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1. (JP2009101315) POWDERING APPARATUS
Document

Description

Title of Invention 粉体化装置

Technical Field

0001  

Background Art

0002   0003  

Disclosure of Invention

Technical Problem

0004   0005  

Technical Solution

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023  

Advantageous Effects

0024  

Best Mode for Carrying out the Invention

0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075  

Mode for the Invention

0076   0077  

Brief Description of Drawings

0078   0079  

Claims

1   2   3   4   5   6   7   8    

Drawings

1   2   3   4   5   6    

Description

粉体化装置

Technical Field

[0001]
本発明は、対象物を粉体化する粉体化装置に関する。

Background Art

[0002]
近年のリサイクル機運の高まりと共に、塩ビ等の樹脂層と裏打ち紙(パルプ繊維層)とを張り合わせた樹脂壁紙や、塩ビ等の樹脂層とナイロンやポリエステル製の繊維層とを張り合わせた、又は、樹脂層間に繊維層を挟み込んだ、又は、繊維層に樹脂を含浸させた、タイルカーペット、防音シート、防水シート、工事用安全ネット等、繊維を含む複合材料を効率よくリサイクルすることが求められている。繊維を含む複合樹脂材料をリサイクルするためには複合材料を粉体化し、粉体を材料毎に、例えば、樹脂粉と、繊維とに分離することが必要である。
[0003]
対象物を効率よく粉体化する方法として、特許文献1に記載されたような切削法、特許文献2に記載されたようなシュレッダー法、特許文献3〜4に記載されたような剪断法及び回転ハンマ法等が知られている。また、コンクリート廃棄物等のより硬い材料を破砕する装置として、特許文献5〜6等のチェーン回転型の破砕方法等が知られている。
patcit 1 : 特開2003−88772号公報
patcit 2 : 特開2003−24817号公報
patcit 3 : 特開2003−127140号公報
patcit 4 : 特開2003−320532号公報
patcit 5 : 特開2006−619898号公報
patcit 6 : 特開2000−189823号公報

Disclosure of Invention

Technical Problem

[0004]
しかしながら、本発明者らが検討したところ、繊維を含む複合樹脂材料を従来の装置で破砕しても大粒の破砕物しか得られず、繊維と樹脂とを引き剥がすことが困難であった。また、繊維や樹脂をリサイクルするためには、繊維と樹脂との接着界面層が破壊されて繊維と樹脂とが引き離されるまで、複合樹脂材料を細かく粉体化することが必要であることが判明した。また、繊維と樹脂とをうまく引き剥がすことができた場合であっても、繊維が塊状となることが多く、繊維の塊が樹脂を取り込んだり、繊維の塊により粉体化効率が低下する場合があることも判明した。
[0005]
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、繊維と樹脂とを引き剥がすことができ、かつ、繊維の塊等による不具合を抑制できる粉体化装置を提供することである。

Technical Solution

[0006]
本発明に係る粉体化装置は、中心軸回りに回転される内筒と、内筒と略同軸に配置されて内筒を取り囲む外筒と、内筒の外周面上に設けられた打撃部材と、外周面に突起が形成されると共に内筒の中心軸と平行な軸周りを回転されるロールと、を備える。そして、外筒における内筒の外周面と対向する位置に、軸方向に伸びるように開口部が設けられ、ロールは、ロールの外周面の一部が開口部を介して内筒の外周面と向き合うように外筒の外に配置され、内筒とロールとは互いに向かい合う外周面同士が互いに異なる方向に移動するようにそれぞれ回転される。
[0007]
本発明によれば、内筒と共に回転する打撃部材により、内筒と外筒との間に供給された繊維を含む複合樹脂材料が粉体化され、繊維と樹脂とが引き剥がされる。この粉体化により内筒と外筒との間に生じた繊維と樹脂粉との内、主として樹脂粉は、例えば外筒に設けられたフィルタ部材を介して外筒外に吸引等により排出される一方、繊維、特に塊状となった繊維が、回転するロールの突起により好ましくは単繊維状に解繊されて効率よく捕集され、開口部を介して内筒と外筒との間から外筒の外に排出される。従って、内筒と外筒との間において繊維の塊が大きく生長することを抑制できる。
[0008]
ここで、ロールの外周面と対向配置され、ロールの突起に捕集された繊維を吸引する吸引ノズルを更に備えることが好ましい。
[0009]
これによれば、ロールの突起に捕集されて開口部から外筒の外に排出された繊維を容易に回収できるので、内筒と外筒との間からの繊維の除去がより容易となる。
[0010]
また、ロールの突起は、ロールの回転方向に向かって傾斜するようにロールの表面から伸びていることがこのましい。
[0011]
これによれば、突起により内筒と外筒との間を移動する繊維を効率よく捕集することができる。
[0012]
また、内筒の軸方向両端が閉じられ、かつ、内筒の外周面は、内筒の中心軸よりも前記外筒の内周面に近い位置に配置されることが好ましい。
[0013]
これによれば、外筒内における粉体化対象物及び粉体化物が存在しうる空間の容積を、外筒の径がたとえ同じであっても従来に比して極めて薄く小さく、しかも、この空間を、外筒内において、回転半径方向の内側部分よりも打撃部材の周速が速くなる回転半径方向の外側部分のみとすることができる。したがって、この空間に粉体化対象物や粉体化物が高濃度で存在することとなって、高速に回転する打撃部材により極めて効率よく粉体化対象物の粉体化が行える。また、外筒内から外にガスを排出させることによりこのガスに同伴させて粉体化物を排出させる際に、外筒内のガスが流通し得る容積を少なくすることにより、効率のよい吸排気が可能となり、粉体化対象物の供給及び粉体化物の排出がスムーズに行え、粉体化処理量の増加が可能となる。また、打撃部材の長さを十分に短くでき、空気抵抗が低減して内筒の高速回転に必要な電力が削減される。
[0014]
また、外筒における内筒の周面と対向する位置に、外筒内の蓄積物を外筒の外に排出させる開閉弁がさらに設けられることが好ましい。
[0015]
これによれば、繊維を含む複合樹脂材料を過投入した過負荷状態が生じた場合等、運転の停止を避けることができる。
[0016]
また、内筒の回転負荷を検出する回転負荷検出部と、回転負荷に基づいて開閉弁を開閉する開閉弁駆動部と、を更に備えることが好ましく、これによれば、繊維の塊等の排出操作の自動化が容易である。
[0017]
また、内筒は、打撃部材の先端の周速が100m/s以上となるように回転されることが好ましい。打撃部材の先端の周速が100m/s以上、特に120m/s以上であると、塩ビ壁紙やタイルカーペットの場合200μm以下への粉体化がきわめて迅速かつ容易である。
[0018]
さらに、外筒における内筒の外周面と対向する位置に、外筒内に粉体化対象物を供給する入口をさらに備えることが好ましい。
[0019]
これによれば、粉体化対象物や粉体化物が存在しうる厚みの薄い空間に、きわめて効率よく粉体化対象物を供給することができる。
[0020]
また、外筒の軸方向両端は閉じられており、外筒の軸方向端でありかつ内筒の軸方向端と対向する部分には、外筒内から粉体化物をガスと共に排出させる側面出口が設けられることが好ましい。
[0021]
これにより、塊状とならずに分散している軽質な短繊維が遠心分離作用により回転半径方向内側に、すなわち、外筒の軸方向端と内筒の軸方向端との間に偏析するので、さらに、繊維を側面出口から選択的に排出させることができる。
[0022]
また、外筒における内筒の周面と対向する位置に、外筒内から粉体化物をガスと共に排出させる周面出口が設けられ、周面出口には網又はスリットなどのフィルタ部材が設けられることが好ましい。
[0023]
これによれば、複合材料の粉体化物を、樹脂粉、短繊維、繊維塊のそれぞれ形状及び質量に応じて、このフィルタ部材から選択的に排出させることができる。

Advantageous Effects

[0024]
本発明によれば、繊維と樹脂とを引き剥がすことができ、かつ、繊維による不具合を抑制できる粉体化装置を提供できる。

Best Mode for Carrying out the Invention

[0025]
(第一実施形態)
本発明の第1実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。本実施形態に係る粉体化装置1は、主として、内筒10、外筒30、及び、打撃部材50等を備える。
[0026]
外筒30は、略水平方向に伸びる円筒状の筒体である。図2に示すように、外筒30は中空のジャケット構造33を有しており、ジャケット構造33内部を水等の冷媒が流通可能となっている。ジャケット構造33にはラインL1を介して、図示しない冷媒供給装置から冷媒が供給される。
[0027]
なお、外筒30がジャケット構造33を有さない場合には、外筒30の外面に水等を滴下して冷却しても良い。また、外筒30は、メンテナンス性を考慮して、上下方向及び/又は左右方向等に分割可能とされていても良い。図1に示すように、外筒30の軸方向の両端は、円板31でそれぞれ閉じられている。
[0028]
回転軸5は、外筒30の両方の円板31を貫通するように、かつ、外筒30の軸と同軸に配置されている。円板31において回転軸5が貫通する部分には、それぞれ、ガスや粉塵のシールが可能な例えばラビリンス型等のシール6が設けられている。
[0029]
また、回転軸5は、外筒30の両外側にそれぞれ配置された軸受7により軸周りに回転可能に支持されている。軸受7は架台2に支持されている。さらに、回転軸5の端部には、連結器8を介してモータ9が接続されており、回転軸5を高速に回転可能となっている。モータ9も架台2に支持されている。回転軸5の回転方向は、図2の矢印Aの方向である。回転軸5の回転速度は、たとえば、後述する打撃部材50の先端の周速、すなわち、打撃部材50の最大回転半径における線速が100m/s以上、より好ましくは120m/s以上、更に好ましくは150m/s以上となる速度であることが好ましい。100m/s以上でないと、迅速かつ十分な粉体化対象物の200μm以下への粉体化は困難な場合が多い。そして、200μm以下にまで粉体化しないと、繊維と樹脂との機械的分離が困難である。また、図1に示すように、モータ9には、回転軸5の負荷を検出する電流計(回転負荷検出部)39が設けられている。
[0030]
外筒30内において、回転軸5には、内筒10が固定されている。内筒10は、図2に示すように中空構造の円筒体であり、外周面12を有すると共に、図1に示すように、その軸方向の両端は円板11によりそれぞれ閉じられている。
[0031]
より具体的には、内筒10は、図3に示すように、複数の筒状部13を、間に円板11を介して配置し、さらに、両端に円板11を配し、これらを軸方向に伸びるロッド14で固定した形態をとる。各筒状部13には、その外周面12に窪み部15が周方向に複数形成されている。各ロッド14は、この窪み部15を通過するように配置されている。図4(a)に示すように、各円板11間に、スペーサ52を介して、複数枚の板状の打撃部材50が、ロッド14を軸として軸周りに回動可能に固定されている。この打撃部材50は、図4(b)や図4(c)に示すように、一端部にロッド14が貫通する貫通孔50aが形成されている。また、この打撃部材50は板状であり、図3及び図4(a)に示すように、厚み方向が回転軸5と平行な方向に配置されている。打撃部材50の厚みは、例えば、1mmとすることができる。
[0032]
また、図2に示すように、窪み部15は、各ロッド14よりも回転方向Aに対して後ろ側に形成されており、状況に応じて、回動する打撃部材50が回転方向Aと反対側に倒れたときに、窪み部15が打撃部材50を収容可能となっている。これにより、打撃部材50と粉体化対象物とが衝突する際の打撃部材50にかかる衝撃を低減でき、また、繊維の無用な切断を軽減でき、打撃部材50の寿命が延びる。なお、内筒10が回転する際には、遠心力により打撃部材50は、回転半径方向外側を向くように配置される。なお、打撃部材50の先端部と、外筒30の内周面32との間隔(図2参照)は、1〜20mm程度とすることが好ましい。打撃部材50や内筒10や外筒30の材料としては、例えば、ステンレス等の金属材料が挙げられる。
[0033]
このような窪み部15、ロッド14、スペーサ52及び打撃部材50の組み合わせは、内筒10の外周面12上に、周方向にほぼ等間隔で複数、例えば、8個設けられている。
[0034]
さらに、図2に示すように、内筒10の外周面12は、回転軸5の中心軸Xよりも外筒30の内周面32に近くなるように配置されている。すなわち、内筒10の外径は、外筒30の内径の50%超であり、80%超であることが好ましい。
[0035]
図1及び図2に示すように、外筒30の上部でかつ内筒10の外周面12と対向する位置に、開口35aを有する筒状の入口35が形成されており、この入口35の上には、投入された粉体化対象物を貯留し、外筒30内に投入するホッパ40が設けられている。入口35の回転方向Aの前側においては、その内壁が接線方向とほぼ一致するように傾斜しており、粉体化対象物の外筒30内への引き込みを容易としている。また、図1に示すように、入口35の開口35aにおける回転軸5の軸方向についての長さは、外筒30の内部の軸方向長さとほぼ同一とされている。
[0036]
ホッパ40内に供給される粉体化対象物としては、特に限定されないが、繊維と樹脂とを含む複合樹脂材料、たとえば、塩ビ等の樹脂層と裏打ち紙(パルプ繊維層)とを張り合わせた樹脂壁紙や、塩ビ等の樹脂層とナイロンやポリエステル製の繊維層とを張り合わせた、又は、樹脂層間に繊維層を挟み込んだ、又は、繊維層に樹脂を含浸させた、タイルカーペット、防音シート、防水シート、工事用安全ネット等の複合樹脂材料が挙げられる。
[0037]
ここで、ホッパ40内に供給される粉体化対象物は、事前に100mm以下、好ましくは10mm以下に粗破砕されていることが好ましい。なお、対象物の形状は特に限定されず、粒状でもよく、チップ上、シート状でもよい。また、対象物は含水していてもよい。
[0038]
図1に示すように、外筒30の円板31には、内筒10の円板11に対向する開口36aを有した側面出口36が、軸方向の両側に設けられている。各側面出口36は、ラインL2を介してバグフィルタ等の集塵器70及び外筒30からガスを吸い出すブロア75に接続されている。
[0039]
図2に示すように、外筒30の周面における下部かつ内筒10の外周面12と対向する位置には開口37aを有する筒状の出口37が形成されている。出口37内において、開口37aには、開口37aを開閉可能な開閉弁37bが設けられている。この開閉弁37bは、外筒30の下端に取り付けられた軸37cにより、揺動自在に外筒30に固定されており、アクチュエータ(開閉弁駆動部)37dにより、図2の実線のように、開口37aを塞ぐ閉状態と、図2の2点鎖線のように、開口を開く開状態とを切り替え可能となっている。特に、本実施形態では、アクチュエータ37dは、電流計39の電流値が所定の閾値を超えた場合に、回転軸の回転負荷すなわちモータ負荷が所定の値を超えたとして、開閉弁37bを開状態とし、内部に貯留された繊維の塊や粉体化困難な材料を自動的に出口37に排出できるようになっている。出口37には、ラインL3を介して、バグフィルタ等の集塵器71、ブロア76が接続されている。
[0040]
外筒30の周面における側部かつ内筒10の外周面12と対向する位置には、開口38aを有する周面出口38が設けられている。開口38aには、外筒30の内周面32に沿って、水平方向に伸びる複数のサポート79によって、外側から支持された網78が張られている。網の目開きは特に限定されないが、例えば、粉体されていない粉体化対象物や塊状となった繊維の通過を抑制し、十分に粉体化された樹脂粉の通過を可能とすべく、100〜1000μmが好ましい。周面出口38には、ラインL4を介して、バグフィルタ等の集塵器72、ブロア77が接続されている。なお、網78に代えて、スリット板でも構わない。
[0041]
さらに、本実施形態においては、図2及び図5に示すように、外筒30の側部に、回転軸5の軸と同方向に伸びる開口部59が開口されている。開口部59の軸方向長さは、内筒10の軸方向長さとほぼ同等とされている。この開口部59は、図5に示すように、外筒30に設けられた開口30bを、開口部形成部材94により幅を狭めることにより形成されている。開口部形成部材94は、回転軸5の軸方向に伸びるものであり、その軸方向長さは開口部59の長さとほぼ同じであり、内筒10と対向する側の面とは反対側の面が斜面とされており、開口部59側が尖るような断面楔形とされており、後述するロール80との間に適度な間隙59bを形成する。開口部形成部材94は、図5の上下方向に移動可能となっており、間隙59bの幅を自由に調整可能となっている。好適な開口部幅(図5の左右方向)は、例えば、0.1〜0.2mm程度である。
[0042]
また、外筒30の外には、図5及び図6に示すように、略円柱状のロール80が、その軸81が回転軸5と平行となるように配置されている。
[0043]
ロール80は、その周面80aが、開口部59を介して内筒10の外周面12と向き合うように配置されている。ロール80には、図5及び図6に示すように、外周面80a上に、周方向及び軸方向に突起82が多数設けられている。
[0044]
図6に示すように、ロール80は、モータ85により軸81周りを矢印B方向に回転される。ロール80の回転軸81の回転方向Bは、図2に示すように、内筒10の回転軸5の回転方向Aとそれぞれの軸周りにおいて同一とされる。これにより、図5に示すように、内筒10の外周面12とロール80の外周面80aとが向き合うところにおいて、突起82の回転方向と、打撃部材50の移動方向とが反対方向となる。ロール80の回転速度は特に限定されないが、突起82の先端の周速が、内筒10に設けられた打撃部材50の先端の周速の1〜20%程度となるように設定することが好ましい。
[0045]
ロール80の突起82は、効率よく繊維を引っ掛けてかきとることができるように、図5、図6に示すように、回転軸81の回転方向B側に傾斜していることが好ましい。具体的には、このような突起82としては、例えば、鋸刃状のものや、おろし金状のものが挙げられる。より具体的には、例えば、図6のように、ロール80の周方向に沿って、糸鋸状の部材83を多数巻きつけたものが挙げられる。
[0046]
図5に戻って、さらに、外筒30には、開口部形成部材94、94及び、ロール80を覆う覆い部材90が設けられている。覆い部材90は、ロール80を取り囲む凹面状とされたロール収容部90aを有する。また、覆い部材90には、覆い部材90の外と、覆い部材90のロール収容部90aとを連通する吸引ノズル91、及び、ガス導入ノズル92が形成されている。吸引ノズル91の開口部91aは、ガス導入ノズル92の開口部92aよりも、回転軸81の回転方向Bに対して前側に形成されることが好ましい。さらに、吸引ノズル91の端部には、図2に示すように、ラインL5を介して、サイクロンやバグフィルタ等の繊維捕集手段95、及び、ブロア96がこの順に接続されている。そして、ブロア96を駆動すると、図2及び図5の矢印Cのようにガスが流れ、図5に示すように、ガス導入ノズル92から外部の空気が覆い部材90のロール収容部90a内に吸引され、その後、ロールの80の外周面80aに沿ってロール80の回転方向Bと同方向に流れた後、吸引ノズル91を介して、繊維捕集手段95に流れる。この際に、ロール80の突起82に引っかかっていた繊維が突起82から剥離され、ガスに同伴されて繊維捕集手段95に捕集される。
[0047]
続いて、本実施形態にかかる粉体化装置1を用いた粉体化方法について説明する。
[0048]
まず、回転軸5を回転させる。ここでは、上述のように打撃部材50の先端の周速が上述の所定の速度となるようにする。続いて、ブロア75及びブロア77を駆動し、外筒30内からガスを吸引し排気する。開閉弁37bは、開口37を閉じる閉状態とする。さらに、ロール80を回転させると共に、ブロア96を駆動する。
[0049]
これにより、ホッパ40を介して空気等のガスが開口35aを介して外筒30内に供給され、このガスの流れに同伴されて、ホッパ内の粉体化対象物が開口35aからの外筒30内に供給される。続いて、粉体化対象物は高速回転する打撃部材50によって激しく叩かれた後、攪拌力によって外筒30の内面上を回転運動する。このとき、粉体化対象物は打撃部材50との衝突や外筒30の内壁との衝突や摩擦、あるいは、粉体化対象物同士の衝突や摩擦等により迅速に粉体化される。この粉体化により内筒10と外筒30との間に、樹脂粉と繊維とが生じることとなる。このようにして得られる繊維は、外筒と内筒30との間を移動する際に絡まって塊状になりやすい傾向があり、塊状化したまま外筒30の内周面上を外筒30と共につれまわりしやすい。
[0050]
そして、図5に示すように、このような繊維の塊Kは、ロール80の突起82に引っかかってかきとられ、好ましくは単繊維状に解繊されてロール80に捕集され、開口部59を介して外筒30の外に排出される。さらに、覆い部材90のロール収容部90a内において、補修された繊維は、ガスの流れによって突起82から剥離され、吸引ノズル91を通過して、繊維捕集手段95に回収される。このとき、塊状の繊維は、多数の突起82に引っ掛けられることにより解きほぐされるので、後工程での再生利用等が容易であるだけでなく、この繊維内に粒子を含みにくく純度の高い繊維が得られることとなる。また、このようにして繊維の塊Kを除去できるので、外筒30内において繊維の塊Kの過度な成長を抑制できる。また、図5に示すように、突起82の移動方向が、打撃部材50の移動方向と異なるので、外筒30の内周面上を矢印A方向に移動する繊維の塊Kを効率よく突起により引っ掛けて解きほぐすことができるのである。なお、ロール80は、塊ではない分散した繊維も捕集可能である。
[0051]
また、ブロア75やブロア77を駆動して内筒10と外筒30との間を十分に負圧に保ち、さらに、ガス導入ノズル92の径を十分に広くして覆い部材90のロール収容部90a内を、内筒10と外筒30との間よりも圧力が高い状態とし、間隙59bを介して、ガスと共に樹脂粉が外筒30から覆い部材90のロール収容部90a内に移送されないようにすることが好ましく、これにより、繊維と樹脂粉との分離が特に精密に行える。
[0052]
また、ロール80と開口部調整部材94との間隙94bを十分に小さくすることで、ロール80による繊維の捕集の際に樹脂粉を同伴しないようにすることが好ましく、これにより、繊維と樹脂粉との分離を精密に行える。
[0053]
一方、樹脂粉や塊状とならずに分散した繊維は、図2にしめす側面出口36及び周面出口38からガスに同伴されて排出され、バグフィルタ等の集塵器70、72に回収される。
[0054]
また、本実施形態によれば、内筒10を回転させて粉体化対象物を粉体化する際に、内筒10の軸方向両端が円板11により閉じられかつ内筒10の外周面12が中心軸Xから離れて外筒30の内周面32に近い位置に配置されている。したがって、外筒30内における粉体化対象物及び粉体化物が存在しうる空間V(図2参照)の容積を、外筒30の内径がたとえ同じであっても従来に比して極めて薄く小さく、しかも、この空間Vを、外筒30内において、回転半径方向の内側部分よりも打撃部材50の周速が速くなる回転半径方向の外側の部分のみとすることができる。したがって、この空間に粉体化対象物や粉体化物が高濃度で存在することとなって、高速に回転する打撃部材により極めて効率よく粉体化対象物の粉体化が行える。また、粉体化対象物が繊維等を含む場合であっても、半径方向内側の部分に繊維等が入り込むことも無いのでここに繊維等が絡むこともない。
[0055]
また、外筒30内からガスを吸引することによりこのガスに同伴させて粉体化物を外部に排出させる際に、外筒30内のガスが流通しうる空間Vの容積を少なくすることにより、効率のよい吸排気が可能となり、粉体化対象物の供給及び粉体化物の排出がスムーズに行え、粉体化処理量の増加が可能となる。
[0056]
さらに、打撃部材50の長さを十分に短くでき、空気抵抗が低減して内筒10の高速回転に必要な電力が削減される。
[0057]
さらに、本実施形態では、外筒30における内筒10の外周面12と対向する位置に、外筒30内に粉体化対象物を供給する入口35をさらに備えているので、極めて薄く小さくされた、粉体化対象物及び粉体化物が存在しうる空間Vに、きわめて効率よく粉体化対象物を供給することができる。特に、打撃部材50の先端部の周速が120m/s以上では、軸方向側からの粉体化対象物を供給しても、風によるカーテン効果により、粉体化対象物を打撃部材50と外筒30との間に移動させることは事実上不可能である。
[0058]
また、図1に示すように、外筒30の軸方向両端が円板31により閉じられており、外筒30の円板31における内筒10の円板11と対向する部分に、外筒30内から粉体化物をガスと共に排出させる側面出口36が設けられている。そして、複合材料を粉体化した際には、これを粉体化してなる軽質粉及び重質粉からなる粉体化物の内の短繊維等の軽質粉が遠心分離作用により回転半径方向内側、すなわち、外筒30の円板31と、内筒10の円板11との間に偏析するので、この側面出口36から軽質粉を速やかに排出させることができる。
[0059]
また、図2に示すように、外筒30における内筒10の外周面12と対向する位置に、外筒30内から粉体化物をガスと共に排出させる周面出口38が設けられ、周面出口38には網78が設けられている。これにより、網78により粒径の大きな粉体化対象物や繊維の塊を除外しつつ、粉体化物の内の樹脂粉を選択的に外部に排出させることができる。したがって、集塵器72には、主として繊維や所定のサイズ以下に粉体化された樹脂粉が捕集される。
[0060]
さらに、外筒30における内筒10の周面と対向する位置に、外筒30内の蓄積物を外部に排出させる開閉弁37bが設けられている。ロール80により塊の除去を行っていても、粉体化対象物の投入量が排出量より多い状態が続くと、繊維の塊が極めて大きくなり、例えば、図2の繊維の塊KKのように、内筒10と外筒30との間の距離と同程度の径にまで成長することがある。そして、繊維の塊が大きくなりすぎると、内筒の回転に要する負荷が大きくなって、内筒10の高速回転が困難となる。しかしながら、このような塊KKは、側面出口36や周面出口38から排出させることは困難な場合が多い。そこで、電流計39により得られる回転軸5の回転負荷に基づいて、回転負荷が所定の閾値を超えると、開閉弁37bを、間歇的に開放すると共にブロア76を駆動し、このような蓄積物である塊KKを容易に外部に排出させ、集塵器71に捕集することができる。これにより、長時間の連続粉体化が可能となる。
[0061]
さらに、このような粉体化装置1は、打撃部材50の先端の周速が100m/s以上となると、それ未満の周速に比べて、粉体化対象物の200μm以下への粉体化がきわめて迅速かつ容易になされる。そして、このような高速回転により、異なる材質を複合した複合材料を200μm以下に粉体化した場合には、各材質ごと、例えば、樹脂と繊維とを引き剥がすことができる。このように、打撃部材50の先端の周速を100m/s以上にすることの効果は、本発明者等が新しく見出した知見である。
[0062]
この様にして粉体化された樹脂粉、例えば、塩ビ樹脂粉は、再生塩ビコンパウンド等の再生塩ビ材料として好適に利用でき、また、繊維原料としてそれぞれ利用できる。
[0063]
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、さまざまな変形態様が可能である。
[0064]
例えば、粉体化装置1の回転軸5は水平方向に配置されなくても良く、また、外筒30は、テーパ形状であっても良い。
[0065]
また、打撃部材50を固定するロッド14も、窪み部15内に配置されていなくてもよく、例えば、窪み部15が形成されていない場合には、ロッド14が内筒10の表面から突出するように設けられていてもよい。また、ロッド14を介さずに、打撃部材50が直接内筒10の外表面に溶接等により固定されていても実施は可能である。
[0066]
また、打撃部材としては、図4の(b)のような矩形板形状でなくても構わず、例えば、図4の(c)のように先端の幅が細くなったものでも構わず、例えば、回転方向側の端面に刃が形成されたものでもよい。
[0067]
また、外筒30内に静電気除去用のイオンを供給することも可能である。また、外筒30の内周面にはセラミックコーティングを行っても良く、凹凸をつけても良い。また、金属等の板の表面に多数の突起を設けた突起板を、外筒30の内面32に沿って配置してもよい。この場合、突起との衝突により、粉体化対象物の粉体化がより効率よく行われる。
[0068]
また、図1における、ロール80の回転軸5の軸方向の長さは、特に制限されず、例えば、内筒30の軸方向長さより狭くてもよい。いずれにしても、ロール80の突起82が形成された部分が開口部59を介して内筒10の外周面12と対向していることが必要である。また、図2では、ロール80は、外筒30の側部に設けられているが、例えば外筒30の上部や下部等、設置場所は特に限定されない。
[0069]
また、周面出口38は、複数、例えば、回転軸5をはさんで左右一対設けても構わない。
[0070]
また、1つの回転軸5に対して、内筒10及び外筒30の組み合わせを複数設けてもよい。
[0071]
さらに、上記実施形態では、出口からブロア等によりガスを吸引することにより、入口35からガスを外筒30内に供給しているが、ブロアやコンプレッサでホッパ40を介して入口35から外筒30内にガスを供給しても実施は可能である。
[0072]
さらに、上記実施形態では、内筒10は複数の円筒部13により形成されているが、1つの円筒部13から形成されていてもよい。
[0073]
また、内筒10は筒形状でなく、内部に空洞を有しないムク形状であってもよい。
[0074]
さらに、外筒30内に水を添加するノズルを外筒30に設けてもよい。これにより、静電気の発生を抑制でき、防爆性能を高めることができる。また、得られる粉体化物の発塵も抑制でき、ハンドリング性を高めることができる。
[0075]
さらに、上記実施形態では、回転負荷検出部として、モータ9に流れる電流を測定する電流計39を採用しているが、これに限られず、例えば、モータ9の回転速度を変化を検出する回転速度計等を採用してもよい。

Mode for the Invention

[0076]
(実施例1)
図1に示す装置(ただし、内筒10における筒状部13の数は全部で3であり、打撃部材50は、内筒10の各筒状部13の外周面上に、周方向に等間隔に6個ずつ、軸方向に6個ずつ設けられている。)により100kgのダストコントロールマット(NBRゴム約50wt%、ナイロン繊維約45wt%、接着用ラテックス約5wt%)を粉体化した。打撃部材の先端の周速は150m/sとした。外筒30の内径は500mm、内筒10の外径は392mmとし、内筒10の軸方向長さは33mm×3区画とした。また、打撃部材50の長さは60mmとし、108個取り付けた。さらに、ロールの径は100mmとし、長さ145mmとし、回転速度は、ロールの突起の先端の周速が、打撃部材の周速の10%となるようにした。
[0077]
その結果、ダストコントロールマットは、100〜500μm程度にまで粉体化がなされた。集塵器72に回収された粉体は約60kgであり、その組成はNBRゴム粉が約80wt%、ナイロン繊維微粉を含むラテックス粉が約10wt%、ナイロン繊維が約10wt%であった。集塵器70に回収された粉体は6kgであり、その組成はナイロン繊維微粉が約100wt%であった。集塵器95に回収された粉体は34kgであり、その組成は、NBRゴム粉が約5wt%、ナイロン繊維が約95wt%であった。適正な投入を行った結果、集塵器71に回収された粉体は皆無であった。また、回収された粉体において、繊維と樹脂とは互いに引き剥がされており、風力を利用したさらなる精密分離により、2〜10mmのナイロン繊維と、NBRゴム粉を約99wt%以上の分離度で得ることができた。NBRゴム粉全体における200μm以下の粒子の割合は約50wt%であった。

Brief Description of Drawings

[0078]
[fig. 1] 図1は、第1実施形態に係る粉体化装置の軸方向部分断面を説明する模式図である。
[fig. 2] 図2は、図1の粉体化装置の外筒付近の軸方向に垂直な断面を説明する模式図である。
[fig. 3] 図3は、図1の粉体化装置の内筒10の斜視図である。
[fig. 4] 図4(a)は図3の内筒10のIVa−IVa矢視図、図4(b)及び(c)は、打撃部材の種々の形態を示す正面図である。
[fig. 5] 図5は、図3のロール付近の拡大断面図である。
[fig. 6] 図6は、図3のロールの斜視図である。

符号の説明

[0079]
1…粉体化装置、5…回転軸、14…ロッド、10…外筒、30…内筒、35…入口、36…側面出口、37b…開閉弁、38…周面出口、39…電流計(回転負荷検出手段)、37d…アクチュエータ(開閉弁駆動部)、50…打撃部材、59…開口部、70…バグフィルタ(捕集装置)、80…ロール、82…突起、91…吸引ノズル。

Claims

[1]
中心軸回りに回転される内筒と、
前記内筒と略同軸に配置されて前記内筒を取り囲む外筒と、
前記内筒の外周面上に設けられた打撃部材と、
外周面に突起が形成されると共に前記内筒の中心軸と平行な軸周りを回転されるロールと、を備え、
前記外筒における前記内筒の外周面と対向する位置に、前記外筒の軸方向に伸びるように開口部が設けられ、
前記ロールは、前記ロールの外周面の一部が前記開口部を介して前記内筒の外周面と向き合うように前記外筒の外に配置され、
前記内筒と前記ロールとは互いに向かい合う外周面同士が互いに異なる方向に移動するようにそれぞれ回転される粉体化装置。
[2]
前記ロールの外周面と対向配置され、前記ロールの突起に捕集された繊維を吸引する吸引ノズルを更に備える請求項1記載の粉体化装置。
[3]
前記ロールの突起は、前記ロールの回転方向に向かって傾斜するように前記ロールの表面から伸びている請求項1又は2記載の粉体化装置。
[4]
前記内筒の軸方向両端が閉じられ、かつ、前記内筒の外周面は、前記内筒の中心軸よりも前記外筒の内周面に近い位置に配置された請求項1〜3のいずれか記載の粉体化装置。
[5]
前記外筒における前記内筒の外周面と対向する位置に、前記外筒内の蓄積物を前記外筒の外に排出させる開閉弁がさらに設けられた請求項1〜4の何れか一項に記載の粉体化装置。
[6]
前記内筒の回転負荷を検出する回転負荷検出部と、前記回転負荷に基づいて前記開閉弁を開閉する開閉弁駆動部と、を更に備える請求項5記載の粉体化装置。
[7]
前記内筒は、前記打撃部材の先端の周速が100m/s以上となるように回転される請求項1〜6のいずれかに記載の粉体化装置。
[8]
前記外筒における前記内筒の周面と対向する位置に、前記外筒内から粉体化物をガスと共に排出させる周面出口が設けられ、前記周面出口にはフィルタ部材が設けられた請求項1〜7のいずれか記載の粉体化装置。

Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]

[ Fig. 3]

[ Fig. 4]

[ Fig. 5]

[ Fig. 6]