(57)【要約】【課題】少なくともアルミ缶とプラスチックボトルが混在する資源ごみの選別にアルミ選別装置を利用する場合、プラスチックボトルの混入率とアルミ缶の選別純度とは相反するパラメーターとなる。このため少なくとも前段階でプラスチックボトルを減らす事が望まれている。【解決手段】アルミ缶とプラスチックボトルを圧搾整形し、次に篩装置にて厚さにより仕分けることにより両者を分別できる。アルミ缶は圧搾された形状を保ち易く、プラスチックボトルは、弾性により膨らむ事を利用している。叉、アルミ缶の形状が均一化されるためアルミ選別装置での飛翔形も安定する。【選択図】  図１
2011005410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアルミ缶とプラスチックボトルが混在する資源ごみを、プラスチックボトルとアルミ缶とに仕分けるプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムにおいて、上部側に被減容体である前記資源ごみが投入可能な投入口を具備し、資源ごみを概略扁平に押しつぶす圧搾装置と、資源ごみの厚さで分別する篩装置と、により構成されることを特徴とするプラスチックボトルとアルミ缶の分別システム
【請求項２】
少なくともアルミ缶とプラスチックボトルが混在する資源ごみを、プラスチックボトルとアルミ缶とに仕分けるプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムにおいて、上部側に被減容体である前記資源ごみが投入可能な投入口を具備し、資源ごみを概略扁平状に押しつぶす圧搾装置と、資源ごみの厚さで分別する篩装置と、篩装置の篩目上の下流に配置されたプラスチックボトル仕分け容器或いはプラスチックボトル搬送コンベアと、篩装置の篩目下の下流に配置されたアルミ選別装置と、により構成されることを特徴とするプラスチックボトルとアルミ缶の分別システム
【請求項３】
請求項１及び請求項２に記載する圧搾装置が前記投入口に臨ませて配置されるとともに、対向部分の間隔が投入口側から下方に至るに従い漸減する減容部と、この減容部の下方において対向部分の間隔が所定の押しつぶし厚さを以って平行に設定された押しつぶし部を形成する一対の対向配置のキャタピラーコンベアにて形成され、その間に資源ごみが引き込まれ圧搾される構造を有している事を特徴とする請求項１叉は請求項２に記載するプラスチックボトルとアルミ缶の分別システム
【請求項４】
請求項１及び請求項２に記載する篩装置が、請求項１から請求項３に記載する圧搾装置の排出シュートに臨ませて配置されるとともに、両端がチェーンで連結された複数ローラー間が等間隔の間隙を有し無限回動するローラーコンベアにて構成されている事を特徴とする請求項１から請求項３に記載するプラスチックボトルとアルミ缶の分別システム
【請求項５】
圧搾装置の圧搾間隙が１０−５０ｍｍ、かつ篩装置の篩間隙が前記圧搾間隙を超え８０ｍｍ以下である事を特徴とする請求項１から請求項４に記載するプラスチックボトルとアルミ缶の分別システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくともアルミ缶およびプラスチックボトルが混在する資源ごみからプラスチックボトルとアルミ缶とを分別するシステムに関するものである。特にアルミ缶の選別精度向上を目的としている。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭等より排出された飲料用金属缶、プラスチックボトルの資源ごみは、ごみ収納袋につめられ再資源化中間施設に送られる場合が多い。再資源化中間施設においては、資源ごみを梱包しているごみ収納袋をやぶき、これを除いた後、磁気選別装置にて鉄製缶を吸着分離し、渦電流を利用したアルミ缶選別装置にてアルミ缶をベルトコンベア上から飛び出させアルミ缶の仕分けシュートへ、プラスチックボトルはベルトコンベア終端から自由落下させ、両者を分別している。これらは、コンベア上を流れる資源ごみが互いに十分な間隔を保つ場合には、比較的精度良く分別する事ができる。このため、処理量に対して十分余裕のある設備が必要となる等、実用上は問題とされている。
アルミ選別装置の原理について以下に簡単に紹介する。
【０００３】
図４に、アルミ缶選別装置の模式図を示す。上記装置は投入シュート２と、回転磁石ドラム４及び駆動ローラー５にベルトを巻きつけたベルトコンベア３と、仕分けホッパー６とにより構成される。駆動ローラー５は電動機（図示せず）により回転駆動される。回転磁石ドラム４には外周の周方向に永久磁石要素Ｓ極Ｎ極を交互に取り付けられており、ベルトコンベア３にて搬送されたアルミ缶及びプラスチックボトルの混在物のうち、アルミ缶は回転磁石ドラム４の上面近傍にて、渦電流効果による斥力を受け、これと流入慣性力により搬送流入方向の遠方へ飛ばされる。
【０００４】
一方斥力が生じないプラスチックボトルや非金属物は、流入慣性力により小さな弧を描いて落下する。ベルトコンベア３の進行方向に連なって設けられた仕分けホッパー６は、被選別物の飛翔方向に前後調整が可能な仕切り板８にてプラスチック区画７及びアルミ缶区画９に分かれており、プラスチックボトルはプラスチック区画７に、アルミ缶はアルミ缶区画９へ落下回収される。
【０００５】
従来技術として、下記に示す特許文献１から特許文献２等が公開されている。特許文献１はアルミ缶とプラスチックボトルの分離選別能力を向上するため、ベルトコンベアにて搬送される混在物を平滑化するものである。特許文献２はアルミ缶とプラスチックボトルの選別効率向上のため、あらかじめ大きいプラスチックボトルを選別除去するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１０７６３３号公報
【特許文献２】特開２００１−１３７７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（１）アルミ選別装置において、被選別されるアルミ缶に付与される斥力は、アルミ缶の形状に依存するため、一部のアルミ缶がプラスチック区画７に落ち込む事がある。叉、（２）アルミ缶がプラスチックボトルに追突し、プラスチックボトルは前方に押し出されアルミ缶区画９に、一方アルミ缶は飛距離が落ち手前のプラスチック区画７に落ち込む事がある。
特に上記（２）はベルト上をながれる資源ごみの平面的密度が高い程顕著となり、希望とする選別純度を得るためには、処理量的に十分余裕があるアルミ缶選別装置が必要となる。プラスチックボトルをアルミ缶選別装置の前段で粗くでも分離回収できれば、この衝突確率は激減する。
特許文献２はアルミ缶の胴径がプラスチックボトルの胴径より小さいとの仮定の下に分別するものであるが、胴径は多種であることと、潰れていることが多いため、選別精度は良くないと思われる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、先ずアルミ缶とプラスチックボトルが混在する資源ごみを一定の厚さに圧搾し、次に前記の圧搾厚さを境界とした篩目によるサイズわけにてプラスチックボトルとアルミ缶を仕分ける事により解決できる。
アルミ缶とプラスチックボトルの両者を同じように圧搾した場合、アルミ缶は圧搾厚さを保持するが、プラスチックボトルは弾性により部分的に膨らみ圧搾厚さを保持できない。この性質を利用して篩装置による選別が可能となる。即ち、篩目の幅を圧搾厚さより若干大きくした回転篩装置或いは振動篩装置等により篩下にアルミ缶を、篩上にプラスチックボトルを仕分ける事ができる。
【０００９】
請求項１の発明は、少なくともアルミ缶とプラスチックボトルが混在する資源ごみからプラスチックボトルとアルミ缶を仕分けるプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムにおいて、上部側に被減容体である前記資源ごみが投入可能な投入口を具備し、資源ごみを概略扁平状に押しつぶす圧搾装置と、資源ごみの厚さで分別する篩装置と、によって構成されることを特徴とするプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムである。
篩目上にプラスチックボトル及び袋等の大きい異物、篩目下にアルミ缶及びスチール缶及び小さい異物が仕分けられる。篩目上ならびに篩目下の被選別物は、各々コンベアにて搬送される。通常は、両コンベアの下流にて更に手選別による異物の除去が行われ、プラスチックボトルとアルミ缶とに仕分けられる。
【００１０】
請求項２の発明は、少なくともアルミ缶とプラスチックボトルが混在する資源ごみをプラスチックボトルとアルミ缶とに仕分けるプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムにおいて、上部側に被減容体である前記資源ごみが投入可能な投入口を具備し、資源ごみを概略扁平状に押しつぶす圧搾装置と、資源ごみの厚さで分別する篩装置と、篩装置の篩目下の下流に配置されたアルミ選別装置と、篩装置の篩目上の下流に配置されたプラスチックボトル仕分け容器或いはプラスチックボトル搬送コンベアと、により構成されることを特徴とするプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムである。
篩目下のアルミ缶及び小さい異物は、コンベア等で下流のアルミ選別装置に搬送され、アルミ缶はアルミ選別装置のコンベア終端で飛ばされアルミ区画へ、その他はコンベア終端で自由落下し非金属区画へ排出される。請求項１のシステムに比べアルミ缶分別精度を更に向上させる事ができる。
叉、篩目を圧搾厚さに比べ大きく取り、一部のプラスチックボトルが誤って篩目下に落下させるのを許容すると、篩目上のプラスチックボトルの純度を更にあげることができる。この場合、篩目下のアルミ缶の純度は低下するが、プラスチチックボトルの比率は大幅に低下しているためアルミ選別装置による選別純度は大幅に向上する。叉、アルミ選別装置により選別されるアルミ缶は全てが扁平状に潰されているため回転磁界による斥力が比較的均一になり、飛び方が均一化される。これによる効果によって選別精度は更に向上する。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１に記載する圧搾装置が、投入口に臨ませて配置された対向部分の間隔が投入口側から下方に至るに従い漸減する減容部と、この減容部の下方において対向部分の間隔が所定の押しつぶし厚さを以って平行に設定された押しつぶし部を形成する一対の対向配置のキャタピラーコンベアにて形成され、その間に資源ごみが引き込まれ圧搾される構造を有している事を特徴とする請求項１に記載するプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムである。本圧搾装置によれば、非圧搾物が曲面状になり難く、板状であるため篩装置による仕分けが容易となる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１に記載する篩装置が、前記圧搾装置の排出シュートに臨ませて配置されるとともに、両端がチェーンで連結された複数のローラー間が等間隔の間隙を有し、無限回動するローラーコンベアにて構成されている事を特徴とする請求項１叉は請求項２に記載するプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムである。このローラーコンベア式篩装置は、扁平状の被選別物を厚さで仕分けるのに適している。
【００１３】
請求項５の発明は、圧搾装置の圧搾間隙が１０−５０ｍｍ、かつ篩装置の篩間隙が前記圧搾間隙を超え８０ｍｍ以下である事を特徴とする請求項１から請求項４に記載するプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムである。実験によれば圧搾幅は４０ｍｍ程度、篩目の幅は５０ｍｍ程度が最も良好であったが、前記寸法値であれば実用可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は単なるサイズわけでなく、圧搾による整形と、アルミ等の金属とプラスチックの材料特性の違いによる復元性の違いを利用している。即ち、プラスチックボトルは一度圧搾しても弾性限度以内の部位は復元し、一般にその胴部の厚さは圧搾厚さより膨らむ。このため圧搾厚さを保持するアルミ缶と圧搾後厚さが膨らむプラスチックボトルとを篩装置を使ってその厚さにより容易に仕分けることができる。これにより、後段の手選別による仕上げ分別を効率化できる。
叉、アルミ選別装置の前処理設備として活用する事により、形状によるアルミ缶の飛び方のバラツキを軽減でき、かつプラスチックボトルの殆どを事前に仕分け除去する事によるアルミ選別装置のコンベアベルト終端部での相互の衝突を激減できるため、選別精度が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１はプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムを示す概略図である。（実施例１）
【図２】図２はプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムに用いられる圧搾装置の概略図である。
【図３】図３はプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムに用いられるローラーコンベア式篩装置の概略図である。
【図４】図４はアルミ選別装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
原型のサイズが互いに重なり合っているプラスチックボトルとアルミ缶を、予め圧搾、整形することにより、両者を篩装置にて仕分けることを実現した。
尚、アルミ缶とプラスチックボトルを含む資源ごみは、通常これら以外に鉄製缶やびんと一緒にパッカー車等により回収される。このため、これらを分別処理する処理設備では、先ずびんを風力等で仕分けし、次に磁力選別装置にて鉄製缶を吸着仕分し、最後にアルミ選別装置にてアルミ缶とそれ以外のプラスチックボトルとを仕分けている。ただし、資源ごみの中には、予期せぬ不純物が混在することが多く、これらは人手にて選別排除している。
本発明は、プラスチックボトルと、アルミ缶を仕分ける事ができる他、磁気選別前の鉄製缶を含む金属缶とプラスチックボトルとを分別する事も可能であり、この場合、圧搾装置の大型化が必要となるが、磁気選別前にプラスチックボトルが選別除去されるため磁気選別装置の付加が軽減し鉄製缶の回収率が向上し、結果としてアルミ選別の純度も向上する。したがって本システムを磁気選別装置とアルミ選別装置を含むプラントに使用する場合、本システムを磁気選別装置の前段に配置する方法と、磁気選別装置の後段かつアルミ選別装置の前段に配置する方法とがある。
実施例１では、本システムを磁気選別装置の後段かつアルミ選別装置の前段に配置している。
【実施例１】
【００１７】
図１はプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムを示す概略図である。図に示すように本システムはプラスチックボトルとアルミ缶が混在する資源ごみを圧搾する圧搾装置１１と、両者を扁平厚さで仕分ける篩装置１２により構成される。
飲料容器として普及しているプラスチックボトルは、容量が３５０ｍｌから２．７ｌ、胴径は、６０ｍｍから１３０ｍｍ程度、長さは１００ｍｍから３００ｍｍ程度である。一方アルミ缶は容量が１００ｍｌから１．５ｌ、胴径は６６ｍｍから１２０ｍｍ程度、長さは１００ｍｍから３００ｍｍ程度である。更にこれらは潰れて収集されることが多いため両者をそのサイズにて仕分けることは至難である。
【００１８】
本発明では先ずこれらを圧搾装置１１により、４０ｍｍ程度の厚さに潰し、扁平状に整形する。
圧搾された資源ごみのうちアルミ缶は、圧搾厚さを保持するが、プラスチックボトルは圧搾で一部は塑性変形するが、弾性限度内の圧搾を受けた部位は、元の形に復元する。このため、一時的に扁平状となったプラスチックボトルは圧搾装置を通過すると部分的にふくらみ、圧搾厚さを保持できない。実験によると例えばプラスチックボトルを４０ｍｍに圧搾した場合、平均的に６０ｍｍ程度に膨らむ。圧搾された缶、プラスチックボトルは、次段の篩装置１２に搬送される。篩装置１２の篩目は５０ｍｍに設定されている。このため厚さ４０ｍｍの缶は、篩目をすり抜け下方へ落下し、缶コンベア１３によって仕分け容器或いはアルミ選別装置へ搬送される。一方厚さが５０ｍｍを超えるプラスチックボトルは、篩目の上を通過しコンベア等により次段の仕分け容器或いはプラスチック圧搾梱包機へ搬送される。
【００１９】
圧搾装置としてはローラープレスが一般的である。資源ごみは所期の間隙を有する２本のローラー間を通過し扁平状押しつぶされる。この方法は、シンプルであり、厚さをコントロールするには適しているが、押しつぶされたものが曲面上に丸まる事が多い。今回の目的では少なくとも金属缶は出来るだけ板状となる事が望ましい。
【００２０】
今回、使用した圧搾装置１１について図２を参照し、以下に説明する。図２はプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムに用いたキャタピラー式圧搾装置１１の概略図である。
図２に示すようこのキャタピラー式圧搾装置１１は、対向部分の間隔が投入口１４側から下流に至るにしたがい漸減する減容部と、この減容部の下流において対向部分の間隔が所定の押しつぶし厚さを以って平行に設定された押しつぶし部を形成する互いに対向配置されたキャタピラーコンベアＡ１５と、キャタピラーコンベアＢ１６にて形成され、その間に資源ごみが引き込まれ圧搾しうる構造を有している。
このキャタピラー式圧搾装置１１によれば、所定の圧搾間隙１７を有する押しつぶし部が平面状に形成されるため、金属缶は板状に押しつぶされる。
【００２１】
篩装置としては、回転篩装置、振動篩装置等を用いる事ができる。扁平状の被選別物をその厚さで篩い分ける事は簡単ではない。板面に幅５０ｍｍ、長さ４００ｍｍのスリット孔を多数行設けた篩目を持つ一般的な振動篩装置に厚さ４０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ２００ｍｍの扁平上の資源ごみを投入した場合、その殆どは篩目上を滑りながら通過する。このため扁平上の資源ごみが篩面に対して直角方向へ立ち上がる工夫が必要となる。例えばスリット状の篩目を持つ板状篩の代わりに、梯子状に等間隔に複数の丸棒を並べた篩等は有効である。
【００２２】
今回使用したローラーコンベア式篩装置２１について図３を参照し説明する。
ローラーコンベア式篩装置２１は、前記キャタピラー式圧搾装置１１の排出シュート１８に臨ませて配置されるとともに、両端をチェーンで連結された複数のローラー２２にて等間隔の篩間隙２３を形成した無限回動するローラーコンベア２４と、暖簾２５と缶シュート２６と缶引き出しコンベア２７にて構成されている。
【００２３】
圧搾され扁平状の金属缶、プラスチックボトルはローラーコンベア２４の上流に投入され、下流に搬送される。一部の金属缶は、この時点で篩間隙２３を通過し缶シュート２６に落下する。残りの金属缶、プラスチックボトルは暖簾に搬送を阻害され、暖簾に沿う形で横向きになり、さらに篩間隙２３を通過しやすくなる。ローラー２２は、両端に図示しない軸受けをもちローラー２２の自由回転を可能している。複数のローラーはこの軸受けを介してチェーンにより梯子上に連結されているので、篩間隙２３を保ったまま平行移動するとともにローラー軸の回りに回転可能である。ローラーの両端部はレール２８の上に乗っているためローラー自身が軸の回りを転がりながら前進する。この転がりは、扁平状の資源ごみを篩間隙２３に引き込む役割を持つ。上記により篩間隙２３以下の扁平な金属缶は缶シュートへ落下し、缶引き出しコンベア２７により後段へ搬送される。叉、ローラーコンベア２４の上を搬送されたプラスチックボトルはプラスチックボトルシュートへ排出される。
尚、暖簾２５を複数設け、その角度、長さを調整することにより、更にその効果を高める事ができる。
【００２４】
上記は一般的にプラスチックボトルとアルミ缶と鉄製缶が混在する資源ごみの分別において、先ず磁気選別装置にて鉄製缶を仕分け分別し、残ったプラスチックボトルとアルミ缶の分別を目的としている。
しかしながら、本発明によるプラスチックボトルとアルミ缶の分別システムは、鉄製缶を仕分けする磁気選別装置の上流に配置、適用する事もできる。
この場合、圧搾装置と篩装置は鉄製缶も含めた処理量に見合ったものが必要となるが、磁気選別装置部に流れる資源ごみにはプラスチックボトルが既に取り除かれ、大幅に減少しているため磁気選別装置の小型化が可能となる他、鉄製缶を吸着分別する際、邪魔になる大型のプラスチックボトルや大型の異物の混入が皆無のため鉄製缶の回収率は向上する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
資源ごみのリサイクルにおいて、サイズが互いに重なり合っている廃棄プラスチックボトルと廃棄アルミ缶とが、圧搾装置と篩装置により互いに分別できる。手選別の前段として用いる事により省力化、効率化が図れる。叉、アルミ選別装置の前段に用いる事により選別精度を大幅に向上できる。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・アルミ缶選別装置
２・・・投入シュート
３・・・ベルトコンベア
４・・・回転磁石ドラム
５・・・駆動ローラー
６・・・仕分けホッパー
７・・・非金属区画
８・・・仕切り板
９・・・アルミ缶区画
１１・・・キャタピラー式圧搾装置
１２・・・篩装置
１３・・・缶コンベア
１４・・・投入口
１５・・・キャタピラーコンベアＡ
１６・・・キャタピラーコンベアＢ
１７・・・圧搾間隙
１８・・・排出シュート
２１・・・ローラーコンベア式篩装置
２２・・・ローラー
２３・・・篩間隙
２４・・・ローラーコンベア
２５・・・暖簾
２６・・・缶シュート
２７・・・缶引き出しコンベア
２８・・・レール
【図１】
2011005410.tif 000003
【図２】
2011005410.tif 000004
【図３】
2011005410.tif 000005
【図４】
2011005410.tif 000006