(57)【要約】【課題】様々な種類の乾電池の混合状態である廃棄された乾電池を、形状の違いにより容易かつ安価に、効率よく分類できる、乾電池の選別方法及び選別装置を提供すること。【解決手段】複数の細長い矩形板であるストリップの集合体からなり、前記各ストリップは板面が互いに平行となるように整列し、ストリップの幅方向が垂直方向から傾斜を有して設置されている振動篩を用いて乾電池を篩い分けにより選別することを特徴とする乾電池の選別方法を用いる。ストリップの幅方向の傾斜角度が垂直方向に対して２０度から４５度であること、振動篩の振動方向が、篩分けを行う乾電池の進行方向に対して垂直方向に上向きで２０度〜４５度であること、さらに、細長形状の孔を篩目として有する平板を有し、前記孔が長手方向をそろえた複数の列として形成された振動篩を用いることが好ましい。【選択図】図１
2011036774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の細長い矩形板であるストリップの集合体からなり、前記各ストリップは板面が互いに平行となるように整列し、ストリップの幅方向が垂直方向から傾斜を有して設置されている振動篩を用いて乾電池を篩い分けにより選別することを特徴とする乾電池の選別方法。
【請求項２】
ストリップの幅方向の傾斜角度が垂直方向に対して２０度から４５度であることを特徴とする請求項１に記載の乾電池の選別方法。
【請求項３】
振動篩の振動方向が、篩分けを行う乾電池の進行方向に対して垂直方向に上向きで２０度〜４５度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の乾電池の選別方法。
【請求項４】
さらに、細長形状の孔を篩目として有する平板を有し、前記孔が長手方向をそろえた複数の列として形成された振動篩を用いることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の乾電池の選別方法。
【請求項５】
孔が形成する列と列との間に、列と同じ向きの長手方向に連続して突起を形成する整列部材が設置されていることを特徴とする請求項４に記載の乾電池の選別方法。
【請求項６】
トロンメルにより予め選別の対象外の乾電池の少なくとも一部を除去することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電池の選別方法。
【請求項７】
請求項１に記載の振動篩を２段有する第一振動篩と、該第一振動篩で選別された一部の乾電池をさらに選別する、請求項４に記載の振動篩を２段有する第２の振動篩から構成されることを特徴とする乾電池の選別装置。
【請求項８】
トロンメルで選別した乾電池を第一振動篩に供給することを特徴とする請求項７に記載の乾電池の選別装置。
【請求項９】
トロンメルが破袋機能を具備していることを特徴とする請求項８に記載の乾電池の選別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄された乾電池を適切に処理するために、その種類により選別するための乾電池の選別方法及び選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、廃棄物として回収された使用済みの乾電池である廃乾電池は埋め立て処理されていたが、アルカリマンガン乾電池は電気炉で溶融処理される再生原料になり、リチウムイオン電池はコバルト回収処理を行う等の再生原料となるなど、再利用が可能である。しかし廃乾電池は様々な種類のものが混合されて回収されるため、これらを再利用するためには、種類毎に選別する作業が必要となる。
【０００３】
使用済み乾電池の選別方法として、円柱状で大きさの異なる乾電池を大きさ毎に分類する方法や、乾電池の主成分毎の分類を可能とする乾電池分類方法及び分類装置等が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１に記載の方法は、まず電池を大きさ毎に分別し、分別した大きさ毎の電池それぞれについてセンサを用いて各種主成分毎の電池へと選別する方式である。大きさ毎に分別する分別装置としては、下記（ａ）、（ｂ）の２つの方式が挙げられている。
【０００５】
（ａ）、機械的方法によるものであり、乾電池の大きさに対応する大きさの複数の間隙を設けた走行路に乾電池を通過させることにより、乾電池の大きさに対応して分類する方式である。
【０００６】
（ｂ）、光、超音波、電磁気等の原理に基づく近接センサによるものであり、走行路に乾電池を移動させ近接センサまたは電磁誘導センサにより大きさを検出し、該検出信号により制御される分類アームによって大きさ毎に取り出す方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３０６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、乾電池を大きさ毎に分類する上記（ａ）、（ｂ）の方式には、以下のような問題がある。
【０００９】
上記（ａ）の方式は、比較的簡易であるが、走行路に設けた間隙に乾電池が詰まりやすく、また、種々の大きさの電池を取扱っている現状では、乾電池の整列装置が無いと走行路上に乾電池を整列させることが困難であり、乾電池が整列していないと間隙から落下するはずの乾電池が落下しない場合があり、分類の精度が低下する。また、走行路の高速化も困難であり、効率的でない。
【００１０】
上記（ｂ）の方式は、供給装置、整列装置、搬送装置、検出部、分類装置、信号処理部等からなり、装置構成が複雑となり、非常にコスト高である。またセンサを用いて乾電池の大きさを測定するためには、乾電池を１つ１つ測定する必要があり、乾電池の整列装置が必須である。
【００１１】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、様々な種類の乾電池の混合状態である廃棄された乾電池を、形状の違いにより容易かつ安価に、効率よく分類できる、乾電池の選別方法及び選別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）複数の細長い矩形板であるストリップの集合体からなり、前記各ストリップは板面が互いに平行となるように整列し、ストリップの幅方向が垂直方向から傾斜を有して設置されている振動篩を用いて乾電池を篩い分けにより選別することを特徴とする乾電池の選別方法。
（２）ストリップの幅方向の傾斜角度が垂直方向に対して２０度から４５度であることを特徴とする（１）に記載の乾電池の選別方法。
（３）振動篩の振動方向が、篩分けを行う乾電池の進行方向に対して垂直方向に上向きで２０度〜４５度であることを特徴とする（１）または（２）に記載の乾電池の選別方法。
（４）さらに、細長形状の孔を篩目として有する平板を有し、前記孔が長手方向をそろえた複数の列として形成された振動篩を用いることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の乾電池の選別方法。
（５）孔が形成する列と列との間に、列と同じ向きの長手方向に連続して突起を形成する整列部材が設置されていることを特徴とする（４）に記載の乾電池の選別方法。
（６）トロンメルにより予め選別の対象外の乾電池の少なくとも一部を除去することを特徴とする（１）ないし（５）のいずれかに記載の電池の選別方法。
（７）、（１）に記載の振動篩を２段有する第一振動篩と、該第一振動篩で選別された一部の乾電池をさらに選別する、（４）に記載の振動篩を２段有する第２の振動篩から構成されることを特徴とする乾電池の選別装置。
（８）トロンメルで選別した乾電池を第一振動篩に供給することを特徴とする（７）に記載の乾電池の選別装置。
（９）トロンメルが破袋機能を具備していることを特徴とする（８）に記載の乾電池の選別装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、乾電池を形状の違いにより容易かつ安価に、効率よく分類できる。これにより乾電池のリサイクル利用が促進される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】傾斜スリットスクリーンの一実施形態を示す概略図である。
【図２】傾斜スリットスクリーンの一実施形態を示す概略図である。
【図３】パンチングプレートスクリーンの一実施形態を示す概略図である。
【図４】パンチングプレートスクリーンの一実施形態を示す概略図である。
【図５】トロンメルの一実施形態を示す概略図である。
【図６】乾電池選別装置の一実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施形態である乾電池選別のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明では乾電池の選別に、振動篩を用い、振動篩の篩目部分が、複数の細長い矩形板（ストリップ）の集合体からなり、各ストリップは板面が互いに平行となるように整列し、ストリップの幅方向が垂直方向から傾斜を有するようにして設置されたものを用いる。このような振動篩を、以下「傾斜スリットスクリーン」と記載する。傾斜スリットスクリーンの一実施形態を図１、２に示す。
【００１６】
図１は傾斜スリットスクリーンの斜視図、図２は断面図である。傾斜スリットスクリーン１はスリット幅ａの間隔で平行に並んだストリップ２の集合体であり、ストリップ２の長手方向は水平に設置されているが、ストリップ２の幅方向は図２に示すように垂直方向から傾斜を有して設置されている。傾斜スリットスクリーン１を振動させることで、乾電池３を矢印ｂの方向に移動させるが、図１においては、振動の方向はストリップ２の長さ方向で、水平方向から上向き３０度としている。乾電池３が傾斜スリットスクリーン１上に落下すると、スリット幅ａより小さいものは図２に示すように傾斜スリットスクリーン１を落下して、篩下として選別される。傾斜スリットスクリーン１が振動することで、乾電池を整列させなくても効率的に篩分けを行うことができる。
【００１７】
傾斜スリットスクリーンのストリップ２の傾斜角度は垂直方向から２０度〜４５度の範囲内とすることが好ましい。円筒形の乾電池はスムーズにスリット間に落下するが、ボタン・コイン型の電池については、ストリップ２の板面が垂直となるように設置されていると、ストリップ２の断面部分に乗ってしまい、落下しにくくなる場合があるが、ストリップ２が傾斜を有することで、スリット上端面に平坦な部分が全く無くなり、乾電池がストリップ２に乗ってしまうという、引っ掛かりの発生がほとんど無くなり、篩下へのスムーズな篩分けが可能となる。２０度未満であると、ボタン・コイン型の電池の引っ掛かりが発生しやすい場合があり、好ましくない。一方で５０度を超えると、円筒形の乾電池がスリット間に引っ掛かりやすくなるため、好ましくない。特に好ましくは、３０〜４５度である。
【００１８】
傾斜スリットスクリーンの振動方向は斜め上方向として、乾電池を進行させる方向から垂直方向に上向きで２０度〜４５度の範囲で傾斜させることが好ましい。本発明者らの検討によれば、単１、単２乾電池と単３〜５乾電池を選別するには篩上方への跳ね上がる振動を与えた方が選別効率が良く、ボタン・コイン型乾電池を選別するには、進行方向に対して水平方向への振動を与えることにより、篩下へのスムーズな篩落としができ、選別効率が良いことが分かった。したがって、円筒形の乾電池とボタン・コイン型乾電池とを同時に選別する場合には、進行方向に対して垂直側上向きに傾斜（２０度〜４５度の範囲）をつけて振動する篩を用いることで、乾電池を進行させる方向に振動させるとともに、上方向にも振動させることができ、篩い分けの精度を向上させることができる。
【００１９】
乾電池の選別を行う際には、上記の傾斜スリットスクリーンと併用する振動篩として、平板に所定の大きさの乾電池のみを通過させるような多数の細長い孔を篩目（長穴状の篩目）として、孔の長手方向をそろえた複数の列として形成した篩を用いて乾電池の選別を行うことが好ましい。孔が形成する列と列との間には、列と同じ向きの長手方向に連続して突起を形成する整列部材を設置することが好ましい。なお、孔の長手方向、および列の向きは、乾電池の進行方向である。このような振動篩を、以下「パンチングプレートスクリーン」として記載する。図３、４に、このようなパンチングプレートスクリーンの一実施形態を示す。
【００２０】
図３はパンチングプレートスクリーンの斜視図、図４は上面図である。パンチングプレートスクリーン５は多数の縦長の孔６を有しており、孔６は長手方向をそろえて一列に並んでおり、この列が複数、平行に並ぶことで篩目を形成している。孔６の列と列との間には、整列部材７として山形仕切りバーが設置されている。
【００２１】
最初に説明した傾斜スリットスクリーンは、構造上ストリップの長手方向の剛性を保つことが困難であり、ストリップに歪が生じてしまう。したがって、小さな乾電池を選別する際に傾斜スリットスクリーンを用いると、乾電池が目詰まりしやすいと言う問題がある。そこであらかじめ傾斜スリットスクリーンを用いた選別を行った後に、パンチングプレートスクリーンを用いることで、このような目詰まりの問題を解消することができる。その際に、乾電池の長手方向が孔６の長手方向と同じ向きに整列しないと篩分けの精度が低下するが、パンチングプレートスクリーン５に孔６の長手方向と同じ向きに連続した突起を形成する整列部材７を取り付けることで、乾電池を振動させながら自動的に整列させることができ、篩い分けの効率が向上する。
【００２２】
乾電池は傾斜スリットスクリーンによる選別を行う前に、トロンメル（回転式篩）等を用いて所定以上の大きさの乾電池を分離しておくことが好ましい。これにより、あらかじめ大型のリチウム電池等が回収可能であり、その後の篩分けを効率的に行うことができる。この際に、破袋機能を有するトロンメルを用いることが好ましい。破袋機能を有するためには、例えばトロンメルの内側にフラットバーを設置すればよい。図５にこのようなトロンメルの一実施形態を示す。
【００２３】
図５において、トロンメル１０は矢印ｃの向きに回転して、内容物の篩分けを行う。篩目１１は篩目１２より粗くなっており、篩目１１の部分にフラットバー１３が設置され、この部分で破袋を行うとともに、これから選別を行う乾電池を分離する。フラットバー１３としては、トロンメル内壁から３ｃｍ〜１０ｃｍ突起した形状とすることが好ましい。トロンメルの回転により、当該フラットバーにより内容物が叩かれ、衝撃力により破袋を行ない、かつトロンメル内壁との摩擦力により破袋を行うことから、乾電池表面に鋭利な傷を生じさせることなく破袋することが可能である。篩目１２の部分はダストを除去するために設置されている。このようなトロンメル１０を用いることで、破袋を行うとともに所定以上の大きさの乾電池をあらかじめ分離することができる。また、トロンメルによる破袋を行うことにより、専用破袋機が不要となる。専用破袋機は突起物により袋を引っ掛け剪断力を加えることにより破袋を行うため、混入したリチウム電池に傷をつけることによる発火の危険性がある。トロンメル内での破袋であれば、このような発火の危険性を大幅に低減することが可能である。
【００２４】
上記のような装置を用い、適宜組み合わせることで、様々なサイズの混合状態である廃乾電池を形状毎に選別することが可能となる。傾斜スリットスクリーンと、パンチングプレートスクリーンとを組み合わせた選別装置を用いることが特に好ましい。この際に各スクリーンを多段として組み合わせることで、下記に述べるように１台の装置で複数種類の電池の選別を効率的に行うことが可能となる。
【００２５】
以下、単１〜単５のマンガン／アルカリマンガン乾電池、リチウム電池、ボタン型電池、コイン型電池を分類する場合で、具体的に本発明の一実施形態を説明する。図６に本実施形態に用いる乾電池選別装置を示す。乾電池選別装置は、２段の傾斜スリットスクリーンを有する第一振動篩と、第一振動篩で選別された一部の乾電池をさらに選別する、２段のパンチングプレートスクリーンを有する第２の振動篩から構成されている。
【００２６】
乾電池は袋詰めにされた状態で搬入される。通常は破袋装置を用いて破袋を行い、袋の中の乾電池を取り出す必要があるが、本実施形態においては、破袋装置を用いる代わりに、まず、破袋機能を有するトロンメルにより乾電池の入った袋の破袋と単１より大きなユニット式の電池の選別を行う。トロンメルの篩目以下の、単１以下の大きさの乾電池が分離される。単１以下の大きさの乾電池２０は、第一振動篩２１により単１、単２乾電池２２を篩上とする選別回収を行う。この際、第一振動篩２１としては傾斜スリットスクリーンを上下２段（上段傾斜スリットスクリーン２３、下段傾斜スリットスクリーン２４）に設置したものを適用している。
【００２７】
上段傾斜スリットスクリーン２３の篩下のうち、下段傾斜スリットスクリーン２４の篩上２５としてリチウム電池、単３、単４、単５乾電池とその他の乾電池が選別される。下段傾斜スリットスクリーン２４の篩下２６にはボタン・コイン型電池が篩分けられる。下段傾斜スリットスクリーン２４の篩上２５のリチウム電池、単３、単４、単５乾電池は更に、第２振動篩２７に送られる。
【００２８】
第２振動篩２７も上下２段であり、上段パンチングプレートスクリーン２８、下段パンチングプレートスクリーン２９から構成されている。上段パンチングプレートスクリーン２８の長穴状の篩目により、リチウム電池が篩上３０に、単３、単４、単５乾電池が篩下に選別される。次に、下段パンチングプレートスクリーン２９の篩目により、篩上３１に単３乾電池、篩下３２に単４、単５乾電池の選別を行う。
【００２９】
下段パンチングプレートスクリーン２９の篩上３１は、単３乾電池の他にアルカリマンガン乾電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−ＭＨ電池を含んでいるので、これらについてはライン手選別により選別を行った。また、下段パンチングプレートスクリーン２９の篩下３２についても、単４、５乾電池の他にアルカリマンガン乾電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−ＭＨ電池を含んでいるので、ライン手選別により選別を行った。
【実施例１】
【００３０】
図５、６に示すものと同様の装置を用いて乾電池の選別試験を行った。選別した乾電池の代表的なサイズは、φ33mm×58mmL（マンガン／アルカリマンガン単１）、φ25mm×48mmL（マンガン／アルカリマンガン単２）、φ14mm×48mmL（マンガン／アルカリマンガン単３）、φ10.25mm×43mmL（マンガン／アルカリマンガン単４）、φ11.5mm×28mmL（マンガン／アルカリマンガン単５）、φ15mm×26mmL、φ15.6mm×34mmL（リチウム電池）、φ24.5mm×ｔ5.2mm、φ20mm×ｔ1.4mm、φ11.5mm×ｔ5.4mm（ボタン型）であった。なお、上記においてφは直径、Lは長さ、ｔは厚みを示す。
【００３１】
まず、図５に示すようにトロンメル選別装置内の破袋機能を有するフラットバー１３によりポリエチレン袋等を破袋し、袋から乾電池を取り出した。トロンメル１０の材質は騒音対策のために、ＳＢＲ系ゴム製にて製作し、１段目のダストの篩分けのための篩目１２は５ｍｍ角に設定した。２段目も同材質で７０mm×４０mmの篩目１１を設定し、単１より大きいユニット式の電池とその他の乾電池に選別を行った。
【００３２】
次に、上記のその他の乾電池について、２段の傾斜スリットスクリーンを有する第一振動篩２１により、篩上２２として単１、単２乾電池の選別回収を行った（第１振動篩の第１選別）。傾斜スリットスクリーン２３のスプリットの傾斜角度は４５度、スリット間隔は２２mmを適用した。傾斜スリットスクリーン２３の振動は進行方向から垂直側上向きに３０度傾斜をつけて振動させた。
【００３３】
次に、傾斜スリットスクリーン２３の篩下の選別（第１振動篩の第２選別）を行った。篩上に単３、単４、単５乾電池、篩下にボタン・コイン電池を選別回収するための傾斜スリットスクリーン２４は、スプリットの傾斜角度は４５度、スリット間隔は９mmを適用した。
【００３４】
その後、リチウム電池と単３、単４、単５乾電池の選別のために、第２振動篩２７を使用した。第２振動篩２７は２段のパンチングプレートスクリーンを有している。上段パンチングプレートスクリーン２８は、１５mm×４５mmの長穴形状の孔を有するスクリーンであり、幅２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの山型の整列部材が設置されており、篩上３０としてリチウム電池の選別回収を、篩下として単３、単４、単５乾電池の選別回収を行った（第２振動篩の第１選別）。
【００３５】
更に、第２振動篩２７の２段目の下段パンチングプレートスクリーン２９により、篩上３１に単３乾電池、篩下３２に単４、単５乾電池の選別を行った（第２振動篩の第２選別）。下段パンチングプレートスクリーン２９としては、篩目（孔）１３ｍｍ×４０ｍｍ、幅２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの山型の整列部材が設置されたものを用いた。選別された単３乾電池と、単４、単５乾電池においては、アルカリマンガン乾電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−ＭＨ電池が混入していたので、ライン手選により選別を行った。
【００３６】
以上のフロー図を図７に示す。また、以上の選別結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2011036774.tif 000003
【００３８】
表１によれば、簡易な装置を用いながら、乾電池をその形状により効率的に分類することができることが分かる。
【符号の説明】
【００３９】
１    傾斜スリットスクリーン
２    ストリップ
３    乾電池
３ａ    円筒型乾電池
３ｂ    ボタン・コイン電池
５    パンチングプレートスクリーン
６    孔
７    整列部材
１０    トロンメル
１１    篩目
１２    篩目
１３    フラットバー
２０    単１以下の大きさの乾電池
２１    第一振動篩
２２    単１、単２乾電池
２３    上段傾斜スリットスクリーン
２４    下段傾斜スリットスクリーン
２５    下段傾斜スリットスクリーンの篩上（リチウム電池、単３、単４、単５乾電池とその他の乾電池）
２６    下段傾斜スリットスクリーンの篩下（ボタン・コイン型電池）
２７    第２振動篩
２８    上段パンチングプレートスクリーン
２９    下段パンチングプレートスクリーン
３０    上段パンチングプレートスクリーンの篩上（リチウム電池）
３１    下段パンチングプレートスクリーンの篩上（単３乾電池）
３２    下段パンチングプレートスクリーンの篩下（単４、単５乾電池）
ａ    スリット幅
ｂ    乾電池の進行方向
ｃ    回転方向
【図１】
2011036774.tif 000004
【図２】
2011036774.tif 000005
【図３】
2011036774.tif 000006
【図４】
2011036774.tif 000007
【図５】
2011036774.tif 000008
【図６】
2011036774.tif 000009
【図７】
2011036774.tif 000010