JP3929216B2 - プラスチック選別装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【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なかで、粉砕されたプラスチック片を選別する技術として、図５に示すようなプラスチック選別装置がある。
このプラスチック選別装置は、複数種のプラスチック片１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１同士を攪拌することによりプラスチック片１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１を極性・帯電量に応じて分離するための静電分離部Ｚとから構成されている。
【０００３】
このプラスチック選別装置において、プラスチック片１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、攪拌されてプラスチック片１毎の極性・帯電量に摩擦帯電され、その後、静電分離部Ｚに落下して高電圧電極６と金属ドラム電極５との間に形成される選別用静電場を通り、極性・帯電量毎に別々の容器８，９に回収される。
【０００４】
ところで、プラスチック製品原料として消費されるプラスチック類は、メタクリル樹脂［アクリル樹脂］（以下「ＰＭＭＡ」と称する）、ポリエチレン系樹脂（以下「ＰＥ」と称する）、ポリプロピレン系樹脂（以下「ＰＰ」と称する）、塩化ビニル系樹脂（以下「ＰＶＣ」と称する）が全体の約８０％を占めている。なお、所謂ペットボトルとして使用されるポリエチレンテレフタラート樹脂（以下「ＰＥＴ」と称する）も独自に収拾されつつある。
【０００５】
そして、これらの樹脂をリサイクルする場合には、樹脂の種類ごとに分別することが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記プラスチック選別装置では、摩擦帯電装置３においてプラスチック１を攪拌することで所定の極性・帯電量に摩擦帯電されてプラスチック１に応じた帯電列となり、容器８，９に種類別に回収されるものである。
そして、上記従来の静電分離装置Ｚにおいて、必要とする純度・回収率に応じて高電圧電極６の角度を変更することが考えられるが、図６のグラフ図に示すように、純度を高めようとすると回収率は減少し、回収率を高めようとすると純度は低下する傾向があることが分かっている。従って、プラスチック片１を材質別に回収しようとする場合、回収しようとするプラスチック片１において純度は９９％以上を達成できる場合であっても、プラスチック片１の回収率が不十分であることがあった。
【０００７】
また、上記のように高電圧電極６が一個で、これに印加する電圧が低すぎると、選別用静電場の電荷が弱くなるため、ここを通過するプラスチック１の分離回収が確実に行われないことがあった。このため、プラスチック片１ａ，１ｂを第一分離容器８および第二分離容器９に確実に分離回収しようとすると、高電圧電極６によって強い選別用静電場が必要となる。そのためには、高電圧電極６に非常に高い電圧を印加しなければならず、従って、印加する電圧に応じた高電圧電極６が必要になっていた。
【０００８】
ところで、ＰＭＭＡ，ＰＥ，ＰＰ，ＰＶＣを摩擦帯電装置３によって摩擦帯電させると、（＋）ＰＭＭＡ−ＰＥ−ＰＰ−ＰＶＣ（−）の帯電序列に沿った電荷が付加される。そして、プラスチック片１の静電分離は、上記のようにプラスチック片１の極性・帯電量と選別用静電場を利用して分離されるものであり、プラスチック片１の極性・帯電量によって選別用静電場中で発生する軌跡の違いを生じさせて分離が行われるものである。
【０００９】
ここで、例えば、帯電序列が近いＰＥとＰＰとを摩擦帯電させた場合、ＰＥは（＋）、ＰＰは（−）に帯電するものの、帯電量の差は小さい。従って、プラスチック片１に帯電序列が近いものが混在している場合は、上記従来のプラスチック選別装置で帯電量ごとに静電分離を行っても高純度の選別は行えなかった。
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。
【００１０】
【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帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための複数の静電分離部が設けられ、各静電分離部が上方の静電分離部と、この上方の静電分離部の下方にプラスチック片用の案内路を介して配置された下方の静電分離部と、前記各分離用空間の下方に、分離用空間を通過して分離されたプラスチック片をその極性・帯電量に応じて別々に回収するための回収部とを備え、上方の静電分離部および下方の静電分離部は、それぞれ金属製の回転電極とこの回転電極のプラスチック片の吸着面に所定距離を置いて対向して配置される対向電極とを有し、これら各静電分離部の回転電極に印加される極性と対向電極に印加される極性とが反対の極性で、かつ上方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性と、下方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性とが反対の極性であるものである。
【００１１】
上記構成において、プラスチック片を摩擦帯電装置に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片の種類に応じた極性・帯電量を付加させ、プラスチック片を上方の静電分離部の回転電極に落下供給する。そうすると、対向電極との間をプラスチック片が通過する際に、摩擦帯電装置により所定の極性・帯電量に帯電したプラスチック片は、上方の回転電極に近い軌跡で落下し、帯電量の多いプラスチック片は回転電極の吸着面に吸着され、回収される。また、上方の静電分離部で回収されなかったプラスチック片はさらに下方に案内されて、下方の回転電極に落下し、下方の回転電極の回転によって対向電極の間を通過して下方の回転電極に近い軌跡で落下し、帯電量の多いプラスチック片は下方の回転電極の吸着面に吸着されて回収される。ここで、上方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性と、下方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性とが反対の極性とされ、プラスチック片を極性・帯電量ごとに正確に分離し回収する。
【００１４】
そして、回転電極がドラム状、あるいはエンドレス式のベルト状に形成されることで、異なった種類のプラスチック片を分離する。
さらに、下方に位置する静電分離部における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積が、上方に位置する静電分離部における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積よりも小さく設定された構成によって、下方に到るほど減少するプラスチック片にも十分対応して、プラスチック片を極性・帯電量ごとに正確に分離し回収する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明の実施の第一形態に係るプラスチック選別装置Ｙを、図１に基づいて説明する。
本発明の実施の第一形態に係るプラスチック選別装置Ｙは、異なる樹脂系のプラスチック片（被選別粉砕ごみ）1ａ，１ｂを複数種混在させた状態で攪拌するための摩擦帯電装置２と、この摩擦帯電装置２の出口２ａの下方に供給トレイ２Ａを介して配置されて、摩擦帯電装置２で摩擦帯電された複数種のプラスチック片１ａ，１ｂを静電分離するための静電分離部Ｚとを備えている。
【００１６】
この静電分離部Ｚは、上方の第一静電分離部１０と、この第一静電分離部１０にプラスチック片１ａ，１ｂ用の案内路１１を介して配置された下方の第二静電分離部１２とから構成されている。
そして、前記第一静電分離部１０は、摩擦帯電装置２で摩擦帯電されたプラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置２の下方の金属製の第一ドラム電極１３（回転電極の一例）に案内するための前記供給トレイ２Ａと、その下方に配置されて、陰極が印加される前記金属製の第一ドラム電極１３と、この第一ドラム電極１３の回転方向上方に配置されて第一ドラム電極１３の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加される第一対向電極１５と、第一ドラム電極１３の下方に配置されて分離されたプラスチック片１ｂを回収するための前記第一トレイ１４と、第一ドラム電極１３の回転方向（時計方向）側に接触する第一スクレーパ１６とを備えている。
【００１７】
また、前記第一静電分離部１０と第二静電分離部１２との間に、プラスチック片１ａ，１ｂを第二静電分離部１２に案内する前記案内路１１が配置され、この案内路１１に、プラスチック片１ａ，１ｂを下方の第二静電分離部１２に案内するための案内トレイ２３が配置されている。
ところで、前記第二静電分離部１２は、案内トレイ２３の下方に配置されて陽極が印加された金属製の第二ドラム電極１７と、この第二ドラム電極１７の回転方向上方に配置されて第二ドラム電極１７の吸着面に対向して配置されるとともに陰極が印加される第二対向電極１８と、第二ドラム電極１７の下方に配置されて分離されたプラスチック片１ａ，１ｂを回収するための第二トレイ１９と、第二ドラム電極１７の回転方向（反時計方向）側に接触する第二スクレーパ２０とから構成されている。なお、第二トレイ１９は隔壁１９ａを介して一方の回収部２１と他方の回収部２２に二分割されている。
【００１８】
さらに、前記第一対向電極１５および第二ドラム電極１７にこれらを陽極に印加するための高圧電源装置２５が、導線２６を介して接続され、第二ドラム電極１７は、給電ブラシ２７を介して高圧電源装置２５に接続され、高圧電源装置２５の負極は接地されている。
また、第一ドラム電極１３および第二対向電極１８は導線２８を介して接地され（陰極に印加され）、第一ドラム電極１３には給電ブラシ２９が接続され、この導線２８は接地されている。なお、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７とは平面視して同じ長さでかつ同じ径、同じ回転速度（周速度）とされ、これにより、第一静電分離部１０と第二静電分離部１２での処理能力を等しくなるよう設定している。
【００１９】
すなわち、静電分離部Ｚにおける第一ドラム電極１３および第二ドラム電極１７の単位時間当たりに相当する吸着面積が、等しく設定されている。
上記構成において、プラスチック片１ａ，１ｂ（例えばそれぞれＰＶＣとＰＥ）を摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片１ａ，１ｂの種類に応じた極性・帯電量を付加させる。その後、プラスチック片１ａ，１ｂを供給トレイ２Ａから第一静電分離部１０の第一ドラム電極１３に落下供給する。そして回転する第一ドラム電極１３と第一対向電極１５との間をプラスチック片１ａ，１ｂが通過する際に、摩擦帯電装置２により（＋）に帯電したプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、第一ドラム電極１３に近い軌跡で第一トレイ１４に落下する。また、帯電量の多いプラスチック片１ｂは、第一ドラム電極１３の吸着面（表面）に吸着され、第一ドラム電極１３の回転により第一スクレーパ１６によって剥離され、第一トレイ１４に落下することで回収される。
【００２０】
ところで、第一トレイ１４に回収されなかった帯電量の小さいプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、案内路１１を通過（落下）して案内トレイ２３に案内され、続いて第二ドラム電極１７に落下し、第二ドラム電極１７の回転によって第二対向電極１８の間を通過する。ところで、（−）に帯電したプラスチック片１ａ（ＰＶＣ）は、第一対向電極１５に近い軌跡で落下して案内トレイ２３で案内され、続いて第二ドラム電極１７に近い軌跡で落下することになる。このとき、帯電量の多いプラスチック片１ａは第二ドラム電極１７の吸着面に吸着され、第二ドラム電極１７の回転により第二スクレーパ２０によって剥離され、第二トレイ１９の回収部２２に回収される。ところで、第二ドラム電極１７の吸着面に吸着しなかったプラスチック片１ａは、そのまま落下し、第二トレイ１９の回収部２１に回収される。
【００２１】
従って、静電分離部Ｚを、上方の第一静電分離部１０と、この第一静電分離部１０にプラスチック片１ａ，１ｂ用の案内路１１を介して配置した下方の第二静電分離部１２とから構成し、異なった種類の混合されたプラスチック片１ａ，１ｂを複数回分離することにより、第一トレイ１４および第二トレイ１９の回収部２２には高純度のプラスチック片１ａ，１ｂが回収されることになる。
【００２２】
ところで、第二トレイ１９の回収部２１には、帯電量の少ない複数種のプラスチック片１ａ，１ｂが回収されることが考えられるので、第二トレイ１９の回収部２１に回収されたプラスチック片１ａ，１ｂに関しては、再度摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、上記動作を繰り返す。これにより、プラスチック片１ａ，１ｂを極性・帯電量ごとに確実に分離し回収することができる。
【００２３】
具体的には、ＰＶＣとＰＥの混合プラスチック片１ａ，１ｂを上記装置を用いて上記方法で分離した実験を行った結果、ＰＶＣ、ＰＥともに９９％以上の純度で別々に回収することができた。
このように、本発明の実施の第一形態によれば、異なるプラスチック片１ａ，１ｂを複数種混在させた状態で攪拌する摩擦帯電装置２の下方に配置されて、摩擦帯電された複数種のプラスチック片１ａ，１ｂを静電分離するために静電分離部Ｚが、上方の第一静電分離部１０と、この第一静電分離部１０にプラスチック片１ａ，１ｂ用の案内路１１を介して配置された下方の第二静電分離部１２とから構成され、第一静電分離部１０は、陰極が印加された金属製の第一ドラム電極１３と、この第一ドラム電極１３の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加された第一対向電極１５とを備え、第二静電分離部１２は、陽極が印加された金属製の第二ドラム電極１７と、この第二ドラム電極１７の吸着面に対向して配置されるとともに陰極が印加される第二対向電極１８とから構成されているので、複数種のプラスチック片１ａ，１ｂを複数回に亘って分離させることで、その極性・帯電量に応じて確実に分離して回収することができる。
【００２４】
次に、本発明の実施の第二形態に係るプラスチック選別装置Ｙを、図２に基づいて説明する。本発明の実施の第二形態に係るプラスチック選別装置Ｙは、静電分離部Ｚが、上方に位置する第一静電分離部１０と下方に位置する第二静電分離部１２とを備えている。
そして、前記第一静電分離部１０は、摩擦帯電装置２の下方に配置された金属製の第一ドラム電極１３（回転電極の一例）と、前記摩擦帯電装置２の出口２ａの下方に配置されてプラスチック片１ａ，１ｂを第一ドラム電極１３に案内するための供給トレイ２Ａと、前記第一ドラム電極１３の回転方向上方に配置されて第一ドラム電極１３の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加される第一対向電極１５と、第一ドラム電極１３の回転方向側に接触する第一スクレーパ１６と、この第一対向電極１５を陽極に印加するための高圧電源装置２５と、第一静電分離部１０とその下方の第二静電分離部１２との間の案内路１１に配置されて分離されたプラスチック片１ａ，１ｂを回収する第一回収部（例えばベルトコンベヤが用いられる）３０と、プラスチック片１ａ，１ｂを第一回収部３０とその下方に位置する第二ドラム電極（回転電極）１７側とに分離するための板状の第一セパレータ３１と、第一セパレータ３１で分離されるとともに案内路１１に配置されて分離されたプラスチック片１ａ，１ｂを第二ドラム電極１７側に案内するための案内トレイ２３とを備え、前記第一セパレータ３１は案内トレイ２３にヒンジ部材３５を介して取付けられている。
【００２５】
また、高圧電源装置２５によって第一対向電極１５を陽極に印加され、負極は接地されていることにより、第一ドラム電極１３は負極となっている。
前記第二静電分離部１２は、前記第二ドラム電極１７と、この第二ドラム電極１７の回転方向上方に配置されて第二ドラム電極１７の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加された第二対向電極１８と、第二ドラム電極１７の回転方向（時計方向）側に接触する第二スクレーパ２０と、第二対向電極１８を陽極に印加するための高圧電源装置３８と、案内路１１に配置されて第二ドラム電極１７と第二対向電極１８との間を通過したプラスチック片１ａ，１ｂを分離するための第二セパレータ３４と、第二ドラム電極１７の下方に配置された一方の第二回収部３２と、第二ドラム電極１７の下方に配置された他方の第二回収部３３と、プラスチック片１ａ，１ｂを他方の第二回収部３３側に案内するための案内トレイ３６とを備え、前記第二セパレータ３４はヒンジ部材３７を介して案内トレイ３６に取付けられている。なお、第二回収部３２，３３はともにベルトコンベヤが用いられる。
【００２６】
また、高圧電源装置３８によって第二対向電極１８が陽極に印加され、負極は接地されていることにより、第二ドラム電極１７は負極となっている。なお、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７とは平面視して同じ長さに形成されている。
このように、本発明の実施の第二形態では、第一ドラム電極１３と第一対向電極１５を通過したプラスチック片１ａ，１ｂを、第一回収部３０とその下方に位置する第二ドラム電極１７側とに分離するための第一セパレータ３１と、第二ドラム電極１７と第二対向電極１８との間を通過したプラスチック片１ａ，１ｂを第二回収部３２，３３に分離するための第二セパレータ３４とが設けられているので、上記実施の第一形態と同様に、プラスチック片１ａ，１ｂが、例えばそれぞれＰＶＣとＰＥである場合、プラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片１ａ，１ｂの種類に応じた極性・帯電量を付加させる。すなわち、プラスチック片１ａは（−）に帯電し、プラスチック片１ｂは（＋）に帯電する。
【００２７】
その後、プラスチック片１ａ，１ｂを供給トレイ２Ａから第一静電分離部１０の第一ドラム電極１３に落下供給する。そうすると、回転する第一ドラム電極１３と第一対向電極１５との間をプラスチック片１ａ，１ｂが通過する際に、第一セパレータ３１によって摩擦帯電装置２により（＋）に帯電したプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、第一ドラム電極１３に近い軌跡で案内トレイ２３に落下する。また、帯電量の多いプラスチック片１ｂは、第一ドラム電極１３の吸着面に吸着され、第一ドラム電極１３の回転により第一スクレーパ１６によって剥離され、第一回収部３０に回収され、所定の場所に搬送される。また、（−）に帯電したプラスチック片１ａは、第一セパレータ３１で案内されて案内トレイ２３に至る。このとき、案内トレイ２３に回収されなかった帯電量の小さいプラスチック片１ｂは、案内路１１を通過する際、プラスチック片１ａとともに案内トレイ２３に案内されて第二ドラム電極１７に向けて落下する。
【００２８】
そして、両者は第二ドラム電極１７の回転によって第二対向電極１８の間を通過する。ここで、（−）に帯電したプラスチック片１ａは、第二対向電極１８に近い軌跡で落下し、（＋）に帯電したプラスチック片１ｂは、第二ドラム電極１７に近い軌跡で落下し、プラスチック片１ａ，１ｂは、それぞれ第二セパレータ３４で分離され、プラスチック片１ａは第二回収部３３で所定の場所に搬送され、プラスチック片１ｂは回収部３２で所定の場所に搬送されることで分離回収される。
【００２９】
このように、本発明の実施の第二形態によれば、このプラスチック選別装置Ｙは、静電分離部Ｚが、上方に位置する第一静電分離部１０と下方に位置する第二静電分離部１２とを備え、第一静電分離部１０と第二静電分離部１２のそれぞれに、プラスチック片１ａ，１ｂを分離するための第二セパレータ３４を設けたので、プラスチック片１ａ，１ｂを極性・帯電量ごとに高純度で回収することができる。
【００３０】
なお、図２中の矢印で示すように、第一セパレータ３１、第二セパレータ３４の角度を、ヒンジ部材３５，３７回りに回動させることで、プラスチック片１ａ，１ｂの純度・回収率をできるだけ効率よいように角度調節しておくことは勿論である。
次に、図３に基づいて本発明の実施の第三形態を説明する。本発明の実施の第三形態に係るプラスチック選別装置Ｙは、静電分離部Ｚが、上方に位置する第一静電分離部１０と下方に位置する第二静電分離部１２とを備えている。第一静電分離部１０の構成は上記実施の第二形態とほぼ同様であるが、本発明の実施の第三形態に係る第一静電分離部１０は、案内トレイ２３に加え、この案内トレイ２３と反対方向に下傾斜する別の案内トレイ２３ａが案内トレイ２３と共通のヒンジ部材３５を介して取付けられている点で異なる。第一静電分離部１０の他の構成は実施の第二形態と同様である。
【００３１】
また、第二静電分離部１２は、案内トレイ２３，２３ａのそれぞれの下方に配置される一方の第二ドラム電極１７Ａとこの一方の第二ドラム電極１７Ａと同高さに配置された他方の第二ドラム電極１７Ｂと、各第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂの回転方向側に接触する一方の第二スクレーパ２０Ａと、他方の第二スクレーパ２０Ｂとを有し、それぞれの第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂの下方には、一方の回収部４０と他方の回収部４１がそれぞれ配置されている。
【００３２】
一方の回収部４０は水平方向にずれた上下二段の回収部４０Ａ，４０Ｂから構成され、他方の回収部４１は、水平方向にずれた上下二段の回収部４１Ａ，４１Ｂとから構成されている。
また、それぞれの第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂには、一方の第二対向電極４２Ａおよび他方の第二対向電極４２Ｂが、それぞれ第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂに所定距離を置いて対向して配置され、一方の第二対向電極４２Ａには一方の高圧電源装置４３Ａによって陽極が印加され、他方の第二対向電極４２Ｂには他方の高圧電源装置４３Ｂによって負極が印加され、従って、一方の第二ドラム電極１７Ａは陰極とされ、他方の第二ドラム電極１７Ｂは陽極とされている。
【００３３】
さらに、一方の第二ドラム電極１７Ａの下方と一方の回収部４０の間、他方の第二ドラム電極１７Ｂの下方と他方の回収部４１の間には、それぞれプラスチック片１ａ，１ｂを回収部４０Ａ，４０Ｂあるいは回収部４１Ａ，４１Ｂに案内するための一方の第二セパレータ４４Ａ、他方の第二セパレータ４４Ｂが配置され、これら一方の第二セパレータ４４Ａ、他方の第二セパレータ４４Ｂは、それぞれプラスチック片１ａ，１ｂを回収部４０Ｂ，４１Ｂに案内するための一方の第二案内トレイ３４Ａ、他方の第二案内トレイ３４Ｂにヒンジ部材３７ａ，３７ｂを介して取付けられている。なお、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂとは平面視して同じ長さに形成されている。
【００３４】
上記構成において、上記実施の第一形態と同様に、プラスチック片１ａ，１ｂが、例えばそれぞれＰＶＣとＰＥである場合、プラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片１ａ，１ｂの種類に応じた極性・帯電量を付加させる。すなわち、プラスチック片１ａは（−）に帯電し、プラスチック片１ｂは（＋）に帯電する。
【００３５】
その後、プラスチック片１ａ，１ｂを供給トレイ２Ａから第一静電分離部１０の第一ドラム電極１３に落下供給する。そうすると、回転する第一ドラム電極１３と第一対向電極１５との間をプラスチック片１ａ，１ｂが通過する際に、摩擦帯電装置２により（＋）に帯電したプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、第一ドラム電極１３に近い軌跡で案内され、また、帯電量の多いプラスチック片１ｂは、第一ドラム電極１３の吸着面に吸着され、第一ドラム電極１３の回転により第一スクレーパ１６によって剥離され、案内トレイ２３ａに第一セパレータ３１によって供給される。また、（−）に帯電したプラスチック片１ａは、第一対向電極１５に近い軌跡で案内路１１を移動し、第一セパレータ３１で案内されて案内トレイ２３に至る。このようにして、プラスチック片１ａ，１ｂは第二静電分離部１２に到る。
【００３６】
ここで、一方の案内トレイ２３に案内された（−）に帯電したプラスチック片１ａは、一方の第二対向電極４２Ａに近い軌跡で落下し、一方の回収部４０Ａに至って所定の場所に回収される。ところで、一方の案内トレイ２３にプラスチック片１ｂが混入していた場合、これは一方の第二ドラム電極１７Ａに吸着され、一方の第二スクレーパ２０Ａで剥離されて一方の回収部４０Ｂに落下し、所定の場所に搬送されて回収される。
【００３７】
ところで、第一セパレータ３１でプラスチック片１ａ，１ｂが分離される際、他方の案内トレイ２３ａに供給されたプラスチック片１ｂは、他方の第二対向電極４２Ｂに吸引され、回収部４１Ａに落下して所定の場所に搬送され、回収される。そして、第一セパレータ３１で分離される際に他方の案内トレイ２３ａにプラスチック片１ａが供給された場合、これは他方の第二セパレータ４４Ｂで分離されて他方の第二ドラム電極１７Ｂに吸着され、他方の第二案内トレイ３４Ｂに案内されるか、他方の第二スクレーパ２０Ｂによって剥離されて回収部４１Ｂに落下し、所定の場所に搬送され回収される。
【００３８】
このように、本発明の実施の第三形態によれば、静電分離部Ｚが、上方の第一静電分離部１０と下方の第二静電分離部１２とを備え、第一静電分離部１０は、案内トレイ２３と反対方向に下傾斜する別の案内トレイ２３ａが設けられ、第二静電分離部１２は、案内トレイ２３，２３ａのそれぞれの下方の一方の第二ドラム電極１７Ａとこの一方の第二ドラム電極１７Ａと同高さに配置された他方の第二ドラム電極１７Ｂとを有し、第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂの下方に一方の回収部４０と他方の回収部４１が配置され、回収部４０，４１は水平方向にずれた上下二段の回収部４０Ａ，４０Ｂから構成されているので、複数種のプラスチック片１ａ，１ｂが複数回に亘って分離され、従って、その極性・帯電量に応じて確実に分離して回収することができる。なお、図３中の矢印で示すように、この実施の第三形態においても第一セパレータ３１、第二セパレータ４４Ａ，４４Ｂの角度をヒンジ部材３５，３７ａ，３７ｂ回りに回動させて、プラスチック片１ａ，１ｂの純度・回収率をできるだけ効率よいように角度調節しておくことは勿論である。
【００３９】
なお、上記実施の第二形態では、第一ドラム電極１３および第二ドラム電極１７にはともに陰極となるよう構成したがこれに限定されるものでなく、例えばともに陽極となるよう高圧電源装置２５，３８によって第一ドラム電極１３および第二ドラム電極１７がともに陽極になるよう構成することもできる。この場合、プラスチック片１ａ，１ｂの動きは上記と逆になることは勿論であるが、複数の静電分離部１０，１２を設けることにより、異なった種類のプラスチック片１ａ，１ｂを高い純度で分離回収することができる。
【００４０】
なお、上記実施の各形態では、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７（１７Ａ，１７Ｂ）とは平面視して同じ長さに形成したがこれに限定されるものではなく、第二ドラム電極１７を第一ドラム電極１３に比べて短く形成し、単位時間当たりに相当するドラム電極の表面積（ドラム電極の長さ×ドラムの周速）を小さくしてもよい。これは、第一ドラム電極１３よりも第二ドラム電極１７の方が処理するプラスチック片１ａ，１ｂの量が減るからであり、上記各実施の形態では、第一ドラム電極１３、第二ドラム電極１７の二段を設けるようにしたが、場合に応じて三段、それ以上のドラム電極を配置するようにしてもよく、この場合、ドラム電極の表面積は処理するプラスチック片１ａ，１ｂの量に応じて低下させることにより、経済的になる。
【００４１】
また、上記各実施の形態では、回転電極の一例としてドラム電極を用いたが、これに限定されるものでなく、図４に示すように、各回転電極にエンドレス式の回転電極を用いることもでき、この場合も上記各実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
なお、上記各実施の形態では、静電分離部Ｚは二段としたがこれに限定されるものではなく、場合に応じて上記各実施の形態と同様の構成の静電分離部Ｚを三段あるいはそれ以上設ける構成とすることもできる。
【００４２】
そして、上記各実施の形態では、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７（１７Ａ，１７Ｂ）とは平面視して同じ長さ（幅）に形成することでドラム電極の単位時間当たりに相当する吸着面積を等しくしたがこれに限定されるものではなく、下方に位置する静電分離部Ｚにおけるドラム電極の単位時間当たりに相当する吸着面積を、上方に位置するドラム電極における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積よりも小さく設定してもよい。このようにしても、プラスチック片１ａ，１ｂの量は、下方に落下するに従って量は減少するので、プラスチック片１ａ，１ｂの選別に対応できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、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の下方に、帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための複数の静電分離部が設けられ、静電分離部が上方の静電分離部と、この上方の静電分離部の下方にプラスチック片用の案内路を介して配置された下方の静電分離部と、各分離用空間の下方に、分離用空間を通過して分離されたプラスチック片をその極性・帯電量に応じて別々に回収するための回収部とを備え、上方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性と、下方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性とが反対の極性としているので、上方の静電分離部で分離しきれなかったプラスチック片は下方の静電分離部で分離され、従って、プラスチック片を高純度で分離・回収をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一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】本発明の実施の第二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３】本発明の実施の第三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４】他の実施の形態を示す回転電極と対向電極の構成を示す側面図である。
【図５】従来のプラスチック選別装置の全体構成図である。
【図６】セパレータの角度とプラスチック片の純度・回収率の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１ａ プラスチック片
１ｂ プラスチック片
２ 摩擦帯電装置
１０ 第一静電分離部
１１ 案内路
１２ 第二静電分離部
１３ 第一ドラム電極
１４ 第一供給トレイ
１５ 第一対向電極
１７ 第二ドラム電極
１８ 第二対向電極
１９ 第二トレイ
２３ 案内トレイ
２５ 高圧電源装置
Ｚ 静電分離部
Ｙ プラスチック選別装置
【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なかで、粉砕されたプラスチック片を選別する技術として、図５に示すようなプラスチック選別装置がある。
このプラスチック選別装置は、複数種のプラスチック片１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１同士を攪拌することによりプラスチック片１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１を極性・帯電量に応じて分離するための静電分離部Ｚとから構成されている。
【０００３】
このプラスチック選別装置において、プラスチック片１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、攪拌されてプラスチック片１毎の極性・帯電量に摩擦帯電され、その後、静電分離部Ｚに落下して高電圧電極６と金属ドラム電極５との間に形成される選別用静電場を通り、極性・帯電量毎に別々の容器８，９に回収される。
【０００４】
ところで、プラスチック製品原料として消費されるプラスチック類は、メタクリル樹脂［アクリル樹脂］（以下「ＰＭＭＡ」と称する）、ポリエチレン系樹脂（以下「ＰＥ」と称する）、ポリプロピレン系樹脂（以下「ＰＰ」と称する）、塩化ビニル系樹脂（以下「ＰＶＣ」と称する）が全体の約８０％を占めている。なお、所謂ペットボトルとして使用されるポリエチレンテレフタラート樹脂（以下「ＰＥＴ」と称する）も独自に収拾されつつある。
【０００５】
そして、これらの樹脂をリサイクルする場合には、樹脂の種類ごとに分別することが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記プラスチック選別装置では、摩擦帯電装置３においてプラスチック１を攪拌することで所定の極性・帯電量に摩擦帯電されてプラスチック１に応じた帯電列となり、容器８，９に種類別に回収されるものである。
そして、上記従来の静電分離装置Ｚにおいて、必要とする純度・回収率に応じて高電圧電極６の角度を変更することが考えられるが、図６のグラフ図に示すように、純度を高めようとすると回収率は減少し、回収率を高めようとすると純度は低下する傾向があることが分かっている。従って、プラスチック片１を材質別に回収しようとする場合、回収しようとするプラスチック片１において純度は９９％以上を達成できる場合であっても、プラスチック片１の回収率が不十分であることがあった。
【０００７】
また、上記のように高電圧電極６が一個で、これに印加する電圧が低すぎると、選別用静電場の電荷が弱くなるため、ここを通過するプラスチック１の分離回収が確実に行われないことがあった。このため、プラスチック片１ａ，１ｂを第一分離容器８および第二分離容器９に確実に分離回収しようとすると、高電圧電極６によって強い選別用静電場が必要となる。そのためには、高電圧電極６に非常に高い電圧を印加しなければならず、従って、印加する電圧に応じた高電圧電極６が必要になっていた。
【０００８】
ところで、ＰＭＭＡ，ＰＥ，ＰＰ，ＰＶＣを摩擦帯電装置３によって摩擦帯電させると、（＋）ＰＭＭＡ−ＰＥ−ＰＰ−ＰＶＣ（−）の帯電序列に沿った電荷が付加される。そして、プラスチック片１の静電分離は、上記のようにプラスチック片１の極性・帯電量と選別用静電場を利用して分離されるものであり、プラスチック片１の極性・帯電量によって選別用静電場中で発生する軌跡の違いを生じさせて分離が行われるものである。
【０００９】
ここで、例えば、帯電序列が近いＰＥとＰＰとを摩擦帯電させた場合、ＰＥは（＋）、ＰＰは（−）に帯電するものの、帯電量の差は小さい。従って、プラスチック片１に帯電序列が近いものが混在している場合は、上記従来のプラスチック選別装置で帯電量ごとに静電分離を行っても高純度の選別は行えなかった。
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。
【００１０】
【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帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための複数の静電分離部が設けられ、各静電分離部が上方の静電分離部と、この上方の静電分離部の下方にプラスチック片用の案内路を介して配置された下方の静電分離部と、前記各分離用空間の下方に、分離用空間を通過して分離されたプラスチック片をその極性・帯電量に応じて別々に回収するための回収部とを備え、上方の静電分離部および下方の静電分離部は、それぞれ金属製の回転電極とこの回転電極のプラスチック片の吸着面に所定距離を置いて対向して配置される対向電極とを有し、これら各静電分離部の回転電極に印加される極性と対向電極に印加される極性とが反対の極性で、かつ上方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性と、下方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性とが反対の極性であるものである。
【００１１】
上記構成において、プラスチック片を摩擦帯電装置に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片の種類に応じた極性・帯電量を付加させ、プラスチック片を上方の静電分離部の回転電極に落下供給する。そうすると、対向電極との間をプラスチック片が通過する際に、摩擦帯電装置により所定の極性・帯電量に帯電したプラスチック片は、上方の回転電極に近い軌跡で落下し、帯電量の多いプラスチック片は回転電極の吸着面に吸着され、回収される。また、上方の静電分離部で回収されなかったプラスチック片はさらに下方に案内されて、下方の回転電極に落下し、下方の回転電極の回転によって対向電極の間を通過して下方の回転電極に近い軌跡で落下し、帯電量の多いプラスチック片は下方の回転電極の吸着面に吸着されて回収される。ここで、上方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性と、下方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性とが反対の極性とされ、プラスチック片を極性・帯電量ごとに正確に分離し回収する。
【００１４】
そして、回転電極がドラム状、あるいはエンドレス式のベルト状に形成されることで、異なった種類のプラスチック片を分離する。
さらに、下方に位置する静電分離部における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積が、上方に位置する静電分離部における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積よりも小さく設定された構成によって、下方に到るほど減少するプラスチック片にも十分対応して、プラスチック片を極性・帯電量ごとに正確に分離し回収する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明の実施の第一形態に係るプラスチック選別装置Ｙを、図１に基づいて説明する。
本発明の実施の第一形態に係るプラスチック選別装置Ｙは、異なる樹脂系のプラスチック片（被選別粉砕ごみ）1ａ，１ｂを複数種混在させた状態で攪拌するための摩擦帯電装置２と、この摩擦帯電装置２の出口２ａの下方に供給トレイ２Ａを介して配置されて、摩擦帯電装置２で摩擦帯電された複数種のプラスチック片１ａ，１ｂを静電分離するための静電分離部Ｚとを備えている。
【００１６】
この静電分離部Ｚは、上方の第一静電分離部１０と、この第一静電分離部１０にプラスチック片１ａ，１ｂ用の案内路１１を介して配置された下方の第二静電分離部１２とから構成されている。
そして、前記第一静電分離部１０は、摩擦帯電装置２で摩擦帯電されたプラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置２の下方の金属製の第一ドラム電極１３（回転電極の一例）に案内するための前記供給トレイ２Ａと、その下方に配置されて、陰極が印加される前記金属製の第一ドラム電極１３と、この第一ドラム電極１３の回転方向上方に配置されて第一ドラム電極１３の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加される第一対向電極１５と、第一ドラム電極１３の下方に配置されて分離されたプラスチック片１ｂを回収するための前記第一トレイ１４と、第一ドラム電極１３の回転方向（時計方向）側に接触する第一スクレーパ１６とを備えている。
【００１７】
また、前記第一静電分離部１０と第二静電分離部１２との間に、プラスチック片１ａ，１ｂを第二静電分離部１２に案内する前記案内路１１が配置され、この案内路１１に、プラスチック片１ａ，１ｂを下方の第二静電分離部１２に案内するための案内トレイ２３が配置されている。
ところで、前記第二静電分離部１２は、案内トレイ２３の下方に配置されて陽極が印加された金属製の第二ドラム電極１７と、この第二ドラム電極１７の回転方向上方に配置されて第二ドラム電極１７の吸着面に対向して配置されるとともに陰極が印加される第二対向電極１８と、第二ドラム電極１７の下方に配置されて分離されたプラスチック片１ａ，１ｂを回収するための第二トレイ１９と、第二ドラム電極１７の回転方向（反時計方向）側に接触する第二スクレーパ２０とから構成されている。なお、第二トレイ１９は隔壁１９ａを介して一方の回収部２１と他方の回収部２２に二分割されている。
【００１８】
さらに、前記第一対向電極１５および第二ドラム電極１７にこれらを陽極に印加するための高圧電源装置２５が、導線２６を介して接続され、第二ドラム電極１７は、給電ブラシ２７を介して高圧電源装置２５に接続され、高圧電源装置２５の負極は接地されている。
また、第一ドラム電極１３および第二対向電極１８は導線２８を介して接地され（陰極に印加され）、第一ドラム電極１３には給電ブラシ２９が接続され、この導線２８は接地されている。なお、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７とは平面視して同じ長さでかつ同じ径、同じ回転速度（周速度）とされ、これにより、第一静電分離部１０と第二静電分離部１２での処理能力を等しくなるよう設定している。
【００１９】
すなわち、静電分離部Ｚにおける第一ドラム電極１３および第二ドラム電極１７の単位時間当たりに相当する吸着面積が、等しく設定されている。
上記構成において、プラスチック片１ａ，１ｂ（例えばそれぞれＰＶＣとＰＥ）を摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片１ａ，１ｂの種類に応じた極性・帯電量を付加させる。その後、プラスチック片１ａ，１ｂを供給トレイ２Ａから第一静電分離部１０の第一ドラム電極１３に落下供給する。そして回転する第一ドラム電極１３と第一対向電極１５との間をプラスチック片１ａ，１ｂが通過する際に、摩擦帯電装置２により（＋）に帯電したプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、第一ドラム電極１３に近い軌跡で第一トレイ１４に落下する。また、帯電量の多いプラスチック片１ｂは、第一ドラム電極１３の吸着面（表面）に吸着され、第一ドラム電極１３の回転により第一スクレーパ１６によって剥離され、第一トレイ１４に落下することで回収される。
【００２０】
ところで、第一トレイ１４に回収されなかった帯電量の小さいプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、案内路１１を通過（落下）して案内トレイ２３に案内され、続いて第二ドラム電極１７に落下し、第二ドラム電極１７の回転によって第二対向電極１８の間を通過する。ところで、（−）に帯電したプラスチック片１ａ（ＰＶＣ）は、第一対向電極１５に近い軌跡で落下して案内トレイ２３で案内され、続いて第二ドラム電極１７に近い軌跡で落下することになる。このとき、帯電量の多いプラスチック片１ａは第二ドラム電極１７の吸着面に吸着され、第二ドラム電極１７の回転により第二スクレーパ２０によって剥離され、第二トレイ１９の回収部２２に回収される。ところで、第二ドラム電極１７の吸着面に吸着しなかったプラスチック片１ａは、そのまま落下し、第二トレイ１９の回収部２１に回収される。
【００２１】
従って、静電分離部Ｚを、上方の第一静電分離部１０と、この第一静電分離部１０にプラスチック片１ａ，１ｂ用の案内路１１を介して配置した下方の第二静電分離部１２とから構成し、異なった種類の混合されたプラスチック片１ａ，１ｂを複数回分離することにより、第一トレイ１４および第二トレイ１９の回収部２２には高純度のプラスチック片１ａ，１ｂが回収されることになる。
【００２２】
ところで、第二トレイ１９の回収部２１には、帯電量の少ない複数種のプラスチック片１ａ，１ｂが回収されることが考えられるので、第二トレイ１９の回収部２１に回収されたプラスチック片１ａ，１ｂに関しては、再度摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、上記動作を繰り返す。これにより、プラスチック片１ａ，１ｂを極性・帯電量ごとに確実に分離し回収することができる。
【００２３】
具体的には、ＰＶＣとＰＥの混合プラスチック片１ａ，１ｂを上記装置を用いて上記方法で分離した実験を行った結果、ＰＶＣ、ＰＥともに９９％以上の純度で別々に回収することができた。
このように、本発明の実施の第一形態によれば、異なるプラスチック片１ａ，１ｂを複数種混在させた状態で攪拌する摩擦帯電装置２の下方に配置されて、摩擦帯電された複数種のプラスチック片１ａ，１ｂを静電分離するために静電分離部Ｚが、上方の第一静電分離部１０と、この第一静電分離部１０にプラスチック片１ａ，１ｂ用の案内路１１を介して配置された下方の第二静電分離部１２とから構成され、第一静電分離部１０は、陰極が印加された金属製の第一ドラム電極１３と、この第一ドラム電極１３の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加された第一対向電極１５とを備え、第二静電分離部１２は、陽極が印加された金属製の第二ドラム電極１７と、この第二ドラム電極１７の吸着面に対向して配置されるとともに陰極が印加される第二対向電極１８とから構成されているので、複数種のプラスチック片１ａ，１ｂを複数回に亘って分離させることで、その極性・帯電量に応じて確実に分離して回収することができる。
【００２４】
次に、本発明の実施の第二形態に係るプラスチック選別装置Ｙを、図２に基づいて説明する。本発明の実施の第二形態に係るプラスチック選別装置Ｙは、静電分離部Ｚが、上方に位置する第一静電分離部１０と下方に位置する第二静電分離部１２とを備えている。
そして、前記第一静電分離部１０は、摩擦帯電装置２の下方に配置された金属製の第一ドラム電極１３（回転電極の一例）と、前記摩擦帯電装置２の出口２ａの下方に配置されてプラスチック片１ａ，１ｂを第一ドラム電極１３に案内するための供給トレイ２Ａと、前記第一ドラム電極１３の回転方向上方に配置されて第一ドラム電極１３の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加される第一対向電極１５と、第一ドラム電極１３の回転方向側に接触する第一スクレーパ１６と、この第一対向電極１５を陽極に印加するための高圧電源装置２５と、第一静電分離部１０とその下方の第二静電分離部１２との間の案内路１１に配置されて分離されたプラスチック片１ａ，１ｂを回収する第一回収部（例えばベルトコンベヤが用いられる）３０と、プラスチック片１ａ，１ｂを第一回収部３０とその下方に位置する第二ドラム電極（回転電極）１７側とに分離するための板状の第一セパレータ３１と、第一セパレータ３１で分離されるとともに案内路１１に配置されて分離されたプラスチック片１ａ，１ｂを第二ドラム電極１７側に案内するための案内トレイ２３とを備え、前記第一セパレータ３１は案内トレイ２３にヒンジ部材３５を介して取付けられている。
【００２５】
また、高圧電源装置２５によって第一対向電極１５を陽極に印加され、負極は接地されていることにより、第一ドラム電極１３は負極となっている。
前記第二静電分離部１２は、前記第二ドラム電極１７と、この第二ドラム電極１７の回転方向上方に配置されて第二ドラム電極１７の吸着面に対向して配置されるとともに陽極が印加された第二対向電極１８と、第二ドラム電極１７の回転方向（時計方向）側に接触する第二スクレーパ２０と、第二対向電極１８を陽極に印加するための高圧電源装置３８と、案内路１１に配置されて第二ドラム電極１７と第二対向電極１８との間を通過したプラスチック片１ａ，１ｂを分離するための第二セパレータ３４と、第二ドラム電極１７の下方に配置された一方の第二回収部３２と、第二ドラム電極１７の下方に配置された他方の第二回収部３３と、プラスチック片１ａ，１ｂを他方の第二回収部３３側に案内するための案内トレイ３６とを備え、前記第二セパレータ３４はヒンジ部材３７を介して案内トレイ３６に取付けられている。なお、第二回収部３２，３３はともにベルトコンベヤが用いられる。
【００２６】
また、高圧電源装置３８によって第二対向電極１８が陽極に印加され、負極は接地されていることにより、第二ドラム電極１７は負極となっている。なお、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７とは平面視して同じ長さに形成されている。
このように、本発明の実施の第二形態では、第一ドラム電極１３と第一対向電極１５を通過したプラスチック片１ａ，１ｂを、第一回収部３０とその下方に位置する第二ドラム電極１７側とに分離するための第一セパレータ３１と、第二ドラム電極１７と第二対向電極１８との間を通過したプラスチック片１ａ，１ｂを第二回収部３２，３３に分離するための第二セパレータ３４とが設けられているので、上記実施の第一形態と同様に、プラスチック片１ａ，１ｂが、例えばそれぞれＰＶＣとＰＥである場合、プラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片１ａ，１ｂの種類に応じた極性・帯電量を付加させる。すなわち、プラスチック片１ａは（−）に帯電し、プラスチック片１ｂは（＋）に帯電する。
【００２７】
その後、プラスチック片１ａ，１ｂを供給トレイ２Ａから第一静電分離部１０の第一ドラム電極１３に落下供給する。そうすると、回転する第一ドラム電極１３と第一対向電極１５との間をプラスチック片１ａ，１ｂが通過する際に、第一セパレータ３１によって摩擦帯電装置２により（＋）に帯電したプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、第一ドラム電極１３に近い軌跡で案内トレイ２３に落下する。また、帯電量の多いプラスチック片１ｂは、第一ドラム電極１３の吸着面に吸着され、第一ドラム電極１３の回転により第一スクレーパ１６によって剥離され、第一回収部３０に回収され、所定の場所に搬送される。また、（−）に帯電したプラスチック片１ａは、第一セパレータ３１で案内されて案内トレイ２３に至る。このとき、案内トレイ２３に回収されなかった帯電量の小さいプラスチック片１ｂは、案内路１１を通過する際、プラスチック片１ａとともに案内トレイ２３に案内されて第二ドラム電極１７に向けて落下する。
【００２８】
そして、両者は第二ドラム電極１７の回転によって第二対向電極１８の間を通過する。ここで、（−）に帯電したプラスチック片１ａは、第二対向電極１８に近い軌跡で落下し、（＋）に帯電したプラスチック片１ｂは、第二ドラム電極１７に近い軌跡で落下し、プラスチック片１ａ，１ｂは、それぞれ第二セパレータ３４で分離され、プラスチック片１ａは第二回収部３３で所定の場所に搬送され、プラスチック片１ｂは回収部３２で所定の場所に搬送されることで分離回収される。
【００２９】
このように、本発明の実施の第二形態によれば、このプラスチック選別装置Ｙは、静電分離部Ｚが、上方に位置する第一静電分離部１０と下方に位置する第二静電分離部１２とを備え、第一静電分離部１０と第二静電分離部１２のそれぞれに、プラスチック片１ａ，１ｂを分離するための第二セパレータ３４を設けたので、プラスチック片１ａ，１ｂを極性・帯電量ごとに高純度で回収することができる。
【００３０】
なお、図２中の矢印で示すように、第一セパレータ３１、第二セパレータ３４の角度を、ヒンジ部材３５，３７回りに回動させることで、プラスチック片１ａ，１ｂの純度・回収率をできるだけ効率よいように角度調節しておくことは勿論である。
次に、図３に基づいて本発明の実施の第三形態を説明する。本発明の実施の第三形態に係るプラスチック選別装置Ｙは、静電分離部Ｚが、上方に位置する第一静電分離部１０と下方に位置する第二静電分離部１２とを備えている。第一静電分離部１０の構成は上記実施の第二形態とほぼ同様であるが、本発明の実施の第三形態に係る第一静電分離部１０は、案内トレイ２３に加え、この案内トレイ２３と反対方向に下傾斜する別の案内トレイ２３ａが案内トレイ２３と共通のヒンジ部材３５を介して取付けられている点で異なる。第一静電分離部１０の他の構成は実施の第二形態と同様である。
【００３１】
また、第二静電分離部１２は、案内トレイ２３，２３ａのそれぞれの下方に配置される一方の第二ドラム電極１７Ａとこの一方の第二ドラム電極１７Ａと同高さに配置された他方の第二ドラム電極１７Ｂと、各第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂの回転方向側に接触する一方の第二スクレーパ２０Ａと、他方の第二スクレーパ２０Ｂとを有し、それぞれの第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂの下方には、一方の回収部４０と他方の回収部４１がそれぞれ配置されている。
【００３２】
一方の回収部４０は水平方向にずれた上下二段の回収部４０Ａ，４０Ｂから構成され、他方の回収部４１は、水平方向にずれた上下二段の回収部４１Ａ，４１Ｂとから構成されている。
また、それぞれの第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂには、一方の第二対向電極４２Ａおよび他方の第二対向電極４２Ｂが、それぞれ第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂに所定距離を置いて対向して配置され、一方の第二対向電極４２Ａには一方の高圧電源装置４３Ａによって陽極が印加され、他方の第二対向電極４２Ｂには他方の高圧電源装置４３Ｂによって負極が印加され、従って、一方の第二ドラム電極１７Ａは陰極とされ、他方の第二ドラム電極１７Ｂは陽極とされている。
【００３３】
さらに、一方の第二ドラム電極１７Ａの下方と一方の回収部４０の間、他方の第二ドラム電極１７Ｂの下方と他方の回収部４１の間には、それぞれプラスチック片１ａ，１ｂを回収部４０Ａ，４０Ｂあるいは回収部４１Ａ，４１Ｂに案内するための一方の第二セパレータ４４Ａ、他方の第二セパレータ４４Ｂが配置され、これら一方の第二セパレータ４４Ａ、他方の第二セパレータ４４Ｂは、それぞれプラスチック片１ａ，１ｂを回収部４０Ｂ，４１Ｂに案内するための一方の第二案内トレイ３４Ａ、他方の第二案内トレイ３４Ｂにヒンジ部材３７ａ，３７ｂを介して取付けられている。なお、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂとは平面視して同じ長さに形成されている。
【００３４】
上記構成において、上記実施の第一形態と同様に、プラスチック片１ａ，１ｂが、例えばそれぞれＰＶＣとＰＥである場合、プラスチック片１ａ，１ｂを摩擦帯電装置２に投入して摩擦帯電させ、プラスチック片１ａ，１ｂの種類に応じた極性・帯電量を付加させる。すなわち、プラスチック片１ａは（−）に帯電し、プラスチック片１ｂは（＋）に帯電する。
【００３５】
その後、プラスチック片１ａ，１ｂを供給トレイ２Ａから第一静電分離部１０の第一ドラム電極１３に落下供給する。そうすると、回転する第一ドラム電極１３と第一対向電極１５との間をプラスチック片１ａ，１ｂが通過する際に、摩擦帯電装置２により（＋）に帯電したプラスチック片１ｂ（ＰＥ）は、第一ドラム電極１３に近い軌跡で案内され、また、帯電量の多いプラスチック片１ｂは、第一ドラム電極１３の吸着面に吸着され、第一ドラム電極１３の回転により第一スクレーパ１６によって剥離され、案内トレイ２３ａに第一セパレータ３１によって供給される。また、（−）に帯電したプラスチック片１ａは、第一対向電極１５に近い軌跡で案内路１１を移動し、第一セパレータ３１で案内されて案内トレイ２３に至る。このようにして、プラスチック片１ａ，１ｂは第二静電分離部１２に到る。
【００３６】
ここで、一方の案内トレイ２３に案内された（−）に帯電したプラスチック片１ａは、一方の第二対向電極４２Ａに近い軌跡で落下し、一方の回収部４０Ａに至って所定の場所に回収される。ところで、一方の案内トレイ２３にプラスチック片１ｂが混入していた場合、これは一方の第二ドラム電極１７Ａに吸着され、一方の第二スクレーパ２０Ａで剥離されて一方の回収部４０Ｂに落下し、所定の場所に搬送されて回収される。
【００３７】
ところで、第一セパレータ３１でプラスチック片１ａ，１ｂが分離される際、他方の案内トレイ２３ａに供給されたプラスチック片１ｂは、他方の第二対向電極４２Ｂに吸引され、回収部４１Ａに落下して所定の場所に搬送され、回収される。そして、第一セパレータ３１で分離される際に他方の案内トレイ２３ａにプラスチック片１ａが供給された場合、これは他方の第二セパレータ４４Ｂで分離されて他方の第二ドラム電極１７Ｂに吸着され、他方の第二案内トレイ３４Ｂに案内されるか、他方の第二スクレーパ２０Ｂによって剥離されて回収部４１Ｂに落下し、所定の場所に搬送され回収される。
【００３８】
このように、本発明の実施の第三形態によれば、静電分離部Ｚが、上方の第一静電分離部１０と下方の第二静電分離部１２とを備え、第一静電分離部１０は、案内トレイ２３と反対方向に下傾斜する別の案内トレイ２３ａが設けられ、第二静電分離部１２は、案内トレイ２３，２３ａのそれぞれの下方の一方の第二ドラム電極１７Ａとこの一方の第二ドラム電極１７Ａと同高さに配置された他方の第二ドラム電極１７Ｂとを有し、第二ドラム電極１７Ａ，１７Ｂの下方に一方の回収部４０と他方の回収部４１が配置され、回収部４０，４１は水平方向にずれた上下二段の回収部４０Ａ，４０Ｂから構成されているので、複数種のプラスチック片１ａ，１ｂが複数回に亘って分離され、従って、その極性・帯電量に応じて確実に分離して回収することができる。なお、図３中の矢印で示すように、この実施の第三形態においても第一セパレータ３１、第二セパレータ４４Ａ，４４Ｂの角度をヒンジ部材３５，３７ａ，３７ｂ回りに回動させて、プラスチック片１ａ，１ｂの純度・回収率をできるだけ効率よいように角度調節しておくことは勿論である。
【００３９】
なお、上記実施の第二形態では、第一ドラム電極１３および第二ドラム電極１７にはともに陰極となるよう構成したがこれに限定されるものでなく、例えばともに陽極となるよう高圧電源装置２５，３８によって第一ドラム電極１３および第二ドラム電極１７がともに陽極になるよう構成することもできる。この場合、プラスチック片１ａ，１ｂの動きは上記と逆になることは勿論であるが、複数の静電分離部１０，１２を設けることにより、異なった種類のプラスチック片１ａ，１ｂを高い純度で分離回収することができる。
【００４０】
なお、上記実施の各形態では、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７（１７Ａ，１７Ｂ）とは平面視して同じ長さに形成したがこれに限定されるものではなく、第二ドラム電極１７を第一ドラム電極１３に比べて短く形成し、単位時間当たりに相当するドラム電極の表面積（ドラム電極の長さ×ドラムの周速）を小さくしてもよい。これは、第一ドラム電極１３よりも第二ドラム電極１７の方が処理するプラスチック片１ａ，１ｂの量が減るからであり、上記各実施の形態では、第一ドラム電極１３、第二ドラム電極１７の二段を設けるようにしたが、場合に応じて三段、それ以上のドラム電極を配置するようにしてもよく、この場合、ドラム電極の表面積は処理するプラスチック片１ａ，１ｂの量に応じて低下させることにより、経済的になる。
【００４１】
また、上記各実施の形態では、回転電極の一例としてドラム電極を用いたが、これに限定されるものでなく、図４に示すように、各回転電極にエンドレス式の回転電極を用いることもでき、この場合も上記各実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
なお、上記各実施の形態では、静電分離部Ｚは二段としたがこれに限定されるものではなく、場合に応じて上記各実施の形態と同様の構成の静電分離部Ｚを三段あるいはそれ以上設ける構成とすることもできる。
【００４２】
そして、上記各実施の形態では、第一ドラム電極１３と第二ドラム電極１７（１７Ａ，１７Ｂ）とは平面視して同じ長さ（幅）に形成することでドラム電極の単位時間当たりに相当する吸着面積を等しくしたがこれに限定されるものではなく、下方に位置する静電分離部Ｚにおけるドラム電極の単位時間当たりに相当する吸着面積を、上方に位置するドラム電極における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積よりも小さく設定してもよい。このようにしても、プラスチック片１ａ，１ｂの量は、下方に落下するに従って量は減少するので、プラスチック片１ａ，１ｂの選別に対応できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明は、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の下方に、帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための複数の静電分離部が設けられ、静電分離部が上方の静電分離部と、この上方の静電分離部の下方にプラスチック片用の案内路を介して配置された下方の静電分離部と、各分離用空間の下方に、分離用空間を通過して分離されたプラスチック片をその極性・帯電量に応じて別々に回収するための回収部とを備え、上方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性と、下方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性とが反対の極性としているので、上方の静電分離部で分離しきれなかったプラスチック片は下方の静電分離部で分離され、従って、プラスチック片を高純度で分離・回収をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第一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】本発明の実施の第二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３】本発明の実施の第三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４】他の実施の形態を示す回転電極と対向電極の構成を示す側面図である。
【図５】従来のプラスチック選別装置の全体構成図である。
【図６】セパレータの角度とプラスチック片の純度・回収率の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１ａ プラスチック片
１ｂ プラスチック片
２ 摩擦帯電装置
１０ 第一静電分離部
１１ 案内路
１２ 第二静電分離部
１３ 第一ドラム電極
１４ 第一供給トレイ
１５ 第一対向電極
１７ 第二ドラム電極
１８ 第二対向電極
１９ 第二トレイ
２３ 案内トレイ
２５ 高圧電源装置
Ｚ 静電分離部
Ｙ プラスチック選別装置
Claims (5)
- 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帯電したプラスチック片をその極性・帯電量に応じて静電分離して選別するための複数の静電分離部が設けられ、
各静電分離部が上方の静電分離部と、この上方の静電分離部の下方にプラスチック片用の案内路を介して配置された下方の静電分離部と、前記各分離用空間の下方に、分離用空間を通過して分離されたプラスチック片をその極性・帯電量に応じて別々に回収するための回収部とを備え、
上方の静電分離部および下方の静電分離部は、それぞれ金属製の回転電極とこの回転電極のプラスチック片の吸着面に所定距離を置いて対向して配置される対向電極とを有し、これら各静電分離部の回転電極に印加される極性と対向電極に印加される極性とが反対で、かつ上方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性と、下方に位置する静電分離部の回転電極に印加される極性とが反対の極性である
ことを特徴とするプラスチック選別装置。 - 案内路に、プラスチック片を上方の回収部と下方の回転電極とに分離するためのセパレータが配置された
ことを特徴とする請求項１記載のプラスチック選別装置。 - 回転電極がドラム状に形成された
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のプラスチック選別装置。 - 回転電極がエンドレス式のベルト状に形成された
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のプラスチック選別装置。 - 下方に位置する静電分離部における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積が、上方に位置する静電分離部における回転電極の単位時間当たりに相当する吸着面積よりも小さく設定された
ことを特徴とする請求項３または請求項４記載のプラスチック選別装置。
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