JP2009050757A - Powdering apparatus and treating system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物を粉体化する粉体化装置及び処理システムに関する。 The present invention relates to a pulverizing apparatus and a processing system for pulverizing an object.
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の異種材料からなる複合材料や単一素材からなる材料を効率よくリサイクルすることが求められている。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、例えば、樹脂粉と、繊維とに分離することが必要である。また、単一素材からなる材料をリサイクルする場合でも、材料を極めて微細に粉体化するとリサイクル処理が容易となって好ましい。 Along with the recent increase in recycling, resin wallpaper made by bonding resin layers such as PVC and backing paper (pulp fiber layer), resin layers such as PVC and fiber layers made of nylon or polyester, or resin Efficiently use composite materials made of different materials such as tile carpets, soundproof sheets, waterproof sheets, construction safety nets, etc., with a fiber layer sandwiched between layers or impregnated with resin in a fiber layer, or a single material. There is a need to recycle. In order to recycle the composite material, it is necessary to pulverize the composite material and separate the powder into materials, for example, resin powder and fibers. Even when a material made of a single material is recycled, it is preferable to recycle the material very finely because the recycling process becomes easy.
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。
しかしながら、本発明者らが検討したところ、従来の方法では対象物を100μm程度以下まで効率良く粉体化することができず、したがって、複合材料を構成素材ごと、例えば、樹脂粉と繊維とに機械的に分離することが困難であった。 However, as a result of investigations by the present inventors, the conventional method cannot efficiently pulverize the target object to about 100 μm or less, and therefore, the composite material is divided into constituent materials, for example, resin powder and fibers. It was difficult to separate mechanically.
本発明者らが検討したところ、筒状容器内で打撃部材を固定した回転軸を極めて高速、たとえば、打撃部材の周速が100m/s以上となるように回転させると、各種材料を100μm以下に迅速かつ容易に粉体化できることが判明した。しかしながら、従来の回転型の装置では、このような高速回転を行うと、粉体化対象物の投入や粉体化された粉体化物の排出が困難となると共に、粉体化処理量も十分でなく、さらに電力コストも高かった。 When the present inventors examined, when the rotating shaft which fixed the striking member in the cylindrical container was rotated so that the peripheral speed of a striking member might be 100 m / s or more, for example, various materials were 100 micrometers or less. It was found that it can be pulverized quickly and easily. However, in such a conventional rotary type device, when such high speed rotation is performed, it becomes difficult to input a pulverized object and to discharge a pulverized pulverized material, and the pulverization processing amount is sufficient. Not only that, the power cost was also high.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、粉体化対象物の投入や粉体化物の排出が容易であり、十分な粉体化処理量が実現でき、さらに、電力使用量の削減も可能な粉体化装置及び処理システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is easy to input a pulverized object and to discharge a pulverized material, to realize a sufficient amount of pulverization, and to reduce power consumption. It is also possible to provide a pulverizing apparatus and a processing system.
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前記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、を備える。そして、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外筒の内周面に近い位置に配置されている。 The pulverization apparatus according to the present invention includes an inner cylinder that is rotated around a central axis, an outer cylinder that is disposed substantially coaxially with the inner cylinder and surrounds the inner cylinder, and a blow provided on an outer peripheral surface of the inner cylinder. A member. The both ends of the inner cylinder in the axial direction are closed, and the outer peripheral surface of the inner cylinder is disposed closer to the inner peripheral surface of the outer cylinder than the central axis of the inner cylinder.
本発明によれば、内筒を回転させて粉体化対象物を粉体化する際に、内筒の軸方向両端が閉じられかつ内筒の外周面が軸中心から離れて外筒の内周面に近い位置に配置されているので、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。 According to the present invention, when the inner cylinder is rotated to pulverize the object to be pulverized, both ends in the axial direction of the inner cylinder are closed and the outer peripheral surface of the inner cylinder is separated from the axis center so that the inner cylinder Since it is arranged at a position close to the peripheral surface, the volume of the space in which the object to be powdered and the powdered material can exist in the outer cylinder is smaller than that of the conventional case even if the diameter of the outer cylinder is the same. This space is extremely thin and small, and this space can be limited only to the outer portion in the rotational radius direction in which the peripheral speed of the striking member is faster than the inner portion in the rotational radius direction. Therefore, the pulverized object and the pulverized object are present at a high concentration in this space, and the pulverized object can be pulverized very efficiently by the striking member that rotates at high speed. In addition, when exhausting gas from the outer cylinder to discharge the powdered product along with this gas, reducing the volume through which the gas in the outer cylinder can circulate reduces the efficiency of intake and exhaust. Therefore, the supply of the object to be pulverized and the discharge of the pulverized object can be performed smoothly, and the amount of pulverization can be increased.
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。 Further, the length of the striking member can be made sufficiently short, the air resistance is reduced, and the electric power necessary for the high speed rotation of the inner cylinder is reduced.
ここで、外筒における内筒の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。 Here, it is preferable to further include an inlet for supplying the powdered object into the outer cylinder at a position facing the peripheral surface of the inner cylinder in the outer cylinder.
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。 According to this, a powdered object can be supplied very efficiently to a thin space where a powdered object or a powdered object can exist.
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。 Further, both ends in the axial direction of the outer cylinder are closed, and a side outlet for discharging the powdered material together with the gas from the outer cylinder to the axial end of the outer cylinder and facing the axial end of the inner cylinder Is preferably provided.
これにより、複合材料を粉体化した際には、軽質粉及び重質粉からなる粉体化物の内の軽質粉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、軽質粉を選択的に排出させることができる。また、単一材料を粉体化した際にも、半径方向内側に偏析するもののは、粉体化されていない粉体化対象物でなく、粒径の小さくなった粉体化物であるので、粉体化物を効率よく排出させることができる。 As a result, when the composite material is pulverized, the light powder in the powdered product composed of the light powder and the heavy powder is turned to the inside in the rotational radius direction by the centrifugal separation action, that is, the axial end of the outer cylinder. Since it segregates between the axial ends of the inner cylinder, the light powder can be selectively discharged. In addition, even when a single material is pulverized, what is segregated radially inward is not a pulverized object that is not pulverized, but a pulverized product with a reduced particle size, The powdered product can be discharged efficiently.
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が設けられることが好ましい。 Further, it is preferable that a peripheral surface outlet for discharging the powdered material together with gas from the outer cylinder is provided at a position facing the peripheral surface of the inner cylinder in the outer cylinder, and a net or a slit is provided at the peripheral surface outlet.
これによれば、複合材料を粉体化した際には、軽質粉及び重質粉からなる粉体化物の内の重質粉が遠心分離作用により回転半径方向外側に偏析するので、網により粉体化対象物を除きつつ、粉体化物の内の重質粉を選択的に排出させることができる。また、単一材料を粉体化した際にも、網により粉体化対象物を除きつつ、粉体化物を選択的に排出させることができる。 According to this, when the composite material is pulverized, the heavy powder in the pulverized product composed of the light powder and the heavy powder is segregated to the outside in the rotational radial direction by the centrifugal separation action. The heavy powder in the powdered product can be selectively discharged while removing the materialized object. In addition, even when a single material is pulverized, the pulverized product can be selectively discharged while removing the object to be pulverized by the net.
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部に排出させる開閉弁が設けられることが好ましい。 Moreover, it is preferable that an opening / closing valve for discharging the accumulated material in the outer cylinder to the outside is provided at a position facing the peripheral surface of the inner cylinder in the outer cylinder.
粉体化対象物が繊維を含んでいる場合等には、粉体化と共に繊維の塊等の大きな蓄積物が形成される場合がある。開閉弁を設けることによりこのような蓄積物を容易に排出させることができる。 When the object to be pulverized contains fibers, a large accumulation such as a lump of fibers may be formed with pulverization. By providing an on-off valve, such accumulated matter can be easily discharged.
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。 Moreover, it is preferable that an inner cylinder is rotated so that the peripheral speed of the front-end | tip of a striking member may be 100 m / s or more.
特に、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、100μm以下への粉体化がきわめて迅速かつ容易である。 In particular, when the peripheral speed at the tip of the striking member is 100 m / s or more, particularly 120 m / s or more, pulverization to 100 μm or less is extremely quick and easy.
本発明に係る処理システムは、上記のいずれかの粉体化装置と、この粉体化装置から排出されるガス及び粉体化物の混合物から粉体化物を捕集する捕集装置と、この捕集装置により捕集された粉体化物に対して水分を添加して圧縮するする圧縮装置と、を有する。 The treatment system according to the present invention includes any one of the above pulverization apparatuses, a collection apparatus that collects the pulverized product from a mixture of the gas discharged from the pulverization apparatus and the pulverized product, and the trap. A compression device that adds moisture to the powdered material collected by the collection device and compresses the powdered product.
粉体化された粉体は、発塵しやすく、静電気も帯びやすく,ハンドリングが困難であるが、捕集された粉体化物に対して水分を添加して圧縮することにより、発塵や静電気の発生を抑制することができ、粉体化物の後処理が容易となる。 Powdered powder is easy to generate dust, easily charged with static electricity, and difficult to handle. However, by adding moisture to the collected powdered product and compressing it, Generation can be suppressed, and post-treatment of the powdered product becomes easy.
本発明によれば、粉体化対象物の投入や粉体化物の排出が容易であり、十分な粉体化処理量が実現でき、さらに、電力使用量の削減も可能な粉体化装置及び処理システムを提供できる。 According to the present invention, a pulverization apparatus that can easily input a pulverization target and discharge a pulverized product, can realize a sufficient amount of pulverization, and can reduce power consumption, and A processing system can be provided.
(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。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The
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。
The
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。
When the
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。
The
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100μm以下への粉体化は困難であり、この値は臨界値ともいえる。そして、100μm以下にまで粉体化しないと、異種素材の機械的分離が困難であり、また、単一素材であっても、100μm以下のほうが再利用性は高い。
The rotating
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。
In the
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。
More specifically, as shown in FIG. 3, the
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、必要に応じて、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。
Moreover, as shown in FIG. 2, the
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。
A plurality of, for example, eight such combinations of the
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。
Further, as shown in FIG. 2, the outer
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、粉体化対象物を貯留するホッパ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。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
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、異種の材料を含む複合材料、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。特に、繊維と樹脂層とを含む複合材料が好ましい。さらに、トナー印刷済みの紙等を粉体化することもできる。また、単一組成の材料を粉体化することもできる。また、医薬品、食品等の原料、例えば、乾燥した昆布、きのこ等を粉体化することもできる。
The object to be pulverized supplied into the
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。
Here, the object to be pulverized supplied into the
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。
As shown in FIG. 1, the
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、図示しないアクチュエータにより、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。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。
As shown in FIG. 2, a
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の通過を抑制し、十分に粉体化された粉体化物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。
A
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。
Subsequently, a powdering method using the
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。
First, the
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によって外筒30内を回転され、遠心力によって外筒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。
Thereby, a gas such as air is supplied into the
特に、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、低速で回転する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。
In particular, according to the present embodiment, when the
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。
Further, by sucking the gas from the inside of the
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。
Furthermore, the length of the striking
このようにして粉体化された粉体化物は、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。
The powdered material thus pulverized is discharged along with the gas from the
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の供給は、風によるカーテン効果により事実上不可能である。
Furthermore, in the present embodiment, since the
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から軽質粉を選択的に排出させることができる。また、単一材料を粉体化した際にも、半径方向内側に偏析するものは、粉体化されていない粉体化対象物では無く、粒径の小さくなった粉体化物であるので、粉体化物を効率よく排出させることができる。
Further, as shown in FIG. 1, both ends of the
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。したがって、複合材料を粉体化した際には、軽質粉及び重質粉からなる粉体化物の内の重質粉が遠心分離作用により回転半径方向外側に偏析し、網78により粒径の大きな粉体化対象物を除外しつつ、粉体化物の内の重質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、主として重質粉が捕集される。また、単一材料を粉体化した際にも、網78により粒径の大きな粉体化対象物を除外しつつ、粉体化物を選択的に排出させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, a
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。例えば、粉体化対象物が繊維を含んでいる場合等には、粉体化を長時間行っていると繊維の塊等の大きな蓄積物が外筒30内に形成される場合がある。このような塊は、側面出口36や周面出口38から排出させることは困難である。そこで開閉弁37bを、間歇的に開放すると共にブロア76を駆動ことによって、必要に応じてこのような蓄積物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。
Further, an opening /
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100μm以下への粉体化がきわめて迅速かつ容易になされる。100m/s未満では、100μm以下への粉体化は困難である。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100μm以下に粉体化した場合には、各材質ごと、例えば、樹脂粉と繊維とに物理的に分離することができる。また、対象物が、紙、繊維等の繊維材料を含む場合には、外筒30内において繊維の解きほぐしもなされる。また、単一材料からなる粉体化対象物であっても、同様の効果がある。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。
Furthermore, in such a
この様にして粉体化された重質粉、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、軽質粉も、例えば、パルプはフリース壁紙の材料や、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。 The heavy powder thus pulverized, for example, a vinyl chloride resin powder, can be suitably used as a recycled polyvinyl chloride material such as a recycled vinyl chloride compound, and a light powder, for example, pulp is a material for fleece wallpaper, As a soil conditioner and the like, fibers can be used as recycled resin materials.
特に複合樹脂廃材、たとえば、塩ビ壁紙(塩ビ樹脂及び可塑剤約40wt%、充填材約20wt%、裏打ち紙約40wt%)において、年間総排出量約10万トンのうち再資源化されているのはわずか1000トンであり、建設系廃棄物の中でももっとも再資源化が困難なものである。しかしながら、上述の装置及び方法によれば、100μm以下程度まで微粉化が行われ、塩ビ樹脂+可塑剤+充填剤からなる樹脂コンパウンド粉と繊維粉とに分離された粉を得ることができる。また、遠心力によって、重質粉(例えば、塩ビ樹脂+可塑剤+充填剤からなる樹脂コンパウンド粉)と、軽質粉(裏打ち紙由来のパルプ)とに分離されるので、再利用も容易となる。 In particular, composite resin waste, such as PVC wallpaper (PVC resin and plasticizer about 40 wt%, filler about 20 wt%, backing paper about 40 wt%), has been recycled out of about 100,000 tons per year. Is only 1000 tons, and it is the most difficult to recycle among construction waste. However, according to the above-described apparatus and method, fine powdering is performed to about 100 μm or less, and powder separated into a resin compound powder composed of a vinyl chloride resin + plasticizer + filler and fiber powder can be obtained. Moreover, since it is separated into heavy powder (for example, resin compound powder made of vinyl chloride resin + plasticizer + filler) and light powder (pulp derived from backing paper) by centrifugal force, it can be easily reused. .
また、トナー印刷済みの紙を粉体化すると、パルプとトナーとに、乾式において離解することができる。 Further, when the toner-printed paper is pulverized, it can be separated into pulp and toner in a dry manner.
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation aspect is possible.
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、例えば、30°程度傾斜していても良く、鉛直方向に配置されていてもよい。また、外筒30は、テーパ形状であっても良い。
For example, the
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。
Further, the
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。 Further, the striking member may not be a rectangular plate shape as shown in FIG. 4B, for example, it may be a member whose tip width is narrow as shown in FIG. The blade may be formed on the end surface on the rotation direction side.
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。また図5の(a)に示すように、金属等の板80bの表面に多数の突起80aを設けた突起板80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80a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。
It is also possible to supply static elimination ions into the
また、図2の周面出口38の機能を、出口37に合体させた図6の(a),(b)のような態様も可能である。すなわち、図6においては、出口37における、外筒30の開口37aを覆う筒状の出口37は、開口37aをはさんで互いに対向する方向に開口する2つの開口37e,37fを有している。開口37eは、外筒30の開口37aにおける打撃部材50の回転方向の前側に開口しており、開口37fは、その後ろ側に開口している。
Moreover, the aspect like FIG. 6 (a), (b) which united the function of the
また、開閉弁37bは、閉状態のときに、板の代わりに網78で開口37aを覆うようにされている。そして、図6の(a)のように、開閉弁37bが閉状態のときには、開口37fが図示しないブロア等により吸引され、網78を通過した粉体化物が選択的に外筒30から排出される。一方、開閉弁37bが、開状態のときには、図6の(b)のように、開口37eが図示しないブロア等により吸引され、外筒30内に蓄積した繊維の塊等が、開口37aから排出される。
Further, the open /
また、図1における、入口35の開口35aの回転軸5の軸方向の長さは、特に制限されず、例えば、図7に示すように、外筒30の内部の軸方向長さより狭くてもよい。いずれにしても、開口35aが内筒10の外周面12と対向していることが好ましい。これにより、吸引された粉体化対象物が効率よく引き込まれ、打撃部材50によって粉体化される。
Further, the length in the axial direction of the
また、周面出口38は、図8に示すように、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。
Further, as shown in FIG. 8, a plurality of
また、図9に示すように、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。
Further, as shown in FIG. 9, a plurality of combinations of the
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よい。
Further, in the above embodiment, the gas is supplied from the
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。
Furthermore, in the above embodiment, the
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、ハンドリング性がよい。
Further, the
(第二実施形態)
続いて、特に、シュレッダー処理がなされた、或いは、10〜30mm角程度に細片化処理された紙の粉体化処理に特に好適な処理システム200について図10を参照して説明する。
(Second embodiment)
Next, a
処理システム200は、第一実施形態にて説明したのとほぼ同様の粉体化装置1を備えている。この粉体化装置1は、ホッパ40を有しておらず、入口35は、ラインL10を介して、シュレッダー等により細片化された紙片100を貯留する容器102内に挿入されている。
The
紙片100の大きさは特に限定されないが、例えば、紙片の幅は例えば、2〜10mmである。
Although the magnitude | size of the
この粉体化装置1の周面出口38に接続されたラインL4及び図示しない側面出口36に接続されたラインL2は、いずれもバグフィルタ(捕集装置)70に接続されている。また、粉塵爆発等を防止するために、外筒30には、外筒30内に水をミスト等として添加する水添加ノズル105が設けられている。添加量は、5〜10重量%程度とすることが好ましい。
Both the line L4 connected to the
バグフィルタ70は、筒状の容器70aを備え、容器70aの内部に濾布70bが張られている。容器70aの下部は先細りのホッパ70eとされている。容器70aにおける濾布70bよりも下部に設けられたフランジ70cに対して、ラインL2及びラインL4が接続されている。また、濾布70bを通過したガスは、容器70aにおける濾布70bよりも上部に設けられたフランジ70dを介して、ブロア75に接続されている。また、容器70aの上部には、逆洗用のパルス状の圧縮空気を間歇的に供給する逆洗器70gが接続されている。ホッパ70eの下部には、ホッパ内に捕集された粉体化物を送り出すロータリーバルブ70fが設けられている。
The
さらに、ホッパ70eの下端には、粉体圧縮用の圧縮機(圧縮装置)120が設けられている。圧縮機120は、上部がホッパ70eと連通し、ホッパ70eからの粉体を受け入れると共に、水平方向に伸びているシリンダ122、シリンダ122の開口の一端から送入されるピストン124、及び、ピストン124をシリンダ122の軸方向に沿って押圧するプレス部126、シリンダ122内の粉体化物に対して水をミスト等として供給する水ノズル128、シリンダ122のプレス部126とは反対側の端部を閉じることができる蓋部材130、蓋部材130をシリンダ122の軸方向に押圧し及びシリンダ122から離れる方向に後退させたりする蓋部材駆動部132、シリンダ122の端部で固形化物をカットするカッタ134を備える。
Furthermore, a compressor (compressor) 120 for compressing powder is provided at the lower end of the hopper 70e. The
この圧縮機120は、図10の(a)に示すようにシリンダ122内に粉体化物がある程度蓄積されると、この粉体化物に対して水を添加して粉体化物に付着力を生じさせ、続いて、図10の(b)に示すように、蓋部材130によりシリンダ122の端部(図10の左側)をふさいだ状態で、ピストン124を押し込むことによって、粉体化物の圧縮された固形化物Qを形成する。そして、図10の(c)に示すように、さらに、同様の操作を行って、固形化物Qを大きくした後、図10の(d)に示すように、蓋部材130をすこし後退させて固形化物Qの一部をシリンダ122から突出させ、さらに、図10の(e)に示すように、更に水を添加した粉体化物の固形化を進め、その後、固形化物を更に押し出して所定の押出長さとする。その後、固形化物Qを、シリンダ122の端面でカッタ134によりカットする(図10(f)参照)。なお、水の添加量は、固形化物Qの水分濃度が10〜15重量%程度となるようにすることが好ましい。特に、紙を粉体化したパルプを主として含む粉体化物は、水の添加により、水素結合により比較的大きな付着力が生じ、保形性のよいレンガ状の固形化物が得られる。
As shown in FIG. 10 (a), when the powdered material is accumulated in the
このようにして得られた固形化物は、発塵せずにハンドリング性に優れ、また、密度も高くなって輸送コストの低減もできる。さらに、粉体化装置1において、打撃部材50の先端の周速を100m/s以上とした場合には、紙がファイバー状にまで、叩解、或いは、ほぐされるため、トナーとパルプとが物理的に離解される。そして、このようなパルプ及びトナーの混合物は、その後の湿式法による公知の脱墨工程が、極めて迅速に軽負荷で行える。
The solidified material thus obtained is excellent in handling properties without generating dust, and also has a high density and can reduce transportation costs. Furthermore, in the
なお、本実施形態では、集塵器としてバグフィルタを採用しているが、これ以外でもよく、たとえば、サイクロン等でも構わない。 In this embodiment, a bag filter is employed as the dust collector, but other than this, for example, a cyclone may be used.
(実施例A1)
図1に示す装置により1000kgの塩ビ壁紙(塩ビ樹脂及び可塑剤及び充填材からなる樹脂コンパウンド約60wt%、裏打ち紙約40wt%)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とした。また、打撃部材50の長さは60mmとし、108個取り付けた。
(Example A1)
Using the apparatus shown in FIG. 1, 1000 kg of PVC wallpaper (resin compound of about 60 wt% made of PVC resin, plasticizer and filler, and about 40 wt% backing paper) was pulverized. The peripheral speed at the tip of the striking member was 150 m / s. The inner diameter of the
その結果、塩ビ壁紙は50〜500μm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550kgであり、その組成は塩ビ樹脂+可塑剤+充填材からなる樹脂コンパウンド粉が90wt%、パルプが10wt%であった。集塵器70に回収された粉体は450kgであり、その組成は塩ビ樹脂+可塑剤+充填材からなる樹脂コンパウンド粉が20wt%、パルプが80wt%であった。これらパルプと塩ビ樹脂コンパウンド粉とは既に機械的に分離されており、篩等を利用したさらなる精密分離と分級処理により樹脂コンパウンド粉及び繊維長1〜3mmのパルプファイバを99.5%以上の分離度で得ることができた。樹脂コンパウンド粉全体における100μm以下の粒子の重量割合は約50%であった。
As a result, the PVC wallpaper was pulverized to about 50 to 500 μm. The powder recovered in the
(実施例A2)
打撃部材の先端の周速を120m/sとした。樹脂コンパウンド粉及び繊維長1〜3mmのパルプファイバを98%以上の分離度で得ることができた。樹脂コンパウンド粉の100μm以下の粒子の重量割合は40%であった。
(Example A2)
The peripheral speed at the tip of the striking member was 120 m / s. Resin compound powder and pulp fiber having a fiber length of 1 to 3 mm could be obtained with a degree of separation of 98% or more. The weight ratio of particles of 100 μm or less in the resin compound powder was 40%.
(実施例A3)
打撃部材の先端の周速を100m/sとした。樹脂コンパウンド粉及び繊維長1〜3mmのパルプフィラメントを95%以上の分離度で得ることができた。樹脂コンパウンド粉の100μm以下の粒子の重量割合は20%であった。
(Example A3)
The peripheral speed at the tip of the striking member was set to 100 m / s. Resin compound powder and pulp filaments having a fiber length of 1 to 3 mm could be obtained with a degree of separation of 95% or more. The weight ratio of particles of 100 μm or less in the resin compound powder was 20%.
(実施例A4)
打撃部材の先端の周速を80m/sとした。樹脂コンパウンド粉及び繊維長1〜3mmのパルプフィラメントを65%以上の分離度で得ることができた。樹脂コンパウンド粉の100μm以下の粒子の重量割合は10%であった。
(Example A4)
The peripheral speed at the tip of the striking member was 80 m / s. Resin compound powder and pulp filaments having a fiber length of 1 to 3 mm could be obtained with a degree of separation of 65% or more. The weight ratio of particles of 100 μm or less in the resin compound powder was 10%.
(実施例B1)
図1に示す装置により100kgのシュレッダー処理されたトナー印刷済みの上質紙を、叩解し、粉体化した。打撃部材の先端の周速は150m/sとした。その結果、シュレッダー処理された上質紙はパルプファイバー化され、繊維長5〜10mm、繊維径5〜10μmとなり、再生可能な形状となった。また、トナーとパルプとは離解され、トナーはパルプファイバ中に分散し、文字等の判読は全く不可能となっていた。
(Example B1)
100 kg of toner-printed high-quality paper that has been shredded with the apparatus shown in FIG. 1 was beaten and powdered. The peripheral speed at the tip of the striking member was 150 m / s. As a result, the high-quality paper subjected to the shredding process was converted into pulp fibers, and the fiber length was 5 to 10 mm and the fiber diameter was 5 to 10 μm. In addition, the toner and the pulp are disaggregated, and the toner is dispersed in the pulp fiber, so that it is impossible to interpret characters and the like at all.
(実施例B2)
打撃部材の先端の周速を100m/sとした。パルプファイバは実施例B1と同様であり、トナーは、実施例B1と同じくパルプより離解していた。これらの結果は、各種印刷装置等により作成された機密文書の安全でかつ完全な処理が極めて経済的に可能となることを示している。
(Example B2)
The peripheral speed at the tip of the striking member was set to 100 m / s. The pulp fiber was the same as in Example B1, and the toner was disaggregated from the pulp as in Example B1. These results show that safe and complete processing of confidential documents created by various printing devices and the like is possible extremely economically.
(実施例C1)
図1に示す粉体化装置により粉体化対象物を供給することなく、打撃部材50の先端の周速を変え、必要な電流値を測定した。
(Example C1)
The necessary current value was measured by changing the peripheral speed at the tip of the striking
(比較例C2)
図1に示す装置において、内筒10を用いる代わりに、回転軸5に対して、回転軸5を取り囲む円環状の固定部材を軸方向に複数設け、回転軸5から離れて外筒30の内周面32に近い位置に回転軸5と略平行に複数のロッドを、円環状の固定部材をそれぞれ貫通するように設け、これら複数のロッドに打撃部材50を回動可能に固定した。そして、実施例C1と同様にして、粉体化対象物を供給することなく、打撃部材50の先端の周速を変え、必要な電流値を測定した。
(Comparative Example C2)
In the apparatus shown in FIG. 1, instead of using the
(比較例C3)
図1に示す装置において、内筒10を用いる代わりに、回転軸5に対して複数のベルトを、ベルトの幅方向が軸方向と平行となるように、回転軸5の周方向及び軸方向にそれぞれ設け、各ベルトの先端に打撃部材50を設けた。そして、実施例C1と同様にして、粉体化対象物を供給することなく、打撃部材50の先端の周速を変え、必要な電流値を測定した。
(Comparative Example C3)
In the apparatus shown in FIG. 1, instead of using the
その結果を図11に示す。実施例C1では、周速度を十分高めるのに必要な電流値が十分低くなっている。 The result is shown in FIG. In Example C1, the current value necessary to sufficiently increase the peripheral speed is sufficiently low.
1…粉体化装置、10…外筒、30…内筒、38…周面出口、35…入口、36…側面出口、5…回転軸、14…ロッド、50…打撃部材、37b…開閉弁、70…バグフィルタ(捕集装置)、120…圧縮装置、200…処理システム。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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、
を備え、
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粉体化装置。 An inner cylinder that rotates about a central axis;
An outer cylinder disposed substantially coaxially with the inner cylinder and surrounding the inner cylinder;
A striking member provided on the outer peripheral surface of the inner cylinder;
With
Both ends of the inner cylinder in the axial direction are closed, and the outer peripheral surface of the inner cylinder is disposed closer to the inner peripheral surface of the outer cylinder than the central axis of the inner cylinder.
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- 2007-08-23 JP JP2007217441A patent/JP2009050757A/en active Pending
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