プラスチック転換絶縁液体中に混入した微粒子の静電除去法の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455482
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 浅野 和俊 山形大学, 工学部, 教授 (30007182)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 亮 山形大学, 工学部, 助手 (70261683) ; 八塚 京子 山形大学, 工学部, 助教授 (60210283) ; 東山 禎夫 山形大学, 工学部, 教授 (50144209)
• Keywords: 資源再利用 / プラスチック / 環境 / 静電気 / 帯電 / 導電性粒子 / 絶縁液体 / 石油

Research Abstract

本研究では、プラスチックゴミを熱分解により元の石油に転換する過程で混入した、金属や無機物の固形異物を静電的に除去する方法の確立を目的としている。今年度は、ゴミから転換された石油を絶縁性液体であるシリコーン油で模擬し、不純物にはカーボンを想定し、直径1〜2mmのカーボンおよびガラス質のグラッシーカーボン粒子、比較のためにスチール及び銅粒子を用い、平行平板電極間で、粒子の電界による帯電及び運動を比較した。印加電圧は直流電圧とし、粒子運動は長焦点顕微鏡ビデオカメラで追跡した。
下部電極上に置かれた粒子は電界により誘導帯電し、粒子に働く静電力が重力に打ち勝つと上部電極に向かって運動を始める。上部電極に達した粒子は持っていた電荷を放電し、さらに上部電極と同極性の電荷を得て再び下部電極に向かう。下部電極で電荷交換した粒子は再び上部電極に向い、電極間を往復する。電極と接した瞬間の電荷交換により、外部回路にパルス電流が流れる。本実験では、このパルス電流に鋭いものとなだらかに変化するものとが見られた。パルス電流を積分して得た粒子の電荷量は、パルスの形状に関わらず電界が等しければほぼ等しかった。また、粒子の運動は、比重の軽いグラッシーカーボンでは、上昇、下降運動に要する時間がほぼ等しいのに対し、比重の重いスチール粒子では上昇、下降で時間が大きく異なる。粒子が電極に接している時間は、上部電極、下部電極ともばらつきが大きい。なだらかな電流波形が観測される時には、特に電極との接触時間に大きなばらつきがみられ、絶縁液体中に混入した他の絶縁性微粒子が導電性粒子と電極間に挟まると、電荷交換がこの微粒子を介して行われ、なだらかな波形となるものと考えられる。このような状態は、本研究の目的であるプラスチック転換絶縁性液体中でも容易に起こり得、不純物粒子の運動制御の際に検討されるべき項目の一つに挙げられる。