帯電選別装置
【課題】混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置を実現する。
【解決手段】材質Ａの摩擦帯電装置２ａにて材料片ＡおよびＢの混合物を帯電させた後、対向電極４１ａ，４２ａ間の電界により混合物から第１及び第２選別物を選別する。その後、材質Ｂの摩擦帯電装置２ｂにて、材料片Ａより材料片Ｂを多く含む第２選別物を帯電させ、対向電極４１ｂ，４２ｂ間の電界により第２選別物から第３及び第４選別物を選別する。材料片ＡおよびＢを含む混合物に対して二段階の選別を行い、かつ、第１および第２帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第１および第２帯電装置における材料片ＡおよびＢの帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【解決手段】材質Ａの摩擦帯電装置２ａにて材料片ＡおよびＢの混合物を帯電させた後、対向電極４１ａ，４２ａ間の電界により混合物から第１及び第２選別物を選別する。その後、材質Ｂの摩擦帯電装置２ｂにて、材料片Ａより材料片Ｂを多く含む第２選別物を帯電させ、対向電極４１ｂ，４２ｂ間の電界により第２選別物から第３及び第４選別物を選別する。材料片ＡおよびＢを含む混合物に対して二段階の選別を行い、かつ、第１および第２帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第１および第２帯電装置における材料片ＡおよびＢの帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラスチック等の帯電性を有する混合物を摩擦等により帯電させ、混合物を構成する各材料の帯電特性が互いに異なることを利用して、静電界中で混合物の構成材料を種類ごとに選別する帯電選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦帯電序列（異種材料同士を摩擦したときに正に帯電しやすい物質を上位に、負に帯電しやすい物質を下位に並べた序列）内の異種材料を含む混合物を摩擦帯電させ、正負それぞれに帯電した各材料を静電界で選別する帯電選別装置が一般に知られている。
【０００３】
例えばプラスチックの摩擦帯電序列は、正側から負側にかけてＡＢＳ（アクリルニトリル、ブタジエン、スチレンの重合体）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）との序列となっている。このような摩擦帯電序列に基づいて選別を行うことにより、廃棄プラスチックの再利用等が可能となる。
【０００４】
三種類以上の混合物を選別する従来技術として、下記特許文献１に記載の技術がある。この技術によれば、その第００１２段落に記載されているように、材料供給装置（供給ホッパ及び供給装置）、摩擦型帯電装置、帯電選別装置、並びに、回収容器の一組が複数組、直列に配置される。
【０００５】
そして、第１段目の摩擦型帯電装置の内壁（帯電付与材として機能する）が、混合物を構成する材料中で帯電序列の正又は負の末端に位置する材料と同一材料で構成され、かつ、第２段目以降の摩擦型帯電装置の内壁（帯電付与材）がそれぞれ、第１段目から見て帯電序列の他方の末端に順次進むように、混合物構成材料の一部と同材料で構成される。
【０００６】
これにより、各段において、摩擦付与材と同種の材料を選別することが可能な多段式帯電選別装置が得られる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３６８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１においては、各段において完全な選別が行われ、前段で選別された材料が次段以降には混合していないものと想定している。しかしながら、各段における材料の完全な選別は困難である。
【０００９】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、帯電序列内の位置が異なる第１及び第２材料を含む混合物から、前記第１及び第２材料を選別する帯電選別装置であって、前記混合物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第１材料で構成された第１帯電装置と、第１電極及び第２電極を有し、前記第１及び第２電極間に第１電界を発生させ、帯電した前記混合物に前記第１電界を通過させることにより、前記混合物から、前記第１材料が高純度化された第１選別物と、前記第２材料が高純度化された第２選別物とを選別する第１静電選別装置と、前記第２選別物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第２材料で構成された第２帯電装置と、第３電極及び第４電極を有し、前記第３及び第４電極間に第２電界を発生させ、帯電した前記第２選別物に前記第２電界を通過させることにより、前記第２選別物から、前記第１および第２材料を含む第３選別物と、前記第２選別物よりも前記第２材料が高純度化された第４選別物とを選別する第２静電選別装置とを備える帯電選別装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１静電選別装置により混合物から第１及び第２選別物を選別した後に、第２静電選別装置により第２選別物から第３及び第４選別物を選別する。第１及び第２材料を含む混合物に対して二段階の選別を行い、かつ、第１および第２帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第１および第２帯電装置における第１および第２材料の帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
本実施の形態は、第１及び第２材料を含む混合物から、第１及び第２材料を選別する帯電選別装置であって、混合物に対して二段階の選別を行う帯電選別装置である。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。図１に示すように、この帯電選別装置は、一段目の材料供給装置１ａ、一段目の摩擦帯電装置２ａ、一段目の電界投入装置３ａ、一段目の平板型電極たる対向電極４１ａ，４２ａ、一段目の電源５１ａ，５２ａ、一段目の回収箱８ａ、二段目の材料供給装置１ｂ、二段目の摩擦帯電装置２ｂ、二段目の電界投入装置３ｂ、二段目の平板型電極たる対向電極４１ｂ，４２ｂ、二段目の電源５１ｂ，５２ｂ、および、二段目の回収箱８ｂを備えている。
【００１４】
一段目の材料供給装置１ａには、第１材料（材料片Ａ）及び第２材料（材料片Ｂ）を含む混合物が投入される。図１においては、○が材料片Ａを、●が材料片Ｂを、それぞれ示す。なお、材料片Ａと材料片Ｂとは帯電序列内の位置が異なり、材料片Ａの方が帯電序列内のプラス側に位置し、材料片Ｂの方が帯電序列内のマイナス側に位置する。また、材料供給装置１ａのうち少なくとも混合物との接触面は第１材料（材料片Ａと同材質）で構成される。
【００１５】
一段目の摩擦帯電装置２ａは、材料供給装置１ａより混合物の供給を受ける。摩擦帯電装置２ａのうち少なくとも帯電機能を有する部分（混合物との接触面、すなわち内壁）は第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ａは混合物を帯電させる第１帯電装置として機能する。
【００１６】
摩擦帯電装置２ａは、回転可能な円筒形の攪拌容器である。図２に摩擦帯電装置２ａの断面構造を示す。なお、図２は図１中の切断線II−IIにおける断面図である。図２に示すように、摩擦帯電装置２ａは攪拌容器の軸回転方向ＲＴに回転可能であって、回転により材料片Ａおよび材料片Ｂを含む混合物を攪拌しながら混合物を摩擦させ、混合物を帯電させる。
【００１７】
一段目の摩擦帯電装置２ａのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第１材料（材料片Ａと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ａにおいて、混合物中の第１材料（材料片Ａ）はプラスに帯電しやすく、混合物中の第２材料（材料片Ｂ）はマイナスに帯電しやすい。特に、材料片Ｂは材料片Ａとの摩擦だけでなく、摩擦帯電装置２ａの内壁との摩擦によっても帯電する。そのために、材料片Ｂはよりマイナスに帯電しやすい。
【００１８】
一段目の電界投入装置３ａは、摩擦帯電装置２ａより帯電した混合物の供給を受ける。電界投入装置３ａのうち少なくとも混合物との接触面も第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、混合物を対向電極４１ａ，４２ａの方へと送り出す機能を有する。
【００１９】
一段目の対向電極（プラス電極）４１ａには一段目の電源５１ａより高電位が印加され、一段目の対向電極（マイナス電極）４２ａには一段目の電源５２ａより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ａ，４２ａ間に電界が発生する。帯電した混合物はこの電界を通過させられる。帯電した混合物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ａに引き付けられ、一方、帯電した混合物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ａに引き付けられる。
【００２０】
よって、混合物から、混合物中の第１材料（材料片Ａ）の含有比率よりも高い含有比率の第１材料（材料片Ａ）を含む第１選別物と、混合物中の第２材料（材料片Ｂ）の含有比率よりも高い含有比率の第２材料（材料片Ｂ）を含む第２選別物とが選別される。すなわち、第１選別物においては第１材料（材料片Ａ）が高純度化され、第２選別物においては第２材料（材料片Ｂ）が高純度化される。なお、対向電極４１ａ，４２ａおよび電源５１ａ，５２ａは第１静電選別装置を構成する。
【００２１】
十分に帯電した材料片Ｂは、対向電極４１ａ，４２ａ間に発生する電界を通過する時に、プラス電極４１ａ側に引かれて第２選別物として選別される。しかし、第１静電選別装置によって選別された第２選別物には、少量の材料片Ａが混入している可能性がある。プラスに帯電するはずの材料片Ａには、摩擦帯電装置２ａの帯電機能を有する部分（混合物との接触面）との摩擦によってマイナスに帯電する材料片が存在することがあるからである。なお、第１選別物は回収箱８ａの一部７ａに回収され、第２選別物は回収箱８ａの一部６ａに回収される。
【００２２】
二段目の材料供給装置１ｂには、回収箱８ａの一部６ａより、第１材料（材料片Ａ）よりも第２材料（材料片Ｂ）を多く含む第２選別物が投入される。なお、材料供給装置１ｂのうち少なくとも第２選別物との接触面は第２材料（材料片Ｂ）で構成される。
【００２３】
二段目の摩擦帯電装置２ｂは、材料供給装置１ｂより第２選別物の供給を受ける。摩擦帯電装置２ｂのうち少なくとも帯電機能を有する部分（混合物との接触面、すなわち内壁）は第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ｂは第２選別物を帯電させる第２帯電装置として機能する。
【００２４】
摩擦帯電装置２ｂは、摩擦帯電装置２ａと同様、図２に示すような回転可能な円筒形の攪拌容器である。二段目の摩擦帯電装置２ｂのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ｂにおいて、第２選別物中の、既に一段目でプラスに帯電している第１材料（材料片Ａ）は、よりプラスに帯電しやすい。材料片Ａは材料片Ｂとの摩擦だけでなく、摩擦帯電装置２ｂの内壁との摩擦によっても帯電する。そのために、材料片Ａがよりプラスに帯電しやすいからである。また、既に一段目でマイナスに帯電している第２材料（材料片Ｂ）はマイナスの帯電を維持しやすい。
【００２５】
二段目の電界投入装置３ｂは、摩擦帯電装置２ｂより帯電した第２選別物の供給を受ける。電界投入装置３ｂのうち少なくとも第２選別物との接触面も第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、第２選別物を対向電極４１ｂ，４２ｂの方へと送り出す機能を有する。
【００２６】
二段目の対向電極（プラス電極）４１ｂには二段目の電源５１ｂより高電位が印加され、二段目の対向電極（マイナス電極）４２ｂには二段目の電源５２ｂより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ｂ，４２ｂ間に電界が発生する。帯電した第２選別物はこの電界を通過させられる。帯電した第２選別物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ｂに引き付けられ、一方、帯電した第２選別物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ｂに引き付けられる。
【００２７】
よって、第２選別物から、第１材料（材料片Ａ）および第２材料（材料片Ｂ）を含む第３選別物と、第２選別物中の第２材料（材料片Ｂ）の含有比率よりも更に高い含有比率の第２材料（材料片Ｂ）を含む第４選別物とが選別される。すなわち、第４選別物においては第２選別物よりも第２材料（材料片Ｂ）が高純度化される。なお、対向電極４１ｂ，４２ｂおよび電源５１ｂ，５２ｂは第２静電選別装置を構成する。また、第３選別物は回収箱８ｂの一部７ｂに回収され、第４選別物は回収箱８ｂの一部６ｂに回収される。
【００２８】
十分に帯電した材料片Ａは、対向電極４１ｂ，４２ｂ間に発生する電界を通過する時に、マイナス電極４２ｂ側に引かれて第３選別物として選別される。すなわち、一段目の第１静電選別装置で選別された第２選別物（材料片Ｂが材料片Ａよりも多い）が、二段目の材料供給装置１ｂによって二段目の摩擦帯電装置２ｂに投入されると、混入した材料片Ａが、材料片Ｂおよび材質Ｂで構成された摩擦帯電装置２ｂの内壁との摩擦によって、プラス側に効率よく帯電する。その結果、材料片Ａは、電界を通過する際にマイナス電極４２ｂ側に引かれて、材料片Ｂからより多く取り除かれる効果がある。
【００２９】
このように、本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、対向電極４１ａ，４２ａおよび電源５１ａ，５２ａで構成される第１静電選別装置により混合物から第１及び第２選別物を選別した後に、対向電極４１ｂ，４２ｂおよび電源５１ｂ，５２ｂで構成される第２静電選別装置により第２選別物から第３及び第４選別物を選別する。第１及び第２材料（材料片ＡおよびＢ）を含む混合物に対して二段階の選別を行い、かつ、第１および第２帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第１および第２帯電装置における第１および第２材料の帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【００３０】
なお、図１および図２では、摩擦帯電装置２ａ，２ｂとして回転円筒形の摩擦方式を例示したが、それ以外にも摩擦帯電装置２ａ，２ｂに、サイクロンを用いて摩擦させるサイクロン方式や、摩擦帯電装置に振動を与えて摩擦させる振動方式などを採用してもよい。
【００３１】
また、一段目の対向電極４１ａ，４２ａおよび二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂには、平板型電極を例示したが、一段目及び二段目の一方あるいは両方に、円柱状のドラム型電極など、他の電極を用いてもかまわない。
【００３２】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１に係る帯電選別装置の変形例であって、実施の形態１における摩擦帯電装置２ａ，２ｂの少なくとも一方の内部に乾燥気体たる乾燥空気を導入させる、乾燥空気導入装置を追加したものである。なお、本実施の形態においては、摩擦帯電装置の符号として２ａ，２ｂに代わって２１ａ，２１ｂが採用される。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。なお、図３においては、一段目および二段目の摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂ内の摩擦帯電を行う空間に、乾燥空気を導入可能な乾燥空気導入装置９およびその導入路９１，９２が設けられている。
【００３４】
摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂは、回転可能な円筒形の攪拌容器である。図４に摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂの断面構造を示す。なお、図４は図３中の切断線IV−IVにおける断面図である。図４に示すように、摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂは攪拌容器の軸回転方向ＲＴに回転可能であって、回転により材料片Ａおよび材料片Ｂを含む混合物を攪拌しながら混合物を摩擦させ、混合物を帯電させる。また、その中心軸部分には、乾燥空気導入装置９からの乾燥空気の導入路９１，９２に繋がる乾燥空気導入筒１０が設けられている。なお、乾燥空気導入筒１０には微細孔１１が設けられている。微細孔１１の直径は材料片ＡおよびＢに対して十分に小さい。
【００３５】
乾燥空気導入装置９からは、温度が４０℃から７０℃、湿度が４０％以下に調整された恒温恒湿の乾燥空気が、導入路９１，９２を介して乾燥空気導入筒１０に導入される。そして、微細孔１１から乾燥空気が摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂ内に導入され、乾燥空気が摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂ内に充填される。
【００３６】
なお、本実施の形態に係る帯電選別装置の構成は、摩擦帯電装置２ａ，２ｂが摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂに変更されている点、および、乾燥空気導入装置９とその導入路９１，９２とが設けられている点以外、実施の形態１に係る帯電選別装置の構成と同じである。よって、その他の部分の説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂの少なくとも一方の内部に、乾燥気体を導入させる導入装置をさらに備える。第１及び第２静電選別装置内に乾燥気体を導入すれば、混合物及び第２選別物の帯電効率が上がるとともに、季節天候等の影響を受けることなく静電選別の精度を安定的に維持することができる。
【００３８】
＜実施の形態３＞
本実施の形態も、実施の形態１に係る帯電選別装置の変形例であって、実施の形態１における、回収箱８ａの一部７ａに回収された第１選別物および回収箱８ｂの一部７ｂに回収された第３選別物の少なくとも一方を第１帯電装置に戻し、第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、第１帯電装置における帯電、第１静電選別装置における選別、第２帯電装置における帯電、及び、第２静電選別装置における選別を行うようにしたものである。
【００３９】
図５は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。なお、図５においては、回収箱８ｂの一部７ｂに回収された第３選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ａ、及び、回収箱８ａの一部７ａに回収された第１選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ｂが追加されている点以外、実施の形態１に係る帯電選別装置の構成と同じである。よって、その他の部分の説明を省略する。
【００４０】
搬送管１２ａ及び１２ｂにより材料供給装置１ａに搬送された第１及び第３選別物は、第１帯電装置たる一段目の摩擦帯電装置２ａに戻され、摩擦帯電装置２ａにて再び帯電が行われる。そして、帯電がなされた第１及び第３選別物には、第１静電選別装置を構成する一段目の対向電極４１ａ，４２ａにおける選別、第２帯電装置たる二段目の摩擦帯電装置２ｂにおける帯電、及び、第２静電選別装置を構成する二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂにおける選別が行われる。
【００４１】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、第１及び第３選別物の少なくとも一方を第１帯電装置に戻し、第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、第１帯電装置における帯電、第１静電選別装置における選別、第２帯電装置における帯電、及び、第２静電選別装置における選別を行う。よって、第１及び第３選別物に更なる選別が行われるので、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【００４２】
＜実施の形態４＞
本実施の形態も、実施の形態１に係る帯電選別装置の変形例であって、実施の形態１における帯電選別装置にさらに、第３帯電装置、第３静電選別装置、第４帯電装置、及び、第４静電選別装置を設けたものである。
【００４３】
図６は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。図６に示すように、この帯電選別装置は、図１に示した一段目の材料供給装置１ａ、一段目の摩擦帯電装置２ａ、一段目の電界投入装置３ａ、一段目の平板型電極たる対向電極４１ａ，４２ａ、一段目の電源５１ａ，５２ａ、一段目の回収箱８ａ、二段目の材料供給装置１ｂ、二段目の摩擦帯電装置２ｂ、二段目の電界投入装置３ｂ、二段目の平板型電極たる対向電極４１ｂ，４２ｂ、二段目の電源５１ｂ，５２ｂ、および、二段目の回収箱８ｂに加えて、三段目の材料供給装置１ｃ、三段目の摩擦帯電装置２ｃ、三段目の電界投入装置３ｃ、三段目の平板型電極たる対向電極４１ｃ，４２ｃ、三段目の電源５１ｃ，５２ｃ、三段目の回収箱８ｃ、四段目の材料供給装置１ｄ、四段目の摩擦帯電装置２ｄ、四段目の電界投入装置３ｄ、四段目の平板型電極たる対向電極４１ｄ，４２ｄ、四段目の電源５１ｄ，５２ｄ、および、四段目の回収箱８ｄを備えている。
【００４４】
また、回収箱８ｂの一部７ｂに回収された第３選別物を三段目の材料供給装置１ｃに搬送する搬送管１２ａ、及び、回収箱８ａの一部７ａに回収された第１選別物を三段目の材料供給装置１ｃに搬送する搬送管１２ｂが設けられている。
【００４５】
第１材料（材料片Ａ）及び第２材料（材料片Ｂ）を含む混合物に対する、第１帯電装置たる一段目の摩擦帯電装置２ａにおける帯電、第１静電選別装置を構成する一段目の対向電極４１ａ，４２ａにおける選別、第２帯電装置たる二段目の摩擦帯電装置２ｂにおける帯電、及び、第２静電選別装置を構成する二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂにおける選別については、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００４６】
搬送管１２ａ，１２ｂにより材料供給装置１ｃに搬送された第１及び第３選別物は、材料供給装置１ｃにより三段目の摩擦帯電装置２ｃに供給される。なお、材料供給装置１ｃのうち少なくとも混合物との接触面は第２材料（材料片Ｂ）で構成される。
【００４７】
三段目の摩擦帯電装置２ｃのうち少なくとも帯電機能を有する部分（混合物との接触面、すなわち内壁）は第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ｃは、第１及び第３選別物の少なくとも一方を帯電させる第３帯電装置として機能する。なお、摩擦帯電装置２ｃも、摩擦帯電装置２ａ，２ｂと同様の回転可能な円筒形の攪拌容器である。
【００４８】
三段目の摩擦帯電装置２ｃのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ｃにおいて、第１及び第３選別物中の第１材料（材料片Ａ）はプラスに帯電しやすく、第１及び第３選別物中の第２材料（材料片Ｂ）はマイナスに帯電しやすい。特に、材料片Ａは材料片Ｂとの摩擦だけでなく、摩擦帯電装置２ｃの内壁との摩擦によっても帯電する。そのために、材料片Ａはよりプラスに帯電しやすい。
【００４９】
三段目の電界投入装置３ｃは、摩擦帯電装置２ｃより帯電した第１及び第３選別物の供給を受ける。電界投入装置３ｃのうち少なくとも第１及び第３選別物との接触面も第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、第１及び第３選別物を対向電極４１ｃ，４２ｃの方へと送り出す機能を有する。
【００５０】
三段目の対向電極（プラス電極）４１ｃには三段目の電源５１ｃより高電位が印加され、三段目の対向電極（マイナス電極）４２ｃには三段目の電源５２ｃより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ｃ，４２ｃ間に電界が発生する。帯電した第１及び第３選別物はこの電界を通過させられる。帯電した第１及び第３選別物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ｃに引き付けられ、一方、帯電した第１及び第３選別物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ｃに引き付けられる。
【００５１】
よって、第１及び第３選別物の混合物から、第１および第３選別物の混合物中の第１材料（材料片Ａ）の含有比率よりも高い含有比率の第１材料（材料片Ａ）を含む第５選別物と、第１及び第３選別物の混合物から、第１および第３選別物の混合物中の第２材料（材料片Ｂ）の含有比率よりも高い含有比率の第２材料（材料片Ｂ）を含む第６選別物とが選別される。すなわち、第５選別物においては第１材料（材料片Ａ）が高純度化され、第６選別物においては第２材料（材料片Ｂ）が高純度化される。なお、対向電極４１ｃ，４２ｃおよび電源５１ｃ，５２ｃは第３静電選別装置を構成する。また、第５選別物は回収箱８ｃの一部６ｃに回収され、第６選別物は回収箱８ｃの一部７ｃに回収される。
【００５２】
四段目の材料供給装置１ｄには、回収箱８ｃの一部６ｃより、第２材料（材料片Ｂ）よりも第１材料（材料片Ａ）を多く含む第５選別物が投入される。なお、材料供給装置１ｄのうち少なくとも第５選別物との接触面は第１材料（材料片Ａ）で構成される。
【００５３】
四段目の摩擦帯電装置２ｄは、材料供給装置１ｄより第５選別物の供給を受ける。摩擦帯電装置２ｄのうち少なくとも帯電機能を有する部分（第５選別物との接触面、すなわち内壁）は第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ｄは第５選別物を帯電させる第４帯電装置として機能する。
【００５４】
摩擦帯電装置２ｄも、摩擦帯電装置２ａ〜２ｃと同様の回転可能な円筒形の攪拌容器である。四段目の摩擦帯電装置２ｄのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第１材料（材料片Ａと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ｄにおいて、第５選別物中の、既に三段目でマイナスに帯電している第２材料（材料片Ｂ）は、よりマイナスに帯電しやすい。また、既に三段目でプラスに帯電している第１材料（材料片Ａ）はプラスの帯電を維持しやすい。
【００５５】
四段目の電界投入装置３ｄは、摩擦帯電装置２ｄより帯電した第５選別物の供給を受ける。電界投入装置３ｄのうち少なくとも第５選別物との接触面も第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、第５選別物を対向電極４１ｄ，４２ｄの方へと送り出す機能を有する。
【００５６】
四段目の対向電極（プラス電極）４１ｄには四段目の電源５１ｄより高電位が印加され、四段目の対向電極（マイナス電極）４２ｄには四段目の電源５２ｄより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ｄ，４２ｄ間に電界が発生する。帯電した第５選別物はこの電界を通過させられる。帯電した第５選別物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ｄに引き付けられ、一方、帯電した第５選別物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ｄに引き付けられる。
【００５７】
よって、第５選別物から、第５選別物中の第１材料（材料片Ａ）の含有比率よりも更に高い含有比率の第１材料（材料片Ａ）を含む第７選別物と、第１および第２材料を含む第８選別物とが選別される。すなわち、対向電極４１ｄ，４２ｄおよび電源５１ｄ，５２ｄは第４静電選別装置を構成する。なお、第７選別物は回収箱８ｄの一部６ｄに回収され、第８選別物は回収箱８ｄの一部７ｄに回収される。
【００５８】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、対向電極４１ｃ，４２ｃおよび電源５１ｃ，５２ｃで構成される第３静電選別装置により第１及び第３選別物の少なくとも一方から第５及び第６選別物を選別した後に、対向電極４１ｄ，４２ｄおよび電源５１ｄ，５２ｄで構成される第４静電選別装置により第５選別物から第７及び第８選別物を選別する。第１及び第２材料を含む第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、更なる二段階の選別を行い、かつ、第３および第４帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第３および第４帯電装置における第１および第２材料の帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【００５９】
また、回収箱８ｄの一部７ｄに回収された第８選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ｄ，１２ｅ、及び、回収箱８ｃの一部７ｃに回収された第６選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ｃ，１２ｅが設けられている。
【００６０】
搬送管１２ｃ〜１２ｅにより材料供給装置１ａに搬送された第６及び第８選別物は、第１帯電装置たる一段目の摩擦帯電装置２ａに戻され、摩擦帯電装置２ａにて再び帯電が行われる。そして、帯電がなされた第６及び第８選別物には、第１静電選別装置を構成する一段目の対向電極４１ａ，４２ａにおける選別、第２帯電装置たる二段目の摩擦帯電装置２ｂにおける帯電、及び、第２静電選別装置を構成する二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂにおける選別が行われる。
【００６１】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、第６及び第８選別物の少なくとも一方を第１帯電装置に戻し、第６及び第８選別物の少なくとも一方に対して、第１帯電装置における帯電、第１静電選別装置における選別、第２帯電装置における帯電、及び、第２静電選別装置における選別を行う。よって、第６及び第８選別物に更なる選別が行われるので、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１に係る帯電選別装置を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る帯電選別装置の摩擦帯電装置の断面図である。
【図３】実施の形態２に係る帯電選別装置を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る帯電選別装置の摩擦帯電装置の断面図である。
【図５】実施の形態３に係る帯電選別装置を示す図である。
【図６】実施の形態４に係る帯電選別装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ａ〜１ｄ 材料供給装置、２ａ〜２ｄ 摩擦帯電装置、３ａ〜３ｄ 電界投入装置、４１ａ〜４１ｄ，４２ａ〜４２ｄ 対向電極、５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄ 電源、８ａ〜８ｄ 回収箱、９ 乾燥空気導入装置、１０ 乾燥空気導入筒、１１ 微細孔、１２ａ〜１２ｅ 搬送管。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラスチック等の帯電性を有する混合物を摩擦等により帯電させ、混合物を構成する各材料の帯電特性が互いに異なることを利用して、静電界中で混合物の構成材料を種類ごとに選別する帯電選別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦帯電序列（異種材料同士を摩擦したときに正に帯電しやすい物質を上位に、負に帯電しやすい物質を下位に並べた序列）内の異種材料を含む混合物を摩擦帯電させ、正負それぞれに帯電した各材料を静電界で選別する帯電選別装置が一般に知られている。
【０００３】
例えばプラスチックの摩擦帯電序列は、正側から負側にかけてＡＢＳ（アクリルニトリル、ブタジエン、スチレンの重合体）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）との序列となっている。このような摩擦帯電序列に基づいて選別を行うことにより、廃棄プラスチックの再利用等が可能となる。
【０００４】
三種類以上の混合物を選別する従来技術として、下記特許文献１に記載の技術がある。この技術によれば、その第００１２段落に記載されているように、材料供給装置（供給ホッパ及び供給装置）、摩擦型帯電装置、帯電選別装置、並びに、回収容器の一組が複数組、直列に配置される。
【０００５】
そして、第１段目の摩擦型帯電装置の内壁（帯電付与材として機能する）が、混合物を構成する材料中で帯電序列の正又は負の末端に位置する材料と同一材料で構成され、かつ、第２段目以降の摩擦型帯電装置の内壁（帯電付与材）がそれぞれ、第１段目から見て帯電序列の他方の末端に順次進むように、混合物構成材料の一部と同材料で構成される。
【０００６】
これにより、各段において、摩擦付与材と同種の材料を選別することが可能な多段式帯電選別装置が得られる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３６８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１においては、各段において完全な選別が行われ、前段で選別された材料が次段以降には混合していないものと想定している。しかしながら、各段における材料の完全な選別は困難である。
【０００９】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置を実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、帯電序列内の位置が異なる第１及び第２材料を含む混合物から、前記第１及び第２材料を選別する帯電選別装置であって、前記混合物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第１材料で構成された第１帯電装置と、第１電極及び第２電極を有し、前記第１及び第２電極間に第１電界を発生させ、帯電した前記混合物に前記第１電界を通過させることにより、前記混合物から、前記第１材料が高純度化された第１選別物と、前記第２材料が高純度化された第２選別物とを選別する第１静電選別装置と、前記第２選別物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第２材料で構成された第２帯電装置と、第３電極及び第４電極を有し、前記第３及び第４電極間に第２電界を発生させ、帯電した前記第２選別物に前記第２電界を通過させることにより、前記第２選別物から、前記第１および第２材料を含む第３選別物と、前記第２選別物よりも前記第２材料が高純度化された第４選別物とを選別する第２静電選別装置とを備える帯電選別装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第１静電選別装置により混合物から第１及び第２選別物を選別した後に、第２静電選別装置により第２選別物から第３及び第４選別物を選別する。第１及び第２材料を含む混合物に対して二段階の選別を行い、かつ、第１および第２帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第１および第２帯電装置における第１および第２材料の帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜実施の形態１＞
本実施の形態は、第１及び第２材料を含む混合物から、第１及び第２材料を選別する帯電選別装置であって、混合物に対して二段階の選別を行う帯電選別装置である。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。図１に示すように、この帯電選別装置は、一段目の材料供給装置１ａ、一段目の摩擦帯電装置２ａ、一段目の電界投入装置３ａ、一段目の平板型電極たる対向電極４１ａ，４２ａ、一段目の電源５１ａ，５２ａ、一段目の回収箱８ａ、二段目の材料供給装置１ｂ、二段目の摩擦帯電装置２ｂ、二段目の電界投入装置３ｂ、二段目の平板型電極たる対向電極４１ｂ，４２ｂ、二段目の電源５１ｂ，５２ｂ、および、二段目の回収箱８ｂを備えている。
【００１４】
一段目の材料供給装置１ａには、第１材料（材料片Ａ）及び第２材料（材料片Ｂ）を含む混合物が投入される。図１においては、○が材料片Ａを、●が材料片Ｂを、それぞれ示す。なお、材料片Ａと材料片Ｂとは帯電序列内の位置が異なり、材料片Ａの方が帯電序列内のプラス側に位置し、材料片Ｂの方が帯電序列内のマイナス側に位置する。また、材料供給装置１ａのうち少なくとも混合物との接触面は第１材料（材料片Ａと同材質）で構成される。
【００１５】
一段目の摩擦帯電装置２ａは、材料供給装置１ａより混合物の供給を受ける。摩擦帯電装置２ａのうち少なくとも帯電機能を有する部分（混合物との接触面、すなわち内壁）は第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ａは混合物を帯電させる第１帯電装置として機能する。
【００１６】
摩擦帯電装置２ａは、回転可能な円筒形の攪拌容器である。図２に摩擦帯電装置２ａの断面構造を示す。なお、図２は図１中の切断線II−IIにおける断面図である。図２に示すように、摩擦帯電装置２ａは攪拌容器の軸回転方向ＲＴに回転可能であって、回転により材料片Ａおよび材料片Ｂを含む混合物を攪拌しながら混合物を摩擦させ、混合物を帯電させる。
【００１７】
一段目の摩擦帯電装置２ａのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第１材料（材料片Ａと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ａにおいて、混合物中の第１材料（材料片Ａ）はプラスに帯電しやすく、混合物中の第２材料（材料片Ｂ）はマイナスに帯電しやすい。特に、材料片Ｂは材料片Ａとの摩擦だけでなく、摩擦帯電装置２ａの内壁との摩擦によっても帯電する。そのために、材料片Ｂはよりマイナスに帯電しやすい。
【００１８】
一段目の電界投入装置３ａは、摩擦帯電装置２ａより帯電した混合物の供給を受ける。電界投入装置３ａのうち少なくとも混合物との接触面も第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、混合物を対向電極４１ａ，４２ａの方へと送り出す機能を有する。
【００１９】
一段目の対向電極（プラス電極）４１ａには一段目の電源５１ａより高電位が印加され、一段目の対向電極（マイナス電極）４２ａには一段目の電源５２ａより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ａ，４２ａ間に電界が発生する。帯電した混合物はこの電界を通過させられる。帯電した混合物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ａに引き付けられ、一方、帯電した混合物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ａに引き付けられる。
【００２０】
よって、混合物から、混合物中の第１材料（材料片Ａ）の含有比率よりも高い含有比率の第１材料（材料片Ａ）を含む第１選別物と、混合物中の第２材料（材料片Ｂ）の含有比率よりも高い含有比率の第２材料（材料片Ｂ）を含む第２選別物とが選別される。すなわち、第１選別物においては第１材料（材料片Ａ）が高純度化され、第２選別物においては第２材料（材料片Ｂ）が高純度化される。なお、対向電極４１ａ，４２ａおよび電源５１ａ，５２ａは第１静電選別装置を構成する。
【００２１】
十分に帯電した材料片Ｂは、対向電極４１ａ，４２ａ間に発生する電界を通過する時に、プラス電極４１ａ側に引かれて第２選別物として選別される。しかし、第１静電選別装置によって選別された第２選別物には、少量の材料片Ａが混入している可能性がある。プラスに帯電するはずの材料片Ａには、摩擦帯電装置２ａの帯電機能を有する部分（混合物との接触面）との摩擦によってマイナスに帯電する材料片が存在することがあるからである。なお、第１選別物は回収箱８ａの一部７ａに回収され、第２選別物は回収箱８ａの一部６ａに回収される。
【００２２】
二段目の材料供給装置１ｂには、回収箱８ａの一部６ａより、第１材料（材料片Ａ）よりも第２材料（材料片Ｂ）を多く含む第２選別物が投入される。なお、材料供給装置１ｂのうち少なくとも第２選別物との接触面は第２材料（材料片Ｂ）で構成される。
【００２３】
二段目の摩擦帯電装置２ｂは、材料供給装置１ｂより第２選別物の供給を受ける。摩擦帯電装置２ｂのうち少なくとも帯電機能を有する部分（混合物との接触面、すなわち内壁）は第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ｂは第２選別物を帯電させる第２帯電装置として機能する。
【００２４】
摩擦帯電装置２ｂは、摩擦帯電装置２ａと同様、図２に示すような回転可能な円筒形の攪拌容器である。二段目の摩擦帯電装置２ｂのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ｂにおいて、第２選別物中の、既に一段目でプラスに帯電している第１材料（材料片Ａ）は、よりプラスに帯電しやすい。材料片Ａは材料片Ｂとの摩擦だけでなく、摩擦帯電装置２ｂの内壁との摩擦によっても帯電する。そのために、材料片Ａがよりプラスに帯電しやすいからである。また、既に一段目でマイナスに帯電している第２材料（材料片Ｂ）はマイナスの帯電を維持しやすい。
【００２５】
二段目の電界投入装置３ｂは、摩擦帯電装置２ｂより帯電した第２選別物の供給を受ける。電界投入装置３ｂのうち少なくとも第２選別物との接触面も第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、第２選別物を対向電極４１ｂ，４２ｂの方へと送り出す機能を有する。
【００２６】
二段目の対向電極（プラス電極）４１ｂには二段目の電源５１ｂより高電位が印加され、二段目の対向電極（マイナス電極）４２ｂには二段目の電源５２ｂより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ｂ，４２ｂ間に電界が発生する。帯電した第２選別物はこの電界を通過させられる。帯電した第２選別物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ｂに引き付けられ、一方、帯電した第２選別物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ｂに引き付けられる。
【００２７】
よって、第２選別物から、第１材料（材料片Ａ）および第２材料（材料片Ｂ）を含む第３選別物と、第２選別物中の第２材料（材料片Ｂ）の含有比率よりも更に高い含有比率の第２材料（材料片Ｂ）を含む第４選別物とが選別される。すなわち、第４選別物においては第２選別物よりも第２材料（材料片Ｂ）が高純度化される。なお、対向電極４１ｂ，４２ｂおよび電源５１ｂ，５２ｂは第２静電選別装置を構成する。また、第３選別物は回収箱８ｂの一部７ｂに回収され、第４選別物は回収箱８ｂの一部６ｂに回収される。
【００２８】
十分に帯電した材料片Ａは、対向電極４１ｂ，４２ｂ間に発生する電界を通過する時に、マイナス電極４２ｂ側に引かれて第３選別物として選別される。すなわち、一段目の第１静電選別装置で選別された第２選別物（材料片Ｂが材料片Ａよりも多い）が、二段目の材料供給装置１ｂによって二段目の摩擦帯電装置２ｂに投入されると、混入した材料片Ａが、材料片Ｂおよび材質Ｂで構成された摩擦帯電装置２ｂの内壁との摩擦によって、プラス側に効率よく帯電する。その結果、材料片Ａは、電界を通過する際にマイナス電極４２ｂ側に引かれて、材料片Ｂからより多く取り除かれる効果がある。
【００２９】
このように、本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、対向電極４１ａ，４２ａおよび電源５１ａ，５２ａで構成される第１静電選別装置により混合物から第１及び第２選別物を選別した後に、対向電極４１ｂ，４２ｂおよび電源５１ｂ，５２ｂで構成される第２静電選別装置により第２選別物から第３及び第４選別物を選別する。第１及び第２材料（材料片ＡおよびＢ）を含む混合物に対して二段階の選別を行い、かつ、第１および第２帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第１および第２帯電装置における第１および第２材料の帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【００３０】
なお、図１および図２では、摩擦帯電装置２ａ，２ｂとして回転円筒形の摩擦方式を例示したが、それ以外にも摩擦帯電装置２ａ，２ｂに、サイクロンを用いて摩擦させるサイクロン方式や、摩擦帯電装置に振動を与えて摩擦させる振動方式などを採用してもよい。
【００３１】
また、一段目の対向電極４１ａ，４２ａおよび二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂには、平板型電極を例示したが、一段目及び二段目の一方あるいは両方に、円柱状のドラム型電極など、他の電極を用いてもかまわない。
【００３２】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１に係る帯電選別装置の変形例であって、実施の形態１における摩擦帯電装置２ａ，２ｂの少なくとも一方の内部に乾燥気体たる乾燥空気を導入させる、乾燥空気導入装置を追加したものである。なお、本実施の形態においては、摩擦帯電装置の符号として２ａ，２ｂに代わって２１ａ，２１ｂが採用される。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。なお、図３においては、一段目および二段目の摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂ内の摩擦帯電を行う空間に、乾燥空気を導入可能な乾燥空気導入装置９およびその導入路９１，９２が設けられている。
【００３４】
摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂは、回転可能な円筒形の攪拌容器である。図４に摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂの断面構造を示す。なお、図４は図３中の切断線IV−IVにおける断面図である。図４に示すように、摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂは攪拌容器の軸回転方向ＲＴに回転可能であって、回転により材料片Ａおよび材料片Ｂを含む混合物を攪拌しながら混合物を摩擦させ、混合物を帯電させる。また、その中心軸部分には、乾燥空気導入装置９からの乾燥空気の導入路９１，９２に繋がる乾燥空気導入筒１０が設けられている。なお、乾燥空気導入筒１０には微細孔１１が設けられている。微細孔１１の直径は材料片ＡおよびＢに対して十分に小さい。
【００３５】
乾燥空気導入装置９からは、温度が４０℃から７０℃、湿度が４０％以下に調整された恒温恒湿の乾燥空気が、導入路９１，９２を介して乾燥空気導入筒１０に導入される。そして、微細孔１１から乾燥空気が摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂ内に導入され、乾燥空気が摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂ内に充填される。
【００３６】
なお、本実施の形態に係る帯電選別装置の構成は、摩擦帯電装置２ａ，２ｂが摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂに変更されている点、および、乾燥空気導入装置９とその導入路９１，９２とが設けられている点以外、実施の形態１に係る帯電選別装置の構成と同じである。よって、その他の部分の説明を省略する。
【００３７】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、摩擦帯電装置２１ａ，２１ｂの少なくとも一方の内部に、乾燥気体を導入させる導入装置をさらに備える。第１及び第２静電選別装置内に乾燥気体を導入すれば、混合物及び第２選別物の帯電効率が上がるとともに、季節天候等の影響を受けることなく静電選別の精度を安定的に維持することができる。
【００３８】
＜実施の形態３＞
本実施の形態も、実施の形態１に係る帯電選別装置の変形例であって、実施の形態１における、回収箱８ａの一部７ａに回収された第１選別物および回収箱８ｂの一部７ｂに回収された第３選別物の少なくとも一方を第１帯電装置に戻し、第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、第１帯電装置における帯電、第１静電選別装置における選別、第２帯電装置における帯電、及び、第２静電選別装置における選別を行うようにしたものである。
【００３９】
図５は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。なお、図５においては、回収箱８ｂの一部７ｂに回収された第３選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ａ、及び、回収箱８ａの一部７ａに回収された第１選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ｂが追加されている点以外、実施の形態１に係る帯電選別装置の構成と同じである。よって、その他の部分の説明を省略する。
【００４０】
搬送管１２ａ及び１２ｂにより材料供給装置１ａに搬送された第１及び第３選別物は、第１帯電装置たる一段目の摩擦帯電装置２ａに戻され、摩擦帯電装置２ａにて再び帯電が行われる。そして、帯電がなされた第１及び第３選別物には、第１静電選別装置を構成する一段目の対向電極４１ａ，４２ａにおける選別、第２帯電装置たる二段目の摩擦帯電装置２ｂにおける帯電、及び、第２静電選別装置を構成する二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂにおける選別が行われる。
【００４１】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、第１及び第３選別物の少なくとも一方を第１帯電装置に戻し、第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、第１帯電装置における帯電、第１静電選別装置における選別、第２帯電装置における帯電、及び、第２静電選別装置における選別を行う。よって、第１及び第３選別物に更なる選別が行われるので、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【００４２】
＜実施の形態４＞
本実施の形態も、実施の形態１に係る帯電選別装置の変形例であって、実施の形態１における帯電選別装置にさらに、第３帯電装置、第３静電選別装置、第４帯電装置、及び、第４静電選別装置を設けたものである。
【００４３】
図６は、本実施の形態に係る帯電選別装置を示す図である。図６に示すように、この帯電選別装置は、図１に示した一段目の材料供給装置１ａ、一段目の摩擦帯電装置２ａ、一段目の電界投入装置３ａ、一段目の平板型電極たる対向電極４１ａ，４２ａ、一段目の電源５１ａ，５２ａ、一段目の回収箱８ａ、二段目の材料供給装置１ｂ、二段目の摩擦帯電装置２ｂ、二段目の電界投入装置３ｂ、二段目の平板型電極たる対向電極４１ｂ，４２ｂ、二段目の電源５１ｂ，５２ｂ、および、二段目の回収箱８ｂに加えて、三段目の材料供給装置１ｃ、三段目の摩擦帯電装置２ｃ、三段目の電界投入装置３ｃ、三段目の平板型電極たる対向電極４１ｃ，４２ｃ、三段目の電源５１ｃ，５２ｃ、三段目の回収箱８ｃ、四段目の材料供給装置１ｄ、四段目の摩擦帯電装置２ｄ、四段目の電界投入装置３ｄ、四段目の平板型電極たる対向電極４１ｄ，４２ｄ、四段目の電源５１ｄ，５２ｄ、および、四段目の回収箱８ｄを備えている。
【００４４】
また、回収箱８ｂの一部７ｂに回収された第３選別物を三段目の材料供給装置１ｃに搬送する搬送管１２ａ、及び、回収箱８ａの一部７ａに回収された第１選別物を三段目の材料供給装置１ｃに搬送する搬送管１２ｂが設けられている。
【００４５】
第１材料（材料片Ａ）及び第２材料（材料片Ｂ）を含む混合物に対する、第１帯電装置たる一段目の摩擦帯電装置２ａにおける帯電、第１静電選別装置を構成する一段目の対向電極４１ａ，４２ａにおける選別、第２帯電装置たる二段目の摩擦帯電装置２ｂにおける帯電、及び、第２静電選別装置を構成する二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂにおける選別については、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００４６】
搬送管１２ａ，１２ｂにより材料供給装置１ｃに搬送された第１及び第３選別物は、材料供給装置１ｃにより三段目の摩擦帯電装置２ｃに供給される。なお、材料供給装置１ｃのうち少なくとも混合物との接触面は第２材料（材料片Ｂ）で構成される。
【００４７】
三段目の摩擦帯電装置２ｃのうち少なくとも帯電機能を有する部分（混合物との接触面、すなわち内壁）は第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ｃは、第１及び第３選別物の少なくとも一方を帯電させる第３帯電装置として機能する。なお、摩擦帯電装置２ｃも、摩擦帯電装置２ａ，２ｂと同様の回転可能な円筒形の攪拌容器である。
【００４８】
三段目の摩擦帯電装置２ｃのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ｃにおいて、第１及び第３選別物中の第１材料（材料片Ａ）はプラスに帯電しやすく、第１及び第３選別物中の第２材料（材料片Ｂ）はマイナスに帯電しやすい。特に、材料片Ａは材料片Ｂとの摩擦だけでなく、摩擦帯電装置２ｃの内壁との摩擦によっても帯電する。そのために、材料片Ａはよりプラスに帯電しやすい。
【００４９】
三段目の電界投入装置３ｃは、摩擦帯電装置２ｃより帯電した第１及び第３選別物の供給を受ける。電界投入装置３ｃのうち少なくとも第１及び第３選別物との接触面も第２材料（材料片Ｂと同材質）で構成され、第１及び第３選別物を対向電極４１ｃ，４２ｃの方へと送り出す機能を有する。
【００５０】
三段目の対向電極（プラス電極）４１ｃには三段目の電源５１ｃより高電位が印加され、三段目の対向電極（マイナス電極）４２ｃには三段目の電源５２ｃより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ｃ，４２ｃ間に電界が発生する。帯電した第１及び第３選別物はこの電界を通過させられる。帯電した第１及び第３選別物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ｃに引き付けられ、一方、帯電した第１及び第３選別物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ｃに引き付けられる。
【００５１】
よって、第１及び第３選別物の混合物から、第１および第３選別物の混合物中の第１材料（材料片Ａ）の含有比率よりも高い含有比率の第１材料（材料片Ａ）を含む第５選別物と、第１及び第３選別物の混合物から、第１および第３選別物の混合物中の第２材料（材料片Ｂ）の含有比率よりも高い含有比率の第２材料（材料片Ｂ）を含む第６選別物とが選別される。すなわち、第５選別物においては第１材料（材料片Ａ）が高純度化され、第６選別物においては第２材料（材料片Ｂ）が高純度化される。なお、対向電極４１ｃ，４２ｃおよび電源５１ｃ，５２ｃは第３静電選別装置を構成する。また、第５選別物は回収箱８ｃの一部６ｃに回収され、第６選別物は回収箱８ｃの一部７ｃに回収される。
【００５２】
四段目の材料供給装置１ｄには、回収箱８ｃの一部６ｃより、第２材料（材料片Ｂ）よりも第１材料（材料片Ａ）を多く含む第５選別物が投入される。なお、材料供給装置１ｄのうち少なくとも第５選別物との接触面は第１材料（材料片Ａ）で構成される。
【００５３】
四段目の摩擦帯電装置２ｄは、材料供給装置１ｄより第５選別物の供給を受ける。摩擦帯電装置２ｄのうち少なくとも帯電機能を有する部分（第５選別物との接触面、すなわち内壁）は第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、摩擦帯電装置２ｄは第５選別物を帯電させる第４帯電装置として機能する。
【００５４】
摩擦帯電装置２ｄも、摩擦帯電装置２ａ〜２ｃと同様の回転可能な円筒形の攪拌容器である。四段目の摩擦帯電装置２ｄのうち少なくとも帯電機能を有する部分が第１材料（材料片Ａと同材質）で構成されているため、摩擦帯電装置２ｄにおいて、第５選別物中の、既に三段目でマイナスに帯電している第２材料（材料片Ｂ）は、よりマイナスに帯電しやすい。また、既に三段目でプラスに帯電している第１材料（材料片Ａ）はプラスの帯電を維持しやすい。
【００５５】
四段目の電界投入装置３ｄは、摩擦帯電装置２ｄより帯電した第５選別物の供給を受ける。電界投入装置３ｄのうち少なくとも第５選別物との接触面も第１材料（材料片Ａと同材質）で構成され、第５選別物を対向電極４１ｄ，４２ｄの方へと送り出す機能を有する。
【００５６】
四段目の対向電極（プラス電極）４１ｄには四段目の電源５１ｄより高電位が印加され、四段目の対向電極（マイナス電極）４２ｄには四段目の電源５２ｄより低電位が印加される。これにより、対向電極４１ｄ，４２ｄ間に電界が発生する。帯電した第５選別物はこの電界を通過させられる。帯電した第５選別物のうちプラスに帯電した第１材料（材料片Ａ）は、低電位側の対向電極４２ｄに引き付けられ、一方、帯電した第５選別物のうちマイナスに帯電した第２材料（材料片Ｂ）は、高電位側の対向電極４１ｄに引き付けられる。
【００５７】
よって、第５選別物から、第５選別物中の第１材料（材料片Ａ）の含有比率よりも更に高い含有比率の第１材料（材料片Ａ）を含む第７選別物と、第１および第２材料を含む第８選別物とが選別される。すなわち、対向電極４１ｄ，４２ｄおよび電源５１ｄ，５２ｄは第４静電選別装置を構成する。なお、第７選別物は回収箱８ｄの一部６ｄに回収され、第８選別物は回収箱８ｄの一部７ｄに回収される。
【００５８】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、対向電極４１ｃ，４２ｃおよび電源５１ｃ，５２ｃで構成される第３静電選別装置により第１及び第３選別物の少なくとも一方から第５及び第６選別物を選別した後に、対向電極４１ｄ，４２ｄおよび電源５１ｄ，５２ｄで構成される第４静電選別装置により第５選別物から第７及び第８選別物を選別する。第１及び第２材料を含む第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、更なる二段階の選別を行い、かつ、第３および第４帯電装置の帯電機能を有する部分の材料を、混合物の構成材料の帯電特性に合わせて選択することで、第３および第４帯電装置における第１および第２材料の帯電が促進されるので、第１および第２材料が高純度化された選別物を得やすい。よって、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【００５９】
また、回収箱８ｄの一部７ｄに回収された第８選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ｄ，１２ｅ、及び、回収箱８ｃの一部７ｃに回収された第６選別物を一段目の材料供給装置１ａに搬送する搬送管１２ｃ，１２ｅが設けられている。
【００６０】
搬送管１２ｃ〜１２ｅにより材料供給装置１ａに搬送された第６及び第８選別物は、第１帯電装置たる一段目の摩擦帯電装置２ａに戻され、摩擦帯電装置２ａにて再び帯電が行われる。そして、帯電がなされた第６及び第８選別物には、第１静電選別装置を構成する一段目の対向電極４１ａ，４２ａにおける選別、第２帯電装置たる二段目の摩擦帯電装置２ｂにおける帯電、及び、第２静電選別装置を構成する二段目の対向電極４１ｂ，４２ｂにおける選別が行われる。
【００６１】
本実施の形態に係る帯電選別装置によれば、第６及び第８選別物の少なくとも一方を第１帯電装置に戻し、第６及び第８選別物の少なくとも一方に対して、第１帯電装置における帯電、第１静電選別装置における選別、第２帯電装置における帯電、及び、第２静電選別装置における選別を行う。よって、第６及び第８選別物に更なる選別が行われるので、混合物の構成材料をより高純度に選別可能な帯電選別装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施の形態１に係る帯電選別装置を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る帯電選別装置の摩擦帯電装置の断面図である。
【図３】実施の形態２に係る帯電選別装置を示す図である。
【図４】実施の形態２に係る帯電選別装置の摩擦帯電装置の断面図である。
【図５】実施の形態３に係る帯電選別装置を示す図である。
【図６】実施の形態４に係る帯電選別装置を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ａ〜１ｄ 材料供給装置、２ａ〜２ｄ 摩擦帯電装置、３ａ〜３ｄ 電界投入装置、４１ａ〜４１ｄ，４２ａ〜４２ｄ 対向電極、５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄ 電源、８ａ〜８ｄ 回収箱、９ 乾燥空気導入装置、１０ 乾燥空気導入筒、１１ 微細孔、１２ａ〜１２ｅ 搬送管。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電序列内の位置が異なる第１及び第２材料を含む混合物から、前記第１及び第２材料を選別する帯電選別装置であって、
前記混合物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第１材料で構成された第１帯電装置と、
第１電極及び第２電極を有し、前記第１及び第２電極間に第１電界を発生させ、帯電した前記混合物に前記第１電界を通過させることにより、前記混合物から、前記混合物中の前記第１材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第１材料を含む第１選別物と、前記混合物中の前記第２材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第２材料を含む第２選別物とを選別する第１静電選別装置と、
前記第２選別物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第２材料で構成された第２帯電装置と、
第３電極及び第４電極を有し、前記第３及び第４電極間に第２電界を発生させ、帯電した前記第２選別物に前記第２電界を通過させることにより、前記第２選別物から、前記第１および第２材料を含む第３選別物と、前記第２選別物中の前記第２材料の含有比率よりも更に高い含有比率の前記第２材料を含む第４選別物とを選別する第２静電選別装置と
を備える帯電選別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電選別装置であって、
前記第１及び第２帯電装置の少なくとも一方の内部に、乾燥気体を導入させる導入装置
をさらに備える帯電選別装置。
【請求項３】
請求項１に記載の帯電選別装置であって、
前記第１及び第３選別物の少なくとも一方を前記第１帯電装置に戻し、前記第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、前記第１帯電装置における帯電、前記第１静電選別装置における選別、前記第２帯電装置における帯電、及び、前記第２静電選別装置における選別を行う
帯電選別装置。
【請求項４】
請求項１に記載の帯電選別装置であって、
前記第１及び第３選別物の少なくとも一方を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第２材料で構成された第３帯電装置と、
第５電極及び第６電極を有し、前記第５及び第６電極間に第３電界を発生させ、帯電した前記第１及び第３選別物の少なくとも一方に前記第３電界を通過させることにより、前記第１及び第３選別物の少なくとも一方から、前記第１および第３選別物の一方の中または前記第１および第３選別物の混合物中の前記第１材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第１材料を含む第５選別物と、前記第１および第３選別物の一方の中または前記第１および第３選別物の混合物中の前記第２材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第２材料を含む第６選別物とを選別する第３静電選別装置と、
前記第５選別物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第１材料で構成された第４帯電装置と、
第７電極及び第８電極を有し、前記第７及び第８電極間に第４電界を発生させ、帯電した前記第５選別物に前記第４電界を通過させることにより、前記第５選別物から、前記第５選別物中の前記第１材料の含有比率よりも更に高い含有比率の前記第１材料を含む第７選別物と、前記第１および第２材料を含む第８選別物とを選別する第４静電選別装置と
をさらに備える帯電選別装置。
【請求項５】
請求項４に記載の帯電選別装置であって、
前記第６及び第８選別物の少なくとも一方を前記第１帯電装置に戻し、前記第６及び第８選別物の少なくとも一方に対して、前記第１帯電装置における帯電、前記第１静電選別装置における選別、前記第２帯電装置における帯電、及び、前記第２静電選別装置における選別を行う
帯電選別装置。
【請求項１】
帯電序列内の位置が異なる第１及び第２材料を含む混合物から、前記第１及び第２材料を選別する帯電選別装置であって、
前記混合物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第１材料で構成された第１帯電装置と、
第１電極及び第２電極を有し、前記第１及び第２電極間に第１電界を発生させ、帯電した前記混合物に前記第１電界を通過させることにより、前記混合物から、前記混合物中の前記第１材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第１材料を含む第１選別物と、前記混合物中の前記第２材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第２材料を含む第２選別物とを選別する第１静電選別装置と、
前記第２選別物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第２材料で構成された第２帯電装置と、
第３電極及び第４電極を有し、前記第３及び第４電極間に第２電界を発生させ、帯電した前記第２選別物に前記第２電界を通過させることにより、前記第２選別物から、前記第１および第２材料を含む第３選別物と、前記第２選別物中の前記第２材料の含有比率よりも更に高い含有比率の前記第２材料を含む第４選別物とを選別する第２静電選別装置と
を備える帯電選別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電選別装置であって、
前記第１及び第２帯電装置の少なくとも一方の内部に、乾燥気体を導入させる導入装置
をさらに備える帯電選別装置。
【請求項３】
請求項１に記載の帯電選別装置であって、
前記第１及び第３選別物の少なくとも一方を前記第１帯電装置に戻し、前記第１及び第３選別物の少なくとも一方に対して、前記第１帯電装置における帯電、前記第１静電選別装置における選別、前記第２帯電装置における帯電、及び、前記第２静電選別装置における選別を行う
帯電選別装置。
【請求項４】
請求項１に記載の帯電選別装置であって、
前記第１及び第３選別物の少なくとも一方を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第２材料で構成された第３帯電装置と、
第５電極及び第６電極を有し、前記第５及び第６電極間に第３電界を発生させ、帯電した前記第１及び第３選別物の少なくとも一方に前記第３電界を通過させることにより、前記第１及び第３選別物の少なくとも一方から、前記第１および第３選別物の一方の中または前記第１および第３選別物の混合物中の前記第１材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第１材料を含む第５選別物と、前記第１および第３選別物の一方の中または前記第１および第３選別物の混合物中の前記第２材料の含有比率よりも高い含有比率の前記第２材料を含む第６選別物とを選別する第３静電選別装置と、
前記第５選別物を帯電させ、少なくとも帯電機能を有する部分が前記第１材料で構成された第４帯電装置と、
第７電極及び第８電極を有し、前記第７及び第８電極間に第４電界を発生させ、帯電した前記第５選別物に前記第４電界を通過させることにより、前記第５選別物から、前記第５選別物中の前記第１材料の含有比率よりも更に高い含有比率の前記第１材料を含む第７選別物と、前記第１および第２材料を含む第８選別物とを選別する第４静電選別装置と
をさらに備える帯電選別装置。
【請求項５】
請求項４に記載の帯電選別装置であって、
前記第６及び第８選別物の少なくとも一方を前記第１帯電装置に戻し、前記第６及び第８選別物の少なくとも一方に対して、前記第１帯電装置における帯電、前記第１静電選別装置における選別、前記第２帯電装置における帯電、及び、前記第２静電選別装置における選別を行う
帯電選別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１１１６００（Ｐ２００７−１１１６００Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０３９６０（Ｐ２００５−３０３９６０）
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]