JP2007216171A - 粉体分離装置及び粉体分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被分離粉体を精度よく分離できる粉体分離装置及び方法を提供する。
【解決手段】重質粉４ａ及び軽質粉４ｂを含む被分離粉体４と、被分離粉体４よりも粒径の大きな媒体粒子６４と、が供給される容器３０と、容器３０を加振する容器加振部５０と、容器３０内の媒体粒子層６５の内部にガスを吹き込んで軽質粉４ｂを媒体粒子層６５の外へガスと共に排出させるガス吹込部４０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被分離粉体を分離する粉体分離装置及び粉体分離方法に関する。

近年の材料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、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、異種材料からなる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。このような複合材料をリサイクルするためには複合材料を粉体化し、粉体を材料毎に分離することが必要である。

例えば、樹脂層と繊維層とを含む複合材料を細かく微粉化すると、樹脂層に由来する粒状の樹脂粉と、繊維との混合物が得られる。そして、これらのリサイクルには、相対的に重質粉である樹脂粉と、軽質粉である繊維とを精度良く分離することが必要である。

重質粉と軽質粉とを含む混合物を精度良く分離する手段として、風力分級装置や流動層分級装置等の種々の分離装置が知られている。（例えば特許文献を参照）
特開２００４−３０５９２９号公報 特開２００３−１２７１４０号公報 特開平１１−２４４７８５号公報 特開２００３−３２０５３２号公報 特開２０００−６１３９８号公報

しかしながら、本発明者らが検討したところ、繊維は樹脂粉と付着しやすく、また、繊維同士も絡み合ったり等により付着し易いため、これらを従来の分離装置で精度良く分離することは困難であった。特に、分離前に繊維と樹脂粉との機械的結合を十分に引き離すべく複合材料を、予め切削や粉砕等により粒径３００μｍ以下程度に粉体化するとこの傾向は一層顕著となった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、軽質粉及び重質粉を含む被分離粉体を精度よく分離できる粉体分離装置及び方法を提供することである。

本発明に係る粉体分離装置は、重質粉及び軽質粉を含む被分離粉体と、被分離粉体よりも粒径の大きな媒体粒子と、が供給される容器と、
この容器を加振して媒体粒子を流動させる容器加振部と、
容器内の媒体粒子層の内部にガスを吹き込んで軽質粉を媒体粒子層の外へ前記ガスと共に排出させるガス吹込部と、を備える。

本発明に係る粉体分離方法は、重質粉及び軽質粉を含む被分離粉体と、被分離粉体よりも粒径の大きな媒体粒子と、を容器中で振動させると共に、容器内の媒体粒子層の内部にガスを吹き込んで軽質粉を媒体粒子層の外へガスと共に排出させる工程を備える。

本発明によれば、容器内の媒体粒子が加振されて流動し、この際の媒体粒子の運動によって、被分離粉体同士、例えば、軽質粉同士の付着や軽質粉と重質粉との付着が引き剥がされる。そして、ガス吹込部から媒体粒子層中に吹き込まれるガスの流れにより、被分離粉体の中で相対的に飛び出し易い軽質粉が媒体粒子層の外にガスにより排出される。これにより、被分離粉体を、軽質粉と重質粉とに精度良く分離することができる。

ここで、容器内の一端側から媒体粒子を容器の外部に排出すると共に、容器から排出された媒体粒子を容器内の他端側に供給して容器内に媒体粒子の定方向流れを形成させる媒体粒子循環部をさらに備えることが好ましい。

これにより、媒体粒子の定方向流れが発生して、被分離粉体の滞留時間を制御できるので、より一層の高精度の分離が可能となる。

また、ガス吹込部は、吹出口が媒体粒子層内に差込まれたガス吹込管を有することが好ましい。これによると、所望の場所から軽質粉を媒体粒子層の外に排出させられるので好適である。

また、ガス吹込部は、吹出口が媒体粒子層内に差込まれるガス吹込管を複数有し、複数のガス吹込管は媒体粒子の定方向流れの方向に併設されている、及び／又は、媒体粒子の定方向流れの方向と交差する方向に並設されていることが好ましい。

例えば、ガス吹込管が定方向流れの方向に並されている場合には、媒体粒子層からの軽質粉の排出を、多段で行うことができるので、分離効率を高められる。また、定方向流れの方向と交差する方向に並設されている場合には、横幅の広い容器での分離を好適に行えるので、処理量を増大することが容易である。

また、ガス吹込管を振動させるガス吹込管加振部をさらに備えることが好ましい。

これによれば、特に、ガスが吹き込まれる領域において媒体粒子が十分に流動させられるので、軽質粉の分離をより効率よく行える。

また、容器の一端側の底部には媒体粒子を通過不能とし且つ被分離粉体を通過可能とするメッシュや多孔板等の篩部が設けられていることが好ましい。

これにより、媒体粒子と、軽質粉が分離されたあとの重質粉とを分離することが容易である。

また、篩部は、媒体粒子の定方向流れの上流側から下流側に向かって目開きすなわち開口径が大きくなるように複数段設けられていることが好ましい。

これによれば、重質粉を、粒径毎に分離して回収することが可能である。

また、容器の底部は媒体粒子の定方向流れの上流から下流に向けて下る斜面とされていることが好ましい。

これにより、媒体粒子の定方向流れの形成が容易となる。

一方、容器内に、媒体粒子を通過不能とし且つ被分離粉体を通過可能とする篩部が設けられ、ガス吹込部はこの篩部を通してこの篩部上の媒体粒子層に対して上向きにガスを供給することも好ましい。

このような構成でも、軽質粉を媒体粒子よりも上方にガスと共に分離して排出させ、重質粉を媒体粒子よりも下方に落下させて分離できる。

この場合、容器は、上記篩部の下に上記篩部よりも開口径の小さい篩部をさらに有することが好ましい。これにより、重質粉の篩い分けが可能となる。

また、被分離粉体は、重質粉として樹脂粉、及び、軽質粉として樹脂繊維、ガラス繊維、パルプ繊維等の繊維を含む３００μｍ以下の粉体であると好ましい。

この場合、樹脂粉が重質粉として、繊維が軽質粉として好適に分離がなされる。このような粉体は、樹脂層及び繊維層（パルプ層含む）を含む複合材を粉体化することにより得られる。特に、従来の分離方法では分離の困難な、被分離粉体が軽質粉を５重量％以下含む場合、又は逆に、被分離粉体が重質粉を５重量％以下含む場合に威力を発揮する。

また、容器から排出されたガス中の軽質粉を捕集するバグフィルタを備えることが好ましい。

これにより、軽質粉の捕集が容易となる。

また、容器に投入する被分離粉体を予め解砕する解砕部をさらに備えることが好ましい。

通常軽質粉と重質粉とを含む複合粉体（例えば、３００μｍ以下）は極めて凝集しやすく、凝集したままでは分離が困難である。したがって、この凝集体を解砕した上で上で容器内に投入することにより安定的に高精度な分離が可能となる。

また、ガス吹込部からのガスにより媒体粒子層の外に排出された粉体を静電吸着する帯電板をさらに備えることが好ましい。

この場合には、軽質粉の回収が容易となる。

本発明によれば、被分離粉体を精度よく分離できる粉体分離装置及び方法が提供される。

続いて、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分離装置１００は、主として、原料ホッパ１０、解砕部２０、分離容器（容器）３０、ガス吹込部４０、容器加振器（容器加振部）５０、媒体粒子循環部６０を備える。

原料ホッパ１０は、被分離粉体４を貯留する。被分離粉体は、相対的に軽質の軽質粉と、相対的に重質の重質粉とを含む混合粉である。本実施形態では、特に、塩ビ等の樹脂層と、紙（パルプ繊維）、樹脂繊維、ガラス繊維等の繊維層と、を積層等により複合化した複合材料を粉体化した、樹脂粉４ａと繊維４ｂとの混合物を用いている。具体的には、塩ビ等の樹脂層と裏打ち紙（パルプ繊維）とを張り合わせた樹脂壁紙、塩ビ等の樹脂層とナイロンやポリエステル製の樹脂繊維層とを張り合わせた、或いは、塩ビ等の樹脂シート間に樹脂繊維層を挟み込んだ、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材料の粉体化物が挙げられる。この場合、被分離粉体４が、上述の複合材料を３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下に粉体化したものであると、樹脂と繊維とが予め機械的に分離された状態となりやすく好ましい。なお、樹脂層を構成する樹脂は塩ビに限定されず、オレフィン等の合成樹脂或いはゴム系樹脂等でもよい。また、繊維の材料も、パルプ、樹脂等種類を問わない。なお、複合材料の３００μｍ以下への粉体化は、公知の切削装置等を用いて容易に実施できる。

解砕部２０は、原料ホッパ１０から供給される被分離粉体４を解砕する。特に、樹脂粉４ａと繊維４ｂとの付着や、繊維４ｂ同士の付着が起りやすいので、容器３０への投入前に被分離粉体４を解砕しておくと容器３０での分離を特に精度良く行うことができる。

解砕部２０の具体的構成は特に限定されないが、例えば、第４実施形態で説明する解砕装置等、回転翼等により被分離粉体４を攪拌することにより解砕や解繊作用をおこなわせる装置を任意好適に使用できる。

容器３０は、横長の箱状のものであり、底面３０ｂにおける長手方向の一端（図１の右端）が下になり、底面３０ｂの長手方向の他端（図１の左側）が上となるように傾斜して配置されている。後述するように、容器３０において媒体粒子６４は傾斜にしたがって図１の左から右に向かって定方向（図示Ａ方向）に流れる。

容器３０の一端側（図１の左端側）の上部には、解砕部２０から被分離粉体４を受け入れる導入口３０ａ、及び、媒体粒子循環部６０から媒体粒子６４を受け入れる供給口３０ｅが形成されている。

また、容器３０の底面３０ｂの他端（図１の右端）には、媒体粒子６４を下方へ抜き出す排出口３０ｃが形成されている。

容器３０の底面３０ｂの排出口３０ｃよりも上流側には、下流側から上流側に向かって順に、メッシュ（篩部）３２ａ，３２ｂ，３２ｃが設けられている。メッシュ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの開口径（目開き）は、媒体粒子６４を通過させず、かつ、被分離粉体が通過可能な大きさとされている。また、メッシュ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの順に開口径が細かくなるようにされている。なお、メッシュに代えて、パンチングプレート等の多孔板を採用しても良い。

メッシュ３２ａ、３２ｂ、３２ｃの開口を通過した重質粉である樹脂粉４ａは、それぞれ、ラインＬ５，Ｌ６，Ｌ７を介して回収ホッパ９１ａ、９１ｂ、９１ｃに回収される。

メッシュ３２ｃよりも上流側の底面３０ｂ上には特に開口は設けられていない。

容器３０の上部には、容器３０内から軽質粉である繊維４ｂを含んだガスを排出させる排気口３０ｄが形成されている。排気口３０ｄは、ラインＬ２を介してバグフィルタ７０に接続され、ガス中の繊維４ｂは回収ホッパ９２に捕集される一方、ガスは外部に排出される。バグフィルタはブロア７２に接続されており、容器３０内からのガスの吸引が可能となっている。

ガス吹込部４０は、ブロア４１、ガス吹込管４２、吹込管加振器（吹込管加振部）４３を有する。ブロア４１からのガスはラインＬ３を介してガス吹込管４２に供給される。ガス吹込管４２は、図２に示すように、容器３０を上から見て行列状となるように多数配置されている。すなわち、ガス吹込管４２はそれぞれ概ね上下方向に伸びて配置され、これらは、媒体粒子６４の定方向流れ方向に複数並設されると共に、媒体粒子６４の定方向流れと交差する水平方向にも複数並設されている。

各ガス吹込管４２は、容器３０のメッシュ３２ｃよりも上流側において、容器３０の開口のない底面３０ｂと対向するように配置されている。詳しくは、ガス吹込管４２は、容器３０の図１の左右方向における略中央部に設けられている。

また、各ガス吹込管４２は、ガス排出用の吹出口４２ａを有しており、吹出口４２ａが媒体粒子層６５の内部に差込まれた状態となるように、吹出口４２ａの底面３０ｂからの高さが設定されている。本実施形態では、吹出口４２ａが底面３０ｂと対向している。少なくとも、媒体粒子層６５の充填高さの７０％以上の深さまでガス吹込管４２の吹出口が媒体粒子層６５内に常時突入していることが好ましい。なお、本実施形態では、ガス吹込管４２として直管を用いているが、曲管でも良く、複数の吹出口４２ａを有するガス吹込管を用いても良い。また、容器底面３０ｂの近くに埋設された、複数又は単数の吹出し口を有するほぼ水平の管でもよい。

さらに、ガス吹込管４２には、ガス吹込管４２を振動させる吹込管加振器４３が接続されている。ガス吹込管４２は、底面３０ｂに対して略垂直に配置されており、好ましいガス吹込管４２の振動方向は、底面３０ｂに対して垂直な方向、底面３０ｂと平行な方向、或いは、底面３０ｂに垂直な軸周りに回転する回転運動等である。

ここでは、ブロア４１、ラインＬ３、及び、ガス吹込管４２がガス吹込部４０を構成している。ガスとしては好ましくは空気である。ガス吹き込み量は、軽質粉である繊維のみが媒体粒子層６５の外へ排出されるように設定される。なお、加振により媒体粒子６４が流動するので、加振無しで媒体粒子層６５を流動化させる場合に必要とされるような大きなガス量は不要であり、繊維４ｂを媒体粒子層６５から飛び出させることが可能なガス量であれば良い。

媒体粒子循環部６０は、容器３０の排出口３０ｃから排出された媒体粒子６４を媒体粒子循環ライン６２上において容器３０の供給口３０ｅまで移送する移送装置である。媒体粒子循環部６０として、例えば、バケットコンベア等が使用できる。

さらに、容器３０は、台座８０に固定されたスプリング等の弾性支持材８２によって支持されており、振動可能となっている。さらに、容器３０には、台座８０に固定された容器加振器５０が接続されており、容器３０は振動を受ける。容器３０の振動方向としては、例えば、左右方向（例えば、図１の水平方向或いは容器３０内で媒体粒子６４が流れる方向）、上下方向（例えば、鉛直方向や底面３０ｂと垂直な方向）、図１の前後方向、すなわち、容器３０内で媒体粒子６４が流れる方向と交差する水平方向等であり、鉛直軸周りの円運動等でも良い。

なお、媒体粒子６４の物理的性質は、被分離粉体４よりも粒径が大きければ特に限定されないが、０．５〜２．０ｍｍ程度の粒径が好ましい。また、媒体粒子６４としては球状の粒子が好ましい。材質としては、例えば、ガラス、シリカ、アルミナ、ジルコニア、鉄等が挙げられる。

また、媒体粒子層６５の充填量は媒体粒子６４の粒径の１０倍以上の高さ、具体的には、例えば、１ｃｍ以上の充填高さとなるようにすることが好ましい。

続いて、このような粉体分離装置１００の作用について説明する。

まず、原料ホッパ１０に、樹脂層及び繊維層を含む複合材料を３００μｍ以下、好ましくは、２００μｍ以下にまで粉体化した被分離粉体４を供給する。この被分離粉体４は、ミクロ的に見れば、樹脂粉４ａと繊維４ｂとに既に機械的には分離されているものである。続いて、この被分離粉体４を解砕部２０でほぐす事により大きな凝集物等を解砕したのち、被分離粉体４を開口３０ａから容器３０内に投入する。これと共に、容器加振器５０により容器３０への加振を行うとともに、媒体粒子循環部６０により、容器３０内での図示左から右方向への媒体粒子６４の定方向流れを形成する。

こうすると、まず、容器３０内で媒体粒子６４が振動により流動する。これにより、被分離粉体４が媒体粒子６４との衝突等により解砕される。具体的には、樹脂粉４ａ同士の付着、繊維４ｂ同士の付着や絡み合い、樹脂粉４ａと繊維４ｂとの付着や絡み合いが解きほぐされる事となる。

さらに、この様にしてほぐされた樹脂粉４ａおよび繊維４ｂが、媒体粒子層６５の下流への定方向流れにしたがって図示右側に搬送される。

さらに、被分離粉体４が容器３０の左右方向における中ほどに到達すると、吹込み管４２からのガスにより、軽質粉、すなわち、終端速度Ｕｔが比較的小さい繊維４ｂはこのガスに搬送され、ガスと共に媒体粒子層６５から上部に排出される。詳しくは、吹出口４２ａから媒体粒子層６５に供給されたガスは、底面３０ｂに遮られることによって、ガス吹込管４２の周りでは媒体粒子層６５中を主として上向きに流れることとなる。そして、このときに、解砕によって飛び出しやすくなった繊維４ｂがこのガスに同伴されて媒体粒子層６５から上方に排出される。

なお、ガス吹込管４２が吹込管振動器４３により加振されるので、吹込み管４２の近傍では、媒体粒子６４による被分離粉体の解砕効果が極めて向上し、繊維４ｂが極めて吹き飛ばされやすくなるので、繊維４ｂの収率すなわち分離精度を向上できる。

そして、媒体粒子層６５から軽質粉である繊維４ｂと共に排出されたガスは排出口３０ｄ、ラインＬ２を介してバグフィルタ７０に搬送され、繊維４ｂはバグフィルタ７０により回収されて回収ホッパ９２に貯留される。

一方、終端速度Ｕｔが比較的大きく吹き飛ばされ難い軽質粉である樹脂粉４ａは、ガスによって吹き飛ばされること無く、媒体粒子層６５の底部に主として存在しつつ、媒体粒子層６５の流れによってさらに下流へ進む。そして、メッシュ３２ｃ，３２ｂ，３２ａ上を通過する際に、開口を通過可能な樹脂粉４ａがメッシュの開口を通過することにより粒径に応じて分級されて、ホッパ９１ａ，９１ｂ，９１ｃに粒度毎に回収される。また、メッシュ３２ａ，３２ｂ，３２ｃを通過しない媒体粒子６４は、排出口３０ｃから排出され、媒体粒子循環部６０によって供給口３０ｅに戻される。

このように、本実施形態に係る粉体分離装置１００では、媒体粒子６４を振動させることにより被分離粉体４が十分にほぐされると共に、媒体粒子層６５内にガスを供給することにより、ほぐされた繊維４ｂが選択的に媒体粒子層６５からガスと共に飛び出す。したがって、樹脂粉４ａと繊維４ｂとを極めて精度良く分離することができる。

また、媒体粒子６４に循環流れを形成させているので、被分離粉体４の滞留時間の制御が容易である。したがって、ガスにより繊維４ｂを飛び出させる前に十分な時間をかけて媒体粒子６４による解砕を行う事ができ、また、樹脂粉４ａをメッシュ３２ｃ等から回収する前に吹込み管４２からのガスにより十分に繊維４ｂを回収することができる。

また、ガス吹込管４２を媒体粒子の定方向流れの方向に複数配置することにより、媒体粒子層からのガスによる繊維４ｂの排出を、多段で行うことができるので、分離効率を高められる。また、ガス吹込管４２が定方向流れの方向と交差する方向に並設されているので、横幅の広い容器での分離が好適に行えるので、処理量を増大することが容易である。

また、底部に設けられたメッシュ３２ａ，３２ｂ，３２ｃによって、媒体粒子６４と重質粉である樹脂粉４ａとの分離を容易に行うことができると共に、メッシュの目の大きさを変えることにより、樹脂粉の分級も可能としている。

また、容器３０の底面３０ｂが斜面となっているので、媒体粒子６４のスムーズな循環流れの実現が可能となっている。

さらに、容器３０に投入する前に、予め解砕部２０により被分離粉体４を解砕しているので、大きな凝集粒等が容器３０内に混入する恐れも無くなり、より一層の分離精度の向上が可能である。

この様にして精密に分離された樹脂粉は、再生塩ビコンパウンド等の再製塩ビ材料として好適に利用でき、また、繊維も、例えば、パルプは土壌改良剤等として、繊維は、再生樹脂原料としてそれぞれ利用できる。

（第２実施形態）
続いて本発明の第２実施形態について図３を参照して説明する。本実施形態の粉体分離装置１０１が、第１実施形態と異なる点は、容器３０の底面３０ｂが水平とされている点である。このような装置は製造が容易である。また、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態について図４及び図５を参照して説明する。本実施形態の粉体分離装置１０２が第２実施形態と異なる点は、媒体粒子層６５から排出された繊維４ｂを帯電板８０に付着させてから吸引して回収する点である。

具体的には、ガス吹込管４２の近傍において、媒体粒子６４等との摩擦により帯電する材質により形成された、あるいは外部からの電圧の印加等により帯電されるように構成された円板状の帯電板７０を水平軸８１周りに回転させる。ここでは、帯電板７０の下部が媒体粒子層６５内に一部進入するように水平軸８１が配置される。また、水平軸８１は、媒体粒子６４の定方向流れの方向とは交差する水平方向に配置されている。そして、帯電板７０は、横方向に並ぶ複数の各吹込み管４２を１つずつ両側から挟むように１つの水平軸８１に対して複数設けられており、さらに、この水平軸８１は後段の吹込み管４２の各列に対してもそれぞれ設けられている。この水平軸８１は、モータ８２により図に示す方向すなわち、媒体粒子層６５において、媒体粒子６４の流れる方向と逆方向に移動するように回転される。帯電板の材質としては、金属板、プラスチック板等があげられる。

各帯電板８０間には、２枚の帯電板８０と接触すると共に水平軸８１の周面と接触し、帯電板８０に静電吸着した繊維４ｂをかきとるスクレイパー８３が、非回転の固定側に設けられている。そして、スクレイパー８３によってかき集められた繊維４ｂを吸引する排出口３０ｄがスクレイパー８３の上方に配置されている。

本実施形態によれば、ガスにより媒体粒子層６５の外に排出された繊維４ｂは、帯電板８０に静電吸着し、その後、排出口３０ｄを介してバグフィルタ７０に回収される。したがって、繊維４ｂの回収を効率よく行える効果がある。なお、容器３０の底面３０ｂを第１実施形態と同様に斜面としても良い。

（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態の粉体分離装置１０３について図６を参照して説明する。本実施形態では、容器３０が縦型筒状形状とされており、上から順にメッシュ３２ｃ、３２ｂ、３２ａが容器３０の内部を上下方向に仕切るように設けられている。

媒体粒子６４の供給口３０ｅは、容器３０のメッシュ３２ｃよりも上に設けられ、媒体粒子６４の排出口３０ｃは、容器３０のメッシュ３２ｃよりも上において供給口３０ｅとは反対側に設けられている。

また、媒体粒子層６５にガスを供給するブロア４１に接続されたラインＬ３は、容器３０におけるメッシュ３２ｃよりも下、より具体的には、容器３０におけるメッシュ３２ｃとメッシュ３２ｂとの間に接続されている。そして被分離粉体４と混合された媒体粒子６４は、容器３０内のメッシュ３２ｃ上で容器加振器５０により加振されると共に、媒体粒子循環部６０によりメッシュ３２ｃ上を図示左から右方向へ定方向流れを行う。

ブロア４１からのガスはラインＬ３を介して容器３０内に供給された後、メッシュ３２ｃ及び媒体粒子層６５を通過してラインＬ２に供給される。なお、媒体粒子層６５は加振により流動化するので、媒体粒子層６５を通過させる際のガスの空等速度は、振動無しに媒体粒子層６５を流動化させるのに必要な量よりも十分に少ないものでよい。

本実施形態においても、メッシュ３２ｃ上で十分な解砕効果により繊維４ｂが媒体粒子層６５からガスと共に上部に排出され、バグフィルタ７０で回収される一方、媒体粒子層６５から吹き飛ばされなかった樹脂粉４ａは、メッシュ３２ｃを通り抜けて落下し、粒径に応じて、メッシュ３２ｂ、メッシュ３２ａによって分級され、ラインＬ７，Ｌ６，Ｌ５を介してそれぞれホッパ９１ｃ，９１ｂ，９１ａに貯留される。

なお、図６を参照して、解砕部２０の詳細について説明する。解砕部２０は、水平回転軸２１と、円筒形の外筒２２とを主として有する。水平回転軸２１の外周には、回転翼２３が周方向に複数設けられている。回転翼２３としては、例えば、丸棒等が挙げられる。外筒２２にはブロア２４を有する原料循環ライン２５が接続されている。

原料循環ライン２５におけるブロア２４の下流には原料ホッパ１０が接続されており、原料ホッパ１０からの被分離粉体４が原料循環ライン２５を経由して外筒２２内に気流により供給される。

また、原料循環ライン２５におけるブロア２４の上流側は、媒体粒子循環ライン６２と交差するように接続している。具体的には、媒体粒子循環ライン６２の垂直部６２ａと、原料循環ライン２５の水平部２５ａとが交差するように接続している。外筒２２内で解砕された被分離粉体４は、ブロア２４によって形成される気流に乗って原料循環ライン２５を経由し、交差部において媒体粒子循環ライン６２中を流下する媒体粒子層６５にトラップされ、被分離粉体４は媒体粒子６４と共に容器３０内に移送される。残りのガスは、原料循環ライン２５上を流れ、原料ホッパ１０からの被分離粉体４を外筒２２内に移送する。なお、媒体粒子循環ライン６２と原料循環ライン２５との交差部において、原料循環ライン２５の出口には、媒体粒子６４及び解砕された被分離粉体４の流入を防ぐためのメッシュ２５ｂが設けられている。

（第５実施形態）
続いて、本発明の第５実施形態について図７を参照して説明する。本実施形態では、容器３０が円筒皿状とされており、樹脂粉４ａの出口が設けられていないバッチ式のものである。ロータップ等の容器加振器５０により容器３０が加振されるが、手等により加振しても良い。このような粉体分離装置１０４においても、ガス吹込管４２から供給されるガスにより、軽質粉である繊維４ｂは媒体粒子層６５からガスと共に排出される。なお、条件によっては、繊維４ｂは容器３０の壁に静電気により付着することもある。

本発明を上記実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、軽質粉としての繊維及び重質粉としての樹脂粉を含む被分離粉体を用いているが、これに限られず、一方の粒子が他方の粒子に比べて軽質であって風により排出され易い、言い換えると、終端速度Ｕｔが他方に比べて低ければよい。例えば、樹脂粉と、これよりも粒度の小さい炭酸カルシウム粉との混合物等があげられる。

図１の如き粉体分離装置１００おいて、ＰＶＣ層を６５重量部、紙（パルプ繊維）を３５重量部含む塩ビ壁紙を３００μｍ以下に粉体化した。粉体化の時点で、紙の９８重量％すなわち紙の約３４．３重量部が風力分級により回収された。３４．３重量部の紙が回収されたあとの、紙由来の繊維０．７重量部及び樹脂粉６５重量部を含む被分離粉体（図８参照）を解砕部２０で解砕後、１０００μｍのガラス製の媒体粒子と共に容器３０に供給し、ガスを供給して重質粉としての樹脂粉と軽質粉としての繊維とに分離した。軽質粉として０．６３重量部の繊維が回収され、重質粉として回収された樹脂粉の純度は９９．９ｗｔ％であった。また、分離後の軽質粉としての繊維及び重質粉としての樹脂粉の顕微鏡写真を図９、図１０にそれぞれ示す。

図１は、第１実施形態に係る粉体分離装置を説明する模式断面図である。 図２は、図１の容器３０の内部の上面図である。 図３は、第２実施形態に係る粉体分離装置を説明する模式断面図である。 図４は、第３実施形態に係る粉体分離装置を説明する模式断面図である。 図５は、図４の容器３０付近の上面図である。 図６は、第４実施形態に係る粉体分離装置を説明する模式断面図である。 図７は、第５実施形態に係る粉体分離装置を説明する模式断面図である。 図８は、実施例における被分離粉体の顕微鏡写真である。 図９は、実施例における分離後の軽質粉の顕微鏡写真である。 図１０は、実施例における分離後の重質粉の顕微鏡写真である。

符号の説明

２０…解砕部、４…被分離粉体、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…メッシュ（多孔板）、３０…容器、４０…ガス吹込部、４２…ガス吹込管、４３…吹込管加振器、５０…容器加振器、６０…媒体粒子循環部、６４…媒体粒子、７０…バグフィルタ、８０…帯電板、１００、１０１，１０２，１０３，１０４…粉体分離装置。

Claims (15)

1. 重質粉及び軽質粉を含む被分離粉体と、前記被分離粉体よりも粒径の大きな媒体粒子と、が供給される容器と、
   前記容器を加振する容器加振部と、
   前記容器内の媒体粒子層の内部にガスを吹き込んで前記軽質粉を前記媒体粒子層の外へ前記ガスと共に排出させるガス吹込部と、
   を備える粉体分離装置。
2. 前記容器内の一端側から前記媒体粒子を前記容器の外部に排出すると共に、前記容器から排出された媒体粒子を前記容器内の他端側に供給して前記容器内において前記媒体粒子の定方向流れを形成させる媒体粒子循環部をさらに備える請求項１に記載の粉体分離装置。
3. 前記ガス吹込部は、吹出口が前記媒体粒子層内に差込まれるガス吹込管を有する請求項１又は２のいずれかに記載の粉体分離装置。
4. 前記ガス吹込部は、開口部が前記媒体粒子層内に差込まれたガス吹込管を複数有し、
   前記複数のガス吹込管は前記媒体粒子の定方向流れの方向に並設されている、及び／又は、前記複数のガス吹込管は前記媒体粒子の定方向流れの方向と交差する方向に並設されている請求項２に記載の粉体分離装置。
5. 前記ガス吹込管を振動させるガス吹込管加振部をさらに備える請求項３〜４に記載の粉体分離装置。
6. 前記容器の一端側の底部には前記媒体粒子を通過不能とし且つ前記被分離粉体を通過可能とする篩部が設けられている請求項２〜５の何れかに記載の粉体分離装置。
7. 前記篩部は、前記媒体粒子の定方向流れの上流側から下流側に向かって目開きが大きくなるように複数段設けられている請求項６に記載の粉体分離装置。
8. 前記容器の底部は前記媒体粒子の定方向流れの上流から下流に向けて下る斜面とされている請求項２〜７の何れかに記載の粉体分離装置。
9. 前記容器内には前記媒体粒子を通過不能とし且つ前記被分離粉体を通過可能とする篩部が設けられ、
   前記ガス吹込部は前記篩部を通して前記篩部上の前記媒体粒子層に対して上向きにガスを供給する請求項１又は２に記載の粉体分離装置。
10. 前記容器は、前記篩部の下方に前記篩部よりも目開きが小さい篩部をさらに有する請求項９に記載の粉体分離装置。
11. 前記被分離粉体は、樹脂粉及び繊維を含む３００μｍ以下の粉体である請求項１〜１０のいずれかに記載の粉体分離装置。
12. 前記ガス吹込部からのガスにより前記媒体粒子層の外に排出された軽質粉を静電吸着する帯電板をさらに備える請求項１〜１１のいずれかに記載の粉体分離装置。
13. 前記容器から排出されたガス中の軽質粉を捕集するバグフィルタを備える請求項１〜１２に記載の粉体分離装置。
14. 前記容器に供給される前記被分離粉体を予め解砕する解砕部をさらに備える請求項１〜１３のいずれかに記載の粉体分離装置。
15. 重質粉及び軽質粉を含む被分離粉体と、前記被分離粉体よりも粒径の大きな媒体粒子と、を容器中で振動させると共に、前記容器内の媒体粒子層の内部にガスを吹き込んで前記軽質粉を前記媒体粒子層の外へ前記ガスと共に排出させる工程を備える粉体分離方法。
    

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