(57)【要約】【課題】プラスチック片の中から分別したいプラスチック片だけを選択的に帯電させて精度良く吸着回収することができるプラスチックの分別装置を提供する。【解決手段】ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定手段と、前記測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算手段と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電手段と、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収手段とを有するプラスチックの分別装置。【選択図】図１
2010099618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定手段と、前記測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算手段と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電手段と、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収手段とを有することを特徴とするプラスチックの分別装置。
【請求項２】
前記プラスチック片の特徴が、プラスチック片の種類、色、形状および大きさから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックの分別装置。
【請求項３】
前記測定手段、帯電手段および回収手段は、ベルトコンベアの進行方向に対して各々１個以上設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のプラスチックの分別装置。
【請求項４】
前記帯電手段は、ベルトコンベアの幅方向に１個以上設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のプラスチックの分別装置。
【請求項５】
前記帯電手段と前記回収手段は対向して設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載のプラスチックの分別装置。
【請求項６】
ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定工程と、前記測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算工程と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電工程と、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収工程とを有することを特徴とするプラスチックの分別方法。
【請求項７】
前記プラスチック片の特徴が、プラスチック片の種類、色、形状および大きさから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項６に記載のプラスチックの分別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックの分別方法および分別装置に関し、詳しくは回収したいプラスチック片だけを選択的に静電気により帯電させて吸着回収する分別方法および分別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多種類のプラスチック片の静電分離方法は、例えば図７に示すように、プラスチック片を摩擦などでプラスまたはマイナスに帯電させて、直流高電圧を印加した垂直に設置した平板電極１９により生成された電場に落下させる。帯電したプラスチック片は、落下中に静電気力によってプラスまたはマイナス電極側へ引き寄せられて軌道が変化する。その軌道の変化により、回収容器２０のＡＢＳ回収容器２０１、再分別用中間回収容器２０２、ＰＳ回収容器２０３に分かれてプラスチック片は回収される分別方法が知られていた（特許文献１参照）。なお、図７におけるプラスチック片は、図８に示すプラスチック片のサンプルを示す。
【０００３】
また多種類のプラスチック混合体の帯電序列を利用した分別方法が知られている（特許文献２参照）。これは摩擦により帯電序列を有するように帯電したプラスチック混合体を、帯電序列のプラスまたはマイナス側の末端位置から順番に、同一素材で構成された複数個の攪拌棒及び攪拌容器を通過させて、静電分離する分別方法である。
【特許文献１】特開平７−１７８３５１公報
【特許文献２】特開２００２−１３６８９４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来の静電分離では、帯電序列に対応した分別が基準となっているが、プラスチックの表面の粗さや吸湿性によっては帯電序列の位置が大きく変わるという課題があった。従って単純な摩擦による帯電ではプラスまたはマイナスのどちらに帯電するかが解からず不安定である。また摩擦による帯電は、帯電量そのものに斑があり、分別の精度を低くする要因となっていた。
【０００５】
更に帯電序列が同じ位置にある異種プラスチック及びプラスチック片の色・形状・大きさ別には分別できないという課題もあった。
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、プラスチック片の中から分別したいプラスチック片だけを選択的に帯電させて精度良く吸着回収することができるプラスチックの分別方法および分別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するプラスチックの分別装置は、ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定手段と、前記測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算手段と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電手段と、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記の課題を解決するプラスチックの分別方法は、ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定工程と、前記測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算工程と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電工程と、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、プラスチック片の中から分別したいプラスチック片だけを選択的に帯電させて精度良く吸着回収することができるプラスチックの分別方法および分別装置を提供することができる。
また、本発明は、回収したいプラスチックだけを選択的に帯電させることができ、帯電序列や帯電量に依存しないで、更にはプラスチックの種類、色、形状、大きさといった特徴別に精度良くプラスチック片を回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係るプラスチックの分別装置は、ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定手段と、前記測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算手段と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電手段と、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
前記測定手段、帯電手段および回収手段は、ベルトコンベアの進行方向に対して各々１個以上設けられているが好ましい。
前記帯電手段は、ベルトコンベアの幅方向に１個以上設けられていることが好ましい。
【００１１】
前記帯電手段と前記回収手段は対向して設けられていることが好ましい。
本発明に係るプラスチックの分別方法は、ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定工程と、前記測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算工程と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電工程と、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
次に、本発明に係るプラスチックの分別装置と分別方法を合わせて説明する。
本発明における測定手段は、ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する。前記測定手段を用いて、ベルトコンベア上を移動するプラスチック片の特徴および位置を測定する測定工程を行なう。
【００１３】
測定手段には、プラスチック識別センサーが用いられ、例えばラインスキャンセンサーもしくはエリアスキャンセンサーが挙げられる。識別センサーはベルトコンベアの幅方向の分解能がプラスチック片よりも小さい事が好ましい。これにより正確なプラスチック片の特徴および位置が識別できる。
【００１４】
測定手段で測定されるプラスチック片の特徴は、プラスチック片の種類、色、形状および大きさから選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。プラスチック片の種類とは、材質、添加剤の配合比、また熱、光、湿度による劣化度を表す。
【００１５】
本発明における演算手段は、前記測定手段で測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する。前記演算手段を用いて、測定されたプラスチック片の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算工程を行なう。
【００１６】
演算手段には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、記憶装置が用いられる。
本発明における帯電手段は、前記演算手段で演算して選択された分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる。前記帯電手段を用いて、分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電工程を行なう。プラスチック片を帯電させる帯電手段としては、コッククロフト・ウォルトンなどに代表される高電圧発生回路から高電圧を針状電極に印加する事で発生したコロナイオンを噴霧させて帯電させる装置や、ベルトコンベアに垂直に上下から電界をかけてプラスチック片を誘電分極させ巨視的に帯電させる装置や、ベン・デ・グラーフ法などに代表されるゴムベルトの摩擦で発生した静電気をプラスチック片に誘導して帯電させる装置等が用いられる。
【００１７】
プラスチック片を帯電させる電荷の正負は、プラスチックの特性からマイナスが好ましいが、前記帯電手段ではプラスチック片を一方的に帯電させることができるためプラスに帯電させても構わない。
【００１８】
更に選択的に帯電させる帯電手段としては、帯電手段をベルトコンベアの幅方向に複数箇所備え、分別したいプラスチック片が通過したときだけ帯電させることができ、帯電手段はプラスチック片の最も小さいサイズに合わせて複数箇所備えることが好ましい。
【００１９】
帯電手段により、プラスチック片をマイナスもしくはプラスの一方に帯電することが出来るため、帯電序列の位置が大きく変わっても、プラスチック片がマイナスもしくはプラスのどちらに帯電するか解からない不安定さは大きく軽減される。また帯電量に斑があっても選択的に帯電できるため、分別精度が向上する。
【００２０】
測定手段では、１以上のプラスチック識別センサー、即ち近赤外線または可視光ＣＣＤなどのカメラでプラスチック片の種類、色、形状、大きさ等の特徴を測定することができ、この分類毎に選択的に帯電・分別できる。従って帯電序列が同じ位置にある異種プラスチック及びプラスチック片の種類、色、形状、大きさ別に容易に分別することができる。
【００２１】
プラスチック片を帯電させる帯電手段を１ライン以上有することが好ましい。１ライン以上有する帯電手段としては、保持したベルトコンベア上のプラスチック片の位置を利用し、プラスチック片が帯電手段を通過したときにだけ帯電させることが好ましい。またプラスチック片の帯電時間をベルトコンベアの搬送速度に追従させないと他のプラスチック片まで帯電させてしまい好ましくない。
【００２２】
本発明においては、プラスチック片を帯電させる帯電手段を１以上有する事でプラスチックの帯電量を増加させて、分別精度が高まる。
本発明における回収手段は、前記る帯電手段で帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する。前記回収手段を用いて、帯電したプラスチック片を静電気力で吸着して回収する回収工程を行なう。プラスチック片を帯電させる帯電手段と、静電気力で吸着して回収する回収手段を一対以上有することが好ましい。回収手段には、例えば帯電ドラムが用いられる。
【００２３】
プラスチック片を帯電させる帯電手段と、静電気力で吸着して回収する帯電ドラム部を一対以上有する事で、プラスチック片の位置と特徴から種類、色、形状、大きさ別を多段に回収することが容易になる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
実施例１
図１は本発明のプラスチックの分別装置の一実施態様を示す構成図である。
【００２５】
図１において、本発明のプラスチックの分別装置は、ベルトコンベア１３を流れる破砕プラスチック片１の特徴および位置を測定するプラスチック識別センサー４からなる測定手段と、測定された破砕プラスチック片１の特徴および位置から演算して分別されるプラスチック片を選択する演算装置（ＣＰＵ：中央演算処理装置）５からなる演算手段と、前記分別されるプラスチック片だけを選択的に帯電させる帯電装置７からなる帯電手段と、帯電した破砕プラスチック片１を静電気力で吸着して回収する回収用帯電ドラム１０からなる回収手段と、分別した破砕プラスチック片１を回収する回収容器１２１、１２４から構成される。
【００２６】
前記プラスチック識別センサー４は、破砕プラスチック片１の種類、色、形状、大きさ等の特徴を測定する。そのためベルトコンベア１３で破砕プラスチック片１が重ならないで搬送されるためのフィーダー２と、測定の感度を向上・安定させるための光源３とを備えている。
【００２７】
また演算装置５は、測定した破砕プラスチック片１が帯電装置７の直下に到達するまでの、経過時刻または移動距離を積算するため、エンコーダー１４を備えている。更に、帯電装置７は回収したい破砕プラスチック片だけを選択的に精度良く帯電させるため、前工程で一旦、全ての破砕プラスチック片の静電気を中和するための除電装置６を備えている。回収用帯電ドラム１０は、ドラム表面を帯電させるため、印加する高圧電源８とドラム帯電電極９と備え、またドラムに吸着した破砕プラスチック片をかき落とすスクレーバー１１とを備えている。
【００２８】
図３は帯電装置７を詳細に拡大した概略図である。帯電装置７は破砕プラスチック片１が通過する空間に、即ちベルトコンベアの進行方向に垂直に電界を発生させるため装置である。帯電装置７は、高圧電流電圧発生回路１５１と、高圧電流電圧発生回路１５１から生成した高電圧を演算装置５で決定した破砕プラスチック片の位置および到達時刻に同期させ印加するリレー制御装置１６と、印加した高電圧から電界を発生させる誘電分極用平行平板電極１７１、１７２から成る。
【００２９】
破砕プラスチック片１を図８に示すサンプルとして実施例を更に詳しく説明する。図８のサンプルは破砕したプラスチック片であって、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）およびＰＳ（ポリスチレン）の２材質でそれぞれ白黒の２色を有する計４種類で構成されている。
【００３０】
４種類の破砕プラスチック片１はトラフに発振機構を取り付けたフィーダー２によって折り重なることなく、ベルトコンベア１３に供給される。供給された破砕プラスチック片１は、識別センサー４のＣＣＤラインスキャンカメラによって進行方向およびベルト幅方向の共に破砕プラスチック片の大きさよりも小さい分解能で測定される。ここでＣＣＤラインスキャンカメラの前工程には乱反射を極力押え、光量を一定にし測定を安定させるため白色蛍光灯の光源３が設置されている。
【００３１】
測定された色彩情報は位置を特定するためベルトコンベア１３の幅方向の座標と測定時刻と共に演算装置５に逐次保持される。進行方向への移動距離はベルトコンベア１３の回転軸に設置されたエンコーダー１４から取得された搬送速度と経過時刻の乗算を積分する事で得られる。
【００３２】
黒色の破砕プラスチック片の移動距離が帯電装置７に到達したとき、演算装置５が保持した幅方向の位置情報を図３に示すリレー制御装置１６が取得して、黒色の破砕プラスチック片が誘電分極用平行平板電極１７１の直上を通過したときだけプラスまたはマイナスの高電圧を印加する。高電圧が印加された誘電分極用平行平板電極１７１、１７２間には電界が発生する。ここを通過した黒色の破砕プラスチック片の表面は、プラスチック内の誘電分極によって、誘電分極用平行平板電極１７１で印加した電荷とは逆の極に帯電される。なお黒色の破砕プラスチック片だけを効率的に精度良く帯電させるため、前工程の除電装置６で全ての破砕プラスチック片１の静電気を常時中和する。
【００３３】
次にドラム帯電用高圧電源８によって高圧電流電圧発生回路１５１とは逆の極の電圧をドラム帯電用電極９に常時印加する。ドラム帯電用電極９と回収用帯電ドラム１０間に電界が発生し、回収用帯電ドラム１０の表面は黒色破砕プラスチック片表面と逆の極に帯電される。プラスもしくはマイナスに帯電した黒色の破砕プラスチック片は、静電気力によって回収用帯電ドラム１０に吸着され、スクレーバー１１によってかき落とされて回収容器１２１に集められる。また白色の破砕プラスチック片は、そのまま搬送され、回収容器１２４に集められる。
【００３４】
上記実施例１で示した帯電装置７は、図４に示すコロナ放電発生部１７３から発生したコロナイオンを回収したい黒色の破砕プラスチック片に噴霧させて選択的に帯電させても良い。更に図５に示すベン・デ・グラーフ法などに代表されるゴムベルト１５２２の摩擦で発生した静電気を、静電気誘導部１７４を通じて黒色の破砕プラスチック片に誘導して帯電させる方法も良い。
【００３５】
上記の構成であれば、破砕プラスチック片の表面の粗さや吸収性によって帯電序列が左右されても、選択的に破砕プラスチックを分別する事ができる。また帯電量そのものに斑があっても精度良く分別する事ができる。
【００３６】
また実施例１で示したプラスチック識別センサー４は、必ずしもＣＣＤラインスキャンカメラでなくても良い。即ち赤外線カメラ、Ｘ線カメラ、紫外線カメラなどプラスチックの特定の特徴を捉えるセンサーであれば、ＣＣＤラインスキャンに限定されない。従って対象は色だけでなく形状、大きさ、素材、添加物などの違いでも分別する事が可能である。更に帯電させる事が可能であれば分別対象は破砕プラスチック片でなくても良い。例えばゴム、紙、ガラス繊維、木片など帯電させる事ができれば、これに限定されない。
【００３７】
実施例２
図２は本発明のプラスチックの分別装置の他の実施態様を示す構成図である。
図２は実施例１における静電気によるプラスチックの分別装置に代わり、プラスチック識別センサー４が２台に、また帯電装置７と回収用帯電ドラム１０を各々３台用いたものである。
【００３８】
プラスチック識別センサー４をＣＣＤラインスキャンカメラと近赤外ラインスキャンカメラを搭載する事で、破砕プラスチック片の色だけ無く、種類別の識別が可能である。従って、識別結果と搬送速度と経過時刻の乗算を積分を保持する事で、図８に示したＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）およびＰＳ（ポリスチレン）の２材質でそれぞれ白黒の２色を有した計４種類をひとつの工程で順次、分別する事ができる。
【００３９】
実施例３
図６は本発明の実施例１における静電気によるプラスチックの分別装置に代わり、帯電装置７のコロナ放電発生部１７３を複数列に配備したものである。ベルトコンベア１３の回転軸に設置されたエンコーダー１４から取得された搬送速度と経過時刻の乗算を積分した結果を保持している事から、ベルトコンベアの搬送速度に追従しながら破砕プラスチック片を帯電する事ができる。即ち帯電時間を余分に確保する事ができる。これによってベルトコンベアの搬送速度を向上する事ができ、結果的に回収量を増加する事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明のプラスチックの分別方法および分別装置は、プラスチック片の中から分別したいプラスチック片だけを選択的に帯電させて精度良く吸着回収することができるので、プラスチックの高純度リサイクルとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のプラスチックの分別装置の一実施態様を示す構成図である。
【図２】本発明のプラスチックの分別装置の他の実施態様を示す構成図である。
【図３】本発明における帯電装置の拡大説明図である。
【図４】本発明における帯電装置の変形例１の拡大説明図である。
【図５】本発明における帯電装置の変形例２の拡大説明図である。
【図６】本発明における帯電装置の変形例３の拡大説明図である。
【図７】従来技術の静電分離を説明する原理図である。
【図８】破砕プラスチック片の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  破砕プラスチック片
２  フィーダー
３，３１，３２  光源
４  プラスチック識別センサー
４１  ＣＣＤラインスキャンカメラ
４２  近赤外ラインスキャンカメラ
５  演算装置
６，６１，６２，６３  除電装置
７，７１，７２，７３  帯電装置
８，８１，８２，８３  ドラム帯電用高圧電源
９，９１，９２，９３  ドラム帯電用電極
１０，１０１，１０２，１０３  回収用帯電ドラム
１１，１１１，１１２，１１３  スクレーバー
１２１，１２２，１２３，１２４  回収容器
１３  ベルトコンベア
１４  エンコーダー
１５１  高圧直流電圧発生回路
１５２１  静電気集電部
１５２２  静電気発生用ゴムベルト
１５２３  中和用電極
１５２４  集電用電極
１６  リレー制御装置
１７１，１７２  誘電分極用平行平板電極
１７３  コロナ放電発生部
１７４  静電気誘導部
１８  ホッパー
１９  誘電分極用平行平板電極
２０  回収容器
２０１  ＡＢＳ回収容器
２０２  再分別用中間回収容器
２０３  ＰＳ回収容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010099618.tif 000009
【図８】
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