(57)【要約】【課題】使い捨てカイロのように粉粒体状の内容物が収容された袋から内容物を分離回収する。【解決手段】分離機は、前処理機１００と本体部１２０から成り、原料１１は前処理機１００で包装材に切れ目が入れられてから本体部１２０に投入される。本体部１２０は、ケーシング１２１と、ケーシング１２１内の回転軸１２２に取り付けられた破砕刃１２８と、ケーシング１２１の下半部を成すスクリーン１３５、１３６と、ケーシング１２１の内周面に設けたガイド部材１３２とを備えている。ケーシング１２１に投入された原料１１は、回転軸１２２を回転させることにより、破砕刃１２８によって破砕される。そして、包装材がガイド部材１３２によってケーシング１２１の回収口１２１Ｂに移動する一方で、内容物がスクリーン１３５、１３６を介して落下し、分離される。【選択図】　図２
2004025076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体状の内容物が収容された袋から前記内容物を分離する分離機であって、横向きの円筒状に形成され、一方側の端部に前記袋の投入口が設けられ、他方側の端部に前記袋の回収口が設けられるとともに、下部にスクリーンが設けられたケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられた回転軸に取り付けられ、前記回転軸を回転させることによって、前記投入口から投入された袋を裂開する刃と、
前記ケーシングの内周面に沿って螺旋状に形成されたガイド手段と、
を備え、前記回転軸を回転させることによって、前記投入口から投入された袋が前記刃によって切り裂かれながら前記ガイド手段に沿って前記回収口に移動して回収され、該移動中に前記袋から前記内容物が分離され、前記スクリーンを介して回収されることを特徴とする分離機。
【請求項２】
前記刃は、板状に形成されて前記回転軸に着脱自在に取り付けられるとともに、基本姿勢に対して、該基本姿勢の刃を表裏逆転した表裏逆転姿勢と、前記基本姿勢の刃を先端と基端で逆転した端部逆転姿勢と、前記基本姿勢の刃を表裏、及び端部を逆転した全逆転姿勢とを選択して装着可能であることを特徴とする請求項１に記載の分離機。
【請求項３】
前記分離機の投入口には、前記袋に切れ目を入れる前処理機が設けられ、該前処理機は、軸方向に凹凸が連続して形成された一対のロールを備え、該一対のロールは、前記凹凸が互いに噛み合うように近接して平行に配置されるとともに、逆方向に異なった回転数で回転することを特徴とする請求項１または２に記載の分離機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は分離機に係り、特に粉粒体状の内容物を収容した袋から内容物を分離し、回収する分離機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使い捨てカイロは一般に、鉄の酸化反応に伴う熱を利用して暖房に用いる携帯用のカイロであり、通気性を有する中袋の内部には、鉄粉を主体として、塩化ナトリウム、水分、活性炭、木粉、バーミュキュライト等が含まれている。これらの内容物が詰め込まれた中袋は使用時まで、非通気性の外袋に密封された状態で収容されており、使用時に外袋から中袋を取り出すことにより、鉄粉が空気に触れて酸化し、その発熱によって約４０〜６０°に維持される。
【０００３】
使い捨てカイロの製造は、鉄粉の酸化反応を促進させないように注意しながら、内容物を混合して中袋に詰め込み、さらに中袋を外袋で包装して行われる。その際、鉄粉が酸化したり、中袋や外袋の包装が偏った不良品が発生することがある。この不良品は、製造機器の精度を高めても、ある程度の割合で発生する。発生した不良品は、出荷されずに、未使用のまま廃棄される。一方、良品として出荷した製品であっても、有効期限を過ぎたものは返品され、未使用のまま廃棄される。従来、不良品や返品などの未使用品は、業者に委託し、産業廃棄物として処理していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、産業廃棄にかかる処理費用が年々高騰していることや、省資源化、環境保護を考えると、これらの未使用品を有用な資源として回収し、リサイクルすることが望まれる。
【０００５】
ところが、使い捨てカイロの未使用品は、リサイクル資源として回収する上で様々な問題をかかえている。例えば、外袋や中袋を裂開して内容物を取り出した際、内容物の鉄粉が酸化反応によって発熱するという問題がある。また、鉄粉は、塩化ナトリウムが付着して酸化しやすい状態にあるため、鉄粉を有用なリサイクル資源として回収しにくいという問題がある。また、内容物に塩化ナトリウムを含む場合、土壌や河川の塩害を考慮しなければならないという問題がある。さらに、これらの問題を解決するためには多額の費用を要するが、リサイクル資源として回収するには低コストで解決しなくてはならないという問題もある。
【０００６】
これらの問題のうち、本発明で特に注目したのは、中袋を裂開して内容物を取り出す際の問題である。中袋を裂開する際は、裂開後の内容物が酸化しないように迅速に内容物を取り出すことが望まれる。しかし、内容物は水分を多く含んでいるために取り出しにくく、短時間で中袋から取り出すのは困難であるという問題がある。
【０００７】
また、カイロは製品ごとに、袋のサイズや内容物の量が異なるため、全種類のカイロにおいて内容物を効率良く回収することが困難であるという問題もある。例えば、袋を裂開しやすい大きなカイロに合わせて装置を構成すると、小さなカイロの際に袋が十分に裂開されず、内容物の回収率が低下する。逆に小さなカイロを確実に裂開できるように装置を構成すると、装置が大型になったり、細かく刻まれた袋が内容物とともに回収されるおそれがある。このように、カイロの袋と内容物との分離には様々な問題があり、カイロの分離に適した分離機が存在しないのが実状であった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、使い捨てカイロのように、内容物が収容された袋から内容物を分離して回収するのに適した分離機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、粉粒体状の内容物が収容された袋から前記内容物を分離する分離機であって、横向きの円筒状に形成され、一方側の端部に前記袋の投入口が設けられ、他方側の端部に前記袋の回収口が設けられるとともに、下部にスクリーンが設けられたケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられた回転軸に取り付けられ、前記回転軸を回転させることによって、前記投入口から投入された袋を裂開する刃と、前記ケーシングの内周面に沿って螺旋状に形成されたガイド手段と、を備え、前記回転軸を回転させることによって、前記投入口から投入された袋が前記刃によって切り裂かれながら前記ガイド手段に沿って前記回収口に移動して回収され、該移動中に前記袋から前記内容物が分離され、前記スクリーンを介して回収されることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、回転軸を回転させるだけで、袋と内容物が自動的に分離されて回収される。また、請求項１に記載の発明によれば、回転する刃の衝撃によって袋が様々な姿勢になりながら内容物が袋から弾き飛ばされるので、内容物が袋に残りにくく、内容物を高い回収率で回収することができる。このように請求項１に記載の分離機によれば、袋に収容された内容物を迅速、且つ確実に分離して回収することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、刃を回転軸に着脱自在に取り付けたので、刃が磨耗した際などに刃を交換することができる。また、一つの刃を基本姿勢、表裏逆転姿勢、端部逆転姿勢、全逆転姿勢の四通りで装着することができるので、一つの刃の寿命が延長される。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前処理機で袋に切れ目を入れてから分離機において分離処理を行う。このように切れ目が入った袋を分離処理すると、袋の大きさや形状、或いは内容物の種類や量に依らず、常に高い分離効率で分離処理を行うことができる。また、請求項３に記載の発明によれば、分離機における分離効率が向上するので、結果として分離機を小型化することができる。さらに請求項３に記載の発明によれば、前処理機が、異なった回転数で逆方向に回転する一対のロールによって構成されている。このような構成の前処理機は、袋の大きさや内容物の量に依らず、確実に袋に切れ目を入れることができる。また、この前処理機は、簡易な構造であり、小型、及び軽量である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明に係る分離機の好ましい実施の形態について説明する。
【００１４】
まず、本発明に係る分離機が好ましく適用される一般的な使い捨てカイロの構成について説明する。
【００１５】
使い捨てカイロは、鉄粉を主体とする内容物を中袋で包み、さらにこの中袋を外袋で密封包装して構成される。内容物の組成は、製造会社や商品などによって若干異なるが、一般には、鉄粉を主体として、塩類（電解質に相当）、水分、木粉、活性炭（酸素吸着剤に相当）、バーミュキュライト等が混合されている。各組成物の割合としては、例えば、鉄６０重量％、水分２０重量％、塩類５重量％、木粉５重量％、活性炭５重量％、バーミュキュライト５重量％である。なお、内容物の組成は、上記した例に限定されるものではなく、例えば、バーミュキュライトがないもの、或いは、塩類の代わりにマグネシウム塩やカルシウム塩を用いたものであってもよい。さらに、内容物の主成分は鉄粉でなくてもよく、酸化時に発熱する金属粉であればよい。なお、水分は通常、保水剤の役目を果たす木粉、活性炭、バーミュキュライトに含まれている。
【００１６】
内容物を包む中袋は、ナイロン不織布にポリエチレン樹脂をラミネートしたシートなどによって構成され、適度な通気性を備えている。また、中袋を包む外袋は、ポリプロピレン製フィルムとポリエチレン系樹脂などの複合材などで構成されており、空気の進入や水分の発散を防止するために塩化ビニリデン等のコーティングが施されている。なお、中袋や外袋は、上記以外の材質でもよく、また、中袋に貼着部を設けて、衣服などに貼着できるようにしてもよい。
【００１７】
このように構成された使い捨てカイロは、外袋から中袋を取り出すことによって、中袋内の鉄粉が空気に触れて酸化し、この酸化反応によって発熱する。その際、活性炭が空気を吸い込んで鉄粉と酸素との接触を助長し、水分と塩類が鉄粉の酸化反応を促進させる。これにより、使い捨てカイロは、４０〜６０℃に１０時間以上維持される。
【００１８】
次に、本発明に係る分離機が採用された分離回収装置について説明する。分離回収装置は、使い捨てカイロの未使用品から、鉄粉を酸化させずに分離して回収する装置である。ここでいう未使用品とは、例えば、製造ラインで包装材の不良（包装の偏りや印刷ミス）、内容物の不良（混合率不良や量不良）などが発生した不良品、或いは、消費期限切れや売れ残りによる返品である。
【００１９】
図１は分離回収装置における処理手順を示す図である。
【００２０】
分離回収装置は、破砕分離処理、冷却溶解処理、サイクロン分離・洗浄処理、及び軽質分分離処理を行うことによって使い捨てカイロの未使用品（以下、「原料」という）を分離回収している。原料は、まず、破砕分離処理で破砕され、中袋と外袋（以下、まとめて「包装材」という）が裂開される。裂開された包装材は内容物と分離されて回収され、望ましくは減容された後にプラスチックゴミとしてリサイクル或いは廃棄される。
【００２１】
一方、破砕分離処理で包装材から分離された内容物は、冷却溶解処理に送られる。そして、メイクアップ水やリサイクル水に浸漬され、内容物が冷却されるとともに、内容物の塩類が液中に溶解される。この溶解液のスラリーは、内容物とともにサイクロン分離・洗浄処理に送られる。そして、鉄粉をその他の内容物から分離する分離処理と、鉄粉を洗浄して塩類を払い落とす洗浄処理が繰り返し行われる。これにより、鉄粉はリサイクル用途に応じた付着塩類濃度まで低減されて回収されるので、有用なリサイクル資源として活用でき、例えば使い捨てカイロの内容物の材料として再利用することができる。
【００２２】
鉄粉から分離された他の内容物（すなわち、木粉、活性炭、バーミュキュライト等の軽質分）は、凝集剤が添加された後、軽質分分離処理に送られる。軽質分分離処理では、凝集物を回収することによって、軽質分が水と分離されて回収される。この回収物は、例えば園芸などにおいて使用できる他、使い捨てカイロの内容物の材料としても再利用することができる。
【００２３】
軽質分分離処理の排水は、電解質を含んでいるので、その電解質を回収すれば、使い捨てカイロの内容物の材料として再利用できる。
【００２４】
また、軽質分分離処理やサイクロン分離・洗浄処理で分離された液の一部は、リサイクル水として返送され、冷却溶解処理で使用される。これにより、装置全体の液の消費量を減少させることができる。
【００２５】
図２は、本発明に係る分離機と溶解槽の構成を示した正面断面図であり、図３は分離機の側面図である。
【００２６】
分離機は、前処理機１００、及び本体部１２０で構成される。図１のコンベア１３によって搬送された原料１１は、まず、前処理機１００に投入されて包装材に切れ目が入れられる。そして、本体部１２０に投入されて包装材と内容物とが分離され、内容物が溶解槽２０に投入される。
【００２７】
図４は、前処理機１００を示す平面図であり、図５は図４の５−５線に沿う断面図である。
【００２８】
図４に示すように、前処理機１００は主として、装置本体１０１、及びモータ１０４で構成される。装置本体１０１の内部には図６に示す如く中空部１０１Ｃが形成され、この中空部１０１Ｃに連通するように投入口１０１Ａと排出口１０１Ｂが形成されている。投入口１０１Ａは、上方になるほど広く形成されており、原料１１が中空部１０１Ｃの中央に投入されるようになっている。排出口１０１Ｂは、本体部１２０の投入口１２１Ａに連結されている。なお、投入口１０１Ａには投入シュート１１４が取り付けられている。また、排出口１０１Ｂには連通シュート１１５を取り付けて本体部１２０に連結する。
【００２９】
装置本体１０１の中空部１０１Ｃには、二つのロール１０２、１０３が水平に配置されている。ロール１０２、１０３は互いが平行になるように配置されるとともに、装置本体１０１に回転自在に支持されている。また、二つのロール１０２、１０３の端部にはギア１０５、１０６が取り付けられている。ギア１０５、１０６はそれぞれ異なる大きさで形成されるとともに、互いに噛み合うように取り付けられている。
【００３０】
ロール１０２の端部には、プーリ１１０が取り付けられ、このプーリ１１０に無端状のベルト１０７が巻きかけられる。ベルト１０７は、モータ１０４の回転軸に取り付けられたプーリ１１１に巻きかけられる。したがって、モータ１０４を駆動すると、モータ１０４の回転駆動力がベルト１０７を介してロール１０２に伝達する。これにより、ロール１０２が回転し、このロール１０２に連動してロール１０３がロール１０２と反対方向に回転する。その際、ロール１０２とロール１０３は、ギア１０５、１０６の大きさに伴い、異なる速度（例えば１０００ｒｐｍと５００ｒｐｍ）で回転する。
【００３１】
ロール１０２の外周面には、複数の切断刃１０８、１０８…がロール１０２の軸方向に一定ピッチで取り付けられている。また、ロール１０３の外周面には、複数の切断刃１０９、１０９…がロール１０３の軸方向に一定ピッチで取り付けられている。切断刃１０８と切断刃１０９は互い違いになるように取り付けられる。すなわち、切断刃１０８、１０８同士の間に切断刃１０９が入り込み、切断刃１０９、１０９同士の間に切断刃１０８が入り込むようにして取り付けられている。
【００３２】
切断刃１０８のピッチは切断刃１０９の厚みと略同寸法になっており、切断刃１０９のピッチは切断刃１０８の厚みと略同寸法になっている。したがって、切断刃１０８の側面と切断刃１０９の側面とは殆ど隙間無く配置される。これにより、切断刃１０８の側面と切断刃１０９の側面で原料１１の袋を挟んだ際に袋に切れ目を入れることができる。
【００３３】
図５に示すように切断刃１０８の外周面、及び切断刃１０９の外周面には、凹凸が形成されており、ロール１０２、１０３を回転させた際に、原料１１をロール１０２、１０３の間に押し込めるようになっている。
【００３４】
このため、ロール１０２、１０３の間に押し込まれた原料１１は、包装材が切断刃１０８の側面と切断刃１０９の側面に挟み込まれ、包装材に切れ目が形成される。包装材に切れ目が形成された原料１１は、装置本体１０１の排出口１０１Ａから排出される。
【００３５】
ロール１０２、ロール１０３の下方にはそれぞれ、スクレーパ１１２、１１３が設けられている。スクレーパ１１２は、ロール１０２の軸方向において凹凸が連続する櫛状に形成されている。また、スクレーパ１１２の各上端部は、切断刃１０８、１０８同士の間に入り込んでロール１０２に当接している。したがって、切断刃１０８、１０８同士の間に入り込んだ原料１１をスクレーパ１１２によって排出口１０１Ｂに掻き落とすことができる。同様にスクレーパ１１３は、ロール１０３の軸方向において凹凸が連続する櫛状に形成されている。スクレーパ１１３の各上端部は切断刃１０９、１０９同士の間に入り込んでロール１０３に当接している。したがって、切断刃１０９、１０９同士の間に入り込んだ原料１１をスクレーパ１１３によって排出口１０１Ｂに掻き落とすことができる。これにより、包装材に切れ目を入れた原料１１を、確実に排出口１０１Ｂに排出することができる。
【００３６】
以上説明したように、前処理機１００によれば、ロール１０２、１０３を回転させることによって、原料１１の包装材に切れ目を入れることができる。この前処理機１００は、原料１１をロール１０２、１０３の間に押し込みながら包装材に切れ目を入れるので、原料１１の種類に依らず、包装材に確実に切れ目を入れることができる。また、前処理機１００によれば、包装材に切れ目が入った原料１１が確実且つ迅速に排出されるので、内容物の余計な酸化反応を防止できる。さらに、前処理機１００は一対のロール１０２、１０３を回転させる単純な構造であるので、小型、且つ軽量である。
【００３７】
なお、前処理機１００は、原料１１の種類によって各種設定を変えられるようにするとよい。例えば、原料１１の種類によって、ロール１０２とロール１０３の回転速度を調節したり、ロール１０２とロール１０３との間隔を調節できるようにするとよい。また、前処理機１００そのものを本体部１２０に着脱自在に取り付け、原料１１の種類に応じて前処理機１００を取り外してもよい。
【００３８】
また、前処理機１００の装置本体１０１を、軽量化のために中空状に形成してもよい。
【００３９】
図６は本体部１２０を示す正面断面図である。また、図７は図６の７−７線に沿う断面図であり、図８は、図６の８−８線に沿う断面図である。
【００４０】
図６に示すように、本体部１２０は、横向きに設置された円筒状のケーシング１２１を備えている。ケーシング１２１の一方側（すなわち、図６の右側）の端部には投入口１２１Ａが形成されており、反対側（図６の左側）の端部には、回収口１２１Ｂが形成されている。投入口１２１Ａは、図７に示す如く斜め上向きに形成されており、この投入口１２１Ａに前述した前処理機１００（図３参照）が連結されている。したがって、前処理機１００から排出された原料１１は、投入口１２１Ａからケーシング１２１の内部に投入される。その際、投入口１２１Ａが斜め上方に向けて形成されているので、原料１１は、ケーシング１２１の接線方向に投入される。一方、回収口１２１Ｂは、図６に示すように下向きに形成されており、この回収口１２１Ｂに包装材の回収袋１８が着脱自在に取り付けられる。
【００４１】
ケーシング１２１の内部には、回転軸１２２がケーシング１２１の中心線の位置に水平に設けられている。回転軸１２２は、ケーシング１２１に回動自在に支持されており、その端部にはプーリ１２３が取り付けられている。プーリ１２３には図４に示すように無端状のベルト１２４が巻きかけられており、このベルト１２４を介してモータ１２５の回転駆動力が回転軸１２２に伝達される。
【００４２】
図６に示すように、回転軸１２２には、台座１２７と、台座１２９が複数取り付けられている。台座１２７は、投入口１２１Ａ側に一定ピッチで配設されており、台座１２９は、回収口１２１Ｂ側に、台座１２７のピッチよりも狭いピッチで配設されている。
【００４３】
図７に示すように、各台座１２７は、矩形の板状に形成されて、半径方向に設置されている。また、台座１２７は、隣接する台座１２７、１２７同士で相互に直交するように配置されている。台座１２７の端部には、原料１１に衝撃を与えることを主な目的とする刃（以下、衝撃刃と称す）１２６がボルト１３０などによって着脱自在に取り付けられる。衝撃刃１２６は、ステンレスなどの金属板からなり、原料１１に大きな衝撃を与えることによって原料１１を大きく裂開させる。
【００４４】
図８に示すように、台座１２９は、矩形の板状に形成されて、半径方向に設置されている。また、台座１２９は、隣接する台座１２９、１２９同士で相互に直交するように配設されている。
【００４５】
台座１２９の各コーナー部には、原料１１を破砕することを主な目的とする刃（以下、破砕刃と称す）１２８がボルト１３１等によって着脱自在に取り付けられている。破砕刃１２８は、ステンレスなどの金属板からなり、細長い矩形状に形成されるとともに、回転軸１２２の半径方向に配置されている。この破砕刃１２８は、前述した衝撃刃１２６よりも小さく、且つ、狭い間隔で配置されているので、原料１１をより細かく破砕することができる。この破砕刃１２８が原料１１に衝突することによって、原料１１の包装材が細かく裂開され、内容物が包装材から弾き飛ばされて分離される。分離された内容物は質量が大きいので落下し、包装材は質量が小さいので破砕刃１２８によって弾き飛ばされる。
【００４６】
なお、破砕刃１２８は、台座１２９に対し、投入口１２１Ａ側の面（以下、表面と称す）に取り付けても、或いは回収口１２１Ｂ側の面（以下、裏面と称す）に取り付けてもよい。一つの台座１２９の表面と裏面に破砕刃１２８を取り付けると、台座１２９の強度を向上させることができる。また、回転軸１２２を回転させた際に、表面側の破砕刃１２８と裏面側の破砕刃１２８とが異なる位置を通過するので、原料１１の破砕処理をより効果的に行うことができる。
【００４７】
また、各破砕刃１２８は、その表面と裏面を変えて取り付けても、或いは、先端と基端とを変えて取り付けても台座１２９に装着できるようになっている。例えば、破砕刃１２８に一定間隔で三つの貫通孔を形成し、この三つの貫通孔のうちの二つの貫通孔を用いて破砕刃１２８を台座１２９に固定する。このように構成すると、破砕刃１２８の表裏を変えても、或いは破砕刃１２８の先端と基端とを入れ替えても装着することができる。すなわち、ある基本姿勢の破砕刃１２８に対して、基本姿勢の破砕刃１２８の表裏を逆転した表裏逆転姿勢と、基本姿勢の破砕刃１２８の先端と後端とを逆転した端部逆転姿勢と、基本姿勢の破砕刃１２８の表裏と端部の両方を逆転した全逆転姿勢とからなる四通りの装着方法を選択することができる。これにより、破砕刃１２８の実質的な寿命を向上させることができる。また、破砕刃１２８の形状や貫通孔の配置を変えれば、装着方法ごとに破砕刃１２８の姿勢を変えることができる。例えば、破砕刃１２８をより遠くまで突出させたり、或いは、破砕刃１２８を傾斜して取り付けたりすることができる。これにより、原料１１の種類などに応じて破砕刃１２８の最適な姿勢を選択して取り付けることができる。
【００４８】
なお、破砕刃１２８の形状は、上述したものに限定されるものではなく、先端が鋭角に角張っているもの、逆に円弧状に丸まっているものなど、様々なものが使用できる。また、破砕刃１２８として、金属棒を取り付けてもよい。
【００４９】
図６に示すように、ケーシング１２１の内部には、ガイド部材１３２が設けられている。ガイド部材１３２は、ステンレスなどの金属棒からなり、この金属棒が回転軸１２２を中心とした螺旋状に形成され、ケーシング１２１の内周面に接した状態で固定されている。衝撃刃１２６や破砕刃１２８によって破砕された原料１１は回転軸１２２と同じ方向に回転しながら、ガイド部材１３２にガイドされて投入口１２１Ａ側から回収口側１２１Ｂに送り出される。なお、ガイド部材１３２の構成は、金属棒によるものに限定されず、ケーシング１２１の内周面や、後述するスクリーン１３５、１３６の内周面に凸条部（或いは凹条溝）を設けて構成してもよい。
【００５０】
回収口１２１Ｂ付近には、抵抗板１３３と堰１３４が設けられている。堰１３４は、回収口１２１Ｂの直前に設けられ、ケーシング１２１の内部をある高さ位置まで閉塞するように構成されている。したがって、質量の小さい包装材のみが破砕刃１２８によって巻き上げられて堰１３４を越えて回収口１２１Ｂから排出され、質量の大きい内容物は堰１３４によって内側に弾き返される。なお、堰１３４は、原料１１の種類などに応じて、その高さ位置を調節できるようになっており、内容物の排出を防止しつつ包装材の回収率が最も良い高さ位置に調節される。
【００５１】
一方、抵抗板１３３は、ケーシング１２１の内径よりも若干小さい径の円盤状に形成されており、回転軸１２２に取り付けられている。この抵抗板１３３を設けたことによって、回収口１２１Ｂ側へ弾き飛ばされる包装材が抵抗を受けて勢いが弱まるので、包装材に残存する内容物を包装材から確実に分離することができる。すなわち、抵抗板１３３がない場合には、破砕刃１２８によって包装材が回収口１２１Ｂへ勢い良く弾き飛ばされると、包装材に残存する内容物が十分に分離されずに回収口１２１Ｂから排出されるおそれがあるが、抵抗板１３３を設けることによってこれを防止することができる。これにより、内容物と包装材との分離効率を向上させることができる。
【００５２】
なお、抵抗板１３３は回転軸１２２の軸方向にスライド自在に設けられており、堰１３４との間隔を調節することができるようになっている。これにより、包装材がうける抵抗の大きさを調節することができるので、原料１１の種類に依らず常に高い分離効率で分離処理を行うことができる。
【００５３】
ケーシング１２１の下半部は、包装材から分離して落下した内容物が通過できるように、スクリーン１３５、またはスクリーン１３６になっている。すなわち、ケーシング１２１は下半部が開口されており、この開口に円弧状のスクリーン１３５、１３６が取り付けられている。スクリーン１３５は、図６に示す如く投入口１２１Ａ側に取り付けられ、スクリーン１３６は回収口１２１Ｂ側に取り付けられる。また、スクリーン１３５、１３６としては、矩形の目を有する方形スクリーンや円形の目を有する円形スクリーンが用いられ、その目の一辺、或いは直径が約２〜１５ｍｍ、好ましくは８〜１０ｍｍで形成されている。なお、スクリーン１３６は、スクリーン１３５よりも、目の間隔の狭いものが使用されている。
【００５４】
図７に示すように、スクリーン１３５は、半円状に形成されており、ボルト１３７などによってケーシング１２１に着脱自在に取り付けられている。また、スクリーン１３５は、回転軸１２２の回転方向に傾斜角度αで傾斜した姿勢に取り付けられている。傾斜角度αは、原料１１の種類や回転軸１２２の回転速度などに応じて設定することが好ましく、例えば３０度に設定されている。このようにスクリーン１３５を回転軸１２２の回転方向に傾斜させて取り付けると、スクリーン１３６は、内容物の排出効率の良い位置に配設される。すなわち、内容物は、衝撃刃１２６によって回転方向に巻き上げられているため、スクリーン１３５を回転方向に傾斜して配置すれば、内容物を最も効率良く排出することができる。
【００５５】
また、スクリーン１３５を傾斜させることによって、スクリーン１３５の着脱作業を容易に行うことができる。すなわち、スクリーン１３５を傾斜させることにより、スクリーン１３５の着脱側（図７の左側）の開口部が広くなり、スクリーン１３５の着脱作業が容易になる。
【００５６】
図８に示すように、スクリーン１３６は、スクリーン１３５と同様に、半円状に形成されており、ボルト１３８などによってケーシング１２１に着脱自在に取り付けられている。また、スクリーン１３６は、回転軸１２２の回転方向に傾斜角度αで傾斜した姿勢に取り付けられている。傾斜角度αは、原料１１の種類や回転軸１２２の回転速度などに応じて設定することが好ましく、例えば３０度に設定されている。このようにスクリーン１３６を回転軸１２２の回転方向に傾斜させて取り付けると、スクリーン１３６は、内容物の排出効率の良い位置に配設される。すなわち、内容物は、破砕刃１２８によって回転方向に巻き上げられているため、スクリーン１３６を回転方向に傾斜して配置すれば、内容物を最も効率良く排出することができる。
【００５７】
また、スクリーン１３６を傾斜させることによって、スクリーン１３６の片側から着脱作業を行うことができ、メンテナンス性を向上させることができる。
【００５８】
なお、スクリーン１３５、１３６は、水分と塩分を多く含む内容物が通過するため、目詰まりや酸化を生じやすく、定期的にメンテナンスを行う必要がある。したがって、スクリーン１３５、１３６を傾斜させて取り付けることによって、メンテナンスなどの作業効率を大幅に向上させることができる。
【００５９】
図７及び図８に示すように、ケーシング１２１の周囲は、カバー１３９で覆われている。カバー１３９の下部は、開口されており、この開口から溶解槽２０に原料１１の内容物が落下し、投入される。したがって、スクリーン１３５、１３６を通過して落下した内容物は、外部に飛散することなく、溶解槽２０に回収される。
【００６０】
上記の如く構成された本体部１２０は、回転軸１２２を高速で回転させることによって、破砕刃１２８や衝撃刃１２６による半径方向の回転衝撃によって原料１１が破砕され、包装材が裂開される。包装材が裂開された原料１１は、ガイド部材１３２にガイドされて、回収口１２１Ｂ側に移動する。その際、包装材は、軽くて空気抵抗が大きいので、衝撃刃１２６、破砕刃１２８の回転によって回収口１２１Ｂに飛ばされる。一方、空気抵抗の小さい内容物は下方に落下し、スクリーン１３５、１３６を通過して溶解槽２０に投入される。なお、溶解槽２０に投入された内容物の拡散を良くするため、スクリーンの面積を大きくし、内容物を広範囲に分散させて投入するとよい。
【００６１】
このように本体部１２０によれば、原料１１の破砕処理と、包装材と内容物の分離処理を同時に行うことができる。したがって、破砕から分離までを迅速に行うことができ、破砕直後から始まる鉄粉の酸化を極力抑えることができる。また、原料１１が破砕刃１２８に弾き飛ばされて様々な姿勢になりながら移動するので、包装材と内容物の分離効率が非常に良い。したがって、内容物は包装材に殆ど残らずに溶解槽２０に投入される。
【００６２】
また、上述した分離機によれば、前処理機１００で原料１１の包装材に切れ目を入れてから本体部１２０に投入するので、本体部１２０における分離効率が良い。したがって、破砕の難しい原料（例えば小型・軽量の原料や中袋の靱性の強い原料、或いは複数の製品が連なったもの）１１であっても、確実に内容物と包装材とを分離することができる。
【００６３】
さらに、本体部１２０における分離効率が向上するので、本体部１２０を小型化することができる。すなわち、前処理機１００がない場合には、大型の本体部１２０でないと、破砕の難しい原料１１を完全に破砕することができないが、前処理機１００で前処理を行えば、小型の本体部１２０でも確実に破砕することができる。また、前処理機１００は、前述したように簡易な構造であり、小型であるので、分離機全体としても小型化することができる。
【００６４】
なお、上述した本体部１２０は、原料１１を粗破砕するために衝撃刃１２６を設けたが、破砕刃１２８のみを回転軸１２２に取り付けるようにしてもよい。
【００６５】
また、内容物の排出量に合わせて二種類のスクリーン１３５、１３６を設けて排出効率を高めたが、一種類のスクリーン１３６のみを用いるようにしてもよい。
【００６６】
本体部１２０で破砕分離処理された内容物は、溶解槽２０に投入され、冷却溶解処理が行われる。溶解槽２０には、供給ライン３３が接続されており、この供給ライン３３から水が補給され、溶解槽２０の水位が一定に保たれる。
【００６７】
図２に示すように、溶解槽２０は本体部１２０に近接して配置されている。すなわち、溶解槽２０の液面と本体部１２０のスクリーン１３５、１３６が近接して配置されている。これにより、本体部１２０で分離された内容物は、スクリーン１３５、１３６を通過した直後に、溶解槽２０の液中に浸漬される。
【００６８】
溶解層２０の液は、溶存酸素量が常に低い値になるように制御されている。すなわち、溶解槽２０には、不活性ガスのガス供給ライン４０が接続されており、計測装置３９で計測した溶存酸素量に応じて弁４１が開閉され、ガス供給ライン４０を介して不活性ガスが供給される。これにより、溶解槽２０の液が、常に低い溶存酸素量に維持されるので、この液に浸漬された内容物を空気から遮断することができる。
【００６９】
液に浸漬された内容物は、攪拌翼３６をモータ３７で回転し、液を攪拌することによって拡散される。攪拌翼３６は、幅広い沈降速度分布を有する内容物をできる限り均一なスラリーとするため、特に、沈降速度が早くて底部に滞留しやすい成分（鉄粉）を攪拌するため、溶解槽２０の底面２０Ａに沿って、且つ底面２０Ａに近接して配置することが好ましい。例えば、底面２０Ａを排出ライン３５の接続部に向けて下方に傾斜させた場合には、攪拌翼３６もこの傾斜面に沿って配置することが好ましい。これにより、滞留域のない攪拌流が形成されるので、沈降速度の大きい鉄分も溶解槽２０の底面２０Ａに溜まることなく拡散され、固形物が均一に混ざったスラリー液が形成される。このスラリー液は、傾斜した底面２０Ａに沿ってスムーズに排出ライン３５から排出される。
【００７０】
このように冷却溶解処理では、破砕分離処理で分離された内容物がスクリーン１３５、１３６を通過した直後に、溶解槽２０の液中に浸漬されて空気から遮断されるので、鉄粉の酸化反応を抑制することができる。すなわち、原料１１の外袋が裂開されると、内容物の鉄粉は空気に曝され、酸化反応が急激に促進されるが、溶存酸素量の少ない液中に迅速に内容物を浸漬することによって酸化反応を抑制することができる。
【００７１】
また、冷却溶解処理では、溶解槽２０の液中に内容物を浸漬することによって、破砕分離処理で温度が若干上昇した内容物を冷却し、温度を低下させることができる。
【００７２】
さらに、冷却溶解処理では、攪拌翼３６で攪拌することによって内容物の塩類を液中に溶解させることができ、鉄粉に付着した塩類を払い落として鉄粉を洗浄することができる。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態の分離回収装置１０によれば、分離機によって原料１１の破砕処理、及び包装体と内容物の分離処理を同時に行うとともに、分離した内容物をすぐに溶解槽２０の液に浸漬したので、酸化反応を極力抑制した状態で鉄粉を回収することができる。
【００７４】
なお、本発明の用途は、使い捨てカイロの未使用品から鉄粉を分離し、回収することに限定されるものではなく、粉粒体状の内容物が収容された袋から内容物を分離回収するものであれば、他の用途にも広く適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る分離機によれば、横向きの円筒状に形成されたケーシングと、ケーシング内で回転する回転軸に取り付けられた刃と、ケーシングの投入口から排出口へ向けて袋をガイドするガイド部材と、ケーシングの下半部を成すスクリーンとから構成されるので、回転軸を回転させるだけで、袋と内容物とを自動的に分離して回収することができる。また、このように構成することにより、分離時に袋が様々な姿勢になりながら移動するので、内容物が袋に残りにくく、内容物を高い回収率で回収することができる。
【００７６】
また、投入口の前段に前処理機を設けて、袋に切れ目を入れてから本体部に投入すると、内容物の分離効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分離回収装置での処理手順を示す図
【図２】本発明の分離機及び溶解槽を示す正面断面図
【図３】分離機を示す側面図
【図４】前処理機を示す平面図
【図５】図４の５−５線に沿う断面図
【図６】分離機の本体部を示す正面断面図
【図７】図６の７−７線に沿う断面図
【図８】図６の８−８線に沿う断面図
【符号の説明】
１０…分離回収装置、１１…原料、１８…回収袋、２０…溶解槽、１００…前処理機、１０１…装置本体、１０２…ロール、１０３…ロール、１０４…モータ、１０５…ギア、１０６…ギア、１０７…ベルト、１０８…切断刃、１０９…切断刃、１１０…プーリ、１１１…プーリ、１１２…スクレーパ、１１３…スクレーパ、１２０…本体部、１２１…ケーシング、１２２…回転軸、１２３…プーリ、１２４…ベルト、１２５…モータ、１２６…衝撃刃、１２７…台座、１２８…破砕刃、１２９…台座、１３０…ボルト、１３１…ボルト、１３２…ガイド部材、１３３…抵抗板、１３４…堰、１３５…スクリーン、１３６…スクリーン
【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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