JP2002253945A - 粉体の造粒方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な方法によって、粉体が連鎖的に結合す
ることを防止して、任意の粒の大きさで良好に造粒する
ことのできる、粉体の造粒方法を提供すること。 【解決手段】 粉体中に１〜１０ｍｍの大きさの粒が所
定量配合された混合物を、内羽根３および外羽根４を高
速回転させることにより造粒する。そうすると、粉体が
粒に付着されるので、粒を核として良好に造粒すること
ができる。そのため、粉体が連鎖的に結合することを防
止して、任意の粒の大きさで良好に造粒することができ
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、造粒方法、詳しく
は、撹拌羽根などの撹拌手段を備える造粒装置により粉
体を造粒する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、粉体の造粒方法として、羽根
の撹拌により造粒する撹拌造粒式の造粒装置を用いる方
法が知られている。このような撹拌造粒式の造粒装置と
しては、たとえば、ケーシングの底部に高速水平回転羽
根を備えるスーパーミキサー（ヘンシェルミキサー）が
知られており、スーパーミキサー（ヘンシェルミキサ
ー）を用いる造粒では、たとえば、粉体をケーシングに
投入した後、高速水平回転羽根を回転駆動させるととも
に、必要により、加熱したり、あるいは、バインダを供
給して、粉体をケーシングの壁面に沿って上昇および降
下させながら粒成長させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、加熱しながら
粒成長させる場合には、加熱により粉体に粘性を発現さ
せて粒成長させるが、粉体の粘性が大きくなると、連鎖
的に結合して粒径を調節することが困難となる場合があ
る。また、嵩密度が非常に小さい粉体では、撹拌によっ
て、より一層空間率が大きくなり、粘性が発現しても結
合しにくく、良好に造粒できない場合がある。

【０００４】また、バインダを配合して粒成長させる場
合には、バインダによって粉体間に結合力を付与して粒
成長させるのであるが、バインダの結合力にわずかな変
化があると、部分的に泥化してしまい良好に造粒できな
い場合がある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、その目的とするところは、簡易な方法によっ
て、粉体が連鎖的に結合することを防止して、任意の粒
の大きさで良好に造粒することのできる、粉体の造粒方
法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、撹拌手段を備える造粒装
置により粉体を造粒する方法であって、粉体中に１〜１
０ｍｍの大きさの粒を少なくとも１０重量％以上含むよ
うに調製して、造粒することを特徴としている。

【０００７】このような造粒方法によると、撹拌される
粉体には、１〜１０ｍｍの大きさの粒が少なくとも１０
重量％以上含まれているので、たとえば、撹拌手段の剪
断熱や外部からの加熱により造粒する場合には、より体
積の小さな粉体が粒よりも先に粘性を発現するので、そ
の粘性が発現した粉体を粒に付着させて、粒を核として
良好に粒成長させることができる。そのため、粉体が連
鎖的に結合することを有効に防止して、任意の粒の大き
さで良好に造粒することができる。また、嵩密度が非常
に小さい粉体であっても、予め存在する粒を核として良
好に造粒することができる。

【０００８】また、バインダを配合して粒成長させる場
合には、粒にバインダが付着されると、撹拌により流動
しているより軽い粉体がその粒に付着されるので、その
粒を核として粒成長させることができる。そのため、バ
インダの結合力にわずかな変化があっても、部分的に泥
化させることなく良好に造粒することができる。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、予め１〜１０ｍｍの大きさの粒
を調製し、それを粉体中に配合することを特徴としてい
る。

【００１０】このような方法によると、予め調製された
１〜１０ｍｍの大きさの粒が粉体中に配合されるので、
粉体を粒に確実に付着させることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、造粒時に加熱することを特徴
としている。

【００１２】このような方法によると、造粒時に積極的
に加熱するので、たとえば、撹拌手段の剪断熱では、良
好に粘性が発現しない粉体であっても、良好に造粒する
ことができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
３のいずれかに記載の発明において、造粒時にバインダ
を配合することを特徴としている。

【００１４】このような方法によると、造粒時にバイン
ダを配合するので、たとえば、加熱により良好に粘性が
発現しない粉体であっても、良好に造粒することができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の造粒方法は、造粒手段を
備える造粒装置により粉体を造粒するために用いられ
る。造粒手段を備える造粒装置としては、いわゆる撹拌
造粒式のものであれば、特に限定されないが、たとえ
ば、スーパーミキサー（ヘンシェルミキサー）、アイリ
ッヒミキサー、水平軸回転羽根式造粒装置などが含まれ
る。好ましくは、図１に示すような内羽根および外羽根
を備える造粒装置が用いられる。以下、図１に示す造粒
装置を説明するとともに、その造粒装置を用いて本発明
の造粒方法の一実施形態について説明する。

【００１６】図１において、この造粒装置１は、粉体を
受け入れるケーシング２と、撹拌手段としての内羽根３
および外羽根４と、給水管５と、バインダ供給管６と、
ジャケット７とを備えている。

【００１７】ケーシング２は、上部が開放されたボック
ス状の容器からなり、その底部下方には、軸受部材８が
設けられている。軸受部材８は、後述する内羽根軸１１
を軸受け支持する内側軸受９と、内側軸受９の外周に設
けられ、後述する外羽根軸１５を軸受け支持する外側軸
受１０とを備えている。

【００１８】内羽根３は、ケーシング２の底部中央にお
いて内側軸受９に回転可能に支持される内羽根軸１１
と、その内羽根軸１１の上端に設けられる羽根部材１２
と、内羽根軸１１の下端に設けられる内羽根側プーリ１
３とを備えている。なお、羽根部材１２は、径方向外方
に延びる複数の内側回転刃１４を備えている。

【００１９】また、外羽根４は、ケーシング２の底部中
央において、内羽根軸１１を内装し、かつ、外側軸受１
０に回転可能に支持される筒状の外羽根軸１５と、その
外羽根軸１５の上端に設けられる複数の外側回転刃１６
と、外羽根軸１５の下端に設けられる外羽根側プーリ１
７とを備えている。なお、外側回転刃１６は、外羽根軸
１５から径方向外方に延び、さらに、ケーシング２の側
壁に沿って、上方に延びるように屈曲形成されている。

【００２０】そして、これら内羽根３および外羽根４
は、互いに独立して回転駆動されるように構成されてお
り、より具体的には、互いに周速差をもって同方向に回
転するか、または、逆方向に回転するように構成されて
いる。なお、互いに周速差をもって同方向に回転する場
合には、内羽根３の回転速度が１５０〜４００回／ｍｉ
ｎで、外羽根４の回転速度が２０〜１００回／ｍｉｎと
なるように回転駆動させることが好ましく、逆方向に回
転する場合には、内羽根３および外羽根４を、回転速度
２０〜４００回／ｍｉｎで同速度で回転駆動させてもよ
く、また、上記した回転速度で互いに周速差をもって回
転駆動させてもよい。

【００２１】なお、この造粒装置１には、駆動手段とし
て原動機１８が設けられており、この原動機１８によっ
て、内羽根側プーリ１３が内羽根側エンドレスベルト１
９を介して回転駆動されるとともに、外羽根側プーリ１
７が外羽根側エンドレスベルト２０を介して回転駆動さ
れるように構成されている。

【００２２】また、給水管５およびバインダ供給管６
は、その開口端部がケーシング２の上方に配置され、ケ
ーシング２内に、給水およびバインダを供給することが
できるように構成されている。なお、給水管５には、給
水弁２１を介して水を貯蔵する水タンク２２が接続され
るとともに、バインダ供給管６には、バインダ供給弁２
３を介してバインダを貯蔵するバインダタンク２４が接
続されており、給水弁２１の開閉動作により、所定量の
水を給水し、また、バインダ供給弁２３の開閉動作によ
り所定量のバインダを供給することができるように構成
されている。また、バインダタンク２４に貯蔵されるバ
インダは、粉体を互いに結合させための結合剤であっ
て、たとえば、デキストリン、カルボキシメチルセルロ
ース、メチルセルロース、水ガラスなどの公知の粘性液
体が用いられる。

【００２３】ジャケット７は、ケーシング２の周りに設
けられ、熱媒が循環される熱媒配管２５を有しており、
その熱媒配管２５に、たとえば、温水、蒸気あるい加熱
オイルなどの熱媒が循環されることにより、ケーシング
２を加熱できるように構成されている。

【００２４】次に、この造粒装置１を用いて、本発明の
造粒方法の一実施形態を説明する。

【００２５】この方法では、まず、造粒する対象となる
粉体中に、１〜１０ｍｍの大きさ（最大長さ）の粒が少
なくとも１０重量％以上含まれるように調製する。

【００２６】造粒する対象としての粉体は、特に制限さ
れないが、たとえば、プラスチックやセラミックなどの
粉体であって、一次加工製品を造粒して二次加工製品と
して使用するためのものや、あるいは、廃材の粉砕時に
生じる粉状物を造粒して再利用するためのものなどが挙
げられる。粉体の大きさは、最大長さが１ｍｍ未満のも
のであって、好ましくは、１〜５００μｍ、さらには、
２０〜２００μｍの球状あるいは角状の粉体が対象とさ
れる。

【００２７】そして、この方法では、粉体に、１〜１０
ｍｍの大きさの粒を少なくとも１０重量％以上配合す
る。

【００２８】１〜１０ｍｍの大きさの粒としては、用途
にもよるが、通常、粉体と同じ材質のものが用いられ
る。粒の大きさは、その最大長さが１〜１０ｍｍ、好ま
しくは、その最大長さが、１〜６ｍｍ、より好ましく
は、２〜５ｍｍの球状あるいは角状のものが用いられ
る。最大長さが１ｍｍ未満であると、連鎖的に結合して
しまい、また、最大長さが１０ｍｍを超えると、造粒物
の粒の大きさにばらつきを生じ、２次的な取り扱いが不
便となる。

【００２９】このような粒は、たとえば、塊状物を粉砕
後分級する、粉体を造粒するなど、公知の方法によって
調製することができる。このような粒としては、より具
体的には、プラスチックやセラミックのフレーク材など
が挙げられる。

【００３０】粉体に、１〜１０ｍｍの大きさの粒を配合
する方法としては、たとえば、ケーシング２に、粉体お
よび所定量の粒を順次投入するようにしてもよく、ま
た、粉体中に予め所定量の粒を混合しておき、その混合
物をケーシング２内に投入するようにしてもよい。

【００３１】さらに、粉体を粉砕することにより得る場
合には、粉砕後に、所定の孔径のふるいなどを用いるこ
とにより、その粉砕によって、１〜１０ｍｍの大きさの
粒が所定量含まれる粉体を同時に得て、それをケーシン
グ２内に投入するようにしてもよい。

【００３２】なお、予め１〜１０ｍｍの大きさの粒を調
製して、それを粉体中に配合するようにすれば、後述す
るように、粉体を粒に確実に付着させることができるの
で、粉体が連鎖的に結合することをより確実に防止し
て、任意の粒の大きさ（最大長さ）でより一層良好に造
粒することができる。

【００３３】粉体と粒との割合は、粉体中に、粒が少な
くとも１０重量％以上あればよいが、たとえば、粉体１
０〜９０重量部に対し、粒が９０〜１０重量部の範囲
で、適宜選択して配合すればよい。たとえば、フレーク
材に粉体を付着させて粉体を回収する用途などに用いる
場合には、粒の割合が粉体の割合よりも多く、たとえ
ば、粉体１０〜３０重量部に対し、粒が９０〜７０重量
部の範囲で配合する。

【００３４】そして、この方法では、このように調製さ
れた、粉体中に１〜１０ｍｍの大きさの粒が所定量配合
された混合物を、造粒装置１において造粒する。

【００３５】造粒装置１において造粒するには、原動機
３２を駆動させて、内羽根３および外羽根４を高速回転
させる。そうすると、ケーシング２内に投入された混合
物が、内羽根３および外羽根４の間において８の字状に
旋回し、これによって団子状に造粒される。

【００３６】この造粒において、基本的には、内羽根３
および外羽根４の剪断熱により、粉体および粒の粘性が
発現されれば、加熱したり、あるいは、バインダを供給
することが不要であるが、内羽根３および外羽根４の剪
断熱のみでは、粉体および粒の粘性が発現しない場合に
は、ジャケット７に熱媒を循環させて積極的に加熱する
か、あるいは、加熱により粉体および粒の粘性が発現し
ない場合には、バインダ供給管２３からバインダを供給
することが好ましい。

【００３７】ジャケット７によって加熱する場合には、
ケーシング２内の温度が、たとえば、４０〜２５０℃、
好ましくは、１００〜２００℃となるように加熱するこ
とが好ましい。これによって、内羽根３および外羽根４
の剪断熱のみでは、良好に粘性が発現しない粉体および
粒であっても、良好に造粒することができる。

【００３８】また、バインダ供給管６からバインダを供
給する場合には、内羽根３および外羽根４が高速回転さ
れ始めた時に、バインダ供給管６から所定量のバインダ
を供給すればよいが、好ましくは、まず、給水管２１か
ら所定量の水を一挙に供給して粉体および粒の混合物の
表面を濡らし、粉体および粒の混合物がその水を吸収せ
ず表面が濡れている間に、バインダ供給管２２から所定
量のバインダを供給する。このように供給することで、
たとえば、非常に吸水性の高い粉体および粒であって
も、粉体および粒の表面がまず水で濡らされるので、次
いで供給されるバインダを、短時間で分散させて、粉体
および粒の内部に吸収させることなく、粉体および粒の
表面に良好に付着させることができる。そのため、バイ
ンダの使用量を低減することができる。そして、このよ
うなバインダの供給によって、加熱により良好に粘性が
発現しない粉体および粒であっても、良好に造粒するこ
とができる。なお、供給する水量は、粉体の種類や吸水
率により適宜決定されるが、たとえば、混合物５ｋｇに
対して、０．１〜１０Ｌ、好ましくは、０．５〜１．５
Ｌ程度、供給するバインダ量は、たとえば、水量に対し
て、０．１〜５倍量、好ましくは、０．５〜２倍量程度
である。

【００３９】そして、この方法では、撹拌される粉体
に、１〜１０ｍｍの大きさの粒が少なくとも１０重量％
以上含まれているので、たとえば、内羽根３および外羽
根４の剪断熱やジャケット７からの加熱により造粒する
場合には、より体積の小さな粉体が粒よりも先に粘性を
発現するので、その粘性が発現した粉体を粒に付着させ
て、粒を核として良好に粒成長させることができる。そ
のため、粉体が連鎖的に結合することを有効に防止し
て、任意の粒の大きさ（最大長さ）で良好に造粒するこ
とができる。また、嵩密度が非常に小さい粉体であって
も、予め存在する粒を核として良好に造粒することがで
きる。

【００４０】また、バインダ供給管６からバインダを供
給して造粒する場合には、粒にバインダが付着される
と、撹拌により流動しているより軽い粉体がその粒に付
着されるので、その粒を核として粒成長させることがで
きる。そのため、バインダの結合力にわずかな変化があ
っても、部分的に泥化させることなく良好に造粒するこ
とができる。

【００４１】そして、このようにして造粒された造粒物
は、たとえば、１〜２０ｍｍ、好ましくは、２〜１０ｍ
ｍの範囲の任意の大きさ（最大長さ）に調整される。な
お、造粒物の大きさの調整は、たとえば、配合する粒の
大きさ、粉体の投入量、内羽根３および外羽根４の回転
速度および造粒時間などにより、適宜調整すればよい。

【００４２】なお、上記の実施形態においては、給水弁
２１およびバインダ供給弁２３の開閉動作により、水お
よびバインダを供給するようにしているが、これら給水
弁２１およびバインダ供給弁２３に代えて、給水ポンプ
およびバインダ供給ポンプを用いてもよい。また、給水
管５には、水タンク２２に代えて、水道管を接続して、
水道圧によって給水するようにしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１に記載の発
明によれば、粉体を粒に付着させることにより、粒を核
として良好に造粒することができる。そのため、粉体が
連鎖的に結合することを防止して、任意の粒の大きさで
良好に造粒することができる。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、粉体が連
鎖的に結合することをより確実に防止して、任意の粒の
大きさでより一層良好に造粒することができる。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、造粒時に
積極的に加熱するので、たとえば、撹拌手段の剪断熱で
は、良好に粘性が発現しない粉体であっても、良好に造
粒することができる。また、この方法によれば、積極的
に加熱しても、粉体を粒に付着させるので、粉体の連鎖
的な結合を防止することができ、任意の粒の大きさで良
好に造粒することができる。

【００４６】請求項４に記載の発明によれば、造粒時に
バインダを配合するので、たとえば、加熱により良好に
粘性が発現しない粉体であっても、良好に造粒すること
ができる。また、この方法によれば、バインダを配合し
ても、粉体を粒に付着させるので、粉体の連鎖的な結合
を防止することができ、任意の粒の大きさで良好に造粒
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の造粒方法に用いられる造粒装置の一実
施形態を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 造粒装置 ３ 内羽根 ４ 外羽根 ６ バインダ供給管 ７ ジャケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F201 AC04 AD04 BA02 BC01 BC12 BC37 BK01 BK15 BL03 4G004 JA02 4G035 AB48 AE13 AE15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撹拌手段を備える造粒装置により粉体を
   造粒する方法であって、 粉体中に１〜１０ｍｍの大きさの粒を少なくとも１０重
   量％以上含むように調製して、造粒することを特徴とす
   る、粉体の造粒方法。
2. 【請求項２】 予め１〜１０ｍｍの大きさの粒を調製
   し、それを粉体中に配合することを特徴とする、請求項
   １に記載の粉体の造粒方法。
3. 【請求項３】 造粒時に加熱することを特徴とする、請
   求項１または２に記載の粉体の造粒方法。
4. 【請求項４】 造粒時にバインダを配合することを特徴
   とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体の造
   粒方法。