CN101795775B - 静电分选装置、静电分选方法以及再生塑料制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电分选装置，在具备使两种以上的材料混合物(6)带电的带电工序、由运送装置(41)运送带电的材料混合物(6)的运送工序、使由运送装置(41)运送的材料混合物(6)在电场中落下，进行静电分选的分选工序的静电分选方法中，其特征在于，运送装置(41)具有振动的下板(51)和与下板(51)相向，为了材料混合物(6)能够通过而离开下板(51)配置的上板(52)，运送工序中，通过下板(51)的振动，对材料混合物(6)在下板(51)和上板(52)之间一面使之反复碰撞，一面进行运送。
Description
技术领域
本发明涉及在静电场中对带电性材料的混合物进行分选的静电分选装置、静电分选方法以及再生塑料制造方法。
背景技术
作为一般的静电分选装置，有下述静电分选装置，即，通过摩擦，使由摩擦带电序列不同的材料构成的混合体带正极或负极任意一种电，使带电的混合体在电极间产生的静电场内通过，据此，利用静电力的差来分选。
另外，作为与一般的静电分选装置相比，能够进行高精度的分选的分选装置，已知下述的振动输送式的静电分选装置，即，设置倾斜的振动电极和隔着分离空间配置在振动电极的上方的静电电极，对上述两个电极间施加高电压，使分离空间成为静电场，同时，使上述振动电极振动，以便将塑料粒子向倾斜方向以外的方向运送，据此，使与振动电极相同极性的带电的塑料粒子向倾斜方向的下方移动。另外，另一方面，使与振动电极相反的极性的带电的塑料粒子向振动电极的运送方向移动，通过带电特性的不同，按种类分选塑料(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2002-346434号公报(第二页2-17行，图5)
发明内容
在专利文献1记载的以往的静电分选装置中，带电的粒子在振动的电极上运送，通过静电力而聚结的正带电以及负带电的粒子彼此因振动分离。但是，由于粒子彼此通过静电力的聚结牢固，所以，对使聚结的粒子分离而言并不充分，分选精度降低的可能性高。
本发明是为了解决这样的问题而做出的发明，其目的是提供一种即使在带电时产生因静电力而聚结的粒子，也能够高精度地进行静电分选的方法以及装置。
为了解决上述的课题，基于本发明的静电分选装置是具备使两种以上的材料混合物带电的带电工序、由运送装置运送带电的材料混合物的运送工序、使由运送装置运送的材料混合物在电场中通过，进行静电分选的分选工序的静电分选方法，其特征在于，运送装置具有振动的下板和与下板相向，为了材料混合物能够通过而离开下板配置的上板，运送工序中，通过下板的振动，对材料混合物在下板和上板之间一面使之反复碰撞，一面进行运送。
根据本发明，因为是具备使两种以上的材料混合物带电的带电工序、由运送装置运送带电的材料混合物的运送工序、使由运送装置运送的材料混合物在电场中通过，进行静电分选的分选工序的静电分选方法，运送装置具有振动的下板和与下板相向，为了材料混合物能够通过而离开下板配置的上板，运送工序中，通过下板的振动，对材料混合物在下板和上板之间一面使之反复碰撞，一面进行运送，所以，即使在带电时产生因静电力而聚结的粒子，也能够高精度地进行静电分选。
本发明的目的、特征、方面以及优点通过下面的详细说明和附图会更清楚。
附图说明
图1是基于本发明的实施方式1的静电分选装置的结构图。
图2是基于本发明的实施方式1的静电分选装置中的运送装置的结构图。
图3是基于本发明的实施方式2的静电分选装置的结构图。
图4是基于本发明的实施方式3的静电分选装置的结构图。
图5是基于本发明的实施方式4的再生塑料制造方法的流程图。
具体实施方式
下面，使用附图，说明本发明的实施方式。
<实施方式1>
图1是基于本发明的实施方式1的静电分选装置的结构图。如图1所示，由材料A、材料B、材料C构成的混合物6通过对由至少两种以上的材料构成的混合物6进行摩擦使之带电的带电装置1带电，由运送装置41运送至分选落下位置。为了使从分选落下位置落下的混合物6通过落下在电场中通过，进行分选，使之在夹着应产生电场的混合物6的落下路径相向地配置的接地电极21和高压电极22之间通过，落下到接地侧回收容器31、高压侧回收容器32、中央回收容器33中的任意一个容器，进行回收。接地电极21和高压电极22构成使混合物6的落下路径产生电场的电场产生装置。另外，虽然在带电装置1中，使用基于摩擦的带电方法，但是，也可以使用利用电晕放电等的其它的带电方法。
另外，图1中，表示通过材料A正带电在落下中被拉向接地电极21侧，落下到接地侧回收容器31，材料B和材料C负带电被拉向高压电极22侧，落下到高压侧回收容器32来进行分选的样子。另外，表示正带电的材料A的粒子和负带电的材料B和材料C聚结的物质中，聚结的整体的带电量减小，难以受到电场的影响，落下到在电场的中间位置设置的中央回收容器33的情况。
图2是基于本发明的实施方式1的静电分选装置中的运送装置41的结构图。如图2所示，运送装置41由为了运送通过带电装置1带电的混合物6而振动的下板51和与下板51相向地离开，为了混合物6能够通过而配置的上板52构成。下板51和上板52的间隙为作为分选对象的材料的粒子直径以上，以比材料的粒子直径大0.5mm～1.0mm左右的间隙为好。被投入到运送装置41的混合物6以因下板51的振动而跳跃，碰撞上板52，在碰撞到上板52后落下，碰撞下板51的方式，一面反复向下板51以及上板52碰撞，一面被运送到分选落下位置。通过此时的碰撞的冲击力，因静电力而聚结的混合物6中的材料被分离。另外，虽然上板52被固定也可以，但是，还是使之与下板51同样地振动的情况，向下板51以及上板52的碰撞产生的混合物6中的材料的分离效率要高。另外，虽然混合物6是通过在下板51上振动被运送，但是，为了更有效地进行运送，也可以使下板51向运送方向倾斜。
象这样，实行由带电装置1使两种以上的材料混合物带电的带电工序、由运送装置41将带电的材料混合物向电场产生装置的落下位置运送的运送工序、使由运送装置41运送的材料混合物落下在电场中，进行静电分选，运送装置41具有振动的下板51和与下板51相向，为了材料混合物能够通过而离开下板41配置的上板52，运送工序中，通过下板41的振动，对材料混合物在下板41和上板52之间一面使之反复碰撞，一面进行运送，因此，有效地进行因静电力而聚结的混合物6中的材料的分离，分选的分离效率提高。即，防止正带电的粒子和负带电的粒子聚结，落下到中央回收容器33的情况，正带电的粒子和负带电的粒子落下到原本应落下的接地侧回收容器31、高压侧回收容器32。另外，虽然若在没有上板52的结构中，对下板41施加强的振动，则存在粒子从运送装置41飞散的可能性，但是，在本发明的实施方式1中，是在被夹在下板41和上板52之间的空间进行传播，所以，能够将混合物6稳定、切实地运送到落下位置。
例如，在按照由三种带电性材料构成的混合物6的材料A、材料B、材料C的顺序容易正带电，通过带电装置1，材料A正带电、材料B以及材料C负带电的情况下，下板51以及上板52中的与混合物6的接触面的材质若由铁等导电材料构成，则混合物6的带电量在运送中明显降低，因此，需要是绝缘性的材料。但是，例如若使材质为绝缘性的材料C，则存在负带电的混合物6中的材料B由于与下板51以及上板52碰撞时产生的摩擦而正带电的可能性。因此，下板51以及上板52中的与混合物6的接触面的材质有必要是材料A或材料B或带电列在材料A和材料B之间的材料。
即，运送装置41的上板52以及下板51的与材料混合物接触的面的材质若是具有从正带电的材料的带电列到负带电的材料的带电列之间的带电列的材料，则能够防止各自的带电的极性在运送中反转或它们的带电量在运送中降低的情况。
另外，在混合物6由三种以上正或负带电的材料构成的情况下，上板52以及下板51中的与混合物6接触的面的材质可以是构成混合物6的材料，即，正带电的材料中的带电列为最负侧的材料、负带电的材料中的带电列在最正侧的材料、或者最负侧的材料和最正侧的材料之间的带电列的材料。通过使用这些材料，因带电装置1而带电的混合物6中的材料A、材料B、材料C分别在维持了带电极性以及带电量的状态下，在运送装置41中被运送，在接地电极21和高压电极22之间产生的电场中落下、通过，据此，能够使材料A被分选回收到接地侧回收容器31，使材料B以及材料C被分选回收到高压侧回收容器32。另外，下板51以及上板52中的与混合物6的接触面的材质只要满足上述的条件，任何材料均可。例如，在象用材料A构成下板51，用材料B构成上板52这样的用不同的材质构成的情况下，不仅能够维持混合物6中的材料的带电量，而且，由于材料B以及材料C通过与下板51的接触而负带电，材料A通过与上板52的接触而正带电，所以，能够得到材料A、材料B、材料C的各自的带电量增大的效果。
作为使用基于本发明的实施方式1的静电分选装置的实施例，对例如分选将ABS(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，AcrylonitrileButadiene Styrene)树脂、PS(聚苯乙烯Polystyrene)树脂、PP(聚丙烯Polypropylene)树脂各自以大致3∶6∶1的比例混合的塑料的混合物的情况进行说明。带电列为按照ABS树脂、PS树脂、PP树脂的顺序容易正带电，若通过带电装置1使它们的混合物6带电，则ABS树脂正带电，PS树脂以及PP树脂负带电。若使运送装置41中的下板51以及上板52的材质为ABS树脂，进行混合物6的分选，则被回收到接地侧回收容器31的ABS树脂可以以纯度99.5％，回收率75％进行分选。另外，回收率是指相对于投入的ABS树脂的总量所回收的ABS树脂的量的比例。
由于上述情况，抑制了正带电的材料和负带电的材料因静电力而聚结的情况，维持了带电量，能够通过简单的构造，高精度地进行分选。
另外，也可以使用接地电极21或者高压电极22由旋转鼓构成，使由运送装置41运送的材料混合物落下到旋转鼓上，分选成通过静电力被旋转鼓吸引的材料和排斥的材料、或被吸引的材料和被排斥的材料和既没有被吸引也没有被排斥，而是伴随着鼓的旋转而落下的材料的分选装置。
<实施方式2>
本发明的实施方式2的特征是，通过具备两台以上实施方式1记载的静电分选装置并将其串联配置，用各静电分选装置依次分选至少两种以上的混合物6。图3是基于本发明的实施方式2的静电分选装置的结构图。如图3所示，被回收到高压侧回收容器32的材料B以及材料C通过第二带电装置10带电，由第二运送装置42运送到分选落下位置。从分选落下位置落下的材料B以及材料C在第二接地电极23和第二高压电极24之间产生的电场中通过，落下到第二接地侧回收容器34、第二高压侧回收容器35、第二中央回收容器36中的任意一个容器，被回收。另外，第二运送装置42的第二下板53以及第二上板54中的与混合物6的接触面的材质有必要是材料B或材料C或带电列在材料B和材料C之间的材料。通过使用这些材料，因第二带电装置10而带电的材料B、材料C分别在维持了带电极性以及带电量的状态下，在第二运送装置42中被运送，通过第二接地电极23以及第二高压电极24，材料B能够被分选回收到第二接地侧回收容器34，材料C能够被分选回收到第二高压侧回收容器35。另外，由于其它的结构以及动作与实施方式1相同，所以这里省略说明。
作为使用基于本发明的实施方式2的静电分选装置的实施例，对例如分选将ABS树脂、PS树脂、PP树脂各自以大致3∶6∶1的比例混合的塑料的混合物的情况进行说明。带电列为按照ABS树脂、PS树脂、PP树脂的顺序容易正带电，若通过带电装置1，使它们的混合物6带电，则ABS树脂正带电，PS树脂以及PP树脂负带电。使运送装置41中的下板51以及上板52的材质为ABS树脂，使第二运送装置42中的第二下板53以及第二上板54的材质为PS树脂，进行了混合物6的分选。分选的结果是，回收到接地侧回收容器31的ABS树脂可以以纯度99.5％，回收率75％进行分选，回收到第二接地侧回收容器34的PS树脂可以以纯度99.1％，回收率72％进行分选，另外，回收到第二高压侧回收容器35的PP树脂可以以纯度96.3％，回收率78％进行分选。
由于上述情况，抑制了正带电的材料和负带电的材料因静电力而聚结的情况，维持了带电量，通过将多台静电分选装置串联配置，能够通过简单的构造，高精度地分选多种材料混合物。
另外，在本发明的实施方式2中，虽然对回收的两种材料进一步进行了分选，但是，通过对回收的一种材料进一步进行分选，能够进一步提高纯度。
<实施方式3>
本发明的实施方式3的特征是，通过使回收到实施方式1的中央回收容器33或实施方式2的第二中央回收容器36的材料返回到带电装置1或运送装置41，来提高分选的材料的回收率。即，特征是使在分选工序中落下到电场的中间的材料混合物6返回带电工序或运送工序。图4是基于本发明的实施方式3的静电分选装置的结构图。如图4所示，被回收到中央回收容器33的材料通过回收材料输送装置7返回带电装置1。被回收到中央回收容器33的材料是在由于带电装置1的带电不充分或在运送装置41中因静电力的原因聚结的粒子分离不充分而聚结的粒子整体中，带电小的材料。这些材料若带电充分或没有聚结，则原本是应被回收到接地侧回收容器31或高压侧回收容器32的任意一个的材料。但是，因为象上述那样带电量小，所以，基本不受实施方式1的中央回收容器33或实施方式2的第二中央回收容器36等、接地电极21和高压电极22产生的电场的影响，落下到电场的中间被回收。由于这些材料，导致接地电极21以及高压电极22进行的分选的精度降低。因此，通过使用回收材料输送装置7，使被回收到中央回收容器33的材料返回带电装置1，来进行再次分选。虽然也可以使被回收到中央回收容器33的材料返回到运送装置41，但是，因为也考虑被回收的材料的带电量的降低，所以，更好的是返回到带电装置1。
另外，也可以使用接地电极21或高压电极22由旋转鼓构成，使由运送装置41运送的材料混合物落下到旋转鼓上，对通过静电力被旋转鼓吸引的材料和排斥的材料进行分选、或者分选成被吸引的材料和被排斥的材料和既没有被吸引也没有被排斥，而是伴随着鼓的旋转而落下的材料的分选装置，该情况下，使用回收材料输送装置7，使既没有被鼓吸引也没有被排斥，而是落下的材料返回到带电装置1。
由于上述情况，通过对分选精度不足的材料进行再次分选，能够提高材料的回收率，能够通过简单的构造，高精度地进行分选。
虽然对本发明进行了详细的说明，但是，上述的说明在所有的方面只是例示，本发明并非限定于此。未例示出的很多变形例可以解释为不脱离本发明的范围能够想到的情况。
<实施方式4>
本发明的实施方式4是在将废弃的家电产品粉碎，对金属和塑料混合物进行了分选后，进一步按照种类对塑料混合物进行分选，做成新家电产品的塑料零件的材料的再生塑料制造方法中，其特征是，使用实施方式1以及实施方式2记载的静电分选装置以及静电分选方法。
图5是基于本发明的实施方式4的再生塑料制造方法的流程图。根据图5所示的流程，由被废弃的家电产品制造再生塑料。被废弃的家电产品首先通过手工解体等回收解体容易有价值的金属类、零件类。手工解体后的废弃家电产品8是难以解体和回收的金属塑料类的复合物，一般在进行了粉碎处理9后，由利用比重或磁力的金属分选处理91，粗分为金属混合物81和薄片状的塑料混合物82。
塑料混合物82主要含有大量用于家电产品的PP树脂、ABS树脂、PS树脂。在塑料混合物82的分选中，首先进行利用了塑料的比重差的比重分选工序92，比重轻的PP树脂薄片83以99％以上的纯度被分选、回收。PP树脂薄片83经PP熔融搅拌工序94，从制品粉碎后的薄片状被加工成作为塑料零件的成形材料使用的圆球状，得到再生PP树脂87。另一方面，在通过比重分选工序92回收了PP树脂后剩余的重塑料混合物84以大约3∶6∶1的比例含有ABS树脂、PS树脂以及比重超过填充材料1.0的PP树脂。上述重塑料混合物84由于比重差小，难以进行比重分选进行的高纯度的分选，所以，进行利用了摩擦带电的静电分选工序93。经静电分选工序93被回收的ABS树脂薄片85通过ABS熔融搅拌工序95，成为再生ABS树脂88，PS树脂薄片86经PS熔融搅拌工序96，成为再生PS树脂89。
另外，可以使用在PP熔融搅拌工序94、ABS熔融搅拌工序95以及PS熔融搅拌工序96，根据需要，使熔融的树脂通过网孔，除去未熔融的异物的手法、添加抗氧化剂等提高再生树脂的性能、品质的改性材料等手法。
在上述静电分选工序93中，通过使用实施方式1以及实施方式2记载的静电分选装置以及静电分选方法，能够以纯度99％以上且回收率也为70％以上分选ABS树脂薄片85以及PS树脂薄片86。另外，通过使用实施方式3记载的静电分选方法，能够使合计回收率在90％以上。
异种树脂或异物的混入，为了确保再生塑料的机械物理性，要求被分选回收的树脂薄片至少在95％以上，好的是99％以上的纯度。特别是，通过以99％以上的纯度分选，能够削减或降低为了付与与新材料相同的性能、品质而在熔融搅拌工序中添加的改性材料，因此，不仅能够提高再生塑料的性能，还能够将制造成本抑制在具有同等性能的新材料塑料的制造成本以下。
由于上述情况，能够以新材料塑料以下的成本制造与新材料具有同等的性能的再生塑料。
Claims (6)
1.一种静电分选方法，所述静电分选方法具备：
使两种以上的材料混合物带电的带电工序、
由运送装置运送带电的上述材料混合物的运送工序、
使由上述运送装置运送的上述材料混合物在电场中通过，进行静电分选的分选工序，
其特征在于，上述运送装置具有振动的下板和与上述下板相向，为了上述材料混合物能够通过而离开上述下板配置的上板，上述运送工序中，通过上述下板的振动，使上述材料混合物向上述下板和上述上板反复碰撞而使由于静电力而聚结了的上述材料混合物分离，同时，对上述材料混合物进行运送，
上述带电工序是将上述材料混合物做成正带电的材料和负带电的材料的材料混合物的工序，上述运送装置的上述上板以及上述下板中的与上述材料混合物接触的面的材质是上述正带电的材料中的带电列在最负侧的材料、上述负带电的材料中的带电列在最正侧的材料、或者上述最负侧的材料和上述最正侧的材料之间的带电列的材料，
上述上板和上述下板的与上述材料混合物接触的面的材质是互不相同的材质。
2.如权利要求1所述的静电分选方法，
其特征在于，在上述分选工序中，使被回收到上述电场的中间的上述材料混合物返回上述带电工序或上述运送工序。
3.一种再生塑料制造方法，所述再生塑料制造方法将被分选的塑料再次做成用于新制品的塑料零件的材料，
其特征在于，具备：(a)混合粉碎被废弃的制品的工序、
(b)在上述工序(a)后，分成金属和塑料混合物的工序、
(c)按种类分选上述塑料混合物的工序，
在上述工序(c)中，使用权利要求1或2所述的静电分选方法。
4.一种静电分选装置，所述静电分选装置具备：
使两种以上的材料混合物带电的带电装置、
运送带电的上述材料混合物的运送装置、
在由上述运送装置运送的上述材料混合物的通过路径产生电场的电场产生装置，
其特征在于，上述运送装置具有振动的下板和与上述下板相向，为了上述材料混合物能够通过而离开上述下板配置的上板，上述下板通过振动，使上述材料混合物向上述下板和上述上板反复碰撞而使由于静电力而聚结了的上述材料混合物分离，同时，对上述材料混合物进行运送，
上述带电装置将上述材料混合物做成正带电的材料和负带电的材料的材料混合物，上述运送装置的上述上板以及上述下板中的与上述材料混合物接触的面的材质是上述正带电的材料中的带电列在最负侧的材料、上述负带电的材料中的带电列在最正侧的材料、或者上述最负侧的材料和上述最正侧的材料之间的带电列的材料，
上述上板和上述下板的与上述材料混合物接触的面的材质是互不相同的材质。
5.一种静电分选方法，其特征在于，具备两台以上权利要求4所述的静电分选装置，
通过串联配置上述两台以上的静电分选装置，由各上述静电分选装置依次分选上述至少两种以上的材料混合物。
6.一种再生塑料制造方法，所述再生塑料制造方法将被分选的塑料再次做成用于新制品的塑料零件的材料，
其特征在于，具备：(a)混合粉碎被废弃的制品的工序、
(b)在上述工序(a)后，分成金属和塑料混合物的工序、
(c)按种类分选上述塑料混合物的工序，
在上述工序(c)中，使用权利要求4或5所述的静电分选装置或方法。
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