JPH09299830A

JPH09299830A - プラスチックの選別方法および装置

Info

Publication number: JPH09299830A
Application number: JP8122869A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Inoue; 鉄也井上; Hiroshige Arai; 浩成荒井; Hidehiko Maehata; 英彦前畑; Daisuke Tamakoshi; 大介玉越
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1997-11-25
Anticipated expiration: 2016-05-17
Also published as: JP3370512B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来より低い電圧でプラスチック片を種類毎
に精度よく選別する。【解決手段】プラスチック片を帯電容器３に投入し
て、旋回摺接空気Ａにより帯電列中間位置の基準プラス
チック材製の内筒体3aに摩擦接触させ、各プラスチック
片のうち基準プラスチック材より帯電列上位のプラスチ
ック片にプラスの電荷を帯電させるとともに、帯電列下
位のプラスチック片にマイナスの電荷を帯電させ、次い
でドラム電極11と対向電極13により形成される分離用静
電場Ｒを通過させることにより、各プラスチック片の持
つ電荷の極性および電圧による吸引力を利用して、ドラ
ム電極11と対向電極13に吸着または反発させ分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯電列を利用して
プラスチック片を種類ごとに選別するプラスチックの選
別方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ごみのリサイクルが推進されつつ
ある。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、塩化ビニル系樹脂（以下ＰＶＣ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、樹脂の種類毎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】ところで、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、図６に
示すように、回転自在に配設されて接地されたドラム電
極４１と、このドラム電極４１に対向して配置され電源
装置４３により高電圧を印加された対向電極４２とを具
備し、回転するドラム電極４１上に被選別物を投入して
ドラム電極４１と対向電極４２とで形成される静電場Ｒ
を通過させ、強く帯電されてドラム電極４１側に強く吸
引される絶縁体を第１トレイ４４Ａに分離し、また帯電
されずドラム電極４１に反発される導体を第３トレイ４
４Ｃに分離し、その中間の半導体を第２トレイ４４Ｂに
分離するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記静電選別機では、
プラスチックは絶縁体であるため、全てのプラスチック
片がドラム電極４１に吸引されて第１トレイ４４Ａに排
出される。

【０００５】ところで、絶縁体であるプラスチックは、
その材質によりプラス（正）に帯電されやすいものから
マイナス（負）に帯電されやすいものを１列に並べたも
のとして、帯電列がある。上記静電選別機でプラスチッ
ク片を材質別に分離することも考えられるが、静電場Ｒ
で帯電される帯電量（圧）の差はわずかであり、従来の
静電選別装置でプラスチックを種類ごとに選別するのは
困難である。

【０００６】ところで、図７に示すように、帯電された
被選別物Ｐを電極板間に落下させて分離する場合の条件
は下記の式で表される。ｋ×（ｑ₁・ｑ₂）／ｒ²＞ｍｇここで、ｋ：比例定数８．９９×１０⁹Ｎ・ｍ²・Ｃ
^-3 ｑ₁：プラスチック片の電荷ｑ₂：電極板表面での電荷ｒ：ｑ₁とｑ₂の距離（≒プラスチック片と電極板の
距離）ｍ：プラスチック片の重量ｇ：重力加速度上記式を満足しない場合には選別精度が劣る。したがっ
て、電極板間にかかる印加電圧を大きくする必要があ
り、また処理量を増加させるためには、さらに大きな電
圧が必要となる。

【０００７】本発明は、帯電列の中間部分に位置する被
摩擦材に摩擦されたプラスチック片は、帯電列において
被摩擦材位置よりプラス側の帯電位置に位置するものは
プラスの電荷が帯電され、反対に被摩擦材位置よりマイ
ナス側の帯電位置に位置するものはマイナスの電荷が帯
電される点と、さらに静電場を通過させることにより電
荷の相違により吸着力または反発力が生じる点に着目し
てなされたものである。

【０００８】本発明のうち請求項１記載の発明は、従来
より低い電圧でプラスチック片を種類毎に精度よく選別
できるプラスチック片の選別方法および装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１記載のプラスチックの選別方法は、
粉砕されたプラスチック片を種類毎に選別するプラスチ
ックの選別方法であって、プラスチック片を帯電列中間
位置の基準プラスチック材に摩擦接触させて、各プラス
チック片のうち基準プラスチック材より帯電列上位のプ
ラスチック片にプラスの電荷を帯電させるとともに、帯
電列下位のプラスチック片にマイナスの電荷を帯電さ
せ、次いで分離用静電場を通過させることにより、分離
用静電場の形成用電極に対する各プラスチック片の持つ
電荷の極性および電圧による吸引力を利用して分離する
ものである。本発明の請求項２記載のプラスチックの選
別装置は、粉砕されたプラスチック片を種類毎に選別す
るプラスチックの選別装置であって、選別経路の上流側
に配置されプラスチック片を流送中に、帯電列中間位置
の基準プラスチック材に摩擦接触させることにより帯電
させる帯電手段と、この帯電手段の下流側に配置されて
分離用静電場を通過させることにより、各プラスチック
片をさらに帯電させるとともにプラスチック片の持つ電
荷の吸引力により、プラスチック片を選別する分離手段
とを具備し、分離手段は、プラスチック片を搬送落下さ
せる移動電極と、この移動電極に搬送されるプラスチッ
ク片を挟んで対向する対向電極と、前記移動電極および
固体電極に高電圧を印加して移動電極と固体電極の間に
分離用静電場を形成する電源装置とを有するものであ
る。

【００１０】また請求項３記載のプラスチックの選別装
置は、上記構成における対向電極を水平軸心回りに回転
される対向ドラム電極により構成し、対向ドラム電極の
外周面に摺接される掻き取り具を設けたものである。

【００１１】上記請求項１および２記載の選別方法およ
び装置によれば、基準プラスチック材への摩擦により、
基準プラスチック材に対する帯電列の順位に対応して、
各プラスチック片に異なる極性と帯電量を付与し、この
帯電電荷の極性と帯電量（電圧）の差により、プラスチ
ック片に含まれる複数の材質を、分離用帯電場の形成用
電極に対して、極性が逆で吸引されるものと、極性が同
じで反発されるものと、その中間とに、少なくとも３つ
以上選別することができ、プラスチック片をその材質に
応じた帯電列順位に合わせて、材質ごとにより正確に選
別することができる。また、プラスチック片は分離用帯
電場投入前に摩擦帯電されているので、電極に印加され
る電圧は従来に比べて低電圧で精度よく分離できる。

【００１２】上記請求項３記載の選別装置によれば、対
向電極に吸着されたプラスチック片を掻き取り具により
容易に回収することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係るプラスチッ
クの選別装置の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明
する。

【００１４】図１に示すように、このプラスチックの選
別装置は、選別経路の上流側に配置された帯電手段１
と、この帯電手段１の下流側に配置された分離手段２と
を具備している。

【００１５】前記帯電手段１は、図２に示すように、金
属製外筒体３ｂの内部に絶縁部材３ｃを介して帯電列の
中間順位の基準プラスチック材製の内筒体３ａが内嵌ま
たは被覆された帯電容器３が配置され、粉砕されたプラ
スチック片を貯留ホッパ４ａから定量供給フィーダ４
ｂ、ロータリーバルブ４ｃを介して上部のプラスチック
片供給口３ｄから帯電容器３内に投入するプラスチック
片供給装置４が設けられている。またこの帯電容器３に
は、送風ファン５ａから空気供給管５ｂを介して上部の
送風口３ｅから帯電容器３内に接線方向に旋回摺接空気
Ａを吹き込む旋回摺接装置５が付設されており、この旋
回摺接装置５により、プラスチック片供給口３ｄから帯
電容器３内に投入されたプラスチック片を旋回させて内
筒体３ａの内周面に摩擦接触させて帯電させ、さらに排
出口３ｆから排出するように構成されている。

【００１６】ここで基準プラスチック材について説明す
る。基準プラスチック材に代えて、帯電列ではたとえば
ＰＳとほぼ同じ順位に位置する銅やクロム、ニッケルな
どの金属を使用することもできる。しかし摩擦により帯
電された電荷が金属との接触により逃げるため、被摩擦
材として絶縁材であるプラスチック材を使用するほうが
よい。ところで、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を基準プラスチック材として選択し、この
ＰＰ製の基準プラスチック材に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
ック片はほとんど帯電されず、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基
準プラスチック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）を異ならせることができる。

【００１７】前記分離手段２は、図１に示すように、水
平軸心回りに矢印Ｂ方向に所定速度で回転されるととも
に接地された移動電極である金属製のドラム電極１１
と、ガイド板１２の出口近傍でドラム電極１１に一定間
隔をあけて配置された円弧板状の対向電極１３と、この
対向電極１３に高電圧を印加してドラム電極１１との間
に選別用静電場Ｒを形成する電源装置１４と、選別用静
電場Ｒの下方からドラム電極１１側に配置された第１分
離トレイ１５Ａおよび選別用静電場Ｒの下方から対向電
極１３側に配置された第２分離トレイ１５Ｂとで構成さ
れ、ドラム電極１１の外周部で第１分離トレイ１５Ａの
外端部上方にスクレーパ１６が配設されている。

【００１８】したがって、ドラム電極１１と逆のプラス
の電荷が帯電したプラスチック片がドラム電極１１の表
面に吸着され、吸着面が下方を向くか、またはスクレー
パ１６により分離されて第１分離トレイ１５Ａに落下さ
れる。またマイナスの電荷が帯電されたプラスチック片
がドラム電極１１に反発されるとともに対向電極１３に
吸引され、第２分離トレイ１５Ｂに落下されて分離され
る。

【００１９】ここで、上記装置により、基準プラスチッ
クとしてＰＰを使用し、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥなど数種類
のプラスチックの選別を行った結果について、たとえば
ＰＶＣのみの選別実験結果を図３に示す。実験結果によ
れば、ＰＶＣのプラスチック片の回収率は９０％、その
純度は９５％の選別能力が実証された。

【００２０】上記実施の形態によれば、帯電手段１によ
り、基準プラスチック材製の内筒体３ａの内面に摩擦接
触させて、帯電列の順位に応じてプラスの電荷が帯電さ
れたプラスチック片と、マイナスの電荷が帯電されたプ
ラスチック片と、帯電されないプラスチック片とを形成
する。そして落下時にドラム電極１１によりプラスの電
荷が帯電されたプラスチック片を吸着させるとともにマ
イナスの電荷が帯電されたプラスチック片を反発させ、
さらにプラスの電圧が印加された対向電極１３によりマ
イナスの電荷が帯電されたプラスチック片を吸引させ
る。これにより、プラスの電荷が帯電されたプラスチッ
ク片を第１分離トレイ１５Ａに分離回収でき、マイナス
の電荷が帯電されたプラスチック片および帯電されなか
ったプラスチック片を第２分離トレイ１５Ｂに回収する
ことができ、高回収率および高純度でプラスチック片を
種類毎に分離することができる。また、帯電手段１によ
り既に帯電されたプラスチック片をさらに分離用静電場
Ｒで帯電させるので、ドラム電極１１と対向電極１３に
印加される電圧は、従来より小さい電圧で精度よく分離
することができる。

【００２１】もちろん、上記選別を複数回繰り返すこと
もできるし、また基準プラスチック材の異なる帯電容器
を使用してして再度分離することもできる。また、ドラ
ム電極を無端状ベルト形の移動電極としてもよく、さら
に分離トレイを３個以上設置することもできる。

【００２２】図４は帯電容器３の変形例を示す。すなわ
ち帯電容器３内には、軸心位置に配置された軸筒２１
と、軸筒２１と内筒体３ａの内周面との間に螺旋状のガ
イドフィン２２を取り付け、これら軸筒２１とガイドフ
ィン２２とを内筒体３ａと同じ基準プラスチック材によ
り形成し、長い螺旋状摺接経路２３を形成したものであ
る。この螺旋状摺接経路２３によりプラスチック片と基
準プラスチック材との摺接面積を大幅に増大させること
ができ、帯電量を増大させることができて分別精度を向
上させることができる。

【００２３】図５は対向電極の変形例を示す。すなわち
この対向電極は、ドラム電極１１に一定間隔をあけて互
いに平行に配置されたドラム形対向電極３１により構成
され、ドラム電極１１に対して相対するＣ方向に回転装
置（図示せず）により回転されている。またドラム形対
向電極３１の外周面に摺接して吸着されたプラスチック
片を掻き落とす掻き取り具であるスクレーパ３２と、掻
き落とされたプラスチック片を収容する第３分離トレイ
３３が配設されている。

【００２４】上記構成によれば、マイナスの電荷が帯電
されてドラム電極１１に反発されたプラスチック片を、
積極的に吸着させてスクレーパ３２で掻き落とすことが
でき、分離精度をより向上させることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上に述べたごとく、請求項１および２
記載の発明によれば、基準プラスチック材への摩擦によ
り、基準プラスチック材に対する帯電列の順位に対応し
て、各プラスチック片に異なる極性と帯電量を付与し、
この帯電電荷の極性と帯電量（電圧）の差により、プラ
スチック片に含まれる複数の材質を、分離用帯電場の形
成用電極に対して、極性が逆で吸引されるものと、極性
が同じで反発されるものと、その中間とに、少なくとも
３つ以上選別することができ、プラスチック片をその材
質に応じた帯電列順位に合わせて、材質ごとにより正確
に選別することができる。また、プラスチック片は分離
用帯電場投入前に摩擦帯電されているので、電極に印加
される電圧は従来に比べて低電圧で精度よく分離するこ
とができる。

【００２６】上記請求項３記載の選別装置によれば、対
向電極に吸着されたプラスチック片を掻き取り具により
容易に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラスチックの選別装置の実施の
形態を示す構成図である。

【図２】同選別装置の帯電装置を示す縦断面図である。

【図３】同選別装置によるプラスチック片の回収状態お
よび純度と印加電圧の関係を示すグラフである。

【図４】同選別装置の帯電容器の変形例を示す縦断面図
である。

【図５】同選別装置の対向電極の変形例を示す構成図で
ある。

【図６】従来の静電選別装置を示す構成図である。

【図７】従来の静電分離の原理を示す説明図である。

【符号の説明】

１帯電手段２分離手段３帯電容器３ａ内筒体（基準プラスチック材）３ｂ外筒体３ｃ絶縁部材３ｄプラスチック片供給口３ｅ送風口３ｆ排出口４プラスチック片供給装置５旋回摺接装置１１ドラム電極１２ガイド板１３対向電極１４電源装置１５Ａ第１分離トレイ１５Ｂ第２分離トレイ１６スクレーパＲ分離用静電場２３螺旋状摺接経路３１ドラム形対向電極３２スクレーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者玉越大介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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉砕されたプラスチック片を種類毎に選別
するプラスチックの選別方法であって、プラスチック片を帯電列中間位置の基準プラスチック材
に摩擦接触させて、各プラスチック片のうち基準プラス
チック材より帯電列でプラス側に帯電し易い帯電位置の
プラスチック片にプラスの電荷を帯電させるとともに、
基準プラスチック材より帯電列でマイナス側に帯電し易
い帯電位置のプラスチック片にマイナスの電荷を帯電さ
せ、次いで分離用静電場を通過させることにより、分離用静
電場の形成用電極に対する各プラスチック片の持つ電荷
の極性および電圧による吸引反発力を利用して分離する
ことを特徴とするプラスチックの選別方法。
【請求項２】粉砕されたプラスチック片を種類毎に選別
するプラスチックの選別装置であって、選別経路の上流側に配置されプラスチック片を流送中
に、帯電列中間位置の基準プラスチック材に摩擦接触さ
せることにより帯電させる帯電手段と、この帯電手段の下流側に配置されて分離用静電場を通過
させることにより、各プラスチック片をさらに帯電させ
るとともにプラスチック片の持つ電荷の吸引反発力によ
り、プラスチック片を選別する分離手段とを具備し、分離手段は、プラスチック片を搬送落下させる移動電極
と、この移動電極に搬送されるプラスチック片を挟んで
対向する対向電極と、前記移動電極および対向電極に高
電圧を印加して移動電極と対向電極の間に分離用静電場
を形成する電源装置とを有することを特徴とするプラス
チックの選別装置。
【請求項３】対向電極を水平軸心回りに回転され対向ド
ラム電極により構成したことを特徴とする請求項２記載
のプラスチックの選別装置。