JP2002234031A

JP2002234031A - プラスチック分別方法及びプラスチック分別装置

Info

Publication number: JP2002234031A
Application number: JP2001036724A
Authority: JP
Inventors: Akinari Nakayama; 明成中山; Kiyoshi Watanabe; 清渡辺
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】異種で比重の近いプラスチック材料が含まれ
ている混合プラスチックを分別、分離するためのプラス
チックの分別方法及び装置を提供する。【解決手段】比重の近い複数種のプラスチックが粉砕
混合された混合プラスチック３をベルトコンベア４によ
り供給し、このベルトコンベア４の上部を介挿するよう
に配置された一対の電極２ａ，２ｂに電磁波発振回路１
により高周波電力を供給する。電極２ａ，２ｂの間を通
過する混合プラスチック３は誘電加熱され、この内の高
損失係数プラスチック８は誘電加熱溶融し、他の低損失
係数のプラスチックは溶融しない。低損失係数のプラス
チックは自然落下やエアブロー１２により比重分離水槽
１３に回収され、その後、高損失係数プラスチック８は
スクレーパ５によりベルトコンベア４から剥離され、回
収容器７ａに回収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック分別
方法及びプラスチック分別装置に関し、特に、廃棄プラ
スチック屑に比重の近いものが含まれていても、分離・
分別することが可能なプラスチック分別方法及びプラス
チック分別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、不要になった家電製品や生活用品
はゴミとして処理されていたが、貴重な資源の有効利
用、環境破壊の防止等を目的として、近年では、生産者
等が回収して資源別に分け、再利用を積極的に図ること
が要望され、将来的には法的に義務付けられる方向にあ
る。例えば、家電製品は、金属、プラスチック、ゴム、
ビニール等、多種多様な素材を用いて作られており、こ
れらを再利用することができれば、資源産出のための省
エネルギー化、及び資源確保の簡略化を図ることができ
る。

【０００３】従来より、用いられているリサイクルの方
法には、以下の方法がある。（１）燃焼させてエネルギーを回収するサーマルリサイ
クル。（２）熱分解によるガス化、油化。（３）高炉還元剤とするフィードストックリサイクル。（４）プラスチック原材料として再生利用するマテリア
ルリサイクル。廃棄プラスチックを対象にした場合、付加価値の高いま
ま再生利用できる上記（４）のマテリアルリサイクルが
最も適している。しかし、市場から回収された廃棄プラ
スチックには、様々な種類のプラスチックが混在してい
るため、マテリアルリサイクルを進める上でプラスチッ
クの分別技術は大きな役割を占めることになる。

【０００４】現在、提案されている分離、分別技術を大
別すると、以下のようになる。（ａ）液体流や風力による分離、分別。（ｂ）ふるい分けによる分離、分別。（Ｃ）磁気による分離、分別。（ｄ）比重による分離、分別。（ｅ）遠心力による分離、分別。（ｆ）帯電による分離、分別。これらは、主に廃プラスチックのボトルと金属のキャッ
プやラベル等の分離、またはシュレッダーダストからの
金属の回収を対象にしており、プラスチックと他の物質
を分離するものである。異種のプラスチックを分別及び
分離する目的に限ると、前記のうちの（ａ）、（ｄ）、
（ｆ）が利用可能である。しかし、（ａ）と（ｄ）は比
重差を利用するため、比重が近い異種のプラスチックの
分別には不向きである。（ｆ）は帯電特性の近いプラス
チックが混在した場合、精度の高い分別回収が困難であ
る。

【０００５】ところで、廃棄電線や廃棄ケーブルは、銅
の再利用を図るために回収されている。その際、線材の
表面に設けられている被覆材料のポリ塩化ビニール（Ｐ
ＶＣ）とポリエチレンは比重分離法により分別回収さ
れ、ＰＶＣの一部は床材や靴底等にリサイクルされてい
る。しかし、最近、地球環境保護の意識が高まるに伴
い、被覆材料にＰＶＣではなく耐燃性ポリエチレンを使
用した環境対応型電線やケーブルが普及しつつある。耐
燃性ポリエチレンとは、エチレン系ポリマに金属水酸化
物を混和した組成物であり、燃焼時に有害なハロゲンガ
スやダイオキシンを発生しない材料として知られてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のプラス
チック分別法によると、被覆材料に耐燃性ポリエチレン
を用いた場合、ＰＶＣと同等の比重を有するため、上記
した様な比重差を利用した分離・分別法を採用できない
という不具合がある。

【０００７】本発明の目的は、比重の近い異種プラスチ
ック材料が含まれている混合プラスチックを分別、分離
するためのプラスチックの分別方法及び装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、第１の特徴として、廃棄プラスチックを
粉砕することにより誘電体損失が異なる二種類以上のプ
ラスチックを含む混合プラスチック屑を得、前記混合プ
ラスチック屑に誘電加熱を施すことにより発熱させ、発
熱による性状変化を利用してそれぞれのプラスチックを
分別することを特徴とするプラスチック分別方法を提供
する。

【０００９】この方法によれば、廃棄プラスチックを粉
砕することによって、誘電体損失が異なる二種類以上の
プラスチックを含む混合プラスチック屑が得られ、この
混合プラスチック屑を誘電加熱することにより、その発
熱による性状の変化、例えば、溶融の有無により種類毎
の分別が可能になる。したがって、二種類以上のプラス
チックが混合されていても、種類別に分離、分別するこ
とが可能になる。

【００１０】本発明は、上記の目的を達成するため、第
２の特徴として、廃棄プラスチックを粉砕した二種以上
のプラスチックを含む混合プラスチック層に誘電加熱を
施すことにより、一のプラスチックは溶融するが他のプ
ラスチックは溶融しない性状とし、溶融した前記一のプ
ラスチックを第三部材に付着させることにより溶融しな
い前記他のプラスチックと分別し、更に、溶融しない前
記他のプラスチックを比重差を利用して二以上のプラス
チックに分別することを特徴とするプラスチック分別方
法を提供する。

【００１１】この方法によれば、廃棄プラスチックを粉
砕することによって、誘電体損失が異なる二種類以上の
プラスチックを含む混合プラスチック屑が得られ、この
混合プラスチック屑を誘電加熱することにより溶融する
プラスチックと溶融しないプラスチックとが生成され、
溶融したものを第三部材に付着させることにより、溶融
しないプラスチックは比重差の利用により溶融したプラ
スチックから分離されるので、二種以上のプラスチック
に分別することができる。したがって、二種以上のプラ
スチックが混合されていても、種類別に分離、分別する
ことが可能になる。

【００１２】本発明は、上記の目的を達成するため、第
３の特徴として、廃棄プラスチックを粉砕することによ
り得た誘電体損失が異なる二種類以上のプラスチックを
含む混合プラスチック屑の搬送手段と、前記搬送手段の
途中に設けられた誘電加熱手段と、前記誘電加熱手段に
よって誘電加熱を施すことにより溶融した一のプラスチ
ックを第三部材に付着させ、溶融しない他のプラスチッ
クを分別する分別手段を有することを特徴とするプラス
チック分別装置を提供する。

【００１３】この構成によれば、廃棄プラスチックを粉
砕することにより得られた混合プラスチック屑は、誘電
体損失の異なる二種類以上のプラスチックを含み、この
混合プラスチック屑は搬送手段によって搬送される。そ
の搬送過程おいて、混合プラスチック屑は誘電加熱手段
により誘電加熱され、二種類以上のプラスチックの内の
１つの種類のプラスチックが溶融し、この溶融プラスチ
ックは溶融により第三部材に付着する。したがって、溶
融するものとしないものに分別できるため、二種以上の
プラスチックが混合していても、分離、分別することが
可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明者らは、各種プラスチック材料の分
子構造に起因する特徴を最大限に引き出し、分離・分別
技術として応用する検討を行ってきた。その結果、誘電
体であるプラスチック材料に電磁波を印加する誘電加熱
の方法が、分離・分別に極めて有効であることを見出し
た。すなわち、誘電加熱によりプラスチックを発熱及び
溶融し、その形態や物理的性状の変化を利用して、発熱
し難いプラスチックと分別を行うことにより、従来の比
重分別法では不可能であった比重の近い複数のプラスチ
ック材料の分離・分別を可能にした。

【００１５】誘電加熱は、プラスチック等の誘電体に電
磁波を印加して加熱する方法である。電界内に設置され
た誘電体には分子の分極が生じる。このとき、電磁波の
ように電界の方向が早い速度で変化する場合、双極子は
反転し、周囲の分子との間で摩擦を受け、電界の変化の
速度に追従できなくなる。その結果、摩擦によるエネル
ギーが誘電体の内部で消費され（誘電体損失）、誘電体
内で熱に変わることにより発熱する。この原理は、プラ
スチック分野ではＰＶＣの溶着や接着剤の乾燥、成型加
工前の余熱等を行うための装置に利用されている。プラ
スチック材料は、その分子構造により固有の極性を有す
るため、電磁場においては、分極のし易さが異なるた
め、発熱の程度が大きく異なる。理論的には誘電体損失
として誘電体（プラスチック材料）内で熱となって消費
される電力Ｐは、周波数をｆ、電界の強さをＥ、比誘電
率をεｒ、誘電正接をｔａｎδとすると、次式で表され
る。Ｐ∝ｆ×Ｅ2 ×εｒ×ｔａｎδ ［Ｗ／ｍ3 ］ここで、電力Ｐは比誘電率εｒ及び誘電正接ｔａｎδに
より変化する。また、εｒ×ｔａｎδは損失係数であ
り、この値が大きいほど加熱されやすい材料といえる。
例えば、ＰＶＣは極めて極性が大きいため、損失係数の
大きい材料は発熱しやすく、ポリエチレン等は極性が小
さいため、損失係数の小さい材料は発熱しにくい。〔表
１〕は、各種のプラスチック材料のそれぞれの比誘電率
と誘電正接を示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】本発明は、上記した性質を利用し、損失係
数の大きいプラスチック材料を発熱・溶融させ、その形
態や物理的性状を変化させることにより、前記損失係数
の大きいプラスチック材料と損失係数が小さく発熱しに
くいプラスチック材料とを分離、分別するものである。
また、誘電加熱により溶融されたプラスチックは、ベ
ルトコンベア、トレー、テーブル、振動板、回転ドラム
等の搬送装置、治具、台等の機構により搬送することに
より、発熱しにくいプラスチックとの分別を行うプラス
チック分別装置を構成できることを見い出した。すなわ
ち、廃棄プラスチックを粉砕した混合プラスチック屑を
搬送装機構上で誘電加熱し、この誘電加熱によりＰＶＣ
等の発熱しやすい種類のプラスチックを溶融させる。こ
の溶融したＰＶＣ等の発熱しやすいプラスチックは搬送
機構のベルト面や台面等に粘着（融着）するのに対し、
ポリエチレン等の発熱しにくい種類のプラスチックは粘
着しない。この段階で発熱しないプラスチックのみを搬
送機構や治具、台等により反転や振動を与えて除去すれ
ば、両者の分別が可能になる。

【００１８】以下、本発明によるプラスチック分別装置
の実施の形態の動作について説明する。図１は本発明に
よるプラスチック分別装置の第１の実施の形態を示す。
本実施の形態は連続ベルト融着方式の構成としたもので
あり、誘電加熱を利用した分別機と、比重差を利用した
分別機を連続的に組合わせて構成されている。特に、廃
電線から回収して粉砕した廃棄プラスチックには、ＰＶ
Ｃ、ポリエチレン、耐燃性ポリエチレンが含まれるが、
この３種混合廃棄プラスチックの分離、分別に好適であ
る。誘電加熱によりＰＶＣのみを分離した後、ポリエチ
レンと耐燃性ポリエチレンを水槽に投入し、比重差によ
り分離する。ポリエチレンは比重が１以下であるため、
水等の液体に浮き、耐燃性ポリエチレンは比重が１．２
〜１．５程度であるため、水等に沈むことから、容易に
分離が可能である。

【００１９】電磁波発振回路１の下部には電極２ａ，２
ｂが配置され、この電極２ａと２ｂの間を粉砕された混
合プラスチック３（ＰＶＣ、ポリエチレン、及び耐燃性
ポリエチレンが混合されたもの）が通過する。混合プラ
スチック３を搬送するためにローラー４ａ，４ｂ（一方
が駆動ローラーで他方が従動ローラー）に懸架されたベ
ルトコンベア４が配設されている。ベルトコンベア４の
材質としては、ＥＰゴム、スチレン−ブタジエン共重合
体ゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム等、塩素を含まない低損失
係数のゴムが好ましい。なお、クロロプレンゴム、クロ
ロスルホン化ポリエチレン、ヒドリンゴム等の塩素系の
ゴムは、損失係数が大きいため、誘電加熱によりベルト
コンベア４自身が発熱し、被加熱プラスチックと必要以
上に融着し、後述するスクレーパ５による回収が困難に
なるので、不適当である。ベルトコンベア４の上側が電
極２ａと２ｂの間を通過する。ベルトコンベア４の下面
にはスクレーパ５が摺接しており、半周してきたベルト
コンベア４上の分別後の高損失係数プラスチック８（ハ
ッチングによる丸形の物体）を掻き落とす。混合プラス
チック３をベルトコンベア４上に供給するために、ベル
トコンベア４の入り側にはホッパー６が設置されてい
る。又、スクレーパ５で掻き落とした高損失係数プラス
チック８を収納するために、ベルトコンベア４の下部に
は回収容器７ａが設置されている。

【００２０】ローラー４ｂの上部には、電極２を通過し
てきた高損失係数プラスチック８を付着させるためのロ
ーラー型押付治具９が設けられている。加熱溶融した高
損失係数プラスチック８のみをより精度良く回収する為
には、加熱直後に溶融プラスチックをベルトコンベア４
の表面に押し付けることが効果的である。高損失係数プ
ラスチック８のうち、大きなサイズの低損失係数プラス
チックの近傍に位置したものでも確実にベルトコンベア
４に押し付けるため、ローラー型押付治具９には柔らか
いゴムまたはスポンジを用いている。さらに、ローラー
型押付治具９の表面はテフロン（登録商標）等でコート
され、溶融プラスチックが付着しないように配慮されて
いる。

【００２１】ローラー４ｂの下部には、ベルトコンベア
４に付着しなかった低損失係数高比重プラスチック１０
（四角形の物体）及び低損失係数低比重プラスチック１
１（三角形の物体）をベルトコンベア４上からエアーに
より吹き飛ばすためのエアブロー１２が配設されてい
る。ベルトコンベア４から低損失係数高比重プラスチッ
ク１０と低損失係数低比重プラスチック１１が落下する
位置には、水１３ａ（又は、他の液体）が満たされた比
重分離水槽１３が設置されている。比重分離水槽１３内
の低損失係数高比重プラスチック１０と低損失係数低比
重プラスチック１１は、比重に応じて分離される。そし
て、比重分離水槽１３の下部に沈殿した低損失係数高比
重プラスチック１０は取り出されて回収容器７ｂに回収
され、上部に浮上した低損失係数低比重プラスチック１
１は回収容器７ｃに回収される。

【００２２】図１の構成において、ホッパー６からベル
トコンベア４上に供給された混合プラスチック３には電
磁波発振回路１により励振されている電極２ａ，２ｂに
よって電磁波が照射される。これにより、混合プラスチ
ック３は誘電加熱される。この誘電加熱によって、ＰＶ
Ｃ等の損失係数の大きなプラスチックは溶融し、ベルト
コンベア４の表面に粘着する。したがって、ベルトコン
ベア４が反転した後も、ベルトコンベア４の表面に張り
付いたままベルトコンベア４の回転と共に移動する。そ
の後、スクレーパ５でベルトコンベア４の表面から剥が
され、回収容器７ａに回収される。一方、ポリエチレ
ン、耐燃ポリエチレン等損失係数の小さな材料（低損失
係数高比重プラスチック１０及び低損失係数低比重プラ
スチック１１）は、ベルトコンベア４が下側に来たと
き、比重分離水槽１３に落下するため、高損失係数プラ
スチック８から分離される。

【００２３】混合プラスチック３は、ローラー型押付治
具９によってベルトコンベア４上に押付けられた後、不
図示の手段により溶融プラスチックの表面を冷却し、隣
接する低損失係数プラスチック１１と融着するのを防止
すれば、回収精度を更に向上させることができる。さら
に、ベルトコンベア４の表面に付着したプラスチックの
うち、溶融プラスチックと接触したために、ベルトコン
ベア４の反転（下側に移動）後もベルトコンベア４に付
着してきた低損失係数プラスチック（１０，１１）はエ
アブロー１２によって効果的に除去され、比重分離水槽
１３へ投下される。比重分離水槽１３では、比重が１以
下のプラスチック（低損失係数低比重プラスチック１
１）は水に浮き、耐燃ポリエチレン等の比重が１以上の
プラスチック（低損失係数高比重プラスチック１０）は
水に沈む。それぞれを回収容器７ｂ，７ｃへ回収し、さ
らに不図示の手段により乾燥される。これらの機構によ
り、比重の近いプラスチック材料が含まれた混合プラス
チックを分別・分離することができる。

【００２４】第１の実施の形態において、前記誘電加熱
に発振周波数１００ｋＨｚ〜１ＧＨｚの高周波を用いる
ことにより、プラスチック材料等の比較的密度の均一な
物質の加熱を効率的に行うことができ、被加熱プラスチ
ックが厚い場合でも均一な加熱が可能になる。また、材
料の損失係数を更に積極的に利用し、２種類以上のプラ
スチックを誘電加熱法だけで分離、分別することも可能
である。更に、誘電加熱を行う際の印加電力をプラスチ
ックの誘電損失係数に合わせて調節し、２種類以上のプ
ラスチックのうち、特定のプラスチックのみを損失係数
の大きい順に選択的かつ逐次的に分別することによっ
て、分離機構全体がドライシステムとなり、しかも多様
なプラスチックに応用ができるようになる。

【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。図２は、本発明によるプラスチック分別装置
の第２の実施の形態を示す。図２においては、図１に示
したと同一であるものには同一引用数字を用いたので、
以下においては重複する説明を省略する。本実施の形態
は連続ドラム融着方式の例であり、誘電加熱後の高損失
係数プラスチック８をベルトコンベア４上から回転ドラ
ム１４へ転写する構成にしている。この構成では、ロー
ラー４ａ，４ｂの間隔を延ばし、電極２ａの上部に回収
容器７ａを設置し、電極２ａの後段のベルト面に下面が
接触するように回転ドラム１４を配置している。また、
回転ドラム１４に隣接させてエアブロー１２をローラー
４ｂの下部から移設し、スクレーパ５をベルトコンベア
４の下面から回収容器７ａと回転ドラム１４の間へ移設
している。また、回転ドラム１４とベルトコンベア４面
との接触を良好にするために、回転ドラム１４の入り側
のベルト下面にガイドローラー１５が設けられている。
なお、回転ドラム１４の表面は、クロームめっき等によ
り鏡面仕上げされていることが望ましい。その理由は、
表面状態が粗いと、回転ドラム１４の表面に被加熱プラ
スチックが必要以上に融着し、スクレーパ５による回収
が困難になるためである。

【００２６】次に、第２の実施の形態の動作について説
明する。ホッパー６からベルトコンベア４上に供給され
た混合プラスチックに電磁波が照射されることにより、
誘電加熱される。電極２ａ，２ｂの間を通過したプラス
チックは、回転ドラム１４によってベルト表面に押し付
けられる。このとき、ＰＶＣ等損失係数の大きなプラス
チック（高損失係数プラスチック８）は誘電加熱により
溶融しているため、回転ドラム１４の表面に粘着する。
このとき、溶融しなかった低損失係数プラスチック（１
０，１１）の一部は、溶融プラスチックに接触して回転
ドラム１４の表面に付着するが、これはエアブロー１２
を用いて除去され、ベルトコンベア４上に回収される。
高損失係数プラスチック８は、回転ドラム１４の表面に
付着したまま回転ドラム１４の回転に伴ってスクレーパ
５側へ移動する。その後、スクレーパ５で回転ドラム１
４の表面から剥離され、回収される。

【００２７】一方、ポリエチレン、耐燃ポリエチレン等
の損失係数の小さな材料（低損失係数プラスチック１
０，１１）は、ドラム表面には張り付かず、ベルトコン
ベア４の反転時にベルト端部から落下することにより、
高損失係数プラスチック８と分離される。その後、比重
分離水槽１３に投入され、比重の大小により分離され
る。ポリエチレン等の比重が１以下のプラスチックは水
に浮き、耐燃ポリエチレン等の比重が１以上のプラスチ
ックは水中に沈むため、２種のプラスチックに分離して
回収され、さらに不図示の手段により乾燥される。これ
らから、比重が近い複数のプラスチックを分別、分離す
ることが可能になる。

【００２８】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図３は、本発明の第３の実施の形態を示す。
図３においては、図１及び図２に示したと同一であるも
のには同一引用数字を用いたので、以下においては、重
複する説明を省略する。本実施の形態はトレー方式の例
であり、ホッパー６から一定量の混合プラスチック３を
トレー１６に移載し、不連続に分別、分離する構成をと
っている。ホッパー６には供給シャッター１７が設けら
れており、供給シャッター１７を開けたときにのみホッ
パー６内の混合プラスチック３が吐き出される。ホッパ
ー６の下側には、トレー１６が電極２ａ，２ｂ間へ移動
可能に配設されている。このトレー１６は、側壁を有し
ない１辺を有し、低損失係数プラスチック１０，１１を
高損失係数プラスチック８から分離する時、落下により
排出するための排出口となる。

【００２９】トレー１６の材質としては、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ＰＴＦＥ、ポリスチレン、ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリカーボネート、メラミン樹脂、
フェノール樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート、液晶ポリマ、ポリエーテルイミド
等の低損失係数のプラスチック材料や、石英、アルミナ
等の無機物質が好ましい。その理由は、硬質塩化ビニー
ル等の損失係数が大きい材料は、誘電加熱によりトレー
自身が発熱し、被加熱プラスチックに必要以上に融着
し、後述するスクレーパによる回収が困難になるためで
ある。

【００３０】誘電加熱後の工程においては、トレー１６
内の混合プラスチック３を押圧するための押付治具１８
が設けられ、この押圧工程の後段にはトレー１６を傾斜
させるための傾斜工程（その傾斜手段については図示せ
ず）が設けられ、低損失係数プラスチック１０，１１を
自然落下させる。この落下位置には比重分離水槽１３が
配置されている。更に、傾斜手段の後段にはトレー１６
内の高損失係数プラスチック８を掻き落とすためのスク
レーパ１９が設けられている。このスクレーパ１９によ
る高損失係数プラスチック８の落下位置には、回収容器
７ａが配置されている。比重分離水槽１３の後段には、
分別された低損失係数高比重プラスチック１０と低損失
係数低比重プラスチック１１を収納するための回収容器
７ｂ，７ｃが設けられている。

【００３１】図３の構成によるプラスチック分別装置の
動作について説明する。トレー１６上に搬送された混合
プラスチック３には、電磁波発振回路１により励振され
ている電極２ａ，２ｂから電磁波が照射され、誘電加熱
される。このとき、ＰＶＣ等の損失係数の大きなプラス
チックは溶融し、トレー表面に粘着（溶着）する。しか
し、ポリエチレン、耐燃ポリエチレン等の損失係数の小
さな材料は溶融しないため、トレー表面には張り付かな
い。加熱溶融された高損失係数プラスチック８のみをよ
り精度良く回収するため、加熱直後に押付治具１８によ
って溶融プラスチックをトレー１６の表面に押し付け
る。高損失係数プラスチック８のうち、大きなサイズの
低損失係数プラスチックの近傍に位置したものでも、確
実にトレー１６に押し付けられるようにするため、押付
治具１８には、柔らかいゴムまたはスポンジ状のものを
用いるのが好ましい。更に、押付治具１８の表面はテフ
ロン等でコートし、溶融プラスチックが付着しない素材
であることが望ましい。

【００３２】その後、トレー１６を傾斜させ、溶融して
いない低損失係数プラスチック（１０，１１）と高損失
係数プラスチックの分離を行う。このとき、傾斜させる
ことに加え、トレー１６を振動させるのが効果的であ
る。ポリエチレン、耐燃ポリエチレン等の損失係数の小
さな材料（低損失係数プラスチック）は誘電加熱により
溶融しなかったためにトレー１６の表面には張り付いて
おらず、トレー１６を傾斜させると容易に落下するが、
一部はトレー１６の表面に張り付いた高損失係数プラス
チック８に接触したためにトレー１６の表面へ残留して
いる。そこで、この残留した低損失係数プラスチック
（１０，１１）をエアブロー１２によって剥離除去す
る。低損失係数プラスチックの全ては、水が満たされた
比重分離水槽１３内に投下される。この処理により、ト
レー１６上には高損失係数プラスチック８のみが残留す
る。この残留した高損失係数プラスチック８は、矢印方
向に移動するスライド式のスクレーパ１９によってトレ
ー１６の表面から剥離された後、回収容器７ａに回収さ
れる。この段階で、トレー１６には高損失係数プラスチ
ック８も低損失係数プラスチック１０，１１も残らな
い。

【００３３】一方、比重分離水槽１３に投下された低損
失係数プラスチックは、比重に応じて低損失係数高比重
プラスチック１０と低損失係数低比重プラスチック１１
に分離される。すなわち、ポリエチレン等の比重が１以
下のプラスチックは水に浮き、耐燃ポリエチレン等比重
が１以上のプラスチックは水中に沈むので、それぞれを
低損失係数高比重プラスチック１０、低損失係数低比重
プラスチック１１として回収し、不図示の乾燥手段によ
り乾燥する。以上により、比重が近いプラスチック材料
が含まれた混合プラスチックであっても、分別、分離す
ることが可能になる。

【００３４】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。図４は、本発明の第４の実施の形態を示す。
図４においては、図１〜図３に示したと同一であるもの
には同一引用数字を用いたので、以下においては、重複
する説明を省略する。本実施の形態は傾斜振動板方式の
例であり、ホッパー６から一定量の混合プラスチック３
を傾斜振動板２０に供給し、この傾斜振動板２０を傾斜
させた状態で振動させながら、誘電加熱を行う構成にし
ている。傾斜振動板２０は平板状であり、下端には突出
部を設けず、板表面に粘着しなかった混合プラスチック
３を排出しやすいようにしている。傾斜振動板２０の材
質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ＰＴＦ
Ｅ、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド、ポリカ
ーボネート、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶
ポリマ、ポリエーテルイミド等の低損失係数のプラスチ
ック材料、または、石英、アルミナ等の無機物質を用い
ることができる。なお、硬質塩化ビニール等の損失係数
が大きい材料は、誘電加熱によりトレー自身が発熱して
被加熱プラスチックと必要以上に融着し、スクレーパ１
９による回収を困難にするので、用いることはできな
い。連続的に振動する傾斜振動板２０の上面には、ホッ
パー６から供給された混合プラスチック３に電極２ａ，
２ｂから電磁波が印加され、混合プラスチック３は誘電
加熱される。この誘電加熱により、ＰＶＣ等の損失係数
の大きなプラスチックは溶融し、傾斜振動板２０の表面
に粘着する。このとき、傾斜振動板２０への混合プラス
チック３の粘着を促進させるため、プレス板等を用いて
傾斜振動板２０上に押圧することも有効である。一方、
ポリエチレン、耐燃ポリエチレン等の損失係数の小さな
材料は溶融しないため、板上面には貼り付かない。

【００３５】一定時間後、電極２ａ，２ｂによる誘電加
熱を停止するが、傾斜振動板２０の振動は継続される。
ポリエチレン、耐燃ポリエチレン等の損失係数の小さな
材料（低損失係数プラスチック１０，１１）は誘電加熱
により溶融しないため、傾斜振動板２０の表面には張り
付かない。したがって、傾斜振動板２０の振動に応じて
斜面を落下し、高損失係数プラスチック８から分離され
る。こうして傾斜振動板２０から落下した低損失係数プ
ラスチック１０，１１は、比重分離水槽１３へ投入さ
れ、その比重の大小に応じて分離される。このとき、溶
融したプラスチック（高損失係数プラスチック８）と接
触したために傾斜振動板２０の表面に残留する低損失係
数プラスチック（１０，１１）が生じるが、これは
（ｂ）に示すように、スクレーパ１９で掻きとる前に、
エアブロー１２を用いて除去され、比重分離水槽１３へ
投下される。比重分離水槽１３においては、ポリエチレ
ン等の比重が１以下のプラスチックは水に浮き、耐燃ポ
リエチレン等の比重が１以上のプラスチックは水中に沈
む。つまり、低損失係数高比重プラスチック１０は底に
沈み、低損失係数低比重プラスチック１１は水面近傍に
浮上する。そこで、低損失係数高比重プラスチック１０
のみを回収容器７ｂに回収し、低損失係数低比重プラス
チック１１のみを回収容器７ｃし、それぞれ不図示の手
段により乾燥が行われる。一方、低損失係数プラスチッ
クの除去によって、傾斜振動板２０の表面に残された高
損失係数プラスチック８は、スライド式のスクレーパ１
９によって除去され、回収容器７ａに回収される。以上
のように、図４の構成のプラスチック分別装置において
は、比重の近いプラスチック材料が含まれた混合プラス
チック３のうちの特定のプラスチックを誘電加熱により
溶融し、傾斜振動板２０の表面に付着したか否かにより
分別、分離することにより、容易に混合プラスチック中
の比重の近い低損失係数プラスチックと高損失係数プラ
スチックを分別、分離することが可能になる。

【００３６】次に、本発明によるプラスチック分別装置
の第５の実施の形態について説明する。図５は、本発明
の第５の実施の形態を示す。図５においては、図１〜図
４に示したと同一であるものには同一引用数字を用いた
ので、以下においては、重複する説明を省略する。本実
施の形態は連続ベルト融着逐次分離方式の例であり、図
１に示した搬送機構、誘電加熱機構、分離機構による工
程を２段備えて構成されている。第１段の工程は図１の
構成を用いており、ここでは高損失係数プラスチック８
と低損失係数プラスチック及び中損失係数プラスチック
とを分離する。第２段の工程は、ホッパー６が省略さ
れ、搬送装置２１から混合プラスチック２２（低損失係
数プラスチック＋中損失係数プラスチック）が供給され
ると共にローラー２３ａ，２３ｂに懸架された第２のベ
ルトコンベア２３、このベルトコンベア２３の上部を介
挿するように配設された電極２４ａ，２４ｂ、この電極
２４ａ，２４ｂに高周波電力を供給する電磁波発振回路
２５、電極２４ａ，２４ｂの後段に配設されてベルト上
の混合プラスチック２１を押圧するローラー型押付治具
２６、ローラー２３ｂに対向配置されて低損失係数プラ
スチック１１ａを吹き落とすエアブロー２７、電極２４
ａ，２４ｂの誘電加熱によりベルトコンベア２３のベル
ト表面に付着した中損失係数プラスチック２８を掻き落
とすスクレーパ２９、及び、掻き落とされた中損失係数
プラスチック２８を回収する回収容器３０を備えて構成
されている。

【００３７】電磁波発振回路２５は、電磁波発振回路１
よりも強い電界を電極２４ａ，２４ｂに付与することが
可能な高出力を発生することができ、これによる強電界
によって中損失係数プラスチックを加熱溶融する。ベル
トコンベア４，２３の材質は、ＥＰゴム、スチレンーブ
タジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム等、塩素を
含まない低損失係数のゴムが好ましい。なお、クロロプ
レンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ヒドリンゴ
ム等の塩素系のゴムは不適当である。その理由は、損失
係数が大きいため、誘電加熱によりベルト自身が発熱
し、被加熱プラスチックと必要以上に融着するので、ス
クレーパでの回収が困難になるためである。ローラー型
押付治具９は、高損失係数プラスチックのうち、大きな
サイズの低損失係数プラスチックの近傍に位置したもの
でも確実にコンベアに押し付けることができるように、
柔らかいゴムまたはスポンジ状でローラー形状のものを
用いる。なお、ローラー型押付治具９の表面はテフロン
等でコートされ、溶融プラスチックが付着しない素材で
あることが好ましい。ローラー型押付治具２６は、柔ら
かいゴムまたはスポンジ状でローラー形状のものを用い
て構成し、中損失係数プラスチック２８のうち、大きな
サイズの低損失係数プラスチック１１ａの近傍に位置し
たものでも確実にコンベアに押し付けができるようにし
ている。このローラー型押付治具２６もローラー型押付
治具９と同様に、治具表面はテフロン等でコーティング
され、溶融したプラスチックが付着しないようにする。

【００３８】次に、図５の構成によるプラスチック分別
装置の動作について説明する。ホッパー６からベルトコ
ンベア４上に供給された混合プラスチック３に対して電
極２ａ，２ｂにより電磁波が印加され、誘電加熱され
る。このとき、混合プラスチック３中のＰＶＣ等の損失
係数の大きなプラスチックは溶融し、ベルトコンベア４
の表面に粘着する。ついで、加熱溶融した高損失係数プ
ラスチック８のみをより精度良く回収するため、加熱直
後の溶融プラスチック３をローラー型押付治具９で押圧
する。なお、ローラー型押付治具９を通過した混合プラ
スチック３をエアブロー等により溶融プラスチックの表
面を冷却し、高損失係数プラスチック８に隣接する低損
失係数プラスチックと融着するのを防止すれば、回収精
度を向上させることができる。

【００３９】加熱後の混合プラスチック３は、ベルトコ
ンベア４の回転に伴って下側に移動し、スクレーパ５の
設置位置に到達する。ここで、スクレーパ５によりベル
トコンベア４の表面から剥がされて落下し、回収容器７
ａに回収される。一方、ポリエチレン等の損失係数の小
さな材料と、耐燃ポリエチレンやポリイミド等の損失係
数の中程度の材料は、ベルトコンベア４の反転時（下側
に移動時）に下に落下するため、高損失係数プラスチッ
ク８と分離される。この場合、ベルトコンベア４の表面
に貼り付いたプラスチックのうち、溶融プラスチックと
接触したためにベルトコンベア４の下側へ移動してきた
低損失係数プラスチックをエアブロー等（不図示）を用
いて除去すれば、回収精度を向上させることができる。

【００４０】溶融しない低損失係数及び中損失係数プラ
スチック（混合プラスチック２２）は、エアブロー１２
によってベルトコンベア４の表面から吹き飛ばされ、搬
送装置２１上に落下する。搬送装置２１の下端に移動し
た混合プラスチック２２は、ベルトコンベア２３上に落
下し、電極２４ａ，２４ｂの直下へ運ばれる。混合プラ
スチック２２には、低損失係数プラスチック１１ａと中
損失係数プラスチック２８が混じっている。高損失係数
プラスチック８のときよりも電界の大きな電磁波が混合
プラスチック２２に付与されることにより、中損失係数
プラスチック２８が溶融する。この溶融によって、中損
失係数プラスチック２８はベルトコンベア２３の表面に
粘着するため、ベルトコンベア２３が下側に移動した後
もベルト表面に付着して移動する。その後、中損失係数
プラスチック２８はスクレーパ２９によりベルトコンベ
ア２３の表面から剥がされて落下し、回収容器３０に回
収される。一方、ポリエチレン等の損失係数の小さな材
料（低損失係数プラスチック１１ａ）は、ベルトの反転
時に下に落下するため、中損失係数プラスチック２８と
分離される。低損失係数プラスチック１１ａがベルト表
面から落下し易くするため、エアブロー２７からベルト
コンベア２３に向けてエアを吹き付け、回収精度を向上
させている。

【００４１】なお、ベルトコンベア２３上にローラー型
押付治具２６によって押付けられた直後、不図示のエア
ブロー等により溶融プラスチックの表面を冷却し、隣接
する低損失係数プラスチックとの融着を防止すれば、回
収精度は更に向上する。また、ベルトコンベア２３の表
面に貼り付いた溶融プラスチックのうち、溶融プラスチ
ックと接触したためにコンベア反転後もコンベア側へ分
離されてきた低損失係数プラスチック１１ａに対して
も、不図示のエアブロー等により除去すれば、回収精度
を向上させることができる。

【００４２】図５のプラスチック分別装置によれば、３
種類以上のプラスチック材料が含まれた混合プラスチッ
クを誘電加熱により分別、分離することが可能になる。
この結果、混合プラスチック３を水中に投入することな
く、ドライプロセスにより分別、分離することが可能に
なる。

【００４３】図１〜図４の構成においても、図５に示し
た様に、搬送機構、誘電加熱機構、分離機構による工程
を２段にし、逐次的にプラスチックを選択加熱、分離、
分別することが可能である。さらに、図１〜図４の構成
を目的に応じて適宜組合せ、変形例を構成することが可
能である。

【００４４】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明のプラ
スチック分別方法によれば、廃棄プラスチックを粉砕
し、誘電体損失が異なる二種類以上のプラスチックを含
む混合プラスチック屑を得、この混合プラスチック屑を
誘電加熱することにより、その発熱による性状の変化に
より種類毎の分別を行うようにしたので、二種類以上の
プラスチックが混合されていても、種類別に分離、分別
することが可能になる。

【００４５】更に、本発明の他のプラスチック分別方法
によれば、廃棄プラスチックを粉砕し、誘電体損失が異
なる二種類以上のプラスチックを含む混合プラスチック
屑を得、この混合プラスチック屑を誘電加熱して溶融す
るプラスチックと溶融しないプラスチックとを生成して
溶融プラスチックを第三部材に付着させ、比重差の利用
により溶融しないプラスチックを溶融したプラスチック
から分離するようにしたので、二種以上のプラスチック
が混合されていても、種類別に分離、分別することが可
能になる。また、誘電加熱時の印加電力を調節すること
により、ドライプロセスによるプラスチックの分別、分
離が可能になる。

【００４６】また、本発明のプラスチック分別装置によ
れば、廃棄プラスチックを粉砕して得られ、誘電体損失
の異なる二種類以上のプラスチックを含む混合プラスチ
ック屑を搬送する搬送手段と、この搬送手段による混合
プラスチック屑の搬送過程おいて前記混合プラスチック
屑を誘電加熱する誘電加熱手段と、この誘電加熱手段に
より溶融した１つの種類のプラスチックが表面に付着す
る第三部材を設ける構成にしたので、溶融するものとし
ないものに分別できるため、二種以上のプラスチックが
混合していても、分離、分別することが可能になる。ま
た、誘電加熱時の印加電力を調節することにより、ドラ
イプロセスによるプラスチックの分別、分離が可能にな
り、しかも多様なプラスチックに応用ができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチック分別装置の第１の実施の
形態を示す構成図である。

【図２】本発明のプラスチック分別装置の第２の実施の
形態を示す構成図である。

【図３】本発明のプラスチック分別装置の第３の実施の
形態を示す構成図である。

【図４】本発明のプラスチック分別装置の第４の実施の
形態を示す構成図である。

【図５】本発明のプラスチック分別装置の第５の実施の
形態を示す構成図である。

【符号の説明】

１，２５電磁波発振回路２ａ，２ｂ，２４ａ，２４ｂ電極３，２２混合プラスチック４，２３ベルトコンベア５，１９，２９スクレーパ７ａ，７ｂ，７ｃ，３０回収容器８高損失係数プラスチック９ローラー型押付治具１０低損失係数高比重プラスチック１１低損失係数低比重プラスチック１２，２７エアブロー１３比重分離水槽１４回転ドラム１６トレー１８押付治具２０傾斜振動板２１搬送装置２６ローラー型押付治具２８中誘電損失係数プラスチック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D021 JA05 JB01 JB03 KA05 4D071 AA41 CA03 DA15 4F301 BF09 BF10 BF12 BF25 BF31 BG23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄プラスチックを粉砕することにより
誘電体損失が異なる二種類以上のプラスチックを含む混
合プラスチック屑を得、前記混合プラスチック屑に誘電
加熱を施すことにより発熱させ、発熱による性状変化を
利用してそれぞれのプラスチックを分別することを特徴
とするプラスチック分別方法。
【請求項２】前記誘電加熱を施すことにより、一のプ
ラスチックは溶融するが他のプラスチックは溶融しない
性状とし、溶融した前記一のプラスチックを第三部材に
付着させることにより、溶融しない前記他のプラスチッ
クと分別する請求項１記載のプラスチック分別方法。
【請求項３】前記第三部材は、ベルトコンベア、トレ
ー、テーブル、振動板及び回転ドラムから選はれるいず
れかである請求項２記載のプラスチック分別方法。
【請求項４】廃棄プラスチックを粉砕した二種以上の
プラスチックを含む混合プラスチック層に誘電加熱を施
すことにより、一のプラスチックは溶融するが他のプラ
スチックは溶融しない性状とし、溶融した前記一のプラ
スチックを第三部材に付着させることにより溶融しない
前記他のプラスチックと分別し、更に、溶融しない前記
他のプラスチックを比重差を利用して二以上のプラスチ
ックに分別することを特徴とするプラスチック分別方
法。
【請求項５】廃棄プラスチックを粉砕することにより
得た誘電体損失が異なる二種類以上のプラスチックを含
む混合プラスチック屑の搬送手段と、前記搬送手段の途中に設けられた誘電加熱手段と、前記誘電加熱手段によって誘電加熱を施すことにより溶
融した一のプラスチックを第三部材に付着させ、溶融し
ない他のプラスチックを分別する分別手段を有すること
を特徴とするプラスチック分別装置。
【請求項６】前記第三部材は、ベルトコンベア、トレ
ー、テーブル、振動板及び回転ドラムから選はれるいず
れかである請求項５記載のプラスチック分別装置。