(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック材料を粉砕してプラスチック片を形成する破砕装置と、粉砕されたプラスチック片を所定寸法以下に篩分けする篩機と、篩分けされたプラスチック片を洗浄する洗浄装置と、洗浄後のプラスチック片を摩擦帯電させる摩擦帯電装置と、帯電されたプラスチック片を静電場に導入して電荷の極性および帯電量により分離する静電分離装置を具備したプラスチック選別設備において、
前記摩擦帯電装置を複数基設けるとともに、これら摩擦帯電装置を適正な一定量ずつのプラスチック片を間欠的に給排出するバッチ式とし、
各摩擦帯電装置から排出される帯電プラスチック片を貯留する帯電片バッファタンクと、この帯電片バッファタンクから定量ずつ静電分離装置にプラスチック片を連続的に供給する帯電片定量供給装置を設けた
ことを特徴とするプラスチック選別設備。
【請求項２】
洗浄装置から各摩擦帯電装置の投入シュートにプラスチック片を供給する中間定量供給装置を配置するとともに、この中間定量供給装置の中間供給フィーダにプラスチックを導入する中間バッファタンクを設け、
摩擦帯電装置から下流側装置の故障時に前記投入シュートに投入されたプラスチック片を前記中間バッファタンクに戻すプラスチック片回収装置を設けたことを特徴とする請求項１記載のプラスチック選別設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチックのリサイクル工程で混在されたプラスチックを選別するプラスチック選別設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば特開平９−２９９８３０号公報には、供給ホッパ→定量供給フイーダ→摩擦帯電装置→ドラム式静電分離装置を直列に配置したプラスチック選別設備が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成では、摩擦帯電装置による帯電量にバラツキがあり、静電分離装置による選別精度が悪いという問題があった。
【０００４】
本発明は、摩擦帯電装置において、▲１▼．攪拌時間とともに帯電量は増加し一定の帯電量で飽和するが、攪拌時間は材質により相違する。▲２▼．連続的に給排出するものでは、攪拌時間が一定せず、各プラスチック片の帯電量にバラツキが大きい、▲３▼．プラスチック片の投入量により帯電位にバラツキが生じる。また一方、静電分離装置では、ドラム電極の回転速度と分離精度の関係に、薄いプラスチック片ほど回転速度を遅くしたほうが分離精度がよい傾向がみられるが、プラスチック製造工場から排出される廃プラスチック材やリサイクルプラスチック材の破砕片では、回転速度は電離精度に影響されないという点に着目してなされたものであり、本発明は上記問題点を解決して、プラスチック片を効率よくかつ精度良く選別できるプラスチック選別設備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、プラスチック材料を粉砕してプラスチック片を形成する破砕装置と、粉砕されたプラスチック片を所定寸法以下に篩分けする篩機と、篩分けされたプラスチック片を洗浄する洗浄装置と、洗浄後のプラスチック片を摩擦帯電させる摩擦帯電装置と、帯電されたプラスチック片を静電場に導入して電荷の極性および帯電量により分離する静電分離装置を具備したプラスチック選別設備において、前記摩擦帯電装置を複数基設けるとともに、これら摩擦帯電装置を適正な一定量ずつのプラスチック片を間欠的に給排出するバッチ式とし、各摩擦帯電装置から排出される帯電プラスチック片を貯留する帯電片バッファタンクと、この帯電片バッファタンクから定量ずつ静電分離装置にプラスチック片を連続的に供給する帯電片定量供給装置を設けたものである。
【０００６】
上記構成によれば、複数基配置した摩擦帯電装置を、間欠的に適正量を供給給排出するバッジ式とし、摩擦帯電装置から排出される帯電プラスチック片を、一旦帯電片バッファタンクに貯留して帯電片定量供給装置により連続的に供給するので、摩擦帯電装置による攪拌時間を、もっとも飽和帯電時間を必要とする樹脂に合わせることにより、すべてのプラスチック片を均一に飽和帯電させることができ、帯電量のバラツキを無くして、静電分離装置の選別精度を向上させることができる。また、静電分離装置では、ドラム電極の回転速度に影響されることなく、複数種類の材質のプラスチック片を精度よく選別することができる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、洗浄装置から各摩擦帯電装置の投入シュートにプラスチック片を供給する中間定量供給装置を配置するとともに、この中間定量供給装置の中間供給フィーダにプラスチックを導入する中間バッファタンクを設け、摩擦帯電装置から下流側装置の故障時に前記投入シュートに投入されたプラスチック片を前記中間バッファタンクに戻すプラスチック片回収装置を設けたものである。
【０００８】
上記構成によれば、非常時に摩擦帯電装置に供給されるプラスチック片をプラスチック片回収装置により中間バッファタンクに戻すことができるので、摩擦帯電装置の下流側でプラスチック片がオーバーフローするのを未然に防止することができ、再起動を容易に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るプラスチック選別設備の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
このプラスチック選別設備は、図１に示すように、リサイクル用のプラスチック材料を粉砕してプラスチック片を形成する破砕装置１と、粉砕されたプラスチック片を所定寸法以下のものを篩分けして取り出す篩機２と、篩分けされたプラスチック片を洗浄する湿式洗浄装置３Ａまたは乾式洗浄装置３Ｂと、洗浄後のプラスチック片を摩擦帯電させる３台の摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃと、帯電されたプラスチック片を静電場に導入して電荷の極性および帯電量により分離する静電分離装置５とを具備したものである。
【００１１】
前記破砕装置１は、たとえば互いに噛み合う破砕刃により、分別回収された廃プラスチック材やプラスチック成形工場などから排出された廃プラスチック材を所定の大きさに粉砕するものである。
【００１２】
次の洗浄工程は、プラスチック片の汚染状態や清浄度に応じて選択されるもので、前記湿式洗浄装置３Ａは、プラスチック片を洗浄水により攪拌洗浄する湿式洗浄機３ａと、洗浄されたプラスチック片を乾燥する乾燥機３ｂとで構成されている。乾式洗浄装置３Ｂは、プラスチック片に衝撃摩砕力を与えて表面の付着物を除去するピンミル３ｃなどにより構成される。
【００１３】
前記洗浄装置３Ａ，３Ｂと摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃの間には、中間定量供給装置６が配置されており、この中間定量供給装置６は、上流側の工程で、プラスチック片の乾燥状態や供給量などが均一でないために、後工程へのプラスチック片の供給を円滑に行うためにプラスチック片を一旦貯留する中間バッファタンク６ａと、この中間バッファタンク６ａから各摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃにプラスチック片を定量供給する中間供給フィーダ６ｂが設けられている。
【００１４】
複数基(図では３基)設置された摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃは、図２に示すように、立置き円筒状の帯電容器１１の天板に形成された投入口１２に前記投入シュート１３が設けられるとともに、底板にシャッター装置１４により開閉される排出口１５が形成されている。また帯電容器１１の軸心部には、回転駆動装置１６により回転駆動される攪拌軸１７が垂下され、この攪拌軸１７に複数の攪拌翼１８が取付けられている。そして、これら帯電容器１１の内面と攪拌軸１７、攪拌翼１８の外面は所定の材質の被摩擦樹脂、たとえば取り扱うプラスチック片の材質のうちで帯電列の中間位置の被摩擦樹脂に覆われるかそのもので成形されている。これにより、被摩擦樹脂に接触されるプラスチック片を帯電列に応じた所定の極性に帯電させることができる。
【００１５】
またこれら摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃは、プラスチック片を一定量ずつ間欠的に給排出して帯電処理するバッチ式に構成され、図３のように一定の待ち時間ｔをあけて順次駆動させる動作、または図４に示す一斉に駆動される動作で運転される。これは、プラスチック片の摩擦帯電作用において、攪拌時間(摩擦回数)とともにプラスチック片の帯電量は増加し、一定の帯電量で飽和するが、この飽和するまでの攪拌時間はプラスチック片の材質により相違することが判明しており、また複数種類の材質が混合されたプラスチック片では、連続的に供給排出して摩擦帯電させると、それぞれのプラスチック片の攪拌時間が相違してその帯電量にバラツキが生じる。したがって、バッチ式を採用し、実験によりあらかじめ得られた適正な攪拌量を投入するとともに、その攪拌時間を、混合された材質のうちで帯電飽和するまでに最大の攪拌時間を要するものに対応させることにより、すべての材質のプラスチック片を飽和状態まで均一に帯電させることができるためである。
【００１６】
図１に示すように、各摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃに配設された投入シュート１１Ａ〜１１Ｃには、それぞれ図示しないエアシリンダなどのアクチュエータにより開閉自在な回収用開閉板２１Ａ〜２１Ｃが設けられている。そして、この投入シュート１１と中間バッファタンク６ａとの間に、投入シュート１１に投入されたプラスチック片を中間バッファタンク６ａに戻す気送式輸送装置や機械式フィーダからなる回収ラインを有するプラスチック片回収環装置２３Ａ〜２３Ｃが設けられている。このプラスチック片循環装置２３は、たとえば下流側工程の摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃの駆動停止や、後述する帯電片バッファタンクのオーバーフロー、静電分離装置５のドラム電極の回転停止時などの異常信号の検出時に起動されて、下流側へのプラスチック片の供給を非常停止する安全装置を構成している。
【００１７】
摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃと静電分離装置５の間には、摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃから間欠的に供給される帯電プラスチック片を一旦貯留する帯電片バッファタンク７ａと、帯電プラスチック片を一定量ずつ連続的に静電分離装置５に供給する帯電片定量供給フィーダ７ｂからなる帯電片供給装置７が設けられている。もちろん、帯電片バッファタンク７ａの内面には、被摩擦樹脂のように非導電体で覆われており、帯電された電荷が放電されないように構成されている。この帯電片定量供給フィーダ７ｂは、ロータリーバルフや振動供給装置、スクリュフィーダなどが使用される。
【００１８】
前記静電分離装置５は、図５に示すように、帯電片定量供給装置７ｂの下方に水平軸心周りに回転自在に配置された金属製のドラム電極３１と、このドラム電極３１の斜め上方に所定距離離れて配置された高電圧電極３２と、この金属ドラム電極３１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回収ブラシ３３とを備え、ドラム電極３１は、図示しない回転駆動装置により水平軸心回りに矢印方向に所定の速度で回転駆動される。またドラム電極３１はたとえば接地され、高圧電源装置３４の陽極が接地されるとともに陰極が高電圧電極３２に接続されており、これにより高電圧電極３２とドラム電極３１との間に選別用の静電場３５が形成される。そして、ドラム電極３１の下方に、分離板３６ａ,３６ｂによって仕切られた第１回収室３６Ａ〜第３回収室３６Ｃがそれぞれ配置され、静電場３５を通過したプラスチック片が種類別に分離回収される。なお、分離板３６ａ,３６ｂには、図示しない調整装置により、選別状態に対応して分離板３６ａ,３６ｂを矢印方向に揺動または移動し、分離精度を向上させることができるように構成される。
【００１９】
第１回収室３６Ａおよび第３回収室３６Ｃの出口には、それぞれ選別片回収コンベヤ３７Ａ，３７Ｂが配置され、それぞれ搬送面の上部に、プラスチック片の帯電を除去する除電機３８Ａ，３８Ｂが設けられている。また第２回収室３６Ｂの出口には、未選別のプラスチック片を除電後、中間バッファタンク６ａに戻す気送式輸送装置や機械式フィーダからなる循環ラインを有する循環ライン３９が設けられている。また、この静電分離装置５には、湿度センサ付き除湿装置４０が設けられており、選別精度が低下し始める湿度である６０％以上にならないように選別空間の湿度が管理されている。
【００２０】
なお、この静電分離装置５では、プラスチック片がその質量に対してドラム電極３１に接触する面積が大きいたとえば薄いシート状のプラスチック片ほど、ドラム電極３１の回転速度を遅くしたほうが高い分離精度が得られ工場や一般家庭から回収されるリサイクルプラスチックの粉砕片では、プラスチックの材質により分離精度がほとんど影響されることがないことはわかっており、したがって、材質が混合されたプラスチック片に対してドラム電極３１の回転速度は分離精度に影響せず、処理速度(処理能力)を一定に保持することができる。
【００２１】
上記構成において、破砕機１により破砕されたプラスチック片は、篩機２により所定の大きさ以下のものが取出される。そして、プラスチック片は、その清浄状態により、湿式洗浄装置３Ａまたは乾式洗浄装置３Ｂに送られて洗浄される。そして中間定量供給装置６の中間バッファタンク６ａに一旦貯留された後、中間供給フィーダ６ｂから各摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃに適正量のプラスチック片がそれぞれ送られ、所定の攪拌時間攪拌されて飽和状態となるように帯電される。そして、プラスチック片は、帯電片供給装置７の帯電片バッファタンク７ａで一旦貯留された後、帯電片定量供給フィーダ７ｂにより、静電分離装置５のドラム電極３１に送り出され、選別用の静電場３５に導入される。この静電場３５では、誘起された電荷が（＋）で電荷量が多いプラスチック片ほど接地されたドラム電極３１から離れ、反対に誘起された電荷が（−）で電荷量が大きいものほどドラム電極３１に吸着されるため、各プラスチック片は、材質ごとに第１回収室３６Ａ〜第３回収室３６Ｃにそれぞれ分離されて落下し、プラスチック片が種類別に回収される。
【００２２】
上記実施の形態によれば、プラスチック片を間欠的に処理するバッチ式の複数の摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃを配置し、帯電後のプラスチック片を帯電片バッファタンク７ａに一旦貯留して帯電片定量供給フィーダ７ｂから一定量の帯電プラスチック片を静電分離装置５に連続供給するように構成したので、材質の異なるプラスチック片の混在物であっても、帯電飽和までに最大の攪拌時間を要する材質にあわせて攪拌時間を設定することにより、すべてのプラスチック片を十分に飽和状態まで帯電させることができ、静電分離装置５に安定してプラスチック片を供給できるとともに分離精度を向上させることができる。また静電分離装置５では、プラスチック片の材質によりドラム電極３１の回転速度が分離精度に影響しないことから、材質が混合されたプラスチック片を精度よく分離することができる。
【００２３】
また、帯電装置４Ａ〜４Ｃのいずれかが停止したり、また帯電片バッファタンク７ａがオーバーフローしたり、ドラム電極３１の回転が停止した場合の異常検出信号により、回収用開閉板２１が閉動されるとともに、プラスチック片回収装置２３Ａ〜２３Ｃが起動され、中間供給フィーダ６ｂから摩擦帯電装置４Ａ〜４Ｃに供給されるプラスチック片を中間バッファタンク６ａに戻すことができるので、緊急停止時にもプラスチック片がオーバーフローすることがない。
【００２４】
【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、複数基配置した摩擦帯電装置を、間欠的に供給排出するバッジ式とし、摩擦帯電装置から排出される帯電プラスチック片を、一旦帯電片バッファタンクに貯留して帯電片定量供給装置により連続的に供給するので、摩擦帯電装置による攪拌時間を、もっとも飽和帯電時間を必要とする樹脂に合わせることにより、すべてのプラスチック片を均一に飽和帯電させることができ、帯電量のバラツキを無くして、静電分離装置の選別精度を向上させることができる。また、静電分離装置では、ドラム電極の回転速度に影響されることなく、複数種類の材質のプラスチック片を精度よく選別することができる。
【００２５】
また請求項２記載の発明によれば、非常時に摩擦帯電装置に供給されるプラスチック片をプラスチック片回収装置により中間バッファタンクに戻すことができるので、摩擦帯電装置の下流側でプラスチック片がオーバーフローするのを未然に防止することができ、再起動を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラスチック選別設備の実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】同プラスチック選別設備の摩擦帯電装置を示す縦断面図である。
【図３】同摩擦帯電装置の作業手順を示すタイムチャートである。
【図４】同摩擦帯電装置の他の作業手順を示すタイムチャートである。
【図５】同プラスチック選別設備の静電分離装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１    破砕装置
２    篩機
３Ａ  湿式洗浄装置
３Ｂ  乾式洗浄装置
４Ａ〜４Ｃ  摩擦帯電装置
５    静電分離装置
６    中間定量供給装置
６ａ  中間バッファタンク
６ｂ  中間供給フィーダ
７    帯電片供給装置
７ａ  帯電片バッファタンク
７ｂ  帯電片定量供給フィーダ
１１    帯電容器
１８    攪拌翼
２１    回収用開閉板
２２    回収ライン
２３Ａ〜２３Ｃ  プラスチック片回収装置
３１    ドラム電極
３２    高電圧電極
３４    高圧電源装置
３５    静電場
３６Ａ〜３６Ｃ  回収室
【図１】
0003746412.tif 000002
【図２】
0003746412.tif 000003
【図３】
0003746412.tif 000004
【図４】
0003746412.tif 000005
【図５】
0003746412.tif 000006