(57)【要約】【課題】混合プラスチックに不純物が混入している場合でも、選別対象のプラスチックを高純度でかつ高回収率で回収できるようにすることを目的とする。【解決手段】回収箱１４１は、マイナス電極１３１側の端部に配置されマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収される複数のプラスチック片のうち他のプラスチック片よりプラスに強く帯電したプラスチック片を回収する強帯電列品回収部屋１４１Ｄを有する。ＡＢＳとＰＳと重ＰＰと微量のＰＡとが混在する混合プラスチック１０１は帯電筒１２１で帯電し、電極間の静電界で静電分離する。プラスに帯電しやすいＡＢＳはマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収され、マイナスに帯電しやすいＰＳと重ＰＰはプラス電極側回収箱１４１Ｂに回収される。ＡＢＳよりプラスに帯電しやすいＰＡは強帯電列品回収部屋１４１Ｄに捕集されるため、ＡＢＳを高純度でかつ高回収率でマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収することができる。【選択図】図２
2011245451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電特性が異なる複数の被選別片を帯電させる帯電部と、
プラスの電圧が印加されるプラス電極とマイナスの電圧が印加されるマイナス電極とを有し、前記帯電部で帯電して前記プラス電極と前記マイナス電極との電極間を落下する複数の被選別片を前記プラス電極と前記マイナス電極とのうち一方の電極へ引き寄せる静電分離部と、
前記プラス電極と前記マイナス電極との電極間の下方に配置され複数の被選別片を回収する回収箱であって、前記プラス電極側に配置されマイナスに帯電した複数の被選別片を回収するプラス電極側回収部と、前記マイナス電極側に配置されプラスに帯電した複数の被選別片を回収するマイナス電極側回収部とを有する回収箱と
を備え、
前記回収箱は、前記回収箱の前記マイナス電極側の端部に配置され前記マイナス電極側回収部に回収される複数の被選別片のうち他の被選別片よりプラスに強く帯電した被選別片を回収する強プラス帯電回収部と、前記回収箱の前記プラス電極側の端部に配置され前記プラス電極側回収部に回収される複数の被選別片のうち他の被選別片よりマイナスに強く帯電した被選別片を回収する強マイナス帯電回収部とのうち少なくともいずれかを有する
ことを特徴とする静電選別装置。
【請求項２】
前記回収箱は、前記プラス電極側回収部と前記マイナス電極側回収部との間に配置され前記プラス電極側回収部と前記マイナス電極側回収部とのいずれにも回収されない複数の被選別片を回収するミドル回収部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の静電選別装置。
【請求項３】
前記回収箱は、前記マイナス電極側回収部に前記強プラス帯電部を有し、
前記静電選別装置は、さらに、
前記回収箱の前記プラス電極側回収部に回収された複数の被選別片を前記帯電部へ循環する循環部を備える
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の静電選別装置。
【請求項４】
帯電部が、帯電特性が異なる複数の被選別片を帯電させ、
静電分離部が、プラスの電圧が印加されるプラス電極とマイナスの電圧が印加されるマイナス電極とを有し、前記帯電部で帯電して前記プラス電極と前記マイナス電極との電極間を落下する複数の被選別片を前記プラス電極と前記マイナス電極とのうち一方の電極へ引き寄せ、
回収箱が、前記プラス電極と前記マイナス電極との電極間の下方に配置され、前記プラス電極側に配置されるプラス電極側回収部と前記マイナス電極側に配置されるマイナス電極側回収部とを有し、マイナスに帯電した複数の被選別片を前記プラス電極側回収部に回収し、プラスに帯電した複数の被選別片を前記マイナス電極側回収部に回収し、
前記回収箱が、前記回収箱の前記マイナス電極側の端部に強プラス帯電回収部を有し、プラスに帯電した複数の被選別片を前記マイナス電極側回収部に回収するときに前記マイナス電極側回収部に回収される複数の被選別片のうち他の被選別片よりプラスに強く帯電した被選別片を前記強プラス帯電回収部に回収する
ことを特徴とする静電選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、混合プラスチックを静電選別する静電選別装置および静電選別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数種類のプラスチック片を含む被選別材料を摩擦帯電させ、帯電した各プラスチック片を静電界で選別するプラスチック静電選別装置が一般的に知られている。
【０００３】
プラスチック片は摩擦帯電序列（以下「帯電列」という。）に従って帯電する。
帯電列とは、異種材料同士を摩擦したときに正に帯電しやすい物質を上位に、負に帯電しやすい物質を下位に並べた序列のことである。
例えば、プラスチックの帯電序列を正に帯電しやすいものから負に帯電しやすいものの順で表すと「ＰＡ→ＡＢＳ→ＰＳ→ＰＥ→ＰＰ→ＰＥＴ→ＰＶＣ」という序列になる。
【０００４】
「ＰＡ」はポリアミド（ナイロン）、「ＡＢＳ」はアクリルニトリルとブタジエンとスチレンとの重合体、「ＰＳ」はポリスチレン、「ＰＥ」はポリエチレン、「ＰＰ」はポリプロピレン、「ＰＥＴ」はポリエチレンテレフタレート、「ＰＶＣ」はポリ塩化ビニルである。
【０００５】
帯電序列を利用することにより、廃棄プラスチックを選別して再利用することができる。
【０００６】
特許文献１は、２種類以上のプラスチック片（被選別材料）を選別する静電選別装置を開示している。
この静電選別装置は一般的に、投入ストッカー、乾燥炉、投入ホッパー、投入フィーダー、帯電筒、搬入フィーダー、電極部、並びに、回収箱から構成されている。
【０００７】
被選別材料は投入ホッパーに移され、投入ホッパーの下に設けられた投入フィーダーにより帯電筒へ供給される。投入フィーダーは、振動して被選別材料を帯電筒に投入することにより、帯電筒への被選別材料の投入速度を調整する。帯電筒には単位時間に一定量の被選別材料が投入される。
回転する帯電筒内では、被選別材料を構成する複数種のプラスチック片が摩擦し合い、各プラスチック片が帯電列に応じた極性（プラスまたはマイナス）および帯電量で帯電する。帯電した被選別材料はプラスに帯電したプラスチック片とマイナスに帯電したプラスチック片とが静電気力（クーロン力）によってくっ付き合うペアリングを起こす。
帯電筒から出た被選別材料は搬入フィーダーに移される。搬入フィーダーは被選別材料を上下動させながら前方に押し出す上下押し出し振動により被選別材料のペアリングを解消する。
ペアリングを解消した被選別材料は、直流の高電圧が印加された電極間に発生する静電界に落とされる。すると、被選別材料に含まれる各プラスチック片は、自然落下しながら、極性と帯電量とに応じた静電気力でどちらかの電極側に引き寄せられる。そのため、各プラスチック片は放物線の軌道を描きながら落下する。
放物線の軌道を描いて落下したプラスチック片は電極の下に設けられた回収箱に回収される。
【０００８】
したがって、回収箱内を適当に仕切れば、プラスチック片を回収箱の各部分に種類ごとに回収することができる。
例えば、被選別材料にＡＢＳ、ＰＳおよびＰＰが含まれる場合に回収箱をマイナス電極側とプラス電極側とその中間との３つに仕切れば、マイナス電極側にＡＢＳを回収し、プラス電極側にＰＳとＰＰとを回収することができる。中間には、ＡＢＳとＰＳとＰＰとが混合して回収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１３８０３０号公報
【特許文献２】特開２０００−３４２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
プラスチック用の静電選別装置は、家電製品などを破砕選別して回収した混合破砕プラスチックを湿式比重選別して回収した混合プラスチックを摩擦帯電させ、摩擦帯電した混合プラスチックを直流電界中で２種以上のプラスチック群に選別する。
このようなプラスチック用の静電選別装置は、マイナス電極側の回収箱に選別対象のプラスチックよりも正に帯電しやすい非選別対象のプラスチックも回収してしまう。その結果、マイナス電極側の回収箱に回収される選別対象のプラスチックの純度が低下する。
【００１１】
本発明は、例えば、混合プラスチックに不純物が混入している場合でも、選別対象のプラスチックを高純度でかつ高回収率で回収できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の静電選別装置は、
帯電特性が異なる複数の被選別片を帯電させる帯電部と、
プラスの電圧が印加されるプラス電極とマイナスの電圧が印加されるマイナス電極とを有し、前記帯電部で帯電して前記プラス電極と前記マイナス電極との電極間を落下する複数の被選別片を前記プラス電極と前記マイナス電極とのうち一方の電極へ引き寄せる静電分離部と、
前記プラス電極と前記マイナス電極との電極間の下方に配置され複数の被選別片を回収する回収箱であって、前記プラス電極側に配置されマイナスに帯電した複数の被選別片を回収するプラス電極側回収部と、前記マイナス電極側に配置されプラスに帯電した複数の被選別片を回収するマイナス電極側回収部とを有する回収箱と
を備え、
前記回収箱は、前記回収箱の前記マイナス電極側の端部に配置され前記マイナス電極側回収部に回収される複数の被選別片のうち他の被選別片よりプラスに強く帯電した被選別片を回収する強プラス帯電回収部と、前記回収箱の前記プラス電極側の端部に配置され前記プラス電極側回収部に回収される複数の被選別片のうち他の被選別片よりマイナスに強く帯電した被選別片を回収する強マイナス帯電回収部とのうち少なくともいずれかを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、例えば、混合プラスチックに不純物（プラスに強く帯電する被選別片）が混入している場合でも、選別対象のプラスチック（プラスに帯電する被選別片）を高純度でかつ高回収率で回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態１におけるプラスチック選別方法を示す概要図。
【図２】実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００の構造を示す斜視図。
【図３】実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００の回収箱１４１の構成図。
【図４】実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００のマイナス電極側回収箱１４１Ａの構成図。
【図５】実施の形態２におけるプラスチック静電選別装置１００の構造を示す斜視図。
【図６】実施の形態２におけるストック部１５０の構成図。
【図７】実施の形態２における切り替え弁１５４を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
マイナス電極側の回収箱の上端部に選別対象よりも正に帯電しやすい微量なプラスチックを補足するための強帯電列品回収部屋を設けて、選別対象のプラスチックの回収純度を改善する静電選別装置について説明する。
【００１６】
図１は、実施の形態１におけるプラスチック選別方法を示す概要図である。
実施の形態１におけるプラスチック選別方法の概要について、図１に基づいて説明する。
【００１７】
家電リサイクルでは、家電製品を手で解体することにより取り外しが容易で単一種からなる大型のプラスチック部材を回収し、回収したプラスチック部材を新製品の材料として再利用している。しかし、手解体で回収できるプラスチックの量は少ない。
手解体で回収できなかった残りのプラスチックは破砕され、破砕混合プラスチックとして図１のように選別される。
【００１８】
破砕混合プラスチックは、ＰＰ、ＡＢＳ、ＰＳ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＰＡなどが混在したものである。
【００１９】
まず、破砕混合プラスチックは湿式比重選別処理により選別される。
湿式比重選別処理では、水に対する比重が１．０未満のＰＰと、比重が１．１以上の重比重プラスチックと、比重が１．０以上１．１未満の混合プラスチックとに選別される（湿式比重選別）。
【００２０】
次に、比重が１．０以上１．１未満の混合プラスチックからゴムや磁性体などの異物が除去され、異物を除去された混合プラスチックが静電選別処理により選別される。
静電選別処理される混合プラスチックには、ＡＢＳ、ＰＳ、重ＰＰおよび微量のＰＡが混在している。重ＰＰとは洗濯機等の部品に使用されるガラス入りのＰＰである。ＰＡは、携帯電話機のケースや電源コードを結束するバンド等に使用されるものであり使用量は少ない。
混合プラスチックの帯電列は、プラスに帯電しやすいものから順に示すと「ＰＡ→ＡＢＳ→ＰＳ→重ＰＰ」である。
【００２１】
第１段静電選別では、混合プラスチックを摩擦帯電し、プラスに帯電するＡＢＳとマイナスに帯電するＰＳおよび重ＰＰを選別する。同時に、ＡＢＳよりも強くプラスに帯電する微量のＰＡを選別する。これにより、高純度かつ高回収率でＡＢＳを回収することができる。
【００２２】
第２段静電選別では、第１段静電選別でマイナスに帯電したＰＳと重ＰＰとの混合プラスチックを選別する。この混合プラスチックには、ＰＳと重ＰＰとの他に第１段静電選別で正しく選別できなかった微量のＡＢＳが混在する。
第２段静電選別において、混合プラスチックは再び摩擦帯電され、プラスに帯電するＰＳとマイナスに帯電する重ＰＰとに選別される。同時に、ＰＳよりも強くプラスに帯電する微量のＡＢＳが選別される。これにより、高純度かつ高回収率でＰＳを回収することができる。
【００２３】
上記のように、混合プラスチックに微量に含まれる不純物（第１段静電選別ではＰＡ）を本来選別すべき対象（第１段静電選別ではＡＢＳ、ＰＳ、ＰＰ）と同時に選別することにより、静電選別処理を簡略にすることができる。
【００２４】
第１段静電選別について実施の形態１で説明し、第２段静電選別について実施の形態２で説明する。
【００２５】
図２は、実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００の構造を示す斜視図である。
実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００の構成および動作について、図２に基づいて説明する。図２において、矢印は混合プラスチック１０１の経路を示す。
【００２６】
まず、プラスチック静電選別装置１００の構成について説明する。
【００２７】
プラスチック静電選別装置１００（静電選別装置の一例）は、摩擦帯電前処理部１１０、摩擦帯電部１２０、静電分離部１３０および回収部１４０を備える。
【００２８】
摩擦帯電前処理部１１０は、混合プラスチック１０１（被選別材料の一例）を摩擦帯電部１２０へ投入する部分である。
摩擦帯電前処理部１１０は、投入ストッカー１１１、乾燥機１１２、投入ホッパー１１３および投入フィーダー１１４で構成される。
【００２９】
摩擦帯電部１２０は、摩擦帯電前処理部１１０から投入された混合プラスチック１０１に混在する複数のプラスチック片（被選別片の一例）を摩擦して帯電させ、帯電させた複数のプラスチック片を静電分離部１３０へ搬入する部分である。
摩擦帯電部１２０は、帯電筒１２１（帯電部の一例）、搬入フィーダー１２２およびフィーダー駆動装置１２３で構成される。
【００３０】
静電分離部１３０は、摩擦帯電部１２０から搬入された複数のプラスチック片を静電分離させる部分である。
静電分離部１３０は、マイナスの電圧が印加されるマイナス電極１３１、プラスの電圧が印加されるプラス電極１３２および各電極に所定の電圧を印加する電圧制御装置１３３で構成される。
【００３１】
回収部１４０は、静電分離部１３０で静電分離した複数のプラスチック片を回収する部分である。
回収部１４０は、マイナス電極１３１とプラス電極１３２との電極間の下方に配置される回収箱１４１で構成される。
【００３２】
回収箱１４１は、マイナス電極側回収箱１４１Ａ（マイナス電極側回収部）、プラス電極側回収箱１４１Ｂ（プラス電極側回収部）およびミドル回収箱１４１Ｃ（ミドル回収部）を有する。
マイナス電極側回収箱１４１Ａは、マイナス電極１３１側に配置されプラスに帯電したプラスチック片を回収する。
プラス電極側回収箱１４１Ｂは、プラス電極１３２側に配置されマイナスに帯電したプラスチック片を回収する。
ミドル回収箱１４１Ｃは、マイナス電極側回収箱１４１Ａとプラス電極側回収箱１４１Ｂとの間に配置されマイナス電極側回収箱１４１Ａとプラス電極側回収箱１４１Ｂとのいずれにも回収されないプラスチック片を回収する。
【００３３】
マイナス電極側回収箱１４１Ａは、マイナス電極側回収箱１４１Ａに回収される複数のプラスチック片のうち他のプラスチック片よりプラスに強く帯電したプラスチック片を回収する強帯電列品回収部屋１４１Ｄ（強プラス帯電回収部）を有する。
強帯電列品回収部屋１４１Ｄは、回収箱１４１のマイナス電極１３１側の端部に位置する。
【００３４】
次に、プラスチック静電選別装置１００の動作について図２に基づいて説明する。
【００３５】
混合プラスチック１０１は投入ストッカー１１１に随時または定期的に補充される。
【００３６】
混合プラスチック１０１は投入ストッカー１１１から乾燥機１１２に投入され、乾燥機１１２で乾燥される。
【００３７】
乾燥機１１２で乾燥した混合プラスチック１０１は投入ホッパー１１３に移され、投入ホッパー１１３の下に設けられた投入フィーダー１１４により帯電筒１２１へ供給される。
投入フィーダー１１４は、振動することにより、帯電筒１２１への混合プラスチック１０１の投入速度を調整する。帯電筒１２１には単位時間に一定量の混合プラスチック１０１が投入される。
【００３８】
帯電筒１２１は、回転して混合プラスチック１０１を撹拌する。
帯電筒１２１内では、混合プラスチック１０１を構成する複数のプラスチック片が摩擦し合い、各プラスチック片が帯電列に応じた極性（プラスまたはマイナス）および帯電量で帯電する。
帯電筒１２１は特定の帯電特性を有する材料（例えば、ＡＢＳ）で作られており、帯電筒１２１自体も帯電列に従って帯電する。
【００３９】
帯電筒１２１から出た混合プラスチック１０１は、シューターを通って搬入フィーダー１２２に移される。このとき、混合プラスチック１０１は、プラスに帯電したプラスチック片とマイナスに帯電したプラスチック片とが静電気力によってくっ付き合うペアリングを起こす。
搬入フィーダー１２２は、混合プラスチック１０１を上下動させながら前方に押し出す上下押し出し振動により混合プラスチック１０１のペアリングを解消する。
フィーダー駆動装置１２３は搬入フィーダー１２２を上下押し出し振動させる。
【００４０】
電圧制御装置１３３は、マイナス電極１３１とプラス電極１３２とに直流の高電圧を印加して電極間に静電界を作る。
搬入フィーダー１２２でペアリングを解消した混合プラスチック１０１は、電極間（静電界）に落とされる。すると、混合プラスチック１０１を構成する各プラスチック片は、極性と帯電量とに応じた静電気力でどちらかの電極側に引き寄せられながら自然落下する。
つまり、各プラスチック片は、極性と帯電量とに応じた放物線の軌道を描き、異なる位置に落下する。
【００４１】
マイナス電極１３１とプラス電極１３２との下方には、マイナス電極側回収箱１４１Ａとプラス電極側回収箱１４１Ｂとミドル回収箱１４１Ｃとに区分けされた回収箱１４１が設置される。
マイナス電極側回収箱１４１Ａは、強帯電列品回収部屋１４１Ｄを有する。
【００４２】
各プラスチック片は落下位置に応じてマイナス電極側回収箱１４１Ａ、プラス電極側回収箱１４１Ｂ、ミドル回収箱１４１Ｃまたはマイナス電極側回収箱１４１Ａ内に設けられた強帯電列品回収部屋１４１Ｄに回収される。
【００４３】
図１で説明したように、混合プラスチック１０１にはプラスチック片としてＡＢＳ、ＰＳ、重ＰＰの他に微量のＰＡが不純物として含まれる。ＡＢＳ、ＰＳ、重ＰＰ、ＰＡそれぞれの重量比は平均でおおよそ５０％、４０％、８％、２％である。
これらプラスチック片の帯電列は、プラスに帯電しやすいものから順に「ＰＡ→ＡＢＳ→ＰＳ→重ＰＰ」である。
【００４４】
ＰＡとＡＢＳはプラスに帯電しやすいためマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収され、ＰＳと重ＰＰはマイナスに帯電しやすいためプラス電極側回収箱１４１Ｂに回収され、十分に帯電しなかったＰＡ、ＡＢＳ、ＰＳおよび重ＰＰがミドル回収箱１４１Ｃに回収される。
但し、ＰＡは、ＡＢＳよりもプラスに帯電しやすいためＡＢＳよりも大きくマイナス電極１３１に引き寄せられ、マイナス電極側回収箱１４１Ａに設けた強帯電列品回収部屋１４１Ｄに選択的に捕集される。
【００４５】
これにより、ＡＢＳを高純度でかつ高回収率で回収することができる。
【００４６】
純度とは、回収箱に回収されたプラスチック片のうち目的のプラスチック片が占める割合である。
例えば、マイナス電極側回収箱１４１Ａ（強帯電列品回収部屋１４１Ｄを含む）に５０ｋｇのＡＢＳと２ｋｇのＰＡとが回収された場合、ＡＢＳの純度は９６％（＝５０ｋｇ／（５０ｋｇ＋２ｋｇ））である。
ここで、強帯電列品回収部屋１４１Ｄに１．５ｋｇのＰＡを捕集していれば、マイナス電極側回収箱１４１Ａ（強帯電列品回収部屋１４１Ｄを除く）には５０ｋｇのＡＢＳと０．５ｋｇ（＝２．０ｋｇ−１．５ｋｇ）のＰＡとが回収されたことになる。
つまり、強帯電列品回収部屋１４１Ｄを設けることにより、ＡＢＳを９９％（＝５０ｋｇ／（５０ｋｇ＋０．５ｋｇ））というより高い純度で回収することができる。
【００４７】
回収率とは、混合プラスチックに含まれる目的のプラスチック片の量に対して回収箱に回収された目的のプラスチック片の量の割合である。
例えば、混合プラスチック１０１に５０ｋｇのＡＢＳが含まれ、マイナス電極側回収箱１４１Ａに４０ｋｇのＡＢＳが回収された場合、ＡＢＳの回収率は８０％（＝４０ｋｇ／５０ｋｇ）である。
【００４８】
強帯電列品回収部屋１４１Ｄに回収されたＰＡは廃棄され、マイナス電極側回収箱１４１Ａに回収されたＡＢＳは資源として再利用される。
【００４９】
ミドル回収箱１４１Ｃに回収されたＰＡとＡＢＳとＰＳと重ＰＰとの混合プラスチックは、プラスチック静電選別装置１００によって再び処理される。このとき、混合プラスチックを構成する各プラスチック片が帯電筒１２１で十分に帯電すれば、各プラスチック片は電極間で静電分離し、回収箱１４１に選別して回収される。
【００５０】
プラス電極側回収箱１４１Ｂに回収されたＰＳと重ＰＰとの混合プラスチックには、正しく選別できなかった微量のＡＢＳが混じっている可能性がある。そのため、プラス電極側回収箱１４１Ｂに回収されたＰＳと重ＰＰと微量のＡＢＳとの混合プラスチックは、プラスチック静電選別装置１００によって再び処理される。
混合プラスチックの再処理については実施の形態２で説明する。
【００５１】
図３は、実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００の回収箱１４１の構成図である。
実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００の回収箱１４１の構成について、図３に基づいて以下に説明する。
【００５２】
説明の簡略化のため、マイナス電極１３１とプラス電極１３２とは、同じ大きさの略鉛直面を成し、互いに平行に正対しているものとする。電極間の電場Ｅｆ（静電界）には、ほぼ水平方向にクーロン力Ｅ（電気力）が生じる。
また、電極間以外の空間に発生する電場は電極間の電場Ｅｆに比べてクーロン力が非常に小さいため考慮しない。
また、プラスチック片１０２は粒状体を成し、プラスチック片１０２にかかる空気抵抗は小さいものとし、空気抵抗は考慮しない。
【００５３】
自然落下するプラスチック片１０２は、電場Ｅｆ内でクーロン力Ｅを受けて加速しながら水平方向に移動し、電場Ｅｆを抜けると回収箱１４１内に回収されるまで等速で水平方向に移動する。
【００５４】
電場Ｅｆ内でプラスチック片１０２にかかる水平方向の加速度ａｙは、電場Ｅｆのクーロン力Ｅとプラスチック片１０２の質量あたりの帯電量ｑ／ｍ（ｍ：質量、ｑ：帯電量）を用いて以下の式（１ａ）で表すことができる。
また、電場Ｅｆのクーロン力Ｅは、電極にかかる電圧Ｖと電極間の距離ｄとを用いて以下の式（１ｂ）で表すことができる。
【００５５】
【数１】
2011245451.tif 000003
【００５６】
電場Ｅｆ内でプラスチック片１０２が移動する水平方向の距離ｙ（ｔ１）は、加速度ａｙを２回積分して以下の式（２ａ）で表すことができる。
また、電場Ｅｆを抜けるときのプラスチック片１０２の水平方向の速度ｖｙ（ｔ１）は、加速度ａｙを１回積分して以下の式（２ｂ）で表すことができる。
そして、プラスチック片１０２が電場Ｅｆを抜けてから回収箱１４１に到達するまでに移動する水平方向の距離ｙ（ｔ２−ｔ１）は、プラスチック片１０２が電場Ｅｆを抜けてから回収箱１４１に到達するまでの時間「ｔ２−ｔ１」を速度ｖｙに乗算して以下の式（２ｃ）で表すことができる。
【００５７】
但し、プラスチック片１０２が電場Ｅｆの上端に位置しているときの時刻（落下開始時刻とする）を「０」とし、プラスチック片１０２が電場Ｅｆの下端に到達したときの時刻を「ｔ１」とし、プラスチック片１０２が回収箱１４１の上端に到達したときの時刻を「ｔ２」とする。
【００５８】
【数２】
2011245451.tif 000004
【００５９】
つまり、プラスチック片１０２の水平方向の移動距離ｙ（ｔ２）は、電場Ｅｆ内での移動距離ｙ（ｔ１）と電場Ｅｆを抜けた後の移動距離ｙ（ｔ２−ｔ１）とを合計して以下の式（３）で表すことができる。
【００６０】
【数３】
2011245451.tif 000005
【００６１】
上記の式（３）において、プラスチック片１０２が電場Ｅｆの下端に到達したときの時刻ｔ１と、プラスチック片１０２が回収箱１４１の上端に到達したときの時刻ｔ２は、以下のように求まる。
【００６２】
プラスチック片１０２は、垂直方向に重力を受けて加速しながら落下する。
プラスチック片１０２の落下距離ｘ（垂直方向の移動距離）は重力加速度ｇを２回積分して以下の式（４ａ）で表すことができる。
そして、プラスチック片１０２が距離ｘだけ落下したときの時刻ｔは式（４ａ）に基づいて以下の式（４ｂ）で表すことができる。
但し、プラスチック片１０２の落下開始時刻を「０」とし、落下開始時刻におけるプラスチック片１０２の落下速度（垂直方向の速度）を「０」とする。
【００６３】
【数４】
2011245451.tif 000006
【００６４】
ここで、時刻ｔ１におけるプラスチック片１０２の落下距離ｘは、電場Ｅｆの高さｈ１に等しい。
また、時刻ｔ２におけるプラスチック片１０２の落下距離ｘは、電場Ｅｆの高さｈ１と電場Ｅｆの下端から回収箱１４１の上端までの高さｈ２とを合計した「ｈ１＋ｈ２」である。
これらの落下距離ｘを上記の式（４ｂ）に代入すると、時刻ｔ１は以下の式（５ａ）で表すことができ、時刻ｔ２は以下の式（５ｂ）で表すことができる。
【００６５】
【数５】
2011245451.tif 000007
【００６６】
そして、プラスチック片１０２の水平方向の移動距離ｙ（ｔ２）は、上記の式（３）の時刻ｔ１および時刻ｔ２に上記の式（５ａ）（５ｂ）を代入して、以下の式（６）で表すことができる。
【００６７】
【数６】
2011245451.tif 000008
【００６８】
強帯電列品回収部屋１４１Ｄの大きさは、上記の式（６）により求まるプラスチック片１０２の水平方向の移動距離ｙ（ｔ２）に基づいて以下のように決めることができる。
【００６９】
図４は、実施の形態１におけるプラスチック静電選別装置１００のマイナス電極側回収箱１４１Ａの構成図である。
図４において、マイナス電極側回収箱１４１Ａの端部に設ける強帯電列品回収部屋１４１Ｄは、マイナス電極側回収箱１４１Ａの中心線ＬＡからずれ量Δｙだけずれた位置を含む大きさを有する。特に、中心線ＬＡからずれ量Δｙだけずれた位置が強帯電列品回収部屋１４１Ｄの中心（または中心近傍）にあるとよい。
中心線Ｌとは、プラスチック片１０２が最も多く落下する位置を含んだ垂線である。但し、プラスチック片１０２の落下位置は正規分布するものとする。
ずれ量Δｙとは、マイナス電極側回収箱１４１Ａに回収するプラスチック片１０２（ＡＢＳ）の中心線ＬＡと強帯電列品回収部屋１４１Ｄに回収するプラスチック片１０２（ＰＡ）の中心線ＬＤとの距離である。
ずれ量Δｙは、上記の式（６）を用いて以下のように求める。
【００７０】
例えば、ＰＡとＡＢＳとの質量あたりの帯電量の差ｑ／ｍが１０［ｎｃ／ｇ］であるとする。また、Ｅ＝３００［ｋＶ／ｍ］、ｇ＝９．８［ｍ／ｓ２］、ｈ１＝２０［ｃｍ］、ｈ２＝１００［ｃｍ］とする。
これらの値を上記の式（６）に代入して求まる値ｙ（ｔ２）＝２４［ｃｍ］がΔｙである。
つまり、マイナス電極側回収箱１４１Ａの中心線ＬＡから２４ｃｍずれた位置を含むように強帯電列品回収部屋１４１Ｄを設ければ、微量のＰＡを効率良く捕集することができる。
【００７１】
また、ＰＡとＡＢＳとの質量あたりの帯電量ｑ／ｍの差ではなく、ＰＡの質量あたりの帯電量ｑ／ｍを上記の式（６）に代入して求めたｙ（ｔ２）だけ、ＰＡの落下線ＬＦから離れた場所を含むように強帯電列品回収部屋１４１Ｄを設けてもよい。
ＰＡの落下線ＬＦとは、ＰＡの落下開始位置を含んだ垂線（例えば、搬入フィーダー１２２の先端を含んだ垂線）である。
【００７２】
実施の形態１において、例えば、以下のようなプラスチック静電選別装置１００について説明した。
プラスチック静電選別装置１００は、マイナス電極側回収箱１４１Ａにおいてマイナス電極１３１から最も遠い上部に強帯電列品回収部屋１４１Ｄを有する。
帯電列においてＰＡはＡＢＳよりもプラス側に位置するので、ＰＡはＡＢＳよりもマイナス電極１３１側に引かれて回収箱１４１ではマイナス電極１３１から離れた位置に落下する。従って、ＰＡは強帯電列品回収部屋１４１Ｄに選択的に捕集される。
一方、ＡＢＳは強帯電列品回収部屋１４１Ｄの手前に落下してマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収される。
この結果、マイナス電極側回収箱１４１ＡにはＰＡが混入せず、高い純度でＡＢＳを回収することができる。
【００７３】
実施の形態１において、混合プラスチック１０１に混在するプラスチック片の組み合わせは、ＡＢＳとＰＳと重ＰＰと微量のＰＡとの組み合わせに限られない。
つまり、その他のプラスチック片（ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣなど）を選別しても構わない。さらに、プラスチック片以外のものを選別対象にしても構わない。
【００７４】
また、プラス電極側回収箱１４１Ｂに強帯電列品回収部屋を設けて、プラス電極側回収箱１４１Ｂに回収するプラスチック片（例えば、ＰＳ、ＰＰ）よりもマイナスに強く帯電するプラスチック片を捕集しても構わない。
【００７５】
また、静電分離部１３０の一対の電極（マイナス電極１３１、プラス電極１３２）は、どのような構成であっても構わない。
例えば、平行に配置しても、ハの字型（山型）に配置しても、特許文献２に開示されているように一方をドラム電極にしても構わない。
【００７６】
また、混合プラスチック１０１を摩擦帯電する方法は帯電筒１２１を用いる方法に限らない。
【００７７】
実施の形態２．
第２段静電選別（図１参照）について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項について主に説明する。説明を省略する事項については実施の形態１と同様である。
【００７８】
図５は、実施の形態２におけるプラスチック静電選別装置１００の構造を示す斜視図である。
実施の形態２におけるプラスチック静電選別装置１００の構成および動作について、図５に基づいて説明する。
【００７９】
プラスチック静電選別装置１００は、実施の形態１で説明した構成（図２参照）に加えて、ストック部１５０（循環部）を有する。また、実施の形態１で説明した乾燥機１１２は不要である。
【００８０】
ストック部１５０は、第１段静電選別（図１参照）の終了時にマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収されたＡＢＳを袋詰めにし、ミドル回収箱１４１Ｃに回収された混合プラスチックを袋詰めにする。
そして、ストック部１５０は、プラス電極側回収箱１４１Ｂに回収されたＰＳと重ＰＰとの混合プラスチック１０３を投入ストッカー１１１に循環させる。
但し、混合プラスチック１０３にはＰＳと重ＰＰの他に第１段静電選別で正しく選別できなかった微量のＡＢＳが含まれる。
また、混合プラスチック１０３を投入ストッカー１１１に循環させる際、投入ストッカー１１１は空であるものとする。つまり、混合プラスチック１０３だけが再び静電選別されるものとする。
また、第１段静電選別で強帯電列品回収部屋１４１Ｄに捕集された微量のＰＡは除去されているものとする。
【００８１】
投入ストッカー１１１に循環した混合プラスチック１０３は、実施の形態１（図２参照）と同様に帯電筒１２１で帯電し、電極間の静電界で静電分離し、回収箱１４１で選別される。
混合プラスチック１０３にはＰＳと重ＰＰと微量のＡＢＳが含まれる。ＰＳ、重ＰＰ、ＰＡの重量比は平均でおおよそ６０％、３８％、２％である。また、各プラスチック片の帯電列は、プラスに帯電しやすい順で表すと「ＡＢＳ→ＰＳ→重ＰＰ」である。
したがって、微量のＡＢＳは強帯電列品回収部屋１４１Ｄに捕集され、ＰＳはマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収され、重ＰＰはプラス電極側回収箱１４１Ｂに回収される。また、ミドル回収箱１４１ＣにはＰＳと重ＰＰと微量のＡＢＳとが混じって回収される。
これにより、ＰＳを高純度でかつ高回収率でマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収することができる。
【００８２】
強帯電列品回収部屋１４１Ｄに捕集されたＡＢＳとプラス電極側回収箱１４１Ｂに回収された重ＰＰは廃棄され、マイナス電極側回収箱１４１Ａに回収されたＰＳは資源として再利用される。
【００８３】
ミドル回収箱１４１Ｃに回収されたＡＢＳとＰＳと重ＰＰとの混合プラスチックは、プラスチック静電選別装置１００によって再び処理される。このとき、混合プラスチックを構成する各プラスチック片が帯電筒１２１で十分に帯電すれば、各プラスチック片は電極間で静電分離し、回収箱１４１に選別して回収される。
【００８４】
強帯電列品回収部屋１４１Ｄは、第２段静電選別の開始時に取り換えて、ＡＢＳの単位当たりの質量ｑ／ｍに応じた位置に設置するとよい。
【００８５】
例えば、ＡＢＳとＰＳの質量あたりの帯電量の差ｑ／ｍが＝２０［ｎｃ／ｇ］であるとする。また、図３においてＥ＝３００［ｋＶ／ｍ］、ｇ＝９．８［ｍ／ｓ２］、ｈ１＝２０［ｃｍ］、ｈ２＝１００［ｃｍ］とする。
これらの値を実施の形態１で説明した式（６）に代入するとｙ（ｔ２）＝Δｙ＝４８［ｃｍ］となる。
つまり、マイナス電極側回収箱１４１Ａの中心線ＬＡから４８ｃｍずれた位置を含むように強帯電列品回収部屋１４１Ｄを設ければ、微量のＡＢＳを効率良く捕集することができる。
【００８６】
図６は、実施の形態２におけるストック部１５０の構成図である。
実施の形態２におけるストック部１５０の構成について、図６に基づいて以下に説明する。
【００８７】
ストック部１５０は、搬送機１５１（例えば、ベルトコンベア）、ホッパー１５２、フレコン１５３（フレキシブルコンテナバック）、切り替え弁１５４および循環搬送機１５５（例えば、ベルトコンベア）を備える。
搬送機１５１、ホッパー１５２およびフレコン１５３は、マイナス電極側回収箱１４１Ａとミドル回収箱１４１Ｃとプラス電極側回収箱１４１Ｂとのそれぞれラインに設けられている。
切り替え弁１５４と循環搬送機１５５とは、プラス電極側回収箱１４１Ｂ用のラインにのみ設けられている。
【００８８】
切り替え弁１５４は、プラス電極側回収箱１４１Ｂのライン上のホッパー１５２Ｂとフレコン１５３Ｂとの間に設けられている。
循環搬送機１５５は、切り替え弁１５４と投入ストッカー１１１との間に設けられている。
【００８９】
第１段静電選別の終了時（図１参照）、搬送機１５１Ａはマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収されたＡＢＳを搬送してホッパー１５２Ａに投入し、ホッパー１５２Ａは投入されたＡＢＳを放出してフレコン１５３Ａに袋詰めする。
搬送機１５１Ｃはミドル回収箱１４１Ｃに回収された混合プラスチックを搬送してホッパー１５２Ｃに投入し、ホッパー１５２Ｃは投入された混合プラスチックを放出してフレコン１５３Ｃに袋詰めする。
また、搬送機１５１Ｂはプラス電極側回収箱１４１Ｂに回収された混合プラスチック１０３を搬送してホッパー１５２Ｂに投入する。
【００９０】
第２段静電選別の開始時（図１参照）、切り替え弁１５４は閉じ（図７（ａ）参照）、ホッパー１５２Ｂは混合プラスチック１０３を放出し、循環搬送機１５５は混合プラスチックを投入ストッカー１１１へ搬送する。
【００９１】
第２段静電選別の終了時、搬送機１５１Ａはマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収されたＰＳを搬送してホッパー１５２Ａに投入し、ホッパー１５２Ａは投入されたＰＳを放出してフレコン１５３Ａに袋詰めする。
第２段静電選別の終了時、切り替え弁１５４は開く（図７（ｂ））。そして、搬送機１５１Ｂはプラス電極側回収箱１４１Ｂに回収された重ＰＰを搬送してホッパー１５２Ｂに投入し、ホッパー１５２Ｂは投入された重ＰＰを放出してフレコン１５３Ｂに袋詰めする。
搬送機１５１Ｃはミドル回収箱１４１Ｃに回収された混合プラスチックを搬送してホッパー１５２Ｃに投入し、ホッパー１５２Ｃは投入された混合プラスチックを放出してフレコン１５３Ｃに袋詰めする。
【００９２】
図７は、実施の形態２における切り替え弁１５４を示す図である。
実施の形態２における切り替え弁１５４について、図７に基づいて以下に説明する。
【００９３】
切り替え弁１５４は断面Ｌ字型の回転体である。切り替え弁１５４の位置はホッパー１５２Ｂの下方で且つフレコン１５３Ｂの上方である。
【００９４】
切り替え弁１５４は、（ａ）第２段静電選別の開始時に下方を閉塞し、（ｂ）第２段静電選別の終了時に下方を開放する。
【００９５】
切り替え弁１５４は、例えばスイッチによって（ａ）閉塞状態と（ｂ）解放状態とを切り替えられる。
【００９６】
実施の形態２において、例えば、以下のようなプラスチック静電選別装置１００について説明した。
プラスチック静電選別装置１００は、マイナス電極側回収箱１４１Ａにおいてマイナス電極１３１から最も遠い上部に強帯電列品回収部屋１４１Ｄを有する。
帯電列においてＡＢＳはＰＳよりもプラス側に位置するので、ＡＢＳはＰＳよりもマイナス電極１３１側に引かれて回収箱１４１ではマイナス電極１３１から離れた位置に落下する。従って、ＡＢＳは強帯電列品回収部屋１４１Ｄに選択的に捕集される。
一方、ＰＳは強帯電列品回収部屋１４１Ｄの手前に落下してマイナス電極側回収箱１４１Ａに回収される。
この結果、マイナス電極側回収箱１４１ＡにはＡＢＳが混入せず、高い純度でＰＳを回収することができる。
【００９７】
実施の形態２において、切り替え弁１５４と循環搬送機１５５とをミドル回収箱１４１Ｃのラインに設けてもよい。
そして、第１段静電選別でミドル回収箱１４１Ｃに回収された混合プラスチック（ＡＢＳ、ＰＳ、重ＰＰ、ＰＡ）や第２段静電選別でミドル回収箱１４１Ｃに回収あされた混合プラスチック（ＰＳ、重ＰＰ、ＡＢＳ）を投入ストッカーに循環する。循環した混合プラスチックは、帯電筒１２１で十分に帯電すれば、電極間の静電界で静電分離し、回収箱１４１に選別される。これにより、回収率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９８】
１００  プラスチック静電選別装置、１０１  混合プラスチック、１０２  プラスチック片、１０３  混合プラスチック、１１０  摩擦帯電前処理部、１１１  投入ストッカー、１１２  乾燥機、１１３  投入ホッパー、１１４  投入フィーダー、１２０  摩擦帯電部、１２１  帯電筒、１２２  搬入フィーダー、１２３  フィーダー駆動装置、１３０  静電分離部、１３１  マイナス電極、１３２  プラス電極、１３３  電圧制御装置、１４０  回収部、１４１  回収箱、１４１Ａ  マイナス電極側回収箱、１４１Ｂ  プラス電極側回収箱、１４１Ｃ  ミドル回収箱、１４１Ｄ  強帯電列品回収部屋、１５０  ストック部、１５１，１５１Ａ，１５１Ｂ，１５１Ｃ  搬送機、１５２，１５２Ａ，１５２Ｂ，１５２Ｃ  ホッパー、１５３，１５３Ａ，１５３Ｂ，１５３Ｃ  フレコン、１５４  切り替え弁、１５５  循環搬送機。
【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】
2011245451.tif 000014
【図７】
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