KR100404551B1

KR100404551B1 - 플라스틱 선별방법

Info

Publication number: KR100404551B1
Application number: KR10-2001-7005957A
Authority: KR
Inventors: 마에하타히데히코; 이노우에테츠야; 츠카하라마사노리; 타마코시다이수케
Original assignee: 히다치 조센 가부시키가이샤
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2003-11-05
Also published as: TW429166B; EP1132140A1; DE69927998T2; US6415929B1; CN1326381A; JP4017288B2; EP1132140A4; KR20010089442A; JP2000210589A; EP1132140B1; WO2000029119A1; DE69927998D1

Abstract

호퍼로 투입된 복수의 다른 수지계의 플라스틱으로 이루어진 플라스틱편을 교반해서 마찰대전할 때, 다른 종류의 플라스틱편의 양의 차가 크면, 교반시에 플라스틱편으로 분리에 필요한 대전량, 또는 극성이 얻어지지 않는 일이 있고, 플라스틱편의 선별을 충분히 행할 수 없었다. 회수하고자 하는 특정의 플라스틱편이 적은 경우, 마찰대전장치(3)내에 그 특정의 플라스틱편을 마찰대전 보조재로서 첨가해서 교반함으로써, 다른 종류의 플라스틱편(1)끼리(예를 들면 PVC와 PE)가 동일한 극성으로 대전하는 것을 방지하는 동시에 독자적인 대전량을 부여하고, 정전분리부(G)에서의 분리를 확실하게 행하여 특정의 플라스틱편을 회수할 수 있다.

Description

플라스틱 선별방법{METHOD OF SEPARATING PLASTIC}

최근, 쓰레기의 재활용화가 급격히 추진되고 있다. 그런데, 플라스틱 제품원료로서 소비되는 플라스틱류는 염화비닐계 수지(이하 「PVC」라고 함), 폴리에틸렌계 수지(이하 「PE」라 함), 폴리프로필렌계 수지(이하 「PP」라 함), 폴리스틸렌계 수지(이하 「PS」라 함) 및 메타크릴수지[아크릴수지](이하 「PMMA」라 함)가 전체의 약 80%를 차지하고, 회수되는 폐플라스틱도 이들 수지류가 대부분을 차지하고 있다. 또, 소위 페트병으로서 사용되는 폴리에틸렌텔레프탈레이트수지(이하 「PET」라 함)도 자체적으로 수집되고 있다. 그리고, 이들 수지를 재활용하는 경우에는 수지의 종류별로 분별하는 것이 중요하다.

그리고, 종래, 분쇄된 플라스틱편을 선별하는 기술로서, 플라스틱편의 대전성을 이용한 플라스틱 선별장치가 있다. 다음에, 이 플라스틱 선별장치(S)를 도 6에 기초해서 설명한다.

이 플라스틱 선별장치(S)에서는 피선별 분쇄쓰레기인 종류가 다른 수지계 플라스틱(1)을 혼재시킨 상태에서 호퍼(2)로 투입한다. 그렇게 하면, 호퍼(2)의 출구로부터 복수종류를 혼합한 플라스틱편(1)이 마찰대전장치(3)로 공급되고, 각 플라스틱편(1)은 이 마찰대전장치(3)에서 교반되어 마찰대전하고, 그후, 금속드럼전극(5)의 상면으로 산포된다. 또, 이 금속드럼전극(5)은 수평축심둘레에 소정방향으로 회전가능하게 되고, 또한 접지되어 있다.

상기 금속드럼전극(5)의 회전방향 경사상방으로는 원호판형상의 고전압전극(6)이 배치되어 있고, 이 고전압전극(6)에는 고압전원장치(7)의 극, 예를 들면 음극이 접속되고, 고압전원장치(7)의 양극은 접지되어 있다. 이 구성에 의해, 금속드럼전극(5)에 의해 회전접지전극이 구성되고, 고전압전극(6)과 금속드럼전극(5)사이에 선별용 정전장이 형성된다.

또, 금속드럼전극(5)하방에는 상방으로 개구한 제1분리용기(8) 및 제2분리용기(9)가 회전방향 상류측에 차례로 배치되고, 금속드럼전극(5)의 외주부에 금속드럼전극(5)둘레면에 부착한 플라스틱편(1)을 긁어모으는 브러시(10)가 배치되어 있다.

상기 구성에 의한 플라스틱편(1)의 분리방법을 설명한다. 혼합한 플라스틱편(1) 즉 복수종류의 플라스틱편(1)을 호퍼(2)로부터 마찰대전장치(3)로 투입하면, 이 마찰대전장치(3)의 통체내에서 다른 종류의 플라스틱편(1)끼리가 교반되어 서로 마찰해서 플라스틱편(1)마다의 극성·대전량으로 마찰대전된다. 그리고, 마찰대전된 플라스틱편(1)은 금속드럼전극(5)상에 산포되고, 마찰대전장치(3)로 마이너스의 전하로 대전된 플라스틱편(1)은 고전압전극(6)에 반발해서 금속드럼전극(5)에 흡인되고, 이 회전에 의해 제2분리용기(9)에 낙하하거나, 또는브러시(10)에 의해 금속드럼전극(5)의 표면으로 부터 모아져서 분리되어 제2분리용기(9)에 낙하한다. 한편, 플러스의 전하에 대전한 플라스틱편(1)은 고전압전극(6)측에 흡인되어 금속드럼전극(5)의 회전에 의해 제1분리용기(8)에 낙하한다.

상기와 같이, 종래의 마찰대전장치(3)에서는 호퍼(2)로 투입된 복수의 다른 수지계의 플라스틱으로 이루어진 플라스틱편(1)을 교반해서 마찰대전하는 것이지만, 다른 종류의 플라스틱편(1)의 양의 차(합계표면적의 차)가 극단적으로 크면, 교반시에 각 플라스틱편(1)에 반드시 소위 대전열순에 따른 분리에 필요한 극성·대전량(대전압)이 부여되지 않는 일이 있고, 이 경우, 플라스틱편(1)의 전하를 이용해서 선별하는 금속드럼전극(5) 또는 고전압전극(6)에서의 선별을 충분히 행할 수 없었다. 그래서, 본 발명은 상기 과제를 해결할 수 있는 플라스틱 선별방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 복수종류의 혼합된 플라스틱편으로 이루어진 피선별 분쇄쓰레기를 종류별로 선별하기 위한 플라스틱 선별방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태를 나타낸 플라스틱 선별장치의 전체구성을 나타낸 개략도이다.

도 2는 플라스틱편의 교반중량과 회수율·순도의 관계를 나타낸 그래프도이다.

도 3은 PVC의 함유량과 단위중량당의 대전전위의 관계를 나타낸 그래프도이다.

도 4는 특정의 플라스틱편의 함유율과 기타 플라스틱의 회수율·순도의 관계를 나타낸 그래프도이다.

도 5는 본 발명의 제2실시형태를 나타낸 플라스틱 선별장치의 전체구성을 나타낸 개략도이다.

도 6은 종래의 플라스틱 선별장치의 전체구성을 나타낸 개략도이다.

선별대상이 되는 특정의 플라스틱의 양이 매우 소량일 때, 마찰대전후의 플라스틱의 종류에 기초한 본래의 대전열순으로 반드시 되지 않고, 또 대전량도 정전분리에 불충분한 것으로 되는 일이 있는 점에서, 특정의 플라스틱의 양을 정전분리가 충분히 행해질 수 있는 양까지 증가함으로써 이 과제를 해결하는 데에 이르렀다. 그러나, 특정의 플라스틱의 양은 주어진 것으로, 자유롭게는 변할 수 없으므로, 특정의 플라스틱과 같은 종류의 플라스틱을 마찰대전 보조재로서 첨가하고, 또 플라스틱이 마찰대전후에는 이 보조재는 분리행정으로는 이동하지 않고 마찰대전부에 남아 반복사용하도록 한 플라스틱 선별방법이다.

구체적으로 본원발명은 분쇄된 복수종류의 플라스틱편이 혼합되어 이루어진 플라스틱편을 마찰대전장치에 투입해서 교반함으로써 플라스틱편의 종류에 따른 극성·대전량으로 마찰대전시킨 후, 정전분리부에서 플라스틱편끼리를 정전적으로 분리함으로써 플라스틱편중에서 특정의 플라스틱편을 선별하는 방법으로서, 특정의 플라스틱편의 중량이 다른 플라스틱편의 중량에 비해서 부족하고, 전체플라스틱중량의 10%에 만족하지 않을 때, 특정의 플라스틱편을 정전분리부에서 분리가능한 극성·대전량으로 마찰대전시키므로, 소정의 입자형상으로 형성한 특정의 플라스틱편 또는 이것과 같은 종류의 플라스틱편을 마찰대전장치에 마찰대전 보조재로서 첨가하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별방법이다.

또 마찰대전장치내의 특정의 플라스틱편의 중량을 Wt, 마찰대전장치내에서 첨가하는 마찰대전 보조재를 포함하는 플라스틱편의 전체중량을 W로 했을 때, 마찰대전 보조재의 첨가량을

(Wt+Wm)/W=0.1∼0.9

로 결정되는 양으로 한다.

또 마찰대전 보조재의 크기는 플라스틱편의 사이즈의 1/2에서 2배의 사이즈로 하는 것이다.

상기 발명에 의한 마찰대전 보조재첨가에 의해 상대량이 적은 플라스틱이어도, 정전분리부에서의 분리를 확실하게 행하고, 특정의 플라스틱편을 회수할 수 있다.

또, 마찰대전 보조재의 지름을 플라스틱편의 사이즈(D)보다 크게 설정하고,플라스틱편과 마찰대전 보조재를 각각의 사이즈에 기초해서 분리함으로써 마찰대전후의 마찰대전 보조재를 마찰대전장치내에 잔류시키도록 하고, 마찰대전 보조재를 마찰대전장치내에서 반복해서 사용한다.

또한, 플라스틱편의 사이즈와 마찰대전 보조재의 지름을 다르게 하고, 마찰대전후에 플라스틱편 및 마찰대전 보조재를 모두 마찰대전장치로부터 배출하도록 하고, 플라스틱편과 마찰대전 보조재를 각각의 사이즈에 기초해서 분리해서 마찰대전 보조재를 마찰대전장치내로 복귀시켜 반복사용한다.

이것에 의해 마찰대전 보조재의 반복사용을 달성할 수 있고, 경제성이 꾀해진다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초해서 설명한다. 먼저, 본 발명의 제1실시형태에 따른 플라스틱 선별방법을 실시하기 위한 플라스틱선별장치(S)를 도 1에 기초해서 설명한다.

이 플라스틱 선별장치(S)는 복수종류의 다른 수지계의 플라스틱편(1)을 혼합한 플라스틱편(피선별분쇄쓰레기)(1)를 투입하는 호퍼(2)와, 이 호퍼(2)의 출구(2a)측에 배치되어 플라스틱편(1)을 교반함으로써 플라스틱편(1)을 그 종류에 따른 극성·대전량으로 마찰대전시키기 위한 마찰대전장치(3)와, 이 마찰대전장치(3)의 하방에 배치되어, 마찰대전된 플라스틱편(1)을 정전분리하기 위한 정전분리부(G)와, 이 정전분리부(G)에서 정전분리된 플라스틱편(1)을 종류별로 회수(선별)하기 위한 제1분리용기(8) 및 제2분리용기(9)를 구비하고 있다.

상기 마찰대전장치(3)는 경사대(17)에 탑재되고, 이 경사대(17)는 후술의 슈트(P)측에 설치한 힌지부재(18)둘레에 회전가능하게 부착되고, 마찰대전중에는 수평상태로 유지되고, 마찰대전종료후에는 경사대(17)를 힌지부재(18)둘레에 경사시킴으로써, 마찰대전장치(3)를 소정 각도 경사시키고, 내부의 플라스틱(1)을 배출하도록 구성되어 있다.

또, 상기 마찰대전장치(3)는 그 내부의 용기에 도시하지 않은 플라스틱편 교반용 교반부재가 설치되고, 이 용기의 한 쪽의 상면에 상기 호퍼(2)의 출구(2a)에 연통되어 접속된 도입구(14)가 형성되고, 용기의 다른 쪽 하면에 플라스틱편(1)의낙하구(16)가 형성되어 있다.

이 낙하구(16)에 후술하는 마찰대전 보조재의 입경보다 작은 구멍을 갖는 망체(M)가 배치되고, 이 망체(M)와 정전분리부(G)사이에는 플라스틱(1)을 정전분리부(G)로 공급하기 위한 상기 슈트(P)가 배치되어 있다.

상기 정전분리부(G)는 도 1에 나타내듯이, 슈트(P)의 하방에 배치된 금속드럼전극(5)과, 이 금속드럼전극(5)의 우측경사상방에 배치된 고전압전극(6)과, 금속드럼전극(5)의 하방측에 배치되어 금속드럼전극(5)둘레면에 부착한 플라스틱편(1)을 모으기 위한 브러시(10)로 구성되어 있다.

또, 상기 금속드럼전극(5)은 수평축심둘레에 소정방향으로 회전가능하게 구성되어 접지되고, 상기 고전압전극(6)에는 고압전원장치(7)의 음극이 접속되고, 고압전원장치(7)의 양극은 접지되어 있다. 그리고, 이 접지에 의해 금속드럼전극(5)에 의해 회전접지전극이 형성되고, 고전압전극(6)과 금속드럼전극(5)사이에 선별용 정전장이 형성된다.

또, 상기 제1분리용기(8) 및 제2분리용기(9)는 금속드럼전극(5)의 하방에 금속드럼전극(5)의 회전방향으로 순서대로 나열해서 배치되고, 제1분리용기(8) 및 제2분리용기(9)모두 상방으로 개구하고 있다.

다음에, 상기 구성의 플라스틱 선별장치(S)에 있어서의 플라스틱 선별방법을 설명한다.

플라스틱편(1)을 망체(M)의 구멍보다 작은 사이즈(D)로 분쇄형성해서, 복수종류 혼재한 상태에서 호퍼(2)로부터 마찰대전장치(3)로 투입한다. 그렇게 하면,마찰대전장치(3)내에서 복수종류의 플라스틱편(1)이 교반되고, 그 종류에 따른 대전열(나중에 상술한다)에 따라, 플라스틱편(1)마다의 극성·대전량으로 마찰대전된다.

그리고, 마찰대전장치(3)로 플라스틱편(1)을 마찰대전시킬 때, 회수(분리)하고자 하는 특정의 플라스틱편(1a), 예를 들면 PVC의 양이 적은 경우에는 그 특정의 플라스틱편(1a)을 다른 플라스틱편(1)의 입자사이즈보다 크고(예를 들면 2배) 또한 망체(M)의 구멍보다 대경으로 형성한 것을 마찰대전 보조재로서 소정량만큼 첨가한다. 즉, 파쇄된 플라스틱편의 3변(길이, 폭, 두께 또는 높이)의 사이즈를 플라스틱편의 사이즈(D)로서 마찰대전 보조재의 지름(D1)을 상기 사이즈(D)의 적어도 1변보다 큰 사이즈로 설정하고 있다.

그리고, 마찰대전장치(3)로 투입된 플라스틱편(1)은 마찰대전장치(3)의 용기내에서 플라스틱편(1)끼리 및 교반부재로 교반되어 서로 마찰한다. 이때, 플라스틱편(1)에는 마찰대전 보조재가 소정량만큼 첨가되어 있는 것으로, 플라스틱편(1)마다의 종류에 따른 극성·대전량(대전압)으로 대전된다.

그리고, 플라스틱편(1)이 그 종류에 따른 극성·대전량으로 마찰대전하면, 경사대(17)를 힌지부재(18)둘레에 경사시킴으로써 마찰대전장치(3)를 경사시키고, 낙하구(16)로부터 마찰대전한 플라스틱편(1)을 낙하시킨다.

그렇게 하면, 마찰대전 보조재의 지름(D1)을 망체(M)의 구멍보다 대경으로 형성하고, 플라스틱편(1)의 사이즈(D)와 마찰대전 보조재의 지름(D1)과의 관계를 D＜D1으로 설정하고 있으므로, 플라스틱편(1)(특정의 플라스틱편(1a)을 포함)은 망체(M)를 통과해서 슈트(P)에 이르고, 마찰대전 보조재는 망체(M)에 의해 포획되고, 마찰대전장치(3)안에 잔류한다. 그리고, 망체(M)를 통과한 플라스틱편(1)은 슈트(P)를 통해 금속드럼전극(5)상에 산포된다.

그런데, 슈트(P)에 의해 안내되어 정전분리부(G)에 안내된 플라스틱편(1)은 마찰대전장치(3)로 플라스틱편(1)마다의 극성·대전량으로 마찰대전되어 있고, 예를 들면 마이너스의 전하가 대전된 플라스틱편(1)은 고전압전극(6)에 반발해서 금속드럼전극(5)에 흡인되고, 금속드럼전극(5)의 회전에 따라 제2분리용기(9)에 낙하한다. 또는 브러시(10)에 의해 금속드럼전극(5)의 표면으로부터 모아져서 제2분리용기(9)에 낙하한다. 즉, PVC는 마이너스로 대전됨으로써 제2분리용기(9)에 낙하한다. 또, 반대로 플러스의 전하가 대전한 플라스틱편(1)은 고전압전극(6)의 표면에 흡착되어 금속드럼전극(5)의 회전에 의해 제1분리용기(8)에 낙하하여 회수된다.

이렇게 해서 회수하고자 하는 특정의 플라스틱편(1)이 부족한 경우, 부족한 만큼 특정의 플라스틱편(1)을 마찰대전 보조재로서 첨가함으로써, 특정의 플라스틱편(1)에 충분한 전하를 부여하고, 혼합된 플라스틱(1)중에서 특정의 플라스틱편(1)을 회수할 수 있다.

여기에서, 구체적으로 플라스틱편(1)의 종류로서, PE, PP, PS, PET 및 PVC를 이용하고, 마찰대전후의 회수율, 회수순도의 시험을 행했다. 또, 이 시험에서는 상기 플라스틱편(1)의 중량비율을

PE:PP:PS:PET:PVC=4:2:2:1:1

로 하고, 1회의 플라스틱편(1)의 전체중량(교반중량)(W)을 100∼500g으로 했다. 그시험결과는 도 2에 나타낸 그래프도와 같다.

이 그래프도는 PVC를 한 쪽의 분리용기에 분리회수했을 때, 다른 쪽의 분리용기안에 남은 플라스틱편(1)인 PE, PP, PS, PET전체로서의 회수율·순도를 나타낸다. 이 그래프도로부터 명백하듯이, 상기 중량비율에 있어서는, 순도(●로 나타냄)는 90%이상으로 높지만, 회수율(○로 나타냄)이 50%정도로 낮은 것을 알 수 있다. 또, 이 시험에서는 플라스틱편(1)의 사이즈를 3mm, 마찰대전 보조재의 지름을 6mm, 망체(M)로서 구멍을 5mm의 것을 이용했다.

다음에 상기와 같이 회수율이 낮은 원인을 밝히기 위해, 혼재하는 5종류의 플라스틱편(1)을 마찰대전시킨 후의 PVC와 PE의 대전전위를 조사했다. PVC이외의 상기 4종류, 즉 PE, PP, PS, PET의 비율은 상기 비율그자체로서, PVC의 비율만을 변동시킨 결과를 도 3에 나타낸다. PVC의 함유중량이 20중량%이하 혹은 80중량%이상에서는 상기와 같이 PP를 중간의 대전순위에 있는 기준플라스틱재로서 선택해서 다른 플라스틱재를 마찰시킨 경우에는 대전열적으로는 플러스로 대전되는 PE의 극성이 PVC와 같은 마이너스로 되어 있는 것이 밝혀졌다. 이와 같이, PE의 극성이 PVC와 같은 마이너스에 대전해 버리면, 특정의 플라스틱편(1a), 예를 들면 PVC를 다른 플라스틱편(1)으로부터 분리해서 꺼내고자 하는 경우, 정전분리부(G)에서의 분리성능이 저하하게 된다.

그래서, 마찰대전 보조재를 첨가함으로써 특정의 플라스틱편(1a)의 비율을 바꾸고, 기타의 플라스틱의 회수율이나 순도가 어떻게 변화하는 가를 조사하기 위해 사이즈3mm의 플라스틱편(1a), 지름6mm의 마찰대전 보조재 및 구멍5mm의 망체(M)를 이용해서 실험을 행했다. 특정의 플라스틱편(1a)의 중량을 Wt, 첨가하는 마찰대전 보조재의 중량을 Wm, 마찰대전장치(3)에 투입하는 플라스틱편(1)의 전체중량(마찰대전 보조재의 중량을 포함)을 W로 해서, R≡(Wt+Wm)/W를 변화시켜 실험을 행했다. 그 결과를 도 4에 나타낸다. 본 도면은 횡축에 마찰대전장치내에 있어서의 마찰대전 보조재를 포함하는 특정의 플라스틱편의 함유율인 상기 R을 취하고, 종축은 분리용기내의 특정의 플라스틱편을 제외한 기타 플라스틱의 회수율 및 순도를 나타낸 것이다. 본 도면으로부터 마찰대전 보조재를 포함하는 특정의 플라스틱편의 함유율이 약 10∼90%의 범위에서는 회수율은 약 50%이상이 되고, 특히 함유율이 50%근방에서는 회수율이 90%를 초과해서 분리되고 있는 것을 알 수 있다. 또 분리후의 순도에 있어서는 함유율이 전체 범위에 있어서 모두 90%를 초과하고 있다.

그러나, 이 실험결과는 상기와 같이 각 플라스틱편(1)의 사이즈를 3mm, 마찰대전 보조재의 지름을 6mm로 한 경우로서, 마찰대전 보조재의 지름이 상기와 다른 경우, 마찰대전 보조재가 동일중량이어도, 마찰대전 보조재가 다른 플라스틱편(1)과 접촉하는 표면적(크기)이 변하고, 상기 결과가 반드시 일치한다라고는 할 수 없다라고 추정되었다.

그래서, 마찰대전 보조재의 지름(D1)을 6mm보다 작게 한 1.5mm의 경우에 대해서 실험했다. 이때에는 사용한 마찰대전 보조재의 중량을 1.5mm지름의 마찰대전 보조재의 합계표면적과 같은 6mm지름의 마찰대전 보조재의 중량으로 환산하면, 거의 도 4의 그래프와 일치하는 것을 알 수 있었다.

이번에는 반대로, 마찰대전 보조재의 입경이 특정의 플라스틱편(1a)의 사이즈의 2배를 초과하는 예를 들면 10mm로 형성해서 동일한 실험을 행했지만, 도 4의 결과에 이르러서는 2배이상의 마찰대전시간이 필요한 것을 알 수 있었다.

이와 같이, 본 발명의 제1실시형태에 의하면, 상기 R의 값이 0.1에서 0.9의 범위에서 고순도의 회수를 행할 수 있다. 그러나, R의 값이 0.5에서 멀어짐에 따라 특정의 플라스틱편(1)의 회수율은 저하하고 있는 것을 알 수 있다. 예를 들면 R=0.1, 0.9에서는 회수율은 50%정도로 낮지만, 이것은 상기한 분리작업을 몇번이나 반복해서 행함으로써 해소할 수 있는 것이다. 즉, 마찰대전장치(3)안에 잔류하고 있는 마찰대전 보조재를 그대로 재이용해서 이것을 일단 분리작업을 행한 후의 특정의 플라스틱편(1a)과 다시 교반하여 마찰대전시킴으로써 특정의 플라스틱편(1a)에 혼합하는 다른 플라스틱편(1)의 분리를 행함으로써 회수율을 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 일단 분리작업을 행해서 얻은 PVC(특정의 플라스틱편(1)의 회수율이 가령 50%이고, 다른 플라스틱편(1)이 약 50%혼재한 경우, 잔류하고 있는 마찰대전 보조재를 그대로 재이용해서 다른 플라스틱편(1)이 약 50%혼재한 상태의 특정의 플라스틱편(1)과 다시 교반하여 마찰대전시킨 결과, 70%의 회수율이 얻어졌다. 물론 이 경우의 순도도 90%이상으로 높은 것이었다.

또, 마찰대전 보조재를 재이용할 때, 잔류하고 있는 마찰대전 보조재의 양에 따라 다른 플라스틱편(1)을 마찰대전장치(3)에 투입함으로써, 특정의 플라스틱편(1a)을 소정의 극성·대전량으로 한다. 이와 같이 고회수율을 얻기 위해서는 상기 정전분리작업을 복수회 반복하므로써 실현할 수 있다.

또, 회수량이 많은 PVC, PE, PP, PS 및 PET를 플러스로 대전되기 쉬운 측에서 마이너스로 대전되기 쉬운 측으로 대전열순으로 나열하면, 예를 들면 정전학회편의 정전기핸드북에 기재되어 있듯이 PS, PE, PP, PET, PVC의 배열순이 된다.

여기에서, 대전열로 중간순위에 위치하는 PP를 기준플라스틱재로서 선택하여, 이 PP제의 기준플라스틱재에 다른 플라스틱재를 마찰시키면, PS, PE모두 플러스로 대전되고, 또한 PS의 쪽이 전하가 많이 대전되고, 또 PP에는 거의 대전되지 않고, 또한 PET, PVC모두 마이너스로 대전되고, 게다가 PVC의 쪽이 전하가 많이 대전된다. 이와 같이, 대전열의 중간순위의 플라스틱을 기준플라스틱재로서 선택함으로써 플라스틱편(1)을 그 종류마다의 극성·대전량으로 할 수 있다.

따라서, 대전열적으로는 PET도 PVC와 마찬가지로 마이너스로 대전되고, 제2분리용기(9)에 낙하하는 것이 고려되지만, 이것은 선별용 정전장으로 인가하는 전압을 변화시킴으로써 대응할 수 있다.

다음에, 도 5에 기초해서 본 발명의 제2실시형태의 플라스틱 선별방법을 실시하기 위한 플라스틱 선별장치(S)를 설명한다. 이 플라스틱 선별장치(S)는 복수종류의 다른 수지계의 플라스틱편(1)을 혼합시킨 상태에서 투입하는 호퍼(2)와, 이 호퍼(2)의 출구(2a)측에 배치되어 플라스틱편(1)을 교반함으로써 플라스틱편(1)의 종류에 따른 극성·대전량으로 마찰대전시키기 위한 마찰대전장치(3)와, 이 마찰대전장치(3)의 하방에 배치되어 마찰대전된 플라스틱편(1)을 정전분리하기 위한 정전분리부(G)와, 이 정전분리부(G)에서 정전분리된 플라스틱편(1)을 종류별로 회수(선별)하기 위한 제1분리용기(8) 및 제2분리용기(9)를 구비하고 있다.

상기 마찰대전장치(3)는 그 용기의 내부에 도시하지 않은 플라스틱편 교반용교반부재가 설치되고, 이 용기의 한쪽 상면에 호퍼(2)의 출구(2a)에 연통되어 접속된 도입구(14)가 형성되고, 용기의 다른 쪽의 하면에 플라스틱편(1)의 낙하구(16)가 형성되어 있다.

이 낙하구(16)에는 마찰대전 보조재를 포획하는 경사진 망체(M)가 배치되고, 이 망체(M)를 통과한 플라스틱편(1)을 정전분리부(G)측으로 안내하기 위한 안내판(P)이 망체(M)와 정전분리부(G)와의 사이에 배치되고, 망체(M)의 하부경사측 단부에는 망체(M)로 포획된 마찰대전 보조재를 호퍼(2)에 복귀시키는 재사용장치(20)가 부착되어 있다.

또, 마찰대전 보조재는 플라스틱편(1)(회수하고자 하는 특정의 플라스틱편(1a)을 포함)의 사이즈보다 크고(예를 들면 2배) 또한 망체(M)의 구멍보다 큰 지름(D1)의 대략 구상으로 형성되어 있다. 즉, 플라스틱편의 사이즈(D)와 마찰대전 보조재의 지름(D1)이 다르고, 또한 D＜D1이 되도록 설정되어 있다.

상기 정전분리부(G)는 도 5에 나타내듯이, 안내판(P)의 하방에 배치된 금속드럼전극(5)과, 이 금속드럼전극(5)의 경사상방에 배치된 고전압전극(6)과, 금속드럼전극(5)의 하방측에 배치되어 금속드럼전극(5)의 둘레면에 부착한 플라스틱편(1a)을 모으기 위한 브러시(10)로 구성되어 있다.

또, 상기 금속드럼전극(5)은 수평축심둘레에 소정방향으로 회전가능하게 구성되어 접지되어 있다. 또, 상기 고전압전극(6)에는 고압전원장치(7)의 음극이 접속되고, 고압전원장치(7)의 양극은 접지되어 있다. 그리고, 이 접속에 의해 금속드럼전극(5)에 의해 회전접지전극이 형성되고, 고전압전극(6)과 금속드럼전극(5)사이에 선별용 정전장이 형성된다.

또, 상기 제1분리용기(8) 및 제2분리용기(9)는 금속드럼전극(5)의 하방에 금속드럼전극(5)의 회전방향으로 순서대로 나열되어 배치되고, 제1분리용기(8) 및 제2분리용기(9)로두 상방으로 개구하고 있다.

이와 같이, 상기 제2실시형태의 구성의 플라스틱 선별장치(S)에서도 제1실시형태와 마찬가지로 도 4에 나타낸 회수율 및 순도가 얻어졌다.

그런데, 특정의 플라스틱(1)이 어떤 사이즈보다 큰 경우에서는 마찰대전 보조재의 지름은 그보다 작고, 또한 특정의 플라스틱(1a)의 1/2배까지가 유효범위로 되는 것은 상술한 대로이다.

그러나, 마찰대전 보조재의 지름을 1/3∼1/4정도의 지름으로 형성하면, 마찰대전 보조재특정의 플라스틱(1a)으로부터 떨어지는 것도 있지만, 정전적으로 흡착해서 회수되지 않고, 정밀도좋은 분리를 할 수 없는 것도 실험의 결과로 알 수 있었다.

그런데, 마찰대전 보조재를 특정의 플라스틱편(1a)보다 소경으로 형성하고, 망체(M)구멍보다 작게 한 경우, 마찰대전 보조재를 망체(M)로 포획할 수는 없지만, 이 경우, 마찰대전 보조재이외의 플라스틱편(1)을 포획해서 정전분리부(G)에 공급하고, 망체(M)를 통과한 마찰대전 보조재를 따로 포획하도록 해서 호퍼(2)에 복귀하도록 하면, 반복해서 사용할 수 있다.

그리고, 상기 각 실시형태에서는 특정의 플라스틱편(1a)이 부족한 경우, 그 플라스틱편(1a)을 마찰대전 보조재로서 첨가했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고,특정의 플라스틱편(1a)과 같은 종류의 플라스틱편, 혼합한 플라스틱편(1)의 대전서열로 중간에 위치하는 플라스틱편(1) 및 소정의 대전서열로 플러스 또는 마이너스에 위치하는 플라스틱편 중 어느 하나를 첨가하도록 해도 좋고, 이 경우에도, 상기 각 실시형태와 마찬가지로 각각의 플라스틱편(1)이 정전분리부(G)에서 정전분리가능하도록 플라스틱편(1)에 분리에 필요한 극성·대전량(대전압)이 부여되고, 정밀도좋은 분리가 가능하게 된다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명은 특정의 플라스틱편의 양이 다른 플라스틱편의 양에 비해 부족한 경우, 특정의 플라스틱편을 정전분리부에서 분리가능하도록 대전시키기 위해서 마찰대전장치에 마찰대전 보조재로서 첨가함에 있어서, 마찰대전장치내의 특정의 플라스틱편의 중량을 Wt, 첨가하고자 하는 마찰대전 보조재의 중량을 Wm, 마찰대전장치내의 플라스틱편의 전체중량을 W로 하고, 그 관계를 (Wt+Wm)/W=0.1∼0.9로 설정하고, 마찰대전 보조재의 첨가량을 상기 식에 상당하는 플라스틱편의 양으로 했기 때문에, 분쇄된 복수종류의 플라스틱편이 혼합되어 이루어진 플라스틱편을 마찰대전장치에 투입해서 교반함으로써 플라스틱편의 종류에 따른 전하를 마찰대전시킨 후, 정전분리부에서 플라스틱편끼리를 정전적으로 분리함으로써 플라스틱편중에서 특정의 플라스틱편을 확실하게 선별할 수 있다.

Claims

분쇄하여 입자형상으로 형성된 복수종류의 플라스틱편이 혼합되어 이루어진 플라스틱편(1)을 마찰대전장치(3)에 투입해서 교반함으로써 플라스틱편(1)의 종류에 따른 극성 및 대전량으로 마찰대전시킨 후, 각 플라스틱편(1)을 정전분리부(G)에서 특정의 플라스틱편(1a)을 포함하는 군과 특정의 플라스틱편(1a)을 포함하지 않는 군으로 정전적으로 분리함으로써 플라스틱편(1)중에서 특정의 플라스틱편(1a)을 선별하는 방법에 있어서,

특정의 플라스틱편(1a)의 중량이 플라스틱편(1) 전체 중량의 10%에 만족하지 않을 때, 특정의 플라스틱편(1a)을 정전분리부(G)에서 분리가능한 극성·대전량으로 마찰대전시키기 위해, 입자형상으로 형성한 특정의 플라스틱편(1a) 또는 이것과 같은 종류의 플라스틱편을 마찰대전 보조재로서 마찰대전장치(3)에 첨가하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별방법.
제1항에 있어서, 상기 특정의 플라스틱편(1a)의 중량을 Wt로 하고, 마찰대전장치(3)안의 마찰대전 보조재를 포함하는 플라스틱편의 전체중량을 W로 했을 때, 상기 마찰대전 보조재의 첨가량(Wm)은

(Wt+Wm)/W=0.1∼0.9

를 만족하는 양인 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별방법.
제2항에 있어서, 상기 마찰대전 보조재의 지름(D1)은 상기 플라스틱편(1)의 사이즈(D)의 1/2에서 2배 사이로 설정하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별방법.
제3항에 있어서, 마찰대전 보조재의 지름(D1)을 플라스틱편의 사이즈(D)보다 크게 설정하고, 마찰대전 보조재와 플라스틱편의 치수의 상위에 기초하여 분리하는 수단(M)을 마찰대전장치의 낙하구(16)에 설치함으로써, 마찰대전후의 마찰대전 보조재를 마찰대전장치(3)내에 잔류시키도록 하고, 마찰대전 보조재를 마찰대전장치(3)내에서 반복해서 사용하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별방법.
제3항에 있어서, 마찰대전 보조재의 지름(D1)을 플라스틱편의 사이즈(D)와 다르게 하고, 마찰대전후에 플라스틱편 및 마찰대전 보조재를 모두 마찰대전장치(3)로부터 배출한 후에, 플라스틱편과 마찰대전 보조재를 각각의 치수의 상위에 기초하여 분리하고, 마찰대전 보조재를 마찰대전장치(3)내에 복귀시켜 반복사용하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별방법.