(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電選別装置に供給するプラスチック片を帯電させる摩擦帯電装置であって、
縦置き状の円筒状帯電容器の上面にプラスチック片の投入口を形成するとともに、下面に開閉自在なプラスチック片の排出口を形成し、
前記帯電容器に、回転駆動装置により攪拌軸を介して回転される攪拌翼を配設し、
少なくとも前記帯電容器の内面および攪拌翼を被摩擦用樹脂により被覆し、
前記帯電容器の内周板に、軸心側下方に向ってエアを吹込む多数の外側エア吹込み孔を全周囲にわたって設け、
前記攪拌軸の管壁に、半径方向下方に向かって調整用のエアを吹込む多数の内側エア吹込み孔を形成した
ことを特徴とする摩擦帯電装置。
【請求項２】
帯電容器を、外側エア吹込み孔が形成された内周板に外エアヘッダー部をあけて外周板を外嵌させた二重構造とし、
攪拌軸の中空部に、内側エア吹込み孔にエアを供給する内エアヘッダー部を形成し、
前記外エアヘッダー部と前記内エアヘッダー部とにそれぞれエア供給装置を接続した
ことを特徴とする請求項１記載の摩擦帯電装置。
【請求項３】
外側エア吹込み孔および内側エア吹込み孔に接続されたエア供給用の配管に、エアを加熱する加熱装置を設けた
ことを特徴とする請求項１または２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、たとえばリサイクルされる粉砕プラスチック片を材質別に分別するために、静電選別装置に供給するプラスチック片を帯電させるための摩擦帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の摩擦帯電装置は、たとえば図５に示すように、帯電容器１の上面にプラスチック片の投入口２が形成されるとともに、下面にシャッター装置３により開閉自在な排出口４が形成され、この帯電容器１の軸心部に攪拌軸５が回転自在に配置され、この攪拌軸５に複数の攪拌翼６が取付けられている。そして、帯電容器１の上部に配置された回転駆動装置７により攪拌軸５を介して攪拌翼６が回転駆動される。また、帯電容器１の内面や攪拌軸５、攪拌翼６は所定材質の被摩擦樹脂に覆われるか、または被摩擦樹脂そのもので形成されており、これによりプラスチック片を材質に応じた極性や帯電量に電荷を付与するように構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構成では、破砕されたプラスチック片の形状が均一でないとともに、投入された位置により、それぞれ被摩擦材への摩擦接触回数や摺動距離が異なるため、精度のよい静電分離に必要な帯電量を帯電させることができないというという問題があった。特に、シート状プラスチック片は、プラスチック片同士が重なってくっつくため、攪拌翼が回転してもプラスチック片が塊状となって一体に移動し、十分に帯電しないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、シート状を含めたあらゆるプラスチック片を効果的に十分に帯電させることができる摩擦帯電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記載の発明は、静電気を利用した静電選別装置に供給するプラスチック片を帯電させる摩擦帯電装置であって、縦置き状の円筒状帯電容器の上面にプラスチック片の投入口を形成するとともに、下面に開閉自在なプラスチック片の排出口を形成し、前記帯電容器に、回転駆動装置により攪拌軸を介して回転される攪拌翼を配設し、少なくとも前記帯電容器の内面および攪拌翼を被摩擦用樹脂により被覆し、前記帯電容器の内周板に、軸心側下方に向ってエアを吹込む多数の外側エア吹込み孔を全周囲にわたって設け、前記攪拌軸の管壁に、半径方向下方に向かって調整用のエアを吹込む多数の内側エア吹込み孔を形成したものである。
【０００６】
上記構成によれば、帯電容器内で攪拌翼により攪拌され、遠心力で外周側に押されて塊状になろうとするプラスチック片を、外側エア吹込み孔を介して軸心側下方に吹込むエアにより、浮き上がりを防止しつつ帯電容器の軸心側に押し戻して効果的に解し攪拌することができ、各プラスチック片の摩擦を増大させて均一に摩擦接触させ、高精度な静電分離に必要な電荷を与えることができる。また攪拌軸から内側エア吹込み孔を介して半径方向下方にエアを吹込むことで、プラスチック片の浮き上がりを防止しつつ前記外側エア吹込み孔からのエアと協働して、均衡する一定半径位置にプラスチック片を保持し、プラスチック片同士、プラスチック片と摩擦用樹脂との間でプラスチック片を効果的でかつ均一に摩擦接触させることができ、十分に帯電することができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、上記構成において、帯電容器を、外側エア吹込み孔が形成された内周板に外エアヘッダー部をあけて外周板を外嵌させた二重構造とし、攪拌軸の中空部に、内側エア吹込み孔にエアを供給する内エアヘッダー部を形成し、前記外エアヘッダー部と前記内エアヘッダー部とにそれぞれエア供給装置を接続したものである。
【０００８】
上記構成によれば、帯電容器の内周板と外周板とで形成した外エアヘッダー部と、攪拌軸の中空部に形成した内エアヘッダー部とにより、外側エア吹込み孔および内側エア吹込み孔にエアをそれぞれ容易かつ均一的に供給することができる。
【０００９】
さらに請求項３記載の発明は、上記構成において、外側エア吹込み孔および内側エア吹込み孔に接続されたエア供給用の配管に、エアを加熱する加熱装置を設けたものである。
【００１０】
上記構成によれば、加熱装置により加熱された高温エアにより、プラスチック片を加熱することで熱励起を起こし、帯電をより効果的に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る静電選別設備の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１２】
この静電選別設備は、図３に示すように、本発明に係る摩擦帯電装置１１と静電選別機１２から構成されている。
前記静電選別機１２は、摩擦帯電装置１１の下方に投入シュート１３を介して配置された金属製のドラム電極１４と、このドラム電極１４の斜め上方に所定距離離れて配置されてドラム電極との間に選別用の静電場２０を形成する高電圧電極１５と、ドラム電極１４の外周面に付着したプラスチック片を掻き落とすためのブラシ１６とを備え、ドラム電極１４には、ドラム電極１４を水平軸心回りに所定方向に回転自在に支持されて図示しない回転駆動装置により所定の速度で矢印方向に回転駆動される。またドラム電極１４はたとえば接地され、高圧電源装置１７の陽極が接地されるとともに陰極が高電圧電極１５に接続されており、これにより（＋）側の高電圧電極１５と（−）側のドラム電極１４との間に静電場２０が形成される。そして、金属ドラム電極１４の下方に、分離板１８ａによって仕切られた第１回収室１８Ａ〜第３回収室１８Ｃが配置され、選別用静電場を通過したプラスチック片を種類別に回収することができる。
【００１３】
摩擦帯電装置１は、図１，図２に示すように、外周板２１ａと内周板２１ｂからなる二重構造の胴部に、上面板２１ｃと下面板２１ｄが取付けられた立置きの円筒形の帯電容器２１を備え、この帯電容器２１の上面板２１ｃに、供給ガイド２２が取付けられたプラスチック片の投入口２３と、フィルタ２４が取付けられたエア抜き孔２５が形成されるとともに、下面板にシャッター装置２６により開閉される排出口２７が形成されている。
【００１４】
また帯電容器２１の軸心部には、上面板２１ｃを貫通して軸受により回転自在に垂下された攪拌軸２８が配置され、この攪拌軸２８には、周方向所定角度ごとに半径方向に伸びる攪拌翼２９が取付けられている。そして、帯電容器１の側部に配設された回転駆動装置３１の出力軸と攪拌軸２８とが、スプロケットとタイミングベルトからなる巻掛け伝動機構３２により連結連動され、回転駆動装置３１により攪拌翼２８が所定方向に所定速度で回転される。さらに前記帯電容器２１の内面および攪拌軸２８ならびに攪拌翼２９は、それぞれ選択された材質の被摩擦樹脂で覆われるか、被摩擦樹脂そのもので形成されており、プラスチック片を接触させることにより、プラスチック片を帯電列に応じた帯電量および極性に帯電させることができる。
【００１５】
さらにこの帯電容器２１には、外周板２１ａと内周板２２ｂの間に筒状の外ヘッダー部３３が形成されるとともに、内周板２１ｂに帯電容器３１の軸心側下方に向って調整用のエアを吹込む多数の外側エア吹込み孔３４が全周囲にわたって形成されている。この外ヘッダー部３３には、配管３５を介して接続されたエアポンプ３６が接続され、このエアポンプ３６により、外ヘッダー部３３を介して外側エア吹込み孔３４から帯電容器２１内にエアを吹込み、攪拌翼２９により付加される遠心力により外周側に押し出されるプラスチック片を、浮き上りを防止しつつ軸心側に押し戻すことができる。さらに前記攪拌軸２８も、筒状に形成されて内部に内ヘッダー部３７が形成されており、攪拌軸２８に略半径方向下方に向って調整用のエアを吹出す内側エア吹込み孔３８が多数形成されている。そして、エアポンプ３６に接続された配管３５がロータリジョイント３９を介して攪拌軸２８の上端部に接続され、内周エア吹込み孔３８から略半径方向下方に向って吹出すエアにより、プラスチック片の浮き上りを防止しつつ、外側エア吹込み孔３４からのエアと協働して、プラスチック片をほぼ同一半径上に保持し、攪拌翼２９による攪拌を促進させてプラスチック片の塊を効果的に解し、プラスチック片同士、プラスチック片および被摩擦樹脂との接触を増大させて各プラスチック片を均一に摩擦接触させ、十分に帯電させて静電分離装置２により精度良く分離可能な電荷量を付与することができる。
【００１６】
上記構成において、定量供給装置１０により供給されたプラスチック片は、供給ガイド２２から投入口２３を介して帯電容器２１に投入され、回転駆動装置３１により攪拌軸２８を介して攪拌翼２９が回転駆動されて攪拌される。この時、プラスチック片は、攪拌翼２９の回転力を受けて遠心力により外側に押出され塊を形成しようとするが、外側エア吹込み孔３４から吹込まれる調整用のエアにより、静電容器２１の軸心側に押し戻される。これにより、塊になろうとするプラスチック片を攪拌翼２９により効果的に解して攪拌し、さらにプラスチック片同士の接触および攪拌翼２９、帯電容器２１の下面板２１ｄの内面の被摩擦樹脂に均一に接触される。さらに旋回軸２８の内側吹込み孔３８から吹込まれるエアにより、中心部のプラスチック片も外周側に押出され、前記遠心力と外側エア吹込み孔３４からのエアとの力が均衡された帯電容器２１内の所定直径の円周上に、プラスチック片が保持される。これにより、プラスチック片を効果的かつ均一に摩擦接触させ帯電させることができる。さらに、外側エア吹込み孔３４および内側吹込み孔３８から斜め下方に吹出されるエアにより、プラスチック片の浮き上りを防止して均一な帯電を行うことができる。
【００１７】
次いで、他の実施の形態を図４を参照して説明する。
まず、ここで摩擦帯電作用を説明すると、プラスチック片の帯電は、２つ以上の物体（プラスチック片）による接触により、接触回数が多いほど良く帯電する。この物体が接触し次いで分離する時の帯電状態は、概ね次の通りである。すなわち、物体が接触すると、それぞれの物体の電子またはイオンが、電気化学的ポテンシャルの高い方から低い方に、（＋）側から（−）側に接触界面を介して移動する。この電子またはイオンの界面移動は、界面におけるエネルギー障壁を越えて行われるが、これは熱励起によるものと、電子の場合のトンネル効果によるものの何れかか、両方によるものである。その結果電子またはイオンが移動することにより、物体は電荷量を有して帯電する。したがって、帯電する要因の１つに接触摩擦による物体の熱励起があり、この熱励起を促進させれば、帯電しやすくなることがわかる。
【００１８】
したがって、この実施の形態では、図１に仮想線で示すように、配管に加熱装置４１を設けることにより、吹き付ける調整用のエアを加熱し、帯電容器２１内でプラスチック片が軟化溶融しない程度に加熱することで、帯電時間を従来の半分に減少させることができる。
【００１９】
【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、帯電容器内で攪拌翼により攪拌され、遠心力で外周側に押されて塊状になろうとするプラスチック片を、外側エア吹込み孔を介して軸心側下方に吹込むエアにより、浮き上がりを防止しつつ帯電容器の軸心側に押し戻して効果的に解し攪拌することができ、各プラスチック片の摩擦を増大させて均一に摩擦接触させ、高精度な静電分離に必要な電荷を与えることができる。また攪拌軸から内側エア吹込み孔を介して半径方向下方にエアを吹込むことで、プラスチック片の浮き上がりを防止しつつ前記外側エア吹込み孔からのエアと協働して、均衡する一定半径位置にプラスチック片を保持し、プラスチック片同士、プラスチック片と摩擦用樹脂との間でプラスチック片を効果的でかつ均一に摩擦接触させることができ、十分に帯電することができる。
【００２０】
また請求項２記載の発明によれば、帯電容器の内周板と外周板とで形成した外エアヘッダー部と、攪拌軸の中空部に形成した内エアヘッダー部とにより、外側エア吹込み孔および内側エア吹込み孔にエアをそれぞれ容易かつ均一的に供給することができる。
【００２１】
さらに請求項３記載の発明によれば、加熱装置により加熱された高温エアにより、プラスチック片を加熱することで熱励起を起こし、帯電をより効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る摩擦帯電装置の実施の形態を示す側面断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】同摩擦帯電装置を有するプラスチック選別設備を示す構成図である。
【図４】本発明に係る摩擦帯電装置の他の実施の形態を示す側面断面図である。
【図５】従来の摩擦帯電装置を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１１    摩擦帯電装置
１２    静電選別装置
１４    ドラム電極
１５    高電圧電極
１７    高圧電源装置
１８Ａ〜１８Ｃ  回収室
２１    帯電容器
２１ａ  外周板
２１ｂ  内周板
２３    投入口
２５    エア抜き口
２６    シャッター装置
２７    排出口
２８    攪拌軸
２９    攪拌翼
３３    外ヘッダー部
３４    外側エア吹込み孔
３７    内ヘッダー部
３８    内側エア吹込み孔
４１    加熱装置
【図１】
0003801417.tif 000002
【図２】
0003801417.tif 000003
【図３】
0003801417.tif 000004
【図４】
0003801417.tif 000005
【図５】
0003801417.tif 000006