JP3298273B2

JP3298273B2 - プラスチックの比重選別装置

Info

Publication number: JP3298273B2
Application number: JP29492793A
Authority: JP
Inventors: 政克林; 伸明荒金
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 2002-07-02
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: JPH07144147A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般廃棄物及び産業廃
棄物処理システムに使用される分別処理するための比重
選別装置に係り、特に廃プラスチックの多種混在物を分
別回収して再利用を図るためのプラスチック廃棄物の選
別に好適な比重選別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】多量に排出される一般廃棄物或いは産業
廃棄物の中でも、プラスチック系の廃棄物は増加の一途
をたどり、その処理対策に苦慮する現状にある。廃プラ
スチックの処理において、これを焼却すれば有毒ガスを
発生して公害問題を招因し、また、これを埋立て処分す
れば容積率が大きいために埋立て後の地盤沈下などの不
安定性を生じさせ、かつ、広大な土地を必要とする。

【０００３】とりわけ、大型化してきている産業廃棄物
の処理に関しては、廃プラスチックを分別して除去しな
い限り焼却時に高温燃焼が必要となり焼却炉の耐久性が
問題となる。また、埋立て処分する場合には、埋立て処
分費、運送経費などの処理経費の高騰などの問題も抱え
ている。

【０００４】そこで、このような廃プラスチックを埋立
て処分することなく、分別処理する方法として、例えば
特開昭５２−８６４５２号公報等に記載の静電分別法、
特開昭５０−１４２６８１号公報などに記載の液体サイ
クロン法および特開昭５６−５６２４６号公報に記載の
ものなどがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いて、静電分別方法は、種々なる素材から構成されるプ
ラスチックフィルムの集積体に、プラスチックフィルム
に生じた静電気が消滅しない時間内に直流高電圧を印加
した電極板の間を通過させて、静電気の符号（正、負）
或いは帯電量によってこのフィルムが正の電極板或いは
負の電極板に吸引、反発されることを利用してプラスチ
ックフィルムを種類に従い選別するものである。

【０００６】すなわち、廃プラスチックを高電圧の電場
内を通過させ静電誘導による吸着力、反発力の差を利用
して分別する方法である。この方法は廃プラスチック破
砕片の大きさ（質量）によって分離効率が異なるなどの
問題があるとともに、高電圧発生設備、原料乾燥設備、
微粉砕設備等が必要になり、設備費が高くなる難点があ
る。

【０００７】液体サイクロン法は、分別容器の上部から
容器壁に対して接線方向に液体と廃プラスチック破砕片
を送入し、容器壁面に沿って液体の下降旋回流を、中心
部に上昇旋回流を形成せしめ、プラスチック破砕片のう
ち液体との比重差の大きなものを下降旋回流に乗せて沈
降させ容器下部から排出し、液体との比重差の小さいも
のは上昇旋回流に吸引して上昇させ容器上部から溢流さ
せるようにして廃プラスチックを分別するものである。
すなわち、廃プラスチック破砕片を液体の旋回流を利用
し比重差によって分別する方法である。この液体サイク
ロン法では、液体と廃プラスチック破砕片を分別容器に
送入する液循環ポンプの消費動力が大きくなることや廃
プラスチック破砕片の大きさ（質量）によって分別効率
が異なるなどの問題がある。

【０００８】比重選別法は所定の撹拌装置を有する水槽
にプラスチックの多種混合物を投入し比重差によって浮
上するものと沈降するものとに分別する方法であった。
また特開昭５６−５６２４６号公報に記載のものは、浮
上するプラスチックを更に２種類に分別しているが、沈
降したプラスチックの中にも再利用可能なプラスチック
が含まれているときにはその分別はできなという問題が
ある。

【０００９】本発明は、このような従来技術のもつ問題
点に着目してなされたものであって、その目的とすると
ころは、廃プラスチック破砕片の分別効率が良く、装置
の消費動力も少なく、しかも工業的に大量処理可能なプ
ラスチックの比重選別装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、上槽と、こ
の上槽の下方に設けられた下槽と、前記上槽の上部一端
部に設けられ被選別物を投入する上ホッパーと、前記上
槽と前記下槽とを接続する下ホッパーと、前記上ホッパ
ーに設けられ液媒体を供給する上給水口と、前記上槽の
他端部に設けられ液媒体を排出する上排水部と、前記下
槽の前記下ホッパー近傍に設けられ液媒体を供給する下
給水口と、前記下層の他端部に設けられ液媒体を排出す
る下排水部と、前記上排水部及び下排水部から液媒体を
排出し前記上給水口及び下給水口に液媒体を供給する循
環装置と、前記上ホッパーと下ホッパーとの間の上槽底
部に設けられた第１の上流から１番目の受函と、前記下
ホッパー下方の下槽底部であって前記下給水口側に設け
られた第２の上流から１番目の受函と、この受函より下
流側の下槽底部に設けられた２番目の受函と、前記上ホ
ッパーと前記第１の上流から１番目の受函との間に設け
られ被選別物の表面に付着する気泡を除去する消泡装置
と、前記各受函に設けられ前記被選別物を外部に搬出す
る搬出手段とを備えることにより達成される。

【００１１】本発明においては、更に、下ホッパー上部
に分級装置及び搬出装置とを有する受函を配置したも
の、或いは、第１及び第２の上流から１番目の受函に攪
拌装置を備えたものが好ましい。

【００１２】更に、下ホッパーを介して上槽の液媒体の
一部が下槽へ流れるようにしたものが好ましい。

【００１３】

【作用】廃棄物として排出された廃プラスチック混合物
を、水を比重選別の液媒体として本発明の比重選別装置
にて分別処理する時を例に、各作用を説明する。

【００１４】主要な廃プラスチックの比重は、ポリエチ
レンで０．９０〜０．９８、ポリプロピレンで０．９０
〜０．９６、ポリスチレンで１．０２〜１．１５、ＡＢ
Ｓ樹脂で１．０３〜１．０９、ポリ塩化ビニルで１．３
３〜１．４５である。

【００１５】水を張った貯槽を上下に仕切った上槽の上
部一端の上ホッパーから投入された廃プラスチック混合
物は、上給水口から噴射される水と共に水中に押し込ま
れる。この時、プラスチック片の表面にはしばしば気泡
が付着し見かけ比重が小さくなり正確な比重選別を妨げ
るが、水中の消泡装置によってプラスチック片より気泡
が取り除かれ、廃プラスチック混合物は水中水路により
空気に触れることなく上選別部に送られる。

【００１６】上選別部には上給水口から水中水路を通っ
て水が供給され、上排水部から循環装置によって排出さ
れるので、水が一定の方向に流れている。従って、上選
別部に送られた廃プラスチック混合物は流されながら、
浮上するポリエチレン、ポリプロピレンと、沈降するポ
リスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニルとに分別され
る。

【００１７】更に、比較的比重の大きいポリ塩化ビニル
は沈降速度が大きいので上流から１番目の受け函に、ポ
リスチレンとＡＢＳ樹脂はより下流側の受け函に主に沈
降するので、廃プラスチック混合物は３種に選別され
る。しかし、１番目より下流の受け函には、しばしばポ
リ塩化ビニルが混入する。

【００１８】上槽で分別されたポリ塩化ビニルの混入す
るポリスチレン、ＡＢＳ樹脂は、上槽の受け函の底部を
通って下ホッパーより下槽内に投入される。◆下選別部
には下給水口から水が供給され、下排水部から循環装置
によって排出されるので、水が一定の方向に流れてい
る。従って、下選別部に投入されたポリ塩化ビニルの混
入するポリスチレン、ＡＢＳ樹脂は流されながら沈降
し、比較的比重の大きいポリ塩化ビニルは上流から１番
目の受け函に、ポリスチレンとＡＢＳ樹脂はより下流側
の受け函に主に沈降する。

【００１９】選別された被選別物は下ホッパーに通じる
上槽の受け函以外に設けられた搬出手段によって外部に
取り出される。◆上槽の受け函を２個にすると、簡単な
構造で上記の作用が達せられる。◆上槽の受け函を例え
ば３個にすると、ポリ塩化ビニルの混入するポリスチレ
ン、ＡＢＳ樹脂を上流から２番目の受け函に、ポリ塩化
ビニルの混入の無いポリスチレン、ＡＢＳ樹脂を上流か
ら３番目の受け函に得ることが出来る。また、下槽への
投入量を少なく出来るので下槽を小さくすることができ
る。

【００２０】ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂に混入するポリ
塩化ビニルの粒度が小さいときは、上槽の上流から２番
目の受け函に分級装置を設けることで、下槽への投入量
を少なく出来るので下槽を小さくすることが出来る。ま
た、下槽へ投入される被選別物の粒度がそろえられるの
で精度の高い選別ができる。

【００２１】上槽の上流から２番目の受け函に分級装置
を設けるときは搬出装置も同時に設け、選別された被選
別物のうち、残った粒度の大きい被選別物を外部に取り
出す。上槽または上槽と下槽の上流から１番目の受け
函に撹拌装置を設けると、ポリ塩化ビニルと混入したポ
リスチレン、ＡＢＳ樹脂が受け函の中で撹拌され選別部
内の水の流れに再び投入される。ポリ塩化ビニルは比較
的比重が大きいので再び上流から１番目の受け函に沈降
するが、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂はより遠くへ流され
て２番目以降の受け函に沈降し、精度の高い選別が可能
である。

【００２２】上給水口、下給水口、上排水部、および下
排水部の流量を調節し、上選別部の上流から２番目の受
け函の底部と下ホッパーを通って上槽の液媒体の一部が
下槽へ流れるようにすると、被選別物が効率良く下槽に
投入される。また、分級装置が設けられている時は、被
選別物の舞い上がりが抑えられるので効率良く分級出来
る。

【００２３】本発明の比重選別装置において、上給水
口、下給水口、上排水部、及び下排水部の流量を調節し
上選別部内と下選別部内のそれぞれに投入される被選別
物の選別に適するように、それぞれの流速を変えること
によって精度の高い選別ができる。

【００２４】

【実施例】以下、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、ＡＢＳ樹脂、およびポリ塩化ビニルの混合物
を被選別物とし、水を液媒体として選別するときを例に
説明する。

【００２５】本発明の第１の実施例を図１に示す。図１
は、本比重選別装置の縦断面図である。被選別物は上ホ
ッパー３から上槽１の上部一端に投入後、上槽に水を供
給する上給水口４からの水流によって水中に押し込ま
れ、撹拌装置５で表面に付着した気泡が取り除かれ、上
ガイド板６と下ガイド板７から形成される水中水路８を
通って上選別部９に送られる。

【００２６】上選別部９内の水は水中水路８と他端部に
設けたストレーナ１０ａと抵抗板１１ａを備える上排水
部１２を通して循環装置５０によって排出され、上給水
口４に戻される。この水の循環で生じる上選別部９内の
水流１０２によって被選別物は流されつつ、水より比重
の小さいポリエチレンとポリプロピレンは浮上し水面１
０１に集まり、搬出装置１３によって外部に取り出され
る。

【００２７】一方、水より比重の大きいポリスチレン、
ＡＢＳ樹脂、及びポリ塩化ビニルは沈降し、他より比重
の大きいポリ塩化ビニルは早く沈降するため、主に上流
から１番目の受け函１４ａに集まり、搬出装置１５ａに
よって外部に取り出され、ポリスチレンとＡＢＳ樹脂は
より遠くへ流され、２番目の受け函１４ｂに集まる。

【００２８】２番目の受け函１４ｂには、ポリスチレン
とＡＢＳ樹脂の他にしばしばポリ塩化ビニルが混入する
ので再度選別を行うために、２番目の受け函１４ｂの底
部から下ホッパー１６を通って下槽２の上部一端に投入
される。

【００２９】下ホッパー１６の下部近傍の整流板１７を
備えた下給水部１８から下槽に水を供給し、下選別部１
９の下給水部１８と他端部に設けた、ストレーナー１０
ｂと抵抗板１１ｂを備える下排水口２０を通して循環装
置３０によって排出され、下給水部１８に戻される。こ
の水の循環で生じる下選別部１９内の水流１０３によっ
て被選別物は沈降しつつ流され、他より早く沈降するポ
リ塩化ビニルは主に上流から１番目の受け函２１ａに集
まり、搬出装置２２ａによって外部に取り出される。一
方、ポリスチレンとＡＢＳ樹脂はより遠くへ流され２番
目の受け函２１ｂに集まり、搬出装置２２ｂによって外
部に取り出される。

【００３０】また、バルブ５２ａ、５２ｂ、５３ａおよ
び５３ｂにより各選別槽９、１９内の流速１０２と１０
３をそれぞれ最適な選別条件に調節できる。◆また、バ
ルブ５２ａ、５２ｂ、５３ａおよび５３ｂにより各選別
槽９、１９への水の供給量と排出量を調節し上槽の水の
一部が下槽へ流れるようにすると、水流１０４により受
け函１４ｂ内の被選別物が速やかに下槽に投入され、処
理能力を増加させることができる。

【００３１】本発明の第２の実施例を図２に示す。図２
は、本実施例の比重選別装置の縦断面図である。本実施
例では上槽１の上流から１番目の受け函１４ａの下流側
上部に設けた噴射口２３ａより水を適当な角度で下方に
噴射し、受け函１４ａに沈降した被選別物を受け函１４
ａの上流側より再び水流１０２に乗るように撹拌する。
再び水流１０２に乗った被選別物のうち早く沈降する
ポリ塩化ビニルは再び受け函１４ａに沈降し、ポリスチ
レンとＡＢＳ樹脂はより遠くへ流され、受け函１４ｂに
沈降する。この作用により、受け函１４ａ内からポリ塩
化ビニルに混入したポリスチレンとＡＢＳ樹脂が取り除
かれる。受け函１４ｂに沈降したポリスチレンとＡＢＳ
樹脂は混入したポリ塩化ビニルと共に下ホッパー１６を
通り下槽に投入され再選別される。

【００３２】下槽２の上流から１番目の受け函２１ａの
下流側上部に設けた噴射口２３ｂより水を適当な角度で
下方に噴射し、受け函２１ａに沈降した被選別物を受け
函２１ａの上流側より再び水流１０３に乗るように撹拌
する。再び水流１０３に乗った被選別物のうちポリ塩化
ビニルは再び受け函２１ａに沈降し、ポリスチレンとＡ
ＢＳ樹脂はより遠くへ流され、受け函２１ｂに沈降す
る。この作用により、受け函２１ａ内からポリ塩化ビニ
ルに混入したポリスチレンとＡＢＳ樹脂が取り除かれ精
度の高い選別が行われる。噴射口２３ａと２３ｂからの
噴射速度はバルブ５４ａおよび５４ｂによって最適な撹
拌条件に調節される。

【００３３】本発明の第３の実施例を図３に示す。図３
は、本実施例の比重選別装置の縦断面図である。本実施
例では上槽１内の受け函を３個設け上流から１番目の受
け函１４ａにポリ塩化ビニルを集め、上流から２番目の
受け函１４ｂにポリ塩化ビニルが混入するポリスチレン
とＡＢＳ樹脂を集め、上流から３番目の受け函１４ｃに
ポリ塩化ビニルの混入の無いポリスチレンとＡＢＳ樹脂
を集めるようにし、上流から２番目の受け函１４ｂの底
部が下ホッパー１６につながっている。また、上流から
３番目の受け函１４ｃに選別物を外部に取り出す搬出装
置２２ｃを設けている。このように構成することにより
再選別する被選別物の量を減少させ、再選別を行う下槽
２を小さく出来、消費動力も少なくすることが可能であ
る。

【００３４】本発明の第４の実施例を図４に示す。図４
は、本実施例の比重選別装置の縦断面図である。本実施
例では受け函１４ｂに選別物を外部に取り出す搬出装置
２２ｂと、分級装置２４を設けている。このように構成
すると、ポリスチレンとＡＢＳ樹脂に混入するポリ塩化
ビニルの粒度が小さいとき、下槽２に投入し再選別する
被選別物の量を減少させられるので下槽２を小さくする
ことが可能である。また下槽２に投入される被選別物の
粒度をそろえられるので、精度の高い選別ができる。

【００３５】また、バルブ５２ａ、５２ｂ、５３ａ及び
５３ｂにより各選別槽９、１９内の流速１０２と１０３
をそれぞれ最適な選別条件に調節できる。例えば、上槽
を大粒度の被選別物に、下槽を小粒度の被選別物の選別
に適するように調節すると、精度の高い選別ができる。

【００３６】バルブ５２ａ、５２ｂ、５３ａ及び５３ｂ
により各選別槽９、１９への水の供給量と排出量を調節
し上槽の水の一部が下槽へ流れるようにすると、水流１
０４により受け函１４ｂ内の被選別物の舞い上がりが抑
えられ、効率良く分級が行われると共に速やかに下槽に
投入され、処理能力を増加させることができる。

【００３７】以上の各実施例の効果は次の通りである。
◆ （１）廃プラスチックを小さな消費動力で精度の高い選
別が可能となり、また、大量の処理が可能なプラスチッ
クの比重選別装置及び方法を提供できる。

【００３８】（２）プラスチック片に付着する気泡を除
去する消泡装置を備えているので、プラスチックの真比
重に基づいて精度良く選別できる。

【００３９】（３）水に対するプラスチックの浮沈及び
沈降速度の差により選別するので、一度に３種以上に選
別でき、装置の小型化が可能となる。

【００４０】（４）上槽での選別が不完全なプラスチッ
クを下槽で再度選別できるような構成を持つので精度の
高い選別ができ、消費動力を少なくできる。

【００４１】（５）選別が不完全なプラスチックを集め
る受け函を設けることにより再選別を必要最小限にし、
小型化と同時に消費動力を小さくできる。

【００４２】（６）上槽での選別が不完全なプラスチッ
クを分級してから下槽に投入すると、下槽での再選別を
必要最小限にし、小型化と同時に消費動力を小さくでき
る。また、一度沈降したプラスチックを撹拌し再度選別
する撹拌装置を備えるので、精度の高い選別ができる。

【００４３】（７）上槽と下槽の流速をそれぞれ変えら
れるのでそれぞれの槽内での選別に合わせ、精度の高い
選別ができる。

【００４４】（８）上槽と下槽への水の供給量と排出量
をそれぞれ変えられるので上槽の水の一部が下槽へ流れ
るようにでき、下槽への被選別物の投入を速やかに行う
ことによって大量処理を可能にする。

【００４５】

【発明の効果】以上で述べたように本発明によれば、廃
プラスチックを小さな消費動力で精度の高い選別が可能
となり、また、大量の処理が可能なプラスチックの比重
選別装置及び方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である比重選別装置の構
造を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例である比重選別装置の構
造を示す縦断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例である比重選別装置の構
造を示す縦断面図である。

【図４】本発明の第４の実施例である比重選別装置の構
造を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…上槽、２…下槽、３…上ホッパー、４…上給水口、
５…消泡装置、６…上ガイド、７…下ガイド、８…水中
水路、９…上選別部、１０ａ、１０ｂ…ストレーナー、
１１ａ、１１ｂ…抵抗板、１２…上排水部、１３、１５
ａ、１５ｂ、１５ｃ、２２ａ、２２ｂ…搬出装置、１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ、２１ａ、２１ｂ…受け函、１６…
下ホッパー、１７…整流板、１８…下給水口、１９…下
選別部、２０…下排水部、２３ａ、２３ｂ…撹拌装置、
２４…分級装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ２９Ｂ 17/00 Ｂ０９Ｂ 5/00 ＺＡＢＱ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B03B 1/00 - 13/06 B29B 17/00 - 17/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上槽と、この上槽の下方に設けられた下槽
と、前記上槽の上部一端部に設けられ被選別物を投入す
る上ホッパーと、前記上槽と前記下槽とを接続する下ホ
ッパーと、前記上ホッパーに設けられ液媒体を供給する
上給水口と、前記上槽の他端部に設けられ液媒体を排出
する上排水部と、前記下槽の前記下ホッパー近傍に設け
られ液媒体を供給する下給水口と、前記下層の他端部に
設けられ液媒体を排出する下排水部と、前記上排水部及
び下排水部から液媒体を排出し前記上給水口及び下給水
口に液媒体を供給する循環装置と、前記上ホッパーと下
ホッパーとの間の上槽底部に設けられた第１の上流から
１番目の受函と、前記下ホッパー下方の下槽底部であっ
て前記下給水口側に設けられた第２の上流から１番目の
受函と、この受函より下流側の下槽底部に設けられた２
番目の受函と、前記上ホッパーと前記第１の上流から１
番目の受函との間に設けられ被選別物の表面に付着する
気泡を除去する消泡装置と、前記各受函に設けられ前記
被選別物を外部に搬出する搬出手段とを備えたプラスチ
ックの比重選別装置。
【請求項２】請求項１において、前記下ホッパー上部に
分級装置及び搬出装置とを有する受函を配置したプラス
チックの比重選別装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記第１及び
第２の上流から１番目の受函に攪拌装置を備えたプラス
チックの比重選別装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記
下ホッパーを介して上槽の液媒体の一部が下槽へ流れる
ようにしたプラスチックの比重選別装置。