JP4287711B2 - 固体粒子の回収方法、および回収装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、懸濁液中に懸濁した固体粒子の回収方法、および回収装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、不溶性の固体粒子が混入し、懸濁した懸濁液（水）から固体粒子を分離、回収する方法として、懸濁液中の固体粒子を分離層内に沈降させて回収する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された固体粒子の回収方法は、アルミニウム合金の切断加工時に発生する切粉（固体粒子）を水槽の石鹸水で受け、この切粉が懸濁した懸濁液を分離層に送り、分離層中で切粉を沈殿させて、スクリューコンベア付きホースで吸い上げて回収するようになっている。
しかし、このような方法では、固体粒子が沈降し沈殿するまでは回収不能であるとともに、固体粒子が沈降しにくい材料、例えば、液体の比重に比べて十分大きな比重を持たない材料の場合には沈殿せず、回収できないことになる。このため、沈殿しにくい固体粒子の回収方法としては、懸濁液をフィルタで濾過して、フィルタに付着した固体粒子を回収する方法が一般的である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−５７２１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィルタに付着した固体粒子を回収する際には、フィルタとともに固体粒子を取り出し、運搬し、フレキシブルコンテナ等の回収容器に投入するという回収作業が人手によって行われる。このため、回収作業に多くの手間と時間を要するとともに、フィルタの運搬中や回収容器への投入時に、固体粒子が飛散して、作業場周辺を汚してしまうという問題がある。
また、懸濁液の濾過時において、固体粒子がフィルタに徐々に付着、堆積することで、フィルタの濾過抵抗が増加して、濾過効率が徐々に低下するため、フィルタの清掃作業を頻繁に行う、あるいは大型のフィルタを用意しなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、回収作業を人手によらず効率よく実施でき、かつ懸濁液の濾過効率が低下することのない固体粒子の回収方法、および回収装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の固体粒子の回収方法は、懸濁液中に懸濁した固体粒子の回収方法であって、前記懸濁液を一次貯留槽に供給する供給工程と、前記一次貯留槽に供給された懸濁液を第１フィルタで濾過して、濾過液を二次貯留槽に送る濾過工程と、前記一次貯留槽において前記懸濁液中に固体粒子を浮遊させて、当該固体粒子が前記第１フィルタに付着することを防止する付着防止工程と、前記一次貯留槽の懸濁液を前記一次貯留槽から第２フィルタに送る送液工程と、前記送液工程で送液された前記懸濁液を第２フィルタで濾過して、固体粒子と濾過液とに分離する固液分離工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、懸濁液としては、水、その他の液体等の流体中に、不溶性の固体粒子が浮遊した状態で懸濁したものを意味する。
また、付着防止手段としては、エアバブリングやポンプ撹拌、機械撹拌等が採用できる。
【０００８】
この発明によれば、一次貯留槽に供給された懸濁液は、第１フィルタで濾過されて、濾過液として二次貯留槽に送られるが、懸濁液中の固体粒子は、付着防止手段によって第１フィルタに付着せずに、懸濁液とともに送液手段で第２フィルタに送られて、分離、回収される。従って、第１フィルタを取り出し、運搬し、固体粒子を回収容器に投入するという回収作業を人手によって行う必要がなく、効率よく回収作業を実行することができる。
また、第１フィルタに固体粒子が付着しないので、フィルタの濾過抵抗が増加せず、濾過効率が低下しないため、懸濁液の濾過処理を連続的に効率よく実施することができる。
【０００９】
この際、本発明では、前記付着防止手段は、前記一次貯留槽中に設けたノズルから前記第１フィルタに向かってエアを吹き出すエアバブリングで構成されていることが好ましい。
このようにすれば、ノズルから吹き出したエアによって第１フィルタに付着しようとする固体粒子をフィルタから剥離させ、一次貯留槽の懸濁液中に浮遊させることができるので、固体粒子が第１フィルタに付着することを確実に防止することができる。
【００１０】
また、前記供給工程で前記一次貯留槽に供給される懸濁液の単位時間当たりの供給量に対して、前記送液工程で前記第２フィルタに送液される懸濁液の単位時間当たりの送液量は、１／５以下とされていることが好ましい。
このようにすれば、一次貯留槽に供給された懸濁液のうちの大半の懸濁液が第１フィルタで濾過されて二次貯留槽に送られるので、一次貯留槽中の懸濁液における固体粒子の濃度が濃縮されることになる。そして、濃縮された懸濁液を送液手段で第２フィルタに送って濾過することで、固液分離を効率よく実施することができる。
なお、供給工程における懸濁液の単位時間当たりの供給量と、送液工程における懸濁液の単位時間当たりの送液量との割合は、１／５以下に限らず、１／２以下〜１／４以下に設定してもよい。また、送液量を供給量に対して１／１０〜１／３０以下とされることがより好ましい。このように、送液量を供給量に対して非常に少ない量にすることで、一次貯留槽における懸濁液の濃縮率を高め、固液分離工程における固体粒子の分離、回収効率を高めることができる。
【００１１】
また、前記固液分離工程で分離した固体粒子を前記第２フィルタから回収容器に投入する回収動作を予め設定した時間間隔で実行し、前記固体粒子の回収動作中には、当該回収動作に連動して前記送液工程を一時停止することが好ましい。ここで、予め設定した時間間隔は、一次貯留槽に供給される懸濁液の供給量や固体粒子の含有量、送液手段で第２フィルタに送られる懸濁液の送液量、第２フィルタの大きさ等に応じて、適宜（例えば、１分〜６０分の間で）設定すればよい。
このようにすれば、第２フィルタで濾過して固液分離した固体粒子を適宜設定した時間間隔で回収容器に回収することができる。さらに、回収動作中には、送液工程が一時停止されるので、回収動作中の第２フィルタに懸濁液が送られることがなく、懸濁液の漏れを防止することができる。
【００１２】
さらに、前記固液分離工程で分離された濾過液を前記一次貯留槽または二次貯留槽に戻す返送工程を備えていることが好ましい。
このようにすれば、固液分離工程で分離された濾過液を回収することができるので、濾過液を無駄にすることなく再利用することができる。
【００１３】
また、前記懸濁液は、樹脂材料を切断する切断加工機で利用された冷却水および／または洗浄水であり、前記固体粒子は、前記樹脂材料を切断した際の切粉であり、前記二次貯留槽の濾過液を冷却水および／または洗浄水として前記切断加工機に送水する循環工程を備えていることが好ましい。
ここで、切断加工機としては、樹脂材料を溶融ストランド化してカッティングし、ペレットとして製品化するペレット化装置や、樹脂材料に切削や孔開け等の加工を施す加工機などが例示される。これらの加工機においては、樹脂材料を冷却、固化させるための冷却水や、樹脂材料を、切断した際に発生する切粉を製品から除去するための洗浄水が利用されており、これらの冷却水や洗浄水には、切粉が混入することになる。また、冷却水や洗浄水には、樹脂製品の品質に影響しないように純水が用いられることが多い。
本発明によれば、冷却水や洗浄水に含まれた固体粒子としての切粉を効率よく分離、回収できる。さらに、切粉を取り除いた濾過液を循環工程によって加工機に送ることで、濾過液を冷却水や洗浄水として再利用することができるため、特に冷却水や洗浄水に純水を用いる場合には、コスト低減を図ることができる。
【００１４】
この際、前記樹脂材料は、ポリカーボネートであり、前記切断加工機は、ポリカーボネートのペレット化装置であることが好ましい。
このようにすれば、ポリカーボネートのペレット化装置において、上述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の固体粒子の回収装置は、前記懸濁液を貯留する一次貯留槽と、前記一次貯留槽に前記懸濁液を供給する供給手段と、前記一次貯留槽に貯留された懸濁液を濾過する第１フィルタと、前記第１フィルタを通過した濾過液を貯留する二次貯留槽と、前記一次貯留槽において前記懸濁液中に固体粒子を浮遊させて、当該固体粒子が前記第１フィルタに付着することを防止する付着防止手段と、前記一次貯留槽の懸濁液を固体粒子と濾過液とに分離する第２フィルタを有した固液分離手段と、前記懸濁液を前記一次貯留槽から固液分離手段に送る送液手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、固体粒子の回収装置において、前述と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、第１フィルタを取り出し、運搬し、回収容器に投入するという回収作業を人手によって行う必要がなく、効率よく回収作業を実行することができる。また、第１フィルタに固体粒子が付着しないので、フィルタの濾過抵抗が増加せず、濾過効率が低下しないため、懸濁液の濾過処理を連続的に効率よく実施することができる。
【００１７】
この際、前記付着防止手段は、前記一次貯留槽中に設けたノズルから前記第１フィルタに向かってエアを吹き出すエアバブリングで構成されていることが好ましい。
このようにすれば、固体粒子が第１フィルタに付着することを確実に防止することができる。
【００１８】
また、前記一次貯留槽における懸濁液の液面は、前記二次貯留槽における濾過液の液面よりも高くされており、前記二次貯留槽には、前記第１フィルタを通過した濾過液の液面を、前記一次貯留槽の液面と略同一高さ位置に揃える仕切り板が設けられていることが好ましい。
このようにすれば、液面の高低差で一次貯留槽から二次貯留槽へ濾過液が流入するように構成された貯留槽において、二次貯留槽に設けた仕切り板によって、第１フィルタを通過した位置の濾過液の液面と一次貯留槽の懸濁液の液面との高低差が小さくなることで、第１フィルタを通過する濾過液の水勢が安定化される。すなわち、第１フィルタの一次側および二次側の液面間の高低差が大きいと、第１フィルタを通過する濾過液の水勢が強くなる、あるいは局部的に濾過液が通過する部分ができてしまい、懸濁液中の固体粒子が第１フィルタに付着しやすくなる。これに対して、本発明では、第１フィルタを通過する濾過液の水勢が安定するので、第１フィルタに固体粒子がより付着しにくくできる。
【００１９】
また、前記第２フィルタは、略水平な回転軸に固定され、前記回転軸には、予め設定した時間間隔で当該回転軸および前記第２フィルタを回動させて、当該第２フィルタで分離した固体粒子を回収容器に投入する回動手段が取り付けられており、前記送液手段の途中位置には、前記回転軸に接続され、当該回転軸の回転により開閉が切り換えられる自動弁が設けられ、前記回動手段による前記回転軸の回転に伴って、前記自動弁が閉じて前記送液手段による前記懸濁液の送液が停止されるとともに、前記第２フィルタが回動し、当該第２フィルタで濾過された固体粒子が前記回収容器に投入されることが好ましい。
このようにすれば、第２フィルタで濾過して固液分離した固体粒子を適宜設定した時間間隔で回収容器に回収することができる。さらに、回収動作中には、自動弁が閉じることで懸濁液の送液が一時停止されるので、回収動作中の第２フィルタに懸濁液が送られることがなく、懸濁液の漏れを防止することができる。
【００２０】
また、前記固液分離手段で分離された濾過液を前記一次貯留槽または二次貯留槽に戻す返送手段を備えていることが好ましい。
このようにすれば、固液分離手段で分離された濾過液を回収することができるので、濾過液を無駄にすることなく再利用することができる。
【００２１】
また、前記懸濁液は、樹脂材料を切断する切断加工機で利用された冷却水および／または洗浄水であり、前記固体粒子は、前記樹脂材料を切断した際の切粉であり、前記二次貯留槽の濾過液を冷却水および／または洗浄水として前記切断加工機に送水する循環手段を備えていることが好ましい。
このようにすれば、冷却水や洗浄水に含まれた固体粒子としての切粉を効率よく分離、回収できる。さらに、切粉を取り除いた濾過液を循環手段によって加工機に送ることで、濾過液を冷却水や洗浄水として再利用することができる。
【００２２】
この際、前記樹脂材料は、ポリカーボネートであり、前記切断加工機は、ポリカーボネートのペレット化装置であることが好ましい。
このようにすれば、ポリカーボネートのペレット化装置において、上述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る固体粒子の回収装置を備えた製造装置１の概略構成を示す図である。
製造装置１は、溶融ストランド化したポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を、適宜な大きさに切断（カッティング）して、樹脂ペレット製品を製造するものである。この製造装置１は、樹脂を切断してペレット化するペレット化装置としての切断加工機２と、この切断加工機２において使用する冷却水および洗浄水を貯留する冷却水槽３と、切断加工機２で樹脂を切断した際に冷却水や洗浄水中に混入する樹脂の切粉（固体粒子）を回収する回収装置４とを備えて構成されている。そして、切断加工機２と冷却水槽３とは、冷却水や洗浄水中を循環させる循環手段としての配管５およびポンプ６を介して接続されている。
【００２４】
図２は、切断加工機２の概略構成を示す図である。
切断加工機２は、投入された樹脂フレークを溶融し、圧延して押し出す押出機２１と、押し出された樹脂ストランドを冷却水で冷却する冷却機２２と、冷却機２２で冷却された樹脂ストランドを切断する回転切断機２３とを備えている。そして、回転切断機２３で切断された樹脂ペレット１０は、洗浄水とともに乾燥機２４に投入されて、洗浄水が取り除かれた後に、振動篩機２５で選別され、製品サイロ（不図示）に搬送される。
【００２５】
切断加工機２の冷却機２２および回転切断機２３には、それぞれ冷却水槽３から出口フィルタ２６を介した配管５が分岐して接続され、冷却水槽３に貯留された純水Ｗ１が冷却水および洗浄水として供給される。そして、冷却機２２で使用された冷却水、および回転切断機２３から樹脂ペレット１０とともに乾燥機２４に送られて切粉を洗い落とした洗浄水は、リターン水として配管５により冷却水槽３に戻されるようになっている。
【００２６】
切断加工機２から冷却水槽３に戻されるリターン水には、樹脂の切粉が混入されている。この切粉は、平均粒径が０．１ｍｍ以下（例えば、０．０７ｍｍ程度）の微細な固体粒子であり、かつ純水と比べて比重の差が小さい（ポリカーボネートの比重は、純水の比重の１．２倍程度）ものである。このため、切粉は、リターン水中に懸濁した状態で浮遊してしまい、時間をおいても沈降、沈殿しにくいものとなっている。すなわち、リターン水は、純水中に固体粒子である切粉が懸濁した懸濁液Ｗ２として冷却水槽３に戻されることになる。
【００２７】
図３は、冷却水槽３の概略構成を示す斜視図である。
図１および図３において、回収装置４は、冷却水槽３に設けられた一次貯留槽３１および二次貯留槽３２と、これら一次および二次貯留槽３１，３２間に設けられた第１フィルタ３３とを備えている。そして、回収装置４は、一次貯留槽３１に懸濁液Ｗ２を供給する供給手段としての配管３４と、一次貯留槽３１から懸濁液Ｗ２を汲み上げる送液手段としての配管３５、ポンプ３６、および自動弁３７と、これらの配管３５およびポンプ３６で送液された懸濁液Ｗ２を固液分離する固液分離装置４０とを備えて構成されている。
【００２８】
一次貯留槽３１は、配管３４から供給される懸濁液Ｗ２を一時貯留するもので、懸濁液Ｗ２の供給量に応じた貯留容量を備えている。第１フィルタ３３は、懸濁液Ｗ２中の切粉を通過させず、純水Ｗ１を通過させることができるメッシュ寸法を有したステンレス製であり、一次および二次貯留槽３１，３２の境界部分に着脱自在に設けられている。二次貯留槽３２は、一次貯留槽３１から第１フィルタ３３を通過して、切粉が濾過された濾過液としての純水Ｗ１を貯留するもので、一次貯留槽３１に比較して大きな貯留容量を備えている。
【００２９】
二次貯留槽３２内の第１フィルタ３３近傍には、仕切り板３８が第１フィルタ３３に対向して設けられている。この仕切り板３８は、下端縁および左右の側端縁が二次貯留槽３２の底面および両側面に密接され、上端縁が第１フィルタ３３の上端部と略同一位置に設けられている。これにより、第１フィルタ３３を通過した純水は、一旦、第１フィルタ３３と仕切り板３８との間隔部分に溜まった後、仕切り板３８の上端縁を越えて二次貯留槽３２に流れ込むようになっている。
【００３０】
一次貯留槽３１には、付着防止手段としてのエアバブリング装置５０が設置されている。エアバブリング装置５０は、圧縮空気を送出するエアコンプレッサ５１と、このエアコンプレッサ５１から一次貯留槽３１内に延びるエア配管５２と、このエア配管５２に接続されて圧縮空気を一次貯留槽３１中に吹き出すエアノズル５３とを備えて構成されている。エアノズル５３は、一次貯留槽３１の底面近傍から第１フィルタ３３に向かって、圧縮空気を吹き出す複数のエア吐出口を備えている。エアノズル５３から吹き出された圧縮空気は、気泡として第１フィルタ３３の表面に吹きつけられ、第１フィルタ３３の表面に沿って上昇する。これにより、第１フィルタ３３の表面に切粉が付着せず、懸濁液Ｗ２中に切粉が浮遊するようになっている。
【００３１】
以上のような一次貯留槽３１において、配管３４から供給される懸濁液Ｗ２の単位時間当たりの供給量は、配管３５から固液分離装置４０に送液される単位時間当たりの送液量に比較して、十分に大きく（例えば、１０倍〜３０倍程度に）設定されている。すなわち、供給された懸濁液Ｗ２の供給量に比べて、送液される懸濁液Ｗ２の送液量を少なく設定することで、一次貯留槽３１の懸濁液Ｗ２に含まれる切粉の濃度が濃縮される濃縮工程が構成されている。そして、供給された懸濁液Ｗ２中の大半の純水Ｗ１は、第１フィルタ３３で濾過されて、二次貯留槽３２に送られ、再び冷却水および洗浄水として利用されるようになっている。
【００３２】
図４は、固液分離装置４０の概略構成を示す図である。
図１および図４において、固液分離装置４０は、配管３５の吐出口３５Ａが設けられた分離器４１と、この分離器４１内の吐出口３５Ａ下方に設置された第２フィルタ４２と、分離器４１の底面に接続された配管４３とを備えている。そして、一次貯留槽３１から配管３５により送液された懸濁液Ｗ２は、分離器４１内で吐出口３５Ａから吐出され、第２フィルタ４２で濾過される。第２フィルタ４２は、懸濁液Ｗ２中の切粉を通過させず、純水Ｗ１を通過させることができるメッシュ寸法を有したステンレス製であり、第２フィルタ４２上に濾過された切粉が堆積するようになっている。また、第２フィルタ４２を通過した純水Ｗ１は、返送手段としての配管４３によって、冷却水槽３の二次貯留槽３２に返送されるようになっている。
【００３３】
分離器４１は、略水平に設けられ、一部が配管３５とされた回転軸４４に固定されている。この回転軸４４の一端側には、モータおよびタイマを内蔵した回動装置４５が連結されており、回動装置４５のモータを作動させることで、回転軸４４および分離器４１が回動するようになっている。また、回動装置４５の回転軸４４の反対側には、自動弁３７に連結され回転軸４４および分離器４１の回動と同時に回転する連結軸４６が設けられている。この連結軸４６が回転することで、自動弁３７の開閉が切り換えられるようになっており、図４に矢印で示すように、分離器４１の第２フィルタ４２が略水平な状態では、自動弁３７が開いて懸濁液Ｗ２が分離器４１側に流れ、吐出口３５Ａから吐出されるようになっている。
【００３４】
次に本実施形態の固液分離装置４０の動作、つまり固体粒子である樹脂の切粉を回収する回収手順について図５、６に基づいて説明する。
図５、６は、それぞれ固液分離装置４０の動作を示す図である。
固液分離装置４０の分離器４１の下方には、回収容器としてのフレキシブルコンテナ４７が設置されている。そして、回動装置４５のタイマには、モータの作動間隔、つまり回収動作の時間間隔が予め設定されており、この作動間隔ごとにモータが作動して、回転軸４４および分離器４１が回動する。
なお、回収動作の時間間隔としては、１分から６０分までの任意の間隔が設定可能になっており、必要に応じて、設定変更することもできるようになっている。すなわち、回収動作の時間間隔が短すぎると回収効率が低下し、時間間隔が長すぎると、第２フィルタ４２上に堆積した切粉が乾燥して、凝固してしまうことがあるので、これらを考慮して回収動作の時間間隔を設定すればよい。
【００３５】
回動装置４５のモータの作動により分離器４１が回動すると、第２フィルタ４２上に堆積した切粉は、フレキシブルコンテナ４７内に落下し、回収される。この際、連結軸４６もモータの作動により回転し、連結軸４６が連結された自動弁３７が閉じる。これにより、配管３５内の懸濁液Ｗ２の流れが自動停止され、分離器４１側に懸濁液Ｗ２が流れず、回動中の分離器４１から懸濁液Ｗ２が漏出しないようになっている。また、回転軸４４および分離器４１の回動に追従できるように、配管３５，４３の途中位置には、フレキシブルホース３５Ｂ，４３Ａが用いられている。
【００３６】
第２フィルタ４２からフレキシブルコンテナ４７への切粉の回収が終了した後、回動装置４５のモータが逆方向に作動して、回転軸４４、分離器４１、および連結軸４６が、図４に示す初期位置に復帰する。これにより、自動弁３７が開いて、懸濁液Ｗ２が分離器４１側に流れ、吐出口３５Ａから吐出され、第２フィルタ４２による切粉の濾過が再開される。そして、切粉が回収されたフレキシブルコンテナ４７を運び出し、新たなフレキシブルコンテナ４７を分離器４１の下方に設置する。
以上のようにして固液分離装置４０による切粉の回収手順が完了する。
【００３７】
以上の本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）一次貯留槽３１に供給された懸濁液Ｗ２は、第１フィルタ３３で濾過されて、濾過液として二次貯留槽３２に送られるが、懸濁液Ｗ２中の切粉は、エアバブリング装置５０によって第１フィルタ３３に付着せずに、懸濁液Ｗ２とともに固液分離装置４０に送られて、分離、回収される。従って、第１フィルタ３３を取り出し、運搬し、切粉を回収容器に投入するという回収作業を人手によって行う必要がなく、効率よく回収作業を実行することができる。
【００３８】
（２）また、第１フィルタ３３に切粉が付着しないので、第１フィルタ３３の濾過抵抗が増加せず、濾過効率が低下しないため、懸濁液Ｗ２の濾過処理を連続的に効率よく実施することができる。
【００３９】
（３）付着防止手段をエアバブリング装置５０で構成したので、エアノズル５３から吹き出したエアによって第１フィルタ３３に付着しようとする切粉を第１フィルタ３３から剥離させ、一次貯留槽３１の懸濁液Ｗ２中に浮遊させることができるので、切粉が第１フィルタ３３に付着することを確実に防止することができる。
【００４０】
（４）二次貯留槽３２に仕切り板３８を設けたので、第１フィルタ３３を通過した位置の濾過液の液面と一次貯留槽３１の懸濁液Ｗ２の液面との高低差が小さくなり、第１フィルタ３３を通過する濾過液の水勢が安定化される。すなわち、第１フィルタ３３の一次側および二次側の液面間の高低差が大きいと、第１フィルタ３３を通過する濾過液の水勢が強くなる、あるいは局部的に濾過液が通過する部分ができてしまい、懸濁液Ｗ２中の切粉が第１フィルタ３３に付着しやすくなる。これに対して、本実施形態では、第１フィルタ３３を通過する濾過液の水勢が安定するので、第１フィルタ３３に切粉がより付着しにくくできる。
【００４１】
（５）一次貯留槽３１に供給される懸濁液Ｗ２の単位時間当たりの供給量を、固液分離装置４０に送液される単位時間当たりの送液量に比較して、十分に大きく設定したので、一次貯留槽３１中の懸濁液Ｗ２における切粉の濃度が濃縮されるため、濃縮された懸濁液Ｗ２を固液分離装置４０に送って濾過することで、固液分離を効率よく実施することができる。
【００４２】
（６）固液分離装置４０のモータを予め設定した作動間隔で作動させることで、適宜設定した時間間隔に従って、分離器４１の第２フィルタ４２からフレキシブルコンテナ４７への切粉の回収動作を実施させることができる。
【００４３】
（７）さらに、固液分離装置４０における回収動作中には、自動弁３７が閉じて、配管３５による懸濁液Ｗ２の送液が一時停止されるので、回収動作中の第２フィルタ４２に懸濁液Ｗ２が送られることがなく、懸濁液Ｗ２の漏れを防止することができる。そして、懸濁液Ｗ２の送液を一時停止させることで、切粉が混入した懸濁液Ｗ２が配管４３から二次貯留槽３２に誤って流入することを防止できる。
【００４４】
（８）また、固液分離装置４０の第２フィルタ４２を通過した濾過液（純水Ｗ１）を配管４３により二次貯留槽３２に回収することで、純水Ｗ１を無駄にすることなく再利用することができ、高価な純水Ｗ１を冷却水や洗浄水として用いる本実施形態の製造装置１において、コスト低減を図ることができる。
【００４５】
【実施例】
本発明の実施例として、下に示すような構成を採用した。
［樹脂材料］
樹脂としては、ポリカーボネート（タフロンＦＮ２２００、出光石油化学工業（株）製）を使用した。このポリカーボネートの粉末を押出機（ＴＥＸ−１４０ＨＣＴ、日鋼（株）製）で処理し、ストランド化し、切断機（ストランドカッター、ＳＧＳ８００ＨＣＥ、オーエム製作所製）でカッティングし、ポリカーボネートペレットを製造した。
【００４６】
［冷却水槽］
冷却水および洗浄水としては、純水を３００００Ｌ／ｈ（毎時３００００リットル）使用した。冷却水槽の一次貯留槽の内容積としては、４５０Ｌ（５００ｍｍ×１５００ｍｍ×６００ｍｍ）とした。
一次貯留槽内には、エアバブリングノズルを３本配置し、それぞれのエアバブリングノズルに１００Ｎｍ3／ｈでエアを供給した。
一次貯留槽からエアポンプを使用して、１０００Ｌ／ｈ（毎時１０００リットル）の懸濁液を汲み上げ、固液分離装置に送液した。
【００４７】
［固液分離装置］
固液分離装置の第２フィルタは、メッシュサイズ２００、見付けサイズ１８０ｍｍ×２４０ｍｍのＳＵＳ製フィルタを使用した。
固液分離装置の分離器の下方には、フレキシブルコンテナを配置し、回動装置における回収動作の時間間隔を５分間隔に設定し、切粉の回収を実行した。
【００４８】
［評価方法］
目視にて第１フィルタにおける切粉の目詰まりの有無を確認した。
【００４９】
［評価］
実施例によれば、２４時間経過後においても、第１フィルタに目詰まりや閉塞等が発生することなく、連続運転可能であることが確認できた。また、回収された切粉は、約２０ｋｇであった。
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、懸濁液としては、水、その他の液体等の流体中に、不溶性の固体粒子が浮遊した状態で懸濁したものであればよく、純水中に樹脂の切粉が混入したものに限られない。
また、一次貯留槽における付着防止手段としては、エアバブリングに限らず、ポンプ撹拌や機械撹拌等を採用してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の固体粒子の回収方法、および回収装置によれば、次のような効果が得られる。
回収作業を人手によらず効率よく実施でき、かつ懸濁液の濾過効率が低下することなく回収作業を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体粒子の回収装置を備えた製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】前記製造装置を構成する切断加工機の概略構成を示す図である。
【図３】前記製造装置を構成する冷却水槽の概略構成を示す斜視図である。
【図４】前記製造装置を構成する固液分離装置の概略構成を示す図である。
【図５】前記固液分離装置の動作を示す図である。
【図６】前記固液分離装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ 製造装置（ペレット化装置）
２ 切断加工機
３ 冷却水槽
４ 回収装置
５ 配管（循環手段）
６ ポンプ（循環手段）
１０ 樹脂ペレット
３１ 一次貯留槽
３２ 二次貯留槽
３３ 第１フィルタ
３４ 配管（供給手段）
３５ 配管（送液手段）
３６ ポンプ（送液手段）
３７ 自動弁（送液手段）
３８ 仕切り板
４０ 固液分離装置（固液分離手段）
４２ 第２フィルタ
４３ 配管（返送手段）
４４ 回転軸
４５ 回動装置（回動手段）
４７ フレキシブルコンテナ（回収容器）
５０ エアバブリング装置（付着防止手段）
５３ エアノズル
Ｗ１ 純水
Ｗ２ 懸濁液
【発明の属する技術分野】
本発明は、懸濁液中に懸濁した固体粒子の回収方法、および回収装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、不溶性の固体粒子が混入し、懸濁した懸濁液（水）から固体粒子を分離、回収する方法として、懸濁液中の固体粒子を分離層内に沈降させて回収する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された固体粒子の回収方法は、アルミニウム合金の切断加工時に発生する切粉（固体粒子）を水槽の石鹸水で受け、この切粉が懸濁した懸濁液を分離層に送り、分離層中で切粉を沈殿させて、スクリューコンベア付きホースで吸い上げて回収するようになっている。
しかし、このような方法では、固体粒子が沈降し沈殿するまでは回収不能であるとともに、固体粒子が沈降しにくい材料、例えば、液体の比重に比べて十分大きな比重を持たない材料の場合には沈殿せず、回収できないことになる。このため、沈殿しにくい固体粒子の回収方法としては、懸濁液をフィルタで濾過して、フィルタに付着した固体粒子を回収する方法が一般的である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−５７２１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フィルタに付着した固体粒子を回収する際には、フィルタとともに固体粒子を取り出し、運搬し、フレキシブルコンテナ等の回収容器に投入するという回収作業が人手によって行われる。このため、回収作業に多くの手間と時間を要するとともに、フィルタの運搬中や回収容器への投入時に、固体粒子が飛散して、作業場周辺を汚してしまうという問題がある。
また、懸濁液の濾過時において、固体粒子がフィルタに徐々に付着、堆積することで、フィルタの濾過抵抗が増加して、濾過効率が徐々に低下するため、フィルタの清掃作業を頻繁に行う、あるいは大型のフィルタを用意しなければならないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、回収作業を人手によらず効率よく実施でき、かつ懸濁液の濾過効率が低下することのない固体粒子の回収方法、および回収装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の固体粒子の回収方法は、懸濁液中に懸濁した固体粒子の回収方法であって、前記懸濁液を一次貯留槽に供給する供給工程と、前記一次貯留槽に供給された懸濁液を第１フィルタで濾過して、濾過液を二次貯留槽に送る濾過工程と、前記一次貯留槽において前記懸濁液中に固体粒子を浮遊させて、当該固体粒子が前記第１フィルタに付着することを防止する付着防止工程と、前記一次貯留槽の懸濁液を前記一次貯留槽から第２フィルタに送る送液工程と、前記送液工程で送液された前記懸濁液を第２フィルタで濾過して、固体粒子と濾過液とに分離する固液分離工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、懸濁液としては、水、その他の液体等の流体中に、不溶性の固体粒子が浮遊した状態で懸濁したものを意味する。
また、付着防止手段としては、エアバブリングやポンプ撹拌、機械撹拌等が採用できる。
【０００８】
この発明によれば、一次貯留槽に供給された懸濁液は、第１フィルタで濾過されて、濾過液として二次貯留槽に送られるが、懸濁液中の固体粒子は、付着防止手段によって第１フィルタに付着せずに、懸濁液とともに送液手段で第２フィルタに送られて、分離、回収される。従って、第１フィルタを取り出し、運搬し、固体粒子を回収容器に投入するという回収作業を人手によって行う必要がなく、効率よく回収作業を実行することができる。
また、第１フィルタに固体粒子が付着しないので、フィルタの濾過抵抗が増加せず、濾過効率が低下しないため、懸濁液の濾過処理を連続的に効率よく実施することができる。
【０００９】
この際、本発明では、前記付着防止手段は、前記一次貯留槽中に設けたノズルから前記第１フィルタに向かってエアを吹き出すエアバブリングで構成されていることが好ましい。
このようにすれば、ノズルから吹き出したエアによって第１フィルタに付着しようとする固体粒子をフィルタから剥離させ、一次貯留槽の懸濁液中に浮遊させることができるので、固体粒子が第１フィルタに付着することを確実に防止することができる。
【００１０】
また、前記供給工程で前記一次貯留槽に供給される懸濁液の単位時間当たりの供給量に対して、前記送液工程で前記第２フィルタに送液される懸濁液の単位時間当たりの送液量は、１／５以下とされていることが好ましい。
このようにすれば、一次貯留槽に供給された懸濁液のうちの大半の懸濁液が第１フィルタで濾過されて二次貯留槽に送られるので、一次貯留槽中の懸濁液における固体粒子の濃度が濃縮されることになる。そして、濃縮された懸濁液を送液手段で第２フィルタに送って濾過することで、固液分離を効率よく実施することができる。
なお、供給工程における懸濁液の単位時間当たりの供給量と、送液工程における懸濁液の単位時間当たりの送液量との割合は、１／５以下に限らず、１／２以下〜１／４以下に設定してもよい。また、送液量を供給量に対して１／１０〜１／３０以下とされることがより好ましい。このように、送液量を供給量に対して非常に少ない量にすることで、一次貯留槽における懸濁液の濃縮率を高め、固液分離工程における固体粒子の分離、回収効率を高めることができる。
【００１１】
また、前記固液分離工程で分離した固体粒子を前記第２フィルタから回収容器に投入する回収動作を予め設定した時間間隔で実行し、前記固体粒子の回収動作中には、当該回収動作に連動して前記送液工程を一時停止することが好ましい。ここで、予め設定した時間間隔は、一次貯留槽に供給される懸濁液の供給量や固体粒子の含有量、送液手段で第２フィルタに送られる懸濁液の送液量、第２フィルタの大きさ等に応じて、適宜（例えば、１分〜６０分の間で）設定すればよい。
このようにすれば、第２フィルタで濾過して固液分離した固体粒子を適宜設定した時間間隔で回収容器に回収することができる。さらに、回収動作中には、送液工程が一時停止されるので、回収動作中の第２フィルタに懸濁液が送られることがなく、懸濁液の漏れを防止することができる。
【００１２】
さらに、前記固液分離工程で分離された濾過液を前記一次貯留槽または二次貯留槽に戻す返送工程を備えていることが好ましい。
このようにすれば、固液分離工程で分離された濾過液を回収することができるので、濾過液を無駄にすることなく再利用することができる。
【００１３】
また、前記懸濁液は、樹脂材料を切断する切断加工機で利用された冷却水および／または洗浄水であり、前記固体粒子は、前記樹脂材料を切断した際の切粉であり、前記二次貯留槽の濾過液を冷却水および／または洗浄水として前記切断加工機に送水する循環工程を備えていることが好ましい。
ここで、切断加工機としては、樹脂材料を溶融ストランド化してカッティングし、ペレットとして製品化するペレット化装置や、樹脂材料に切削や孔開け等の加工を施す加工機などが例示される。これらの加工機においては、樹脂材料を冷却、固化させるための冷却水や、樹脂材料を、切断した際に発生する切粉を製品から除去するための洗浄水が利用されており、これらの冷却水や洗浄水には、切粉が混入することになる。また、冷却水や洗浄水には、樹脂製品の品質に影響しないように純水が用いられることが多い。
本発明によれば、冷却水や洗浄水に含まれた固体粒子としての切粉を効率よく分離、回収できる。さらに、切粉を取り除いた濾過液を循環工程によって加工機に送ることで、濾過液を冷却水や洗浄水として再利用することができるため、特に冷却水や洗浄水に純水を用いる場合には、コスト低減を図ることができる。
【００１４】
この際、前記樹脂材料は、ポリカーボネートであり、前記切断加工機は、ポリカーボネートのペレット化装置であることが好ましい。
このようにすれば、ポリカーボネートのペレット化装置において、上述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の固体粒子の回収装置は、前記懸濁液を貯留する一次貯留槽と、前記一次貯留槽に前記懸濁液を供給する供給手段と、前記一次貯留槽に貯留された懸濁液を濾過する第１フィルタと、前記第１フィルタを通過した濾過液を貯留する二次貯留槽と、前記一次貯留槽において前記懸濁液中に固体粒子を浮遊させて、当該固体粒子が前記第１フィルタに付着することを防止する付着防止手段と、前記一次貯留槽の懸濁液を固体粒子と濾過液とに分離する第２フィルタを有した固液分離手段と、前記懸濁液を前記一次貯留槽から固液分離手段に送る送液手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、固体粒子の回収装置において、前述と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、第１フィルタを取り出し、運搬し、回収容器に投入するという回収作業を人手によって行う必要がなく、効率よく回収作業を実行することができる。また、第１フィルタに固体粒子が付着しないので、フィルタの濾過抵抗が増加せず、濾過効率が低下しないため、懸濁液の濾過処理を連続的に効率よく実施することができる。
【００１７】
この際、前記付着防止手段は、前記一次貯留槽中に設けたノズルから前記第１フィルタに向かってエアを吹き出すエアバブリングで構成されていることが好ましい。
このようにすれば、固体粒子が第１フィルタに付着することを確実に防止することができる。
【００１８】
また、前記一次貯留槽における懸濁液の液面は、前記二次貯留槽における濾過液の液面よりも高くされており、前記二次貯留槽には、前記第１フィルタを通過した濾過液の液面を、前記一次貯留槽の液面と略同一高さ位置に揃える仕切り板が設けられていることが好ましい。
このようにすれば、液面の高低差で一次貯留槽から二次貯留槽へ濾過液が流入するように構成された貯留槽において、二次貯留槽に設けた仕切り板によって、第１フィルタを通過した位置の濾過液の液面と一次貯留槽の懸濁液の液面との高低差が小さくなることで、第１フィルタを通過する濾過液の水勢が安定化される。すなわち、第１フィルタの一次側および二次側の液面間の高低差が大きいと、第１フィルタを通過する濾過液の水勢が強くなる、あるいは局部的に濾過液が通過する部分ができてしまい、懸濁液中の固体粒子が第１フィルタに付着しやすくなる。これに対して、本発明では、第１フィルタを通過する濾過液の水勢が安定するので、第１フィルタに固体粒子がより付着しにくくできる。
【００１９】
また、前記第２フィルタは、略水平な回転軸に固定され、前記回転軸には、予め設定した時間間隔で当該回転軸および前記第２フィルタを回動させて、当該第２フィルタで分離した固体粒子を回収容器に投入する回動手段が取り付けられており、前記送液手段の途中位置には、前記回転軸に接続され、当該回転軸の回転により開閉が切り換えられる自動弁が設けられ、前記回動手段による前記回転軸の回転に伴って、前記自動弁が閉じて前記送液手段による前記懸濁液の送液が停止されるとともに、前記第２フィルタが回動し、当該第２フィルタで濾過された固体粒子が前記回収容器に投入されることが好ましい。
このようにすれば、第２フィルタで濾過して固液分離した固体粒子を適宜設定した時間間隔で回収容器に回収することができる。さらに、回収動作中には、自動弁が閉じることで懸濁液の送液が一時停止されるので、回収動作中の第２フィルタに懸濁液が送られることがなく、懸濁液の漏れを防止することができる。
【００２０】
また、前記固液分離手段で分離された濾過液を前記一次貯留槽または二次貯留槽に戻す返送手段を備えていることが好ましい。
このようにすれば、固液分離手段で分離された濾過液を回収することができるので、濾過液を無駄にすることなく再利用することができる。
【００２１】
また、前記懸濁液は、樹脂材料を切断する切断加工機で利用された冷却水および／または洗浄水であり、前記固体粒子は、前記樹脂材料を切断した際の切粉であり、前記二次貯留槽の濾過液を冷却水および／または洗浄水として前記切断加工機に送水する循環手段を備えていることが好ましい。
このようにすれば、冷却水や洗浄水に含まれた固体粒子としての切粉を効率よく分離、回収できる。さらに、切粉を取り除いた濾過液を循環手段によって加工機に送ることで、濾過液を冷却水や洗浄水として再利用することができる。
【００２２】
この際、前記樹脂材料は、ポリカーボネートであり、前記切断加工機は、ポリカーボネートのペレット化装置であることが好ましい。
このようにすれば、ポリカーボネートのペレット化装置において、上述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る固体粒子の回収装置を備えた製造装置１の概略構成を示す図である。
製造装置１は、溶融ストランド化したポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を、適宜な大きさに切断（カッティング）して、樹脂ペレット製品を製造するものである。この製造装置１は、樹脂を切断してペレット化するペレット化装置としての切断加工機２と、この切断加工機２において使用する冷却水および洗浄水を貯留する冷却水槽３と、切断加工機２で樹脂を切断した際に冷却水や洗浄水中に混入する樹脂の切粉（固体粒子）を回収する回収装置４とを備えて構成されている。そして、切断加工機２と冷却水槽３とは、冷却水や洗浄水中を循環させる循環手段としての配管５およびポンプ６を介して接続されている。
【００２４】
図２は、切断加工機２の概略構成を示す図である。
切断加工機２は、投入された樹脂フレークを溶融し、圧延して押し出す押出機２１と、押し出された樹脂ストランドを冷却水で冷却する冷却機２２と、冷却機２２で冷却された樹脂ストランドを切断する回転切断機２３とを備えている。そして、回転切断機２３で切断された樹脂ペレット１０は、洗浄水とともに乾燥機２４に投入されて、洗浄水が取り除かれた後に、振動篩機２５で選別され、製品サイロ（不図示）に搬送される。
【００２５】
切断加工機２の冷却機２２および回転切断機２３には、それぞれ冷却水槽３から出口フィルタ２６を介した配管５が分岐して接続され、冷却水槽３に貯留された純水Ｗ１が冷却水および洗浄水として供給される。そして、冷却機２２で使用された冷却水、および回転切断機２３から樹脂ペレット１０とともに乾燥機２４に送られて切粉を洗い落とした洗浄水は、リターン水として配管５により冷却水槽３に戻されるようになっている。
【００２６】
切断加工機２から冷却水槽３に戻されるリターン水には、樹脂の切粉が混入されている。この切粉は、平均粒径が０．１ｍｍ以下（例えば、０．０７ｍｍ程度）の微細な固体粒子であり、かつ純水と比べて比重の差が小さい（ポリカーボネートの比重は、純水の比重の１．２倍程度）ものである。このため、切粉は、リターン水中に懸濁した状態で浮遊してしまい、時間をおいても沈降、沈殿しにくいものとなっている。すなわち、リターン水は、純水中に固体粒子である切粉が懸濁した懸濁液Ｗ２として冷却水槽３に戻されることになる。
【００２７】
図３は、冷却水槽３の概略構成を示す斜視図である。
図１および図３において、回収装置４は、冷却水槽３に設けられた一次貯留槽３１および二次貯留槽３２と、これら一次および二次貯留槽３１，３２間に設けられた第１フィルタ３３とを備えている。そして、回収装置４は、一次貯留槽３１に懸濁液Ｗ２を供給する供給手段としての配管３４と、一次貯留槽３１から懸濁液Ｗ２を汲み上げる送液手段としての配管３５、ポンプ３６、および自動弁３７と、これらの配管３５およびポンプ３６で送液された懸濁液Ｗ２を固液分離する固液分離装置４０とを備えて構成されている。
【００２８】
一次貯留槽３１は、配管３４から供給される懸濁液Ｗ２を一時貯留するもので、懸濁液Ｗ２の供給量に応じた貯留容量を備えている。第１フィルタ３３は、懸濁液Ｗ２中の切粉を通過させず、純水Ｗ１を通過させることができるメッシュ寸法を有したステンレス製であり、一次および二次貯留槽３１，３２の境界部分に着脱自在に設けられている。二次貯留槽３２は、一次貯留槽３１から第１フィルタ３３を通過して、切粉が濾過された濾過液としての純水Ｗ１を貯留するもので、一次貯留槽３１に比較して大きな貯留容量を備えている。
【００２９】
二次貯留槽３２内の第１フィルタ３３近傍には、仕切り板３８が第１フィルタ３３に対向して設けられている。この仕切り板３８は、下端縁および左右の側端縁が二次貯留槽３２の底面および両側面に密接され、上端縁が第１フィルタ３３の上端部と略同一位置に設けられている。これにより、第１フィルタ３３を通過した純水は、一旦、第１フィルタ３３と仕切り板３８との間隔部分に溜まった後、仕切り板３８の上端縁を越えて二次貯留槽３２に流れ込むようになっている。
【００３０】
一次貯留槽３１には、付着防止手段としてのエアバブリング装置５０が設置されている。エアバブリング装置５０は、圧縮空気を送出するエアコンプレッサ５１と、このエアコンプレッサ５１から一次貯留槽３１内に延びるエア配管５２と、このエア配管５２に接続されて圧縮空気を一次貯留槽３１中に吹き出すエアノズル５３とを備えて構成されている。エアノズル５３は、一次貯留槽３１の底面近傍から第１フィルタ３３に向かって、圧縮空気を吹き出す複数のエア吐出口を備えている。エアノズル５３から吹き出された圧縮空気は、気泡として第１フィルタ３３の表面に吹きつけられ、第１フィルタ３３の表面に沿って上昇する。これにより、第１フィルタ３３の表面に切粉が付着せず、懸濁液Ｗ２中に切粉が浮遊するようになっている。
【００３１】
以上のような一次貯留槽３１において、配管３４から供給される懸濁液Ｗ２の単位時間当たりの供給量は、配管３５から固液分離装置４０に送液される単位時間当たりの送液量に比較して、十分に大きく（例えば、１０倍〜３０倍程度に）設定されている。すなわち、供給された懸濁液Ｗ２の供給量に比べて、送液される懸濁液Ｗ２の送液量を少なく設定することで、一次貯留槽３１の懸濁液Ｗ２に含まれる切粉の濃度が濃縮される濃縮工程が構成されている。そして、供給された懸濁液Ｗ２中の大半の純水Ｗ１は、第１フィルタ３３で濾過されて、二次貯留槽３２に送られ、再び冷却水および洗浄水として利用されるようになっている。
【００３２】
図４は、固液分離装置４０の概略構成を示す図である。
図１および図４において、固液分離装置４０は、配管３５の吐出口３５Ａが設けられた分離器４１と、この分離器４１内の吐出口３５Ａ下方に設置された第２フィルタ４２と、分離器４１の底面に接続された配管４３とを備えている。そして、一次貯留槽３１から配管３５により送液された懸濁液Ｗ２は、分離器４１内で吐出口３５Ａから吐出され、第２フィルタ４２で濾過される。第２フィルタ４２は、懸濁液Ｗ２中の切粉を通過させず、純水Ｗ１を通過させることができるメッシュ寸法を有したステンレス製であり、第２フィルタ４２上に濾過された切粉が堆積するようになっている。また、第２フィルタ４２を通過した純水Ｗ１は、返送手段としての配管４３によって、冷却水槽３の二次貯留槽３２に返送されるようになっている。
【００３３】
分離器４１は、略水平に設けられ、一部が配管３５とされた回転軸４４に固定されている。この回転軸４４の一端側には、モータおよびタイマを内蔵した回動装置４５が連結されており、回動装置４５のモータを作動させることで、回転軸４４および分離器４１が回動するようになっている。また、回動装置４５の回転軸４４の反対側には、自動弁３７に連結され回転軸４４および分離器４１の回動と同時に回転する連結軸４６が設けられている。この連結軸４６が回転することで、自動弁３７の開閉が切り換えられるようになっており、図４に矢印で示すように、分離器４１の第２フィルタ４２が略水平な状態では、自動弁３７が開いて懸濁液Ｗ２が分離器４１側に流れ、吐出口３５Ａから吐出されるようになっている。
【００３４】
次に本実施形態の固液分離装置４０の動作、つまり固体粒子である樹脂の切粉を回収する回収手順について図５、６に基づいて説明する。
図５、６は、それぞれ固液分離装置４０の動作を示す図である。
固液分離装置４０の分離器４１の下方には、回収容器としてのフレキシブルコンテナ４７が設置されている。そして、回動装置４５のタイマには、モータの作動間隔、つまり回収動作の時間間隔が予め設定されており、この作動間隔ごとにモータが作動して、回転軸４４および分離器４１が回動する。
なお、回収動作の時間間隔としては、１分から６０分までの任意の間隔が設定可能になっており、必要に応じて、設定変更することもできるようになっている。すなわち、回収動作の時間間隔が短すぎると回収効率が低下し、時間間隔が長すぎると、第２フィルタ４２上に堆積した切粉が乾燥して、凝固してしまうことがあるので、これらを考慮して回収動作の時間間隔を設定すればよい。
【００３５】
回動装置４５のモータの作動により分離器４１が回動すると、第２フィルタ４２上に堆積した切粉は、フレキシブルコンテナ４７内に落下し、回収される。この際、連結軸４６もモータの作動により回転し、連結軸４６が連結された自動弁３７が閉じる。これにより、配管３５内の懸濁液Ｗ２の流れが自動停止され、分離器４１側に懸濁液Ｗ２が流れず、回動中の分離器４１から懸濁液Ｗ２が漏出しないようになっている。また、回転軸４４および分離器４１の回動に追従できるように、配管３５，４３の途中位置には、フレキシブルホース３５Ｂ，４３Ａが用いられている。
【００３６】
第２フィルタ４２からフレキシブルコンテナ４７への切粉の回収が終了した後、回動装置４５のモータが逆方向に作動して、回転軸４４、分離器４１、および連結軸４６が、図４に示す初期位置に復帰する。これにより、自動弁３７が開いて、懸濁液Ｗ２が分離器４１側に流れ、吐出口３５Ａから吐出され、第２フィルタ４２による切粉の濾過が再開される。そして、切粉が回収されたフレキシブルコンテナ４７を運び出し、新たなフレキシブルコンテナ４７を分離器４１の下方に設置する。
以上のようにして固液分離装置４０による切粉の回収手順が完了する。
【００３７】
以上の本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）一次貯留槽３１に供給された懸濁液Ｗ２は、第１フィルタ３３で濾過されて、濾過液として二次貯留槽３２に送られるが、懸濁液Ｗ２中の切粉は、エアバブリング装置５０によって第１フィルタ３３に付着せずに、懸濁液Ｗ２とともに固液分離装置４０に送られて、分離、回収される。従って、第１フィルタ３３を取り出し、運搬し、切粉を回収容器に投入するという回収作業を人手によって行う必要がなく、効率よく回収作業を実行することができる。
【００３８】
（２）また、第１フィルタ３３に切粉が付着しないので、第１フィルタ３３の濾過抵抗が増加せず、濾過効率が低下しないため、懸濁液Ｗ２の濾過処理を連続的に効率よく実施することができる。
【００３９】
（３）付着防止手段をエアバブリング装置５０で構成したので、エアノズル５３から吹き出したエアによって第１フィルタ３３に付着しようとする切粉を第１フィルタ３３から剥離させ、一次貯留槽３１の懸濁液Ｗ２中に浮遊させることができるので、切粉が第１フィルタ３３に付着することを確実に防止することができる。
【００４０】
（４）二次貯留槽３２に仕切り板３８を設けたので、第１フィルタ３３を通過した位置の濾過液の液面と一次貯留槽３１の懸濁液Ｗ２の液面との高低差が小さくなり、第１フィルタ３３を通過する濾過液の水勢が安定化される。すなわち、第１フィルタ３３の一次側および二次側の液面間の高低差が大きいと、第１フィルタ３３を通過する濾過液の水勢が強くなる、あるいは局部的に濾過液が通過する部分ができてしまい、懸濁液Ｗ２中の切粉が第１フィルタ３３に付着しやすくなる。これに対して、本実施形態では、第１フィルタ３３を通過する濾過液の水勢が安定するので、第１フィルタ３３に切粉がより付着しにくくできる。
【００４１】
（５）一次貯留槽３１に供給される懸濁液Ｗ２の単位時間当たりの供給量を、固液分離装置４０に送液される単位時間当たりの送液量に比較して、十分に大きく設定したので、一次貯留槽３１中の懸濁液Ｗ２における切粉の濃度が濃縮されるため、濃縮された懸濁液Ｗ２を固液分離装置４０に送って濾過することで、固液分離を効率よく実施することができる。
【００４２】
（６）固液分離装置４０のモータを予め設定した作動間隔で作動させることで、適宜設定した時間間隔に従って、分離器４１の第２フィルタ４２からフレキシブルコンテナ４７への切粉の回収動作を実施させることができる。
【００４３】
（７）さらに、固液分離装置４０における回収動作中には、自動弁３７が閉じて、配管３５による懸濁液Ｗ２の送液が一時停止されるので、回収動作中の第２フィルタ４２に懸濁液Ｗ２が送られることがなく、懸濁液Ｗ２の漏れを防止することができる。そして、懸濁液Ｗ２の送液を一時停止させることで、切粉が混入した懸濁液Ｗ２が配管４３から二次貯留槽３２に誤って流入することを防止できる。
【００４４】
（８）また、固液分離装置４０の第２フィルタ４２を通過した濾過液（純水Ｗ１）を配管４３により二次貯留槽３２に回収することで、純水Ｗ１を無駄にすることなく再利用することができ、高価な純水Ｗ１を冷却水や洗浄水として用いる本実施形態の製造装置１において、コスト低減を図ることができる。
【００４５】
【実施例】
本発明の実施例として、下に示すような構成を採用した。
［樹脂材料］
樹脂としては、ポリカーボネート（タフロンＦＮ２２００、出光石油化学工業（株）製）を使用した。このポリカーボネートの粉末を押出機（ＴＥＸ−１４０ＨＣＴ、日鋼（株）製）で処理し、ストランド化し、切断機（ストランドカッター、ＳＧＳ８００ＨＣＥ、オーエム製作所製）でカッティングし、ポリカーボネートペレットを製造した。
【００４６】
［冷却水槽］
冷却水および洗浄水としては、純水を３００００Ｌ／ｈ（毎時３００００リットル）使用した。冷却水槽の一次貯留槽の内容積としては、４５０Ｌ（５００ｍｍ×１５００ｍｍ×６００ｍｍ）とした。
一次貯留槽内には、エアバブリングノズルを３本配置し、それぞれのエアバブリングノズルに１００Ｎｍ3／ｈでエアを供給した。
一次貯留槽からエアポンプを使用して、１０００Ｌ／ｈ（毎時１０００リットル）の懸濁液を汲み上げ、固液分離装置に送液した。
【００４７】
［固液分離装置］
固液分離装置の第２フィルタは、メッシュサイズ２００、見付けサイズ１８０ｍｍ×２４０ｍｍのＳＵＳ製フィルタを使用した。
固液分離装置の分離器の下方には、フレキシブルコンテナを配置し、回動装置における回収動作の時間間隔を５分間隔に設定し、切粉の回収を実行した。
【００４８】
［評価方法］
目視にて第１フィルタにおける切粉の目詰まりの有無を確認した。
【００４９】
［評価］
実施例によれば、２４時間経過後においても、第１フィルタに目詰まりや閉塞等が発生することなく、連続運転可能であることが確認できた。また、回収された切粉は、約２０ｋｇであった。
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、懸濁液としては、水、その他の液体等の流体中に、不溶性の固体粒子が浮遊した状態で懸濁したものであればよく、純水中に樹脂の切粉が混入したものに限られない。
また、一次貯留槽における付着防止手段としては、エアバブリングに限らず、ポンプ撹拌や機械撹拌等を採用してもよい。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の固体粒子の回収方法、および回収装置によれば、次のような効果が得られる。
回収作業を人手によらず効率よく実施でき、かつ懸濁液の濾過効率が低下することなく回収作業を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体粒子の回収装置を備えた製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】前記製造装置を構成する切断加工機の概略構成を示す図である。
【図３】前記製造装置を構成する冷却水槽の概略構成を示す斜視図である。
【図４】前記製造装置を構成する固液分離装置の概略構成を示す図である。
【図５】前記固液分離装置の動作を示す図である。
【図６】前記固液分離装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
１ 製造装置（ペレット化装置）
２ 切断加工機
３ 冷却水槽
４ 回収装置
５ 配管（循環手段）
６ ポンプ（循環手段）
１０ 樹脂ペレット
３１ 一次貯留槽
３２ 二次貯留槽
３３ 第１フィルタ
３４ 配管（供給手段）
３５ 配管（送液手段）
３６ ポンプ（送液手段）
３７ 自動弁（送液手段）
３８ 仕切り板
４０ 固液分離装置（固液分離手段）
４２ 第２フィルタ
４３ 配管（返送手段）
４４ 回転軸
４５ 回動装置（回動手段）
４７ フレキシブルコンテナ（回収容器）
５０ エアバブリング装置（付着防止手段）
５３ エアノズル
Ｗ１ 純水
Ｗ２ 懸濁液
Claims (14)
- 懸濁液中に懸濁した固体粒子の回収方法であって、
前記懸濁液を一次貯留槽に供給する供給工程と、
前記一次貯留槽に供給された懸濁液を第１フィルタで濾過して、濾過液を二次貯留槽に送る濾過工程と、
前記一次貯留槽の懸濁液を前記一次貯留槽から第２フィルタに送る送液工程と、
前記送液工程で送液された前記懸濁液を第２フィルタで濾過して、固体粒子と濾過液とに分離する固液分離工程とを備え、
前記一次貯留槽には、前記懸濁液中に固体粒子を浮遊させて、当該固体粒子が前記第１フィルタに付着することを防止する付着防止手段が設けられていることを特徴とする固体粒子の回収方法。 - 請求項１に記載の固体粒子の回収方法において、
前記付着防止手段は、前記一次貯留槽中に設けたノズルから前記第１フィルタに向かってエアを吹き出すエアバブリングで構成されていることを特徴とする固体粒子の回収方法。 - 請求項１または請求項２に記載の固体粒子の回収方法において、
前記供給工程で前記一次貯留槽に供給される懸濁液の単位時間当たりの供給量に対して、前記送液工程で前記第２フィルタに送液される懸濁液の単位時間当たりの送液量は、１／５以下とされていることを特徴とする固体粒子の回収方法。 - 請求項１から請求項３のいずれかに記載の固体粒子の回収方法において、
前記固液分離工程で分離した固体粒子を前記第２フィルタから回収容器に投入する回収動作を予め設定した時間間隔で実行し、
前記固体粒子の回収動作中には、当該回収動作に連動して前記送液工程を一時停止することを特徴とする固体粒子の回収方法。 - 請求項１から請求項４のいずれかに記載の固体粒子の回収方法において、
前記固液分離工程で分離された濾過液を前記一次貯留槽または二次貯留槽に戻す返送工程を備えていることを特徴とする固体粒子の回収方法。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の固体粒子の回収方法において、
前記懸濁液は、樹脂材料を切断する切断加工機で利用された冷却水および／または洗浄水であり、前記固体粒子は、前記樹脂材料を切断した際の切粉であり、
前記二次貯留槽の濾過液を冷却水および／または洗浄水として前記切断加工機に送水する循環工程を備えていることを特徴とする固体粒子の回収方法。 - 請求項６に記載の固体粒子の回収方法において、
前記樹脂材料は、ポリカーボネートであり、
前記切断加工機は、ポリカーボネートのペレット化装置であることを特徴とする固体粒子の回収方法。 - 懸濁液中に懸濁した固体粒子の回収装置であって、
前記懸濁液を貯留する一次貯留槽と、
前記一次貯留槽に前記懸濁液を供給する供給手段と、
前記一次貯留槽に貯留された懸濁液を濾過する第１フィルタと、
前記第１フィルタを通過した濾過液を貯留する二次貯留槽と、
前記一次貯留槽において前記懸濁液中に固体粒子を浮遊させて、当該固体粒子が前記第１フィルタに付着することを防止する付着防止手段と、
前記一次貯留槽の懸濁液を固体粒子と濾過液とに分離する第２フィルタを有した固液分離手段と、
前記懸濁液を前記一次貯留槽から固液分離手段に送る送液手段と
を備えたことを特徴とする固体粒子の回収装置。 - 請求項８に記載の固体粒子の回収装置において、
前記付着防止手段は、前記一次貯留槽中に設けたノズルから前記第１フィルタに向かってエアを吹き出すエアバブリングで構成されていることを特徴とする固体粒子の回収装置。 - 請求項８または請求項９に記載の固体粒子の回収装置において、
前記一次貯留槽における懸濁液の液面は、前記二次貯留槽における濾過液の液面よりも高くされており、
前記二次貯留槽には、前記第１フィルタを通過した濾過液の液面を、前記一次貯留槽の液面と略同一高さ位置に揃える仕切り板が設けられていることを特徴とする固体粒子の回収装置。 - 請求項８から請求項１０のいずれかに記載の固体粒子の回収装置において、
前記第２フィルタは、略水平な回転軸に固定され、前記回転軸には、予め設定した時間間隔で当該回転軸および前記第２フィルタを回動させて、当該第２フィルタで分離した固体粒子を回収容器に投入する回動手段が取り付けられており、前記送液手段の途中位置には、前記回転軸に接続され、当該回転軸の回転により開閉が切り換えられる自動弁が設けられ、
前記回動手段による前記回転軸の回転に伴って、前記自動弁が閉じて前記送液手段による前記懸濁液の送液が停止されるとともに、前記第２フィルタが回動し、当該第２フィルタで濾過された固体粒子が前記回収容器に投入されることを特徴とする固体粒子の回収装置。 - 請求項８から請求項１１のいずれかに記載の固体粒子の回収装置において、
前記固液分離手段で分離された濾過液を前記一次貯留槽または二次貯留槽に戻す返送手段を備えていることを特徴とする固体粒子の回収装置。 - 請求項８から請求項１２のいずれかに記載の固体粒子の回収装置において、
前記懸濁液は、樹脂材料を切断する切断加工機で利用された冷却水および／または洗浄水であり、前記固体粒子は、前記樹脂材料を切断した際の切粉であり、前記二次貯留槽の濾過液を冷却水および／または洗浄水として前記切断加工機に送水する循環手段を備えていることを特徴とする固体粒子の回収装置。 - 請求項１３に記載の固体粒子の回収装置において、
前記樹脂材料は、ポリカーボネートであり、
前記切断加工機は、ポリカーボネートのペレット化装置であることを特徴とする固体粒子の回収装置。
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