(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕された複数種の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装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて摩擦帯電装置で付与された極性・帯電量に応じてプラスチック片を静電的に分離して選別するための静電分離部とを備えたプラスチック選別装置であって、前記摩擦帯電装置は、帯電容器内の中心に挿通された回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材と、前記回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材とを備えたことを特徴とする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、プラスチック片からなる被選別粉砕ごみを種類ごとに選別するためのプラスチック選別装置に関する。
【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。ところで、粉砕されたプラスチック片を選別する技術として、図４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、複数種のプラスチック片１ａ，１ｂを投入するホッパ２と、このホッパ２の下方に配置されてプラスチック片１ａ，１ｂ同士をプラスチック片１ａ，１ｂ毎の極性・帯電量に帯電させるための摩擦帯電装置３と、この摩擦帯電装置３の下方に配置されて、帯電したプラスチック片１ａ，１ｂを極性・帯電量に応じて分離するための、ドラム電極５および高圧電源装置７に接続された対向電極６を有する静電分離装置Ｇとから構成されている。
【０００４】
そして、前記摩擦帯電装置３は、摩擦用容器３ａと、この摩擦用容器３ａ内に横軸３ｂ回りに回転自在に取付けられた複数の攪拌部材３ｃとを備えている。
このプラスチック選別装置において、プラスチック１ａ，１ｂをホッパ２へ投入すると、これがホッパ２から摩擦帯電装置３へ投入され、攪拌部材３ｃで攪拌されてプラスチック１ａ，１ｂ毎の極性・帯電量に摩擦帯電され、その後、静電分離装置Ｇに落下して極性・帯電量ごとに別々の容器８，９に回収される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記プラスチック選別装置において、静電分離装置Ｇで確実にプラスチック１ａ，１ｂを静電分離するためには、摩擦帯電装置３においてプラスチック１ａ，１ｂを十分に攪拌して摩擦帯電させる必要があるが、従来の摩擦帯電装置３では、単に摩擦用容器３ａ内で回転する攪拌部材３ｃを備えているだけであるので、プラスチック１ａ，１ｂを十分に攪拌するには、摩擦用容器３ａを大きくして攪拌部材３ｃの本数を増加させることで摩擦帯電のための時間を延長する必要があった。しかし、このようにすると、摩擦帯電装置３の設置面積が大きくなってしまう。
【０００６】
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装置の提供を目的とする。
【０００７】
【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、粉砕された複数種の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装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて摩擦帯電装置で付与された極性・帯電量に応じてプラスチック片を静電的に分離して選別するための静電分離部とを備え、前記摩擦帯電装置は、帯電容器内の中心に挿通された回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材と、前記回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材とを備えている。
【０００８】
この構成において、複数種のプラスチック片を摩擦帯電装置で攪拌して摩擦帯電させる際に、第一翼部材によってプラスチック片が帯電容器の内部で上昇し、第二翼部材でプラスチック片が帯電容器の中心に向かって移動し、双方への動きによりプラスチック片に確実にプラスチック片毎の極性・帯電量が付与される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るプラスチック選別方法を実施するためのプラスチック選別装置Ｓを、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１０】
本発明におけるプラスチック選別装置Ｓは、異なる複数種の樹脂系のプラスチック片（被選別粉砕ごみ）１ａ，１ｂを各種類毎に分離回収するもので、例えばプラスチック片１ａ，１ｂとしてＰＥ（ポリエチレン）とＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）を分離回収するものである。なお、ＰＥ、ＡＢＳは、例えば予め５ｍｍ以下に破砕されたものが用いられる。
【００１１】
すなわち、本発明のプラスチック選別装置Ｓは、ＰＥ、ＡＢＳを混入させて投入した状態で摩擦帯電させる摩擦帯電装置１０と、この摩擦帯電装置１０における開閉自在な排出口１１の下方に配置され、プラスチック片１ａ，１ｂの供給を制御する定量供給装置１２と、この定量供給装置１２の下方近傍に配置されて所定の水平軸回りに回転自在に構成されて接地された金属ドラム電極１３と、この金属ドラム電極１３の斜め上方に配置されるとともに選別用静電場となる分離用空間１４を介して配置される高電圧電極（対向電極）１５と、この高電圧電極１５に陰極が接続されるとともに正極が接地されて高電圧電極１５に電圧を印加するための高電圧源装置（対向電極）１６と、上記金属ドラム電極１３の外周面下部に配置されて金属ドラム電極１３に付着したプラスチック片１ａ，１ｂを掻き落とすためのブラシ１７と、上記分離用空間１４の下方に、これを通過して極性・帯電量ごとに分離されたプラスチック片１ａ，１ｂを別々に回収するための回収部１８とから構成されている。
【００１２】
また、この回収部１８は、プラスチック片１ａ，１ｂの回収状況に応じて水平方向に移動自在に構成され、上記金属ドラム電極１３の下方に配置された第一回収室１９と、金属ドラム電極１３から高電圧電極１５の方向に所定距離はなれて配置された第二回収室２０と、上記第一回収室１９および第二回収室２０の間に配置された第三第回収室２１とからなる３つの回収室１９，２０，２１と、回収部１８の各回収室１９，２０，２１を仕切る仕切り壁２２，２３とが設けられ、これら仕切り壁２２，２３は、ヒンジ部材２４ａ，２５ａ回りに揺動自在に構成されることにより構成されている。
【００１３】
前記回収室１９，２０，２１の下部は開口１９ａ，２０ａ，２１ａが形成されることで開放され、回収室１９，２０の開口１９ａ，２０ａの下方には、プラスチック片１ａ，１ｂを所定の場所まで搬送するためのエンドレス式のベルトコンベヤ２６Ａ，２７Ａが配置され、各ベルトコンベヤ２６Ａ，２７Ａの上方には、除電装置２８Ａ，２９Ａが配置されている。
【００１４】
図２および図３に示すように、前記摩擦帯電装置１０は、帯電容器２２内の中心に挿通された回転軸２３に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片１ａ，１ｂを帯電容器２２の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材２４，２４と、前記回転軸２３に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片１ａ，１ｂを帯電容器２２の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材２５，２５とを備えている。そして、前記回転軸２３を回転駆動させるための駆動モータ２６が帯電容器２２の天板に取付けられている。
【００１５】
図３に示すように、前記第一翼部材２４，２４は、回転軸２３に対向するように回転軸２３に対して直角な方向に配置されている。また、同図に示すように、前記第二翼部材２５，２５は、第一翼部材２４，２４の上方で、回転軸２３に対向するよう第一翼部材２４，２４と直角な方向に配置され、これら第二翼部材２５，２５は、回転軸２３に取付けられる攪拌用棒部材２７，２７と、帯電容器２２の外周壁の近傍でこの外周壁に沿って攪拌用棒部材２７，２７に垂直に取付けられる取込み部２８，２８とから構成され、前記排出口１１を開閉する蓋部材１１ａおよびこの蓋部材１１ａを開閉するためのシリンダ装置１１ｂが設けられ、排出口１１の近傍には、プラスチック片１ａ，１ｂの攪拌を補助するために回転軸２３の下部に放射状に配置された平板状の補助攪拌翼２３ａを備えている。
【００１６】
そして、前記帯電容器２２の内周面、第一翼部材２４，２４の外周面、第二翼部材２５，２５の外周面、補助攪拌翼２３ａの外周面には、分離対象となるプラスチックに対し摩擦帯電列上で中間に位置するものがコーティングされている。
【００１７】
図１に示すように、摩擦帯電装置１０と定量供給装置１２との間に、後述の摩擦帯電補助材を使用する場合に用いられる篩用網体３０が配置され、この篩用網体３０の近傍に、摩擦帯電補助材のクリーニング装置３１が配置され、このクリーニング装置３１は、摩擦帯電装置１０の上方に配置される補助材定量供給装置３２に接続されている。
【００１８】
さらに、選別雰囲気の湿度を検出するための湿度センサ付きの除湿器３３が設けられ、この除湿器３３は、前記シリンダ装置１１ｂに電気的に接続され、除湿器３３がプラスチック片１ａ，１ｂの分離を円滑に行うことができない異常な湿度を検出した場合、シリンダ装置１１ｂを駆動して排出口１１を閉じ、プラスチック片１ａ，１ｂが定量供給装置１２に供給されないよう制御される。
【００１９】
なお、前記回収室２１の開口２１ａと摩擦帯電装置１０とは、所定の経路３４を介して接続されている。
上記構成において、選別するプラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置１０により摩擦帯電させると、プラスチック片１ａ，１ｂは、その帯電列に従いプラスチック片１ａ，１ｂ毎の極性・帯電量に帯電される。そして、上記ＰＥおよびＡＢＳを摩擦帯電装置１０で攪拌して帯電させると、各プラスチック片１ａ，１ｂが種類毎に所定の極性・帯電量に帯電されて、（−）ＰＥ＜ＡＢＳ（＋）の帯電列が得られる。
【００２０】
そして、摩擦帯電装置１０でプラスチック片１ａ，１ｂを攪拌する際、摩擦帯電装置１０は上記のように、第一翼部材２４，２４および第二翼部材２５，２５を有しているので、プラスチック片１ａ，１ｂは、帯電容器２２の内部で上昇する方向に案内され、第一翼部材２４，２４により帯電容器２２の中心に向けて案内されながら攪拌される。従って、プラスチック片１ａ，１ｂは、これら双方の方向への動きにより、プラスチック片１ａ，１ｂ毎の極性・帯電量に十分に帯電される。
【００２１】
このように帯電したプラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置１０の排出口１１から定量供給装置１２に投入した後、金属ドラム電極１３上に落下供給する。そうすると、回転する金属ドラム電極１３と高電圧電極１５のとの間の分離用空間１４をプラスチック片１ａ，１ｂが通過する際に、摩擦帯電装置１０により（＋）に帯電したＡＢＳ、すなわちプラスチック片１ａは、陰極が接続された高電圧電極１５に引き寄せられ、第二回収室２０に回収される。
【００２２】
一方、（−）に帯電したＰＥ、すなわちプラスチック片１ｂは、金属ドラム電極１３に引き寄せられて第一回収室１９に回収され、また金属ドラム電極１３に付着したＡＢＳは、ブラシ１７によって第一回収室１９に掻き落とされて、それぞれ各ベルトコンベヤ２６Ａ，２７Ａに落下し、除電装置２８Ａ，２９Ａによって除電されて所定の場所に回収される。また、必要に応じて前記摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置１０に投入することで、プラスチック片１ａ，１ｂの極性・帯電量を明確にし、回収するようにしてもよい。この場合、例えば、摩擦帯電補助材をプラスチック片１ａ，１ｂよりも大径に形成しておき、篩用網体３０に捕獲されるようにし、補助材定量供給装置３２に戻して再利用する。なお、摩擦帯電補助機は、分離対象物が摩擦帯電列的に近い材質あるいは、対象物の混合割合が偏りすぎて、互いに十分な帯電特性を与えられない場合に用いるものである。従って帯電列上で離れている（互いに帯電特性を十分に与えられる）ものは必要ない。
【００２３】
なお、摩擦帯電装置１０によっても十分に帯電されなかったプラスチック片１ａ，１ｂがある場合は、これらは、第三第回収室２１に回収され、除電後、再度摩擦帯電装置１０に投入して摩擦帯電されるもので、上記動作を繰り返すことにより、プラスチック片１ａ，１ｂを帯電量ごとに確実に分離し回収することができる。
【００２４】
そして、本発明の実施の形態の装置によって、プラスチック片１ａ，１ｂ、すなわちＰＥ，ＡＢＳの混合プラスチックを分離回収した場合、ＰＥ，ＡＢＳともに純度９５％以上、回収率９０％以上の高精度選別が可能であった。
【００２５】
また、選別対象となるプラスチック片１ａ，１ｂの割合が非常に偏っている場合や、帯電列において接近している場合であっても、確実にプラスチック片１ａ，１ｂ毎に極性・帯電量を付与して、確実に分離が可能となる。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、プラスチック片１ａ，１ｂとしてＰＥ，ＡＢＳを用いた例を示したが、ＰＰ（ポリエチレン系樹脂）とＰＳ（ポリスチレン系樹脂）の選別、あるいはＰＥとＰＶＣ（塩化ビニル系樹脂）の選別についても同様な結果が得られた。また、上記のようなコンパクトな装置であっても、１００ｋｇ／ｈｒ以上の処理能力が得られた。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、粉砕された複数種の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装置が、帯電容器内の中心に挿通された回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材と、回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材とを備えたものであるので、摩擦用容器を大きくして攪拌部材の本数を増加させることなく、また、摩擦帯電のための時間を延長することなく、コンパクトな摩擦帯電装置であっても、プラスチック片どうしが攪拌されて、プラスチック片毎の極性・帯電量を付与して、確実に静電的に分離をして回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の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２】  同じく摩擦帯電装置の構成を示す一部破断図である。
【図３】  同じく摩擦帯電装置の内部構成を示す平面図である。
【図４】  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】
１ａ    プラスチック片
１ｂ    プラスチック片
１０    摩擦帯電装置
１２    定量供給装置
１３    金属ドラム電極
１４    分離用空間
１５    高電圧電極
１８    回収部
２４    第一翼部材
２５    第二翼部材
２７    攪拌用棒部
Ｓ      プラスチック選別装置
【図１】
0003657152.tif 000002
【図２】
0003657152.tif 000003
【図３】
0003657152.tif 000004
【図４】
0003657152.tif 000005