JP2009279553A - プラスチック選別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアー噴射による落下位置変更精度が低下し難く、安定した選別が可能となるシュートタイプ選別装置を提供する。
【解決手段】プラスチック片Ｐを順次滑落させて下端から放出するシュート５と、近赤外線を用いてシュート５上を滑落するプラスチック片Ｐの材質を検出する手段５Ｌ、５Ｒ、６と、検出結果に応じて、シュート５の下端から放出されるプラスチック片Ｐに落下方向と交差する方向にエアーを噴射する噴射ノズル１０と、噴射を行わないときの自然落下位置に配置された第一のベルトコンベア２１と、噴射を行ったときの落下位置に配置された第二のベルトコンベア２２とを備えたプラスチック選別装置において、シュート５の下端から噴射ノズル１０の噴射位置までのプラスチック片Ｐの落下経路に通過センサー１１を設け、エアー噴射を行う際、通過センサー１１の検出タイミングを基準としてその所定時間経過後にエアー噴射を行うように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、家電廃棄物や廃自動車等に含まれるプラスチックのリサイクル等に用いられるプラスチックの選別装置に関するものである。

プラスチック利用製品においては、複数種の材質のプラスチックが用いられているため、そのリサイクルに際しては材質毎に選別（分別）することが必要である。従来、この種の廃プラスチック選別技術として近赤外線の吸収スペクトルを用いて行う技術が提案されており、一般に、廃プラスチックをベルトコンベアにより搬送しつつ近赤外線を照射し、その反射光や透過光を検出し、その検出結果に応じてベルトコンベア上の廃プラスチックをエアー噴射等により所定の排出経路に排出させる形態が採用されている（例えば特許文献１参照）。

しかし、ベルトコンベアを用いる形態は、ペットボトル等の比較的大きな対象物の選別には適しているが、廃プラスチックを破砕して得られるプラスチック片のように小さく大量のプラスチック片を処理するのには適していない。例えば、家電廃棄物等に含まれるプラスチックをリサイクルする場合、現在では製品に使用されているプラスチック部品を破砕することが一般的となっているが、上記従来のベルトコンベア形態はこのようなプラスチック片の処理には全く不向きである。

本出願人は、このようなプラスチック片の処理に適した選別装置として、シュートを利用してプラスチック片を順次滑落させるとともに、プラスチック片の材質の検出結果に応じて、シュートの下端近傍で、シュートの下端から放出されるプラスチック片に落下方向と交差する方向にエアーを噴射し、プラスチック片の落下位置をシュートの下端から遠方に変化させるか、又はそのまま自然落下させ、これら落下位置毎にプラスチック片を受け取ることにより選別（分別）を行う装置（以下、シュートタイプ選別装置ともいう）を開発した。この方法によれば、シュート及びエアー噴射による落下位置変化手段を多数並設することにより、多量のプラスチック片を効率良く選別することができるようになる。

しかしながら、このシュートタイプ選別装置は、プラスチック片の滑落速度のばらつきにより、落下位置変更手段によるエアー噴射のタイミングを合わせ難いという問題点があった。エアー噴射のタイミングがずれると落下位置変更精度が低下し、選別に支障をきたすおそれがある。特に、一般に選別対象となるプラスチック片、特に上述したような破砕により得られるプラスチック片は、材質のみならず寸法・形状も個々に異なるため、シュートにおける滑落速度にばらつきが生じ易く、上記問題が発生し易い。
特開２００４−７４１５１号公報

そこで、本発明の主たる課題は、上記問題点を解決することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
上方から順次供給されるプラスチック片を順次滑落させ、下端から順次放出するシュートと、
前記シュート上にプラスチック片を順次供給する供給手段と、
前記プラスチック片の材質を検出する検出手段と、
前記シュートの下端近傍で、前記検出手段による検出結果に応じて、前記シュートの下端から放出されるプラスチック片に落下方向と交差する方向にエアーを噴射し、プラスチック片の落下位置を所定方向に変化させる落下位置変化手段と、
前記落下位置変化手段によるエアー噴射を行わないときの自然落下位置で落下してくるプラスチック片を受け取り排出する第一の排出手段と、
前記落下位置変化手段によるエアー噴射を行ったときの落下位置で落下してくるプラスチック片を受け取り排出する第二の排出手段と、
を備えたプラスチック選別装置であって、
前記シュートの下端から前記落下位置変化手段によるエアー噴射を受ける位置までの前記プラスチック片の落下経路に、前記プラスチック片の通過を検出する通過センサーを設け、前記落下位置変化手段によるエアー噴射を行うときに前記通過センサーの検出タイミングを基準としてその所定時間経過後にエアー噴射を行うように構成した、
ことを特徴とするプラスチック選別装置。

（作用効果）
このように、シュートからのプラスチック片の落下経路に通過センサーを設け、その検出タイミングを基準として落下位置変更のためのエアー噴射を行うことによって、プラスチック片の滑落速度にばらつきがあっても、落下位置変更手段によるエアー噴射のタイミングを正確に合わせることができる。よって、本発明によれば、エアー噴射による落下位置変更精度が低下し難く、安定した選別が可能となる。

＜請求項２記載の発明＞
前記プラスチック片が、プラスチック部材を破砕することにより得られる破砕片である、請求項１記載のプラスチック選別装置。

（作用効果）
このようなプラスチック部材の破砕により得られるプラスチック片は、材質のみならず寸法・形状も様々であるため、シュートにおける滑落速度にばらつきが生じ易く、上記問題が発生し易い。よって、本発明はこのようなプラスチック片を選別対象とする装置に特に好適である。

＜請求項３記載の発明＞
前記検出手段として、前記シュート上を滑落するプラスチック片に向って近赤外線を照射するとともにその反射光を受光してプラスチック片の材質を検出する手段が設けられるとともに、前記シュートを冷却する冷却手段が設けられている、請求項１又は２記載のプラスチック選別装置。

（作用効果）
本発明の材質検出手段としては、シュート上を滑落するプラスチック片に向って近赤外線を照射し、その反射光の受光結果に基づいて材質を検出するものが好適であるが、その場合、シュートに対する近赤外線の照射によりシュートが加熱され、プラスチック片が溶着したり、発火したりするおそれがある。よって、シュートの冷却手段を設けるのは好ましい形態である。

以上のとおり本発明によれば、エアー噴射による落下位置変更精度が低下し難く、安定した選別が可能となる、等の利点がもたらされる。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳説する。
図１〜図５は、本発明に係る選別装置の一例を示している。この選別装置例１では、基台２の一方側上部に取り付けられたホッパー３に、選別対象となるプラスチック片Ｐが投入される。ホッパー３の下方には振動コンベア４が配設されており、ホッパー３の下部排出口３ｘから順次排出されるプラスチック片Ｐは振動コンベア４により基台２の他方側に向って搬送される。

振動コンベア４は、基台に対して搬送方向に振動（揺動）可能に支持された搬送板４Ａと、この搬送板４Ａを振動するためのクランク式駆動源４Ｂとを備えているものである。搬送板４Ａは、搬送方向下流側に向うにつれて階段状に高さが低下する形状をなしており、ホッパー３の下方に位置する最上流部４ｆでは上面が平坦であるが、その下流側の段では後述するシュートの並設数と同数の溝状通路４ｃが搬送方向と直交する方向に並設されている。ホッパー３から落下供給されるプラスチック片Ｐは振動コンベアの搬送面において振動により厚み及び間隔が均されつつ順次下流側に移動し、またその過程で溝状通路により複数列に整列された後、搬送板４Ａの下流側端から順番にシュート５に落下供給される。

シュート５は、振動コンベア４の搬送板４Ａにおける下流側端部の下方から下り勾配（２５〜３５度程度が好ましい）をもって基台の他方側に向って延在する溝状通路であり、一度に多数のプラスチック片Ｐを処理するために、搬送方向と直交する方向に多数（図示例では３２本）並設されているものである。

より詳細には図２及び図３に示すように、各シュート５は、所定幅の底部５ｂを有する断面略Ｖ字状の本体５Ａと、本体底部５ｂの裏面に取り付けられたエアー供給管路５Ｐと、本体底部５ｂの幅方向中央において上面側から裏面側のエアー供給管路５Ｐ内まで貫通形成された噴射口５ｃとを有している。エアー供給管路５Ｐはその一端部に連通する配管を介してエアーＡ１が圧送供給される。噴射口５ｃは、プラスチック片Ｐの落下供給位置から下端までプラスチック片Ｐの滑落方向長さよりも短い所定の間隔で並設されている。噴射口の間隔及び直径は適宜定めれば良いが、例えば、プラスチック片Ｐの一番短い部分の長さが５ｍｍ以上である場合は、それ以下の間隔及びそれ未満、好ましくはその半分程度の直径とするのが好ましい。これら噴射口５ｃからのエアー噴射により各シュート５上を滑落するプラスチック片Ｐに浮力が加わり、摩擦が軽減する。その結果、シュート５上に供給されたプラスチック片Ｐは安定した速度で円滑に滑落する。エアーの噴射圧は適宜定めることができるが、通常の場合、０．２ＭＰａ〜０．４ＭＰａ程度であるのが好ましい。

シュート５上には、プラスチック片Ｐの材質を検出するために、各シュート５上を滑落するプラスチック片Ｐに向って近赤外線を照射する投光器５Ｌ、例えばハロゲンタングステンランプが設けられるとともに、各シュート５上を滑落するプラスチック片Ｐからの近赤外線の反射光を受光する受光器５Ｒがシュート５毎に設けられており、これらの受光器５Ｒによる受光結果がコンピュータ等の判別装置６に入力され、既知のプラスチックの近赤外線スペクトルと対比されることにより材質が検出（判別）され、その判別結果に基づいて後述の落下位置変化手段におけるエアー噴射が制御される。具体的な検出手法は限定されるものではないが、例えば反射光から吸光ピークを求め、その吸光ピークの位置（波長）に応じて、１６６０〜１６６９ｎｍ：ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、１６７７〜１６９８ｎｍ：ポリスチレン（ＰＳ）、１７１０〜１７２６ｎｍ及び１７２６〜１７３５ｎｍ：ポリプロピレン（ＰＰ）、１７１６〜１７２９ｎｍ及び１７４６〜１７５４ｎｍ：ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、１７１０〜１７３５ｎｍ：ポリエチレン（ＰＥ）といった判別が可能である。検出に際して、前述のとおりシュート５上を滑落する各プラスチック片Ｐの摩擦が軽減されていると、滑落速度が安定することにより検出精度も安定する。

なお、上述のようにシュート５上を滑落するプラスチック片Ｐに向って近赤外線を照射し、その反射光の受光結果に基づいて材質を検出する場合、シュート５に対する近赤外線の照射によりシュート５が加熱され、プラスチック片Ｐが溶着したり、発火したりするおそれがあるため、シュート５を冷却するために、シュート５の裏面に冷風を吹き付ける冷却手段７が設けられている。この冷却手段７は必要となる冷却能力等に応じて適宜選択することができるが、例えばファン７ｆにより外気を取り込み、ペルチェ素子等の冷却器７ｐにより冷却した後に前記シュート５の裏面に吹き付ける装置を用いることができる。また、シュート５の温度を計測するために、例えば放射温度計等の温度計８をシュート５上に設けるのも好ましい。この場合、温度計測結果に応じて冷却手段７の冷却度合い、例えばファン７ｆの回転数を制御したり、警報を発したりするように構成できる。

さらに、シュート５上にプラスチック片Ｐが詰まると溶着や発火のおそれがあるため、シュート５上に光電センサー等の通過センサー９を設け、これによりプラスチック片Ｐの詰まりを検出できるように構成するのは好ましい。

他方、各シュート５上を滑落する過程で材質判別がなされたプラスチック片Ｐは、次いで各シュート５下端から放出され落下される。この際、検出手段５Ｌ、５Ｒ、６による材質検出結果に応じて、シュート５の下端から放出されるプラスチック片Ｐの落下位置が変化され、これによりプラスチック片Ｐが分別回収される。

すなわち、各シュート５下端部の下方近傍に、プラスチック片Ｐの落下方向と交差する方向にエアーを噴射し、落下位置を所定方向に変化させる噴射ノズル１０がそれぞれ設けられるとともに、各シュート５の下端から各噴射ノズル１０の噴射位置までのプラスチック片Ｐの落下経路を挟んで、一方側に通過センサー１１の投光器１１Ｌが配置され、他方側に受光器１１Ｒが配置されている。また、噴射ノズル１０は電磁弁により噴射及びその停止が可能となっており、その開放制御はシーケンサー等の図示しない制御装置によってなされ、この制御装置には通過センサー１１による落下プラスチック片Ｐの検出タイミングが入力され、噴射ノズル１０の開放制御はこの検出タイミングを基準としてなされる。各噴射ノズル１０には図示しない分配配管により圧縮エアーＡ２が供給される。

たとえばいま、あるシュート５を落下してくるプラスチック片Ｐが検出手段５Ｌ、５Ｒ、６により第１の材質であると検出された場合には、制御装置により噴射ノズル１０が開放されず、従って噴射ノズル１０からのエアー噴射は行われない。その結果、当該シュート５から放出されたプラスチック片Ｐは、自然落下位置の下方に設けられた第１の排出手段としての第１のベルトコンベア２１上に落下排出される。一方、あるシュート５を落下してくるプラスチック片Ｐが検出手段５Ｌ、５Ｒ、６により第２の材質であると検出された場合には、検出手段５Ｌ、５Ｒ、６から制御装置に対して当該シュート５と対応する噴射ノズル１０の開放命令が入力され、制御装置は通過センサー１１による落下プラスチック片Ｐの検出タイミングを基準としてその所定時間（適宜設定可能）経過後に、対応する噴射ノズル１０の弁が開放されてエアーが噴射される。そしてこの噴射エアーの作用を受けたプラスチック片Ｐは、自然落下位置から所定方向にずれた位置の下方に設けられた第２の排出手段としての第２のベルトコンベア２２上に落下排出される。

この際、前述のとおりシュート５上を滑落するプラスチック片Ｐの摩擦が軽減されていると、安定した速度でシュート５からの放出がなされるため、噴射ノズル１０のエアー噴射による落下位置変更精度が低下し難く、安定した選別が可能となる。ただし、落下位置はピンポイントに定まるわけではないので、図示形態のように、自然落下経路とエアー噴射による落下経路との間に上下方向に沿う仕切り板３０を配置するのが望ましい。この仕切り板３０により、落下方向が多少不安定になっても確実な分別が可能となる。

＜その他＞
（イ） 上記例では、供給手段としてホッパー３及び振動コンベア４を用いたが、シュート５に対してプラスチック片Ｐを順次供給できるものであれば特に限定なく公知の供給装置を用いることができる。
（ロ） また、上記例では、シュート５上を滑落するプラスチック片Ｐの材質を検出しているが、噴射ノズル１０より上流側で且つプラスチック片Ｐと噴射ノズル１０との間で一対一の対応がとれる位置であれば、検出位置は特に限定されない。
（ハ） 検出手段は、近赤外線を用いるものに限定されず、他の公知の手法を採用することもできる。
（ニ）上記例では、第１及び第２の排出手段としてベルトコンベア２１、２２を用いているが、空気輸送等の他の搬送手段を用いることもできる。

本発明は、廃家電や廃自動車等に含まれるプラスチック部品の破砕片（例えば一番短い部分の長さが５〜１０ｍｍ程度のもの）の選別に好適なものであるが、プラスチック片の選別一般に適用できるものである。

プラスチック選別装置の要部破断正面図である。 ホッパー、振動コンベア及びシュートの平面図である。 シュートの縦断面図である。 図１の要部拡大図である。

符号の説明

１…プラスチック選別装置、２…基台、３…ホッパー、４…振動コンベア、５…シュート、６…判別装置、７…冷却装置、８…温度計、９…通過センサー、１０…噴射ノズル、１１…通過センサー、２１…第１のベルトコンベア、２２…第２のベルトコンベア、３０…仕切り板。

Claims (3)

1. 上方から順次供給されるプラスチック片を順次滑落させ、下端から順次放出するシュートと、
   前記シュート上にプラスチック片を順次供給する供給手段と、
   前記プラスチック片の材質を検出する検出手段と、
   前記シュートの下端近傍で、前記検出手段による検出結果に応じて、前記シュートの下端から放出されるプラスチック片に落下方向と交差する方向にエアーを噴射し、プラスチック片の落下位置を所定方向に変化させる落下位置変化手段と、
   前記落下位置変化手段によるエアー噴射を行わないときの自然落下位置で落下してくるプラスチック片を受け取り排出する第一の排出手段と、
   前記落下位置変化手段によるエアー噴射を行ったときの落下位置で落下してくるプラスチック片を受け取り排出する第二の排出手段と、
   を備えたプラスチック選別装置であって、
   前記シュートの下端から前記落下位置変化手段によるエアー噴射を受ける位置までの前記プラスチック片の落下経路に、前記プラスチック片の通過を検出する通過センサーを設け、前記落下位置変化手段によるエアー噴射を行うときに前記通過センサーの検出タイミングを基準としてその所定時間経過後にエアー噴射を行うように構成した、
   ことを特徴とするプラスチック選別装置。
2. 前記プラスチック片が、プラスチック部材を破砕することにより得られる破砕片である、請求項１記載のプラスチック選別装置。
3. 前記検出手段として、前記シュート上を滑落するプラスチック片に向って近赤外線を照射するとともにその反射光を受光してプラスチック片の材質を検出する手段が設けられるとともに、前記シュートを冷却する冷却手段が設けられている、請求項１又は２記載のプラスチック選別装置。

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