JP2001096195A

JP2001096195A - プラスチック選別装置

Info

Publication number: JP2001096195A
Application number: JP27768599A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Daiku; 博之大工; Tetsuya Inoue; 鉄也井上; Hidehiko Maehata; 英彦前畑; Takeshi Kato; 剛加藤
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】リサイクル化に伴うプラスチック片の選別を種
類ごとに高精度で選別し得るプラスチック選別装置を提
供する。【解決手段】金属ドラム電極６と高電圧電極８の間に形
成される静電分離空間７を通過させるために摩擦帯電さ
れたプラスチック片２が、落下供給される金属ドラム電
極６の外周面において、金属ドラム電極６の回転軸に平
行な断面矩形状の突条部１７が所定間隔置きに多数形成
されたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リサイクル化に伴
うプラスチック片を種類ごとに選別するためのプラスチ
ック選別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ごみのリサイクル化が急速に推進
されつつある中で、粉砕されたプラスチック片を選別す
る技術として、図４に示すようなプラスチック選別装置
５１がある。このプラスチック選別装置５１は、複数種
のプラスチック片５２を投入するホッパ５３の下方に配
置されて、プラスチック片５２を種類ごとの極性・帯電
量に帯電させるための摩擦帯電装置５４と、この摩擦帯
電装置５４の下方に配置されて、帯電したプラスチック
片５２を極性・帯電量に応じて分離するための静電分離
装置５５とから構成されている。

【０００３】そして、この静電分離装置５５は、摩擦帯
電装置５４のシュートの下方に配置された金属ドラム電
極５６と、この金属ドラム電極５６の斜め上方に配置さ
れた高電圧電極５７と、金属ドラム電極５６の外周面に
付着したプラスチック片５２を掻き落とすためのブラシ
５８とを備えている。なお、前記金属ドラム電極５６
は、水平軸心回りに所定方向に回転自在に構成されてい
るとともに接地され、前記高電圧電極５７には例えば高
圧電源装置５９の陰極が接続され、高圧電源装置５９の
陽極は接地されている。この接続により、高電圧電極５
７と金属ドラム電極５６との間に選別用静電場６０が形
成される。

【０００４】また、この選別用静電場６０を通過したプ
ラスチック片５２を種類別に回収するため、セパレータ
６１によって仕切られた第一分離容器６２および第二分
離容器６３が金属ドラム電極５６の下方に配置し固定さ
れている。上記プラスチック選別装置５１において、プ
ラスチック片５２をホッパ５３へ投入すると、プラスチ
ック片５２がホッパ５３から摩擦帯電装置５４へ投入さ
れて攪拌され、プラスチック片５２ごとにその種類によ
る帯電列に従って所定の極性・帯電量に摩擦帯電され
る。その後、静電分離装置５５に落下して選別用静電場
６０を通過したプラスチック片５１は極性・帯電量ごと
に別々の容器６２，６３に収納される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記静電分
離装置５５では、図５に示すように、摩擦帯電したプラ
スチック片５２が回転する金属ドラム電極５６に落下す
ると、このプラスチック片５２には、鏡像力Ｆ_mと遠心
力Ｆ_cが作用する。さらに、このままプラスチック片５
２が移動して静電場６０内に入ると金属ドラム電極５６
と逆極性に帯電、すなわちマイナスに帯電したプラスチ
ック片６４には金属ドラム電極５６に吸着する方向に、
また金属ドラム電極５６と同極性に帯電、すなわちプラ
スに帯電したプラスチック片６５には金属ドラム電極５
６に反発する方向に静電力Ｆ_Sが働く。このとき、Ｆ_m、
Ｆ_c、Ｆ_Sのベクトルの和が金属ドラム電極５６の外方向
であれば、プラスチック片６５はドラムから離れる方向
に移動し、金属ドラム電極５６の中心方向であればプラ
スチック片６４は金属ドラム電極５６の下方に落下す
る。

【０００６】そして、プラスチック片５２の分離は、上
述したプラスチック片５２に作用する力を制御するよう
に、高圧電源装置５９の電圧、セパレータ６０の位置等
の装置条件を設定して行う。従って、高精度の分離を行
うためには、プラスチック片５２に作用する力の一つで
ある遠心力Ｆ_cを確実に作用させることが必要であり、
すなわち、金属ドラム電極５６の回転が、この金属ドラ
ム電極５６上にあるプラスチック片５２に完全に伝達さ
れなければならない。

【０００７】しかし、プラスチック片５２の表面は滑ら
かなものが多く、金属ドラム電極５６上を滑るため、ド
ラムの回転がプラスチック片５２にうまく伝達されない
ことから、プラスチック片５２の分離を確実に行えない
場合がある。そこで、本発明は上記課題を解決し得るプ
ラスチック選別装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る第１のプラスチック選別装置は、粉砕
された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させ
るための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配
置されて帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に
応じて静電分離して選別するための静電分離部と、この
静電分離部を通過して分離されたプラスチック片を別々
に回収するための回収部とが設けられ、上記静電分離部
は、所定の水平軸回りに回転自在なドラム電極と、この
ドラム電極に選別用静電場となる分離用空間を介して配
置される対向電極とを備え、上記摩擦帯電装置で種類ご
との極性・帯電量となったプラスチック片を、上記分離
用空間を通過させて分離回収するようにしたプラスチッ
ク選別装置であって、上記ドラム電極が、このドラム電
極の外周面上に供給されたプラスチック片に対し摩擦力
を生じさせる部材で構成されているものである。

【０００９】上記構成によると、ドラム外周面と供給さ
れたプラスチック片の間に摩擦力が生じるため、ドラム
電極の回転がプラスチック片に確実に伝達され、プラス
チック片に対し確実に遠心力が作用する。従って、プラ
スチック片が上記ドラム外周面上で滑って作用する遠心
力が大きく変化しないため、プラスチック片の落下位置
が変動せず、分離の制御性を向上させることができる。

【００１０】また、本発明に係る第２のプラスチック選
別装置は、粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌し
て摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電
装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をその
極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静電
分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラス
チック片を別々に回収するための回収部とが設けられ、
上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在なドラ
ム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分離用
空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩擦帯
電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチック
片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するように
したプラスチック選別装置であって、上記ドラム電極の
外周面に凹凸部が上記ドラム電極の回転軸に平行に形成
されているものである。

【００１１】上記構成によると、ドラム外周面に凹凸部
が形成されているため、ドラム外周面とプラスチック片
の間に摩擦力が生じ、プラスチック片は滑ることなく、
遠心力が確実に作用する。従って、プラスチックに作用
する力が大きく変化せず、プラスチック片の落下位置が
変動しないため、分離の制御性を向上させることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
るプラスチック選別装置を、図１〜図３に基づき説明す
る。本発明におけるプラスチック選別装置１は、異なる
複数種の樹脂系のプラスチック片（被選別粉砕ごみ）２
を各種類毎に分離回収するもので、例えばプラスチック
片２としてＰＰ（ポリプロピレン）とＰＥ（ポリエチレ
ン）を分離回収するものである。なお、ＰＰ、ＰＥは、
例えば予め５ｍｍ以下に破砕されたものが用いられる。

【００１３】すなわち、本発明のプラスチック選別装置
１は、ＰＰ、ＰＥを混入させて投入した状態で摩擦帯電
させる摩擦帯電装置３と、この摩擦帯電装置３における
開閉自在な排出口４の下方に配置され、プラスチック片
２の供給を制御する定量供給装置５と、この定量供給装
置５の下方近傍に配置されて所定の水平軸回りに回転自
在に構成されて接地された金属ドラム電極６と、この金
属ドラム電極６の斜め上方に配置されるとともに選別用
静電場となる分離用空間７を介して配置される高電圧電
極（対向電極）８と、この高電圧電極８に陰極が接続さ
れるとともに正極が接地されて高電圧電極８に電圧を印
加するための高圧電源装置９と、上記金属ドラム電極６
の外周面下部に配置されて金属ドラム電極６に付着した
プラスチック片２を掻き落とすためのブラシ１０と、上
記分離用空間７の下方に、これを通過して極性・帯電量
ごとに分離されたプラスチック片２を別々に回収するた
めの回収部１１とから構成されている。

【００１４】この回収部１１は、上記金属ドラム電極６
の下方に配置された回収室１２と、金属ドラム電極６か
ら高電圧電極８の方向に所定距離はなれて配置された回
収室１３と、上記回収室１２および回収室１３の間に配
置された回収室１４とからなる３つの回収室、および回
収室１２と回収室１４を仕切る仕切り壁１５と、回収室
１３と回収室１４を仕切る仕切り壁１６とから構成され
ている。

【００１５】上記両仕切り壁１５、１６は、上記金属ド
ラム電極６に近接離間するよう水平方向に移動調整自在
に構成され、また仕切り壁１５、１６を、各プラスチッ
ク片２に作用する力に基づく落下位置に応じて、水平方
向に移動させるための移動手段（図示せず）が設けられ
ている。また、上記金属ドラム電極８の外周面には、図
２に示すように、金属ドラム電極６の回転軸に平行な断
面矩形上の突条部（凹凸部の一例）１７が所定間隔おき
に多数形成されており、この突条部１７の高さおよび幅
は、例えば１〜２ｍｍとされている。

【００１６】ところで、選別するプラスチック片２を摩
擦帯電装置３により摩擦帯電させると、プラスチック片
２は、帯電列に従いプラスあるいはマイナスのどちらか
に帯電するが、上記ＰＰおよびＰＥを摩擦帯電装置３で
攪拌して帯電させると、ＰＰは（−）に、ＰＥは（＋）
に帯電する。このように帯電したプラスチック片２を摩
擦帯電装置３の排出口４から定量供給装置５に投入した
後、金属ドラム電極６上に落下供給すると、図２に示す
ように、プラスチック片には、鏡像力Ｆ_mと遠心力Ｆ_cが
作用する。そして、回転する金属ドラム電極６と高電圧
電極８によって形成される静電場７にプラスチック片２
が移動すると、摩擦帯電装置３により（＋）に帯電した
ＰＥは、陰極が接続された高電圧電極８に引き寄せられ
る方向に、また（−）に帯電したＰＰは、金属ドラム電
極６に引き寄せられる方向にそれぞれ静電力Ｆ_Sが働
く。

【００１７】このとき、（−）に帯電したＰＥ１８に作
用する上記３つの力Ｆ_m、Ｆ_cおよびＦ_Sのベクトル和は
金属ドラム電極６の外方向となるため、ＰＥ１８は高電
圧電極８に引き寄せられ、回収室１３に回収される。一
方、（＋）に帯電したＰＰ１９に作用する力のベクトル
和は、金属ドラム電極６の中心方向となるため、金属ド
ラム電極６に引き寄せられて回収室１２に回収され、ま
た金属ドラム電極６に付着したＰＰ１９はブラシ１０に
よって回収室１２に掻き落とされて回収される。そし
て、帯電量の少ないＰＰおよびＰＥは、回収室１２と回
収室１３の間の回収室１４に回収される。

【００１８】上記回収室１４に回収されたプラスチック
片２に関しては、除電後、再度摩擦帯電装置３に投入し
て摩擦帯電させ、上記動作を繰り返す。これにより、プ
ラスチック片２を帯電量ごとに分離し回収することがで
きる。ここで、プラスチック片２に作用する遠心力Ｆ_c
は、金属ドラム電極６の回転がプラスチック片２に伝達
されることにより生じるものであり、上記構成では、金
属ドラム電極６の外周面に矩形状の突条部１７が多数形
成されているため、プラスチック片２と金属ドラム電極
６の外周面との間に摩擦力が生じる。従って、金属ドラ
ム電極６の回転が十分にプラスチック片２に伝達される
ため、プラスチック片２には確実に遠心力Ｆ_cが作用す
る。

【００１９】このように、本発明の実施の形態によれ
ば、プラスチック片２に対し、上記遠心力Ｆ_cが確実に
作用するため、各プラスチック片２の落下位置は大きく
変動することがなく、従って、予めこれらの力に基づい
て設定された仕切り壁等の装置側の条件を調整する必要
がないため、プラスチック片２の分離の制御性を向上さ
せることができるとともに、回収したプラスチック片２
の純度を上げることができる。

【００２０】具体的には、ＰＰとＰＥの混合プラスチッ
ク片２を上記装置を用いて上記方法で分離した実験を行
った結果、上記矩形状の突条部１７を有しない装置に比
べ、ＰＰとＰＥの純度が９８％から９９％に１％程度向
上した。なお、上記実施の形態では、金属ドラム電極６
の外周面に矩形状の突条部１７を形成したが、図３に示
すように山形状の突条部２０を形成してもよい。

【００２１】また、突条部を形成する替わりに、プラス
チック片２と上記外周面の間に摩擦を生じさせる導電性
の部材、被膜、繊維等を上記外周面に取り付けても、上
記実施の形態と同様に、プラスチック片２に確実に遠心
力を作用させることができるため、分離の制御性を向上
することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明のプラスチック選別
装置によると、ドラム電極の外周面に摩擦を生じさせる
ための凹凸部が形成されているため、ドラム電極の外周
面とプラスチック片の間に摩擦力が生じ、ドラム電極の
回転をプラスチック片に遠心力として確実に伝達するこ
とができる。従って、プラスチック片がドラム電極の外
周面上で滑らず、遠心力が大きく変化しないため、プラ
スチック片の落下位置も大きく変動せず、分離の制御性
を向上させることができるとともに、回収したプラスチ
ック片の純度も上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるプラスチック選別
装置の概略構成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態における金属ドラム電極の
要部断面図である。

【図３】本発明の実施の形態における金属ドラム電極の
変形例を示す要部断面図である。

【図４】従来のプラスチック選別装置の概略構成を示す
断面図である。

【図５】従来のプラスチック選別装置における静電分離
部の概略構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１プラスチック選別装置２プラスチック片３摩擦帯電装置６金属ドラム電極７静電分離空間８高電圧電極１１回収部１７矩形状の突条部２０山形条の突条部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者前畑英彦大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内 (72)発明者加藤剛大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内Ｆターム(参考） 4D004 AA07 CA09 CB09 CB50 4D054 GA01 GA10 GB01 GB09 GB10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌
して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯
電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をそ
の極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静
電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラ
スチック片を別々に回収するための回収部とが設けら
れ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在な
ドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分
離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩
擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチ
ック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するよ
うにしたプラスチック選別装置であって、上記ドラム電
極が、このドラム電極の外周面上に供給されたプラスチ
ック片に対し摩擦力を生じさせる部材で構成されている
ことを特徴とするプラスチック選別装置。
【請求項２】粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌
して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯
電装置の下方に配置されて帯電したプラスチック片をそ
の極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための静
電分離部と、この静電分離部を通過して分離されたプラ
スチック片を別々に回収するための回収部とが設けら
れ、上記静電分離部は、所定の水平軸回りに回転自在な
ドラム電極と、このドラム電極に選別用静電場となる分
離用空間を介して配置される対向電極とを備え、上記摩
擦帯電装置で種類ごとの極性・帯電量となったプラスチ
ック片を、上記分離用空間を通過させて分離回収するよ
うにしたプラスチック選別装置であって、上記ドラム電
極の外周面に凹凸部が形成されていることを特徴とする
プラスチック選別装置。
【請求項３】凹凸部がドラム電極の回転軸に平行に形成
されていることを特徴とする請求項２に記載のプラスチ
ック選別装置。