JP2002346433A - 振動式プラスチック選別方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】混合物の粒子の径が小さくても高い分離精度が
得られる。 【解決手段】所定角度傾斜された振動電極板３ａと、該
振動電極板３ａの上方に分離空間６を介して配置された
針状電極３１ｂとに高電圧を印加してイオン放電させ、
分離空間９に供給された混合物を帯電させ、振動電極板
３ａに吸引させる。すると、導電材粒子は振動電極板３
ａに接触することにより中和しさらに振動電極板３ａと
同極性に帯電される。したがって、振動電極板３ａが振
動されると、振動電極板３ａに反発する導電材粒子は、
振動による搬送力をほとんど受けず、重力が大きく働い
て傾斜方向下方に滑落する。振動電極板３ａに吸着付勢
されたプラスチック粒子は、振動電極板３ａの振動を受
けて搬送方向に搬送される。これによりプラスチック粒
子と導電材粒子の搬送方向を別方向にして分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コロナ放電により
混合物を帯電させて振動によりプラスチックと導電材
（金属類）とを分離する振動式プラスチック選別方法お
よび装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】分離対象物を導電性物質と絶縁性物質と
に帯電させ分離するものが、たとえば特開２０００−２
７１５０９号CD-ROMに提案されている。この分離装置
は、図６に示すように、導電性の無端搬送ベルト５２を
２つの大小回転ロータ５１ａ，５１ｂ間に巻回し、搬送
ベルト上に投入した分離対象物に対して、回転ロータで
の転向手前位置に静電電極５３とコロナ電極５４とを配
置し、コロナ電極５４により帯電させるとともに、静電
電極５３により静電場を形成して分離対象物を搬送ベル
ト５２に付勢する。導電性物質は帯電後に搬送ベルト５
２に接触して放電して分離トレイ５５に落下し、絶縁性
物質は帯電して搬送ベルト５２に吸着し、除去ユニット
５６により絶縁物質を除電して搬送ベルト５２から電離
トレイ５７に落下して分離するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記搬送ベル
ト５２は、網目状の導電体（金属）から構成されるた
め、分離対象物が粒状の場合には、ある程度以下の粒子
を分離することができないという問題がある。またスラ
ットコンベヤベルトを使用しても、折り曲げ部があるた
め分離精度がよくないという問題がある。

【０００４】本発明は上記問題点を解決して、粒子状の
混合物を高い分離精度で導電材粒子とプラスチック粒子
とに分離できる振動式プラスチック選別方法および装置
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記載の振動式プラスチック選別方法は、所定
角度傾斜して配置された振動電極板と、該振動電極板の
上方に分離空間にあけて配置されたコロナ放電電極とに
高電圧を印可して、コロナ放電電極をコロナ放電させ、
プラスチック粒子と導電材粒子の混合物を分離空間に供
給してコロナ放電により帯電させ、前記混合物を傾斜方
向下方と異なる分離方向に搬送するように振動電極板を
振動させ、前記プラスチック粒子を振動電極板に吸着さ
せることにより分離方向に搬送し、前記導電材粒子を振
動電極板に接触させて中和し振動電極板と同極性に帯電
させることにより、下電極板に反発させて重力により振
動電極板の傾斜方向下方に滑落させてプラスチック粒子
と導電材粒子とを分離するものである。

【０００６】また請求項２記載の振動式プラスチック選
別装置は、所定角度傾斜された振動電極板と、該振動電
極板の上方に分離空間にあけて配置されたコロナ放電電
極と、前記振動電極板とコロナ放電電極に高電圧を印可
してコロナ放電電極をコロナ放電させる高電圧電源と、
プラスチック粒子と導電材粒子の混合物を前記分離空間
に供給する供給手段と、前記混合物を傾斜方向と異なる
分離方向に搬送するように振動電極板を振動させる振動
手段とを具備し、前記分離空間に投入された混合物をコ
ロナ放電により帯電させ、帯電されたプラスチック粒子
を振動電極板に吸着させることにより分離方向に搬送す
るとともに、帯電された導電材粒子を下電極板に接触さ
せて放電させるとともに振動電極板と同極性に帯電させ
ることにより、下電極板に反発させて重力により振動電
極板の傾斜方向下方に滑落させ、プラスチック粒子と導
電材粒子とを分離するように構成したものである。

【０００７】上記構成によれば、混合物を振動電極板上
に投入し、コロナ放電電極から放電されたイオンにより
分離空間の混合物が帯電され、プラスチック粒子は電荷
により振動電極板に吸着されて効果的に振動を受け、分
離方向に搬送される。また絶縁材粒子は帯電されるが、
振動電極板に接触して放電されさらに振動電極板と同極
性に帯電されることから、反発力が生じて振動電極板の
振動が伝わらず、導電材粒子には、振動による搬送力よ
り重力の方が大きく作用して、傾斜方向下方に滑落され
る。したがって、混合物は長時間イオンシャワーを受け
て、振動電極板と接触されることから、振動により効果
的に分離されて精度よく選別される。

【０００８】さらに請求項３記載の発明は、コロナ放電
電極を、電極基板の底面に多数の針状電極を突設して形
成し、極基板と振動電極板に高電圧を印加することによ
り分離空間に静電界を形成し、電荷による吸引力と静電
力とによりプラスチック粒子を振動電極板に吸着させる
ように構成したものである。

【０００９】上記構成によれば、電荷による吸引力に加
えて、静電場による静電力を作用させることができるの
で、１ｍｍ以下の微細な粒子が混在していても、プラス
チック粒子と導電材粒子とをより精度良く分離すること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る振動式プラ
スチック選別装置の第１の実施の形態を図１〜図３に基
づいて説明する。

【００１１】この選別装置は、基台１上にばねやリンク
機構などの振動許容する複数の弾性支持装置２を介して
傾斜底板３が所定角度θ傾斜して支持されている。傾斜
底板３は、底側の絶縁底板３ｂと、絶縁底板３ｂの上面
にほぼ全面に取付けられた振動電極板３ａとで構成さ
れ、絶縁底板３ｂの底面中央部には、矢印Ａで示すよう
に、傾斜面に垂直な面内で傾斜面より大きい傾斜角で振
動させて、傾斜方向の上方向かって搬送するように、所
定の周期および振幅で振動させる振動装置（振動手段）
４が取付けられている。

【００１２】傾斜底板３の上方に一定高さの分離空間６
をあけて傾斜天板５が配置され、この傾斜天板５は、電
極基板３１ａの底面に一定間隔ごとに多数の針状電極３
１ｂが垂設されたコロナ放電電極３１が配置されるとと
もに、電極基板５ａの上面を覆う絶縁天板３０が設けら
れている。そして分離空間６は、傾斜底板３の両側縁部
から立設された左右側板７Ｒ，７Ｌで囲まれて、傾斜方
向上位の上分離口６ｕと下分離口６ｄが形成され、上下
分離口６ｕ，６ｄの外側下方にそれぞれ上下分離トレイ
１１，１２が配置されている。

【００１３】なお、図では、傾斜天板５は傾斜底板３に
一体に取付けたように示されているが、傾斜天板５と傾
斜底板３とを別々に構成し、傾斜天板５を基板１にサポ
ート部材を介して固定してもよい。

【００１４】傾斜天板５の傾斜方向中央部には、プラス
チック粒子を投入する投入口３３が形成され、投入口３
３に混合物供給装置（供給手段）８の供給ダクト８ａが
接続されている。この混合物供給装置８は、投入ホッパ
８ｂから投入された混合物粒子を供給ダクト８ａから一
定量づつ切出す定量供給装置（たとえば振動フィーダ）
８ｃが設けられている。

【００１５】１０は前記振動電極板３ａとコロナ放電電
極３１に高電圧を印可する高電圧電源で、針状電極３１
ｂをコロナ放電させて振動電極板３ａにコロナイオンを
降り注ぎ分離空間６の混合物を帯電させるとともに、電
極基板３１ａと振動電極板３ａの間の分離空間６に静電
界を形成する。またこの高電圧電源１０は、たとえば−
極が針状電極３１ｂに接続され、＋極がアース接地され
るとともに振動電極板３ａに接続され、針状電極３１ｂ
から陰極コロナを放電するように構成されるが、逆極性
に接続して針状電極３１ｂから陽極コロナを放電するよ
うに構成してもよい。

【００１６】ここで、振動電極板３ａの傾斜角度θは、
振動電極板３ａ表面の静摩擦係数μ＜tanθとなるよう
に設定され、これは傾斜面上に置いた物体が滑り出す角
度以上となるように設定されていることを示している。
すなわち、図３に示すように、傾斜角度θの傾斜面では
重量Ｗの物体に働く摩擦力Ｆ＝μ×Wcosθであり、傾斜
角θが大きくなってWsinθが摩擦力Ｆより大きくなると
物体が滑り出す。

【００１７】Wsinθ＞μ×Wcosθ Wsinθ／Wcosθ＞μ ∴tanθ＞μ 上記構成において、定量供給装置８ｄから混合物粒子が
一定量づつ切り出されて投入口３３から分離空間６の中
央部に投入される。そして振動装置４が作動されて傾斜
底板３が矢印Ａ方向に振動されるとともに、高電圧電源
１０により振動電極板３ａとコロナ放電電極３１とに高
電圧が印可されて針状電極３１ｂがコロナ放電されると
同時に、振動電極板３ａと電極基板３１ａにより分離空
間６に静電場が形成される。そしてコロナ放電電極３１
から混合物粒子にコロナイオンが降り注がれてプラスチ
ック粒子および導電材粒子がコロナ放電電極３１と同極
性に帯電される。これにより、各混合物粒子には、電荷
による吸引力と、静電場の静電力とがそれぞれ作用して
振動電極板３ａに吸引される。

【００１８】この時、導電材粒子は、振動電極板３ａに
接触すると電荷が中和されさらに振動電極板３ａと同極
性の電荷が帯電される。したがって、振動電極板３ａと
異極性に帯電されたプラスチック粒子は、振動電極板３
ａに対して吸引力が働くことから、振動電極板３ａの振
動による搬送力が効果的に伝達されて搬送方向に搬送さ
れ、上分離口６ｕから上分離トレイ１１に排出される。
一方、振動電極板３ａと同極性の導電材粒子は、電荷の
極性と静電場による静電力により振動電極板３ａに対し
て反発力が作用することから、振動電極板３ａの振動に
より搬送力があまり伝達されず、重力の作用が大きく働
いて傾斜方向下方に滑落され、下分離口６ｄから下分離
トレイ１２に排出される。

【００１９】なお、第１の実施の形態の実験では、金属
破片粒子を含むプラスチック粒子混合物（たとえば電線
破砕片粒子）を分離した結果、上方に分離されたプラス
チック粒子の純度（上分離トレイ１１に分離されたプラ
スチック粒子量／上分離トレイ１１に分離された混合物
量）を９９％以上、回収率（上分離トレイ１１に分離さ
れたプラスチック粒子量／投入された全プラスチック粒
子量）を８０％以上で分離回収することができた。

【００２０】上記実施の形態によれば、プラスチック粒
子を振動電極板３ａ上に投入し、分離空間６で十分な時
間、イオン照射して帯電させることにより電荷と静電場
による吸着力を作用させ、振動により搬送力を与えるこ
とで、搬送力を受け難い金属などの導電材粒子と、搬送
力を効果的に受けるプラスチック粒子とに分離し、それ
ぞれの粒子を精度よく分離することができる。また分離
空間６で静電力を作用させることから、従来分離ができ
なかった１ｍｍ以下の微細粒子であっても、精度よく分
離することができる。

【００２１】図４および図５は本発明に係る振動式プラ
スチック選別装置の第２の実施の形態を示す。なお、第
１の実施の形態と同一部材には同一の符号を付して説明
は省略する。

【００２２】第１の実施の形態では、プラスチック粒子
を相対方向に搬送して分離するように構成したが、この
第２の実施の形態では、傾斜方向と直交する矢印Ｂ方向
に搬送するように振動付勢するものである。

【００２３】すなわち、混合物供給装置８は、プラスチ
ック粒子を供給ダクト８ａから傾斜底板３ａの頂部で一
側部に投入可能に開口されてプラスチック粒子を供給す
るように構成されている。また振動装置４は、傾斜方向
に直交する方向にプラスチック片を送るように、矢印Ｂ
で示すように斜め側部上方に向かって傾斜底板３を所定
の周期および振幅で振動させるように構成されている。

【００２４】なお、高電圧電源１０は、＋極がコロナ放
電電極３１に接続され、−極が接地されるとともに振動
電極板３aに接続されている。また分離空間６に形成さ
れる分離口は、振動電極板３ａの下縁部に沿って、供給
ダクト８ａの直下方から第１分離口６ａと第２分離口６
ｂと第３分離口６ｃが位置調整可能なセパレータ２０
ａ，２０ｂを介して形成され、それぞれ第１〜第３トレ
イ２１〜２３が配置されている。

【００２５】上記構成において、振動装置４が作動され
て傾斜底板４が矢印Ｂ方向に振動され、高電圧電源１０
により振動電極板３ａとコロナ放電電極３１に高電圧が
印可されて、針状電極３１ｂからイオン放電されるとと
もに、分離空間６に静電場が形成される。そして、定量
供給装置８ｄにより混合物粒子が一定量づつ切り出され
て供給ダクト８ａから分離空間６の頂部隅位置に投入さ
れる。

【００２６】分離空間６では、針状電極３１ｂから放電
されたイオンシャワーが混合物粒子に降り注いで帯電さ
れ、この電荷により各混合物粒子には、電荷による吸引
力と静電場による静電力とが作用して、振動電極板３ａ
に吸引される。この時、導電材粒子は、振動電極板３ａ
に接触すると、帯電電荷が中和されてさらに振動電極板
３ａと同極性の電荷が帯電される。

【００２７】プラスチック粒子は、振動電極板３ａと異
極性で振動電極板３ａに吸着され、さらに振動電極板３
ａの振動が効果的に伝達されて搬送方向に搬送され、大
きい円弧状の分離経路Ｒを描いて第３分離口６ｃから第
３分離トレイ２３に排出される。一方、振動電極板３ａ
と同極性の導電材粒子は、振動電極板３ａに対して反発
力が作用することから、振動電極板３ａの振動により搬
送力があまり伝達されず、重力の方が大きく作用するこ
とから、傾斜方向下方に近い分離経路Ｑを描いて滑り落
ち、第１分離口６ａから第１分離トレイ２１に排出され
る。さらに極性や帯電量が中間の粒子は、中間程度の円
弧状の分離経路を描いて、第２分離口６ｂから第２分離
トレイ２２に排出される。第２分離トレイ２２に排出さ
れたプラスチック粒子は混在しているので、再度混合物
供給装置８に循環させて再分離を行う。

【００２８】なお、第２の実施の形態の実験では、金属
破片粒子を含むプラスチック片（たとえば電線破砕粒
子）を分離した結果、第３トレイ２３に分離されたプラ
スチック粒子の純度を９９％以上、回収率を９０％以上
で分離回収することができた。また、従来では分離が困
難であった径または幅が１ｍｍ以下の粒子が混入してい
ても、プラスチック粒子の純度を９０％以上、回収率を
８０％以上で分離回収することができた。

【００２９】上記実施の形態によれば、分離空間６で混
合物粒子がイオンシャワーを浴びる時間および静電場に
滞留する時間を十分にとれるので、十分な帯電量を確保
できて分離精度をより向上させることができる。また中
間の第２分離口６ｂにより、第１分離口６ａ，第３分離
口６ｃに分離されるプラスチックの分離精度を上げるこ
とができ、さらに粒子原料の性状や品質、周辺環境、分
離結果に合わせてセパレータ２０ａ，２０ｂの位置を調
整することで、第１〜第３分離口６ａ〜６ｃの幅を設定
することができ、これにより分離精度を向上できる。

【００３０】

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１または２記
載の発明によれば、混合物を振動電極板上に投入し、コ
ロナ放電電極から放電されたイオンにより分離空間の混
合物が帯電され、プラスチック粒子は電荷により振動電
極板に吸着されて効果的に振動を受け、分離方向に搬送
される。また絶縁材粒子は帯電されるが、振動電極板に
接触して放電されさらに振動電極板と同極性に帯電され
ることから、反発力が生じて振動電極板の振動が伝わら
ず、導電材粒子には、振動による搬送力より重力の方が
大きく作用して、傾斜方向下方に滑落される。したがっ
て、混合物は長時間イオンシャワーを受けて、振動電極
板と接触されることから、振動により効果的に分離され
て精度よく選別される。

【００３１】さらに請求項３記載の発明によれば、電荷
による吸引力に加えて、静電場による静電力を作用させ
ることができるので、１ｍｍ以下の微細な粒子が混在し
ていても、プラスチック粒子と導電材粒子とをより精度
良く分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動式プラスチック選別装置の第
１の実施の形態を示す側面断面図である。

【図２】同プラスチック選別装置の概略斜視図である。

【図３】摩擦力と傾斜角度を説明する説明図である。

【図４】本発明に係る振動式プラスチック選別装置の第
２の実施の形態を示す側面断面図である。

【図５】同プラスチック選別装置の概略斜視図である。

【図６】従来のプラスチック選別装置を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

１ 基台 ２ 弾性支持装置 ３ 傾斜底板 ３ａ 振動電極板 ４ 振動装置 ５ 傾斜天板 ６ 分離空間 ６ｕ 上分離口 ６ｄ 下分離口 ６ａ〜６ｃ 第１〜第３分離口 ７Ｒ，７Ｌ 左右側板 ８ プラスチック粒子供給装置 ８ｃ 帯電装置 ８ｄ 定量供給装置 １０ 高電圧電源 ２１〜２３ 第１〜第３分離トレイ ３１ コロナ放電電極 ３１ａ 電極基板 ３１ｂ 針状電極 ３３ 投入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚原 正徳 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 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 Ｆターム(参考） 4D054 GA01 GA04 GB05 GB09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定角度傾斜して配置された振動電極板
   と、該振動電極板の上方に分離空間にあけて配置された
   コロナ放電電極とに高電圧を印可して、コロナ放電電極
   をコロナ放電させ、 プラスチック粒子と導電材粒子の混合物を分離空間に供
   給してコロナ放電により帯電させ、 前記混合物を傾斜方向下方と異なる分離方向に搬送する
   ように振動電極板を振動させ、 前記プラスチック粒子を振動電極板に吸着させることに
   より分離方向に搬送し、 前記導電材粒子を振動電極板に接触させて中和し振動電
   極板と同極性に帯電させることにより、下電極板に反発
   させて重力により振動電極板の傾斜方向下方に滑落させ
   てプラスチック粒子と導電材粒子とを分離することを特
   徴とする振動式プラスチック選別方法。
2. 【請求項２】所定角度傾斜された振動電極板と、 該振動電極板の上方に分離空間にあけて配置されたコロ
   ナ放電電極と、 前記振動電極板とコロナ放電電極に高電圧を印可してコ
   ロナ放電電極をコロナ放電させる高電圧電源と、 プラスチック粒子と導電材粒子の混合物を前記分離空間
   に供給する供給手段と、 前記混合物を傾斜方向と異なる分離方向に搬送するよう
   に振動電極板を振動させる振動手段とを具備し、 前記分離空間に投入された混合物をコロナ放電により帯
   電させ、帯電されたプラスチック粒子を振動電極板に吸
   着させることにより分離方向に搬送するとともに、帯電
   された導電材粒子を下電極板に接触させて放電させると
   ともに振動電極板と同極性に帯電させることにより、下
   電極板に反発させて重力により振動電極板の傾斜方向下
   方に滑落させ、プラスチック粒子と導電材粒子とを分離
   するように構成したことを特徴とする振動式プラスチッ
   ク選別装置。
3. 【請求項３】コロナ放電電極を、電極基板の底面に多数
   の針状電極を突設して形成し、電極基板と振動電極板に
   高電圧を印加することにより分離空間に静電界を形成
   し、電荷による吸引力と静電力とによりプラスチック粒
   子を振動電極板に吸着させるように構成したことを特徴
   とする請求項２記載の振動式プラスチック選別装置。
4. 【請求項４】振動手段は、振動電極板上のプラスチック
   粒子を傾斜方向上方に搬送するように構成されたことを
   特徴とする請求項２または３記載の振動式プラスチック
   選別装置。
5. 【請求項５】振動手段は、振動電極板上のプラスチック
   粒子を傾斜方向に直交する方向に搬送するように構成さ
   れたことを特徴とする請求項２または３記載の振動式プ
   ラスチック選別装置。