(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なった種類の粉砕されたプラスチック片を攪拌することでプラスチック片をその極性・帯電量ごとに帯電させ、摩擦帯電されたプラスチック片を選別部で極性・帯電量ごとに選別する際に、所定のプラスチック片および摩擦帯電列においてこのプラスチック片と同種のプラスチック片を静電的に吸引するための回転式ドラム、又はこの回転式ドラムの周面に対向して選別用静電場を形成するための選別用電極を加熱することを特徴とするプラスチック選別方法。
【請求項２】
異なった種類の粉砕されたプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電部が設けられ、この摩擦帯電部の下方に、摩擦帯電されたプラスチック片をその極性・帯電量ごとに選別するための選別部が設けられ、この選別部は、所定のプラスチック片および摩擦帯電列においてこのプラスチック片と同種のプラスチック片を静電的に吸引するための回転式ドラム、およびこの回転式ドラムの周面に対向して選別用静電場を形成するための選別用電極が設けられ、前記回転式ドラム又は選別用電極を加熱するための熱源が設けられたことを特徴とするプラスチック選別装置。
【請求項３】
前記熱源が、前記回転式ドラムの内面に配置されたことを特徴とする請求項２記載のプラスチック選別装置。
【請求項４】
前記熱源が、前記選別用電極に配置されたことを特徴とする請求項２記載のプラスチック選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサイクル化に伴うプラスチック片を種類ごとに選別するためのプラスチック選別装置およびプラスチック選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ごみのリサイクル化が急速に推進されつつある中で、粉砕された複数種のプラスチック片を、プラスチック片１ごとの極性・帯電量、すなわち摩擦帯電列に帯電させて選別する技術として、図９に示すようなプラスチック選別装置がある。
【０００３】
このプラスチック選別装置は、プラスチック片１を種類ごとの極性・帯電量に帯電させる摩擦帯電装置３と、この摩擦帯電装置３の下方に配置されて、プラスチック片１の極性・帯電量に応じて分離するための静電分離装置Ｇとから構成されている。
【０００４】
この静電分離装置Ｇは、摩擦帯電装置３の下方に配置され所定方向に回転自在に構成された金属ドラム電極５と、この金属ドラム電極５の斜め上方に配置された高電圧電極６とを備えている。なお、高電圧電極６には、例えば高圧電源装置７の陰極が接続されている。
【０００５】
上記プラスチック選別装置における選別方法は、まず、複数種のプラスチック片１をホッパ２から摩擦帯電装置３へ投入して攪拌する。そうすると、各プラスチック片１が帯電列に従ってプラスチック片１毎の極性・帯電量に摩擦帯電される。その後、プラスチック片１を静電分離装置Ｇに落下させて金属ドラム電極５と高電圧電極６の間の選別用静電場を通過させることで、プラスに帯電したプラスチック片１は高電圧電極６側へ引かれて容器８側に回収され、マイナスに帯電したプラスチック片１は金属ドラム電極５に引かれて容器９側に回収されるか、ブラシ１０で容器９に掻き落とされて回収される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記プラスチック選別装置およびプラスチック選別方法において、分離雰囲気の湿度が高い場合には、プラスチック片の帯電がしにくくなったり、帯電電位の保持時間が短くなる。この理由から分離雰囲気の湿度が高いと、プラスチック片１の極性・帯電量が不安定になり、選別用静電場を通過するプラスチック片１の分離性能が湿度の低い場合に比べて低下し、従ってプラスチック片１落下位置が不安定になり、プラスチック片１を正確に種類別に静電分離できない。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決し得るプラスチック選別方法およびプラスチック選別装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、異なった種類の粉砕されたプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電部が設けられ、この摩擦帯電部の下方に、摩擦帯電されたプラスチック片をその極性・帯電量ごとに選別するための選別部が設けられ、この選別部は、所定のプラスチック片および摩擦帯電列においてこのプラスチック片と同種のプラスチック片を静電的に吸引するための回転式ドラム、およびこの回転式ドラムの周面に対向して選別用静電場を形成するための選別用電極が設けられ、前記回転式ドラム又は選別用電極を加熱するための熱源が設けられている。
【０００９】
そして、熱源が、回転式ドラムの内面に配置され、あるいは選別用電極側に設けられている。
上記構成において、異なった種類の粉砕されたプラスチック片を摩擦帯電部で攪拌することでプラスチック片をその極性・帯電量ごとに帯電させ、摩擦帯電されたプラスチック片を選別部で極性・帯電量ごとに選別する際に、回転式ドラム又は選別用電極を加熱することで、分離性能を向上させる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、本発明の要旨は、破砕されたプラスチック片を分離する際に、その分離精度が分離雰囲気の湿度に影響を受けてしまうということに着目してなされたもので、この影響を受けないようにするためには、静電分離を行うための装置内全体である選別雰囲気全体を加熱するか、又はプラスチック片の選別用静電場を形成するための回転式ドラム又は選別用電極を加熱することが考えられる。
【００１１】
ところで、本発明の構成とは加熱部だけが異なるが、本実施の形態に係るプラスチック選別装置の全体構成を説明するに際し、その説明が容易な選別雰囲気全体を加熱する場合（以下、基本的形態と称す）の構成を作用とともに説明し、その後、本発明の要旨である、回転式ドラムを加熱する場合と、選別用電極を加熱する場合とについて説明を行うものとする。
【００１２】
上述したように、まず基本的形態に係るプラスチック選別装置を、図１に基づいて説明する。
このプラスチック選別装置は、粉砕された複数種（ここでは２種）のプラスチック片１を、摩擦帯電列に応じてプラスチック片１ごとの極性・帯電量として選別するものである。
【００１３】
すなわち、このプラスチック選別装置は、プラスチック片１を種類ごとの極性・帯電量に帯電させるための図示しない攪拌翼を有する摩擦帯電装置（摩擦帯電部）３と、この摩擦帯電装置３の下方に供給トレイ２を介して配置されて、プラスチック片１をその極性・帯電量に応じて分離するための静電分離装置（静電分離部又は選別部）Ｇとを有している。
【００１４】
この静電分離装置Ｇは、摩擦帯電装置３の下方に配置され所定方向（図において時計方向）に回転自在に構成された金属ドラム電極（回転式ドラム）５と、この金属ドラム電極５の斜め上方に配置された高電圧電極（選別用電極）６とを備えている。なお、高電圧電極６には、例えば高圧電源装置７の陰極が接続され、これにより金属ドラム電極５の表面は陽極となっている。
【００１５】
さらに、前記静電分離装置Ｇは、金属ドラム電極５の下方に配置されて、プラスチック片１を種類毎に分けて回収するための第一容器８および第二容器９が設けられている。
【００１６】
ところで、この基本的形態におけるプラスチック選別装置には、選別雰囲気を加熱するための加熱手段１５が設けられ、この加熱手段１５は、前記供給トレイ２、金属ドラム電極５、高電圧電極６および第一容器８、第二容器９を囲繞する箱体１６と、この箱体１６内、すなわち選別雰囲気を加熱するための熱源１７とから構成され、この熱源として、箱体内の上部に吊持された加熱ランプあるいは赤外線ヒータが用いられている。
【００１７】
上記プラスチック選別装置におけるプラスチック選別方法は、複数種のプラスチック片１、すなわち、ポリエチレン（以下「ＰＥ」という）およびポリプロピレン（以下「ＰＰ」という）を混合したプラスチック片１からＰＥを分離回収する方法である。
【００１８】
まず、ＰＥおよびＰＰのプラスチック片１を摩擦帯電装置３へ投入して攪拌する。そうすると、ＰＥおよびＰＰは帯電列に従って、それぞれ（＋）、（−）に摩擦帯電される。その後、摩擦帯電装置３を開放してプラスチック片１を、供給トレイ２に落下させ、静電分離装置Ｇに落下させる。一方で、雰囲気の湿度が高い場合、熱源１７に通電し、箱体１６内の温度を上昇させた状態とする。
【００１９】
そして、摩擦帯電されたＰＥ（＋）およびＰＰ（−）は、供給トレイ２から金属ドラム電極５の表面に落下供給され、高電圧電極６には高圧電源装置７の陰極が接続され、金属ドラム電極５の表面は陽極となっているので、ＰＥ（＋）は金属ドラム電極５の表面に対して反発して高電圧電極６に電気的に引かれ、第一容器８に落下して回収される。また、逆にＰＰ（−）は、高電圧電極６に反発して金属ドラム電極５の表面に吸着され、金属ドラム電極５の回転によって第二容器９側へ移動しながら第二容器９に落下するか、金属ドラム電極５に電気的に吸着されたＰＰ（−）は、ブラシ１０によって第二容器９に掻き落とされ、回収される。
【００２０】
ところで図８は、横軸を相対湿度（％）とし、縦軸をプラスチック片１の純度・回収率（％）としたグラフ図で、●は箱体１６内の温度を調節しなかった場合、○は温度を調節した場合を示す。このグラフ図から、温度を調節しなかった場合は、湿度が高くなれば純度・回収率が低下することが分かるが、温度を調節した場合、すなわち、熱源１７に通電して箱体１６内の温度を上昇させた場合は、純度・回収率が高くなることが分かる。
【００２１】
具体的には、プラスチック選別装置を配置した部屋の室温：２４°Ｃ、湿度：７０％の同一条件で実験した結果、熱源１７を用いない従来のプラスチック選別装置ではＰＥの回収純度は６０〜７０％であり、熱源１７を用いて箱体１６内の温度を上昇させた場合は、ＰＥの回収純度は９７〜９９％となった（７０％程度の高湿度中でも、従来の湿度５５％に相当する純度でＰＥを回収することができた）。
【００２２】
このように、この基本的形態によれば、供給トレイ２、金属ドラム電極５、高電圧電極６および第一容器８、第二容器９を囲繞する箱体１６と、この箱体１６内で、選別雰囲気を加熱するための熱源１７とから構成した加熱手段１５を設け、熱源１７に通電して箱体１６内の温度を上昇させる（プラスチック片１を乾燥させる）ことによれば、高湿度中であっても高い純度・回収率でＰＥとＰＰを分離することができる。
【００２３】
また、箱体１６を設けてこの箱体１６内を加熱する熱源１７を設けることにより、プラスチック選別装置を配置する部屋全体の温度を上昇させる必要がないので、大がかりな設備にならず、設備コストが安価である。
【００２４】
ここから、本発明の実施の形態について説明する。
まず、実施の第一形態を図２〜図４に基づいて説明する。
本実施の第一形態に係るプラスチック選別装置は、上述した基本的形態において熱源１７として、箱体１６内の上部に吊持した加熱ランプあるいは赤外線ヒータとしたのに対し、熱源１７を金属ドラム電極５の内周面側に配置し、図３に示すように、熱源１７として赤外線ヒータなどの放射式熱源、あるいは図４に示すように、金属ドラム電極５の内周面に貼着したシースヒータが用いられたものである。他の構成は上述した基本的形態と同様である。
【００２５】
この実施の第一形態において、放射式熱源に通電して金属ドラム電極５をその内周面から加熱したり、あるいはシースヒータによって加熱することにより、実施の第一形態と同様に、高湿度中であっても高い純度・回収率でＰＥとＰＰを分離することができる。
【００２６】
次に、本発明の実施の第二形態を図５〜図７に基づいて説明する。
この実施の第二形態に係るプラスチック選別装置は、上記実施の第一形態において熱源１７を金属ドラム電極５の内周面側に配置し、熱源１７として赤外線ヒータなどの放射式熱源、あるいは金属ドラム電極５の内周面に貼着したシースヒータを用いたものであるのに対し、熱源１７として赤外線ヒータなどの放射式熱源、あるいは金属ドラム電極５の内周面に貼着したシースヒータを、高電圧電極６側に配置したものである。さらに具体的には、図６に示すように、高電圧電極６の裏面に加熱箱２０を取付け、この加熱箱２０内に放射式熱源を配置し、あるいは、図７に示すように、高電圧電極６の裏面にシースヒータを貼着している。他の構成は上述した基本的形態と同様である。
【００２７】
この実施の第二形態において、放射式熱源に通電して高電圧電極６をその裏面側から加熱したり、あるいはシースヒータによって加熱することにより、高湿度中であっても高い純度・回収率でＰＥとＰＰを分離することができる。
【００２８】
なお、上記各実施の形態では、プラスチック片１をＰＥとＰＰとして混合しＰＥを回収する例を示したがこれに限定されるものではなく、所定のプラスチック片と同一又は摩擦帯電列において同種のプラスチックに適応させた場合も、上記各形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、異なった種類の粉砕されたプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電部の下方に、プラスチック片をその極性・帯電量ごとに選別するための選別部を設け、この選別部は、所定のプラスチック片および摩擦帯電列においてこのプラスチック片と同種のプラスチック片を静電的に吸引するための回転式ドラム、およびこの回転式ドラムの周面に対向して選別用静電場を形成する選別用電極を設け、前記回転式ドラム又は選別用電極を加熱する熱源を設け、異なった種類の粉砕されたプラスチック片を攪拌することでプラスチック片をその極性・帯電量ごとに帯電させ、摩擦帯電されたプラスチック片を選別部で極性・帯電量ごとに選別することで、プラスチック片を正確に種類別に静電分離して所定のプラスチック片を確実に高純度・高回収率で回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るプラスチック選別装置の基本的形態の全体構成図である。
【図２】  本発明の実施の第一形態を示すプラスチック選別装置の全体構成図である。
【図３】  同じく本発明の実施の第一形態を示すプラスチック選別装置の熱源として放射式熱源を用いた場合の部分拡大図である。
【図４】  同じく熱源として金属ドラム電極の内周面に貼着したシースヒータを用いた場合の部分拡大図である。
【図５】  本発明の実施の第二形態を示すプラスチック選別装置の全体構成図である。
【図６】  同じく熱源として高電圧電極の裏面側に熱源として放射式熱源を用いた場合の部分拡大図である。
【図７】  同じく熱源として高電圧電極の裏面側に貼着したシースヒータを用いた場合の部分拡大図である。
【図８】  横軸を相対湿度とし縦軸をプラスチック片の純度・回収率としたグラフ図である。
【図９】  従来のプラスチック選別装置の全体構成図である。
【符号の説明】
１  プラスチック片
３  摩擦帯電装置
Ｇ  静電分離装置
５  属ドラム電極
６  高電圧電極
８  第一容器
９  第二容器
１５  加熱手段
１６  箱体
１７  熱源
【図１】
0003681311.tif 000002
【図２】
0003681311.tif 000003
【図３】
0003681311.tif 000004
【図４】
0003681311.tif 000005
【図５】
0003681311.tif 000006
【図６】
0003681311.tif 000007
【図７】
0003681311.tif 000008
【図８】
0003681311.tif 000009
【図９】
0003681311.tif 000010