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JP2002066380A - プラスチック摩擦帯電装置及びそれを用いたプラスチック選別設備 - Google Patents

プラスチック摩擦帯電装置及びそれを用いたプラスチック選別設備

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JP2002066380A
JP2002066380A JP2000256566A JP2000256566A JP2002066380A JP 2002066380 A JP2002066380 A JP 2002066380A JP 2000256566 A JP2000256566 A JP 2000256566A JP 2000256566 A JP2000256566 A JP 2000256566A JP 2002066380 A JP2002066380 A JP 2002066380A
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plastic
charging device
casing
pieces
screw
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鉄也 井上
Hidehiko Maehata
英彦 前畑
Daisuke Tamakoshi
大介 玉越
Shogo Hamada
省吾 濱田
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Hitachi Zosen Corp
Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】粉砕された複数種のプラスチック片を十分な帯
電量に摩擦帯電することができ、ひいては複数種のプラ
スチック片を精度よく分離することができるプラスチッ
ク摩擦帯電装置及びそれを用いたプラスチック選別設備
を提供する。 【解決手段】横向きに配置されて上流側にプラスチック
片の供給部２１が形成され、下流側にプラスチック片の
排出部２３が形成されたケーシング２２と、このケーシ
ング２２内に回転自在に配置されてプラスチック片を攪
拌して摩擦帯電するための攪拌用スクリュー２７とを備
えた粉砕された複数種のプラスチック片を摩擦帯電させ
るためのプラスチック摩擦帯電装置であって、上記ケー
シング２２を内壁の横断面が正６角形の筒状体から形成
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被選別粉砕ごみに
含まれるプラスチック片を種類別に選別すべく摩擦帯電
するためのプラスチック摩擦帯電装置及びそれを用いた
粉砕ごみ選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ごみのリサイクル化が急速に推進
されつつある中で、粉砕された複数種のプラスチック片
を選別するためにプラスチック片同士を摩擦して帯電さ
せ、摩擦帯電された複数種のプラスチック片をプラスチ
ック選別装置で選別することが行われている。そのため
のプラスチック摩擦帯電装置としては横断面が円形の筒
状体からなるケーシング内に攪拌用スクリューを配置
し、これでプラスチック片を攪拌してプラスチック片同
士を摩擦帯電する装置が知られている。
【０００３】しかし、このようなプラスチック摩擦帯電
装置では、ケーシングの内壁の横断面が円形に形成され
ているため、プラスチック片が攪拌用スクリューの回転
駆動に伴ってこれと共回りで旋回されつつ攪拌されるだ
けであるので、プラスチック片同士の摩擦が十分に行わ
れず、プラスチック片を十分に摩擦帯電することができ
ないことがあり、摩擦帯電されたプラスチック片をプラ
スチック選別装置にて種類別に分離しようとしても、未
分離のプラスチック片などが生じ易く、精度よく分離す
ることができないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
問題点を解決して、粉砕された複数種のプラスチック片
を十分な帯電量に摩擦帯電することができ、ひいては複
数種のプラスチック片を精度よく分離することができる
プラスチック摩擦帯電装置及びそれを用いた粉砕ごみ選
別装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のうち請求項１に記載された発明は、横向
きに配置されて上流側にプラスチック片の供給部が形成
され、下流側にプラスチック片の排出部が形成されたケ
ーシングと、このケーシング内に回転自在に配置されて
プラスチック片を攪拌して摩擦帯電するための攪拌用ス
クリューとを備えた粉砕された複数種のプラスチック片
を摩擦帯電させるためのプラスチック摩擦帯電装置であ
って、上記ケーシングを内壁の横断面が多角形の筒状体
から形成したものである。
【０００６】上記構成によれば、ケーシングを内壁の横
断面が多角形の筒状体から形成したので、攪拌用スクリ
ューの回転駆動によってプラスチック片がこれと共回り
で旋回されつつ攪拌されてプラスチック片同士が摩擦さ
れるとともに、プラスチック片が旋回しつつケーシング
内壁の多角形の角部で抵抗を受けて、攪拌用スクリュー
の周囲にプラスチック片の層が形成され、この層内でプ
ラスチック片同士が互いに摩擦されて摩擦帯電が促進さ
れる。
【０００７】したがって、複数種のプラスチック片を十
分な帯電量に摩擦帯電させることができ、それにより、
プラスチック片を選別装置にて種類別に精度よく分離す
ることができる。
【０００８】また、請求項２に記載された発明は、上記
構成において、上記多角形が３角形〜１２角形のいずれ
かであるものである。上記構成によれば、ケーシングの
内壁の横断面が３角形〜１２角形のいずれかであるの
で、これらの多角形の角部の内角がプラスチック片に抵
抗を与えるに十分な角度を有し、攪拌用スクリューの周
囲にプラスチック片の層をより容易に形成することがで
きる。
【０００９】また、請求項３に記載された発明は、上記
構成において、上記攪拌用スクリューの上流側にこの攪
拌用スクリューと同軸で回転駆動する搬送用スクリュー
を配置するとともに、搬送用スクリューのスクリュー羽
根のピッチａと攪拌用スクリューのスクリュー羽根のピ
ッチｂとの比を、１＜ｂ／ａ≦１０を満足する範囲と
し、かつ、上記排出部に開閉部材を設けるとともに、こ
の開閉部材を閉動方向に付勢するように圧力負荷装置を
設けたものである。
【００１０】上記構成によれば、攪拌用スクリューの上
流側にこの攪拌用スクリューのスクリュー羽根のピッチ
ｂよりも小さなピッチａのスクリュー羽根を備えた搬送
用スクリューを配置したので、上流側では搬送用スクリ
ューの１回転当たりのプラスチック片の搬送速度が攪拌
用スクリューを配置した下流側に比べて遅いことから、
搬送用スクリューの周囲にプラスチック片が充填された
状態になり、プラスチック片の搬送が主として行われ、
一方、下流側では攪拌用スクリューの１回転当たりのプ
ラスチック片の搬送速度が搬送用スクリューを配置した
上流側に比べて速いことから、攪拌用スクリューの周囲
でプラスチック片間に隙間が形成されてプラスチック片
の攪拌が主として行われる。そして、排出部に設けた開
閉部材にその閉動方向に付勢するように圧力負荷装置を
設けたので、排出部側へ搬送されたプラスチック片の一
部が開閉部材に負荷された圧力によって押し戻される。
【００１１】したがって、プラスチック片の滞留時間が
長くなり、プラスチック片の攪拌が促進される。さら
に、攪拌用スクリューのピッチｂが搬送用スクリューの
ピッチａよりも大きいすなわち上記の比が１よりも大き
いことにより、上記のように下流側に配置された攪拌用
スクリューの周囲でプラスチック片間に隙間が形成され
るので、稼動中に開閉部材に負荷する圧力を調整するこ
とができ、それによってプラスチック片の摩擦度合いを
制御することができる。
【００１２】上記の比が１のときは、攪拌用スクリュー
のみが配置されることになって、上流側と下流側とでプ
ラスチック片間の隙間の多少に差がなくなるので、稼動
中に開閉部材に負荷する圧力を調整できにくくなる。
【００１３】上記の比が１０を超えるとプラスチック片
が排出されにくくなる傾向があり、また、上記の比が１
未満のときはプラスチック片が攪拌されることなく排出
される。
【００１４】また、請求項４に記載された発明は、上記
構成において、上記ケーシングの下部壁又は側壁に複数
の微小孔を形成したものである。上記構成によれば、ケ
ーシングに複数の微小孔を形成したので、プラスチック
片中に混在する微小な導電性物片又は微粒状プラスチッ
クなどをこの微小孔を通してケーシング外に除去するこ
とができる。
【００１５】また、請求項５に記載された発明は、供給
部から供給された導電性物とプラスチック片との混合物
を、ドラム電極とこれと対向して配置されたコロナ放電
電極との間に形成されたコロナ放電界中を通過させて、
導電性物とプラスチック片とを分離して回収部に回収す
る第１選別装置と、請求項１〜請求項４のいずれかに記
載のプラスチック摩擦帯電装置と、供給部から供給され
たプラスチック片を、ドラム電極とこれと対向して配置
された対向電極との間に形成された選別用静電場を通過
させて、複数種のプラスチック片を分離して回収部に回
収する第２選別装置とから構成され、上記第１選別装置
の下方に上記プラスチック摩擦帯電装置を配置するとと
もに、第１選別装置におけるプラスチック片の回収部と
プラスチック摩擦帯電装置の供給部とを接続し、かつ、
上記プラスチック摩擦帯電装置の下方に上記第２選別装
置を配置するとともに、プラスチック摩擦帯電装置の排
出部を第２選別装置の供給部と接続したものである。
【００１６】上記構成によれば、導電性物とプラスチッ
ク片とを分離する第１選別装置の下方にケーシングの内
壁の横断面を多角形に形成したプラスチック摩擦帯電装
置を配置し、このプラスチック摩擦帯電装置の下方に複
数種のプラスチック片を分離する第２選別装置を配置す
るとともに、これらを接続したので、導電性物とプラス
チック片との分離、プラスチック片の摩擦帯電及び摩擦
帯電された複数種のプラスチック片の分離を連続して行
うことができる。しかも、摩擦帯電された複数種のプラ
スチック片を連続してそれぞれの種類別に分離するの
で、帯電されたプラスチック片をその帯電量を保持した
まま分離することができ、複数種のプラスチック片を精
度よく分離することができる。
【００１７】また、第１選別装置とプラスチック摩擦帯
電装置と第２選別装置とを上下方向に配置したので、従
来のようなそれぞれの装置をベルトコンベアなどによっ
て連結した装置と比べると、装置の設置面積が少なくな
り、また、装置のコストを低く抑えることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプラスチック
摩擦帯電装置（以下、単に摩擦帯電装置という）を用い
た粉砕ごみ選別装置の一実施の形態を図面に基づいて説
明する。
【００１９】図１は本発明の粉砕ごみ選別装置の全体構
成図、図２は摩擦帯電装置の拡大図であって、図２
（ａ）はその横断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−
Ｘ線矢視断面図である。
【００２０】この粉砕ごみ選別装置は、プラスチック被
覆廃電線が破砕された銅線（線状の導電性物）と異なる
２種類のプラスチック片との混合物から銅線と２種類の
プラスチック片とを分離し、混合物から分離した２種類
のプラスチック片を摩擦帯電し、摩擦帯電した２種類の
プラスチック片を各種類ごとに分離回収するものであ
る。
【００２１】すなわち、この粉砕ごみ選別装置は、プラ
スチック被覆廃電線が破砕された銅線と異なる２種類の
プラスチック片との混合物から、銅線と２種類のプラス
チック片とを分離するためのコロナ放電を利用した第１
選別装置１と、銅線から分離された２種類のプラスチッ
ク片例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）とポリエチレン
（ＰＥ）とを帯電列に従いＰＶＣを負の極性に、ＰＥを
正の極性に帯電させるための摩擦帯電装置２と、摩擦帯
電された２種類のプラスチック片を種類ごとに分離回収
するための第２選別装置３とから構成され、上方から第
１選別装置１、摩擦帯電装置２、第２選別装置３の順に
上下方向に配置されている。なお、銅線、ＰＶＣ、ＰＥ
は、例えば予め５ｍｍ以下に破砕されたものが用いられ
る。
【００２２】上記第１選別装置１は、ホッパ４と振動装
置５を備えた供給板６とからなる定量供給部７と、水平
軸回りに回転自在に設けられかつ接地された金属製のド
ラム電極８と、このドラム電極８に下向き回転側の斜め
上方にかつドラム電極８から所定距離を有して対向する
ように配置されドラム電極８との間にコロナ放電界Ｈを
形成するための針状電極（コロナ放電電極）９と、針状
電極９の下流側にドラム電極８に沿って対向して配置さ
れドラム電極８との間にプラスチック片Ｐの電荷量不足
を補うための選別用静電場Ｊを形成する板状電極１０
と、例えば陰極が接続されるとともに陽極が接地されて
上記針状電極９と板状電極１０にそれぞれ可変抵抗器１
１を介してドラム電極８との間に高電圧を印加するため
の高圧電源装置１３と、上記ドラム電極８の外周面下部
に配置されてドラム電極８に吸着したプラスチック片Ｐ
を掻き落とすための回転ブラシ１６と、上記選別用静電
場Ｊの下方に、これを通過して分離されたプラスチック
片Ｐと銅線Ｍを別々に分離してそれぞれを回収する回収
部１４、１５とから構成されている。
【００２３】上記プラスチック片Ｐの回収部１４にはプ
ラスチック片Ｐにコロナ放電界Ｈにて与えられた電荷を
除電して中和するための除電器１７が配置されている。
そして、摩擦帯電装置２は上記第１選別装置１の下方に
配置されて、定量ホッパ１９と投入部２０を備えた供給
部２１が上記プラスチック片Ｐの回収部１４と連通して
いる。この摩擦帯電装置２は、ケーシング２２が横向き
に水平に配置され、このケーシング２２は図２（ｂ）に
示すように横断面が正６角形の筒状体から形成され、そ
の内壁の断面形状は正６角形に形成されている。このケ
ーシング２２の上流側には上記供給部２１が形成され、
その下流側には開口した排出部２３が形成されている。
そして、上記ケーシング２２の下部壁にはプラスチック
片Ｐに混在する微小な銅片又は微粒状プラスチックなど
の微粒物を除去するための複数の微小孔２４が形成さ
れ、この微小孔２４から排出された微粒物はその下方に
配置された排出板３４などの排出装置に落下して装置外
へ排出される。
【００２４】そして、このケーシング２２内にはインバ
ータ、モータなどの駆動装置２５によって回転駆動する
スクリューが設けられ、下流側がスクリュー軸２６にス
クリュー羽根２７Ｂを粗いピッチｂで取り付けた攪拌用
スクリュー２７に形成されて攪拌部Ｃが形成され、上流
側がこれと同じスクリュー軸２６にスクリュー羽根２８
Ａを攪拌用スクリュー２７よりも細かいピッチａで取り
付けた搬送用スクリュー２８に形成されて搬送部Ｄが形
成されている。スクリュー羽根２７Ｂとスクリュー羽根
２８Ａのピッチの比ｂ／ａは例えば７／１に設定され
る。
【００２５】攪拌用スクリュー２７と搬送用スクリュー
２８は、それぞれの外周とケーシング２２の内壁との間
に所定の間隙を形成するように設けられている。すなわ
ち、攪拌用スクリュー２７と搬送用スクリュー２８はそ
れらの外周の回転軌跡が同じ直径を有するように形成さ
れ、ケーシング２２の内壁の内接円との間に所定の間隔
の間隙が形成されている。
【００２６】上記ケーシング２２の排出部２３には、こ
の排出部２３を覆うように開閉扉のような開閉部材３１
が枢着部材３２によって枢支されて開閉自在に取り付け
られ、この開閉部材３１の背面側にはこの開閉部材３１
を閉動方向に付勢するように油圧シリンダなどの圧力負
荷装置３３が設けられている。すなわち、開閉部材３１
に負荷する圧力の程度によって、摩擦帯電されたプラス
チック片の排出量が制御されて第２選別装置３へ定量供
給されるようになっている。この開閉部材３１には圧力
負荷装置３３によって所定の圧力例えば0.０５ＭＰａ以
下の圧力が負荷される。したがって、プラスチック片Ｐ
の摩擦帯電の程度と排出量は開閉部材３１に負荷する圧
力とスクリューの回転数によって制御される。
【００２７】そして、上記摩擦帯電装置２の下方には、
第２選別装置３が配置されている。この第２選別装置３
は、上記摩擦帯電装置２に形成された排出口２３からプ
ラスチック片Ｐが定量供給される振動装置３５を備えた
供給板３６からなる供給部３７と、摩擦帯電装置２の下
方近傍で水平軸回りに回転自在に設けられかつ接地され
た金属製のドラム電極３８と、このドラム電極３８の斜
め上方にドラム電極３８と対向配置されて選別用静電場
Ｋを形成する板状電極３９と、この板状電極３９に例え
ば陰極が接続されるとともに陽極が接地されて板状電極
３９に高電圧を印加するための高圧電源装置４０と、上
記ドラム電極３８の外周面下部に配置されてドラム電極
３８に吸着したプラスチック片Ｐを掻き落とすための回
転ブラシ４７と、上記選別用静電場Ｋの下方に、これを
通過して極性・帯電量ごとに分離されたプラスチック片
Ｐを別々に分離して回収する回収部４１とから構成され
ている。この回収部４１は、ドラム電極３８の下方に配
置されて、負の極性に帯電されたＰＶＣなどのプラスチ
ック片Ｐを分離回収する第１回収室４２と、正の極性に
帯電されたＰＥなどのプラスチック片Ｐを分離回収する
第２回収室４３と、第１回収室４２及び第２回収室４３
の間で帯電量の少ないＰＶＣ、ＰＥなどの未分離のプラ
スチック片Ｐを回収する第３回収室４４とで構成されて
いる。そして、第１回収室４２及び第２回収室４３には
上記摩擦帯電装置２にて帯電され回収されたプラスチッ
ク片Ｐを中和するための除電器４５がそれぞれ配置され
ている。
【００２８】そして、上記第３回収室４４の排出口に
は、上記摩擦帯電装置２の投入部２０へ連通した空気パ
イプなどからなる輸送ライン４６が設けられており、こ
の輸送ライン４６を通じて第３回収室４４に回収された
未分離のプラスチック片Ｐが上記投入部２０へ返送され
て再分離に供される。
【００２９】さらに、上記金属プラスチック選別装置１
の回収部１４と接続した摩擦帯電装置２の供給部２１に
は、上記定量ホッパ１９が支持台又は支柱などの支持部
材に支持されて、重量センサ５１が設けられるととも定
量ホッパ１９の開口度を調節するための開閉板などの開
閉部材５０が設けられている。この開閉部材５０は、重
量センサ５１によって検知された出力信号をパソコンな
どの制御部５３から出力して油圧シリンダなどの作動装
置５２によって作動するようになっている。また、排出
部２３に設けられた開閉部材３１にはその開閉角度を検
出すための角度検出センサ５４が設けられ、角度検出セ
ンサ５４の出力信号すなわち排出量についての信号を制
御部５３を介して作動装置５２にフィードバックし、そ
れによって供給量と排出量が制御される。
【００３０】上記第１選別装置１におけるドラム電極８
と上記第２選別装置３におけるドラム電極３８の２つの
ドラム電極は、図示されていない共通の１つの駆動装置
例えばモータで回転駆動される。この駆動装置の回転は
駆動装置の駆動軸に設けたプーリとそれぞれのドラム電
極８、３８の回転軸に設けたプーリとの間に巻回された
プーリベルト又はスプロケットチェーンなどの動力伝達
部材を介してそれぞれのドラム電極８、３８に伝達さ
れ、それぞれのドラム電極８、３８の回転数はそれぞれ
のドラム電極８、３８のプーリの半径によって決定され
る。つまり、ドラム電極８とドラム電極３８の回転数の
比は両者に設けたプーリの半径比によって決定される。
なお、上記回転ブラシ１６と回転ブラシ４７とはそれぞ
れ別々の駆動装置で駆動される。
【００３１】上記粉砕ごみ選別装置において、第１選別
装置１におけるドラム電極８が接地され、針状電極９と
板状電極１０とに高圧電源装置１３の陰極が接続される
とともにその陽極が接地され、かつ、第２選別装置３に
おけるドラム電極３８が接地され、板状電極３９に高圧
電源装置４０の陰極が接続されるとともにその陽極が接
地されているものとする。
【００３２】上記構成において、第１選別装置１におけ
る所定方向に回転されるドラム電極８を陽極とし、針状
電極９を陰極として、不平等電界中の気体が電子の衝突
分離作用によりイオン化してコロナ放電されてコロナ放
電界Ｈを形成させるとともに、針状電極９の下流側に設
けられた板状電極１０を陰極として、選別用静電場Ｊを
形成した状態で、例えば、プラスチック被覆廃電線を破
砕したＰＶＣとＰＥを含むプラスチック片Ｐと銅線Ｍと
の混合物がホッパ４から振動装置５によって上下方向に
振動している供給板６上に定量供給されると、混合物は
平板６上を搬送され、ドラム電極８の表面に落下され
る。
【００３３】ドラム電極８の表面に落下された混合物
は、ドラム電極８の回転とともに移動されつつ針状電極
９からのコロナ放電により負イオンが与えられる。この
混合物のうち、銅線Ｍはドラム電極８の回転とともに移
動されつつコロナ放電により負電荷が与えられるととも
にこの負電荷がドラム電極８からの正電荷によって中和
されて、ドラム電極８から与えられた正電荷によりドラ
ム電極８に対して反発し、ドラム電極８から離れる方向
へ跳躍し、回収部１５に回収される。
【００３４】一方、この混合物のうち、プラスチック片
Ｐは、針状電極９からのコロナ放電により与えられた負
電荷が表面に残るためドラム電極８に吸着され、また、
コロナ放電により与えられた負電荷が不足しているプラ
スチック片Ｐには、板状電極１０により形成された選別
用静電場Ｊにおいてさらに負電荷が与えられてドラム電
極８に吸着され、ドラム電極８の回転とともに移動し
て、ドラム電極８から落下し、又は回転ブラシ１６によ
って掻き落とされ、回収部１４に回収される。
【００３５】回収部１４に回収されたプラスチック片Ｐ
は、コロナ放電界Ｈ又は選別用静電場Ｊで与えられた電
荷が除電器１７によって中和されて除去される。そし
て、このプラスチック片Ｐは、摩擦帯電装置２の定量ホ
ッパ１９に落下し、ここに設けた開閉部材５０によって
ケーシング２２内への供給量が調節されて投入部２０を
介してケーシング２２内へ定量供給される。
【００３６】ケーシング２２内に供給されたプラスチッ
ク片Ｐは、搬送用スクリュー２８の回転に伴って旋回し
つつ攪拌用スクリュー２７側に搬送され、攪拌用スクリ
ュー２７の回転に伴って攪拌されてプラスチック片Ｐ同
士が摩擦され、それとともに、攪拌用スクリュー２７の
外周とケーシング２２の内壁との間に形成された間隙に
プラスチック片Ｐの層が形成されて、この層内でもプラ
スチック片Ｐ同士が摩擦される。また、排出部２３側へ
搬送されたプラスチック片Ｐの一部は開閉部材３１に負
荷された圧力によって押し戻されてさらに攪拌されて摩
擦される。その結果、プラスチック片Ｐのうち、ＰＶＣ
が負の極性に所定の帯電量で帯電され、ＰＥが正の極性
に所定の帯電量で帯電される。帯電されたＰＶＣとＰＥ
との混合物であるプラスチック片Ｐは、排出口２３から
定量排出される。プラスチック片Ｐに混在する微小な銅
片又は微粒状プラスチックなどの微粒物はケーシング２
２に形成された微小孔２４から除去され、排出板３４に
落下して装置外へ排出される。
【００３７】そして、第２選別装置３における所定方向
に回転されるドラム電極３８を陽極とし、板状電極３９
を陰極として、選別用静電場Ｋを形成した状態で、帯電
されたＰＶＣとＰＥとの混合物であるプラスチック片Ｐ
が上記摩擦帯電装置２の排出口２３から振動装置３５に
よって上下方向に振動している供給板３６上に定量供給
されると、プラスチック片Ｐは供給板３６上を搬送さ
れ、ドラム電極３８の表面に落下される。
【００３８】ドラム電極３８の表面に落下されたプラス
チック片Ｐは、ドラム電極３８の回転とともに選別用静
電場Ｋに移動され、正の極性に帯電したＰＥは陽極であ
るドラム電極３８に反発して陰極である板状電極３９側
に吸引され、ドラム電極３８から離れる方向へ落下し、
第２回収室４３に回収される。一方、負の極性に帯電し
たＰＶＣは、ドラム電極３８に吸引されて第１回収室４
２に回収され、また、ドラム電極３８に吸着したＰＶＣ
は回転ブラシ４７によって掻き落とされて第１回収室４
２に回収される。そして、帯電量が少ない未分離のＰＶ
Ｃ、ＰＥは、第３回収室４４に回収される。
【００３９】そして、第１回収室４２に回収されたＰＶ
Ｃと第２回収室４３に回収されたＰＥはそれぞれ除電器
４５によってそれぞれの電荷が中和された後、搬出され
る。一方、第３回収室４４に回収された未分離のＰＶ
Ｃ、ＰＥは、輸送ライン４６によって上記投入部２０へ
返送されて再分離に供される。
【００４０】この粉砕ごみ選別装置によれば、摩擦帯電
装置２のケーシング２２を横断面が正６角形の筒状体か
ら形成したので、攪拌用スクリュー２７の回転駆動によ
ってプラスチック片Ｐが旋回しつつ攪拌されてプラスチ
ック片Ｐ同士が摩擦されるとともに、プラスチック片Ｐ
の層がケーシング２２の内壁と攪拌用スクリュー２７の
外周との間に形成された間隙に形成されてこの層内でプ
ラスチック片Ｐ同士が互いに摩擦されて摩擦が促進され
る。さらに、排出部２３に設けた開閉部材３１に圧力を
負荷するようにしたので、排出部２３側へ搬送されたプ
ラスチック片の一部が開閉部材３１に負荷された圧力に
よって押し戻されてさらに攪拌されて摩擦が促進され
る。
【００４１】その結果、２種類のプラスチック片Ｐが十
分な帯電量に帯電され、その下流側に配置された第２選
別装置３によって精度よく分離される。また、第１選別
装置１にて銅線Ｍから分離されたプラスチック片Ｐに混
在する微小な銅片又は微粒状プラスチックなどの微粒物
はケーシング２２に形成された微小孔２４から除去され
るので、その下方に配置された第２選別装置３で２種類
のプラスチック片Ｐをその種類ごとに分離する際に、銅
片によるスパークの発生、微粒状プラスチックの付着に
よる選別精度の低下を防ぐことができる。
【００４２】また、上方から順に、第１選別装置、摩擦
帯電装置２、第２選別装置３を配置するとともに、これ
ら３者を連結したので、銅線とプラスチック片Ｐとの分
離と、プラスチック片Ｐの摩擦帯電と、２種類のプラス
チック片Ｐの分離とを連続して行うことができる。さら
に、上記３つの装置を上下方向に配置したので、装置の
設置面積を減少させることもできる。
【００４３】本発明にかかるケーシングの横断面が正６
角形の摩擦帯電装置と横断面が円形の従来のそれとのプ
ラスチックの分離精度を比較したところ、ケーシングの
横断面が正６角形の場合には、例えばＰＶＣにつては純
度９９.7質量％、回収率９９.7質量％、ＰＥについては
純度９９.6質量％、回収率９０.5質量％と極めて高い分
離精度が得られたのに対して、ケーシングの横断面が円
形の場合には、例えばＰＶＣにつては純度９９質量％、
回収率８１.1質量％、ＰＥについては純度９７.2質量
％、回収率８３.3質量％と低い分離精度であった。
【００４４】上記の実施の形態では、ケーシング２２を
横断面が正６角形の筒状体から形成したが、ケーシング
２２の内壁が正６角形などの多角形であれば、ケーシン
グ２２の外周の形状は円形などでもよい。また、ケーシ
ング２２は排出部２３側を斜め上方に向けて設置しても
よい。また、摩擦帯電装置２の供給部を定量ホッパ１９
と投入部２０とを別々に形成したが、投入部２０を支柱
などにて支持してこれに重量センサ５１と開閉部材５０
を設け、投入部２０を定量ホッパとしてもよい。さら
に、上記攪拌スクリュー２７などのスクリューはその外
周がケーシング２２の内壁との間に殆ど間隙を形成しな
いように配置してもよく、その場合には上記正６角形な
どの多角形の角部にプラスチック片Ｐの層が形成され
る。
【００４５】また、ケーシング２２にはその下部壁に微
小孔２４を形成したが、微小孔２４を形成する場合に側
壁にも形成してもよい。さらに、攪拌用スクリュー２７
による攪拌力を向上させるために、攪拌用スクリュー２
７のスクリュー羽根２７Ｂ又はスクリュー軸２６に複数
の突起を付加することもでき、例えば、スクリュー羽根
２７Ｂの排出部側にその方向に突出した突起を設け、ま
た、スクリュー軸２６にその半径方向に突出した突起を
設けてもよい。
【００４６】また、駆動装置については、ドラム電極８
と回転ブラシ１６、ドラム電極３８と回転ブラシ４７と
をそれぞれ共通の駆動装置で回転駆動するようにしても
よい。
【００４７】図３は、本発明の摩擦帯電装置の他の実施
の形態を示すものであって、図２に示す摩擦帯電装置に
おいて、スクリュー羽根２７Ｂをスクリュー軸２６に等
ピッチで設けて攪拌用スクリュー２７を形成したもので
ある。すなわち、上記ピッチの比ｂ／ａを１としたもの
である。この攪拌用スクリュー２７を備えた摩擦帯電装
置においても、ピッチの比が１＜ｂ／ａの場合ほどでは
ないにしても、プラスチック片を十分な帯電量に摩擦帯
電させることができる。なお、図３における他の構成は
図２と同様であるので、符号のみを付してその説明は省
略する。
【００４８】図４は、従来の摩擦帯電装置を備えたプラ
スチック選別装置であって、摩擦帯電装置６０としてそ
のケーシングを横断面が円形の筒状体から形成したもの
であるが、本発明に係る摩擦帯電装置例えば図２に示す
摩擦帯電装置は、図４における摩擦帯電装置６０に代え
て用いることもできる。すなわち、本発明に係る摩擦帯
電装置は、予め導電性物とプラスチック片との混合物か
ら分離されたプラスチック片を摩擦帯電し、複数種のプ
ラスチック片を種類別に分離するプラスチック選別装置
にも用いることができる。なお、図４における装置の他
の構成は図１に示した第２選別装置３と同様であるの
で、符号のみを付してその説明は省略する。
【００４９】以上のとおり、本発明の摩擦帯電装置は、
導電性物とプラスチック片との分離、プラスチック片の
摩擦帯電、及び摩擦帯電された複数種のプラスチック片
の分離を連続して行う粉砕ごみ選別装置の他、プラスチ
ック片の摩擦帯電と摩擦帯電された複数種のプラスチッ
ク片の分離を行うプラスチックの選別装置にも用いるこ
とができる。
【００５０】また、本発明の摩擦帯電装置において、攪
拌用スクリューを回転駆動するための駆動装置は、モー
タ、インバータなどいずれでもよいが、被選別物である
プラスチック片の寸法の大小、帯電性の難易などに応じ
て攪拌用スクリューの回転数を変えることができること
から、インバータが好ましい。
【００５１】また、攪拌用スクリューの回転数は、２０
０〜３６００ｒｐｍの範囲で制御可能であるが、例え
ば、プラスチック片を８０質量％以上の回収率で回収す
るためには、２００〜３０００ｒｐｍが好ましい。攪拌
用スクリューの回転数を大きくするほど単位時間当たり
のプラスチック片の帯電量は多くなるが、プラスチック
片のケーシング内に滞留する時間が短くなるので、回転
数はプラスチック片のケーシング内での滞留時間、所望
する帯電量などを考慮して上記の範囲内で決定すること
が好ましい。
【００５２】また、摩擦帯電装置の排出部に設けた開閉
部材に負荷する圧力は０．０５ＭＰａ以下の圧力が好ま
しく、０．００５〜０．０５ＭＰａの範囲の圧力が適当
である。この圧力が０．０５ＭＰａを超えると、圧力が
高くなり過ぎてプラスチック片同士の摩擦熱によってプ
ラスチック片が溶融し始めることがある。
【００５３】
【発明の効果】以上述べたごとく本発明の摩擦帯電装置
によれば、ケーシングを内壁の横断面が多角形の筒状体
から形成したので、攪拌用スクリューの回転駆動によっ
てプラスチック片がこれと共回りで旋回されつつ攪拌さ
れてプラスチック片同士が摩擦されるとともに、プラス
チック片が旋回しつつケーシング内壁の多角形の角部で
抵抗を受けて、攪拌用スクリューの周囲にプラスチック
片の層が形成され、この層内でプラスチック片同士が互
いに摩擦されて摩擦帯電が促進される。
【００５４】したがって、複数種のプラスチック片を十
分な帯電量に摩擦帯電させることができ、それにより、
プラスチック片をプラスチック選別装置にて種類別に精
度よく分離することができる。
【００５５】また、請求項２に記載された発明によれ
ば、攪拌用スクリューの周囲にプラスチック片の層をよ
り容易に形成することができる。また、請求項３に記載
された発明によれば、プラスチック片の滞留時間を長く
することによってプラスチック片の攪拌が促進され、ま
た、稼動中に開閉部材に負荷する圧力を調整することに
よってプラスチック片の摩擦を制御することができる。
【００５６】また、請求項４に記載された発明によれ
ば、プラスチック片中に混在する微小な導電性物片又は
微粒状プラスチック等をこの微小孔を通してケーシング
外に除去することができる。
【００５７】また、本発明の粉砕ごみ選別装置によれ
ば、導電性物とプラスチック片との分離、プラスチック
片の摩擦帯電及び摩擦帯電された複数種のプラスチック
片の分離を連続して行うことができる。しかも、摩擦帯
電された複数種のプラスチック片を連続してそれぞれの
種類別に分離するので、帯電されたプラスチック片をそ
の帯電量を保持したまま分離することができ、複数種の
プラスチック片を精度よく分離することができる。ま
た、従来のようなそれぞれの装置をベルトコンベアなど
によって連結した装置と比べると、装置の設置面積が少
なくなり、また、装置のコストを低く抑えることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る粉砕ごみ選別装置の一実施の形
態を示す全体構成図である。
【図２】 同粉砕ごみ選別装置における要部拡大図であ
って、（ａ）は摩擦帯電装置の横断面図、（ｂ）はその
Ｘ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】 本発明に係る摩擦帯電装置の他の実施の態様
を示す断面図である。
【図４】 従来の摩擦帯電装置を利用したプラスチック
選別装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 第１選別装置 ２ 摩擦帯電装置 ３ 第２選別装置 ４ ホッパ ５ 振動装置 ６ 供給板 ７ 定量供給部 ８ ドラム電極 ９ 針状電極 １０ 板状電極 １１ 可変抵抗 １３ 高圧電源装置 １４ 回収部 １５ 回収部 １６ 回転ブラシ １７ 除電器 １９ 定量ホッパ ２０ 投入部 ２１ 供給部 ２２ ケーシング ２３ 排出部 ２４ 微小孔 ２５ 駆動装置 ２６ スクリュー軸 ２７ 攪拌用スクリュー ２７Ｂ スクリュー羽根 ２８ 搬送用スクリュー ２８Ａ スクリュー羽根 ３１ 開閉部材 ３２ 枢着部材 ３３ 圧力負荷装置 ３４ 排出板 ３５ 振動装置 ３６ 供給板 ３７ 供給部 ３８ ドラム電極 ３９ 板状電極 ４０ 高圧電源装置 ４１ 回収部 ４２ 第１回収室 ４３ 第２回収室 ４４ 第３回収室 ４５ 除電器 ４６ 輸送ライン ４７ 回転ブラシ ５０ 開閉部材 ５１ 重量センサ ５２ 作動装置 ５３ 制御装置 ５４ 角度検出センサ ６０ 摩擦帯電装置 Ｐ プラスチック片 Ｍ 銅線 Ｃ 攪拌部 Ｄ 搬送部 Ｈ コロナ放電界 Ｊ 選別用静電場 Ｋ 選別用静電場
【手続補正書】
【提出日】平成１３年５月２５日（２００１．５．２
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 プラスチック摩擦帯電装置及びそれを
用いたプラスチック選別設備
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被選別粉砕ごみに
含まれるプラスチック片を種類別に選別すべく摩擦帯電
するためのプラスチック摩擦帯電装置及びそれを用いた
プラスチック選別設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ごみのリサイクル化が急速に推進
されつつある中で、粉砕された複数種のプラスチック片
を選別するためにプラスチック片同士を摩擦して帯電さ
せ、摩擦帯電された複数種のプラスチック片をプラスチ
ック選別装置で選別することが行われている。そのため
のプラスチック摩擦帯電装置としては横断面が円形の筒
状体からなるケーシング内に攪拌用スクリューを配置
し、これでプラスチック片を攪拌してプラスチック片同
士を摩擦帯電する装置が知られている。
【０００３】しかし、このようなプラスチック摩擦帯電
装置では、ケーシングの内壁の横断面が円形に形成され
ているため、プラスチック片が攪拌用スクリューの回転
駆動に伴ってこれと共回りで旋回されつつ攪拌されるだ
けであるので、プラスチック片同士の摩擦が十分に行わ
れず、プラスチック片を十分に摩擦帯電することができ
ないことがあり、摩擦帯電されたプラスチック片をプラ
スチック選別装置にて種類別に分離しようとしても、未
分離のプラスチック片などが生じ易く、精度よく分離す
ることができないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は上記
問題点を解決して、粉砕された複数種のプラスチック片
を十分な帯電量に摩擦帯電することができ、ひいては複
数種のプラスチック片を精度よく分離することができる
プラスチック摩擦帯電装置及びそれを用いたプラスチッ
ク選別設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のうち請求項１に記載された発明は、横向
きに配置されて上流側にプラスチック片の供給部が形成
され、下流側にプラスチック片の排出部が形成されたケ
ーシングと、このケーシング内に回転自在に配置されて
プラスチック片を攪拌して摩擦帯電するための攪拌用ス
クリューとを備えた粉砕された複数種のプラスチック片
を摩擦帯電させるためのプラスチック摩擦帯電装置であ
って、上記ケーシングを内壁の横断面が多角形の筒状体
から形成したものである。
【０００６】上記構成によれば、ケーシングを内壁の横
断面が多角形の筒状体から形成したので、攪拌用スクリ
ューの回転駆動によってプラスチック片がこれと共回り
で旋回されつつ攪拌されてプラスチック片同士が摩擦さ
れるとともに、プラスチック片が旋回しつつケーシング
内壁の多角形の角部で抵抗を受けて、攪拌用スクリュー
の周囲にプラスチック片の層が形成され、この層内でプ
ラスチック片同士が互いに摩擦されて摩擦帯電が促進さ
れる。
【０００７】したがって、複数種のプラスチック片を十
分な帯電量に摩擦帯電させることができ、それにより、
プラスチック片を選別装置にて種類別に精度よく分離す
ることができる。
【０００８】また、請求項２に記載された発明は、上記
構成において、上記多角形が３角形〜１２角形のいずれ
かであるものである。上記構成によれば、ケーシングの
内壁の横断面が３角形〜１２角形のいずれかであるの
で、これらの多角形の角部の内角がプラスチック片に抵
抗を与えるに十分な角度を有し、攪拌用スクリューの周
囲にプラスチック片の層をより容易に形成することがで
きる。
【０００９】また、請求項３に記載された発明は、上記
構成において、上記攪拌用スクリューの上流側にこの攪
拌用スクリューと同軸で回転駆動する搬送用スクリュー
を配置するとともに、搬送用スクリューのスクリュー羽
根のピッチａと攪拌用スクリューのスクリュー羽根のピ
ッチｂとの比を、１＜ｂ／ａ≦１０を満足する範囲と
し、かつ、上記排出部に開閉部材を設けるとともに、こ
の開閉部材を閉動方向に付勢するように圧力負荷装置を
設けたものである。
【００１０】上記構成によれば、攪拌用スクリューの上
流側にこの攪拌用スクリューのスクリュー羽根のピッチ
ｂよりも小さなピッチａのスクリュー羽根を備えた搬送
用スクリューを配置したので、上流側では搬送用スクリ
ューの１回転当たりのプラスチック片の搬送速度が攪拌
用スクリューを配置した下流側に比べて遅いことから、
搬送用スクリューの周囲にプラスチック片が充填された
状態になり、プラスチック片の搬送が主として行われ、
一方、下流側では攪拌用スクリューの１回転当たりのプ
ラスチック片の搬送速度が搬送用スクリューを配置した
上流側に比べて速いことから、攪拌用スクリューの周囲
でプラスチック片間に隙間が形成されてプラスチック片
の攪拌が主として行われる。そして、排出部に設けた開
閉部材にその閉動方向に付勢するように圧力負荷装置を
設けたので、排出部側へ搬送されたプラスチック片の一
部が開閉部材に負荷された圧力によって押し戻される。
【００１１】したがって、プラスチック片の滞留時間が
長くなり、プラスチック片の攪拌が促進される。さら
に、攪拌用スクリューのピッチｂが搬送用スクリューの
ピッチａよりも大きいすなわち上記の比が１よりも大き
いことにより、上記のように下流側に配置された攪拌用
スクリューの周囲でプラスチック片間に隙間が形成され
るので、稼動中に開閉部材に負荷する圧力を調整するこ
とができ、それによってプラスチック片の摩擦度合いを
制御することができる。
【００１２】上記の比が１のときは、攪拌用スクリュー
のみが配置されることになって、上流側と下流側とでプ
ラスチック片間の隙間の多少に差がなくなるので、稼動
中に開閉部材に負荷する圧力を調整できにくくなる。
【００１３】上記の比が１０を超えるとプラスチック片
が排出されにくくなる傾向があり、また、上記の比が１
未満のときはプラスチック片が攪拌されることなく排出
される。
【００１４】また、請求項４に記載された発明は、上記
構成において、上記ケーシングの下部壁又は側壁に複数
の微小孔を形成したものである。上記構成によれば、ケ
ーシングに複数の微小孔を形成したので、プラスチック
片中に混在する微小な導電性物片又は微粒状プラスチッ
クなどをこの微小孔を通してケーシング外に除去するこ
とができる。
【００１５】また、請求項５に記載された発明は、供給
部から供給された導電性物とプラスチック片との混合物
を、ドラム電極とこれと対向して配置されたコロナ放電
電極との間に形成されたコロナ放電界中を通過させて、
導電性物とプラスチック片とを分離して回収部に回収す
る第１選別装置と、請求項１〜請求項４のいずれかに記
載のプラスチック摩擦帯電装置と、供給部から供給され
たプラスチック片を、ドラム電極とこれと対向して配置
された対向電極との間に形成された選別用静電場を通過
させて、複数種のプラスチック片を分離して回収部に回
収する第２選別装置とから構成され、上記第１選別装置
の下方に上記プラスチック摩擦帯電装置を配置するとと
もに、第１選別装置におけるプラスチック片の回収部と
プラスチック摩擦帯電装置の供給部とを接続し、かつ、
上記プラスチック摩擦帯電装置の下方に上記第２選別装
置を配置するとともに、プラスチック摩擦帯電装置の排
出部を第２選別装置の供給部と接続したものである。
【００１６】上記構成によれば、導電性物とプラスチッ
ク片とを分離する第１選別装置の下方にケーシングの内
壁の横断面を多角形に形成したプラスチック摩擦帯電装
置を配置し、このプラスチック摩擦帯電装置の下方に複
数種のプラスチック片を分離する第２選別装置を配置す
るとともに、これらを接続したので、導電性物とプラス
チック片との分離、プラスチック片の摩擦帯電及び摩擦
帯電された複数種のプラスチック片の分離を連続して行
うことができる。しかも、摩擦帯電された複数種のプラ
スチック片を連続してそれぞれの種類別に分離するの
で、帯電されたプラスチック片をその帯電量を保持した
まま分離することができ、複数種のプラスチック片を精
度よく分離することができる。
【００１７】また、第１選別装置とプラスチック摩擦帯
電装置と第２選別装置とを上下方向に配置したので、従
来のようなそれぞれの装置をベルトコンベアなどによっ
て連結した装置と比べると、装置の設置面積が少なくな
り、また、装置のコストを低く抑えることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るプラスチック
摩擦帯電装置（以下、単に摩擦帯電装置という）を用い
たプラスチック選別設備の一実施の形態を図面に基づい
て説明する。
【００１９】図１は本発明の粉砕ごみ選別装置の全体構
成図、図２は摩擦帯電装置の拡大図であって、図２
（ａ）はその横断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＸ−
Ｘ線矢視断面図である。
【００２０】このプラスチック選別設備は、プラスチッ
ク被覆廃電線が破砕された銅線（線状の導電性物）と異
なる２種類のプラスチック片との混合物から銅線と２種
類のプラスチック片とを分離し、混合物から分離した２
種類のプラスチック片を摩擦帯電し、摩擦帯電した２種
類のプラスチック片を各種類ごとに分離回収するもので
ある。
【００２１】すなわち、このプラスチック選別設備は、
プラスチック被覆廃電線が破砕された銅線と異なる２種
類のプラスチック片との混合物から、銅線と２種類のプ
ラスチック片とを分離するためのコロナ放電を利用した
第１選別装置１と、銅線から分離された２種類のプラス
チック片例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）とポリエチレ
ン（ＰＥ）とを帯電列に従いＰＶＣを負の極性に、ＰＥ
を正の極性に帯電させるための摩擦帯電装置２と、摩擦
帯電された２種類のプラスチック片を種類ごとに分離回
収するための第２選別装置３とから構成され、上方から
第１選別装置１、摩擦帯電装置２、第２選別装置３の順
に上下方向に配置されている。なお、銅線、ＰＶＣ、Ｐ
Ｅは、例えば予め５ｍｍ以下に破砕されたものが用いら
れる。
【００２２】上記第１選別装置１は、ホッパ４と振動装
置５を備えた供給板６とからなる定量供給部７と、水平
軸回りに回転自在に設けられかつ接地された金属製のド
ラム電極８と、このドラム電極８に下向き回転側の斜め
上方にかつドラム電極８から所定距離を有して対向する
ように配置されドラム電極８との間にコロナ放電界Ｈを
形成するための針状電極（コロナ放電電極）９と、針状
電極９の下流側にドラム電極８に沿って対向して配置さ
れドラム電極８との間にプラスチック片Ｐの電荷量不足
を補うための選別用静電場Ｊを形成する板状電極１０
と、例えば陰極が接続されるとともに陽極が接地されて
上記針状電極９と板状電極１０にそれぞれ可変抵抗器１
１を介してドラム電極８との間に高電圧を印加するため
の高圧電源装置１３と、上記ドラム電極８の外周面下部
に配置されてドラム電極８に吸着したプラスチック片Ｐ
を掻き落とすための回転ブラシ１６と、上記選別用静電
場Ｊの下方に、これを通過して分離されたプラスチック
片Ｐと銅線Ｍを別々に分離してそれぞれを回収する回収
部１４、１５とから構成されている。
【００２３】上記プラスチック片Ｐの回収部１４にはプ
ラスチック片Ｐにコロナ放電界Ｈにて与えられた電荷を
除電して中和するための除電器１７が配置されている。
そして、摩擦帯電装置２は上記第１選別装置１の下方に
配置されて、定量ホッパ１９と投入部２０を備えた供給
部２１が上記プラスチック片Ｐの回収部１４と連通して
いる。この摩擦帯電装置２は、ケーシング２２が横向き
に水平に配置され、このケーシング２２は図２（ｂ）に
示すように横断面が正６角形の筒状体から形成され、そ
の内壁の断面形状は正６角形に形成されている。このケ
ーシング２２の上流側には上記供給部２１が形成され、
その下流側には開口した排出部２３が形成されている。
そして、上記ケーシング２２の下部壁にはプラスチック
片Ｐに混在する微小な銅片又は微粒状プラスチックなど
の微粒物を除去するための複数の微小孔２４が形成さ
れ、この微小孔２４から排出された微粒物はその下方に
配置された排出板３４などの排出装置に落下して装置外
へ排出される。
【００２４】そして、このケーシング２２内にはインバ
ータ、モータなどの駆動装置２５によって回転駆動する
スクリューが設けられ、下流側がスクリュー軸２６にス
クリュー羽根２７Ｂを粗いピッチｂで取り付けた攪拌用
スクリュー２７に形成されて攪拌部Ｃが形成され、上流
側がこれと同じスクリュー軸２６にスクリュー羽根２８
Ａを攪拌用スクリュー２７よりも細かいピッチａで取り
付けた搬送用スクリュー２８に形成されて搬送部Ｄが形
成されている。スクリュー羽根２７Ｂとスクリュー羽根
２８Ａのピッチの比ｂ／ａは例えば７／１に設定され
る。
【００２５】攪拌用スクリュー２７と搬送用スクリュー
２８は、それぞれの外周とケーシング２２の内壁との間
に所定の間隙を形成するように設けられている。すなわ
ち、攪拌用スクリュー２７と搬送用スクリュー２８はそ
れらの外周の回転軌跡が同じ直径を有するように形成さ
れ、ケーシング２２の内壁の内接円との間に所定の間隔
の間隙が形成されている。
【００２６】上記ケーシング２２の排出部２３には、こ
の排出部２３を覆うように開閉扉のような開閉部材３１
が枢着部材３２によって枢支されて開閉自在に取り付け
られ、この開閉部材３１の背面側にはこの開閉部材３１
を閉動方向に付勢するように油圧シリンダなどの圧力負
荷装置３３が設けられている。すなわち、開閉部材３１
に負荷する圧力の程度によって、摩擦帯電されたプラス
チック片の排出量が制御されて第２選別装置３へ定量供
給されるようになっている。この開閉部材３１には圧力
負荷装置３３によって所定の圧力例えば0.０５ＭＰａ以
下の圧力が負荷される。したがって、プラスチック片Ｐ
の摩擦帯電の程度と排出量は開閉部材３１に負荷する圧
力とスクリューの回転数によって制御される。
【００２７】そして、上記摩擦帯電装置２の下方には、
第２選別装置３が配置されている。この第２選別装置３
は、上記摩擦帯電装置２に形成された排出口２３からプ
ラスチック片Ｐが定量供給される振動装置３５を備えた
供給板３６からなる供給部３７と、摩擦帯電装置２の下
方近傍で水平軸回りに回転自在に設けられかつ接地され
た金属製のドラム電極３８と、このドラム電極３８の斜
め上方にドラム電極３８と対向配置されて選別用静電場
Ｋを形成する板状電極３９と、この板状電極３９に例え
ば陰極が接続されるとともに陽極が接地されて板状電極
３９に高電圧を印加するための高圧電源装置４０と、上
記ドラム電極３８の外周面下部に配置されてドラム電極
３８に吸着したプラスチック片Ｐを掻き落とすための回
転ブラシ４７と、上記選別用静電場Ｋの下方に、これを
通過して極性・帯電量ごとに分離されたプラスチック片
Ｐを別々に分離して回収する回収部４１とから構成され
ている。この回収部４１は、ドラム電極３８の下方に配
置されて、負の極性に帯電されたＰＶＣなどのプラスチ
ック片Ｐを分離回収する第１回収室４２と、正の極性に
帯電されたＰＥなどのプラスチック片Ｐを分離回収する
第２回収室４３と、第１回収室４２及び第２回収室４３
の間で帯電量の少ないＰＶＣ、ＰＥなどの未分離のプラ
スチック片Ｐを回収する第３回収室４４とで構成されて
いる。そして、第１回収室４２及び第２回収室４３には
上記摩擦帯電装置２にて帯電され回収されたプラスチッ
ク片Ｐを中和するための除電器４５がそれぞれ配置され
ている。
【００２８】そして、上記第３回収室４４の排出口に
は、上記摩擦帯電装置２の投入部２０へ連通した空気パ
イプなどからなる輸送ライン４６が設けられており、こ
の輸送ライン４６を通じて第３回収室４４に回収された
未分離のプラスチック片Ｐが上記投入部２０へ返送され
て再分離に供される。
【００２９】さらに、上記第１選別装置１の回収部１４
と接続した摩擦帯電装置２の供給部２１には、上記定量
ホッパ１９が支持台又は支柱などの支持部材に支持され
て、重量センサ５１が設けられるととも定量ホッパ１９
の開口度を調節するための開閉板などの開閉部材５０が
設けられている。この開閉部材５０は、重量センサ５１
によって検知された出力信号をパソコンなどの制御部５
３から出力して油圧シリンダなどの作動装置５２によっ
て作動するようになっている。また、排出部２３に設け
られた開閉部材３１にはその開閉角度を検出すための角
度検出センサ５４が設けられ、角度検出センサ５４の出
力信号すなわち排出量についての信号を制御部５３を介
して作動装置５２にフィードバックし、それによって供
給量と排出量が制御される。
【００３０】上記第１選別装置１におけるドラム電極８
と上記第２選別装置３におけるドラム電極３８の２つの
ドラム電極は、図示されていない共通の１つの駆動装置
例えばモータで回転駆動される。この駆動装置の回転は
駆動装置の駆動軸に設けたプーリとそれぞれのドラム電
極８、３８の回転軸に設けたプーリとの間に巻回された
プーリベルト又はスプロケットチェーンなどの動力伝達
部材を介してそれぞれのドラム電極８、３８に伝達さ
れ、それぞれのドラム電極８、３８の回転数はそれぞれ
のドラム電極８、３８のプーリの半径によって決定され
る。つまり、ドラム電極８とドラム電極３８の回転数の
比は両者に設けたプーリの半径比によって決定される。
なお、上記回転ブラシ１６と回転ブラシ４７とはそれぞ
れ別々の駆動装置で駆動される。
【００３１】上記粉砕ごみ選別装置において、第１選別
装置１におけるドラム電極８が接地され、針状電極９と
板状電極１０とに高圧電源装置１３の陰極が接続される
とともにその陽極が接地され、かつ、第２選別装置３に
おけるドラム電極３８が接地され、板状電極３９に高圧
電源装置４０の陰極が接続されるとともにその陽極が接
地されているものとする。
【００３２】上記構成において、第１選別装置１におけ
る所定方向に回転されるドラム電極８を陽極とし、針状
電極９を陰極として、不平等電界中の気体が電子の衝突
分離作用によりイオン化してコロナ放電されてコロナ放
電界Ｈを形成させるとともに、針状電極９の下流側に設
けられた板状電極１０を陰極として、選別用静電場Ｊを
形成した状態で、例えば、プラスチック被覆廃電線を破
砕したＰＶＣとＰＥを含むプラスチック片Ｐと銅線Ｍと
の混合物がホッパ４から振動装置５によって上下方向に
振動している供給板６上に定量供給されると、混合物は
平板６上を搬送され、ドラム電極８の表面に落下され
る。
【００３３】ドラム電極８の表面に落下された混合物
は、ドラム電極８の回転とともに移動されつつ針状電極
９からのコロナ放電により負イオンが与えられる。この
混合物のうち、銅線Ｍはドラム電極８の回転とともに移
動されつつコロナ放電により負電荷が与えられるととも
にこの負電荷がドラム電極８からの正電荷によって中和
されて、ドラム電極８から与えられた正電荷によりドラ
ム電極８に対して反発し、ドラム電極８から離れる方向
へ跳躍し、回収部１５に回収される。
【００３４】一方、この混合物のうち、プラスチック片
Ｐは、針状電極９からのコロナ放電により与えられた負
電荷が残るためドラム電極８に吸着され、また、コロナ
放電により与えられた負電荷が不足しているプラスチッ
ク片Ｐには、板状電極１０により形成された選別用静電
場Ｊにおいて分極作用による鏡像力の増加と静電力とが
作用してドラム電極８に吸着され、ドラム電極８の回転
とともに移動して、ドラム電極８から落下し、又は回転
ブラシ１６によって掻き落とされ、回収部１４に回収さ
れる。
【００３５】回収部１４に回収されたプラスチック片Ｐ
は、コロナ放電界Ｈ又は選別用静電場Ｊで与えられた電
荷が除電器１７によって中和されて除去される。そし
て、このプラスチック片Ｐは、摩擦帯電装置２の定量ホ
ッパ１９に落下し、ここに設けた開閉部材５０によって
ケーシング２２内への供給量が調節されて投入部２０を
介してケーシング２２内へ定量供給される。
【００３６】ケーシング２２内に供給されたプラスチッ
ク片Ｐは、搬送用スクリュー２８の回転に伴って旋回し
つつ攪拌用スクリュー２７側に搬送され、攪拌用スクリ
ュー２７の回転に伴って攪拌されてプラスチック片Ｐ同
士が摩擦され、それとともに、攪拌用スクリュー２７の
外周とケーシング２２の内壁との間に形成された間隙に
プラスチック片Ｐの層が形成されて、この層内でもプラ
スチック片Ｐ同士が摩擦される。また、排出部２３側へ
搬送されたプラスチック片Ｐの一部は開閉部材３１に負
荷された圧力によって押し戻されてさらに攪拌されて摩
擦される。その結果、プラスチック片Ｐのうち、ＰＶＣ
が負の極性に所定の帯電量で帯電され、ＰＥが正の極性
に所定の帯電量で帯電される。帯電されたＰＶＣとＰＥ
との混合物であるプラスチック片Ｐは、排出口２３から
定量排出される。プラスチック片Ｐに混在する微小な銅
片又は微粒状プラスチックなどの微粒物はケーシング２
２に形成された微小孔２４から除去され、排出板３４に
落下して装置外へ排出される。
【００３７】そして、第２選別装置３における所定方向
に回転されるドラム電極３８を陽極とし、板状電極３９
を陰極として、選別用静電場Ｋを形成した状態で、帯電
されたＰＶＣとＰＥとの混合物であるプラスチック片Ｐ
が上記摩擦帯電装置２の排出口２３から振動装置３５に
よって上下方向に振動している供給板３６上に定量供給
されると、プラスチック片Ｐは供給板３６上を搬送さ
れ、ドラム電極３８の表面に落下される。
【００３８】ドラム電極３８の表面に落下されたプラス
チック片Ｐは、ドラム電極３８の回転とともに選別用静
電場Ｋに移動され、正の極性に帯電したＰＥは陽極であ
るドラム電極３８に反発して陰極である板状電極３９側
に吸引され、ドラム電極３８から離れる方向へ落下し、
第２回収室４３に回収される。一方、負の極性に帯電し
たＰＶＣは、ドラム電極３８に吸引されて第１回収室４
２に回収され、また、ドラム電極３８に吸着したＰＶＣ
は回転ブラシ４７によって掻き落とされて第１回収室４
２に回収される。そして、帯電量が少ない未分離のＰＶ
Ｃ、ＰＥは、第３回収室４４に回収される。
【００３９】そして、第１回収室４２に回収されたＰＶ
Ｃと第２回収室４３に回収されたＰＥはそれぞれ除電器
４５によってそれぞれの電荷が中和された後、搬出され
る。一方、第３回収室４４に回収された未分離のＰＶ
Ｃ、ＰＥは、輸送ライン４６によって上記投入部２０へ
返送されて再分離に供される。
【００４０】このプラスチック選別設備によれば、摩擦
帯電装置２のケーシング２２を横断面が正６角形の筒状
体から形成したので、攪拌用スクリュー２７の回転駆動
によってプラスチック片Ｐが旋回しつつ攪拌されてプラ
スチック片Ｐ同士が摩擦されるとともに、プラスチック
片Ｐの層がケーシング２２の内壁と攪拌用スクリュー２
７の外周との間に形成された間隙に形成されてこの層内
でプラスチック片Ｐ同士が互いに摩擦されて摩擦が促進
される。さらに、排出部２３に設けた開閉部材３１に圧
力を負荷するようにしたので、排出部２３側へ搬送され
たプラスチック片の一部が開閉部材３１に負荷された圧
力によって押し戻されてさらに攪拌されて摩擦が促進さ
れる。
【００４１】その結果、２種類のプラスチック片Ｐが十
分な帯電量に帯電され、その下流側に配置された第２選
別装置３によって精度よく分離される。また、第１選別
装置１にて銅線Ｍから分離されたプラスチック片Ｐに混
在する微小な銅片又は微粒状プラスチックなどの微粒物
はケーシング２２に形成された微小孔２４から除去され
るので、その下方に配置された第２選別装置３で２種類
のプラスチック片Ｐをその種類ごとに分離する際に、銅
片によるスパークの発生、微粒状プラスチックの付着に
よる選別精度の低下を防ぐことができる。
【００４２】また、上方から順に、第１選別装置、摩擦
帯電装置２、第２選別装置３を配置するとともに、これ
ら３者を連結したので、銅線とプラスチック片Ｐとの分
離と、プラスチック片Ｐの摩擦帯電と、２種類のプラス
チック片Ｐの分離とを連続して行うことができる。さら
に、上記３つの装置を上下方向に配置したので、装置の
設置面積を減少させることもできる。
【００４３】本発明にかかるケーシングの横断面が正６
角形の摩擦帯電装置と横断面が円形の従来のそれとのプ
ラスチックの分離精度を比較したところ、ケーシングの
横断面が正６角形の場合には、例えばＰＶＣにつては純
度９９.7質量％、回収率９９.7質量％、ＰＥについては
純度９９.6質量％、回収率９０.5質量％と極めて高い分
離精度が得られたのに対して、ケーシングの横断面が円
形の場合には、例えばＰＶＣについては純度９９質量
％、回収率８１.1質量％、ＰＥについては純度９７.2質
量％、回収率８３.3質量％と低い分離精度であった。
【００４４】上記の実施の形態では、ケーシング２２を
横断面が正６角形の筒状体から形成したが、ケーシング
２２の内壁が正６角形などの多角形であれば、ケーシン
グ２２の外周の形状は円形などでもよい。また、ケーシ
ング２２は排出部２３側を斜め上方に向けて設置しても
よい。また、摩擦帯電装置２の供給部を定量ホッパ１９
と投入部２０とを別々に形成したが、投入部２０を支柱
などにて支持してこれに重量センサ５１と開閉部材５０
を設け、投入部２０を定量ホッパとしてもよい。さら
に、上記攪拌スクリュー２７などのスクリューはその外
周がケーシング２２の内壁との間に殆ど間隙を形成しな
いように配置してもよく、その場合には上記正６角形な
どの多角形の角部にプラスチック片Ｐの層が形成され
る。
【００４５】また、ケーシング２２にはその下部壁に微
小孔２４を形成したが、微小孔２４を形成する場合に側
壁にも形成してもよい。さらに、攪拌用スクリュー２７
による攪拌力を向上させるために、攪拌用スクリュー２
７のスクリュー羽根２７Ｂ又はスクリュー軸２６に複数
の突起を付加することもでき、例えば、スクリュー羽根
２７Ｂの排出部側にその方向に突出した突起を設け、ま
た、スクリュー軸２６にその半径方向に突出した突起を
設けてもよい。
【００４６】また、駆動装置については、ドラム電極８
と回転ブラシ１６、ドラム電極３８と回転ブラシ４７と
をそれぞれ共通の駆動装置で回転駆動するようにしても
よい。
【００４７】図３は、本発明の摩擦帯電装置の他の実施
の形態を示すものであって、図２に示す摩擦帯電装置に
おいて、スクリュー羽根２７Ｂをスクリュー軸２６に等
ピッチで設けて攪拌用スクリュー２７を形成したもので
ある。すなわち、上記ピッチの比ｂ／ａを１としたもの
である。この攪拌用スクリュー２７を備えた摩擦帯電装
置においても、ピッチの比が１＜ｂ／ａの場合ほどでは
ないにしても、プラスチック片を十分な帯電量に摩擦帯
電させることができる。なお、図３における他の構成は
図２と同様であるので、符号のみを付してその説明は省
略する。
【００４８】なお、本発明の摩擦帯電装置において、攪
拌用スクリューを回転駆動するための駆動装置は、通常
のモータまたはインバータ制御のモータのいずれでもよ
いが、被選別物であるプラスチック片の寸法の大小、帯
電性の難易などに応じて攪拌用スクリューの回転数を変
えることができることから、インバータ制御のモータが
好ましい。
【００４９】また、攪拌用スクリューの回転数は、２０
０〜３６００ｒｐｍの範囲で制御可能であるが、例え
ば、プラスチック片を８０質量％以上の回収率で回収す
るためには、２００〜３０００ｒｐｍが好ましい。攪拌
用スクリューの回転数を大きくするほど単位時間当たり
のプラスチック片の帯電量は多くなるが、プラスチック
片のケーシング内に滞留する時間が短くなるので、回転
数はプラスチック片のケーシング内での滞留時間、所望
する帯電量などを考慮して上記の範囲内で決定すること
が好ましい。
【００５０】また、摩擦帯電装置の排出部に設けた開閉
部材に負荷する圧力は０．０５ＭＰａ以下の圧力が好ま
しく、０．００５〜０．０５ＭＰａの範囲の圧力が適当
である。この圧力が０．０５ＭＰａを超えると、圧力が
高くなり過ぎてプラスチック片同士の摩擦熱によってプ
ラスチック片が溶融し始めることがある。
【００５１】
【発明の効果】以上述べたごとく本発明の摩擦帯電装置
によれば、ケーシングを内壁の横断面が多角形の筒状体
から形成したので、攪拌用スクリューの回転駆動によっ
てプラスチック片がこれと共回りで旋回されつつ攪拌さ
れてプラスチック片同士が摩擦されるとともに、プラス
チック片が旋回しつつケーシング内壁の多角形の角部で
抵抗を受けて、攪拌用スクリューの周囲にプラスチック
片の層が形成され、この層内でプラスチック片同士が互
いに摩擦されて摩擦帯電が促進される。
【００５２】したがって、複数種のプラスチック片を十
分な帯電量に摩擦帯電させることができ、それにより、
プラスチック片をプラスチック選別装置にて種類別に精
度よく分離することができる。
【００５３】また、請求項２に記載された発明によれ
ば、攪拌用スクリューの周囲にプラスチック片の層をよ
り容易に形成することができる。また、請求項３に記載
された発明によれば、プラスチック片の滞留時間を長く
することによってプラスチック片の攪拌が促進され、ま
た、稼動中に開閉部材に負荷する圧力を調整することに
よってプラスチック片の摩擦を制御することができる。
【００５４】また、請求項４に記載された発明によれ
ば、プラスチック片中に混在する微小な導電性物片又は
微粒状プラスチック等をこの微小孔を通してケーシング
外に除去することができる。
【００５５】また、本発明のプラスチック選別設備によ
れば、導電性物とプラスチック片との分離、プラスチッ
ク片の摩擦帯電及び摩擦帯電された複数種のプラスチッ
ク片の分離を連続して行うことができる。しかも、摩擦
帯電された複数種のプラスチック片を連続してそれぞれ
の種類別に分離するので、帯電されたプラスチック片を
その帯電量を保持したまま分離することができ、複数種
のプラスチック片を精度よく分離することができる。ま
た、従来のようなそれぞれの装置をベルトコンベアなど
によって連結した装置と比べると、装置の設置面積が少
なくなり、また、装置のコストを低く抑えることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るプラスチック選別設備の一実施
の形態を示す全体構成図である。
【図２】 同プラスチック選別設備における要部拡大図
であって、（ａ）は摩擦帯電装置の横断面図、（ｂ）は
そのＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図３】 本発明に係る摩擦帯電装置の他の実施の態様
を示す断面図である。
【符号の説明】 １ 第１選別装置 ２ 摩擦帯電装置 ３ 第２選別装置 ４ ホッパ ５ 振動装置 ６ 供給板 ７ 定量供給部 ８ ドラム電極 ９ 針状電極 １０ 板状電極 １１ 可変抵抗 １３ 高圧電源装置 １４ 回収部 １５ 回収部 １６ 回転ブラシ １７ 除電器 １９ 定量ホッパ ２０ 投入部 ２１ 供給部 ２２ ケーシング ２３ 排出部 ２４ 微小孔 ２５ 駆動装置 ２６ スクリュー軸 ２７ 攪拌用スクリュー ２７Ｂ スクリュー羽根 ２８ 搬送用スクリュー ２８Ａ スクリュー羽根 ３１ 開閉部材 ３２ 枢着部材 ３３ 圧力負荷装置 ３４ 排出板 ３５ 振動装置 ３６ 供給板 ３７ 供給部 ３８ ドラム電極 ３９ 板状電極 ４０ 高圧電源装置 ４１ 回収部 ４２ 第１回収室 ４３ 第２回収室 ４４ 第３回収室 ４５ 除電器 ４６ 輸送ライン ４７ 回転ブラシ ５０ 開閉部材 ５１ 重量センサ ５２ 作動装置 ５３ 制御装置 ５４ 角度検出センサ ６０ 摩擦帯電装置 Ｐ プラスチック片 Ｍ 銅線 Ｃ 攪拌部 Ｄ 搬送部 Ｈ コロナ放電界 Ｊ 選別用静電場 Ｋ 選別用静電場
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】削除
フロントページの続き (72)発明者 玉越 大介 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 濱田 省吾 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 4D054 GA01 GA04 GA09 GB01 4F301 BF03 BF26 BF31 BG53

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】横向きに配置されて上流側にプラスチック
    片の供給部が形成され、下流側にプラスチック片の排出
    部が形成されたケーシングと、このケーシング内に回転
    自在に配置されてプラスチック片を攪拌して摩擦帯電す
    るための攪拌用スクリューとを備えた粉砕された複数種
    のプラスチック片を摩擦帯電させるためのプラスチック
    摩擦帯電装置であって、 上記ケーシングを内壁の横断面が多角形の筒状体から形
    成したことを特徴とするプラスチック摩擦帯電装置。
  2. 【請求項２】上記多角形が３角形〜１２角形のいずれか
    であることを特徴とする請求項１記載のプラスチック摩
    擦帯電装置。
  3. 【請求項３】上記攪拌用スクリューの上流側にこの攪拌
    用スクリューと同軸で回転駆動する搬送用スクリューを
    配置するとともに、搬送用スクリューのスクリュー羽根
    のピッチａと攪拌用スクリューのスクリュー羽根のピッ
    チｂとの比を、 １＜ｂ／ａ≦１０ を満足する範囲とし、かつ、 上記排出部に開閉部材を設けるとともに、この開閉部材
    を閉動方向に付勢するように圧力負荷装置を設けたこと
    を特徴とする請求項１又は請求項２記載のプラスチック
    摩擦帯電装置。
  4. 【請求項４】上記ケーシングの下部壁又は側壁に複数の
    微小孔を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項３
    のいずれかに記載のプラスチック摩擦帯電装置。
  5. 【請求項５】供給部から供給された導電性物とプラスチ
    ック片との混合物を、ドラム電極とこれと対向して配置
    されたコロナ放電電極との間に形成されたコロナ放電界
    中を通過させて、導電性物とプラスチック片とを分離し
    て回収部に回収する第１選別装置と、 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプラスチック摩
    擦帯電装置と、 供給部から供給されたプラスチック片を、ドラム電極と
    これと対向して配置された対向電極との間に形成された
    選別用静電場を通過させて、複数種のプラスチック片を
    分離して回収部に回収する第２選別装置とから構成さ
    れ、 上記第１選別装置の下方に上記プラスチック摩擦帯電装
    置を配置するとともに、第１選別装置におけるプラスチ
    ック片の回収部とプラスチック摩擦帯電装置の供給部と
    を接続し、かつ、 上記プラスチック摩擦帯電装置の下方に上記第２選別装
    置を配置するとともに、プラスチック摩擦帯電装置の排
    出部を第２選別装置の供給部と接続したことを特徴とす
    る粉砕ごみ選別装置。
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