JP2001121035A

JP2001121035A - プラスチック選別装置

Info

Publication number: JP2001121035A
Application number: JP30615599A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Inoue; 鉄也井上; Hiroyuki Daiku; 博之大工; Hidehiko Maehata; 英彦前畑; Takeshi Kato; 剛加藤
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-05-08

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にプラスチック片２を供
給する定量供給装置５が、摩擦帯電されたプラスチック
片２を定量ずつ供給する定量供給容器２１と、この定量
供給容器２１と金属ドラム電極６との間で所定角度下向
きに傾斜して配置され、定量供給容器２１から供給され
たプラスチック片２を金属ドラム電極６に導く板状の供
給トレイ２２と、この供給トレイ２２に振動を与える振
動装置２３と、供給トレイ２２の上方に配置され、この
供給トレイ２２の表面と所定高さのすき間３１を形成す
る仕切り部材３２とから構成されたもの。

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６に示すようなプラスチック選別装置
１０１がある。このプラスチック選別装置１０１は、複
数種のプラスチック片１０２を投入するホッパ１０３の
下方に配置されて、プラスチック片１０２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１０４
と、この摩擦帯電装置１０４の下方に配置されて、帯電
したプラスチック片１０２を極性・帯電量に応じて分離
するための静電分離装置１０５とから構成されている。

【０００３】そして、この静電分離装置１０５は、摩擦
帯電装置１０４のシュートの下方に配置された金属ドラ
ム電極１０６と、この金属ドラム電極１０６の斜め上方
に配置された高電圧電極１０７と、金属ドラム電極１０
６の外周面に付着したプラスチック片１０２を掻き落と
すためのブラシ１０８とを備えている。なお、前記金属
ドラム電極１０６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
１０７には例えば高圧電源装置１０９の陰極が接続さ
れ、高圧電源装置１０９の陽極は接地されている。この
接続により、高電圧電極１０７と金属ドラム電極１０６
との間に選別用静電場１１０が形成される。また、この
選別用静電場１１０を通過したプラスチック片１０２を
種類別に回収するため、セパレータ１１１によって仕切
られた第一分離容器１１２および第二分離容器１１３が
金属ドラム電極１０６の下方に配置し固定されている。

【０００４】上記プラスチック選別装置１０１におい
て、プラスチック片１０２をホッパ１０３へ投入する
と、プラスチック片１０２がホッパ１０３から摩擦帯電
装置１０４へ投入されて攪拌され、プラスチック片１０
２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１０５に
落下して選別用静電場１１０を通過したプラスチック片
１０２は極性・帯電量ごとに別々の容器１１２、１１３
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１０５では、図７に示すように、摩擦帯電したプ
ラスチック片１０２が回転する金属ドラム電極１０６に
落下すると、このプラスチック片１０２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１０２が移動して静電場１１０内に入ると金属ドラ
ム電極１０６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１１４には金属ドラム電極１０６に
吸着する方向に、また金属ドラム電極１０６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１１５
には金属ドラム電極１０６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１０６の外方向であれば、プラスチック片
１１５はドラムから離れる方向に移動し、金属ドラム電
極１０６の中心方向であればプラスチック片１１４は金
属ドラム電極１０６の下方に落下する。

【０００６】そして、プラスチック片１０２の分離は、
上述したプラスチック片１０２に作用する力を制御する
ように、高圧電源装置１０９の電圧、セパレータ１１１
の位置等の装置側の条件を設定して行う。従って、高精
度の分離を行うための条件の一つとして、プラスチック
片１０２に作用する力である鏡像力Ｆ_mおよび遠心力Ｆ_c
を確実に作用させることが必要であり、そのためには、
すべての供給されるプラスチック片が一層でもって金属
ドラム電極１０６上に分散される必要がある。

【０００７】しかし、摩擦帯電装置１０４からシュート
を介して供給されるプラスチック片１０２は、積層され
て塊状でもって金属ドラム電極１０６上に供給されて積
層状態になり易く、従ってプラスチック片１０２に対し
て上記鏡像力Ｆ_mおよび遠心力Ｆ_cがうまく作用せず、プ
ラスチック片１０２の分離を確実に行えない場合があ
る。

【０００８】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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項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、上記摩擦帯電
装置で帯電されたプラスチック片を上記静電分離部に供
給するための供給装置と、上記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
記供給装置に、帯電されたプラスチック片を上記ドラム
電極上に導く供給トレイと、この供給トレイを振動させ
るための振動装置とが具備されているものである。

【００１０】上記構成によると、プラスチック片をドラ
ム電極へと導く供給トレイに、振動装置を具備させたこ
とにより、供給トレイ上を塊状でもって流れるプラスチ
ック片に振動を与えることができ、従って薄い層にする
ことができる。また、請求項２のプラスチック選別装置
は、請求項１のプラスチック選別装置において、供給ト
レイの上方に、このトレイ表面との間に所定高さのすき
間を形成する仕切り部材が設けられたものである。

【００１１】上記構成によると、プラスチック片が仕切
り部材と供給トレイとの間に形成されたすき間を通過す
るので、このすき間の高さに応じた薄い層にすることが
できる。さらに請求項３のプラスチック選別装置は、請
求項１または請求項２のプラスチック選別装置におい
て、供給トレイの表面に多数の突起が形成されているも
のである。

【００１２】上記構成によると、供給トレイ上に多数の
突起を形成することにより、プラスチック片が確実に薄
い層となるように、プラスチック片の流れを均一化する
ことができる。

【００１３】

【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５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は、異なる複
数種の樹脂系のプラスチック片を各種類毎に分離回収す
るものである。すなわち、プラスチック片は摩擦帯電装
置により摩擦帯電させると、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、例えばプラスチッ
ク片としてＰＰ（ポリプロピレン）とＰＥ（ポリエチレ
ン）を摩擦帯電装置で攪拌して帯電させると、ＰＰは
（−）に、ＰＥは（＋）に帯電し、種類毎に分離回収さ
れる。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。

【００１４】すなわち、図１に示すように、本発明の実
施の形態におけるプラスチック選別装置１は、プラスチ
ック片２として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を供給する定量供給装置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
ための回収容器１１を有する回収部１２とから構成され
ている。

【００１５】また、上記定量供給装置５には、図２に示
すように、摩擦帯電されたプラスチック片２を定量ずつ
供給する定量供給容器２１と、この定量供給容器２１と
金属ドラム電極６との間で所定角度下向きに傾斜して配
置され、定量供給容器２１から供給されたプラスチック
片２を金属ドラム電極６に導く板状の供給トレイ２２
と、この供給トレイ２２に振動を与える振動装置２３と
から構成されている。

【００１６】この振動装置２３は、上記トレイ２２の下
面に接触するようにかつ偏心した位置で回転自在に支持
された円筒体２４（板状であってもよい）と、この円筒
体２４を回転させる電動機（図示せず）と、トレイ２２
を振動可能にその支持フレーム２５に支持するための複
数個の弾性支持部材２６とから構成されている。この弾
性支持部材２６は、例えば、複数個のコイルバネにより
構成され、上記トレイ２２の複数箇所、例えばトレイ２
２の底面および端壁部に連結されて、トレイ２２を円筒
体２４から離れないように、支持フレーム２５側に支持
するものである。勿論、複数個のコイルバネの取付け方
向および取付け位置については、適宜、変更し得るもの
である。

【００１７】さらに、上記供給トレイ２２の上方には、
この供給トレイ２２の表面と所定高さのすき間３１を形
成する仕切り部材３２が配置され、供給トレイ２２上を
流れるプラスチック片２は、上記すき間３１を通過する
ことにより、すき間３１の高さに応じて均一に薄くなっ
てトレイ２２上を流れるようにされている。この仕切り
部材３２は、上記すき間３１を形成する矩形状の仕切り
板３３と、この仕切り板３３を支持する矩形状の支持板
３４と、この支持板３４に仕切り板３３をその高さ方向
で調節可能に支持する支持具３５とから構成されてい
る。

【００１８】また、この支持具３５は、下部が仕切り板
３３に連結されるとともに上部にねじ部が形成された支
持棒３６と、上記支持板３４に固定されるとともに上記
支持棒３６のねじ部が挿通される孔（図示せず）が形成
されたブラケット３７と、このブラケット３７に挿通さ
れた支持棒３６を調節可能に固定する一対のナット３８
とから構成されている。そして、これら一対のナット３
８を回転させることにより仕切り板３３をその高さ方向
に移動させ、仕切り板３３と供給トレイ２２とのすき間
３１を調整することができる。

【００１９】また、図１に示すように、上記回収部１２
は、平面視矩形状の回収容器１１と、その内部で金属ド
ラム電極６側に配置される第１セパレータ（仕切り壁）
４１および高電圧電極側８に配置される第２セパレータ
（仕切り壁）４２と、この２つのセパレータ４１、４２
で仕切られることにより形成される３つの回収室、すな
わち金属ドラム電極６の下方に配置される第１回収室４
３と高電圧電極８の下方に配置される第２回収室４４お
よび上記第１、第２回収室の間に配置される第３回収室
４５と、上記第１および第２セパレータ４１、４２の位
置を制御する制御部４６とから構成されている。また、
各回収室４３、４４、４５の下方には回収されたプラス
チック片２を運搬するコンベア５１、５２、５３がそれ
ぞれ配置されている。

【００２０】上記第１および第２セパレータ４１、４２
はそれぞれ水平に配置された移動レール（図示せず）で
両側をガイドされるとともに、上記移動レールに平行に
配置されモータ等の駆動装置５４により回転されるねじ
機構５５（ボールねじなどが用いられる）によって、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
可能とされている。

【００２１】そして、投入するプラスチック片２の種
類、混合比、印加する電圧等から算出されるプラスチッ
ク片２の落下位置に応じて、最適な回収率および純度を
得られるように、上記制御部４６で駆動装置５４を介し
て各セパレータ４１、４２の位置を調節している。な
お、セパレータの移動手段としては、ねじ機構の他、シ
リンダー装置等を用いてもよい。

【００２２】上記構成において、投入されたプラスチッ
ク片２は摩擦帯電装置３において帯電され、その排出口
４から定量供給容器２１に投入された後、定量ずつ供給
トレイ２２上に落下供給される。このとき、塊状でもっ
て落下供給されたプラスチック片２は、回転する円筒体
２４による振動を受けるため、供給トレイ２２上で均一
にならされ、さらに、供給トレイ２２と仕切り部材３２
とのすき間３１を通過することにより、プラスチック片
２はすき間３１の高さに応じた均一で薄い層となって金
属ドラム電極６上に供給される。従って、従来の技術で
説明した鏡像力および遠心力がプラスチック片２に対し
確実に作用する。

【００２３】そして、このプラスチック片２が金属ドラ
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
移動すると、摩擦帯電装置３により（＋）に帯電したＰ
Ｅ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が働く。この
とき、（−）に帯電したＰＥに作用する上記３つの力、
すなわち鏡像力、遠心力、静電力のベクトル和は金属ド
ラム電極６の外方向となるため、ＰＥは高電圧電極８に
引き寄せられ、第２回収室４４に回収される。一方、
（＋）に帯電したＰＰ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に引き寄せられて第１回収室４３に回収され、また金
属ドラム電極６に付着したＰＰはブラシ１０によって第
１回収室４３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、第１回収室４３と第２
回収室４４の間の第３回収室４５に回収される。

【００２４】上記第３回収室４５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、純度の低いプラスチック片２を再度分離回収し、回
収率を向上させることができる。このように、本発明の
実施の形態によれば、上記定量供給装置５における供給
トレイ２２上でプラスチック片２に振動を与えるととも
に、所定高さのすき間３１を通過させて、均一で薄い層
にするため、金属ドラム電極６上で、上記鏡像力および
遠心力を確実に作用させることができる。従って、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、予めこれらの力等に基づいて設定されたセパレータ
４１、４２等の装置側の条件を調整する必要がないた
め、安定したプラスチック片２の分離回収を行うことが
できる。

【００２５】なお、上記仕切り部材３２における支持具
３５を調節して仕切り板３３の高さを調整することによ
り、仕切り板３３と供給トレイ２２のすき間３１の距離
を変更することができるため、プラスチック片２の種類
に応じて適正なすき間３１を得ることができる。ところ
で、上記実施の形態の変形例として、図３〜図５に示す
ように、上記供給トレイ２２の表面上に多数の突起を形
成することもできる。すなわち、図３および図４は、供
給トレイ２２の表面上に半球状の突起６１または逆Ｖ字
状の突起６２をそれぞれ千鳥状に多数配置したものであ
る。また、図５は、斜面方向に対して互いに反対側に傾
斜させた一対の矩形状の板を、所定距離はなして配置し
た略Ｖ字形の突起であり、大小の２種類の突起６３、６
４を列ごとに交互に配置したものである。

【００２６】このような突起６１、６２、６３、６４が
形成された供給トレイ２２を振動させることにより、プ
ラスチック片２が確実に薄い層となるように、供給トレ
イ２２上におけるプラスチック片２の流れを均一化する
ことができ、さらに仕切り部材３２とトレイ２２の間を
通過させるので、プラスチック片２を所定高さの薄い層
にすることができる。

【００２７】なお、上記実施の形態の変形例では、突起
が形成された供給トレイ２２と仕切り部材３２の両方を
用いているが、仕切り部材３２を用いず、突起が形成さ
れたトレイ２２のみを振動させた場合であっても、プラ
スチック片２を薄い層にすることができる。また、上記
実施の形態では、各セパレータ４１、４２はねじ機構２
０によりそれぞれ水平方向へ移動可能とされていたが、
各セパレータ４１、４２の下端部にサーボモータを備え
た支軸を挿通固定し、このサーボモータで支軸を回転さ
せることによりセパレータを支軸回りに揺動させて、回
収室の開口部の幅を調節するようにしてもよい。

【００２８】

【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、摩擦帯電されたプラスチック片をドラム
電極へと導く供給トレイに、振動装置を具備させたの
で、上記トレイ上を塊状でもって流れるプラスチック片
に振動を与えて、薄い層にすることができる。従って、
ドラム電極上に供給されるプラスチック片に鏡像力およ
び遠心力を確実に作用させることができるので、落下位
置の変動が少なく、回収部におけるセパレータの位置等
を調節する必要がないので、効率のよい回収をすること
ができる。

【００２９】また、上記供給トレイの上方に、この供給
トレイ表面と所定高さのすき間を形成する仕切り部材を
配置することにより、プラスチック片はこのすき間を通
過し、より薄い層となってドラム電極に供給される。さ
らに、上記供給トレイ上に多数の突起を形成することに
より、プラスチック片が確実に薄い層となるように、ト
レイ上におけるプラスチック片の流れを均一化すること
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定量供給装置の要
部断面図である。

【図３】本発明の実施の形態における供給トレイの変形
例を示す平面図である。

【図４】本発明の実施の形態における供給トレイの変形
例を示す平面図である。

【図５】本発明の実施の形態における供給トレイの変形
例を示す平面図である。

【図６】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７】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５定量供給装置６金属ドラム電極７静電分離空間８高電圧電極１２回収部２２供給トレイ２３振動装置３２仕切り部材６１半球状突起６２逆Ｖ字状突起６３、６４略Ｖ字状突起

───────────────────────────────────────────────────── 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） 4D054 GA01 GA09 GB01 GB09

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、上記摩擦帯電装置で帯電されたプラスチッ
ク片を上記静電分離部に供給するための供給装置と、上
記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、上記供給装置に、帯電されたプ
ラスチック片を上記ドラム電極上に導く供給トレイと、
この供給トレイを振動させるための振動装置とが具備さ
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】供給トレイの上方に、このトレイ表面との
間に所定高さのすき間を形成する仕切り部材が設けられ
たことを特徴とする請求項１記載のプラスチック選別装
置。
【請求項３】供給トレイの表面に多数の突起が形成され
ていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のプラスチック選別装置。