JP2004130281A

JP2004130281A - 粉体の液中添加方法及び装置

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Publication number: JP2004130281A
Application number: JP2002300147A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Morioka; 森岡　哲朗; Mitsuharu Kojima; 小島　光治
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-15
Also published as: JP3941866B2

Abstract

【目的】粉体を液中に添加する際に、液中添加配管での粉体の詰まりを無くす。
【構成】フレコンバック１０に粉体払出接続治具１５を介して払出管４０、粉体ポンプ４１を接続する。粉体ポンプ４１の吐出側に搬送管４２を設け、この搬送管４２の先端を液中添加槽５０内のイオン水５３の中に配置する。粉体払出接続治具１５に吹き出し管２７，２８を接続し、払出用エアと搬送用エアとを吹き出す。搬送管４２のポンプ近くに搬送用エア吹き出し管４３を設け、搬送用エアを粉体搬送方向に向けて、その流速が２．０ｍ／ｓ以上となるようにして吹き出す。常に搬送用エアが搬送管４２から吹き出すため、液中添加用の搬送管４２内で粉体がペースト状になって付着することがなくなり、管詰まりが無くなる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は粉体をタンクなどの液中に添加する粉体の液中添加方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平９−３２３８２１号公報（［００２６］，図４）
【０００３】
非常に舞い易い粉体をタンク上部から溶媒の液面に投入した場合に、投入した粉体が舞い出してしまい、規定の投入量が狂ってしまうことがある。また、粉体が舞い出してしまうと、作業環境上も好ましくない。このため、液中に先端が没した液中添加配管を用いて、粉体を液中で添加することが行われている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液中添加配管を用いて粉体を液中で添加する場合には、親水性の粉体の場合には、液中添加配管の先端付近で、水を吸った粉体がペースト状となって配管内面に付着し、配管が閉塞してしまう問題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、液中添加配管を用いて粉体を液中で添加する際に、液中添加配管内の閉塞を防止して、粉体の液中添加を安定して行えるようにした粉体の液中添加方法及び装置を提供することを目的とする。
【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、本発明では、粉体を搬送エアの吹き出しによって搬送し、液中添加配管を用いて粉体を液中に添加する粉体の液中添加方法において、前記搬送エアの前記液中添加配管内の出口付近の流速を２．０ｍ／ｓ以上にしている。なお、前記液中添加配管に接続される粉体ポンプを備え、前記粉体ポンプの粉体吐出側の前記液中添加配管に、前記搬送エアの吹き出し口を粉体搬送方向へ向けて配置し、搬送エアの吹き出しを行うことが好ましい。また、前記粉体は粉体容器に収納されており、前記粉体容器の払出口に粉体搬送用エアの吹き出し口を設け、この吹き出し口から前記搬送エアを吹き出すことが好ましい。さらに、前記液中添加配管の少なくとも液中配置部分の内面を樹脂コーティングすることが好ましく、この場合にはペースト状の粉体の付着がより一層防止される。
【０００７】
また、本発明では、粉体を粉体ポンプによって液中添加配管へ送り出し、この液中添加配管を用いて粉体を液中に添加する粉体の液中添加装置において、前記粉体ポンプの粉体吐出側の前記液中添加配管に設けられ、粉体搬送方向へ向けて搬送エアを吹き出すとともに、前記液中添加配管の出口付近の搬送エアの流速を２．０ｍ／ｓ以上とする搬送エア吹き出し手段を備えている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、フレコンバックの粉体払出装置の全体構成を示す概略図である。フレコンバック１０は吊りバンド１１に掛けられて、ウインチ１２などのフック１３により吊り下げ配置される。なお、吊りバンド１１でフレコンバック１０を吊り下げる場合に、図示は省略したが十字形ハンガーを用いることが好ましく、この場合には十字形ハンガーのそれぞれの先端のフックに、吊りバンド１１を個別に掛けることにより、フレコンバック１０の自重でフレコンバックが絞られて粉体が締まることがなくなり、粉体が出にくくなることが防止される。また、ハンガーは十字形に限られず、フレコンバック１０が絞られることがないように吊るすことができるものであればよく、その形状や支持点数は適宜変更してよい。
【０００９】
フレコンバック１０の下部は、円錐形状に絞られて形成されており、これの下部に排出口１０ａが設けられている。この排出口１０ａには、本発明の粉体払出接続治具１５がカップリング１６を介して取り付けられている。フレコンバック１０には例えばシリカ粉体が収納されている。
【００１０】
図２及び図３に示すように、カップリング１６は、フレコンバック１０の排出口１０ａに取り付けられる雄型カップリング部材１７と、これを保持する雌型カップリング部材１８とから構成されている。雌型カップリング部材１８には粉体払出接続治具１５が固着されている。また、雌型カップリング部材１８には、締結レバー２１が取り付けられており、これを操作することで、両カップリング部材１７，１８を締結（実線表示）または締結解除（二点鎖線表示）することができる。
【００１１】
図３に示すように、粉体払出接続治具１５は、レデューサからなる外筒体２３と、パイプからなる内筒体としての粉体誘導管２４と、粉体誘導管２４を外筒体２３に固定するメクラ板２５及びソケット２６と、粉体払出用エア吹き出し管２７と、粉体搬送用エア吹き出し管２８とから構成されている。
【００１２】
粉体払出用エア吹き出し管２７はＬ字形に形成されており、ノズル部２７ａとエルボ部２７ｂと連通部２７ｃとから構成されている。ノズル部２７ａは取付板２９を介して粉体誘導管２４に固定されている。連通部２７ｃは、粉体誘導管２４と外筒体２３とを貫通し、外部に連結口２７ｄが突出している。
【００１３】
粉体搬送用エア吹き出し管２８は、外筒体２３を貫通するように取り付けられており、粉体搬送用エアを外筒体２３内に送り込む。これら各吹き出し管２７，２８にはバルブ３０，３１及びワンタッチカップリング３２，３３を介してエア供給ホース３４，３５が接続されている。
【００１４】
図４に示すように、外筒体２３の下部接続口２３ａには払出管４０が接続されており、この払出管４０を介して粉体ポンプ４１の供給口４１ａに接続されている。粉体ポンプ４１は、エア駆動式ダイアフラムポンプが用いられるが、粉体をエアで搬送するタイプであればよく、他の粉体ポンプを用いてもよい。
【００１５】
粉体ポンプ４１の粉体吐出口４１ｂには粉体搬送管４２が接続されており、この粉体搬送管４２により、シリカ粉体が液中添加槽５０（図１参照）に送られる。粉体搬送管４２の粉体吐出口４１ｂ近くには搬送用エア吹き出し管４３が粉体搬送方向に向けてエアを吹き出すように配置されている。この搬送用エア吹き出し管４３にはバルブ４４、ワンタッチカップリング４５及びエアホース４６を介してエアー供給源４７が供給される。エア供給源４７には図示しない圧力調節弁が設けられており、各吹き出し管２７，２８，４３へのエア供給圧力が調節される。
【００１６】
図１に示すように、液中添加槽５０は、槽本体５１と攪拌器５２とから構成されており、予めイオン交換水５３とカチオン性樹脂（ジアリルアンモニウム塩誘導体ポリマー）とが入れられている。攪拌器５２はディゾルバ式の攪拌羽根５２ａとこれを回転するモータ５２ｂとから構成されている。槽本体５１の内部周面に邪魔板５４が槽本体５１の円周方向で４個配置されており、粉体とイオン交換水５３とカチオン性樹脂とが効率よく分散または混合される。なお、邪魔板５４の形状や配置個数などは適宜変更してよい。
【００１７】
液中添加槽５０には粉体搬送管４２の先端４２ａが液中に没するように配置されている。これにより、粉体が舞い上がることなくイオン交換水５３に添加される。液中添加槽５０における粉体搬送管４２の先端位置は液中であれば任意でよいが、攪拌羽根５２ａの上部の負圧部分に先端４２ａを配置した場合には、粉体の分散性は向上するものの、粉体流量が多くなった場合にキャビテーションを起こし易くなってしまう。このため、なるべく液面から下の位置に先端４２ａを位置させることが好ましい。そして、攪拌回転数を上げることにより分散性を高める。
【００１８】
この粉体搬送管４２のうち、図５に示すように、少なくとも液中添加槽５０内に位置する管本体７０の内壁面はテフロン（登録商標）コーティングされており、樹脂コーティング層７１が設けられている。また、粉体搬送用エアが粉体ポンプ４１の出口側から供給されているので、粉体搬送管４２の先端付近で、吸湿してペースト状となった粉体が付着することが防止され、粉体詰まりなどの発生がなくなる。
【００１９】
液中添加槽５０でシリカ粉体やカチオン性樹脂が分散または混合されたイオン交換水は、図示しない排出口及びバルブを介して微分散工程へ送られる。微分散後にバインダー、硬膜剤、塗布助剤などとブレンドし、塗布液を作製する。この塗布液をウェブに塗布し、製品としてのインクジェット記録紙が製造される。
【００２０】
次に、本実施形態の作用を説明する。図１に示すように、フレコンバック１０をウインチ１２により吊り下げて、カップリング１６を介して、粉体払出接続治具１５をフレコンバック１０に取り付ける。粉体払い出しでは、図４に示すように、まず粉体払出用エア吹き出し管２７からエアが吹き出され、フレコンバック１０を膨らませる。次に、粉体搬送用エア吹き出し管２８からエアを吹き出した後に、粉体ポンプ４１を運転し、粉体搬送を実施する。
【００２１】
このように、フレコンバック１０内へ払出用エアを専用の吹き出し管２７を用いて導入することにより、フレコンバック１０内の下部における粉体のブリッジ形成が抑制される。また、フレコンバックの下部が絞り込まれることがなくなるため、粉体払出口の閉塞がなくなり、粉体を円滑に払いだすことができる。しかも、粉体誘導管２４を備えるため、フレコンバック下部の絞り込みが確実になくなり、粉体排出口付近における閉塞の防止が図られる。また、粉体ポンプ４１の下流側に搬送用エアを導入することにより、接続治具１５から投入するエア量を減らすことができ、粉体払出流量を多くすることができる。
【００２２】
なお、フレコンバック１０内へ向けての粉体払出用エア吹き出し管２７からの払出エアー吹き出し量は１〜３Ｎｍ^３／ｈ、払出管４０へ向けての粉体搬送用エア吹き出し管２８の搬送エアのエア吹き出し量は０〜３Ｎｍ^３／ｈ、粉体ポンプ４１以降の粉体搬送管４２へ向けての搬送用エア吹き出し管４３からの搬送エアのエア吹き出し量は９〜１０Ｎｍ^３／ｈとすることが好ましい。また、エアを用いて粉体を搬送しているが、これは他の例えば窒素ガス，不活性ガスなどを用いてもよい。
【００２３】
また、粉体搬送管４２の内径などは搬送用エア吹き出し管４３からの搬送エアの吹き出し量や、粉体搬送量に基づき決定される。例えば、搬送エアの吹き出し量が９〜１０Ｎｍ^３／ｈの場合には、配管径を３２Ａ、または４０Ａにすることで、搬送エアの流速を２．０ｍ／ｓ以上にすることができる。
【００２４】
次に、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下に示す実施例のみに限定されるものではない。また、特に断らない限り、実施例中の「部」及び「％」はそれぞれ質量部、質量％を示す。
【００２５】
［実施例］
図１に示すように、ＢＥＴ法による比表面積３００ｍ^２／ｇの気相法シリカ粉体（ＱＳ−３０（株）トクヤマ製）が５０ｋｇ入ったフレコンバック１０から、シリカ粉体を払い出し、予めジアリルアンモニウム塩誘導体ポリマーが入れられたイオン交換水５３に液中添加する工程において、図２、図３に示すような接続治具１５を用いて、まずフレコンバック１０の内部へエアを導入してフレコンバック１０を膨らました後に、搬送エアを接続治具１５とポンプ下流側の粉体搬送管４２に導入し、次に粉体ポンプ４１を運転して粉体搬送を実施した。粉体搬送中もフレコンバック１０内へのエア吹き出しは続行した。フレコンバック１０内へ向けての払出エアー吹き出し量は３Ｎｍ^３／ｈであり、払出管４０へ向けての搬送エアのエア吹き出し量は３Ｎｍ^３／ｈであり、ポンプ後の搬送管４２へ向けての搬送エアのエア吹き出し量は１０Ｎｍ^３／ｈであった。この実施例では、連続的に６．０ｋｇ／ｍｉｎでの粉体搬送が行えた。また、タンクへの液中添加配管は、流速が２．０ｍ／ｓ以上となる配管径（３２Ａ，４０Ａ）にすることにより、配管内での粉体閉塞の発生はなかった。
【００２６】
［比較例１］
粉体及びフレコンバックから液中添加配管前までの機器構成は実施例と同じであるが、液中添加配管の径を５０Ａと大きくし、流速を１．１ｍ／ｓとしたところ、３００ｋｇ程度の粉体を液中添加した時点で、吸湿してペースト状となったシリカ粉体で、液中添加配管の内部が閉塞してしまった。
【００２７】
［比較例２］
粉体及びフレコンバックから液中添加配管前までの機器構成は実施例と同じであるが、搬送管４２へ向けてのエア吹き出し量を調整し、流速１．９ｍ／ｓとした。この比較例２では、吸湿してペースト状となったシリカ粉体によって液中添加配管の内部が閉塞してしまった。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体を搬送エアの吹き出しによって搬送し、液中添加配管を用いて粉体を液中に添加する際に、搬送エアの液中添加配管内の流速を２．０ｍ／ｓ以上とすることにより、液中添加配管内で粉体がペースト状となって管内壁に付着することがなくなる。これにより、液中添加配管の閉塞が防止され、液中に粉体を安定的に供給することができる。
【００２９】
また、液中添加配管に接続される粉体ポンプを備え、この粉体ポンプの粉体吐出側の前記液中添加配管に、搬送エアの吹き出し口を粉体搬送方向へ向けて配置し、搬送エアの吹き出しを行うことにより、粉体搬送が中断した場合であっても搬送エアが液中添加配管から吹き出されるため、液中添加配管の閉塞が防止される。また、粉体容器の払出口に粉体搬送用エアの吹き出し口を設けることにより、同様にして液中添加配管の閉塞が防止される。さらに、液中添加配管の少なくとも液中配置部分の内面を樹脂コーティングすることにより、ペースト状の粉体の付着が防止され、管閉塞が無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレコンバックの粉体払出装置の全体を示す概略図である。
【図２】フレコンバックの粉体払出接続治具を示す正面図である。
【図３】粉体払出接続治具を示す縦断面図である。
【図４】粉体排出接続治具とポンプとを示す概略の断面図である。
【図５】粉体搬送管の先端付近を示す一部を切り欠いた断面図である
【符号の説明】
１０　フレコンバック
１５　粉体払出接続治具
１６　カップリング
２３　外筒体
２４　粉体誘導管
２７　粉体払出用エア吹き出し管
２８　粉体搬送用エア吹き出し管
４０　払出管
４１　粉体ポンプ
４２　粉体搬送管
４３　搬送用エア吹き出し管
５０　液中添加槽
５１　槽本体
５２　攪拌器
５３　イオン交換水
７１　樹脂コーティング層

Claims

粉体を搬送エアの吹き出しによって搬送し、液中添加配管を用いて粉体を液中に添加する粉体の液中添加方法において、
前記搬送エアの前記液中添加配管内の出口付近の流速を２．０ｍ／ｓ以上とすることを特徴とする粉体の液中添加方法。
前記液中添加配管に接続される粉体ポンプを備え、前記粉体ポンプの粉体吐出側の前記液中添加配管に、前記搬送エアの吹き出し口を粉体搬送方向へ向けて配置し、搬送エアの吹き出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の粉体の液中添加方法。
前記液中添加配管の少なくとも液中配置部分の内面を樹脂コーティングすることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つ記載の粉体の液中添加方法。
粉体を粉体ポンプによって液中添加配管へ送り出し、この液中添加配管を用いて粉体を液中に添加する粉体の液中添加装置において、
前記粉体ポンプの粉体吐出側の前記液中添加配管に設けられ、粉体搬送方向へ向けて搬送エアを吹き出すとともに、前記液中添加配管の出口付近の搬送エアの流速を２．０ｍ／ｓ以上とする搬送エア吹き出し手段を有することを特徴とする粉体の液中添加装置。