篩装置
【課題】篩を用いた微細な粒状固体の分級を、極めて効率的に行うことができるようにすることを目的とする。
【解決手段】不活性ガスが充填されるチャンバ１２と、該チャンバ１２内に配設され、分級対象である粒状固体２６が通過し易くなるように加振される篩１４と、チャンバ１２内において、該篩１４における粒状固体２６の通過方向下流側に、該篩１４と離間して配設される電極部１６と、該電極部１６に静電気又は篩１４に対する電位差を生じさせ、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せる帯電手段とを有している。篩１４を加振することで粒状固体２６が該篩１４を通過し易くなるようにすることに加えて、電極部１６に粒状固体２６を該電極部１６側に引き寄せることで、該粒状固体２６が篩１４を円滑に通過するようにする。
【解決手段】不活性ガスが充填されるチャンバ１２と、該チャンバ１２内に配設され、分級対象である粒状固体２６が通過し易くなるように加振される篩１４と、チャンバ１２内において、該篩１４における粒状固体２６の通過方向下流側に、該篩１４と離間して配設される電極部１６と、該電極部１６に静電気又は篩１４に対する電位差を生じさせ、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せる帯電手段とを有している。篩１４を加振することで粒状固体２６が該篩１４を通過し易くなるようにすることに加えて、電極部１６に粒状固体２６を該電極部１６側に引き寄せることで、該粒状固体２６が篩１４を円滑に通過するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、篩装置に係り、特に微細な粒状固体を効率的に分級可能な篩装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非磁性金属含有プラスチックの静電分離装置として、静電気を発生させる静電気発生部と、該静電気発生部の導電体に接続された導電性連結具、該導電性連結具に接続されて静電気が帯電し、上面が傾斜面とされた帯電体、及び、傾斜面の下辺から離間し、該下辺に対向するように横設され、帯電体と絶縁されたアース体からなる静電分離部と、該静電分離部の帯電体の傾斜面に非磁性金属含有プラスチック粉砕物を供給する供給部とを備え、傾斜面に供給され、該傾斜面に沿って降下する非磁性金属含有プラスチック粉砕物から、静電反発作用を利用して非磁性金属を分離する構造が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また粉体帯電・分級装置として、気流を発生する気流発生装置と、該気流発生装置からの気流に粉体を供給する手段と、粉体を気流に乗せて搬送する搬送路と、該搬送路から気流に乗った粉体が導入されるサイクロン装置を具備し、搬送路あるいはサイクロン装置は接触帯電機構を兼備した構成であり、該接触帯電機構で粉体を帯電し、帯電した粉体をサイクロン装置内のサイクロン渦中で分離バイアス電圧により帯電の程度で分級する構造が開示されている（特許文献２参照）。
【０００４】
更に、傾斜する電極板上に静電場を形成するとともに電極板に振動を付与し、電極板上に投入されたプラスチック粒子に静電力を付与して種類別に分離する振動式プラスチック選別方法および装置が開示されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また粉体の静電分離分級装置として、基板状の誘電体の一方の側面に放電電極を、これに対応するもう一方の側に誘導電極をそれぞれ設けた沿面放電型放電体と、放電体と適宜の空間を隔てて対面する対向電極を有し、放電体により発生する低温プラズマ領域において、粉体と該粉体が付着ないし混在する被処理体を負の交流電界が印加する電源により負に帯電させ、該粉体を放電体に対面する誘電体に付着させる構造が開示されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６０４９８号公報
【特許文献２】特開２００３−１９０８３６号公報
【特許文献３】特開２００２−３４６４３４号公報
【特許文献４】特開平７−２４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図８に示されるように、従来の篩装置１００は、一般に、励振器１０２の振動テーブル１０４上に回収容器１０６及び篩１０８を配置し、該篩１０８の上に粒状固体（図示せず）を配置して、励振器１０２により該篩１０８を揺り動かして、その網目を通過した粒状固体１１０を重力によって回収容器１０６内に落とす構造になっている。
【０００８】
しかしながら、例えば１０μｍ以下の微細な粒状固体（例えば活性炭のような粉体）は、質量が軽く煙のような挙動を示すため、従来の篩装置のように、篩を通過した粒状固体を重力によって下に落とすのは効率的ではない。例えば目開き１０μｍ、空間率２５％の篩を用いて活性炭の分級を２４時間行った場合、篩を通過するのは活性炭１リットルに対してわずか０．３ｇに留まる。
【０００９】
また、上記した各従来例には、篩装置との関連については何ら開示も示唆もされていない。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して、篩を用いた微細な粒状固体の分級を、極めて効率的に行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、分級対象である粒状固体の通過を促進可能なように加振される篩と、該篩における前記粒状固体の通過方向下流側に、該篩と離間して配設される電極部と、該電極部に静電気又は前記篩に対する電位差を生じさせ、前記粒状固体を前記電極部側に引き寄せる帯電手段と、を有している。
【００１２】
請求項１に記載の篩装置では、篩を加振することで該篩に対する粒状固体の通過を促進することに加えて、篩における粒状固体の通過方向下流側に、該篩と離間して配設した電極部に、帯電手段により静電気又は前記篩に対する電位差を生じさせ、粒状固体を該電極部側に引き寄せて、該粒状固体が篩を通過するようにしている。従って、篩の加振だけで粒状固体の分級を行う場合よりも、はるかに効率的に分級を行うことができる。これによって、目開きがごく微細な篩を用いた場合でも、極めて効率的に分級を行うことができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の篩装置において、不活性ガスが充填されるチャンバを有し、前記篩及び前記電極部は、前記チャンバ内に配設されている。
【００１４】
請求項２に記載の篩装置では、篩及び電極部が、不活性ガスが充填されたチャンバ内に配設されているので、酸化性を有する粒状固体の分級に静電気又は電位差を用いても、粉塵爆発が生じることはない。このため、篩を用いた粒状固体の分級を、極めて効率的かつ安全に行うことができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の篩装置において、前記篩と前記電極部との間に配設され、前記篩を通過して前記電極部側に引き寄せられた前記粒状固体を受け止める受け部を有している。
【００１６】
請求項３に記載の篩装置では、篩と電極部との間に配設された受け部により、該篩を通過して分級された粒状固体を受け止めることができる。従って、分級された粒状固体の回収が容易となる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３に記載の篩装置において、前記受け部を移動させ、該受け部が受け止めた前記粒状固体を搬送する搬送手段を有している。
【００１８】
請求項４に記載の篩装置では、受け部が受け止めた粒状固体を、搬送手段により、受け部材ごと搬送することができるので、分級された粒状固体の回収がより容易となる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の篩装置において、前記受け部は、帯状体であり、前記搬送手段は、該帯状体の送り装置である。
【００２０】
請求項５に記載の篩装置では、受け部としての帯状体を、搬送手段としての送り装置により送ることができる。これにより、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とを継続的に行うことができる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の篩装置において、前記帯状体は、無端状に構成されている。
【００２２】
請求項６に記載の篩装置では、帯状体が無端状に構成されているので、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とをより長時間にわたって継続的に行うことができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の篩装置において、前記搬送手段により搬送された分級後の前記粒状固体を回収する回収手段を有している。
【００２４】
請求項７に記載の篩装置では、搬送手段により搬送された分級後の粒状固体が回収手段により回収されるので、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送と、該粒状固体の回収とを一貫して行うことができる。このため、粒状固体の分級をより効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の篩装置によれば、篩を用いた微細な粒状固体の分級を、極めて効率的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００２６】
請求項２に記載の篩装置によれば、篩を用いた粒状固体の分級を、極めて効率的かつ安全に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００２７】
請求項３に記載の篩装置によれば、分級された粒状固体の回収が容易となる、という優れた効果が得られる。
【００２８】
請求項４に記載の篩装置によれば、分級された粒状固体の回収がより容易となる、という優れた効果が得られる。
【００２９】
請求項５に記載の篩装置によれば、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とを継続的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００３０】
請求項６に記載の篩装置によれば、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とをより長時間にわたって継続的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００３１】
請求項７に記載の篩装置によれば、粒状固体の分級をより効率的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１から図７は、本実施形態に係り、図１は、篩装置を示す断面図である。
【図２】篩装置の動作原理を示す模式図である。
【図３】帯状体上に分級された活性炭が蓄積された状態を示す断面図である。
【図４】帯状体上に蓄積された活性炭を、該帯状体及び送り装置により搬送して、回収容器に回収している状態を示す断面図である。
【図５】電極部に印加した電圧と、該電極部における樹脂の表面の帯電電圧、及び該樹脂の表面に載せられた薄膜の帯電電圧との関係を示す線図である。
【図６】活性炭の分級前の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図７】活性炭の分級後の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図８】従来の篩装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係る篩装置１０は、チャンバ１２と、篩１４と、電極部１６と、帯電手段の一例たる高電圧印加装置１８（図２）と、受け部の一例たる帯状体２０と、搬送手段の一例たる送り装置２２と、回収手段の一例たる回収容器２４及びスクレーパ２５とを有している。
【００３４】
チャンバ１２は、不活性ガスが充填される容器であって、例えば底面１２Ｂに設けられた接続口１２Ａには、該不活性ガスを供給するためのホース３０が接続されている。図示は省略するが、チャンバ１２には、不活性ガスの注入時に該チャンバ１２内の大気を外部に排出して行くための排気口も設けられている。チャンバ１２の上面１２Ｕには、粒状固体２６の投入口１２Ｃが形成されており、該投入口１２Ｃは、蓋体２８により密閉可能に構成されている。なお、チャンバ１２は、グランドＧＮＤに接続されている。
【００３５】
ここで、チャンバ１２に充填する不活性ガス中の酸化性物質は、酸化限界値以下の濃度が好ましい。従って、粒状固体２６が酸化性である場合、チャンバ１２内の窒素（Ｎ２）の濃度を大きくし、酸化限界値以下の低酸素濃度とすることが好ましい。金属リチウムの粉体や箔片が分級対象である場合、これらは窒素と反応するため、チャンバ１２に充填する不活性ガスを、ドライ状（露点以下）のアルゴン（Ａｒ）とすることが望ましい。この他、チャンバ１２に充填させる不活性ガスとして、二酸化炭素（ＣＯ２）やヘリウム（Ｈｅ）等を用いることも可能である。また必要に応じて、チャンバ１２に充填する不活性ガスに対して、制御された湿度調整を図る。
【００３６】
チャンバ１２内の酸素（Ｏ２）の量を測定するため、該チャンバ１２内にはＯ２センサが設けられている（図示せず）。このＯ２センサからの信号により、チャンバ１２内の酸素（Ｏ２）の残量を測定し、該チャンバ１２内に不活性ガスが充填されたかどうかを判断することができるようになっている。
【００３７】
篩１４は、チャンバ１２内に配設され、分級対象である粒状固体２６の通過を促進可能なように加振される構造となっており、微細な孔が多数形成された篩網３２を、例えば円筒形の枠体３４により支持して構成されている。篩網３２は、粒径３０μｍ以下の固体を分級できるように電気鋳造により製作され、一例としては、孔３２Ａの目開きが１０μｍ、空間率が２０〜３０％となるように設定されている。
【００３８】
この篩１４は、チャンバ１２内における投入口１２Ｃの下方において、振動テーブル３６に固定されている。振動テーブル３６には、励振器としての例えば偏心エアタービン３８が取り付けられている。この偏心エアタービン３８に供給する空気の圧力を変化させることで、振動テーブル３６の振動を容易に制御できるようになっている。篩１４は、この振動テーブル３６により、分級対象である粒状固体２６の通過を促進可能なように加振されるようになっている。なお、篩１４及び振動テーブル３６は、グランドＧＮＤに接続されている。
【００３９】
電極部１６は、チャンバ１２内において、篩１４における粒状固体２６の通過方向下流側に、該篩１４と離間して配設されている。具体的には、電極部１６は、枠体３４の直径よりも大きな例えば平板状に構成されると共に、篩１４の下方に配設されている。図２に示されるように、この電極部１６は、例えば樹脂４０の内部に平板状の金属電極４２を埋め込んで構成されている。
【００４０】
電極部１６の製作工程は、例えば次の通りである。図２おいて、まず、例えばポリアセタール樹脂（ＰＡＡ）からなる樹脂４０に所定深さの平らな彫り込みを行い、彫り込み底面に例えばアルミニウム箔からなる金属電極４２を形成し、該金属電極４２に電圧印加のための導線４４を接続する。次に、この金属電極４２の面の絶縁を保ち異常な放電を抑制するため、樹脂４０の彫込み部分に液状の樹脂４６を流し込み、該樹脂４６を固めることで樹脂４０，４６中に金属電極４２を埋め込む構造とした。液状の樹脂４６は例えばエポキシ樹脂であるが、他の樹脂であってもよい。なお、金属電極４２に過大な電圧が作用することを防止するため、導線４４は、例えば１０ＧΩの抵抗器４８を介してグランドＧＮＤにも接続されている。
【００４１】
図２において、高電圧印加装置１８は、電極部１６に静電気又は篩１４に対する電位差を生じさせ、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せるためのものであって、例えば電圧を制御するコントローラ（図示せず）と、該コントローラに接続された高電圧カートリッジ（図示せず）とを有して構成されている。この高電圧カートリッジは、導線４４に接続されている。導線４４は、図１における電極部１６の支柱５０内を通されている。この支柱５０は、例えばチャンバ１２の底面１２Ｂを貫通しており、チャンバ１２の外部において基台５２に支持されている。
【００４２】
図１，図２において、帯状体２０は、篩１４と電極部１６との間に配設され、篩１４を通過して電極部１６側に引き寄せられた粒状固体２６を受け止めるためのものであって、例えば厚さ１０〜５０μｍの樹脂の薄膜として構成されている。帯状体２０の材質には、ポリ塩化ビニリデンや、ポリスチレンを用いることができるが、耐久性等を考慮して、これら以外の樹脂膜を用いてもよい。なお、帯状体２０の厚さは、電極部１６への印加電圧に対する該帯状体２０の帯電電圧の割合を高めるため、できるだけ薄いことが望ましい。
【００４３】
図１に示されるように、帯状体２０は、例えば第１リール６１から繰り出され、篩１４と電極部１６との間を、該電極部１６の面方向と平行に通されて、第２リール６２に巻き取られるようになっている。篩１４と電極部１６との間において、帯状体２０は電極部１６に近接して配置されている。電極部１６に高電圧を印加した際に、帯状体２０の表面に静電気を効率的に生じさせて、該表面を帯電させるためである。また粒状固体２６の分級の効率を考慮すると、帯状体２０と篩１４の篩網３２との間隔は、例えば１０〜１５ｍｍ程度が好ましい。
【００４４】
帯状体２０は、電極部１６上以外において帯電しないように構成されている。具体的には、電極部１６の第１リール６１側及び第２リール６２側に、グランドＧＮＤに接続された除電部５４，５６が、帯状体２０の例えば下面側に近接して配設されている。このうち第２リール６２側の除電部５６では、帯状体２０により受け止められた分級後の粒状固体２６が該除電部５６上を通過する際に、該帯状体２０に対する除電だけでなく、該粒状固体２６に対する除電をも行うことが可能となっている。
【００４５】
図４において、送り装置２２は、帯状体２０を移動させ、該帯状体２０が受け止めた粒状固体２６を、矢印Ａ方向に搬送するものであって、例えば第２リール６２を必要に応じて矢印Ｒ方向に回転駆動するように構成されている。この送り装置２２は、手動によるものであってもよく、またサーボモータ等を用いるものであってもよい。
【００４６】
図４において、回収容器２４は、帯状体２０及び送り装置２２によって搬送された分級後の粒状固体２６を回収するためのものであって、帯状体２０が第２リール６２に巻き取られて行く際に粒状固体２６が該帯状体２０から剥離して自然落下する位置に配置されている。またスクレーパ２５は、粒状固体２６が帯状体２０に付着したまま第２リール６２に巻き取られることを抑制する部材であり、回収容器２４の上方に設けられている。このスクレーパ２５により、帯状体２０に付着している粒状固体２６を該帯状体２０から強制的に剥離させて、回収容器２４で回収することができるようになっている。
【００４７】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る篩装置１０では、チャンバ１２の蓋体２８を開くことで、該チャンバ１２の投入口１２Ｃから篩１４の枠体３４内に、分級対象である粒状固体２６を投入することができる。ここで、粒状固体２６とは、例えば活性炭やトナーである。
【００４８】
粒状固体２６の投入後、蓋体２８を閉じてから、ホース３０を通じてチャンバ１２内に不活性ガスを充填する。チャンバ１２内に不活性ガスが充填されたかどうかは、該チャンバ１２内に設けられているＯ２センサから信号により酸素（Ｏ２）の残量を測定することで判断することができる。
【００４９】
チャンバ１２内に充分に不活性ガスが充填された後、粒状固体２６の分級が開始される。分級は、具体的には、偏心エアタービン３８を作動させて振動テーブル３６を振動させて篩１４を加振しながら、高電圧印加装置１８（図２）により電極部１６に静電気を生じさせることで行われる。篩１４を加振することで、粒状固体２６が篩網３２の孔３２Ａの位置に次々と来る確率が高まるので、粒状固体２６が該孔３２Ａを通過し易くなる。また電極部１６に静電気を生じさせて、グランドＧＮＤに接地された篩１４及び電極部１６との間に電位差を生じさせることで、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せることができる。これにより、粒状固体２６が、篩１４における篩網３２の孔３２Ａを、より一層通過し易くなる。
【００５０】
ここで、電極部１６による粒状固体２６の引寄せの原理について説明する。図２において、高電圧印加装置１８により電極部１６内における金属電極４２に高電圧を印加すると、電極部１６における金属電極４２の上下に分極した電荷が生じる。具体的には、金属電極４２の下側の樹脂４６の部分に負電荷４１が生じ、該金属電極４２の上側の樹脂４０の部分に正電荷４３が生じる。そして該樹脂４０に近接して配置されている帯状体２０には、負電荷４５が生じる。このように電極部１６や帯状体２０が帯電することで、粒状固体２６が矢印Ｄ方向に引き寄せられ、篩１４を通過した粒状固体２６は、帯状体２０に付着して受け止められる。
【００５１】
なお、高電圧印加装置１８により電極部１６に印加可能な電圧の範囲は、高電圧カートリッジ（図示せず）がマイナス極性の場合で、例えば０〜−１００ｋＶである。また高電圧カートリッジの選択により、プラス極性とすることも可能であり、その場合、電極部１６に印加可能な電圧の範囲は、０〜＋１００ｋＶとなる。プラス極性の場合でも、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せることが可能である。
【００５２】
ここで、実際に電極部１６に高電圧（０〜−５０ｋＶ）を印加して、該樹脂４０の表面の帯電電圧や、該樹脂４０の表面に載せられた薄膜の帯電電圧を測定したところ、図５に示されるような結果となった。電極部１６の材料と厚み方向の寸法は、次の通りである。図２において、電圧印加時に帯電状態とされる樹脂４０には、厚み８ｍｍのポリアセタール樹脂（ＰＡＡ）を用いた。この樹脂４０に、深さ３ｍｍの平らな彫り込みを行い、彫り込み底面に金属電極４２であるアルミニウム箔を形成し電圧印加の導線４４を接続した。この金属電極４２の面の絶縁を保ち異常な放電を抑制するため、樹脂４０の彫込み部分に液状の樹脂４６を流し込み、該樹脂４６を固めることで樹脂４０，４６中に金属電極４２を埋め込む構造とした。液状の樹脂４６は、エポキシ樹脂である。
【００５３】
樹脂４０の表面の帯電電圧の測定は、この電極部１６そのものと、該電極部１６上に薄い他の樹脂膜を置いた場合について行った。この樹脂膜は、本実施形態における帯状体２０に相当する。図５中の記号の意味について説明すると、「ＰＡＡ５」とは、樹脂４０として厚み５ｍｍのポリアセタール樹脂を用いた電極部１６そのものである。「ＰＡＡ５＋ＰＢＣ」とは、該電極部１６上にポリ塩化ビニリデン薄膜を載せたものである。「ＰＡＡ５＋ＰＳ」とは、該電極部１６上にポリスチレン薄膜を載せたものである。ポリ塩化ビニリデン薄膜は、およそ１０μｍ厚、ポリスチレン薄膜は、およそ５０μｍ厚である。
【００５４】
図４によれば、電極部１６における樹脂４０の表面は、印加電圧の半分程度の電圧に帯電することがわかる。従って、樹脂４０，４６内に金属電極４２を埋め込んだ電極部１６であっても、篩１４や振動テーブル３６との間に、粒状固体２６を引き寄せるのに充分な電位差を付与できることがわかる。
【００５５】
続いて、粒状固体２６の分級が進んだ後の作用について説明する。図３において、篩１４による粒状固体２６の分級が進むにつれて、帯状体２０上には該篩１４を通過した粒状固体２６が蓄積されて行く。粒状固体２６がある程度蓄積されたところで、図４に示されるように、送り装置２２により、第２リール６２を矢印Ｒ方向に回転させることで、帯状体２０を巻き取りながら粒状固体２６を矢印Ａ方向に搬送することができる。ここで、帯状体２０及び分級後の粒状固体２６が、除電部５６上を通過することで、該帯状体２０及び粒状固体２６に対する除電が行われる。
【００５６】
帯状体２０が第２リール６２に巻き取られる位置まで搬送された粒状固体２６は、自重により帯状体２０から離れて落下し、回収容器２４内に収容される。自重により落下せずに帯状体２０に付着したままの粒状固体２６は、第２リール６２に巻き取られる前にスクレーパ２５により強制的に剥離させられて、目的意図の製品として回収容器２４内に収容される。
【００５７】
上記したように、本実施形態に係る篩装置１０によれば、篩１４の加振だけで粒状固体２６の分級を行う場合よりも、はるかに効率的に分級を行うことができる。これによって、目開きがごく微細な篩１４を用いた場合でも、極めて効率的に分級を行うことができる。
【００５８】
従来は、粉塵爆発を防止する観点から、酸化性を有する微細な粒状固体２６の分級に静電気や電位差を用いることは技術的に困難であった。しかしながら、本実施形態では、篩１４及び電極部１６が、不活性ガスが充填されたチャンバ１２内に配設されているので、酸化性を有する粒状固体２６の分級に静電気や電位差を用いても、粉塵爆発が生じることはない。
【００５９】
また、図８に示される従来例に係る篩装置１００の場合には、分級が終了する度に回収容器１０６を取り出す必要があり、継続的に分級を行うことができなかったが、本実施形態によれば、分級後の粒状固体２６が帯状体２０上にある程度蓄積されたところで、送り装置２２により該帯状体２０を巻き取ることで、該粒状固体２６を搬送することができるので、粒状固体２６の分級を継続的に行うことができる。
【００６０】
更に、帯状体２０と搬送手段である送り装置２２とにより搬送された粒状固体２６は、回収手段としての回収容器２４及びスクレーパ２５により回収されるので、粒状固体２６の分級と、分級後の粒状固体２６の搬送と、該粒状固体２６の回収とを一貫して行うことができる。このため、粒状固体２６の分級をより効率的に行うことができる。
【００６１】
このように、本実施形態に係る篩装置１０によれば、篩１４を用いた微細な粒状固体２６の分級を、極めて効率的かつ安全に行うことが可能である。
【００６２】
（試験例）
本実施形態に係る篩装置１０により、粒状固体２６の一例たる活性炭の分級を行った。篩の目開きは１０μｍ、空間率は２５％である。図６，図７は、活性炭の電子顕微鏡写真であり、図６が分級前の状態、図７が分級後の状態を示している。図６において、分級前の活性炭は、粒径３０〜４０μｍ程度の粒（キャリア）の上に、粒径１０μｍ以下の粒が付着している状態であるが、本実施形態に係る篩装置１０を用いることで、図７に示されるように、この活性炭のうち粒径１０μｍ以下の粒の分級が可能である。
【００６３】
しかも、同じ篩を用いた従来の篩装置１００（図８）では、２４時間で０．３ｇ程度しか分級できなかったのに対し、本実施形態に係る篩装置１０では、２４時間で約２３０ｇもの分級を行うことができた。即ち、本実施形態に係る篩装置１０によれば、従来の篩装置１００の場合と比較して、８００倍近い効率での分級が可能である。条件を最適化すれば、従来の１０００倍或いはそれ以上の効率を得ることも可能と考えられる。
【００６４】
（他の実施例）
上記実施形態では、電極部１６が平板状であるものして説明したが、これは篩１４における篩網３２が平板状であることに対応したものであり、篩網が円筒状である場合には、これに対応して円筒状であってもよい。この場合、篩網を電極部１６の内側に配置してもよいし、逆に篩網を電極部１６の外側に配置してもよい。篩網を電極部１６の内側に配置した場合、粒状固体２６は篩網の径方向内側から外側に向けて通過する。一方、篩網を電極部１６の外側に配置した場合、粒状固体２６は篩網の径方向外側から内側に向けて通過する。
【００６５】
また受け部の一例として帯状体２０を挙げたが、受け部は帯状体２０には限られず、例えばポリアセタール樹脂、ベークライト樹脂又はポリカーボネート樹脂等の容器であってもよい。この場合、イオンガン（図示せず）により、容器に対してコロナ放電を行うことで、該容器の表面を帯電させることも可能である。なお、受け部を用いずに電極部１６に粒状固体２６を直接吸着する構成であってもよい。
【００６６】
更に帯電手段として、高電圧印加装置１８を挙げたが、帯電手段はこれに限られるものではなく、例えば摩擦により静電気を生じさせるものであってもよい。
【００６７】
また帯状体２０は、第１リール６１と第２リール６２とに巻き掛けられた無端状に構成されていてもよい。帯状体２０が尽きることがなく、粒状固体２６の分級と、分級後の粒状固体２６の搬送とをより長時間にわたって継続的に行うことができるからである。
【００６８】
搬送手段として、帯状体２０を送るための送り装置２２を挙げたが、搬送手段はこれに限られるものではなく、受け部が上記したポリアセタール樹脂等の容器である場合には、該容器を搬送する装置となる。また搬送手段を設けない構成としてもよい。
【００６９】
上記実施形態では、第２リール６２、回収容器２４及びスクレーパ２５が、何れもチャンバ１２内に配置されているものとしたが、これらを該チャンバ１２の外に配置してもよい。回収容器２４が分級後の粒状固体２６で満たされた場合に、篩装置１０を停止することなく、該粒状固体２６を別容器等に移すことができ、篩装置１０の更なる連続運転が可能となるからである。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 篩装置
１２ チャンバ
１４ 篩
１６ 電極部
１８ 高電圧印加装置（帯電手段）
２０ 帯状体（受け部）
２２ 送り装置（搬送手段）
２４ 回収容器（回収手段）
２５ スクレーパ（回収手段）
２６ 粒状固体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、篩装置に係り、特に微細な粒状固体を効率的に分級可能な篩装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非磁性金属含有プラスチックの静電分離装置として、静電気を発生させる静電気発生部と、該静電気発生部の導電体に接続された導電性連結具、該導電性連結具に接続されて静電気が帯電し、上面が傾斜面とされた帯電体、及び、傾斜面の下辺から離間し、該下辺に対向するように横設され、帯電体と絶縁されたアース体からなる静電分離部と、該静電分離部の帯電体の傾斜面に非磁性金属含有プラスチック粉砕物を供給する供給部とを備え、傾斜面に供給され、該傾斜面に沿って降下する非磁性金属含有プラスチック粉砕物から、静電反発作用を利用して非磁性金属を分離する構造が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また粉体帯電・分級装置として、気流を発生する気流発生装置と、該気流発生装置からの気流に粉体を供給する手段と、粉体を気流に乗せて搬送する搬送路と、該搬送路から気流に乗った粉体が導入されるサイクロン装置を具備し、搬送路あるいはサイクロン装置は接触帯電機構を兼備した構成であり、該接触帯電機構で粉体を帯電し、帯電した粉体をサイクロン装置内のサイクロン渦中で分離バイアス電圧により帯電の程度で分級する構造が開示されている（特許文献２参照）。
【０００４】
更に、傾斜する電極板上に静電場を形成するとともに電極板に振動を付与し、電極板上に投入されたプラスチック粒子に静電力を付与して種類別に分離する振動式プラスチック選別方法および装置が開示されている（特許文献３参照）。
【０００５】
また粉体の静電分離分級装置として、基板状の誘電体の一方の側面に放電電極を、これに対応するもう一方の側に誘導電極をそれぞれ設けた沿面放電型放電体と、放電体と適宜の空間を隔てて対面する対向電極を有し、放電体により発生する低温プラズマ領域において、粉体と該粉体が付着ないし混在する被処理体を負の交流電界が印加する電源により負に帯電させ、該粉体を放電体に対面する誘電体に付着させる構造が開示されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６０４９８号公報
【特許文献２】特開２００３−１９０８３６号公報
【特許文献３】特開２００２−３４６４３４号公報
【特許文献４】特開平７−２４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図８に示されるように、従来の篩装置１００は、一般に、励振器１０２の振動テーブル１０４上に回収容器１０６及び篩１０８を配置し、該篩１０８の上に粒状固体（図示せず）を配置して、励振器１０２により該篩１０８を揺り動かして、その網目を通過した粒状固体１１０を重力によって回収容器１０６内に落とす構造になっている。
【０００８】
しかしながら、例えば１０μｍ以下の微細な粒状固体（例えば活性炭のような粉体）は、質量が軽く煙のような挙動を示すため、従来の篩装置のように、篩を通過した粒状固体を重力によって下に落とすのは効率的ではない。例えば目開き１０μｍ、空間率２５％の篩を用いて活性炭の分級を２４時間行った場合、篩を通過するのは活性炭１リットルに対してわずか０．３ｇに留まる。
【０００９】
また、上記した各従来例には、篩装置との関連については何ら開示も示唆もされていない。
【００１０】
本発明は、上記事実を考慮して、篩を用いた微細な粒状固体の分級を、極めて効率的に行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、分級対象である粒状固体の通過を促進可能なように加振される篩と、該篩における前記粒状固体の通過方向下流側に、該篩と離間して配設される電極部と、該電極部に静電気又は前記篩に対する電位差を生じさせ、前記粒状固体を前記電極部側に引き寄せる帯電手段と、を有している。
【００１２】
請求項１に記載の篩装置では、篩を加振することで該篩に対する粒状固体の通過を促進することに加えて、篩における粒状固体の通過方向下流側に、該篩と離間して配設した電極部に、帯電手段により静電気又は前記篩に対する電位差を生じさせ、粒状固体を該電極部側に引き寄せて、該粒状固体が篩を通過するようにしている。従って、篩の加振だけで粒状固体の分級を行う場合よりも、はるかに効率的に分級を行うことができる。これによって、目開きがごく微細な篩を用いた場合でも、極めて効率的に分級を行うことができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の篩装置において、不活性ガスが充填されるチャンバを有し、前記篩及び前記電極部は、前記チャンバ内に配設されている。
【００１４】
請求項２に記載の篩装置では、篩及び電極部が、不活性ガスが充填されたチャンバ内に配設されているので、酸化性を有する粒状固体の分級に静電気又は電位差を用いても、粉塵爆発が生じることはない。このため、篩を用いた粒状固体の分級を、極めて効率的かつ安全に行うことができる。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の篩装置において、前記篩と前記電極部との間に配設され、前記篩を通過して前記電極部側に引き寄せられた前記粒状固体を受け止める受け部を有している。
【００１６】
請求項３に記載の篩装置では、篩と電極部との間に配設された受け部により、該篩を通過して分級された粒状固体を受け止めることができる。従って、分級された粒状固体の回収が容易となる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項３に記載の篩装置において、前記受け部を移動させ、該受け部が受け止めた前記粒状固体を搬送する搬送手段を有している。
【００１８】
請求項４に記載の篩装置では、受け部が受け止めた粒状固体を、搬送手段により、受け部材ごと搬送することができるので、分級された粒状固体の回収がより容易となる。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の篩装置において、前記受け部は、帯状体であり、前記搬送手段は、該帯状体の送り装置である。
【００２０】
請求項５に記載の篩装置では、受け部としての帯状体を、搬送手段としての送り装置により送ることができる。これにより、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とを継続的に行うことができる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の篩装置において、前記帯状体は、無端状に構成されている。
【００２２】
請求項６に記載の篩装置では、帯状体が無端状に構成されているので、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とをより長時間にわたって継続的に行うことができる。
【００２３】
請求項７の発明は、請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の篩装置において、前記搬送手段により搬送された分級後の前記粒状固体を回収する回収手段を有している。
【００２４】
請求項７に記載の篩装置では、搬送手段により搬送された分級後の粒状固体が回収手段により回収されるので、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送と、該粒状固体の回収とを一貫して行うことができる。このため、粒状固体の分級をより効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の篩装置によれば、篩を用いた微細な粒状固体の分級を、極めて効率的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００２６】
請求項２に記載の篩装置によれば、篩を用いた粒状固体の分級を、極めて効率的かつ安全に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００２７】
請求項３に記載の篩装置によれば、分級された粒状固体の回収が容易となる、という優れた効果が得られる。
【００２８】
請求項４に記載の篩装置によれば、分級された粒状固体の回収がより容易となる、という優れた効果が得られる。
【００２９】
請求項５に記載の篩装置によれば、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とを継続的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００３０】
請求項６に記載の篩装置によれば、粒状固体の分級と、分級後の粒状固体の搬送とをより長時間にわたって継続的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【００３１】
請求項７に記載の篩装置によれば、粒状固体の分級をより効率的に行うことができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１から図７は、本実施形態に係り、図１は、篩装置を示す断面図である。
【図２】篩装置の動作原理を示す模式図である。
【図３】帯状体上に分級された活性炭が蓄積された状態を示す断面図である。
【図４】帯状体上に蓄積された活性炭を、該帯状体及び送り装置により搬送して、回収容器に回収している状態を示す断面図である。
【図５】電極部に印加した電圧と、該電極部における樹脂の表面の帯電電圧、及び該樹脂の表面に載せられた薄膜の帯電電圧との関係を示す線図である。
【図６】活性炭の分級前の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図７】活性炭の分級後の状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図８】従来の篩装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係る篩装置１０は、チャンバ１２と、篩１４と、電極部１６と、帯電手段の一例たる高電圧印加装置１８（図２）と、受け部の一例たる帯状体２０と、搬送手段の一例たる送り装置２２と、回収手段の一例たる回収容器２４及びスクレーパ２５とを有している。
【００３４】
チャンバ１２は、不活性ガスが充填される容器であって、例えば底面１２Ｂに設けられた接続口１２Ａには、該不活性ガスを供給するためのホース３０が接続されている。図示は省略するが、チャンバ１２には、不活性ガスの注入時に該チャンバ１２内の大気を外部に排出して行くための排気口も設けられている。チャンバ１２の上面１２Ｕには、粒状固体２６の投入口１２Ｃが形成されており、該投入口１２Ｃは、蓋体２８により密閉可能に構成されている。なお、チャンバ１２は、グランドＧＮＤに接続されている。
【００３５】
ここで、チャンバ１２に充填する不活性ガス中の酸化性物質は、酸化限界値以下の濃度が好ましい。従って、粒状固体２６が酸化性である場合、チャンバ１２内の窒素（Ｎ２）の濃度を大きくし、酸化限界値以下の低酸素濃度とすることが好ましい。金属リチウムの粉体や箔片が分級対象である場合、これらは窒素と反応するため、チャンバ１２に充填する不活性ガスを、ドライ状（露点以下）のアルゴン（Ａｒ）とすることが望ましい。この他、チャンバ１２に充填させる不活性ガスとして、二酸化炭素（ＣＯ２）やヘリウム（Ｈｅ）等を用いることも可能である。また必要に応じて、チャンバ１２に充填する不活性ガスに対して、制御された湿度調整を図る。
【００３６】
チャンバ１２内の酸素（Ｏ２）の量を測定するため、該チャンバ１２内にはＯ２センサが設けられている（図示せず）。このＯ２センサからの信号により、チャンバ１２内の酸素（Ｏ２）の残量を測定し、該チャンバ１２内に不活性ガスが充填されたかどうかを判断することができるようになっている。
【００３７】
篩１４は、チャンバ１２内に配設され、分級対象である粒状固体２６の通過を促進可能なように加振される構造となっており、微細な孔が多数形成された篩網３２を、例えば円筒形の枠体３４により支持して構成されている。篩網３２は、粒径３０μｍ以下の固体を分級できるように電気鋳造により製作され、一例としては、孔３２Ａの目開きが１０μｍ、空間率が２０〜３０％となるように設定されている。
【００３８】
この篩１４は、チャンバ１２内における投入口１２Ｃの下方において、振動テーブル３６に固定されている。振動テーブル３６には、励振器としての例えば偏心エアタービン３８が取り付けられている。この偏心エアタービン３８に供給する空気の圧力を変化させることで、振動テーブル３６の振動を容易に制御できるようになっている。篩１４は、この振動テーブル３６により、分級対象である粒状固体２６の通過を促進可能なように加振されるようになっている。なお、篩１４及び振動テーブル３６は、グランドＧＮＤに接続されている。
【００３９】
電極部１６は、チャンバ１２内において、篩１４における粒状固体２６の通過方向下流側に、該篩１４と離間して配設されている。具体的には、電極部１６は、枠体３４の直径よりも大きな例えば平板状に構成されると共に、篩１４の下方に配設されている。図２に示されるように、この電極部１６は、例えば樹脂４０の内部に平板状の金属電極４２を埋め込んで構成されている。
【００４０】
電極部１６の製作工程は、例えば次の通りである。図２おいて、まず、例えばポリアセタール樹脂（ＰＡＡ）からなる樹脂４０に所定深さの平らな彫り込みを行い、彫り込み底面に例えばアルミニウム箔からなる金属電極４２を形成し、該金属電極４２に電圧印加のための導線４４を接続する。次に、この金属電極４２の面の絶縁を保ち異常な放電を抑制するため、樹脂４０の彫込み部分に液状の樹脂４６を流し込み、該樹脂４６を固めることで樹脂４０，４６中に金属電極４２を埋め込む構造とした。液状の樹脂４６は例えばエポキシ樹脂であるが、他の樹脂であってもよい。なお、金属電極４２に過大な電圧が作用することを防止するため、導線４４は、例えば１０ＧΩの抵抗器４８を介してグランドＧＮＤにも接続されている。
【００４１】
図２において、高電圧印加装置１８は、電極部１６に静電気又は篩１４に対する電位差を生じさせ、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せるためのものであって、例えば電圧を制御するコントローラ（図示せず）と、該コントローラに接続された高電圧カートリッジ（図示せず）とを有して構成されている。この高電圧カートリッジは、導線４４に接続されている。導線４４は、図１における電極部１６の支柱５０内を通されている。この支柱５０は、例えばチャンバ１２の底面１２Ｂを貫通しており、チャンバ１２の外部において基台５２に支持されている。
【００４２】
図１，図２において、帯状体２０は、篩１４と電極部１６との間に配設され、篩１４を通過して電極部１６側に引き寄せられた粒状固体２６を受け止めるためのものであって、例えば厚さ１０〜５０μｍの樹脂の薄膜として構成されている。帯状体２０の材質には、ポリ塩化ビニリデンや、ポリスチレンを用いることができるが、耐久性等を考慮して、これら以外の樹脂膜を用いてもよい。なお、帯状体２０の厚さは、電極部１６への印加電圧に対する該帯状体２０の帯電電圧の割合を高めるため、できるだけ薄いことが望ましい。
【００４３】
図１に示されるように、帯状体２０は、例えば第１リール６１から繰り出され、篩１４と電極部１６との間を、該電極部１６の面方向と平行に通されて、第２リール６２に巻き取られるようになっている。篩１４と電極部１６との間において、帯状体２０は電極部１６に近接して配置されている。電極部１６に高電圧を印加した際に、帯状体２０の表面に静電気を効率的に生じさせて、該表面を帯電させるためである。また粒状固体２６の分級の効率を考慮すると、帯状体２０と篩１４の篩網３２との間隔は、例えば１０〜１５ｍｍ程度が好ましい。
【００４４】
帯状体２０は、電極部１６上以外において帯電しないように構成されている。具体的には、電極部１６の第１リール６１側及び第２リール６２側に、グランドＧＮＤに接続された除電部５４，５６が、帯状体２０の例えば下面側に近接して配設されている。このうち第２リール６２側の除電部５６では、帯状体２０により受け止められた分級後の粒状固体２６が該除電部５６上を通過する際に、該帯状体２０に対する除電だけでなく、該粒状固体２６に対する除電をも行うことが可能となっている。
【００４５】
図４において、送り装置２２は、帯状体２０を移動させ、該帯状体２０が受け止めた粒状固体２６を、矢印Ａ方向に搬送するものであって、例えば第２リール６２を必要に応じて矢印Ｒ方向に回転駆動するように構成されている。この送り装置２２は、手動によるものであってもよく、またサーボモータ等を用いるものであってもよい。
【００４６】
図４において、回収容器２４は、帯状体２０及び送り装置２２によって搬送された分級後の粒状固体２６を回収するためのものであって、帯状体２０が第２リール６２に巻き取られて行く際に粒状固体２６が該帯状体２０から剥離して自然落下する位置に配置されている。またスクレーパ２５は、粒状固体２６が帯状体２０に付着したまま第２リール６２に巻き取られることを抑制する部材であり、回収容器２４の上方に設けられている。このスクレーパ２５により、帯状体２０に付着している粒状固体２６を該帯状体２０から強制的に剥離させて、回収容器２４で回収することができるようになっている。
【００４７】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る篩装置１０では、チャンバ１２の蓋体２８を開くことで、該チャンバ１２の投入口１２Ｃから篩１４の枠体３４内に、分級対象である粒状固体２６を投入することができる。ここで、粒状固体２６とは、例えば活性炭やトナーである。
【００４８】
粒状固体２６の投入後、蓋体２８を閉じてから、ホース３０を通じてチャンバ１２内に不活性ガスを充填する。チャンバ１２内に不活性ガスが充填されたかどうかは、該チャンバ１２内に設けられているＯ２センサから信号により酸素（Ｏ２）の残量を測定することで判断することができる。
【００４９】
チャンバ１２内に充分に不活性ガスが充填された後、粒状固体２６の分級が開始される。分級は、具体的には、偏心エアタービン３８を作動させて振動テーブル３６を振動させて篩１４を加振しながら、高電圧印加装置１８（図２）により電極部１６に静電気を生じさせることで行われる。篩１４を加振することで、粒状固体２６が篩網３２の孔３２Ａの位置に次々と来る確率が高まるので、粒状固体２６が該孔３２Ａを通過し易くなる。また電極部１６に静電気を生じさせて、グランドＧＮＤに接地された篩１４及び電極部１６との間に電位差を生じさせることで、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せることができる。これにより、粒状固体２６が、篩１４における篩網３２の孔３２Ａを、より一層通過し易くなる。
【００５０】
ここで、電極部１６による粒状固体２６の引寄せの原理について説明する。図２において、高電圧印加装置１８により電極部１６内における金属電極４２に高電圧を印加すると、電極部１６における金属電極４２の上下に分極した電荷が生じる。具体的には、金属電極４２の下側の樹脂４６の部分に負電荷４１が生じ、該金属電極４２の上側の樹脂４０の部分に正電荷４３が生じる。そして該樹脂４０に近接して配置されている帯状体２０には、負電荷４５が生じる。このように電極部１６や帯状体２０が帯電することで、粒状固体２６が矢印Ｄ方向に引き寄せられ、篩１４を通過した粒状固体２６は、帯状体２０に付着して受け止められる。
【００５１】
なお、高電圧印加装置１８により電極部１６に印加可能な電圧の範囲は、高電圧カートリッジ（図示せず）がマイナス極性の場合で、例えば０〜−１００ｋＶである。また高電圧カートリッジの選択により、プラス極性とすることも可能であり、その場合、電極部１６に印加可能な電圧の範囲は、０〜＋１００ｋＶとなる。プラス極性の場合でも、粒状固体２６を電極部１６側に引き寄せることが可能である。
【００５２】
ここで、実際に電極部１６に高電圧（０〜−５０ｋＶ）を印加して、該樹脂４０の表面の帯電電圧や、該樹脂４０の表面に載せられた薄膜の帯電電圧を測定したところ、図５に示されるような結果となった。電極部１６の材料と厚み方向の寸法は、次の通りである。図２において、電圧印加時に帯電状態とされる樹脂４０には、厚み８ｍｍのポリアセタール樹脂（ＰＡＡ）を用いた。この樹脂４０に、深さ３ｍｍの平らな彫り込みを行い、彫り込み底面に金属電極４２であるアルミニウム箔を形成し電圧印加の導線４４を接続した。この金属電極４２の面の絶縁を保ち異常な放電を抑制するため、樹脂４０の彫込み部分に液状の樹脂４６を流し込み、該樹脂４６を固めることで樹脂４０，４６中に金属電極４２を埋め込む構造とした。液状の樹脂４６は、エポキシ樹脂である。
【００５３】
樹脂４０の表面の帯電電圧の測定は、この電極部１６そのものと、該電極部１６上に薄い他の樹脂膜を置いた場合について行った。この樹脂膜は、本実施形態における帯状体２０に相当する。図５中の記号の意味について説明すると、「ＰＡＡ５」とは、樹脂４０として厚み５ｍｍのポリアセタール樹脂を用いた電極部１６そのものである。「ＰＡＡ５＋ＰＢＣ」とは、該電極部１６上にポリ塩化ビニリデン薄膜を載せたものである。「ＰＡＡ５＋ＰＳ」とは、該電極部１６上にポリスチレン薄膜を載せたものである。ポリ塩化ビニリデン薄膜は、およそ１０μｍ厚、ポリスチレン薄膜は、およそ５０μｍ厚である。
【００５４】
図４によれば、電極部１６における樹脂４０の表面は、印加電圧の半分程度の電圧に帯電することがわかる。従って、樹脂４０，４６内に金属電極４２を埋め込んだ電極部１６であっても、篩１４や振動テーブル３６との間に、粒状固体２６を引き寄せるのに充分な電位差を付与できることがわかる。
【００５５】
続いて、粒状固体２６の分級が進んだ後の作用について説明する。図３において、篩１４による粒状固体２６の分級が進むにつれて、帯状体２０上には該篩１４を通過した粒状固体２６が蓄積されて行く。粒状固体２６がある程度蓄積されたところで、図４に示されるように、送り装置２２により、第２リール６２を矢印Ｒ方向に回転させることで、帯状体２０を巻き取りながら粒状固体２６を矢印Ａ方向に搬送することができる。ここで、帯状体２０及び分級後の粒状固体２６が、除電部５６上を通過することで、該帯状体２０及び粒状固体２６に対する除電が行われる。
【００５６】
帯状体２０が第２リール６２に巻き取られる位置まで搬送された粒状固体２６は、自重により帯状体２０から離れて落下し、回収容器２４内に収容される。自重により落下せずに帯状体２０に付着したままの粒状固体２６は、第２リール６２に巻き取られる前にスクレーパ２５により強制的に剥離させられて、目的意図の製品として回収容器２４内に収容される。
【００５７】
上記したように、本実施形態に係る篩装置１０によれば、篩１４の加振だけで粒状固体２６の分級を行う場合よりも、はるかに効率的に分級を行うことができる。これによって、目開きがごく微細な篩１４を用いた場合でも、極めて効率的に分級を行うことができる。
【００５８】
従来は、粉塵爆発を防止する観点から、酸化性を有する微細な粒状固体２６の分級に静電気や電位差を用いることは技術的に困難であった。しかしながら、本実施形態では、篩１４及び電極部１６が、不活性ガスが充填されたチャンバ１２内に配設されているので、酸化性を有する粒状固体２６の分級に静電気や電位差を用いても、粉塵爆発が生じることはない。
【００５９】
また、図８に示される従来例に係る篩装置１００の場合には、分級が終了する度に回収容器１０６を取り出す必要があり、継続的に分級を行うことができなかったが、本実施形態によれば、分級後の粒状固体２６が帯状体２０上にある程度蓄積されたところで、送り装置２２により該帯状体２０を巻き取ることで、該粒状固体２６を搬送することができるので、粒状固体２６の分級を継続的に行うことができる。
【００６０】
更に、帯状体２０と搬送手段である送り装置２２とにより搬送された粒状固体２６は、回収手段としての回収容器２４及びスクレーパ２５により回収されるので、粒状固体２６の分級と、分級後の粒状固体２６の搬送と、該粒状固体２６の回収とを一貫して行うことができる。このため、粒状固体２６の分級をより効率的に行うことができる。
【００６１】
このように、本実施形態に係る篩装置１０によれば、篩１４を用いた微細な粒状固体２６の分級を、極めて効率的かつ安全に行うことが可能である。
【００６２】
（試験例）
本実施形態に係る篩装置１０により、粒状固体２６の一例たる活性炭の分級を行った。篩の目開きは１０μｍ、空間率は２５％である。図６，図７は、活性炭の電子顕微鏡写真であり、図６が分級前の状態、図７が分級後の状態を示している。図６において、分級前の活性炭は、粒径３０〜４０μｍ程度の粒（キャリア）の上に、粒径１０μｍ以下の粒が付着している状態であるが、本実施形態に係る篩装置１０を用いることで、図７に示されるように、この活性炭のうち粒径１０μｍ以下の粒の分級が可能である。
【００６３】
しかも、同じ篩を用いた従来の篩装置１００（図８）では、２４時間で０．３ｇ程度しか分級できなかったのに対し、本実施形態に係る篩装置１０では、２４時間で約２３０ｇもの分級を行うことができた。即ち、本実施形態に係る篩装置１０によれば、従来の篩装置１００の場合と比較して、８００倍近い効率での分級が可能である。条件を最適化すれば、従来の１０００倍或いはそれ以上の効率を得ることも可能と考えられる。
【００６４】
（他の実施例）
上記実施形態では、電極部１６が平板状であるものして説明したが、これは篩１４における篩網３２が平板状であることに対応したものであり、篩網が円筒状である場合には、これに対応して円筒状であってもよい。この場合、篩網を電極部１６の内側に配置してもよいし、逆に篩網を電極部１６の外側に配置してもよい。篩網を電極部１６の内側に配置した場合、粒状固体２６は篩網の径方向内側から外側に向けて通過する。一方、篩網を電極部１６の外側に配置した場合、粒状固体２６は篩網の径方向外側から内側に向けて通過する。
【００６５】
また受け部の一例として帯状体２０を挙げたが、受け部は帯状体２０には限られず、例えばポリアセタール樹脂、ベークライト樹脂又はポリカーボネート樹脂等の容器であってもよい。この場合、イオンガン（図示せず）により、容器に対してコロナ放電を行うことで、該容器の表面を帯電させることも可能である。なお、受け部を用いずに電極部１６に粒状固体２６を直接吸着する構成であってもよい。
【００６６】
更に帯電手段として、高電圧印加装置１８を挙げたが、帯電手段はこれに限られるものではなく、例えば摩擦により静電気を生じさせるものであってもよい。
【００６７】
また帯状体２０は、第１リール６１と第２リール６２とに巻き掛けられた無端状に構成されていてもよい。帯状体２０が尽きることがなく、粒状固体２６の分級と、分級後の粒状固体２６の搬送とをより長時間にわたって継続的に行うことができるからである。
【００６８】
搬送手段として、帯状体２０を送るための送り装置２２を挙げたが、搬送手段はこれに限られるものではなく、受け部が上記したポリアセタール樹脂等の容器である場合には、該容器を搬送する装置となる。また搬送手段を設けない構成としてもよい。
【００６９】
上記実施形態では、第２リール６２、回収容器２４及びスクレーパ２５が、何れもチャンバ１２内に配置されているものとしたが、これらを該チャンバ１２の外に配置してもよい。回収容器２４が分級後の粒状固体２６で満たされた場合に、篩装置１０を停止することなく、該粒状固体２６を別容器等に移すことができ、篩装置１０の更なる連続運転が可能となるからである。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 篩装置
１２ チャンバ
１４ 篩
１６ 電極部
１８ 高電圧印加装置（帯電手段）
２０ 帯状体（受け部）
２２ 送り装置（搬送手段）
２４ 回収容器（回収手段）
２５ スクレーパ（回収手段）
２６ 粒状固体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分級対象である粒状固体の通過を促進可能なように加振される篩と、
該篩における前記粒状固体の通過方向下流側に、該篩と離間して配設される電極部と、
該電極部に静電気又は前記篩に対する電位差を生じさせ、前記粒状固体を前記電極部側に引き寄せる帯電手段と、
を有する篩装置。
【請求項２】
不活性ガスが充填されるチャンバを有し、
前記篩及び前記電極部は、前記チャンバ内に配設される請求項１に記載の篩装置。
【請求項３】
前記篩と前記電極部との間に配設され、前記篩を通過して前記電極部側に引き寄せられた前記粒状固体を受け止める受け部を有する請求項１又は請求項２に記載の篩装置。
【請求項４】
前記受け部を移動させ、該受け部が受け止めた前記粒状固体を搬送する搬送手段を有する請求項３に記載の篩装置。
【請求項５】
前記受け部は、帯状体であり、
前記搬送手段は、該帯状体の送り装置である請求項３又は請求項４に記載の篩装置。
【請求項６】
前記帯状体は、無端状に構成されている請求項５に記載の篩装置。
【請求項７】
前記搬送手段により搬送された分級後の前記粒状固体を回収する回収手段を有する請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の篩装置。
【請求項１】
分級対象である粒状固体の通過を促進可能なように加振される篩と、
該篩における前記粒状固体の通過方向下流側に、該篩と離間して配設される電極部と、
該電極部に静電気又は前記篩に対する電位差を生じさせ、前記粒状固体を前記電極部側に引き寄せる帯電手段と、
を有する篩装置。
【請求項２】
不活性ガスが充填されるチャンバを有し、
前記篩及び前記電極部は、前記チャンバ内に配設される請求項１に記載の篩装置。
【請求項３】
前記篩と前記電極部との間に配設され、前記篩を通過して前記電極部側に引き寄せられた前記粒状固体を受け止める受け部を有する請求項１又は請求項２に記載の篩装置。
【請求項４】
前記受け部を移動させ、該受け部が受け止めた前記粒状固体を搬送する搬送手段を有する請求項３に記載の篩装置。
【請求項５】
前記受け部は、帯状体であり、
前記搬送手段は、該帯状体の送り装置である請求項３又は請求項４に記載の篩装置。
【請求項６】
前記帯状体は、無端状に構成されている請求項５に記載の篩装置。
【請求項７】
前記搬送手段により搬送された分級後の前記粒状固体を回収する回収手段を有する請求項４〜請求項６の何れか１項に記載の篩装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２８４５９６（Ｐ２０１０−２８４５９６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４０４６２（Ｐ２００９−１４０４６２）
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（３９６０２６７１０）株式会社オプトニクス精密 (34)
【出願人】（５０９１６５７０３）株式会社ハル・プランネット (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（３９６０２６７１０）株式会社オプトニクス精密 (34)
【出願人】（５０９１６５７０３）株式会社ハル・プランネット (1)
【Ｆターム（参考）】
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