(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することによって帯電させ、帯電させたプラスチック片を選別用の静電分離装置へ供給する摩擦帯電装置であって、
外筒の内部に、内外に貫通した多数の開口部を有する内筒が回転自在に設けられ、
上記外筒に、プラスチック片を外筒の内部へ投入する投入部と、内筒の内部から排出されたプラスチック片を外筒の外部へ排出する排出部とが設けられ、
上記複数種のプラスチック片の帯電列の中で、選別しようとする特定種のプラスチック片とこの特定種のプラスチック片に対して逆極性を有するプラスチック片との割合が均等になるように上記いずれかのプラスチックの粒を摩擦補助材として内筒の内部に入れておき、
上記摩擦補助材の粒をプラスチック片よりも大きく形成し、
上記内筒の開口部を、プラスチック片よりも大きく、かつ摩擦補助材よりも小さく形成したことを特徴とする摩擦帯電装置。
【請求項２】
内筒は水平軸心を中心にして回転自在であり、
投入部は外筒の上部に設けられ、排出部は外筒の下部に設けられ、上記内筒は投入部と排出部との上下間に位置していることを特徴とする請求項１記載の摩擦帯電装置。
【請求項３】
内筒は、筒状の内筒本体と、この内筒本体の両端部を閉じる端部部材とによって構成され、
上記内筒本体と端部部材とにそれぞれ多数の開口部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の摩擦帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉砕された複数種のプラスチック片を帯電させて選別用の静電分離装置へ供給する摩擦帯電装置に関するものである。
【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）が大部分を占め、回収される廃プラスチックも上記樹脂類がほとんどを占めると考えられる。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必要である。
【０００３】
上記のような複数種の混在したプラスチック片を選別するには、図７に示すように、先ず、粉砕された複数種のプラスチック片１を摩擦帯電装置２で帯電させ、その後、帯電させたプラスチック片１を摩擦帯電装置２から選別用の静電分離装置３へ供給し、静電分離装置３で特定のプラスチック片１を分離するといった技術がある。
【０００４】
上記摩擦帯電装置２は円筒容器５の一端に投入部６が形成されるとともに他端に排出部７が形成されたものであり、上記円筒容器５内に設けられた攪拌翼（図示せず）が回転することにより、プラスチック片１が攪拌される。尚、上記投入部６には投入ホッパ８が設置されている。
【０００５】
また、上記静電分離装置３は、水平軸芯回りに所定方向に回転自在な金属ドラム電極１０と、金属ドラム電極１０の回転方向斜め上方に対向して設けられた円弧状の対向電極板１１とを備えており、この対向電極板１１には高圧電源１２の陰極が接続され、高圧電源１２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１０により回転接地電極が形成され、金属ドラム電極１０と対向電極板１１との間に選別用静電場が形成される。
【０００６】
また、金属ドラム電極１０の下方には、上方へ開口した第一分離容器１３および第二分離容器１４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１０の外周部に、金属ドラム電極１０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１５が配置されている。
【０００７】
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、投入ホッパ８から円筒容器５内に投入され、内部で回転する攪拌翼によって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。このように帯電したプラスチック片１は、排出部７から排出されて金属ドラム電極１０上に落下し、プラスに帯電したプラスチック片１が、金属ドラム電極１０に反発して対向電極板１１に吸い寄せられ、第一分離容器１３に落下する。また、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１０の表面に吸い寄せられて金属ドラム電極１０の回転により第二分離容器１４に落下するか、あるいはブラシ１５により金属ドラム電極１０の表面から掻き落とされて分離し、第二分離容器１４に落下する。
【０００８】
上記のようなプラスチック片１の選別において、特定のプラスチック片１をより精度良く選別して回収するため、本発明者等は、上記複数種のプラスチック片１の帯電列の中で、選別しようとする特定種のプラスチック片１と上記特定種のプラスチック片１に対して逆極性を有するプラスチック片１との割合が均等になるように上記いずれかのプラスチックの粒を摩擦補助材として円筒容器５内に入れることを提案している。
【０００９】
例えば、上記プラスチック片１の種類がＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳである場合、これら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→ＰＶＣとマイナスに帯電され易い側に配列される。これによると、ＰＳとＰＥはプラスの電荷が多く帯電され、また、ＰＰとＰＶＣはマイナスの電荷が多く帯電されることになる。ここで、例えばＰＶＣを選別する場合、ＰＶＣの量がＰＳやＰＥに比べて少ない場合は、ＰＶＣの粒を摩擦補助材として円筒容器５内に入れて、ＰＶＣとＰＶＣに対して逆極性を有するＰＳやＰＥとの量を均等にする。反対に、ＰＶＣの量がＰＳやＰＥに比べて多い場合は、ＰＶＣに対して逆極性を有するＰＳやＰＥの粒を摩擦補助材として円筒容器５内に入れる。これにより、ＰＶＣは短時間で十分にマイナスの極性に帯電し、従って、静電分離装置３においてＰＶＣを高精度で選別することができる。
【００１０】
しかしながら上記のように摩擦補助材を円筒容器５内に入れた場合、摩擦補助材もプラスチック片１と共に円筒容器５の排出部７から排出されるため、排出された摩擦補助材を回収して再び円筒容器５内に戻すための特別な装置が必要とされるといった問題がある。
【００１１】
これに対して、円筒容器５の排出部７に縦横格子状の網部材１６を取付け、図８に示すように、網部材１６の網目１７をプラスチック片１よりも大きくかつ摩擦補助材１８よりも小さく形成し、摩擦補助材１８を円筒容器５内に閉じ込めておくことによって、摩擦補助材１８を繰り返して使用することが考えられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチック片１が網部材１６の網目１７を通過して排出部７から排出される際、プラスチック片１と共に網部材１６の手前側まで移動してきた摩擦補助材１８が網部材１６の網目１７を塞いでしまい、その結果、プラスチック片１の排出が滞るといった問題が発生する。
【００１３】
本発明は、摩擦補助材を繰り返して使用することによって、特定のプラスチック片を短時間で十分に帯電させるとともに、帯電したプラスチック片を支障なく排出することが可能な摩擦帯電装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第１発明における摩擦帯電装置は、粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌することによって帯電させ、帯電させたプラスチック片を選別用の静電分離装置へ供給する摩擦帯電装置であって、
外筒の内部に、内外に貫通した多数の開口部を有する内筒が回転自在に設けられ、
上記外筒に、プラスチック片を外筒の内部へ投入する投入部と、内筒の内部から排出されたプラスチック片を外筒の外部へ排出する排出部とが設けられ、
上記複数種のプラスチック片の帯電列の中で、選別しようとする特定種のプラスチック片とこの特定種のプラスチック片に対して逆極性を有するプラスチック片との割合が均等になるように上記いずれかのプラスチックの粒を摩擦補助材として内筒の内部に入れておき、
上記摩擦補助材の粒をプラスチック片よりも大きく形成し、
上記内筒の開口部を、プラスチック片よりも大きく、かつ摩擦補助材よりも小さく形成したものである。
【００１５】
これによると、投入部から外筒の内部へ投入されたプラスチック片は、回転している内筒の開口部を通って内筒の内部に入り込み、内筒の内部で攪拌されるため、プラスチック片同士ならびにプラスチック片と摩擦補助材とが摩擦し合って短時間で十分に摩擦帯電される。
【００１６】
このようにして帯電したプラスチック片は、内筒の内部から開口部を通り抜けて内筒の外部へ排出され、その後、排出部から外筒の外部へ排出される。また、摩擦補助材は、内筒の開口部を通り抜けることができないため、内筒の内部に残留する。これにより、摩擦補助材を繰り返して使用することができる。
【００１７】
さらに、内筒の回転により、摩擦補助材が内筒の内周面上を転がるため、摩擦補助材が内筒の開口部を塞いでしまうのを防止することができる。したがって、プラスチック片は確実に内筒の開口部を通って内筒の内部から外部へ排出される。
【００１８】
また、本第２発明における摩擦帯電装置は、内筒は水平軸心を中心にして回転自在であり、
投入部は外筒の上部に設けられ、排出部は外筒の下部に設けられ、上記内筒は投入部と排出部との上下間に位置しているものである。
【００１９】
これによると、投入部から外筒の内部へ投入されたプラスチック片は、落下しながら、回転している内筒の開口部を通って内筒の内部に入り込む。また、内筒の開口部を通って内筒の外部へ排出されたプラスチック片は、落下しながら排出部から外筒の外部へ排出される。このように、プラスチック片の投入および排出の際にプラスチック片の落下を利用しているため、プラスチック片の投入および排出がスムーズに行える。
【００２０】
また、本第３発明における摩擦帯電装置は、内筒は、筒状の内筒本体と、この内筒本体の両端部を閉じる端部部材とによって構成され、
上記内筒本体と端部部材とにそれぞれ多数の開口部が形成されているものである。
【００２１】
これによると、多数の開口部が内筒の全面にわたって形成されているため、プラスチック片の投入および排出は内筒の全面を通して行われる。したがって、万一、開口部の目詰まりが内筒に局所的に発生しても、それ以外の範囲の開口部をプラスチック片が通過するため、ほとんど支障はない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。尚、静電分離装置３は上述した従来のものと同一の構成を有するため、同じ番号を付記してその説明を省略する。
【００２３】
図１〜図３に示すように、３０は、粉砕された複数種の混在したプラスチック片１を攪拌することによって帯電させる摩擦帯電装置である。この摩擦帯電装置３０は外筒３１と内筒３２とを有しており、上記外筒３１は、正面視でＵ形状の外筒胴体３３と、この外筒胴体３３の上部に設けられた天板３４と、外筒胴体３３の前後両端部に設けられた端部板３５とによって中空状に形成されている。
【００２４】
上記天板３４には、プラスチック片１を外筒３１の内部へ投入する投入口３７（投入部の一例）が形成されており、この投入口３７には投入用ホッパ３８の下端が接続されている。
【００２５】
また、上記外筒胴体３３の下部には、内筒３２の内部から排出されたプラスチック片１を外筒３１の外部へ排出する排出口３９（排出部の一例）が形成されており、この排出口３９から排出されたプラスチック片１は図５に示すように供給トレー５５内を滑り落ちて静電分離装置３の金属ドラム電極１０上に供給される。上記排出口３９は、外筒胴体３３の前端部から後端部に亘って長く形成され、外筒胴体３３に回動自在に設けられた開閉板４０によって開閉される。尚、開閉板４０の開閉動作はシリンダ装置（図示せず）によって行われる。
【００２６】
上記内筒３２は、前後方向の水平軸心４２を中心にして回転自在に上記外筒３１の内部に設けられており、上記投入口３７と排出口３９との上下間に位置している。また、上記内筒３２は、八角形の筒状の内筒本体４３と、この内筒本体４３の前後両端部に設けられた端部部材４４とで構成されている。さらに、内筒本体４３は、上記水平軸心４２に沿った方向に配設された複数のフレーム５３と、これらフレーム５３間に取付けられた網部材５７とで構成されている。また、上記端部部材４４は、上記水平軸心４２から放射状に配設された複数のフレーム５４と、これらフレーム５４間に取付けられた網部材５７とで構成されている。
【００２７】
上記網部材５７は内筒３２の内外に貫通した多数の網目５１（開口部の一例）を有している。さらに、前後両端部部材４４の中心には回転軸４５が設けられ、これら回転軸４５は軸受け５６を介して回転自在に外筒３１の前後両端部板３５に支持されている。このうち、前後いずれかの回転軸４５の先端部は上記端部板３５の外側に貫通しており、この回転軸４５の先端部が回転駆動装置４６に接続されている。この回転駆動装置４６は、外筒３１の外部に設置されたモータ４７とプーリー４８，４９と駆動ベルト５０とで構成されている。
【００２８】
また、上記内筒３２の外周面には、外筒３１と内筒３２との間に溜まるプラスチック片１を掻き取る板状の翼部材５８が複数枚設けられている。これら翼部材５８は、内筒３２の水平軸心４２方向の長さとほぼ同じ長さを有しており、内筒３２の八箇所の頂点のうち一箇所おきに計四枚取付けられている。
【００２９】
また、図１に示すように、上記複数種のプラスチック片１の帯電列の中で、選別しようとする特定種のプラスチック片１とこの特定種のプラスチック片１に対して逆極性を有するプラスチック片１との割合が均等になるように上記いずれかのプラスチックの粒を摩擦補助材５２として内筒３２の内部に入れている。尚、上記摩擦補助材５２の粒は複数種のプラスチック片１よりも大きく形成されており、図４に示すように、内筒３２の網部材５７の各網目５１の目開きＳはプラスチック片１よりも大きくかつ摩擦補助材５２の粒よりも小さく設定されている。
【００３０】
例えば、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳといった複数種のプラスチック片１が混在している場合、これら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→ＰＶＣとマイナスに帯電され易い側に配列される。ここで、例えばＰＶＣを選別する場合、ＰＶＣの量がＰＳやＰＥに比べて少ない場合は、ＰＶＣの粒を摩擦補助材５２として内筒３２の内部に入れて、ＰＶＣとＰＶＣに対して逆極性を有するＰＳやＰＥとの量を均等にする。反対に、ＰＶＣの量がＰＳやＰＥに比べて多い場合は、ＰＶＣに対して逆極性を有するＰＳやＰＥの粒を摩擦補助材５２として内筒３２の内部に入れる。これにより、ＰＶＣとＰＶＣに対して逆極性を有するＰＳやＰＥとの量が均等になるため、ＰＶＣは短時間で十分にマイナスの極性に帯電し、従って、静電分離装置３においてＰＶＣを高精度で選別することができる。
【００３１】
上記のようにして選定された摩擦補助材５２を内筒３２の内部に入れておき、回転駆動装置４６によって内筒３２を回転させながら、粉砕されたプラスチック片１を投入ホッパ３８へ投入する。尚、この際、排出口３９は開閉板４０によって閉じられている。
【００３２】
上記投入ホッパ３８へ投入されたプラスチック片１は、落下しながら、回転している内筒３２の網目５１を通って内筒３２の内部に入り込み、内筒３２の内部で攪拌されるため、プラスチック片１同士ならびにプラスチック片１と摩擦補助材５２とが摩擦し合って短時間で十分に摩擦帯電される。
【００３３】
尚、投入ホッパ３８へ投入されたプラスチック片１のうちの一部のプラスチック片１が内筒３２の外周面を零れ落ちて外筒３１と内筒３２との間に溜まっても、一旦内筒３２の外側に零れ落ちたプラスチック片１は、内筒３２と一体に回転する翼部材５８によって上方へ掻き上げられるため、確実に網目５１を通って内筒３２の内部に入り込む。さらに、内筒３２の内部から網目５１を通り抜けて一旦内筒３２の外部へ排出したプラスチック片１も、上記翼部材５８によって繰り返し上方へ掻き上げられるため、再度、網目５１を通って内筒３２の内部に入り込む。
【００３４】
このようにして一定時間をかけてプラスチック片１を帯電させた後、開閉板４０を回動して排出口３９を開放する。これにより、帯電した状態のプラスチック片１が、内筒３２の内部から網目５１を通り抜けて内筒３２の外部へ排出され、落下しながら排出口３９から外筒３１の外部へ排出される。この際、外筒３１と内筒３２との間に溜まっていたプラスチック片１は内筒３２と一体に回転する翼部材５８によって押されて強制的に排出口３９から排出されるため、プラスチック片１を外筒３１内から確実に排出することができる。
【００３５】
また、摩擦補助材５２は、内筒３２の網部材５７の網目５１を通り抜けることができないため、内筒３２の内部に残留する。これにより、摩擦補助材５２を繰り返して使用することができる。
【００３６】
さらに、内筒３２の回転によって摩擦補助材５２が内筒３２の内周面上を転がるため、摩擦補助材５２が内筒３２の網部材５７の網目５１を塞いでしまうのを防止することができる。したがって、プラスチック片１は確実に内筒３２の網目５１を通って内筒３２の内部から外部へ排出される。
【００３７】
このようにして排出口３９から排出されたプラスチック片１は、十分に帯電された状態で、図５に示すように、供給トレー５５を通って、金属ドラム電極１０上に供給され、種類別に第一分離容器１３と第二分離容器１４とに選別される。
【００３８】
上記実施の形態では、図２に示すように、多数の網目５１が内筒３２の全面（外周面および両端面）にわたって形成されているため、プラスチック片１の投入および排出は内筒３２の全面を通して行われる。したがって、万一、網目５１の目詰まりが内筒３２に局所的に発生しても、それ以外の範囲の網目５１をプラスチック片１が通過するため、ほとんど支障はない。
【００３９】
上記実施の形態では、内筒３２を上方の投入口３７と下方の排出口３９との間に位置させ、プラスチック片１の投入および排出の際にプラスチック片１の落下を利用しているため、プラスチック片１の投入および排出がスムーズに行える。
【００４０】
上記実施の形態では、内筒３２を回転させてプラスチック片１を攪拌している際、十分な攪拌に要する時間だけ開閉板４０で排出口３９を閉じておくことによって、プラスチック片１が十分に帯電されていない状態で排出口３９から排出されてしまうのを防止することができる。
【００４１】
上記実施の形態では、ＰＶＣ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳといった複数種のプラスチック片１のなかから例えばＰＶＣを選別する場合、  ＰＶＣの含有量に応じてＰＶＣあるいは逆極性のＰＳやＰＥの粒を摩擦補助材５２としているが、帯電列の中間位置にあたるＰＰの粒を摩擦補助材５２として用いても同様の効果が得られる。また、摩擦補助材５２としてステンレス鋼等の金属の粒を使用してもよい。
【００４２】
上記実施の形態では、内筒３２を回転させることによって、内筒３２の内部のプラスチック片１を全体的に攪拌することができる。また、内筒３２の内部に棒状または翼状の攪拌部材を設けて、より一層確実な攪拌が行えるようにしてもよい。
【００４３】
上記実施の形態では、図１に示すように、内筒３２の内筒本体４３を八角形の筒状に形成しているが、八角形以外の多角形または円形の筒状であってもよい。上記実施の形態では、内筒３２に形成された開口部の一例として、図４に示すように、縦横に交差した格子状の線材から成る網部材５７の網目５１を挙げたが、図６に示すように、多数の線材または棒材を一方向に所定間隔おきに平行に配列して多数のスリット６１を形成したものであってもよく、この場合、これらスリット６１の間隔Ｓをプラスチック片１よりも大きくかつ摩擦補助材５２の粒よりも小さく設定すればよい。
【００４４】
上記実施の形態では、図１に示すように、内筒３２に翼部材５８を四枚取付けているが、四枚に限ったものではなく、一枚あるいは四枚以外の複数枚取付けてもよい。例えば、八枚の翼部材５８を内筒３２の八箇所の各頂点にそれぞれ取付けてもよい。
【００４５】
上記実施の形態では、図２に示すように、投入口３７と投入用ホッパ３８との取付位置は外筒３１の天板３４の前後端部または中央部のいずれの箇所であってもよい。また、排出口３９と同様に、上記投入口３７と投入用ホッパ３８とを天板３４の前端部から後端部に亘って長く形成してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プラスチック片は回転している内筒の内部で攪拌されるため、プラスチック片同士ならびにプラスチック片と摩擦補助材とが摩擦し合って短時間で十分に摩擦帯電される。
【００４７】
また、帯電したプラスチック片は開口部を通り抜けて内筒の外部へ排出されるが、摩擦補助材は、内筒の開口部を通り抜けることができないため、内筒の内部に残留する。これにより、摩擦補助材を繰り返して使用することができる。
【００４８】
さらに、内筒の回転により、摩擦補助材が内筒の内周面上を転がるため、摩擦補助材が内筒の開口部を塞いでしまうのを防止することができる。したがって、プラスチック片は確実に内筒の開口部を通って内筒の内部から外部へ排出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における摩擦帯電装置の正面の断面図である。
【図２】同、摩擦帯電装置の一部切欠き斜視図である。
【図３】同、摩擦帯電装置の側面の断面図である。
【図４】同、摩擦帯電装置の内筒の網部材の拡大図である。
【図５】同、摩擦帯電装置と静電分離装置との概略図である。
【図６】本発明の他の実施の形態における摩擦帯電装置の内筒のスリットの拡大図である。
【図７】従来の摩擦帯電装置と静電分離装置との概略図である。
【図８】従来の摩擦帯電装置の排出部に設けられた網部材の拡大断面図である。
【符号の説明】
１    プラスチック片
３    静電分離装置
３０    摩擦帯電装置
３１    外筒
３２    内筒
３７    投入口（投入部）
３９    排出口（排出部）
４２    水平軸心
４３    内筒本体
４４    端部部材
５１    網目（開口部）
５２    摩擦補助材
６１    スリット（開口部）
【図１】
0003573633.tif 000002
【図２】
0003573633.tif 000003
【図３】
0003573633.tif 000004
【図４】
0003573633.tif 000005
【図５】
0003573633.tif 000006
【図６】
0003573633.tif 000007
【図７】
0003573633.tif 000008
【図８】
0003573633.tif 000009