JP2004195303A

JP2004195303A - Electrostatic separator

Info

Publication number: JP2004195303A
Application number: JP2002364499A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Daiku; 博之大工; Masanori Tsukahara; 正徳塚原; Hidehiko Maehata; 英彦前畑
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic separator which is reduced in occupancy volume, low in cost, can obtain a sufficient contact area and attains an electrostatic separation highly precisely. <P>SOLUTION: In the electrostatic separator, mixed plastic pieces of four kinds or more are electrified on an electrification part 1, thereafter, the plastic pieces are supplied to an electrostatic field between a rotation electrode and a counter electrode in a supply part 2 and one kind of the plastic pieces as the target is separated by the operation of the electrostatic field. The electrification part 1 is constituted by a transport hose 12 through which the plastic pieces are conveyed from a starting material vessel 11 to a supply tray 5 by a pneumatic pump 13 and protruded parts 12a are formed on the inner surface of the transport hose 12. When the kind of the plastic pieces as the separation target is on the intermediate position in the electrification rank, at least the inner surface of the transport hose 12 and the surface of the protruded and recessed parts are covered with a plastic of the same quality with the kind of the plastic pieces as the separation target. On the other hand, when the kind of the plastic pieces as the separation target is on the end part position in the electrification rank, at least the inner surface of the transport hose 12, and the surface of the protruded and recessed parts are covered with a plastic of the same quality with plastic pieces of the kind adjustment to the same plastic in the electrification rank. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数種類のプラスチック片を種類別に分離する静電分離設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯電部で摩擦帯電されたプラスチック片を陽極と陰極からなる静電場に投入し、種類別に異なる帯電量とその極性を利用して、陰極に帯電されて陽極側に吸引されて落下するものと、陽極に帯電されて陰極側に吸引されて落下するものと、陰極と陽極の中間に落下するものとに分離する静電分離設備がある。
【０００３】
帯電部には、プラスチック片を帯電容器内で旋回攪拌して帯電させる帯電装置が設けられているが、帯電容器の容積を必要とするため、コンパクト化が難しいという問題があった。このため、プラスチック片を帯電容器内に気流搬送するホース内で摩擦接触させて帯電させるものが特許文献１や特許文献２に提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３１０３８１２号（図１１）
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０-２４２５３号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、プラスチック片が接触するホースの内面が平滑状で、接触面積が小さい分、ホースによる搬送距離が長く必要となり、その結果、大きい占有容積が必要となる。また特許文献２では、ホース内に旋回翼を配置するため、接触面積は飛躍的に増大するものの、製造に手間がかかってコスト高となったり、さらに旋回翼によりホース内に狭溢部ができてプラスチック片が詰まるおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決して、占有容積も少なく、低コストで十分な接触面積が得られ、高精度で静電分離が可能な静電選別設備を提供することを目的とする。
【０００８】
【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記載の発明は、帯電部で４種類以上が混合されたプラスチック片を帯電させ、次いで供給部により、水平軸心周りに回転される回転電極の頂部に帯電プラスチック片を供給し、前記回転電極の頂部から回転方向下流側に、回転電極との間に所定間隔をあけて対向電極を配置して静電場を形成し、前記静電場を通過する帯電プラスチック片を静電場の作用により、回転電極側の下方と対向電極側の下方と回転電極と対向電極間の下方とにそれぞれ分離して落下させ、目的とする１種類のプラスチック片を分離する静電分離設備であって、前記帯電部に、輸送用空気発生手段により原料容器からプラスチック片を気送して摩擦接触させ帯電させる輸送管を設け、前記輸送管の内面に多数の凹凸部を形成し、かつ輸送管の少なくとも内面と前記凹凸部の表面とを、分離目的とするプラスチック片の種類が帯電列中の中間位置の時は、分離目的とするプラスチック片の種類と同質のプラスチックにより覆い、分離目的とする種類が帯電列中の端部位置の時は、このプラスチック片の種類に帯電列で隣接する中間位置の種類のプラスチック片と同質のプラスチックにより覆ったものである。
【０００９】
上記構成によれば、プラスチック片を搬送する途中で、内面と凹凸部を利用して効果的に擦り付けることにより、十分に帯電させることができ、また詰まるおそれもなく、帯電部をさらにコンパクト化することができる。また、輸送管の内面を覆うプラスチックの種類を選択することで、４種類以上の種類から１つの種類のプラスチック片を一度で効率良く分離することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、輸送管内で搬送されるプラスチック片の流速（ｍ／秒）：Ｖ≧５（ｍ／秒）とし、輸送管の長さ：Ｌ（ｍ）とすると、輸送管内での擦過面速度：Ｖｒ＝Ｖ×Ｌ≧５とし、プラスチック片の外径：ｄ（ｍｍ）、輸送管の内径：Ｄ（ｍ）とすると、３×ｄ≦Ｄ≦１０×ｄとしたものである。
【００１１】
上記構成によれば、輸送管内のプラスチック片の流速を５（ｍ／秒）以上とし、前記流速と擦過面速度とにより、輸送管の長さを１ｍ以上とし、さらに輸送管の内径をプラスチック片の外径の３倍以上で１０倍以下とすることにより、静電分離に必要な電荷をプラスチック片に効果的に付与することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、輸送管の少なくとも内面に螺旋状の凹凸を形成し、輸送管の少なくとも内面に螺旋状の凹凸を形成し、輸送管の搬送経路を螺旋状またはジグザグ状に迂回させたものである。
【００１３】
上記構成によれば、輸送管の少なくとも内面に螺旋状の凹凸を形成することにより、接触するプラスチック片を旋回させて効果的に摩擦接触させることができ、また輸送管の変形も容易で搬送経路の設定が容易となる。また輸送管を螺旋状またはジグザグ状に迂回させることにより、帯電部における占有容積を削減できてコンパクト化を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る静電選別設備の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この静電選別設備は、４種類以上が混合されたプラスチック片から目的の１種類のプラスチック片を選別するもので、図１に示すように、プラスチック片を帯電させる帯電部１と、回転電極（無端回動電極）３と対向電極４との間に形成された静電場ＳＥにプラスチック片を通過させて目的とする種類のプラスチック片を分離する分離部２とで構成されている。
【００１５】
前記分離部２は、回転駆動装置（図示せず）により所定速度で水平軸心周りに回転される前記回転電極３と、回転電極３の頂部の供給位置３ａに帯電プラスチック片を定量供給する固定式または振動式などの供給トレイ（供給部）５と、供給位置３ａから回転方向下流側に、回転電極３との間に所定間隔をあけて配置される前記対向電極４と、回転電極３と対向電極４とに電圧を印加して静電場ＳＥを形成する電源装置６と、静電場ＳＥの作用により回転電極３側に吸引または吸着されて回転電極４と異極性のプラスチック片を回収する第１トレイ７Ａおよび静電場ＳＥの作用により対向電極４側に吸引される対向電極４と異極性のプラスチック片を回収する第３トレイ７Ｃ、ならびに回転電極３および対向電極４に吸引されない０極性（帯電電荷のない）のプラスチック片を回収する第２回収トレイ７Ｂを具備した回収装置７と、回転電極３に付着したプラスチック片を第１トレイ７Ａに掻き落とす回転ブラシ８とで構成されている。
【００１６】
上記静電選別装置は、プラスチック片を摩擦帯電させて、その極性と帯電量とにより分離するもので、主なプラスチックの種類の帯電列は下記のようになる。
（−）ＰＶＣ−ＰＥＴ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＳ−ＡＢＳ−ＰＭＭＡ（＋）
従来では、（＋）に帯電したプラスチック片と（−）に帯電したプラスチック片とに分離されていたが、複数の種類が混合されたプラスチック片から１種類を分離するような場合、たとえばＰＶＣ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＭＭＡが混合されたプラスチック片からＰＰを分離するような場合、上記混合物から（−）に帯電されたＰＶＣと、（＋）に帯電されたＰＭＭＡと、その中間となるＰＰ，ＰＥとを分離し、再度ＰＰ，ＰＥ混合プラスチック片から（−）に帯電されたＰＰと（＋）に帯電されたＰＥとを分離する必要がある。このため、複数の静電分離装置を使用するか、１台の静電分離装置では、分離作業ごとに装置の清掃をおこない、次の分離作業を行うことになり、極めて効率が悪く分離作業が煩雑となる。
【００１７】
本発明では、同一の種類プラスチックが互いに摩擦接触されても、帯電することがなく、極性を有しない（以下０極性という）ことに着目して帯電部１が構成されている。
【００１８】
すなわち、帯電部１は、４種類以上が混合されたプラスチック片を収容する原料容器１１と、原料容器１１から前記供給トレイ５にプラスチック片を空気搬送する輸送ホース（輸送管）１２と、輸送ホース１２に気送空気を供給する気送ポンプ（輸送用空気発生手段）１３とにより構成されている。
【００１９】
輸送ホース１２は、図２に示すように、プラスチック片の旋回させるとともに接触面積を広く確保しかつ攪拌できるように、内面に螺旋状の凸部（凹凸部）１２ａが形成された蛇腹状の樹脂製ホースが使用される。なお、図６に示すように、樹脂製の輸送ホース１２’の内面に、樹脂製で螺旋状の凸条（凹凸部）１２ｂを一体成形したり、多数の凸部（凹凸部）を規則的または不規則に突設してもよい。そしてこのような樹脂製の輸送ホース１２，１２’は、図１に示すように螺旋状に旋回させて占有容積を少なくするとともに搬送経路を長くするように構成され、螺旋状以外でも図７に示す複数の迂回部を有するジグザグ状に配置してもよい。
【００２０】
前記輸送ホース１２は、全体（または内面のみでも可）が、分離目的とするプラスチック片の種類が帯電列中の中間位置であれば、分離目的とするプラスチック片の種類と同質のプラスチックにより構成され、また分離目的とする種類が帯電列中の端部位置であれば、帯電列で隣接する種類のプラスチック片と同質のプラスチックにより構成されている。
【００２１】
上記構成において、４種類以上が混合された外径：ｄのプラスチック片、たとえばＰＶＣ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＭＭＡの混合プラスチック片中から、帯電列の中間部に位置するＰＰを分離する場合、長さＬが所定以上で内径：ＤのＰＰ製の蛇腹状輸送ホース１２を、図１に示すように螺旋状または図７に示すように迂回状に配置して使用する。そして混合プラスチック片を原料容器１１から気送ポンプ１３により、輸送ホース１２に所定以上の流速Ｖでに気送し、プラスチック片を輸送ホース１２の内面に擦り合わせて十分な電荷を摩擦帯電させる。この時、輸送ホース１２の内面のＰＰより、帯電列の（−）側のＰＶＣのプラスチック片は（−）に帯電され、帯電列の（＋）側のＰＥのプラスチック片およびＰＭＭＡのプラスチック片は（＋）にそれぞれ帯電される。さらに輸送ホース１２の内面と同一種類ののＰＰのプラスチック片は帯電しない。
【００２２】
したがって、供給トレイ５から回転電極３の供給位置４ａに投入されたプラスチック片は、回転電極３と対向電極４の間に形成された静電場ＳＥに移送され、（−）に帯電されたＰＶＣのプラスチック片は回転電極３側に吸引吸着され、第１回収トレイ７Ａに分離回収される。また（＋）に帯電されたＰＥおよびＰＭＭＡのプラスチック片は、対向電極４側に吸引されて第３回収トレイ７Ｃに分離回収される。さらに帯電されていないＰＰのプラスチック片は、回転電極３および対向電極４に影響されることなく、直下方向に落下して第２回収トレイ７Ｂに分離回収される。もちろん、ＰＶＣ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＭＭＡの混合プラスチック片からＰＶＣのプラスチック片を分離する場合も同様に行うことができる。
【００２３】
またＰＶＣ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＭＭＡの混合プラスチック片中から、ＰＭＭＡ（またはＰＥ）のプラスチック片を分離する場合、ＰＥ製の蛇腹状輸送ホース１２を使用することで、（−）に帯電されたＰＶＣおよびＰＰのプラスチック片を回転電極３側に吸引させて第１回収トレイに分離し、（＋）に帯電されたＰＭＭＡのプラスチック片を対向電極３側に吸引させて第３回収トレイ７Ｃに分離回収する。そして帯電されていないＰＭＭＡのプラスチック片を第２回収トレイ７Ｂに分離回収すればよい。
【００２４】
このように、分離目的とするプラスチック片の種類が帯電列中の中間位置の時は、分離目的とするプラスチック片の種類と同質のプラスチックにより覆い、分離目的とする種類が帯電列中の端部位置の時は、このプラスチック片の種類に帯電列で隣接する中間位置の種類のプラスチック片と同質のプラスチックにより覆うことにより、４種類以上のプラスチック片から目的の種類のプラスチック片を分離することができる。
【００２５】
（実験１）
発明者等は、まずプラスチック片の外径に対する、適正な輸送ホース１２の内径を求めた。プラスチック片の帯電量は、各プラスチック片について計測するのが困難であるため、前述の分離部２を使用して目的のプラスチック片を分離して、十分な帯電量が付与されているかどうかを判断した。
【００２６】
分離対象の混合プラスチック片の材質は、硬質ＰＶＣ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＭＭＡで、ＰＰを分離するように実験装置を構成した。そしてプラスチック片の外径を変化させるとともに、ＰＰ製の蛇腹状輸送ホース１２の内径を変化させて帯電させた。この時の輸送ホースの長さは１０ｍで蛇腹状で外径が６０ｃｍの螺旋状に巻回され、また気送速度は５ｍ／秒であった。そして、分離部２は、回転電極３の回転速度が３０回／秒で、電源装置６により、回転電極３は±０Ｖ、対向電極４に−３０ｋＶの電圧が印加されていた。この分離部２で分離された結果、第２回収トレイ７Ｂに分離されたＰＰ中に、他の種類のプラスチック片が混入している率（回収対象プラスチック中の他種残留率）を計測した。
【００２７】
上記実験の結果、図３に示すように、輸送ホース１２の内径：Ｄ（ｍｍ）／プラスチック片の外径：ｄ（ｍｍ）が３〜１０の範囲であれば、第２回収トレイ７Ｂに分離された回収ＰＰ中の他種残留率が０．５％以下であり、プラスチック片が十分に帯電されていることが確認された。したがって、３×ｄ≦Ｄ≦１０×ｄ…▲１▼式となる。これは、輸送ホース１２の内径：Ｄがプラスチック片の径の３倍未満であると、プラスチック片が輸送ホース１２に詰まりやすくなり、プラスチック片の径の１０倍を越えると、プラスチック片と輸送ホース１２の内面との接触する回数、面積が小さくなって十分に帯電できないと考えられる。
【００２８】
（実験２）
次に発明者等は、輸送ホース１２内を気送されるプラスチック片の流速の適正範囲を実験により求めた。
【００２９】
分離対象の混合プラスチック片の材質は、硬質ＰＶＣ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＭＭＡで、これらのプラスチック片の流速を変化させた。この時のプラスチック片の外径は１０ｍｍで、輸送ホース１２の内径は５０ｍｍであり、また輸送ホース１２の長さは１０ｍの蛇腹状で外径が６０ｃｍの螺旋状に巻回されていた。そして、分離部２は、実験１と同様に構成されたものを使用した。
【００３０】
実験２の結果、図４に示すように、第２回収トレイ７Ｂに分離された回収ＰＰ中の他種残留率が０．５％を越えるプラスチック片の流速：Ｖは５（ｍ／秒）であり、Ｖ≧５（ｍ／秒）…▲２▼であれば、プラスチック片が十分帯電されていることが確認された。したがって、プラスチック片の流速が５（ｍ／秒）未満では、輸送ホース１２の内面との摩擦速度（摩擦力に比例）が少なくなり、プラスチック片が十分に帯電できないためであると考えられる。
【００３１】
（実験３）
さらに発明者等は、プラスチック片の流速に対して輸送ホース１２の長さがどれだけ必要であるかを実験により求めた。
【００３２】
分離対象の混合プラスチック片の材質は、硬質ＰＶＣ−ＰＰ−ＰＥ−ＰＭＭＡで、これらのプラスチック片の流速と輸送ホースの長さ：Ｌを変化させた。この時のプラスチック片の外径は１０ｍｍで、輸送ホース１２の内径は５０ｍｍの蛇腹状で、外径が６０ｃｍの螺旋状に巻回されていた。そして、分離部２は、実験１と同様に構成されたものを使用した。ここで、プラスチック片の流速：Ｖと輸送ホース１２の長さ：Ｌの積を、摩擦接触面積に対する接触速度、いわゆる擦過面速度：Ｖｒとした。
【００３３】
実験３の結果、図５に示すように、第２回収トレイ７Ｂに分離された回収ＰＰ中の他種残留率が０．５％を越える擦過面速度は、５ｍｍ^２／秒未満であると、第２回収トレイ７Ｂに分離された回収ＰＰ中の他種残留率が０．５％を越え、十分な帯電量が付与されていないことが判明した。したがって、Ｖｒ＝Ｖ×Ｌ≧５（^２／秒）…▲３▼式となる。
【００３４】
以上の実験１〜３により、Ｖ≧５…▲２▼式と、Ｖ×Ｌ≧５…▲３▼式から輸送ホース１２の長さＬ≧１（ｍ）以上で１ｍ以上必要なことが判明した。また３×ｄ≦Ｄ≦１０×ｄ…▲１▼式から、プラスチック片の外径がたとえば１０ｍｍ（以下）とすると、輸送ホースの内径が３０〜１００ｍｍとすることにより、十分な帯電量が得られることがわかった。
【００３５】
上記実施の形態によれば、プラスチック片を原料容器１１から分離部２の供給トレイ５に搬送する搬送経路に輸送ホース１２の内面の凹凸に、プラスチック片を効果的に擦り付けて十分に帯電させることができ、これにより帯電部１をコンパクト化することができる。また輸送ホース１２の内面および凸部１２ａの表面を構成するプラスチックの種類を選択することで、一度の選別作業で、４種類以上の混合プラスチック片から１つの種類のプラスチック片を効率良く分離することができる。
【００３６】
また輸送ホース１２内のプラスチック片の流速を５（ｍ／秒）以上とし、前記流速と擦過面速度から輸送ホース１２の長さを１ｍ以上とし、さらに輸送ホースの内径Ｄをプラスチック片の外径ｄの３倍以上で１０倍以下とすることにより、分離に必要な電荷をプラスチック片に付与することができる。
【００３７】
さらに、輸送ホース１２，１２’の少なくとも内面に螺旋状の凸部１２ａ、凸条１２ｂを形成することにより、接触するプラスチック片を旋回させて効果的に摩擦させることができ、また輸送ホース１２の変形も容易で搬送経路の設定の事由度が向上させることができる。また輸送ホース１２を螺旋状またはジグザグ状に迂回させることにより、帯電部１における占有容積を削減できて帯電部１のコンパクト化を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、プラスチック片を搬送する途中で、内面と凹凸部を利用して効果的に擦り付けることにより、十分に帯電させることができ、また詰まるおそれもなく、帯電部をさらにコンパクト化することができる。また、輸送管の内面を覆うプラスチックの種類を選択することで、４種類以上の種類から１つの種類のプラスチック片を一度で効率良く分離することができる。
【００３９】
請求項２記載の発明によれば、輸送管内のプラスチック片の流速を５（ｍ／秒）以上とし、前記流速と擦過面速度とにより輸送管の長さを１ｍ以上とし、さらに輸送管の内径をプラスチック片の外径の３倍以上で１０倍以下とすることにより、静電分離に必要な電荷をプラスチック片に効果的に付与することができる。
【００４０】
請求項３記載の発明によれば、輸送管の少なくとも内面に螺旋状の凹凸を形成することにより、接触するプラスチック片を旋回させて効果的に摩擦接触させることができ、また輸送管の変形も容易で搬送経路の設定が容易となる。また輸送管を螺旋状またはジグザグ状に迂回させることにより、帯電部における占有容積を削減できてコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る静電分離設備の実施の形態を示す構成図である。
【図２】同輸送ホースを示す縦断面図である。
【図３】同実験１の結果を示すプラスチック片外径と輸送ホースの内径の変化による回収対象プラスチックの他種残留率の変化を示すグラフである。
【図４】同実験２の結果を示すプラスチック片の輸送ホース内の流速と回収対象プラスチックの他種残留率の関係を示すグラフである。
【図５】同実験３の結果を示すプラスチック片の擦過面速度と回収対象プラスチックの他種残留率の関係を示すグラフである。
【図６】同他の輸送ホースを示す縦断面図である。
【図７】同輸送ホースのジグザグ状の折畳み状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１帯電部
２分離部
３回転電極
３ａ供給位置
４対向電極
５供給トレイ
６電源装置
７回収装置
７Ａ第１回収トレイ
７Ｂ第２回収トレイ
７Ｃ第３回収トレイ
８回転ブラシ
１１原料容器
１２輸送ホース
１２凸部
１３気送ポンプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic separation facility for separating a plurality of types of plastic pieces by type.
[0002]
[Prior art]
A plastic piece triboelectrically charged by the charging unit is put into an electrostatic field consisting of an anode and a cathode, and charged by the cathode using a different amount of charge and its polarity for each type, and is sucked to the anode side and dropped. There is an electrostatic separation facility that separates a battery that is charged on the anode and is sucked to the cathode and falls, and a machine that falls between the cathode and the anode.
[0003]
Although the charging unit is provided with a charging device for rotating and stirring the plastic pieces in the charging container for charging, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the charging unit because the charging container requires a volume. For this reason, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 propose a device in which a plastic piece is charged by frictional contact in a hose that conveys airflow into a charging container.
[0004]
[Patent Document 1]
Patent No. 3103812 (FIG. 11)
[0005]
[Patent Document 2]
JP-A-10-24253
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Literature 1, the inner surface of the hose that makes contact with the plastic piece is smooth and the contact area is small, so that the transport distance by the hose is long, and as a result, a large occupied volume is required. Further, in Patent Document 2, since the swirl vanes are arranged in the hose, the contact area is dramatically increased, but the production takes time and costs are increased, and the swirl vanes cause a narrow overflow portion in the hose. There is a problem that the plastic pieces may be clogged.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an electrostatic sorting facility that occupies a small volume, has a sufficient contact area at low cost, and can perform electrostatic separation with high accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is to charge a plastic piece in which four or more kinds are mixed in a charging unit, and then charge the top of a rotating electrode rotated about a horizontal axis by a supply unit. A plastic piece is supplied, and a counter electrode is arranged at a predetermined interval from the rotating electrode on the downstream side in the rotational direction from the top of the rotating electrode to form an electrostatic field, and the charged plastic piece passing through the electrostatic field Separation is caused by the action of an electrostatic field to separate and drop the lower part of the rotating electrode side, the lower part of the counter electrode side, and the lower part between the rotating electrode and the counter electrode, thereby separating a single type of plastic piece. Equipment, in the charging unit, provided a transport pipe for pneumatically transporting a plastic piece from the raw material container by means of a transport air generating means to frictionally contact and charge, forming a number of uneven portions on the inner surface of the transport pipe, And At least the inner surface of the pipe and the surface of the uneven portion are covered with plastic of the same quality as the type of the plastic piece to be separated when the type of the plastic piece to be separated is at an intermediate position in the charging row. When the type is the end position in the charging row, the plastic piece is covered with a plastic of the same quality as the plastic piece in the middle position adjacent to the charging row in the charging row.
[0009]
According to the above configuration, while the plastic piece is being conveyed, it can be sufficiently charged by effectively rubbing using the inner surface and the uneven portion, and there is no possibility of clogging, and the charging unit is further compacted. be able to. In addition, by selecting the type of plastic that covers the inner surface of the transport pipe, one type of plastic piece can be efficiently separated from four or more types at once.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, assuming that the flow rate (m / sec) of the plastic piece conveyed in the transport pipe is V ≧ 5 (m / sec) and the length of the transport pipe is L (m), Scratch surface speed: Vr = V × L ≧ 5, the outer diameter of the plastic piece: d (mm), and the inner diameter of the transport pipe: D (m), 3 × d ≦ D ≦ 10 × d. is there.
[0011]
According to the above configuration, the flow rate of the plastic piece in the transport pipe is set to 5 (m / sec) or more, the length of the transport pipe is set to 1 m or more by the flow rate and the rubbing surface speed, and the inner diameter of the transport pipe is set to the plastic piece. By setting the outer diameter to 3 times or more and 10 times or less, an electric charge required for electrostatic separation can be effectively applied to the plastic piece.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, spiral irregularities are formed on at least the inner surface of the transport pipe, spiral irregularities are formed on at least the inner surface of the transport pipe, and the transport path of the transport pipe is detoured in a spiral or zigzag manner. It is a thing.
[0013]
According to the above configuration, by forming spiral irregularities on at least the inner surface of the transport pipe, the contacting plastic piece can be turned to make effective frictional contact, and the transport pipe can be easily deformed and the transport path can be easily formed. Setting becomes easy. Further, by helically or zigzagly detouring the transport pipe, the volume occupied by the charging unit can be reduced, and compactness can be achieved.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Here, an embodiment of the electrostatic sorting equipment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
This electrostatic sorting equipment sorts one kind of target plastic piece from a plastic piece in which four or more kinds are mixed. As shown in FIG. 1, a charging unit 1 for charging the plastic piece, a rotating electrode ( And a separating section 2 for separating a plastic piece of a desired type by passing the plastic piece through an electrostatic field SE formed between the endless rotating electrode 3 and the counter electrode 4.
[0015]
The separation unit 2 is fixedly supplied with the rotating electrode 3 rotated around a horizontal axis at a predetermined speed by a rotation driving device (not shown) and a fixed amount of a charged plastic piece to a supply position 3 a at the top of the rotating electrode 3. And a counter electrode 4 arranged at a predetermined distance from the supply electrode (supply portion) 5 of a rotary type or a vibrating type at a predetermined interval between the supply electrode 3a and the rotation electrode 3 downstream from the supply position 3a. A power supply 6 for applying a voltage to the counter electrode 4 to form an electrostatic field SE, and a second device for collecting a plastic piece having a different polarity from the rotating electrode 4 by being attracted or sucked to the rotating electrode 3 by the action of the electrostatic field SE. A third tray 7C for collecting a plastic piece having a different polarity from the counter electrode 4 attracted to the counter electrode 4 side by the action of the tray 7A and the electrostatic field SE, and a zero polarity (band) not attracted to the rotating electrode 3 and the counter electrode 4 A recovery device 7 provided with the second collecting tray 7B for collecting plastic pieces of charge without), and a rotating brush 8 for scraping off plastic chips adhering to the rotating electrode 3 on the first tray 7A.
[0016]
The above-mentioned electrostatic sorting apparatus frictionally charges a plastic piece and separates the plastic piece according to its polarity and charge amount. The charging sequence of the main types of plastic is as follows.
(-) PVC-PET-PP-PE-PS-ABS-PMMA (+)
Conventionally, a plastic piece charged to (+) and a plastic piece charged to (−) are separated. However, when one kind is separated from a plastic piece in which a plurality of kinds are mixed, for example, PVC- In the case where PP is separated from a plastic piece mixed with PP-PE-PMMA, (-)-charged PVC, (+)-charged PMMA, and intermediate PP, PE It is necessary to separate (-) charged PE and (+) charged PE from the PP and PE mixed plastic piece again. For this reason, a plurality of electrostatic separation devices are used, or one electrostatic separation device cleans the device for each separation operation and performs the next separation operation. It becomes complicated.
[0017]
In the present invention, the charging unit 1 is configured by paying attention to the fact that even if the same kind of plastics are brought into frictional contact with each other, they are not charged and have no polarity (hereinafter referred to as zero polarity).
[0018]
That is, the charging unit 1 includes a raw material container 11 for storing plastic pieces in which four or more kinds are mixed, a transport hose (transport pipe) 12 for pneumatically transporting the plastic pieces from the raw material container 11 to the supply tray 5, and a transport hose. A pneumatic pump (transport air generating means) 13 for supplying pneumatic air to 12 is provided.
[0019]
As shown in FIG. 2, the transfer hose 12 has a bellows-like resin having a spiral convex portion (concavo-convex portion) 12a formed on an inner surface thereof so that the plastic piece can be swirled, a large contact area can be secured, and stirring can be performed. Hoses are used. As shown in FIG. 6, a resin-made helical ridge (concavo-convex portion) 12b is integrally formed on the inner surface of the resin-made transport hose 12 ', or a large number of convex portions (concavo-convex portions) are regularly formed. Or it may project irregularly. As shown in FIG. 1, such resin-made transport hoses 12 and 12 'are configured to be spirally swirled to reduce the occupied volume and lengthen the transport path. It may be arranged in a zigzag shape having a plurality of detours as shown.
[0020]
The entirety of the transport hose 12 (or only the inner surface thereof) is made of plastic of the same quality as the type of the plastic piece to be separated if the type of the plastic piece to be separated is an intermediate position in the charging line. If the type to be separated is an end position in the charging line, the charging line is made of the same kind of plastic as the adjacent piece of plastic.
[0021]
In the above configuration, when separating PP located at the middle part of the charging line from a plastic piece having an outer diameter: d in which four or more kinds are mixed, for example, a mixed plastic piece of PVC-PP-PE-PMMA, A bellows-shaped transport hose 12 made of PP and having an inner diameter: D with L equal to or larger than a predetermined value is used in a spiral shape as shown in FIG. 1 or a detour shape as shown in FIG. Then, the mixed plastic pieces are pneumatically pumped from the raw material container 11 to the transport hose 12 by the pneumatic pump 13 at a flow velocity V of a predetermined value or more, and the plastic pieces are rubbed against the inner surface of the transport hose 12 so that sufficient electric charges are frictionally charged. At this time, the plastic piece of PVC on the (−) side of the charged row is charged to (−) from the PP on the inner surface of the transport hose 12, and the plastic piece of PE and PMMA on the (+) side of the charged row are (+) Respectively. Further, the same kind of PP plastic piece as the inner surface of the transport hose 12 is not charged.
[0022]
Therefore, the plastic piece put into the supply position 4a of the rotating electrode 3 from the supply tray 5 is transferred to the electrostatic field SE formed between the rotating electrode 3 and the counter electrode 4, and the negatively charged PVC is charged. The plastic pieces are sucked and adsorbed on the rotating electrode 3 side and separated and collected on the first collection tray 7A. Further, the plastic pieces of PE and PMMA charged to (+) are sucked toward the counter electrode 4 side and separated and collected in the third collection tray 7C. Further, the uncharged PP plastic pieces fall directly below without being affected by the rotating electrode 3 and the counter electrode 4, and are separated and collected in the second collection tray 7B. Of course, the case where the plastic piece of PVC is separated from the mixed plastic piece of PVC-PP-PE-PMMA can be similarly performed.
[0023]
In addition, when separating a plastic piece of PMMA (or PE) from a mixed plastic piece of PVC-PP-PE-PMMA, by using a bellows-like transport hose 12 made of PE, the PVC charged to (-) And the plastic piece of PP is sucked toward the rotating electrode 3 to be separated into the first collection tray, and the plastic piece of PMMA charged to (+) is sucked toward the counter electrode 3 side to be separated and collected into the third collection tray 7C. I do. Then, the uncharged PMMA plastic pieces may be separated and collected in the second collection tray 7B.
[0024]
As described above, when the type of the plastic piece to be separated is at the intermediate position in the charging row, the plastic piece to be separated is covered with the same kind of plastic as the type of the plastic piece to be separated, and the type to be separated is the end portion in the charging row. At the position, the desired type of plastic piece can be separated from four or more types of plastic pieces by covering the type of plastic piece with a plastic of the same quality as the type of plastic piece in the intermediate position adjacent to the type by a charging line. it can.
[0025]
(Experiment 1)
The inventors first determined an appropriate inner diameter of the transport hose 12 with respect to the outer diameter of the plastic piece. Since it is difficult to measure the charge amount of each plastic piece, it is difficult to determine whether or not a sufficient amount of charge has been given by separating the target plastic piece using the above-described separation unit 2. did.
[0026]
The material of the mixed plastic piece to be separated was hard PVC-PP-PE-PMMA, and the experimental apparatus was configured to separate PP. Then, the outer diameter of the plastic piece was changed, and the inner diameter of the bellows-shaped transport hose 12 made of PP was changed to charge. At this time, the length of the transport hose was 10 m, it was spirally wound with a bellows shape, and the outer diameter was 60 cm, and the pneumatic speed was 5 m / sec. In the separation unit 2, the rotation speed of the rotating electrode 3 was 30 times / second, and the power supply device 6 applied a voltage of ± 0 V to the rotating electrode 3 and a voltage of −30 kV to the counter electrode 4. As a result of the separation in the separation unit 2, the rate of mixing of other types of plastic pieces into the PP separated into the second collection tray 7B (the remaining rate of other kinds in the collection target plastic) was measured.
[0027]
As a result of the above experiment, as shown in FIG. 3, if the inner diameter of the transport hose 12: D (mm) / the outer diameter of the plastic piece: d (mm) is in the range of 3 to 10, the transfer hose 12 is separated into the second collection tray 7B. The residual rate of other species in the recovered PP thus obtained was 0.5% or less, and it was confirmed that the plastic pieces were sufficiently charged. Therefore, 3 × d ≦ D ≦ 10 × d (1). This is because if the inner diameter D of the transport hose 12 is less than three times the diameter of the plastic piece, the plastic piece tends to clog the transport hose 12, and if the inner diameter D exceeds 10 times the diameter of the plastic piece, the plastic piece and the transport hose 12 It is considered that the number of times and area of contact with the inner surface of No. 12 became small, and it was not possible to charge sufficiently.
[0028]
(Experiment 2)
Next, the inventors determined the appropriate range of the flow rate of the plastic pieces pneumatically fed through the transport hose 12 by experiments.
[0029]
The material of the mixed plastic pieces to be separated was hard PVC-PP-PE-PMMA, and the flow rates of these plastic pieces were changed. At this time, the outer diameter of the plastic piece was 10 mm, the inner diameter of the transport hose 12 was 50 mm, and the length of the transport hose 12 was 10 m bellows and spirally wound with an outer diameter of 60 cm. And the separation part 2 used what was comprised similarly to the experiment 1.
[0030]
As a result of Experiment 2, as shown in FIG. 4, the flow rate V of the plastic piece having a residual rate of other species exceeding 0.5% in the recovered PP separated in the second recovery tray 7B was 5 (m / sec). Yes, if V ≧ 5 (m / sec) ... (2), it was confirmed that the plastic piece was sufficiently charged. Therefore, it is considered that when the flow rate of the plastic piece is less than 5 (m / sec), the friction speed with the inner surface of the transport hose 12 (proportional to the frictional force) decreases, and the plastic piece cannot be sufficiently charged.
[0031]
(Experiment 3)
Furthermore, the inventors have determined by experiment how long the transport hose 12 is required for the flow rate of the plastic pieces.
[0032]
The material of the mixed plastic piece to be separated was hard PVC-PP-PE-PMMA, and the flow rate of these plastic pieces and the length L of the transport hose were changed. At this time, the outer diameter of the plastic piece was 10 mm, and the inner diameter of the transport hose 12 was a 50-mm bellows-shaped spiral wound with an outer diameter of 60 cm. And the separation part 2 used what was comprised similarly to the experiment 1. Here, the product of the flow rate of the plastic piece: V and the length: L of the transport hose 12 was defined as the contact speed with respect to the frictional contact area, so-called rubbing surface speed: Vr.
[0033]
As a result of Experiment 3, as shown in FIG. 5, the rubbing surface speed at which the remaining ratio of other species in the collected PP separated in the second collecting tray 7B exceeds 0.5% is less than 5 mm ² / sec. It was found that the residual ratio of other species in the recovered PP separated on the second recovery tray 7B exceeded 0.5%, and that a sufficient charge amount was not provided. Therefore, Vr = V × L ≧ 5 ( ² / sec) (3)
[0034]
From Experiments 1 to 3 above, it was found from the formulas V ≧ 5... (2) and V × L ≧ 5. did. From the formula 3 × d ≦ D ≦ 10 × d (1), if the outer diameter of the plastic piece is, for example, 10 mm (or less), a sufficient charge amount can be obtained by setting the inner diameter of the transport hose to 30 to 100 mm. I knew it could be done.
[0035]
According to the above embodiment, the plastic piece is effectively rubbed against the unevenness of the inner surface of the transport hose 12 on the transport path for transporting the plastic piece from the raw material container 11 to the supply tray 5 of the separation unit 2 and sufficiently charged. Accordingly, the charging unit 1 can be made compact. In addition, by selecting the type of plastic constituting the inner surface of the transport hose 12 and the surface of the projection 12a, one type of plastic piece can be efficiently separated from four or more types of mixed plastic pieces by a single sorting operation. Can be.
[0036]
Further, the flow rate of the plastic piece in the transport hose 12 is set to 5 (m / sec) or more, the length of the transport hose 12 is set to 1 m or more based on the flow rate and the rubbing surface speed, and the inner diameter D of the transport hose is set to the outer diameter of the plastic piece. By setting the value of d to 3 times or more and 10 times or less, a charge required for separation can be provided to the plastic piece.
[0037]
Further, by forming the helical projections 12a and ridges 12b on at least the inner surfaces of the transport hoses 12 and 12 ', the contacting plastic pieces can be turned and effectively frictioned. Deformation is easy, and the reason for setting the transport route can be improved. In addition, by circumventing the transport hose 12 in a spiral or zigzag manner, the volume occupied by the charging unit 1 can be reduced, and the charging unit 1 can be made compact.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, while the plastic piece is being conveyed, it can be sufficiently charged by effectively rubbing using the inner surface and the uneven portion, and the plastic piece can be clogged. In addition, the charging unit can be made more compact. In addition, by selecting the type of plastic that covers the inner surface of the transport pipe, one type of plastic piece can be efficiently separated from four or more types at once.
[0039]
According to the invention described in claim 2, the flow rate of the plastic pieces in the transport pipe is set to 5 (m / sec) or more, and the length of the transport pipe is set to 1 m or more by the flow rate and the rubbing surface speed. Is set to 3 times or more and 10 times or less of the outer diameter of the plastic piece, it is possible to effectively impart a charge required for electrostatic separation to the plastic piece.
[0040]
According to the third aspect of the present invention, by forming helical irregularities on at least the inner surface of the transport pipe, the contacting plastic pieces can be turned to make effective frictional contact, and the transport pipe can be deformed. It is easy and the setting of the transport route is easy. Further, by helically or zigzagly detouring the transport pipe, the volume occupied by the charging unit can be reduced, and compactness can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an electrostatic separation facility according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the transport hose.
FIG. 3 is a graph showing the results of Experiment 1 and showing the change in the residual ratio of other types of plastic to be recovered due to changes in the outer diameter of the plastic piece and the inner diameter of the transport hose.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the flow rate of plastic pieces in a transport hose and the residual ratio of other types of plastic to be recovered, showing the results of Experiment 2.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rubbing surface speed of a plastic piece and the residual ratio of other types of plastic to be recovered, showing the results of Experiment 3.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another transport hose.
FIG. 7 is a front view showing a zigzag folded state of the transport hose.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charging part 2 Separation part 3 Rotating electrode 3a Supply position 4 Counter electrode 5 Supply tray 6 Power supply device 7 Collection device 7A First collection tray 7B Second collection tray 7C Third collection tray 8 Rotary brush 11 Material container 12 Transport hose 12 Convex Part 13 Pneumatic pump

Claims

A charging section charges a plastic piece in which four or more types are mixed, and then supplies a charged plastic piece to a top of a rotating electrode rotated about a horizontal axis by a supply section, and rotates the rotating plastic downstream from the top of the rotating electrode. Side, a counter electrode is disposed at a predetermined interval between the counter electrode and the rotating electrode to form an electrostatic field. An electrostatic separation device that separates and drops the lower part of the side and the lower part between the rotating electrode and the counter electrode and separates one type of target plastic piece,
In the charging section, a transport pipe is provided for pneumatically feeding the plastic pieces from the raw material container by the transport air generating means to make frictional contact and charge,
Forming a large number of uneven portions on the inner surface of the transport pipe, and separating at least the inner surface of the transport pipe and the surface of the uneven portion, when the type of the plastic piece to be separated is at an intermediate position in the charging line, the separation purpose. When the type to be separated is the end position in the charging row, it is the same as the plastic piece of the intermediate position adjacent to this type of plastic strip in the charging row when the type to be separated is the end position in the charging row. Electrostatic separation equipment characterized by being covered with plastic.

Flow rate (m / sec) of the plastic piece conveyed in the transport pipe: V ≧ 5 (m / sec),
Assuming that the length of the transport pipe is L (m), the speed of the rubbing surface in the transport pipe: Vr = V × L ≧ 5;
2. The electrostatic separation equipment according to claim 1, wherein 3 × d ≦ D ≦ 10 × d, where d (mm) is the outer diameter of the plastic piece and D (m) is the inner diameter of the transport pipe.

Form spiral irregularities on at least the inner surface of the transport pipe,
3. The electrostatic separation equipment according to claim 1, wherein the transport path of the transport pipe is spirally or zigzagly detoured.