JP3356931B2 - 摩擦帯電装置 - Google Patents

摩擦帯電装置

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JP3356931B2
JP3356931B2 JP18174696A JP18174696A JP3356931B2 JP 3356931 B2 JP3356931 B2 JP 3356931B2 JP 18174696 A JP18174696 A JP 18174696A JP 18174696 A JP18174696 A JP 18174696A JP 3356931 B2 JP3356931 B2 JP 3356931B2
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鉄也 井上
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リサイクル用の粉
砕プラスチック片などを種類ごとに分別する静電選別機
の前処理に使用される摩擦帯電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば現在製品および材料として消費
されるプラスチック類は、塩化ビニル系樹脂(以下PV
Cと略する)、ポリエチレン系樹脂(以下PEと略す
る)、ポリプロピレン系樹脂(以下PPと略する)、ポ
リスチレン系樹脂(以下PSと略する)およびメタクリ
ル樹脂〔アクリル樹脂〕(以下PMMAと略する)が全
体の約80%を占め、回収される廃プラスチックも前記
樹脂類がほとんどを占めると考えられる。またペットボ
トルとして多用されるポリエチレンテレフタラート樹脂
(以下PETと略する)も独自に集荷されつつある。こ
れら樹脂をリサイクルする場合、樹脂ごとに分別するこ
とが肝要であるが、その分離技術は確率されていない。
【0003】従来、粉砕ごみを選別するものとして、た
とえば静電選別機がある。この静電選別機は、接地され
たドラム電極と、高電圧を印加された固定電極とを具備
し、回転するドラム電極上に被選別物を投入してドラム
電極と固定電極とで形成される静電場を通過させ、強く
帯電されてドラム電極側に強く吸引される絶縁体と、帯
電されずドラム電極に反発する導体と、その中間の半導
体とに分離するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、絶縁体であ
るプラスチックを静電選別装置により種類ごとに分離す
る場合、その帯電列の位置によりプラス(正)に帯電さ
れやすいものとマイナス(負)に帯電されやすいものが
あるが、これを利用して、上記静電選別機でプラスチッ
ク片を材質別に分離しようとする場合、ドラム電極と固
定電極とで形成される静電場では、各プラスチック片に
おける帯電量(圧)が極めて僅かな差であるため、これ
を利用して選別するのは困難である。
【0005】本発明のうち請求項1記載の発明は、より
効果的にプラスチック片を帯電させて静電選別機におけ
るプラスチック片の種類ごとの分離を可能とし、さらに
分離精度を向上させることができる摩擦帯電装置を提供
することを目的とする。
【0006】
【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、複数種類のプラスチックから
なるプラスチック片を種類ごとに分別する静電選別装置
の供給前にプラスチック片を前処理するための摩擦帯電
装置であって、一端にプラスチック片の投入口が形成さ
れるとともに他端にプラスチック片の排出口が形成され
少なくとも内面が被摩擦樹脂材で覆われた筒状の帯電チ
ューブと、この帯電チューブ内でプラスチック片を投入
口から排出口に気送する気送装置と、この帯電チューブ
内に配置され少なくとも表面が前記帯電チューブ内面と
同一種類の被摩擦樹脂材で覆われてプラスチック片を旋
回させる旋回翼とを具備し、前記旋回翼は、帯電チュー
ブ内で長さ方向に連結された複数の翼体からなり、前記
翼体は、帯電チューブ内で軸心上に配置された板体の一
端縁部に対して他端縁部を帯電チューブの軸心回りに捻
って形成され、隣接される翼体は、互いに連結される端
縁部同士が90度位相が異なるように配置されたもので
ある。
【0007】上記構成によれば、帯電チューブ内に供給
されたプラスチック片を、気送装置により搬送するとと
もに、捻られた複数の翼板からなる旋回翼により旋回移
動させて摺接距離および摺接時間を大幅に増大させる摩
擦接触させることにより、効果的に帯電させることがで
きる。また接触される帯電チューブの内面および旋回翼
の表面が絶縁体である被摩擦樹脂材で覆われるため、帯
電された電荷が逃げることもない。また翼板を位相を変
えて連結したので、攪拌効果によりプラスチック片同士
が攪拌接触されるとともに、旋回翼への接触機会を増大
させて効果的に帯電を行うことができる。
【0008】また請求項3記載の発明は、上記構成に加
えて、帯電チューブが螺旋状に巻回されるとともに、旋
回翼は帯電チューブの軸心のほぼ全長にわたって配設さ
れたものである。上記構成によれば、小さい占有体積内
に長い帯電チューブを折れ曲がることなく収容すること
ができ、コンパクトで帯電効率の優れた帯電装置を提供
することができる。
【0009】また請求項4記載の発明は、被摩擦樹脂材
は、プラスチック片における複数種のプラスチック片の
帯電列の中間の順位のプラスチックを選択したものであ
る。
【0010】上記構成によれば、混在するプラスチック
片に、種類毎にプラスチックの電荷とマイナスの電荷を
それぞれ帯電させるとともに、種類毎に帯電量(帯電
圧)差を生じさせることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る摩擦帯電装
置を備えたプラスチック選別設備の実施の形態を図面に
基づいて説明する。
【0012】図1に示すように、プラスチック選別設備
に設けられた本発明に係る摩擦帯電装置2は、静電選別
機1に供給前にプラスチック片を前処理して帯電量を増
大させるためのもので、上端にプラスチック片の投入口
3aが形成されるとともに下端部にプラスチック片の排
出口3bが形成された円筒状帯電チューブ3と、帯電チ
ューブ3の投入口3aにプラスチック片を所定量ずつ供
給するプラスチック片供給装置4と、帯電チューブ3の
投入口3aに気送空気を吹き込んでプラスチック片を気
送させる気送装置である気送ポンプ5と、帯電チューブ
3内でプラスチック片を旋回移動させる旋回翼6とを具
備している。
【0013】前記静電選別機1は、摩擦帯電装置2によ
り前処理されたプラスチック片を定量ずつ供給する振動
コンベヤ1aと、図示しない回転モータにより所定速度
で矢印方向に回転される回転ドラム電極1bと、この回
転ドラム電極1bに所定間隔をあけて配置された対向電
極1dと、回転ドラム電極1bと対向電極1dとに高電
圧を印加してその間に選別用静電場Sを形成する電源装
置1cと、前記選別用静電場Sおよび回転ドラム電極1
bの下方に配置された第1〜第3トレイ1e,1f,1
gとで構成されている。これにより振動コンベヤ1aか
ら選別用帯電場Sに投下されたプラスチック片のうち、
マイナスの電荷が帯電されたプラスチック片が正極側の
回転ドラム電極1bに吸着させて第1トレイ1eに分離
させ、またプラスの電荷が帯電されたプラスチック片が
回転ドラム電極1bに反発されて第3トレイ1gに分離
され、帯電されなかった基準プラスチック材と同じプラ
スチック片はそのまま落下されて第2トレイ1fに分離
される。
【0014】前記帯電チューブ3は、金属製パイプの内
面を被摩擦樹脂材で被覆したものでもよいが、この実施
の形態では帯電チューブ3自体を被摩擦樹脂材で成形し
たものが使用される。そして、図2に示すように、この
帯電チューブ3によるプラスチック片の搬送距離を長く
するとともに、全体をコンパクトに構成するために、垂
直円筒面に沿う螺旋状に巻回された形状に形成され、円
筒形のチューブ収容ケース7内に収容されている。もち
ろん、帯電チューブ3の形状を保持するものであれは、
何でもよく、帯電チューブ3自体の材料の剛性により自
立性を持たせることもできる。
【0015】前記旋回翼6は、プラスチック片を帯電チ
ューブ3内で旋回移動させることにより、帯電チューブ
3の内面との摺接距離を長く確保することにより、効率
よく帯電させることを目的としたもので、帯電チューブ
3内で旋回移動するだけではなく、帯電チューブ3の内
面に押し付けられつつ移動させることがポイントであ
る。またこの旋回翼6は、金属製基材の表面を被摩擦樹
脂材で被覆したものでもよいが、この実施の形態では旋
回翼6自体を被摩擦樹脂材で成形したものが使用され
る。
【0016】したがって、図3,図4に示すように、こ
の旋回翼6は、複数の翼体6aが互いに連結されて帯電
チューブ3の軸心Oに沿ってほぼ全長にわたって配設さ
れている。すなわち各翼体6aは、帯電チューブ3の円
形断面の軸心Oを通って縦断方向に配置された所定長さ
Lの板体をその軸心Oを中心として90度捻じった形状
に形成され、翼体6aが連結される端部は、90度位相
が異なるように連結固定されている。これにより、プラ
スチック片を効果的に帯電チューブ3の内面に摺接させ
るとともに、旋回翼6の表面への接触を効果的に行うこ
とができる。
【0017】前記被摩擦樹脂材は、プラスチック片に帯
電された電荷を逃さない絶縁材であるプラスチック材が
採用される。また回収量が多いPVC、PE、PP、P
S、PMMAおよびPETを帯電列順に並べると、プラ
スに帯電されやすい側からPMMA→PS→PE→PP
→PET→PVC(PP→PVC→PETを示す別資料
もある)とマイナスに帯電されやすい側に配列される。
ここで中間の順位に位置するPS、PE、PPのうち、
たとえばPPを被摩擦樹脂材として選択し、このPP製
の被摩擦樹脂材を他のプラスチック片を摩擦させると、
PE<PS<PMMAのプラスチック片の順にプラスの
電荷が多く帯電され、またPPのプラスチック片は帯電
されにくい。さらにPET<PVCのプラスチック片の
順にマイナスの電荷が多く帯電される。このように、帯
電列の中間順位のプラスチックを被摩擦樹脂材として選
択することにより、混在するプラスチック片に、種類毎
にプラスの電荷とマイナスの電荷をそれぞれ帯電させる
とともに、種類毎に帯電量(帯電圧)差を生じさせるこ
とができる。
【0018】上記構成において、摩擦帯電装置2のプラ
スチック片供給装置4から投入口3aを介して帯電チュ
ーブ3内に投入されたプラスチック片は、気送ポンプ5
から排出される気送空気により排出口3b側に送られ
る。そして気送途中に、旋回翼6により帯電チューブ3
の内面と旋回翼6の表面の被摩擦樹脂材に効果的に摺接
されて帯電される。そして排出口3bから排出されて静
電選別機1に送られたプラスチック片は、振動コンベヤ
1aから、電源装置1cにより高電圧が印加された回転
ドラム電極1bと電極棒1dとの間の選別用静電場Sに
投入され、マイナスの電荷が帯電されたプラスチック片
が正極側の回転ドラム電極1bに吸着されて第1トレイ
1eに分離され、またプラスの電荷が帯電されたプラス
チック片が回転ドラム電極1bに反発されて第3トレイ
1gに分離され、帯電されなかった基準プラスチック材
と同じプラスチック片はそのまま落下されて第2トレイ
1fに分離される。
【0019】上記第1の実施の形態によれば、内部に旋
回翼6を配置した帯電チューブ3にプラスチック片を送
って旋回移動させることにより、プラスチック片を帯電
チューブ3の内面および旋回翼6の表面の被摩擦樹脂材
に摺接させて効率よく帯電させることができる。また旋
回翼6を、軸心部で90度捻じった翼体6aを90度位
相を変えて連結し、帯電チューブ3のほぼ全長にわたっ
て配設したので、旋回翼6により発生する遠心力を利用
してプラスチック片を効果的に帯電チューブ3の内面に
押し付け、さらに攪拌効果によりプラスチック片同士が
攪拌接触され、また連結部で位相の異なる翼体6aによ
り、旋回翼6への接触機会を飛躍的に増大させ、より効
果的な帯電を行うことができる。
【0020】したがって、選別機1への投入前に、摩擦
帯電装置2により樹脂製の被摩擦樹脂材およびプラスチ
ック片同士の摩擦接触により、短時間で効果的に帯電さ
せ、後工程の静電選別機1において、プラスチック片の
種類ごとの選別を可能とし、さらに選別の精度を大幅に
向上することができる。
【0021】
【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、帯電チューブ内に供給されたプラスチック
片を、気送装置により搬送するとともに、捻られた複数
の翼板からなる旋回翼により旋回移動させて摺接距離お
よび摺接時間を大幅に増大させる摩擦接触させることに
より、効果的に帯電させることができる。また接触され
る帯電チューブの内面および旋回翼の表面が絶縁体であ
る被摩擦樹脂材で覆われるため、帯電された電荷が逃げ
ることもない。また翼板を位相を変えて連結したので、
攪拌効果によりプラスチック片同士が攪拌接触されると
ともに、旋回翼への接触機会を増大させて効果的に帯電
を行うことができる。
【0022】また請求項2記載の発明によれば、小さい
占有体積内に長い帯電チューブを折れ曲がることなく収
容することができ、コンパクトで帯電効率の優れた帯電
装置を提供することができる。
【0023】また請求項3記載の発明によれば、混在す
るプラスチック片に、種類毎にプラスチックの電荷とマ
イナスの電荷をそれぞれ帯電させるとともに、種類毎に
帯電量(帯電圧)差を生じさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る摩擦帯電装置を備えたプラスチッ
ク選別設備を示す全体構成図である。
【図2】同帯電チューブを示す斜視図である。
【図3】同帯電チューブの旋回翼を示す縦断面図であ
る。
【図4】同帯電チューブの旋回翼を示す横断面図であ
る。
【符号の説明】
1 静電選別機 1b 回転ドラム電極 1d 対向電極 2 摩擦帯電装置 3 帯電チューブ 3a 投入口 3b 排出口 4 プラスチック片供給装置 5 気送ポンプ 6 旋回翼 6a 翼体 7 収容ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 剛 大阪府大阪市此花区西九条5丁目3番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−328482(JP,A) 特開 昭59−127659(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B03C 7/00 - 7/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数種類のプラスチックからなるプラスチ
    ック片を種類ごとに分別する静電選別装置の供給前にプ
    ラスチック片を前処理するための摩擦帯電装置であっ
    て、 一端にプラスチック片の投入口が形成されるとともに他
    端にプラスチック片の排出口が形成され少なくとも内面
    が被摩擦樹脂材で覆われた筒状の帯電チューブと、 この帯電チューブ内でプラスチック片を投入口から排出
    口に気送する気送装置と、 この帯電チューブ内に配置され少なくとも表面が前記帯
    電チューブ内面と同一種類の被摩擦樹脂材で覆われてプ
    ラスチック片を旋回させる旋回翼とを具備し、前記旋回翼は、帯電チューブ内で長さ方向に連結された
    複数の翼体からなり、前記翼体は、帯電チューブ内で軸
    心上に配置された板体の一端縁部に対して他端縁部を帯
    電チューブの軸心回りに捻って形成され、隣接される翼
    体は、互いに連結される端縁部同士が90度位相が異な
    るように配置された ことを特徴とする摩擦帯電装置。
  2. 【請求項2】帯電チューブの軸心を中心とする翼体の捻
    り角を90度とした ことを特徴とする請求項1記載の摩
    擦帯電装置。
  3. 【請求項3】帯電チューブが螺旋状に巻回されるととも
    に、旋回翼は帯電チューブの軸心のほぼ全長にわたって
    配設されたことを特徴とする請求項1または2記載の
    擦帯電装置。
  4. 【請求項4】被摩擦樹脂材は、プラスチック片における
    複数種のプラスチックの帯電列の中間の順位のプラスチ
    ックを選択したことを特徴とする請求項1乃至3の何れ
    かに記載の摩擦帯電装置。
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KR102602829B1 (ko) * 2021-11-02 2023-11-15 김현군 미립자 선별장치

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