JP2002192017A

JP2002192017A - 分離装置

Info

Publication number: JP2002192017A
Application number: JP2000394469A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Igase; 勉伊賀瀬; Tadashi Tsukioka; 正月岡
Original assignee: DIC Technology Corp; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; DIC Technology Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】粒状物と粉状物の混在状態から粒状物を分離
することにあり、とりわけ水分や静電気により粒状物に
付着している微粒物および粉状物を、効率よく分離、除
去する分離装置を提供する。【解決手段】外層筒１と内層筒２からなる構造であ
り、内層筒の上部には気体と微粉物１４を排出する排気
口７と、下部には分離すべき粒状物１２を取り出す取出
口９を設け、、円筒形部３には孔を設けず、円錐形部４
のみに粉状物１３が通過する孔５を多数設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はペレット状又は粒状
の製品の中に、粉状物が残存すると、後の加工で品質上
好ましくないとされる場合に、製品であるペレットと不
要である粉状物を効率よく分離する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】添加剤などを含有した熱可塑性樹脂用の
ペレット製品の加工では、一般的に溶融押出処方がとら
れ、押出機より吐出させた溶融樹脂を水槽で冷却し、ペ
レタイザーを用いて必要なサイズにカッティングしペレ
ットとする。その段階でペレットの他に切り粉と言われ
る粉状物が発生しペレットの製品中に混在し、その粉状
物が後の成形物加工の工程でトラブルを発生させる原因
となるために粉状物の分離、除去が必要となる。

【０００３】その除去に振動式フルイによる方法が採ら
れているが、粉状物の一部分は水分や静電気によってペ
レットに付着しており、振動式フルイの方法では付着し
た粉状物の分離は極めて困難で、繰り返しフルイ処理を
しても、粉状物の分離、除去レベルは低いのが現状であ
る。

【０００４】振動式フルイによる粉状物の分離効果を改
善するために、振動強度や振れ方向などが検討され、縦
方向と横方向など多方向の振れを同時に付与、または円
方向に駆動するフルイが開発されている。しかしそれら
の方法では、ペレットには付着していない粉状物の分離
は比較的容易であるが、水分や静電気によってペレット
表面に付着している粉状物は分離されず、更にフルイ回
数を増やしても分離効果は上がらない。

【０００５】粉状物の分離を高めるために水による洗浄
方法が採られることがあるが、この方法では使用した水
の除去に脱水や乾燥などの付帯処理が必要となり、ペレ
ットの製造工程が複雑且つ多工程となる問題がある。

【０００６】別の方法として、水分や静電気で付着した
粉状物をサイクロンを用いて分離する方法がある。振動
式フルイの方法に比較して粉状物より小さい微粉物の分
離効果は得られが、微粉物よりも少し大きめのサイズ
（製品のサイズとサイクロンで処理できる微粉物サイズ
の間にあたるサイズ、中サイズと称することがある）の
粉状物の分離と水分や静電気で付着した粉状物の分離、
除去のレベルは低い。かえってサイクロン中でのペレッ
ト同士の衝突によるペレットの割れが発生することがあ
り、中サイズの粉状物は振動フルイの処理品よりも分
離、除去レベルが低くなることがある。

【０００７】サイクロンを応用した粉状物の分離方法と
して、外筒、内筒よりなる構造であって、内筒に孔また
はフルイ目を有する装置が特開昭５４−８６８６８号公
報、特開昭５６−１２４４６３号公報、特開昭６４−４
３３６１号公報、特開平１−２７４８５８号公報等に開
示されている。

【０００８】上記公報に開示された装置では、確かに微
細粉と中サイズの粉状物は振動式フルイよりも分離効率
・性能は良好であったが、水分や静電気でペレットに付
着した粉状物を効率良く分離できていないことが判明し
た。なかでも特開昭５４−８６８６８号公報及び特開昭
６４−４３３６１号公報に開示されている装置では、圧
送された材料は内層筒の円筒形部を旋回するが、円筒形
部に孔があることによって円筒形部内面と材料との摩擦
が大きいために、旋回流速が減速される。そのために材
料同士のぶつかり合いが減少し、ペレットに付着した粉
状物の分離、除去効果が低くなると考えられる。

【０００９】また、特開昭５６−１２４４６３号公報記
載の装置では、流入口が軸に対して偏心して取り付けら
れている。そのために、処理しようとする材料のペレッ
トと粉状物のサイズ差又は重量差が大きい場合、例え
ば、ペレットサイズが直径３．０ｍｍ長さ３．０ｍで粉
状物のサイズがそれぞれ０．１ｍｍ、０．１ｍｍの混合
体であるとき、またはペレット重量が３ｇ、粉状物が
０．１ｇの混合体であるとき、ペレットは流入して直ぐ
に中心部に落下する傾向がある。そのためにペレットに
水分や静電気で付着した粉状物は、ペレット表面に付着
したままとなり、それらの分級効果は低くなると考えら
れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、粒状物と粉状物の混在状態とから粒状物を
分離することにあり、とりわけ水分や静電気により粒状
物に付着している微粒物および粉状物を、効率よく分
離、除去する分離装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に鋭意検討した結果、外層筒と内層筒からなる二重筒構
造であって、前記内層筒の上部が円筒形部であり、下部
が順次縮径する円錐形部であるサイクロン構造を有する
分離装置において、前記円筒形部には孔を設けず、粉状
物の混入・混在状態と粒状物の大きさを考えて、前記円
錐形部のみに最適な径の孔を多数設けることと、分離効
率を高めるために孔の開口率を一定範囲に設定すること
によって、粉状物が混在したり、水分や静電気により粉
状物が付着している粒状物を、効率よく分離することを
見出し、本発明を完成するに至った。

【００１２】すなわち本発明は、粒状物に水分や静電気
により付着している粉状物や切り粉状物の分離、除去に
は、粒状物の表面を擦る作用が必要である事に着眼し、
サイクロン構造による旋回流を十分に利用するために円
筒形部には孔を設けず、擦り効果を出すために円錐形部
にのみ孔を設け、効率よく粉状物や切り粉を分離するよ
うにした。

【００１３】以下具体例を示しながら図面により、本発
明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す概
略装置図であり、図２ａは粒状物であるペレットの形状
を示す図、図２ｂはペレットに付着している粉状物を示
す図、図３は従来装置の概略図である。装置のなかで同
じ機能のものは図１、図３ともに同じ符号を用いた。

【００１４】図３に示すように内層筒２の円筒形部３に
孔またはフルイ５を設けると、内層筒内面が孔またはフ
ルイ目（網目）により平滑でなく凹凸の状態となるため
に、粒状物との摩擦が大きく、本来なら流入口６より入
った粒状物が、内層筒上部において十分な旋回流を受け
て、内面に沿いながら下降すべきものが、内面との抵抗
のために急激に減速されることになる。そのためサイク
ロン効果が小さくなり粒状物が下方に落下してしまう。
この結果に基づき図１に示すように本発明では円筒形部
には孔または網目を明けないようにした。

【００１５】円筒形部に孔を設けない場合でも、円筒形
部の長さＬ１が短すぎると、十分必要な旋回流が得られ
ないまま、粒状物１１が円錐形部に達するので、円錐形
部の内面孔部での擦る効果が小さくなる。即ち内面孔部
での接触抵抗により急速に気流の円周方向速度（旋回流
速）が減じるので、円錐形部の多孔面の長さＬ２及び孔
部の表面積を有効に利用できず、粉状物の分離効率は低
下する。

【００１６】一方円筒形部３の長さＬ１が長すぎると、
円筒形部を旋回通過する間に徐々に円周方向速度が小さ
くなり、粒状物１１は中央部に集まるようになる。この
ため円錐形部４の多孔面へ接触する粒状物が少なくな
り、多くは粒状物に付着している粉状物１３を分離する
ことなく中央下部の取出口９に落下してしまう。

【００１７】上記の結果から孔のない円筒形部３と孔を
設けた円錐形部４の長さの関係については、粒状物１１
を内層筒内面に沿って十分に旋回させ、多孔面に接触さ
せ、擦ることにより粉状物１３を分離して、粉状物を孔
から外層筒１と内層筒２との間隙へ排出するためには、
円筒形部３の長さＬ１と円錐形部４の長さＬ２の比は、
１：１．５〜１：３が良く、好ましくは、１：１．５〜
１：２の範囲である。

【００１８】図２ａは粒状物１２であるペレットの形状
を示すもので、直径がＤ、高さがＬの概ね円柱形状であ
る。また図２ｂは粒状物１２に付着している切り粉を含
む粉状物１３及び微粉物１４を示してある。円錐形部４
に設けられた孔５の直径ｄは、粒状物１２であるペレッ
トの直径Ｄ及び高さＨに対し、３０％〜９０％の大きさ
であることが粉状物１３の分離効率を高くでき、好まし
くは６０％〜８０％の大きさである。

【００１９】また円錐形部４の総表面積に対しての孔５
の開口率は、機械的強度及び摩耗を考えた耐久性と、ペ
レットの旋回抵抗を減じさせないことを考えたとき１５
〜３０％が適当であり、好ましくは１８〜２５％であ
る。孔の開口率とは円錐形部に多数設けられた孔ｄの総
面積を、円錐形部の総面積で除したものを百分率で表し
たものである。

【００２０】また、上部中央の排気口７は上方向及び下
方向に調整装置１０により調整可能としており、材料ペ
レットの真比重などに合わせて内層筒２への進入長Ｌ３
が調整でき、材料が変わったときに、好適条件を得るた
めの微調整が容易にでき、品番切り替え時間の短縮が図
れる。

【００２１】また外層筒１下部には分離された中サイズ
の粉状物１３を取り出す排出口８を複数箇所、実施例で
は３箇所設けた。これにより円錐形部内の多孔面に粉状
物１３の付着を防止でき、円錐多孔面の効果を落とすこ
となく、粉状物を確実に外部に排出することができる。
また排出口８での粉状物の詰まりを防止するのにも効果
がある。

【００２２】

【発明の実施の形態】すなわち本発明の装置は、図１に
示すように内層筒２と外層筒１からなる構造であり、内
層筒の上部には気体と微粉物１４を排出する排気口７
と、下部には分離すべき粒状物１２を取り出す取出口９
を設けた。円筒形部３と円錐形部４とよりなる内層筒の
円錐形部にのみ、中サイズの粉状物１３が通過する孔５
を多数設け、円筒形部には孔は明けられていない。

【００２３】微粉物１４の排気口７及び中サイズの粉状
物１３の排出口８は、開放状態でも分離性能を低下させ
ることなく使用できるが、粉状物の飛散と捕集を兼ねて
図示しないバグフィルターなどを設置するのが好まし
い。このような装置構成により本発明は成っているが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２４】本発明の装置に圧送された粉状物１３を付
着した粒状物１１であるペレットは、サイクロンの原理
により内層筒２の内面に沿って進むうちに、ペレット同
士の適度のぶつかり合いと、内層筒の円錐形部４に設け
られた孔５との擦り合い作用が発生し、水分や静電気に
よって付着した粉状物１３をペレット表面より分離させ
る。特に静電気により付着している切り粉の分離に効果
がある。分離させられた粉状物は、孔を通過し排出口８
より外部に排出させる。

【００２５】外層筒の高さと直径、また内層筒の高さと
直径は、処理する材料ペレットのサイズと処理量、圧送
力と真比重の値を用いて、従来のサイクロンで使用する
公知の式を用いて、好適条件と大きさを算出することが
でき、通常のサイクロンと同じ要領で使用できる。

【００２６】

【実施例】以下実施例と比較例により本発明を詳細に説
明する。（除去率の評価）粉状物の分離、除去レベルの
評価のための試料について説明する。材料ペレット３０
００ｇを１００±５℃に設定した熱風式乾燥機で３時間
乾燥した後、デシケーター中で１時間放置冷却により常
温とし天秤にて重量を測定、それを採取試料の処理前の
重量とした。

【００２７】次にその測定試料を蓋付きの５０００ｃｃ
容量のポリエチレン製ビーカーに移し入れ、家庭用洗剤
ママレモン０．００１ｇと家庭用水道水２０００ｃｃを
混ぜた洗浄液を加えて蓋をした後、強い衝撃を付与しな
い程度にゆっくりと容器ごと１０回転倒させる。次にカ
ナキン３号の濾過布で液分を濾過した後、家庭用水道水
にて洗剤を取り除くための水洗を２回実施する。その
後、濾過布に残っている粉状物を含む材料ペレットを全
てビーカーに移し入れ、水道水２０００ｃｃを加える。

【００２８】次に、粒状物であるペレットの平均大きさ
の８０％の目開きのスクリーンを付したフルイで濾過す
る。次に濾過液を予め重量既知の濾紙（東洋濾紙Ｎｏ
２）を使用して濾過し、フルイ目を通過した粉状物を濾
過残査として得る。濾紙上の濾過残査を前述の乾燥条件
で乾燥後、前述した同じ方法で冷却し重量を測定する。
その測定値と濾紙の重量より濾過残査の重量を算出す
る。以上の処方を、水洗処理法と称するが、この方法に
より粒状物に付着している粉状物の重量を計り、粉状物
の混在程度と粒状物に対する粉状物の分離、除去レベル
の評価を百分率で表した。なお、除去率は（処理前の粉
状物の含有率−処理後の粉状物の含有率）／処理前の粉
状物の含有率の計算により得られるものである。

【００２９】（試料の準備）溶融押出加工後ペレタイザ
ーでカッティングされたポリプロ系樹脂着色剤（マスタ
ーペレット）を２０ｋｇ採取した。後工程で処理を実施
していないものであり、平均的に２〜３％の粉状物が付
着している。これをテスト評価の試料とする。それぞれ
そのうちの３ｋｇを水洗処理法により処理して、粉状物
の混在程度を評価した。

【００３０】（実施例）試料であるマスターペレット
を、本発明の分離装置に圧送し（圧送力２５ｍ／秒、３
０００ｍｍＡｑ、処理量２００ｋｇ／ｈ）処理した試料
を採取し、水洗処理法にて粉状物の混在量を評価した。
また、製品化すべき処理済みのペレットの外観を肉眼で
確認し、粉状物の付着の程度を評価した。それらの結果
を表１に示す。除去率は（2.2610-0.0008）/2.2610＝９
９．９６％であった。

【００３１】（比較例１）前記試料のマスターペレット
１０ｋｇを振動式フルイ（タナカ鉄工ＰＳＬ型）で処
理し、その内の３ｋｇを水洗処理法にて粉状物の混在量
を評価した。また、フルイ処理したペレットの外観を肉
眼で確認し、粉状物の付着の程度を評価した。それらの
結果を表１に示す。処理前の粉状物の含有量は２．２２
１２％で、振動式フルイ処理後の粉状物の含有量は０．
１９０１％であった。除去率は９１．４４％であった。

【００３２】（比較例２）試料であるマスターペレット
を圧送し（圧送力２５ｍ／秒、３０００ｍｍＡｑ、処理
量２００ｋｇ／ｈ）サイクロン（筒径４００ｍｍ、５０
０ｍｍ長、コーン長７００ｍｍ）にて処理を実施し、水
洗処理法にて粉状物の混在量を評価した。また、製品化
すべき処理済みのペレットの外観を肉眼で確認し、粉状
物の付着の程度を評価した。それらの結果を表１に示
す。除去率は９０．９５％であった。

【００３３】

【表１】

【００３４】本発明の装置は、熱可塑性樹脂用着色剤又
は添加剤などの加工に使われる、粒状物であるペレット
のフルイ工程での粉状物の分離に効果があり、分離でき
る粉状物のサイズ分布が大きくとれることから、フルイ
工程の効率化を図ることが容易となる。

【００３５】特にこのような着色用ペレットには添加率
の高濃度化が求められており、それに対し着色用樹脂の
性質から粉状物の発生量は増加する傾向にあり、従来の
方法での粉状物の分離はより困難となりつつある。高度
な分級、分離が要求される環境下においても、本発明の
装置により、従来のサイクロンと同様の使用方法で、特
別な装置や使用方法を必要とせず使用することができ
る。

【００３６】例えば、樹脂用着色剤ペレットのフルイ工
程の他に、穀物をベースとした粒状の製品（動物用飼料
など）や小粒径の薬品類や形状均一性の精度が要求され
る製品、特に粉状物の混入・混在を問題視される製品の
分離又は分級工程に使用できる。

【００３７】

【発明の効果】ペレットのフルイ工程での粉状物の分
離、特に水分や静電気により粒状物であるペレットに付
着した粉状物の分離効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置図。

【図２】粒状物の形状及び付着物の形状を示す図。

【図３】従来装置を示す概略図。

【符号の説明】

１外層筒２内層筒３円筒形部４円錐形部５孔６流入口７排気口８排出口９取出口１０調整装置１１粒状物１２粒状物１３粉状物１４微粉物

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｂ 9/16 Ｂ２９Ｂ 9/16 // Ｂ２９Ｋ 101:00 Ｂ２９Ｋ 101:00 Ｆターム(参考） 4D021 AA16 CA01 FA25 GA02 GA05 GA06 GA08 GA14 GA20 GB01 HA10 4D053 AA03 AB01 BA01 BB02 BC01 BD04 CB01 CB08 CD08 CD11 CD17 DA01 4F201 AC01 AC04 AG03 AG08 AM27 BA02 BC02 BC12 BC15 BC19 BL47 BL50

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外層筒と内層筒からなる二重筒構造であ
って、前記外層筒に排出口を設け、前記内層筒の上部が
円筒形部であり、下部が順次縮径する円錐形部であり、
前記内層筒円錐形部の下部に取出口を設けるとともに、
前記内層筒の上方に排気口を設けたサイクロン構造を有
する分離装置において、前記内層筒円錐形部のみが多孔
板より形成されていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】上記内層筒の円筒形部の長さＬ１と円錐
形部の長さＬ２の比が１：１．５〜１：３であることを
特徴とする請求項１記載の分離装置。
【請求項３】上記外層筒の排出口を複数箇所設けたこ
とを特徴とする請求項１項または２記載の分離装置。