以下、本発明の実施の形態について図面� ��用いて説明する。なお、図中同一または相� ��部分には同一符号を付してその説明は繰り� ��さない。

 <第1の実施の形態>
 [構成および基本動作]
 図1は、本発明の第1の実施の形態に係る静� �選別システムの構成を示す図である。

 図1を参照して、静電選別システム101は、 供給部1と、乾燥処理部2と、帯電部3と、静電 分離部4と、回収部5と、再循環部6と、原料組 成評価部7とを備える。再循環部6は、貯蔵部1 2と、再循環供給部13とを含む。

 供給部1は、外部から受けたプラスチック 混合原料を乾燥処理部2へ送り、かつ乾燥処� �部2へ送るプラスチック混合原料の量を制御� ��る。

 乾燥処理部2は、供給部1および再循環供� �部13から受けたプラスチック混合原料を乾燥 させて帯電部3へ送る。

 帯電部3は、乾燥処理部2から受けたプラ� �チック混合原料を帯電させて静電分離部4へ� ��る。

 静電分離部4は、帯電部3によって帯電し� �プラスチック混合原料からPS樹脂粒子P1とPP� �脂粒子P2とを静電的に分離し、回収部5へ送� �。

 回収部5は、静電分離部4から受けたプラ� �チックを回収する。回収部5において、プラ� ��チック混合原料中の多量成分であるPS樹脂� �子P1と、少量成分であるPP樹脂粒子P2と、PS樹 脂粒子P1およびPP樹脂粒子P2の混合粒子P3(静電 選別における中間成分)とが回収される。

 再循環部6は、分離されたPP樹脂粒子P2の� �なくとも一部を静電選別システム101の上流� �に再循環させる、すなわち分離されたPP樹脂 粒子P2の少なくとも一部を乾燥処理部2へ送る 。たとえば、再循環部6は、PP樹脂粒子P2を搬� ��するための気流搬送機、ベルトコンベアお� ��び振動搬送機等を含む。

 より詳細には、貯蔵部12は、回収部5で回� ��されたPP樹脂粒子P2を蓄える。再循環供給部 13は、貯蔵部12に蓄えられたPP樹脂粒子P2を乾� ��処理部2へ送り、かつ乾燥処理部2へ送るPP樹 脂粒子P2の量を制御する。

 このように、PP樹脂粒子P2を乾燥処理部2� �送ることにより、静電選別システムの起動� �において再循環されたプラスチックが吸湿� �ている場合、および再循環部6における湿度� ��理が不十分なために再循環プラスチックが� ��湿している恐れがある場合などでも安定し� ��選別処理を行なうことができる。

 なお、静電選別システムの連続的な運転� ��において再循環に要する時間が短い場合に� ��、再循環されたプラスチックについては乾� ��処理を省略する。すなわち、図1に示す点線 の矢印のように、再循環供給部13は、貯蔵部1 2に蓄えられたPP樹脂粒子P2を直接帯電部3へ送 る構成とすることができる。このような構成 により、乾燥処理に要するエネルギーを低減 することができる。

 ここで、回収部5で回収されたPP樹脂粒子P 2のうち、点線より右側のPP樹脂粒子が再循環 部6へ送られ、点線より左側のPP樹脂粒子が、 選別処理の結果得られた製品として静電選別 システム101から取り出される。

 なお、再循環されるPP樹脂粒子の量は、� �電選別システム101の立上げ時に一時的に増� �る場合もありうる。また、貯蔵部12を用いて 再循環量をオン・オフ的に運転する場合には 、あるときは再循環量が多く、あるときは再 循環量が少なくなる場合もありうる。

 また、貯蔵部12に一定レベルまでPP樹脂粒 子P2が蓄積されるように、回収部5で回収され たPP樹脂粒子P2の全部または一部がたとえば� �ン・オフ運転により再循環される。このよ� �な構成により、帯電部3が受けるプラスチッ� ��混合原料を起動時から速やかに所望の組成� ��調合し、安定して選別処理を行なうことが� ��きる。

 なお、静電選別システムは、貯蔵部12を� �えない構成であってもよい。この場合、再� �環部6は、供給部1の供給量と連動して常に同 量だけPP樹脂粒子P2を再循環させればよい。

 また、原料組成評価部7は、外部から受け たプラスチック混合原料の組成を測定し、こ の組成情報を再循環部6へ出力する。なお、� �料組成評価部7は、帯電部3が乾燥処理部2か� �受けるプラスチック混合原料の組成を測定� �る構成であってもよい。

 [動作]
 次に、本発明の第1の実施の形態に係る静電 選別システムが選別処理を行なう際の動作に ついて説明する。まず、定常運転時の静電選 別システム101の動作を説明する。

 ここでは、選別対象であるプラスチック� ��合原料の平均組成は、PS樹脂粒子88.5重量%、 PP樹脂粒子11.5重量%であり、±8.5ポイントの変 動幅を有するものと仮定して説明する。

 異粒子同士の摩擦による帯電を利用して� ��ラスチック粒子を帯電させ、電界空間を落� ��する帯電粒子の軌跡の差異で材料を選別す� ��静電選別システムにおいては、特に偏った� ��成条件下で組成が変動すると異粒子同士の� ��突頻度、ひいては粒子の帯電状態が変化し� ��すくなるため、結果的に選別性能が大きく� ��動する。

 しかしながら、本発明の第1の実施の形態 に係る静電選別システムでは、再循環部6は� �選別された少量成分であるPP樹脂粒子P2の少� ��くとも一部を帯電部3の上流側に再循環させ る。これにより、帯電部3が受けるプラスチ� �ク混合原料の組成を選別に有利な組成、た� �えばPP樹脂粒子P2の割合が15重量%以上である� ��態を保つ。

 より詳細には、再循環供給部13は、原料� �成評価部7から受けたプラスチック混合原料� ��組成情報に基づいて、再循環量すなわちPP� �脂粒子P2を乾燥処理部2へ送る量を制御する� �このような構成により、偏った組成条件下� �組成が変動した場合であっても、選別性能� �大きく変動することを防ぐことができる。

 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る� �電選別システムの選別性能を示すグラフ図� �ある。図2において、横軸はプラスチック混� ��原料のPP樹脂含有率を示し、縦軸はPS樹脂の 回収率を示す。

 グラフG1は、本発明の第1の実施の形態に� ��る静電選別システムの回収率を示す。また� ��グラフG2は、プラスチック混合原料におけ� �PP樹脂の濃度が低い場合における、PP樹脂粒� ��の再循環を行なわない従来の静電選別シス� ��ムの回収率を示す。また、グラフG3は、プ� �スチック混合原料におけるPP樹脂の濃度が高 い場合における、PS樹脂粒子の再循環を行な� ��ない従来の静電選別システムの回収率を示� ��。また、A1は、従来の静電選別システムに� �いて帯電されるプラスチック混合原料のPP樹 脂含有率の範囲を示す。A2は、本発明の第1の 実施の形態に係る静電選別システムにおいて 帯電されるプラスチック混合原料のPP樹脂含� ��率の範囲を示す。

 グラフG2から分かるように、PP樹脂粒子P2� ��再循環しない従来の静電選別システムは、� ��ラスチック混合原料の組成変動の影響を受� ��る。すなわち、製品であるPS樹脂の回収率� �64%(PP樹脂粒子P2の含有率が3%のとき)から88%(PP 樹脂粒子P2の含有率が20%のとき)まで変動して いる。特に、PP樹脂粒子P2の濃度が低下する� �、製品であるPS樹脂の回収率が大きく低下す る。

 一方、本発明の第1の実施の形態に係る静 電選別システムでは、帯電部3が受けるプラ� �チック混合原料の組成を、少量成分であるPP 樹脂粒子P2の割合がたとえば15重量%以上とな� ��組成に調整する。これにより、PP樹脂粒子P2 とPS樹脂粒子P1との衝突頻度が増大すること� �より、PS樹脂粒子P1の帯電量を増大させるこ� ��ができるため、グラフG1から分かるようにPS 樹脂の回収率を84%以上に安定に保つことがで きる。

 ところで、特許文献1および2記載のプラ� �チック選別方法では、特定の組成に対して� �定成分のプラスチックを補助粒子として用� �する必要がある。また、補助粒子を捕獲し� �除去する機構を別途設ける必要があり、原� �組成および原料種別に対して選別プロセス� �硬直的で且つ複雑であるという問題点があ� �た。ここで、本発明の第1の実施の形態に係� ��静電選別システムの特長は、元来不純物成� ��として製品価値の低い少量成分すなわちPP� �脂粒子P2を帯電部3の上流側に再循環し、プ� �スチック混合原料から容易に入手できる安� �な帯電補助材として活用することにある。� �のような構成により、特定の組成に対して� �定成分のプラスチックを補助粒子として用� �する必要がなくなり、また、原料組成およ� �原料種別に対して選別プロセスを柔軟かつ� �易にすることができる。

 また、本発明の第1の実施の形態に係る静 電選別システムでは、既設の静電選別部5の� �能を流用することにより、回収すべき多量� �分であるPS樹脂粒子P1と補助粒子として用い� ��少量成分であるPP樹脂粒子P2とを選別する構 成であるため、帯電補助粒子を捕獲して除去 する構成が不要となる。

 さらに、特許文献1および2記載のプラス� �ック選別方法では、選別すべきプラスチッ� �片と比べて大きいプラスチック片を補助粒� �として用いるため、原理上原料と少なくと� �同量あるいはそれを超える例えば4倍程度の� ��助粒子を追加する必要があることから、多� ��の補助粒子を製作する必要があり、コスト� ��増大してしまうという問題点があった。そ� ��て、プラスチック選別システムが実質的に� ��理可能な混合原料が半減以下あるいは1/5程� ��と大幅に減少し、また、選別前の乾燥処理� ��おいて必要なエネルギーが倍以上あるいは5 倍と大幅に増加するため、量産性および効率 が悪くなるという問題点があった。また、従 来の静電選別システムでは、帯電補助粒子を 捕獲するために、帯電補助粒子は選別対象で ある原料よりも通常2~3倍程度大きく作られて いる。このため、帯電補助粒子において帯電 に直接的に寄与する表面積が小さいことから 、帯電効率が悪かった。

 しかしながら、本発明の第1の実施の形態 に係る静電選別システムでは、選別対象であ る原料の一部を帯電補助粒子として活用する 。このような構成により、補助粒子を製作す る必要がなくなる。また、帯電補助粒子とし て用いる粒子の径と選別対象である粒子の径 とが同じである。これにより、再循環させる 少量成分の量は、従来の静電選別システムに おける帯電補助粒子と比べてたとえば半分か ら1/4程度で済むため、プラスチック選別シス テムの処理能力が減少することを防ぐことが でき、また、選別前の乾燥処理において必要 なエネルギーが増加することを防ぐことがで きる。

 したがって、本発明の第1の実施の形態に 係る静電選別システムでは、種々の混合原料 を、低コストで、安定して高回収率かつ高効 率に選別することができる。

 一方、過度に少量成分を再循環させてプ� ��スチック混合原料に添加すると、プラスチ� ��ク混合原料中のPS樹脂濃度を下げることに� �るため、PS樹脂の濃縮工程である静電分離が 困難となるという課題がある。具体的には、 原料中のPS樹脂の濃度が低い条件下でも、濃� ��が高い条件と同レベルの高純度なPS樹脂を� �収するために、異粒子間の帯電量の差を大� �くする必要がある。

 図3は、本発明の第1の実施の形態に係る� �電選別システムの選別性能を示すグラフ図� �ある。図3において、横軸はプラスチック混� ��原料のPP樹脂含有率を示し、縦軸はPS樹脂の 回収純度を示す。

 グラフG1は、本発明の第1の実施の形態に� ��る静電選別システムの回収純度を示す。ま� ��、グラフG2は、プラスチック混合原料にお� �るPP樹脂の濃度が低い場合における、PP樹脂� ��子の再循環を行なわない従来の静電選別シ� ��テムの回収純度を示す。また、グラフG3は� �プラスチック混合原料におけるPP樹脂の濃度 が高い場合における、PS樹脂粒子の再循環を� ��なわない従来の静電選別システムの回収純� ��を示す。また、A1は、従来の静電選別シス� �ムにおいて帯電されるプラスチック混合原� �のPP樹脂含有率の範囲を示す。A2は、本発明� ��第1の実施の形態に係る静電選別システムに おいて帯電されるプラスチック混合原料のPP� ��脂含有率の範囲を示す。

 グラフG3から分かるように、従来の静電� �別システムでは、PP樹脂粒子P2の割合がプラ� ��チック混合原料の25%を超えると、PS樹脂の� �収純度が大きく低下する。これは、前述の� �うに、原料中のPS樹脂の濃度の低下による選 別難易度の上昇の影響が、PP樹脂の濃度の上� ��による帯電量の増大の影響よりも大きく、P S樹脂を高純度に回収することが難しいため� �ある。

 そこで、製品として価値の低い少量成分� ��あるPP樹脂粒子P2を再循環させて多量成分で あるPS樹脂粒子P1の帯電を強化することに加� �て、帯電部3が受けるプラスチック混合原料� ��PP樹脂含有率に上限および下限を設けるこ� �が考えられる。

 具体的には、回収すべきPS樹脂粒子の回� �純度および回収率とPP樹脂粒子のプラスチッ ク混合原料における割合との相関を求め、回 収純度および回収率の目標値との関係などを 整理して、PP樹脂含有率の適切な目標範囲を� ��定する。

 たとえば、帯電部3が受けるプラスチック 混合原料のPP樹脂含有率の目標上限値を、PS� �脂の回収純度が低下し始める23%に設定する� �但し、先に仮定した条件では、プラスチッ� �混合原料中のPP樹脂含有率がバラツキを含め て20%程度以下であり、上限値の23%を下回るた め、PP樹脂含有率の上限を調整するための具� ��的措置は不要であった。すなわち、本発明� ��第1の実施の形態に係る静電選別システムで は、PP樹脂平均含有率が25%以下であるプラス� ��ック混合原料が選別対象となる。なお、PP� �脂含有率の上限を制御するための具体的措� �については、本発明の第2の実施の形態にお� ��て説明する。

 一方、PP樹脂含有率の適切な目標下限値� �設定は以下の通りである。すなわち、PP樹脂 粒子P2の再循環量の増大は、静電選別システ� ��の最大処理量の制約により、実質的に選別� ��理されるプラスチック混合原料の低減、お� ��び再循環部6を構成する設備の増大をもたら すため、基本的に好ましいものではない。そ こで、本発明の第1の実施の形態に係る静電� �別システムでは、PS樹脂の回収率として80%程 度を確保したいという目標との兼ね合いで、 帯電部3が受けるプラスチック混合原料のPP樹 脂含有率の目標下限値を15%に設定した。すな わち、外部から受けたPP樹脂含有率が15%以下� ��場合に再循環部6がPP樹脂粒子P2を再循環さ� �ることで帯電部3が受けるPP樹脂含有率が15%� �上になるように設定した。

 ここで、原料組成評価部7は、連続的或い は定期的に、少なくともPP樹脂についてのプ� ��スチック混合原料の組成情報を得る。そし� ��、再循環供給部13は、原料組成評価部7から� ��けた組成情報と、供給部1によるプラスチッ ク混合原料の供給流量情報とに基づいて、PP� ��脂粒子P2の再循環量を制御する。

 また、原料組成評価部7は、たとえば、赤 外線スペクトル等の分光法を用いた樹脂種の 特定あるいは試薬による湿式分析を用いた樹 脂種の特定などと、重量測定とを組み合わせ てプラスチック混合原料の組成情報を得る。 あるいは、原料組成評価部7は、スペクトル� �光法を用いてプラスチック粒子の樹脂種を� �々に特定し、それを基に個数ベースの組成� �報を算出し、これを活用する。

 なお、プラスチック混合原料の組成の短� ��間での大きな変動は通常稀であることから� ��本発明の第1の実施の形態に係る静電選別シ ステムが採用する高度な制御方式の代わりに 、一定量のPP樹脂粒子P2、たとえばプラスチ� �ク混合原料の5%に相当するPP樹脂粒子P2を再� �環する構成であっても、PP樹脂含有率が特に 低い場合における回収率の大きな低下を防ぐ 効果がある。これは、細かな回収率の維持向 上が必ずしも必要でない場合も同様である。

 また、静電選別システムは、プラスチッ� ��混合原料の特に大きな組成変動がある場合� ��手動で少量成分の再循環量を調整すること� ��可能な構成であってもよい。

 また、静電選別システムにおいて採用さ� ��た制御方式の要求に応じて、原料組成評価� ��7は、プラスチック混合原料におけるPP樹脂� ��ついての組成情報を高頻度に測定し、静電� ��別システム101の制御側に組成情報を提供す� ��自動分析機器であってもよい。

 また、プラスチック混合原料の組成が短� ��間で大きく変動しない場合、原料組成評価� ��7を用いる代わりに、投入原料のロット毎の 組成情報に基づいて少量成分の再循環量を決 定する構成であってもよい。また、上記組成 情報は、原料ロットの組成分析結果、ならび にプラスチック混合原料の元原料である廃却 された家電品および事務機械類などの廃却製 品の種別および数量などの、廃棄物処理シス テム上流側の情報により推定された組成情報 であってもよい。

 また、原料組成評価部7は、厳密な組成情 報を得る構成である必要は必ずしも無く、静 電分離部4で選別された各プラスチック成分� �なわちPS樹脂粒子P1、PP樹脂粒子P2および混合 粒子P3の重量配分に関わる情報等に基づいて� ��料組成を推定する構成であってもよい。具� ��的には例えば、予め得られた選別後の各プ� ��スチック成分の重量配分の組成依存性に関� ��る装置データ(重量配分と組成の相関データ )に対し、選別中の各時点で得られたPS樹脂粒 子P1、PP樹脂粒子P2および混合粒子P3の重量配� ��に関わるデータを参照することで、上記各� ��点でのプラスチック混合原料の推定組成を� ��ることができる。

 なお、本発明の第1の実施の形態に係る静 電選別システムでは、図1に示すように、回� �部5で回収された高純度なPP樹脂粒子P2の一部 を再循環部6へ送るように構成したが、これ� �限定するものではない。回収部5が、さらに� ��回収されたPP樹脂粒子を相対的に高純度なPP 樹脂粒子と相対的に低純度なPP樹脂粒子とに� ��分して回収し、低純度なPP樹脂粒子を再循� �部6へ送る構成であってもよい。PP樹脂粒子� �再循環はあくまで組成調整を目的とするた� �、プラスチック混合原料よりもPP樹脂組成が 高ければ効果が得られる。具体的には、混合 粒子P3(静電選別における中間成分)の近傍に� �下したPP樹脂粒子(模式的には図1において点� ��より左側のPP樹脂粒子)を再循環する方が、� ��品の純度管理および製品量の増大という点� ��有利である。再循環するPP樹脂は組成がた� �えば60%以上あれば十分利用可能である。

 次に、起動時の静電選別システム101の動作� ��説明する。
 静電選別システム101では、再循環したPP樹� �粒子P2を一定量貯蔵する貯蔵部12が設けられ� ��いる。そして、静電選別システム101の起動� ��には貯蔵部12が蓄えているPP樹脂粒子P2と供� ��部1から供給されるプラスチック混合原料と を必要に応じて適宜混合し、帯電部3におい� �帯電することにより、起動時から良好な回� �純度および回収率を得ることができる。

 そして、静電分離部4および回収部5によ� �て選別回収されたPP樹脂粒子P2は、貯蔵部12� �戻される。

 運用的には、たとえば、起動時には、再� ��環部6のデッドボリュームすなわち樹脂粒子 の流路の体積を勘案して定常運転時よりも多 めにPP樹脂粒子P2を貯蔵する。或いは、運転� �始後のみデッドボリューム分だけ定常運転� �よりも多いPP樹脂粒子P2を貯蔵部12に戻す。

 なお、静電選別システム101の導入直後の� ��動時においては、貯蔵部12を含めて少量成� �であるPP樹脂粒子P2は一切保有されていない� ��、以下のように取り扱えばよい。

 図2および図3に示すように、PP樹脂粒子P2� ��再循環させない場合でも、回収率は劣るも� ��の比較的高い純度で選別回収を行なうこと� ��可能である。選別後のPP樹脂粒子P2が多く含 まれる回収物を再循環部6を通して再循環し� �運転をしばらく継続することで、再循環部6� ��よって再循環されるPP樹脂粒子P2の純度が増 すため、定常運転が可能になる。プラント容 量にも依存するが、1時間~半日程度で定常運� ��に移ることが可能である。

 次に、本発明の他の実施の形態について� ��面を用いて説明する。なお、図中同一また� ��相当部分には同一符号を付してその説明は� ��り返さない。

 <第2の実施の形態>
 本実施の形態は、第1の実施の形態に係る静 電選別システムと比べて再循環させる樹脂粒 子を選択する機能を追加した静電選別システ ムに関する。以下で説明する内容以外は第1� �実施の形態に係る静電選別システムと同様� �ある。

 図4は、本発明の第2の実施の形態に係る静� �選別システムの構成を示す図である。
 図4を参照して、静電選別システム102は、本 発明の第1の実施の形態に係る静電選別シス� �ムと比べて、再循環部6の代わりに再循環部1 6を備える。再循環部16は、再循環切り替え部 11と、貯蔵部12と、再循環供給部13とを含む。

 再循環切り替え部11は、原料組成評価部7� ��よって得られたプラスチック混合原料の組� ��情報に基づいて、分離されたPP樹脂粒子P2を 貯蔵部12へ送るか、分離されたPS樹脂粒子P1を 貯蔵部12へ送るかを切り替える。すなわち、� ��電選別システム102では、再循環経路の導入� ��を切り替え可能とすることで、1個の再循環 部16を少量成分である樹脂粒子と多量成分で� ��る樹脂粒子とで共用している。なお、静電� ��別システムの使用頻度が高い場合などには� ��少量成分および多量成分でそれぞれ専用の� ��循環経路を設けてもよい。

 また、再循環供給部13は、原料組成評価� �7によって得られたプラスチック混合原料の� ��成情報に基づいて、帯電部3が受けるプラス チック混合原料中のPS樹脂の割合が所定範囲� ��なるように、帯電部3へ送るPS樹脂粒子P1お� �びPP樹脂粒子P2の量を制御する。

 ここでは、選別対象であるプラスチック� ��合原料の平均組成は、PS樹脂粒子82重量%、PP 樹脂粒子18重量%であり、±10ポイントの変動� �を有するものと仮定して説明する。

 静電選別システム102は、外部から受けた� ��ラスチック混合原料のPP樹脂含有率が規定� �であるたとえば15%よりも低い場合、少量成� �であるPP樹脂粒子P2の少なくとも一部を再循� ��部16によって帯電部3の上流側に再循環する� ��これにより、帯電部3が受けるプラスチック 混合原料の組成を選別に有利な組成、たとえ ばPP樹脂粒子P2の割合が15重量%以上である状� �を保つ。

 また、静電選別システム102では、外部か� ��受けたプラスチック混合原料のPP樹脂含有� �が規定値であるたとえば21%よりも高い場合� �多量成分であるPS樹脂粒子P1の少なくとも一� ��を再循環部16によって帯電部3の上流側に再� ��環する。これにより、帯電部3が受けるプラ スチック混合原料の組成を選別に有利な組成 、たとえばPP樹脂粒子P2の割合が21重量%以下� �ある状態を保つ。

 ここで、再循環量は、原料組成評価部7に よって得られるプラスチック混合原料の組成 情報と、供給部1によるプラスチック混合原� �の供給流量とに基づいて決定される。

 図5は、本発明の第2の実施の形態に係る� �電選別システムの選別性能を示すグラフ図� �ある。図5において、横軸はプラスチック混� ��原料のPP樹脂含有率を示し、縦軸はPS樹脂の 回収率を示す。

 グラフG1は、本発明の第2の実施の形態に� ��る静電選別システムの回収率を示す。また� ��グラフG2は、再循環を行なわない従来の静� �選別システムの回収率を示す。また、A1は、 従来の静電選別システムにおいて帯電される プラスチック混合原料のPP樹脂含有率の範囲� ��示す。A2は、本発明の第2の実施の形態に係� ��静電選別システムにおいて帯電されるプラ� ��チック混合原料のPP樹脂含有率の範囲を示� �。

 静電選別システム102では、少量成分であ� ��PP樹脂粒子P2の含有率が相対的に低い場合、 本発明の第1の実施の形態に係る静電選別シ� �テムと同様に、選別後のPP樹脂粒子P2を再循� ��して帯電部3が受けるプラスチック混合原料 のPP樹脂含有率を上げることにより、PS樹脂� �子P1の回収率を向上させることができる。

 図6は、本発明の第2の実施の形態に係る� �電選別システムの選別性能を示すグラフ図� �ある。図6において、横軸はプラスチック混� ��原料のPP樹脂含有率を示し、縦軸はPS樹脂の 回収純度を示す。

 グラフG1は、本発明の第2の実施の形態に� ��る静電選別システムの回収純度を示す。ま� ��、グラフG2は、再循環を行なわない従来の� �電選別システムの回収純度を示す。また、A1 は、従来の静電選別システムにおいて帯電さ れるプラスチック混合原料のPP樹脂含有率の� ��囲を示す。A2は、本発明の第2の実施の形態� ��係る静電選別システムにおいて帯電される� ��ラスチック混合原料のPP樹脂含有率の範囲� �示す。

 先に仮定した条件では、プラスチック混� ��原料のPP樹脂含有率は、PS樹脂の回収純度を 低下させる比較的高濃度なレベルまで変動し ている。

 すなわち、再循環を行なわない従来の静� ��選別システムでは、少量成分であるPP樹脂� �子P2の濃度が上昇すると、製品であるPS樹脂� ��回収純度が大きく低下する。

 しかしながら、本発明の第2の実施の形態 に係る静電選別システムでは、再循環切り替 え部11は、原料組成評価部7から受けたプラス チック混合原料の組成情報により、PP樹脂含� ��率がたとえば21%を超えると、選別後の多量� ��分であるPS樹脂粒子P1を貯蔵部12へ送る。す� ��わち、多量成分であるPS樹脂粒子P1を帯電部 3の上流側に再循環させることにより、帯電� �3が受けるプラスチック混合原料の組成を選� ��に有利な組成、たとえば少量成分であるPP� �脂粒子P2の割合が21重量%以下である状態を保 つ。これにより、グラフG1で示すように、98%� ��PS回収純度を維持することができる。

 一方、図5を参照して、本発明の第2の実� �の形態に係る静電選別システムでは、選別� �れた高純度な製品すなわちPS樹脂粒子P1の一� ��を原料側に再循環させるため、グラフG1で� �すように、PS樹脂の回収率がやや低下する。 しかしながら、再資源化された樹脂を新品の 樹脂と近いレベルで再利用するためには、高 い純度で選別回収を行なう必要がある。プラ スチック混合原料の組成が大きく変動する場 合には、本発明の第2の実施の形態に係る静� �選別システムが奏する効果は大きい。

 その他の構成および動作は第1の実施の形 態に係る静電選別システムと同様であるため 、ここでは詳細な説明を繰り返さない。した がって、本発明の第2の実施の形態に係る静� �選別システムでは、種々の混合原料を、低� �ストで、安定して高純度、高回収率かつ高� �率に選別することができる。

 次に、本発明の他の実施の形態について� ��面を用いて説明する。なお、図中同一また� ��相当部分には同一符号を付してその説明は� ��り返さない。

 <第3の実施の形態>
 本実施の形態は、第1の実施の形態に係る静 電選別システムと比べて混合プラスチック原 料中の微粉を除去する機能を追加した静電選 別システムに関する。以下で説明する内容以 外は第1の実施の形態に係る静電選別システ� �と同様である。

 図7は、本発明の第3の実施の形態に係る静� �選別システムの構成を示す図である。
 図7を参照して、静電選別システム103は、本 発明の第1の実施の形態に係る静電選別シス� �ムと比べて、さらに、微粉除去部8を備える� ��

 微粉除去部8は、外部から受けたプラスチ ック混合原料に含まれるプラスチック微粉を 除去し、除去後のプラスチック混合原料を供 給部1へ送る。

 供給部1は、微粉除去部8から受けたプラ� �チック混合原料を乾燥処理部2へ送り、かつ� ��燥処理部2へ送るプラスチック混合原料の量 を制御する。

 ここでは、選別対象であるプラスチック� ��合原料の平均組成は、PS樹脂粒子90重量%、PP 樹脂粒子10重量%であるものと仮定して説明す る。

 微粉除去部8は、プラスチック微粉を除去 することにより、帯電部3における帯電を阻� �しないようなレベルにプラスチック混合原� �の微粉含有量を維持する。

 プラスチック混合原料には、規格寸法以� ��の破砕片として、微粒子、および微粒子よ� ��更に微小な微粉が含まれる。本発明の第3の 実施の形態に係る静電選別システムは、第1� �、静電気力でプラスチック粒子表面に強固� �固着する微粉が、プラスチック粒子の帯電� �大きな悪影響を与えるという新たな知見に� �づく。第2に、その悪影響はプラスチック混� ��原料の組成が偏るほど顕著になるというも� ��一つの新たな知見に基づく。

 ここで、微粉は、目の開き0.3mm以下の篩(� ��るい)を通過する微粒子として定義する。す なわち、微粉除去部8は、0.3mm以下の径を有す るプラスチック微粉を除去する。

 図8は、プラスチック混合原料の微粉含有 率とPS/PP混合プラスチック粒子の帯電特性と� ��関係を示すグラフ図である。図8において、 横軸はプラスチック混合原料の微粉含有率を 示し、縦軸はPS/PP混合プラスチック粒子の帯� ��密度差すなわちPS樹脂粒子-PP樹脂粒子間の� �電密度の差を示す。また、P1,P2,P3はプラスチ ック混合原料のPP樹脂含有率がそれぞれ10重� �%,25重量%,50重量%である場合を示す。

 図8における縦軸の帯電密度差は、本材料 系では、正に帯電するPS樹脂粒子P1と、負に� �電するPP樹脂粒子P2との間の帯電密度の差で� ��り、この帯電密度差が本材料系を静電選別� ��る駆動力になる。本材料系で高い回収率を� ��持しつつPS樹脂の回収純度が98%レベルであ� �静電選別を行なうためには、図8においてDで 示すように、経験的に1nC/cm2程度以上の帯電� �度差が要求される。この1nC/cm2程度以上の帯� ��密度差を達成するには、PP樹脂含有率が10重 量%の場合には、微粉含有率を0.015%程度以下� �保つ必要がある。また、PP樹脂含有率が25重� ��%の場合には、微粉含有率を0.05%程度以下に� ��つ必要がある。

 このように、帯電部3が受けるプラスチッ ク混合原料のPP樹脂含有率が高いほど帯電し� ��すく、プラスチック混合原料の微粉含有を� ��容する傾向がある。このため、静電選別シ� ��テムがPP樹脂粒子P2の再循環を行なう場合に は、微粉除去部8によって微粉含有率をたと� �ば0.03%以下にすれば、PS/PP混合プラスチック� ��子の十分な帯電密度差を得ることができる� ��

 本発明の第3の実施の形態に係る静電選別 システムでは、回収部5で回収されたPP樹脂粒 子P2を再循環部6によって帯電部3の上流側に� �循環し、PP樹脂濃度の調整目標範囲の下限値 をたとえば10%に設定して静電選別システムを 動作させる。そして、さらに、微粉除去部8� �よってプラスチック混合原料の微粉含有率� �0.015%以下に保つ。

 図9は、PS/PP混合プラスチック粒子の帯電� ��間と帯電密度差との関係を示すグラフ図で� ��る。図9において、横軸はPS/PP混合プラスチ� ��ク粒子の帯電時間を示し、縦軸はPS/PP混合� �ラスチック粒子の帯電密度差を示す。また� �P11は、微粉除去部8を備え、再循環部6を備え ないと仮定した場合の静電選別システム103の 帯電密度差を示す。P12は、微粉除去部8およ� �再循環部6を備える静電選別システム103の帯� ��密度差を示す。P13は、微粉除去部8および再 循環部6を備えない従来の静電選別システム� �帯電密度差を示す。

 図8および図9を参照して、微粉除去部8に� ��って微粉含有率をさらに0.01%以下にすれば� �PS/PP混合プラスチック粒子の帯電量が一層強 化される(図8のP1)。これにより、プラスチッ� ��混合原料のPP樹脂含有率が10%未満の場合で� �、PP樹脂粒子P2の再循環量を削減した状態に� ��いて高性能で安定な静電選別が可能になる� ��あるいは、PP樹脂粒子P2の再循環を行なわな い構成であっても、高性能で安定な静電選別 が可能になる(図9のP11)。また、PP樹脂粒子P2� �含有率が25%を越えるような場合でも、帯電� �度差を増大させることができ、PS樹脂の回収 純度の低下を緩和することができる。その結 果、PP樹脂濃度の調整目標範囲の上限値につ� ��ての制約を緩和することができる。

 なお、微粉除去部8を備えず、原料中の微 粉量を管理しない従来の静電選別システムで は、微粉含有率がたとえば0.03%-0.1%の範囲と� �る。このため、プラスチック混合原料の組� �が偏っており、かつ微粉量が多い場合には� �十分な帯電密度差が得られない場合がある� �すなわち、本発明の第3の実施の形態に係る� ��電選別システムでは、選別性能の安定化を� ��ることができる。

 本発明の第3の実施の形態に係る静電選別 システムが本発明の第1の実施の形態に係る� �電選別システムと比べてさらに優位な点は� �帯電を阻害する微粉を除去することにより� �PP樹脂粒子P2の再循環量をさらに低減するか� ��あるいはPP樹脂粒子P2の再循環を不要とする 点にある。

 すなわち、本発明の第3の実施の形態に係 る静電選別システムでは、たとえば乾燥処理 部2および帯電部3を流通するプラスチックの� ��量は、プラスチック混合原料を1重量部とす ると、再循環部6によるPP樹脂粒子P2の再循環� ��を合わせても1~1.1重量部程度である。これ� �より、乾燥処理部2および帯電部3を流通する プラスチックの総量をプラスチック混合原料 の倍程度から5倍程度にする必要がある従来� �静電選別システムと比べ、プラスチック混� �原料の処理量を約倍から約5倍にすることが� ��きる。そして、帯電の前処理として必要な� ��燥処理に要するエネルギーを、再循環量が� ��ない分だけ削減することができる。

 また、本発明の第1ないし第3の実施の形� �に係る静電選別システムは、補助材を半永� �的に循環させる従来の静電選別システムと� �異なり、PP樹脂粒子P2の平均的な循環回数が3 回程度である。これにより、帯電部3および� �電分離部4の湿度等の動作環境にも依存する� ��、PP樹脂粒子P2の循環回数を少なくすること ができるため、再循環させるPP樹脂粒子P2の� �燥処理および微粉除去は必ずしも必要でな� �、乾燥処理に要するエネルギーをさらに削� �することができる。

 すなわち、従来の静電選別システムでは� ��多量の補助材が必要であり、再循環するプ� ��スチック粒子の吸湿および磨耗劣化が避け� ��れないことから、乾燥処理等の再生処理が� ��可欠である。一方、たとえば、本発明の第3 の実施の形態に係る静電選別システムでは、 図7に示す点線の矢印のように、再循環供給� �13は、貯蔵部12に蓄えられたPP樹脂粒子P2を直 接帯電部3へ送る構成とすることができる。� �のような構成により、乾燥処理に要するエ� �ルギーを従来の静電選別システムと比べて� �半減することができる。

 図10は、プラスチック混合原料に含まれ� �微粒子および微粉の条件と帯電性との関係� �示す図である。

 図10では、プラスチック混合原料に含ま� �る破砕片のうち、粒子径0.3mm-2mmと相対的に� �きい微粒子と、粒子径0.3mm以下と相対的に小 さい微粉との帯電性への影響度が比較されて いる。なお、ここでは、正規のプラスチック 粒子の大きさを2mm以上と規定している。

 図10を参照して、偏った組成を有するプ� �スチック混合原料では、微粒子を除去して� �帯電性に大きな改善はみられなかった。

 一方、0.3mm以下の径を有する微粉の含有� �の低減に伴い、帯電性が大きく改善した。� �れは、径の小さな微粉はクーロン力で強固� �プラスチック粒子表面に固着して帯電につ� �て活性な部位を覆い、摩擦帯電においても� �着が外れないことから、帯電を阻害するか� �である。

 0.3mmを超える径を有する微粒子は、帯電� �の阻害効果が顕著でない。これは、摩擦帯� �における振動などで固着が外れるためと考� �られる。

 上記の原理に基づけば、微粉除去部8とし ては、微粉の帯電が維持されるために効果的 に微粉を除去できない乾式の加振/篩タイプ� �ものよりも、帯電荷が必然的に放電される� �式の洗浄タイプの方が有効である。

 ここでは、水槽中にプラスチック原料を� ��入し、5分間揺動を与え、その後洗浄し乾燥 することで、微粉付着量をほぼ無くすことが できた。このような処理で微粉付着率を0.005% 程度以下に保つことにより、たとえばPP樹脂� ��子10重量%であるプラスチック混合原料を用� ��る場合、少量成分であるPP樹脂粒子の含有� �を増加させなくても、すなわちPP樹脂粒子P2� ��再循環を行なわなくても、必要最低限の帯� ��量を確保することができる。但し、少量成� ��の含有率を増加することにより、帯電量の� ��度確保および選別の高精度化、ならびに図9 のP12で示すように帯電の高速化が可能になる 。

 ところで、静電選別システム103の上流側� ��あるプラスチック混合原料の供給側では、� ��述したような比重選別処理が行なわれたり� ��破砕粒子混合物の洗浄が行なわれたりする� ��例がある。

 たとえば、静電選別システム103の上流側� ��おいて上記のような湿式操作を行なうシス� ��ムに、微粉除去部8の機能を兼ねさせること が可能である。すなわち、静電選別システム 103が受けるプラスチック混合原料中の微粉含 有量が設定値以下である状態を確保すること により、静電選別システム103を簡略化するこ とができる。

 図11は、本発明の第3の実施の形態に係る� ��電選別システムの変形例の構成を示す図で� ��る。

 図11を参照して、静電選別システム104は� �静電選別システム103と比べて、微粉除去部8� ��代わりに微粉計測部9を備える。

 微粉計測部9は、外部から受けたプラスチ ック混合原料に含まれるプラスチック微粉量 を計測または推定する。すなわち、微粉計測 部9は、定期的あるいは不定期にプラスチッ� �混合原料の微粉含有量を計測または推定し� �静電選別システム104内の図示しない制御部� �の他ブロック、および必要に応じて静電選� �システム104の上流側の湿式操作を行なうシ� �テム等へ計測または推定した微粉含有量を� �ィードバックする。

 微粉計測部9は、たとえば、所定量のプラ スチック試料を所定容積のたとえば水、水溶 液またはイオン性溶媒と共に容器に導入し、 揺動または超音波などによる振動処理を与え 、その後、液側に移動させた微粉の量を光学 的または重量などによる分析手段で定期的に 定量化する。その際重要な点は、帯電性に影 響を与えない微粒子ではなく帯電の阻害要因 となる微粉の量を的確に評価することである 。すなわち、プラスチック試料と液側とを分 ける際に0.1mm~0.3mm程度の目の開きを有する篩� ��たはフィルターで漉し分けることにより、� ��粉量のみを定量化することができる。

 なお、本発明の第3の実施の形態に係る静 電選別システムでは、微粉の定義の閾値およ び微粉量評価の閾値として粒径0.3mmを用いた� ��、現実的には破砕形状が不定形になること� ��ら一つの数字で閾値を代表することは困難� ��ある。

 たとえば、本発明の第3の実施の形態に係 る静電選別システムにおいて、粒径0.1mm以上� ��微粒子が除去されたプラスチック混合原料� ��用いて帯電試験をした場合、帯電不良は、� ��径0.1mm以上の微粒子の除去を行なわない場� �と殆ど同じであった。すなわち、この場合� �は閾値を粒径0.1mm程度に設定することになる 。したがって、このようなプラスチック混合 原料を用いる場合には、微粉を定義するため の閾値は、粒径0.1mm-0.3mm程度の範囲で設定す� ��。ここでは、より安全に、閾値を粒径0.3mm� �下に設定した場合を説明した。

 なお、この閾値の粒径は材料系の組合せ� ��よび帯電部3の仕様などにも依存すると考え られ、また、粒径の定義方法にも依存する。 したがって、本発明の第3の実施の形態に係� �静電選別システムの個々の適用事例におい� �は、実験などで評価することで必要に応じ� �範囲の閾値領域を認識し、この閾値範囲に� �づいて微粉の閾値を設定すればよい。

 重要なことは、帯電を阻害する微粉の存� ��を認識することであり、また、含有量に限� ��ば微粒子は微粉に比べ圧倒的に多量である� ��方、帯電を阻害するのは一桁以上少量の微� ��であることである。したがって、微粒子に� ��目した既存の粉塵除去装置および粉塵含有� ��の管理手法は、現象の本質に立脚していな� ��点で、特に偏った組成を有する混合プラス� ��ックの選別処理を行なう場合に有効でない� ��

 たとえば、前述の帯電試験では、0.1mm以� �の微粉の含有率が0.015%であったのに対し、0. 1mm-1.5mmの微粒子の含有率は0.5%であった。そ� �て、前述のように0.1mm-1.5mmの微粒子を多量に 除去しても、0.015%存在する微粉の影響で帯電 特性は改善しなかった。

 静電選別用途に提案されている従来例(特 開2003-103198号公報(特許文献5)参照)の粉塵分離 装置は、微粉の除去を目的とせず、また、粉 塵分離処理後の混合プラスチック中の粉塵含 有率が0.4%もあり、特に偏った組成を有する� �合プラスチックの静電選別には有効でない� �

 その他の構成および動作は第1の実施の形 態に係る静電選別システムと同様であるため 、ここでは詳細な説明を繰り返さない。した がって、本発明の第3の実施の形態に係る静� �選別システムでは、種々の混合原料を、低� �ストで、安定して高純度に選別することが� �きる。

 次に、本発明の他の実施の形態について� ��面を用いて説明する。なお、図中同一また� ��相当部分には同一符号を付してその説明は� ��り返さない。

 <第4の実施の形態>
 本実施の形態は、第1の実施の形態に係る静 電選別システムと比べて処理効率を向上させ た静電選別システムに関する。以下で説明す る内容以外は第3の実施の形態に係る静電選� �システムと同様である。

 図12は、本発明の第4の実施の形態に係る静� ��選別システムの構成を示す図である。
 図12を参照して、静電選別システム105は、� �発明の第3の実施の形態に係る静電選別シス� ��ムと比べて、帯電部3および静電分離部4の� �わりに帯電部23および静電分離部24を備える� ��

 静電選別システムの実用運転においては� ��生産性の視点から、処理時間を律速する帯� ��時間の短縮化が重要である。

 偏った組成を有する原料粒子では、異成� ��粒子同士の衝突頻度が少ないため、原料粒� ��が1:1の混合比を有する場合と比べて相対的� ��長い帯電時間を要する。さらに、原料粒子� ��微粉が含まれる場合には、衝突の有効度が� ��少するため、帯電が長時間化する。

 このように偏った組成を有するプラスチ� ��ク混合原料を回収純度98%程度の高純度で回� ��するには、たとえば30分程度の十分な帯電� �間が必要である。したがって、偏った組成� �有するプラスチック混合原料について高純� �な回収を行なう場合、帯電部の帯電容器と� �てバッチ処理方式の帯電容器を用いる構成� �一般的である。

 一方、本発明の第3の実施の形態に係る静 電選別システムでは、先に述べたように原料 組成の最適化および帯電を阻害する微粉の高 度除去によって帯電を活性化していることか ら、帯電を高速化できる利点がある。

 図9を参照して、実質的に微粉が無い条件 、たとえば本発明の第3の実施の形態に係る� �電選別システムによって微粉含有率が0.005%� �度以下に保たれる条件では、0.1~0.2時間のよ� ��な短い帯電時間でも静電選別処理において� ��分な帯電量を得ることができる。

 さらに、少量成分であるPP樹脂粒子P2の再 循環によってPP樹脂含有率を適正値、たとえ� ��帯電部23が受ける混合プラスチックのPP樹脂 粒子含有率を25%に保つことで、さらに帯電量 を増大し、短時間で高精度な静電選別を行な うことができる。

 そして、このような短い帯電時間であれ� ��、連続供給・排出型の帯電容器を採用する� ��とができるため、処理時間の短縮およびシ� ��テム運用の簡素化を同時に実現することが� ��きる。

 すなわち、本発明の第4の実施の形態に係 る静電選別システムにおいて、帯電部23がプ� ��スチック混合原料の受け入れおよび帯電と� ��帯電したプラスチック混合原料の静電分離� ��4への排出とを並行して行なう。これにより 、帯電部23および静電分離部24は、プラスチ� �ク混合原料の帯電およびPS樹脂粒子P1とPP樹� �粒子P2との分離を並行して行なうことができ る。

 バッチ運転用すなわちバッチ処理方式の� ��電容器を用いる場合には、具体的には、帯� ��容器が一系列であると、帯電処理中は静電� ��離部24などの他の機器が休止する一方で、� �電粒子の排出中は逆に帯電処理を行なえな� �欠点がある。このため、帯電時間が長くな� �ことに加えて、システム運用面のロスがさ� �に加わる欠点がある。

 しかしながら、連続供給・排出型の帯電� ��器の場合には、帯電部23および静電分離部24 が常に連続的に動作しているため、システム 運用面のロスが生じない。

 このような連続供給・排出型の帯電容器� ��、たとえば円筒型の既存バッチ型の帯電容� ��において入口および出口を設置して常時開� ��して運用する構成、サイクロン式の帯電容� ��および配管壁で摩擦帯電する摩擦帯電容器� ��利用可能である。さらに、バッチ処理方式� ��帯電容器を2系列設け、一方の系列がプラス チック混合原料の受け入れおよび帯電処理を 行ない、他方の系列がプラスチック混合原料 の排出を行ない、これらの処理を両系列間で 切り替える構成が利用可能である。

 その他の構成および動作は第1の実施の形 態に係る静電選別システムと同様であるため 、ここでは詳細な説明を繰り返さない。した がって、本発明の第4の実施の形態に係る静� �選別システムでは、種々の混合原料を、低� �ストで、安定して高純度に選別することが� �きる。

 今回開示された実施の形態はすべての点� ��例示であって制限的なものではないと考え� ��れるべきである。本発明の範囲は上記した� ��明ではなくて請求の範囲によって示され、� ��求の範囲と均等の意味および範囲内でのす� ��ての変更が含まれることが意図される。