JP2003001632A

JP2003001632A - 再利用可能プラスチック生産装置及び方法

Info

Publication number: JP2003001632A
Application number: JP2001193266A
Authority: JP
Inventors: Shigehiro Yabu; 重洋薮; Yasuto Izeki; 康人井関
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】金属部品の有無チェック、特に同時成形金属
部品の有無チェックに正確性を欠き、粉砕後の再利用プ
ラスチック原料に金属が混入し、プラスチック製品成形
時の設備を傷めるなどの問題が有った。【解決手段】プラスチックとの複合構成物を破砕する
破砕機１と、破砕物から磁石にくっつく金属を選別する
磁力選別機２と、破砕物から磁石にくっつかない金属を
選別する金属選別機３と、金属選別後のプラスチック片
表面を擦過してプラスチックから軽量異物を分離する振
動ミル４と、分離された軽量異物を選別する風力選別機
５とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子・電気機器、
自動車、産業機械、包装容器、建築資材等に利用された
使用済プラスチックのリサイクルをより経済的に行な
い、高品質にするための処理方法、またはリサイクルの
技術装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックは、加工の容易性や意匠性
に優れている事、重量あたりの強度が高い事、腐食を起
こしにくい事などから、電子・電気機器、自動車、産業
機械等の外装、内装部分に大量かつ幅広く利用されてい
る。一般的にプラスチック類については、製品の製造工
程にて発生した仕損品や端材の再利用が行われてきた例
は多いが、使用済み製品のプラスチックが大規模にかつ
安定的に再利用されている例は極めて少ない。わずかに
自動車用バッテリーケースのポリプロピレン等の汎用熱
可塑性プラスチックや容器包装リサイクル法の下で実施
されるＰＥＴボトルの例が挙げられるに過ぎない。

【０００３】旧来の産業機械や自動車、耐久消費財に使
われるプラスチックにおいては使用されるプラスチック
の種類や色が多様であり、そのプラスチック種の表示も
徹底されておらず、使用済製品から取外したプラスチッ
ク部品を効率的に選別することができないため、ほとん
ど材料としてリサイクルされるには至ってない。最近は
リサイクルし易い設計を標榜する製品が増え、少なくと
も材料の種別表示がなされることが多くなり、このよう
なプラスチック部品が使用済となった後には前述の問題
の一部は解決されるものと思われる。また一部の自動車
メーカーや家電メーカーは使用するプラスチックの種類
を可能な限り統一する活動を強力に進めており、これも
前述の問題の一部を解決する事につながる。

【０００４】しかしながら、一方で、組み立てのための
ファスナー、特にネジによる締結においてプラスチック
の強度に不十分な部分を、形成されたプラスチック部位
の強度を増すために真鍮などの金属部品を埋め込んで成
形したものの場合や製品の銘を記載した金属箔、紙、プ
ラスチックによるシールを粘着材にてプラスチック表面
に張り付けられたものの場合、あるいは機器内部の振動
や騒音の低減を目的にプラスチック部品内面に粘着材を
もって発泡ウレタンが張付けられた場合、さらには内部
の機器の放熱口など、部分的に熱が与えられる部位へ意
匠性が重視されてプラスチック色と同色の塗装鋼板など
が利用される場合など、解体してプラスチック部品本体
のプラスチック種を認識し選別しただけでは避けられな
い混入異物があった。

【０００５】これらの異物をさらにリサイクル処理時の
解体工程において目視により除去する事も考えられる
が、生産工程とは異なり、異なるタイプの機器を混然と
解体することがさけれない解体工程では、一見してどの
部位に金属部品が埋め込まれているかが分からず、その
チェックに膨大な時間を要し多大なコストがかかってし
まう事、あるいは目視確認のミスにより、金属がプラス
チックに混入してプラスチックの再利用時における射出
成形機を傷めてしまう事、また粘着材によって貼り付け
られたシール、発泡ウレタンにおいてはこれらを除去す
るための作業時間が膨大となり、大きなコストがかかっ
てしまうなどの問題があった。

【０００６】図１８はプラスチックの粉砕工程を除く従
来の使用済製品プラスチック材料のリサイクル処理時に
おける解体工程作業の例を表したフローチャートであ
る。これら一連の工程は手作業によって行われている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来は金属部品の有無
チェック、特に同時成形金属部品の有無チェックに正確
性を欠き、粉砕後の再利用プラスチック原料にしばしば
金属が混入し、プラスチック製品成形時の設備を傷める
などの問題が有った。また各種の素材で作られたシール
類、防振、防音用のウレタンフォームなどはそれ自身の
剥離に加え、粘着材部分の剥離に多大な作業工数を費や
す必要があった。これらの作業に費やされる費用がバー
ジンプラスチックの価値を大きく上回り、再生プラスチ
ックが利用される市場の形成を妨げてきた。

【０００８】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、再利用可能なプラスチックを経済
的かつ高品位に生産可能にすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る再利用可
能プラスチック生産装置は、プラスチックとの複合構成
物を破砕する破砕手段と、破砕物から金属を選別する金
属選別手段と、金属選別後のプラスチック片表面を擦過
してプラスチックから軽量異物を分離する分離手段と、
分離された軽量異物を選別する軽量異物選別手段とを備
えたものである。

【００１０】また、軽量異物選別後のプラスチック片か
ら微細異物を選別する微細異物選別手段を備えたもので
ある。

【００１１】また、摩擦帯電により帯電傾向の異なる少
なくとも２種類以上のプラスチックに選別するプラスチ
ック選別手段を備えたものである。

【００１２】また、破砕手段を１軸押付け式破砕機とし
たものである。

【００１３】また、金属選別手段を永久磁石もしくは電
磁石を具備した磁力選別機としたものである。

【００１４】また、金属選別手段は、金属を含む破砕物
をコイルに対して相対的に移動させる移動手段と、金属
の相対移動によるコイルのインダクタンス変化を検知し
て金属を検出する金属検出手段と、検出した金属を破砕
物中から除去する除去手段とを備えたものである。

【００１５】また、分離手段は、硬質砂状物をプラスチ
ック片表面に放射する放射手段を備えたものである。

【００１６】また、分離手段は、硬質の球状もしくは円
筒状の物質とプラスチックとを同空間に存在させる空間
を保持する外殻を振動もしくは回転させることにより物
質をプラスチックに接触擦過させるものである。

【００１７】また、硬質の球状もしくは円筒状の物質表
面に梨子地、ローレット状などの摩擦抵抗が増す加工を
施したものである。

【００１８】また、軽量異物選別手段を風力により軽量
異物とブラスチックとに選別する風力選別機としたもの
である。

【００１９】また、破砕手段は、粗破砕する第１の破砕
手段と、粗破砕された破砕物を微破砕する第２の破砕手
段とを備えたものである。

【００２０】また、第１の破砕手段と第２の破砕手段の
間に前記金属選別手段を備えたものである。

【００２１】また、この発明に係る再利用可能プラスチ
ック生産方法は、プラスチックとの複合構成物を破砕す
る破砕工程と、破砕物から金属を選別する金属選別工程
と、金属選別後のプラスチック片表面を擦過してプラス
チックから軽量異物を分離する分離工程と、分離された
軽量異物を選別する軽量異物選別工程とを備えた。

【００２２】また、軽量異物選別後のプラスチック片か
ら静電力の違いによって微細金属片を選別する微細金属
片選別工程を備えた。

【００２３】また、摩擦帯電により帯電傾向の異なる少
なくとも２種類以上のプラスチックに選別するプラスチ
ック選別工程を備えた。

【００２４】また、破砕工程は、粗破砕する第１の破砕
工程と、粗破砕された破砕物を微破砕する第２の破砕工
程とを備えた。

【００２５】また、第１の破砕工程と第２の破砕工程の
間に前記金属選別工程を備えた。

【００２６】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１による再利用可能プラスチック生産装置を図
について説明する。図１は本実施の形態における再利用
可能プラスチック生産装置を示すブロック図である。図
１において、１は金属やシール類、ウレタンフォームな
どとプラスチックとの複合構成物を所定の大きさ以下に
破砕する破砕機（破砕手段）、２は破砕機１によって破
砕された破砕物から、鉄、ステンレスなどの磁石に引き
付けられる金属およびこれら金属を含むプラスチックを
磁石によって分離除去する磁力選別機（第１の金属選別
手段）、３は磁力選別機２によって破砕物から分離除去
できなかった真鍮やある種のステンレスなどの磁力に引
き付けられない金属およびこれら金属を含むプラスチッ
クを金属検知器によって検知し、検知した金属を破砕物
から分離除去する金属選別機（第２の金属選別手段）で
ある。

【００２７】４は金属選別機３によって金属の殆どが分
離除去された後のプラスチック片などの表面を擦過し、
プラスチック片に付着したシール類やその粘着材、ウレ
タンフォームなどの軽量異物をプラスチックから分離す
る振動ミル（分離手段）、５は振動ミル４によって分離
されたプラスチックと軽量異物とを風力を利用して選別
する風力選別機（軽量異物選別手段）である。これら破
砕機１、磁力選別機２、金属選別機３、振動ミル４、風
力選別機５はこの順番に処理工程を形成するようリサイ
クルプラントに配置されている。

【００２８】次に動作について説明する。プラスチック
に金属部品などが構成された複合構成物は、破砕機１に
より５〜８mm程度の大きさにまで破壊され、破壊を伴い
ながらプラスチック部分と金属単体もしくは金属を含む
プラスチック部分となどに分離する。破砕機１を出た破
砕物は磁力選別機２へと送られる。磁力選別機２では、
約６０００ガウス以上の磁石によって引き付けられる鉄
などの金属およびこのような金属を含むプラスチックを
破砕物中から磁石に引き付けて選別する。これによって
磁石に引き付けられる金属のうち大まかなものは取り除
かれる。磁石に引き付けられなかったプラスチック片な
どの破砕物は金属選別機３へと送られる。

【００２９】磁力選別機２で磁石にひきつけられなかっ
た真鍮やある種のステンレスなどの金属およびこのよう
な金属を含むプラスチックは、金属選別機３において金
属検出機がその存在を検出する。検出された金属はその
検出位置を基に破砕物から選別除去される。これによっ
て磁石に引き付けられないような金属のうち大まかなも
のも取り除かれる。大まかな金属が除去された後のプラ
スチック片などは振動ミル４へと送られる。振動ミル４
では、プラスチック片などの表面を機械的に擦過するこ
とにより、プラスチックと異なる素材で作られたシール
類やその粘着材並びに防振、防音用のウレタンフォーム
やその貼り付けに利用される粘着材などの軽量異物とに
分離する。分離されたプラスチックや軽量異物は風力選
別機５へと送られる。

【００３０】振動ミル４で分離された破砕に伴う粉塵や
シールなどの剥離された部分である軽量異物は風力選別
機５にてプラスチックと分離される。このようにして軽
量異物を選別除去することにより、異物の少ない高品質
の再利用可能プラスチック原料を得ることができる。

【００３１】実施の形態２．本発明の実施の形態２によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図２は本実施の形態における再利用可能プラスチッ
ク生産装置を示すブロック図である。図２において、６
は風力選別機５で選別されたプラスチックなどに静電気
を帯電させ、プラスチックと異物との帯電極性の違いに
より微細金属片などの微細異物とプラスチックとを選別
する静電選別機（微細異物選別手段）である。その他の
構成は実施の形態１と同一であり、その説明を省略す
る。

【００３２】次に動作について説明する。破砕機１から
風力選別機５までの動作は実施の形態１と同一であり、
その説明を書略する。風力選別機５によって軽量異物が
分離除去されたプラスチックは静電選別機６へと送られ
る。静電選別機６では、プラスチックやプラスチック中
に微量含まれる微細金属などに静電気を帯電させる。絶
縁性質のプラスチックと導電性の微細金属とでは帯電極
性が逆になるため、帯電後この極性を利用して風力選別
機５では選別できなかったような微細異物をプラスチッ
クから容易に選別することができる。

【００３３】実施の形態３．本発明の実施の形態３によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図３は本実施の形態における再利用可能プラスチッ
ク生産装置を示すブロック図である。図３において、７
は静電選別機６で選別されたプラスチックを相互に摩擦
させることにより異なる種類のプラスチックに帯電極の
異なる静電気を帯電させ、帯電極性の違いにより混成す
る異種のプラスチックを選別する静電選別機（プラスチ
ック選別手段）である。その他の構成は実施の形態２と
同一であり、その説明を省略する。

【００３４】次に動作について説明する。破砕機１から
静電選別機６までの動作は実施の形態２と同一であり、
その説明を書略する。静電選別機６によって微細金属な
どの微細異物が分離除去されたプラスチックは静電選別
機７へと送られる。静電選別機７では、プラスチック同
士を振動させ、プラスチック相互の摩擦により静電気を
帯電させる。このとき同種のプラスチックは同じ帯電極
となるが、異なる種類のプラスチックは逆の帯電極とな
る。帯電後この極性を利用して異種のプラスチックを選
別することで、特定種類の再利用可能プラスチックを抽
出したり、複数種類の再利用可能プラスチック分離抽出
することができる。

【００３５】実施の形態４．本発明の実施の形態４によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図４は実施の形態１〜３で使用される破砕機１の様
子を示した概念図である。図４において、１１は軸方向
が水平で円柱状の回転ドラムで、周面に回転刃１１１が
設けられている。１２は複合構成物１９０を回転ドラム
１１に押し付けるプッシャーで、矢印１２１で示すよう
に水平方向に移動する。１９１は破砕機によって破砕さ
れた破砕物である。この破砕機１は複合構成物１９０を
概ね５〜８mm程度の破砕物１９１にまで破砕するもので
ある。

【００３６】次に動作について説明する。実施の形態１
〜３において、破砕機１に投入された複合構成物１９０
は水平方向１２１に移動するプッシャー１２によって回
転するドラム１１に押し付けられ、回転ドラム１１周面
に設けられた回転刃１１１によって所定の大きさの破砕
物１９１になるまで破砕される。破砕機１をこのような
構成とすることで、複合構成物１９０にプラスチックに
比べて堅牢な金属部品が組み付けられていても、破砕機
のダメージを少なくでき、破砕に費やす時間も短くでき
る。また、回転刃１１１によってウレタンなどプラスチ
ック表面に粘着された異物を掻き落とすことができる。
破砕物１９１を概ね８mm程度以下にする理由は、後段の
工程である磁力選別や風力選別、静電選別時に選別しや
すい大きさとするためで、５mm程度以上とする理由は１
mm以下のプラスチックだと粉状になり再利用時に扱いに
くいため、粉状プラスチックの発生を抑えるためであ
る。

【００３７】実施の形態５．本発明の実施の形態５によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図５は実施の形態１〜３で使用される磁力選別機２
の様子を示した概念図である。図５において、２０は磁
力選別機２の筐体、２１は軸方向が水平で円柱状の回転
ドラムシェル、２２は回転ドラムシェル２１内にて固定
軸に固定された半円状の永久磁石で、半円面は回転ドラ
ム２１の下向き回転方向となる半周面に沿った曲面形状
をしている。２３は回転ドラムシェル２１下方に所定間
隔をおいて設けられたデバイダーである。永久磁石２２
の一方の端部は回転ドラム２１の略最下部まで達してお
り、デバイダー２３はこの端部よりも若干回転方向上流
側に位置している。

【００３８】次に動作について説明する。実施の形態１
〜３において、破砕機１から排出されてきた破砕物２９
０は磁力選別機２の筐体２０上部に形成された投入部か
ら順次投入されていく。この破砕物２９０は鉄やステン
レスなどに代表される磁石にくっつく性質を有する金属
などの磁着物２９２と、アルミなどに代表される磁石に
くっつかない金属やプラスチックなどのた非磁着物２９
１とが混在している。筐体２０内に投入された破砕物２
９０は回転ドラムシェル２２の直上に落下し、回転する
ドラム周面に沿って移動する。周面に沿って移動すると
やがて重力や遠心力の作用によって破砕物２９０は回転
ドラムシェル２２から離脱し落下しはじめる。

【００３９】このとき、非磁着物２９１は永久磁石２２
の影響を受けることなく離脱、落下するが、磁着物２９
２は永久磁石２２によって回転ドラムシェル２１にくっ
ついており、そのまま回転ドラムシェル２１の周面最下
部まで移動する。磁着物２９２は最下部まで移動するこ
とによりデバイダー２３を越える。磁着物２９２はデバ
イダー２３を通過してすぐに永久磁石２２の端部を通過
するため、重力により回転ドラムシェル２１から離脱落
下する。このようにして、プラスチックなどの非磁着物
２９１と鉄などの磁着物２９２とが分離される。本実施
の形態では、磁性の弱いステンレスなども磁着物として
分離できるよう、回転ドラムシェル２１表面での磁力が
約６０００ガウス以上となるよう永久磁石２２の大きさ
が設定されている。尚、磁石は永久磁石でなく電磁石で
も良い。

【００４０】実施の形態６．本発明の実施の形態６によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図６は実施の形態１〜３で使用される金属選別機３
の様子を示した概念図である。図６において、３１は磁
力選別機２で磁石にくっつく金属が取り除かれた後の破
砕片を搬送する破砕片コンベア（移動手段）、３２は破
砕片コンベアの終端付近に設けられたアクチュエーター
付きの経路切換ダンパー（除去手段）で、実線の状態は
金属検出時の位置を、破線で示す３２ｂの状態は金属を
検出しない通常の位置をそれぞれ示している。

【００４１】３３は破砕片コンベアの始端付近に設置さ
れたコイル、３４は破砕片コンベア３１によって搬送さ
れる金属含有片２９０の移動によってコイル３３に発生
するパルス印加電圧による電圧曲線の減衰パターンの差
を検出し、破砕片コンベア３１上の金属含有片２９０の
位置を演算する信号検出演算部（金属検出手段）、３５
は経路切換ダンパー３２の位置を切り換え指示するアク
チュエーター駆動電子回路である。

【００４２】次に動作について説明する。磁力選別機２
から磁石にくっつく金属が取り除かれた破砕片は、主に
アルミニウムや一部のステンレスなど磁石にくっつかな
い金属が含まれた金属含有片２９０と、プラスチック片
２９１とから成る。このような破砕片が金属選別機３へ
と送られ、金属選別機３内では破砕片コンベア３１上を
移動する。

【００４３】破砕物コンベア３１上の破砕物中の金属含
有片２９０は、図７に示すようにコイル３３近傍に存在
することによって変化するパルス印加電圧３４０の電圧
曲線減衰パターンの差によって、信号検出演算部３４が
金属含有片２９０の存在を検知し、この検知結果に基づ
いてアクチュエーター駆動電子回路３５が破砕物コンベ
ア３１の速度に応じた適当な遅れ時間の後（即ち金属含
有片２９０が破砕片コンベア３１の終端に来るタイミン
グ）にアクチュエーター付の経路切り替えダンパー３２
を金属検出時の破線位置３２ｂに移動するよう制御す
る。この結果、金属含有片２９０は金属を含む破砕物の
排出方向２９２へと移動し、除去される。

【００４４】また、金属含有片２９０が検出されない場
合には、アクチュエーター駆動電子回路３５がアクチュ
エーター付の経路切り替えダンパー３２を実線位置に維
持するよう制御する。この結果、プラスチック片２９１
は金属を含まない破砕物の排出方向２９３へと移動し、
振動ミル４へと搬送される。このように金属検出器を利
用して破砕物中の金属含有片２９０を選別除去すること
ができる。また、経路切り替えダンパー３２を３２ｂ位
置にした際、プラスチック片２９１の一部が金属を含む
破砕物の排出方向２９２へと移動し、除去される可能性
があり、再利用可能なプラスチックの回収率が低下する
可能性があるが、事前に磁力選別機２を用いて磁石にく
っつく金属を取り除いているため、金属選別機３ですべ
ての金属を選別する必要がなく、経路切り替えダンパー
３２が３２ｂ位置になる回数を減らすことができるか
ら、再利用可能なプラスチック片を高率で振動ミル４へ
送ることができる。

【００４５】実施の形態７．本発明の実施の形態７によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図８は実施の形態１〜３で使用される振動ミルに代
わる擦過装置（分離手段）の様子を示した概念図であ
る。図８において、４５１は擦過装置内においてグリッ
ト４６１を放射するためのインペラー（放射手段）、４
５２は穴明きベルト４５３を所定方向へと回転させるプ
ーリー、４５４は金属が除去されたプラスチック片４７
０等の破砕片を収納するため穴明きベルト４５３を窪ま
せるベントプーリー、４５５はベントプーリー４５４の
下方に設置されたグリット回収皿、４６３は穴明きベル
ト４５３の穴から落下し、グリット回収皿４５５へ回収
される回収グリットである。

【００４６】次に動作について説明する。上述した擦過
装置において、グリット４６１を高速で回転するインペ
ラ−４５１から放射し、穴明きベルト４５３上のプラス
チック片４７０表面に高速で衝突させることにより、プ
ラスチック表面のシールや防音用ウレタンなどを剥離さ
せる。穴明きベルト４５３の移動によってもプラスチッ
ク片４７０が互いに衝突する。このようにしてプラスチ
ック片の表面に粘着されたシールや防音用ウレタンなど
を剥離させることができる。

【００４７】放射されたグリット４６１はプラスチック
片４７０表面を擦過し、シールやウレタン等を剥離した
後、プーリー４５２やベントプーリー４５４によって移
動する穴明きベルト４５３の穴を通過してグリット回収
皿４５５上に落下し回収され、再度インペラー４５１へ
と戻され利用される。プラスチック片４７０は穴明きベ
ルト４５３の移動により攪拌され、グリットが照射され
る面が偏らないように構成されている。このような分離
工程の後、プラスチック片４７０は剥離されたシールや
防音用ウレタンなどと一緒に風力選別機５へと搬送され
る。このようにして、プラスチック片からシールや防音
用ウレタンなどを確実に分離することができる。

【００４８】実施の形態８．本発明の実施の形態８によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図９は実施の形態１〜３で使用される振動ミル４の
様子を示した概念図である。図９において、４０は擦過
装置の外殻で、図１０、１１に示すような周面にローレ
ット加工による溝４１１を有する円柱状で鉄製のロッド
４１を内蔵している。４２は外殻４０の一端に開口した
プラスチック片４０１の投入口、４３は外殻４０の他端
に開口したプラスチック片４０１の排出口、４４はユニ
バーサルジョイント４５を介して駆動軸を外殻４０に偏
心して装着したモーター、４６は外殻４０を支える支持
ばねである。

【００４９】次に動作について説明する。金属が除外さ
れ金属選別機３から排出された主にプラスチック片４０
１から成る破砕物は、投入口４２から外殻４０内に投入
される。モーター４４の回転駆動力は偏心した駆動軸、
ユニバーサルジョイント４５によって外殻４０を偏心回
転させる。この偏心回転により支持バネ４６によって支
えられた外殻４０内の鉄製のロッド４１とプラスチック
片４０１は高速な振動を与え合う。外殻４０の一端にプ
ラスチック片４０１の投入口４２を、他端にプラスチッ
ク片４０１の排出口４３を配置することにより、投入口
４２から送致されたプラスチック片４０１は高速振動す
る外殻４０とロッド４１の間隙内を安息角に沿って移動
しながら、ロッド４１の間で強力に擦過してプラスチッ
ク片４０１の表面に付着したシールや防音用ウレタンな
どの異物を削り落とす。

【００５０】このような振動ミル４によって、比較的大
きなエネルギーでプラスチック表面を衝撃擦過すること
ができるため、シールなどの異物、粘着材、さらにはプ
ラスチック片における一部の表面劣化層の除去が可能に
なる。尚、上記実施の形態では周面にローレット加工に
よる溝４１１が形成されたロッド４１を用いたが、例え
ば図１２のように周面に凹凸の梨子地４１２が形成され
たロッド４１としてもよく、同様な効果が得られる。ま
た、ロッド４１は筒状でなく球状でも良い。

【００５１】実施の形態９．本発明の実施の形態９によ
る再利用可能プラスチック生産装置を図について説明す
る。図１３は実施の形態１〜３で使用される風力選別機
５の様子を示した概念図である。図１３において、５０
は風力選別機５のケーシング、５１はケーシング５０の
天面に開口し、前段の分離工程にて剥離されたシールや
ウレタンフォーム、さらには破砕時の粉塵などの軽量異
物５０２を含むプラスチック片５０１の投入口、５２は
ケーシング５０の底面に開口し異物分離後のプラスチッ
ク片５０３を排出する排出口である。

【００５２】５３はケーシング５０の中部と下部に形成
された風入口、５４はケーシング５０上部に形成された
異物吸入口で、これら各口は上下方向に千鳥状に位置す
る。５５は一つ目が投入口５１と中部の風入口５３との
間から下部風入口５３と異物吸入口５４との間にかけて
下降傾斜するよう配置され、二つ目が下部風入口５３と
異物吸入口５４との間から排出口５２にかけて下降傾斜
するよう配置された穴明きスロープで、投入口５１から
排出口５２に至るプラスチック片搬送経路を形成する。
５１０は各風入口５３から異物吸入口５４へ至る選別風
の流れ方向である。

【００５３】次に動作について説明する。風力選別機５
は図８、図９に示す擦過手段により剥離されたシールや
ウレタン片や粉塵等の軽量異物５０２を含むプラスチッ
ク片５０１から軽量異物５０２を分離する。投入口５１
から投入された剥離されたシールやウレタン片や粉塵等
の軽量異物５０２を含むプラスチック片５０１は、一つ
目の穴明きスロープ５５上を滑りながら移動する。この
とき中部の風入り口５３から供給される選別風５１０に
よって投影面積あたりの重量が小さい剥離されたシール
やウレタン片や粉塵等の軽量異物５０２が吹き上げら
れ、選別風５１０とともに異物吸入口５４から排出され
る。同様にプラスチック片５０１は二つ目の穴明きスロ
ープ５５上を滑りながら移動し、下部の風入り口５３か
ら供給される選別風５１０によって投影面積あたりの重
量が小さい剥離されたシールやウレタン片や粉塵等の軽
量異物５０２が吹き上げられ、選別風５１０とともに異
物吸入口５４から排出される。

【００５４】図１３の例は穴明きスロープ５５が２段に
構成されている例であり、一つ目の穴明きスロープから
二つ目の穴明きスロープにプラスチック片５０１が移る
際の落下時にプラスチック片が攪拌され、二つ目のスロ
ープで表面に出てきた軽量異物５０２を除去でき、軽量
異物５０２の除去精度の向上が図られている。異物分離
後のプラスチック片５０３はケーシング５０の下部に配
置されたの排出口５２から排出される風入口５３から流
入する風力は軽量異物５０２の大きさや重量、プラスチ
ック片５０３の大きさや重量に応じて調整可能になって
いる。

【００５５】実施の形態１０．本発明の実施の形態１０
による再利用可能プラスチック生産装置を図について説
明する。図１４は実施の形態２、３で使用される静電選
別機６の様子を示した概念図である。図１４において、
６１は接地された回転ドラム、６２は投入されたプラス
チック片を回転ドラム６１へ定量供給する定量フィーダ
ー、６３は回転ドラム６１近傍に設置された高電圧電極
６４に電力供給する高電圧電源、６５は回転ドラム６１
下方に設置された回収容器で、回転ドラム６１から所定
距離のところで仕切られている。６６は回転ドラム６１
から飛来する軌道に応じて回収容器６５の仕切られた遠
方側と近方側とに導く位置可変デバイダーである。

【００５６】次に動作について説明する。静電選別機６
は前段の磁力選別機２や金属検知機３で除去し切れなか
った細かな金属片を除去するものである。風力選別機５
により軽量異物が取り除かれたものの、さらに細かな金
属片を含むプラスチック片は、定量フィーダー６２によ
って均一な層厚に並べられ、回転ドラム６１上に供給さ
れる。供給されたプラスチック片および細かな金属片は
回転ドラム６１との摩擦により回転ドラム円周に沿って
移送されるが、遠心力により回転ドラム６１表面を離れ
る。

【００５７】このとき導電性粒である金属片６０１は、
空中にあって高電圧電源６３により電力供給される高電
圧電極６４と接地電極として機能している回転ドラム６
１との間に構成される電界内で誘電分極するため、静電
力によって高電圧電極６４側（即ち回転ドラム６１より
遠方側）へ引き寄せられる。このため落下軌道が変化し
てデバイダー６６を超え、回収容器６５の仕切られた遠
方側へ回収されることで選別除去される。絶縁性粒であ
るプラスチック片６０３は絶縁性であるがゆえ表面の電
荷が移動することが無いため、電界の影響を受けず、回
転ドラム６１との接触が無くなった位置から微小な初速
度は持つものの自由落下して、デバイダー６６を超える
ことなく回転ドラム６１に近い側の回収容器６５に回収
される。

【００５８】実施の形態１１．本発明の実施の形態１１
による再利用可能プラスチック生産装置を図について説
明する。図１５は実施の形態３で使用される静電選別機
７の様子を示した概念図である。図１５において、７１
は平行平板陰極側電極で、定量フィーダー７２末端から
プラスチック片が落下する経路に面し、高電圧電源７３
からの電力供給を受けて陰極を成す。７４は平行平板陰
極側電極７１と落下経路を挟んで対面配置された平行平
板陽極電極で、高電圧電源７３からの電力供給を受けて
陽極を成す。

【００５９】７５は落下経路下方に設置された回収容器
で、平行平板陰極側電極７１側と平行平板陽極電極７４
側とに仕切られている。７６は定量フィーダー７２から
飛来する軌道に応じて回収容器７５の仕切られた平行平
板陰極側電極７１側と平行平板陽極電極７４側とに導く
位置可変デバイダーである。７７は静電選別機６から排
出され細かい金属が除去されたプラスチック片が投入さ
れる攪拌帯電容器で、中央の攪拌回転ロッド７８に取り
付けられた攪拌回転羽７９によってプラスチック片を攪
拌する。攪拌帯電容器７７の下部には攪拌されたプラス
チック片を定量フィーダー７２の始端に排出する排出口
が形成されている。

【００６０】次に動作について説明する。静電選別機７
はプラスチック部材に混入した異なる種類のプラスチッ
ク片を除去するものである。静電選別機６から排出され
たプラスチック片は異なる種類のプラスチック片を含む
場合があるが、これらプラスチック片は攪拌帯電容器７
７内に投入される。攪拌帯電容器７７内では攪拌回転ロ
ッド７８に固定された攪拌回転羽７９によって２種のプ
ラスチック片が攪拌され、激しく接触を繰り返し、つい
にはそれぞれの帯電傾向差により、異なる極、もしくは
電位に帯電する。

【００６１】これら２種のプラスチック片は攪拌帯電容
器７７の排出口から排出され、続いて定量フィーダー７
２によって均一な層厚に並べられ、高電圧電源７３と並
行平板７１、７４とによって構成される電界内を落下す
る。本実施の形態では、一方のマイナス側に帯電したプ
ラスチック片７０１がこの電界内で、平行平板陽極側電
極７４に引き付けられる静電力を受け、その落下軌跡が
変化して、位置可変デバイダー７６の図中右側に落下し
て回収容器７５に回収され、他方のプラス側に帯電した
プラスチック片７０３がこの電界内で、平行平板陰極側
電極７１に引き付けられる静電力を受け、その落下軌跡
が変化して、位置可変デバイダー７６の図中左側に落下
して回収容器７５に回収される例を示している。

【００６２】再生目的で回収するプラスチックと意図に
反して混入するプラスチックの種類によって帯電する
極、その電位差の傾向が異なるため、本実施の形態では
回収するプラスチックと除去するプラスチックを記述上
特定していない。尚、プラスチックの種類によって電界
内を通過するときの落下軌跡の変化度合いが異なるの
で、プラスチックの種類やプラスチック片の大きさ、重
ささらには処理空間の湿度に応じて位置可変デバイダー
７６の分岐位置を適宜設定することができる。

【００６３】実施の形態１２．本発明の実施の形態１２
による再利用可能プラスチック生産装置を図について説
明する。図１６は本実施の形態における再利用可能プラ
スチック生産装置を示すブロック図である。図１６にお
いて、８は金属選別機３による金属選別工程と、振動ミ
ル４による分離工程との間に設けられた工程で、破砕片
をさらに細かく微破砕する粉砕工程（第２の破砕工程）
を行なう粉砕機（第２の破砕機）である。その他の工程
における手段は実施の形態１〜３と同様であり、その説
明を省略する。

【００６４】図１７は図１６の粉砕機８の様子を示した
概念図である。図１７において、８０は粉砕機ケーシン
グで、内部には周面に回転刃８２が固定された回転刃固
定ドラム８１を収納し、回転刃ドラム８１と同心の筒状
部には内周面に固定刃８３が固定されている。８４は筒
状部の下周面に設けられた湾曲パンチングメタル、８５
は湾曲パンチングメタル８４に穿設された貫通穴、８６
はケーシング８０上部に開口した破砕物の投入口、８７
はケーシング８０の下部側方に開口した排出口である。
筒状部と排出口８７とは貫通穴８５によって連通してい
る。

【００６５】次に動作について説明する。たとえば図４
に示す１軸押し付け式破砕機１（第１の破砕機）によっ
て、金属が付着しているプラスチックなどを含む複合混
成物を磁力選別機２や金属検知機３が機能する程度の３
０mmから７０mm程度の大きさに破砕する。次に磁力選別
機２および金属検知機３にて金属類をほとんど取り除い
た状態で、破砕片を粉砕機８の投入口８６から投入す
る。投入された破砕片は、粉砕機８によって５mm〜８mm
程度に再度プラスチック片を粉砕するように構成してい
る。以降はの工程は実施の形態１〜３と同様である。

【００６６】粉砕機では、図１７に示すように、ケーシ
ング８０上部の投入口８６からプラスチック片を主とす
る破砕片８０１を投入し、高速で回転する回転刃固定ド
ラム８１に固定された回転刃８２と固定刃８３とによっ
て切断して粉砕していく。５mmから８mm程度の大きさま
で粉砕された破砕片８０２は、湾曲パンチングメタル８
４に穿設され、目的のサイズの破砕片を通過させること
ができる貫通穴８５を通過して筒状部外部であるケーシ
ング８０内下部に排出され、排出口８７から粉砕機８の
外部に排出される。

【００６７】このような粉砕機を有する処理工程によ
り、破砕機１にて金属を含む複合構成物をおおまかに破
砕し、粉砕機８にてさらに小さなサイズに破砕する機能
を分割できるため、それぞれの破砕に適した速度、強度
部材を選択でき、最適な破砕機が設計できる効果があ
る。また破砕機１によって比較的サイズのそろった破砕
物を得て、粉砕機８に投入するため、粉砕機８の刃の単
位時間あたりの破砕回数を大幅に増すことができるた
め、高速な微破砕が可能になり、結果的により小さなエ
ネルギーで小さな破砕サイズを得ることができる。

【００６８】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、シー
ルやウレタン、金属部品など従来人手によって分離、除
去しなければならなかった異物を効率よく除去できるた
め、コストの削減が可能になり、また、機械作業により
異物の混入を低減することができるから、高品質の再利
用可能プラスチックを得ることができる効果がある。

【００６９】また、破砕手段を１軸押付け式破砕機とし
たので、比較的堅牢な金属部品が組みつけられているプ
ラスチック部品の場合にも破砕機のダメージが少なく、
短時間で破砕することができる効果がある。また回転刃
がウレタンなどのプラスチック表面の異物を掻き落とす
効果がある。

【００７０】また、金属選別手段を永久磁石もしくは電
磁石を具備した磁力選別機としたので、磁石に引付けら
れる鉄系の金属などを簡単にかつ確実に選別除去するこ
とができる。

【００７１】また、金属選別手段は、金属を含む破砕物
をコイルに対して相対的に移動させる移動手段と、金属
の相対移動によるコイルのインダクタンス変化を検知し
て金属を検出する金属検出手段と、検出した金属を破砕
物中から除去する除去手段とを備えたので、磁石に引き
付けられない真鍮や一部の非磁性金属も選別除去するこ
とが可能になる。さらに手作業では識別が困難であった
製造時にプラスチック成形品の内部に埋め込まれた金属
部品も検出して除去することができるため、高い異物除
去精度が得られる効果がある。

【００７２】また、分離手段は、硬質砂状物をプラスチ
ック片表面に放射する放射手段を備えたので、プラスチ
ック表面の異物の材質や厚み、粘着材の種類など目的の
除去対象物に合わせた擦過条件を設定することで、処理
の時間を短縮できる効果がある。

【００７３】また、分離手段は、硬質の球状もしくは円
筒状の物質とプラスチックとを同空間に存在させる空間
を保持する外殻を振動もしくは回転させることにより物
質をプラスチックに接触擦過させるので、比較的大きな
エネルギーでプラスチック表面を衝撃擦過することがで
き、シールなどの異物、粘着材、加えて一部の表面劣化
層の除去が可能になる効果がある。

【００７４】また、硬質の球状もしくは円筒状の物質表
面に梨子地、ローレット状などの摩擦抵抗が増す加工を
施したので、表面を擦過する摩擦抵抗を増すことができ
るため、より短い処理時間で所定の表面異物除去効果を
得る効果がある。

【００７５】また、軽量異物選別手段を風力により軽量
異物とブラスチックとに選別する風力選別機としたの
で、風量などの比較的簡単に調整できるファクターを調
整することによりプラスチック片から剥離した軽量異物
を確実に分離することができる効果がある。

【００７６】また、破砕手段は、粗破砕する第１の破砕
手段と、粗破砕された破砕物を微破砕する第２の破砕手
段とを備えたので、金属を含む複合構成物をおおまかに
破砕する機能と、さらに小さなサイズに破砕する機能と
に分割できるため、それぞれの破砕に適した速度、強度
部材を選択できる効果がある。また、第１の破砕機によ
って比較的サイズのそろった破砕物を得て、第２の破砕
機に投入するため、第２の破砕機における単位時間あた
りの破砕回数を増すことができ、高速な破砕が可能にな
り、結果的により小さなエネルギーで小さな破砕サイズ
を得ることができる効果がある。

【００７７】また、第１の破砕手段と第２の破砕手段の
間に前記金属選別手段を備えたので、第１の破砕手段に
て金属を含む複合構成物をおおまかに破砕した後に、金
属を選別除去するため、金属片など本来サイズを小さく
する必要のない部分に消費するエネルギーを削減できる
効果がある。また、第２の破砕機に投入される金属量を
少なくすることができるため第２の破砕機の刃の磨耗を
抑えられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による再利用可能プラ
スチック生産装置を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態２による再利用可能プラ
スチック生産装置を示すブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態３による再利用可能プラ
スチック生産装置を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態４による再利用可能プラ
スチック生産装置の１軸押し付け式破砕機を示す概念図
である。

【図５】本発明の実施の形態５による再利用可能プラ
スチック生産装置のドラム型磁力選別機を示す概念図で
ある。

【図６】本発明の実施の形態６による再利用可能プラ
スチック生産装置の金属選別機を示す概念図である。

【図７】本発明の実施の形態６による再利用可能プラ
スチック生産装置の金属選別機を示す概念図である。

【図８】本発明の実施の形態７による再利用可能プラ
スチック生産装置の硬質砂状物の照射による表面擦過装
置を示す概念図である。

【図９】本発明の実施の形態８による再利用可能プラ
スチック生産装置のロッドミルタイプの表面擦過装置を
示す概念図である。

【図１０】本発明の実施の形態８による再利用可能プ
ラスチック生産装置のロッドミルにおけるロッドの表面
状態を示す概念図である。

【図１１】本発明の実施の形態８による再利用可能プ
ラスチック生産装置のロッドミルにおけるロッドの表面
状態を示す概念図である。

【図１２】本発明の実施の形態８による再利用可能プ
ラスチック生産装置のロッドミルにおけるロッドの表面
状態を示す概念図である。

【図１３】本発明の実施の形態９による再利用可能プ
ラスチック生産装置の風力選別機を示す概念図である。

【図１４】本発明の実施の形態１０による再利用可能
プラスチック生産装置の静電選別機を示す概念図であ
る。

【図１５】本発明の実施の形態１１による再利用可能
プラスチック生産装置の静電選別機を示す概念図であ
る。

【図１６】本発明の実施の形態１２による再利用可能
プラスチック生産装置を示すブロック図である。

【図１７】本発明の実施の形態１３による再利用可能
プラスチック生産装置の粉砕機を示す概念図である。

【図１８】従来のプラスチックのリサイクル工程を示
したブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０３Ｃ 7/02 Ｂ０３Ｃ 7/02 Ｃ 7/06 7/06 7/12 7/12 Ｂ０７Ｂ 4/08 Ｂ０７Ｂ 4/08 Ｚ 9/00 9/00 Ａ 13/00 13/00 Ｆターム(参考） 4D021 FA09 GA02 GA03 GA08 GA13 GA14 GA16 GB03 HA10 4D054 GA01 GA04 GA09 GB01 GB06 4D065 CA16 CB10 CC01 DD30 EB14 ED22 ED24 4D067 DD01 DD07 DD09 DD10 EE14 EE18 EE22 EE25 GA16 GB03 GB07 4F301 BF03 BF05 BF08 BF12 BF26 BF31 BG14 BG22 BG53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックとの複合構成物を破砕する
破砕手段と、破砕物から金属を選別する金属選別手段
と、金属選別後のプラスチック片表面を擦過してプラス
チックから軽量異物を分離する分離手段と、分離された
軽量異物を選別する軽量異物選別手段とを備えたことを
特徴とする再利用可能プラスチック生産装置。
【請求項２】軽量異物選別後のプラスチック片から微
細異物を選別する微細異物選別手段を備えたことを特徴
とする請求項１記載の再利用可能プラスチック生産装
置。
【請求項３】摩擦帯電により帯電傾向の異なる少なく
とも２種類以上のプラスチックに選別するプラスチック
選別手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記
載の再利用可能プラスチック生産装置。
【請求項４】破砕手段を１軸押付け式破砕機としたこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の再利用
可能プラスチック生産装置。
【請求項５】金属選別手段を永久磁石もしくは電磁石
を具備した磁力選別機としたことを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか記載の再利用可能プラスチック生産装
置。
【請求項６】金属選別手段は、金属を含む破砕物をコ
イルに対して相対的に移動させる移動手段と、金属の相
対移動によるコイルのインダクタンス変化を検知して金
属を検出する金属検出手段と、検出した金属を破砕物中
から除去する除去手段とを備えたことを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか記載の再利用可能プラスチック生
産装置。
【請求項７】分離手段は、硬質砂状物をプラスチック
片表面に放射する放射手段を備えたことを特徴とする請
求項１乃至３のいずれか記載の再利用可能プラスチック
生産装置。
【請求項８】分離手段は、硬質の球状もしくは円筒状
の物質とプラスチックとを同空間に存在させる空間を保
持する外殻を振動もしくは回転させることにより物質を
プラスチックに接触擦過させることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか記載の再利用可能プラスチック生産
装置。
【請求項９】硬質の球状もしくは円筒状の物質表面に
梨子地、ローレット状などの摩擦抵抗が増す加工を施し
たことを特徴とする請求項８記載の再利用可能プラスチ
ック生産装置。
【請求項１０】軽量異物選別手段を風力により軽量異
物とブラスチックとに選別する風力選別機としたことを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の再利用可能
プラスチック生産装置。
【請求項１１】破砕手段は、粗破砕する第１の破砕手
段と、粗破砕された破砕物を微破砕する第２の破砕手段
とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
記載の再利用可能プラスチック生産装置。
【請求項１２】第１の破砕手段と第２の破砕手段の間
に前記金属選別手段を備えたことを特徴とする請求項１
１記載の再利用可能プラスチック生産装置。
【請求項１３】プラスチックとの複合構成物を破砕す
る破砕工程と、破砕物から金属を選別する金属選別工程
と、金属選別後のプラスチック片表面を擦過してプラス
チックから軽量異物を分離する分離工程と、分離された
軽量異物を選別する軽量異物選別工程とを備えたことを
特徴とする再利用可能プラスチック生産方法。
【請求項１４】軽量異物選別後のプラスチック片から
静電力の違いによって微細金属片を選別する微細金属片
選別工程を備えたことを特徴とする請求項１３記載の再
利用可能プラスチック生産方法。
【請求項１５】摩擦帯電により帯電傾向の異なる少な
くとも２種類以上のプラスチックに選別するプラスチッ
ク選別工程を備えたことを特徴とする請求項１３または
１４記載の再利用可能プラスチック生産方法。
【請求項１６】破砕工程は、粗破砕する第１の破砕工
程と、粗破砕された破砕物を微破砕する第２の破砕工程
とを備えたことを特徴とする請求項１３乃至１５のいず
れか記載の再利用可能プラスチック生産方法。
【請求項１７】第１の破砕工程と第２の破砕工程の間
に前記金属選別工程を備えたことを特徴とする請求項１
６記載の再利用可能プラスチック生産方法。