粉砕プラスチックの選別装置及び選別方法
【課題】プラスチック原料の性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に大量の粉砕プラスチックを選別できる粉砕プラスチックの選別装置及び選別方法を提供する。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明の粉砕プラスチックの選別装置１は、原料Ａに吸引風Ｃを作用させる吸気ブロワ１３を備え、吸引される軽量プラスチック片Ｄと、吸引されない重量プラスチック片Ｅとに大別する風力選別装置３と、軽量プラスチック片Ｄを一定量貯溜し得る計量ドラム２３と、計量ドラム２３の底面に設けられる開閉自在のダンパ２５とを備える定量供給装置５と、定量供給装置５と連通した状態で設けられ、低融点の軽量プラスチック片Ｄを溶融後、造粒させる造粒装置７と、造粒されたものと造粒されなかったものに軽量プラスチック片Ｄを分類する傾斜した振動エアテーブルの振動を利用した比重差選別装置１１とを具備している。
【解決手段】上記課題を解決するために本発明の粉砕プラスチックの選別装置１は、原料Ａに吸引風Ｃを作用させる吸気ブロワ１３を備え、吸引される軽量プラスチック片Ｄと、吸引されない重量プラスチック片Ｅとに大別する風力選別装置３と、軽量プラスチック片Ｄを一定量貯溜し得る計量ドラム２３と、計量ドラム２３の底面に設けられる開閉自在のダンパ２５とを備える定量供給装置５と、定量供給装置５と連通した状態で設けられ、低融点の軽量プラスチック片Ｄを溶融後、造粒させる造粒装置７と、造粒されたものと造粒されなかったものに軽量プラスチック片Ｄを分類する傾斜した振動エアテーブルの振動を利用した比重差選別装置１１とを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は異なる種類のプラスチック片が粉砕され、混在している環境下で、該粉砕プラスチックを同一種類ごとのプラスチックに選別する粉砕プラスチックの選別装置及び選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、飲料用のボトル容器として「ペットボトル」と称されているポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴという）を原料とするプラスチック容器が広く普及し、使用済みのゴミ処理が問題になっている。
ペットボトルはボトル本体がＰＥＴ、キャップが主にポリプロピレン（以下ＰＰという）で一部がポリエチレン、ラベルが主にポリスチレン（以下ＰＳという）で、一部がＰＥＴであり、主に上記の３種類のプラスチック材料によって構成されている。
ペットボトルの一部はボトル容器の状態でボトル本体とキャップとラベルとに分離・回収され、個別の再生プラスチック原料として再利用に供されている。
【０００３】
しかし、実際にはペットボトルはボトル容器のまま廃棄され、粉砕機にかけられて、上記３種類のプラスチックが混在したプラスチック片に加工された粉砕プラスチックとして存在するものが多数に上っている。
そしてこのような粉砕プラスチックから個別の再生プラスチック原料を取り出すには風を当てて舞い上がるものと舞い上がらないものとに分離する送風を利用した選別手法、水に浮かべて水面に浮くものと水中に沈むものとに分離する湿式による選別手法、比重差を利用した選別手法等をそれぞれ独立して、あるいは適宜組み合わせることによってプラスチック片の選別が行われている。
また最近ではプラスチック原料の融点差を利用した選別手法も一部、取り入れられている。
【０００４】
一方、ペットボトルを構成する上記３種類のプラスチック材料は、静電気を帯び易く、くっ付き易いという性質を有している。また使用済みのペットボトルは含水率が高く、ラベルはフィルム状であるため湿気の影響で吸着し易いという性質を有している。
また粉砕プラスチックには粉砕レベルの粗い大きめのものと粉砕レベルの細かい小さめのものとが混在し、ペットボトルに含まれる上記３種類のプラスチック材料の含有量に差があるため嵩高性の違いも生じていた。
従ってこのような粉砕プラスチックの性質等もあって上記３種類の選別手法を組み合わせても粉砕プラスチックから個別の再生プラスチック原料を取り出すことは容易でなく、再生に利用できるレベルまで分離できなかった粉砕プラスチックの残渣物も大量に上り、これらは焼却され熱源として利用される以外に活用の場はなく、その他、埋め立て廃棄されているのが現状であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の粉砕プラスチックの選別手法によると次のような問題があった。
まず、送風を利用した選別手法は、プラスチック片の状態では差が出にくいという問題を有していた。また、粉砕プラスチックを水に浮かべて分離する湿式による選別手法は、粉砕プラスチックの大きさが通常８〜１２ｍｍ程度の時に適用でき、更に粉砕プラスチックが小さくなると差が出にくいという問題を有していた。
また、比重差を利用した選別手法は静電気を帯び易く、湿気によって吸着し易いというＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの性質からこれらが混在した粉砕プラスチックから個別の再生プラスチック原料を取り出すことは容易ではなかった。
【０００６】
一方、プラスチック原料の融点差を利用した選別手法は乾式で行われるため、上述した湿気による吸着の問題は存在しないが、完全なバッチ式となるため処理能力の点で問題があり、更にＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの含有量の差による嵩高性の違いに影響され易く、造粒にばら付きが生じ易いという問題を有していた。
また、造粒されたものと造粒されなかったものの大きさにばら付きがあるため、これらを正確に分離することが困難であるという問題も有していた。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、大量の粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料の性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行することができる粉砕プラスチックの選別装置及び選別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本発明の請求項１による粉砕プラスチックの選別装置は、異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別装置において、上記原料に吸引風を作用させる吸気ブロワを備え、吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別装置と、上記軽量プラスチック片を一定量貯溜し得る計量ドラムと、該計量ドラムの底面に設けられる開閉自在のダンパとを備える定量供給装置と、上記定量供給装置と連通した状態で設けられ、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる造粒装置と、造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別装置と、を具備していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記粉砕プラスチックの選別装置には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を大きさごとに分類する振動ふるい選別装置が備えられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１または２記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記計量ドラムには、ダンパの開閉動作を実行する開閉駆動手段と、上記開閉駆動手段によりダンパが開状態になってからの時間を計測し所定の時間経過後ダンパを閉状態とするタイマと、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを設定する下限レベルスイッチと、が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記計量ドラムにはダンパの回動支点付近に堆積した軽量プラスチック片を吹き飛ばして除去するエア噴射手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項５による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項６による粉砕プラスチックの選別方法は、異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別方法において、上記原料に吸引風を作用させることによって吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別工程と、上記軽量プラスチック片を一定量ずつ供給し、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる定量供給・造粒工程と、造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項７による粉砕プラスチックの選別方法は、請求項６記載の粉砕プラスチックの選別方法において、上記定量供給・造粒工程と比重差選別工程との間には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を振動ふるいを利用して大きさごとに分類する振動ふるい選別工程が備えられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項８による粉砕プラスチックの選別方法は、請求項６または７記載の粉砕プラスチックの選別方法において、上記定量供給・造粒工程では、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを検知後、軽量プラスチック片の撹拌を開始し、上記所定の温度に加熱されたところで水を注入して急冷し、造粒を実行するようにし、この間造粒装置への軽量プラスチック片の供給を継続し、造粒実行後の造粒装置内の軽量プラスチック片を排出後、造粒装置への軽量プラスチック片の供給を再開するようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項９による粉砕プラスチックの選別方法は、請求項６〜８のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別方法において、上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とするものである。
【００１７】
そして上記手段によって以下のような作用が得られる。まず、異なる種類のプラスチック片が混在している原料に対して吸引風を作用させることによって吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する。尚、原料中に混在しているプラスチック片がＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳである場合には、軽量プラスチック片にはＰＳが多く含まれ、ＰＳ中にＰＥＴが多少含まれた状態になっている。一方、重量プラスチック片にはＰＥＴとＰＰが多く含まれ、これらの中にＰＳが多少含まれた状態になっている。
【００１８】
次に上記軽量プラスチック片を定量供給装置に投入し、一定量の軽量プラスチック片を造粒装置に供給する。定量供給装置に投入された軽量プラスチック片が造粒装置の所定のレベルに達すると、造粒装置の撹拌羽根が回転を開始するようになり、供給された軽量プラスチック片の加熱、撹拌を実行する。一定量の軽量プラスチック片の造粒装置への供給は、まず、ダンパを開き、下限レベルスイッチが反応するとタイマが作動し、タイマのタイムアップと同時にダンパの回動支点付近に堆積した軽量プラスチック片に対してエアを噴射して吹き飛ばし、その後、ダンパを閉じて造粒装置へ所定量の軽量プラスチック片を供給する。撹拌による摩擦熱で加温槽内の温度が上がり、加温槽内の軽量プラスチック片が低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近まで加熱されたところで加温槽内に水を注入して急冷する。上記操作によって低融点の軽量プラスチック片のみが溶融して造粒されるようになる。尚、軽量プラスチック片中にＰＳが多く含まれ、ＰＳ中にＰＥＴが多少含まれている状態である時には、ＰＥＴよりも融点の低いＰＳのみが造粒される。
【００１９】
上記造粒実行後の軽量プラスチック片は加温槽から排出され、次工程に供給される。また同時にダンパが開いて加温槽内に次の軽量プラスチック片が供給されるようになる。
したがって、計量ドラム内には軽量プラスチック片が常に連続供給されているので、計量ドラム内には少量の軽量プラスチック片が一時的に貯溜されている状態で、多量の蓄積によるブリッジを防止し、ほぼ連続的に順次造粒装置に一定量の軽量プラスチック片が供給され、低融点の軽量プラスチック片の造粒と軽量プラスチック片の排出とを繰り返すようになっている。
【００２０】
次に造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを比重差選別装置に供給して、傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して上記造粒された軽量プラスチック片と、造粒されなかった軽量プラスチック片とに分類する。尚、振動エアテーブル内に供給された上記２種類の軽量プラスチック片は比重の重い造粒された低融点の軽量プラスチック片が坂を登るように上方へ移動し、比重の軽い造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片が坂を滑るように下方へ移動する。
【００２１】
また上記比重差選別を行う前に造粒実行後の軽量プラスチック片を振動ふるい選別装置にかけることも可能である。この場合には、振動ふるい選別装置に設けられているふるいによって大きさごとに軽量プラスチック片が分類されるようになる。
したがって、大きさが揃った軽量プラスチック片を上記比重差選別装置に供給できるようになり、比重差選別装置の選別の精度が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の粉砕プラスチックの選別装置によると、原料に対して最初に吸引風を作用させることによって軽量プラスチック片と重量プラスチック片に大別でき、このうち軽量プラスチック片を使用して以降の選別を行うようにしたから、以降に行う造粒及び比重差による選別の精度が向上する。
また、軽量プラスチック片は定量供給装置によって一定量ずつ造粒装置に供給され、計量ドラム内の軽量プラスチック片の量を少量に保った状態で造粒を効率良く実行できるようにしたから、選別し得る軽量プラスチック片の処理量を格段に増大させることができる。
【００２３】
また、比重差選別に先立って造粒実行後の軽量プラスチック片を振動ふるい選別装置にかけた場合には、大きさごとに軽量プラスチック片が分類されるようになるから比重差選別装置における選別の精度を向上させることができる。
特に、大量のベットボトルの粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料であるＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳのそれぞれの性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
また、本発明の粉砕プラスチックの選別方法によっても、同様の効果が奏され、大量の粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料の性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図示の実施の形態を例にとって、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明の粉砕プラスチックの選別装置における全体構成を示す正面図、図２は同上、平面図、図３は風力選別装置を示す正面図、図４は同上、平面図、図５は同上、側面図、図６は定量供給装置を示す正面図、図７は同上、側面図、図８は同上、開閉駆動手段周辺を拡大して示す正面図、図９は造粒装置を示す側面図、図１０は振動ふるい選別装置と比重差選別装置の配置態様を示す平面図、図１１は振動ふるい選別装置を示す正面図、図１２は同上、側面図、図１３は比重差選別装置を示す側面図、図１４は風力選別装置から造粒装置に至る配管経路を示す説明図、図１５は振動ふるい選別装置から比重差選別装置に至る配管経路と、選別されたプラスチック片の分類経路を併せ示す説明図である。図１６は本発明の粉砕プラスチックの選別方法によって選別された粉砕プラスチックの選別の様子を模式的に示す説明図である。図１７は粉砕プラスチックの選別装置の作動順序を示すフローチャートである。
【００２５】
本発明の粉砕プラスチックの選別装置１は、異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料Ａとし、該原料Ａを同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料Ｂとして取り出せるようにする。
尚、以下の説明では上記異なる種類のプラスチック片としてペットボトルを構成しているＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの３種類のプラスチック片を例にとって説明する。また原料Ａとしては図１６に示すように図示しない粉砕機等によって粉砕された粗めの原料Ａ１、細かな原料Ａ２、あるいは他の選別装置等によって選別できなかった残渣物が含まれる。
【００２６】
本実施の形態による粉砕プラスチックの選別装置１は、風力選別装置３と、定量供給装置５と、造粒装置７と、振動ふるい選別装置９と、比重差選別装置１１と、を備えることによって構成されている。
風力選別装置３は原料Ａに対して吸引風Ｃを作用させる吸気ブロワ１３と、吸引された軽量プラスチック片Ｄが通る搬送部１５と、吸引されず自重によって落下する重量プラスチック片Ｅが通る排出部１７とを備えている。また排出部１７の側面には吸込み口１９が設けられており、搬送部１５と吸気ブロワ１３は中継ダクト２１によって接続されている。また中継ダクト２１と搬送部１５との間には図示しないプレダスターサイクロンが設けられていて、吸引された軽量プラスチック片Ｄの中継ダクト２１側への進入を防止している。
【００２７】
そして本実施の形態では軽量プラスチック片ＤとしてＰＳが多く含まれ、ＰＳ中にＰＥＴが多少混在したプラスチック片が取り出される。また、重量プラスチック片ＥとしてＰＥＴ、ＰＰが多く含まれ、これらの中にＰＳが多少混在したプラスチック片が取り出される。
尚、重量プラスチック片ＥについてはほとんどがＰＥＴであり、ＰＰとＰＳは僅かに含まれているだけであるから、そのままＰＥＴの再生プラスチック原料Ｂとして再利用されるか、更に選別し、よりＰＥＴの純度を高めた再生プラスチック原料Ｂとして再利用される。
一方、軽量プラスチック片Ｄは、次に述べる定量供給装置５に連続投入される。
【００２８】
定量供給装置５は、投入される軽量プラスチック片Ｄを一定量貯溜し得る計量ドラム２３と、該計量ドラム２３の底面に設けられる開閉自在のダンパ２５とを備えている。
計量ドラム２３は上面がサイクロン２４と接続された閉塞面で構成され下面が開放された円筒状の部材で、計量ドラム２３の下部の周胴部には計量ドラム２３内から造粒装置７における加温槽４５内に投入された軽量プラスチック片Ｄのレベルを設定する下限レベルスイッチ２７が設けられている。
また、計量ドラム２３の上部の周胴部には計量ドラム２３内に投入された軽量プラスチック片Ｄの上限レベルを設定する上限レベルスイッチ２９が設けられている。
【００２９】
下限レベルスイッチ２７と上限レベルスイッチ２９は先端に回転羽根が付いたトルク式のレベルセンサによって構成されており、軽量プラスチック片Ｄが上方から落下して流れている状態で回り続ける状態でＯＦＦ状態、軽量プラスチック片Ｄが溜まって回転羽根に負荷がかかった状態でＯＮ状態になるように設定されている。
尚、下限レベルの位置は計量ドラム２３の下端付近に設定されており、下限レベルまで軽量プラスチック片Ｄが溜まると、約３０ｋｇの重量になり、その後、タイマにより所定時間（２００〜２４０秒で任意に設定可能）に約１０ｋｇ追加されて、合計約４０ｋｇの重量となる。また、上限レベルまで軽量プラスチック片Ｄが溜まると、軽量プラスチック片Ｄが計量ドラム２３内に詰まりブリッジが生ずるので、これを超えない範囲を保って造粒装置７への連続的に定量供給が実行されるようになっている。
【００３０】
また、計量ドラム２３の正面側の周胴部にはダンパ２５の開閉動作を実行する開閉駆動手段３１が設けられている。開閉駆動手段３１は下向きに取り付けられているエアシリンダ３３と、エアシリンダ３３から出没するシリンダロッド３５と、シリンダロッド３５の直線運動をダンパ２５の回転運動に変換するリンク機構３７とを備えることによって構成されている。
尚、リンク機構３７はシリンダロッド３５の先端部に固定状態で取り付けられている固定リンク３９と、一端が回転自在に上記固定リンク３９に接続され、下方に向けて延びている第１可動リンク４１と、一端が上記第１可動リンク４１の他端に回転自在に接続され、他端がダンパ２５の回動支点Ｏに接続されてダンパ２５とともに回動する第２可動リンク４３とによって構成されている。
【００３１】
計量ドラム２３には、この他、上記下限レベルスイッチ２７が反応してからの時間を計測する図示しないタイマＴ１と、次に述べる造粒装置７における加温槽４５内に急冷用の水Ｗを供給する水供給タンク４７と、水Ｗの注入口となるノズル４９とが設けられている。
また、水Ｗを供給することによって発生した蒸気Ｓを外部に排出するための蒸気排気装置５１が接続されている。
また、ダンパ２５は半円板形状をした２枚の翼片によって構成されており、水平に開いた状態で計量ドラム２３の底面を閉塞し、下方に折り畳まれた状態で計量ドラム２３の底面を拡開するようになっている。
【００３２】
また、計量ドラム２３には上記ダンパ２５の回動支点Ｏ付近に堆積した軽量プラスチック片Ｄを吹き飛ばして除去するエア噴射手段１１５が設けられている。エア噴射手段１１５は計量ドラム２３の一方の側面側の周胴部に設置されているエアタンク１１７と、エアタンク１１７から供給された圧縮空気を２方向に分配すると共に、圧縮空気の供給と供給の停止を抑制する電磁弁１１９と、電磁弁１１９を介してエアタンク１１７から供給された圧縮空気を計量ドラム２３内に導く導入パイプ１２１と、該導入パイプ１２１に対して下方を指向するように一例として４個設けられているノズル１２３とを備えることによって構成されている。
【００３３】
造粒装置７は、上記計量ドラム２３と連通するように計量ドラム２３の下方に設けられる加温槽４５と、該加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄを撹拌する撹拌羽根５３と、該撹拌羽根５３を回転させるための回転駆動機構５５と、造粒実行後の軽量プラスチック片Ｄを排出するための排出口５７と、該排出口５７を開閉するシャッター板５９とシャッター板５９を動作させる動作手段６１とを備えている。また上記水供給タンク４７、ノズル４９及び蒸気排気装置５１も造粒装置７を構成する構成部材の一部になっている。
【００３４】
加温槽４５は二槽構造になっており、これらの間に形成されている空間には常時、１００℃〜１２０℃に温められたオイルが循環するようになっている。
また、該加温槽４５には温度センサ１１３が取り付けられている。また、上記温度センサ１１３が反応してからの時間を計測する図示しないタイマＴ２が設けられている。
また、上記排出口５７を開閉するシャッター板５９を動作させる動作手段６１には、上記動作手段６１が開動作してからの時間を計測する図示しないタイマＴ３が設けられている。
撹拌羽根５３は平面方向と鉛直方向に幾分湾曲し、１８０°位相を異ならせて配置されている２枚の羽根を有しており、同様の構成の撹拌羽根５３が９０°位相を異ならせて上下２枚設けられている。またこれら２枚の撹拌羽根５３は加温槽４５の底面を貫く、回転軸６３の上部に取り付けられている。
また、回転駆動機構５５は駆動モータ６５と、駆動モータ６５の出力軸と、上記回転軸６３との間に設けられる駆動伝達機構６７とによって構成されている。
【００３５】
振動ふるい選別装置９は、機枠６９の上部に設けられるホッパー７１と、傾斜姿勢で設けられる振動トラフ７３と、振動トラフ７３内において、上下二段に設けられている２枚のふるい７５、７７と、上記振動トラフ７３を振動させるための起振装置７９と、上記２枚のふるい７５、７７によってふるい分けされる粒径ないし大きさの違う３種類の軽量プラスチック片Ｄを袋体８１に収容、ないし次に述べる比重差選別装置１１に供給するための３種類の排出シュート８３、８５、８７を備えることによって構成されている。
【００３６】
尚、ふるい７５、７７は矩形平板状のパンチングメタルによって一例として形成されており、上段に配置されるふるい７５は粗目用で直径４〜５ｍｍ例えば４．５ｍｍの図示しない穴が多数形成されている。一方、下段に配置されるふるい７７は細目用で直径１〜３ｍｍ例えば２．９ｍｍの図示しない穴が多数形成されている。勿論、ふるい７５、７７は矩形平板状のパンチングメタルに代えて網（メッシュ）状のものを使用しても良い。
これに伴い、上段に配置されている粗目用の排出シュート８３には、粒径ないし大きさが４．５ｍｍより大きな軽量プラスチック片Ｄが供給され、中段に配置されている中目用の排出シュート８５には、粒径ないし大きさが２．９ｍｍより大きく４．５ｍｍ以下の軽量プラスチック片Ｄが供給され、下段に配置されている細目用の排出シュート８７には、粒径ないし大きさが２．９ｍｍ以下の軽量プラスチック片Ｄが供給されるようになっている。
【００３７】
比重差選別装置１１は、機枠８９の上部に設けられるホッパー９１と、傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブル９３と、振動エアテーブル９３を振動させるための起振装置９５と、振動エアテーブル９３の下方に配置される風胴９７と、風胴９７内に設けられる図示しないファンを駆動するためのファンモータ９９と、上記振動エアテーブル９３の下流端に接続され、比重の小さな高融点の造粒されなかった軽量プラスチック片Ｄを排出するための低比重用の排出シュート１０１と、上記振動エアテーブル９３の上流端に接続され、比重の大きな低融点の造粒された軽量プラスチック片Ｄを排出するための高比重用の排出シュート１０３とを備えることによって構成されている。
【００３８】
尚、上記振動エアテーブル９３の底部には軽量プラスチック片Ｄは通過できないが、上記風胴９７から上方に吹き上げられる送風Ｆが通過できる図示しない通気構造が設けられている。また、ホッパー９１の前段には、振動ふるい選別装置９の中目用の排出シュート８５から排出される軽量プラスチック片Ｄを投入する定量供給フィーダー８８が設けられ、振動ふるい選別で多少量の変化が生じた軽量プラスチック片Ｄを定量供給することで、比重差選別を安定させている。
また、上記振動エアテーブル９３の上面はフード１０５によって覆われており、該フード１０５には上記ホッパー９１と、集塵ダクト１０７と、点検用の点検窓１０９とが設けられている。集塵ダクト１０７は集塵機１０８と接続され、フード１０５内のエアを吸引して排出し、残留物は袋体８１に収容される。
【００３９】
次に、このようにして構成される本発明の粉砕プラスチックの選別装置１を使用することによって実行される本発明の粉砕プラスチックの選別方法について説明する。
尚、以下の説明でも上記粉砕プラスチックの選別装置１と同様、異なる種類のプラスチック片として主としてペットボトルを構成しているＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの３種類のプラスチック片を例にとって説明する。また選別対象となる原料Ａとしては図１６に示すように図示しない粉砕機等によって粉砕された粗めの原料Ａ１、細かな原料Ａ２、あるいは他の選別装置等によって選別できなかった残渣物が含まれる。
【００４０】
本実施の形態による粉砕プラスチックの選別方法は（１）風力選別工程と、（２）定量供給・造粒工程と、（３）振動ふるい選別工程と、（４）比重差選別工程と、を順次実行することによって構成されている。
（１）風力選別工程（図３〜５、１４、１６参照）
風力選別工程は原料Ａに対して吸引風Ｃを作用させることによって吸引される軽量プラスチック片Ｄと、吸引されない重量プラスチック片Ｅとに大別する工程である。
本工程では上述した風力選別装置３が使用される。風力選別装置３内に投入された原料Ａは吸気ブロワ１３を駆動することによって形成される吸引風Ｃの作用によって比重の軽いＰＳが多く含まれている軽量プラスチック片Ｄは吸引され、搬送部１５を通って次工程の定量供給・造粒工程に供給される。
一方、比重の重いＰＥＴが多く含まれている重量プラスチック片Ｅは自重により下方に落下し、排出部１７を通って外部に排出される。
【００４１】
（２）定量供給・造粒工程（図６〜９、１４、１６参照）
定量供給・造粒工程は上記風力選別工程によって大別されたＰＳが多く含まれている軽量プラスチック片Ｄを一定量ずつ供給し、供給された軽量プラスチック片Ｄを所定の温度に加熱しながら撹拌し、その後急冷することによって低融点の軽量プラスチック片Ｄを溶融後、造粒させる工程である。
本工程では上述した定量供給装置５と造粒装置７とが使用され、その作用を図１７のフローチャートに示す。まず、スタートして、ダンパ２５を開状態とする。前工程から空気圧送により供給された軽量プラスチック片Ｄは計量ドラム２３内に連続投入され、ダンパ２５が開状態の計量ドラム２３の開放された下面を通って下方に位置する造粒装置７の加温槽４５内に供給される。
【００４２】
軽量プラスチック片Ｄの供給が進み、軽量プラスチック片Ｄが計量ドラム２３の下限レベルに達すると、下限レベルスイッチ２７が反応し、回転駆動機構５５が駆動を開始し、回転軸６３の上部に取り付けられている２枚の撹拌羽根５３、５３が回転するようになる。
尚、加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄは加温槽４５からの熱と撹拌羽根５３を回転させることによって発生する摩擦熱によって約１１４℃になるまで加熱される。
また下限レベルスイッチ２７が反応すると同時にタイマＴ１が作動するようになり、約２００秒（前述のように２００〜２４０秒で任意に設定可能）後、エアシリンダ３３のシリンダロッド３５を伸張させてダンパ２５を閉じ、加温槽４５への軽量プラスチック片Ｄの供給を一時停止する。加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄの投入量は約４０ｋｇに設定される。尚、ダンパ２５が閉状態になっても、軽量プラスチック片Ｄは上限レベルスイッチ２９が反応するまで連続して投入されている。
【００４３】
また、タイマＴ１のタイムアップと同時に、エアタンク１１７から圧縮空気が電磁弁１１９及び導入パイプ１２１を通ってノズル１２３に供給され、ダンパ２５の回動支点Ｏ付近に堆積している軽量プラスチック片Ｄに向けてエア噴射される。これに伴ってダンパ２５の回動支点Ｏ付近に堆積していた軽量プラスチック片Ｄは吹き飛ばされて下方に落下し、ダンパ２５は回動支点Ｏ付近での軽量プラスチック片Ｄの挟み込みが防止された状態で閉動作に移行するようになっている。
【００４４】
そして加温槽４５内の温度が上がり、温度センサ１１３によって加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄが約１１４℃に加熱されたことが確認されると加温槽４５内に一例として５〜１０リットルの水を注入し、加温槽４５内の温度を急冷する。上記操作によって低融点のＰＳが溶融されて半ゲル化され、急冷されることによって固化して造粒されるようになる。
また同時に図示しないタイマＴ２がオン状態となり、所定時間経過後、タイマＴ２がオフ状態となった時、造粒実行後の軽量プラスチック片Ｄは動作手段６１を所定の方向に動作させてシャッター板５９を開状態にすることによって排出口５７から外部に排出され、垂直コンベヤ１１１によって上方に搬送されて次工程の振動ふるい選別工程に導かれる。
【００４５】
またシャッター板５９を開状態とすると同時に、図示しないタイマＴ３がオン状態となり、所定時間経過後、タイマＴ３がオフ状態となった時、動作手段６１を逆方向に動作させてシャッター板５９を閉状態とする。通常は、この閉状態を検出してダンパ２５に開の信号を出力し、加温槽４５内に次の軽量プラスチック片Ｄが供給されるようになる。
したがって、計量ドラム２３内には上記造粒工程中も連続供給された少量の軽量プラスチック片Ｄが一時的に貯溜されている状態で、一度に多量の軽量プラスチック片Ｄが蓄積されることによって生じるブリッジが防止され、ほぼ連続的に順次加温槽４５内に一定量の軽量プラスチック片Ｄが供給され、低融点の軽量プラスチック片Ｄの造粒と軽量プラスチック片Ｄの排出とを繰り返すようになっている。
尚、計量ドラム２３内の軽量プラスチック片Ｄの量が不用意に増加し、上限レベルに達すると、上限レベルスイッチ２９がＯＮ状態になり、計量ドラム２３内への軽量プラスチック片Ｄの投入を停止するようになっている。
【００４６】
（３）振動ふるい選別工程（図１０〜１２、１５、１６参照）
振動ふるい選別工程は上記定量供給・造粒工程によって造粒された低融点の軽量プラスチック片ＤであるＰＳと、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片ＤであるＰＥＴとを振動ふるいを利用して大きさごとに分類する工程である。
本工程では上述した振動ふるい選別装置９が使用される。すなわち、垂直コンベヤ１１１によって上方に搬送された軽量プラスチック片Ｄはホッパー７１内に投入され、起振装置７９によって振動する振動トラフ７３内に供給される。
【００４７】
振動トラフ７３内に供給された軽量プラスチック片Ｄは粗目用のふるい７５と細目用のふるい７７とによってふるい分けされ、一例として４．５ｍｍを超える粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは粗目用の排出シュート８３を通って袋体８１内に一時、貯溜される。
また、一例として２．９ｍｍを超え、４．５ｍｍ以下の粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは中目用の排出シュート８５を通って次工程の比重差選別工程に直接、供給される。そして２．９ｍｍ以下の粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは細目用の排出シュート８７を通って別の袋体８１内に貯溜される。また、選別を行わないもの（原料になり得ないもの）は別途粗目用の排出シュート８３と同じ袋体８１内に貯溜される。
【００４８】
（４）比重差選別工程（図１３、１５、１６参照）
比重差選別工程は、造粒された低融点の軽量プラスチック片Ｄと、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片Ｄとを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブル９３の振動を利用して分類する工程である。
本工程では上述した比重差選別装置１１が使用される。中目用の排出シュート８５を通って排出された２．９ｍｍを超え、４．５ｍｍ以下の粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは定量供給フィーダー８８を通過し、比重差選別装置１１におけるホッパー９１内に定量供給される。
そしてホッパー９１内に投入された上記軽量プラスチック片Ｄは下方の振動エアテーブル９３内に落下し、風胴９７からの送風Ｆによって幾分浮き上げられ、更に起振装置９５からの振動によって以下のように移動する。
【００４９】
すなわち、振動エアテーブル９３内に供給された上記２種類の軽量プラスチック片Ｄは比重の重い造粒された低融点のＰＳが坂を登るように上方へ移動し、比重の軽い造粒されなかった高融点のＰＥＴが坂を滑るように下方に移動する。
そしてＰＳは高比重用の排出シュート１０３を通って袋体８１内に収容され、ＰＥＴは低比重用の排出シュート１０１を通って別の袋体８１内に収容される。
また、中目用の排出シュート８５から取り出された軽量プラスチック片Ｄは比重差選別終了後、上記振動ふるい選別工程によって袋体８１内に一時貯溜されていた粗目用の排出シュート８３から取り出された軽量プラスチック片Ｄを比重差選別装置１１のホッパー９１内に投入し、同様の手順によって比重差選別を実行してＰＳとＰＥＴに選別する。
【００５０】
以上、本実施の形態によると、次のような効果を奏することができる。
本実施の形態に係る粉砕プラスチックの選別装置１によると、原料Ａに対して最初に吸引風Ｃを作用させることによって軽量プラスチック片Ｄと重量プラスチック片Ｅに大別でき、このうち軽量プラスチック片Ｄを使用して以降の選別を行うようにしたから、以降に行う造粒、振動ふるい及び比重差による選別の精度が向上する。
また、軽量プラスチック片Ｄは定量供給装置５によって一定量ずつ造粒装置７に供給され、計量ドラム２３内の軽量プラスチック片Ｄの量を少量に保った状態で造粒を効率良く実行できるようにしたから、計量ドラム２３内で大量の軽量プラスチック片Ｄが蓄積された結果生じるブリッジを防止することができ、その結果、選別し得る軽量プラスチック片Ｄの処理量を格段に増大させることができる。
【００５１】
また、比重差選別に先立って造粒実行後の軽量プラスチック片Ｄを振動ふるい選別装置９にかけたことにより、大きさごとに軽量プラスチック片Ｄが分類されるようになり、比重差選別装置１１における選別の精度が向上する。
特に、本発明の粉砕プラスチックの選別装置１によると、大量のペットボトルの粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料であるＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳのそれぞれの性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
また、本実施の形態に係る粉砕プラスチックの選別方法によっても同様の効果が奏され、大量の粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料であるＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳのそれぞれの性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
【００５２】
なお、本発明の粉砕プラスチックの選別装置１と粉砕プラスチックの選別方法は上記の実施の形態のものに限定されず、その発明の要旨内での設計変更が可能である。例えば、原料Ａの大きさにばら付きがなく、形状が揃っている場合には振動ふるい選別装置９ないし振動ふるい選別工程を省略することが可能である。
また、振動ふるい選別装置９ないし振動ふるい選別工程においてふるい分けされた大きさの違う軽量プラスチック片Ｄの一部を袋体８１に収容するのではなく、一旦、図示しないストックタンク等に一時貯溜しておいて、順次連続的に比重差選別装置１１ないし比重差選別工程に供給するようにすることも可能である。
この他、計量ドラム２３の下限レベルと上限レベルを設定するセンサは上述したトルク式のセンサに限らず、種々のタイプのセンサが適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、異なる種類のプラスチック片が粉砕され、混在している環境下で、該粉砕プラスチックを同一種類ごとのプラスチックに選別する粉砕プラスチックの選別装置の製造、使用分野等で利用でき、特にペットボトルを対象にした選別、リサイクルの分野で利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す図で、定量供給装置を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態を示す図で、定量供給装置を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示す図で、定量供給装置における回転駆動手段周辺を拡大して示す正面図である。
【図９】本発明の実施の形態を示す図で、造粒装置を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置と比重差選別装置の配置態様を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置を示す正面図である。
【図１２】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態を示す図で、比重差選別装置を示す側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置から造粒装置に至る配管経路を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置から比重差選別装置に至る配管経路と選別されたプラスチック片の分類経路を併せ示す説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別の様子を模式的に示す説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別装置の作動順序を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 粉砕プラスチックの選別装置
３ 風力選別装置
５ 定量供給装置
７ 造粒装置
９ 振動ふるい選別装置
１１ 比重差選別装置
１３ 吸気ブロワ
１５ 搬送部
１７ 排出部
１９ 吸込み口
２１ 中継ダクト
２３ 計量ドラム
２５ ダンパ
２７ 下限レベルスイッチ
２９ 上限レベルスイッチ
３１ 開閉駆動手段
３３ エアシリンダ
３５ シリンダロッド
３７ リンク機構
３９ 固定リンク
４１ 第１可動リンク
４３ 第２可動リンク
４５ 加温槽
４７ 水供給タンク
４９ ノズル
５１ 蒸気排気装置
５３ 撹拌羽根
５５ 回転駆動機構
５７ 排出口
５９ シャッター板
６１ 動作手段
６３ 回転軸
６５ 駆動モータ
６７ 駆動伝達機構
６９ 機枠
７１ ホッパー
７３ 振動トラフ
７５ ふるい（粗目用）
７７ ふるい（細目用）
７９ 起振装置
８１ 袋体
８３ 排出シュート（粗目用）
８５ 排出シュート（中目用）
８７ 排出シュート（細目用）
８９ 機枠
９１ ホッパー
９３ 振動エアテーブル
９５ 起振装置
９７ 風胴
９９ ファンモータ
１０１ 排出シュート（低比重用）
１０３ 排出シュート（高比重用）
１０５ フード
１０７ 集塵ダクト
１０９ 点検窓
１１１ 垂直コンベヤ
１１３ 温度センサ
１１５ エア噴射手段
１１７ エアタンク
１１９ 電磁弁
１２１ 導入パイプ
１２３ ノズル
Ａ 原料
Ａ１ 粗めの原料
Ａ２ 細かな原料
Ｂ 再生プラスチック原料
Ｃ 吸引風
Ｄ 軽量プラスチック片
Ｅ 重量プラスチック片
Ｆ 送風
Ｏ 回動支点
Ｗ 水
Ｓ 蒸気
【技術分野】
【０００１】
本発明は異なる種類のプラスチック片が粉砕され、混在している環境下で、該粉砕プラスチックを同一種類ごとのプラスチックに選別する粉砕プラスチックの選別装置及び選別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、飲料用のボトル容器として「ペットボトル」と称されているポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴという）を原料とするプラスチック容器が広く普及し、使用済みのゴミ処理が問題になっている。
ペットボトルはボトル本体がＰＥＴ、キャップが主にポリプロピレン（以下ＰＰという）で一部がポリエチレン、ラベルが主にポリスチレン（以下ＰＳという）で、一部がＰＥＴであり、主に上記の３種類のプラスチック材料によって構成されている。
ペットボトルの一部はボトル容器の状態でボトル本体とキャップとラベルとに分離・回収され、個別の再生プラスチック原料として再利用に供されている。
【０００３】
しかし、実際にはペットボトルはボトル容器のまま廃棄され、粉砕機にかけられて、上記３種類のプラスチックが混在したプラスチック片に加工された粉砕プラスチックとして存在するものが多数に上っている。
そしてこのような粉砕プラスチックから個別の再生プラスチック原料を取り出すには風を当てて舞い上がるものと舞い上がらないものとに分離する送風を利用した選別手法、水に浮かべて水面に浮くものと水中に沈むものとに分離する湿式による選別手法、比重差を利用した選別手法等をそれぞれ独立して、あるいは適宜組み合わせることによってプラスチック片の選別が行われている。
また最近ではプラスチック原料の融点差を利用した選別手法も一部、取り入れられている。
【０００４】
一方、ペットボトルを構成する上記３種類のプラスチック材料は、静電気を帯び易く、くっ付き易いという性質を有している。また使用済みのペットボトルは含水率が高く、ラベルはフィルム状であるため湿気の影響で吸着し易いという性質を有している。
また粉砕プラスチックには粉砕レベルの粗い大きめのものと粉砕レベルの細かい小さめのものとが混在し、ペットボトルに含まれる上記３種類のプラスチック材料の含有量に差があるため嵩高性の違いも生じていた。
従ってこのような粉砕プラスチックの性質等もあって上記３種類の選別手法を組み合わせても粉砕プラスチックから個別の再生プラスチック原料を取り出すことは容易でなく、再生に利用できるレベルまで分離できなかった粉砕プラスチックの残渣物も大量に上り、これらは焼却され熱源として利用される以外に活用の場はなく、その他、埋め立て廃棄されているのが現状であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の粉砕プラスチックの選別手法によると次のような問題があった。
まず、送風を利用した選別手法は、プラスチック片の状態では差が出にくいという問題を有していた。また、粉砕プラスチックを水に浮かべて分離する湿式による選別手法は、粉砕プラスチックの大きさが通常８〜１２ｍｍ程度の時に適用でき、更に粉砕プラスチックが小さくなると差が出にくいという問題を有していた。
また、比重差を利用した選別手法は静電気を帯び易く、湿気によって吸着し易いというＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの性質からこれらが混在した粉砕プラスチックから個別の再生プラスチック原料を取り出すことは容易ではなかった。
【０００６】
一方、プラスチック原料の融点差を利用した選別手法は乾式で行われるため、上述した湿気による吸着の問題は存在しないが、完全なバッチ式となるため処理能力の点で問題があり、更にＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの含有量の差による嵩高性の違いに影響され易く、造粒にばら付きが生じ易いという問題を有していた。
また、造粒されたものと造粒されなかったものの大きさにばら付きがあるため、これらを正確に分離することが困難であるという問題も有していた。
【０００７】
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、大量の粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料の性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行することができる粉砕プラスチックの選別装置及び選別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するべく本発明の請求項１による粉砕プラスチックの選別装置は、異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別装置において、上記原料に吸引風を作用させる吸気ブロワを備え、吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別装置と、上記軽量プラスチック片を一定量貯溜し得る計量ドラムと、該計量ドラムの底面に設けられる開閉自在のダンパとを備える定量供給装置と、上記定量供給装置と連通した状態で設けられ、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる造粒装置と、造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別装置と、を具備していることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記粉砕プラスチックの選別装置には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を大きさごとに分類する振動ふるい選別装置が備えられていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１または２記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記計量ドラムには、ダンパの開閉動作を実行する開閉駆動手段と、上記開閉駆動手段によりダンパが開状態になってからの時間を計測し所定の時間経過後ダンパを閉状態とするタイマと、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを設定する下限レベルスイッチと、が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記計量ドラムにはダンパの回動支点付近に堆積した軽量プラスチック片を吹き飛ばして除去するエア噴射手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項５による粉砕プラスチックの選別装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置において、上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項６による粉砕プラスチックの選別方法は、異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別方法において、上記原料に吸引風を作用させることによって吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別工程と、上記軽量プラスチック片を一定量ずつ供給し、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる定量供給・造粒工程と、造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項７による粉砕プラスチックの選別方法は、請求項６記載の粉砕プラスチックの選別方法において、上記定量供給・造粒工程と比重差選別工程との間には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を振動ふるいを利用して大きさごとに分類する振動ふるい選別工程が備えられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項８による粉砕プラスチックの選別方法は、請求項６または７記載の粉砕プラスチックの選別方法において、上記定量供給・造粒工程では、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを検知後、軽量プラスチック片の撹拌を開始し、上記所定の温度に加熱されたところで水を注入して急冷し、造粒を実行するようにし、この間造粒装置への軽量プラスチック片の供給を継続し、造粒実行後の造粒装置内の軽量プラスチック片を排出後、造粒装置への軽量プラスチック片の供給を再開するようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項９による粉砕プラスチックの選別方法は、請求項６〜８のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別方法において、上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とするものである。
【００１７】
そして上記手段によって以下のような作用が得られる。まず、異なる種類のプラスチック片が混在している原料に対して吸引風を作用させることによって吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する。尚、原料中に混在しているプラスチック片がＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳである場合には、軽量プラスチック片にはＰＳが多く含まれ、ＰＳ中にＰＥＴが多少含まれた状態になっている。一方、重量プラスチック片にはＰＥＴとＰＰが多く含まれ、これらの中にＰＳが多少含まれた状態になっている。
【００１８】
次に上記軽量プラスチック片を定量供給装置に投入し、一定量の軽量プラスチック片を造粒装置に供給する。定量供給装置に投入された軽量プラスチック片が造粒装置の所定のレベルに達すると、造粒装置の撹拌羽根が回転を開始するようになり、供給された軽量プラスチック片の加熱、撹拌を実行する。一定量の軽量プラスチック片の造粒装置への供給は、まず、ダンパを開き、下限レベルスイッチが反応するとタイマが作動し、タイマのタイムアップと同時にダンパの回動支点付近に堆積した軽量プラスチック片に対してエアを噴射して吹き飛ばし、その後、ダンパを閉じて造粒装置へ所定量の軽量プラスチック片を供給する。撹拌による摩擦熱で加温槽内の温度が上がり、加温槽内の軽量プラスチック片が低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近まで加熱されたところで加温槽内に水を注入して急冷する。上記操作によって低融点の軽量プラスチック片のみが溶融して造粒されるようになる。尚、軽量プラスチック片中にＰＳが多く含まれ、ＰＳ中にＰＥＴが多少含まれている状態である時には、ＰＥＴよりも融点の低いＰＳのみが造粒される。
【００１９】
上記造粒実行後の軽量プラスチック片は加温槽から排出され、次工程に供給される。また同時にダンパが開いて加温槽内に次の軽量プラスチック片が供給されるようになる。
したがって、計量ドラム内には軽量プラスチック片が常に連続供給されているので、計量ドラム内には少量の軽量プラスチック片が一時的に貯溜されている状態で、多量の蓄積によるブリッジを防止し、ほぼ連続的に順次造粒装置に一定量の軽量プラスチック片が供給され、低融点の軽量プラスチック片の造粒と軽量プラスチック片の排出とを繰り返すようになっている。
【００２０】
次に造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを比重差選別装置に供給して、傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して上記造粒された軽量プラスチック片と、造粒されなかった軽量プラスチック片とに分類する。尚、振動エアテーブル内に供給された上記２種類の軽量プラスチック片は比重の重い造粒された低融点の軽量プラスチック片が坂を登るように上方へ移動し、比重の軽い造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片が坂を滑るように下方へ移動する。
【００２１】
また上記比重差選別を行う前に造粒実行後の軽量プラスチック片を振動ふるい選別装置にかけることも可能である。この場合には、振動ふるい選別装置に設けられているふるいによって大きさごとに軽量プラスチック片が分類されるようになる。
したがって、大きさが揃った軽量プラスチック片を上記比重差選別装置に供給できるようになり、比重差選別装置の選別の精度が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の粉砕プラスチックの選別装置によると、原料に対して最初に吸引風を作用させることによって軽量プラスチック片と重量プラスチック片に大別でき、このうち軽量プラスチック片を使用して以降の選別を行うようにしたから、以降に行う造粒及び比重差による選別の精度が向上する。
また、軽量プラスチック片は定量供給装置によって一定量ずつ造粒装置に供給され、計量ドラム内の軽量プラスチック片の量を少量に保った状態で造粒を効率良く実行できるようにしたから、選別し得る軽量プラスチック片の処理量を格段に増大させることができる。
【００２３】
また、比重差選別に先立って造粒実行後の軽量プラスチック片を振動ふるい選別装置にかけた場合には、大きさごとに軽量プラスチック片が分類されるようになるから比重差選別装置における選別の精度を向上させることができる。
特に、大量のベットボトルの粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料であるＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳのそれぞれの性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
また、本発明の粉砕プラスチックの選別方法によっても、同様の効果が奏され、大量の粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料の性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図示の実施の形態を例にとって、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明の粉砕プラスチックの選別装置における全体構成を示す正面図、図２は同上、平面図、図３は風力選別装置を示す正面図、図４は同上、平面図、図５は同上、側面図、図６は定量供給装置を示す正面図、図７は同上、側面図、図８は同上、開閉駆動手段周辺を拡大して示す正面図、図９は造粒装置を示す側面図、図１０は振動ふるい選別装置と比重差選別装置の配置態様を示す平面図、図１１は振動ふるい選別装置を示す正面図、図１２は同上、側面図、図１３は比重差選別装置を示す側面図、図１４は風力選別装置から造粒装置に至る配管経路を示す説明図、図１５は振動ふるい選別装置から比重差選別装置に至る配管経路と、選別されたプラスチック片の分類経路を併せ示す説明図である。図１６は本発明の粉砕プラスチックの選別方法によって選別された粉砕プラスチックの選別の様子を模式的に示す説明図である。図１７は粉砕プラスチックの選別装置の作動順序を示すフローチャートである。
【００２５】
本発明の粉砕プラスチックの選別装置１は、異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料Ａとし、該原料Ａを同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料Ｂとして取り出せるようにする。
尚、以下の説明では上記異なる種類のプラスチック片としてペットボトルを構成しているＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの３種類のプラスチック片を例にとって説明する。また原料Ａとしては図１６に示すように図示しない粉砕機等によって粉砕された粗めの原料Ａ１、細かな原料Ａ２、あるいは他の選別装置等によって選別できなかった残渣物が含まれる。
【００２６】
本実施の形態による粉砕プラスチックの選別装置１は、風力選別装置３と、定量供給装置５と、造粒装置７と、振動ふるい選別装置９と、比重差選別装置１１と、を備えることによって構成されている。
風力選別装置３は原料Ａに対して吸引風Ｃを作用させる吸気ブロワ１３と、吸引された軽量プラスチック片Ｄが通る搬送部１５と、吸引されず自重によって落下する重量プラスチック片Ｅが通る排出部１７とを備えている。また排出部１７の側面には吸込み口１９が設けられており、搬送部１５と吸気ブロワ１３は中継ダクト２１によって接続されている。また中継ダクト２１と搬送部１５との間には図示しないプレダスターサイクロンが設けられていて、吸引された軽量プラスチック片Ｄの中継ダクト２１側への進入を防止している。
【００２７】
そして本実施の形態では軽量プラスチック片ＤとしてＰＳが多く含まれ、ＰＳ中にＰＥＴが多少混在したプラスチック片が取り出される。また、重量プラスチック片ＥとしてＰＥＴ、ＰＰが多く含まれ、これらの中にＰＳが多少混在したプラスチック片が取り出される。
尚、重量プラスチック片ＥについてはほとんどがＰＥＴであり、ＰＰとＰＳは僅かに含まれているだけであるから、そのままＰＥＴの再生プラスチック原料Ｂとして再利用されるか、更に選別し、よりＰＥＴの純度を高めた再生プラスチック原料Ｂとして再利用される。
一方、軽量プラスチック片Ｄは、次に述べる定量供給装置５に連続投入される。
【００２８】
定量供給装置５は、投入される軽量プラスチック片Ｄを一定量貯溜し得る計量ドラム２３と、該計量ドラム２３の底面に設けられる開閉自在のダンパ２５とを備えている。
計量ドラム２３は上面がサイクロン２４と接続された閉塞面で構成され下面が開放された円筒状の部材で、計量ドラム２３の下部の周胴部には計量ドラム２３内から造粒装置７における加温槽４５内に投入された軽量プラスチック片Ｄのレベルを設定する下限レベルスイッチ２７が設けられている。
また、計量ドラム２３の上部の周胴部には計量ドラム２３内に投入された軽量プラスチック片Ｄの上限レベルを設定する上限レベルスイッチ２９が設けられている。
【００２９】
下限レベルスイッチ２７と上限レベルスイッチ２９は先端に回転羽根が付いたトルク式のレベルセンサによって構成されており、軽量プラスチック片Ｄが上方から落下して流れている状態で回り続ける状態でＯＦＦ状態、軽量プラスチック片Ｄが溜まって回転羽根に負荷がかかった状態でＯＮ状態になるように設定されている。
尚、下限レベルの位置は計量ドラム２３の下端付近に設定されており、下限レベルまで軽量プラスチック片Ｄが溜まると、約３０ｋｇの重量になり、その後、タイマにより所定時間（２００〜２４０秒で任意に設定可能）に約１０ｋｇ追加されて、合計約４０ｋｇの重量となる。また、上限レベルまで軽量プラスチック片Ｄが溜まると、軽量プラスチック片Ｄが計量ドラム２３内に詰まりブリッジが生ずるので、これを超えない範囲を保って造粒装置７への連続的に定量供給が実行されるようになっている。
【００３０】
また、計量ドラム２３の正面側の周胴部にはダンパ２５の開閉動作を実行する開閉駆動手段３１が設けられている。開閉駆動手段３１は下向きに取り付けられているエアシリンダ３３と、エアシリンダ３３から出没するシリンダロッド３５と、シリンダロッド３５の直線運動をダンパ２５の回転運動に変換するリンク機構３７とを備えることによって構成されている。
尚、リンク機構３７はシリンダロッド３５の先端部に固定状態で取り付けられている固定リンク３９と、一端が回転自在に上記固定リンク３９に接続され、下方に向けて延びている第１可動リンク４１と、一端が上記第１可動リンク４１の他端に回転自在に接続され、他端がダンパ２５の回動支点Ｏに接続されてダンパ２５とともに回動する第２可動リンク４３とによって構成されている。
【００３１】
計量ドラム２３には、この他、上記下限レベルスイッチ２７が反応してからの時間を計測する図示しないタイマＴ１と、次に述べる造粒装置７における加温槽４５内に急冷用の水Ｗを供給する水供給タンク４７と、水Ｗの注入口となるノズル４９とが設けられている。
また、水Ｗを供給することによって発生した蒸気Ｓを外部に排出するための蒸気排気装置５１が接続されている。
また、ダンパ２５は半円板形状をした２枚の翼片によって構成されており、水平に開いた状態で計量ドラム２３の底面を閉塞し、下方に折り畳まれた状態で計量ドラム２３の底面を拡開するようになっている。
【００３２】
また、計量ドラム２３には上記ダンパ２５の回動支点Ｏ付近に堆積した軽量プラスチック片Ｄを吹き飛ばして除去するエア噴射手段１１５が設けられている。エア噴射手段１１５は計量ドラム２３の一方の側面側の周胴部に設置されているエアタンク１１７と、エアタンク１１７から供給された圧縮空気を２方向に分配すると共に、圧縮空気の供給と供給の停止を抑制する電磁弁１１９と、電磁弁１１９を介してエアタンク１１７から供給された圧縮空気を計量ドラム２３内に導く導入パイプ１２１と、該導入パイプ１２１に対して下方を指向するように一例として４個設けられているノズル１２３とを備えることによって構成されている。
【００３３】
造粒装置７は、上記計量ドラム２３と連通するように計量ドラム２３の下方に設けられる加温槽４５と、該加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄを撹拌する撹拌羽根５３と、該撹拌羽根５３を回転させるための回転駆動機構５５と、造粒実行後の軽量プラスチック片Ｄを排出するための排出口５７と、該排出口５７を開閉するシャッター板５９とシャッター板５９を動作させる動作手段６１とを備えている。また上記水供給タンク４７、ノズル４９及び蒸気排気装置５１も造粒装置７を構成する構成部材の一部になっている。
【００３４】
加温槽４５は二槽構造になっており、これらの間に形成されている空間には常時、１００℃〜１２０℃に温められたオイルが循環するようになっている。
また、該加温槽４５には温度センサ１１３が取り付けられている。また、上記温度センサ１１３が反応してからの時間を計測する図示しないタイマＴ２が設けられている。
また、上記排出口５７を開閉するシャッター板５９を動作させる動作手段６１には、上記動作手段６１が開動作してからの時間を計測する図示しないタイマＴ３が設けられている。
撹拌羽根５３は平面方向と鉛直方向に幾分湾曲し、１８０°位相を異ならせて配置されている２枚の羽根を有しており、同様の構成の撹拌羽根５３が９０°位相を異ならせて上下２枚設けられている。またこれら２枚の撹拌羽根５３は加温槽４５の底面を貫く、回転軸６３の上部に取り付けられている。
また、回転駆動機構５５は駆動モータ６５と、駆動モータ６５の出力軸と、上記回転軸６３との間に設けられる駆動伝達機構６７とによって構成されている。
【００３５】
振動ふるい選別装置９は、機枠６９の上部に設けられるホッパー７１と、傾斜姿勢で設けられる振動トラフ７３と、振動トラフ７３内において、上下二段に設けられている２枚のふるい７５、７７と、上記振動トラフ７３を振動させるための起振装置７９と、上記２枚のふるい７５、７７によってふるい分けされる粒径ないし大きさの違う３種類の軽量プラスチック片Ｄを袋体８１に収容、ないし次に述べる比重差選別装置１１に供給するための３種類の排出シュート８３、８５、８７を備えることによって構成されている。
【００３６】
尚、ふるい７５、７７は矩形平板状のパンチングメタルによって一例として形成されており、上段に配置されるふるい７５は粗目用で直径４〜５ｍｍ例えば４．５ｍｍの図示しない穴が多数形成されている。一方、下段に配置されるふるい７７は細目用で直径１〜３ｍｍ例えば２．９ｍｍの図示しない穴が多数形成されている。勿論、ふるい７５、７７は矩形平板状のパンチングメタルに代えて網（メッシュ）状のものを使用しても良い。
これに伴い、上段に配置されている粗目用の排出シュート８３には、粒径ないし大きさが４．５ｍｍより大きな軽量プラスチック片Ｄが供給され、中段に配置されている中目用の排出シュート８５には、粒径ないし大きさが２．９ｍｍより大きく４．５ｍｍ以下の軽量プラスチック片Ｄが供給され、下段に配置されている細目用の排出シュート８７には、粒径ないし大きさが２．９ｍｍ以下の軽量プラスチック片Ｄが供給されるようになっている。
【００３７】
比重差選別装置１１は、機枠８９の上部に設けられるホッパー９１と、傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブル９３と、振動エアテーブル９３を振動させるための起振装置９５と、振動エアテーブル９３の下方に配置される風胴９７と、風胴９７内に設けられる図示しないファンを駆動するためのファンモータ９９と、上記振動エアテーブル９３の下流端に接続され、比重の小さな高融点の造粒されなかった軽量プラスチック片Ｄを排出するための低比重用の排出シュート１０１と、上記振動エアテーブル９３の上流端に接続され、比重の大きな低融点の造粒された軽量プラスチック片Ｄを排出するための高比重用の排出シュート１０３とを備えることによって構成されている。
【００３８】
尚、上記振動エアテーブル９３の底部には軽量プラスチック片Ｄは通過できないが、上記風胴９７から上方に吹き上げられる送風Ｆが通過できる図示しない通気構造が設けられている。また、ホッパー９１の前段には、振動ふるい選別装置９の中目用の排出シュート８５から排出される軽量プラスチック片Ｄを投入する定量供給フィーダー８８が設けられ、振動ふるい選別で多少量の変化が生じた軽量プラスチック片Ｄを定量供給することで、比重差選別を安定させている。
また、上記振動エアテーブル９３の上面はフード１０５によって覆われており、該フード１０５には上記ホッパー９１と、集塵ダクト１０７と、点検用の点検窓１０９とが設けられている。集塵ダクト１０７は集塵機１０８と接続され、フード１０５内のエアを吸引して排出し、残留物は袋体８１に収容される。
【００３９】
次に、このようにして構成される本発明の粉砕プラスチックの選別装置１を使用することによって実行される本発明の粉砕プラスチックの選別方法について説明する。
尚、以下の説明でも上記粉砕プラスチックの選別装置１と同様、異なる種類のプラスチック片として主としてペットボトルを構成しているＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳの３種類のプラスチック片を例にとって説明する。また選別対象となる原料Ａとしては図１６に示すように図示しない粉砕機等によって粉砕された粗めの原料Ａ１、細かな原料Ａ２、あるいは他の選別装置等によって選別できなかった残渣物が含まれる。
【００４０】
本実施の形態による粉砕プラスチックの選別方法は（１）風力選別工程と、（２）定量供給・造粒工程と、（３）振動ふるい選別工程と、（４）比重差選別工程と、を順次実行することによって構成されている。
（１）風力選別工程（図３〜５、１４、１６参照）
風力選別工程は原料Ａに対して吸引風Ｃを作用させることによって吸引される軽量プラスチック片Ｄと、吸引されない重量プラスチック片Ｅとに大別する工程である。
本工程では上述した風力選別装置３が使用される。風力選別装置３内に投入された原料Ａは吸気ブロワ１３を駆動することによって形成される吸引風Ｃの作用によって比重の軽いＰＳが多く含まれている軽量プラスチック片Ｄは吸引され、搬送部１５を通って次工程の定量供給・造粒工程に供給される。
一方、比重の重いＰＥＴが多く含まれている重量プラスチック片Ｅは自重により下方に落下し、排出部１７を通って外部に排出される。
【００４１】
（２）定量供給・造粒工程（図６〜９、１４、１６参照）
定量供給・造粒工程は上記風力選別工程によって大別されたＰＳが多く含まれている軽量プラスチック片Ｄを一定量ずつ供給し、供給された軽量プラスチック片Ｄを所定の温度に加熱しながら撹拌し、その後急冷することによって低融点の軽量プラスチック片Ｄを溶融後、造粒させる工程である。
本工程では上述した定量供給装置５と造粒装置７とが使用され、その作用を図１７のフローチャートに示す。まず、スタートして、ダンパ２５を開状態とする。前工程から空気圧送により供給された軽量プラスチック片Ｄは計量ドラム２３内に連続投入され、ダンパ２５が開状態の計量ドラム２３の開放された下面を通って下方に位置する造粒装置７の加温槽４５内に供給される。
【００４２】
軽量プラスチック片Ｄの供給が進み、軽量プラスチック片Ｄが計量ドラム２３の下限レベルに達すると、下限レベルスイッチ２７が反応し、回転駆動機構５５が駆動を開始し、回転軸６３の上部に取り付けられている２枚の撹拌羽根５３、５３が回転するようになる。
尚、加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄは加温槽４５からの熱と撹拌羽根５３を回転させることによって発生する摩擦熱によって約１１４℃になるまで加熱される。
また下限レベルスイッチ２７が反応すると同時にタイマＴ１が作動するようになり、約２００秒（前述のように２００〜２４０秒で任意に設定可能）後、エアシリンダ３３のシリンダロッド３５を伸張させてダンパ２５を閉じ、加温槽４５への軽量プラスチック片Ｄの供給を一時停止する。加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄの投入量は約４０ｋｇに設定される。尚、ダンパ２５が閉状態になっても、軽量プラスチック片Ｄは上限レベルスイッチ２９が反応するまで連続して投入されている。
【００４３】
また、タイマＴ１のタイムアップと同時に、エアタンク１１７から圧縮空気が電磁弁１１９及び導入パイプ１２１を通ってノズル１２３に供給され、ダンパ２５の回動支点Ｏ付近に堆積している軽量プラスチック片Ｄに向けてエア噴射される。これに伴ってダンパ２５の回動支点Ｏ付近に堆積していた軽量プラスチック片Ｄは吹き飛ばされて下方に落下し、ダンパ２５は回動支点Ｏ付近での軽量プラスチック片Ｄの挟み込みが防止された状態で閉動作に移行するようになっている。
【００４４】
そして加温槽４５内の温度が上がり、温度センサ１１３によって加温槽４５内の軽量プラスチック片Ｄが約１１４℃に加熱されたことが確認されると加温槽４５内に一例として５〜１０リットルの水を注入し、加温槽４５内の温度を急冷する。上記操作によって低融点のＰＳが溶融されて半ゲル化され、急冷されることによって固化して造粒されるようになる。
また同時に図示しないタイマＴ２がオン状態となり、所定時間経過後、タイマＴ２がオフ状態となった時、造粒実行後の軽量プラスチック片Ｄは動作手段６１を所定の方向に動作させてシャッター板５９を開状態にすることによって排出口５７から外部に排出され、垂直コンベヤ１１１によって上方に搬送されて次工程の振動ふるい選別工程に導かれる。
【００４５】
またシャッター板５９を開状態とすると同時に、図示しないタイマＴ３がオン状態となり、所定時間経過後、タイマＴ３がオフ状態となった時、動作手段６１を逆方向に動作させてシャッター板５９を閉状態とする。通常は、この閉状態を検出してダンパ２５に開の信号を出力し、加温槽４５内に次の軽量プラスチック片Ｄが供給されるようになる。
したがって、計量ドラム２３内には上記造粒工程中も連続供給された少量の軽量プラスチック片Ｄが一時的に貯溜されている状態で、一度に多量の軽量プラスチック片Ｄが蓄積されることによって生じるブリッジが防止され、ほぼ連続的に順次加温槽４５内に一定量の軽量プラスチック片Ｄが供給され、低融点の軽量プラスチック片Ｄの造粒と軽量プラスチック片Ｄの排出とを繰り返すようになっている。
尚、計量ドラム２３内の軽量プラスチック片Ｄの量が不用意に増加し、上限レベルに達すると、上限レベルスイッチ２９がＯＮ状態になり、計量ドラム２３内への軽量プラスチック片Ｄの投入を停止するようになっている。
【００４６】
（３）振動ふるい選別工程（図１０〜１２、１５、１６参照）
振動ふるい選別工程は上記定量供給・造粒工程によって造粒された低融点の軽量プラスチック片ＤであるＰＳと、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片ＤであるＰＥＴとを振動ふるいを利用して大きさごとに分類する工程である。
本工程では上述した振動ふるい選別装置９が使用される。すなわち、垂直コンベヤ１１１によって上方に搬送された軽量プラスチック片Ｄはホッパー７１内に投入され、起振装置７９によって振動する振動トラフ７３内に供給される。
【００４７】
振動トラフ７３内に供給された軽量プラスチック片Ｄは粗目用のふるい７５と細目用のふるい７７とによってふるい分けされ、一例として４．５ｍｍを超える粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは粗目用の排出シュート８３を通って袋体８１内に一時、貯溜される。
また、一例として２．９ｍｍを超え、４．５ｍｍ以下の粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは中目用の排出シュート８５を通って次工程の比重差選別工程に直接、供給される。そして２．９ｍｍ以下の粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは細目用の排出シュート８７を通って別の袋体８１内に貯溜される。また、選別を行わないもの（原料になり得ないもの）は別途粗目用の排出シュート８３と同じ袋体８１内に貯溜される。
【００４８】
（４）比重差選別工程（図１３、１５、１６参照）
比重差選別工程は、造粒された低融点の軽量プラスチック片Ｄと、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片Ｄとを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブル９３の振動を利用して分類する工程である。
本工程では上述した比重差選別装置１１が使用される。中目用の排出シュート８５を通って排出された２．９ｍｍを超え、４．５ｍｍ以下の粒径ないし大きさの軽量プラスチック片Ｄは定量供給フィーダー８８を通過し、比重差選別装置１１におけるホッパー９１内に定量供給される。
そしてホッパー９１内に投入された上記軽量プラスチック片Ｄは下方の振動エアテーブル９３内に落下し、風胴９７からの送風Ｆによって幾分浮き上げられ、更に起振装置９５からの振動によって以下のように移動する。
【００４９】
すなわち、振動エアテーブル９３内に供給された上記２種類の軽量プラスチック片Ｄは比重の重い造粒された低融点のＰＳが坂を登るように上方へ移動し、比重の軽い造粒されなかった高融点のＰＥＴが坂を滑るように下方に移動する。
そしてＰＳは高比重用の排出シュート１０３を通って袋体８１内に収容され、ＰＥＴは低比重用の排出シュート１０１を通って別の袋体８１内に収容される。
また、中目用の排出シュート８５から取り出された軽量プラスチック片Ｄは比重差選別終了後、上記振動ふるい選別工程によって袋体８１内に一時貯溜されていた粗目用の排出シュート８３から取り出された軽量プラスチック片Ｄを比重差選別装置１１のホッパー９１内に投入し、同様の手順によって比重差選別を実行してＰＳとＰＥＴに選別する。
【００５０】
以上、本実施の形態によると、次のような効果を奏することができる。
本実施の形態に係る粉砕プラスチックの選別装置１によると、原料Ａに対して最初に吸引風Ｃを作用させることによって軽量プラスチック片Ｄと重量プラスチック片Ｅに大別でき、このうち軽量プラスチック片Ｄを使用して以降の選別を行うようにしたから、以降に行う造粒、振動ふるい及び比重差による選別の精度が向上する。
また、軽量プラスチック片Ｄは定量供給装置５によって一定量ずつ造粒装置７に供給され、計量ドラム２３内の軽量プラスチック片Ｄの量を少量に保った状態で造粒を効率良く実行できるようにしたから、計量ドラム２３内で大量の軽量プラスチック片Ｄが蓄積された結果生じるブリッジを防止することができ、その結果、選別し得る軽量プラスチック片Ｄの処理量を格段に増大させることができる。
【００５１】
また、比重差選別に先立って造粒実行後の軽量プラスチック片Ｄを振動ふるい選別装置９にかけたことにより、大きさごとに軽量プラスチック片Ｄが分類されるようになり、比重差選別装置１１における選別の精度が向上する。
特に、本発明の粉砕プラスチックの選別装置１によると、大量のペットボトルの粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料であるＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳのそれぞれの性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
また、本実施の形態に係る粉砕プラスチックの選別方法によっても同様の効果が奏され、大量の粉砕プラスチックの選別をプラスチック原料であるＰＥＴ、ＰＰ、ＰＳのそれぞれの性質、大きさ及び嵩高性の違いに影響されることなく効率的に正確に実行できるようになる。
【００５２】
なお、本発明の粉砕プラスチックの選別装置１と粉砕プラスチックの選別方法は上記の実施の形態のものに限定されず、その発明の要旨内での設計変更が可能である。例えば、原料Ａの大きさにばら付きがなく、形状が揃っている場合には振動ふるい選別装置９ないし振動ふるい選別工程を省略することが可能である。
また、振動ふるい選別装置９ないし振動ふるい選別工程においてふるい分けされた大きさの違う軽量プラスチック片Ｄの一部を袋体８１に収容するのではなく、一旦、図示しないストックタンク等に一時貯溜しておいて、順次連続的に比重差選別装置１１ないし比重差選別工程に供給するようにすることも可能である。
この他、計量ドラム２３の下限レベルと上限レベルを設定するセンサは上述したトルク式のセンサに限らず、種々のタイプのセンサが適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、異なる種類のプラスチック片が粉砕され、混在している環境下で、該粉砕プラスチックを同一種類ごとのプラスチックに選別する粉砕プラスチックの選別装置の製造、使用分野等で利用でき、特にペットボトルを対象にした選別、リサイクルの分野で利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別装置の全体構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置を示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態を示す図で、定量供給装置を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態を示す図で、定量供給装置を示す側面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示す図で、定量供給装置における回転駆動手段周辺を拡大して示す正面図である。
【図９】本発明の実施の形態を示す図で、造粒装置を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置と比重差選別装置の配置態様を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置を示す正面図である。
【図１２】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置を示す側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態を示す図で、比重差選別装置を示す側面図である。
【図１４】本発明の実施の形態を示す図で、風力選別装置から造粒装置に至る配管経路を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態を示す図で、振動ふるい選別装置から比重差選別装置に至る配管経路と選別されたプラスチック片の分類経路を併せ示す説明図である。
【図１６】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別の様子を模式的に示す説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態を示す図で、粉砕プラスチックの選別装置の作動順序を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 粉砕プラスチックの選別装置
３ 風力選別装置
５ 定量供給装置
７ 造粒装置
９ 振動ふるい選別装置
１１ 比重差選別装置
１３ 吸気ブロワ
１５ 搬送部
１７ 排出部
１９ 吸込み口
２１ 中継ダクト
２３ 計量ドラム
２５ ダンパ
２７ 下限レベルスイッチ
２９ 上限レベルスイッチ
３１ 開閉駆動手段
３３ エアシリンダ
３５ シリンダロッド
３７ リンク機構
３９ 固定リンク
４１ 第１可動リンク
４３ 第２可動リンク
４５ 加温槽
４７ 水供給タンク
４９ ノズル
５１ 蒸気排気装置
５３ 撹拌羽根
５５ 回転駆動機構
５７ 排出口
５９ シャッター板
６１ 動作手段
６３ 回転軸
６５ 駆動モータ
６７ 駆動伝達機構
６９ 機枠
７１ ホッパー
７３ 振動トラフ
７５ ふるい（粗目用）
７７ ふるい（細目用）
７９ 起振装置
８１ 袋体
８３ 排出シュート（粗目用）
８５ 排出シュート（中目用）
８７ 排出シュート（細目用）
８９ 機枠
９１ ホッパー
９３ 振動エアテーブル
９５ 起振装置
９７ 風胴
９９ ファンモータ
１０１ 排出シュート（低比重用）
１０３ 排出シュート（高比重用）
１０５ フード
１０７ 集塵ダクト
１０９ 点検窓
１１１ 垂直コンベヤ
１１３ 温度センサ
１１５ エア噴射手段
１１７ エアタンク
１１９ 電磁弁
１２１ 導入パイプ
１２３ ノズル
Ａ 原料
Ａ１ 粗めの原料
Ａ２ 細かな原料
Ｂ 再生プラスチック原料
Ｃ 吸引風
Ｄ 軽量プラスチック片
Ｅ 重量プラスチック片
Ｆ 送風
Ｏ 回動支点
Ｗ 水
Ｓ 蒸気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別装置において、
上記原料に吸引風を作用させる吸気ブロワを備え、吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別装置と、
上記軽量プラスチック片を一定量貯溜し得る計量ドラムと、該計量ドラムの底面に設けられる開閉自在のダンパとを備える定量供給装置と、
上記定量供給装置と連通した状態で設けられ、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる造粒装置と、
造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別装置と、
を具備していることを特徴とする粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項２】
上記粉砕プラスチックの選別装置には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を大きさごとに分類する振動ふるい選別装置が備えられていることを特徴とする請求項１記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項３】
上記計量ドラムには、ダンパの開閉動作を実行する開閉駆動手段と、上記開閉駆動手段によりダンパが開状態になってからの時間を計測し所定の時間経過後ダンパを閉状態とするタイマと、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを設定する下限レベルスイッチと、が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項４】
上記計量ドラムにはダンパの回動支点付近に堆積した軽量プラスチック片を吹き飛ばして除去するエア噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項５】
上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項６】
異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別方法において、
上記原料に吸引風を作用させることによって吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別工程と、
上記軽量プラスチック片を一定量ずつ供給し、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる定量供給・造粒工程と、
造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別工程と、を備えていることを特徴とする粉砕プラスチックの選別方法。
【請求項７】
上記定量供給・造粒工程と比重差選別工程との間には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を振動ふるいを利用して大きさごとに分類する振動ふるい選別工程が備えられていることを特徴とする請求項６記載の粉砕プラスチックの選別方法。
【請求項８】
上記定量供給・造粒工程では、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを検知後、軽量プラスチック片の撹拌を開始し、上記所定の温度に加熱されたところで水を注入して急冷し、造粒を実行するようにし、この間造粒装置への軽量プラスチック片の供給を継続し、造粒実行後の造粒装置内の軽量プラスチック片を排出後、造粒装置への軽量プラスチック片の供給を再開するようにしたことを特徴とする請求項６または７記載の粉砕プラスチックの選別方法。
【請求項９】
上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別方法。
【請求項１】
異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別装置において、
上記原料に吸引風を作用させる吸気ブロワを備え、吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別装置と、
上記軽量プラスチック片を一定量貯溜し得る計量ドラムと、該計量ドラムの底面に設けられる開閉自在のダンパとを備える定量供給装置と、
上記定量供給装置と連通した状態で設けられ、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる造粒装置と、
造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別装置と、
を具備していることを特徴とする粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項２】
上記粉砕プラスチックの選別装置には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を大きさごとに分類する振動ふるい選別装置が備えられていることを特徴とする請求項１記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項３】
上記計量ドラムには、ダンパの開閉動作を実行する開閉駆動手段と、上記開閉駆動手段によりダンパが開状態になってからの時間を計測し所定の時間経過後ダンパを閉状態とするタイマと、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを設定する下限レベルスイッチと、が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項４】
上記計量ドラムにはダンパの回動支点付近に堆積した軽量プラスチック片を吹き飛ばして除去するエア噴射手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項５】
上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別装置。
【請求項６】
異なる種類のプラスチック片が粉砕された状態で混在しているものを原料とし、該原料を同一種類ごとのプラスチックに選別して個別の再生プラスチック原料として取り出せるようにする粉砕プラスチックの選別方法において、
上記原料に吸引風を作用させることによって吸引される軽量プラスチック片と、吸引されない重量プラスチック片とに大別する風力選別工程と、
上記軽量プラスチック片を一定量ずつ供給し、供給された軽量プラスチック片を加熱しながら撹拌し、低融点の軽量プラスチック片の溶融温度付近で急冷することによって低融点の軽量プラスチック片のみを溶融・造粒させる定量供給・造粒工程と、
造粒された低融点の軽量プラスチック片と、造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片とを傾斜姿勢で設けられる振動エアテーブルの振動を利用して分類する比重差選別工程と、を備えていることを特徴とする粉砕プラスチックの選別方法。
【請求項７】
上記定量供給・造粒工程と比重差選別工程との間には、上記造粒された低融点の軽量プラスチック片と造粒されなかった高融点の軽量プラスチック片を振動ふるいを利用して大きさごとに分類する振動ふるい選別工程が備えられていることを特徴とする請求項６記載の粉砕プラスチックの選別方法。
【請求項８】
上記定量供給・造粒工程では、造粒装置内に投入された軽量プラスチック片のレベルを検知後、軽量プラスチック片の撹拌を開始し、上記所定の温度に加熱されたところで水を注入して急冷し、造粒を実行するようにし、この間造粒装置への軽量プラスチック片の供給を継続し、造粒実行後の造粒装置内の軽量プラスチック片を排出後、造粒装置への軽量プラスチック片の供給を再開するようにしたことを特徴とする請求項６または７記載の粉砕プラスチックの選別方法。
【請求項９】
上記異なる種類のプラスチック片は、高融点のポリエチレンテレフタレート及びポリプロピレンと、低融点のポリスチレンを材料とするプラスチック片であり、ポリスチレンの溶融温度を１０５℃〜１２０℃に設定することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の粉砕プラスチックの選別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
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【図５】
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【図１２】
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【図１４】
【図１５】
【図１６】
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【公開番号】特開２００８−２８４７８９（Ｐ２００８−２８４７８９Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３２２６７（Ｐ２００７−１３２２６７）
【出願日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５０７１６２６０３）株式会社リサイクル・ワン (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１８日（２００７．５．１８）
【出願人】（５０７１６２６０３）株式会社リサイクル・ワン (1)
【Ｆターム（参考）】
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