JP3401487B2 - 磁気アルキメデス効果によるプラスチック混合物の分別方法 - Google Patents
磁気アルキメデス効果によるプラスチック混合物の分別方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気アルキメデス
効果によるプラスチック混合物の分別方法に関する。
効果によるプラスチック混合物の分別方法に関する。
【０００２】
【従来技術】反磁性磁気浮上についてはすでにいくつか
の報告があるり（E. Beaugnon andR. Tournier、 Natur
e、 vol.349、 p.470 (1991年)）、水滴や、プラスチッ
クの空中での浮上が知られている。また、浮遊媒体を常
磁性気体(酸素ガス)とすると、より弱い磁場での反磁性
浮上が可能なこと、場合によっては、常磁性体の浮上も
可能なことが報告されている(Ikezoe et al.、 Natur
e、 vol.393、 p749 (1998年))。この現象は磁気アルキ
メデス効果と名づけられている。磁気アルキメデス効果
による浮上においては、被浮遊体に直接作用する重力と
磁気力、および常磁性浮遊媒体により被浮遊体表面を通
じ作用する浮力と磁気力が釣り合っている。本発明は、
磁気アルキメデス効果を用いて固形プラスチック混合物
を分別する方法に関するものである。磁気アルキメデス
効果とは、磁場中に置かれた支持液体中の浮遊物に働く
力：（１）重力、（２）浮力、（３）浮遊物に直接作用
する磁気力および（４）液体より働く磁気浮力の４つの
間の釣合いを指す。
の報告があるり（E. Beaugnon andR. Tournier、 Natur
e、 vol.349、 p.470 (1991年)）、水滴や、プラスチッ
クの空中での浮上が知られている。また、浮遊媒体を常
磁性気体(酸素ガス)とすると、より弱い磁場での反磁性
浮上が可能なこと、場合によっては、常磁性体の浮上も
可能なことが報告されている(Ikezoe et al.、 Natur
e、 vol.393、 p749 (1998年))。この現象は磁気アルキ
メデス効果と名づけられている。磁気アルキメデス効果
による浮上においては、被浮遊体に直接作用する重力と
磁気力、および常磁性浮遊媒体により被浮遊体表面を通
じ作用する浮力と磁気力が釣り合っている。本発明は、
磁気アルキメデス効果を用いて固形プラスチック混合物
を分別する方法に関するものである。磁気アルキメデス
効果とは、磁場中に置かれた支持液体中の浮遊物に働く
力：（１）重力、（２）浮力、（３）浮遊物に直接作用
する磁気力および（４）液体より働く磁気浮力の４つの
間の釣合いを指す。
【０００３】プラスチック廃棄物をリサイクルあるいは
小さな環境負荷条件下で回収・廃棄処分するためには分
別が必要である。この目的のために、これまでに非分別
プラスチック廃棄物のスペクトルパターンを高速認識す
ることによる分別方法が提案されている。また、磁場を
用いた分離法としては、磁気アルキメデス効果を用い
て、高圧酸素ガス中での粉体の分離方法が報告されてい
る。
小さな環境負荷条件下で回収・廃棄処分するためには分
別が必要である。この目的のために、これまでに非分別
プラスチック廃棄物のスペクトルパターンを高速認識す
ることによる分別方法が提案されている。また、磁場を
用いた分離法としては、磁気アルキメデス効果を用い
て、高圧酸素ガス中での粉体の分離方法が報告されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大量の
プラスチック廃棄物あるいはリユーザブル部品を高速か
つ安価に分別するためには、従来技術の方法では不十分
であった。
プラスチック廃棄物あるいはリユーザブル部品を高速か
つ安価に分別するためには、従来技術の方法では不十分
であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々の反磁
性プラスチック粒子がそれらの磁化率および密度に基づ
いて、常磁性支持液体中で異なる位置において重力と釣
り合い浮上することを見いだした。さらに該液体を流動
させることにより、分別を連続的に行いえることを可能
とすることを見出した。
性プラスチック粒子がそれらの磁化率および密度に基づ
いて、常磁性支持液体中で異なる位置において重力と釣
り合い浮上することを見いだした。さらに該液体を流動
させることにより、分別を連続的に行いえることを可能
とすることを見出した。
【０００６】即ち、本発明は、固形プラスチック混合物
の固形プラスチック成分を種類ごとに分別する方法に関
し、支持液体中に浮遊または沈降させた複数種類の反磁
性固形プラスチック粒子からなる固形プラスチック混合
物に勾配磁場を印加することにより、該複数種類のプラ
スチック粒子の反磁性磁化率および密度およびそれら間
の反磁性磁化率および密度の差異に基づいて、各プラス
チック粒子をその種類に応じた位置に定置せしめ、固形
プラスチック混合物の固形プラスチック粒子を種類ごと
に分別することを特徴とする。
の固形プラスチック成分を種類ごとに分別する方法に関
し、支持液体中に浮遊または沈降させた複数種類の反磁
性固形プラスチック粒子からなる固形プラスチック混合
物に勾配磁場を印加することにより、該複数種類のプラ
スチック粒子の反磁性磁化率および密度およびそれら間
の反磁性磁化率および密度の差異に基づいて、各プラス
チック粒子をその種類に応じた位置に定置せしめ、固形
プラスチック混合物の固形プラスチック粒子を種類ごと
に分別することを特徴とする。
【０００７】本発明の固形プラスチック混合物の固形プ
ラスチック粒子分別方法の好ましい実施態様として、以
下のものがある。 （１）支持液体が、常磁性である。 （２）支持液体として常磁性無機塩の水溶液を用いる。
常磁性液体を用いることにより、比較的弱い磁場で浮上
が可能となる。また、多くの場合、無機水溶液はプラス
チックを溶解させず、また安価に入手可能である。な
お、本発明の分別方法においては、最も典型的には支持
液体が常磁性、プラスチック粒子が反磁性とすることが
好ましいが、支持液体及びプラスチック粒子のどのよう
な組み合わせも原理的には可能である。ただし、プラス
チックが常磁性というケースはほとんど無い。両者共反
磁性という場合には、強磁場が必要となるが、分別は可
能である。 （３）支持液体を流動させることにより分別を連続的に
行う。この場合には、分別工程を止めることなく実施で
き、大量のプラスチック廃棄物を処理できるという利点
がある。
ラスチック粒子分別方法の好ましい実施態様として、以
下のものがある。 （１）支持液体が、常磁性である。 （２）支持液体として常磁性無機塩の水溶液を用いる。
常磁性液体を用いることにより、比較的弱い磁場で浮上
が可能となる。また、多くの場合、無機水溶液はプラス
チックを溶解させず、また安価に入手可能である。な
お、本発明の分別方法においては、最も典型的には支持
液体が常磁性、プラスチック粒子が反磁性とすることが
好ましいが、支持液体及びプラスチック粒子のどのよう
な組み合わせも原理的には可能である。ただし、プラス
チックが常磁性というケースはほとんど無い。両者共反
磁性という場合には、強磁場が必要となるが、分別は可
能である。 （３）支持液体を流動させることにより分別を連続的に
行う。この場合には、分別工程を止めることなく実施で
き、大量のプラスチック廃棄物を処理できるという利点
がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】まず、本発明の原理について説明
する。磁場中に置かれた支持液体中に浮遊する固形プラ
スチックに働く力は（１）重力、（２）浮力、（３）固
形プラスチックに直接作用する磁気力および（４）液体
より働く磁気浮力の４つである（Trans. MRS-J、 24
[1] 77 (2000)）。従って、これらの力が釣り合う点
で、固形プラスチックは浮遊・停止する。その浮遊/停
止条件は、
する。磁場中に置かれた支持液体中に浮遊する固形プラ
スチックに働く力は（１）重力、（２）浮力、（３）固
形プラスチックに直接作用する磁気力および（４）液体
より働く磁気浮力の４つである（Trans. MRS-J、 24
[1] 77 (2000)）。従って、これらの力が釣り合う点
で、固形プラスチックは浮遊・停止する。その浮遊/停
止条件は、
【数１】
である。ここで、ｇは重力加速度、μ0は真空の透磁
率、Ｂは磁束密度、ｚは磁場中心z＝０を基準にした鉛
直位置座標であり、ｚ＝０の鉛直方向上方および下方を
それぞれ“＋”と“−”で示す。
率、Ｂは磁束密度、ｚは磁場中心z＝０を基準にした鉛
直位置座標であり、ｚ＝０の鉛直方向上方および下方を
それぞれ“＋”と“−”で示す。
【０００９】また、各々固形プラスチック成分および液
体の密度差および磁化率の差は、それぞれ、 Δρ＝ρ1−ρ2 (2a) Δχ＝χ1−χ2 (2b) であり、ρ1、ρ2 は各々固形プラスチック成分および
液体の密度、χ1、χ2は各々固形プラスチックおよび液
体の磁化率である。今、支持液体には常磁性体を考えて
いるのでχ2＞０、 他方、各プラスチック成分は反磁性
体であるのでχ1＜０、即ちΔχ＜０である。
体の密度差および磁化率の差は、それぞれ、 Δρ＝ρ1−ρ2 (2a) Δχ＝χ1−χ2 (2b) であり、ρ1、ρ2 は各々固形プラスチック成分および
液体の密度、χ1、χ2は各々固形プラスチックおよび液
体の磁化率である。今、支持液体には常磁性体を考えて
いるのでχ2＞０、 他方、各プラスチック成分は反磁性
体であるのでχ1＜０、即ちΔχ＜０である。
【００１０】図１(ａ)は用いた磁石構成をしめし、図1
(ｂ)に、磁場中心ｚ＝０を基準にした鉛直位置に対する
磁束密度分布Ｂおよび磁気力BdB/dzとの関係を示す。磁
石としては、水平方向の磁場を発生する電磁石(玉川製
作所製)を用い、その中心より上下に外れた位置での磁
場勾配を用いた。図１(ｂ)には、２つの磁極(ポールピ
ース)間の中心（磁場中心）ｚ＝０を基準にした鉛直位
置に対する磁束密度分布Ｂおよび磁気力BsB/dzとの関係
を示す。中心磁束密度は2.1T、磁束密度分布は、玉川製
作所より提供されたものを使用し、磁気力は、提供され
て磁束密度を数値微分して得た。図1（ｂ）中、実線は
磁束密度分布、破線は磁気力を示す。
(ｂ)に、磁場中心ｚ＝０を基準にした鉛直位置に対する
磁束密度分布Ｂおよび磁気力BdB/dzとの関係を示す。磁
石としては、水平方向の磁場を発生する電磁石(玉川製
作所製)を用い、その中心より上下に外れた位置での磁
場勾配を用いた。図１(ｂ)には、２つの磁極(ポールピ
ース)間の中心（磁場中心）ｚ＝０を基準にした鉛直位
置に対する磁束密度分布Ｂおよび磁気力BsB/dzとの関係
を示す。中心磁束密度は2.1T、磁束密度分布は、玉川製
作所より提供されたものを使用し、磁気力は、提供され
て磁束密度を数値微分して得た。図1（ｂ）中、実線は
磁束密度分布、破線は磁気力を示す。
【００１１】図２は、三井化学製シンジオタクチックポ
リプロピレン（ＳＰΡＰ）、及び以下旭化成製のスチレ
ン−ブダジエン共重合体（ＳＢ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）およびスチレン−アクリロニトリル共重合体（Ｓ
Ａ）（各々直径約５mm、１粒づつ）からなるプラスチッ
ク混合物を、直径２cmの試験管中の支持溶媒中（塩化マ
ンガン水溶液、約11 wt%）に浮遊させて、該試験管を磁
石の下方より磁場中心に近づけた場合に各プラスチック
成分が分離・停止した状態を模式的に示す。分離状態は
ほぼ瞬時に達成された。分離状態を模式的に示す。磁気
力B(dB/dz)は磁場中心より上方では負、下方では正であ
るから、Δρ＞０の場合は磁場中心より上方で、逆にΔ
ρ＜０の場合には磁場中心より下方で釣り合いが達成さ
れる。次の条件、 ｜BdB/dz｜＜｜μ0gΔρ/Δχ｜ では、安定な釣り合い点は存在しない。（１）式より明
らかなように、極大値より外側での磁気力Bdb/dzの変化
が緩やかな程、釣り合い位置の空間分解能が上がること
が分かる。
リプロピレン（ＳＰΡＰ）、及び以下旭化成製のスチレ
ン−ブダジエン共重合体（ＳＢ）、ポリスチレン（Ｐ
Ｓ）およびスチレン−アクリロニトリル共重合体（Ｓ
Ａ）（各々直径約５mm、１粒づつ）からなるプラスチッ
ク混合物を、直径２cmの試験管中の支持溶媒中（塩化マ
ンガン水溶液、約11 wt%）に浮遊させて、該試験管を磁
石の下方より磁場中心に近づけた場合に各プラスチック
成分が分離・停止した状態を模式的に示す。分離状態は
ほぼ瞬時に達成された。分離状態を模式的に示す。磁気
力B(dB/dz)は磁場中心より上方では負、下方では正であ
るから、Δρ＞０の場合は磁場中心より上方で、逆にΔ
ρ＜０の場合には磁場中心より下方で釣り合いが達成さ
れる。次の条件、 ｜BdB/dz｜＜｜μ0gΔρ/Δχ｜ では、安定な釣り合い点は存在しない。（１）式より明
らかなように、極大値より外側での磁気力Bdb/dzの変化
が緩やかな程、釣り合い位置の空間分解能が上がること
が分かる。
【００１２】以下に、本発明の構成要件について、順次
説明する。 （１）支持液体 支持液体は、原則的には各プラスチック成分を溶解させ
ない常磁性液体を使用することが好ましい。この観点か
ら、常磁性無機塩の水溶液が好ましい。例えば、塩化マ
ンガン、硫酸マンガン、塩化鉄、硫酸鉄、塩化ガドリニ
ウム等の水溶液を用いる。分離後の洗浄、低磁場で済む
等の観点からして、大きな磁化率を有する常磁性無機塩
の使用が好ましい。希薄溶液では常磁性無機塩水溶液の
常磁性磁化率は、ほぼ濃度に比例するので、常磁性磁化
率の大きな塩の方が、低濃度で大きな常磁性磁化率をも
つ水溶液を作ることができる。適正濃度は、達成したい
分解能により決定される。分解能は分離しようとする反
磁性プラスチックの磁化率χ1、密度ρ1、及び水溶液の
磁化率χ2、密度ρ2、及び使用する磁石の性能BdB/dzに
より決まる。これらのうち、塩化マンガン水溶液は、低
濃度で大きな常磁性磁化率を示し、支持液体として適し
ている。本実施例で用いた磁石の性能では、濃度は、１
wt%から１０wt% の範囲が好ましい。低濃度すぎると磁
気力が足らなくなり、高濃度すぎると支持液体の密度が
高くなりすぎて、多くのプラスチックは浮上してしま
う。そのためプラスチックにかかる浮力が大きくなりす
ぎ、相対的に磁気力が不足することになる。
説明する。 （１）支持液体 支持液体は、原則的には各プラスチック成分を溶解させ
ない常磁性液体を使用することが好ましい。この観点か
ら、常磁性無機塩の水溶液が好ましい。例えば、塩化マ
ンガン、硫酸マンガン、塩化鉄、硫酸鉄、塩化ガドリニ
ウム等の水溶液を用いる。分離後の洗浄、低磁場で済む
等の観点からして、大きな磁化率を有する常磁性無機塩
の使用が好ましい。希薄溶液では常磁性無機塩水溶液の
常磁性磁化率は、ほぼ濃度に比例するので、常磁性磁化
率の大きな塩の方が、低濃度で大きな常磁性磁化率をも
つ水溶液を作ることができる。適正濃度は、達成したい
分解能により決定される。分解能は分離しようとする反
磁性プラスチックの磁化率χ1、密度ρ1、及び水溶液の
磁化率χ2、密度ρ2、及び使用する磁石の性能BdB/dzに
より決まる。これらのうち、塩化マンガン水溶液は、低
濃度で大きな常磁性磁化率を示し、支持液体として適し
ている。本実施例で用いた磁石の性能では、濃度は、１
wt%から１０wt% の範囲が好ましい。低濃度すぎると磁
気力が足らなくなり、高濃度すぎると支持液体の密度が
高くなりすぎて、多くのプラスチックは浮上してしま
う。そのためプラスチックにかかる浮力が大きくなりす
ぎ、相対的に磁気力が不足することになる。
【００１３】（２）プラスチック
固形プラスチック成分としては、ポリエチレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリメチルメタ
クリレート等の汎用高分子の他、現在流通しているほと
んどのプラスチックが、本発明の分別方法の適用対象と
なる。
チレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリアクリロニトリル、ナイロン、ポリメチルメタ
クリレート等の汎用高分子の他、現在流通しているほと
んどのプラスチックが、本発明の分別方法の適用対象と
なる。
【００１４】固形プラスチック成分は、通常ペレットの
形状で用いる。ミクロンオーダーまで粉砕すると、流体
抵抗のため安定な浮遊位置に到達するのに長時間を要す
る。また、空間分解能も低くなる。またボトル状で処理
すると気泡の混入により分離が不完全となる。浮遊ある
いは沈殿位置から安定浮遊位置位置までの距離にもよる
が、通常数ｍｍから数ｃｍのサイズが好ましい。なお、
通常のプラスチック廃棄物を処理する場合は、プラスチ
ック廃棄物を、予め大まかに分別した後あるいは予め分
別することなく、所定の大きさに（ペレット状態に）粉
砕した後本発明の分別方法にかける。
形状で用いる。ミクロンオーダーまで粉砕すると、流体
抵抗のため安定な浮遊位置に到達するのに長時間を要す
る。また、空間分解能も低くなる。またボトル状で処理
すると気泡の混入により分離が不完全となる。浮遊ある
いは沈殿位置から安定浮遊位置位置までの距離にもよる
が、通常数ｍｍから数ｃｍのサイズが好ましい。なお、
通常のプラスチック廃棄物を処理する場合は、プラスチ
ック廃棄物を、予め大まかに分別した後あるいは予め分
別することなく、所定の大きさに（ペレット状態に）粉
砕した後本発明の分別方法にかける。
【００１５】常磁性支持液体として常磁性無機塩、例え
ば、塩化マンガン、硫酸マンガン，塩化鉄，硫酸鉄、塩
化ガドリニウム等の水溶液を挙げることができる。濃度
は磁気勾配等に合わせ適宜調整する。支持液体の密度ρ
2に合わせ、ρ2より密度の小さいプラスチックは磁場中
心より下側に浮遊・停止させ分別し，ρ2より密度の大
きいプラスチックは磁場中心より上側に浮遊・停止させ
分別する。また、磁場中心より下側に浮遊・停止する固
形プラスチック成分と磁場中心より上側に浮遊・停止す
る固形プラスチック成分とからなる固形プラスチック混
合物に対して本発明に係る分別方法を実施しても良い。
ば、塩化マンガン、硫酸マンガン，塩化鉄，硫酸鉄、塩
化ガドリニウム等の水溶液を挙げることができる。濃度
は磁気勾配等に合わせ適宜調整する。支持液体の密度ρ
2に合わせ、ρ2より密度の小さいプラスチックは磁場中
心より下側に浮遊・停止させ分別し，ρ2より密度の大
きいプラスチックは磁場中心より上側に浮遊・停止させ
分別する。また、磁場中心より下側に浮遊・停止する固
形プラスチック成分と磁場中心より上側に浮遊・停止す
る固形プラスチック成分とからなる固形プラスチック混
合物に対して本発明に係る分別方法を実施しても良い。
【００１６】支持液体中の各プラスチック成分の濃度お
よび全体のプラスチック混合物の濃度は、プラスチック
成分は、充填度が高すぎると他の成分に妨害され所定の
浮遊位置に移動できない。おおよその目安として、体積
充填度で５０％まで、好ましくは２０％までの充填率が
良い。
よび全体のプラスチック混合物の濃度は、プラスチック
成分は、充填度が高すぎると他の成分に妨害され所定の
浮遊位置に移動できない。おおよその目安として、体積
充填度で５０％まで、好ましくは２０％までの充填率が
良い。
【００１７】（３）磁気勾配
磁気勾配は、永久磁石、電磁石、超伝導磁石により発生
させることができる。磁気勾配が鉛直方向を向けば、磁
場方向は垂直でも水平でも構わないが、水平方向に安定
な浮遊点を有することが好ましい。高い空間分解能を得
るためには、磁束密度の自乗、Ｂ2の鉛直方向、ｚ、に
対する2階微分が小さい方が良い。
させることができる。磁気勾配が鉛直方向を向けば、磁
場方向は垂直でも水平でも構わないが、水平方向に安定
な浮遊点を有することが好ましい。高い空間分解能を得
るためには、磁束密度の自乗、Ｂ2の鉛直方向、ｚ、に
対する2階微分が小さい方が良い。
【００１８】（４）分別法
本発明では、支持液体中に浮遊または沈降させた固形プ
ラスチック混合物に磁気勾配を印加することによって、
複数種類のプラスチック粒子は、種類に応じた位置に定
置されるが、この定置したプラスチック粒子は、例え
ば、バッチ法又は連続法により分別回収する。即ち、単
に分画し、あるいは連続的に流して該当部分を分離す
る。
ラスチック混合物に磁気勾配を印加することによって、
複数種類のプラスチック粒子は、種類に応じた位置に定
置されるが、この定置したプラスチック粒子は、例え
ば、バッチ法又は連続法により分別回収する。即ち、単
に分画し、あるいは連続的に流して該当部分を分離す
る。
【００１９】本発明では、支持液体を流動させることに
よって分別を連続的に行うことが好ましいが、この場合
の方法および装置について、図４を用いて、以下に説明
する。図４中、１は適当な循環型チャネルを示し、プラ
スチック粒子が該チャネルの適当な位置で循環水流に投
入される。循環水流は、図の左から右に流れ、プラスチ
ック粒子は浮遊プラスチック粒子群Ａと沈降プラスチッ
ク粒子群Ｂとに分かれる。プラスチック粒子投入位置の
下流で第1の磁極セットＭ１によって循環水流に勾配磁
場が印加され、浮遊プラスチック粒子群Ａは図示するよ
うにその種類によって分離される。該勾配磁場が印加さ
れた状態でかつ浮遊プラスチック粒子群Ａその種類によ
って分離した状態で、適当なトラップ手段（ここでは捕
集ネット）２−１によって分別捕集する。この間、沈降
プラスチック粒子群Ｂは容器水底に沿って流れ方向に流
される。捕集ネット２−１の下流で第２の磁極セットＭ
２によって循環水流に勾配磁場が印加され、沈降プラス
チック粒子群Ｂは図示するようにその種類によって分離
される。該勾配磁場が印加された状態でかつ浮遊プラス
チック粒子群Ｂはその種類によって分離した状態で、適
当なトラップ手段（ここでは捕集ネット）２−２によっ
て分別捕集される。水は循環チャネルを循環使用され、
不足量については随時補給される。
よって分別を連続的に行うことが好ましいが、この場合
の方法および装置について、図４を用いて、以下に説明
する。図４中、１は適当な循環型チャネルを示し、プラ
スチック粒子が該チャネルの適当な位置で循環水流に投
入される。循環水流は、図の左から右に流れ、プラスチ
ック粒子は浮遊プラスチック粒子群Ａと沈降プラスチッ
ク粒子群Ｂとに分かれる。プラスチック粒子投入位置の
下流で第1の磁極セットＭ１によって循環水流に勾配磁
場が印加され、浮遊プラスチック粒子群Ａは図示するよ
うにその種類によって分離される。該勾配磁場が印加さ
れた状態でかつ浮遊プラスチック粒子群Ａその種類によ
って分離した状態で、適当なトラップ手段（ここでは捕
集ネット）２−１によって分別捕集する。この間、沈降
プラスチック粒子群Ｂは容器水底に沿って流れ方向に流
される。捕集ネット２−１の下流で第２の磁極セットＭ
２によって循環水流に勾配磁場が印加され、沈降プラス
チック粒子群Ｂは図示するようにその種類によって分離
される。該勾配磁場が印加された状態でかつ浮遊プラス
チック粒子群Ｂはその種類によって分離した状態で、適
当なトラップ手段（ここでは捕集ネット）２−２によっ
て分別捕集される。水は循環チャネルを循環使用され、
不足量については随時補給される。
【００２０】
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳
細に説明するが、これらの実施例は本発明を説明するた
めのもので、本発明の範囲を限定するものとして解釈し
てはならない。
細に説明するが、これらの実施例は本発明を説明するた
めのもので、本発明の範囲を限定するものとして解釈し
てはならない。
【００２１】（実施例１）磁場中心より下側で浮遊する
場合 固体プラスチック試料として、シンジオタクチックポリ
プロピレン、アサフレックス、ポリスチレン、スタイラ
ックの混合ペレットを用い、常磁性支持液体としての塩
化マンガン水溶液中に懸濁させた。懸濁液を断面円形の
一端封止セル（直径２ｃｍ）に入れ、図１に示す磁束密
度分布および磁気力を有する電磁石の対向面で形成され
る磁界中に該セルを垂直に設置した。本実施例では、試
験管中での実験であり、プラスチック1種類当たりペレ
ット1粒の実験とした。ペレットサイズは5ｍｍ角程度で
あった。電磁石によってセル中の懸濁液に磁場をかけた
ところ、図２に示すように分離・浮上・停止した。分離
回収は、バッチ法あるいは連続法によって行うことがで
きる。
場合 固体プラスチック試料として、シンジオタクチックポリ
プロピレン、アサフレックス、ポリスチレン、スタイラ
ックの混合ペレットを用い、常磁性支持液体としての塩
化マンガン水溶液中に懸濁させた。懸濁液を断面円形の
一端封止セル（直径２ｃｍ）に入れ、図１に示す磁束密
度分布および磁気力を有する電磁石の対向面で形成され
る磁界中に該セルを垂直に設置した。本実施例では、試
験管中での実験であり、プラスチック1種類当たりペレ
ット1粒の実験とした。ペレットサイズは5ｍｍ角程度で
あった。電磁石によってセル中の懸濁液に磁場をかけた
ところ、図２に示すように分離・浮上・停止した。分離
回収は、バッチ法あるいは連続法によって行うことがで
きる。
【００２２】（実施例２）磁場中心より上側で浮遊する
場合 固体プラスチック試料として、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリエチレンテレフタレートのペレットを用い、常
磁性支持液体としての塩化マンガン水溶液中に懸濁させ
た。懸濁液を断面円形の一端封止セル（直径２ｃｍ）に
入れ、図１に示す磁束密度分布および磁気力を有する一
対の電磁石の対向面で形成される磁界中に該セルを垂直
に設置した。本実施例は、試験管中での実験であり、プ
ラスチック1種類当たりペレット1粒の実験とした。ペレ
ットサイズは5mm角程度であった。電磁石によってセル
中の懸濁液に磁場をかけたところ、図３に示すように分
離・浮上・停止した。分離回収は、バッチ法あるいは連
続法によって行うことができる。
場合 固体プラスチック試料として、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリエチレンテレフタレートのペレットを用い、常
磁性支持液体としての塩化マンガン水溶液中に懸濁させ
た。懸濁液を断面円形の一端封止セル（直径２ｃｍ）に
入れ、図１に示す磁束密度分布および磁気力を有する一
対の電磁石の対向面で形成される磁界中に該セルを垂直
に設置した。本実施例は、試験管中での実験であり、プ
ラスチック1種類当たりペレット1粒の実験とした。ペレ
ットサイズは5mm角程度であった。電磁石によってセル
中の懸濁液に磁場をかけたところ、図３に示すように分
離・浮上・停止した。分離回収は、バッチ法あるいは連
続法によって行うことができる。
【００２３】（実施例３）本実施例は、実施例１、２を
踏まえたもので、まず理論的考察により、空間分解能が
大きく取れることを示し、それと流動式を組み合わせる
ことにより、連続分離の方法を提案するものである。 （１） 式の左辺，がａｚ＋ｂであるような磁場領域
を考える。あるいはそのようなこの場合、磁場勾配を発
生させる。係数aの大きさにより、分解能Δｚが決ま
る。即ち Δz＝ａ-1 μ0 gΔ(Δρ/Δχ) 係数aを小さくすることにより、分解能をメートルオー
ダーにできる。図４に示すような連続装置を用いると、
初期において浮遊あるいは沈降した固形プラスチックを
連続的に分離することが可能である。
踏まえたもので、まず理論的考察により、空間分解能が
大きく取れることを示し、それと流動式を組み合わせる
ことにより、連続分離の方法を提案するものである。 （１） 式の左辺，がａｚ＋ｂであるような磁場領域
を考える。あるいはそのようなこの場合、磁場勾配を発
生させる。係数aの大きさにより、分解能Δｚが決ま
る。即ち Δz＝ａ-1 μ0 gΔ(Δρ/Δχ) 係数aを小さくすることにより、分解能をメートルオー
ダーにできる。図４に示すような連続装置を用いると、
初期において浮遊あるいは沈降した固形プラスチックを
連続的に分離することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】本発明のプラスチック分別方法は、支持
液体中、好ましくは常磁性液体中、に浮遊または沈降さ
せた複数の反磁性固形プラスチック成分粒子からなる固
形プラスチック混合物に勾配磁場を印加することによ
り、該複数のプラスチック成分の反磁性磁化率および密
度およびそれら間の反磁性磁化率および密度の差異に基
づいて、各プラスチック成分をその種類に応じた位置に
定置せしめ、固形プラスチック混合物の固形プラスチッ
ク成分を種類ごとに分別することを特徴とするので、迅
速かつ安価に分別をすることが可能となる。
液体中、好ましくは常磁性液体中、に浮遊または沈降さ
せた複数の反磁性固形プラスチック成分粒子からなる固
形プラスチック混合物に勾配磁場を印加することによ
り、該複数のプラスチック成分の反磁性磁化率および密
度およびそれら間の反磁性磁化率および密度の差異に基
づいて、各プラスチック成分をその種類に応じた位置に
定置せしめ、固形プラスチック混合物の固形プラスチッ
ク成分を種類ごとに分別することを特徴とするので、迅
速かつ安価に分別をすることが可能となる。
【図１】 図１（ａ）は本発明に用いる電磁石、図1
（ｂ）は磁場中心ｚ＝０を基準にした鉛直位置に対する
磁束密度分布B および磁気力BdB/dzとの関係を示す。
（ｂ）は磁場中心ｚ＝０を基準にした鉛直位置に対する
磁束密度分布B および磁気力BdB/dzとの関係を示す。
【図２】 図２は、シンジオタクチックポリプロピレン
（ＳＰＰ）、スチレン−ブダジエン共重合体（ＳＢ）、
ポリスチレン（ＰＳ）およびスチレン−アクリロニトリ
ル共重合体（ＳＡ）からなるプラスチック混合物を支持
溶媒中に懸濁させて、本発明の分別方法を実施した場合
の分離・分別状態を模式的に示す。
（ＳＰＰ）、スチレン−ブダジエン共重合体（ＳＢ）、
ポリスチレン（ＰＳ）およびスチレン−アクリロニトリ
ル共重合体（ＳＡ）からなるプラスチック混合物を支持
溶媒中に懸濁させて、本発明の分別方法を実施した場合
の分離・分別状態を模式的に示す。
【図３】 固体プラスチック試料として、ポリメチルメ
タクリレート、ポリエチレンテレフタレートのペレット
を常磁性支持液体としての塩化マンガン水溶液中に懸濁
させた懸濁液に本発明の分別方法を実施した場合の分離
・分別状態を模式的に示す。
タクリレート、ポリエチレンテレフタレートのペレット
を常磁性支持液体としての塩化マンガン水溶液中に懸濁
させた懸濁液に本発明の分別方法を実施した場合の分離
・分別状態を模式的に示す。
【図４】 本発明の分別方法を支持液体を流動させて行
う場合の方法および装置を模式的に示す。
う場合の方法および装置を模式的に示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭53−111575（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−272476（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B03B 1/00 - 13/06
B29B 17/00
Claims (4)
- 【請求項１】 支持液体中に浮遊または沈降させた複数
種類の反磁性固形プラスチック粒子からなる固形プラス
チック混合物に勾配磁場を印加することにより、該複数
種類のプラスチック粒子の反磁性磁化率および密度の差
異に基づいて、各種類のプラスチック粒子をその種類に
応じた位置に定置せしめ、固形プラスチック混合物の固
形プラスチック粒子を種類ごとに分別する方法。 - 【請求項２】 支持液体が常磁性支持液体である請求項
１の方法。 - 【請求項３】 支持液体として常磁性無機塩の水溶液を
用いる請求項１または２の方法。 - 【請求項４】 支持液体を流動させることにより分別を
連続的に行う請求項１乃至３のいずれかの方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2000252696A JP3401487B2 (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 磁気アルキメデス効果によるプラスチック混合物の分別方法 |
| EP20010119651 EP1181982B1 (en) | 2000-08-23 | 2001-08-21 | Method for separation of plastic mixtures based on magneto-archimedes levitation |
| DE2001606540 DE60106540T2 (de) | 2000-08-23 | 2001-08-21 | Verfahren zur Trennung von Plastikgemischen basierend auf der magnetoarchimedischen-Schwebung |
| AT01119651T ATE279987T1 (de) | 2000-08-23 | 2001-08-21 | Verfahren zur trennung von plastikgemischen basierend auf der magnetoarchimedischen-schwebung |
| US09/933,823 US6902065B2 (en) | 2000-08-23 | 2001-08-22 | Method for separation of plastic mixtures based on magneto-archimedes levitation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252696A JP3401487B2 (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 磁気アルキメデス効果によるプラスチック混合物の分別方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002059026A JP2002059026A (ja) | 2002-02-26 |
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Family
ID=18741897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000252696A Expired - Fee Related JP3401487B2 (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 磁気アルキメデス効果によるプラスチック混合物の分別方法 |
Country Status (5)
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|---|---|
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| EP (1) | EP1181982B1 (ja) |
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| AT (1) | ATE279987T1 (ja) |
| DE (1) | DE60106540T2 (ja) |
Families Citing this family (31)
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|---|---|---|---|---|
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| US7264124B2 (en) | 2003-11-17 | 2007-09-04 | Casella Waste Systems, Inc. | Systems and methods for sorting recyclables at a material recovery facility |
| US7757863B2 (en) | 2003-11-17 | 2010-07-20 | Casella Waste Systems, Inc. | Systems and methods for glass recycling at a beneficiator and/or a material recovery facility |
| GB0409987D0 (en) * | 2004-05-05 | 2004-06-09 | Univ Nottingham | A method for materials separation in an inhomogeneous magnetic field using vibration |
| JP2006043680A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Dong-A Univ | 建設廃棄物の選別方法 |
| AU2005306872A1 (en) | 2004-11-12 | 2006-05-26 | Casella Waste Systems, Inc. | System for and method mixed-color cullet characterization and certification, and providing contaminant-free, uniformly colored mixed color cullet |
| FR2881364B1 (fr) * | 2005-01-31 | 2007-03-30 | Faurecia Sieges Automobile | Procede de recyclage de matiere composite |
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