(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定角度傾斜された振動電極板と、該振動電極板の上方に分離空間を介して配置された静電電極板とに、互いに反対極性で高電圧を印加して前記分離空間に静電場を形成し、
その種類に応じた極性に帯電された複数種類のプラスチック粒子を前記分離空間に供給し、
前記振動電極板を傾斜方向以外の搬送方向にプラスチック粒子を送るように振動させ、
前記振動電極板と逆極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場の静電力により振動電極板に吸着付勢させて振動電極板の搬送方向に移動させ、
前記振動電極板と同極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場の静電力により振動電極板に反発付勢させて重力により傾斜方向下方に移動させ
これによりプラスチック粒子を種類別に分離する
ことを特徴とする振動式プラスチック選別方法。
【請求項２】
所定角度傾斜された振動電極板と、
該振動電極板の上方に分離空間を介して配置された静電電極板と、
帯電装置によりその種類に応じた極性に帯電された複数種類のプラスチック粒子を前記分離空間に供給する供給手段と、
前記振動電極板および静電電極板に互いに反対極性で高電圧を印加して、前記分離空間に静電場を形成する高電圧電源と、
傾斜方向下方以外の搬送方向にプラスチック粒子を搬送するように振動電極板を振動させる振動手段とを具備し、
前記分離空間に投入されたプラスチック粒子のうち、振動電極板と逆極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場中で静電力により振動電極板に吸着付勢させて振動電極板の搬送方向に移動するとともに、振動電極板と同極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場中で静電力により振動電極板に反発付勢させて重力により振動電極板の傾斜方向下方に移動させ、プラスチック粒子を種類ごとに分離するように構成した
ことを特徴とする振動式プラスチック選別装置。
【請求項３】
振動電極板の傾斜角度θは、振動電極板表面の摩擦係数μ＜tanθである
ことを特徴とする請求項２記載の振動式プラスチック選別装置。
【請求項４】
振動手段は、振動電極板上のプラスチック粒子を傾斜方向上方に搬送するように構成された
ことを特徴とする請求項２または３記載の振動式プラスチック選別装置。
【請求項５】
振動手段は、振動電極板上のプラスチック粒子を傾斜方向に直交する方向に搬送するように構成された
ことを特徴とする請求項２または３記載の振動式プラスチック選別装置。
【請求項６】
帯電装置は摩擦式帯電装置である
請求項２乃至５のいずれかに記載の振動式プラスチック選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、傾斜する電極板上に静電場を形成するとともに電極板に振動を付与し、電極板上に投入されたプラスチック粒子に静電力を付与して種類別に分離する振動式プラスチック選別方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、従来、水平軸心回りに回転駆動されるドラム電極５１と、このドラム電極５１の頂部から回転方向に分離用空間を介して対向電極５２を配置し、高電圧電源５３により前記ドラム電極５１と対向電極５２とに高電圧を印加して分離用空間に静電場５４を形成し、帯電装置５５により帯電させたプラスチック片５０をドラム電極５１の頂部に投入して分離用静電場５４を通過させることにより、プラスチック片５０の極性と帯電量に応じて、ドラム電極５１と反極性のプラスチック片を吸引するとともに、同極性のプラスチック片を反発させ、これにより落下軌跡を変化させて、プラスチック片を分離用トレイ５６ａ〜５６ｃに種類ごとに分離するものを、本発明者等は提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、プラスチック片５０がある程度、たとえば直径１ｍｍ、または１ｍｍ四方の大きさになると、静電力により物質同士の吸着力が、静電力による分離作用を上回り、プラスチック片同士が吸着して離れないため、分離精度が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、分離対象物の粒径が小さくても高い分離精度が得られる振動式プラスチック選別方法および装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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記載の振動式プラスチック選別方法は、所定角度傾斜された振動電極板と、該振動電極板の上方に分離空間を介して配置された静電電極板とに、互いに反対極性で高電圧を印加して前記分離空間に静電場を形成し、その種類に応じた極性に帯電された複数種類のプラスチック粒子を前記分離空間に供給し、前記振動電極板を傾斜方向以外の搬送方向にプラスチック粒子を送るように振動させ、前記振動電極板と逆極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場の静電力により振動電極板に吸着付勢させて振動電極板の搬送方向に移動させ、前記振動電極板と同極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場の静電力により振動電極板に反発付勢させて重力により傾斜方向下方に移動させこれによりプラスチック粒子を種類別に分離するものである。
【０００６】
また請求項２記載の振動式プラスチック選別装置は、所定角度傾斜された振動電極板と、該振動電極板の上方に分離空間を介して配置された静電電極板と、帯電装置によりその種類に応じた極性に帯電された複数種類のプラスチック粒子を前記分離空間に供給する供給手段と、前記振動電極板および静電電極板に互いに反対極性で高電圧を印加して、前記分離空間に静電場を形成する高電圧電源と、傾斜方向下方以外の搬送方向にプラスチック粒子を搬送するように振動電極板を振動させる振動手段とを具備し、前記分離空間に投入されたプラスチック粒子のうち、振動電極板と逆極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場中で静電力により振動電極板に吸着付勢させて振動電極板の搬送方向に移動するとともに、振動電極板と同極性に帯電されたプラスチック粒子を、静電場中で静電力により振動電極板に反発付勢させて重力により振動電極板の傾斜方向下方に移動させ、プラスチック粒子を種類ごとに分離するように構成したものである。
【０００７】
上記構成によれば、種類に応じた極性に帯電されたプラスチック粒子を振動電極板上に投入し、振動電極板と静電電極板との間で形成される静電場により、プラスチック粒子に静電力を作用させて、プラスチック粒子の帯電電荷の極性および帯電量により吸着力または反発力を働かせる。吸着力が大きい粒子は、振動電極板から効率良く搬送力が付与されて分離方向に搬送される。一方、反発力が大きい粒子は、振動電極板からの振動力をあまり受けず、重力のほうが大きく働くため、傾斜方向下方に滑落する。これにより、プラスチック粒子を種類別に精度良く分離することができる。またプラスチック粒子は、両電極板の間の分離空間で長時間静電場内にあり、さらに振動により粒子同士の付着が解除されることから、１ｍｍ以下の微細粒子であっても、種類ごとに精度よく分離することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る振動式プラスチック選別装置の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【０００９】
この選別装置は、基台１上にばねやリンク機構などの振動許容する複数の弾性支持装置２を介して傾斜底板３が所定角度θ傾斜して支持されている。傾斜底板３は、底側の絶縁底板３ｂと、絶縁底板３ｂの上面にほぼ全面に取付けられた振動電極板３ａとで構成され、絶縁底板３ｂの底面中央部には、矢印Ａで示すように、傾斜角θより大きい傾斜角で振動させて傾斜方向上方に向かって搬送するように、所定の周期および振幅で振動させる振動装置（振動手段）４が取付けられている。
【００１０】
傾斜底板３の上方には傾斜天板５が配置され、この傾斜天板５は、一定高さの分離空間６をあけて互いに平行に静電電極板５ａが配置され、この静電電極板５ａの上面が絶縁天板５ｂに覆われている。そして分離空間６は、傾斜底板３の両側縁部から立設された左右側板７Ｒ，７Ｌで囲まれ、傾斜方向上位の上分離口６ｕと下分離口６ｄが形成され、上下分離口６ｕ，６ｄの外側下方にそれぞれ上下分離トレイ１１，１２が配置されている。
【００１１】
なお、図では、傾斜天板５は傾斜底板３に一体に取付けたように示されているが、傾斜天板５と傾斜底板３とを別々に構成して、傾斜天板５を基板１にサポート部材を介して固定してもよい。
【００１２】
傾斜天板５の傾斜方向中央部には、プラスチック粒子を投入する投入口５ｃが形成され、投入口５ｃにプラスチック粒子供給装置（供給手段）８の供給ダクト８ａが接続されている。このプラスチック粒子供給装置８は、投入ホッパ８ｂを有する帯電装置（たとえば摩擦帯電装置）８ｃと、帯電されたプラスチック粒子を一定量づつ切出す定量供給装置（たとえば振動フィーダ）８ｄとを具備し、定量供給装置８ｄの出口に供給ダクト８ａが接続されている。
【００１３】
１０は前記振動電極板３ａと静電電極板５ａに高電圧を印可して分離通路６に分離用の静電場を形成する高電圧電源で、たとえば−極が静電電極板５ａに接続されるとともに、＋極がアース接地されるとともに振動電極板３ａに接続されている。
【００１４】
ここで、振動電極板３ａの傾斜角θは、振動電極板３ａ表面の静摩擦係数μ＜tanθとなるように設定され、これは傾斜面上に置いた物体が滑り出す角度以上となるように設定されていることを示している。すなわち、図３に示すように、傾斜角θの傾斜面では重量Ｗの物体に働く摩擦力Ｆ＝μ×Wcosθであり、傾斜角θが大きくなってWsinθが摩擦力Ｆより大きくなると物体が滑り出す。
【００１５】
Wsinθ＞μ×Wcosθ
Wsinθ／Wcosθ＞μ    ∴tanθ＞μ
上記構成において、振動装置４が作動されて傾斜底板３が矢印Ａ方向に振動され、高電圧電源１０により振動電極板３ａと静電電極板５ａとに高電圧が印可されて分離空間６に分離用の静電場が形成される。そして、帯電装置８ｃから定量供給装置８ｄを介して帯電されたプラスチック粒子が一定量づつ切り出されて投入口５ｃから分離空間６の中央部に投入される。各プラスチック粒子は、その種類に応じた極性、帯電量に帯電されており、これに静電場の静電力が作用すると、マイナスに帯電されている振動電極板３ａと異極性のプラスチック粒子は、振動電極板３ａに対して吸引力が働くことから、振動電極板３ａの振動が効果的に伝達されて搬送力を受け、分離方向に搬送されて上分離口６ｕから上分離トレイ１１に排出される。また、プラスに帯電されている振動電極板３ａと同極性のプラスチック粒子は、振動電極板３ａに対して反発力が働くことから、振動電極板３ａの振動による搬送力があまり伝達されず、重力のほうが大きく作用して傾斜方向下方に滑落され、下分離口６ｄから下分離トレイ１２に排出される。
【００１６】
さらに帯電量が不足するプラスチック粒子は、重力により下分離口６ｄから下分離トレイ１２に排出される。このような場合には、再度プラスチック粒子供給装置８に循環させて再分離を行うことができる。
【００１７】
なお、第１の実施の形態の実験では、ＰＶＣペレットとＰＥペレットとを使用し、上方に分離されたＰＶＣの純度（上分離トレイ１１に分離されたＰＶＣ量／上分離トレイ１１に分離された全体量）を９０％以上、回収率（上分離トレイ１１に分離されたＰＶＣ量／投入されたＰＶＣ全量）を６０％以上で分離回収することができた。
【００１８】
上記実施の形態によれば、たとえば直径１ｍｍ以下、１mm四方以下の微細な粒子で静電気により互いにくっついている、あるいはくっつきやすい粒子であっても、帯電させたプラスチック粒子を振動電極板３ａ上に投入し、十分な時間、振動を与えることにより、それぞれの粒子を分離することができ、精度のよい分離が可能となる。また静電場での滞留時間を十分に付与できることから、極性や帯電量の異なるプラスチック粒子を種類別に精度よく分離することができる。
【００１９】
図４および図５は、本発明に係る振動式プラスチック選別装置の第２の実施の形態を示す。第１の実施の形態と同一部材には同一の符号を付して説明は省略する。
【００２０】
第１の実施の形態では、プラスチック粒子を相対方向に搬送して分離するように構成したが、この第２の実施の形態では、傾斜方向と直交する矢印Ｂ方向に搬送するように振動付勢したものである。
【００２１】
すなわち、プラスチック粒子供給装置８は、プラスチック粒子を供給ダクト８ａから傾斜底板３ａの頂部で一側部に投入可能に開口されてプラスチック粒子を供給するように構成されている。また振動装置４は、傾斜方向に直交する方向にプラスチック片を送るように、矢印Ｂで示すように斜め側部上方に向かって傾斜底板３を所定の周期および振幅で振動させるように構成されている。
【００２２】
なお、高電圧電源１０は、＋極が静電電極板５ａに接続され、−極が接地されるとともに振動電極板３aに接続されている。
また分離空間６に形成される分離口は、振動電極板３ａの下縁部に沿って、供給ダクト８ａの直下方から第１分離口６ａと第２分離口６ｂと第３分離口６ｃが位置調整可能なセパレータ２０ａ，２０ｂを介して形成され、それぞれ第１〜第３トレイ２１〜２３が配置されている。
【００２３】
上記構成において、振動装置４が作動されて傾斜底板４が矢印Ｂ方向に振動され、高電圧電源１０により振動電極板３ａと静電電極板５ａとに高電圧が印可されて分離空間６に分離用の静電場が形成される。そして、帯電装置８ｃから定量供給装置８ｄにより帯電されたプラスチック粒子が一定量づつ切り出されて供給ダクト８ａから分離空間６の頂部隅位置に投入される。
【００２４】
各プラスチック粒子は、帯電装置８ｃによりその種類に応じた極性、帯電量に帯電されており、これに静電場による静電力が作用する。振動電極板３ａと同極性のマイナスに帯電されているプラスチック粒子は、振動電極板３ａに対して反発力が働くことから、振動電極板３ａの振動が伝達されず、重力により傾斜方向直下方向に近い分離経路Ｑを描いて落下され、第１分離口６ａから第１分離トレイ２１に排出される。また振動電極板３ａと異極性のプラスに帯電されているプラスチック粒子は、振動電極板３ａに対して吸引力が働くことから、振動電極板３ａの振動が直接効果的に伝達されて、振動する搬送方向に搬送され、大きい円弧状の分離経路Ｒを描いて第３分離口６ｃから第３分離トレイ２３に排出される。さらに帯電量が不足するプラスチック粒子は、中間程度の円弧状の分離経路を描いて、第２分離口６ｂから第２分離トレイ２２に排出される。第２分離トレイ２２に排出されたプラスチック粒子は種類が混在しているので、再度プラスチック粒子供給装置８に循環させて再分離を行う。
【００２５】
なお、第２の実施の形態の実験では、ＰＶＣペレットとＰＥペレットとを使用し、第１トレイ２１または第３トレイ２３に分離されたＰＶＣの純度を９０％以上、ＰＥの純度を９０％以上で回収でき、またＰＶＣペレットおよびＰＥペレットの回収率を７０％以上で分離回収することができた。
【００２６】
上記実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果に加えて、静電場に滞留する時間をさらに十分にとれるので、分離精度をさらに向上させることができる。また中間の第２分離口６ｂにより、第１分離口６ａ，第３分離口６ｃに分離されるプラスチックの分離精度を上げることができ、さらに粒子原料の性状や品質、周辺環境、分離結果に合わせてセパレータ２０ａ，２０ｂの位置を調整して第１〜第３分離口６ａ〜６ｃの幅を設定することができ、分離精度を向上できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、帯電されたプラスチック粒子を振動電極板上に投入し、静電電極板との間で形成される静電場により、プラスチック粒子に静電力を作用させて、プラスチック粒子の帯電電荷の極性および帯電量により吸着力または反発力を働かせる。吸着力が大きい粒子は、振動電極板から効率良く搬送力が付与されて分離方向に搬送される。一方、反発力が大きい粒子は、振動電極板からの振動力をあまり受けず、重力のほうが大きく働くため、傾斜方向下方に滑落する。これにより、プラスチック粒子を種類別に精度良く分離することができる。またプラスチック粒子は、両電極板の間の分離空間で長時間静電場内にあり、さらに振動により粒子同士の付着が解除されることから、１ｍｍ以下の微細粒子であっても、種類ごとに精度よく分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動式プラスチック選別装置の第１の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】同プラスチック選別装置の概略斜視図である。
【図３】摩擦力と傾斜角度を説明する説明図である。
【図４】本発明に係る振動式プラスチック選別装置の第２の実施の形態を示す側面断面図である。
【図５】同プラスチック選別装置の概略斜視図である。
【図６】従来のプラスチック選別装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１    基台
２    弾性支持装置
３    傾斜底板
３ａ  振動電極板
４    振動装置
５    傾斜天板
５ａ  静電電極板
５ｂ  絶縁天板
５ｃ  投入口
６    分離空間
６ｕ  上分離口
６ｄ  下分離口
６ａ〜６ｃ  第１〜第３分離口
７Ｒ，７Ｌ  左右側板
８    プラスチック粒子供給装置
８ｃ  帯電装置
８ｄ  定量供給装置
１０    高電圧電源
２１〜２３  第１〜第３分離トレイ
【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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