(57)【要約】【課題】選別対象とする被帯電プラスチック粒子を連続して且つ効率よく摩擦帯電させることが可能な摩擦帯電装置を提供することを課題とするものである。【解決手段】選別対象プラスチック粒子を含むプラスチック粒子混合物と摩擦補助粒子とを攪拌装置３の攪拌容器３１内で攪拌して、上記の各粒子を摩擦帯電せしめ、分級装置４により摩擦補助粒子をプラスチック粒子混合物から分級し、自然放電により帯電量が減少した、あるいは必要に応じて除電装置６４により一層帯電量が減少せしめられた摩擦補助粒子を攪拌容器３１に供給して繰り返し使用する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別対象プラスチック粒子を含むプラスチック粒子混合物と上記選別対象プラスチック粒子とは逆帯電極性を有すると共に上記プラスチック粒子混合物とは分級可能な粒度を有する摩擦補助粒子とを攪拌する攪拌装置、上記攪拌装置により攪拌された混合物を上記プラスチック粒子混合物と上記摩擦補助粒子とに分級する分級装置、上記分級装置により分級された上記プラスチック粒子混合物を選別する静電選別装置、上記分級装置により分級された上記摩擦補助粒子を上記攪拌装置に供給する第一供給装置を備えたことを特徴とする摩擦帯電装置。
【請求項２】
上記第一供給装置は、上記摩擦補助粒子の帯電量を減少させる除電装置を含むことを特徴とする請求項１記載の摩擦帯電装置。
【請求項３】
上記第一供給装置は、上記摩擦補助粒子を加熱し、温度上昇した上記摩擦補助粒子を上記攪拌装置に供給する加熱装置を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の摩擦帯電装置。
【請求項４】
上記加熱装置は、高温風を送り出すことが可能であることを特徴とする請求項３記載の摩擦帯電装置。
【請求項５】
上記分級装置により分級された上記プラスチック粒子混合物のうち、帯電量が不十分なために上記静電選別装置による選別が不十分となった部分を上記攪拌装置に、あるいは上記第一供給装置に供給する第二供給装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の摩擦帯電装置。
【請求項６】
上記第一供給装置は、上記部分と上記摩擦補助粒子とを混合して上記部分を帯電させる機能を有することを特徴とする請求項５記載の摩擦帯電装置。
【請求項７】
上記プラスチック粒子混合物と摩擦補助粒子とに付着した粉塵を除去する集塵装置を上記攪拌装置の上手に備えたことを特徴とする請求項１記載の摩擦帯電装置。
【請求項８】
上記集塵装置は、上記プラスチック粒子混合物を構成する粒子は通過できないが、上記粉塵は通過できる複数の小孔を有すると共に上記攪拌装置の攪拌容器に連通する有孔体を有し、且つ上記有孔体の外側に上記小孔から上記粉塵を吸引する吸引装置を備えたことを特徴とする請求項７記載の摩擦帯電装置。
【請求項９】
上記有孔体の、上記吸引装置の対向側に送風装置を備えたことを特徴とする請求項８記載の摩擦帯電装置。
【請求項１０】
上記送風装置は、高温風を送り出すことが可能であることを特徴とする請求項９記載の摩擦帯電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦帯電装置に関し、詳しくは、複数種のプラスチック粒子の混合物を帯電させて静電選別する摩擦帯電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時におけるプラスチックの再利用の趨勢から、静電選別装置を含む摩擦帯電装置の開発あるいは改良が必要となっている。かかる摩擦帯電装置として、例えば、攪拌容器の端部に形成された排出口に、当該攪拌容器の横断面に沿って所定間隔をあけて平行に配列された複数の排出部線材が設けられ、複数種のプラスチック片の帯電列の中で、選別しようとする特定種のプラスチック片とこの特定種のプラスチック片に対して逆極性を有するプラスチック片との割合が均等となるように上記いずれかのプラスチックの粒を摩擦補助材として攪拌容器内に入れておき、摩擦補助材の粒をプラスチック片よりも大きくし、各排出部線材間の間隔をプラスチック片よりも大きく且つ摩擦補助材より小さく設定したものが従来公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
また他の摩擦帯電装置例として、粉砕された複数種を混合したプラスチック片を攪拌して各プラスチック片毎の極性・帯電量に摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、摩擦帯電装置の落下口部の下方で、摩擦帯電されたプラスチック片を分離するための静電分離部と、この静電分離部で分離されたプラスチック片を極性・電極毎に別々に回収するための分離用容器とを備え、複数種のプラスチック片を摩擦帯電装置に投入する際に、特定のプラスチック片の量が少ない場合、その特定のプラスチック片、または同種あるいは混合したプラスチック片の帯電序列で中間に位置するプラスチック片を摩擦帯電補助材として所定量だけ添加するようにし、前記摩擦帯電装置の落下口に、添加するプラスチック片を残留させる網体が取り付けられたものも従来公知である（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１４０７０１号公報（要約の解決手段、図１）
【特許文献２】
特開２０００−１２６６４９号公報（要約の解決手段、図１）
【０００５】
ところで、摩擦によって生じるプラス帯電とマイナス帯電の電気量は必ず等しいため、例えばプラスチック片がプラス帯電すると、摩擦補助材や攪拌容器はマイナス帯電する。したがって前記特許文献１、２などに開示された摩擦帯電装置にてプラスチック片を摩擦帯電した場合、被帯電のプラスチック片を連続的に攪拌容器に供給すると、摩擦補助材や攪拌容器の帯電が飽和してしまい、後続の被帯電プラスチック片の帯電が不十分となる、あるいは帯電しない問題がある。また前記の摩擦帯電装置にプラスチック片を連続供給して摩擦帯電した場合、摩擦補助材や攪拌容器の帯電量が漸次増大するために、摩擦補助材や攪拌容器が新たに供給したプラスチック片の粉塵で覆われ、かかる現象によっても被帯電プラスチック片の摩擦帯電効率が低下する問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術における如上の問題に鑑みて、選別対象とする被帯電プラスチック粒子を連続して且つ効率よく摩擦帯電させることが可能な摩擦帯電装置を提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る摩擦帯電装置は、選別対象プラスチック粒子を含むプラスチック粒子混合物と上記選別対象プラスチック粒子とは逆帯電極性を有すると共に上記プラスチック粒子混合物とは分級可能な粒度を有する摩擦補助粒子とを攪拌する攪拌装置、上記攪拌装置により攪拌された混合物を上記プラスチック粒子混合物と上記摩擦補助粒子とに分級する分級装置、上記分級装置により分級された上記プラスチック粒子混合物を選別する静電選別装置、上記分級装置により分級された上記摩擦補助粒子を上記攪拌装置に供給する第一供給装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に就き説明するが、説明の順位の早い図に示された部位と同じ部位が後続の図に示される場合には、後続の図では同じ符号を付して説明を省略し、また符号付を一部省略することもある。
【０００９】
実施の形態１．
図１および図２は、本発明の摩擦帯電装置における実施の形態１を説明するものであって、図１は実施の形態１の一部断面図を含む概略説明図であり、図２は図１の部分拡大斜視図である。図１および図２において、摩擦帯電装置Ｓは、投入ホッパ１、集塵装置２、攪拌装置３、分級装置４、静電選別装置５、および第一供給装置６を含む。なお図１およびその他の図において、黒矢印は粒子の移動方向を示し、白矢印は気流の流れ方向を示す。
【００１０】
攪拌装置３は、円筒状の攪拌容器３１、電動機３２、ベルト３３、角度調節装置３４を含み、電動機３２は適当な支持体（図示せず）に支持されてベルト３３を介して攪拌容器３１をその軸心３１１の周りに回転させることができる。攪拌容器３１の内面には、攪拌容器３１の長手方向に延在する４枚の掻上げ羽根３１２が円周方向において互いに等間隔で設けられている。角度調節装置３４は、ベース３４１、攪拌容器３１の両端に固定された２個の部材と当該両部材を接続して攪拌容器３１の下面と平行に設けられた板体とから構成された攪拌容器支持体３４２、ベース３４１と攪拌容器支持体３４２とに接続された角度調節支柱３４３および３４４とから構成されており、角度調節支柱３４４をベース３４１上でスライドさせることにより、攪拌容器３１をベース３４１に対して所望の角度αに設定固定することができる。図１における２点鎖線の図は、角度調節支柱３４４をベース３４１上で左端近くまでスライドさせて、攪拌容器３１がベース３４１と略平行（水平）となった状態を表す。
【００１１】
集塵装置２は、前記プラスチック粒子混合物（以下、粒子混合物と略称することもある。）を構成する粒子（以下、粒子Ｐ１）は通過できないが、粒子混合物や摩擦補助粒子（以下、粒子Ｐ２）などに付着した粉塵は通過できる複数の小孔２１１を有すると共に攪拌容器３１に連通する、前記有孔体の一例としての有孔円筒体２１から構成されている。なお有孔円筒体２１の内面には、攪拌容器３１から延在する４枚の掻上げ羽根３１２が設けられている（後記図７参照）。
【００１２】
分級装置４は、攪拌容器３１と略同径の孔明き円筒体から構成されており、攪拌容器３１と一緒に軸心３１１の周りに回転せしめられる。本発明の摩擦帯電装置を稼動する際には、選別対象プラスチック粒子を含む粒子混合物と粒子Ｐ２とが用いられ、粒子Ｐ２としては、粒子Ｐ１とは分級可能な粒度を有するものが用いられる。図１では、粒子Ｐ２として例えば粒子混合物の最大粒度より格段に大きい粒度を有するものが用いられることを前提として、このために分級装置４は、粒子Ｐ１は通過可能で、粒子Ｐ２が通過不可能な大孔４１が複数穿孔されている。このために、攪拌容器３１で攪拌された粒子混合物と粒子Ｐ２との混合体は、分級装置４を通過する際に粒子Ｐ１は大孔４１を通過して静電選別装置５に向かって落下し、粒子Ｐ２は分級装置４の出口４２から排出され、かくして粒子混合物と粒子Ｐ２との分級が達成される。
【００１３】
静電選別装置５は、一般的な対極板型のものであって、高圧電源５１、５２、高圧電極５３、５４、および分離容器５５を含む。また第一供給装置６は、スクリュウーコンベア型の搬送装置６１、再回収ホッパ６２、定量供給装置６３を含む。
【００１４】
つぎに実施の形態１の摩擦帯電装置の動作に就いて説明すると、先ず角度調節装置３４により攪拌装置３の攪拌容器３１を所望の角度αに調節設定する。その際に、集塵装置２の有孔円筒体２１および分級装置４も同じ角度αに設定される。なお、実施の形態１および後続の諸実施の形態において、集塵装置２および分級装置４は、攪拌容器３１と同じ角度αに設定する必要は必ずしもなく、個々に所望の角度に調節設定可能な構造としてよいが、攪拌容器３１と同じ角度αとなり且つ攪拌容器３１と同速度で回転するようにしておいても多くの場合に特に不都合はなく、装置の構造並びに操作が簡単となる利点がある。
【００１５】
集塵装置２、攪拌装置３、および分級装置４を図１に示すように角度αで傾斜させると、投入ホッパ１から投入された粒子混合物と粒子Ｐ２とを回転により攪拌しながら適度の速度で集塵装置２から攪拌容器３１を経由して分級装置４に移動させ得る効果がある。但し、角度αが過大であると、前記移動の速度も過大となって攪拌容器３１での粒子群の攪拌の程度が不十分となり、角度αが過小であると、前記移動の速度も過小となって被処理の粒子混合物の処理能率が低下する。よって角度αは、被処理の粒子混合物の種類や性質などに応じて試行錯誤的に最適値に設定すればよい。
【００１６】
角度αを所望の大きさに設定し、電動機３２を駆動して集塵装置２、攪拌容器３１、および分級装置４を所望の回転速度で回転させた状態として、投入ホッパ１に選別対象プラスチック粒子を含む粒子混合物と粒子Ｐ２とを投入する。粒子Ｐ２としては、上記選別対象プラスチック粒子とは逆帯電極性を有すると共に粒子混合物とは分級可能な大粒径の物が用いられる。粒子混合物と粒子Ｐ２とは、集塵装置２の入り口２８から集塵装置２内に入り、そこで各粒子Ｐ１、Ｐ２に付着している微細な塵埃が除去され、攪拌容器３１に至って掻上げ羽根３１２により掻上げられて良好に攪拌されて各粒子は帯電列にしたがってそれぞれ帯電する。ついで分級装置４において、粒子Ｐ１は大孔４１を通過して静電選別装置５内に落下し、粒子Ｐ２は一旦、収容器４３内に収容され、ついでホッパ６１１から搬送装置６１により再回収ホッパ６２に搬送され収容される。
【００１７】
静電選別装置５では、高圧電源５１、５２により高電圧が高圧電極５３、５４に印加されており、粒子混合物を構成する粒子Ｐ１は、高圧電極５３、５４間を通過する間にそれぞれの帯電量並びに帯電極性に応じて分離容器５５の室５５１または室５５２に分離される。一方、再回収ホッパ６２に収容された摩擦補助粒子Ｐ２は、定量供給装置６３において必要量が計量されて、新たな粒子混合物と一緒に投入ホッパ１に投入され再使用される。なお分級装置４で分級された粒子Ｐ２は、搬送装置６１、再回収ホッパ６２、および定量供給装置６３を経由して投入ホッパ１に至る間に自然放電により帯電量が減少するので、繰り返し使用することができる効果がある
【００１８】
実施の形態２．
図３は、本発明の摩擦帯電装置における実施の形態２の一部断面図を含む概略説明図である。実施の形態２は、分級装置４の出口４２の近傍に設置された、本発明の第一供給装置６の一要素としての除電装置６４を有する点において前記実施の形態１と異なり、その他の構成は同じである。分級装置４で分級された粒子Ｐ２は、上記出口４２から収容器４３内に落下する間に除電装置６４により積極的に帯電量を減少、あるいは除去される。したがって、かく除電処理された粒子Ｐ２は、自然放電により帯電量を減少する実施の形態１の場合より一層効果的に選別対象プラスチック粒子に対する摩擦帯電効率が向上する。
【００１９】
実施の形態３．
図４および図５は、いずれも本発明の摩擦帯電装置における実施の形態３を説明するものであって、図４は本発明の摩擦帯電装置の一部断面図を含む概略説明図、図５は粒子Ｐ１および粒子Ｐ２の帯電状況を説明するものである。図５において、小さな白丸は無帯電の粒子Ｐ１を、小さな黒丸はプラス帯電の粒子Ｐ１を、小さな白三角はマイナス帯電の粒子Ｐ１を、大きな白丸は無帯電の粒子Ｐ２を、マイナス入りの大きな白丸はマイナス帯電の粒子Ｐ２を、それぞれ示す。
【００２０】
実施の形態３は、分離容器５５における室５５１と室５５２との間にスペースを設け、且つ高圧電極５３、５４間の中央の真下にあたる個所に未選別のプラスチック粒子を収容する室５５３を有し、さらに室５５３に溜まった粒子Ｐ１を搬送する第二供給装置７を有する点において前記実施の形態２と異なり、その他の構成は同じである。攪拌容器３１において帯電処理を受けた粒子混合物のうちには、未帯電あるいは帯電不足の部分が含まれることがあり、それらは室５５３内に落下する。
【００２１】
第二供給装置７は、前記搬送装置６１に連結された搬送装置７１から構成されており、室５５３に溜まった粒子Ｐ１は、ホッパ７１１から搬送装置７１により、ついで搬送装置６１により再回収ホッパ６２に搬送され収容される。多くの場合、室５５３に溜まった粒子Ｐ１は、搬送装置６１において粒子Ｐ２と一緒に搬送され、その際に好都合にも粒子Ｐ２と混合されて予備的に帯電し、定量供給装置６３を経由して再度投入ホッパ１に投入されて、新たな粒子混合物と一緒に攪拌容器３１にて帯電処理されることになる。なお第二供給装置７は、室５５３に溜まった粒子Ｐ１を、直接、投入ホッパ１に投入するものであってもよい。いずれにせよ、室５５３および第二供給装置７を設けることにより、粒子混合物の帯電処理効率を向上させることができる効果がある。
【００２２】
実施の形態４．
図６は、本発明の摩擦帯電装置における実施の形態４の一部断面図を含む概略説明図である。実施の形態４は、定量供給装置６３の近傍に加熱装置６５を有する点において前記実施の形態３と異なり、その他の構成は同じである。即ち実施の形態４における第一供給装置６は加熱装置６５を備え、加熱装置６５は定量供給装置６３の上部を覆うように設けられた高温風フード６５１と高温風発生装置６５２とを含む。高温風発生装置６５２からは、温風や熱風などの高温風が送り出され、よって定量供給装置６３を通過する粒子Ｐ１および／または粒子Ｐ２は、この高温風により加熱されて温度上昇した状態で攪拌容器３１に再供給される。この結果、攪拌容器３１内は、粒子Ｐ２などの高温度により温度上昇して相対湿度が低下するので、粒子混合物の摩擦帯電効率が向上する効果がある。
【００２３】
実施の形態５．
図７は、本発明の摩擦帯電装置における実施の形態５の部分拡大斜視図である。実施の形態５は、集塵フード２２と吸引装置２３とを有する点において前記実施の形態４と異なり、その他の構成は同じである。実施の形態５においては、集塵装置２は、有孔円筒体２１、有孔円筒体２１の外側に設置された集塵フード２２、および集塵フード２２に繋がる吸引装置２３を含む。また有孔円筒体２１は、粒子Ｐ１は通過できないが、粒子Ｐ１や粒子Ｐ２に付着した粉塵は通過できる複数の小孔２１１を有する。
【００２４】
投入ホッパ１（図１など参照）から投入された粒子混合物および粒子Ｐ２が有孔円筒体２１を通過する際に、それら粒子に付着した粉塵は小孔２１１から集塵フード２２を経由して吸引装置２３により吸引除去されるが、さらに攪拌容器３１内での両粒子Ｐ１、Ｐ２の攪拌の過程で発生する粉塵も同時に吸引装置２３により吸引除去される。かく粉塵が除去されることにより、粒子混合物は帯電し易くなって、摩擦帯電効率が向上する効果がある。
【００２５】
実施の形態６．
図８および図９は、本発明の摩擦帯電装置における実施の形態６を説明するものであって、図８は実施の形態６の一部断面図を含む概略説明図であり、図９は図８の部分拡大斜視図である。実施の形態６は、送風装置２４を有する点において前記実施の形態５と異なり、その他の構成は同じである。送風装置２４は、有孔円筒体２１の、集塵フード２２の対向側に設置された送風フード２４１と送風フード２４１に繋がる送風機２４２とを含む。送風機２４２から送風フード２４１を経由して有孔円筒体２１に吹き付けられた風は、小孔２１１から攪拌容器３１内に入り込んで、粒子混合物と粒子Ｐ２を流動させてそれら粒子群を攪拌し、この攪拌により粒子混合物は帯電し易くなって、摩擦帯電効率が向上する効果がある。
【００２６】
実施の形態７．
図１０は、本発明の摩擦帯電装置における実施の形態７の部分拡大斜視図であって、送風機２４２と送風フード２４１との間にヒータ２４３を設置した点において前記実施の形態６と異なり、その他の構成は同じである。送風機２４２からの送風は、ヒータ２４３により加熱されて送風フード２４１および有孔円筒体２１を経由して攪拌容器３１内に入り込むので、攪拌容器３１内の温度が上昇し、相対湿度が低下するので、粒子混合物は一層帯電し易くなって、摩擦帯電効率が一層向上する効果がある。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の摩擦帯電装置は、以上説明した通り、選別対象プラスチック粒子を含む粒子混合物と上記選別対象プラスチック粒子とは逆帯電極性を有すると共に上記粒子混合物から分級可能な粒度を有する摩擦補助粒子とを攪拌する攪拌装置、上記攪拌装置により攪拌された混合物を上記粒子混合物と上記摩擦補助粒子とに分級する分級装置、上記分級装置により分級された上記粒子混合物から上記選別対象プラスチック粒子を選別する静電選別装置、上記分級装置により分級された上記摩擦補助粒子を上記攪拌装置に供給する第一供給装置を備えたものである。一度使用した上記摩擦補助粒子を上記粒子混合物から分級し、上記攪拌装置に再供給するまでの間に、摩擦補助粒子は少なくとも自然放電によりその帯電量が減少し、必要に応じて除電装置により一層帯電量を減少せしめられて上記攪拌装置に再供給される。この結果、上記選別対象プラスチック粒子および粒子混合物の摩擦帯電効率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の一部断面図を含む概略説明図。
【図２】図１の部分拡大斜視図。
【図３】実施の形態２の一部断面図を含む概略説明図。
【図４】実施の形態３の一部断面図を含む概略説明図。
【図５】実施の形態３における諸粒子の帯電状況を説明する説明図。
【図６】実施の形態４の一部断面図を含む概略説明図。
【図７】実施の形態５の部分拡大斜視図。
【図８】実施の形態６の一部断面図を含む概略説明図。
【図９】図８の部分拡大斜視図。
【図１０】実施の形態７の部分拡大斜視図。
【符号の説明】
Ｓ　摩擦帯電装置Ｓ、１　投入ホッパ、２　集塵装置、２１　有孔円筒体、
２２　集塵フード、２３　吸引装置、２４１　送風フード、２４２　送風機、
２４３　ヒータ、３　攪拌装置、３１　攪拌容器、３１２　掻上げ羽根、
３２　電動機、３３　ベルト、３４　角度調節装置、４　分級装置、
４３　収容器、５　静電選別装置、５５　分離容器、６　第一供給装置、
６１　搬送装置、６２　再回収ホッパ、６３　定量供給装置、６４　除電装置、
６５　加熱装置、６５１　高温風フード、６５２　高温風発生装置、
７　第二供給装置、７１　搬送装置、７１１　ホッパ。
【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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