(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多種類の材質を含む廃プラスチックを材質別に選別分離するに際して、
廃プラスチック材を破砕して所定の大きさの廃プラスチック片を形成し、
廃プラスチック片を洗浄した後、これら廃プラスチック片を、当該廃プラスチック片に含まれる複数の材質の比重列で中間部に位置する比重の分離液に投入して、浮遊する軽比重選別片と、沈降する重比重選別片とに分離する湿式比重選別を行い、分離された前記軽比重選別片および前記重比重選別片を、それぞれに含まれる材質の比重列で中間部に位置する比重の分離液にそれぞれ再投入し、このような湿式比重選別を複数回繰り返して、各比重選別片にそれぞれ含まれる材質が３種類以下になるまで行い、
２種類または３種類に分離された前記各比重選別片をそれぞれ摩擦帯電させた後、高電圧が印加された回転ドラム電極と対向電極との間の静電場に前記各比重選別片を投入し、前記各比重選別片を材質ごとの極性と帯電量により生じる静電力を利用して落下方向を変化させ分離する静電分離を行い、単独の材質別の廃プラスチック片に分離する
ことを特徴とする廃プラスチックの選別分離方法。
【請求項２】
多種類の材質を含む廃プラスチックを材質別に選別分離する選別分離設備であって、
廃プラスチック原料を粉砕して所定の大きさの廃プラスチック片を形成する破砕機と、
当該破砕機の下流側に配置されて、廃プラスチック片を洗浄する洗浄装置と、
当該洗浄装置の下流側に配置されて、廃プラスチック片に含まれる材質の比重列の中間に位置する比重の分離液により、浮遊または沈降する各比重選別片に分離し、さらに前記各比重選別片に含まれる材質の比重列の中間に位置する比重の分離液によりさらに分離して各比重選別片の材質を３種類以下にする複数の湿式比重選別機と、
当該湿式比重選別機の下流側に配置されて、２種類または３種類に分離された各比重選別片をそれぞれ摩擦帯電させる摩擦帯電装置、および摩擦帯電された各比重選別片を、高電圧が印加された回転ドラム電極と対向電極との間の静電場に投入し、各比重選別片をそれぞれの材質ごとの極性と帯電量により生じる静電力を利用して落下方向を変化させ廃プラスチック片を単独の材質別に分離する静電選別機を有する複数の静電分離装置とを具備した
ことを特徴とする廃プラスチックの選別分離設備。
【請求項３】
洗浄装置は、廃プラスチック片に蒸気を噴射して表面の汚染物を除去する蒸気洗浄装置により構成された
ことを特徴とする請求項２記載の廃プラスチックの選別分離設備。
【請求項４】
湿式比重選別機は、
分離液を収容し、底部に沈降する重比重選別片を収集する重比重片収集部が形成された分離槽と、
当該分離槽の底部近傍で前記重比重片収集部に対向して供給口が開口された材料供給装置と、
前記分離槽内で前記重比重片収集部に臨んで取込口が開口され重比重選別片を取り出す重比重片排出装置と、
前記分離槽の分離液面に臨んで取込口が開口され軽比重選別片を取り出す軽比重片排出装置とを具備し、
前記材料供給装置は、供給筒内の軸心位置に、比重選別片を高速で攪拌するとともに比重選別片を前記供給口から供給可能な複数の突片を有する回転軸が回転自在に配置された
ことを特徴とする請求項２または３記載の廃プラスチックの選別分離設備。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃家電や廃自動車など、多種類の材質を含む廃プラスチック材を材質別に選別する廃プラスチックの選別分離方法および選別分離設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電リサイクル法などに基づく廃プラスチックの回収と再利用が数多く実施されている。廃プラスチックを再利用するためには、廃家電や廃自動車などの分野ごとに、材質別に精度よく選別回収することが不可欠である。
【０００３】
本発明者等は、たとえば特許文献１に示すように、摩擦帯電させたプラスチック片を、正の対向電極と負のドラム電極の間に形成された静電場に投入することにより、材質ごとに異なる極性と帯電量の差を利用して、両電極に対する吸引・反発力（静電力）により落下する方向がそれぞれ相違することに着目し、プラスチック片を材質別に分離する静電分離法を開発した。
【０００４】
ところで、廃家電や廃自動車に含まれる廃プラスチック材は多種類の材質が含まれ、破砕された廃プラスチック片には、多種類の材質が混合されて表面も汚染され、プラスチック片の分離精度を向上させるためには、より高度な洗浄と選別が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０８８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、多種類の材質を含む廃プラスチック片を選別分離する場合、特許文献１の静電分離法を採用すると、対向電極とドラム電極からなる静電選別機を複数段に配置する必要がある。この場合、最上流段側の静電選別機で多種類の材質を含む廃プラスチック片を分離することになり、ここでの分離精度が低いと、下流段側の静電選別機での分離精度を上げることが困難となり、静電分離法により、多種類の材質を含む廃プラスチック片を一度に種類別に精度良く選別分離するのが困難とおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決して、多種類の材質が混合された廃プラスチックを、材質別に精度良く選別分離可能な廃プラスチックの選別分離方法および選別分離設備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】
【０００８】
請求項１記載の発明は、
多種類の材質を含む廃プラスチックを材質別に選別分離するに際して、
廃プラスチック材を破砕して所定の大きさの廃プラスチック片を形成し、
廃プラスチック片を洗浄した後、これら廃プラスチック片を、当該廃プラスチック片に含まれる複数の材質の比重列で中間部に位置する比重の分離液に投入して、浮遊する軽比重選別片と、沈降する重比重選別片とに分離する湿式比重選別を行い、分離された前記軽比重選別片および前記重比重選別片を、それぞれに含まれる材質の比重列で中間部に位置する比重の分離液にそれぞれ再投入し、このような湿式比重選別を複数回繰り返して、各比重選別片にそれぞれ含まれる材質が３種類以下になるまで行い、
２種類または３種類に分離された前記各比重選別片をそれぞれ摩擦帯電させた後、高電圧が印加された回転ドラム電極と対向電極との間の静電場に前記各比重選別片を投入し、前記各比重選別片を材質ごとの極性と帯電量により生じる静電力を利用して落下方向を変化させ分離する静電分離を行い、単独の材質別の廃プラスチック片に分離するものです。
【０００９】
請求項２記載の発明は、
多種類の材質を含む廃プラスチックを材質別に選別分離する選別分離設備であって、
廃プラスチック原料を粉砕して所定の大きさの廃プラスチック片を形成する破砕機と、
当該破砕機の下流側に配置されて、廃プラスチック片を洗浄する洗浄装置と、
当該洗浄装置の下流側に配置されて、廃プラスチック片に含まれる材質の比重列の中間に位置する比重の分離液により、浮遊または沈降する各比重選別片に分離し、さらに前記各比重選別片に含まれる材質の比重列の中間に位置する比重の分離液によりさらに分離して各比重選別片の材質を３種類以下にする複数の湿式比重選別機と、
当該湿式比重選別機の下流側に配置されて、２種類または３種類に分離された各比重選別片をそれぞれ摩擦帯電させる摩擦帯電装置、および摩擦帯電された各比重選別片を、高電圧が印加された回転ドラム電極と対向電極との間の静電場に投入し、各比重選別片をそれぞれの材質ごとの極性と帯電量により生じる静電力を利用して落下方向を変化させ廃プラスチック片を単独の材質別に分離する静電選別機を有する複数の静電分離装置とを具備したものである。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成において、
洗浄装置は、廃プラスチック片に蒸気を噴射して表面の汚染物を除去する蒸気洗浄装置により構成されたものである。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項２または３記載の構成において、
湿式比重選別機は、
分離液を収容し、底部に沈降する重比重選別片を収集する重比重片収集部が形成された分離槽と、
当該分離槽の底部近傍で前記重比重片収集部に対向して供給口が開口された材料供給装置と、
前記分離槽内で前記重比重片収集部に臨んで取込口が開口され重比重選別片を取り出す重比重片排出装置と、
前記分離槽の分離液面に臨んで取込口が開口され軽比重選別片を取り出す軽比重片排出装置とを具備し、
前記材料供給装置は、供給筒内の軸心位置に、比重選別片を高速で攪拌するとともに比重選別片を前記供給口から供給可能な複数の突片を有する回転軸が回転自在に配置されたものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、湿式比重選別を単数または複数回繰り返して、多種類の材質を含む廃プラスチック片を、２種類または３種類の材質を含む比重選別片に分離し、これら各比重選別片をそれぞれ静電分離して材質別に分離することにより、多種類の材質を含む廃プラスチック片を、精度良く選別分離することができ、廃プラスチックのリサイクルを効率よく実施することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、単数または複数の湿式比重選別機により、多種類の材質を含む廃プラスチック片を複数回、湿式比重選別を繰り返して、３種類以下の材質を含む比重選別片に分離し、これら３種類以下の比重選別片を、摩擦帯電装置により摩擦帯電させて静電選別機の静電場に投入することで、比重選別片の材質ごとに異なる極性と帯電量により両電極に対して吸引、反発する静電力を利用して落下経路を変化させることで、比重選別片を材質別に分離することができる。したがって、多種類の材質が混在した廃プラスチック片を、精度良く材質別に分離選別することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、選別前に、蒸気洗浄機により廃プラスチック片に蒸気を吹き付けて、表面に付着した油分や離型剤などの汚染物を確実に除去することで、湿式比重選別や静電分離における分離精度を向上させることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、湿式比重選別機では、供給筒の供給口を分離槽の底部近傍で重比重片収集部に対向して開口させることにより、分離液中での各比重選別片の滞留時間と浮遊時間とを長く確保して、分離液による分離精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る廃プラスチックの選別分離設備の実施例を示すブロック図である。
【図２】廃プラスチックの選別分離方法を説明するフロー図である。
【図３】主湿式比重選別機を示す縦断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は主湿式比重選別機の材料供給装置を示し、（ａ）は供給筒の横断面図、（ｂ）は供給筒の部分縦断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は第１静電分離装置の構造を示し、（ａ）は実施例に係る２種の比重選別片を材質別に分離する装置を示す全体縦断面図、（ｂ）は３種類の比重選別片を材質別に分離する他の実施例の装置を示す部分断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は第１静電分離装置における選別雰囲気調整手段を示す縦断面図で、（ａ）は選別雰囲気調整手段の第２例で、ボックス内を加熱するボックス加熱装置を示し、（ｂ）は選別雰囲気調整手段の第３例で、回転ドラム電極を加熱する電極加熱装置を示し、（ｃ）は選別雰囲気調整手段の第４例で、対向電極を加熱する電極加熱装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１７】
以下、本発明に係る廃プラスチックの選別分離設備の実施例を図面に基づいて説明する。
この廃プラスチックの選別分離設備は、廃家電や廃自動車などの廃プラスチック材に含まれる多種類、たとえば６種類の材質を含む廃プラスチック材をそれぞれ材質別に分離するものであり、図１に示すように、破砕機１１、風力選別機１２、蒸気洗浄機（洗浄装置）１３、主湿式比重選別機（湿式比重選別機）１４、副湿式比重選別機（湿式比重選別機）１５、洗浄機２１Ａ〜２１Ｄ、液切り機２２Ａ〜２２Ｄおよび第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃを具備し、第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃには、乾燥供給ホッパ（加熱乾燥機）５０、摩擦帯電装置５１、静電選別機５６がそれぞれ設けられている。
【００１８】
まず、図２を参照して、廃プラスチックの選別分離方法を説明する。
１）破砕機１１により廃プラスチック材を分離可能な所定の大きさに破砕する（STEP.1）。
【００１９】
２）風力選別機１２により、廃プラスチック片から軽異物を除去する（STEP.2）。
３）蒸気洗浄機１３により、廃プラスチック片に蒸気を吹き付け、表面に付着した油脂などの不純物を除去する（STEP.3）。
【００２０】
４）主湿式比重選別機１４により、廃プラスチック片を、すべての材質の比重列の中間に位置する所定の比重、たとえば１．１５の分離液（塩水）３０Ａに投入し、廃プラスチック片を、沈降する重比重選別片と浮遊する軽比重選別片とに分離する（STEP.4）。
５）重比重選別片または軽比重選別片に含まれる材質の種類が、４種類以上の場合（STEP.5）には、分離液３０Ａの性質に応じて洗浄と液切りを行い、または液切りのみを行い（STEP.6）、さらに副湿式比重選別機１５により、材質の比重列の中間部に位置する分離液３０Ｂを使用して、湿式比重選別を再度行う（STEP.4）。
【００２１】
６）重比重選別片または軽比重選別片に含まれる材質が３種類以下の場合（STEP.5）、３種類の材質が静電選別可能かどうかを判断する（STEP.7）。すなわち、３種類の材質の帯電列における位置が接近している場合、精度の良く静電分離することができない。このため、洗浄および液切り、または液切りした（STEP.6）後、副湿式比重選別機１５により再度湿式比重選別を行う（STEP.4）。反対に３種類であっても、それぞれの材質の帯電列における位置が離れている場合には、精度の良く静電分離を行うことができる。
【００２２】
７）重比重選別片または軽比重選別片に含まれる材質が１種類の場合（STEP.9）、洗浄および液切り、または液切りのみを行う。
８）重比重選別片または軽比重選別片に含まれる材質が静電選別可能な２種類または３種類の場合（STEP.８）、各比重選別片は、分離液３０Ａ，３０Ｂの性質に対応して、洗浄および液切り、または液切りのみを行った（STEP.10）後、それぞれ第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃに送られる。
【００２３】
９）第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃでは、乾燥供給ホッパ５０で比重選別片をそれぞれ乾燥した（STEP.11）後、摩擦帯電装置５１に投入して摩擦帯電させ（STEP.12）、さらに静電選別機５６により材質別に分離する（STEP.13）。
【００２４】
以下、実施例の詳細を説明する。
６種類の材質の廃プラスチック片は、たとえばポリテトラフルオロエチレン：商標名テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ），ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ），ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ），ポリスチレン（ＰＳ）であり、これら材質の比重列を表１に、帯電列を表２にそれぞれ示す。
【００２５】
【表１】
0005578826.tif 000002
【００２６】
【表２】
0005578826.tif 000003
破砕機１１は、たとえば家電機器または自動車部品などから回収された６種類の材質を含む廃プラスチック材を、たとえば外径が８〜１５ｍｍとなるように粉砕して廃プラスチック片を形成する。
【００２７】
風力選別機１２は、破砕された廃プラスチック片に、所定速度の分離エアを噴射して、混入された紙片や発泡プラスチック片などの軽異物を吹き飛ばして分離する。
蒸気洗浄機１３は、投入シュートから洗浄容器に廃プラスチック片を投入し、洗浄容器内に底部から導入した洗浄用蒸気により、廃プラスチック片を蒸気洗浄するものである。これにより、廃プラスチック片の表面に付着するワックス、油や離型材などの被膜、不純物を効果的に除去して、分離精度を向上させることができる。
【００２８】
主湿式比重選別機１４は、６種類の廃プラスチックの比重列の中間部に位置する分離液３０、ここではたとえば比重１．１５の塩水を使用して、浮遊する軽比重選別片と、沈降する重比重選別片とに分離する。
【００２９】
図３，図４に示すように、主湿式比重選別機１４は、架台３１上に設置されて分離液３０Ａを収容する分離槽３２と、分離槽３２に収容された分離液３０Ａ中に廃プラスチック片を供給する材料供給装置３３と、分離液３０Ａの深層部に沈降した重比重選別片を排出する重比重片排出装置３４と、分離液３０Ａの表層部に浮遊する軽比重選別片を排出する軽比重片排出装置３５と、複数の回転翼３６ａを所定方向に回転させて分離液３０Ａの表層に浮遊する軽比重選別片を軽比重片排出装置３５の取込口３５ｄに送り込むプラスチック片案内装置３６とを具備している。
【００３０】
前記分離槽３２は、平面視が矩形または円形の槽本体３２ａと、槽本体３２ａから下部中央に向かって傾斜する傾斜底板により、下部ほど平面視断面が小さくなるテーパ槽３２ｂを具備し、このテーパ槽３２ｂの下端側に、沈降する重比重選別片を収集する重比重片収集部３７が形成されている。
【００３１】
材料供給装置３３は、分離槽３２の上方に設置された投入ホッパ４１が接続された円形断面の供給筒４２が、分離液３０Ａの表面から没入して深層部近傍まで伸びるように配置され、この供給筒４２の下端部に、重比重片収集部３７に対向して供給口４２ａが開口されている。したがって、材料供給装置３３により、廃プラスチック片を供給口４２ａから分離液３０Ａの深層部に投入し解放することにより、分離液３０Ａ中の浸漬分離時間と移動距離とを長くして、分離液３０Ａ中で沈降または浮遊する各比重選別片の分離精度を向上させることができる。
【００３２】
また供給筒４２内に、上端部に設けられた駆動モータ４３により高速で回転駆動される回転軸４４が軸心位置に配置されており、この回転軸４４に軸心方向に一定間隔ごとに攪拌、送り用の翼片４５が等角度（図では９０°）ごとに取り付けられている。さらに供給筒４２の内周面には、９０°ごとに攪拌用リブ４６が軸心方向に沿って突設されている。したがって、駆動モータ４３により回転軸４４を介して翼片４５を回転し、翼片４５と攪拌用リブ４６の作用により、投入ホッパ４１から供給筒４２内に供給された廃プラスチック片を効果的に攪拌するとともに、表面に付着した汚染物を剥離させ、所定の送り速度で供給口４２ａから分離液３０Ａの深層部に送り出すことができる。
【００３３】
また前記各翼片４５が、それぞれ回転軸４４に直交する軸心回りに回動自在に取り付けられて姿勢調整することができ、翼片４５の送り方向に対する傾斜角を調整して、廃プラスチック片の攪拌状態と供給速度とを制御することができる。
【００３４】
重比重片排出装置３４は、テーパ槽３２ｂの外面に沿って上下方向に設置された排出筒３４ａと、この排出筒３４ａに軸心回りに回転自在に内装されたらせん状スクリュー３４ｂと、排出筒３４ａの上端部に設けられてスクリュー３４ｂを回転駆動する駆動モータ３４ｃからなるスクリューフィーダにより構成され、排出筒３４ａの下端部に重比重片収集部３７に臨んで取込口３４ｄが開口され、上端側に送出口３４ｅが形成されている。
【００３５】
軽比重片排出装置３５は、槽本体３２ａの側板を外側上位から内側下位に向かって貫通する排出筒３５ａと、この排出筒３５ａに軸心回りに回転自在に内装されたらせん状スクリュー３５ｂと、排出筒３５ａの上端部に設けられてスクリュー３５ｂを回転駆動する駆動モータ３５ｃからなるスクリューフィーダにより構成されている。そして、排出筒３５ａの下端部に分離液３０Ａの表層に臨んで取込口３５ｄが開口され、上端側に送出口３５ｅが形成されている。
【００３６】
この主湿式比重選別機１４により、６種類の材質を含む廃プラスチック片を、２種類の材質を含む重比重選別片（ＰＴＦＥ，ＰＶＣ）と、４種の材質を含む軽比重選別片（ＰＥ，ＰＰ，ＡＢＳ，ＰＳ）とに選別分離することができる。
【００３７】
副湿式比重選別機１５は、４種類の材質を含む軽比重選別片（ＰＥ，ＰＰ，ＡＢＳ，ＰＳ）を、２種ずつの材質の軽・軽比重選別片（ＰＥ，ＰＰ）と軽・重比重選別片（ＡＢＳ，ＰＳ）とに分離するもので、４種類の材質（ＰＥ，ＰＰ，ＡＢＳ，ＰＳ）の比重列の中間部にある比重１．０の水を分離液３０Ｂとして使用する。この副湿式比重選別機１５は主湿式比重選別機１４と同一の構造であるが、処理量が少なくてよいために、小型のものを使用することができる。
【００３８】
なお、ここでは軽比重選別片を選別するために副湿式比重選別機１５を配置しているが、重比重選別片の材質が３種類または４種類以上の場合には、重比重選別片を選別するための副湿式比重選別機を配置してもよい。また軽比重選別片を選別するために副湿式比重選別機１５を単体で配置したが、この副湿式比重選別機１５により選別される廃プラスチック片が４種類以上の材質を含む場合、または３種類でも帯電列が接近していて静電分離法により選別しにくい材質を含む場合には、下流側にさらに副湿式比重選別機を配置することもできる。
【００３９】
主湿式比重選別機１４および副湿式比重選別機１５の下流側には、使用した分離液３０Ａ，３０Ｂが、後工程の選別などで悪影響を与える場合に、洗浄水により分離液３０Ａ，３０Ｂを洗い流す洗浄機２１Ａ〜２１Ｄが設置される。なお、分離液３０Ａが後工程の選別などに悪影響を与えないような場合には、洗浄機２１Ａ〜２１Ｄは使用されない。また洗浄機２１Ａ〜２１Ｄの下流側に、洗浄液や分離液３０Ａ，３０Ｂを液切りする遠心分離式などの液切り機２２Ａ〜２２Ｄが設置されている。
【００４０】
第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃは、静電分離法により２種類（または３種類）の廃プラスチック片を材質別に選別するもので、第１静電分離装置１６Ａは、液切り機２２Ａから排出された２種類の重比重選別片であるＰＴＦＥとＰＶＣを分離する。また第２静電分離装置１６Ｂは、液切り機２２Ｃから排出された２種類の軽・重比重選別片であるＡＢＳとＰＳを分離する。さらに第３静電分離装置１６Ｃは、液切り機２２Ｄから排出された軽・軽比重選別片であるＰＥとＰＰを分離する。
【００４１】
静電分離法は、プラスチック片に静電気を付与して、電極間に形成された静電場に投入し、材質により異なる極性および帯電量の差により、電極に吸引または反発される静電力を利用して、プラスチック片の落下軌跡を変化させて選別するものである。第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃは、それぞれ２種類の廃プラスチック片をそれぞれ選別分離するもので、同一構造であるため、第１静電分離装置１６Ａのみを説明をし、第２，第３静電分離装置１６Ｂ，１６Ｃの説明を省略する。もちろん、１台の静電分離装置により、重比重選別片、軽・重比重選別片、軽・軽比重選別片を、別々に分離することもできる。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、第１静電分離装置１６Ａは、重比重選別片を加熱容器５０ａ内に貯留して加熱装置５０ｂにより加熱することにより、重比重選別片に付着した水分を蒸発させる加熱供給ホッパ（加熱乾燥装置）５０と、乾燥された重比重選別片を摩擦帯電させる摩擦帯電装置５１と、金属製の回転ドラム電極５２と金属製の対向電極５３との間に分離空間となる静電場５７を形成する静電選別機５６とを具備し、静電場５７と回転ドラム電極５２の下方には第１，第２選別トレイ５４Ａ，５４Ｂが配置されている。なお、摩擦帯電装置５１の出口から両電極５２，５３と第１，第２別トレイ５４Ａ，５４Ｂは、選別雰囲気を保持するためのボックス５５で覆われている。
【００４３】
ここでは、２種類の重比重選別片を分離するために、第１，第２選別トレイ５４Ａ，５４Ｂを回転ドラム電極５２の回転方向に沿って配置したが、図５（ｂ）に示すように、第１〜第３選別トレイ５４Ａ〜５４Ｃを回転ドラム電極５２の回転方向に沿って配置することにより、３種類の廃プラスチック片を材質別に選別することができる。
【００４４】
摩擦帯電装置５１は、加熱供給ホッパ５０から供給された重比重選別片を収容して帯電させる帯電容器６１と、この帯電容器６１内で重比重選別片を攪拌して帯電させる回転式の攪拌翼６２および回転駆動モータ６３とを具備し、この帯電容器６１の外周部には、加熱電源６６から給電されて比重選別片の帯電を促進するための加熱ヒータ６４と、帯電容器６１内の温度を検出する温度センサ６５と、温度センサ６５の検出温度に基づいて加熱ヒータ６４への給電を加熱調整器６７を介して制御する帯電温度制御装置６８からなる帯電用加熱装置７０が設けられている。また帯電容器６１の内面と攪拌翼６２の表面は、たとえば所定の樹脂により絶縁被覆されて、重比重選別片の帯電電荷の放出を防止している。
【００４５】
したがって、帯電容器６１内に投入された重比重選別片は、攪拌翼６２により攪拌されて２種類の重比重選別片が互いに擦り合わされるとともに、帯電容器６１の内壁および攪拌翼と擦り合わされ、２種類に樹脂の帯電列に応じてそれぞれの極性および帯電量に帯電される。また、帯電温度制御装置６８により帯電容器６１内の選別雰囲気の温度が、たとえば７０℃以上で１００℃以下の範囲に制御されて、重比重選別片の帯電時間を短縮して効果的に帯電させるように構成されている。これは、帯電容器６１内の温度が７０℃未満では、帯電時間が長く必要となり、１００℃を超えると重比重選別片の溶融・軟化が起き始めて重比重選別片同士が溶着し、分離精度を低下させる恐れがあるからである。
【００４６】
ボックス５５内で回転ドラム電極５２の上部には、たとえば振動フィーダやベルトコンベヤなどからなる定量供給装置６９が配置され、この定量供給装置６９により、帯電容器６１の出口から供給された帯電済み重比重選別片を回転ドラム電極５２の頂部近傍に定量供給する。
【００４７】
金属製の回転ドラム電極５２は接地された陰電極で、図示しない回転駆動装置により水平回転軸を中心に矢印方向に所定速度で回転される。この回転ドラム電極５２の頂部から回転方向下流側の側部の所定範囲に対向して対向電極５３が配置されている。この対向電極５３は、回転ドラム電極５２の外周面に一定間隔をあけて配置された側面視円弧形に形成され、高電圧電源７１が接続されて正電極を構成し、回転ドラム電極５２との間に分離空間となる静電場５７を形成する。
【００４８】
回転ドラム電極５２の下部に設けられた第１，第２選別トレイ５４Ａ，５４Ｂは、回転ドラム電極５２と同極性で反発されるとともに対向電極５３と異極性で吸引される重比重選別片を選別して収容する第１選別トレイ５４Ａと、回転ドラム電極５２と異極性で吸引されるとともに対向電極５３と同極性で反発される重比重選別片を選別して収容する第２選別トレイ５４Ｂからなる。７２は回転ドラム電極５２に吸着された重比重選別片を掻き落とす掻き落しブラシである。
【００４９】
また第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃにおいて、分離精度を向上させる選別雰囲気調整手段を図５、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
図５に示す選別雰囲気調整手段の第１例は、ボックス５５内の選別雰囲気の相対湿度を６０％以下に保持する湿度調整装置７３である。この湿度調整装置７３は、ボックス５５内の相対湿度を検出する湿度センサ７４と、ボックス５５内の相対湿度を下げる除湿器７５と、湿度センサ７４の検出値に基づいて除湿器７５を操作する湿度制御器７６とで構成されている。この湿度制御器７６により、湿度センサ７４の検出値に基づいて除湿器７５を制御し、ボックス５５内の相対湿度を６０％以下に保持することにより、高い分離精度を得ることができる。
【００５０】
また図６（ａ）に示す選別雰囲気調整手段の第２例は、ボックス５５内の選別雰囲気の温度を制御するボックス加熱装置である。このボックス加熱装置は、たとえば加熱ランプ８１や赤外線ヒータ、ボックス５５内に熱風を吹き込む加熱エア供給ファン８２、定量供給装置６９から回転ドラム電極５２に供給される廃プラスチック片の落下部近傍に単数または複数が配置された加熱ランプ８３あるいは赤外線ランプが選択的に設置される。
【００５１】
また図６（ｂ）に示す選別雰囲気調整手段の第３例は、回転ドラム電極５２を内側から加熱する電極加熱装置として、回転ドラム電極５２の内周面に貼り付けられたシースヒータ８４や、回転ドラム電極５２内に設置された放射式熱源である赤外線ヒータ８５がある。さらに図６（ｃ）に示す選別雰囲気調整手段の第４例は、対向電極５３を加熱する電極加熱装置として、対向電極５３の背面に貼り付けられたシースヒータ８６や、背面側に配置された放射式熱源の赤外線ヒータ８７がある。
これら第２例〜第４例の選別雰囲気調整手段を用いて、ボックス５５内の選別雰囲気や回転ドラム電極５２、対向電極５３を高温に制御することにより、高い選別精度を実現することができる。また第２例〜第４例の選別雰囲気調整手段によれば、第２例の湿度調整装置７３を使用せず、選別雰囲気の相対湿度が７０％を超える状態であって、高い分離精度を実現することができる。
【００５２】
上記構成の選別分離設備による廃プラスチックの選別手順を説明する。
Ａ．破砕機１１により廃プラスチック材を分離可能な径＝８〜１５ｍｍの範囲となるように破砕する。そして、風力選別機１２により、廃プラスチック片から軽異物を除去する。さらに、蒸気洗浄機１３により、廃プラスチック片に付着した不純物を除去する。
【００５３】
Ｂ．主湿式比重選別機１４により、廃プラスチック片に含まれる材質の比重列の中間に位置する所定の比重、たとえば１．１５の分離液（塩水）３０Ａに投入して、廃プラスチック片を重比重選別片（ＰＴＦＥ，ＰＶＣ）と、４種類の軽比重選別片（ＰＥ，ＰＰ，ＡＢＳ，ＰＳ）とに分離する。
【００５４】
Ｃ．軽比重選別片のように材質が４種類以上である場合は、さらに副湿式比重選別機１５により、軽比重選別片における比重列中間に位置する所定の比重、たとえば１．００の分離液（水）３０Ｂを選択し、軽比重選別片を分離液３０Ｂに投入して、沈降する軽・重比重選別片（ＡＢＳ，ＰＳ）と、浮遊する軽・軽比重廃プラスチック片（ＰＥ，ＰＰ）とに再分離する。
【００５５】
なお、材質が３種類の場合であっても、それぞれの材質の帯電列が接近している時には、再度副湿式比重選別機１５で分離してもよい。
Ｄ．主湿式比重選別機１４により分離された重比重選別片および軽比重選別片は、分離液３０Ａが塩水で汚染されており、副湿式比重選別機１５での比重選別で分離精度を低下させる恐れがあるため、洗浄機２１Ａ，２１Ｂに導入されて塩分が除去された後、液切り機２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ供給される。また分離液３０Ｂが水で汚染されていない軽・重比重選別片、軽・軽比重選別片は、洗浄機２１Ｃ，２１Ｄによる洗浄をしないで、液切り機２２Ｃ，２２Ｄに供給される。
【００５６】
Ｅ．重比重選別片、軽・重比重選別片および軽・軽比重選別片は、それぞれ第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃに送られる。そして乾燥供給ホッパ５０では、各比重選別片が加熱されて乾燥される。そして摩擦帯電装置５１の帯電容器６１に投入されて攪拌翼６２により攪拌され、比重選別片と帯電容器６１の内面や攪拌翼６２の表面、比重選別片同士がそれぞれ擦り合わされて摩擦帯電される。
【００５７】
廃プラスチック片が定量供給装置６９から回転ドラム電極５２の頂部を介して対向電極５３の間に形成された静電場５７に投入され、材質により異なる極性と帯電量の差により、回転ドラム電極５２に吸引される正の極性の電荷を持つ廃プラスチック片と、対向電極５３に吸引される負の極性の電荷を持つ廃プラスチック片とに分離される。
【００５８】
すなわち、重比重選別片（ＰＴＦＥ，ＰＶＣ）を選別する第１静電分離装置１６Ａでは、ＰＶＣが（＋）極に帯電されて回転ドラム電極５２に吸引されることにより、第２選別トレイ５４Ｂに分離される。またＰＴＦＥが（−）極に帯電されて対向電極５３に吸引されることにより、第１選別トレイ５４Ａに分離される。
【００５９】
また軽・重比重廃プラスチック片（ＡＢＳ，ＰＳ）を選別する第２静電分離装置１６Ｂでは、ＡＢＳが（＋）の極性に帯電されて回転ドラム電極５２に吸引されることにより、第２選別トレイ５４Ｂに分離される。またＰＳが（−）の極性に帯電されて対向電極５３に吸引されることにより、第１選別トレイ５４Ａに分離される。
【００６０】
さらに軽・軽比重廃プラスチック片（ＰＰ，ＰＥ）を選別する第３静電分離装置１６Ｃでは、ＰＥが（＋）の極性に帯電されて回転ドラム電極５２に吸引されることにより、第２選別トレイ５４Ｂに分離される。またＰＰが（−）の極性に帯電されて対向電極５３に吸引されることにより、第１選別トレイ５４Ａに分離される。
【００６１】
なお、この実施例では、湿式比重選別機１４または１５で分離された比重選別片が１種類となる場合が表されていないが、比重選別片が１種類の時には、分離液３０Ａ，３０Ｂで汚染されている時は、洗浄機により洗浄した後、液切り機により洗浄水が除去される。
【００６２】
上記実施例によれば、多種類の材質を含む廃プラスチック片を、主湿式比重選別機１４および副湿式比重選別機１５により湿式比重選別を繰り返して、それぞれ含まれる材質が３種類以下となる比重選別片に分離し、２種類または３種類の材質を含む各比重選別片を、第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃにより静電分離することにより、材質別に精度良く選別分離することができる。したがって、多種類の材質を含む廃プラスチック片を、材質別に効率よく選別することができ、廃プラスチック材のリサイクルを効率よく実施することができる。
【００６３】
また湿式比重選別前に、蒸気洗浄機１３により蒸気を廃プラスチック片に吹き付けて、その表面に付着した油分や離型剤などの汚染物を効果的に除去するので、湿式比重選別精度や静電分離精度を向上させることができる。
【００６４】
さらに、主湿式比重選別機１４では、供給筒４２を分離槽３２の底部近傍で重比重片収集部３７に対向して開口させることにより、分離液３０中での各比重選別片の滞留時間と浮遊時間とを長く確保して、分離液３０による分離精度を向上させることができる。
【００６５】
さらにまた、第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃの静電選別機５６では、湿度調整装置７３によりボックス５５内の選別雰囲気の相対湿度を６０％以下に保持することにより、選別精度を向上させることができる。
【００６６】
また湿度調整装置７３に替えて、他の選別雰囲気調整手段として、ボックス加熱装置である加熱ランプ８１，８３や加熱エア供給ファン８２、電極加熱装置であるシースヒータ８４，８６や赤外線ランプ８５、８７を設けることで、選別精度を向上させることができる。
【００６７】
なお、本実施例では、第１〜第３静電分離装置１６Ａ〜１６Ｃは、２種類の材質の比重選別片を材質別に分離するように構成したが、図５（ｂ）に示すように、第１〜第３選別トレイ５４Ａ〜５４Ｃを配置して、３種類の材質の比重選別片を材質別に分離するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１１    破砕器
１２    風力選別機
１３    蒸気洗浄機（洗浄機）
１４    主湿式比重選別機
１５    副湿式比重選別機
１６Ａ〜１６Ｃ  第１〜第３静電分離装置
２１Ａ〜２１Ｄ  洗浄機
２２Ａ〜２２Ｄ  液切り機
３０Ａ，３０Ｂ  分離液
３２    分離槽
３３    材料供給装置
３４    重比重選別片排出装置
３５    軽比重片排出装置
３６    プラスチック片案内装置
３７    重比重片収集部
４２    供給筒
４２ａ  供給口
４４    回転軸
４５    翼片
４６    攪拌用リブ
５０    乾燥供給ホッパ
５１    摩擦帯電装置
５２    回転ドラム電極
５３    対向電極
５４Ａ〜５４Ｃ  選別トレイ
５５    ボックス
５６    静電選別機
５７    静電場（分離空間）
６９    定量供給装置
７０    帯電用加熱装置
７１    高電圧電源
７２    掻き落しブラシ
７３    湿度調整装置（選別雰囲気調整手段）
７６    湿度制御器
８１    加熱ランプ（選別雰囲気調整手段）（ボックス加熱装置）
８２    加熱エア供給ファン（選別雰囲気調整手段）（ボックス加熱装置）
８３    加熱ランプ（選別雰囲気調整手段）（ボックス加熱装置）
８４    シースヒータ（選別雰囲気調整手段）（電極加熱装置）
８５    赤外線ヒータ（選別雰囲気調整手段）（電極加熱装置）
８６    シースヒータ（選別雰囲気調整手段）（電極加熱装置）
８７    赤外線ヒータ（選別雰囲気調整手段）（電極加熱装置）
【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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