(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摩擦帯電装置に投入して攪拌することで帯電させ、帯電させたプラスチック片を摩擦帯電装置の下方に配置した静電分離部で分離し、プラスチック片を分離用容器に別々に回収するようにして特定のプラスチック片を取り出すようにし、回収しようとする特定のプラスチック片の量が少ない場合、複数種のプラスチック片同士を摩擦帯電装置で攪拌する際に、その特定のプラスチック片を摩擦帯電補助材として所定量だけ添加するようにしたプラスチック選別方法であって、摩擦帯電装置から落下したプラスチック片および摩擦帯電補助材のうち、摩擦帯電補助材を、静電分離部で分離するまでに捕獲して摩擦帯電装置へ戻すか、摩擦帯電装置から落下したプラスチック片および摩擦帯電補助材のうち、摩擦帯電補助材を、静電分離部で分離して分離用容器に回収するまでに捕獲して摩擦帯電装置へ戻すようにして繰り返して使用することを特徴とするプラスチック選別方法。
【請求項２】
捕獲した摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置へ戻す途中で、摩擦帯電補助材の使用中にこれに帯電した電荷および付着した付着物を除去することを特徴とする請求項１記載のプラスチック選別方法。
【請求項３】
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、摩擦帯電装置の落下口部の下方で、摩擦帯電されたプラスチック片を分離するための静電分離部と、この静電分離部で分離されたプラスチック片を別々に回収するための分離用容器とを備え、複数種のプラスチック片を摩擦帯電装置に投入する際に特定のプラスチック片の量が少ない場合、その特定のプラスチック片を摩擦帯電補助材として所定量だけ添加するようにしたプラスチック選別装置であって、前記摩擦帯電装置の落下口と静電分離部の間、又は静電分離部と分離用容器の間に、摩擦帯電装置から落下したプラスチック片および摩擦帯電補助材のうち、摩擦帯電補助材を捕獲するための網体が配置され、この網体に捕獲された摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置に搬送して戻すための搬送手段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４】
捕獲した摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置へ戻す途中で、摩擦帯電補助材の使用中にこれに帯電した電荷および付着した付着物を除去する除去手段が設けられたことを特徴とする請求項３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、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方法および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、プラスチック製品原料として消費されるプラスチック類は、塩化ビニル系樹脂（以下「ＰＶＣ」と称する）、ポリエチレン系樹脂（以下「ＰＥ」と称する）、ポリプロピレン系樹脂（以下「ＰＰ」と称する）、ポリスチレン系樹脂（以下「ＰＳ」と称する）およびメタクリル樹脂［アクリル樹脂］（以下「ＰＭＭＡ」と称する）が全体の約８０％を占め、回収される廃プラスチックも前記樹脂類がほとんどを占めると考えられる。また、所謂ペットボトルとして使用されるポリエチレンテレフタラート樹脂（以下「ＰＥＴ」と称する）も独自に収拾されつつある。そして、これらの樹脂をリサイクルする場合に、樹脂の種類ごとに分別することが肝要である。
【０００３】
そして、粉砕されたプラスチック片を選別する技術として、プラスチック選別装置があり、図３に基づいて、このプラスチック選別装置について説明する。
このプラスチック選別装置では、被選別粉砕ごみである種類の異なる樹脂系のプラスチック１を混在させた状態でホッパ２へ投入すると、ホッパ２の出口からプラスチック片１が摩擦帯電装置３へ投入される。プラスチック片１は、この摩擦帯電装置３において攪拌されて摩擦帯電し、その後、金属ドラム電極５の上面へ散布される。なお、この金属ドラム電極５は、水平軸芯回りに所定方向に回転され、接地されている。
【０００４】
前記金属ドラム電極５の回転方向斜め上方には、円弧板状の高電圧電極６が配置されており、この高電圧電極６には高圧電源装置７の陰極が接続され、高圧電源装置７の陽極は接地されている。この接続によって、金属ドラム電極５により回転接地電極が形成され、高電圧電極６と金属ドラム電極５との間に選別用静電場が形成される。
【０００５】
また、金属ドラム電極５の下方には、上方へ開口した第一分離容器８および第二分離容器９が、回転方向上流側に順に配置されている。また、金属ドラム電極５の外周部に、金属ドラム電極５の周面に付着したプラスチック片１を掻き落とすブラシ１０が配置されている。
【０００６】
上記構成による作用を説明する。複数種のプラスチック片１は、ホッパ２より摩擦帯電装置３へ投入され、この摩擦帯電装置３の筒体内で異なった種類のプラスチック片１同士が攪拌されて摩擦し合うことで帯電される。そして、帯電したプラスチック片１は金属ドラム電極５上に散布され、摩擦帯電装置３でマイナスの電荷が帯電されたプラスチック片１は、金属ドラム電極５に反発して高電圧電極６に吸引され、第一分離容器８に落下する。また、金属ドラム電極５と逆のプラスの電荷が帯電したプラスチック片１は、金属ドラム電極５の表面に吸着されて金属ドラム電極５の回転により第二分離容器９に落下するか、あるいはブラシ１０により金属ドラム電極５の表面から掻き落とされて分離し、第二分離容器９に落下する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記摩擦帯電装置３では、ホッパ２へ投入された複数の異なる樹脂系のプラスチックからなるプラスチック片１を攪拌して摩擦帯電するものであるが、異なる種類のプラスチック片１の量の差（表面積の差）が大きいと、攪拌時に、プラスチック片１に、分離に必要な帯電量（帯電圧）、あるいは極性が与えられないことがあり、この場合、プラスチック片１の電荷を利用して選別する金属ドラム電極５あるいは高電圧電極６での選別を十分に行うことができなかった。
【０００８】
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。
【０００９】
【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、摩擦帯電装置の落下口部の下方で、摩擦帯電されたプラスチック片を分離するための静電分離部と、この静電分離部で分離されたプラスチック片を別々に回収するための分離用容器とを備え、複数種のプラスチック片を摩擦帯電装置に投入する際に特定のプラスチック片の量が少ない場合、その特定のプラスチック片を摩擦帯電補助材として所定量だけ添加するようにしたプラスチック選別装置であって、前記摩擦帯電装置の落下口と静電分離部の間、又は静電分離部と分離用容器の間に、摩擦帯電装置から落下したプラスチック片および摩擦帯電補助材のうち、摩擦帯電補助材を捕獲するための網体が配置され、この網体に捕獲された摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置に搬送して戻すための搬送手段が設けられている。
【００１０】
また、捕獲した摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置へ戻す途中で、摩擦帯電補助材の使用中にこれに帯電した電荷および付着した付着物を除去する除去手段が設けられている。
【００１１】
そして、粉砕された複数種のプラスチック片を摩擦帯電装置に投入して攪拌することで帯電させ、帯電させたプラスチック片を摩擦帯電装置の下方に配置した静電分離部で分離し、プラスチック片を分離用容器に別々に回収するようにして特定のプラスチック片を取り出すようにし、回収しようとする特定のプラスチック片の量が少ない場合、複数種のプラスチック片同士を摩擦帯電装置で攪拌する際に、その特定のプラスチック片を摩擦帯電補助材として所定量だけ添加するようにしたプラスチック選別方法であって、摩擦帯電装置から落下したプラスチック片および摩擦帯電補助材のうち、摩擦帯電補助材を、静電分離部で分離するまでに捕獲して摩擦帯電装置へ戻すか、摩擦帯電装置から落下したプラスチック片および摩擦帯電補助材のうち、摩擦帯電補助材を、静電分離部で分離して分離用容器に回収するまでに捕獲して摩擦帯電装置へ戻すようにして繰り返して使用するものである。
【００１２】
また、捕獲した摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置へ戻す途中で、摩擦帯電補助材の使用中にこれに帯電した電荷および付着した付着物を除去するようにした。
【００１３】
【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。図１に示すように、本発明の実施の形態に係るプラスチック選別装置Ｓは、異なる樹脂系のプラスチック片（被選別粉砕ごみ）１を複数種混在させた状態で投入するホッパ２と、このホッパ２の出口２ａ側に配置されてプラスチック片１を攪拌によって摩擦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、摩擦帯電された複数種のプラスチック片１を静電分離するために静電分離部Ｇと、この静電分離部Ｇで静電分離されたプラスチック片１を種類別に回収するための第一分離容器８および第二分離容器９とを備えている。
【００１４】
前記静電分離部Ｇは、摩擦帯電装置３の落下口１６の下方に配置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、金属ドラム電極５の下方に配置されて金属ドラム電極５の周面に付着したプラスチック片１を掻き落とすためのブラシ１０とから構成されている。なお、前記金属ドラム電極５は、水平軸芯回りに所定方向に回転自在に構成され、接地されている。また、前記高電圧電極６には高圧電源装置７の陰極が接続され、高圧電源装置７の陽極は接地されている。そして、この接続によって、金属ドラム電極５により回転接地電極が形成され、高電圧電極６と金属ドラム電極５との間に選別用静電場が形成される。
【００１５】
また、前記第一分離容器８および第二分離容器９は、金属ドラム電極５の下方に金属ドラム電極５の回転方向に順に配置され、第一分離容器８および第二分離容器９ともに上方へ開口している。
【００１６】
前記摩擦帯電装置３の落下口１６の下方には、摩擦帯電装置３で帯電されてここから落下したプラスチック片１を金属ドラム電極５側へ案内するための傾斜案内板１５が配置され、摩擦帯電装置３の落下口１６と傾斜案内板１５の間に、摩擦帯電装置３で帯電されてここから落下した後述の摩擦帯電補助材２１を捕獲するための網体１７がの基端部が配置されている。この網体１７は、前記傾斜案内板１５と反対方向に傾斜して設けられるとともに、図示しない振動装置を備え、網体１７の先端部は、摩擦帯電補助材２１の使用中に帯電した電荷を除去するとともに静電的に付着した付着物を除去する除去手段１８側に接続されている。
【００１７】
この除去手段１８は、図２に示すように、網体１７が接続される除去容器１９と、この除去容器１９内にイオンを吹き込むためのコロナ放電器２０とから構成されている。
【００１８】
あるいは、図３に示すように、網体１７が接続され除去容器１９と、この除去容器１９に交流電流を印加する交流電源（あるいは、高周波を印加する高周波発生器）２２とから構成されている。
【００１９】
また、網体１７に捕獲されて除去手段１８で帯電した電荷を除去され静電的に付着した付着物を除去された摩擦帯電補助材２１を、摩擦帯電装置３に搬送して戻すための図示しないコンベヤ（搬送手段の一例）が設けられている。
【００２０】
次に、上記構成のプラスチック選別装置Ｓにおけるプラスチック選別方法を説明する。複数種のプラスチック片１は、混在した状態でホッパ２より摩擦帯電装置３へ投入され、その種類による帯電列に従い、プラスあるいはマイナスのどちらかに帯電される。そして、複数種のプラスチック片１をホッパ２に投入して摩擦帯電させる際、回収しようとする特定のプラスチック片１（例えばＰＶＣ）の量が少ない場合には、その特定のプラスチック片１を摩擦帯電補助材２１として所定量だけ添加する。なお、この添加する摩擦帯電補助材２１は、他のプラスチック片１より大面積に形成しておく。
【００２１】
そして、摩擦帯電装置３へ投入された複数種のプラスチック片１は、摩擦帯電装置３内で攪拌されて摩擦し合う。このとき、攪拌されるプラスチック片１には、摩擦帯電補助材２１が添加されていることでそれぞれプラスまたはマイナスに帯電されるとともに十分に帯電され、帯電されたプラスチック片１および摩擦帯電補助材２１は、摩擦帯電装置３の落下口１６から落下する。落下口１６から落下したプラスチック片１は、網体１７の網目を通過して金属ドラム電極５上に散布される。そして、摩擦帯電装置３でマイナスの電荷が帯電されたプラスチック片１は、金属ドラム電極５に反発して高電圧電極６に吸引され、第一分離容器８に落下する。また、金属ドラム電極５と逆のプラスの電荷が帯電したプラスチック片１は、金属ドラム電極５の表面に吸着されて金属ドラム電極５の回転により第二分離容器９に落下するか、あるいはブラシ１０により金属ドラム電極５の表面から掻き落とされて第二分離容器９に落下する。例えば、ＰＶＣはマイナスに帯電され、第一分離容器８に落下する。
【００２２】
一方で、摩擦帯電装置３の落下口１６から落下した摩擦帯電補助材２１は、他のプラスチック片１より大面積に形成してあることで、網体１７の目からこぼれ落ちずに網体１７に捕獲される。そして、網体１７は傾斜していることから、振動装置の駆動により、除去手段１８の除去容器１９内に移動し、コロナ放電器２０から除去容器１９内の摩擦帯電補助材２１対してイオンが吹き込まれ、摩擦帯電補助材２１が除電されるとともに、静電的に付着していた付着物が取り除かれ、除電され付着物が取り除かれた摩擦帯電補助材２１は、コンベヤの駆動により摩擦帯電装置３に戻される。
【００２３】
勿論、摩擦帯電装置３に戻す前に、除去容器１９に交流電源２２から交流電流を印加（あるいは、高周波発生器から高周波を印加）して、摩擦帯電補助材２１を除電し、静電的に付着していた付着物を取り除くようにしてもよい。
【００２４】
そして、引き続いてプラスチック選別を行う場合、今度は摩擦帯電補助材２１を摩擦帯電装置３に新たに添加する必要がなく、摩擦帯電補助材２１が摩擦帯電装置３内で再利用され、上記と同様に、摩擦帯電装置３内で異なった種類のプラスチック片１同士が摩擦し合ってプラスまたはマイナスに帯電されるとともに異なった帯電量（帯電圧）に帯電され、従って、静電分離部Ｇで確実にプラスチック片１を分離し、第一分離容器８、第二分離容器９に回収することができる。
【００２５】
このように、本発明の実施の形態によれば、異なった種類のプラスチック片１を摩擦帯電装置３内で攪拌する際、摩擦帯電装置３内に回収しようとする特定のプラスチック片１を摩擦帯電補助材２１として添加して攪拌することで、回収しようとするプラスチック片１と他のプラスチック片との帯電量を異ならせることができ、各プラスチック片１の帯電量を異ならせ、複数種のプラスチック片１が混在した状態であっても、その中から特定のプラスチック片１を確実に回収することができる。なお、帯電列的はにはＰＥＴもＰＶＣと同様にマイナスに帯電され、第一分離容器８に落下することが考えられるが、これは選別用静電場に印加する電圧を変化させることで対応できる。
【００２６】
また、上記のように摩擦帯電補助材２１を除電し、付着物を除去することで他のプラスチック片１と攪拌する際に悪影響を与えることなく、かつ繰り返して使用することができる。
【００２７】
ところで、回収量の多いＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳおよびＰＥＴを帯電列順に並べると、プラスに帯電され易い側からＰＳ→ＰＥ→ＰＰ→ＰＥＴ→ＰＶＣ（ＰＰ→ＰＶＣ→ＰＥＴを示す資料もある）とマイナスに帯電され易い側に配列される。ここで中間の順位に位置するＰＰを基準プラスチック材として選択し、このＰＰ製の基準プラスチック材に他のプラスチック材を摩擦させると、ＰＥ＜ＰＳの順にプラスの電荷が多く帯電され、またＰＰにはほとんど帯電されず、さらに、ＰＥＴ＜ＰＶＣの順にマイナスの電荷が多く帯電される。このように、帯電列の中間順位のプラスチックを基準プラスチック材として選択することにより、混在するプラスチック片１に、種類ごとに帯電量を異ならせることができる。
【００２８】
そこで、プラスチック片１の種類として、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、ＰＥＴおよびＰＶＣを用い、回収率、回収純度の試験を行った。なお、この試験では、上記プラスチック片１の重量比率を、
ＰＥ：ＰＰ：ＰＳ：ＰＥＴ：ＰＶＣ＝４：２：２：１：１
とし、摩擦帯電補助材２１としてＰＶＣを所定量（混在する複数種のプラスチック片１の全重量に対し摩擦帯電補助材２１として５０重量％）だけ添加した。その結果、何れの除去手段１８を用いた場合であっても、８０％以上の回収率、回収純度が得られ、かつ摩擦帯電補助材２１を長時間使用できた。
【００２９】
なお、一般に摩擦帯電装置３の攪拌用容器や攪拌用杆部材は、製作性、帯電に対する安全性、プラスチック片１の帯電特性の安定性等の理由から金属製とすることが多い。この場合、ＰＥ、ＰＰはＰＶＣと同様にマイナスに帯電してしまい、ＰＶＣの回収が困難となっていたが、本発明の実施の形態によれば、摩擦帯電装置３内に回収しようとする特定のプラスチック片１を摩擦帯電補助材２１として添加して攪拌することで、ＰＥおよびＰＰとＰＶＣとの帯電極性を異ならせるので、摩擦帯電装置３の容器や攪拌用杆部材を金属製としても、静電分離部Ｇでの分離を確実に行い、各プラスチック片１の帯電量を異ならせ、特定のプラスチック片１を確実に回収することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、網体１７は摩擦帯電装置３と金属ドラム電極５の間に配置したがこれに限定されるものではなく、金属ドラム電極５と第一分離容器８および第二分離容器９の間に配置するように構成し、この位置で摩擦帯電補助材２１を捕獲し、除去手段１８で摩擦帯電補助材２１を除電するとともに付着物を除去し、摩擦帯電装置３に戻すようにしてもよく、この場合も上記実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００３１】
そして、上記除去手段１８は、回収後のプラスチック片１に対して用いることもでき、この場合、静電気による火災の発生を防止できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、回収しようとする特定のプラスチック片の量が少ない場合、複数種のプラスチック片を摩擦帯電装置に投入する際にその特定のプラスチック片を摩擦帯電補助材として所定量だけ添加するので、異なった種類のプラスチック片の帯電量を異ならせ、これにより静電分離部での分離を確実に行い、特定のプラスチック片を確実に回収することができ、添加した摩擦帯電補助材を静電分離部で分離するまでに捕獲して摩擦帯電装置へ戻すか、摩擦帯電装置から落下したプラスチック片および摩擦帯電補助材のうち、摩擦帯電補助材を、静電分離部で分離して分離用容器に回収するまでに捕獲して摩擦帯電装置へ戻すことで繰り返して使用でき、捕獲した摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置へ戻す途中で、摩擦帯電補助材の使用中にこれに帯電した電荷および付着した付着物を除去することで、長期的にかつ安定して特定のプラスチック片を確実に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一形態を示すプラスチック選別装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】同じく除去手段の概略図である。
【図３】同じく別の除去手段の概略図である。
【図４】従来のプラスチック選別装置の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１      プラスチック片
２      ホッパ
３      摩擦帯電装置
５      金属ドラム電極
６      高電圧電極
８      第一分離容器
９      第二分離容器
１５    傾斜案内板
１７    網体
１８    除去手段
２１    摩擦帯電補助材
Ｇ      静電分離部
Ｓ      プラスチック選別装置
【図１】
0003549406.tif 000002
【図２】
0003549406.tif 000003
【図３】
0003549406.tif 000004
【図４】
0003549406.tif 000005