WO2023187854A1 - 静電選別装置 - Google Patents

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WO2023187854A1
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electrostatic
resin
sorting device
charge amount
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保博 中村
康隆 稲永
翔太 山田
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三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C7/00—Separating solids from solids by electrostatic effect
    • B03C7/02—Separators
    • B03C7/12—Separators with material falling free
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02—Separating plastics from other materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/60—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrostatic variables, e.g. electrographic flaw testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/24—Arrangements for measuring quantities of charge
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • This application relates to an electrostatic separation device.
  • Patent Document 1 a method has been proposed in which an electrostatic field space is formed between a roller-type ground electrode and a flat plate-shaped high voltage electrode to electrostatically sort mixed resin pieces.
  • Patent Document 1 has a problem in that foreign matter is mixed in due to insufficient charging of the resin piece.
  • the present application was made in order to solve the above-mentioned problems, and provides an electrostatic sorting device that has a function that can automatically and in real time measure the amount of charge on each collected resin piece immediately after being charged.
  • the purpose is to
  • the electrostatic sorting device disclosed in the present application is an electrostatic sorting device that charges a plurality of types of resin pieces, drops the charged resin pieces in the electrostatic field space, and sorts the resin pieces.
  • the method includes a charge amount measuring system that calculates a charge amount of the charged resin piece, and the charge amount measuring system collects a part of the charged resin piece before the sorting and calculates the charge amount of the collected resin piece. It is characterized by
  • this application by taking measures such as stopping the line when an unusual charge amount trend is detected, it can be used to prevent foreign matter from being mixed in due to poor charging of resin pieces and to optimize sorting conditions. .
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an electrostatic sorting device according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of an automatic charge amount measurement system in the electrostatic sorting device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing details of an input section of an electrostatic sorting device according to a second embodiment.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing an electrostatic sorting device according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an electrostatic separation device 500 according to Embodiment 1 of the present application.
  • the electrostatic sorting device 500 includes a charging unit 120 for stirring and frictionally charging the sorting object 100, which is a flake-like mixed resin piece made of a mixture of multiple types of materials, and a charging unit 120 for stirring and frictionally charging the sorting target 100, which is a flake-like mixed resin piece mixed with multiple types of materials, and a a counter electrode 170 composed of a first counter electrode 3 and a second counter electrode 4 that form an electric field space; a transport section 130 that is a vibrating feeder that transports the sorting object 100 charged by the charging section 120 to the electrostatic field space; It has a collection container 140 provided with a partition 150 for sorting and collecting resin pieces that are dropped while being displaced within an electrostatic field space.
  • the first counter electrode 3 is electrically grounded and located below the transport section 130 and on the charging section 120 side.
  • a high voltage is applied to the second counter electrode 4 by the high voltage power supply 110, and the second counter electrode 4 is located at the lower part of the transport section 130.
  • the second opposing electrode 4 to which a high voltage is applied is structurally supported by being fastened to insulators (not shown) on both sides.
  • a resin piece collection unit 1 which is a jet loader that sucks in resin pieces, is provided near the conveyance unit 130, and on the leeward side of the resin piece collection unit 1, there is an input unit 6 that inputs resin pieces one by one downward.
  • An automatic charge amount measuring system 7 is provided below the input section 6 to automatically measure the charge amount of the resin piece as the resin piece passes through.
  • a resin piece discharging section 20 is provided below the automatic charge amount measurement system 7 for discharging or discarding the resin pieces after measuring the charge amount upstream of the charging section.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing details of the automatic charge amount measurement system 7 in the electrostatic sorting device 500 according to Embodiment 1 of the present application.
  • the automatic charge amount measurement system 7 includes a first conductive member 8 that is a metal tube, and a second conductive member 9 that is a slightly larger metal tube that covers the first conductive member 8.
  • the first conductive member 8 and the second conductive member 9 are connected by an insulating support member 13 having high insulation resistance, which is a PTFE (polytetrafluoroethylene) bolt.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the second conductive member 9 is connected to the ground, and the first conductive member 8 is connected to an electrostatic induction charge waveform measuring section 10 which is an electrometer equipped with an external input/output terminal (not shown) via a shielded cable 12.
  • the shielded cable 12 is branched and connected to a static eliminator 17 which is a relay connected to ground.
  • an object detection section 18, which is an optical sensor that detects when a resin piece is put in is connected to the control section 15, which is a sequencer, as well as the external input/output terminal of the static eliminator 17.
  • the control section 15 is connected to a calculation section 16 and an object detection section 18, which are personal computers (PCs).
  • FIGS. 1 and 2 the operation of the electrostatic sorting device 500 according to Embodiment 1 of the present application will be explained using FIGS. 1 and 2.
  • the sorting target 100 is composed of a mixed piece of two types of resin materials.
  • a positive high voltage is output from the high voltage power supply 110.
  • the resin materials are frictionally charged by stirring within the charging unit 120, so that one material is positively charged and the other is negatively charged.
  • the triboelectrically charged sorting object 100 (resin pieces 100a, 100b) is transported by a transport section 130 using a vibrating feeder, and is introduced into the counter electrode 170.
  • the resin pieces 100a and 100b are arranged between the opposing electrodes 170, with the positively charged resin piece 100a facing the first opposing electrode 3 (relatively negative electrode) due to electrostatic force, and the negatively charged resin piece 100b facing the first opposing electrode 3 (relatively negative electrode). They are separated by being attracted to the counter electrode 4 side (relatively positive electrode).
  • the thus separated resin pieces are collected by material in the collection container 140 below the counter electrode 170.
  • the input section 6 has a structure that narrows downward, and is equipped with an opening/closing device. By opening and closing the opening/closing device at a certain timing, each resin piece is automatically charged downward from the input section 6. It is fed into the quantity measuring system 7.
  • the grounding inside the static eliminator 17 is released in response to a signal from the control unit 15, so that the first conductive member 8 is grounded.
  • the ground becomes open.
  • the resin piece falls and passes near the first conductive member 8.
  • the first conductive member 8 is normally electrically connected to the ground via the static eliminator 17 .
  • the charge waveform (current or voltage waveform) that is electrostatically induced in the first conductive member 8 due to the charging of the resin piece is measured by the electrostatically induced charge waveform measurement section 10, and is transmitted to the calculation section via the control section 15. A charge waveform signal is transmitted to 16.
  • the calculation unit 16 calculates the amplitude value or time integral value of the charge waveform, and substitutes it into a linear relational expression with the result of measuring the amount of charge using a commercially available Faraday cup, etc., obtained through experiments in advance. Convert to amount of charge.
  • the ground inside the static eliminator 17 becomes conductive in response to a signal from the control means 15, so that the ground of the first conductive member 8 becomes conductive.
  • the amount of charge of each collected resin piece can be measured automatically and in real time, and the data of the amount of charge of each resin piece is accumulated in the calculation unit 16, which is a PC.
  • the calculation unit 16 which is a PC.
  • it can be used to prevent foreign matter from being mixed in due to poor charging of resin pieces and to optimize sorting conditions.
  • the electrostatic sorting device 500 As described above, according to the electrostatic sorting device 500 according to the first embodiment, a plurality of types of resin pieces 100 are charged, and the charged resin pieces 100a and 100b are dropped in an electrostatic field space.
  • the electrostatic sorting device 500 is equipped with an automatic charge amount measurement system 7 that calculates the charge amount of the resin pieces 100a and 100b, and the automatic charge amount measurement system 7 calculates the charge amount of the resin pieces 100a and 100b before the sorting.
  • a portion of the sampled resin pieces 100a and 100b are collected to calculate the amount of charge on the collected resin pieces 100a and 100b, so that if an unusual tendency in the amount of charge is detected, measures such as stopping the line can be taken. It can be used to prevent foreign matter from being mixed in due to poor charging of resin pieces and to optimize sorting conditions.
  • the automatic charge amount measurement system 7 also includes an object detection unit 18 that detects the collected resin pieces 100a and 100b, and an object detection unit 18 that measures the waveform of charge electrostatically induced by the charging of the detected resin pieces 100a and 100b. Since it is equipped with an electrically induced charge waveform measurement section 10 and a calculation section 16 that calculates the amount of charge based on the charge waveform, the amount of charge of each collected resin piece can be measured automatically and in real time.
  • the automatic charge amount measuring system 7 includes a cylindrical first conductive member 8 into which the resin pieces 100a and 100b are inserted, and the electrostatic induction charge waveform measuring section 10
  • the first conductive member 8 is equipped with a static eliminator 17 that is connected to ground, and when the resin pieces 100a, 100b are detected by the object detection unit 18. At the same time, since the ground is opened, it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy due to charge-up of the first conductive member.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, a case has been described in which resin pieces are fed one by one from the feeding section 6 into the automatic charge amount measuring system 7 located below, but in a second embodiment, a case in which resin pieces are fed by a conveyor will be described.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing details of the input section 6 of the electrostatic sorting device 500 according to Embodiment 2 of the present application.
  • the input section 6 is a conveyor
  • a plate-shaped first conductive member 8 is placed above the input section 6
  • a fixed conductive member is placed above the first conductive member 8.
  • a second conductive member 9 is arranged to cover the first conductive member 8 at a distance.
  • the other configurations of the electrostatic sorting device 500 according to the second embodiment are the same as those of the electrostatic sorting device 500 according to the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.
  • the resin piece 100a (or 100b) is conveyed in the A direction by the rotation of the belt of the input section 6. If the amount of resin pieces to be input is large and crowded, the number may be thinned out by automatically blowing air onto the resin pieces.
  • the resin piece passes directly under the object detection section 18, which is an optical sensor, an object is detected, and at the same time, a signal is received from the control section 15, and the grounding inside the static eliminator 17 is opened, so that the first The grounding of the conductive member 8 becomes open. Thereafter, the resin piece passes near the first conductive member 8 by being conveyed by a conveyor.
  • object detection section 18 which is an optical sensor
  • the charge waveform (current or voltage) electrostatically induced in the first conductive member 8 due to the charging of the resin piece is measured by the electrostatically induced charge waveform measurement section 10 and sent to the calculation section 16 via the control section 15. Send a charge waveform signal.
  • the calculation unit 16 calculates the amplitude value or time integral value of the charge waveform, and substitutes it into a linear relational expression with the result of measuring the amount of charge using a commercially available Faraday cup, etc., obtained through experiments in advance. Convert to amount of charge.
  • the ground inside the static eliminator 17 is made conductive in response to a signal from the control unit 15, thereby making the first conductive member 8 conductive.
  • the amount of charge of each collected resin piece can be measured automatically and in real time, and the data of the amount of charge of each resin piece is accumulated in the calculation unit 16, which is a PC.
  • the calculation unit 16 which is a PC.
  • it can be used to prevent foreign matter from being mixed in due to poor charging of resin pieces and to optimize sorting conditions.
  • the other operations of the electrostatic sorting device 500 according to the second embodiment are the same as those of the electrostatic sorting device 500 according to the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.
  • the electrostatic sorting device 500 includes the charging section 6 for charging the charged resin pieces 100a and 100b into the automatic charge amount measurement system 7, and the charging section 6 is equipped with a conveyor. Since this is used, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • Embodiment 3 a case will be described in which the partition 150 provided in the collection container 140 is movable.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an electrostatic sorting device 500 according to Embodiment 3 of the present application.
  • a partition 150 provided in the collection container 140 is movable, and the automatic charge amount evaluation system 7 and the high voltage power supply 110 are separated from each other.
  • a sorting condition control section 160 connected to 150 is provided.
  • the partition 150 is provided so as to be movable in the B direction by connection with an actuator (not shown), and the output voltage of the high voltage power supply 110 and the movement of the partition 150 can be controlled by the sorting condition control section 160.
  • the rest of the configuration of the electrostatic sorting device 500 according to the third embodiment is the same as the electrostatic sorting device 500 according to the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.
  • the charge amount data of the mixed resin piece measured by the automatic charge amount evaluation system 7 is analyzed by the calculation section 16 in the automatic charge amount evaluation system 7, and sorting conditions are determined according to the tendency of the charge amount, and the sorting condition control section 160.
  • the sorting condition control unit 160 controls the high voltage power supply 110 or the partition 150 to perform sorting under optimal conditions according to the tendency of the amount of charge on the resin pieces.
  • the partition position is moved to the first counter electrode 3 side (relatively negative). On the other hand, if there is a strong tendency for negative charging, the partition position is moved to the second opposing electrode 4 side (relatively positive). If the amount of charge on the entire resin piece tends to be higher than usual, the output voltage of the high voltage power supply 110 is lowered, and on the other hand, if the amount of charge on the entire resin piece tends to be lower than usual, the output voltage of the high voltage power supply 110 is reduced. Increase output voltage.
  • the other operations of the electrostatic sorting device 500 according to the third embodiment are the same as those of the electrostatic sorting device 500 according to the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.
  • the electrostatic sorting device 500 includes the collection container 140 in which the partition 150 is movably provided, and the partition 150 is arranged according to the amount of charge on the resin pieces 100a, 100b. This allows stable sorting performance to be achieved by optimizing the sorting conditions of the electrostatic sorting device when an unusual charge amount trend is detected due to a change in the material of the resin piece. can.

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Abstract

混合された複数種の樹脂片（１００）を帯電させ、前記帯電させた樹脂片（１００ａ、１００ｂ）を静電界空間に搬送し、前記静電界空間内で変位させながら落下させて、樹脂片（１００ａ、１００ｂ）を選別する静電選別装置（５００）であって、樹脂片（１００ａ、１００ｂ）の帯電量を計測する自動帯電量計測システム（７）を備え、自動帯電量計測システム（７）は、前記搬送時に樹脂片（１００ａ、１００ｂ）の一部を採取し、前記採取した樹脂片（１００ａ、１００ｂ）の帯電量を計測する。

Description

静電選別装置
　本願は、静電選別装置に関するものである。
　複数種の材料の破片からなる混合物を撹拌などして材料同士で摩擦させると、材料種、混合物中の組成に応じた帯電符号、帯電量で帯電する。例えば樹脂のリサイクル工程ではこの特性を利用して、帯電させた混合樹脂片を高電圧の電極で挟まれた静電界空間中に落下させ、静電気力により変位させることで材料毎に選別する静電選別が行われている。
　例えば、特許文献１に示されるように、ローラー式の接地電極と平板形状の高電圧電極との間に静電界空間を形成し混合樹脂片を静電気的に選別する方法が提案されている。
特開２００４－１９５３０３号公報（段落００１４～００１５、図１）
　しかしながら、特許文献１の方法では、樹脂片の帯電不良に起因する異物が混入するという問題があった。
　本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、採取した帯電直後の樹脂片１つ１つの帯電量を自動かつリアルタイムで計測できる機能を備えた静電選別装置を提供することを目的とする。
　本願に開示される静電選別装置は、複数種の樹脂片を帯電させ、前記帯電させた樹脂片を前記静電界空間内で落下させて、選別する静電選別装置であって、前記樹脂片の帯電量を算出する帯電量計測システムを備え、前記帯電量計測システムは、前記選別の前に前記帯電させた樹脂片の一部を採取し、前記採取した樹脂片の帯電量を算出することを特徴とする。
　本願によれば、通常とは異なる帯電量傾向が検知された場合にラインを停止する等の措置をとることで、樹脂片の帯電不良に起因する異物混入予防や選別条件の最適化に活用できる。
実施の形態１に係る静電選別装置を示す構成図である。 実施の形態１に係る静電選別装置における自動帯電量計測システムの構成図である。 実施の形態２に係る静電選別装置の投入部の詳細を示す構成図である。 実施の形態３に係る静電選別装置を示す構成図である。
　実施の形態１．
　図１は、本願の実施の形態１に係る静電選別装置５００の構成を示す図である。図１に示すように、静電選別装置５００は、複数種の材料が混じったフレーク状の混合樹脂片である選別対象１００を攪拌し摩擦帯電させるための帯電部１２０、向き合った電極間に静電界空間を形成する第１対向電極３および第２対向電極４で構成される対向電極１７０、帯電部１２０で帯電させた選別対象１００を静電界空間へと搬送する振動フィーダである搬送部１３０、静電界空間内で変位させながら落下させた樹脂片を選別して回収するための仕切り１５０が設けられた回収容器１４０を有している。
　第１対向電極３は、電気的に接地され、搬送部１３０の下部かつ帯電部１２０側に位置する。第２対向電極４は、高電圧電源１１０により高電圧が印加され、搬送部１３０の下部に位置する。高電圧が印加される第２対向電極４は、両側がそれぞれ碍子（図示せず）と締結され構造支持されている。
　搬送部１３０の近傍には、樹脂片を吸い込むジェットローダーである樹脂片採取部１が備えられ、樹脂片採取部１の風下側には樹脂片の１つずつを下方に投入する投入部６が備えられ、投入部６の下方には樹脂片が通過することで樹脂片の帯電量を自動で計測する自動帯電量計測システム７が備えられている。自動帯電量計測システム７の下方には、帯電量計測後の樹脂片を帯電部の上流に排出または廃棄する樹脂片排出部２０を備える。
　図２は、本願の実施の形態１に係る静電選別装置５００における自動帯電量計測システム７の詳細を示す構成図である。図２に示すように、自動帯電量計測システム７は、金属管である第１導電性部材８と、第１導電性部材８を覆う一回り大きな金属管である第２導電性部材９を備え、第１導電性部材８と第２導電性部材９はＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリテトラフルオロエチレン）のボルトである高い絶縁抵抗を有する絶縁支持部品１３で結合されている。第２導電性部材９は、接地と接続され、第１導電性部材８はシールドケーブル１２を介して外部入出力端子（図示せず）を備えたエレクトロメータである静電誘導電荷波形計測部１０と接続され、シールドケーブル１２は分岐され、接地と接続されたリレーである除電部１７と接続されている。第１導電性部材８の上方には、樹脂片が投入されたことを検知する光式センサである物体検知部１８を備える。さらに静電誘導電荷波形計測部１０の外部入出力端子は除電部１７の外部入出力端子とともにシーケンサである制御部１５と接続されている。さらに制御部１５は、パーソナルコンピュータ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、ＰＣ）である演算部１６および物体検知部１８と接続されている。
　次に、本願の実施の形態１に係る静電選別装置５００の動作について、図１および図２を用いて説明する。この例では、選別対象１００が２種類の樹脂材料の混合片からなる場合について説明する。また、高電圧電源１１０から正の高電圧を出力する例を示す。
　まず最初に、帯電部１２０内での撹拌により樹脂材料同士で摩擦帯電させ、一方の材料は正、他方は負に帯電させる。
　続いて、高電圧電源１１０から第２対向電極４に正の高電圧を印加することで、対向電極１７０間に静電界空間が形成される。
　次いで、摩擦帯電させた選別対象１００（樹脂片１００ａ、１００ｂ）を、振動フィーダによる搬送部１３０により搬送し、対向電極１７０に投入する。このとき、樹脂片１００ａ、１００ｂは、対向電極１７０間において、静電気力により正帯電の樹脂片１００ａは第１対向電極３側（相対的に負電極）に、負帯電の樹脂片１００ｂは第１対向電極４側（相対的に正電極）に引き寄せられることで分離される。
　このようにして分離された樹脂片は、対向電極１７０の下方の回収容器１４０にて材料毎に回収される。
　一方、摩擦帯電後の混合樹脂片の一部は、ジェットローダーである樹脂片採取部１で吸込まれる。
　続いて、樹脂片採取部１で吸込まれ搬送された混合樹脂片は、投入部６へ供給される。投入部６は下方に向けて窄まった構造であり、開閉装置が備えられており、開閉装置が一定のタイミングで開閉することにより、樹脂片が１つ１つ投入部６から下方の自動帯電量計測システム７に投入される。
　次いで、下方に落下した樹脂片が、物体検知部１８に検出されるのと同時に、制御部１５からの信号を受け除電部１７内部の接地が開放されることで、第１導電性部材８の接地が開放状態となる。その後、樹脂片は第１導電性部材８近傍を落下して通過する。なお、第１導電性部材８は、通常は、除電部１７を介して接地と導通している。
　このとき、樹脂片の帯電により第１導電性部材８に静電誘導される電荷波形（電流または電圧の波形）を静電誘導電荷波形計測部１０で計測し、制御部１５を介して演算部１６に電荷波形信号を送信する。
　続いて、演算部１６は、電荷波形の振幅値または時間積分値を求め、予め実験を行い取得しておいた市販のファラデーカップ等の帯電量計測結果との線形関係式に代入することで、帯電量に換算する。
　樹脂片が第１導電性部材８を出た後、制御手段１５からの信号を受け除電部１７内部の接地が導通することで第１導電性部材８の接地が導通状態となる。
　このように、樹脂片が投入されている間以外は常に、第１導電性部材８を接地と導通させておくことで、第１導電性部材８がチャージアップすることによる計測精度の低下を予防できる。
　その後、第１導電性部材８を出た樹脂片は、樹脂片排出部２０によって吸い込まれ、再度帯電部１２０に供給される。
　上記の動作を繰り返すことで、採取した樹脂片１つ１つの帯電量を自動かつリアルタイムで計測でき、ＰＣである演算部１６に樹脂片１つ１つの帯電量のデータが蓄積される。また、通常とは異なる帯電量傾向が検知された場合にラインを停止する等の措置をとることで、樹脂片の帯電不良に起因する異物混入予防や選別条件の最適化に活用できる。
　以上のように、本実施の形態１に係る静電選別装置５００によれば、複数種の樹脂片１００を帯電させ、前記帯電させた樹脂片１００ａ、１００ｂを静電界空間内で落下させて、選別する静電選別装置５００であって、樹脂片１００ａ、１００ｂの帯電量を算出する自動帯電量計測システム７を備え、自動帯電量計測システム７は、前記選別の前に樹脂片１００ａ、１００ｂの一部を採取し、前記採取した樹脂片１００ａ、１００ｂの帯電量を算出するようにしたので、通常とは異なる帯電量傾向が検知された場合にラインを停止する等の措置をとることで、樹脂片の帯電不良に起因する異物混入予防や選別条件の最適化に活用できる。
　また、自動帯電量計測システム７は、採取された樹脂片１００ａ、１００ｂを検知する物体検知部１８と、前記検知された樹脂片１００ａ、１００ｂの帯電により静電誘導される電荷波形を計測する静電誘導電荷波形計測部１０と、前記電荷波形に基づき帯電量を演算する演算部１６と、を備えるようにしたので、採取した樹脂片１つ１つの帯電量を自動かつリアルタイムで計測できる。
　さらに、自動帯電量計測システム７は、樹脂片１００ａ、１００ｂが投入される筒状の第１導電性部材８を備え、静電誘導電荷波形計測部１０は、第１導電性部材８を介して前記投入された樹脂片１００ａ、１００ｂの電荷波形を計測する上で、第１導電性部材８は、接地接続する除電部１７を備え、樹脂片１００ａ、１００ｂが物体検知部１８に検出されるのと同時に、接地が開放されるようにしたので、第１導電性部材のチャージアップによる計測精度の低下を予防できる。
　実施の形態２．
　実施の形態１では、投入部６から下方の自動帯電量計測システム７に樹脂片を１つ１つ投入した場合について説明したが、実施の形態２では、コンベアにより投入する場合について説明する。
　図３は、本願の実施の形態２に係る静電選別装置５００の投入部６の詳細を示す構成図である。図３に示すように、本願の実施の形態２では、投入部６がコンベアであり、投入部６の上方に板状の第１導電性部材８、第１導電性部材８の上方に一定の距離を置いて第１導電性部材８を覆うように第２導電性部材９が配置される。
　実施の形態２に係る静電選別装置５００のその他の構成については、実施の形態１に係る静電選別装置５００と同様であり、その説明を省略する。
　次に、本願の実施の形態２に係る静電選別装置５００の動作について、図３を用いて説明する。
　樹脂片採取部１で吸込まれ搬送された樹脂片１００ａ（または１００ｂ）は、下方に向けて窄まった投入部に樹脂片を投入する実施の形態１とは異なり、コンベアである投入部６上へ供給される。
　続いて、投入部６のベルトの回転により、樹脂片１００ａ（または１００ｂ）はＡ方向に搬送される。樹脂片の投入量が多く密集している場合は、自動でエアーを樹脂片に吹き付ける等して数を間引いても良い。
　次いで、光式センサである物体検知部１８の直下を樹脂片が通過する際に物体検知されると同時に、制御部１５からの信号を受け除電部１７内部の接地が開放されることで第１導電性部材８の接地が開放状態となる。その後、樹脂片はコンベアでの搬送により第１導電性部材８近傍を通過する。
　このとき、樹脂片の帯電により第１導電性部材８に静電誘導される電荷波形（電流または電圧）を静電誘導電荷波形計測部１０で計測し、制御部１５を介して演算部１６に電荷波形信号を送信する。
　続いて、演算部１６は、電荷波形の振幅値または時間積分値を求め、予め実験を行い取得しておいた市販のファラデーカップ等の帯電量計測結果との線形関係式に代入することで、帯電量に換算する。
　樹脂片が第１導電性部材８近傍を通過した後、制御部１５からの信号を受け除電部１７内部の接地が導通されることで第１導電性部材８の接地が導通状態となる。
　このように、樹脂片が第１導電性部材８近傍を通過している間以外は常に、第１導電性部材８を接地と導通させておくことで、第１導電性部材８のチャージアップすることによる計測精度の低下を予防できる。
　その後、第１導電性部材８近傍を通過した樹脂片は、樹脂片排出部２０によって吸い込まれ、再度帯電部１２０に供給される。
　以上の動作を繰り返すことで、採取した樹脂片１つ１つの帯電量を自動かつリアルタイムで計測でき、ＰＣである演算部１６に樹脂片１つ１つの帯電量のデータが蓄積される。また、通常とは異なる帯電量傾向が検知された場合にラインを停止する等の措置をとることで、樹脂片の帯電不良に起因する異物混入予防や選別条件の最適化に活用できる。
　実施の形態２に係る静電選別装置５００のその他の動作については、実施の形態１に係る静電選別装置５００と同様であり、その説明を省略する。
　以上のように、本実施の形態２に係る静電選別装置５００によれば、自動帯電量計測システム７に帯電させた樹脂片１００ａ、１００ｂを投入する投入部６を備え、投入部６にコンベアを用いるようにしたので、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
　実施の形態３．
　実施の形態３では、回収容器１４０に設けられた仕切り１５０が可動式である場合について説明する。
　図４は、本願の実施の形態３に係る静電選別装置５００の構成を示す図である。図４に示すように、本願の実施の形態３に係る静電選別装置５００は、回収容器１４０に設けられた仕切り１５０が可動式であり、自動帯電量評価システム７と高電圧電源１１０と仕切り１５０と接続された選別条件制御部１６０が設けられている。
　仕切り１５０は、アクチュエータ（図示せず）との接続によりＢ方向に移動可能に設けられており、選別条件制御部１６０により高電圧電源１１０の出力電圧および仕切り１５０の移動を制御できる。
　実施の形態３に係る静電選別装置５００のその他の構成については、実施の形態１に係る静電選別装置５００と同様であり、その説明を省略する。
　次に、本願の実施の形態３に係る静電選別装置５００の動作について、図４を用いて説明する。
　自動帯電量評価システム７で計測した混合樹脂片の帯電量データを、自動帯電量評価システム７内の演算部１６で解析し、帯電量の傾向に応じて選別条件を決定し、選別条件制御部１６０に信号を送信する。
　受け取った信号をもとに選別条件制御部１６０により、高電圧電源１１０または仕切り１５０を制御することで、樹脂片の帯電量の傾向に応じた最適な条件での選別を行う。
　例えば、全体的な樹脂片の傾向として正帯電の傾向が強い場合、仕切り位置を第１対向電極３側（相対的に負）に移動させる。反対に負帯電の傾向が強い場合、仕切り位置を第２対向電極４側（相対的に正）に移動させる。全体的な樹脂片の帯電量が通常より高い傾向の場合は高電圧電源１１０の出力電圧を低下させ、反対に全体的な樹脂片の帯電量が通常より低い傾向の場合は高電圧電源１１０の出力電圧を増加させる。
　このように、樹脂片の材料の変化などにより通常とは異なる帯電量傾向が検知された場合に、静電選別装置の選別条件を最適化することで、安定した選別性能を実現できる。
　実施の形態３に係る静電選別装置５００のその他の動作については、実施の形態１に係る静電選別装置５００と同様であり、その説明を省略する。
　以上のように、本実施の形態３に係る静電選別装置５００によれば、仕切り１５０が移動可能に設けられた回収容器１４０を備え、仕切り１５０は、樹脂片１００ａ、１００ｂの帯電量に応じて移動させるようにしたので、樹脂片の材料の変化などにより通常とは異なる帯電量傾向が検知された場合に、静電選別装置の選別条件を最適化することで、安定した選別性能を実現できる。
　本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
　６　投入部、７　自動帯電量評価システム、８　第１導電性部材、９　第２導電性部材、１０　静電誘導電荷波形計測部、１６　演算部、１７　除電部、１８　物体検知部、１００　選別対象、１００ａ、１００ｂ　樹脂片、１２０　帯電部、５００　静電選別装置。

Claims (7)

  1. 　複数種の樹脂片を帯電させ、前記帯電させた樹脂片を前記静電界空間内で落下させて、選別する静電選別装置であって、
    　前記樹脂片の帯電量を算出する帯電量計測システムを備え、
    　前記帯電量計測システムは、前記選別の前に前記帯電させた樹脂片の一部を採取し、前記採取した樹脂片の帯電量を算出することを特徴とする静電選別装置。
  2. 　前記帯電量計測システムは、前記採取された樹脂片を検知する検知部と、前記検知された樹脂片の帯電により静電誘導される電荷波形を計測する計測部と、前記電荷波形に基づき帯電量を算出する演算部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の静電選別装置。
  3. 　前記帯電量計測システムは、前記樹脂片が投入される筒状の導電部材を備え、前記計測部は、前記導電部材を介して前記投入された樹脂片の電荷波形を計測することを特徴とする請求項２に記載の静電選別装置。
  4. 　前記導電部材は、接地接続する除電部を備え、前記樹脂片が前記検知部に検出されるのと同時に、接地が開放されることを特徴とする請求項３に記載の静電選別装置。
  5. 　前記帯電量計測システムに前記帯電させた樹脂片を投入する投入部を備え、前記投入部は、鉛直方向下方に向けて窄まった形状であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の静電選別装置。
  6. 　前記帯電量計測システムに前記帯電させた樹脂片を投入するコンベアを備えたことを特徴とする請求項２に記載の静電選別装置。
  7. 　仕切りが移動可能に設けられた回収容器を備え、前記仕切りは、前記樹脂片の帯電量に応じて移動させることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の静電選別装置。
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