JP6370389B2

JP6370389B2 - Ａｂｓとｐｓの混合廃プラスチック材質分離のための摩擦荷電型静電選別方法

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Publication number: JP6370389B2
Application number: JP2016548996A
Authority: JP
Inventors: ホソギチョン; ビョンゴンキム; ユンソンリー
Original assignee: コリアインスティチュートオブジオサイエンスアンドミネラルリソースズ
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2014-11-20
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Description

本発明はＡＢＳとＰＳ混合廃プラスチック材質分離のための摩擦荷電型静電選別方法に関し、より詳しくは、摩擦荷電型静電選別を適用してＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）とＰＳ（Polystyrene）が混合された廃プラスチックからＡＢＳを回収するために、対象試料であるＡＢＳとＰＳの混合廃プラスチックの材質分離に効果的な荷電物質であるＡＢＳ材質を適用して摩擦荷電型静電選別実験を遂行した結果、最適の実験条件でＡＢＳの品位と回収率が各々９９．５％と９２．５％の結果を得ることによって、ＡＢＳとＰＳの混合プラスチックをリサイクルできるようにするためのものである。

一般に、プラスチックは、木、金属、その他の物質の代替が可能であり、軽くて堅く、加工がやさしいだけでなく、耐食性、絶縁性など、化学的物性も優れて、生活及び産業の全般に多様に使われている。最近、エンジニアリングプラスチック、機能性高分子として表現される各種の特殊プラスチックが登場するにつれて、むしろ‘第２のプラスチック革命’が起こってプラスチックの使用範囲と使用量が持続的に拡大されている。

我が国は石油化学工業の発達により米国、日本、ドイツに続き世界４位のプラスチック生産国であり、国民１人当り使用量も世界８位水準で、国民１人当り年間約１００ｋｇ位のプラスチックを消耗している。そして、さまざまな機能的な優秀性と低価格という経済上の特徴によって使用量が増加しており、これに伴う廃プラスチックの発生量も増加している。プラスチック使用量の増加に伴う廃プラスチックの量も２００３年３，５４８千トン、２００５年３，９６８千トン、２００７年４，２５４千トンで、その量が続けて増加している一方、２００７年基準の廃プラスチックのリサイクル率は約３９％であり、半分以上が埋立または焼却により処理されている。

固体産業廃棄物は焼却及び埋め立てて減溶化することが一般的であるが、廃プラスチックの焼却と埋立は経済的な損失だけでなく、環境汚染の巨視的な原因となっている。廃プラスチックの焼却による処理は一部の熱エネルギーを用いることができるが、多い経済的な損失をもたらし、塩化水素による焼却炉の腐食とダイオキシンなどの各種の有毒性ガスを放出して環境問題を誘発することがある。また、廃プラスチックの埋立は埋立敷地の確保問題だけでなく、有害成分が溶出されることがあり、単位重量に比べて体積が大きくて埋立効率を低下させ、物理・化学的に安定している難分解性であるので、埋立地の早期安定化と土の中に半永久的に残存する問題が発生する。

したがって、政府ではＥＰＲ（Expended Product Responsibility）制度を２００３年０１月から施行しており、今後、廃プラスチックの焼却と埋立を法として規制する計画であるので、プラスチック産業及び環境保護のためにはリサイクル技術開発が急を要する実状である。

プラスチックは他の物質に比べて容易に分解及び変質を起こさないので、効率的な選別技術を開発しさえすれば、リサイクルが最も容易な物質の１つである。このような廃プラスチックをリサイクルできる技術には、エネルギーリサイクル、化学的リサイクル、そして物質リサイクルの方法があり、そのうち、プラスチックの値段の安い特性を考慮する時、物質リサイクルが最も効率的な方法として評価されている。

しかしながら、どの方法でも異なる種類のプラスチックが混在されていれば物性が格段に低下するので、プラスチックの材質分離技術はリサイクルにおいて最も重要である。現在、プラスチックリサイクルの多くは修繕により処理されているが、各分野別の廃プラスチック材質分離技術の研究が活発に進行されて大きい発展がなされている。

一般に、廃プラスチックを再資源化できる物理的選別法は、静電選別、乾・湿式比重選別、浮遊選別、色選別、そして分光法などがある。

大韓民国登録特許第１０−０８３５９９２号（出願日付：２００７年０２月２２日）大韓民国登録特許第１０−０８０９１１７号（出願日付：２００７年０２月２６日）大韓民国登録特許第１０−０８４８４７８号（出願日付：２００７年０２月２６日）大韓民国登録特許第１０−０８３６００３号（出願日付：２００７年０３月１５日）大韓民国公開特許第１０−２０１３−００９５９２１号（出願日付：２０１２年０２月２１日）

リソンキュら、２０１０：廃プラスチックリサイクル及び親環境生産システム開発、防災研究、１２（２）、ｐｐ．１１０−１２０、国立防災教育研究院防災研究所、ソウル、韓国。ゾンホソクら、２０１０：Development of Electrostatic Separation Technique for Recovery of Soft PVC from Medical Plastic Waste, J. of Korea Society of Waste Management、２７（２）、ｐｐ．１５９−１６４

本発明では伝導性物質と非伝導性物質に関わらず、全ての材質の分離が可能な摩擦荷電型静電選別方法を適用してＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）とＰＳ（Polystyrene）が混合された廃プラスチックの材質分離を遂行するようにすることを目的とする。

特に、需要量が高く、高価のＡＢＳを回収することに主眼点をおいてＡＢＳの回収率と品位が各々９０％と９９％以上の効率を見せる選別技術で混合廃プラスチックのリサイクルを高めることができる材質分離技術を確立することをその目的とする。

前記のような目的を有する本発明の構成を添付した図面に基づいて詳細に説明すれば、次の通りである。

本発明に係るＡＢＳとＰＳの混合廃プラスチック材質分離のための摩擦荷電型静電選別方法は、互いに異なる粒子と粒子との間、あるいは荷電装置の表面に粒子を衝突・摩擦させて、仕事関数値（work function）の差により２つ物質のフェルミレベル（fermi-level）が同じになる方向に電子の移動がある時、互いに異なる粒子間あるいは荷電装置の表面に粒子が接触してから、粒子がまた表面から分離されれば、電子の過剰または不足現象が生じるようになって、粒子はネガティブ（negative）（−）あるいはポジティブ（positive）（＋）に帯電しながら、互いに反対極性に荷電された混合粒子を高い電圧が流れる電気場内に通過すれば、ポジティブ（＋）に荷電された粒子はネガティブ（−）電極に移動するようになり、これと反対に、ネガティブ（−）に荷電された粒子はポジティブ（＋）電極に移動されて分離がなされるようにすることを特徴とする。

即ち、摩擦荷電型静電選別を適用してＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）とＰＳ（Polystyrene）が混合された廃プラスチックからＡＢＳを回収するための材質分離の荷電物質は、ＰＥＴ、ＨＩＰＳ、ＡＢＳのうち、いずれか１つで構成したことを特徴とする。

前述したように、廃プラスチックをリサイクルする場合、多様な種類のプラスチックが混在されていれば、材質特性が低下して物質リサイクルが困難であるので、必ず材質分離技術を用いて分離しなければならない。特に、自動車及び電気／電子などの多様な分野で需要が増加しているＡＢＳ樹脂の場合、生産量が増加しており、併せて、相当量の廃プラスチックが発生している実状である。

したがって、本発明では摩擦荷電型静電選別方法を適用して、廃家電製品から回収されたＡＢＳとＰＳが混合された廃プラスチックの材質分離に適した荷電物質の結晶及び荷電特性を創出して、荷電効率及び分離効率を極大化できる最適の選別条件を究明することによって、互いに異なる粒子間または粒子と荷電装置の表面との接触により異なる極性に帯電させて、これを静電気的に簡単に分離することができる効果がある。

本発明に係る粒子の摩擦帯電過程を示す概略図であり、具体的に図１の（ａ）は粒子と荷電装置表面との接触による帯電を、（ｂ）は粒子と粒子との間の接触による帯電現象を示す。廃プラスチックのＡＢＳとＰＳの帯電序列及び荷電特性研究のために使用した垂直往復型荷電装置と材質別荷電箱（ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＨＤＰＥ、ＰＥＴ、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ、ＰＯＭ、Nylon）を示す概略図であり、具体的に、図２の（ａ）は垂直往復型荷電装置であり、図２の（ｂ）は荷電箱であり、図２の（ｃ）は荷電極性及び荷電量を測定するファラデーケージ（Faraday cage）である。本発明に係る概略的な工程図である。本発明に係る荷電特性実験結果を示す図表である。本発明に係る荷電物質に従う選別効率を確認したグラフである。本発明に係る電極の電圧強さがＡＢＳとＰＳの混合プラスチックの品位と回収率選別効率に及ぼす影響を観察したグラフである。本発明に係る分離台の位置が選別効率に及ぼす影響を観察するために示すグラフである。本発明に係る荷電時間が選別効率に及ぼす影響を観察するために示すグラフである。本発明に係る混合廃プラスチックの割合に従う選別効率を示すグラフである。本発明に係る相対湿度が混合廃プラスチックの材質分離で選別効率に及ぼす影響を示すグラフである。本発明で使われるベンチスケール（bench scale）摩擦荷電型静電選別装置の断面図である。

以下、本発明に係るＡＢＳとＰＳの混合廃プラスチック材質分離のための摩擦荷電型静電選別方法に対する好ましい実施形態に対して添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。

本発明に係るＡＢＳとＰＳが混合された廃プラスチックを材質分離するための摩擦荷電型静電選別方法は、互いに異なる粒子と粒子との間の接触または粒子と荷電装置表面との接触により異なる極性に帯電させて、これを静電気的に分離し出す方式である。

図１は粒子の擦帯電過程を示すものであって、（ａ）は粒子と荷電装置表面との接触による帯電を、（ｂ）は粒子と粒子との間の接触による帯電現象を示している。

本発明は、図１から分かるように、互いに異なる粒子と粒子との間、あるいは荷電装置の表面に粒子を衝突・摩擦するようになれば、仕事関数値（work function）の差により２つ物質のフェルミレベル（fermi-level）が同じになる方向に電子の移動があるようになる。互いに異なる粒子間同士あるいは荷電装置の表面に粒子が接触した後、粒子がまた表面から分離されれば、電子の過剰または不足現象が生じて粒子はネガティブ（−）あるいはポジティブ（＋）に帯電するようになる。

このように、互いに反対極性に荷電された混合粒子を高い電圧が流れる電気場内に通過させれば、ポジティブ（＋）に荷電された粒子はネガティブ（−）電極に移動するようになり、これと反対に、ネガティブ（−）に荷電された粒子はポジティブ（＋）電極に移動されて分離がなされる。

上記のように分離がなされた試料及び実験方法について下記のように詳細に説明する。

１）試料及び実験方法
本発明に使われた試料は(株）セゾンから入手した廃家電製品のプラスチックで、野積・放置されるか、または焼却及び埋立処理されているＡＢＳとＰＳが混合された材質の廃プラスチックである。ＡＢＳとＰＳは６代汎用プラスチックであって、２０１２年基準の生産量と需要量がＡＢＳの場合、各々約１４５万トンと３３万トン、そしてＰＳの場合、各々約６４万トンと２０万トンで、ＡＢＳがＰＳに比べて生産量が約２．３倍、需要量が約１．６倍位高い。また、ＡＢＳとＰＳはその他の合成樹脂に比べて約３００−５００ＵＳＤ／ｔｏｎ位高く、２０１２年基準ＡＢＳが１，８９１ＵＳＤ／ｔｏｎ、ＰＳは１，６８６ＵＳＤ／ｔｏｎで、ＡＢＳの値段がＰＳに比べて２００ＵＳＤ／ｔｏｎ位高い。ＡＢＳとＰＳは各々成形性、耐衝撃性、内薬品性、耐熱性、機械的強度と電気絶縁性、高樹脂強度、熱安定性、接着性、塗装性などに優れて、事務機器、自動車部品、電子機器部品などに使われる。このうち、ＡＢＳの場合には、自動車部品、電子機器部品などに広く使われており、国内だけでなく全世界的に生産量が急激に増加している。

本発明に係る図２は、廃プラスチックＡＢＳとＰＳの帯電序列及び荷電特性に対する研究のために使用した垂直往復型荷電装置と材質別荷電箱（ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＨＤＰＥ、ＰＥＴ、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ、ＰＯＭ、Nylon）を示すものである（前記荷電箱は国内公開特許第１０−２００８−００７８１２５号に開示された技術構成であるので、これに対する具体的な説明は省略する）。荷電物質選定のために、まず対象試料であるＡＢＳとＰＳは各々カッティングミル（cutting mill）により６ｍｍ以下に破砕し、篩（１ｍｍ）により１〜６ｍｍサイズに粒度調節した。

粒度調節された試料は多様な荷電箱に投入して垂直往復型荷電装置により摩擦・衝突させた後、図２の（ｃ）に提示したファラデーケージ（Faraday cage）で荷電極性及び荷電量を測定した。そして、これに基づいてＡＢＳとＰＳの混合廃プラスチックの材質分離のための摩擦荷電型静電選別の荷電物質を選定した。

図３は本発明に係る実験の工程図を示すものであって、まず対象試料であるＡＢＳとＰＳ廃プラスチックをカッティングミル（cutting mill）と篩により１〜６ｍｍのサイズに破砕及び粒度調節した後、重量比を１：１に混合した。粒度調節された試料はＡＢＳ材質の荷電箱に投入して垂直往復型荷電装置により摩擦・衝突により荷電させた後、互いに異なる極に荷電された粒子を高電圧が流れる電気場に移動させて分離した。また、電極の電圧強さ、分離台の位置、湿度などの実験条件を変化しながら最適の選別条件及び分離効率を確認した。

２）実験結果
イ．荷電特性
ＡＢＳとＰＳが混合廃プラスチックの材質分離のために、試料を各々反対極性に荷電させることができる荷電物質を選定するための荷電特性研究を遂行した。互いに異なる仕事関数値と帯電序列を有する材質別荷電箱（ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＨＤＰＥ、ＰＥＴ、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ、ＰＯＭ、Nylon）に試料を各々単一状態で投入し、垂直往復型荷電装置を用いて荷電させた後、ファラデーケージ（Faraday cage）を用いて荷電極性と荷電量を測定した。実験変数である相対湿度と温度は各々４０％以下と常温（２５℃）に、回転速度と滞留時間は２７０ｒｐｍと２分に調節して実験を遂行した。

図４は、荷電特性実験結果を示すものである。対象試料であるＡＢＳとＰＳの仕事関数値が荷電物質ＰＴＦＥ、ＰＶＣ、ＰＰ、ＨＤＰＥより低くて全て正に、ＰＯＭ、Nylonより高くて全て負に荷電がなされた。一方、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）、ＨＩＰＳ（High Impact Poly Polystyrene）、そしてＡＢＳの場合、ＡＢＳとＰＳが反対極性に荷電がなされることが分かる。この際、対象試料と同一材質であるＡＢＳとＰＳが対象試料を反対に荷電させる理由は、同一な材質であってもプラスチックの内部構造、添加剤などの化学的成分差によって仕事関数値が変わるためである。したがって、ＡＢＳ、ＨＩＰＳ、そしてＰＥＴ材質が選別対象試料であるＡＢＳとＰＳが混合された廃プラスチックを反対極性に荷電させることができることを確認した。

したがって、本発明は最適の荷電物質選定のために荷電物質に従う選別効率を確認し、その結果を図５に示した。前記荷電物質はＡＢＳとＰＳが混合廃プラスチックを反対極性に荷電させることができるＰＥＴ、ＨＩＰＳ、ＡＢＳと、これらとの比較のためにＰＴＦＥ、ＨＤＰＥ、ＰＰの荷電物質を適用した。図５は、ＡＢＳとＰＳとの割合が１：１の混合廃プラスチックを用いて荷電物質に従うＡＢＳの品位と回収率を示すものである。同一な極性に荷電されたＰＴＦＥ、ＨＤＰＥ、そしてＰＰの場合には、回収率は高いが、品位が６０％以下に低く表れるが、混合廃プラスチックの混合比が１：１の点を考慮した時、選別がほとんどなされていないことが分かる。一方、ＰＥＴ、ＨＩＰＳ、そしてＡＢＳの場合には、９０％以上の回収率と８０％以上の品位を観察することができるが、その中でも荷電特性研究で荷電量の差が大きく表れたＡＢＳの場合は、品位と回収率が各々９９．５％、９２．５％で、最も高い選別効率を示した。したがって、本発明ではＡＢＳを荷電物質として選定して分離特性研究を遂行した。

ロ）電圧強さの影響
図６は、荷電時間３０秒、分離台の位置は正極（positive electrode）方向に２ｃｍ、そして、相対湿度３０％で電極の電圧強さを５ｋＶから２５ｋＶまで変化し、電極の電圧強さがＡＢＳとＰＳ混合プラスチックの品位と回収率選別効率に及ぼす影響を観察したものである。電圧の強さが大きくなるほどＡＢＳの品位と回収率が増加し、高い選別効率を示す。電圧の強さが低い５ｋＶでは品位と回収率が各々９２．５％と６９．３％として最も低いが、電圧強さが増加するほど品位と回収率が増加して２０ｋＶでは９９．５％と９２．５％まで増加した。本発明での最高電圧である２５ｋＶでは品位と回収率が各々９９．９％と９３．７５％として最も高く表れたが、２０ｋＶでの値と大きい差を見せず、近似している選別効率を示した。したがって、エネルギー効率及び選別効率を考慮した時、電圧の強さ２０ｋＶがＡＢＳとＰＳが混合された廃プラスチックからＡＢＳを回収することに効果的であることが分かった。

このように、電極の電圧強さが大きくなるほど選別効率が増加する理由は、図６のグラフから分かるように、荷電された粒子の荷電量がｎＣ／ｇ単位で非常に弱くて、これらの分離効率を高めるためには高い電気エネルギーが必要なためである。

ハ）分離台位置の影響
試料の荷電量は粒子の仕事関数値、温度、そして荷電時間などの因子により影響を受ける。これによって、荷電された粒子の各々の荷電量が異なるので、電気場内で分離される時、電極に移動する速度と距離が異なる。したがって、電気場内の分離台の位置を移動させて、高い選別効率を見せる適した条件を得ることができる。

図７は、分離台の位置が選別効率に及ぼす影響を観察するために電圧強さ２０ｋＶ、相対湿度３０％、荷電時間３０秒に固定し、分離台の位置を落下口を中心に正極と負極方向に各々６ｃｍまで２ｃｍずつ変化しながら実験を遂行した。分離台の位置が電気場の正電極から負電極に移動するにつれて、ＡＢＳ品位は負極方向に６ｃｍ地点で９９．９％、正極方向に２ｃｍと６ｃｍ地点で各々９９．５％、９８．２％として大きい差を見せないが、回収率は各地点で７６．２％、９２．５％、そして９８．２％に増加することが分かる。

このような理由は、粒子の荷電量の差と分離台位置によってＡＢＳとＰＳの回収量が変わるためである。相対的に荷電効率の高いＰＳの場合、ＰＳの回収が分離台位置変化にほとんど影響を受けないが、ＡＢＳは分離台の位置が正電極から負電極に移動するほど正極に荷電されたＡＢＳの回収ゾーンが広くなって回収率が増加するものである。したがって、品位と回収率を考慮する時、正極方向２ｃｍ地点で最も効果的で、この際、品位と回収率は各々９９．５％、９２．５％の結果を得た。

二）荷電時間の影響
図８は、荷電時間が選別効率に及ぼす影響を観察するために電圧強さ２０ｋＶ、相対湿度３０％、分離台の位置は正極方向２ｃｍに固定し、荷電時間を１０秒から６０秒まで増加させながら実験した。実験結果、荷電時間３０秒まではＡＢＳの品位と回収率が増加することが分かるが、これより荷電時間が長くなれば選別効率に変化がほとんどなくて臨界荷電時間に到達されることが分かる。

このように、荷電時間が長くなるほど選別効率が増加する理由は、荷電時間が長くなるにつれて荷電物質内で粒子間または荷電物質と粒子との間の摩擦・衝突の頻度数が増加し、効率的な荷電がなされて荷電量が増加するためである。一方、荷電時間が３０秒以上になれば選別効率に大きい変化がないが、これは荷電時間３０秒が対象試料の選別のために充分の荷電を提供する臨界点として作用したためである。したがって、本研究では荷電時間３０秒を最適の実験条件で分離実験を遂行し、この際、ＡＢＳの品位と回収率が各々９９．５％と９２．５％の結果を得た。

ホ）混合割合の影響
本発明に係る実験で使われた試料は廃家電製品からＰＳとＡＢＳ材質の廃プラスチックを各々材質別に回収したものであって、最適の選別効率を見せる混合割合を観察するためにＡＢＳとＰＳとの混合割合を各々１：９、３：７、５：５、７：３に変化させながら実験を遂行した。実験変数である電圧強さ２０ｋＶ、相対湿度３０％、分離台の位置正極方向２ｃｍ、そして荷電時間は３０秒に固定した。

図９は、混合廃プラスチックの割合に従う選別効率を示したものであって、ＡＢＳの量が増加するほど回収率は減少するが、品位は増加することを見ることができる。ＡＢＳとＰＳとの割合が１：９の時、品位と回収率が各々９５．４％、９６．８％であるが、ＡＢＳの量が増加して割合が５：５では各々９９．５％、９２．５％、７：３の時には各々９９．４％、８２．８％に品位は増加するが、回収率は減少する。

このように、ＡＢＳの量が増加するほど品位が高まる理由は、割合が１：９の場合、相対的に量の多いＰＳ間の摩擦・衝突が主をなして混合廃プラスチックの荷電がよくなされなかったが、ＡＢＳの量が増加するほど対象試料間の摩擦・衝突の機会が多くなるにつれて荷電が効率的になされたためである。一方、回収率の場合には、ＡＢＳの量が増加するほど減少する傾向を見ることができるが、これは前述したように、ＡＢＳの量が多くなればＡＢＳ間の摩擦・衝突が主をなして荷電効率が落ちるためである。荷電効率が減少すれば、荷電がなされなかったり弱く荷電された粒子はＡＢＳ回収ゾーンまで移動できなかったりしてＰＳの回収ゾーンに排出され、これによってＡＢＳの回収率が減少する。

したがって、混合廃プラスチックでＡＢＳの品位と回収率を考慮した時、品位と回収率が各々９９．５％、９２．５％を示すＡＢＳとＰＳとの割合５：５で最も高い選別効率を確認した。

ヘ）相対湿度の影響
図１０は、相対湿度が混合廃プラスチックの材質分離で選別効率に及ぼす影響を示すものである。供給電圧強さ２０ｋＶ、分離台の位置は正極方向２ｃｍ、そして荷電時間は３０秒の条件下で、相対湿度を２０〜７０％まで変化しながら混合廃プラスチックからＡＢＳの回収のための選別効率を観察した。実験結果、相対湿度４０％まではＡＢＳの品位と回収率に大きい影響を及ぼさなかったが、これより相対湿度が増加すればＡＢＳの品位と回収率が格段に減少することが分かる。

相対湿度が最も低い２０％の時、ＡＢＳの品位と回収率が各々９９．９％と９２．９％として最も高く、相対湿度が４０％まで増加しても各々９８．７％と９０．１％として大きい差を見せることはない。しかしながら、相対湿度が４０％以上になれば選別効率が格段に低下して、相対湿度が最高である７０％の時には品位と回収率が各々７０．６％と４８．６％まで減少することが分かる。

したがって、選別効率を高めるためには相対湿度が４０％以下に維持されなければならないことが分かり、本発明の実験では相対湿度３０％を最適条件として材質分離実験を遂行し、この時のＡＢＳの品位と回収率が各々９９．５％と９２．５％の結果を得た。このように相対湿度がＡＢＳとＰＳ混合廃プラスチックの材質分離に影響を及ぼす理由は、相対湿度が高いほど空気中の水分が摩擦荷電時の粒子間の表面分極を妨害し、粒子が荷電されても粒子の電荷を放電させて荷電量を減少させるためである。

図１１は、本発明で使われるベンチスケール（bench scale）摩擦荷電型静電選別装置の断面図である。図１１に示すように、摩擦荷電型静電選別装置２００はＡＢＳとＰＳの混合粒子を摩擦荷電型静電選別装置２００の内部に供給するための注入口２１０、前記注入口２１０に注入された混合粒子をパイプライン（pipe line）及びサイクロン（cyclone）荷電装置に移動させるために空気を注入する空気圧縮機２４０、注入されたＰＳ粒子は（−）極性に荷電させ、ＡＢＳ粒子は（＋）極性に荷電させるためのパイプライン２５０とサイクロン荷電装置２３０、ＡＢＳとＰＳ粒子が極性によって移動して分離されるための負極板２５０と正極板２６０、分離されたＡＢＳとＰＳ粒子を各々分離し、位置調節可能な分離台２７０、負極板２５０と正極板２６０に電力を供給するための電力供給部２８０、及び荷電されたＰＳ粒子とＡＢＳ粒子が落下する落下口２５５を含む。

前記分離台２７０は（＋）極性に荷電されたＡＢＳ粒子を捕集するための第１回収台２７２、（−）極性に荷電されたＰＳ粒子を捕集するための第２回収台２７６、及び分離されていないＡＢＳ粒子とＰＳ粒子の混合粒子を捕集するための第３回収台２７４を含む。この際、前記分離台２７０は１つの板形状でありうるが、前記回収台２７２、２７４、２７６と一体型に形成されて、前記回収台から落下口２５５方向に延びた２つの板が三角形や台形を形成して各々の回収台にＡＢＳ粒子とＰＳ粒子の捕集を容易にすることができる。この際、前記分離台２７０は前記回収台から延びた２つの板が集まって形成される三角形の頂点を中心に負極板及び正極板に傾いて台形に形成され、前述したように、高い品位のＡＢＳを得るためには回収台から延びた負極方向の板が負極方向に６ｃｍ移動して備えられることができ、高い品位と高い回収率でＡＢＳを得るためには回収台から延びた正極方向の板が正極方向に２ｃｍから６ｃｍに移動して備えられることができる。

また、本発明で使われる摩擦荷電型静電選別装置２００は、空気圧縮機２４０からパイプライン２２０及びサイクロン荷電装置２３０に供給される空気中に水分を除去するために空気乾燥部２９０をさらに含むことができ、空気圧縮機２４０と注入口２１０とを連結する連結管の一部に形成されており、空気圧縮機２４０から供給される空気の量を調節できる空気流量計２９５をさらに含むことができる。

前記したような構成を有する本発明がたとえ限定された実施形態により説明されたが、本発明はこれにより限定されず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により本発明の技術思想と請求範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能である。

Claims

ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）とＰＳ（Polystyrene）の廃プラスチックを供給するための注入口、前記注入口に注入された前記廃プラスチックを、パイプライン（pipe line）を通しサイクロン（cyclone）荷電装置に移動させるために空気を注入する空気圧縮機、注入されたＰＳを（−）極性に荷電させ、注入されたＡＢＳを（＋）極性に荷電させるためのサイクロン荷電装置、荷電されたＡＢＳとＰＳを極性によって移動させて分離させるための負極板と正極板、分離されたＡＢＳとＰＳを各々分離し、位置調節可能な分離台、負極板と正極板に電力を供給するための電力供給部、及び荷電されたＰＳとＡＢＳが落下する落下口、を含む摩擦荷電型静電選別装置にあって、
荷電効率及び分離効率を極大化できる最適の選別条件を究明するために重量比が１：１であるＡＢＳとＰＳの廃プラスチックからＡＢＳを回収するための前記サイクロン荷電装置の材質分離の荷電物質はＡＢＳで構成され、前記材質分離の荷電物質を用いて前記ＡＢＳとＰＳが各々反対極性に荷電され、前記廃プラスチックはカッティングミル（cutting mill）と篩により１〜６ｍｍのサイズに破砕及び粒度調節され、前記荷電物質の選別方法において、電圧の強さは２０ｋＶで構成し、荷電時間は３０秒で構成し、相対湿度は４０％で構成したことを特徴とする、ＡＢＳとＰＳの廃プラスチック材質分離のための摩擦荷電型静電選別方法。