(57)【要約】【課題】導電材片とプラスチック片の混合物をより高精度で選別する。【解決手段】移動方向と異なる方向に傾斜された対向電極板４と、ベルト電極２と対向電極板４とに高電圧を印加して選別空間３に静電場を形成する高電圧電源５と、ベルト電極２の上流側にアルミニウム片とＰＶＣ片の混合物を供給する混合物供給装置６とを具備し、投入された混合物のうち、アルミニウム片をベルト電極２に接触させベルト電極２と同極性に帯電させてベルト電極２に反発させることで傾斜方向下方に滑落させ、ＰＶＣ片を分極化してその鏡像力でベルト電極２に吸着させることで移動方向下流側に搬送し、プラスチック片と導電材片とを分離する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動方向と異なる方向に所定角度傾斜して配置された移動平面電極の上方に、選別空間をあけて対向電極を配置し、
前記移動平面電極と対向電極とに電圧を印加して選別空間に静電場を形成し、前記移動平面電極の移動方向の上流側に、導電材片とプラスチック片の混合物を供給し、
導電材片を移動平面電極に接触させて移動平面電極と同極性に帯電させることにより移動電極に反発させて導電材片を傾斜方向下方に滑落させ、
プラスチック片を分極化して移動平面電極に吸着させることで移動平面電極の移動方向に沿って下流側に搬送し、プラスチック片と導電材片とを分離する
ことを特徴とする導電材とプラスチック材の選別方法。
【請求項２】
移動方向と異なる方向に傾斜された移動平面電極と、
移動平面電極の上方に選別空間をあけて配置された対向電極と、
前記移動平面電極と対向電極とに高電圧を印加して選別空間に静電場を形成する高電圧電源と、
移動平面電極の上流側の選別空間に導電材片とプラスチック片の混合物を供給する混合物供給手段とを具備し、
混合物供給手段により移動平面電極上に供給された混合物のうち、導電材片を移動平面電極に接触させて移動平面電極と同極性に帯電させることにより移動平面電極に反発させて導電材片を傾斜方向下方に滑落させ、プラスチック片を分極化して移動平面電極に吸着させることで移動平面電極の移動方向下流側に搬送し、プラスチック片と導電材片とを分離するように構成した
ことを特徴とする導電材とプラスチック材の選別装置。
【請求項３】
混合物供給手段に、導電材片とプラスチック片の電荷を中和させる除電装置を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の導電材とプラスチック材の選別装置。
【請求項４】
混合物供給手段に、混合物を移動平面電極と異極性に帯電させる帯電装置を設けた
ことを特徴とする請求項２記載の導電材とプラスチック材の選別装置。
【請求項５】
移動平面電極を導電材製の無端状ベルト電極により構成し、
前記ベルト電極の移動方向に対してベルト電極の傾斜方向を略９０°隔てた
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の導電材とプラスチック材の選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック材と導電材（金属類）との混合物、たとえば廃家電、廃自動車、廃ＯＡ機器や廃電線などから排出されたたとえば縒り線ケーブル、プリント基板、カプセルや錠剤など医薬包装容器などのような混合粉砕物を分離するのに適したの選別方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、本発明者等は、特許文献１において導電材とプラスチック材の振動式選別方法および装置を提案している。
【０００３】
この選別装置は、図６に示すように、所定の角度α°傾斜して配置された振動電極板５１の上方に分離空間をあけてコロナ放電電極５２を配置するとともに、高電圧電顕５３により振動電極板５１とコロナ放電電極５２とに高電圧を印加し、混合物供給装置５４により振動電極板５１上に供給された混合片をコロナ放電により帯電させ、混合片のうち導電材片を振動電極板５１に接触させることで振動板電極５１と同極性に帯電させて反発させるとともに、帯電されたプラスチック片を振動板電極５１に吸着させ、これにより導電材片を傾斜方向に滑落させるとともにプラスチック片を振動搬送方向に搬送することにより選別するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４６４３４号ＣＤ−ＲＯＭ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の選別装置では、図７に示すように、導電材片はほぼ傾斜方向下方Ａに沿って滑落するものの、プラスチック片は振動電極板との摩擦接触が少ないため、重力に大きく影響されて振動搬送方向と傾斜方向の中間の移動方向Ｂに沿って搬送移動されることになる。このため、導電材片の移動方向とプラスチック片の移動方向とを大きく隔てることができず、導電材片とプラスチック材片の選別精度を向上させにくいという問題があった。また従来の選別装置では、導電材片やプラスチック片の摩擦係数の大小や破砕形状の違いなどにより、選別精度が影響を受けやすいという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、導電材片とプラスチックの片の混合物をより高精度で選別できる導電材とプラスチック材の選別方法および装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の導電材とプラスチック材の選別方法は、移動方向と異なる方向に所定角度傾斜して配置された移動平面電極の上方に、選別空間をあけて対向電極を配置し、前記移動平面電極と対向電極とに電圧を印加して選別空間に静電場を形成し、前記移動平面電極の移動方向の上流側に、導電材片とプラスチック片の混合物を供給し、導電材片を移動平面電極に接触させて移動平面電極と同極性に帯電させることにより移動電極に反発させて導電材片を傾斜方向下方に滑落させ、プラスチック片を分極化して移動平面電極に吸着させることで移動平面電極の移動方向に沿って下流側に搬送し、プラスチック片と導電材片とを分離するものである。
【０００８】
請求項２記載の導電材とプラスチック材の選別装置は、移動方向と異なる方向に傾斜された移動平面電極と、移動平面電極の上方に選別空間をあけて配置された対向電極と、前記移動平面電極と対向電極とに高電圧を印加して選別空間に静電場を形成する高電圧電源と、移動平面電極の上流側の選別空間に導電材片とプラスチック片の混合物を供給する混合物供給手段とを具備し、混合物供給手段により移動平面電極上に供給された混合物のうち、導電材片を移動平面電極に接触させて移動平面電極と同極性に帯電させることにより移動平面電極に反発させて導電材片を傾斜方向下方に滑落させ、プラスチック片を分極化して移動平面電極に吸着させることで移動平面電極の移動方向下流側に搬送し、プラスチック片と導電材片とを分離するように構成したものである。
【０００９】
上記各構成によれば、分極化したプラスチック片を移動平面電極上に安定して吸着させて移動方向に沿って搬送し、接触により移動平面電極と反対の極性に帯電された導電材片を移動平面電極に反発させて傾斜方向下方に滑落させるので、プラスチック片の移動軌跡と導電材片の移動軌跡とを大きくかつ明瞭に隔てることができ、混合物の摩擦係数の大小や破砕形状の違いなどにより、選別精度が影響を受けにくく、これにより選別精度を更に向上させることができる。
【００１０】
請求項３記載の導電材とプラスチック材の選別装置は、混合物供給手段に、導電材片とプラスチック片の電荷を中和させる除電装置を設けたものである。
上記構成によれば、投入前の混合物の電荷を中和させることにより、静電気で互いに吸着する混合物を互いに分離し、また分離しやすくすることができ、これにより選別精度をより向上させることができる。
【００１１】
請求項４記載の導電材とプラスチック材の選別装置は、混合物供給手段に、混合物を移動平面電極と異極性に帯電させる帯電装置を設けたものである。
上記構成によれば、帯電装置により混合物を予め移動平面電極と異極性に帯電させておくことにより、混合物片同士を互いに反発させて分離することができ、またプラスチック片の移動電極に対する吸着力を高めることができるので、これによりさらに分離精度を向上させることができる。
【００１２】
請求項５記載の導電材とプラスチック材の選別装置は、移動平面電極を導電材製の無端状ベルト電極により構成し、前記ベルト電極の移動方向に対してベルト電極の傾斜方向を略９０°隔てたものである。
【００１３】
上記構成によれば、移動平面電極をベルト電極で構成することにより連続して選別作業を行うことができる。またベルト電極の移動方向に対して略９０°隔て傾斜させることで、プラスチック片の移動軌跡と導電材片の移動軌跡とを９０°近くまで隔てることができ、選別精度を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る搬送式選別装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１５】
この選別装置は、たとえばカプセルや錠剤など医薬包装容器の粉砕品などに適したもので、たとえば外径が１０ｍｍ以下の粉砕アルミニウム片（導電材片）と粉砕ＰＶＣ片（プラスチック片）の混合物を、アルミニウム片とＰＶＣ片とに分離するのに適したものである。ここで粉砕品を「片」と表記したが、「片」には径が０．５ｍｍ程度までの粒子も含むものとする。
【００１６】
以下、詳細を図１を参照して説明する。
基台１上には、水平搬送方向（ｘ軸方向）に沿う上流側と下流側のガイドローラ２ａ，２ｂに巻張されて、図示しない駆動モータにより搬送面が矢印で示す上流側から下流側に所定速度で移動される無端状の導電材製のベルト電極（移動平面電極）２が配置されている。このベルト電極２は、可撓性および弾力性を有する金属板からなり、幅方向（ｙ軸方向）の一端側上位から他端側下位に傾斜角度θで傾斜され、ベルト電極２の移動方向に対して傾斜方向が略９０°隔てられている。
【００１７】
ベルト電極２の上方には、選別空間３をあけて板状の対向電極板（対向電極）４が互いに平行で搬送面をほぼ覆うように設置されている。そして高電圧電源５の（＋）極側がベルト電極２に摺接ブラシなどを介して接続されるとともに接地され、（−）極側が対向電極４に接続されてベルト電極２と対向電極板４とに高電圧を印加して選別空間３に静電場を形成するように構成されている。
【００１８】
またベルト電極２の上位上流部には、アルミニウム片とＰＶＣ片の混合物を定量供給する混合物供給装置（混合物供給手段）６が配設されている。この混合物供給装置６は、たとえば振動式の定量供給フィーダ６ａと、混合物の電荷を中和させる除電器６ｂと、ベルト電極２上にその傾斜方向下方に向かって傾斜されて混合物を送り出す投入シュート６ｃとで構成されている。
【００１９】
前記除電器６ｂは、図４に示すように、たとえば針状電極Ｍからマイナスイオンとプラスイオンとを交互に発生して混合物片Ｐに降り注がせる交流式が採用され、混合物片Ｐにたとえばプラス電荷が多い場合、プラスイオンは反発されるが、マイナスイオンは混合片Ｐに引き込まれてプラスイオンと中和され、除電された混合物片Ｐはプラスの電荷とマイナスの電荷が等しく中和されている。これにより、投入前の混合物でアルミニウム片とＰＶＣ片とが静電気により互いに付着して分離精度が低下するのを効果的に防止している。
【００２０】
また図１，図３に示すように、ベルト電極２の搬送面の下部には、互いに付着されたアルミニウム片とＰＶＣ片と解すための振動装置７が配設されており、この振動装置は、たとえば回転軸７ａが偏心位置に貫通された複数の偏心ロータ７ｂを振動用モータ（図示せず）により回転させることで、ベルト電極２を上下に振動させて互いに付着したアルミニウム片とＰＶＣ片とを解して分離させることで、分離精度を向上させている。なお、この振動装置７の振幅と振動周期は、ベルト電極２上で混合物が飛び跳ねて接触時間などが大幅に低下しないように設定され、特にＰＶＣ片とベルト電極２との間に十分な吸着力が働くように構成されている。
【００２１】
またベルト電極２の下位で他端側下方には、アルミニウム片を回収する導電材トレイ８が配設され、下流端側下方にはＰＶＣ片を回収するプラスチック材トレイ９が配置されるとともに、ＰＶＣ片をベルト電極２の表面から剥離させる回転式の回収ブラシ１０または回収スクレーパが設けられている。
【００２２】
上記構成において、粉砕機１１により粉砕されたアルミニウム片とＰＶＣ片は、気送式や機械式の搬送装置１２から貯留タンク１３に送られ、貯留タンク１３から定量供給フィーダ６ａにより除電器６ｂに送られる。ここでアルミニウム片とＰＶＣ片の電荷が中和されて静電気による付着が解消された後、投入シュート６ｃからベルト電極２上に定量供給される。
【００２３】
ベルト電極２上に供給された混合物は、振動装置７により解されて分離される。さらに図２に示すように、混合物のうち、導電体であるアルミニウム片は、プラス極のベルト電極２と接触することでマイナスの電荷が中和されてプラスの電荷が蓄えられると、このプラスの電荷による鏡像力と静電場における静電力とによりアルミニウム片がベルト電極２に反発し、ベルト電極２に対して働く摩擦力が極めて小さくなって矢印Ｑで示す移動軌跡に沿って傾斜方向下方に滑落し導電材トレイ８に回収される。
【００２４】
一方、ベルト電極２上に供給された絶縁体であるＰＶＣ片は、静電場とベルト電極２の作用で電荷が分極化し、マイナスの電荷によりベルト電極２に吸引されて強く付着される。これによりＰＶＣ片がベルト電極２の移動に従って矢印Ｒで示す移動軌跡に沿ってベルト移動方向に搬送され、下流端で回収ブラシ１０によりＰＶＣ片がベルト電極２の表面から剥離されてプラスチック材トレイ９に回収される。
【００２５】
ここで選別実験により得られた結果を説明する。
図１に示す実験装置により行った実験条件は、混合物（アルミニウム片とＰＶＣ片）の粒径ｒ≒１０ｍｍ以下、選別空間の電界強度Ｅ＝５００ｋＶ／ｍ、アルミニウム片の摩擦係数μｃ＝０．４２、ＰＶＣ片の摩擦係数μｉ＝０．５２、コンベヤ電極の傾斜角θ＝１２°、ベルト電極の移動速度Ｖ＝０．０５ｍ／ｓｅｃ、ベルト電極の長さＸ０＝０．３ｍ、ベルト電極の幅Ｙ０＝０．１５ｍである。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
ここで、アルミニウム片の純度＝導電材トレイに回収されたアルミニウム重量／導電材トレイに回収された全重量×１００（％）であり、ＰＶＣ片の純度＝プラスチック材トレイに回収されたアルミニウム重量／プラスチック材トレイに回収された全重量×１００（％）である。また、アルミニウム片の回収率＝導電材トレイに回収されたアルミニウム重量／投入された混合物中の全アルミニウム重量×１００（％）、ＰＶＣ片の回収率＝プラスチック材トレイに回収されたＰＶＣ重量／投入された混合物中の全ＰＶＣ重量×１００（％）である。
【００２８】
上記実験によれば、アルミニウム片およびＰＶＣ片共、かなりの高純度、高回収率で選別することができることが判明した。
ここでベルト電極２の摩擦係数、混合物の摩擦係数力や混合物の形状、大きさ、選別空間３の電界強度、混合物の処理量により、ベルト電極２の傾斜角θは、たとえば５°〜１５°の範囲で任意に選択され、これは５°未満ではアルミニウム片が落下せずにＰＶＣ片と同方向に移送されて選別精度が低下するためであり、１５°を超えるとＰＶＣ片が落下して選別精度を低下させるおそれがあるからである。またベルト電極の移動速度Ｖは０．０１〜０．２ｍ／ｓｅｃの範囲で選択され、これは０．０１ｍ／ｓｅｃ未満では選別完了までに時間がかかり、選別効率が低下するためであり、また０．２ｍ／ｓｅｃを越えると、アルミニウム片が落下しつつ搬送方向に移送されて選別精度が低下される恐れがあるためである。さらに混合物の投入方向や速度も分離精度に影響されることから、投入シュート６ｃの姿勢を調整することもできる。
【００２９】
なお、比較例として、図５に示す従来装置により実験結果を下記に示す。
この実験条件は、混合物（アルミニウム片およびＰＶＣ片）の粒径ｒ≒１ｍｍ以下、選別空間３の電界強度Ｅ＝４３０ｋＶ／ｍ、アルミニウム片の摩擦係数μｃ＝０．４２、ＰＶＣ片の摩擦係数μｉ＝０．５２、コンベヤ電極の傾斜角θ＝１２°、振動装置によるベルト電極の振動数ω＝２０１．１ｒａｄ／ｓｅｃ、同ベルト電極の振幅ａ＝０．５ｍｍ、ベルト電極の長さＸ０＝０．３ｍ、ベルト電極の幅Ｙ０＝０．１５ｍである。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
上記実施の形態によれば、静電場により分極化されたＰＶＣ片をベルト電極に十分に吸着させて移動方向Ｒに沿って安定して搬送させ、また帯電されるプラスチック片を鏡像力と静電力によりベルト電極２に効果的に反発させることで移動方向Ｑに滑落させることにより、選別精度を向上させることができ、またＰＶＣ片の搬送方向Ｒとプラスチック片の滑落方向Ｑとを略９０°近くに大きく隔てるように設定することにより、選別精度をさらに向上させることができる。
【００３２】
なお、混合物の種類に応じて、ベルト電極の傾斜方向を変更することで、ＰＶＣ片の搬送方向Ｒとプラスチック片の滑落方向Ｑを変更することもできる。さらに混合物が薄物やプリント基板の粉砕微粉などでは、小さい帯電量および静電電圧で十分な吸着力を発生させることができる。
【００３３】
また投入前の混合物を除電器６ｂにより電荷を中和させることで、静電気で互いに付着したＰＶＣ片とプラスチック片とを分離したり、分離しやすくし、さらに振動装置で解して効果的に分離することで、ＰＶＣ片とプラスチック片の選別精度を飛躍的に向上させることができる。
【００３４】
さらに従来のようにコロナ放電により電荷を付与するようなことがないので、これにより電極電圧を抑制できてランニングコストを低減することができる。
図５は本発明に係る搬送式選別装置の他の実施の形態を示す。なお、先の実施の形態と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
先の実施の形態では、コンベヤ電極２を幅方向に沿って傾斜させてＰＶＣ片とプラスチック片との分離移動方向の成す角をぼぼ９０°としているが、コンベヤ電極２を長さ方向で搬送方向下流側が上位となるように所定角度δ°傾斜させたもので、θ＝０°としている。導電材トレイ８はコンベヤ電極２の搬送方向上流端の下方に配置され、これによりＰＶＣ片とプラスチック片との分離移動角をぼぼ１８０°としている。この場合、ＰＶＣ片の吸着力が十分に得られることが必要であるが、混合物片の形状や性質により、十分な選別精度を達成することができる。
【００３６】
もちろん、コンベヤ電極２の傾斜方向を混合物片の形状や性質に応じて設定することができ、ＰＶＣ片とプラスチック片との分離移動方向の成す角を先の実施の形態と他の実施の形態との中間、すなわち９０°〜１８０°の中間角度や９０°未満としてもよい。
【００３７】
なお、上記実施の形態において、除電器５ｂには交流式を採用したが、ベルト電極２の極性と異極性のイオン（ここではマイナスイオン）を付与する直流式の除電器でもよい。
【００３８】
またこの直流式の除電器と原理的に同一構造であるが、ベルト電極２の極性と異極性のマイナスイオンを付与する帯電装置を設けてもよい。
これら直流式の除電器または帯電装置により、アルミニウム片およびＰＶＣ片にマイナスイオンを付与して多数のマイナスの電荷を帯電させることで、互いに反発させて分離させ、さらにＰＶＣ片のベルト電極２に対する吸着力を増大させることができ、これにより選別精度をさらに向上させることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１および２記載の発明によれば、分極化したプラスチック片を移動平面電極上に安定して吸着させて移動方向に沿って搬送し、接触により移動平面電極と反対の極性に帯電された導電材片を移動平面電極に反発させて傾斜方向下方に滑落させるので、プラスチック片の移動軌跡と導電材片の移動軌跡とを大きくかつ明瞭に隔てることができ、また混合物の摩擦係数の大小や破砕形状の違いなどにより選別精度が影響を受けにくく、これにより選別精度を更に向上させることができる。
【００４０】
請求項３記載の発明によれば、投入前の混合物の電荷を中和させることにより、静電気で互いに吸着する混合物を互いに分離し、また分離しやすくすることができ、これにより選別精度をより向上させることができる。
【００４１】
請求項４記載の発明によれば、帯電装置により混合物を予め移動平面電極と異極性に帯電させておくことにより、混合物片同士を互いに反発させて分離することができ、またプラスチック片の移動電極に対する吸着力を高めることができるので、これによりさらに分離精度を向上させることができる。
【００４２】
請求項５記載の発明によれば、移動平面電極をベルト電極で構成することにより連続して選別作業を行うことができる。またベルト電極の移動方向に対して略９０°隔て傾斜させることで、プラスチック片の移動軌跡と導電材片の移動軌跡とを９０°近くまで隔てることができ、選別精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る搬送式選別装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】同選別装置の混合物の選別移動軌跡を示す説明図である。
【図３】同選別装置の振動装置を示す概略構成図である。
【図４】同選別装置の除電器の作用を説明する説明図である。
【図５】本発明に係る搬送式選別装置の実施の形態を示す構成図である。
【図６】従来の振動式選別装置を示す構成図である。
【図７】同従来の振動式選別装置の混合物の選別移動軌跡を示す説明図である。
【符号の説明】
１    基台
２    ベルト電極
３    選別空間
４    対向電極板
５    高電圧電源
６    混合物供給装置
６ａ  定量供給フィーダ
６ｂ  除電器
６ｃ  投入シュート
７    振動装置
７ａ  回転軸
７ｂ  偏心ロータ
８    導電材トレイ
９    プラスチック材トレイ
１０    回収ブラシ
【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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