WO2014174736A1 - 物質の選別装置、選別方法 - Google Patents

物質の選別装置、選別方法 Download PDF

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WO2014174736A1
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conveyor
sorting
material type
airflow
blower
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将稔 宮坂
環生 小島
秀司 植田
健一郎 八田
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sorting technique for sorting a small piece made of a specific material type from a sorting target in which a plurality of small pieces are collected, and in particular, a small piece of a specific resin type from a sorting target obtained by crushing used home appliances and the like.
  • the present invention relates to sorting technology for sorting.
  • PP polypropylene
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • Patent Document 1 proposes a sorting method that takes into account the above-mentioned problems related to the recycling of resin materials.
  • Patent Document 1 identifies the material to be sorted flowing on the conveyor, identifies the material type for each small piece with an identification device, and discharges the identified specific material type resin from the conveyor end of the conveyor.
  • This is a technique for separating from the flight path to be selected.
  • air is discharged from nozzles arranged above or below the flight path in a pulsed manner, and only small pieces of a specific material type are blown away to separate from the selection target. It also has an air supply device that uses a gas source for transporting materials.
  • FIGS. 10a to 10c and FIG. 11 show an embodiment of a conventional sorting method for sorting objects.
  • FIGS. 10a to 10c are side views of a process of selecting small pieces 2A of a desired specific material type from the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D conveyed by the conveyor 1, and
  • FIG. 11 is a plan view.
  • FIG. 10a shows small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D as sorting objects conveyed by the conveyor 1, and the small piece 2A is a desired specific material type.
  • the device indicated by reference numeral 3 in the figure is an identification device.
  • a portion indicated by reference numeral 4 in the drawing is a conveyance end of the conveyor 1 from which the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D are discharged.
  • the member indicated by reference numeral 5 in the figure is provided in the width direction of the conveyor 1 in order to separate the small pieces 2A of a specific material type from the flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D discharged from the conveying end 4. It is a nozzle group.
  • the member indicated by reference numeral 8 in the drawing is a sorting plate for separating the small pieces 2A of the specific material type separated from the flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D.
  • 10a is a side view
  • FIG. 11 is a plan view of the same scene as FIG. 10a.
  • the selection objects 2A, 2B, 2C, and 2D pass under the identification device 3, and the material type and shape are identified.
  • the small pieces 2 ⁇ / b> A, 2 ⁇ / b> B, 2 ⁇ / b> C, 2 ⁇ / b> D identified by the identification device 3 are discharged from the transport end 4 of the conveyor 1. Furthermore, when the small piece 2A, which is a desired specific material type, passes under the nozzle group 5, pulse air is discharged only from the corresponding part of the nozzle, and the desired specific is obtained from the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, 2D. A small piece 2A, which is a material type, is blown off and selected.
  • representative flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D discharged from the conveying end 4 of the conveyor 1 are indicated by solid lines, dotted lines, and one-dot broken lines.
  • two or more independent air nozzle groups are arranged along the flight path of the small pieces to be sorted. It is necessary to separate the small pieces into the material types from the flight path of the small pieces to be sorted by pulsed air.
  • FIG. 12a to FIG. 12c show an embodiment of a sorting method for simultaneously sorting small pieces of two or more kinds of specific material types by one sorting process.
  • the figure shows a process of selecting small pieces 2A and 2B of a desired specific material type from the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D, which are objects to be sorted conveyed by the conveyor 1.
  • FIG. 12a shows the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be sorted that are conveyed by the conveyor 1, and the small pieces 2A and the small pieces 2B are small pieces of a desired specific material type.
  • the identification device 3 and the conveying end 4 from which the small pieces 2A, 2B, 2C and 2D to be sorted are discharged are the same as described above.
  • the symbols 5A and 5B in the figure are provided in the width direction of the conveyor 1 in order to separate the small pieces 2A and 2B of a specific material type from the flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D discharged from the conveying end 4.
  • Reference numerals 8A and 8B in the figure are sorting plates for sorting the small pieces 2A and 2B of a specific material type separated from the flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be sorted.
  • FIG. 12b shows a state in which the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be selected pass under the identification device 3 and the material type and shape are identified.
  • FIG. 12c shows a state in which the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D that are the objects of selection identified by the identification device 3 are discharged from the transport end 4. Further, when the small pieces 2A and 2B of a desired specific material type pass under the nozzle groups 5A and 5B, air is discharged in a pulsed manner, and the flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be selected Thus, the small pieces 2A and 2B of a desired specific material type are ejected. Representative flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D that are the objects of selection discharged from the conveyance end 4 are indicated by a solid line, a dotted line, and a one-dot broken line.
  • the flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D that are the objects of selection discharged from the transport end 4 vary due to the difference in shape and specific gravity. Further, the variation increases as the distance from the conveyance end 4 increases.
  • a material type with a low bulk density such as urethane foam
  • has a high drag force so that the flight path is as indicated by the one-dot broken line in FIG.
  • a sheet-like resin material having a small thickness and a large area may be lifted by lift, and the flight path may be a trajectory as shown by a dotted line in FIG. For this reason, the accuracy of sorting far away from the transport end 4 is reduced due to variations in the flight path.
  • Patent Document 1 when the material is discharged from the conveyor carry-out end, transportation is smoothly performed by utilizing a transportation gas source for transporting the material in order to separate only the specific material from the falling path of the other material.
  • a transportation gas source for transporting the material in order to separate only the specific material from the falling path of the other material.
  • the target object of a small piece cannot be sorted with high accuracy, and the collected collected material has poor purity and cannot be used again as a recycled material. Accordingly, in order to select two or more specific material types with high accuracy at the same time by a single selection process, it is a problem to stabilize the flight trajectory of the small pieces to be selected.
  • the present invention has as its main object to provide a sorting apparatus and a sorting method with high sorting efficiency and high sorting accuracy in view of the above-mentioned conventional problems.
  • the sorting method is a sorting method for sorting a specific material type and another material type from a selection target in which the specific material type and other material type are mixed.
  • the sorting object is transported in one direction in a state of being placed on a conveyor, the composition of the specific material type placed on the conveyor is identified by an identification device, and at the front end in the transport direction of the conveyor, An air flow having a wind speed that matches or substantially matches the conveying speed of the conveyor is generated by a blower, and the air flow is stabilized by a rectifying plate arranged along the flight path to be selected, and the identified specific material type
  • the position information of the object is acquired, and pulse air is injected by an injection device when a specific material type that receives the airflow from the conveyor and flies is passed.
  • the air flow generated by the blower is B (m / s) when the conveying speed of the conveyor is A (m / s) and B (m / s) is the air velocity of the air flow at the tip in the conveying direction of the conveyor. It may be an air flow such that the value of / A is within 1 ⁇ 0.15.
  • the direction of the airflow may coincide with the popping-out direction of the selection target at the front end portion in the transport direction of the conveyor.
  • the sorting device is a sorting device that sorts a specific material type and another material type from a selection target in which the specific material type and other material type are mixed.
  • a conveyor that conveys the selection target in one direction in a loaded state, an identification device that identifies a composition of a specific material type placed on the conveyor, and positional information of the identified specific material type And a jet of jetting pulsed air at the time of passage of a specific material type flying from the conveyor, and an air flow with a wind speed that matches or substantially matches the transport speed of the conveyor at the tip in the transport direction of the conveyor And a rectifying plate arranged along the flight path to be selected.
  • the said air blower is a value of B / A, when the conveyance speed of the said conveyor is set to A (m / s), and the wind speed of the said air current in the front-end
  • the blower device may generate an airflow in a direction that coincides with the popping-out direction of the selection target at the front end portion in the transport direction of the conveyor.
  • variation in the flight trajectory of small pieces can be reduced, sorting performance of specific material types can be greatly improved, recycling quality and productivity can be improved, and sorting items to be recycled are expanded. It becomes possible to do.
  • FIG. 1a is a side view showing a sorting apparatus of the present invention.
  • FIG. 1b is a side view showing the sorting apparatus of the present invention.
  • FIG. 1c is a side view showing the sorting apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the sorting apparatus of the present invention.
  • FIG. 3a is a diagram showing the state of airflow generation around the flight path of the present invention.
  • FIG. 3b is a diagram showing the state of airflow generation around the flight path of the present invention.
  • FIG. 3c is a diagram showing the state of airflow generation around the flight path of the present invention.
  • FIG. 4 is a relational diagram showing the average wind speed at each point in the traveling direction of the flight trajectory when the presence or absence of the blower generator and the current plate is changed.
  • FIG. 4 is a relational diagram showing the average wind speed at each point in the traveling direction of the flight trajectory when the presence or absence of the blower generator and the current plate is changed.
  • FIG. 5 is a relational diagram showing the average wind speed at each point in the flight trajectory traveling direction when the installation position of the air blowing generator of the present invention is changed.
  • FIG. 6 is a relational diagram showing the average wind speed at each point in the flight trajectory traveling direction when the installation angle position of the air blowing generator of the present invention is changed.
  • FIG. 7a is a relational diagram showing the average wind speed at each point of the present invention.
  • FIG. 7b is a relational diagram showing the average wind speed at each point of the present invention.
  • FIG. 8a is a relationship diagram showing the relationship between the conveyor speed and the wind speed of the present invention.
  • FIG. 8b is a relationship diagram showing the relationship between the conveyor speed and the wind speed of the present invention.
  • FIG. 8c is a relationship diagram showing the relationship between the conveyor speed and the wind speed of the present invention.
  • FIG. 9 is a relationship diagram showing the selection purity / recovery rate of the target resin according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10a is a side view showing a conventional sorting apparatus.
  • FIG. 10b is a side view showing a conventional sorting apparatus.
  • FIG. 10c is a side view showing a conventional sorting apparatus.
  • FIG. 11 is a plan view showing a conventional sorting apparatus.
  • FIG. 12a is a side view showing a conventional sorting apparatus.
  • FIG. 12 b is a side view showing a conventional sorting apparatus.
  • FIG. 12c is a side view showing a conventional sorting apparatus.
  • FIG. 13 is a table showing the results of measuring the flight variation with respect to the wind speed.
  • FIG. 14 is a table showing the results of measuring the flight variation with respect to the wind speed.
  • FIG. 15 is a table showing the results of sorting purity and
  • 1a to 1c are side views showing the sorting device.
  • FIG. 2 is a plan view showing the sorting device.
  • the sorting apparatus 10 is configured from a small piece group 2 that is a sorting target including a plurality of first small pieces 2A made of the first material type and a plurality of second small pieces 2B made of the second material type.
  • a sorting device that separately sorts the first small piece 2A and the second small piece 2B as specific material types, and includes a conveyor 1, an identification device 3, a blower 6, and a current plate 7.
  • the sorting device 10 includes an upper rectifying plate 7A and a lower rectifying plate 7B as the rectifying plate 7.
  • the sorting apparatus 10 further includes a first sorting plate 8A and a second sorting plate 8B as the sorting plate 8.
  • the sorting device 10 includes a first sorting unit and a second sorting unit as a space arranged in the transport direction of the conveyor 1 from the transport end 4 (positive direction of the X axis in the drawing).
  • the material type of the specific material type is not particularly limited, such as resin, metal, non-ferrous metal.
  • the material type of the specific material type needs to be able to identify most of the specific material type by the identification device 3.
  • the particle size of the specific material type is not particularly limited, but the general particle size is in the range of 5 mm to 100 mm, which is a particle size typified by crushed products of home appliance recycled products, and the density (composition) of the specific material type is Many objects fall within the range of 0.9 to 1.3 g / cm 3 .
  • a description will be given on a selection target in which the majority of the density is 0.9 to 1.3 g / cm 3 and the material type is a thermoplastic resin.
  • the conveyor 1 is a device that places the small pieces 2A to 2D constituting the small piece group 2 and conveys them in one direction (the positive direction of the X axis in the figure).
  • a belt conveyor is adopted as the conveyor 1.
  • the conveyor 1 includes a transport end 4 as a final position where the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be sorted are transported, and the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D that have passed through the transport end 4 are in space. Will be released.
  • the identification device 3 is a device that identifies the material type for the material type of the first small piece 2A, the material type of the second small piece 2B, and other material types.
  • a near-infrared sensor is employed, and the material type of the specific material type is PP or ABS thermoplastic resin.
  • the identification device 3 includes a light source that emits a desired wavelength region (for example, a near-infrared region), a near-infrared sensor that captures reflected light, and a waveform spectrum that is registered in advance with respect to the waveform spectrum obtained by the near-infrared sensor. Can be identified from the selection target.
  • the identification device 3 may identify the first small piece 2A and the second small piece 2B, which are specific material types, and the small pieces 2C and 2D, which are other material types, based on different wavelength bands, shapes, and colors.
  • a sensor having the best sensitivity among various methods such as a visible light sensor such as image recognition, a near infrared sensor, a mid infrared sensor, and an X-ray sensor may be adopted or combined.
  • the identification device 3 may select the light receiving method according to the selection target (the type of the specific material type), such as adopting a configuration in which the selection target is discriminated by the transmission type instead of the reflection type.
  • the small pieces 2A to 2D constituting the small piece group 2 to be sorted are conveyed in one direction (in the positive direction of the X axis in the figure) by the belt conveyor as the conveyor 1.
  • the identification device 3 can obtain a continuous signal by scanning with a multi-rotation mirror in a direction crossing the conveying direction of the conveyor 1 (width direction of the conveyor 1, Y-axis direction in the figure).
  • the position information position information in the width direction of the conveyor 1 where the seed and the material type of the second small piece 2B exist and the other small pieces 2C, 2D can be identified.
  • the identification device 3 also functions as a position information acquisition device.
  • the identification device 3 is not a multi-rotation mirror, and may employ a position information detection method suitable for a selection target from other laser scanning methods such as galvano or various methods such as line sensor scanning. .
  • the blower 6 is along the conveyance surface on which the small pieces 2A to 2D (small piece group 2) are conveyed, that is, the surface (upper surface) of the conveyor 1, and from the identification device 3 of the conveyor 1 to the conveyance end 4 (conveyance direction of the conveyor 1).
  • This is a device that generates an air flow 9 with respect to the flight direction of the small piece group 2 toward the.
  • the blower 6 that supplies the airflow 9 includes a so-called slit nozzle head having a slit-like opening that extends in the width direction (Y-axis direction in the drawing) of the conveyor 1.
  • the slit nozzle head of the blower 6 is provided above the conveyor 1, along the conveying direction of the conveyor 1 (positive direction in the X-axis direction in the drawing), and along the conveying surface, and the effective width (small piece group) of the conveyor 1. 2 is the opening width that can supply the airflow 9 in a range equal to or wider than the effective width of the conveyor 1. Since there is resistance at the boundary surface, it is desirable that the blower 6 is made equal to or greater than the effective width of the conveyor so that the wind speed is uniform over a wide range.
  • the blower 6 may include a nozzle such as a slit nozzle head that can move to an arbitrary position, and may move the nozzle based on position information or change the direction of the nozzle.
  • a nozzle such as a slit nozzle head that can move to an arbitrary position, and may move the nozzle based on position information or change the direction of the nozzle.
  • the first sorting unit and the second sorting unit (hereinafter may be collectively referred to as “sorting unit”), based on the positional information of the first small piece 2A and the second small piece 2B obtained from the identification device 3, gas such as air. This is a portion (space region) that is generated in a pulsed manner and is blown off the first small piece 2A and the second small piece 2B that are discharged from the conveying end 4 of the conveyor 1 and are flying in the space to change the falling path.
  • the first sorting unit and the second sorting unit are each provided with a first jetting device and a second jetting device as jetting devices.
  • the first injection device includes a first nozzle group 5A in which a plurality of nozzles are arranged in a row in the first sorting section, and an air pressure source (not shown) connected to the first nozzle group 5A.
  • the second injection device includes a second nozzle group 5B in which a plurality of nozzles are arranged in a row in the second selection unit, and an air pressure source (not shown) connected to the second nozzle group 5B. Yes.
  • the first injection device is a device that can blow off the first small piece 2A in the first sorting section by an air flow that is pulsedly discharged from a specific nozzle selected from the first nozzle group 5A.
  • the second injection device blows off the second small piece 2B to a place different from the first small piece 2A in the second sorting section by an air flow discharged in a pulse manner from a specific nozzle selected from the second nozzle group 5B. It has become.
  • the rectifying plate 7 is a member that is arranged along the flight path of the small piece group 2 to be selected and guides the airflow generated by the blower 6 in a stable state.
  • the upper rectifying plate 7A which is one of the rectifying plates 7, protrudes from the conveyor 1 in the direction in which the small pieces 2A, 2B, 2C, 2D (small piece group 2) are discharged, and the discharged small pieces 2A, 2B, 2C, It is a board
  • the upper current plate 7A is equal to the width of the slit nozzle head of the blower 6 (the length in the Y-axis direction), the effective width of the conveyor 1, or the width of the slit nozzle head, or A plate-like member having a width wider than the effective width of the conveyor 1.
  • the upper rectifying plate 7A two plates of a plate covering the range from the blower 6 to the slit nozzle head to the first nozzle group 5A and a plate covering the range from the first nozzle group 5A to the second nozzle group 5B. Is arranged.
  • the lower rectifying plate 7B which is one of the rectifying plates 7, is a plate material that is disposed below the flight path of the emitted small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D (small piece group 2).
  • the lower rectifying plate 7B is equal to the width of the slit nozzle head of the blower 6 (the length in the Y-axis direction), the effective width of the conveyor 1, or the width of the slit nozzle head, or A plate-like member having a width wider than the effective width of the conveyor 1.
  • the lower rectifying plate 7B is disposed so as to protrude downward in the transport direction from the transport end 4 of the conveyor 1 or the vicinity thereof along the flight path of the small piece group 2.
  • the upper rectifying plate 7A and the lower rectifying plate 7B are provided along the flight path so as to sandwich the flight paths of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be selected from above and below. Further, the lower rectifying plate 7B is installed so that the starting end thereof is along the conveyor surface, and the upper surface of the lower rectifying plate 7B is below the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be selected.
  • the upper rectifying plate 7A and the lower rectifying plate 7B are plate members that control the airflow 9 around the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be selected, and are blown by the upper rectifying plate 7A and the lower rectifying plate 7B.
  • the air flow 9 that flows out of the device 6 and leaves the conveyor 1 can be rectified so that the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D (small piece group 2) have a desired flight path.
  • the first sorting plate 8A and the second sorting plate 8B are ejected from the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D (small piece group 2) to be sorted. This is a member for sorting and maintaining the separated small pieces 2A and small pieces 2B of a specific material type.
  • the sorting plates 8A, 8B are arranged below the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, 2D (small piece group 2).
  • the sorting plates 8 ⁇ / b> A and 8 ⁇ / b> B are plate materials that extend in the vertical direction (Z-axis direction) and stand up and spread in the width direction (Y-axis direction) of the conveyor 1 or more.
  • the first sorting plate 8A and the second sorting plate 8B are respectively arranged in parallel to the first nozzle group 5A, and the first sorting plate 8A is arranged closer to the conveyor 1 than the second sorting plate 8B. Yes.
  • the first sorting plate 8A is higher than the height of the second sorting plate 8B.
  • the height of the first sorting plate 8A and the height of the second sorting plate 8B are small pieces 2A, 2B, 2C, 2D (small pieces). It corresponds to the flight path of group 2).
  • the sorting plates 8A and 8B may adopt any shape as long as the first small piece 2A and the second small piece 2B cannot pass, such as those provided with a large number of holes or a net-like lattice.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification and excluding some of the components may be used as an embodiment of the present invention.
  • the present invention includes modifications obtained by making various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, that is, the meaning described in the claims. It is.
  • FIGS. 1a to 1c sequentially show the steps of sorting the small pieces 2A and 2B of a desired specific material type from the small pieces 2A, 2B, 2C and 2D (small piece group 2) to be sorted by the conveyor 1.
  • the conveyor 1 has a head pulley radius of 170 mm, for example, and can be operated under conditions of a conveyance speed of 2 m / s and 3 m / s.
  • the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D which are selection targets, are transported by the conveyor 1 in the transport direction (X-axis direction).
  • the first small piece 2A and the second small piece 2B are the desired specific material type.
  • the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D (small piece group 2) to be selected pass under the identification device 3 to identify the material type and position.
  • the effective width of the conveyor 1 (the width capable of conveying the small piece group 2) is equal to or wider than the effective width of the conveyor 1.
  • the airflow 9 is continuously supplied to the range. That is, the airflow 9 is steadily supplied over the steps shown in FIGS. 1a to 1c.
  • the airflow 9 generated by the blower 6 is a stable airflow by the upper rectifying plate 7A and the lower rectifying plate 7b.
  • the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D which are the objects of selection identified by the identification device 3, are discharged from the transport end 4.
  • the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D (small piece group 2) ride on the airflow 9 and fly along a predetermined flight path. Since the airflow 9 generated by the blower 6 is a stable airflow by the upper rectifying plate 7A and the lower rectifying plate 7b, the flight path of the small piece group 2 riding on the airflow 9 can be stabilized.
  • the first small piece 2A of the desired specific material type passes under the first nozzle group 5A, air is discharged in a pulsed manner only from the corresponding nozzle of the first nozzle group 5A.
  • the first small piece 2A of a desired specific material type is blown off and selected.
  • the direction in which the first small piece 2A is blown off is the direction intersecting the flight path, more specifically, the direction substantially perpendicular to the tangent to the flight path, and the first small piece 2A is the first sorting plate. The direction is over 8A.
  • the small pieces 2B, 2C, and 2D fly on the flight path as they are, but when the second small piece 2B that is the second desired specific material type passes under the second nozzle group 5B. Then, air is discharged in a pulsed manner only from the corresponding nozzle of the second nozzle group 5B, and the second small piece 2B of the desired specific material type is blown off from the flight path of the small pieces 2B2C and 2D (small piece group 2) to be selected.
  • the direction in which the second small piece 2B is blown off is the direction intersecting the flight path, more specifically, the direction substantially perpendicular to the tangent to the flight path, and the second small piece 2B is the first sorting plate. It is the direction blown off between 8A and the second sorting plate 8B.
  • the first nozzle group 5A and the second nozzle group 5B which are the injection devices arranged in the front, are controlled by the time such as the encoder value, the small pieces 2A and the small pieces 2B to be selected are the first nozzle group 5A.
  • the time to pass below the second nozzle group 5B cannot be repelled with high precision unless they are the same. Sorting accuracy is not improved.
  • the air flow 9 (assist blow) is performed at the same speed in the transport direction from the rear or the vicinity of the transport end 4. Is sent by the blower 6 so that the passage time from when the air is discharged into the space at the conveying speed of the conveyor 1 to when the pulsed air is discharged by the first nozzle group 5A or the second nozzle group 5B is limited to a plurality of small pieces 2A. In addition, the plurality of pieces 2B can be the same. As described above, the air resistance of the small piece group 2 in flight can be reduced by blowing the selection target with the blower 6.
  • the pulley part including the transport end 4 is a rotating body. It is preferable to prevent the flow of the airflow 9 from proceeding (rolling) in the rotation direction and to advance the blower generated from the supply device with high accuracy in the transport direction. For this purpose, it is better to eliminate the influence of the operation in the rotation direction. good. Therefore, the lower rectifying plate 7B is provided, and the flow of the airflow 9 toward the rotating body can be suppressed. Moreover, in order to prevent the airflow 9 from diffusing on the upper side of the airflow 9, it is possible to suppress the diffusion of the flow of the airflow 9 by providing the upper rectifying plate 7A.
  • the above-described sorting method can reduce variations in the flight path due to differences in the shape and specific gravity of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be sorted. Therefore, in the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D, the first small piece 2A, which is a small piece of a specific material type, can be accurately blown by the air from the first nozzle group 5A, and further beyond the flight path. Thus, the second small piece 2B can be accurately blown off with the air from the second nozzle group 5B. Therefore, in a series of small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D flight, it is possible to select small pieces of two kinds of material types with high accuracy.
  • a pulse is generated downward from the first nozzle group 5A and the second nozzle group 5B arranged above the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D to be selected.
  • the first small piece 2A and the second small piece 2B are blown down and sorted by discharging air.
  • the arrangement of the first nozzle group 5A and the second nozzle group 5B is small pieces. It is not limited to the upper part of the flight path of 2A, 2B, 2C, 2D.
  • the first nozzle group 5A and the second nozzle group 5B are arranged below the flight path, and the air is pulsed upward to blow out small pieces of a specific material type.
  • the first nozzle group 5A may be disposed above the flight path, and the second nozzle group 5B may be disposed below the flight path (or vice versa).
  • the nozzle group can be configured such that not only the first nozzle group 5A and the second nozzle group 5B but also other nozzle groups are arranged above or below the flight path.
  • it can be used on the same principle by expanding to the third nozzle and selecting three or more kinds of materials.
  • FIGS. 3a to 3c show the state of airflow generation around the flight path of the conveyor 1 and the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D in the process of selecting the small piece group 2.
  • FIG. 3a to 3c show the state of airflow generation around the flight path of the conveyor 1 and the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D in the process of selecting the small piece group 2.
  • FIG. 3a is a diagram showing a state in which the airflow 9 is not generated by the blower 6, and shows the generation of airflow around the flight path of the conveyor 1 and the small piece group 2 having a conveyance speed of 3 m / s.
  • the conveyor 1 is operating at a conveyance speed of 3 m / s, an air flow of 1.1 m / s is generated on the surface of the conveyor 1.
  • the small piece group 2 as an object is transported at 3 m / s up to the transport end 4, but after passing through the transport end 4, the flight path varies with the influence of an air flow of 1.1 m / s. Since it falls, it cannot be collected with high accuracy.
  • FIG. 3 b is a diagram in which an airflow 9 is generated by the blower 6.
  • a slit nozzle (Y33768) manufactured by Spraying Systems was used.
  • the blower 6 includes a slit nozzle head having a slit width of 1 mm, and the air volume can be controlled by an inverter.
  • the airflow 9 is continuously supplied from the blower 6 that supplies the airflow 9 in the conveying direction of the conveyor 1 along the conveyor surface and in a range equivalent to the effective width of the conveyor 1 or wider than the effective width of the conveyor 1. Yes.
  • the air velocity 9 is supplied from the blower 6 so that the wind speed at the conveyance end 4 of the conveyor 1 is equal to 3 m / s, that is, equal to the conveyance speed of the conveyor 1, the first nozzle group 5 ⁇ / b> A is selected in the vertically downward direction.
  • An air flow of 1.5 m / s is generated around the flight path of the small piece.
  • FIG. 3c is a diagram showing a state in which the air flow 9 is generated from the blower 6 and the upper rectifying plate 7A and the lower rectifying plate 7B are arranged.
  • the upper rectifying plate 7A can also block the airflow 9 upward, so that it can be selected.
  • the airflow further goes in the direction of the flight path of the small pieces 2A, 2B, 2C, and 2D.
  • the upper rectifying plate 7A has a shape that surrounds the upper side of the flight path other than the first nozzle group 5A and the second nozzle group 5B (a structure that does not inhibit air from the first nozzle group 5A and the second nozzle group 5B).
  • the first nozzle and the second nozzle are surrounded by an acrylic plate having a thickness of about 3 mm and a length of about 500 mm (the width is the same as the effective width of the conveyor 1).
  • the lower rectifying plate 7B was an acrylic plate having a thickness of 3 mm and a length of 250 mm (the width is the same as the effective width of the conveyor 1).
  • an air flow 9 of 2.9 m / s is generated around the flight path of a small piece that is a vertically downward selection target of the first nozzle group 5A. Further, the air flow 9 of 2.8 m / s was found around the flight path of the small piece group 2 in the vertically downward direction of the second nozzle group 5B.
  • the blower 6, the upper rectifying plate 7A, and the lower rectifying plate 7B it is possible to control the conveyance speed from the conveyor 1 and the wind speed after jumping out from the conveyance end 4 as much as possible. .
  • FIG. 4 shows a protruding tip portion 11A that is the conveying end 4 of the conveyor 1, a point 11B that passes through the discharge part of the first nozzle group 5A in the flight path, and a point 11C that passes through the discharge part of the second nozzle group 5B in the flight path. It is the result of the average wind speed at.
  • (X, Z) (0 mm, 0 mm) with respect to the conveyance direction (X) from the conveyance end 4 and the gravity direction (Z)
  • an object when receiving pulsed air from the first nozzle group 5A passes.
  • (X, Z) (250 mm, ⁇ 60 mm)
  • the above-described coordinates may be abbreviated in order as the jumping tip 11A (sometimes abbreviated as point 11A) of the conveyor and the point 11B (point 11B) passing through the discharge part of the first nozzle group in the flight trajectory. ), A point 11C (may be abbreviated as a point 11C) that passes through the ejection part of the second nozzle group in the flight trajectory.
  • the above 11B and 11C change depending on the conveyor speed, but here, since the purpose is to grasp the relative comparison of each point, the measurement was performed at the same coordinates regardless of the conveyor speed.
  • the conveyor speed was 3 m / s, and the average wind speed value for 60 seconds of a hot wire probe (TESTO 425) was adopted as the anemometer.
  • TESTO 425 the average wind speed value for 60 seconds of a hot wire probe
  • the wind speed condition caused by the air flow 9 generated from the blower 6 at the protruding tip 11A (point 11A) of the conveyor is very important. Since the airflow 9 spreads in the air in the order of the point 11A, the point 11B, and the point 11C, the wind speed measured at each point gradually decreases. In the following, the results of wind speed measured at each point will be mainly described.
  • FIG. 5 shows the results when the position of the blower is changed.
  • the average is obtained for each point (11A, 11B, 11C) indicated on the horizontal axis. It is the figure which measured the wind speed.
  • FIG. 6 shows the result of examining the wind speed when the installation direction of the blower 6 is changed.
  • the installation angle of the air blower 6 is changed ⁇ 7 ° up and down from the angle along the flight path of the small piece group 2 to be selected.
  • 7a and 7b show the result of changing the wind speed under the condition (No. 4) in which the upper and lower rectifying plates shown in FIG. 4 are attached.
  • 7a shows the case where the conveyor conveyance speed is 3 m / s
  • FIG. 7b shows the case where the conveyor conveyance speed is 2 m / s. Since the influence of the rotation of the pulley is different when the conveyor conveyance speed is different, the wind speed is slightly affected. Under any condition, it was found that the point 11A, the point 11B, and the point 11C gradually become smaller in this order.
  • FIG. 13 is a result of measuring the flight variation with respect to the wind speed measured in FIGS. 7a and 7b in order to examine the influence of the wind speed state on the recovery of the target material. It is a table
  • a PP resin of 7.5 mm ⁇ 7.5 mm ⁇ 2 mm thickness was used because it is intended for a resin having a small particle size that is generated when the home appliance resin is crushed into small pieces by a crusher.
  • the conveyance speed of the conveyor 1 was 3 m / s, and the air blower 6, the upper rectifying plate 7A, and the lower rectifying plate 7B were implemented on the conditions of No4 of FIG.
  • image analysis software using a high speed camera (DITECT HAS-L1M 500FPS).
  • FIG. 13 shows the result of calculating the flight variation from the difference of each sample (small piece) with respect to the arrival time at the point 11C passing under the second nozzle group 5B in the flight path.
  • the moving speed of the small pieces in the conveying direction was calculated assuming that the moving speed was 3 m / s, which was the same as the conveyor speed.
  • FIG. 14 shows the measurement results of the flight variation when the conveyor speed is 2 m / s.
  • the other conditions were the same as in FIG.
  • the conveying speed of the conveyor 1 is 2 m / s
  • the wind speed of the airflow 9 near the conveying end 4 is brought close to 2 m / s which is the conveying speed of the conveyor 1
  • the flying variation of the small pieces becomes the smallest
  • the conveyor 1 It was the most stable when it reached 2.12 m / s, which is the closest to the transport speed.
  • the flight variation increases.
  • the conveying speed of the conveyor 1 and the wind speed of the airflow 9 in the vicinity of the conveying end 4 coincide with each other or substantially coincide with each other.
  • FIGS. 8a to 8c are diagrams schematically showing the relationship of the conveying speed of the conveyor 1, which is an important factor for reducing the flying variation.
  • the conveyance speed here defines the conveyance speed of the conveyor 1 as 1F and the wind speed from the blower 6 as 6F.
  • the magnitude relationship between 1F and 6F greatly contributes to flight variation.
  • the size of the arrows in FIGS. 8a to 8c represents the magnitude of the wind speed.
  • the most preferable result is shown in FIGS. 8a to 8c.
  • the configuration as shown in FIG. 8b is preferable, and maintaining the wind speed environment is the most important.
  • flight variation can be stabilized by arbitrarily setting the wind speed condition according to the conveyor speed.
  • FIG. 9 shows the sorting purity when the small piece group 2 and the small piece made of ABS and the small piece made of ABS are sorted by two nozzle groups in a series of flight paths.
  • sample particle size an average value obtained by selecting three times using 240 pieces of samples having different sizes of 7.5 mm square to 500 mm square was adopted.
  • the air volume was changed from the blower 6, and the wind speed at the point 11A was adjusted to a range from 0.27 m / s to 4 m / s as shown on the horizontal axis.
  • the sorting purity and recovery yield were calculated from the following formulas.
  • Sorting purity (%) (Recovered desired resin weight / congregation resin weight) x 100
  • the wind speed at the point 11A needs to be in the range of 2.51 m / s to 3.45 m / s. Further, as shown in FIG. 7a, when the conveyor conveyance speed is 3 m / s, it is necessary to set the wind speed condition within the range of 2.51 m / s to 3.45 m / s for the point 11A and make the flight variation within 44 mm. In other words.
  • FIG. 15 shows a condition that the point 11A (conveying end 4) having the best sorting performance in FIG. 9 is 3 m / s, and the small piece with PP as the grade is the first nozzle group 5A and ABS as the grade.
  • the small piece is the result of the sorting purity and recovery yield blown off by the second nozzle group 5B.
  • the results of sorting by the conventional sorting method are also shown.
  • Collected yield (%) (desired desired resin weight / desired resin weight contained in the small piece group 2 before sorting) ⁇ 100
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification and excluding some of the components may be used as an embodiment of the present invention.
  • the present invention includes modifications obtained by making various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, that is, the meaning described in the claims. It is.
  • the present invention it is possible to increase the sorting purity and recovery yield of small pieces of a desired specific material type even when individually separating small pieces made of two types of materials in a series of flight routes.
  • As a sorting device and sorting method for recycling small pieces of a specific material type contained in waste it can be applied to material resource circulation.

Landscapes

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Abstract

　小片群（２）をコンベア（１）に載置した状態で一方向に搬送し、コンベア（１）上に載置された小片群（２）の組成を識別装置（３）により識別し、コンベア（１）の搬送方向の先端部において、コンベア（１）の搬送速度と一致、または、ほぼ一致する風速の気流（９）を送風装置（６）により発生させ、小片群（２）の飛翔経路に沿って配置される整流板（７）により気流を安定させ、識別された特定材種物（２Ａ）の位置情報を取得し、コンベア（１）から気流（９）を受けて飛翔する特定材種物（２Ａ）の通過時に噴射装置（５Ａ）によりパルスエアを噴射する。

Description

物質の選別装置、選別方法
　本発明は、複数の小片が集まった選別対象から特定の材種からなる小片を選別する選別技術に関し、特に、使用済み家電製品などを破砕して得られる選別対象から特定の樹脂種の小片を選別する選別技術に関するものである。
　近年の大量生産、大量消費、大量廃棄型の経済活動が、地球温暖化や資源の枯渇など地球規模での環境問題を引き起こしている。このような状況の中、循環型社会の構築に向けて、家電リサイクルが注目され、使用済みになったエアコン、テレビ、冷蔵庫・冷凍庫、洗濯機のリサイクルが義務付けられる傾向にある。
　従来、不要になった家電製品は、家電リサイクル工場で破砕されて小片となった後に磁気、風力、振動等を利用して材種毎に小片が分別され、再資源化されている。特に金属からなる小片は、比重選別装置や磁気選別装置を用いることで、鉄、銅、アルミニウムなどの材種毎に高純度で分別され、高い再資源化率が実現されている。
　一方、樹脂材料では、軽比重物であるポリプロピレン（以下、ＰＰと表記）からなる小片が、水を活用した比重選別で高比重物と選別され、比較的高純度で回収されている。しかしながら、水を活用した比重選別は、大量の排水が発生することやポリスチレン（以下、ＰＳと表記）からなる小片とアクリロニトリルブタジェンスチレン（以下、ＡＢＳと表記）からなる小片など比重の近い小片を分別できないことが大きな課題となっている。
　樹脂材料の再資源化に関する前記課題を考慮した選別方法が特許文献１で提案されている。
　特許文献１に記載の技術では、識別装置により材種を検出することで、比重選別では選別できない樹脂材料からなる小片の選別を可能にしている。
　特許文献１に記載の技術は具体的には、コンベア上を流れる選別対象を、識別装置で小片毎に材種を識別し、識別された特定材種の樹脂を、前記コンベアの搬送端より排出される選別対象の飛翔経路から分離する技術である。分離方法は、前記飛翔経路の上方または下方に配置されたノズルから、パルス的にエアを吐出し、特定材種の小片のみを吹き飛ばすことによって選別対象から分離するものである。また材料を運ぶための運搬用ガス源を活用するエア供給装置を備えている。
　特許文献１に記載の従来の選別対象の選別方法について、図を用いてさらに詳細に説明する。
　図１０ａ～図１０ｃおよび図１１は、従来の選別対象の選別方法の実施の形態を示すものである。図１０ａ～図１０ｃは、コンベア１によって搬送される小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄから、所望の特定材種の小片２Ａを選別する工程の側面図であり、図１１は平面図である。
　図１０ａは、コンベア１によって搬送される選別対象としての小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを示しており、小片２Ａが所望の特定材種である。図中の符合３が示す装置は、識別装置である。図中の符合４が示す部分は、小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが排出されるコンベア１の搬送端である。図中の符合５が示す部材は、搬送端４より排出される小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路から特定材種の小片２Ａを分離するために、コンベア１の幅方向に設けられたノズル群である。図中の符合８が示す部材は、小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路から分離された特定材種の小片２Ａを分離するための選別板である。なお、図１０ａは、側面図であり、図１１は、図１０ａと同一場面の平面図である。
　図１０ｂでは、選別対象２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが識別装置３の下を通過して、材種、形状が識別されている。
　図１０ｃでは、識別装置３で識別された小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄがコンベア１の搬送端４より排出されている。さらに、所望の特定材種である小片２Ａがノズル群５の下を通過したときに対応する部分のノズルのみからパルスエアが吐出され、小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路から、所望の特定材種である小片２Ａを吹き飛ばして選別している。
　また、コンベア１の搬送端４より排出された小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの代表的な飛翔経路を実線、点線および１点破線で示している。
　このように特許文献１に記載される従来の選別方法によれば識別装置とパルスエアによって選別対象から特定材種物を選別できるため、ＰＳとＡＢＳなど比重の近い材料でも選別が可能である。
　なお、特許文献１に記載の従来の選別方法では、１回の選別処理で、１種類の特定材種物を選別するため、選別対象から２種以上の特定材種物を選別する場合は、複数回の選別処理を実施している。
米国特許出願公開第２００７／０１５８２４５号明細書
　リサイクル材料として再生可能な純度を確保するべく、特許文献１に記載の従来の選別方法で純度を向上させるためには、パルスエアにて所望の対象物のみを選別する吐出精度を確保することが重要である。このためにはサイズや形状の異なる対象物の飛翔軌道を安定化させることにより吐出精度を向上させることが必須である。
　また選別効率を向上させるためには、２種以上の特定材種の小片を１回の選別処理で選別することが好ましく、この場合も吐出精度を上げることが好ましい。
　２種以上の特定材種の小片を１回の選別処理で選別するためには、選別対象である小片の飛翔経路に沿って独立した２連以上のエアノズル群を配置し、前記ノズル群からのパルスエアで選別対象である小片の飛翔経路から材種別に小片を分離する必要がある。
　特許文献１に記載の従来の選別方法で、２種以上の特定材種の小片を１回の選別処理で同時に選別する工程について、図を用いて詳細に説明する。
　図１２ａ～図１２ｃは、２種以上の特定材種の小片を１回の選別処理で同時に選別する選別方法の実施の形態を示すものである。コンベア１によって搬送される選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄから、所望の特定材種の小片２Ａおよび２Ｂを選別する工程を示している。
　図１２ａは、コンベア１によって搬送される選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを示しており、小片２Ａおよび小片２Ｂが所望の特定材種の小片である。識別装置３、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが排出される搬送端４は前記と同様である。図中の符合５Ａおよび５Ｂは、搬送端４より排出される小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路から特定材種の小片２Ａおよび２Ｂを分離するために、コンベア１の幅方向に設けられたノズル群である。図中の符合８Ａおよび８Ｂは、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路から分離された特定材種の小片２Ａおよび２Ｂを選別するための選別板である。
　図１２ｂでは、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが識別装置３の下を通過して、材種、形状が識別されている状態が示されている。
　図１２ｃでは、識別装置３で識別された選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが搬送端４より排出されている状態が示されている。さらに、所望の特定材種の小片２Ａおよび２Ｂが、ノズル群５Ａおよび５Ｂの下を通過したときにパルス的にエアを吐出して、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路から、所望の特定材種の小片２Ａおよび２Ｂをはじき出している。搬送端４より排出された選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの代表的な飛翔経路を実線、点線および１点破線で示している。
　搬送端４から排出された選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路は、形状や比重の違いの影響でバラツキが発生する。また、そのバラツキは、搬送端４から遠くなるほど大きくなる。たとえば、発泡ウレタンなどのかさ密度が小さい材種は抗力が大きくなるため、飛翔経路は図１２ｃの１点破線のようになり、手前に落下しやすくなる。また、厚みが小さくかつ面積が大きいシート状の樹脂材料などは、揚力で上昇し、飛翔経路は図１２ｃの点線のような軌道になる場合がある。このため、搬送端４から離れた遠方での選別は、飛翔経路のバラツキにより精度が低下する。
　特許文献１では、コンベア搬出端から排出される際に、特定材種物だけを他の材種物の落下経路から分離するために材料を運ぶための運搬用ガス源の活用により、運搬をスムーズにしているが、ローラー表面に沿って発生する気流により風速が乱れるために小片の飛翔軌道のバラツキが低減できない。小片の対象物を高精度で選別することができず、選別された回収物は純度が悪く、リサイクル材として再度使用することができない。従って、特に２種以上の特定材種を１回の選別処理で同時に高精度に選別するためには、前記選別対象である小片の飛翔軌道を安定化させることが課題である。
　本発明は、上記従来の問題点に鑑み、選別効率が高く、また選別精度が高い選別装置、および、選別方法を提供することを主目的とする。
　求める選別対象により必要とする形態は異なるが、ここでは技術的な難易度の高い２種以上の特定材種の小片を１回の選別処理で選別する課題について述べる。なお以降の議論は１種の特定材種の小片を１回の選別処理で選別する場合にも同等である。
　上記目的を達成するために、本願発明にかかる選別方法は、特定材種物と、他材種物とが混在する選別対象から特定材種物と他材種物とを選別する選別方法であって、前記選別対象をコンベアに載置した状態で一方向に搬送し、前記コンベア上に載置された特定材種物の組成を識別装置により識別し、前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記コンベアの搬送速度と一致、または、ほぼ一致する風速の気流を送風装置により発生させ、前記選別対象の飛翔経路に沿って配置される整流板により前記気流を安定させ、識別された特定材種物の位置情報を取得し、前記コンベアから前記気流を受けて飛翔する特定材種物の通過時に噴射装置によりパルスエアを噴射することを特徴とする。
　また、前記送風装置が発生させる気流は、前記コンベアの搬送速度をＡ（ｍ／ｓ）とし、前記コンベアの搬送方向の先端部における前記気流の風速をＢ（ｍ／ｓ）とした場合、Ｂ／Ａの値が１±０．１５以内となるような気流であってもよい。
　また、前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記気流の方向は、前記選別対象の飛び出し方向と一致していてもよい。
　また、上記目的を達成するために本願発明に係る選別装置は、特定材種物と、他材種物とが混在する選別対象から特定材種物と他材種物とを選別する選別装置であって、前記選別対象を載置状態で一方向に搬送するコンベアと、前記コンベア上に載置された特定材種物の組成を識別する識別装置と、識別された特定材種物の位置情報を取得し、前記コンベアから飛翔する特定材種物の通過時にパルスエアを噴射する噴射装置と、前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記コンベアの搬送速度と一致、または、ほぼ一致する風速の気流を発生させる送風装置と、前記選別対象の飛翔経路に沿って配置される整流板とを備えることを特徴する。
　また、前記送風装置は、前記コンベアの搬送速度をＡ（ｍ／ｓ）とし、前記コンベアの搬送方向の先端部における前記気流の風速をＢ（ｍ／ｓ）とした場合、Ｂ／Ａの値が１±０．１５以内となるような気流を発生させるものであってもよい。
　また、前記送風装置は、前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記選別対象の飛び出し方向と一致する方向の気流を発生させるものでもよい。
　本願発明によれば、小片の飛翔軌道のバラツキを低減させることができ、特定材種物の選別性能が大幅に向上し、リサイクル品質および生産性を向上させることができ、リサイクル対象選別品を拡大することが可能となる。
図１ａは、本発明の選別装置を示す側面図である。 図１ｂは、本発明の選別装置を示す側面図である。 図１ｃは、本発明の選別装置を示す側面図である。 図２は、本発明の選別装置を示す平面図である。 図３ａは、本発明の飛翔経路周辺の気流の発生状況を示す図である。 図３ｂは、本発明の飛翔経路周辺の気流の発生状況を示す図である。 図３ｃは、本発明の飛翔経路周辺の気流の発生状況を示す図である。 図４は、本発明の送風発生装置や整流板の有無を変えた場合の、飛翔軌道進行方向の各地点における平均風速を示す関係図である。 図５は、本発明の送風発生装置の設置位置を変えた場合の、飛翔軌道進行方向の各地点における平均風速を示す関係図である。 図６は、本発明の送風発生装置の設置角度位置を変えた場合の、飛翔軌道進行方向の各地点における平均風速を示す関係図である。 図７ａは、本発明の各地点における平均風速を示す関係図である。 図７ｂは、本発明の各地点における平均風速を示す関係図である。 図８ａは、本発明のコンベア速度と風速の関係を示す関係図である。 図８ｂは、本発明のコンベア速度と風速の関係を示す関係図である。 図８ｃは、本発明のコンベア速度と風速の関係を示す関係図である。 図９は、本発明の実施の形態による対象樹脂の選別純度・回収率を示す関係図である。 図１０ａは、従来の選別装置を示す側面図である。 図１０ｂは、従来の選別装置を示す側面図である。 図１０ｃは、従来の選別装置を示す側面図である。 図１１は、従来の選別装置を示す平面図である。 図１２ａは、従来の選別装置を示す側面図である。 図１２ｂは、従来の選別装置を示す側面図である。 図１２ｃは、従来の選別装置を示す側面図である。 図１３は、風速に対する飛翔バラツキを測定した結果を示す表である。 図１４は、風速に対する飛翔バラツキを測定した結果を示す表である。 図１５は、選別純度および回収歩留まりの結果を示す表である。
　次に、本願発明に係る選別方法、および、選別装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本願発明に係る選別方法、および、選別装置の一例を示したものに過ぎない。従って本願発明は、以下の実施の形態を参考に請求の範囲の文言によって範囲が画定されるものであり、以下の実施の形態のみに限定されるものではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
　図１ａ～図１ｃは、選別装置を示す側面図である。
　図２は、選別装置を示す平面図である。
　これらの図に示すように、選別装置１０は、第一材種からなる複数の第一小片２Ａと、第二材種からなる複数の第二小片２Ｂとを含む選別対象である小片群２から第一小片２Ａと第二小片２Ｂとを特定材種物として別々に選別する選別装置であって、コンベア１と、識別装置３と、送風装置６と、整流板７とを備えている。本実施の形態の場合、選別装置１０は、整流板７として上部整流板７Ａと下部整流板７Ｂとを備えている。選別装置１０はさらに選別板８として、第一選別板８Ａと第二選別板８Ｂとを備えている。また、選別装置１０は、搬送端４からコンベア１の搬送方向（図中Ｘ軸の正の向き）に並ぶ空間として、第一選別部と、第二選別部とを備えている。
　特定材種物の材種は、樹脂、金属、非鉄金属など特に限定されるものではない。なお、特定材種物の材種は、識別装置３にて特定材種物の大部分の識別が可能である必要がある。特定材種物の粒径は特に限定されないが、一般の粒度としては、家電リサイクル製品の破砕物に代表される粒度である５ｍｍから１００ｍｍの範囲であり、特定材種物の密度（組成）は、０．９～１．３ｇ／ｃｍ３の範囲に入る対象物が多い。以降は密度の大部分が０．９～１．３ｇ／ｃｍ３であり、材種が熱可塑性樹脂である選別対象物を対象として説明する。
　コンベア１は、小片群２を構成する小片２Ａ～２Ｄを載置して一方向（図中Ｘ軸の正の向き）に搬送する装置である。本実施の形態の場合、コンベア１としてベルトコンベアが採用されている。コンベア１は、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが搬送される最後の位置として搬送端４を備えており、搬送端４を通過した小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは、空間中に放出されることとなる。
　識別装置３は、第一小片２Ａの材種と第二小片２Ｂの材種と他の材種に対して、材種を識別する装置である。本実施の形態の場合は近赤外線センサを採用し、特定材種物の材種をＰＰ、ＡＢＳの熱可塑性樹脂としている。識別装置３は、所望の波長領域（例えば近赤外領域）を放射する光源と、反射光を取り込む近赤外線センサと、前記近赤外線センサにより得られた波形スペクトルに対して事前に登録した波形スペクトルと照合することにより、前記選別対象から特定材種物の材種を識別することができる。
　なお、識別装置３は、異なる波長帯域や、形状、色に基づいて特定材種物である第一小片２Ａと第二小片２Ｂと他材種物である小片２Ｃ、２Ｄとを識別するものでもよく、画像認識などの可視光センサ、近赤外線センサ、中赤外線センサ、Ｘ線センサなど様々な方式の中から、感度の最も優れたセンサを採用、または組み合わせば良い。また識別装置３は、選別対象に対して反射式ではなく透過式で識別する構成を取るなど、受光方法も選別対象（特定材種物の材種）に合わせて選択すれば良い。
　本実施の形態に係る選別装置１０の場合、コンベア１としてのベルトコンベアにより選別対象としての小片群２を構成する小片２Ａ～２Ｄを一方方向（図中Ｘ軸方向正の向き）に搬送しており、識別装置３は、コンベア１の搬送方向と交差する方向（コンベア１の幅方向、図中Ｙ軸方向）に多回転ミラーにより走査され連続的な信号を取得でき、第一小片２Ａの材種と第二小片２Ｂの材種とが存在する位置情報（コンベア１の幅方向における位置情報）とそれ以外小片２Ｃ、２Ｄとを識別することができるものとなっている。従って、本実施の形態の場合、識別装置３は、位置情報取得装置としても機能している。なお識別装置３は多回転ミラーではなく、ガルバノなどの他のレーザスキャン方式や、あるいはラインセンサスキャンなどの様々な方式の中から選別対象に合わせて適した位置情報の検出方法を採用すれば良い。
　送風装置６は、小片２Ａ～２Ｄ（小片群２）が搬送される搬送面つまりコンベア１の表面（上面）に沿い、コンベア１の識別装置３から搬送端４の方向（コンベア１の搬送方向）に向かう小片群２の飛翔方向に対して、気流９を発生させる装置である。
　気流９を供給する送風装置６は、コンベア１の幅方向（図中Ｙ軸方向）に延びて配置されるスリット状の開口を有するいわゆるスリットノズルヘッドを備えている。送風装置６のスリットノズルヘッドは、コンベア１の上方に設けられ、コンベア１の搬送方向（図中Ｘ軸方向正の向き）に、搬送面に沿って、かつ、コンベア１の有効幅（小片群２を搬送することができる最大幅）と同等またはコンベア１の有効幅よりも広い範囲に気流９を供給できる開口形状となっている。境界面では抵抗があるために送風装置６はコンベア有効幅より同等以上にすることで風速が広範囲に均一化されるために望ましい。
　またコンベア１の搬送方向の先端部付近（例えば、搬送端４よりも搬送方向において上流側）に設置することが好ましい。これにより、コンベア１の搬送方向の先端部つまり搬送端４において、送風装置６が発生させる気流の風速を容易、かつ、正確にコントロールすることが可能となる。
　送風装置６は、任意の位置に移動可能なスリットノズルヘッドのようなノズルを備え、位置情報に基づきノズルを移動させるものや、ノズルの向きを変えることができるものでもよい。
　第一選別部、第二選別部（以下「選別部」と総称する場合がある）は、識別装置３から得られる第一小片２Ａ、第二小片２Ｂの位置情報に基づき、空気などの気体をパルス的に発生させ、コンベア１の搬送端４から放出されて空間を飛翔中の第一小片２Ａ、第二小片２Ｂを吹き飛ばして落下経路を変更する部分（空間領域）である。本実施の形態の場合、第一選別部、および、第二選別部には、それぞれ噴射装置として、第一噴射装置と第二噴射装置とがそれぞれ設けられている。
　第一噴射装置は、第一選別部内に複数のノズルが一列に配置される第一ノズル群５Ａと、第一ノズル群５Ａに接続される空圧源（図示せず）を備えている。また、第二噴射装置は、第二選別部内に複数のノズルが一列に配置される第二ノズル群５Ｂと、第二ノズル群５Ｂに接続される空圧源（図示せず）とを備えている。
　第一噴射装置は、第一ノズル群５Ａ内から選択される特定のノズルからパルス的に放出される気流によって第一小片２Ａを第一選別部内で吹き飛ばすことのできる装置である。
　第二噴射装置は、第二ノズル群５Ｂ内から選択される特定のノズルからパルス的に放出される気流によって第二選別部内で第二小片２Ｂを第一小片２Ａとは異なる場所に吹き飛ばすものとなっている。
　整流板７は、選別対象である小片群２の飛翔経路に沿って配置され、送風装置６が発生させる気流を安定した状態で案内する部材である。
　整流板７の一つである上部整流板７Ａは、小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）が放出される方向に向かってコンベア１から突出し、放出される小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）の飛翔経路の上側に配置される板材である。本実施の形態の場合、上部整流板７Ａは、送風装置６のスリットノズルヘッドの幅（Ｙ軸方向の長さ）、または、コンベア１の有効幅と同等、または、スリットノズルヘッドの幅、または、コンベア１の有効幅より幅の広い板状の部材である。また、上部整流板７Ａとしては、送風装置６からスリットノズルヘッドから、第一ノズル群５Ａ至る範囲を覆う板と、第一ノズル群５Ａから第二ノズル群５Ｂに至る範囲を覆う板の２枚が配置されている。
　整流板７の一つである下部整流板７Ｂは、放出される小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）の飛翔経路の下側に配置される板材である。本実施の形態の場合、下部整流板７Ｂは、送風装置６のスリットノズルヘッドの幅（Ｙ軸方向の長さ）、または、コンベア１の有効幅と同等、または、スリットノズルヘッドの幅、または、コンベア１の有効幅より幅の広い板状の部材である。また、下部整流板７Ｂは、小片群２の飛翔経路に沿ってコンベア１の搬送端４、または、その近傍から搬送方向下向きに突出状に配置されている。
　本実施の形態の場合、上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂは、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路を上下方向から挟むように飛翔経路に沿って設けられている。また、下部整流板７Ｂの始端をコンベア面に沿わせ、かつ下部整流板７Ｂの上面が選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路よりも下方になるように設置されている。
　上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂは、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路の周辺の気流９を制御する板材であり、上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂにより、送風装置６から流れ出てコンベア１から離れる気流９を小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）が所望の飛翔経路となるように整流することができる。
　第一選別板８Ａ、第二選別板８Ｂ（以下「選別板」と総称する場合がある）は、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）の飛翔経路から噴射装置により分離された特定材種の小片２Ａおよび小片２Ｂを選別し維持するための部材である。本実施の形態の場合、選別板８Ａ、８Ｂは、小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）の飛翔経路の下方に配置されている。選別板８Ａ、８Ｂは、上下方向（Ｚ軸方向）に延びて起立し、コンベア１の幅方向（Ｙ軸方向）と同等、またはそれ以上に広がる板材である。第一選別板８Ａと第二選別板８Ｂは、それぞれ第一ノズル群５Ａに平行に配置されており、第一選別板８Ａは、第二選別板８Ｂよりもコンベア１に近い側に配置されている。第一選別板８Ａは、第二選別板８Ｂの高さより高いものとなっており、第一選別板８Ａの高さと第二選別板８Ｂの高さは、小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）の飛翔経路に対応するものとなっている。また、選別板８Ａ、８Ｂは、多数の孔が設けられたものや網状のもの格子状のものなど第一小片２Ａ、第二小片２Ｂが通過できないものであれば任意の形状を採用しうる。
　なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
　次に、選別方法の動作について説明する。
　図１ａから図１ｃは、コンベア１によって搬送される選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）から、所望の特定材種の小片２Ａおよび２Ｂを選別する工程を順に示している。コンベア１は、例えばヘッドプーリー半径１７０ｍｍであり、搬送速度は、２ｍ／ｓおよび３ｍ／ｓの条件で動作させることが可能である。
　図１ａに示す工程では、コンベア１によって選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送されている。ここで、第一小片２Ａおよび第二小片２Ｂが所望の特定材種物としている。
　図１ｂに示す工程では、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）が識別装置３の下を通過して、材種や位置などが識別されている。また、送風装置６からは、コンベア１の搬送方向に、コンベア１の搬送端４の近傍から、コンベア１の有効幅（小片群２を搬送できる幅）と同等またはコンベア１の有効幅よりも広い範囲に気流９が連続供給されている。つまり、図１ａ～図１ｃの各工程にわたって定常的に気流９が供給されている。また、送風装置６により発生する気流９は、上部整流板７Ａと下整流板７ｂとにより安定した気流となっている。
　図１ｃに示す工程では、識別装置３で識別された選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが搬送端４より放出されている。小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）は、気流９に乗って所定の飛翔経路を飛翔する。送風装置６により発生する気流９は、上部整流板７Ａと下整流板７ｂとにより安定した気流となっているため、気流９に乗った小片群２の飛翔経路を安定させることが可能となる。
　ここで、所望の特定材種物の第一小片２Ａが、第一ノズル群５Ａの下を通過したときに第一ノズル群５Ａの対応するノズルのみからパルス的にエアが吐出され、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）の飛翔経路から、所望の特定材種物の第一小片２Ａを吹き飛ばして選別する。本実施の形態の場合、第一小片２Ａを吹き飛ばす方向は、飛翔経路と交差する方向、より具体的には飛翔経路の接線とほぼ垂直な方向であって、第一小片２Ａが第一選別板８Ａを超える方向である。
　次に、小片２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ（小片群２）はそのまま飛翔経路を飛翔するが、第二の所望の特定材種である第二小片２Ｂが、第二ノズル群５Ｂの下を通過したときに第二ノズル群５Ｂの対応するノズルのみからパルス的にエアが吐出され、選別対象である小片２Ｂ２Ｃ、２Ｄ（小片群２）の飛翔経路から、所望の特定材種の第二小片２Ｂを吹き飛ばして選別する。本実施の形態の場合、第二小片２Ｂを吹き飛ばす方向は、飛翔経路と交差する方向、より具体的には飛翔経路の接線とほぼ垂直な方向であって、第二小片２Ｂが第一選別板８Ａと第二選別板８Ｂとの間に吹き飛ばされる方向である。
　なお、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの代表的な飛翔経路は実線、点線および１点破線で示している。
　選別対象である小片群２はコンベア１から搬送端４を離れる際に、搬送端４より飛び出すために空間を飛翔した状態となる。その際に形状やサイズの異なる選別対象は、飛び出すことにより空気抵抗を進行方向に受ける。この大きさやベクトルが選別対象により異なるために、選別対象により、異なった空気抵抗を受けることになる。
　前方に配置された噴射装置である第一ノズル群５Ａや第二ノズル群５Ｂは、エンコーダ値などの時間で制御しているために、選別対象である小片２Ａや小片２Ｂが第一ノズル群５Ａや第二ノズル群５Ｂの下方を通過する時間は、次々に小片２Ａや小片２Ｂが搬送端４から飛翔した場合でもそれぞれ同一でなければ精度良く小片２Ａや小片２Ｂをはじき飛ばすことができず、選別精度は向上しない。
　そこで、選別対象である小片群２の飛翔中の空気抵抗を出来る限り同等（安定）にするために、搬送端４の後方や近傍から搬送方向に対して同等の速度で気流９（アシストブロー）を送風装置６により送ることで、コンベア１の搬送速度で空間中に放出されてから第一ノズル群５Ａや第二ノズル群５Ｂによりパルスエアを吐出する間までの通過時間を限りなく複数の小片２Ａについて、また、複数の小片２Ｂについて同一にすることができる。このように、送風装置６により選別対象をブロアすることにより飛翔中の小片群２の空気抵抗を減らすことが可能となる。
　また搬送端４を含むプーリー部分は回転体である。気流９の流れの進行が回転方向に進む（巻き込まれる）ことを防ぎ、精度良く供給装置から発生するブロアを搬送方向に進めることが好ましく、そのためには回転方向の動作の影響を排除した方が良い。そのために下部整流板７Ｂを設けて、回転体方向への気流９の流れを抑制することを可能とする。また、気流９の上側において気流９の拡散を防止するために、上部整流板７Ａを設けて、気流９の流れが拡散することを抑制できる。このように、搬送端４からの対象とする小片群２の飛翔に対して、送風装置６から発生する気流９により空気抵抗を減らすことと、その空気の流れを上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂにより制御することにより風速の均一化を実現することが可能となる。
　以上のような装置構成のもと、上記選別方法により、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの形状や比重の違いによる飛翔経路のバラツキを低減することができる。従って、小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路中において、特定材種の小片である第一小片２Ａを的確に第一ノズル群５Ａからのエアで吹き飛ばすことができ、さらに飛翔経路のその先で第二小片２Ｂを的確に第二ノズル群５Ｂからのエアで吹き飛ばすことが可能となる。従って、一連の小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔において、２種類の材種の小片を高い精度で選別することが可能となる。
　なお、図１ａ～図１ｃおよび図２では、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路の上方に配置された第一ノズル群５Ａ、および、第二ノズル群５Ｂから下方にパルス的にエアを吐出することで、第一小片２Ａ、第二小片２Ｂを下方に吹飛ばして選別する実施形態を示したが、第一ノズル群５Ａ、および、第二ノズル群５Ｂの配置は小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路の上方に限定されたものでは無い。例えば、第一ノズル群５Ａ、および、第二ノズル群５Ｂを飛翔経路の下方に配置し、上方に向けてエアをパルス的に吐出することで、特定材種の小片を上方に吹飛ばして選別してもかまわない。また、第一ノズル群５Ａを飛翔経路の上方に、第二ノズル群５Ｂを飛翔経路の下方（またはその反対）に配置するものでもよい。また、ノズル群は、第一ノズル群５Ａ、第二ノズル群５Ｂばかりでなく他のノズル群を飛翔経路の上方または下方に配置する構成を取ることも可能である。加えて、本実施の形態のように第２ノズルまでを採用した２種選別ではなく、１種のみの選別でももちろん使用できる。あるいは第３ノズルまで拡張して、３種以上の材種を選別しても同じような原理で使用することができる。
　次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
　図３ａ～図３ｃは、小片群２を選別する工程におけるコンベア１および小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路周辺の気流の発生状況を示している。
　図３ａは、送風装置６によって気流９を発生させていない状態を示す図であり、搬送速度が３ｍ／ｓのコンベア１と小片群２の飛翔経路の周辺の気流の発生状況を示している。コンベア１が３ｍ／ｓの搬送速度で稼働している場合、コンベア１の表面に１．１ｍ／ｓの気流が発生している。対象物である小片群２は、搬送端４までは３ｍ／ｓで搬送されているものの、搬送端４の通過後は１．１ｍ／ｓの気流の影響を受けて飛翔経路がばらついた状態で落下するために精度良く回収することができない。
　図３ｂは、送風装置６によって気流９を発生させた図である。送風装置６としては、スプレーイングシステムズ社のスリットノズル（Ｙ３３７６８）を使用した。送風装置６は、スリット幅が１ｍｍのスリットノズルヘッドを備え、インバータにより風量を制御することができるものである。
　気流９を供給する送風装置６から、コンベア１の搬送方向に、コンベア面に沿って、かつ、コンベア１の有効幅と同等またはコンベア１の有効幅よりも広い範囲に気流９を連続供給している。コンベア１の搬送端４での風速が３ｍ／ｓ、すなわち、コンベア１の搬送速度と同等になるように送風装置６から気流９を供給した場合、第一ノズル群５Ａの鉛直下方向の選別対象である小片の飛翔経路周辺には１．５ｍ／ｓの気流が発生する。
　しかしながら、送風装置６から気流９を供給した場合、前記コンベア１のプーリーの表面に沿った気流が増大するため、図３ｂに示す状態では、選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが急落下することがわかる。このように単純に送風装置６からの均一化された気流９の供給だけでは選別対象である小片群２の飛翔は安定しない。送風装置６による気流の流れを対象物の飛翔方向に沿わせて、いかに気流９を安定化させるかということが重要である。
　図３ｃは、送風装置６から気流９を発生させ、かつ、上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂが配置された状態を示す図である。
　下部整流板７Ｂを設置することで、コンベア１の先端のプーリーの表面に沿った気流９をせき止めることに加えて、上部整流板７Ａにより上方部への気流９のせき止めにもなるために選別対象である小片２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの飛翔経路の方向に気流がさらに向かうことになる。上部整流板７Ａは第一ノズル群５Ａや第二ノズル群５Ｂ以外の飛翔経路の上側を囲い込むような形状（第一ノズル群５Ａや第二ノズル群５Ｂからのエアを阻害しないような構造）であり、厚さ３ｍｍ、長さは５００ｍｍ程度のアクリル板（幅はコンベア１の有効幅と同じ）で第一ノズルおよび第二ノズルを囲むような構造とした。下部整流板７Ｂは、厚さ３ｍｍ、長さ２５０ｍｍのアクリル板（幅はコンベア１の有効幅と同じ）とした。また対象物の飛翔軌道の密閉度をさらに上げるために飛翔経路の両側面（図中ＸＺ平面）も覆うことでさらに気流９の均一化度（安定度）を向上させる役割があるが、その寸法は装置構成に依存するためにエアの吐出方向や飛翔軌道を妨げるものでなければ一定の効果がある。
　以上の構成によれば、第一ノズル群５Ａの鉛直下方向の選別対象である小片の飛翔経路周辺には２．９ｍ／ｓの気流９となる。また、第二ノズル群５Ｂの鉛直下方向の小片群２の飛翔経路周辺では２．８ｍ／ｓの気流９となっていた。このように送風装置６および上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂを組合せることにより、コンベア１からの搬送速度と、搬送端４を飛び出してからの風速を限りなく近づけるように制御することができる。
　送風装置６および上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂによる風速均一化の影響を調べるために、定点での各地点での平均風速を測定した。
　図４は、コンベア１の搬送端４である飛び出し先端部１１Ａ、飛翔経路において第一ノズル群５Ａの吐出部を通過する地点１１Ｂ、飛翔経路において第二ノズル群５Ｂの吐出部を通過する地点１１Ｃでの平均風速の結果である。搬送端４からの搬送方向（Ｘ）、重力方向（Ｚ）に対して（Ｘ、Ｚ）＝（０ｍｍ，０ｍｍ）としたとき、第一ノズル群５Ａからのパルスエアを受ける際の対象物が通過する位置は（Ｘ、Ｚ）＝（２５０ｍｍ，－６０ｍｍ）であり、第二ノズル群からのパルスエアを受ける際の対象物が通過する位置は（Ｘ、Ｚ）＝（４５０ｍｍ，－１６０ｍｍ）であった。
　以降は、上記の座標を順に、コンベアの飛び出し先端部１１Ａ（地点１１Ａとも略することがある）、飛翔軌道において第一ノズル群の吐出部を通過する地点１１Ｂ（地点１１Ｂとも略することがある）、飛翔軌道において第二ノズル群の吐出部を通過する地点１１Ｃ（地点１１Ｃと略することがある）と表記する。厳密にはコンベア速度により上記の１１Ｂおよび１１Ｃは変化するが、ここでは各地点の相対比較の把握が目的であるために、コンベア速度によらず同一座標で測定を行った。なおコンベア速度は３ｍ／ｓであり、風速計としては熱線式プローブ（ＴＥＳＴＯ社　４２５）の６０秒間の平均風速値を採用した。送風機からの風速として、一般に±１０％の範囲で、測定および実験バラツキが発生するため、以降は平均風速値として述べる。
　特にコンベアの飛び出し先端部１１Ａ（地点１１Ａ）で送風装置６から発生する気流９に起因する風速条件が非常に重要である。気流９は地点１１Ａ、地点１１Ｂ、地点１１Ｃの順に大気中に広がっていくために、各地点で測定する風速としては徐々に小さくなっていく。以降、各地点で測定した風速の結果を中心に説明する。
　図４の結果より、送風装置６が無い場合（Ｎｏ１）には、地点１１Ａ、地点１１Ｂ、地点１１Ｃともに平均風速が小さく、コンベア速度と同様の３ｍ／ｓに到達していなかった。これは搬送端４を境界に対象物の搬送速度が変化するために好ましい状態ではない。
　送風装置６を設置（Ｎｏ２、３、４）した場合には、各測定地点での風速が３ｍ／ｓに近づいていた。Ｎｏ２では前述したようにコンベア１の先端のプーリー表面（ヘッド表面）に沿った気流が増大するために風速バラツキが非常に大きくなる。そこで、Ｎｏ３のように下部整流板７Ｂを取り付けたところ、各地点での風速バラツキは低減することが確認された。上方部への気流のせき止めも無視できないために、Ｎｏ４のように上部整流板７Ａを取り付けて選別対象部の密閉度を上げたところ第一ノズル群５Ａ、第二ノズル群５Ｂの下方での風速バラツキが低減されることを見出した。このように各地点において平均風速が同じである状態を風速均一化と呼び、その平均風速はコンベア１からの搬送速度と近い値にすることで飛翔状態を安定化させることができる。
　次に送風装置６の供給位置に対する影響を述べる。
　図５は、送風装置の位置を変えた場合の結果である。
　搬送端４から、搬送方向と逆の方向に送風装置６の送風口（スリットノズルヘッド）の距離を離して設置した場合において、横軸に示す各地点（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ）ごとに、平均風速を測定した図である。なお取り付け位置の基準は１１Ａの原点であり、そこから距離を離す方向（搬送方向の逆）に移動させた。例えば５００ｍｍの場合は、座標で表記するとＸ＝－５００ｍｍの位置に送風装置があるということを示す。図５より、送風装置の取り付け位置がコンベアの飛び出し先端部１１Ａ（搬送端４）に近いほど、各地点の風速の変化が少なく安定していることがわかった。従って、可能な限り、送風装置６の送風口であるスリットノズルヘッドを搬送端４に近づけることが好ましいことを見出した。一方で送風装置６の送風口の取り付け距離がコンベアの飛び出し先端部１１Ａ（搬送端４）から遠くなるにつれて、各地点間での風速の差異が大きくなった。この場合、コンベア付近の風速を３ｍ／ｓに調整すると、第一ノズル群および第二ノズル群付近の風速が低下する傾向となった。また送風装置の取り付け位置が、コンベアの飛び出し先端部１１Ａ（搬送端４）より８００ｍｍを超えた場合には、送風装置６を使用しない風速の目安である１ｍ／ｓを下回り、風速均一化の効果が全く得られなくなった。従って、供給装置の位置は前記コンベアの飛び出し先端部が飛翔を開始する地点より８００ｍｍより近い範囲に設置していることが必要であることを見出した。
　これは対象物の飛び出し位置（搬送端４）から離れるときが最も空気抵抗を受けるために、その領域のみに送風効果を与えることでコンベア搬送時と連続的な送り速度を維持できるためと考察する。逆に距離が離れると、第一ノズル群および第二ノズル群付近の領域に十分な風速を供給することができないと考察する。
　次に送風装置６の送風方向の設置角度の影響を調べた。
　図６は、送風装置６の設置方向を変えた場合の風速を調べた結果である。
　送風装置６の送風方向の角度（送風口の角度）ごとに風速を測定した結果であり、横軸は第二ノズル群５Ｂの位置での高さの違いを表し、縦軸は地点１１Ａでの平均風速を示している。　
　図６の結果より、第二ノズル群５Ｂの付近で高さが±４０ｍｍ変動させた条件下にて対象物の飛翔方向に沿わせて設置した場合が、最も平均風速の変動が少なく、Ｙ＝－１６０ｍｍの地点が気流体の中央部分が通過しており、最も風速状態としては安定していると考察される。
　選別対象である小片群２の飛翔経路に沿った角度から、送風装置６の送風口の設置角度を±７°上下方向に変えた場合も合わせて示す。ここでは対象物の飛び出し方向（水平方向）をθ＝０°と定義している。結果、対象物の飛び出し方向と一致しているθ＝０°の場合、最も風速の高さ方向の影響が少なく安定しており、好ましい状態であることを見出した。なお本実験装置で使用した送風装置６の送風口の取り付け角度に関しては、送風装置６のスリットの形状により変化する値であるので、上記の数値に限定する必要はなく、装置構成に合わせて対象物の飛び出し方向と一致させるような送風装置６の構成を取ることが好ましい。
　図７ａ、図７ｂに示す図は、図４で示した上下の整流板を取り付けた条件（Ｎｏ４）において風速を変化させた結果である。なお図７ａはコンベア搬送速度が３ｍ／ｓのとき、また図７ｂはコンベア搬送速度が２ｍ／ｓのときである。コンベア搬送速度が異なるとプーリーの回転の影響が異なるために、僅かに風速に影響を与える。いずれの条件においても、地点１１Ａ、地点１１Ｂ、地点１１Ｃの順に徐々に小さくなることがわかった。
　図１３は、風速の状態が対象材料の回収に及ぼす影響を調べるために、図７ａおよび図７ｂで測定した風速に対する飛翔バラツキを測定した結果である。地点１１Ａの風速の違いによる樹脂の飛翔バラツキの結果をまとめて示す表である。
　使用した対象サンプルとしては、家電樹脂を破砕機で小片に破砕したときに発生する粒度の小さい樹脂を対象としているために７．５ｍｍ×７．５ｍｍ×厚み２ｍｍのＰＰ樹脂を用いた。またコンベア１の搬送速度は３ｍ／ｓであり、送風装置６および上部整流板７Ａおよび下部整流板７Ｂは、図４のＮｏ４の条件で実施した。この小片が第二ノズル群５Ｂの下方を通過する地点１１Ｃに到達するまでの飛翔バラツキを計算するために、ハイスピードカメラ（ＤＩＴＥＣＴ社　ＨＡＳ－Ｌ１Ｍ　５００ＦＰＳ）を用いて画像解析ソフトにより測定した。飛翔経路において第二ノズル群５Ｂの下方を通過する地点１１Ｃへの到達時間に対する各サンプル（小片）の差異から飛翔バラツキを算出した結果を図１３に示す。なお小片の搬送方向への移動速度は、コンベア速度と同様の３ｍ／ｓで進行していると見なして計算を行った。
　図１３に示すように、搬送端４の近傍の気流９の風速をコンベア１の搬送速度の３ｍ／ｓに近づけていくと樹脂の飛翔バラツキが最も小さくなり、コンベア速度と最も近い風速が３．１８ｍ／ｓになった場合に最も安定していた。その後、コンベア速度より風速状態が大きくなると飛翔バラツキは増大する結果となった。従ってコンベア１の搬送速度と搬送端４の近傍における気流９の風速が一致、または、ほぼ一致する状態が好ましいことを見出した。
　次にコンベア速度を２ｍ／ｓにした場合の飛翔バラツキの測定結果を図１４に示す。その他は図１３と同等の条件で実施した。コンベア１の搬送速度が２ｍ／ｓの場合は、搬送端４の近傍の気流９の風速をコンベア１の搬送速度である２ｍ／ｓに近づけていくと小片の飛翔バラツキが最も小さくなり、コンベア１の搬送速度と最も近い２．１２ｍ／ｓになったときに最も安定していた。その後、コンベア１の搬送速度より搬送端４の近傍の気流９の風速が大きくなると飛翔バラツキは増大する結果となった。従ってコンベア速度が２ｍ／ｓの場合でも、先ほど同様に、コンベア１の搬送速度と搬送端４の近傍の気流９の風速が一致、または、ほぼ一致する状態が好ましいことを見出した。
　図１３および図１４の結果から、コンベア速度と風速の関係について考察する。図８ａ～図８ｃは飛翔バラツキを低減させるために重要なファクターであるコンベア１の搬送速度の関係を模式化した図である。ここでの搬送速度は、コンベア１の搬送速度を１Ｆとして、また送風装置６からの風速を６Ｆと定義する。このとき、１Ｆと６Ｆの大小の関係が飛翔バラツキに大きく寄与する。図８ａ～図８ｃの矢印の大きさは風速の強さの大小を表している。
　図８ａの場合は、１Ｆ＞６Ｆの関係があり、送風装置６からコンベア１の搬送速度に対してエアをアシストするような形となり、対象物の空気抵抗が減少するために、多少、飛翔バラツキが低減される。
　図８ｂの場合は、１Ｆ＝６Ｆの関係があり、送風装置６からコンベア１の搬送速度と同じ風速が供給されるために、対象物の空気抵抗がほとんど無くなり、飛翔バラツキは最小限となり、図８ａ～図８ｃのうちで最も好ましい結果となる。
　図８ｃの場合は、１Ｆ＜６Ｆの関係があり、送風装置６からコンベア１の搬送速度よりも早い風速が供給されるために、対象物の後方から追い風となるような風速が供給され、飛翔が不安定になるために飛翔バラツキが増大する結果となる。
　以上の結果より、図８ｂのような形態が好ましく、その風速環境を維持することが何よりも重要である。このようにコンベア速度に合わせて風速条件を任意に設定することで飛翔バラツキを安定化することができる。
　図９は、小片群２からＰＰを材種とする小片とＡＢＳを材種とする小片とを一連の飛翔経路中において、二つのノズル群で選別したときの選別純度を示している。使用したサンプル粒度としては７．５ｍｍ角から５００ｍｍ角の大小異なるサンプルを２４０ピース使用して３回選別を行った平均値を採用した。送風装置６から風量を変えていき、横軸に示すように地点１１Ａの風速を、０．２７ｍ／ｓから４ｍ／ｓまでの範囲に調整した。また選別純度および回収歩留りは以下の計算式から算出した。
　選別純度（％）　＝（回収した所望の樹脂重量／会衆した樹脂重量）×１００
　コンベア１の搬送速度が３ｍ／ｓの場合は、地点１１Ａ（搬送端４）において、コンベア１の搬送速度３ｍ／ｓに近い風速３ｍ／ｓの場合に、最も高い選別性能が得られた。これは、風速の均一化により飛翔バラツキが低減され、その結果、異物の混入が大幅に改善したために高い選別純度が得られたと考察する。
　汎用のバージン樹脂と比較して物性が近くなるようなマテリアルリサイクルを可能とするためには選別純度９９％を目安とする場合が多い。図９より選別純度が９９％以上となるためには、地点１１Ａの風速を２．５１ｍ／ｓから３．４５ｍ／ｓの範囲にする必要がある。また図７ａより、コンベア搬送速度が３ｍ／ｓの場合では、地点１１Ａが２．５１ｍ／ｓから３．４５ｍ／ｓの範囲に風速条件を設定して、飛翔バラツキを４４ｍｍ以内にする必要があるとも換言できる。
　コンベア１の搬送速度が２ｍ／ｓの場合は、地点１１Ａ（搬送端４）が風速２ｍ／ｓの付近で高い選別性能が得られた。また選別純度が９９％以上となる風速条件は、地点１１Ａにおける風速が１．５４ｍ／ｓから２．６２ｍ／ｓの範囲であった。また図７ｂより、コンベア搬送速度が２ｍ／ｓの場合では、地点１１Ａ（搬送端４）が１．５４ｍ／ｓから２．６２ｍ／ｓの範囲に風速条件を設定して、飛翔バラツキを３４ｍｍ以内にする必要があるとも換言できる。
　以上の結果より、前記コンベアの搬送速度Ａ（ｍ／ｓ）に対して、前記コンベアの搬送方向の先端部での風速Ｂ（ｍ／ｓ）の比率をＢ／Ａとしたときに、Ｂ／Ａの値が１±０．１５以内の風速条件である必要があることを見出した。また望ましいのはコンベア１の搬送速度に対して、コンベア１の搬送方向の先端部（搬送端４）での気流９の風速が一致していることである。　
　図１５は、図９で最も選別性能が良かった地点１１Ａ（搬送端４）が３ｍ／ｓの条件を用いて、ＰＰを材種とする小片は第一ノズル群５Ａで、ＡＢＳを材種とする小片は第二ノズル群５Ｂで吹き飛ばした選別純度および回収歩留まりの結果である。また効果の比較のために、従来の選別方法で選別した結果も併記した。
　回収歩留り（％）＝（回収した所望の樹脂重量／選別前の小片群２中に含まれる所望の樹脂重量）×１００
　以上で述べた選別装置および選別方法を実行することにより、ＰＰを材種とする小片およびＡＢＳを材種とする小片ともに高い選別純度および回収歩留りが得られた。特に第一ノズル群５Ａよりもコンベア１から遠い第二ノズル群５Ｂで選別したＡＢＳを材種とする小片に関しては、従来の選別方法と比較して大幅に歩留まりが改善されている。飛翔バラツキが低減された結果、異物の巻き込み混入が少なくなり、特に選別純度が改善されている。
　なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。
　本発明によれば、一連の飛翔経路において２種類の材種からなる小片を個別に選別する場合においても所望の特定材種の小片の選別純度および回収歩留りを高めることができ、廃家電や一般廃棄物に含まれる特定材種の小片を再資源化する選別装置、選別方法として、材料の資源循環に適用できる。
１　　　コンベア
１Ｆ　　コンベアからの搬送速度
２　　　小片群
２Ａ　　第一小片
２Ｂ　　第二小片
３　　　識別装置
４　　　搬送端
５　　　ノズル群
５Ａ　　第一ノズル群
５Ｂ　　第二ノズル群
６　　　送風装置
６Ｆ　　送風装置からの風速
７Ａ　　上部整流板
７Ｂ　　下部整流板
８Ａ　　第一選別板
８Ｂ　　第二選別板
９　　　気流
１０　　選別装置
１１Ａ　コンベアの飛び出し先端部の地点座標
１１Ｂ　飛翔軌道において第一ノズル群の吐出部を通過する地点
１１Ｃ　飛翔軌道において第二ノズル群の吐出部を通過する地点

Claims (6)

  1. 　特定材種物と、他材種物とが混在する選別対象から特定材種物と他材種物とを選別する選別方法であって、
    　前記選別対象をコンベアに載置した状態で一方向に搬送し、
    　前記コンベア上に載置された特定材種物の組成を識別装置により識別し、
    　前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記コンベアの搬送速度と一致、または、ほぼ一致する風速の気流を送風装置により発生させ、
    　前記選別対象の飛翔経路に沿って配置される整流板により前記気流を安定させ、
    　識別された特定材種物の位置情報を取得し、前記コンベアから前記気流を受けて飛翔する特定材種物の通過時に噴射装置によりパルスエアを噴射する
    選別方法。
  2. 　前記送風装置が発生させる気流は、前記コンベアの搬送速度をＡ（ｍ／ｓ）とし、前記コンベアの搬送方向の先端部における前記気流の風速をＢ（ｍ／ｓ）とした場合、Ｂ／Ａの値が１±０．１５以内となるような気流であることを特徴とする請求項１に記載の選別方法。
  3. 　前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記気流の方向は、前記選別対象の飛び出し方向と一致している
    請求項１または２に記載の選別方法。
  4. 　特定材種物と、他材種物とが混在する選別対象から特定材種物と他材種物とを選別する選別装置であって、
    　前記選別対象を載置状態で一方向に搬送するコンベアと、
    　前記コンベア上に載置された特定材種物の組成を識別する識別装置と、
    　識別された特定材種物の位置情報を取得し、前記コンベアから飛翔する特定材種物の通過時にパルスエアを噴射する噴射装置と、
    　前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記コンベアの搬送速度と一致、または、ほぼ一致する風速の気流を発生させる送風装置と、
    　前記選別対象の飛翔経路に沿って配置される整流板と
    を備える選別装置。
  5. 　前記送風装置は、
    　前記コンベアの搬送速度をＡ（ｍ／ｓ）とし、前記コンベアの搬送方向の先端部における前記気流の風速をＢ（ｍ／ｓ）とした場合、Ｂ／Ａの値が１±０．１５以内となるような気流を発生させるものである
    請求項４に記載の選別装置。
  6. 　前記送風装置は、
    　前記コンベアの搬送方向の先端部において、前記選別対象の飛び出し方向と一致する方向の気流を発生させる
    請求項４または５に記載の選別装置。
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