(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、樹脂破砕物のような一定の粒径を持ったものに含まれる長尺物を精度よく選別する選別装置、その選別装置を用いた樹脂リサイクル方法およびそれらを用いて均質調整された再生樹脂製品を提供する。【解決手段】  搬送床２３を有する搬送手段と、被選別物の長手方向を搬送方向に揃えるように規制する規制手段であって、互いに間隔をもって位置する複数の案内板１１と、搬送床の排出側の端と間隙１３をおいて排出側の端に沿うように位置し、被選別物の長手方向長さにより区分けして被選別物を選別排出する手段である、駆動ローラ１２とを備える。【選択図】        図２
2006272048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被選別物を載置して搬送するための搬送床を有する搬送手段と、
前記被選別物の長手方向を搬送方向に揃えるように規制する方向規制手段と、
前記搬送床の排出側の端と間隙をおいて該排出側の端に沿うように位置し、前記被選別物の長手方向の長さにより区分けして当該被選別物を選別排出する選別排出手段とを備える、選別装置。
【請求項２】
前記方向規制手段が、前記搬送方向に延びる凹部と凸部とをもつ凹凸パターンまたは前記搬送方向に延びる空隙部をもつ空隙パターンを有する、請求項１に記載の選別装置。
【請求項３】
前記選別排出手段は、前記被選別物が前記排出側の端を越えて傾く際にその被選別物に接触し、前記排出側の端から見て当該選別排出手段より遠くに前記被選別物が重心移動するようにするものである、請求項１または２に記載の選別装置。
【請求項４】
前記選別排出手段が、駆動ローラ、板面を鉛直線に沿わせるように位置する仕切板、および振動フィーダのいずれかである、請求項１〜３のいずれかに記載の選別装置。
【請求項５】
前記選別排出手段のうちの前記駆動ローラは、その軸線が前記搬送床の仮想の延長面より下方に、また平面的に見て前記搬送床の外側に、位置する、請求項４に記載の選別装置。
【請求項６】
前記被選別物は、長手方向長さが境界値Ｌ以上の範囲に分布する長尺物と、長手方向長さが前記境界値Ｌ未満の範囲に分布して平均径ｄの破砕物とを含み、側方から見て、前記搬送床の排出側の端Ｃ1と前記駆動ローラの軸線Ｃ2とを結ぶ線がその駆動ローラ表面と交わる交点Ｓ1は、前記搬送床の排出側の端Ｃ1を中心とする半径Ｌ／２の円弧Ａ上にあり、かつ前記交点Ｓ1は、前記円弧Ａと前記搬送床の仮想の延長面との交点Ｓ2と、前記搬送床の排出側の端Ｃ1を中心とする半径ｄ／２の円弧と前記搬送床の仮想の延長面との交点Ｓ3との位置関係において、平面的に見て、前記交点Ｓ2と交点Ｓ3との間に位置する、請求項４または５に記載の選別装置。
【請求項７】
前記被選別物の中から前記選別排出手段によって外に排出する複数の長尺物の境界値を変更するために、前記搬送床の排出側の端と、前記選別排出手段との間の距離を変える選別サイズ変更手段を備える、請求項１〜６のいずれかに記載の選別装置。
【請求項８】
前記方向規制手段が前記搬送方向に延びる空隙部を形成する複数の案内板である場合、その案内板の間隔Ｗと、前記被選別物における長手方向の長さの境界値Ｌと、前記平均径ｄとの間に、ｄ≦Ｗ≦（Ｌ2−ｄ2）／２の関係が成り立つ配置を備える、請求項６または７に記載の選別装置。
【請求項９】
前記被選別物の中の、前記長尺物の長手方向長さの境界値Ｌ未満のものは、前記搬送床の排出側の端と前記選別排出手段との間隙によって形成される開口部から落下して回収される、請求項６〜８のいずれかに記載の選別装置。
【請求項１０】
前記搬送手段は前記搬送床を振動させて、前記被選別物に振動を与えながら搬送する、請求項１〜９のいずれかに記載の選別装置。
【請求項１１】
前記搬送手段は、前記振動の振幅を調整する振幅調整機構を有する、請求項１０に記載の選別装置。
【請求項１２】
前記搬送手段は、前記振動の振動数を調整する振動数調整機構および前記搬送床の勾配を調整する勾配調整機構の少なくとも一方を有する、請求項１０または１１に記載の選別装置。
【請求項１３】
前記方向規制手段は、平面的に見て、前記搬送床の排出側の端よりも外側へと延在している、請求項１〜１２のいずれかに記載の選別装置。
【請求項１４】
前記駆動ロールまたは振動フィーダによる排出速度を、前記搬送手段の搬送速度よりも大きくした、請求項４〜１３のいずれかに記載の選別装置。
【請求項１５】
前記被選別物を樹脂破砕物として、請求項１〜１４のいずれかに記載の選別装置を用いて選別する工程を含む、樹脂リサイクル方法。
【請求項１６】
前記樹脂破砕物は、家電リサイクル法の指定品目を破砕処理して回収されたものである、請求項１５に記載の樹脂リサイクル方法。
【請求項１７】
前記請求項１５または１６に記載の樹脂リサイクル方法の選別工程で選別した長尺物を、再び破砕処理する、樹脂リサイクル方法。
【請求項１８】
請求項１５〜１７のいずれかに記載の樹脂リサイクル方法により再生された樹脂を含む再生樹脂製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選別装置、樹脂リサイクル方法および再生樹脂製品に関し、とくにリサイクルプラントで用いられる選別装置、樹脂リサイクル方法およびそれらにより再生された再生樹脂製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への関心が高まり、樹脂のマテリアルリサイクルが盛んに行われるようになった。樹脂のマテリアルリサイクルの一般的な処理方法は、（ａ）まず単一材料に分別した後、（ｂ）樹脂専用破砕機にて適切な粒径に揃え、（ｃ）押出機にてルーダ加工してペレット化した後、（ｄ）成形機にて任意の形状に成形加工する。すでに様々な樹脂材料が混合されていて単一材料に分別することが困難な場合、（ｂ）の後に（ａ）の要件を満たす各種選別装置を配置することもある。なお、本件における粒径とは、ふるい分け法によって測定した試験用のふるいの目開きで表した数値を指しているが、あくまで大きさの表記手段として用いられているだけであり、必ずしも被選別物がふるい分けされたものであるとは限らない。
【０００３】
一般的にリサイクルプラントで用いられる樹脂専用破砕機はプレインカッタ（平刃）式と呼ばれるものであり、構造は図１８の通りである。上方から投入された被破砕物１０１は、高速回転している回転平刃１０２と筐体１０３に固定されている固定平刃１０４に挟み込まれてせん断される。せん断された樹脂はスクリーン１０５の穴１０６を通過して下方に排出されるが、粒径がスクリーン１０５の穴径よりも大きな場合は穴径以下になるまで何度も破砕機内部でせん断を繰り返す仕組みである。
【０００４】
図１９（ａ）はスクリーン１０５を下方から見た図であり、図１９（ｂ）はその断面図である。図１９（ａ）および図１９（ｂ）の通り、一般的なスクリーン１０５は円弧状の鋼板に穴１０６を設けただけの構造であるため、被破砕物１０１は一度せん断されてから次の回転平刃１０２によりせん断されるまでの間、スクリーン１０５の通過方向に対する規制を受けないため、スクリーン１０５の穴径よりも小さければ長手方向の寸法にかかわらずスクリーン１０５をすり抜け、その結果、長尺物が生じてしまう。このように、被破砕物が意図した粒径に処理されることなく、スクリーン１０５の穴１０６を長尺のまますり抜けることをミスカットと言い、長手寸法がおおむね破砕粒径の３〜５倍程度以上のものを指して長尺物と呼ぶことが多い。長尺物を投入口の小さな装置や搬送管路に投入すると、途中で引っ掛りあるいはブリッジを起こして詰りの原因になる。また、樹脂破砕物を押出機にて溶融および混練してペレットを調整する際、容積の大きな長尺物が混入することにより、均質な再生ペレットの調整を阻害してしまうといった問題も生じる。
【０００５】
ミスカットを軽減する手法としては、（１）斜め穴スクリーンを使用する方法、（２）スクリーンの穴径を小さくして（破砕粒径を下げて）長尺物の長手寸法を抑える方法、（３）ミスカットを発生させにくい構造の破砕機を使用する方法が考えられる。（１）は長尺物のすり抜けが軽減されてミスカットが起こりにくくなるが、皆無になるものではなく、前述したように長尺物の混入に対してデリケートな装置を使用する際の問題解決には至らない。また、ストレート穴のスクリーンに比べて処理能力が低下することに加え、スクリーンの製作費用がかなり高価になってしまう。（２）の方法では処理能力が大きく落ちこむ上、破砕工程以降で適正粒径が規定されている場合（例えば破砕後に選別を行なう際に選別精度に大きな影響を与えるなど）に不都合である。（３）の方法では、粗破砕と細破砕を同時に行なうものや２段式の破砕を行なうものなど、特殊な破砕機を使用する。多くの場合、破砕構造だけでなく特殊な形状の刃を使用することにより、ミスカットの確率を低下する仕組みである。しかし、これら特殊な破砕機は非常に高価な上、平刃であればユーザーによって容易に行えた刃の砥ぎ直しが極めて困難になり経済的でない。現状、リサイクルプラントで使用されている殆どの樹脂専用破砕機は前述したプレインカッタ式であるため、この方法による長尺物除去は現実的ではないことがわかる。結局のところ、一般的な樹脂専用破砕機の構造上、長尺物の混入は避けられないものであり、むしろこれを精度よく除去する方法を追及することが合理的である。
【０００６】
破砕後に混合している長尺物を選別することを念頭において、分級選別装置としては、従来からメッシュスクリーンやバースクリーン、グリズリ付き振動フィーダなどが利用されているが、これらはいずれも長尺物の除去に特化した選別装置でなく、そのまま流用することは選別精度の面から不適であることは公知である。たとえば、メッシュスクリーンは、網または穴あき板をスクリーンに用いた最もポピュラーな振動ふるいであり、構造がシンプルであるが、長尺物のすり抜けが発生するだけでなく、突起状物やひも状物による目詰まりを起しやすい短所を有する。また、バースクリーンは、スクリーンにくし状の棒を用いた装置であり、目詰まりのおそれは小さいが、薄肉物（幅と厚さとの差が大きいもの）や長尺物のすり抜けが頻発する問題を有する。また、グリズリ付き振動フィーダは、振動フィーダのトラフ下流部にグリズリ（熊の爪に似ていることに由来）と呼ばれる板がある分級装置であり、砕石の分級によく用いられるが、グリズリ部で分級（選別）しているので、ブロック状のものを選別するのに効果的であるものの樹脂破砕物のように上記薄肉物については不向きである。バースクリーンと同様に、グリズリ付き振動フィーダも長尺物のすり抜けが頻発する問題を有する。
【０００７】
そこで近年、長尺物の搬送方向を規制することにより、選別を可能とする方法が考案されている。例えば、特許文献１に開示されたように、長尺物の長手方向を搬送方向に規制した後、搬送方向に並べた柱状体により形成された開口部により長尺物を選別する方法がある。しかし、樹脂破砕物のようにヒンジ状のものや、鋭利な突起あるいはバリなどのエッジを有する長尺物が含まれる場合は、これらが柱状体に引っ掛かり、開口部が詰まる懸念がある。これを回避しようとしてフィーダの振動を大きくすると、破砕物の挙動が激しくなって方向規制効果が薄れ、開口部をすり抜けることが頻発してしまう。
【０００８】
また、特許文献２に開示されるように、フィーダの排出側に特殊な回転軸を配置し、長尺物を係合して選別する方法もある。スラグのような粒径の小さいものに含まれる長尺物を選別する場合には効果的であるが、樹脂破砕物に含まれる長尺物のように外形寸法が破砕粒径と大差のない（数倍程度）ものを高精度で選別した場合、必ずしも良好な結果を得られない。長尺物が長尺物係合爪の上に留まると、長尺物係合爪とガイド板下面の間に挟み込まれてロックしまったりするおそれがある。また、ひも状あるいはヒンジ状のものが長尺物係合棒に絡まってしまうおそれがあり、その結果、長尺物係合棒でのフィルタ効果が阻害されて精度低下を招く。特許文献２に開示された装置は、以上のように、回転軸の形状があまりに複雑なため、長尺物係合棒や長尺物係合爪、ガイド板の形状及び配置の最適化が極めて困難であるおそれがある。
【特許文献１】特開２００２−３２６０５４号公報
【特許文献２】登録実用新案第３０３１８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、この発明の目的は、簡単な構成で、樹脂破砕物のような一定の粒径を持ったものに含まれる長尺物を精度よく選別する選別装置、その選別装置を用いた樹脂リサイクル方法およびそれらを用いて均質調整された再生樹脂製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に基づく選別装置は、被選別物を載置して搬送するための搬送床を有する搬送手段と、被選別物の長手方向を搬送方向に揃えるように規制する方向規制手段と、搬送床の排出側の端と間隙をおいて該排出側の端に沿うように位置し、被選別物の長手方向の長さにより区分けして当該被選別物を選別排出する選別排出手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成の選別装置によれば、方向規制手段によって被選別物の長手方向を搬送方向に規制することができる。これにより、被選別物に含まれる長尺物と、それ以外のものの長手方向の寸法の差異が明確になり、搬送床と間隙をあけて位置する、選別排出手段における選別精度を向上させることができる。
【００１２】
また、上記の方向規制手段を、搬送方向に延びる凹部と凸部とをもつ凹凸パターンまたは搬送方向に延びる空隙部をもつ空隙パターンを有する構造とすることができる。この構造により、簡単な構造により、長尺物の長手方向を搬送方向に揃えることができる。
【００１３】
上記の選別排出手段は、被選別物が排出側の端を越えて傾く際にその被選別物に接触し、排出側の端から見て当該選別排出手段より遠くに被選別物が重心移動するように構成することができる。この構成により、排出側の端における被選別物のはみ出し長さに応じて排出側の端からの距離をとって、被選別物にかかる重力を利用して選別排出できるように、選別排出手段を配置することができる。
【００１４】
上記の選別排出手段を、駆動ローラ、板面を鉛直線に沿わせるように位置する仕切板、および振動フィーダのいずれかにより構成することができる。この構成により、いずれのものでも排出側の端から見て当該選別排出手段より遠くに被選別物を簡単に移動させることができる。
【００１５】
なお、選別排出手段における駆動ローラは、ローラ単体から構成されるものであってもよいし、ベルトコンベアの構成部分の搬送床の排出端側に位置するローラであってもよい。上記において、駆動ローラまたはベルトコンベアは載置された物に対して摩擦による搬送力を与えながら、表面突起がないため搬送床の端と、駆動ローラとの距離を一定保持できる。さらに被選別物の引っ掛かりや詰まりがきわめて起りにくい。よって、搬送性および選別精度を確保しながら安価で簡単な構成の選別と排出とが可能となる。
【００１６】
長尺物は駆動ローラ（選別排出手段）に当接し、略搬送方向に外力を加えられることによって、詰まることなく排出される。一方、長尺物以外の上記選別物は、駆動ローラで選別および排出されることはなく、駆動ローラと搬送床との間隙などで構成される回収手段によって長尺物とは別途回収される。このように簡単な構成で長尺物の高精度選別を行なうことができる。
【００１７】
また、上記の駆動ローラは、その軸線が前記搬送床の仮想の延長面より下方に、また平面的に見て搬送床の外側に、位置するように構成できる。この構成により、長尺物を駆動ローラに当接させて排出し、長尺物以外の破砕物を上記間隙に落とし込むことができる。なお、上記の「平面的に見て」は、「重力線または落下線に沿って見て」と同義である。以後の説明でも同様である。
【００１８】
また、上記の被選別物は、長手方向の長さが境界値Ｌ以上の範囲に分布する長尺物と、長手方向の長さが境界値Ｌ未満の範囲に分布して平均径ｄの破砕物とを含み、側方から見て、搬送床の排出側の端Ｃ1と駆動ローラの軸線Ｃ2とを結ぶ線がその駆動ローラ表面と交わる交点Ｓ1は、搬送床の排出側の端Ｃ1を中心とする半径Ｌ／２の円弧Ａ上にあり、かつ交点Ｓ1は、円弧Ａと搬送床の仮想の延長面との交点Ｓ2と、搬送床の排出側の端Ｃ1を中心とする半径ｄ／２の円弧Ｂと搬送床の仮想の延長面との交点Ｓ3との位置関係において、平面的に見て、交点Ｓ2と交点Ｓ3との間に位置する構成とすることができる。
【００１９】
上記構成により、被選別物は、重心が搬送床の端Ｃ1に達すると、端Ｃ1を中心として転倒し、軸線Ｃ2を有する駆動ローラに当接して回収される。このとき、長尺物の先端はその他のものに比べて大径の軌道を描くため、この軌道上に長尺物とそれ以外のものとを選別する分岐点Ｓ1を有するように、上記排出駆動ローラを設けることにより、高精度の選別が可能となる。また、この軌道の一方の限界として、搬送床を延長した面との交点Ｓ2を定めることにより、長尺物が排出駆動ローラと搬送床との間の開口部に誤って回収されることを防止できる。また、他方の限界として、搬送床の排出側の端Ｃ1を中心とする半径ｄ／２の円弧Ｂと上記搬送床の延長面との交点Ｓ3を定めることにより長尺物以外のものが長尺物側に混入することを避けることができる。
【００２０】
なお、上記境界値Ｌは、本装置の操作者が設定することができるが、その設定範囲は被選別物の長径の分布によって自ずと定められる。
【００２１】
また、上記の被選別物の中から選別排出手段によって外に排出する複数の長尺物の境界値を変更するために、搬送床の排出側の端と、選別排出手段との間の距離を変える選別サイズ変更手段を備えることができる。この構成により、搬送床の排出側の端と、選別排出手段（たとえば駆動ローラ）との間隙、すなわち、搬送床の排出側の端と、その端と選別排出手段の対向する端とを結ぶ直線がその選別排出手段の表面と交わる点（分岐点：選別排出手段の対向する端であってもよい）と、の間の距離を変更することができる。この結果、たとえば破砕された後の樹脂の長手方向寸法分布に応じて、境界サイズを設定することが可能となり、より再生しやすい樹脂を提供することが可能となる。
【００２２】
また、方向規制手段が搬送方向に延びる空隙部を形成する複数の案内板である場合、
上記複数の案内板の間隔Ｗと、被選別物における長尺物の長手方向長さの境界値Ｌと、平均径ｄとの間に、ｄ≦Ｗ≦（Ｌ2−ｄ2）／２の関係が成り立つ配置を備えることができる。この構成により、案内板の間隔Ｗを、被選別物の平均径ｄ以上とし、案内板の間に形成された溝に被選別物をスムースに導くことができ、処理能力の向上をはかることができる。間隔Ｗを平均径ｄ未満とすると、被選別物のうち平均径以上の径のものは案内板の上に溢れてしまうことになる。また、間隔Ｗを｛（Ｌ2−ｄ2）／２｝以下とすることにより、被選別物の長手方向が溝方向に揃い易くなりため、長尺物とそれ以外のものとの差が明確になり、高い選別精度を確保することが可能となる。なお、たとえば搬送床を取り囲む壁のうち側壁面を案内板とみなすことができる。
【００２３】
また、上記の被選別物の中の、長尺物の長手方向長さの境界値Ｌ未満のものは、搬送床の排出側の端と選別排出手段との間隙によって形成される開口部から落下して回収されるようにできる。この構成により、上記開口部から落下して回収される選別物には長尺物が含まれていないので、詰まりが発生する懸念がない。このため、特殊な機構を採用することなく、開口部からの自然落下という簡単な機構により、安価に回収が可能となる。
【００２４】
また、上記搬送手段は搬送床を振動させて、被選別物に振動を与えながら搬送することができる。この構成により、被選別物を適度に均らし、解かしながら搬送することができる。これによって、搬送床と間隙をあけて配置された排出駆動ローラで構成される選別搬送手段における選別精度の向上をはかることができる。
【００２５】
また、上記の搬送手段は、前記振動の振幅を調整する振幅調整機構を有することができる。この構成により、たとえば振幅を大きく設定すると、被選択物に対する解かし効果が得られ、さらに搬送速度が増加して処理能力が向上する。しかし、過度に設定すると搬送床の端で長手方向に揃えられた被選別物の体勢が崩れたり、跳ね上げられたりするため選別精度の低下を招く。すなわち、長手方向に規制されて搬送されてきた長尺物が搬送手段の搬送床の端付近で体勢を変えて排出駆動ローラによって回収されたり、本来、排出駆動ローラと搬送床との間隙に落下して回収されるはずの長尺物以外のものが、搬送床端部で跳ね上げられて、上記間隙を飛び越え、排出駆動ローラによって長尺物に混入して回収されることになる。これに対し、被選別物の搬送性を損なわずに上記のような不都合な挙動を抑制できる程度の振幅を与えることにより、搬送床端部から排出駆動ローラにより回収される直前まで体勢が崩れず、搬送床端部で跳ね上げられないため、長尺物の高精度選別が可能となる。最適な振幅は、要求される選別精度と処理能力、被選別物の比重、粒径、形状などの諸条件により変動するため、これらを実験的に導き出す必要がある。このため、搬送手段における振幅を調整可能な構造とすることにより、様々な被選別物に対応することが可能となる。
【００２６】
また、上記の搬送手段は、振動の振動数を調整する振動数調整機構および搬送床の勾配を調整する勾配調整機構の少なくとも一方を有するようにできる。この構成により、最適振幅における振動の搬送効果だけでは処理能力が不足する場合、搬送手段の振動数、および搬送床の勾配の少なくとも一方を調整することにより、搬送速度を増加させて処理能力の向上をはかることができる。最適な振動数または勾配については、要求される選別精度と処理能力、搬送手段の振幅、被選別物の比重、粒径、形状などの諸条件により変動するため、これらを実験的に導き出す必要がある。このため搬送手段における振幅を調整可能な構造とすることにより、様々な被選別物に対応することが可能となる。
【００２７】
また、上記方向規制手段は、平面的に見て、搬送床の排出側の端よりも外側へと延在する構成とできる。この構成により、被選別物の投入状況によっては搬送手段および案内板によって長手方向が搬送方向に揃わない長尺物がある。このような長尺物は、案内板の上をまたがって排出側に搬送されることになるため、長手方向が搬送方向と交差する体勢で搬送床の端部まで搬送され、そのまま間隙（開口部）に落下する可能性がある。そこで、案内板を開口部の一部または全部を覆う位置まで搬送方向に延ばすことによって、長尺物は案内板の上にまたがったまま選別排出手段である排出駆動ローラまで搬送される。すなわち、このような稀にしか生じない場合に対しても選別ミスは生じず、高い選別精度を確保することができる。
【００２８】
また、上記駆動ローラまたは振動フィーダによる排出速度を、搬送手段の搬送速度よりも大きくした構成とすることができる。この構成により、搬送床との間隙と、排出駆動ローラとによって選別された長尺物を搬送手段の搬送速度よりも速く排出することにより、選別された長尺物の後端が搬送床の端部に残って後続の被選別物の搬送を妨げることがなくなる。また、選別された長尺物が搬送床と排出駆動ローラとの両方に当接している時間を短縮することができるため、長尺物を橋にして長尺物側に渡ってくる長尺物以外のものの混入率を低減することができる。
【００２９】
また、本発明の実施の形態における樹脂リサイクル方法では、上記被選別物を樹脂破砕物として、上記選別装置を用いて選別する工程を含むことができる。この構成により、樹脂破砕物から長尺物を除去することにより、破砕物を空気または水により配管内を圧送、または投入口の小さな装置に投入する際に発生する詰まりを解消でき、樹脂リサイクル工程の安定稼動をはかることができる。また、長尺物の混入に起因する装置の大型化や搬送手段の制限が緩和され、ライン設計時の自由度を増すことに加え、装置の小型化（省スペース化）および低コスト化をはかることができる。
【００３０】
また、本発明に係る樹脂リサイクル方法において、上記の樹脂破砕物は、家電リサイクル法の指定品目を破砕処理して回収されたものとすることができる。家電リサイクルプラントでは、限られた基数の破砕機で多品目の家電製品を大量に粗破砕するため、家電リサイクルプラントから排出される樹脂破砕物の大部分は、様々な材質の樹脂が混在する混合樹脂である。この混合樹脂をリサイクルする場合は、材質ごとの選別が不可避であるため、樹脂専用破砕機でさらに細かく破砕した後、風力選別または比重選別などの各種選別装置に投入することになる。このとき、選別精度を高めるためには各種選別装置を複数配置することは避けられず、長尺物が混入していると詰まりが発生する可能性がさらに増加するが、本選別装置を導入することによりこれら詰まりのおそれが解消される。
【００３１】
また、本発明に係る樹脂リサイクル方法では、上記被選別物として、樹脂破砕物、または家電リサイクル法の指定品目を破砕処理して回収された樹脂破砕物、を用い、上記装置により選別した長尺物を、再び破砕処理する。この方法により、選別した長尺物は、樹脂専用破砕機で規定された粉砕粒径にせん断されなかったものであり、長尺物以外のものとの差異は形状だけである。選別した長尺物が後工程の装置や配管にて詰まりの原因になるという理由だけで廃棄されると、再生材料の回収率は下がってしまう。そこで、これらを再度、破砕前の工程に戻して破砕前の樹脂と一緒に破砕することによって再生材料の回収率を損なうことなく長尺物のない樹脂破砕物を得ることができる。
【００３２】
また、本発明に係る再生樹脂製品は、上記被選別物として、樹脂破砕物、または家電リサイクル法の指定品目を破砕処理して回収された樹脂破砕物、を用い、上記装置により回収された樹脂を含む製品である。この構成により、容積の大きな長尺物を除去した樹脂破砕物を得ることができ、これを再生樹脂として混練およびペレット調製することによって、物性の安定した再生樹脂を得ることができる。さらにこれを用いた良質な樹脂製品を成形することができる。なお、再生樹脂製品には、原料となる樹脂製品およびそれを用いて加工成形された樹脂製品の両方を含む。また、すべて上記方法で再生された樹脂でなくてもよく、製品の一部に含まれるだけでもよい。
【発明の効果】
【００３３】
この発明の選別装置によれば、樹脂破砕物のような一定の粒径を持ったものに含まれる長尺物を精度よく選別する選別装置を実現することができ、また、物性の安定した樹脂を再生できる樹脂リサイクル方法および再生樹脂製品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、この発明の選別装置（長尺物選別装置）を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態における選別装置５０を示す図である。この選別装置５０は、家電製品の筐体などの樹脂製品が破砕されたなかに長尺物が混入した樹脂破砕物から長尺物を選別して排出するための装置である。選別装置５０の投入側から、すでに一度破砕されている樹脂破砕物を投入シュート５１から投入する。搬送手段で搬送された被選別物は、選別装置５０の排出側から排出される際に、これから説明する選別機構により長尺物とそれ以外のものに選別され、長尺物シュート５２と長尺物以外の回収物シュート５３とに分けて回収される。
【００３５】
図２（ａ）は実施の一形態の長尺物選別装置の平面図であり、また図２（ｂ）は側面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）を参照して、この長尺物選別装置５０は、破砕粒径１４ｍｍの樹脂破砕物に含まれる長手寸法３２ｍｍ以上の長尺物を選別することを目的として諸条件を定めており、電磁コイル７と板ばね８によって振動力を発生し、振動搬送を行なうフィーダ部９が、排出側を下方に１１度傾けて設置している。前記フィーダ部は振動数３６００ｖｐｍ、振幅１ｍｍ程度で微振動しており、フィーダ部９のトラフ１０の樹脂破砕物載置面（搬送床）２３には、搬送方向と同じ向きに、高さ１５ｍｍの複数のレール（案内板）１１が２０ｍｍ間隔で形成されている。フィーダ部９の排出側には長尺物排出のためにφ３５ｍｍの駆動ローラ１２が設置されている。樹脂破砕物が駆動ローラ１２の表面に載った際、良好に摩擦力が生じるように駆動ローラ１２表面にはウレタンシートが形成されている。長尺物はこの駆動ローラに載せられて長尺物排出側１５へと排出される。なお、樹脂破砕物は、図１９（ａ）などに示すスクリーンの穴径によって変動し、たとえば４ｍｍ〜１４ｍｍ径を用いることができる。１４ｍｍより大きい径としてもよい。
【００３６】
レール１１は樹脂破砕物載置面２３の端部からさらに４０ｍｍ程度外側に延びており、樹脂破砕物載置面２３と駆動ローラ１２の間の開口部１３を橋渡しする格好になっている。本実施例におけるトラフ１０の長さは５５０ｍｍとしているが、投入位置から４００ｍｍ程度あれば十分な上記振動効果が得られる。また、本実施例では全幅２５０ｍｍのトラフ１０の樹脂破砕物載置面２３に板厚３ｍｍ、間隔２０ｍｍのレール１１を全１１本使用しており、処理能力は約１５０ｋｇ／ｈであった。最適値の調整を行なうことなく、さらに処理能力を増加したい場合はトラフ１０の幅を広げればよい。なおフィーダ部９には図示しない振幅調整機構、勾配調整機構が付加している。これらの機構については図６〜図８において詳細に説明する。
【００３７】
続いて、装置の選別動作の詳細およびメカニズムについて説明する。フィーダ部９の投入側に樹脂破砕物を投入すると、樹脂破砕物は適度に均らされ、解かされ、レール１１によって長手方向を搬送方向に揃えるように規制を受けながら、排出側に振動搬送される。投入された時点で長手方向と搬送方向が略一致しない長尺物の多くは、複数のレール１１の上に跨った格好となっているが、振動の効果により搬送されるに従って長手方向を規制され、レール１１の間に収まっていく。
【００３８】
特に大きな長尺物など、稀にレール１１に収まらないまま樹脂破砕物載置面２３の排出側端部までたどり着く長尺物１４も存在するが、図３（ａ）および図３（ｂ）のように、レール１１は上述のように外側に延在するので、これらはレール１１上をさらに搬送され、駆動ローラ１２の上方から長尺物排出側１５に直接落下する仕組みになっており、選別精度が低下することはない。レール１１の間隔内の溝に収まった樹脂破砕物は重心１６が樹脂破砕物載置面２３の端部に達すると、樹脂破砕物載置面２３の端部Ｃ1を中心にして転倒し、開口部（間隙）１３へ落下する（図４参照）。
【００３９】
このとき図４のように、長尺物１７の先端の軌道（円弧）Ａは長尺物以外のものに比べて大径の軌道を描くため、この軌道上の駆動ローラ表面と接する点Ｓ1には、長尺物より短い長径の破砕物は接触し得ない。このため、点Ｓ1は分岐点となる。この分岐点Ｓ1と搬送床２３の端Ｃ1との距離を変えることによって、任意の長手寸法（本実施例では３２ｍｍ）の長尺物を選別することができる。
【００４０】
また、分岐点Ｓ1の上限点として樹脂破砕物載置面２３を延長した面Ｐ1と円弧Ａとの交点Ｓ2を定めることにより、長尺物が開口部に落下することを防ぐことができる。ここで点Ｓ1の上限点とは、平面的に見て樹脂破砕物載置面２３の端部Ｃ1から遠くの限界位置をさし、また点Ｓ1の下限点とは、平面的に見て端部Ｃ1に近い限界位置をさす。点Ｓ1の下限点として樹脂破砕物載置面２３の端部Ｃ1を中心として被選別物の平均粒径ｄの略２分の１を半径とする円弧Ｂと樹脂破砕物載置面２３を延長した面Ｐ1との交点Ｓ3から下ろした鉛直線Ｐ2との交点Ｓ4を定める。すなわち、分岐点Ｓ1が、平面的に見て上限点Ｓ2と下限点Ｓ4（またはＳ3）との間に位置するように構成することにより、長尺物とそれ以外の樹脂破砕物とを選別回収することが達成される。実運用上では、樹脂破砕物載置面２３の端部における被選別物の体勢や重なりなどによるばらつきを吸収するため、上記軌道の上限点Ｓ2、下限点Ｓ3の付近よりもより内側に分岐点Ｓ1を配置することが望ましい。本実施例では、長さ３２ｍｍ以上の長尺物を選別するため、樹脂破砕物載置面２３の端部を中心とした半径１６ｍｍの軌道上に、樹脂破砕物載置面２３から４０度傾けた位置に分岐点Ｓ1を設定しており、分岐点Ｓ1でこの軌道と接するように駆動ローラ１２を配置した。
【００４１】
分岐点Ｓ1は、搬送床２３の端Ｃ1と駆動ローラ１２の軸線Ｃ2とを結ぶ直線が駆動ローラ１２の表面と交わる交点でもある。分岐点Ｓ1と搬送床２３の端Ｃ1との間に距離は、長尺物を駆動ローラ１２によって外側に排出するかどうかの長尺物の境界値に対応する。駆動ローラ１２の軸線Ｃ2の位置を、搬送床２３の端Ｃ1に対して相対的に変えることにより、選別サイズを変更することができる。このような選別サイズ変更手段は、上述のように、端Ｃ1と分岐点Ｓ1との距離を変えることにより可能であり、既存の機構を用いて容易に実現することができる。また、駆動ローラ１２の径を変えることによっても、選別サイズの変更は可能である。
【００４２】
なお、上記駆動ローラ１２の配置は、長尺物の選別度の要求が比較的緩い場合、より広い領域内に位置してもよく、たとえば、上記の駆動ローラ１２は、その表面が搬送床２３の仮想の延長面Ｐ1より下方に、またその軸線Ｃ2が平面的に見て搬送床の外側に、位置するように構成できる。この構成により、詰まりを起すことなく、長尺物を駆動ローラに自由落下で当接させてスムースに排出し、長尺物以外の破砕物を上記間隙に落とし込むことができる。ここで、軸線Ｃ2が平面的に見て搬送床の外側に位置するとは、軸線Ｃ2が搬送面の端Ｃ1を通る重力線または落下線Ｐ3よりも排出側に位置することを意味する。
【００４３】
レール１１の間隔寸法は、被選別物の粒径より小さくすると、レール１１間に被選別物が入りにくく処理能力が大幅に低下するため、被選別物の粒径より大きく設定すべきである。
【００４４】
また、図５のように、レール１１の最大間隔寸法は、少なくとも長尺物の重心から長手方向端部までの距離の搬送方向成分Ｇが、規定粒径の破砕物の重心から長手方向端部までの距離の搬送方向成分ｇよりも長いことが条件である。よって、選別しようとする任意の長尺物の長手寸法Ｌの２乗から破砕粒径ｄの２乗を引いた値の平方根より小さく設定すべきである。本実施の形態では、破砕粒径１４ｍｍより大きく、選別したい長尺物の長手寸法３２ｍｍの２乗から破砕粒径１４ｍｍの２乗を引いた値の平方根２８．８ｍｍより小さい値である２０ｍｍをレール１１の間隔寸法に選定した。このようなメカニズムにより、高い選別精度を実現しているため、本装置では樹脂破砕物載置面２３の端部における樹脂破砕物の挙動をコントロールすることが重要である。具体的には、開口部１３に落下する直前まで体勢が崩れず、樹脂破砕物載置面２３の端部で跳ね上げられないようにするためには、従来の振動分級とは異なり、最適な振幅を与えられるよう、図６および図７において説明する振幅調整機構を有することが重要であることがわかる。
【００４５】
駆動ローラ１２に当接した長尺物は、当接面から受ける摩擦力により、フィーダ部９の搬送方向と同じ方向に外力を受け、長尺物排出側１５に排出される。ローラ表面は凹凸がないので、樹脂破砕物載置面２３の端部との距離、すなわち分岐点を一定に保持できると同時に、レール１１と駆動ローラ１２の間で引っ掛かりや詰りが極めて起こりにくい。よって、安価で簡単な構成でありながらも、搬送性および選別精度を確保することが可能となっている。本実施例では、駆動ローラ１２の周速度は１０ｍ／ｍｉｎであり、フィーダ部９の搬送速度よりもやや速く設定して長尺物を速やかに排出している。これにより、樹脂破砕物載置面２３の端部に残っている長尺物の後端が後続の被選別物の搬送を妨げることがなく、また、選別された長尺物が樹脂破砕物載置面２３と駆動ローラ１２の両方に当接している時間を短縮することができる。このため、この長尺物を橋にして長尺物側に渡ってくる長尺物以外のものの混入率を低減できる。
【００４６】
次に、振動の振幅調整機構について説明する。図６は振動の振幅調整機構を説明する図であり、また図７は図６のＥ部拡大図である。図６および図７において、電磁コイル７と板ばね８は、板ばね固定ボルト８１により締結されている。本実施の形態では、板ばね８に形成するボルト通し穴８２を長穴とすることによって、板ばね８を上下スライド可能な構造としている。板ばね８の締結位置を調整することによって、板ばね固定ボルト８１からフィーダ部９までの距離によって板ばね８のばね定数が変動する。ここで、振幅は、ばね定数をパラメータに持つため、ばね定数、すなわち板ばね８の締結位置を調整することによって振幅を調整することができる。
【００４７】
なお、本実施の形態では処理能力を増加させるために振動搬送に加えてフィーダ部９に勾配を与えている。次に、勾配調整機構について説明する。振動体を据え付ける際、電磁コイル７から設置面７１への振動伝達を抑えるため、振動体である電磁コイル７をスプリング７２により支持することが一般的である。勾配を調整可能とするため、本実施の形態では図８に示すように、スプリング７２と設置面７１との間に電磁コイルベース７３を介在させる。電磁コイルベース７３の排出側底面にはヒンジ７４がピン７５によってリンクすることにより、電磁コイルベース７３はピン７５を中心に回転することができる。また、電磁コイルベース７３の投入面側底面には、設置面７１から突出した調整ボルト７６が当接している。調整ボルト７６は設置面７１に加工されたタップにしたがって上下調整できるため、使用者は調整ボルト７６を回転させることによりフィーダ部９を任意の勾配に調整することができる。
【００４８】
勾配を大きくとり過ぎると搬送速度は増加するものの、充分な均しおよび解し効果が得られなくなり、その結果、樹脂破砕物載置面２３の端部における樹脂破砕物の重なり過ぎや、搬送方向への速度成分の発生を招く。このような現象が起こると選別精度が低下するため、勾配の最高値は要求される選別精度と処理能力、前記フィーダ部の振幅、被選別物の比重、粒径、形状などの諸条件を鑑みて実験的に導き出す必要がある。実施例では、振動数３６００ｖｐｍ、振幅１ｍｍ程度の振動を与えているフィーダ部９に１１度の勾配を持たせることによって、処理能力を増加させながら良好な選別精度を得られた。上記振幅、勾配の調整機構のより、様々な比重、粒径、形状の被選別物に対しても、上述した最適条件の調整が可能である。なお、本実施例では振動により搬送力を与えて搬送しているが、フィーダ部９の勾配を適度に調整すれば、単にバイブレータなどで振動を発生させることによっても本件と同様な効果を得られる。
【００４９】
また、処理能力は、上記勾配調整ではなく振動数調整によっても調整可能である。この場合、電磁コイル７への入力周波数をインバータによって調整することにより、フィーダ部９の振動数も変動して処理能力の調整が可能となる。
【００５０】
次に本発明における方向規制手段の案内板以外の変形例について説明する。図９は、搬送床自身に方向規制機能を持たせた例を示す図である。図９において、搬送床２３が、搬送方向に延びる、凹部２３ａと凹部２３ｂとを有し、その断面がノコ刃形状を形成している。このような凹凸パターンを有する搬送床自身で被選別物を搬送しながら方向規制を行なうことができる。
【００５１】
また、搬送床に方向規制手段が形成されない場合、図１０および図１１に示すように、任意の間隔で並べられ、振動して被選別物を下方に振るい落とす振動棒１１ｂと、振動棒１１ｂの下方に配置され、矢印方向に被選別物を搬送するベルトコンベア３１によって構成される。振動棒１１ｂでは長尺物も含めて落下するが、ベルト３１上に落下する時点では振動棒１１ｂにより方向規制されており、後に位置する駆動ローラ１２で精度良く分離される。
【００５２】
次に、選別排出手段の駆動ローラ以外の変形例について説明する。図１２は、先端が樹脂破砕物載置面２３の端部Ｃ１に平行になるよう配置された仕切板３２によって、選別排出を行なう構成を示す図である。仕切板の先端位置Ｓ1を上記上限位置Ｓ2と下限位置Ｓ4（またはＳ3）との間の範囲に収めることにより、仕切板３２を採用することによっても選別することができる。ただし、バリによる引っ掛かりや長尺物１４と仕切板先端の摩擦抵抗により、仕切板の上で長尺物が止まることがある。
【００５３】
上記した仕切板の上で長尺物が止まることを防止するためには、図１３および図１４に示すように、仕切板３２の先端部分からエアブロー３３を吐出させることが有効である。仕切板３２の先端部からエアブロー３３を吐出させることにより、長尺物１４が仕切板３２に接触しにくくなるので、バリの引っ掛かりや長尺物１４と仕切板３２先端との摩擦抵抗が大幅に軽減される。
【００５４】
上記した仕切板の上で長尺物が止まることを防止する別の例として、図１５および図１６に示すように、仕切板を振動させることが有効である。仕切板３２を振動させることにより、長尺物１４が仕切板３２に接触しても振動によってわずかに跳ね上げられるため、バリの引っ掛かりや長尺物１４と仕切板３２先端の摩擦抵抗が大幅に軽減される。
【００５５】
さらに、駆動ローラおよび仕切板を用いない選別排出手段の例を図１７に示す。図１７は、選別排出手段に振動フィーダ３５を用いた構成を示す図である。上記仕切板による選別排出では、被選別物に搬送力を与えているわけではないので、搬送速度の見地から不安が残る。仕切板を振動フィーダ３５に置き換えることにより、引っ掛かりや摩擦抵抗を大幅に軽減できるだけでなく、搬送速度を確保（搬送手段の搬送速度よりも早く）することが可能となる。振動フィーダ先端Ｓ1の位置は、平面的に見て上限点Ｓ2と下限点Ｓ4（またはＳ3）の・BR>ヘ囲に収めることにより、良好な選別が可能である。振動フィーダによる選別排出は、駆動ローラと同等レベルの搬送速度を確保できる反面、振動しているがゆえに分岐点が常時変動してしまう。このため、厳密には選別したい長尺物の長さが振れるが、通常、振幅は１ｍｍ程度であり、実使用上は問題ないレベルである。
【００５６】
上述した本実施例のように樹脂破砕物に含まれる長尺物の除去を目的として使用すると、投入口の小さな装置や搬送管路での引掛りあるいはブリッジに起因する詰りを解消できる。これに伴い、装置や配管の口径に制限がなくなりライン設計時の自由度が増すことに加え、小型化、低コスト化を図ることができる。さらに、押出機で溶融および混練してペレット調整する際、より均質で物性の安定した再生ペレットの調整が可能となる。また、選別した長尺物を破砕前の工程に再投入することにより、樹脂破砕物の回収率を低下させることがなく、上述した効果を得ることができる。
【００５７】
また、本装置を使用して長尺物を除いた樹脂破砕物から得られた再生樹脂および再生製品は、上述した通り、長尺物が混入したものよりも物性が安定しているため、品質の高い再生樹脂および再生製品を提供することが可能になる。
【００５８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係る選別装置等は、樹脂破砕物の長手方向をそろえることにより、長手方向長さの違いによる選別を高精度に行なうことができ、樹脂破砕工程を含むリサイクル工程の小型化、低コスト化だけでなく、物性の安定した高品質な再生樹脂を、回収率を損なうことなく提供することを可能とした。この原理は樹脂破砕物に限らず粒状物とその長尺物の選別に応用可能であり、例えば農作物や菓子などの食料品や、医薬品などの製造工程でも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本実施の形態における選別装置に周辺装置を配置した稼動状態を説明する図である。
【図２】本実施の形態の選別装置を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】レール延長部分による効果を説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＩＩＩＢ-ＩＩＩＢ線に沿う断面図である。
【図４】選別原理の説明図である。
【図５】レール幅上限値の説明図である。
【図６】振動の振幅を調整する振幅調整機構を説明する図である。
【図７】図６のＥ部拡大図である。
【図８】搬送床の勾配調整機構を説明する図である。
【図９】本発明の実施の形態における方向規制手段の変形例として、凹凸パターンを有する搬送床を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における方向規制手段の別の変形例として、振動棒を配列した構造を示す図である。
【図１１】図１０におけるＸＩ-ＸＩ矢視断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態における選別排出手段の変形例として、仕切板を用いた構成を搬送床の下方から見上げた斜視図である。
【図１３】図１２において、仕切板の先端からエアブローを吐出した状態を示す斜視図である（長尺物が傾いていない状態）。
【図１４】仕切板の先端からエアブローを吐出した状態を示す斜視図である（長尺物が傾いた状態）。
【図１５】図１２において、仕切板を振動させたを示す斜視図である（長尺物が傾いていない状態）。
【図１６】図１２において、仕切板を振動させたを示す斜視図である（長尺物が傾いた状態）。
【図１７】本発明の実施の形態における選別排出手段の別の変形例として、振動フィーダを用いた構成を搬送床の下方から見上げた斜視図である。
【図１８】プレインカッタ式樹脂専用破砕機の構造図である。
【図１９】プレインカッタ式樹脂専用破砕機のスクリーン構造図であり、（ａ）は下方から見た図であり、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
７  電磁コイル、８  板ばね、９  フィーダ部、１０  トラフ、１１  レール、１１ｂ  振動棒、１２  駆動ローラ、１３  開口部（間隙）、１４  レールに収まらなかった長尺物、１５  長尺物排出側、１６  重心、１７  トラフ端部における長尺物、２３  樹脂破砕物載置面（搬送床）、２３ａ  搬送床の凹部、２３ｂ  搬送床の凸部、３１  ベルトコンベア、３２  仕切板、３３  エアブロー、３５  振動フィーダ、５０  選別装置、５１  投入シュート、５２  長尺物シュート、５３  回収物シュート、７１  設置面、７２  スプリング、７３  電磁コイルベース、７４  ヒンジ、７５  ピン、７６  調整ボルト、８１  板ばね固定ボルト、８２  ボルト通し穴、１０１  被破砕物、１０２  回転平刃、１０３  筐体、１０４  固定平刃、１０５  スクリーン、１０６  穴、Ａ  長尺物先端の軌道（円弧）、Ｂ  被選別物の粒径の略２分の１を半径とする軌道（円弧）、Ｃ1  搬送床の端、Ｃ2  駆動ローラの軸線、Ｓ1  分岐点、Ｓ2  上限点、Ｓ3  円弧Ｂと延長面Ｐ1との交点、Ｓ4  円弧Ａと面Ｐ2との交点、Ｐ1  樹脂破砕物載置面（搬送床）の延長面、Ｐ2  点Ｓ3を通る重力線、Ｐ3  搬送床の端Ｃ1を通る重力線（鉛直線）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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