JP2014141045A - リサイクルプラスチックの選別装置および選別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の方法では選別が困難であった比重や電磁気的性質のよく似たプラスチック同士の選別を容易に実施する。
【解決手段】加圧により変形する樹脂種と加圧により変形しない樹脂種との２種以上の樹脂種が混在する被選別物小片に対して加圧を行い、変形する樹脂種の被選別物小片が一定の厚み以下になるまで当該加圧を行う加圧部２と、加圧部２による加圧を受けた被選別物小片を搬送する搬送部３と、加圧部２の加圧による被選別物小片の変形の有無を利用して、一定の厚み以下の厚みを有する被選別物小片と、一定の厚みより厚い厚みを有する被選別物小片とに、被選別物小片を選別する選別部４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明はリサイクルプラスチックの選別装置および選別方法に関し、特に、使用済み家電製品やＯＡ機器製品等を回収して得られる粉砕された混合プラスチック片を選別して、再利用可能なリサイクルプラスチックを得るためのリサイクルプラスチックの選別装置および選別方法に関する。

使用済み家電製品やＯＡ機器をリサイクルするためには、被選別物をその材料の種類毎に細かく選別する必要がある。

通常リサイクル処理において、材料の分離、選別は以下の方法で行われる。
（１）比重、浮力（比重液、遠心、風選、選択的浮遊）による選別方法
（２）ろ過、ふるいによる選別方法
（３）電磁気的性質（磁力、渦電流、静電気分離）を利用した電磁気的選別方法

例えば、特許文献１では、風力選別機を用いて、破砕装置により破砕された廃棄物を、風力により、発泡成形材とそれ以外の廃棄物とに分離する廃棄物処理方法が提案されている。従って、特許文献１では、比重の違いにより廃棄物を選別している。

しかしながら、従来の、比重、ふるい、または、静電気分離などによる選別方法では、被選別物であるプラスチックと金属、プラスチック同士の比重の異なるもの、あるいは、電磁気的性質の異なる材料は選別が可能であるが、これらの性質が似通ったプラスチック同士や、ゴムとプラスチック等は十分に選別できないという問題点があった。

また、ホットメルト等の接着剤や発泡体などは、主成分として使用されていないが、プラスチック中に異物として混入してしまうという問題点があった。

上記（１）〜（３）以外の方法として、例えば、特許文献２に記載のような、溶融点温度の違いを用いて選別する方法が提案されている。この方法においては、ＰＶＣ小片とＰＥＴ小片が混在した状態で、ベルトコンベアで搬送しつつ、ＰＶＣの溶融点近辺の温度に加熱された加熱ローラに接触させる。溶融したＰＶＣ小片だけが加熱ローラに付着し、溶融しないＰＥＴ小片は、加熱ローラに付着することなく、ベルトコンベア上を搬送し続け、加熱ローラに付着したプラスチック材と付着しなかったプラスチックとを分別する。しかし、この方法では、加熱ローラに付着したプラスチックを取り除く工程が必要なため、工程が煩雑であるという問題点があった。

特許第３２３４９３９号公報 特開平１１−２２６９５７号公報

上述したように、従来の方法においては、以下のような問題点があった。

特許文献１に記載のような、比重、ふるい、または、静電気分離などによる選別方法では、これらの性質が似通ったプラスチックとプラスチック、ゴムとプラスチック等は十分に選別できないという問題点があった。また、ホットメルト等の接着剤や発泡体などは、プラスチック中に異物として混入してしまうという問題点があった。

また、特許文献２に記載のような、溶融点温度の違いを用いて選別する方法では、加熱ローラに付着したプラスチックを取り除く工程が必要なため、工程が煩雑であるという問題点があった。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、従来の方法では選別が困難であった性質のよく似たプラスチック同士の選別を、容易に実施することを可能にするリサイクルプラスチックの選別装置および選別方法を提供することを目的としている。

本発明は、加圧により変形する樹脂種と加圧により変形しない樹脂種との２種以上の樹脂種が混在する被選別物小片に対して加圧を行い、前記変形する樹脂種の被選別物小片が一定の厚み以下になるまで当該加圧を行う加圧部と、前記加圧部による前記加圧を受けた前記被選別物小片を搬送する搬送部と、前記加圧部の前記加圧による前記被選別物小片の変形の有無を利用して、前記一定の厚み以下の厚みを有する被選別物小片と、前記一定の厚みより厚い厚みを有する被選別物小片とに、前記被選別物小片を選別する選別部とを備えたリサイクルプラスチックの選別装置である。

本発明は、加圧により変形する樹脂種と加圧により変形しない樹脂種との２種以上の樹脂種が混在する被選別物小片に対して加圧を行い、前記変形する樹脂種の被選別物小片が一定の厚み以下になるまで当該加圧を行う加圧部と、前記加圧部による前記加圧を受けた前記被選別物小片を搬送する搬送部と、前記加圧部の前記加圧による前記被選別物小片の変形の有無を利用して、前記一定の厚み以下の厚みを有する被選別物小片と、前記一定の厚みより厚い厚みを有する被選別物小片とに、前記被選別物小片を選別する選別部とを備えたリサイクルプラスチックの選別装置であるので、従来の方法では選別が困難であった比重や電磁気的性質のよく似たプラスチック同士の選別を容易に実施することができる。

本発明の実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置の断面図と上面図である。 本発明の実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置の被選別物小片容器の上面図である。 本発明の実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置の動作を説明する前半の工程図である。 本発明の実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置の動作を説明する後半の工程図である。 本発明の実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置のローラ位置での選別動作を示す上面図である。 本発明の実施の形態２によるリサイクルプラスチックの選別装置の断面図と上面図である。 本発明の実施の形態２によるリサイクルプラスチックの選別装置の動作を説明する前半の工程図である。 本発明の実施の形態３によるリサイクルプラスチックの選別装置の断面図と上面図である。 本発明の実施の形態３によるリサイクルプラスチックの選別装置の動作を説明する前半の工程図である。 本発明の実施の形態３によるリサイクルプラスチックの選別装置の動作を説明する後半の工程図である。 本発明の実施の形態３によるリサイクルプラスチックの選別装置のローラ位置での選別動作を示す上面図である。 本発明の実施の形態４によるリサイクルプラスチックの選別装置の動作を説明する前半の工程図である。 本発明の実施の形態４によるリサイクルプラスチックの選別装置に設けられたスペーサを説明する上面図である。 本発明の実施の形態５によるリサイクルプラスチックの選別装置の斜視図である。

実施の形態１．
以下、図１〜図５を用いて、本発明の実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置について説明する。図１は、本実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置を示す（ａ）断面図と（ｂ）上面図である。図１に示すように、本実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置１は、加圧により変形する樹脂種と加圧により変形しない樹脂種との２種以上の樹脂種が混在する被選別物小片６に対して加圧を行い、変形する樹脂種の被選別物小片６が一定の厚み（高さ）以下になるまで当該加圧を行う加圧部２と、加圧部２による加圧を受けた被選別物小片６を搬送する搬送部３と、加圧部２の加圧による被選別物小片６の変形の有無を利用して、上記の一定の厚み（高さ）以下の厚み（高さ）を有する被選別物小片６と、当該一定の厚み（高さ）より厚い厚み（高さ）を有する被選別物小片６とに、被選別物小片６を選別する選別部４と、選別部４で選別された、当該一定の厚み（高さ）より厚い厚み（高さ）を有する被選別物小片６の方を回収する回収箱５とから構成されている。

加圧部２は、上下方向に移動可能に設けられた支持体１０と、支持体１０に接合され、所定の強度を有する、例えば金属板等で構成された平板８と、平板８全面に接着され、例えばシリコーンゴム等から構成された弾性体９とからなる。平板８と弾性体９のたてと横の長さは、図２に示す容器７のたてと横の長さと少なくとも同じか、あるいは、大きい。

搬送部３は、例えばベルトコンベア等から構成され、図１（ａ），（ｂ）に示すコンベア進行方向の矢印の向きに、被選別物小片６を搬送する。

選別部４は、図１（ｂ）に示すように、搬送部３のコンベア進行方向に対して垂直（９０°）な方向ではなく、所定の角度が与えられて斜めに設置されている（９０°±α°）。図１（ｂ）では、搬送部３のコンベア進行方向に対して９０°±約２５°に設置されている例が挙げられているが、この場合に限定されず、αの値は、適宜決定すればよく、１０°から４５°程度までが望ましい。選別部４は、図１（ａ）に示すように、図１（ａ）に示す矢印方向（図４のローラ回転方向）に回転するローラ１１と、ローラ１１を回転可能に支持するローラ支持体１２とから構成されている。ローラ１１は円柱型の部材である。ローラ支持体１２は、１対、すなわち、のべ２つ設けられており、図４（ｅ−１）に示すように、ローラ１１の両端を回転可能に支持している。

回収箱５の設置場所について説明する。図１（ｂ）または図５に示されるように、選別部４を通過できずに選別部４で振り分けられた被選別物小片６は、図中の矢印方向に移動するため、当該移動方向の延長上の搬送部３の横に回収箱５は設置される。

図２は、本実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置１における被選別物小片６を入れて搬送するための容器７の上面図である。被選別物小片６は、この容器７の中に入れられて、搬送部３により、搬送される。容器７には、図２に示すように、被選別物小片６を互いに重ならないように平らに並べて入れる。ここでは、選別の一例として、被選別物小片６には被選別物小片６ａと６ｂとが含まれており、被選別物小片６ａはポリプロピレン、被選別物小片６ｂはホットメルトとして説明する。加圧によりホットメルトからなる被選別物小片６ｂは変形するが、ポリプロピレンからなる被選別物小片６ａは変形しないものとする。なお、被選別物小片６を容器７へ入れる作業は作業員が行ってもよいが、供給装置等の機械により自動的に行うようにしてもよい。なお、容器７は、上部が開口した、平らな箱型形状で、加圧部２が下降するときに最下降位置に加圧部２を保持するために、かつ、搬送時に被選別物小片６が中から外へ落ちないように、容器７の外周に沿って、所定の高さを有する外縁部７ａが設けられている。外縁部７ａの高さは、図３（ａ）に示すように、被選別物小片６よりも低いことが望ましく、少なくとも、加圧により変形しない被選別物小片６ａの高さよりも、低くなっている。加圧部２は下降したときに、この外縁部７ａに弾性体９がぶつかり、それより下へは下降できない。従って、外縁部７ａは、上下方向に移動可能な加圧部２の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段を構成している。

図３は、本実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置１の動作の前半を説明する工程図である。選別装置１は、２５℃程度の室温下に設置されていて、加圧部２も周囲温度の室温で加圧を行う。加圧部２の支持体１０には、加圧により変形しないように所定以上の強度を有する例えば金属板等で出来ている平板８が接合され、平板８全面にはシリコーンゴム等の弾性体９が接着されている。平板８の大きさは、容器７平面と同じかそれ以上の大きさである。従って、支持体１０が下降した際には、平板８に接着された弾性体９が必ず容器７の外縁部７ａに衝突する構成となっている。このとき、まず、被選別物小片６を入れた容器７が、搬送部３により、加圧部２の真下まで搬送され、そこで停止する。加圧部２は、下降して、容器７全体を垂直に押す動作を行う。具体的には、まず、図３（ａ）に示すように、加圧部２の真下に容器７がセッティングされる。次に、図３（ｂ）に示すように、加圧部２は、例えば加圧シリンダで一定荷重で容器７を垂直に加圧するために、容器７の外縁部７ａと接する高さまで、下方向に加圧する。このとき、加圧により変形しない被選別物小片６ａは弾性体９を押し上げ、変形しないままでいる。一方、加圧により変形する被選別物小片６ｂは、図３（ｂ）に示すように、外縁部７ａの高さと同じ高さになるように、加圧により押しつぶされ、変形する。数分間加圧したのち、図３（ｃ）に示すように、加圧部２が上方に移動し、加圧が解除される。ここで、外縁部７ａを含む容器７全体、平板８、および、搬送部３は、加圧しても全く変形しない金属等の材料でできている。また、弾性体９は、弾性力があり、加圧解除後は、もとの平坦な形状に戻る材料でできている。

数ｃｍ程度の大きさの被選別物小片６は、上述したように、ポリプロピレンからなる被選別物小片６ａに、ホットメルトからなる被選別物小片６ｂが混入しているもので、２００個処理するときに、荷重１００ｋｇ、加圧時間５分、２５℃で実施した。加圧解除したときには、ポリプロピレンからなる被選別物小片６ａは変形せず、ホットメルトからなる被選別物小片６ｂのみ平坦に変形した。結果、ポリプロピレンからなる被選別物小片６ａの高さは、容器７の外縁部７ａの高さよりも高く、ホットメルトからなる被選別物小片６ｂの高さは、容器７の外縁部７ａの高さまで平坦化されるので、変形量の違いにより、これらの２種類の被選別物小片６ａ，６ｂの高さに差ができた。ここで、ホットメルトからなる被選別物小片６ｂを処理する場合は、弾性体９はシリコーンゴムを用い、容器７の底全面にも、数百μｍ厚さのシリコーンシートを敷いて実施した。

図４は、本実施の形態１によるリサイクルプラスチックの選別装置１の動作の後半を説明する工程図である。

加圧解放後、図４（ｄ）に示すように、容器７は、搬送部３により、選別部４に搬送される。選別部４は、ローラ１１とローラ支持体１２で構成され、ローラ１１は、図４に示すローラ回転方向の矢印方向に回転している。ローラ１１は、ローラ支持体１２で支持されることにより、図４（ｅ−１）に示すように、搬送部３の上面に対し、所定の隙間１８を空けて設置されていて、この隙間１８の高さは、容器７の外縁部７ａよりも若干高くなっている。従って、容器７の外縁部７ａがローラ１１に接触することなく、ちょうど通過できる高さとなっている。そのため、図４（ｅ）に示すように、被選別物小片６は、容器７ごとローラ１１の下を搬送され、隙間１８の高さよりも低いホットメルトからなる被選別物小片６ｂはローラ１１の隙間１８を通り、容器７に入ったまま搬送され、容器７ごと回収される。

一方、図５に示すように、隙間１８より高さが高いポリプロピレンからなる被選別物小片６ｂは、ローラ１１の隙間１８を通過することができず、ローラ１１に衝突する。このとき、ローラ１１を、コンベア進行方向に対して斜めに設置した効果で、ローラ１１の片側にポリプロピレンからなる被選別物小片６ａが、どんどん押しやられて移動し、最後にポリプロピレンからなる被選別物小片６ａの移動方向の延長上の搬送部３の横に設置された回収箱５に落下して回収される。

このような構成によれば、被選別物小片６に温度をかけることなく、加圧による変形量の違いを利用して、そのまま搬送部３で搬送することで選別することができる。また、ローラ１１を斜めに設置することで、被選別物小片６を吸引したり、あるいは、吹き飛ばしたりする操作も必要なく、搬送部３で単に搬送すれば、被選別物小片６のうち、被選別物小片６ａだけが、自然に回収箱５に落下して、容易に回収できる。また、ローラ１１を回転させることで、被選別物小片６のうち、ポリプロピレンからなる被選別物小片６ａを、回収箱５に向けて、効率よく移動させることができる。

また、弾性体９と容器７の底全面のシートとに、シリコーンシートを用いることで、ホットメルトからなる被選別物小片６ｂがシリコーンシートに接着することなく、平坦化させた被選別物小片６ｂを、弾性体９および容器７から、容易に除去することができる。また、温度を上げていないので、ホットメルトからなる被選別物小片６ｂも溶解することなく、固体状態のままであり、シリコーンシートへの接着性がより低く、弾性体９や容器７中に残存したホットメルトからなる被選別物小片６ｂを簡単に取り除くことができる。

ここで、シリコーンシートを用いる例について説明したが、それに限定されるものではなく、例えば、ゴム材やクッション材等、被選別物小片６の材質の組み合わせにより、弾性体９および容器７の底面のシートの材質を適宜選定すればよい。

また、選別部４にはローラ１１を設置したが、ローラ１１に限定されるものではない。要は、変形した被選別物小片６ｂのみが通過できて、変形していない被選別物小片６ａが通過できずに振り分けられればよいため、ローラ１１の代わりに、搬送部３の上面との間に所定の隙間１８を設けて平板や角棒などを設置するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態１に係る選別装置１は、加圧により変形する樹脂種と加圧により変形しない樹脂種との２種以上の樹脂種が混在する被選別物小片６に対して加圧を行い、変形する樹脂種の被選別物小片６が一定の厚み以下になるまで当該加圧を行う加圧部２と、加圧部２の加圧を受けた被選別物小片６を搬送する搬送部３と、加圧部２の加圧による被選別物小片６の変形の有無を利用して、一定の厚み以下の厚みを有する被選別物小片６ｂと、一定の厚みより厚い厚みを有する被選別物小片６ａとに、被選別物小片６を選別する選別部４とを備えているので、比重や電気的性質が似ていて従来の方法では選別できなかった被選別物小片６を簡単な装置構成で選別することができる。

また、加圧部２が上下移動可能に設けられ、加圧実行時には下降して、被選別物小片６の上方から被選別物小片６に対して加圧を行い、加圧終了後は上昇して当該加圧を解除するもので、当該加圧部２の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段として、容器７の外縁部７ａを用いるようにしたので、加圧部２の下降時の最下降位置の制御を安価な構成で容易にかつ確実に行うことができ、加圧により変形する被選別物小片６ｂの厚さを所望の厚さ未満に容易に制御することができる。

実施の形態２．
以下、図６および図７を用いて、本発明の実施の形態２に係るリサイクルプラスチックの選別装置１について説明する。図６は、本実施の形態２によるリサイクルプラスチックの選別装置１の（ａ）断面図と（ｂ）上面図である。図１に示した実施の形態１との違いは、本実施の形態２においては、温度制御部１３が追加されている点である。他の構成については、実施の形態１と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。

温度制御部１３は、加圧部２の真下の位置に設置される。温度制御部１３は、図７に示すように、略々矩形の箱形状であり、搬送部３の所定の位置に設置されている。加圧部２の少なくとも平板８と弾性体９の部分が温度制御部１３の内部に収納され、加圧部２の支持体１０が温度制御部１３の上面に設けられた貫通穴を貫通するように設置されている。従って、加圧部２の支持体１０は、温度制御部１３に対して上下に移動可能であり、加圧部２の平板８と弾性体９とは温度制御部１３の内部で、上下に移動する。温度制御部１３は、内部にヒータあるいは電熱線などの加熱手段が設けられており、加圧部２が加圧を行う前および加圧中に、容器７内の被選別物小片６を加熱するためのものである。また、温度制御部１３には、コンベア進行方向の上流側に、容器７を入れるための入口（図示せず）が設けられ、コンベア進行方向の下流側に出口（図示せず）が設けられている。これらの入口および出口は、容器７とそれに載置された被選別物小片６が通過できる程度の高さを有したスリット状でよい。容器７は、搬送部３で搬送されて温度制御部１３の入口から内部に挿入される。その後、加熱および加圧され、それらの終了後、容器７は、再び、搬送部３によりコンベア進行方向に移動し、温度制御部１３の出口から外部に搬送される。なお、温度制御部１３は、加熱を効率よく行うために、容器７を内部に挿入した後は、密閉されることが、より望ましい。そのため、温度制御部１３の入口および出口に、それぞれ、入口扉および出口扉を設けるようにしてもよい。その場合には、温度制御部１３の入口扉は、容器７の挿入時に開扉され、容器７の挿入後に閉扉される。その後、加熱および加圧の終了後、温度制御部１３の出口扉が開扉されて、容器７は、搬送部３により、コンベア進行方向に移動し、温度制御部１３の外部に搬送される。

但し、温度制御部１３の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、加圧部２の支持体１０に固定されて、支持体１０とともに上下に移動する、下面が開口された、矩形の箱型形状などでもよい。

本実施の形態２においては、被選別物小片６として、ポリプロピレンからなる被選別物小片６ａとシリコーンゴムからなる被選別物小片６ｃを分別することを例として説明する。図７は、本実施の形態２による選別装置１の動作の前半を説明する工程図である。なお、本実施の形態２による選別装置１の動作の後半については、図４に示した実施の形態１の動作と同じであるため、ここではその説明を省略する。

本実施の形態２においては、軟化点温度の違いを利用し、まず、図７（ａ）において、温度制御部１３でポリプロピレンからなる被選別物小片６ａとシリコーンゴムからなる被選別物小片６ｃを１５０℃に加熱する。具体的には、１０分程度、温度制御部１３中に被選別物小片６の入った容器７を置き、被選別物小片６を１５０℃程度に加熱する。その後、この温度条件で、図７（ｂ）に示すように、加圧部２を容器７の外縁部７ａの高さまで下降させ、２００ｋｇ程度の荷重で加圧する。数分間加圧し、加圧したまま、温度制御部１３で、温度を４０℃程度まで下降させた後、図７（ｃ）に示すように、加圧解除を行う。ここで、容器７、平板８、及び、搬送部３は、上記の加熱状態で加圧しても全く変形しない材料でできている。また、弾性体９は、加圧解除後はもとの平坦な形状に戻る材料で構成されている。ここでは、弾性体９としてフッ素ゴムを用いた。

加熱および加圧の結果、軟化点温度の高いシリコーンゴムからなる被選別物小片６ｃは変形せず、軟化点温度の低いポリプロピレンからなる被選別物小片６ａのみ平坦に変形した。結果、シリコーンゴムからなる被選別物小片６ｃの高さは、容器７の外縁部７ａの高さよりも高く、ポリプロピレンからなる被選別物小片６ａの高さは、容器７の外縁部７ａの高さまで平坦化され、これらの変形量の違いにより２種類の被選別物小片６ａ，６ｃの高さに差ができた。

なお、ここで、被選別物小片６の温度が高い状態でも変形したときの形がそのまま変わらないものであれば、冷却状態まで加圧しておく必要はない。

この構成によれば、軟化点温度の違いを利用できるため、室温では変形差のない材料同士も分別することができる。

以上のように、本実施の形態２によれば、上記の実施の形態１と同様に、比重や電気的性質が似ていて従来の方法では選別できなかった被選別物小片６を簡単な装置構成で選別することができる。さらに、本実施の形態２においては、加熱する温度を制御して、被選別物小片６を加熱する温度制御部１３を備えるようにして、加圧の際に、被選別物小片６の加熱も行うようにしたので、室温では変形差があまりない材料同士も選別することができる。

また、本実施の形態２においても、上記の実施の形態１と同様に、加圧部２の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段として、容器７の外縁部７ａを用いるようにしたので、加圧部２の下降時の最下降位置の制御を安価な構成で容易にかつ確実に行うことができ、加圧により変形する被選別物小片６ｂの厚さを所望の厚さ未満に容易に制御することができる。

実施の形態３．
以下、図８〜図１１を用いて、本発明の実施の形態３に係るリサイクルプラスチックの選別装置１について説明する。図８は、本実施の形態３による選別装置１の（ａ）断面図と（ｂ）上面図である。実施の形態２との違いは、本実施の形態３においては、容器７を用いずに、被選別物小片６を、直接、搬送部３に置いて搬送する点と、加圧部２の下降量を制御するための加圧部位置制御部１６（図９参照）が追加されている点と、搬送部３の下流の末端部にヘラ１５が設けられている点である。また、本実施の形態３では、回収箱５が２つ設けられている。回収箱５ａが実施の形態２の回収箱５に相当するもので、回収箱５ｂが新たに設置されたものである。回収箱５ｂは、搬送部３の最下流の真下に設置されている。他の構成については、実施の形態１，２と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。

加圧部位置制御部１６は、例えば、マイクロコンピュータ等の計算機から構成されたコントローラで、加圧部２の上下移動の動作の制御を行い、特に、加圧部２の下降量、すなわち、搬送部３の上面から弾性体９の下面までの高さ１９を制御する。具体的には、加圧部位置制御部１６は、加圧部２が下降して加圧している時の高さ１９を、少なくとも加圧により変形しない被選別物小片６ａの高さより低くなるように制御する。従って、本実施の形態３においては、加圧部位置制御部１６が、上下方向に移動可能な加圧部２の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段を構成している。

また、図８（ａ）に示すように、搬送部３のベルトは環状に構成され、搬送部３の両端において、回転可能に設けられたコンベア送り部１４に巻き回されて、折り返されている。コンベア送り部１４の回転により、搬送部３のベルトはコンベア進行方向に移動する。ヘラ１５は、搬送部３のベルトが、コンベア送り部１４の下方にきたときに、当該ベルトに付着した被選別物小片６ｂをベルトから剥離し、回収箱５ｂに回収するものである。

図９は、本実施の形態３による選別装置１の動作の前半を説明する工程図である。また、図１０は、本実施の形態３による選別装置１の動作の後半を説明する工程図である。

図９（ａ）に示すように、本実施の形態３では、被選別物小片６を搬送部３上に直接置いて搬送し、温度制御部１３により所定時間加熱する。次に、図９（ｂ）に示すように、そのままの温度で、加圧部２により、一定時間加圧する。このとき、加圧部２の下降量、すなわち、搬送部３の上面からの高さ１９を加圧部位置制御部１６により制御する。図９（ｂ）に示す工程において、加圧部２の加圧時における、搬送部３の上面からの弾性体９の下面までの高さ１９は、少なくとも加圧により変形しない被選別物小片６ａの高さより低くなっている。次に、図９（ｃ）に示すように、加圧部２が上方に移動し、加圧が解除される。

このようにして、図９（ａ）〜（ｃ）に示す動作を実施して加圧解放後、次に、図１０（ｄ）に示すように、被選別物小片６は搬送部３により選別部４に搬送される。選別部４は、ローラ１１とローラ支持体１２とで構成され、ローラ１１は、図１０に示すローラ回転方向に回転している。ローラ１１は、図１０（ｅ−１）に示すように、ローラ支持体１２により、搬送部３の上面との間に隙間１８Ａを空けて設置されていて、この隙間１８Ａの高さは、変形した被選別物小片６ｂがちょうど通過できる高さとなっている。このとき、図１０（ｅ）に示すように、ローラ１１に被選別物小片６が搬送され、隙間１８Ａの高さよりも低い被選別物小片６ｂはローラ１１の隙間１８Ａを通り、ローラ１１の末端部に設置した回収箱５ｂに落下して回収される。また、搬送部３に付着した被選別物小片６ｂがあれば、搬送部３の末端部を通過した直近にヘラ１５が設置されているので、ヘラ１５により、付着した被選別物小片６ｂを搬送部３から剥がし、回収箱５ｂで回収する。

一方、隙間１８Ａより高い被選別物小片６ａは、ローラ１１の隙間１８Ａを通過することができず、ローラ１１の上流に残留するが、図１１に示すように、ローラ１１を斜めに設置した効果で、ローラ１１の片側に、当該被選別物小片６ａがどんどん押しやられて移動し、最後に、被選別物小片６ａの移動方向の延長上の、搬送部３の横に設置された、回収箱５ａに落下して回収される。

この構成によれば、一定時間加圧のち、連続的に選別処理が可能である。

以上のように、本実施の形態３によれば、上記の実施の形態１，２と同様に、比重や電気的性質が似ていて従来の方法では選別できなかった被選別物小片６を簡単な装置構成で選別することができる。さらに、本実施の形態３においては、上記の実施の形態２と同様に、加熱する温度を制御して、被選別物小片６を加熱する温度制御部１３を備えるようにして、加圧の際に、被選別物小片６の加熱も行うようにしたので、室温では変形差があまりない材料同士も選別することができる。

また、本実施の形態３においては、加圧部２の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段として、計算機などから構成された加圧部位置制御部１６を用いるようにしたので、加圧部２の下降時の最下降位置の制御を安価な構成で容易にかつ確実に行うことができ、加圧により変形する被選別物小片６ｂの厚さを所望の厚さ未満に容易に制御することができる。

実施の形態４．
以下、図１２を用いて、本発明の実施の形態４に係るリサイクルプラスチックの選別装置１について説明する。

なお、本実施の形態４による選別装置１の全体の構成は、基本的には、実施の形態３と同じである。実施の形態３との違いは、加圧部２の位置を加圧部位置制御部１６で制御せずに、搬送部３の上面に設置したスペーサ１７により制御する点である。従って、本実施の形態４においては、実施の形態３で説明した加圧部位置制御部１６は設けられていない。他の構成は、実施の形態３と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。

スペーサ１７は、図１２Ａ（ａ）に示すように、コンベア進行方向に向かって左右の両側に１つずつ設けられており、のべ２つ（１対）設けられている。スペーサ１７は、角棒状の外形を有している。スペーサ１７間の距離は、図１２（ａ）〜（ｃ）および図１２Ａ（ａ）に示すように、加圧部２の平板８のコンベア進行方向に垂直な方向の長さ（図では、長手方向の長さ）に対応させて設けることが望ましい。そうすることにより、加圧部２が下降したときに、平板８に設けられた弾性体９が、スペーサ１７に必ず接触することになる。すなわち、平板８と弾性体９のコンベア進行方向に垂直な方向の長さが、少なくとも、左右のスペーサ１７のそれぞれの外側の端面どうしの間の距離以上になるように、スペーサ１７を設置する。また、スペーサ１７のコンベア進行方向の長さは、図１２Ａ（ａ）に示すように、平板８のコンベア進行方向の長さと同じになっている。こうすることにより、加圧部２が下降したときに、平板８がスペーサ１７上で安定する。また、スペーサ１７の高さは、図１２（ａ）に示すように、被選別物小片６よりも低いことが望ましく、少なくとも、加圧により変形しない被選別物小片６ｅの高さよりも、低くなっている。また、スペーサ１７は、温度制御部１３による加熱および加圧部２の加圧において、全く変形しない金属等の材料で構成されている。従って、本実施の形態４においては、スペーサ１７が、上下方向に移動可能な加圧部２の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段を構成している。なお、スペーサ１７は、必ずしも角棒状でなくてもよく、図１２Ａ（ｂ）に示すように、小角材から構成し、平板８の四角の位置に対応させて、計４個設けるようにしてもよい。

図１２は、本実施の形態４による選別装置１の動作の前半を説明する工程図である。なお、本実施の形態４による選別装置１の動作の後半は、図１０と同じであるため、ここではその説明を省略する。図１２（ａ）に示すように、本実施の形態４では、被選別物小片６を搬送部３上に直接置いて搬送し、温度制御部１３により一定時間加熱する。次に、図１２（ｂ）に示すように、そのままの温度で、加圧部２により、一定時間加圧する。このとき、加圧部２の下降量、すなわち、搬送部３の上面から弾性体９までの高さをスペーサ１７により制御する。すなわち、弾性体９がスペーサ１７に接触する位置まで、加圧部２を下降する。従って、加圧部２の加圧時における、搬送部３の上面からの弾性体９の下面までの高さは、スペーサ１７により、少なくとも加圧により変形しない被選別物小片６ａの高さより低くなっている。次に、図１２（ｃ）に示すように、加圧部２が上方に移動し、加圧が解除される。

なお、スペーサ１７は、搬送部３の両側に、加圧部２に対応する位置のみではなく、選別装置１の搬送部３の全てに設置するようにしてもよい。

なお、本実施の形態４では、被選別物小片６として、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン（ＡＢＳ）からなる被選別物小片６ｄと、ポリアミドおよびポリカーボネート等といった小片異物６ｅとが混入しているときの分別を説明する。

被選別物小片６を搬送部３上にマトリックス状に数百個並べ、加圧部２の下まで搬送する。図１２（ａ）に示すように、温度制御部１３で１７０℃に加熱する。被選別物小片６が１７０℃になった後、図１２（ｂ）に示すように、加圧部２が２００ｋｇの荷重で数分間加圧する。次に、当該加圧状態で、温度制御部１３で被選別物小片６の温度を４０℃まで下降させる。温度下降後、図１２（ｃ）に示すように、加圧部２による加圧を解除し、その後、図１０に示すように、搬送部３により、選別部４まで搬送して、被選別物小片６の高さ、すなわち、被選別物小片６ｄ，６ｅの変形量の違いで選別する。具体的には、ＡＢＳからなる被選別物小片６ｄは加圧により変形しているため、ローラ１１を通過して、図８に示す回収箱５ｂで回収される。一方、ポリアミド、ポリカーボネート、といった軟化点温度が高く、変形しなかった小片異物６ｅは、ローラ１１を通過できずに、図８に示す回収箱５ａで回収される。

このような構成によれば、スペーサ１７で加圧部２の位置制御ができるので、加圧部位置制御部１６は不要で、装置構成が簡単になる利点がある。

また、複数種類の異物が混在する状態でも、加圧温度を適切に選択すれば、一度にポリカーボネート、ポリアミドといった複数種類の混合異物を選別除去することができる。これは実施の形態４の構成のときのみではなく、実施の形態１〜４のいずれにおいても、加圧温度を適切に選択することで、複数の異物小片を選別することができる。

以上のように、本実施の形態４によれば、上記の実施の形態１〜３と同様に、比重や電気的性質が似ていて従来の方法では選別できなかった被選別物小片６を簡単な装置構成で選別することができる。さらに、本実施の形態４においては、上記の実施の形態２，３と同様に、加熱する温度を制御して、被選別物小片６を加熱する温度制御部１３を備えるようにして、加圧の際に、被選別物小片６の加熱も行うようにしたので、室温では変形差があまりない材料同士も選別することができる。

また、本実施の形態４においては、加圧部２の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段として、搬送部３に設置したスペーサ１７を用いるようにしたので、加圧部２の下降時の最下降位置の制御を安価な構成で容易にかつ確実に行うことができ、加圧により変形する被選別物小片６ｂの厚さを所望の厚さ未満に容易に制御することができる。

実施の形態５．
図１３は、本発明の実施の形態５に係るリサイクルプラスチックの選別装置の構成図である。但し、本実施の形態５における選別装置１は、図１３に示す構成だけではなく、実施の形態１〜４で示したいずれかの選別装置１の構成をも有し、図１３の構成による処理を行う前に実施の形態１〜４で示したいずれかの処理を行っているものとする。

本実施の形態５においては、実施の形態１〜４において、加圧部２による加圧により変形し、ローラ１１を通過した被選別物小片６に、２種以上のプラスチック小片が混在している場合について説明する。例えばポリスチレン（ＰＳ）とアクリロニトリル−スチレン−ブタジエン（ＡＢＳ）のように、加圧により同様に変形して平坦化されるプラスチックの選別は、変形量のみでは選別できない場合がある。このような場合、近赤外帯の光あるいは中赤外帯の光におけるプラスチックの吸収率または反射率の波長（波数）依存性の違いを用いれば、ＰＳとＡＢＳとは選別可能である。特に中赤外光であれば、カーボンブラック等を含有した黒色プラスチック等、色の制約もなく選別が可能である。

赤外光を用いた選別では、試料が平坦でないものに適用した場合、試料表面で反射した赤外光の大半が検出器に向かわないため、赤外反射検出強度が著しく小さくなり、赤外反射スペクトル信号のＳ／Ｎが悪く、識別を誤る原因となる。使用済み家電製品やＯＡ機器のリサイクルでは、製品を破砕しプラスチック小片を選別処理するが、破砕で得られたプラスチック小片の表面はその大半が凹凸状をなしているため、上記問題を有する。試料表面を平坦にし、平坦部分を測定することで識別精度を飛躍的に向上することができる。従って、本実施の形態５における図１３に示す構成で選別する被選別物小片６は、前もって、実施の形態１〜実施の形態４のいずれかの方法で、加圧部２で平坦化されたプラスチック小片を用いる。

図１３に示す構成は、供給装置２０、コンベア２１、赤外光分析装置２３、コントローラ２４、および、エアガン２５を備えた分離装置２８より構成されている。また、選別した一方の被選別物小片６を回収するための回収箱４１と、他方の被選別物小片６を回収するための回収箱４２とが設置されている。

赤外光分析装置２３としては、本実施の形態５においては、フーリエ変換型赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）を用いる。

コンベア２１の表面は、例えばベルベット等、赤外光を吸収しやすい赤外吸収性の高い材料からなる。また、コンベア２１には、供給装置２０からコンベア２１上に供給された被選別物小片６を、すべて、コンベア進行方向に向かってコンベア２１の左側部分３０へ案内して移動させるためのガイド３４と、その後コンベア２１の左側で搬送されている被選別物小片６をコンベア２１の中央部分３１に案内して移動させるためのガイド３５とが設けられている。ガイド３４，３５は、最終的に、被選別物小片６をコンベア２１の中央部分３１に一列に整列できればよいため、１つのガイドでそれを実現できるのであれば、必ずしも２つ設ける必要はない。

分離装置２８は、エアが流れているエア配管２７と、エア配管２７の途中に設けられたエアバルブ２６と、エアバルブ２６が開いたときに、エア配管２７を流れているエアを被選別物小片６に向かって噴射するエアガン２５とから構成されている。

コントローラ２４は、例えば、マイクロコンピュータ等の計算機から構成される。コントローラ２４は、被選別物小片６の樹脂種の選別処理を行うとともに、赤外光分析装置２３およびエアバルブ２６の制御を行う。コントローラ２４は、赤外光分析装置２３の真下に被選別物小片６が搬送されてきたときに、赤外光分析装置２３に対し、赤外光の発射タイミングを指令する。また、コントローラ２４は、被選別物小片６の樹脂種の選別処理を行うとともに、それが回収箱４１に回収されるべき被選別物小片６であると判定し場合には、エアバルブ２６およびエアガン２５を制御して、当該被選別物小片６をエア発射により吹き飛ばして回収箱４１に回収する。

供給装置２０に入れる被選別物小片６は、前もって実施の形態１〜４のいずれかの選別装置１の方法で加圧部２で平坦化された被選別物小片６である。供給装置２０は、被選別物小片６を連続的にコンベア２１上に供給する。ここで、被選別物小片６のコンベア２１上への供給は、個々の被選別物小片６が重ならず、所定の隙間を開けて、並ぶようにする。

当該供給後、コンベア２１上の被選別物小片６は、ガイド３４，３５により、コンベア２１の中央部分３１に導かれて移動し、コンベア２１の進行方向に対して直線上に整列する。ガイド３４，３５は、このように、赤外光分析装置２３の測定位置に被選別物小片６を合わせる機能を有している。

コンベア２１に整列した被選別物小片６は、コンベア２１により赤外光分析装置２３の下まで搬送される。こうして、被選別物小片６が赤外光分析装置２３の下まで移動したとき、赤外光分析装置２３は、被選別物小片６に赤外光３９を照射し、被選別物小片６の表面またはコンベア２１の表面で反射した赤外反射光４０を検出する。その赤外反射光４０の解析により、被選別物小片６が回収箱４１に回収されるべきものであるかどうかを判定する。判定方法としては、赤外反射光４０より得られる反射分光スペクトルの明瞭度を数値化して、その数値化した明瞭度より、回収箱４１に回収すべき被選別物小片６か回収箱４２に回収すべき被選別物小片６かを判定する。ここで、反射分光スペクトルの明瞭度とは、樹脂種を識別するのに十分な反射分光スペクトル信号が得られているかを判断するための指標であり、たとえば、全反射強度と相関性の高いインターフェログラム強度、Ｓ／Ｎ比及び／または、全反射赤外光強度を用いて数値化することができる。なお、選別にあたっては、これらの数値化した値（例えば、インターフェログラム強度）が、予め定めた閾値以下の場合は、回収箱４１に回収すべき小片と判定し、そうでない場合には、回収箱４２に回収すべき小片と判定する。

こうして判定した被選別物小片６の樹脂種が、回収箱４１に回収すべきものであった場合には、コントローラ２４の制御により、エアバルブ２６が開かれ、それにより、エア配管２７を通って流れてきたエアが、エアバルブ２６を介して、エアガン２５により、被選別物小片６に向かって発射される。こうして、エアガン２５によるエア噴射により被選別物小片６を飛ばし、回収箱４１に入れる。回収箱４１は、図１３に示すように、エアガン２５が発射するエアの進行方向上のコンベア２１の横手方向に設けられている。

一方、回収箱４２に回収すべきものであると判定した場合は、エア噴射を行わず、被選別物小片６をそのままコンベア２１で搬送し、回収箱４２に回収する。回収箱４２は、図１３に示すように、コンベア２１の最終端の下方に設置されている。

なお、回収箱４２に回収すべき小片と判定された被選別物小片６に、複数種類のプラスチック小片が含まれている場合も想定される。その場合には、例えば、回収箱４２に回収すべき小片と判定された被選別物小片６について、インターフェログラムより、波数スペクトル、波長スペクトル、および、エネルギースペクトルの少なくともいずれか１つを求め、その値に基づいて、被選別物小片６の種別を判定し、さらなる選別を行うようにしてもよい。

また、上記の説明においては、赤外反射光４０の測定は、被選別物小片６が赤外光分析装置２３の下に来た時に測定を行うと説明した。しかしながら、被選別物小片６の有無に関わらず、赤外光３９を照射し続け、赤外反射光４０の測定を連続して行なった状態で、被選別物小片６が赤外光分析装置２３の下に来た時に取得した赤外反射光４０の測定結果のみを用いて、樹脂識別を行っても同様の効果が得られる。

この構成によれば、加圧や加熱による変形量に差が殆どないもの同士でも、選別が可能である。さらに、加圧によりプラスチック片を平坦化することになるので、ＦＴ−ＩＲを用いた図１３の選別精度が飛躍的に向上する効果がある。

以上のように、本実施の形態５においては、上記実施の形態１〜４と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態５においては、搬送部３により搬送される被選別物小片６の表面に赤外光を照射し、当該表面で反射した赤外反射光のインターフェログラムをフーリエ変換型赤外分光法にて測定する赤外光分析装置２３と、当該測定により得られたインターフェログラムに基づいて、被選別物小片６の種別を判定するコントローラ２４とをさらに備えるようにしたので、加圧や加熱による変形量に差が殆どないもの同士でも、選別が可能である。

コンベア２１の表面は、赤外光を吸収しないで反射するステンレス等の金属を用いても良い。この場合も、ベルベットと同様に、インターフェログラムの強度や、フーリエ変換で求めた波数スペクトル、波長スペクトルおよびエネルギースペクトルの少なくともいずれか１つを求め、その値に基づいて、被選別物小片６の種別を判別し、さらなる選別を行うようにしてもよい。

１ 選別装置（リサイクルプラスチックの選別装置）、２ 加圧部、３ 搬送部、４ 選別部、５，５ａ，５ｂ 回収箱、６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 被選別物小片、７ 容器、７ａ 外縁部、８ 平板、９ 弾性体、１０ 支持体、１１ ローラ、１２ ローラ支持体、１３ 温度制御部、１４ コンベア送り部、１５ ヘラ、１６ 加圧部位置制御部、１７ スペーサ、２０ 供給装置、２１ コンベア、２３ 赤外光分析装置、２４ コントローラ、２５ エアガン、２６ エアバルブ、２７ エア配管、２８ 分離装置、３０ 左側部分、３１ 中央部分、３４，３５ ガイド、３９ 照射赤外線、４０ 反射赤外光、４１，４２ 回収箱。

Claims (5)

1. 加圧により変形する樹脂種と加圧により変形しない樹脂種との２種以上の樹脂種が混在する被選別物小片に対して加圧を行い、前記変形する樹脂種の被選別物小片が一定の厚み以下になるまで当該加圧を行う加圧部と、
   前記加圧部による前記加圧を受けた前記被選別物小片を搬送する搬送部と、
   前記加圧部の前記加圧による前記被選別物小片の変形の有無を利用して、前記一定の厚み以下の厚みを有する被選別物小片と、前記一定の厚みより厚い厚みを有する被選別物小片とに、前記被選別物小片を選別する選別部と
   を備えたリサイクルプラスチックの選別装置。
2. 加熱する温度を制御して前記被選別物小片を加熱する温度制御部をさらに備え、
   前記温度制御部により前記被選別物小片を所定時間加熱した後に、当該温度条件のまま前記加圧部による前記加圧を行う
   請求項１に記載のリサイクルプラスチックの選別装置。
3. 前記加圧部は上下移動可能に設けられ、加圧実行時には下降して、前記被選別物小片の上方から前記被選別物小片に対して加圧を行い、加圧終了後は上昇して当該加圧を解除するものであって、
   前記加圧部の下降時の最下降位置の制御を行う加圧部位置制御手段をさらに備えた
   請求項１または２に記載のリサイクルプラスチックの選別装置。
4. 前記搬送部により搬送される前記被選別物小片の表面に赤外光を照射し、当該表面で反射した赤外反射光のインターフェログラムをフーリエ変換型赤外分光法にて測定する赤外光分析装置と、
   前記測定により得られたインターフェログラムに基づいて、前記被選別物小片の種別を判定するコントローラと
   をさらに備えた請求項１から３までに記載のリサイクルプラスチックの選別装置。
5. 加圧により変形する樹脂種と加圧により変形しない樹脂種との２種以上の樹脂種が混在する被選別物小片に対して加圧を行い、前記変形する樹脂種の被選別物小片が一定の厚み以下になるまで当該加圧を行う加圧ステップと、
   前記加圧ステップによる前記加圧を受けた前記被選別物小片を搬送する搬送ステップと、
   前記加圧ステップの前記加圧による前記被選別物小片の変形の有無を利用して、前記一定の厚み以下の厚みを有する被選別物小片と、前記一定の厚みより厚い厚みを有する被選別物小片とに、前記被選別物小片を選別する選別ステップと
   を備えたリサイクルプラスチックの選別方法。

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