(57)【要約】【課題】分級する際に、分級性能を安定させ、収率を向上させる。【解決手段】第１の仕切壁５２及び第２の仕切壁５３と、前記第１の仕切壁５２と前記第２の仕切壁５３との間に形成される分級空間５４に、樹脂を含む粉粒体を導入する導入部１１４と、前記分級空間５４に旋回流を発生させる第１の流体Ａ１２が流入する流入部１３１と、旋回流と交差する方向に粉粒体を排出する排出部５６と、を備え、第１の仕切壁５２に、分級空間５４の側に突出する突出部１１２、及び、突出部１１２の側から流入部１３１の側に向けて第２の流体Ａ１３を吐出する流体吐出部１４５が設けられる分級機である。【選択図】図４
2020104031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、
前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入する導入部と、
前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、
前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出する排出部と、を備え、
前記第１の仕切壁に、前記分級空間の側に突出する突出部、及び、前記突出部の側から前記流入部の側に向けて第２の流体を吐出する流体吐出部が設けられる、分級機。
【請求項２】
前記第１の仕切壁は、板状部材であり、
前記第１の仕切壁の内部に、前記第２の流体を前記流体吐出部に供給する内部流路を有する、請求項１記載の分級機。
【請求項３】
前記第１の仕切壁及び第２の仕切壁は筒状のケーシングの内部に配置され、
前記ケーシングの内壁に、前記第１の仕切壁を支持する支持枠が設けられ、
前記支持枠は、前記第２の流体が流れるケーシング流路を有し、
前記ケーシング流路は前記第１の仕切壁の前記内部流路に連通して、前記内部流路に前記第２の流体を供給する、請求項２記載の分級機。
【請求項４】
前記排出部は、前記突出部に対向する位置に開口する開口を有し、
前記突出部は、錐体形状であり、先端を前記開口の側に向けて突出し、
前記流体吐出部は、前記突出部の前記先端を囲むように開口して配設された複数の吐出開口を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の分級機。
【請求項５】
前記流入部は、前記分級空間に前記第１の流体が流入する流入口を有し、
前記突出部は、前記流入口から流入した前記第１の流体に衝突する位置に設けられ、
前記流体吐出部は、前記流入口に対応する方向に前記第２の流体を吐出する、請求項１から４のいずれか１項に記載の分級機。
【請求項６】
前記第２の流体は、圧縮気体である、請求項１から５のいずれか１項に記載の分級機。
【請求項７】
前記第２の流体は、前記樹脂を溶解する溶媒を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の分級機。
【請求項８】
第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、
前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入する導入部と、
前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、
前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出する排出部と、を備え、
前記第１の仕切壁に、前記分級空間の側に向けて突出する突出部が設けられ、
前記第１の仕切壁の少なくとも一部を冷却する冷却機構を備える、分級機。
【請求項９】
前記冷却機構は、前記第１の仕切壁の内部に冷媒を流通させる冷媒流路を含む、請求項８記載の分級機。
【請求項１０】
前記冷媒流路は、前記突出部の内部に前記冷媒を供給する、請求項９記載の分級機。
【請求項１１】
前記第１の仕切壁及び第２の仕切壁は筒状のケーシングの内部に配置され、
前記ケーシングの内壁に、前記第１の仕切壁を支持する支持枠が設けられ、
前記支持枠は、前記冷媒が流れるケーシング冷媒流路を有し、
前記ケーシング冷媒流路は前記第１の仕切壁の前記冷媒流路に連通して、前記冷媒流路に前記冷媒を供給する、請求項９または１０記載の分級機。
【請求項１２】
第１の仕切壁及び第２の仕切壁により分級空間を形成する分級機において、前記分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入し、
前記分級空間に第１の流体を流入させて旋回流を発生させ、
前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出することにより、前記粉粒体を分級する分級方法であって、
前記分級機は、前記第１の仕切壁において前記分級空間の側に向けて突出する突出部から、前記第１の流体が前記分級空間に流入する流入部に向けて、第２の流体を吐出可能に構成され、
前記分級空間に前記粉粒体及び前記第１の流体を導入して前記粉粒体を排出する第１ステップと、
前記粉粒体の導入を停止する第２ステップと、
前記第２の流体を前記突出部の側から前記流入部の側に向けて吐出する第３ステップと、を含む、分級方法。
【請求項１３】
第１の仕切壁及び第２の仕切壁により分級空間を形成する分級機において、前記分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入し、
前記分級空間に第１の流体を流入させて旋回流を発生させ、
前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出することにより、前記粉粒体を分級する分級方法であって、
前記分級機は、前記第１の仕切壁において前記分級空間の側に向けて突出する突出部を備え、
前記分級空間に前記粉粒体及び前記第１の流体を導入して前記粉粒体を排出する工程で、前記第１の仕切壁の少なくとも一部を冷却する、分級方法。
【請求項１４】
第１の仕切壁及び第２の仕切壁により分級空間を形成する分級機において、前記分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入し、
前記分級空間に第１の流体を流入させて旋回流を発生させ、
前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出することにより、前記粉粒体を分級する分級方法であって、
前記分級機は、前記第１の仕切壁において前記分級空間の側に向けて突出する突出部を備え、
前記分級空間に前記粉粒体及び前記第１の流体を導入して前記粉粒体を排出する第１ステップと、
前記粉粒体の導入を停止する第２ステップと、
前記分級空間に、前記粉粒体に含まれる樹脂よりもガラス転移温度の高い樹脂を含む第２の粉粒体及び前記第１の流体を導入して、前記第２の粉粒体を排出する第３ステップと、
前記第２の粉粒体の導入を停止する第４ステップと、を含む、分級方法。
【請求項１５】
樹脂材料で製造された被粉砕物を粉砕する粉砕機、及び、前記粉砕機で粉砕された被粉砕物を分級する分級機を備える粉砕分級装置において、
前記分級機は、
第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、
前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、前記粉砕機で粉砕された前記被粉砕物を導入する導入部と、
前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、
前記旋回流と交差する方向に前記被粉砕物を排出する排出部と、を備え、
前記第１の仕切壁に、前記分級空間に突出する突出部、及び、前記突出部から前記流入部に向けて第２の流体を吐出する流体吐出部が設けられる、粉砕分級装置。
【請求項１６】
樹脂材料で製造された被粉砕物を粉砕する粉砕機、及び、前記粉砕機で粉砕された被粉砕物を分級する分級機を備える粉砕分級装置において、
前記分級機は、
第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、
前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、前記粉砕機で粉砕された前記被粉砕物を導入する導入部と、
前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、
前記旋回流と交差する方向に前記被粉砕物を排出する排出部と、を備え、
前記第１の仕切壁に、前記分級空間の側に向けて突出する突出部が設けられ、
前記第１の仕切壁の少なくとも一部を冷却する冷却機構を有する、粉砕分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分級機、分級方法、及び、粉砕分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉砕された樹脂などの原料を流体中に分散させて、旋回流により、粗粉と細粉とに分級する分級機が公知である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ケーシングの内側に、傘状の分級カバーと、傘状の分級板と、を対向させて配置して、これらの間の分級室に原料を導入し旋回流で旋回させることで、粗粉と微粉とに遠心分離する分級機の開示がある。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、特許文献１と同様の構成の開示があり、ケーシングの内側に、センターコアと、セパレートコアと、を対向させて配置し、これらの間の分級室に原料を導入し旋回流で旋回して遠心分離する分級機の開示がある。特許文献２では、センターコアの形状が特許文献１の分級カバーとは大きく異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−５７４２４号公報
【特許文献２】特開２０００−１８９８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
旋回流により粉粒体を遠心分離して分級する場合、いわゆるセンターコアの裏には、樹脂が高速で衝突する場合がある。樹脂が衝突すると発熱し、樹脂が連続的に衝突することで、樹脂のガラス転移温度を超えた状態となり易く、センターコアに衝突する樹脂の融着が促進される場合がある。この結果、融着樹脂が成長して、分級空間の旋回流が乱れて分級性能が不安定となる。具体的には、旋回流により遠心分離する分級機では、稼動時間が長くなると、粗粉と細粉とに分級する分級点が大粒径側にずれるという課題があった。
【０００７】
このため、分級する際に、分級性能を安定させ、収率を向上させることが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する一態様は、第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入する導入部と、前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出する排出部と、を備え、前記第１の仕切壁に、前記分級空間の側に突出する突出部、及び、前記突出部の側から前記流入部の側に向けて第２の流体を吐出する流体吐出部が設けられる、分級機である。
【０００９】
上記分級機において、前記第１の仕切壁は、板状部材であり、前記第１の仕切壁の内部に、前記第２の流体を前記流体吐出部に供給する内部流路を有する構成であってもよい。
上記分級機において、前記第１の仕切壁及び第２の仕切壁は筒状のケーシングの内部に配置され、前記ケーシングの内壁に、前記第１の仕切壁を支持する支持枠が設けられ、前記支持枠は、前記第２の流体が流れるケーシング流路を有し、前記ケーシング流路は前記第１の仕切壁の前記内部流路に連通して、前記内部流路に前記第２の流体を供給する構成であってもよい。
【００１０】
上記分級機において、前記排出部は、前記突出部に対向する位置に開口する開口を有し、前記突出部は、錐体形状であり、先端を前記開口の側に向けて突出し、前記流体吐出部は、前記突出部の前記先端を囲むように開口して配設された複数の吐出開口を有する構成であってもよい。
【００１１】
上記分級機において、前記流入部は、前記分級空間に前記第１の流体が流入する流入口を有し、前記突出部は、前記流入口から流入した前記第１の流体に衝突する位置に設けられ、前記流体吐出部は、前記流入口に対応する方向に前記第２の流体を吐出する構成であってもよい。
【００１２】
上記分級機において、前記第２の流体は、圧縮気体である構成であってもよい。
【００１３】
上記分級機において、前記第２の流体は、前記樹脂を溶解する溶媒を含む構成であってもよい。
【００１４】
上記課題を解決する別の一態様は、第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入する導入部と、前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出する排出部と、を備え、前記第１の仕切壁に、前記分級空間の側に向けて突出する突出部が設けられ、前記第１の仕切壁の少なくとも一部を冷却する冷却機構を備える、分級機である。
【００１５】
上記分級機において、前記冷却機構は、前記第１の仕切壁の内部に冷媒を流通させる冷媒流路を含む構成であってもよい。
【００１６】
上記分級機において、前記冷媒流路は、前記突出部の内部に前記冷媒を供給する構成であってもよい。
【００１７】
上記分級機において、前記第１の仕切壁及び第２の仕切壁は筒状のケーシングの内部に配置され、前記ケーシングの内壁に、前記第１の仕切壁を支持する支持枠が設けられ、前記支持枠は、前記冷媒が流れるケーシング冷媒流路を有し、前記ケーシング冷媒流路は前記第１の仕切壁の前記冷媒流路に連通して、前記冷媒流路に前記冷媒を供給する構成であてもよい。
【００１８】
上記課題を解決するさらに別の一態様は、第１の仕切壁及び第２の仕切壁により分級空間を形成する分級機において、前記分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入し、前記分級空間に第１の流体を流入させて旋回流を発生させ、前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出することにより、前記粉粒体を分級する分級方法であって、前記分級機は、前記第１の仕切壁において前記分級空間の側に向けて突出する突出部から、前記第１の流体が前記分級空間に流入する流入部に向けて、第２の流体を吐出可能に構成され、前記分級空間に前記粉粒体及び前記第１の流体を導入して前記粉粒体を排出する第１ステップと、前記粉粒体の導入を停止する第２ステップと、前記第２の流体を前記突出部の側から前記流入部の側に向けて吐出する第３ステップと、を含む、分級方法である。
【００１９】
上記課題を解決するさらに別の一態様は、第１の仕切壁及び第２の仕切壁により分級空間を形成する分級機において、前記分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入し、前記分級空間に第１の流体を流入させて旋回流を発生させ、前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出することにより、前記粉粒体を分級する分級方法であって、前記分級機は、前記第１の仕切壁において前記分級空間の側に向けて突出する突出部を備え、前記分級空間に前記粉粒体及び前記第１の流体を導入して前記粉粒体を排出する工程で、前記第１の仕切壁の少なくとも一部を冷却する、分級方法である。
【００２０】
上記課題を解決するさらに別の一態様は、第１の仕切壁及び第２の仕切壁により分級空間を形成する分級機において、前記分級空間に、樹脂を含む粉粒体を導入し、前記分級空間に第１の流体を流入させて旋回流を発生させ、前記旋回流と交差する方向に前記粉粒体を排出することにより、前記粉粒体を分級する分級方法であって、前記分級機は、前記第１の仕切壁において前記分級空間の側に向けて突出する突出部を備え、前記分級空間に前記粉粒体及び前記第１の流体を導入して前記粉粒体を排出する第１ステップと、前記粉粒体の導入を停止する第２ステップと、前記分級空間に、前記粉粒体に含まれる樹脂よりもガラス転移温度の高い樹脂を含む第２の粉粒体及び前記第１の流体を導入して、前記第２の粉粒体を排出する第３ステップと、前記第２の粉粒体の導入を停止する第４ステップと、を含む、分級方法である。
【００２１】
上記課題を解決するさらに別の一態様は、樹脂材料で製造された被粉砕物を粉砕する粉砕機、及び、前記粉砕機で粉砕された被粉砕物を分級する分級機を備える粉砕分級装置において、前記分級機は、第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、前記粉砕機で粉砕された前記被粉砕物を導入する導入部と、前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、前記旋回流と交差する方向に前記被粉砕物を排出する排出部と、を備え、前記第１の仕切壁に、前記分級空間に突出する突出部、及び、前記突出部から前記流入部に向けて第２の流体を吐出する流体吐出部が設けられる、粉砕分級装置である。
【００２２】
上記課題を解決するさらに別の一態様は、樹脂材料で製造された被粉砕物を粉砕する粉砕機、及び、前記粉砕機で粉砕された被粉砕物を分級する分級機を備える粉砕分級装置において、前記分級機は、第１の仕切壁及び第２の仕切壁と、前記第１の仕切壁と前記第２の仕切壁との間に形成される分級空間に、前記粉砕機で粉砕された前記被粉砕物を導入する導入部と、前記分級空間に旋回流を発生させる第１の流体が流入する流入部と、前記旋回流と交差する方向に前記被粉砕物を排出する排出部と、を備え、前記第１の仕切壁に、前記分級空間の側に向けて突出する突出部が設けられ、前記第１の仕切壁の少なくとも一部を冷却する冷却機構を有する、粉砕分級装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】粉砕分級装置の全体構成を示す模式図。
【図２】分級機の断面図。
【図３】分級エアー流入部の平面図。
【図４】第１実施形態のセンターコアの流路の模式図。
【図５】樹脂の融着を示す図。
【図６】第１実施形態の分級方法のフローチャート。
【図７】第２実施形態のセンターコアの流路の模式図。
【図８】第２実施形態の分級方法のフローチャート。
【図９】第３実施形態のセンターコアの流路の模式図。
【図１０】第３実施形態の分級方法のフローチャート。
【図１１】第４実施形態の分級方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２５】
［１．第１実施形態］
［１−１．粉砕分級装置の全体構成］
図１は、粉砕分級装置１の全体構成を示す模式図である。
粉砕分級装置１は、供給機１０と、粉砕機３０と、分級機５０と、捕集機７０と、を備える。
【００２６】
供給機１０は、被粉砕物の一例に対応する樹脂材料の粉粒体Ｐを貯留するホッパー１１を備える。ホッパー１１は、インジェクションフィーダー１２に粉粒体Ｐを供給する。インジェクションフィーダー１２は、供給管１３に接続される。供給管１３は、粉砕機３０に接続される。インジェクションフィーダー１２には、圧縮空気源１４が接続される。圧縮空気源１４は、圧縮空気をインジェクションフィーダー１２に供給する。インジェクションフィーダー１２に圧縮空気が供給されると、圧縮空気のエジェクタ作用により、ホッパー１１から粉粒体Ｐがインジェクションフィーダー１２内に吸引される。インジェクションフィーダー１２内に吸引された粉粒体Ｐは供給管１３を介して粉砕機３０の内部に搬送される。
【００２７】
粉砕機３０は、被粉砕物の一例に対応する樹脂材料の粉粒体Ｐを粉砕する粉砕機本体３１と、粉粒体Ｐを分級する分級部４０とを備える。
【００２８】
粉砕機本体３１は、筒状の粉砕ケーシング３２を備える。粉砕ケーシング３２には、粉砕室３３に粉粒体Ｐが流入する流入口３４と、粉砕室３３で粉砕された粉粒体Ｐが流出する流出口３５と、が設けられる。流入口３４の上流側には、ディフューザー部３６が配置される。ディフューザー部３６には、圧縮空気を送る圧縮空気源３７が接続される。ディフューザー部３６は、圧縮空気を超音速の連続噴流として吐出する。この超音速の連続噴流中に粉粒体Ｐが流入することで、ディフューザー部３６は、粉粒体Ｐを含む流体としての固気混合流体を、流入口３４を通じて粉砕室３３に供給する。粉砕室３３には、固気混合流体が衝突する衝突部材３８が配置される。衝突部材３８は、錐体形状を有し、錐体形状の先端が流入口３４に対向する向きで配置される。
【００２９】
固気混合流体は、衝突部材３８に衝突して、固気混合流体に含まれる粉粒体Ｐが粉砕される。粉砕された粉粒体Ｐは、流出口３５を通じて粉砕室３３から排出される。流出口３５には循環管３９が接続される。循環管３９は、供給管１３に接続される。粉砕機３０で粉砕された粉粒体Ｐは、循環管３９、供給管１３を介して粉砕機３０に再送される。
【００３０】
粉砕機３０の分級部４０は、供給管１３から供給された粉粒体Ｐを分級する。分級部４０は、筒状の分級ケーシング４１を備える。分級ケーシング４１の内部空間には、分級センターコア４２と、分級セパレートコア４３とが対向して配置される。分級センターコア４２と分級セパレートコア４３との間には、分級空間４４が形成される。分級空間４４では旋回流が形成される。分級空間４４に導入された粉粒体Ｐは、旋回流により遠心分離され、分級部４０で設定された分級点に基づく粒径の大きい粉粒体Ｐ、いわゆる、粗粉と、粒径の小さい粉粒体Ｐ、いわゆる、細粉に分級される。粗粉は分級セパレートコア４３の外周側の導出口４５から導出され粉砕機本体３１へ移動する。細粉は分級セパレートコア４３の中央部から分級ケーシング４１の外部に延びる導出管４６から導出される。細粉は、導出管４６を介して分級機５０に搬送される。粉砕機３０では、粒径が小さくなるまで粉砕機３０内に再送されて粉砕され、十分に粉砕されて粒径が小さくなると分級機５０に搬送される。
【００３１】
分級機５０は、粉砕機３０の分級部４０と略同様に構成されており、ケーシング５１、センターコア５２、セパレートコア５３などを有する。分級空間５４に導入された粉粒体Ｐは、旋回流により遠心分離され、分級機５０で設定された分級点に基づいた粗粉と細粉に分級される。粗粉はセパレートコア５３の外周側の粗粉導出口５５から分級空間５４の外に移動する。分級空間５４の外に移動した粗粉は、ケーシング本体下部１０３の下部から延びる粗粉排出管５７でケーシング５１の外部に導出される。細粉はセパレートコア５３の中央部からケーシング５１の外部に延びる細粉排出管５６から導出される。
【００３２】
分級機５０の下流側には捕集機７０が配置される。捕集機７０は、第１捕集部７１と、第２捕集部７２とを備える。各捕集部７１、７２は、例えばバッグフィルターなどで構成される。第１捕集部７１は、分級機５０から延びる粗粉排出管５７に接続される。第１捕集部７１には分級機５０で分級された粗粉としての粉粒体Ｐが捕集される。すなわち、粉砕機３０で粉砕されて所定の粒径以下の粉粒体Ｐのうち、所定の粒径以上の粉粒体Ｐが捕集される。第２捕集部７２には、分級機５０で分級された細粉としての粉粒体Ｐが捕集される。
【００３３】
［１−２．分級機の詳細な構成］
図２は、分級機５０の断面図である。
図２を用いて分級機５０について更に説明する。分級機５０のケーシング５１は、上下方向に延びる筒状に形成される。ケーシング５１は、ケーシング上部１０１と、ケーシング上部１０１の下側のケーシング本体部１０２と、ケーシング本体部１０２の下側のケーシング本体下部１０３と、により構成される。
【００３４】
ケーシング上部１０１は、上方に底部を有する有底円筒状に形成される。ケーシング上部１０１の側部上方には、粉粒体供給管１０４が接続される。粉粒体供給管１０４には、粉砕機３０から延びる導出管４６が接続される。粉粒体供給管１０４には導出管４６から粉粒体Ｐと圧縮空気Ａ１０の固気混合流体が送られる。
【００３５】
ケーシング上部１０１の周壁には、内周方向に沿って延びて環状に形成された開口部１０６が設けられる。開口部１０６を通じて、ケーシング上部１０１の内部空間には、分散エアーＡ１１が供給される。開口部１０６には、複数のガイドベーン１０７が設けられる。ガイドベーン１０７は周方向に等間隔で配置される。ガイドベーン１０７は、分散エアーＡ１１を案内して、ケーシング上部１０１の内部空間に旋回流を生じさせる。
【００３６】
ケーシング上部１０１の上壁には、上方に延びる排気管１０５が接続される。排気管１０５は、ケーシング上部１０１内に流入する固気混合流体のうちの空気を吸引して外に排気する。粉砕機３０から送られてきた粉粒体は、ケーシング上部１０１では、分散エアーＡ１１により旋回されて分散されながら下方に移動する。固気混合流体のうちの粉粒体Ｐは、ケーシング上部１０１の内周面に沿って移動し、螺旋を描くように下方に移動する。
【００３７】
ケーシング５１の内部には、センターコア５２とセパレートコア５３とが配置される。センターコア５２とセパレートコア５３とは、ケーシング５１の内部空間を仕切り、分級空間５４を形成する。センターコア５２は、第１の仕切壁の一例に対応する。セパレートコア５３は、第２の仕切壁の一例に対応する。
【００３８】
センターコア５２は、円板状部材であり、円錐体状に形成される。センターコア５２の底面部１１１は、ケーシング本体部１０２の内径よりも外径が小さい。底面部１１１は上方に凹んでおり、円錐状の凹み形状を形成する。底面部１１１の径方向中心部には、分級空間５４の側に突出する突出部１１２が形成される。突出部１１２は、錐体形状であり、先端１１２Ａを細粉排出管５６の開口５６Ａの側に向けて突出する。突出部１１２は、分級空間５４において、旋回流の中心に生じる空洞部Ａ１４の位置を安定させる。ここで、分級空間５４に形成される旋回流により粉粒体Ｐは遠心分離される。この際に、径方向中央部に移動する粉粒体Ｐの一部は、空洞部Ａ１４の内側に進入する場合があり、突出部１１２に衝突する場合がある。すなわち、突出部１１２は、分級エアー流入部１３１の流入口１３３から流入した分級エアーＡ１２により移動する粉粒体Ｐが衝突する位置に設けられる。
【００３９】
センターコア５２は、ケーシング本体部１０２の内壁に支持された支持枠１１３に支持される。支持枠１１３は、ケーシング本体部１０２の内部空間に突出する棒状部材である。支持枠１１３は周方向に間隔を空けて配置される。本実施形態では、３つの支持枠１１３が配置される。センターコア５２は、不図示の固定具により、これらの支持枠１１３に固定される。センターコア５２は、ケーシング本体部１０２と同心状に配置される。ケーシング本体部１０２とセンターコア５２との間には、上面視で環状の隙間が形成される。この環状の隙間により、粉粒体が分級空間５４に導入される導入部１１４が構成される。
【００４０】
セパレートコア５３は、センターコア５２の底面部１１１に対向して間隔を空けて配置される。センターコア５２とセパレートコア５３との間の空間により分級空間５４が構成される。セパレートコア５３は、センターコア５２側に頂部を有する円錐体状に形成される。
【００４１】
セパレートコア５３の径方向中央部には、細粉をケーシング５１の外部に導く細粉排出管５６が接続される。細粉排出管５６は、排出部の一例に対応する。この細粉排出管５６は、セパレートコア５３の中央部を下方に延びて、ケーシング本体下部１０３の壁を貫通して外部に導出される。下方は、旋回流に交差する方向の一例に対応する。細粉排出管５６は、一端に、センターコア５２の突出部１１２の先端１１２Ａに対向する位置に開口する開口５６Ａを備える。開口５６Ａは、突出部１１２の外径よりも大きく開口する。細粉排出管５６の他端は、ケーシング本体下部１０３の外部で開口する。
【００４２】
細粉排出管５６は、ケーシング本体下部１０３の内壁に支持された管支持枠１２１に支持される。管支持枠１２１は、ケーシング本体下部１０３の内部空間に突出する棒状部材である。管支持枠１２１は周方向に間隔を空けて配置される。細粉排出管５６は、不図示の固定具により、この管支持枠１２１に固定される。また、セパレートコア５３は、細粉排出管５６を介して管支持枠１２１に支持される。セパレートコア５３は、ケーシング本体下部１０３と同心状に配置される。ケーシング本体下部１０３とセパレートコア５３との間には、上面視で環状の隙間が形成される。この環状の隙間により、粗粉を分級空間５４から下方に排出する粗粉導出口５５が構成される。
【００４３】
図３は、分級エアー流入部１３１の平面図である。
分級空間５４の周壁には、分級エアー流入部１３１が形成される。分級エアー流入部１３１は、セパレートコア５３の径方向外側に位置する。分級エアー流入部１３１は、ケーシング本体部１０２とケーシング本体下部１０３との間に形成される環状の開口で構成される。分級エアー流入部１３１には、圧縮空気源１３４（図１参照）が接続されており、ケーシング５１外部から分級空間５４に分級エアーＡ１２を流入させる。分級エアーＡ１２は、第１の流体の一例に対応する。分級エアー流入部１３１には、複数のガイドベーン１３２が配置されており、Ｎ枚のガイドベーン１３２が周方向に等間隔で配置される。ガイドベーン１３２と、ケーシング本体部１０２の下端部と、ケーシング本体下部の上端部とにより、開口状の流入口１３３が形成される。流入口１３３から、ガイドベーン１３２に案内された分級エアーＡ１２が、分級空間５４に流入して旋回流を発生させる。
【００４４】
［１−３．分級機の動作］
図２、図３において、分級機５０では、分級空間５４の細粉排出管５６内に吸引力を付与した状態で、上方の粉粒体供給管１０４からケーシング上部１０１内に固気混合流体が供給される。固気混合流体が分級機５０内に供給されると、固気混合流体はケーシング上部１０１内を旋回しながら下降し、導入部１１４を通じて分級空間５４内に流入する。分級空間５４内では、分級エアー流入部１３１から、ガイドベーン１３２に案内された分級エアーＡ１２が流入する。分級エアーＡ１２によって分級空間５４内で旋回する旋回流は増速され、旋回流中の粉粒体Ｐは遠心力によって、粗粉と細粉とに遠心分離される。
【００４５】
粗粉は分級空間５４内の外周部で旋回して粗粉導出口５５からケーシング本体下部１０３の下方に排出される。細粉は分級空間５４内の径方向中央に移動する。
【００４６】
径方向中央の細粉排出管５６には吸引力が付与されているため、分級空間５４内に形成される旋回流の回転中心部には空洞部Ａ１４が生じると共に、その空洞部Ａ１４内の外周部に下降気流Ａ１５が生じる。分級空間５４の中央部に移動する細粉は、この下降気流Ａ１５にのって細粉排出管５６内に流入して排出される。これにより、粗粉と細粉とが分級空間５４から別々に排出されて分級が行われる。
【００４７】
［１−４．流路の構成］
図４は、第１実施形態のセンターコア５２の流路１４０の模式図である。図４では、センターコア５２を下方から見た図を矢印Ａで示す。また、図４では、センターコア５２の断面の模式図を矢印Ｂで示す。分級機５０には、センターコア５２に洗浄エアーＡ１３を供給する流路１４０が形成される。洗浄エアーＡ１３は第２の流体の一例に対応する。流路１４０は、支持枠１１３に形成されたケーシング流路１４１と、センターコア５２に形成された内部流路１４２とを有する。
【００４８】
本実施の形態では、複数の支持枠１１３のうち、一つの支持枠１１３Ａが管状の棒状部材で構成される。支持枠１１３Ａの空洞部分によりケーシング流路１４１が構成される。支持枠１１３Ａは、ケーシング５１を厚み方向に貫通しており、支持枠１１３Ａの外端には、ジョイント部１４３が形成される。ジョイント部１４３は継手の一例に対応する。ジョイント部１４３には、圧縮気体源１４４が連結、離脱可能に接続される。圧縮気体源１４４は、所定の圧力で流路１４０に洗浄エアーＡ１３を供給する。洗浄エアーＡ１３は、第２の流体の一例に対応する。洗浄エアーＡ１３は圧縮空気の一例に対応する。
【００４９】
センターコア５２には、内部流路１４２が形成される。内部流路１４２は、センターコア５２の径方向に沿って直線状に延びる。内部流路１４２の径方向外端は、ケーシング流路１４１に連通する。内部流路１４２の径方向内端には、洗浄エアーＡ１３を吐出する流体吐出部１４５が形成される。
【００５０】
流体吐出部１４５は、突出部１１２の先端１１２Ａを囲むように円環状に配設された複数の吐出開口１４６を有する。各吐出開口１４６は、周方向に間隔を空けて形成される。吐出開口１４６は内部流路１４２を外部に開口させる。各吐出開口１４６は、各ガイドベーン１３２の位置および数Ｎに応じて形成される。本実施形態では、図４の矢印Ａで示すように、吐出開口１４６はＮ個形成される。そして、各吐出開口１４６は、分級エアー流入部１３１のガイドベーン１３２が形成する流入口１３３（図３参照）に対応する方向で洗浄エアーＡ１３を吐出するように形成される。各吐出開口１４６は、分級エアーＡ１２により旋回される粉粒体Ｐがセンターコア５２に衝突する位置に向けて洗浄エアーＡ１３を吹き付けるように形成される。
【００５１】
なお、流路１４０が設けられたセンターコア５２は、下記のように構成することが可能である。すなわち、図４の矢印Ｂで示すように、センターコア５２は、上層部５２Ａと、中層部５２Ｂと、下層部５２Ｃとを備える。上層部５２Ａには、中央部から外周部に向かって延びる長溝５２Ｄを形成する。中層部５２Ｂは、中央部に厚み方向に貫通する孔５２Ｅを形成する。下層部５２Ｃには、突出部１１２および厚み方向に貫通する吐出開口１４６を形成する。そして、上層部５２Ａ、中層部５２Ｂ、下層部５２Ｃを積層して接合することにより、長溝５２Ｄが中層部５２Ｂおよび下層部５２Ｃで閉塞され内部流路１４２が構成されると共に、内部流路１４２に連通する吐出開口１４６が形成される。内部流路１４２を有するセンターコア５２は、上記構成でなくとも、内部流路１４２を形成できればどのように製造しても良い。
【００５２】
［１−５．流路の作用、効果］
流路１４０には、圧縮気体源１４４により所定の圧力で洗浄エアーＡ１３が供給される。洗浄エアーＡ１３は、ケーシング流路１４１、内部流路１４２を通って、流体吐出部１４５から吐出される。洗浄エアーＡ１３は、流体吐出部１４５の吐出開口１４６から吐出されることにより、突出部１１２の先端１１２Ａを中心に放射状に吐出され、底面部１１１に吹き付けられる。
【００５３】
図５は、樹脂の付着を示す図である。図５では、センターコア５２を下方から見た図を矢印Ａで示す。また、図５では、センターコア５２の側面方向から見た模式図を矢印Ｂで示す。分級機５０を長時間駆動すると、図５の矢印Ａで示すように、センターコア５２の突出部１１２の近傍には、樹脂材料の粉粒体Ｐ、いわゆる、樹脂Ｐが融着して堆積する。この樹脂Ｐは、図５の矢印Ｂで示すように、特に、突出部１１２の外周側近傍の底面部１１１に多く融着することが観測される。
【００５４】
ここで、突出部１１２は、分級空間５４の旋回流に生じる空洞部Ａ１４の位置が径方向にずれないように安定させて、精度の高い分級を行うために設けられる。しかし、遠心分離されて径方向中央部に移動する樹脂Ｐの一部は、空洞部Ａ１４の外周側の下降気流Ａ１５で吸引されずに、空洞部Ａ１４の内側に進入する場合がある。空洞部Ａ１４の内側に進入した場合、下降気流Ａ１５の吸引力を受け難くなる。このため、樹脂Ｐは旋回しながら滞溜し易くなり、センターコア５２の底面部１１１と衝突するなどして発熱する。このような衝突と発熱が連続的に続くと、樹脂Ｐのガラス転移温度を越えた状態になり易く、樹脂Ｐがセンターコア５２の底面部１１１に融着して堆積する。融着した樹脂Ｐの量が大きくなると、空洞部Ａ１４の位置が不安定化し、分級の精度が低下する恐れがある。
【００５５】
これに対して、本実施形態の分級機５０では、センターコア５２の底面部１１１に洗浄エアーＡ１３を吹き付けることができる。このため、融着した樹脂Ｐを洗浄エアーＡ１３で吹き落とすことができる。したがって、分級機５０を分解せずにセンターコア５２の底面部１１１側を清掃できる。
【００５６】
特に、本実施形態の流体吐出部１４５の吐出開口１４６は、ガイドベーン１３２の位置に応じて形成されており、流入口１３３（図３参照）に対応する方向に洗浄エアーＡ１３を吐出するように形成される。ここで、図５の矢印Ａで示すように、センターコア５２に融着した樹脂Ｐは、破線で示すように、三角形状の融着物Ｐ１が周方向に連なりギザギザの環状に付着することが観測される。この三角形状の融着物Ｐ１の数は、ガイドベーンの数Ｎに一致すると共に、旋回流の回転方向Ｒに一致する。つまり、各吐出開口１４６が、各流入口１３３からの分級エアーＡ１２により旋回される樹脂Ｐがセンターコア５２に衝突する位置に向けて洗浄エアーＡ１３を吐出するように形成される。このため、特に融着した樹脂量が大きくなり易い部分に効率よく洗浄エアーＡ１３を吹き付けることができる。
【００５７】
［１−６．分級方法］
図６は、分級方法のフローチャートである。
図６を用いて分級方法について説明する。
【００５８】
ステップＳ１では、ホッパー１１に対して、樹脂材料の粉粒体Ｐ、いわゆる、樹脂Ｐをセットする。本実施の形態では、一例として、バイロン２２０の粉粒体Ｐを供給する。バイロンは登録商標である。バイロン２２０は、ガラス転移温度が５３℃のポリエステル樹脂である。
【００５９】
ステップＳ２では、粉砕分級装置１を所定の作動時間、作動させる。所定の作動時間は、例えば、３０分である。ステップＳ２は第１ステップの一例に対応する。すなわち、ステップＳ２では、分級空間５４に、粉粒体Ｐ及び分級エアーＡ１２を導入して、分級した粉粒体Ｐを排出する。詳細には、粉砕分級装置１を作動させると、ホッパー１１から樹脂Ｐが粉砕機３０に供給され、粉砕機３０では樹脂Ｐが粉砕される。粉砕されて所定の粒径よりも小さくなった樹脂Ｐは、粉砕機３０から分級機５０に搬送される。分級機５０は上記作動時間、作動し、分級機５０に搬送された樹脂Ｐは、分級空間５４に導入され、分級エアーＡ１２の旋回流により、粗粉と細粉に遠心分離される。粗粉は、粗粉導出口５５から導出されて粗粉排出管５７を介して排出され、第１捕集部７１に捕集される。細粉は、細粉排出管５６を介して排出され、第２捕集部７２に捕集される。
【００６０】
ステップＳ３では、粉砕分級装置１を停止させる。ステップＳ３は第２ステップの一例に対応する。ステップＳ３では、粉砕分級装置１を停止させることにより、分級機５０に対して樹脂Ｐの導入を停止させる。
【００６１】
ステップＳ４では、捕集機７０から樹脂Ｐを回収する。これにより、粉砕、分級された所定範囲の粒径のバイロン２２０が回収される。なお、バイロン２２０の回収作業は５分程度で終了する。
【００６２】
ステップＳ５では、分級機５０に洗浄エアーＡ１３を所定の洗浄時間、所定の圧力で、供給する。所定の洗浄時間は、例えば、３０秒である。所定の圧力は、例えば、０．５ＭＰａである。所定の圧力は、０．１ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧力でも良い。ステップＳ５は、第３ステップの一例に対応する。すなわち、ステップＳ５では、洗浄エアーＡ１３を突出部１１２の側から分級エアー流入部１３１の側に向けて吐出する。詳細には、ステップＳ５では、ジョイント部１４３に圧縮気体源１４４を接続する。そして、圧縮気体源１４４から洗浄エアーＡ１３を０．５ＭＰａで３０秒間、供給する。これにより、流路１４０に洗浄エアーＡ１３が流れ、流体吐出部１４５から洗浄エアーＡ１３が放射状に噴出する。洗浄エアーＡ１３はセンターコア５２の底面部１１１に吹き付けられ、センターコア５２に融着した樹脂が吹き落とされる。
【００６３】
ステップＳ６では、分級機５０内に吹き落とされた樹脂Ｐを回収する。回収は、例えば、粉砕分級装置１を、所定の回収用時間、運転させて分級空間５４から排出させることが可能であり、捕集機７０の第１捕集部７１を交換することで可能である。
【００６４】
ステップＳ７では、樹脂Ｐの粉砕、分級を終了するか判別する。終了する場合には、一連の作業を終了する。終了しない場合には、ステップＳ１に戻り、各ステップＳ１〜Ｓ７を順番に繰り返す。
【００６５】
［１−７．分級方法の作用、効果］
本実施形態の分級方法では、所定範囲の粒径の樹脂Ｐの製造を行う際に、所定時間ごとに、洗浄エアーＡ１３を導入してセンターコア５２に融着した樹脂Ｐを除去する。これにより、分級機５０の分級点がずれることが抑制され、精度の高い分級が維持できる。
【００６６】
具体的には、上述の分級方法では、樹脂融着量は０．３ｇ／ｈｒという結果が得られた。ここで、樹脂融着量とは、上述の分級方法を用いて粉砕分級装置１の分級機５０を作動させる場合に、分級機５０の作動時間一時間当たりに、センターコア５２に融着したまま残った樹脂量である。樹脂融着量は小さい方が望ましく、本実施形態の分級方法では、センターコア５２に融着したまの樹脂量が少ないことが確認される。
【００６７】
本実施形態の分級方法では、第２の流体として、圧縮空気による洗浄エアーＡ１３に代えて、圧縮窒素でも良い。また、空気や窒素に代えて、分級機５０の作動直後の温度での反応性が低い、いわゆる不活性ガスでもよい。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態の分級機５０は、センターコア５２及びセパレートコア５３を備える。また、分級機５０は、センターコア５２とセパレートコア５３との間に形成される分級空間５４に、樹脂材料の粉粒体Ｐを導入する導入部１１４を備える。さらに、分級機５０は、分級空間５４に旋回流を発生させる分級エアーＡ１２が流入する分級エアー流入部１３１を備える。また、旋回流と交差する方向に粉粒体Ｐを排出する細粉排出管５６を備える。分級機５０は、センターコア５２に、分級空間５４の側に突出する突出部１１２、及び、突出部１１２の側から分級エアー流入部１３１の側に向けて洗浄エアーＡ１３を吐出する流体吐出部１４５が設けられる。したがって、洗浄エアーＡ１３を分級機５０のセンターコア５２に吹き付けて、分級機５０のセンターコア５２への樹脂材料の融着を取り除くことができる。これにより、分級機５０を連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【００６９】
本実施形態では、センターコア５２は、板状部材であり、センターコア５２の内部に、洗浄エアーＡ１３を流体吐出部１４５に供給する内部流路１４２を有する。したがって、分級空間５４の形状や大きさに与える影響を抑制しつつ、洗浄エアーＡ１３をセンターコア５２に供給できる。
【００７０】
また、本実施形態では、センターコア５２及びセパレートコア５３は筒状のケーシング５１の内部に配置され、ケーシング５１の内壁に、センターコア５２を支持する支持枠１１３、１１３Ａが設けられる。このうち、支持枠１１３Ａは、洗浄エアーＡ１３が流れるケーシング流路１４１を有する。そして、ケーシング流路１４１はセンターコア５２の内部流路１４２に連通して、内部流路１４２に洗浄エアーＡ１３を供給する。したがって、分級機５０のケーシング５１の外部から洗浄エアーＡ１３を供給できる。
【００７１】
また、本実施形態では、排出部５６は、突出部１１２に対向する位置に開口する開口５６Ａを有する。突出部１１２は、錐体形状であり、先端１１２Ａを開口５６Ａの側に向けて突出する。流体吐出部１４５は、突出部１１２の先端１１２Ａを囲むように開口して配設された複数の吐出開口１４６を有する。したがって、吐出開口１４６により突出部１１２の周方向全体に洗浄エアーＡ１３を吹き付けることができる。
【００７２】
また、本実施形態では、分級エアー流入部１３１は、分級空間５４に分級エアーＡ１２が流入する流入口１３３を有する。突出部１１２は、流入口１３３から流入した第１の流体に衝突する位置に設けられ、流体吐出部１４５は、流入口１３３に対応する方向に洗浄エアーを吐出する。したがって、樹脂Ｐが融着し易いセンターコア５２の部分に向けて洗浄エアーＡ１３を吹き付けることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、第２の流体の一例に対応する洗浄エアーＡ１３は、圧縮気体である。したがって、簡易に流路１４０に第２の流体を供給することができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態の粉砕分級装置１は、樹脂材料で製造された被粉砕物の一例に対応する粉粒体Ｐを粉砕する粉砕機３０、及び、粉砕機３０で粉砕された粉粒体Ｐを分級する分級機５０を備える。ここで、粉砕分級装置１の分級機５０は、センターコア５２及びセパレートコア５３を備える。また、分級機５０は、センターコア５２とセパレートコア５３との間に形成される分級空間５４に、粉砕機３０で粉砕された被粉砕物を導入する導入部１１４を備える。さらに、分級機５０は、分級空間５４に旋回流を発生させる分級エアーＡ１２が流入する分級エアー流入部１３１を備える。また、分級機５０は、旋回流と交差する下方に粉粒体Ｐを排出する細粉排出管５６を備える。そして、粉砕分級装置１の分級機５０のセンターコア５２に、分級空間５４に突出する突出部１１２、及び、突出部１１２から分級エアー流入部１３１に向けて洗浄エアーＡ１３を吐出する流体吐出部１４５が設けられる。したがって、洗浄エアーＡ１３を分級機５０のセンターコア５２に吹き付けて、分級機５０のセンターコア５２への樹脂材料の融着を取り除くことができる。これにより、粉砕分級装置１を連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態の分級方法は、センターコア５２及びセパレートコア５３により分級空間５４を形成する分級機５０において、分級空間５４に、粉粒体Ｐを導入し、分級空間５４に分級エアーＡ１２を流入させて旋回流を発生させる。また、本実施形態の分級方法は、旋回流と交差する下方に粉粒体Ｐを排出することにより、粉粒体Ｐを分級する分級方法である。本実施形態の分級方法で用いる分級機５０は、センターコア５２において分級空間５４の側に向けて突出する突出部１１２を備える。本実施形態の分級方法で用いる分級機５０は、突出部１１２から分級エアーＡ１２が分級空間５４に流入する分級エアー流入部１３１に向けて、第２の流体Ａ１３を吐出可能に構成される。そして、本実施形態の分級方法は、分級空間５４に粉粒体Ｐ及び分級エアーＡ１２を導入して粉粒体Ｐを排出するステップＳ２を含む。また、本実施形態の分級方法は、粉粒体Ｐの導入を停止するステップＳ３を含む。さらに、本実施形態の分級方法は、洗浄エアーＡ１３を突出部１１２の側から分級エアー流入部１３１の側に向けて吐出するステップＳ５を含む。したがって、洗浄エアーＡ１３を分級機５０のセンターコア５２に吹き付けて、分級機５０のセンターコア５２への樹脂材料の融着を取り除くことができる。これにより、分級機５０を連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【００７６】
［２．第２実施形態］
［２−１．分級方法］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
図７は、第２実施形態のセンターコア５２の流路１４０の模式図である。図７では、センターコア５２を下方から見た図を矢印Ａで示す。また、図７では、センターコア５２の断面の模式図を矢印Ｂで示す。図８は、第２実施形態の分級方法のフローチャートである。
第２実施形態の分級方法では、流路１４０に、樹脂Ｐを溶解する溶媒を含む圧縮ガスである溶媒混合エアーＡ２３を流す点が第１実施形態とは異なる。第２実施形態の分級方法では、第１実施形態の分級方法のステップＳ５に代えて、ステップＳ１５〜Ｓ１７を行う。
【００７８】
ステップＳ１５では、分級機５０が冷却されたか判別する。本実施形態では、分級機５０のケーシング５１の内部空間の温度を測定する温度センサー（不図示）の示す温度が所定の冷却温度以下であれば冷却されたと判別する。所定の冷却温度は、溶媒の沸点よりも低い温度に設定される。なお、温度センサーを用いずに、ケーシング５１の内部空間の温度が所定の冷却温度に冷えるのに必要な時間が経過するか否かを判別し、分級機５０が冷却されたと判別しても良い。これにより、分級機５０に供給した溶媒が気化することを抑制できる。
【００７９】
ステップＳ１６では、分級機５０に溶媒混合エアーＡ２３を所定の洗浄時間、所定の圧力で、供給する。所定の洗浄時間は、例えば、３０秒である。所定の圧力は、例えば、０．５ＭＰａである。所定の圧力は、０．１ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下の圧力でも良い。ステップＳ１６は、第３ステップの一例に対応する。すなわち、ステップＳ５では、溶媒混合エアーＡ２３を突出部１１２の側から分級エアー流入部１３１の側に向けて吐出する。
【００８０】
詳細には、ステップＳ１６では、図７に示すように、ジョイント部１４３に溶媒混合器２４５を接続する。溶媒混合器２４５には圧縮気体源１４４を接続する。溶媒混合器２４５には、アセトンをセットしてある。アセトンは、樹脂を溶解する溶媒の一例に対応する。アセトンに代えて、テトラヒドロフラン等の極性溶媒を、樹脂を溶かす溶媒として溶媒混合器２４５にセットしてもよい。
【００８１】
圧縮気体源１４４から圧縮ガスを溶媒混合器２４５に供給し、溶媒混合器２４５において圧縮ガスにアセトンを混合させて溶媒混合エアーＡ２３を０．５ＭＰａで３０秒間、供給する。これにより、流路１４０に溶媒混合エアーＡ２３が流れ、流体吐出部１４５から溶媒混合エアーＡ２３が放射状に噴出される。溶媒混合エアーＡ２３はセンターコア５２に吹き付けられ、センターコア５２に融着した樹脂を溶かして除去する。
【００８２】
ステップＳ１７では、分級機５０に供給した溶媒混合エアーＡ２３を除去する。
【００８３】
［２−２．分級方法の作用、効果］
本実施形態の分級方法では、所定粒径の粉砕樹脂の製造を行う際に、所定時間ごとに、溶媒混合エアーＡ２３を導入してセンターコア５２に融着した樹脂を除去する。これにより、分級機５０の分級点がずれることが抑制され、精度の高い分級が維持できる。
【００８４】
具体的には、上述の分級方法では、樹脂融着量は０．１ｇ／ｈｒという結果が得られた。本実施形態の分級方法では、センターコア５２に融着している樹脂量が少ないことが確認される。
【００８５】
本実施形態の分級方法では、圧縮ガスとして、窒素などの不活性ガスを圧縮して供給してもよい。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の分級機５０、および、粉砕分級装置１は、第２の流体として、洗浄エアーＡ１３に代えて溶媒混合エアーＡ２３を用いる点以外は、第１実施形態と同様に構成される。したがって、これらの構成、および上記構成に適用される分級方法によれば、溶媒混合エアーＡ２３を分級機５０のセンターコア５２に吹き付けて、分級機５０のセンターコア５２への樹脂原料の融着を取り除くことができる。これにより、装置として連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【００８７】
本実施形態では、第２の流体の一例に対応する溶媒混合エアーＡ２３は、樹脂Ｐを溶解する溶媒を含む。したがって、溶媒でセンターコア５２に融着した樹脂Ｐを溶かすことができる。
【００８８】
［３．第３実施形態］
［３−１．流路の構成］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００８９】
図９は、第３実施形態のセンターコア５２の流路３４０の模式図である。図９では、センターコア５２を下方から見た図を矢印Ａで示す。また、図９では、センターコア５２の断面の模式図を矢印Ｂで示す。
第３実施形態の分級機５０には、第１実施形態の流路１４０に代えて、センターコア５２に冷媒Ａ３３を供給する流路３４０が形成される。冷媒Ａ３３は、第２の流体の一例に対応する。流路３４０は、支持枠１１３に形成されたケーシング流路１４１、３４１と、センターコア５２に形成された内部流路３４２とを有する。ケーシング流路１４１、３４１は、ケーシング冷媒流路の一例に対応する。
【００９０】
本実施の形態では、複数の支持枠１１３のうち、支持枠１１３Ａとは異なる残りの支持枠１１３Ｂも、支持枠１１３Ａと同様に構成される。すなわち、支持枠１１３Ｂは筒状であり、内部にはケーシング流路３４１が構成される。支持枠１１３Ｂは、ケーシング５１を厚み方向に貫通しており、支持枠１１３Ｂの外端には、ジョイント部３４３が形成される。
【００９１】
センターコア５２には、支持枠１１３の数に応じて内部流路３４２が形成される。内部流路３４２は、センターコア５２の径方向に沿って直線状に延びて形成される。各内部流路３４２の径方向外端は、ケーシング流路１４１、３４１に連通する。各内部流路３４２の径方向内端には、各内部流路３４２を連通させる中空状の冷媒溜まり３４４が形成される。冷媒溜まり３４４は、突出部１１２の内部に位置する。
【００９２】
支持枠１１３Ａのジョイント部１４３には、第１の循環路３４５が接続される。第１の循環路３４５は、チラー３４６に接続される。チラー３４６には、第２の循環路３４７が接続される。第２の循環路３４７は、途中で分岐し、二つの支持枠１１３Ｂのジョイント部３４３にそれぞれ接続される。
【００９３】
ケーシング流路１４１、３４１、内部流路３４２、冷媒溜まり３４４、第１の循環路３４５、第２の循環路３４７により、流路３４０が構成される。流路３４０は、冷媒流路の一例に対応する。流路３４０には、冷媒Ａ３３が充填されており、チラー３４６が流路３４０内の冷媒Ａ３３を循環させる。流路３４０と冷媒Ａ３３とチラー３４６とにより、冷却機構３４９が構成される。
【００９４】
［３−２．流路の作用、効果］
流路３４０には、冷媒Ａ３３が供給される。冷媒Ａ３３は、ケーシング流路１４１の支持枠１１３Ａを通ってセンターコア５２内に流れる。センターコア５２内では、内部流路３４２を通って冷媒溜まり３４４に流れる。そして、冷媒溜まり３４４から、内部流路３４２、支持枠１１３Ｂのケーシング流路３４１を通って、センターコア５２から排出される。これにより、センターコア５２が昇温することが抑制される。したがって、センターコア５２に樹脂Ｐが連続的に衝突しても、樹脂Ｐのガラス転移温度を超えて樹脂Ｐが融着することが抑制される。
【００９５】
特に、内部流路３４２は、センターコア５２に周方向に等間隔に設けられており、センターコア５２を均等に冷却し易くなっている。したがって、センターコア５２の冷却ムラを抑制できる。
【００９６】
［３−３．分級方法］
図１０は、第３実施形態の分級方法のフローチャートである。
第３実施形態の分級方法では、分級空間５４に樹脂Ｐ及び分級エアーＡ１２を導入して樹脂Ｐを排出する工程で、センターコア５２を冷却する点が第１実施形態とは異なる。
【００９７】
ステップＳ３１では、分級機５０に冷媒Ａ３３を所定の冷媒温度で供給する。所定の冷媒温度は、例えば、５℃である。所定の冷媒温度は、−１５℃以上１０℃以下の温度でも良い。詳細には、ステップＳ３１では、チラー３４６を作動させて、流路３４０に、冷媒として、ナイブラインＺ１を使用し循環させる。ナイブラインは登録商標である。ナイブラインＺ１は、冷媒の一例に対応する。ナイブラインＺ１は、主成分がエチレングリコールであり、その他に防腐剤や防錆剤などが含まれる。
【００９８】
ステップＳ３２は、第１実施形態のステップＳ１と同一である。ステップＳ３２では、ホッパー１１に対して、バイロン２２０の樹脂Ｐをセットする。
【００９９】
ステップＳ３３は、第１実施形態のステップＳ２と同一である。ステップＳ３３は、粉砕分級装置１を所定の作動時間、作動させる。
【０１００】
ステップＳ３４では、樹脂Ｐの粉砕、分級を終了するか判別する。終了する場合には、ステップＳ３５に進む。終了しない場合には、ステップＳ３２に戻り、各ステップＳ３２〜Ｓ３４を順番に繰り返す。
【０１０１】
ステップＳ３５は、第１実施形態のステップＳ３と同一である。ステップＳ３５では、粉砕分級装置１を停止させることにより、分級機５０に対して樹脂Ｐの導入を停止させる。
【０１０２】
ステップＳ３６では、分級機５０への冷媒Ａ３３の供給を停止する。詳細には、チラー３４６の作動を停止させる。
【０１０３】
ステップＳ３７は、第１実施形態のステップＳ４と同一である。ステップＳ３６では、捕集機７０から樹脂Ｐを回収する。そして、一連の作業を終了する。
【０１０４】
［３−４．分級方法の作用、効果］
本実施形態の分級方法では、分級機５０において、センターコア５２が冷却された状態で、樹脂Ｐの分級が行われる。よって、センターコア５２に樹脂Ｐが衝突して発熱しても、速やかに放熱され、樹脂Ｐのガラス転移温度を超え難く、センターコア５２に樹脂Ｐが融着することが抑制される。これにより、分級機５０の分級点がずれることが抑制され、精度の高い分級が維持できる。
【０１０５】
具体的には、上述の分級方法では、樹脂融着量は０．０ｇ／ｈｒという結果が得られた。本実施形態の分級方法では、センターコア５２に付着する樹脂量が極めて少ないことが確認される。
【０１０６】
以上説明したように、本実施形態の分級機５０は、センターコア５２及びセパレートコア５３を備える。また、本実施形態の分級機５０は、センターコア５２とセパレートコア５３との間に形成される分級空間５４に、粉粒体Ｐを導入する導入部１１４を備える。さらに、本実施形態の分級機５０は、分級空間５４に旋回流を発生させる分級エアーＡ１２が流入する分級エアー流入部１３１を備える。また、本実施形態の分級機５０は、旋回流と交差する下方に粉粒体Ｐを排出する細粉排出管５６を備える。分級機５０は、センターコア５２に分級空間５４の側に向けて突出する突出部１１２が設けられ、センターコア５２を冷却する冷却機構３４９を備える。したがって、分級機５０のセンターコア５２を冷却して、分級機５０のセンターコア５２への樹脂材料が融着することを抑制できる。これにより、分級機５０を連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【０１０７】
本実施形態では、冷却機構３４９は、センターコア５２の内部に冷媒Ａ３３を流通させる流路３４０の内部流路３４２を含む。したがって、分級空間５４の形状や大きさに与える影響を抑制しつつ、冷媒Ａ３３をセンターコア５２に供給してセンターコア５２を冷却できる。
【０１０８】
また、本実施形態では、流路３４０は、冷媒溜まり３４４を備えており、突出部１１２の内部に冷媒Ａ３３を供給する。したがって、粉粒体Ｐが衝突して融着し易いセンターコア５２の位置を冷却して、樹脂Ｐが融着することを抑制できる。
【０１０９】
また、本実施形態では、センターコア５２及びセパレートコア５３は筒状のケーシング５１の内部に配置される。ケーシング５１の内壁には、センターコア５２を支持する支持枠１１３Ａ、１１３Ｂが設けられる。支持枠１１３Ａ、１１３Ｂは、冷媒Ａ３３が流れるケーシング流路１４１、３４１を有する。ケーシング流路１４１、３４１はセンターコア５２の内部流路３４２に連通して、内部流路３４２に冷媒Ａ３３を供給する。したがって、分級機５０のケーシング５１の外部から冷媒Ａ３３を供給できる。
【０１１０】
以上説明したように、本実施形態の粉砕分級装置１は、樹脂材料で製造された被粉砕物の一例に対応する粉粒体Ｐを粉砕する粉砕機３０、及び、粉砕機３０で粉砕された被粉砕物を分級する分級機５０を備える。本実施形態の分級機５０は、センターコア５２及びセパレートコア５３を備える。また、分級機５０は、センターコア５２とセパレートコア５３との間に形成される分級空間５４に、粉砕機３０で粉砕された樹脂Ｐを導入する導入部１１４を備える。さらに、分級機５０は、分級空間５４に旋回流を発生させる分級エアーＡ１２が流入する分級エアー流入部１３１を備える。また、分級機５０は、旋回流と交差する下方に樹脂Ｐを排出する細粉排出管５６を備える。そして、分級機５０のセンターコア５２に、分級空間５４に突出する突出部１１２が設けられ、センターコア５２を冷却する冷却機構３４９を備える。したがって、分級機５０のセンターコア５２を冷却して、分級機５０のセンターコア５２への樹脂材料が融着することを抑制できる。これにより、粉砕分級装置１を連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【０１１１】
以上説明したように、本実施形態の分級方法では、センターコア５２及びセパレートコア５３により分級空間５４を形成する分級機５０において、分級空間５４に、粉粒体Ｐを導入する。本実施形態の分級方法は、分級空間５４に分級エアーＡ１２を流入させて旋回流を発生させ、旋回流と交差する下方に粉粒体Ｐを排出することにより、粉粒体Ｐを分級する分級方法である。また、本実施形態の分級方法で用いる分級機５０は、センターコア５２において分級空間５４の側に向けて突出する突出部１１２を備える。本実施形態の分級方法は、分級空間５４に粉粒体Ｐ及び分級エアーＡ１２を導入して粉粒体Ｐを排出する工程で、センターコア５２を冷却する。したがって、分級機５０のセンターコア５２を冷却して、分級機５０のセンターコア５２への樹脂材料が融着することを抑制できる。これにより、分級機５０を連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【０１１２】
［４．第４実施形態］
［４−１．分級方法］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【０１１３】
図１１は、第４実施形態の分級方法のフローチャートである。
第４実施形態の分級方法では、流路１４０を使用しない点が第１実施形態とは異なる。すなわち、第４実施形態の分級機５０では、流路１４０が省略されてもよい。第４実施形態の分級方法では、第１実施形態の分級方法のステップＳ５、Ｓ６に代えて、ステップＳ４５〜Ｓ５１を行う。
【０１１４】
ステップＳ４５では、ホッパー１１に対して、ステップＳ１においてセットした樹脂材料の粉粒体Ｐよりもガラス転移温度の高い樹脂材料の洗浄樹脂Ｐ２をセットする。洗浄樹脂Ｐ２は、第２の粉粒体の一例に対応する。本実施形態では、一例として、バイロン２２６をセットする。バイロンは登録商標である。バイロン２２６は、ガラス転移温度が６５℃のポリエステル樹脂である。バイロン２２６は、バイロン２２０よりもガラス転移温度が高い。バイロン２２６に代えて、例えば、バイロン２３７を用いてもよい。バイロン２３７は、ガラス転移温度が７０℃である。
【０１１５】
ステップＳ４６では、粉砕分級装置１を所定の洗浄時間、作動させる。所定の洗浄時間は、例えば、１５分である。洗浄時間は、３分以上３０分以内の時間を好適に使用可能である。ステップＳ４６は、洗浄樹脂Ｐ２を用いる分級方法の第３ステップの一例である。すなわち、ステップＳ４６では、分級空間５４に、樹脂Ｐよりもガラス転移温度の高い洗浄樹脂Ｐ２及び分級エアーＡ１２を導入して、洗浄樹脂Ｐ２を排出する。詳細には、粉砕分級装置１を作動させると、ホッパー１１から洗浄樹脂Ｐ２が粉砕機３０に供給され、粉砕機３０では洗浄樹脂Ｐ２が粉砕される。粉砕されて所定の粒径よりも小さくなった洗浄樹脂Ｐ２は、粉砕機３０から分級機５０に搬送される。分級機５０は上記洗浄時間、作動する。この際に、分級機５０に搬送された洗浄樹脂Ｐ２は、分級空間５４に導入され、分級エアーＡ１２により生成された旋回流により、粗粉と細粉に遠心分離される。粗粉が粗粉導出口５５から排出されて、第１捕集部７１に捕集される。細粉は導出管５６から排出され第２捕集部７２に捕集される。
【０１１６】
ステップＳ４７では、粉砕分級装置１を停止させる。ステップＳ４７は第４ステップの一例に対応する。ステップＳ４７では、粉砕分級装置１を停止させることにより、分級機５０に対して洗浄樹脂Ｐ２の導入を停止させる。
【０１１７】
ステップＳ４８では、ホッパー１１に対して、ステップＳ１においてセットした樹脂Ｐをセットする。本実施形態では、バイロン２２６をセットする。
【０１１８】
ステップＳ４９では、粉砕分級装置１を所定の共洗い時間、作動させる。所定の共洗い時間は、例えば、３分である。詳細には、粉砕分級装置１を共洗い時間、作動させることにより、樹脂Ｐが、粉砕分級装置１に残存している洗浄樹脂Ｐ２と共に捕集機７０に捕集させる。すなわち、ステップＳ４９では、粉砕分級装置１の内部を樹脂Ｐで、いわば、共洗いする。
【０１１９】
ステップＳ５０では、粉砕分級装置１を停止させる。ステップＳ５０では、粉砕分級装置１を停止させることにより、分級機５０に対して樹脂Ｐの導入を停止させる。
【０１２０】
ステップＳ５１では、捕集機７０から樹脂Ｐ、Ｐ２を回収する。これにより、洗浄樹脂Ｐ２が回収される。ステップＳ５１では、捕集機７０の各捕集部７１、７２を交換する。
【０１２１】
［４−２．分級方法の作用、効果］
本実施形態の分級方法では、所定範囲の粒径の樹脂を製造する際に、所定時間ごとに、洗浄樹脂Ｐ２をセットして粉砕分級装置１を作動させる。よって、洗浄樹脂Ｐ２が、粉砕機３０、分級機５０内を通過する。この際に、粉砕分級装置１の経路内の各部分に衝突し、洗浄樹脂Ｐ２をセットする前の樹脂Ｐによる融着を物理的に破壊し、センターコア５２を含めた経路内の各部を洗浄できる。洗浄樹脂Ｐ２のガラス転移温度は高く、洗浄樹脂Ｐ２が粉砕分級装置１内の経路に衝突する際の発熱によって、洗浄樹脂Ｐ２のガラス転移温度未満になり易いため、洗浄樹脂Ｐ２は粉砕分級装置１内の経路に融着し難い。よって、センターコア５２に融着した樹脂Ｐを除去できる。これにより、分級機５０の分級点がずれることが抑制され、精度の高い分級が維持できる。
【０１２２】
具体的には、上述の分級方法では、樹脂融着量は０．１ｇ／ｈｒという結果が得られた。本実施形態の分級方法では、センターコア５２に融着している樹脂量が少ないことが確認される。
【０１２３】
以上説明したように、本実施形態の分級方法は、センターコア５２及びセパレートコア５３により分級空間５４を形成する分級機５０における分級方法である。本実施形態の分級方法は、分級空間５４に、粉粒体Ｐを導入し、分級空間５４に分級エアーＡ１２を流入させて旋回流を発生させ、旋回流と交差する方向に粉粒体Ｐを排出することにより、粉粒体を分級する分級方法である。本実施形態の分級方法に用いる分級機５０は、センターコア５２において分級空間５４の側に向けて突出する突出部１１２を備える。本実施形態の分級方法は、分級空間５４に粉粒体Ｐ及び分級エアーＡ１２を導入して粉粒体Ｐを排出するステップＳ２を含む。本実施形態の分級方法は、粉粒体Ｐの導入を停止するステップＳ３を含む。本実施形態の分級方法は、分級空間５４に、粉粒体Ｐよりもガラス転移温度の高い洗浄樹脂Ｐ２及び分級エアーＡ１２を導入して、洗浄樹脂Ｐ２を排出するステップＳ４６を含む。本実施形態の分級方法は、洗浄樹脂Ｐ２の導入を停止するステップＳ４７を含む。したがって、洗浄樹脂Ｐ２を分級機５０のセンターコア５２に衝突させて、分級機５０のセンターコア５２への樹脂材料の融着を取り除くことができる。これにより、分級機５０を連続的に稼働する場合にも、分級性能を安定させ、収率を向上させることができる。
【０１２４】
［５．他の実施形態］
上述した各実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明を実施する具体的態様に過ぎず、本発明を限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、例えば以下に示すように、種々の態様において実施することが可能である。
【０１２５】
上記実施形態において、分級機５０、分級方法、および、粉砕分級装置１に関する構成は、粉砕機３０の分級部４０に適用してもよい。すなわち、例えば、分級センターコア４２に洗浄エアーＡ１３を噴出させる構成にしてもよい。
【０１２６】
上記実施形態において、粉粒体Ｐや、第２の粉粒体の一例に対応する洗浄樹脂Ｐ２は、樹脂材料で全て構成された粉粒体の構成を説明した。しかし、全ての粉粒体が樹脂である必要はなく、樹脂が一部に含まれた粉粒体であればよい。
【０１２７】
上記第３実施形態において、冷却機構３４９はセンターコアの一部を冷却する構成でも良く、例えば、センターコア５２の径方向外端部のみを冷却し、突出部１１２を熱伝導で冷却する構成でもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１…粉砕分級装置、４０…分級部（分級機）、４１…分級ケーシング部（ケーシング）、４２…分級センターコア（第１の仕切壁）、４３…分級セパレートコア（第２の仕切壁）、４４…分級空間、４６…細粉排出管（排出部）、５０…分級機、５１…ケーシング、５２…センターコア（第１の仕切壁）、５２Ａ…上層部、５２Ｂ…中層部、５２Ｃ…下層部、５２Ｄ…長溝、５２Ｅ…孔、５３…セパレートコア（第２の仕切壁）、５４…分級空間、５６…細粉排出管（排出部）、５６Ａ…開口、１０２…ケーシング本体部、１１１…底面部、１１２…突出部、１１２Ａ…先端、１１３、１１３Ａ、１１３Ｂ…支持枠、１１４…導入部、１３１…分級エアー流入部（流入部）、１３３…流入口、１４０…流路（流路、冷媒流路）、１４１…ケーシング流路（ケーシング流路、ケーシング冷媒流路）、１４２…内部流路、１４３…ジョイント部、１４４…圧縮ガス源、１４５…流体吐出部、１４６…吐出開口、３４９…冷却機構、Ａ…矢印、Ａ１２…分級エアー（第１の流体）、Ａ１３…洗浄エアー（第２の流体）、Ａ２３…洗浄混合エアー（樹脂を溶解する溶媒を含む第２の流体）、Ａ３３…冷媒、Ｂ…矢印、Ｐ…樹脂、粉粒体（樹脂を含む粉粒体、被粉砕物）Ｐ２…洗浄樹脂（樹脂を含む第２の粉粒体、被粉砕物）Ｓ２…第１ステップ、Ｓ３…第２ステップ、Ｓ５…第３ステップ、Ｓ２６…第３ステップ、Ｓ４６…第３ステップ、Ｓ４６…第４ステップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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