(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、
軸心周りに回転自在な攪拌容器と、この攪拌容器を回転させる回転駆動装置とが備えられ、
上記攪拌容器の一端に、プラスチック片を投入する投入口が形成され、
上記攪拌容器の他端に、帯電したプラスチック片を排出する排出口が形成され、上記排出口に、攪拌容器の横断面に沿って所定間隔をあけて平行に配列された複数の線材が設けられ、
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攪拌容器内に入れておき、
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、
上記各線材間の間隔を、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設定したことを特徴とする摩擦帯電装置。
【請求項２】
排出口に設けられた複数の線材を排出部線材とし、
投入口と排出口との中間部に、攪拌容器の横断面に沿って所定間隔をあけて平行に配列された複数の中間部線材を設け、
上記各中間部線材間の間隔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設定し、
上記排出部線材の向きと中間部線材の向きとが攪拌容器の周方向で異なっ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】
投入口側に対して排出口側が下位になるように攪拌容器を傾斜させ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。
【請求項４】
排出口の開口面積を調節する排出面積調節体が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の摩擦帯電装置。
【請求項５】
攪拌容器の内部に、プラスチック片を攪拌する攪拌部材が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに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８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の内部には回転自在な攪拌翼（図示せず）が設けられており、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、この網部材１６の目開きをプラスチック片１よりも大きくかつ摩擦補助材よりも小さく形成し、摩擦補助材を円筒容器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、網部材１６を設けた場合、図９に示すように、網部材１６の目開きをプラスチック片１より大きくしても、プラスチック片１が網部材１６の直交する線材１６ａ，１６ｂの交差部に引っ掛かり、次第にプラスチック片１が網部材１６の目に詰まってしまい、帯電したプラスチック片１を排出部７から排出する際に支障を来す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攪拌容器内から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、
軸心周りに回転自在な攪拌容器と、この攪拌容器を回転させる回転駆動装置とが備えられ、
上記攪拌容器の一端に、プラスチック片を投入する投入口が形成され、
上記攪拌容器の他端に、帯電したプラスチック片を排出する排出口が形成され、上記排出口に、攪拌容器の横断面に沿って所定間隔をあけて平行に配列された複数の線材が設けられ、
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攪拌容器内に入れておき、
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、
上記各線材間の間隔を、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設定したものである。
【００１５】
これによると、投入口から攪拌容器内へ投入されたプラスチック片は、攪拌容器内で排出口へ向かって徐々に移動し、複数の線材間を通り抜けて排出口から排出される。この際、プラスチック片は回転している攪拌容器内で攪拌されるため、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】
また、複数の線材の間隔がプラスチック片よりも大きく設定され、さらには、これら線材が、網のように格子状に交差した構成ではなく、全て同方向に向いて平行に配列されているため、プラスチック片はこれら線材に引っ掛かることなく確実に複数の線材間を通過して排出口から排出される。
【００１７】
さらに、各線材の間隔は摩擦補助材の粒よりも小さく設定されているため、摩擦補助材は各線材間を通過できず、したがって、排出口から排出されることなく、攪拌容器内に残留する。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。
【００１８】
また、本第２発明における摩擦帯電装置は、排出口に設けられた複数の線材を排出部線材とし、
投入口と排出口との中間部に、攪拌容器の横断面に沿って所定間隔をあけて平行に配列された複数の中間部線材を設け、
上記各中間部線材間の間隔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設定し、
上記排出部線材の向きと中間部線材の向きとが攪拌容器の周方向で異なっているものである。
【００１９】
これによると、投入口から回転する攪拌容器内へ投入されたプラスチック片は、攪拌容器内で排出口へ向かって徐々に移動しながら、複数の中間部線材間と複数の排出部線材間を通り抜けて排出口から排出される。
【００２０】
また、本第３発明における摩擦帯電装置は、投入口側に対して排出口側が下位になるように攪拌容器を傾斜させているものである。
これによると、投入口から攪拌容器内に投入されたプラスチック片は、攪拌容器の傾斜によって徐々に排出口へ向かって移動し、攪拌容器内にほとんど残留することなく、排出口から確実に排出される。
【００２１】
また、本第４発明における摩擦帯電装置は、排出口の開口面積を調節する排出面積調節体が設けられているものである。
これによると、排出面積調節体によって排出口の開口面積を増減して調節することで、プラスチック片の排出量を調節することができる。
【００２２】
また、本第５発明における摩擦帯電装置は、攪拌容器の内部に、プラスチック片を攪拌する攪拌部材が設けられているものである。
これによると、攪拌容器内に投入されたプラスチック片は、攪拌容器の回転と攪拌部材とによって十分に攪拌され、攪拌時に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確実に摩擦し合う。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図７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。
【００２４】
図１および図２に示すように、３０は、粉砕されたプラスチック片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、円筒状の攪拌容器３１と、この攪拌容器３１に粉砕されたプラスチック片１を投入する投入ホッパ３２とを備えている。
【００２５】
上記攪拌容器３１の一端には投入口３３が形成され、この投入口３３には、上記投入ホッパ３２の下部が軸受け５３を介して接続されている。また、攪拌容器３１の他端には、帯電したプラスチック片１を排出する排出口３４が形成され、この排出口３４から排出されたプラスチック片１は供給トレー３５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。
【００２６】
上記攪拌容器３１は、ベアリング（図示せず）等を介して支持フレーム４９上に回転自在に取付けられており、モータ３６や駆動ベルト３７で構成された回転駆動装置３８によって軸心３９を中心に回転される。また、上記支持フレーム４９は一端を中心として上下方向に回動自在に構成されており、シリンダー装置（図示せず）等によって支持フレーム４９を回動させることによって、攪拌容器３１の傾斜角度αを変えることができる。この際、攪拌容器３１は投入口３３側に対して排出口３４側が下位になるように傾斜する。
【００２７】
また、図１および図３に示すように、上記攪拌容器３１の内周面には、周方向において所定角度おきに振り分けられた複数の攪拌翼４０（攪拌部材の一例）が投入口３３側から排出口３４側にわたり設けられている。また、攪拌容器３１内には、軸心３９に沿って支軸４１が設けられ、この支軸４１の一端は投入ホッパ３２の下端に取付けられている。上記支軸４１には、複数の攪拌棒４２ａ，４２ｂ（攪拌部材の一例）が軸心３９を中心にして攪拌容器３１の径方向へ放射状に設けられている。尚、一方の複数の攪拌棒４２ａは攪拌容器３１内において投入口３３寄りに位置し、他方の複数の攪拌棒４２ｂは攪拌容器３１内において排出口３４寄りに位置している。また、攪拌容器３１は、金属製、または、その内周面が樹脂でコーティングされた容器である。
【００２８】
また、図１および図５に示すように、上記排出口３４には、排出口３４の開口面積を調節する排出面積調節体４３が設けられている。すなわち、排出面積調節体４３は、排出口３４のほぼ半分の範囲を覆う半円形の固定板４４と、この固定板４４に重複して軸心３９を中心に回動自在な半円形の可動板４５とで構成されている。上記可動板４５は支軸４１の他端に外嵌されて支持されている。
【００２９】
さらに、図１および図６に示すように、上記排出口３４には、攪拌容器３１の軸心３９に直交する横断面に沿って所定間隔Ｓをあけて平行に配列された複数の排出部線材４７が設けられている。これら排出部線材４７は上記排出面積調節体４３の内側に位置しており、各排出部線材４７の両端は攪拌容器３１の内周面に取付け固定されている。
【００３０】
同様に、図１および図７に示すように、投入口３３と排出口３４との中間部には、上記攪拌容器３１の軸心３９に直交する横断面に沿って所定間隔Ｓをあけて平行に配列された複数の中間部線材４８が設けられている。これら中間部線材４８の両端は攪拌容器３１の内周面に取付け固定されている。そして、図６および図７に示すように、各排出部線材４７の向きと各中間部線材４８の向きとは攪拌容器３１の周方向で９０°ずらして設定されている。図１に示すように、上記攪拌容器３１の内部は、中間部線材４８を境にして投入口３３側に位置する第１攪拌室５０と排出口３４側に位置する第２攪拌室５１とに分けられる。尚、上記一方の複数の攪拌棒４２ａは第１攪拌室５０内に位置し、他方の複数の攪拌棒４２ｂは第２攪拌室５１内に位置している。
【００３１】
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として攪拌容器３１内に入れている。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６および図７に示すように、上記各線材４７，４８の間隔Ｓはそれぞれ、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。
【００３２】
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として攪拌容器３１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５２として攪拌容器３１内に入れる。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。
【００３３】
上記のようにして選定された摩擦補助材５２を攪拌容器３１内の第１攪拌室５０と第２攪拌室５１とに入れておき、回転駆動装置３８によって攪拌容器３１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３２から攪拌容器３１内へ投入する。
【００３４】
これにより、投入口３３から第１攪拌室５０に投入されたプラスチック片１は、傾斜した攪拌容器３１内を排出口３４へ向かって徐々に移動し、複数の中間部線材４８間を通り抜けて第２攪拌室５１に進入し、その後、複数の排出部線材４７間を通り抜けて排出口３４から排出される。この際、攪拌容器３１内のプラスチック片１は、攪拌容器３１と共に回転している攪拌翼４０と、攪拌容器３１に対して固定されている攪拌棒４２ａ，４２ｂとによって確実に攪拌されるため、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。
【００３５】
尚、図６に示すように、複数の排出部線材４７の間隔Ｓがプラスチック片１よりも大きく設定され、さらには、これら排出部線材４７が、網のように格子状に交差した構成ではなく、全て同方向に向いて平行に配列されているため、プラスチック片１は排出部線材４７に引っ掛かることなく確実に複数の排出部線材４７間を通過して排出口３４から排出される。
【００３６】
また、複数の排出部線材４７の間隔Ｓは摩擦補助材５２の粒よりも小さく設定されているため、摩擦補助材５２は複数の排出部線材４７間を通過できず、したがって、排出口３４から排出されることなく、攪拌容器３１内に残留する。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。
【００３７】
尚、図７に示すように、複数の中間部線材４８においても、上記排出部線材４７と同様な作用効果が得られる。
また、図５に示すように、可動板４５を矢印Ｗ方向へ回動することによって、排出口３４の開口面積を増減させることができるため、排出口３４から排出されるプラスチック片１の排出量を調節することができる。また、攪拌容器３１の回転数や傾斜角度αあるいは各線材４７，４８の線径や間隔Ｓによっても、上記プラスチック片１の排出量を調節することができる。
【００３８】
このようにして排出口３４から排出されたプラスチック片１は、図２に示すように、十分に帯電された状態で、供給トレー３５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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、図１に示すように、攪拌容器３１の他端にフランジ５４を設け、このフランジ５４に複数のボルト孔５５を形成し、攪拌容器３１のフランジ５４と仮想線で示した別の攪拌容器３１のフランジ５４同士をボルトで連結することにより、２つの攪拌容器３１を接合して使用してもよく、大量のプラスチック片１を摩擦帯電させることができる。但し、この場合、排出面積調節体４３は仮想線で示した新たに接続される別の攪拌容器３１のみに設けられ、実線で示した攪拌容器３１の排出面積調節体４３は取外される。
【００４１】
また、上記実施の形態では、図２の実線で示すように、攪拌容器３１を傾斜させた状態で、攪拌容器３１内にプラスチック片１を投入して摩擦帯電させているが、攪拌容器３１を水平にした状態で攪拌容器３１内にプラスチック片１を投入して摩擦帯電させ、所定時間が経過してプラスチック片１が十分に摩擦帯電された後、攪拌容器３１を傾斜させて排出口３４からプラスチック片１を排出してもよい。
【００４２】
さらに、上記実施の形態では、各排出部線材４７の向きと各中間部線材４８の向きとを攪拌容器３１の周方向で９０°ずらしているが、９０°以外の角度でずらしてもよく、また、ずらすのではなく、上記両線材４７，４８を同じ向きにしてもよい。
【００４３】
【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する攪拌容器内で攪拌されるため、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。
【００４４】
また、複数の線材の間隔がプラスチック片よりも大きく設定され、さらには、これら線材が、網のように格子状に交差した構成ではなく、全て同方向に向いて平行に配列されているため、プラスチック片はこれら線材に引っ掛かることなく確実に複数の線材間を通過して排出口から排出される。
【００４５】
さらに、各線材の間隔は摩擦補助材の粒よりも小さく設定されているため、摩擦補助材は各線材間を通過できず、したがって、排出口から排出されることなく、攪拌容器内に残留する。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。
【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攪拌容器の縦断面図である。
【図２】同、摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下流側に設置された静電分離装置との図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】同、摩擦帯電装置の排出面積調節体の拡大図である。
【図６】図１におけるＣ−Ｃ矢視図である。
【図７】図１におけるＤ−Ｄ矢視図である。
【図８】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９】従来の摩擦帯電装置の排出部に設けられた網部材の図である。
【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    攪拌容器
３３    投入口
３４    排出口
３８    回転駆動装置
３９    軸心
４０    攪拌翼（攪拌部材）
４２ａ，４２ｂ    攪拌棒（攪拌部材）
４３    排出面積調節体
４７    排出部線材
４８    中間部線材
５２    摩擦補助材
Ｓ    所定間隔
【図１】
0003573632.tif 000002
【図２】
0003573632.tif 000003
【図３】
0003573632.tif 000004
【図４】
0003573632.tif 000005
【図５】
0003573632.tif 000006
【図６】
0003573632.tif 000007
【図７】
0003573632.tif 000008
【図８】
0003573632.tif 000009
【図９】
0003573632.tif 000010