JP2009101315A - 粉体化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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する。
【解決手段】中心軸Ｘ回りに回転される内筒１０と、内筒１０と略同軸に配置されて内筒１０を取り囲む外筒３０と、内筒１０の外周面１２上に設けられた打撃部材５０と、周面８０ａに突起８２が形成されると共に内筒１０の中心軸と平行な軸周りを回転されるロール８０と、を備える。外筒３０における内筒１０の外周面と対向する位置に、外筒の軸方向に伸びるように開口部５９が設けられ、ロール８０は、周面８０ａの一部が開口部５９を介して内筒１０の表面と向き合うように前記外筒の外に配置され、内筒１０とロール８０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。
【選択図】図２

Description

本発明は、対象物を粉体化する粉体化装置に関する。

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。

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。
特開２００３−８８７７２号公報 特開２００３−２４８１７号公報 特開２００３−１２７１４０号公報 特開２００３−３２０５３２号公報 特開２００６−６１９８９８号公報 特開２０００−１８９８２３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。 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。 図３は、図１の粉体化装置の内筒１０の斜視図である。 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。 図５は、図３のロール付近の拡大断面図である。 図６は、図３のロールの斜視図である。

符号の説明

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 (8)

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。
   

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