JP2003001142A

JP2003001142A - 静電選別装置

Info

Publication number: JP2003001142A
Application number: JP2001185130A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nishitsu; 徹哉西津; Haruhisa Fujii; 治久藤井; Yasuto Izeki; 康人井関
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2003-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】摩擦帯電されたプラスチックおよび金属混合
物を、効率良く選別する静電選別装置を提供する。【解決手段】粉砕混合物をプラスチック粉砕片と金属
粉砕片とに選別する第１静電場を形成する第１高電圧電
極対と、第１静電場で選別されたプラスチック粉砕片を
受け入れてプラスチック粉砕片を帯電極性と帯電量によ
って選別する第２静電場を形成する第２高電圧電極対と
を設けた。また、第１静電場で選別されたプラスチック
粉砕片を受け入れて、所定量づつ第２高電圧電極対に向
けて落下供給させるダンパーを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦帯電されたプ
ラスチックおよび金属混合物を選別する静電選別装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的なリサイクル用の粉砕プラスチッ
ク類を選別する静電選別装置は、２種のプラスチックが
混在しているプラスチック類を選別することを目的とし
た装置であり、多種のプラスチックおよび金属混合物を
分離する技術は確立されていない。

【０００３】図５は、特開平１１−１２３３４６に記載
された一般的な粉砕プラスチックを選別する静電選別装
置である。５１は回転ドラム接地電極、５２は第１高電
圧電極、５３は接地固定電極、５４は第２高電圧電極で
ある。５５は電源装置である。５６は被選別プラスチッ
クである。Ａ、Ｂは静電場である。

【０００４】電源装置５５により高電圧を印加された第
１高電圧電極５２と接地され回転している回転ドラム接
地電極５１との間に形成された静電場Ａと、電源装置５
５により高電圧を印加された第２高電圧電極５４と接地
固定電極５３との間に形成された静電場Ｂとに、被選別
プラスチック５６を順に供給し、帯電量のわずかな差に
より静電場Ａ、Ｂから被選別プラスチック５６が受ける
力の大きさの違いを利用して選別するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の静電選別装置
は、プラスチックの帯電量に着目し、わずかな帯電量の
差を利用してプラスチック種類毎に選別することを目的
としているため、プラスチックおよび金属混合物を種類
ごとに選別する場合、選別精度を向上させるには、静電
場Ａ、Ｂから被選別プラスチック５６が受ける力の大き
さに違いが出るまで電極間にかかる印加電圧を大きくす
る必要がある。

【０００６】しかし、被選別プラスチック５６に金属が
含まれていると、高電圧を印加された第１高電圧電極５
２に向って金属が飛来し、瞬間的に第１高電圧電極５２
の表面に付着し突起物を形成するため、印加電圧が高い
場合、静電場Ａにアークが発生し、安定した選別精度を
維持することは不可能である。

【０００７】また、被選別物は、回転ドラム接地電極５
１上より自由落下されるため、第２高電圧電極５４と、
接地固定電極５３間の静電場Ｂを通過する被選別プラス
チック５６の速度は大きく、選別精度を向上させるに
は、印加電圧を大きくする必要がある。

【０００８】本発明の目的は、摩擦帯電されたプラスチ
ック粉砕片および金属粉砕片の混合物を、プラスチック
種類毎に選別できるとともに、金属粉砕片をも選別可能
な静電選別装置を提供することである。

【０００９】また、静電場にアークが発生しにくく、安
定して選別精度を保つことができる静電選別装置を提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、次の構成を有する。すなわち、（１）粉砕混合物を受け入れて、上記粉砕混合物をプラ
スチック粉砕片と金属粉砕片とに選別する第１静電場を
形成する第１高電圧電極対と、上記第１静電場の下方に
設けられ、上記第１静電場で選別されたプラスチック粉
砕片を受け入れて上記プラスチック粉砕片を帯電極性と
帯電量によって選別する第２静電場を形成する第２高電
圧電極対とを備えたことを特徴とする。

【００１１】（２）また、上記第１高電圧電極対の一方
の電極が、粉砕混合物を搬送し得る接地された回転ドラ
ムであっても良い。

【００１２】（３）更に、上記第１高電圧電極対の他方
の電極が、円柱状電極であっても良い。

【００１３】（４）また、上記円柱状電極が、長円柱状
であっても良い。

【００１４】（５）更に、上記円柱状電極が、絶縁被覆
を備えていても良い。

【００１５】（６）また、上記第２高電圧電極対の少な
くとも一方の電極が、板状電極であっても良い。

【００１６】（７）更に、上記第２高電圧電極対の少な
くとも一方の電極が、端部に電界緩和構造を備えていて
も良い。

【００１７】（８）また、上記第２高電圧電極対の少な
くとも一方の電極の垂直方向の長さが、電極間距離以下
であって良い。

【００１８】（９）また、上記第２高電圧電極対の少な
くとも一方の電極が、円柱状電極であっても良い。

【００１９】（１０）また、上記第２高電圧電極対の少
なくとも一方の円柱状電極の直径が、ほぼ電極間距離と
等しくても良い。

【００２０】（１１）また、上記第１高電圧電極対と上
記第２高電圧電極対との間に設けられ、上記第１静電場
で選別された上記プラスチック粉砕片を受け入れて、所
定量づつ上記第２高電圧電極対に向けて落下供給させる
ダンパーを備えていても良い。

【００２１】（１２）更に、上記ダンパーが絶縁体であ
っても良い。

【００２２】（１３）更に、上記ダンパーの出口スリッ
トの幅が、上記プラスチック粉砕片の粒径の約１．５倍
以内の寸法であっても良い。

【００２３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の静電選
別装置は、図示していない粉砕装置によって粉砕され、
摩擦帯電装置１によって帯電されたプラスチック粉砕片
１２ａおよび１２ｂならびに金属粉砕片１１が混在する
粉砕混合物１３を静電気により選別する静電選別装置で
ある。静電選別装置は、摩擦帯電装置１から供給された
粉砕混合物１３を受け入れるフィーダ２を備え、フィー
ダ２の終端には粉砕混合物１３を搬送し得る接地された
回転ドラム３が設けられている。

【００２４】回転ドラム３の円筒面に対向して図で右上
には、第１高電圧電源８に接続された円柱状電極４が設
けられていて、これら回転ドラム３と円柱状電極４とは
第１高電圧電極対Ｍを構成し、その間に第１静電場Ａが
形成されている。第１静電場Ａに粉砕混合物１３が供給
されると、粉砕混合物１３は静電界と粉砕混合物１３の
電荷との間に作用する静電誘導力により、金属粉砕片１
１が円柱状電極４側に吸引されてプラスチック粉砕片１
２ａおよび１２ｂと金属粉砕片１１とが選別される。こ
のとき円柱状電極４に印加する電圧は、第１静電場Ａ内
に入った金属粉砕片１１が円柱状電極４に向かって吸引
されるが、円柱状電極４の表面に付着させられてアーク
を発生させるような突起物となってしまわない程度の大
きさの電圧である。

【００２５】このようにして第１静電場Ａで選別された
金属粉砕片１１は、粉砕混合物１３の流れ方向に見て第
１静電場Ａの下流側に設けられた仕切板５上に落下して
金属粉砕片容器１０ａ内に収容される。

【００２６】第１静電場Ａで選別を受け、仕切板５によ
り取り除かれなかったプラスチック粉砕片１２ａおよび
１２ｂは、第１静電場Ａの下方に設けられたダンパー６
内に落下する。ダンパー６は、絶縁体で構成されて底部
に出口スリット６ａを持ち、出口スリット６ａの幅は、
プラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂの粒径の約１．
５倍以内の寸法である。このダンパー６は、第１静電場
Ａで選別されたプラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂ
を受け入れて、出口スリット６ａから後に説明する所定
量づつ下方に落下供給するものである。

【００２７】静電選別装置はまた、ダンパー６の下方の
比較的近い位置に第２高電圧電極対Ｎを備えている。第
２高電圧電極対Ｎは、接地された第１電極７ａと、この
第１電極７ａに対面して間に第２静電場Ｂを形成し、第
２高電圧電源９に接続された第２電極７ｂとを備えてい
る。これら２つの電極７ａおよび７ｂはいずれも板状の
電極であり、またプラスチック粉砕片１２ａおよび１２
ｂの流れ方向（垂直方向）に見た電極７ａおよび７ｂの
寸法は、電極間距離以下としてある。これら電極７ａお
よび７ｂの間に印加する電圧は、被選別物に金属が含ま
れていないために帯電量の異なるプラスチック粉砕片１
２ａおよび１２ｂを静電選別するのに最適の電圧とする
ことができる。

【００２８】第２静電場Ｂでは、第１静電場Ａで選別さ
れたプラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂを受け入れ
て、プラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂを帯電量に
よって選別し、下方に設けられた第１乃至第３のプラス
チック粉砕片容器１０ｂ、１０ｄおよび１０ｃに収容す
る。このとき、ダンパー６の底部の出口スリット６ａの
幅は、プラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂの粒径の
約１．５倍以内の寸法であって、出口スリット６ａを通
って落下供給されるプラスチック粉砕片１２ａおよび１
２ｂの量が、第２高電圧電極対Ｎ間の第２静電場Ｂ内で
安定した静電選別ができるような適当な所定量となるよ
うにしてある。また、第２高電圧電極対Ｎはダンパー６
の下方の比較的近い位置に設けてあるので、第２静電場
Ｂを通過するプラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂの
落下速度が大きくなり過ぎず、静電選別を精度良く行う
ことができる。

【００２９】第１のプラスチック粉砕片容器１０ｂには
第２高電圧電源９の電圧極性と同じ極性に帯電したプラ
スチック粉砕片１２ａが収容され、第３のプラスチック
粉砕片容器１０ｄには第２高電圧電源９の電圧極性と異
なる極性に帯電したプラスチック粉砕片１２ｂが収容さ
れ、第２のプラスチック粉砕片容器１０ｃには比較的帯
電量の少ないプラスチック粉砕片１２ａとプラスチック
粉砕片１２ｂとが選別されずに混合されたまま収容され
る。

【００３０】実施の形態２．図２に示す静電選別装置に
おいては、断面形が楕円の長円柱状電極２１を備えてい
て、その他の構成は図示はしていないが図１に示す静電
選別装置と同様である。長円柱状電極２１は楕円形断面
の長軸が回転ドラム３の対向面に対してほぼ平行に配置
されていて、その表面には電気的な絶縁保護のための絶
縁被覆２２を備えている。

【００３１】この静電選別装置においては、回転ドラム
３の円筒面に対向して第１高電圧電源８（図１参照）に
接続された断面形が楕円の長円柱状電極２１が設けられ
ていて、これら回転ドラム３と長円柱状電極２１とは第
１高電圧電極対Ｍを構成し、その間に第１静電場Ａが形
成されている。第１静電場Ａに粉砕混合物１３が供給さ
れると、粉砕混合物１３は静電界と粉砕混合物１３の電
荷との間に作用する静電誘導力により、金属粉砕片１１
が長円柱状電極２１側に吸引されてプラスチック粉砕片
１２ａおよび１２ｂと金属粉砕片１１とが選別される。
このとき回転ドラム３と１対になって第１高電圧電極対
Ｍを構成する電極の断面形状が楕円形（長円柱状電極２
１）であってその長軸が回転ドラム３の対向面に対して
ほぼ平行であるため、電極の断面形状が円形（円柱状電
極４）のときより広範囲な静電場を形成でき効率良くプ
ラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂと金属粉砕片１１
とを選別することができる。

【００３２】また、長円柱状電極２１の表面には電気的
な絶縁保護のための絶縁被覆２２を備えているため、第
１静電場Ａ内に入った金属粉砕片１１が長円柱状電極２
１に向かって吸引されるとき長円柱状電極２１の表面に
付着させられてアークを発生させるような突起物となる
ことはない。

【００３３】実施の形態３．図３に示す静電選別装置
は、図２に示すのと同様の絶縁被覆２２を持つ長円柱状
電極２１を備え、第２静電場Ｂを形成する第２高電圧電
極対を構成する平板状の接地された電極３１及び３２
が、端部に円球状の電界緩和構造３１ａおよび３２ａを
備えている。その他の構成は図１に示すものと同様であ
る。

【００３４】この静電選別装置においては、第１静電場
Ａで選別されたプラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂ
が第２静電場Ｂに供給されるまでの過程は実施の形態１
と同様である。第２高電圧電極対Ｎ間の第２静電場Ｂに
供給されたプラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂは帯
電量の違いによる第２静電場Ｂから受ける力の大きさの
違いにより落下方向が変えられ選別されるが、このと
き、第２静電場Ｂを形成する第２高電圧電極対を構成す
る平板状の接地された電極３１及び第２高電圧電源９に
接続された電極３２が、端部に電界緩和構造３１ａおよ
び３２ａを備えているので、電極端部からアークが発生
し難くなる。

【００３５】実施の形態４．図４に示す静電選別装置
は、図３に示す静電選別装置と比較すると、第２静電場
Ｂを形成する第２高電圧電極対Ｎを構成する接地された
電極４１及び第２高電圧電源９に接続された電極４２
が、円柱状の電極であることが相違する。

【００３６】第１静電場Ａで選別されたプラスチック粉
砕片１２ａおよび１２ｂが第２静電場Ｂに供給されるま
での過程は実施の形態１と同様である。第２高電圧電極
対Ｎ間の第２静電場Ｂに供給されたプラスチック粉砕片
１２ａおよび１２ｂは帯電量の違いによる第２静電場Ｂ
から受ける力の大きさの違いにより落下方向が変えられ
選別されるが、このとき、第２静電場Ｂを形成する第２
高電圧電極対を構成する接地された電極４１及び４２の
形状を円柱形状とすることにより、電極からアークが発
生し難くなる。

【００３７】また、円柱状電極４１及び４２の直径を電
極間距離にほぼ等しくして、第２高電圧電極対に供給さ
れたプラスチック粉砕片１２ａおよび１２ｂが電極間を
通過する際、電極に衝突し跳ね返ることをなくし、選別
の効率を高くしてある。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
以下のような効果を奏する。（１）本発明静電選別装置は、粉砕混合物を受け入れ
て、上記粉砕混合物をプラスチック粉砕片と金属粉砕片
とに選別する第１静電場を形成する第１高電圧電極対
と、上記第１静電場の下方に設けられ、上記第１静電場
で選別されたプラスチック粉砕片を受け入れて上記プラ
スチック粉砕片を帯電量によって選別する第２静電場を
形成する第２高電圧電極対とを備えているので、プラス
チック粉砕片と金属およびプラスチック粉砕片どうしを
効率良く選別することができる。

【００３９】（２）上記第１高電圧電極対の一方の電極
が、粉砕混合物を搬送し得る接地された回転ドラムであ
るため、接地電極が搬送装置を兼ねることができ、部品
点数を少なくすることができる。

【００４０】（３）上記第１高電圧電極対の他方の電極
が、円柱状電極であるため、広範囲な静電場を形成する
ことができ、金属粒体の選別精度を向上することができ
る。

【００４１】（４）上記円柱状電極が、長円柱状である
ため、広範囲な静電場を形成することができ、金属粒体
の選別精度を向上することができる。

【００４２】（５）上記円柱状電極が絶縁被覆を備えて
いるので、金属粒体が長円柱電極に付着して突起物とな
り、このとき高電圧がかかってアークが発生することを
防止することができる。

【００４３】（６）上記第２高電圧電極対の少なくとも
一方の電極が、板状電極であるため、プラスチック粉砕
片を帯電量によって選別することができる。

【００４４】（７）上記第２高電圧電極対の少なくとも
一方の電極が、端部に電界緩和構造を備えているため、
電極端部からのアークの発生を防止することができる。

【００４５】（８）上記第２高電圧電極対の少なくとも
一方の電極の垂直方向の長さが、電極間距離以下である
ため、プラスチック粉砕片が電極に衝突して跳ね返り効
率良く選別することができなくなるのを防止することが
できる。

【００４６】（９）上記第２高電圧電極対の少なくとも
一方の電極が、円柱状電極であるため、広範囲な静電場
を形成することができ、プラスチック粉砕片の選別精度
を向上することができる。

【００４７】（１０）上記第２高電圧電極対の少なくと
も一方の円柱状電極の直径が、ほぼ電極間距離と等しい
ため、プラスチック粉砕片が円柱状電極に衝突して跳ね
返り効率良く選別することができなくなるのを防止する
ことができる。

【００４８】（１１）上記第１高電圧電極対と上記第２
高電圧電極対との間に設けられ、上記第１静電場で選別
された上記プラスチック粉砕片を受け入れて、所定量づ
つ上記第２高電圧電極対に向けて落下供給させるダンパ
ーを備えているため、プラスチック粉砕片の落下速度を
減少させ供給量を一定にすることにより、効率良く選別
することができる。

【００４９】（１２）上記ダンパーが絶縁体であるた
め、上記第２高電圧電極対で発生したアークの飛来を防
止することができる。

【００５０】（１３）上記ダンパーの出口スリットの幅
が、上記プラスチック粉砕片の粒径の約１．５倍以内の
寸法であるため、プラスチック粉砕片を静電選別に適当
な量づつ供給することにより、効率良く選別することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の静電選別装置の実施の形態１を示
す概略図である。

【図２】この発明の静電選別装置の実施の形態２を示
す概略図である。

【図３】この発明の静電選別装置の実施の形態３を示
す概略図である。

【図４】この発明の静電選別装置の実施の形態４を示
す概略図である。

【図５】従来の静電選別装置の概略構成を示す構成図
である。

【符号の説明】

３回転ドラム、４第１高電圧電極、６ダンパー、
６ａ出口スリット、７ａ接地電極、７ｂ第２高電
圧電極、８第１高電圧電源、９第２高電圧電源、１
１金属粉砕片、１２ａプラスチック粉砕片、１２ｂ
プラスチック粉砕片、１３プラスチックおよび金属
の混合物、２１長円柱電極、２２絶縁被膜、３１
平板状接地電極、３１ａ電界緩和装置、３２平板状
接地電極、３２ａ電界緩和装置、４１円柱状電極、
４２円柱状電極、Ａ第１静電場、Ｂ第２静電場、
Ｍ第１高電圧電極対、Ｎ第２高電圧電極対。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井関康人東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 4D054 GA01 GA09 GB01 GB06 GB09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉砕され、帯電されたプラスチック粉砕
片及び金属粉砕片が混在する粉砕混合物を静電気により
選別する静電選別装置であって、粉砕混合物を受け入れて、上記粉砕混合物をプラスチッ
ク粉砕片と金属粉砕片とに選別する第１静電場を形成す
る第１高電圧電極対と、上記第１静電場の下方に設けられ、上記第１静電場で選
別されたプラスチック粉砕片を受け入れて上記プラスチ
ック粉砕片を帯電極性と帯電量によって選別する第２静
電場を形成する第２高電圧電極対とを備えた静電選別装
置。
【請求項２】上記第１高電圧電極対の一方の電極が、
粉砕混合物を搬送し得る接地された回転ドラムであるこ
とを特徴とする請求項１記載の静電選別装置。
【請求項３】上記第１高電圧電極対の他方の電極が、
円柱状電極であることを特徴とする請求項２記載の静電
選別装置。
【請求項４】上記円柱状電極が、長円柱状であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の静電選別
装置。
【請求項５】上記円柱状電極が、絶縁被覆を備えたこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の静電選
別装置。
【請求項６】上記第２高電圧電極対の少なくとも一方
の電極が、板状電極であることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれか記載の静電選別装置。
【請求項７】上記第２高電圧電極対の少なくとも一方
の電極が、端部に電界緩和構造を備えたことを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか記載の静電選別装置。
【請求項８】上記第２高電圧電極対の少なくとも一方
の電極の垂直方向の長さが、電極間距離以下であること
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の静電選別
装置。
【請求項９】上記第２高電圧電極対の少なくとも一方
の電極が、円柱状電極であることを特徴とする請求項１
乃至８のいずれか記載の静電選別装置。
【請求項１０】上記第２高電圧電極対の少なくとも一
方の円柱状電極の直径が、ほぼ電極間距離と等しいこと
を特徴とする請求項９記載の静電選別装置。
【請求項１１】上記第１高電圧電極対と上記第２高電
圧電極対との間に設けられ、上記第１静電場で選別され
た上記プラスチック粉砕片を受け入れて、所定量づつ上
記第２高電圧電極対に向けて落下供給させるダンパーを
備えたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか記
載の静電選別装置。
【請求項１２】上記ダンパーが、絶縁体であることを
特徴とする請求項１１記載の静電選別装置。
【請求項１３】上記ダンパーの出口スリットの幅が、
上記プラスチック粉砕片の粒径の約１．５倍以内の寸法
であることを特徴とする請求項１２記載の静電選別装
置。