された粉砕樹脂を収容袋に入れることなく一つ一つ樹脂識別装置で種類を識別した点である。結果を表１に示す。
表１で、識別試験点数は、
『識別試験点数＝粉砕前の成形品重量／粉砕品の標準重量』
という式で推定した。粉砕前の製品重量は７０２ｇ、粉砕品の標準重量は０．２５９ｇであり、これから、識別試験点数は２７００となる。これは、実施例の約９００倍の識別試験点数である。なお、粉砕品の標準重量としては相当直径約１０ｍｍの円板状粉砕品１０個の平均重量を用いた。
また、表１で、識別所要時間は、
『識別所要時間＝全粉砕品の重量／１分間で識別できた粉砕品重量』
という式で推定した。全粉砕品の重量は７０２ｇ、１分間に識別できた粉砕品重量は５．２１ｇであり、これから、識別所要時間は１３５分となる。これは、実施例の約９００倍の識別所要時間である。なお、相当直径１ｍｍ以下の粉砕品では、識別機への位置合わせが困難であったり、ラマンスペクトル強度が低くなったため、識別ができないものがあった。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明では、相当直径が１〜５０ｍｍの範囲にある粉砕樹脂が７０％以上となるように成形品毎に粉砕して透明部を備えた収容袋に収容する収容手段と、粉砕樹脂の収容袋の搬送手段と、搬送経路上の判別位置の近傍に設けられた光学的原理に基づく判別手段と、収容袋が分別位置へ到達する到達予定時刻と粉砕樹脂の種類とを対応つけて記憶する記憶手段と、到達予定時刻に分別位置に到達する収容袋内の粉砕樹脂の種類を該到達予定時刻に対応つけて記憶されている種類として分別回収する分別手段とを有するため、回収した樹脂成形品を複数種類の樹脂が混合しないように粉砕した後に材質を判別して分別することができる。
請求項２の発明では、相当直径が１〜５０ｍｍの範囲にある粉砕樹脂が７０％以上となるように樹脂成形品を成形品毎に粉砕して透明部を備えた収容袋に収容し、収容袋の上から内部の粉砕樹脂の種類を判別し、粉砕樹脂の種類とその収容袋とを対応つけ、対応つけられている種類毎に収容袋を分別するため、回収した樹脂成形品を複数種類の樹脂が混合しないように粉砕した後に材質を判別して分別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の樹脂選別システムを示す説明図。
【図２】図１のシステムの制御部の入出力を示すブロック図。
【図３】樹脂判別・分別回収制御手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１樹脂粉砕機
１５収容袋
３１樹脂識別装置
４１ａ〜４１ｃ分別回収装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, when a resin material is recycled from a resin molded product collected from a discarded device (eg, electrical / electronic device), the resin is desirably added to the resin for each type (= material). The present invention relates to an apparatus for sorting by type of fuel. The present invention also relates to a sorting system that reduces the volume of a resin molded product before sorting (= volume reduction). The present invention also relates to a sorting method for reducing the volume of a resin molded product before sorting.
[0002]
[Prior art]
Resin molded products are lightweight and have the characteristics of being able to cope with the diversification of designs, and are therefore used in many types and in large quantities for a wide range of applications. In particular, in electrical and electronic equipment such as household electrical appliances and OA equipment, resin molded products are used in many parts including the cabinet part, and on average, it is close to 15 to 20% by weight of equipment weight. Is said to be a resin. In recent years, with a growing awareness of environmental issues, measures for building a recycling-oriented society have been put forward, and material recycling of resin materials used in the above resin molded products is required. In particular, there is a demand for material recycling of high-quality resin materials that can be used again for resin molded products of the same application.
[0003]
In order to realize material recycling of high-quality resin materials, it is necessary to select resin materials containing additive species such as flame retardant with high accuracy. For this reason, what is the material of the resin when disposing of the discarded electronic / electric equipment and collecting the resin molded product in a high-quality resin molded product reuse system that is currently in operation in some areas? Only a specific resin molded product that can be specified in advance is collected and pulverized, and then produced as a recycled material in a recycling factory. However, this method can cope with only a very small amount of a resin molded product, and is economically inefficient.
In order to economically recycle high-grade materials, it is essential to 1) increase the amount of target resin, and 2) establish an economical material selection method. There's a problem.
[0004]
For example, resin molded articles recovered from electronic / electrical equipment etc. at a disassembly factory have various shapes, so that their bulk density is quite low. For this reason, storing and transporting the recovered resin molded product as it is requires a large space even though the actual resin amount is small, which causes an increase in storage costs and logistics costs. For this reason, it is generally widely performed to pulverize the recovered resin molded product with a pulverizer, that is, to reduce the volume.
Collecting only a limited number of molded products that can identify what the material is, crushing and volume reduction is high purity because there is no mixing of other types of resin, suitable for high-quality recycling It is. However, for many other resin molded products whose material cannot be specified, it must be pulverized and reduced in volume, and in that case, only pulverized products in which various types of resins are mixed can be obtained. I can't. It is impossible to recycle a high-grade resin molded product that can be used again for the same application from such a mixed and pulverized product of various types of resins. Currently, it is treated as waste.
[0005]
In order to promote high-quality recycling, it is essential to identify and separate the material of the resin molded product with high accuracy. Regarding the identification of the material of the resin molded product, a high-performance resin identification device has recently been developed and is becoming a practical means. However, due to the mechanism, considerable consideration is required for operation, maintenance, and inspection, and the price is also high. Such a resin identification device installed in each disassembly factory, and the method of identifying the material of the resin molded product may be the most efficient method from the viewpoint of identifying the material, From the viewpoint of stable operation of equipment, it must be said that there is a problem.
[0006]
In order to operate the above-described resin identification device in a stably managed state, it is desirable that the disassembly factory for collecting the resin molded product and the installation location of the resin identification device are separate locations. In that case, it becomes necessary to transport the resin molded product from the disassembly factory to the installation location of the resin identification device. The problem here is the poor transport efficiency resulting from the low bulk density of the resin molded product. For this reason, it is desired to pulverize and transport to an economically desirable size (= size that can achieve an appropriate transportation efficiency). However, in such a case, in many resin molded products in which the resin material is not specified, many types of resin molded products are pulverized in a mixed state, and as a result, many types of resin molded products are mixed. The pulverized product mixed with the resin is identified by the resin identification device. Although such identification is possible in principle, a large-scale device is required for identifying the type of resin for each of the enormous number of crushed pieces and for sorting the materials after identification, which is industrially realized. It is difficult.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention, without specifying what the material of the resin molded product recovered from the electrical and electronic equipment is pulverized without mixing a plurality of types of resin, to determine the material of the pulverized resin, It is an object of the present invention to enable separation so that the determined pulverized resins are not mixed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a pulverization method in which a resin molded product is pulverized for each molded product so that the pulverized resin having an equivalent diameter in the range of 1 to 50 mm is 70% or more and is accommodated in an accommodation bag having a transparent portion. The storage means, the transport means for transporting the storage bag, and the pulverized resin in the storage bag are provided in the vicinity of a predetermined determination position on the transfer path and through the transparent portion of the storage bag passing through the determination position. Discriminating means for irradiating light and determining the type of the pulverized resin based on the reflected light, the determined type of the pulverized resin, and the storage bag for the pulverized resin reach a predetermined sorting position on the conveyance path The storage means for storing the expected arrival time in association with each other and the type of the pulverized resin in the storage bag that is provided in the vicinity of the predetermined separation position and reaches the separation position is the same arrival time as the current time. As each type is stored in correspondence with And separating means for separate collection containers bag, a resin sorting system characterized by having a.
[0009]
The transparent portion is necessary to prevent the light detected by being irradiated and reflected on the pulverized resin from being affected by passing through the containing bag. Therefore, the transparent portion does not necessarily have to be transparent if the influence of passing through the containing bag is negligible for detection. In short, it is sufficient that the accommodation bag has a light passage region (transparent portion) in which the above influence can be ignored, and such a light passage region is referred to as a transparent portion in this specification. The transparent part may be the entire area of the containing bag. An example of the accommodation bag whose entire region is a transparent portion is a polyethylene bag. The thickness is generally 100 μm or less. Bags using other resin films, resin nets, wire nets, and the like can also be used as storage bags.
Examples of the discriminating means include means for discriminating the type of resin based on Raman spectrum analysis. That is, the Raman spectrum of the reflected light from the resin to be detected (= the pulverized resin in the containing bag) is sequentially compared with the Raman spectra of the reflected light from various resins whose materials have been prepared in advance. A method for finding a matching resin can be mentioned. A technique based on Raman spectrum analysis is preferable because it is less affected by the color tone of the pulverized resin and surface contamination. In addition to the Raman spectrum analysis, a method using near infrared spectrum analysis or mid-infrared spectrum analysis can also be used.
The predetermined sorting position may be different for each type of resin. In that case, for example, the storage bag containing the resin A is collected from the transport path at the separation position for the resin A, and the storage bag containing the resin B is transported at the separation position for the resin B. Sorted collection is performed such as being collected from the route.
The predetermined sorting position may be a specific position regardless of the type of resin. In that case, the storage bag of the resin A that has reached the separation position (the storage bag in which the resin A is stored) is guided to the collection container for the resin A from the transport path, and the resin B that has reached the separation position. The container bag is guided to the collection container for the resin B from the transport path, and so on.
The estimated arrival time can be obtained from the determination time, the distance between the determination position and the classification position, and the conveyance speed. From these data, the estimated arrival time may be calculated each time. However, since the distance and the conveyance speed are normally fixed, they may be calculated as a time after a predetermined time from the determination time. .
[0010]
In the above SL, the equivalent diameter refers to the diameter of the in the circle when converted to the area of a circle the projected area of the projection target.
In invention of Claim 1 , the ratio of the grinding | pulverization resin which has an equivalent diameter in the range of 1-50 mm in grinding | pulverization resin is 70% or more. The range of the equivalent diameter of the pulverized resin is preferably 3 to 40 mm, more preferably 5 to 30 m. The proportion of the pulverized resin having an equivalent diameter within these ranges is preferably 80% or more, and more preferably 90% or more.
If the equivalent diameter of the pulverized resin is smaller than 1 mm, the pulverized resin is pulverized. Therefore, even if an attempt is made to wash the pulverized resin later by a method such as polishing, there is a problem in that polishing cannot be performed and foreign matter cannot be removed. Moreover, the malfunction of adhering in a grinder or adhering to an accommodation bag also arises by static electricity.
On the other hand, if the equivalent diameter of the pulverized resin exceeds 50 mm, the pulverized resin may become three-dimensional, which causes a problem that the volume cannot be reduced sufficiently.
The pulverization may be performed in one stage, but if the molded product is too large to be put into a normal pulverizer, first, coarse pulverization is performed and then the mixture is put into a normal pulverizer. Alternatively, it may be performed in two or more stages.
Since one resin molded product is molded from one type of resin, each molded product is crushed and immediately stored in a storage bag to effectively reduce the volume of the molded product and at the same time finely pulverized molded product. Can prevent mixing. The resin molded product recovered by disassembling the product at the manual disassembly factory is pulverized for each molded product, stored in a storage bag, and the storage bag is transported to improve the transport efficiency.
Moreover, since the resin in the accommodation bag accommodated in this way is the same one kind of resin, economical sorting can be performed by selecting the resin for each accommodation bag.
However, in the case of molded parts that can be easily confirmed in advance that they are made of exactly the same resin for further improvement in work efficiency, they are crushed together and stored in a single storage bag. Also good. For example, if a product has a plurality of molded members having the same shape and the same function (such as a plurality of paper feed trays having different sizes of copying machines), it is possible to confirm that these are molded with the same resin. You may grind | pulverize collectively and may accommodate in an accommodation bag. This method is preferable for improving work efficiency when a single product has a large number of small, similar-shaped resin members made of the same resin.
A second aspect of the present invention, pulverized and the equivalent diameter is in the collection bag having a transparent portion by pulverizing a resin molded article for each molded article as grinding resin in the range of 1~50mm is 70% or more A storing step, a determining step of irradiating the pulverized resin in the storing bag with light through the transparent portion of the storing bag, and determining the type of the pulverized resin based on the reflected light, the determined type of the pulverized resin and the storing bag And a sorting process for sorting the containing bags for each of the associated types.
The correspondence between the type of pulverized resin and its storage bag may be direct or indirect. Indirect means, for example, as in claim 1 , associating the type of pulverized resin with a storage bag that reaches a predetermined sorting position at a predetermined time. In short, in the separation step, it is sufficient that the storage bag is associated with the storage bag so that it can be sorted according to the type of pulverized resin contained therein.
[0011]
The resin molded product selected according to the present invention is used, for example, as a housing or various parts of various devices in the OA home appliance field, electrical / electronic field, communication field, sanitary field, automobile field, sundries field, etc. Resin molded products. Specific examples include various resin casings, trays, internal resin parts, and the like such as copiers, printers, personal computers, televisions, various monitors, and mobile phones.
Examples of the resin molded material selected according to the present invention include various styrene resins such as acrylonitrile-butadiene-styrene resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene resin, olefin resins such as polycarbonate resin, polyethylene, and polypropylene, Polyamide resin such as PA6, PA66, PA46, PA12, polyester resin such as polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyacrylate, polyphenylene ether resin, polyacetal, vinyl chloride resin, polysulfone, PPS, polyethersulfone, ethylene-vinyl acetate Polymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, EVOH, polyamide elastomer, polyester elastomer, and a mixture of two or more thereof. Lee and the like. Either can be identified.
Examples of additives in the resin molded product selected according to the present invention include various flame retardants such as halogen flame retardants and phosphorus flame retardants, antimony trioxide, antimony tetraoxide, antimony pentoxide, chlorinated polyethylene, tetra Examples include various flame retardant aids such as fluoroethylene polymers, inorganic fillers such as glass fiber, carbon fiber, metal fiber, talc, and mica, antibacterial agents, antifungal agents, plasticizers, antistatic agents, and silicone oils. . Any of these additives can be identified as long as they are added in a considerable amount in the resin molded product, specifically, 1 part by weight or more, preferably 2 parts by weight or more in 100 parts by weight of the resin molded product. It is.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a resin sorting system according to an embodiment.
The illustrated system includes a resin crusher 11, a transport device 21 for the containing bag 15, a resin identification device (resin discrimination device) 31, and sorting and collecting devices 41 a to 41 c.
[0013]
The resin pulverizer 11 is an apparatus for pulverizing a resin molded product so that the pulverized resin having an equivalent diameter in the range of 1 to 50 mm is 70% or more. The resin molded product is pulverized for each molded product and stored in a storage bag 15 attached to a lower position of the resin pulverizer 11. The resin pulverizer 11 is a device that performs pulverization in one stage in the figure. However, when the molded product is too large to be put into a normal pulverizer, pulverization for coarse pulverization is performed. And a pulverizer that pulverizes the resin product after coarse pulverization so that the pulverized resin having an equivalent diameter in the range of 1 to 50 mm is 70% or more. Good.
[0014]
The storage bag 15 is made of transparent polyethylene and has a size of 23 cm in length and 17 cm in width and a thickness of 40 μm. The storage bag 15 may not be transparent or made of polyethylene as long as it is a material that does not hinder the identification of the pulverized resin in the bag in the subsequent resin identification device 31. Moreover, it may not be a film form.
[0015]
The conveyance device 21 is a device that conveys the accommodation bag containing the pulverized resin at a predetermined speed V. Moreover, it is an apparatus which stops as needed. The stop may be necessary when, for example, the resin identification device 31 (described later) has a slow calculation speed or the like, and the resin identification requires time. The transport device 21 uses, for example, a conveyor with a discharge mechanism, and when a scheduled arrival time (described later) is reached, the corresponding (described later) discharge mechanism is operated to drop the containing bag onto the collection box at the lower position. You may comprise. The pulverizer 11 and the conveying device 21 (and the resin identification device 31 and the like) are provided in the same work place in FIG. 1, but are provided in different work places and pulverized by the pulverizer 11 and accommodated. It is also possible to transport the pulverized resin packed in the bag 15 to a work place where the transport device 21 and the like are provided. That is, even with such a configuration, since the volume of the resin is reduced, the transportation cost can be kept low.
[0016]
The resin identification device 31 is a device that identifies the type of pulverized resin in the storage bag 15 based on Raman spectrum analysis. That is, the laser beam is irradiated to the pulverized resin in the storage bag 15 that passes through the detection position (determination position) (or stops only when the identification takes time), and the reflected light is detected to detect the Raman spectrum. This is compared with the Raman spectrum obtained in advance from the reflected light from a known type of resin (Raman spectra obtained in advance for various resins) to find a resin that matches the Raman spectrum. The apparatus determines the resin as the type of pulverized resin to be detected. For this reason, the resin identification device 31 stores Raman spectra obtained in advance for various resins.
[0017]
The separation collection device 41a is a separation collection device for the resin A. Similarly, the fraction collection device 41b is a separation collection device for the resin B, and the separation collection device 41c is a separation collection device for the resin C. In addition, if there are four or more types of resins, the number of separation and collection devices is increased accordingly. The distance between the separation collection position of the separation collection device 41a and the detection position of the resin identification device 31 is a, the distance between the separation collection position of the separation collection device 41b and the detection position of the resin identification device 31 is b, and the separation of the separation collection device 41c. The distance between the collection position and the detection position of the resin identification device 31 is c. When the current time reaches the scheduled arrival time (described later), the separation collection device corresponding to the type of resin associated with the scheduled arrival time is operated, and the containing bag at the separation collection position of the separation collection device is In the lower collection box.
In addition, as shown in the drawing, the sorting and collecting device is not limited to a system in which the discharging mechanism of the conveyor with the discharging mechanism is operated to drop the storage bag into the collecting box at the lower position. For example, you may comprise so that a hand may be provided in an upper position and the accommodation bag on a conveyor may be lifted and collect | recovered. Moreover, you may comprise by the pusher which extrudes the accommodation bag on a conveyor with extrusion means, such as a rod. In addition, a separate collection device may not be provided for each type of resin, and a storage bag collected by a single collection device may be configured as a device that distributes to each collection box according to the type of resin.
[0018]
FIG. 2 is a block diagram showing input / output of the control unit of the system according to the embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of resin identification and separation collection. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS. 2 and 3.
[0019]
First, the transport device 21 is activated (S01).
When the identification result (the type of resin in the storage bag 15 that has passed through the identification position (or stopped at the identification position for the time required for identification)) is input from the resin identification device 31 (YES in S11), the clock IC The acquired current time, the distance to the separation collection device determined according to the type of the identified resin (eg, the distance a to the separation collection device 41a if the identification result is resin A), and the conveyance speed of the conveyance device 21 From V, the estimated arrival time at which the storage bag (the storage bag storing the identified resin) should reach the sorting and collecting device (the sorting and collecting device 41a in the above parenthesized example) is calculated. Then, it is stored in a memory (not shown) of the control unit 35 in association with the type of the resin (that is, the sorting and collecting device) (S13). Since the transport speed V and the distance (a / b / c) are determined, the above calculation is performed so that the required transport time determined according to the type of resin is added to the current time. Also good.
[0020]
When the current time reaches any arrival time stored in a memory (not shown) of the control unit 35 (YES in S21), the sorting collection device stored in association with the estimated arrival time is used. An operation command is output from the control unit 35. As a result, the sorting and collecting apparatus is operated, and the containing bag at the sorting and collecting position of the sorting and collecting apparatus is collected in the collecting box at the lower position (S23). Thereafter, the scheduled arrival time and the data of the separate collection device stored in association with the scheduled arrival time are deleted from the memory (S25).
[0021]
[1] Example (Example regarding identification):
A molded product of the following resin materials 1 to 3 (a box-shaped molded product having three side dimensions of 15 cm, 10 cm, and 10 cm and a thickness of 3 mm) is separately pulverized for each molded member (Horai Corp., UG-280). It grind | pulverized over the grinder (usable screen 20mm). The pulverized resin size had an equivalent diameter of about 10 mm on average. Here, the equivalent diameter means the diameter of a circle having the same area as the projected area of the pulverized resin.
The above pulverized resin is separately stored in a storage bag (polyethylene bag (length 23 cm, width 17 cm, thickness 40 μm)) for each pulverized product of each molded member, and each resin identification device (Spectra Code, RP- 1, a resin identification device based on Raman spectrum analysis) was used to identify the type of resin, and the time required for identification was measured. The results are shown in Table 1. In the table, o indicates that all samples can be identified, and x indicates that there are unidentifiable samples.
Record:
1. Acrylonitrile-butadiene-styrene.
2. polystyrene.
3. Polycarbonate / acrylonitrile-butadiene-styrene.
[0022]
[2] Comparative example (comparative example regarding identification):
This is substantially the same as the embodiment.
The difference from the embodiment is that the molded product of the above resin materials 1 to 3 is not separately but simultaneously pulverized by a pulverizer, and the pulverized resin in which three kinds of resins are mixed because it is simultaneously pulverized is put in a storage bag. It is the point which identified the kind with the resin identification device one by one. The results are shown in Table 1.
In Table 1, the identification test score is
“Number of identification test points = weight of molded product before grinding / standard weight of ground product”
It was estimated by the formula. The product weight before pulverization is 702 g, and the standard weight of the pulverized product is 0.259 g. From this, the identification test score is 2700. This is a discrimination test score about 900 times that of the example. As the standard weight of the pulverized product, the average weight of 10 disc-shaped pulverized products having an equivalent diameter of about 10 mm was used.
In Table 1, the time required for identification is
“Required time for identification = weight of all crushed products / weight of crushed products identified in 1 minute”
It was estimated by the formula. The weight of all pulverized products is 702 g, and the weight of pulverized products that can be identified in one minute is 5.21 g. From this, the time required for identification is 135 minutes. This is about 900 times as long as the identification time of the embodiment. Note that some pulverized products having an equivalent diameter of 1 mm or less cannot be identified because positioning to an identification machine is difficult or Raman spectrum intensity is low.
[0023]
[Table 1]

[0024]
【Effect of the invention】
According to the first aspect of the present invention, an accommodating means for pulverizing each molded product so that the pulverized resin having an equivalent diameter in the range of 1 to 50 mm is 70% or more, and accommodating the pulverized resin in an accommodating bag having a transparent portion The storage bag transport means, the determination means based on the optical principle provided in the vicinity of the determination position on the transport path, the arrival time when the storage bag reaches the sorting position, and the type of pulverized resin are associated with each other. Since it has storage means for storing and sorting means for sorting and collecting the type of pulverized resin in the storage bag that reaches the sorting position at the scheduled arrival time as a type stored in association with the scheduled arrival time, After the resin molded product is pulverized so as not to mix a plurality of types of resins, the material can be identified and sorted.
In the invention of claim 2 , the resin molded product is pulverized for each molded product so that the pulverized resin having an equivalent diameter in the range of 1 to 50 mm is 70% or more, and is stored in a storage bag having a transparent portion. Different types of crushed resin inside are identified from the top of the bag, the type of pulverized resin is associated with its containing bag, and the containing bag is sorted according to the type of correspondence. The material can be discriminated after being pulverized so as not to mix the resin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a resin sorting system according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing input / output of a control unit of the system of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing a resin discrimination / separation collection control procedure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Resin grinder 15 Storage bag 31 Resin identification apparatus 41a-41c Sorting collection apparatus

Claims

Pulverization / accommodating means for pulverizing the resin molded product for each molded product so that the pulverized resin having an equivalent diameter in the range of 1 to 50 mm is 70% or more, and storing the pulverized resin in a storage bag having a transparent portion ;
Conveying means for conveying the containing bag;
Light is applied to the pulverized resin in the storage bag through the transparent portion of the storage bag that is provided near the predetermined determination position on the transport path and passes through the determination position, and the type of the pulverized resin based on the reflected light Discriminating means for discriminating;
Storage means for storing the identified type of pulverized resin and the estimated arrival time at which the smashed resin storage bag should reach a predetermined sorting position on the transport path;
The type of pulverized resin in the storage bag that is provided near the predetermined sorting position and reaches the sorting position is assumed to be the type stored in association with the same scheduled arrival time as the current time. Separation means for separating and collecting;
A resin sorting system characterized by comprising:

A crushing / accommodating step for crushing a resin molded product for each molded product so that the crushing resin having an equivalent diameter in a range of 1 to 50 mm is 70% or more and storing the resin molded product in a storage bag having a transparent portion ;
Discriminating step of irradiating light to the pulverized resin in the storage bag through the transparent portion of the storage bag, and determining the type of the pulverized resin based on the reflected light,
Corresponding process for associating the determined type of pulverized resin with its containing bag,
A separation process for separating the containing bags for each type
The resin selection method characterized by performing sequentially.