JP3657152B2 - プラスチック選別装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック片からなる被選別粉砕ごみを種類ごとに選別するためのプラスチック選別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ごみのリサイクル化が急速に推進されつつある。ところで、粉砕されたプラスチック片を選別する技術として、図4に示すようなプラスチック選別装置がある。
【0003】
このプラスチック選別装置は、複数種のプラスチック片1a,1bを投入するホッパ2と、このホッパ2の下方に配置されてプラスチック片1a,1b同士をプラスチック片1a,1b毎の極性・帯電量に帯電させるための摩擦帯電装置3と、この摩擦帯電装置3の下方に配置されて、帯電したプラスチック片1a,1bを極性・帯電量に応じて分離するための、ドラム電極5および高圧電源装置7に接続された対向電極6を有する静電分離装置Gとから構成されている。
【0004】
そして、前記摩擦帯電装置3は、摩擦用容器3aと、この摩擦用容器3a内に横軸3b回りに回転自在に取付けられた複数の攪拌部材3cとを備えている。
このプラスチック選別装置において、プラスチック1a,1bをホッパ2へ投入すると、これがホッパ2から摩擦帯電装置3へ投入され、攪拌部材3cで攪拌されてプラスチック1a,1b毎の極性・帯電量に摩擦帯電され、その後、静電分離装置Gに落下して極性・帯電量ごとに別々の容器8,9に回収される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記プラスチック選別装置において、静電分離装置Gで確実にプラスチック1a,1bを静電分離するためには、摩擦帯電装置3においてプラスチック1a,1bを十分に攪拌して摩擦帯電させる必要があるが、従来の摩擦帯電装置3では、単に摩擦用容器3a内で回転する攪拌部材3cを備えているだけであるので、プラスチック1a,1bを十分に攪拌するには、摩擦用容器3aを大きくして攪拌部材3cの本数を増加させることで摩擦帯電のための時間を延長する必要があった。しかし、このようにすると、摩擦帯電装置3の設置面積が大きくなってしまう。
【0006】
そこで、本発明は上記課題を解決し得るプラスチック選別装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて摩擦帯電装置で付与された極性・帯電量に応じてプラスチック片を静電的に分離して選別するための静電分離部とを備え、前記摩擦帯電装置は、帯電容器内の中心に挿通された回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材と、前記回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材とを備えている。
【0008】
この構成において、複数種のプラスチック片を摩擦帯電装置で攪拌して摩擦帯電させる際に、第一翼部材によってプラスチック片が帯電容器の内部で上昇し、第二翼部材でプラスチック片が帯電容器の中心に向かって移動し、双方への動きによりプラスチック片に確実にプラスチック片毎の極性・帯電量が付与される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るプラスチック選別方法を実施するためのプラスチック選別装置Sを、図1〜図3に基づいて説明する。
【0010】
本発明におけるプラスチック選別装置Sは、異なる複数種の樹脂系のプラスチック片(被選別粉砕ごみ)1a,1bを各種類毎に分離回収するもので、例えばプラスチック片1a,1bとしてPE(ポリエチレン)とABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)を分離回収するものである。なお、PE、ABSは、例えば予め5mm以下に破砕されたものが用いられる。
【0011】
すなわち、本発明のプラスチック選別装置Sは、PE、ABSを混入させて投入した状態で摩擦帯電させる摩擦帯電装置10と、この摩擦帯電装置10における開閉自在な排出口11の下方に配置され、プラスチック片1a,1bの供給を制御する定量供給装置12と、この定量供給装置12の下方近傍に配置されて所定の水平軸回りに回転自在に構成されて接地された金属ドラム電極13と、この金属ドラム電極13の斜め上方に配置されるとともに選別用静電場となる分離用空間14を介して配置される高電圧電極(対向電極)15と、この高電圧電極15に陰極が接続されるとともに正極が接地されて高電圧電極15に電圧を印加するための高電圧源装置(対向電極)16と、上記金属ドラム電極13の外周面下部に配置されて金属ドラム電極13に付着したプラスチック片1a,1bを掻き落とすためのブラシ17と、上記分離用空間14の下方に、これを通過して極性・帯電量ごとに分離されたプラスチック片1a,1bを別々に回収するための回収部18とから構成されている。
【0012】
また、この回収部18は、プラスチック片1a,1bの回収状況に応じて水平方向に移動自在に構成され、上記金属ドラム電極13の下方に配置された第一回収室19と、金属ドラム電極13から高電圧電極15の方向に所定距離はなれて配置された第二回収室20と、上記第一回収室19および第二回収室20の間に配置された第三第回収室21とからなる3つの回収室19,20,21と、回収部18の各回収室19,20,21を仕切る仕切り壁22,23とが設けられ、これら仕切り壁22,23は、ヒンジ部材24a,25a回りに揺動自在に構成されることにより構成されている。
【0013】
前記回収室19,20,21の下部は開口19a,20a,21aが形成されることで開放され、回収室19,20の開口19a,20aの下方には、プラスチック片1a,1bを所定の場所まで搬送するためのエンドレス式のベルトコンベヤ26A,27Aが配置され、各ベルトコンベヤ26A,27Aの上方には、除電装置28A,29Aが配置されている。
【0014】
図2および図3に示すように、前記摩擦帯電装置10は、帯電容器22内の中心に挿通された回転軸23に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片1a,1bを帯電容器22の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材24,24と、前記回転軸23に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片1a,1bを帯電容器22の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材25,25とを備えている。そして、前記回転軸23を回転駆動させるための駆動モータ26が帯電容器22の天板に取付けられている。
【0015】
図3に示すように、前記第一翼部材24,24は、回転軸23に対向するように回転軸23に対して直角な方向に配置されている。また、同図に示すように、前記第二翼部材25,25は、第一翼部材24,24の上方で、回転軸23に対向するよう第一翼部材24,24と直角な方向に配置され、これら第二翼部材25,25は、回転軸23に取付けられる攪拌用棒部材27,27と、帯電容器22の外周壁の近傍でこの外周壁に沿って攪拌用棒部材27,27に垂直に取付けられる取込み部28,28とから構成され、前記排出口11を開閉する蓋部材11aおよびこの蓋部材11aを開閉するためのシリンダ装置11bが設けられ、排出口11の近傍には、プラスチック片1a,1bの攪拌を補助するために回転軸23の下部に放射状に配置された平板状の補助攪拌翼23aを備えている。
【0016】
そして、前記帯電容器22の内周面、第一翼部材24,24の外周面、第二翼部材25,25の外周面、補助攪拌翼23aの外周面には、分離対象となるプラスチックに対し摩擦帯電列上で中間に位置するものがコーティングされている。
【0017】
図1に示すように、摩擦帯電装置10と定量供給装置12との間に、後述の摩擦帯電補助材を使用する場合に用いられる篩用網体30が配置され、この篩用網体30の近傍に、摩擦帯電補助材のクリーニング装置31が配置され、このクリーニング装置31は、摩擦帯電装置10の上方に配置される補助材定量供給装置32に接続されている。
【0018】
さらに、選別雰囲気の湿度を検出するための湿度センサ付きの除湿器33が設けられ、この除湿器33は、前記シリンダ装置11bに電気的に接続され、除湿器33がプラスチック片1a,1bの分離を円滑に行うことができない異常な湿度を検出した場合、シリンダ装置11bを駆動して排出口11を閉じ、プラスチック片1a,1bが定量供給装置12に供給されないよう制御される。
【0019】
なお、前記回収室21の開口21aと摩擦帯電装置10とは、所定の経路34を介して接続されている。
上記構成において、選別するプラスチック片1a,1bを摩擦帯電装置10により摩擦帯電させると、プラスチック片1a,1bは、その帯電列に従いプラスチック片1a,1b毎の極性・帯電量に帯電される。そして、上記PEおよびABSを摩擦帯電装置10で攪拌して帯電させると、各プラスチック片1a,1bが種類毎に所定の極性・帯電量に帯電されて、(−)PE<ABS(+)の帯電列が得られる。
【0020】
そして、摩擦帯電装置10でプラスチック片1a,1bを攪拌する際、摩擦帯電装置10は上記のように、第一翼部材24,24および第二翼部材25,25を有しているので、プラスチック片1a,1bは、帯電容器22の内部で上昇する方向に案内され、第一翼部材24,24により帯電容器22の中心に向けて案内されながら攪拌される。従って、プラスチック片1a,1bは、これら双方の方向への動きにより、プラスチック片1a,1b毎の極性・帯電量に十分に帯電される。
【0021】
このように帯電したプラスチック片1a,1bを摩擦帯電装置10の排出口11から定量供給装置12に投入した後、金属ドラム電極13上に落下供給する。そうすると、回転する金属ドラム電極13と高電圧電極15のとの間の分離用空間14をプラスチック片1a,1bが通過する際に、摩擦帯電装置10により(+)に帯電したABS、すなわちプラスチック片1aは、陰極が接続された高電圧電極15に引き寄せられ、第二回収室20に回収される。
【0022】
一方、(−)に帯電したPE、すなわちプラスチック片1bは、金属ドラム電極13に引き寄せられて第一回収室19に回収され、また金属ドラム電極13に付着したABSは、ブラシ17によって第一回収室19に掻き落とされて、それぞれ各ベルトコンベヤ26A,27Aに落下し、除電装置28A,29Aによって除電されて所定の場所に回収される。また、必要に応じて前記摩擦帯電補助材を摩擦帯電装置10に投入することで、プラスチック片1a,1bの極性・帯電量を明確にし、回収するようにしてもよい。この場合、例えば、摩擦帯電補助材をプラスチック片1a,1bよりも大径に形成しておき、篩用網体30に捕獲されるようにし、補助材定量供給装置32に戻して再利用する。なお、摩擦帯電補助機は、分離対象物が摩擦帯電列的に近い材質あるいは、対象物の混合割合が偏りすぎて、互いに十分な帯電特性を与えられない場合に用いるものである。従って帯電列上で離れている(互いに帯電特性を十分に与えられる)ものは必要ない。
【0023】
なお、摩擦帯電装置10によっても十分に帯電されなかったプラスチック片1a,1bがある場合は、これらは、第三第回収室21に回収され、除電後、再度摩擦帯電装置10に投入して摩擦帯電されるもので、上記動作を繰り返すことにより、プラスチック片1a,1bを帯電量ごとに確実に分離し回収することができる。
【0024】
そして、本発明の実施の形態の装置によって、プラスチック片1a,1b、すなわちPE,ABSの混合プラスチックを分離回収した場合、PE,ABSともに純度95%以上、回収率90%以上の高精度選別が可能であった。
【0025】
また、選別対象となるプラスチック片1a,1bの割合が非常に偏っている場合や、帯電列において接近している場合であっても、確実にプラスチック片1a,1b毎に極性・帯電量を付与して、確実に分離が可能となる。
【0026】
なお、上記実施の形態では、プラスチック片1a,1bとしてPE,ABSを用いた例を示したが、PP(ポリエチレン系樹脂)とPS(ポリスチレン系樹脂)の選別、あるいはPEとPVC(塩化ビニル系樹脂)の選別についても同様な結果が得られた。また、上記のようなコンパクトな装置であっても、100kg/hr以上の処理能力が得られた。
【0027】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置が、帯電容器内の中心に挿通された回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材と、回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材とを備えたものであるので、摩擦用容器を大きくして攪拌部材の本数を増加させることなく、また、摩擦帯電のための時間を延長することなく、コンパクトな摩擦帯電装置であっても、プラスチック片どうしが攪拌されて、プラスチック片毎の極性・帯電量を付与して、確実に静電的に分離をして回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示すプラスチック選別装置の全体構成図である。
【図2】 同じく摩擦帯電装置の構成を示す一部破断図である。
【図3】 同じく摩擦帯電装置の内部構成を示す平面図である。
【図4】 従来のプラスチック選別装置の全体構成図である。
【符号の説明】
1a プラスチック片
1b プラスチック片
10 摩擦帯電装置
12 定量供給装置
13 金属ドラム電極
14 分離用空間
15 高電圧電極
18 回収部
24 第一翼部材
25 第二翼部材
27 攪拌用棒部
S プラスチック選別装置
Claims (1)
- 粉砕された複数種のプラスチック片を攪拌して摩擦帯電させるための摩擦帯電装置と、この摩擦帯電装置の下方に配置されて摩擦帯電装置で付与された極性・帯電量に応じてプラスチック片を静電的に分離して選別するための静電分離部とを備えたプラスチック選別装置であって、前記摩擦帯電装置は、帯電容器内の中心に挿通された回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の内部で上昇する方向に案内するよう傾斜した第一翼部材と、前記回転軸に対して放射状に取付けられるとともにプラスチック片を帯電容器の中心に向けて案内するよう傾斜した第二翼部材とを備えたことを特徴とするプラスチック選別装置。
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