JP2004344794A - セラミック顆粒の篩い分け方法、篩い分け装置およびセラミック顆粒 - Google Patents

Abstract

【課題】篩い分け精度および篩い分け効率を向上させることができ、篩い分け対象物である乾式加圧成形用セラミック顆粒の劣化が少なく、篩い用メッシュの目詰まりも少ない篩い分け方法および篩い分け装置を提供すること。
【解決手段】篩い用メッシュ４０の上面にセラミック顆粒を置き、篩い用メッシュ４０の上でセラミック顆粒を三次元円運動させながら、メッシュ４０にブラシ１０ａ，１０ｂの植毛５２ａを当接させ、メッシュ４０の目詰まりを防止しながら、セラミック顆粒の篩い分けを行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば乾式加圧成形用として用いられるセラミック顆粒を篩い分けするための方法および装置と、その篩い分け方法により篩い分けされた乾式加圧成形用セラミック顆粒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックは電子部品に幅広く用いられているが、そのセラミックは、セラミック材料を用いて成形され、その成形体を焼成することにより得られる。
【０００３】
従来、セラミック成形体を製造する方法としては、種々の方法が採用されているが、なかでも乾式の加圧成形法が一般的に広く行われている。
【０００４】
加圧成形法では、まず、セラミック顆粒を作製し、その顆粒を加圧成形することによりセラミック成形体が製造されている。そして、その成形体を焼成することにより焼成体が得られる。セラミック顆粒を製造するための方法としては、たとえばセラミック原料粉末、バインダーおよび水から、水性スラリーを調整し、これをスプレードライヤーで噴霧乾燥して作製する方法がある。またはセラミック原料粉末とバインダー溶液とを攪拌混合し、乾燥とオシレーティング押出し造粒を繰り返して、セラミック顆粒を作製することもできる。
【０００５】
成形方法には、鋳込み成形、射出成形、乾式加圧成形等の方法があるが、中でも乾式加圧成形は、小型から大型形状まで、また複雑な製品形状も容易に大量に得ることができることから一般的に用いられている。
【０００６】
乾式加圧成形法によって得られたセラミック焼結体は、ノート型パソコン、ＰＤＡ等の情報端末や携帯電話、ＰＨＳ等の移動式電話あるいはこれらの周辺機器等の携帯を前提にした電子部品、テレビ、ステレオ等の比較的大型の家電製品等の種々の電子部品に使用されている。最近では、これらに使用されるセラミック焼結体は、益々小型化・薄型化・軽量化されていく傾向にある。そのため、これらの電子部品に使用されるセラミックとしては、小型または薄型でかつ高い耐久性のセラミックが望まれている。
【０００７】
このように小型化・薄型化された電子部品用セラミックを、乾式加圧成形法で得るためには、粒径が細かく、粒が揃っていて流動性に優れたセラミック顆粒を準備する必要がある。
【０００８】
このようなセラミック顆粒の篩い分け方法としては、振動篩いが古くから使用されているが、篩い分けされるセラミック顆粒が、篩い網面で跳ねることが多く、網面との接触時間が短いため、篩い分け精度が低下する。また、２００μｍ以下の微細なセラミック顆粒の連続した篩い分けでは、セラミック顆粒が網目に詰まることにより、連続した篩い分けが困難であった。
【０００９】
また、近年、このような２００μｍ以下の比較的小さい粒状物の篩い分け装置として超音波振動篩が提案されているが、振動篩に比較して網詰まりは少ないものの、超音波振動が伝わり難い篩い網の外周部では、網詰まりが多く発生する。また、強力な超音波振動によりセラミック顆粒の一部が破壊されることもあった。
【００１０】
なお、下記の特許文献１に示すように、篩い網面を螺旋状に動かす篩い分け装置が開発されている。しかしながら、この特許文献１に示す篩い分け装置では、篩い網面による篩い動作をさせている最中にブラシを篩い網面に当接させる構成ではなく、篩い網面に目詰まりが発生するおそれがあった。
【００１１】
また、下記の特許文献２に示すように、超音波振動篩の上面に、浮動ブラシを配置して微細な粒子の篩い分けを行う方法が提案されている。しかしながら、この方法では、基本的には超音波振動を用いているために、強力な超音波振動によりセラミック顆粒の一部が破壊されるおそれが残っている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−２０２１８７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０７２６２号公報。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、篩い分け精度および篩い分け効率を向上させることができ、篩い分け対象物である乾式加圧成形用セラミック顆粒の劣化が少なく、篩い用メッシュの目詰まりも少ない篩い分け方法および篩い分け装置を提供することにある。また、本発明の目的は、その篩い分け方法により篩い分けられ、乾式加圧成形用として好適なセラミック顆粒を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック顆粒の篩い分け方法は、篩い用メッシュの上面にセラミック顆粒を置き、前記篩い用メッシュ上で、前記セラミック顆粒を、三次元円運動させながら、前記メッシュにブラシの植毛を当接させ、
前記メッシュの目詰まりを防止しながら、前記セラミック顆粒の篩い分けを行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るセラミック顆粒の篩い分け装置は、
篩い用メッシュと、
前記篩い用メッシュが保持され、前記篩い用メッシュ上で、セラミック顆粒を、三次元円運動させる揺動軸と、
前記篩い用メッシュの下面に配置され、前記篩い用メッシュに対して相対的に回転可能に保持してあり、植毛が前記篩い用メッシュの下面に当接するブラシとを有する。
【００１６】
本発明において、三次元円運動とは、篩い用メッシュを、ラジアル傾斜（中央から周辺に材料を分散させる篩い用メッシュの傾斜）させると共に、タンジェンシャル傾斜（メッシュ上の排出スピードをコントロールする篩い用メッシュの傾斜）させた状態で、篩い用メッシュを、揺動させることを言う。その結果、篩い用メッシュの上で、セラミック顆粒は、三次元円運動を行うことになる。
【００１７】
本発明の方法によれば、篩い用メッシュ上で、セラミック顆粒を、三次元円運動させながら、前記メッシュにブラシの植毛を当接させるので、篩い用メッシュの目詰まりを防止しながら、たとえば乾式加圧成形用セラミック顆粒を篩い分けすることができる。しかも、本発明では、篩い分け精度および篩い分け効率が向上する。さらに、超音波振動による篩い分けではないので、篩い分け対象物である乾式加圧成形用セラミック顆粒の劣化が少ない。
【００１８】
本発明において、好ましくは、前記篩い用メッシュの目開きが３０〜４００μｍ、さらに好ましくは５０〜２５０μｍである。目開きが小さすぎると、目詰まりしやすくなる傾向にあり、目開きが大きすぎると、微細な粒径のセラミック顆粒を篩い分けすることが困難になる傾向にある。
【００１９】
好ましくは、前記ブラシの植毛の線径が６０〜２５０μｍ、さらに好ましくは８０〜２００μｍである。この植毛の線径が小さすぎると、植毛の強度が弱すぎて、目詰まり防止効果が弱くなる傾向にあり、線径が大きすぎると、細かい網目に対しては目詰まり防止効果が弱くなる傾向があるとともに、植毛の強度が強すぎて、ワイヤ線径が細いメッシュ（目開きが細かい）が劣化し、短時間の使用でメッシュ切れや目開きが広がる等の不具合が発生する傾向にある。
【００２０】
好ましくは、前記ブラシの植毛の長さが３〜２０ｍｍ、さらに好ましくは５〜１５ｍｍである。植毛の長さが、短すぎると、目詰まり防止効果が弱くなる傾向にあり、長すぎると、連続使用により植毛の束の先端が逆円錐状に広がり、メッシュと不均一に当接してしまい目詰まり防止効果が弱くなる傾向にある。
【００２１】
好ましくは、前記篩い用メッシュの目開きをＷとし、前記ブラシの植毛の線径をＤとした場合に、Ｗ−Ｄ≧３０μｍ、またはＤ−Ｗ≧３０μｍである。Ｗ−Ｄが３０μｍよりも小さいと、メッシュの目開きの中に植毛が入り込んだ場合に、その植毛が目開きに引っかかりやすく、千切れる可能性がある。ブラシの植毛が千切れると、顆粒以外の異物となり好ましくない。
また、Ｄ−Ｗが３０μｍよりも小さいと、メッシュの目開きのバラツキなどにより、やはり、植毛が目開きに引っかかりやすく、千切れる可能性がある。しかも、メッシュの目開きが小さい場合（たとえばＷが１００μｍ以下、特に５０μｍ以下の場合）に、その目開きに対して、Ｗ−Ｄ≧３０μｍとなるようなブラシの植毛は、線径Ｄが細すぎて、植毛の強度が弱くなりすぎる。したがって、そのような場合には、Ｄ−Ｗ≧３０μｍとなるように、ブラシの植毛を選択することが好ましい。Ｄ−Ｗ≧３０μｍとすることで、ブラシの植毛の強度を低下させずに、メッシュの目詰まりを防止することができる。
ただし、Ｄ−Ｗ≧３０μｍにおいて、Ｄが大きすぎると、前述したように、細かい網目に対しては目詰まり防止効果が弱くなる傾向があるとともに、植毛の強度が強すぎて、ワイヤ線径が細いメッシュ（目開きが細かい）が劣化し、短時間の使用でメッシュ切れや目開きが広がる等の不具合が発生する傾向にある。したがって、ブラシの植毛の線径Ｄの上限は、好ましくは２５０μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下である。
【００２２】
好ましくは、前記篩い用メッシュの下面に前記ブラシの植毛を当接させながら、前記篩い用メッシュ上で、セラミック顆粒を、三次元円運動させる。篩い用メッシュの上面に前記ブラシの植毛を当接させてもよいが、メッシュの下面が好ましい。メッシュの下面にブラシの植毛を当接させることで、篩い用メッシュによる篩い分けを邪魔することなく、篩い用メッシュの目詰まりを防止することができる。
【００２３】
好ましくは、揺動軸の軸方向に所定隙間で離れた二つ以上の前記篩い用メッシュのそれぞれの上で、前記セラミック顆粒を三次元円運動させながら、各メッシュに前記ブラシの植毛を当接させ、粒度分布が４０〜２００μｍの範囲にあるセラミック顆粒を得る。二つ以上の前記篩い用メッシュを用いることで、所定範囲の粒度分布のセラミック顆粒を得ることができる。
【００２４】
好ましくは、前記ブラシは、ロール体と、前記ロール体の外周に装着された植毛とを有し、前記ロール体は、前記篩い用メッシュに対して相対的に回転する。このような構成のブラシを用いることで、本発明の効果が高まる。
【００２５】
好ましくは、前記ロール体が、前記篩い用メッシュの中心から半径方向の外方に向けて配置してある。このような構成のブラシを用いることで、本発明の効果が高まる。
【００２６】
好ましくは、前記ロール体が、前記篩い用メッシュの中心から半径方向の外方に向けて、外径が太くなるテーパ状である。このような構成のブラシを用いることで、本発明の効果が高まる。なお、単純円柱状のブラシでは、ブラシを取り付けたシャフトが旋回したときに、中心側と外周側とでは相対的な速度（移動距離）が違うため、均一にブラシが自転することが難しく、メッシュに対して不均一に当接することとなり、目詰まり防止効果が低下することはもちろん、メッシュにストレスが掛かり、メッシュの伸びや切れ等の不具合が発生する傾向にある。
【００２７】
好ましくは、前記植毛の束が前記ロール体の外周に、円周方向に等間隔で、しかも前記ロール体の軸方向に沿って等間隔に直線状に配置してある。このような構成のブラシを用いることで、本発明の効果が高まる。なお、植毛を螺旋状ではなく、直線状に配置するのは、メッシュに対するブラシ植毛の当接機会を増やし、目詰まり防止効果を高めるためである。
【００２８】
本発明に係るセラミック顆粒は、上記のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法により篩い分けられ、粒度分布が４０〜２００μｍの範囲、好ましくは５０〜１５０μｍの範囲にある。このような粒度分布の範囲にあるセラミック顆粒は、乾式加圧成形用セラミック顆粒として好適に用いることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るセラミック顆粒の篩い分け装置の概略図、
図２（Ａ）は図１に示す揺動軸と駆動軸との偏芯の度合を示す平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示すＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う揺動軸と駆動軸とのラジアル傾斜角度を示す側面図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）に示すＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿う揺動軸と駆動軸とのラジアル傾斜角度を示す側面図、
図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は篩い用メッシュの上面における粒子の動きを示す図、
図４は図１に示すブラシの斜視図、
図５は図１に示すブラシと篩い用メッシュとの関係を示す要部拡大断面図、
図６は図５のさらに拡大断面図、
図７は本発明の実施例に係るセラミック顆粒の拡大写真、
図８は本発明の比較例に係るセラミック顆粒の拡大写真である。
【００３０】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るセラミック顆粒の篩い分け装置２は、ケーシング４を有する。ケーシング４の中心には、揺動軸６が回転自在に配置してある。揺動軸６の上部には、その軸方向に沿って所定間隔で、第１篩８ａと第２篩８ｂとが、軸芯と略直角な方向に固定してある。
【００３１】
第１篩８ａおよび第２篩８ｂは、基本的な構造が、同じであり、全体として円盤状であり、それぞれ、リング状の外枠４２とリング状の内枠４３との間に、篩い用メッシュ４０が張設してある。それらの内枠４３が、ケーシング４に対して固定される。各外枠４２は、揺動軸６の回りに配置されるが、揺動軸６には固定されない。すなわち、これらの篩８ａおよび８ｂは、揺動軸６と共には回転せず、ケーシング４の内側で、ケーシング４と共に、三次元的に旋回しながら揺動する。
【００３２】
第１篩８ａおよび第２篩８ｂにおける篩い用メッシュ４０の下方には、それぞれ、複数の第１ブラシ１０ａおよび複数の第２ブラシ１０ｂが配置してある。たとえば４本の第１ブラシ１０ａが、第１篩８ａの下面で、揺動軸６の回りに周方向に等間隔に半径方向に沿って配置される。また、同様に、４本の第２ブラシ１０ｂが、第２篩８ｂの下面で、揺動軸６の回りに周方向に等間隔に半径方向に沿って配置される。
【００３３】
図１および図４に示すように、第１ブラシ１０ａおよび第２ブラシ１０ｂは、基本的には、同じ構造であり、円柱状のロール体５０の外周に、植毛の束５２が、円周方向に等間隔で、しかもロール体５０の軸方向に沿って等間隔に直線状に配置してある。ロール体５０は、篩い用メッシュ４０の半径方向の内側から外方に向けて、外径が太くなるテーパ形状である。ロール体５０の外周面に装着してある植毛の束５２の先端は、各メッシュ４０の下面に当接可能になっている。
【００３４】
各ロール体５０は、支持軸５４に対して、その軸芯回りに自転可能になっている。各支持軸５４は、ケーシング４ではなく、揺動軸６に対して固定してあり、揺動軸６の回転と共に回転して揺動する。すなわち、ブラシ１０ａ，１０ｂは、篩８ａ，８ｂに対して、揺動軸６と共に回転して揺動する。なお、篩８ａ，８ｂおよびケーシング４は、揺動軸６の回りで回転はしないようになっているが、揺動軸６の揺動に応じて揺動するようになっている。したがって、ブラシ１０ａ，１０ｂは、篩８ａ，８ｂにおけるメッシュ４０の下面で、メッシュ４０に当接しながら擦られて、それら自身が回転するようになっている。
【００３５】
なお、ケーシング４は、回転はしないが揺動する内ケーシングと、回転も揺動もしない外ケーシングとを少なくとも有する多重構造にしても良い。
【００３６】
ケーンシグ４には、その中央上部に、篩い分けする対象となるセラミック顆粒を入れるための入口１２と、第１篩８ａの上面に残された顆粒を排出する第１排出口１４と、第１篩８ａは通過するが、第２篩８ｂは通過しない顆粒を排出する第２排出口１６と、第１篩８ａおよび第２篩８ｂの双方を通過した顆粒を排出する第３排出口１８とを有する。第１排出口１４は、第１篩８ａよりも上側に位置し、第２排出口１６は第１篩８ａと第２篩８ｂとの間に位置し、第３排出口１８は、第２篩８ｂの下方に位置する。
【００３７】
揺動軸６の下端部は、ケーシング４の底部から突き出ている。その揺動軸６の下端部には、第１フランジ継手２０が偏芯して固定してある。第１フランジ継手２０には、第２フランジ継手２２が、図２に示すように、所定のラジアル傾斜角度θ１およびタンジェンシャル傾斜角度θ２で接続してある。これらの角度θ１およびθ２は、駆動軸２４の軸芯と揺動軸６の軸芯との角度にも対応するが、それらの詳細については後述する。
【００３８】
第２フランジ継手２２には、駆動軸２４が接合してある。駆動軸２４は、支持台２６に対して回転自在に保持してある。駆動軸２４は、駆動ベルト２８を介してモータ３０の回転軸に連結してあり、モータ３０の回転軸により回転駆動される。駆動軸２４が回転すると、継手２０，２２を介して接続してある揺動軸６が、揺動しながら回転することになる。その結果として、ブラシ１０ａ，１０ｂも、揺動しながら回転し、篩８ａ，８ｂは、揺動軸６の回りには回転せずに、三次元的に揺動する。
【００３９】
次に、三次元回転について説明する。図２（Ａ）に示すように、駆動軸２４の中心軸２４ａと揺動軸６の中心軸６ａとは、Δｒの距離で軸芯がずれている。そのために、駆動軸２４により揺動軸６は、Δｒの回転半径で、回転させられる。しかも、図２（Ｂ）に示すように、駆動軸２４の軸芯と揺動軸６の軸芯とは、偏芯方向（Δｒの方向）に沿ってラジアル傾斜角度θ１で傾斜している。ラジアル傾斜角度θ１を０より大きくすることで、揺動軸６により揺動させられる図３（Ａ）に示すメッシュ４０上の顆粒は、矢印方向の動きでメッシュ４０上を移動する。この矢印方向の動きは、中央から周辺に材料を分散させる動きである。
【００４０】
また、図２（Ｃ）に示すように、駆動軸２４の軸芯と揺動軸６の軸芯とは、偏芯方向（Δｒの方向）と直角方向に沿ってタンジェンシャル傾斜角度θ２でも傾斜している。タンジェンシャル傾斜角度θ２を０より大きくすることで、揺動軸６により揺動させられる図３（Ｂ）に示すメッシュ４０上の顆粒は、矢印方向の動きでメッシュ４０上を移動する。この矢印方向の動きは、メッシュ上の排出スピードをコントロールする動きである。
【００４１】
本実施形態では、ラジアル傾斜角度θ１のみでなく、タンジェンシャル傾斜角度θ２を持たせて、駆動軸２４の軸芯と揺動軸６の軸芯とを傾斜させ、それらの角度θ１およびθ２の関係を調節することで、図３（Ｃ）または図３（Ｄ）に示すように、メッシュ４０上の顆粒を、矢印方向に移動させることができる。すなわち、メッシュ４０上で、セラミック顆粒を、三次元円運動させることができる。
【００４２】
図１および図５に示すように、各メッシュ４０の背面には、ブラシ１０ａまたは１０ｂが、メッシュ４０に対して相対的に回転（公転）移動可能に配置してあり、そのブラシ１０ａまたは１０ｂ自体も、その軸芯回りに回転（自転）可能になっている。
【００４３】
ブラシ１０ａまたは１０ｂにおけるロール体５０の外周面には、植毛の束５２が装着してある。植毛の束５２は、図６に示すように、植毛５２ａの集合体である。各植毛５２ａの線径Ｄは、好ましくは６０〜２５０μｍ、さらに好ましくは８０〜２００μｍである。各植毛５２ａの長さＨ１は、好ましくは３〜２０ｍｍ、さらに好ましくは５〜１５ｍｍである。これらの植毛５２ａの長さＨ１は、ロール体５０の外周面からメッシュ４０の下面までの距離Ｈ２と同等あるいは長く設定され、各植毛５２ａの先端がメッシュ４０の下面に当接するようになっている。
【００４４】
メッシュ４０には、上面から下面に貫通する多数の目開き４４が形成してある。この目開き４４を通して、顆粒が振り分けられる。本実施形態では、この目開き４４の内径Ｗは、３０〜４００μｍ、好ましくは４０〜２００μｍ、さらに好ましくは５０〜１５０μｍである。
【００４５】
メッシュ４０の目開き４４の内径Ｗと植毛５２ａの線径Ｄとは、Ｗ−Ｄ≧３０μｍ、またはＤ−Ｗ≧３０μｍの関係にある。Ｗ−Ｄが３０μｍよりも小さいと、メッシュ４０の目開き４４の中に植毛５２ａが入り込んだ場合に、その植毛５２ａが目開きに引っかかりやすく、千切れる可能性がある。ブラシの植毛５２ａが千切れると、顆粒以外の異物となり好ましくない。
また、Ｄ−Ｗが３０μｍよりも小さいと、メッシュ４０の目開き４４のバラツキなどにより、やはり、植毛５２ａが目開き４４に引っかかりやすく、千切れる可能性がある。しかも、メッシュ４０の目開き４４が小さい場合（たとえばＷが１００μｍ以下、特に５０μｍ以下の場合）に、その目開き４４に対して、Ｗ−Ｄ≧３０μｍとなるようなブラシの植毛５２ａは、線径Ｄが細すぎて、植毛５２ａの強度が弱くなりすぎる。したがって、そのような場合には、Ｄ−Ｗ≧３０μｍとなるように、ブラシの植毛５２ａを選択することが好ましい。Ｄ−Ｗ≧３０μｍとすることで、ブラシの植毛５２ａの強度を低下させずに、メッシュ４０の目詰まりを防止することができる。
ただし、Ｄ−Ｗ≧３０μｍにおいて、Ｄが大きすぎると、前述したように、細かい網目に対しては目詰まり防止効果が弱くなる傾向があるとともに、植毛５２ａの強度が強すぎて、目開き４４が細い篩い用メッシュ４０が劣化し、短時間の使用でメッシュ切れや目開きが広がる等の不具合が発生する傾向にある。したがって、ブラシの植毛５２ａの線径Ｄの上限は、好ましくは２５０μｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以下である。
【００４６】
なお、第１篩８ａと第２篩８ｂとでは、目開き４４の内径Ｗの大きさが異なり、一般に、上側に位置する第１篩８ａの目開き内径Ｗ１は、下側に位置する第２篩８ｂの目開き内径Ｗ２よりも大きい。また、第１ブラシ１０ａにおける植毛の線径と、第２ブラシ１０ｂにおける植毛の線径とは、同じでも良いが、各篩８ａ，８ｂの目開きに合わせて、異ならせても良い。
【００４７】
このように構成することで、第１排出口１４からは、目開き内径Ｗ１よりも大きな粒径の顆粒が排出され、第２排出口１６からは目開き内径Ｗ１〜Ｗ２の顆粒が排出され、第３排出口１８からは目開き内径Ｗ２よりも小さな粒径の顆粒が排出される。図１に示す装置２を用いて篩い分けされるセラミック顆粒は、本実施形態では、乾式加圧成形用のセラミック顆粒である。
【００４８】
［セラミック顆粒］
セラミック顆粒は、従来のセラミック顆粒と同様に、主としてセラミック粒子とバインダーとから構成される。この際に使用されるセラミック粒子は、最終的に成形されるセラミック成形体の用途に応じて適宜選択され、代表的には、フェライト、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物系セラミック、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の非酸化物系セラミック、チタン酸バリウム、チタン・ジルコン酸塩およびこれらの複合化合物等の粉末が挙げられる。これらのセラミック粉末は、単独で用いても良くあるいは二種類以上の混合物として用いても良い。また、これらのセラミック粉末の粒径についても、最終製品であるセラミック成形体の原料として従来使用されてきた範囲であることができ、一般には０．５〜５μｍ、好ましくは０．７〜３μｍの範囲である。
【００４９】
［バインダー成分］
セラミック顆粒の造粒に際しては、通常のバインダーが用いられる。このバインダーとしては、従来セラミック粉末の造粒において一般的に使用されている公知のものの中から、任意に選択して用いることができる。このようなバインダーとしては、例えばポリビニルアルコールやポリ酢酸ビニルの部分けん化物、ポリアクリル酸、メチルセルロース、アクリルアミド類の単独重合体や共重合体などが挙げられる。これらのバインダーは、セラミック粉末１００質量部に対し、通常０．４〜５質量部、好ましくは０．６〜２質量部の範囲で用いられる。
【００５０】
［任意成分］
セラミック顆粒を造粒する際に、所望に応じて本発明の目的・効果を損なわない範囲で従来公知の各種添加物を添加することができる。このような添加物の例として、ポリカルボン酸塩、縮合ナフタレンスルホン酸等の分散剤、グリセリン、グリコール類、トリオール類等の可塑剤、ワックス、ステアリン酸（塩）等の滑剤、ポリエーテル系、ウレタン変性ポリエーテル系、ポリアクリル酸系、変性アクリル酸系高分子等の有機系高分子凝集剤、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等の無機系凝集剤等が挙げられる。
【００５１】
［造粒］
これらの各成分を、従来公知の方法によりセラミック顆粒へと造粒する。この際の造粒は、従来公知の噴霧乾燥造粒法またはオシレーティング押出し造粒法により行うことができる。具体的には、前述のセラミック粒子、バインダーおよび所望に応じて各種添加剤を水に分散させたスラリーを調整し、このようにして調整したスラリーをスプレードライヤー等で噴霧乾燥することによって、セラミック成形用顆粒が作製される。あるいは、セラミック粒子、バインダーおよび所望に応じて各種添加剤を攪拌造粒機にて混合造粒して造粒粉を作製し、この造粒粉をオシレーティング造粒機により押出し、造粒と乾燥を繰り返し適用することによっても、セラミック成形用顆粒が作製される。
【００５２】
このようにして造粒された顆粒の形状および粒径は、造粒方法や、目的とする成形体の形状等に依存して適宜選択される。一般には、噴霧乾燥により造粒されたセラミック顆粒は、通常３０〜２５０μｍ、好ましくは６０〜２００μｍ、より好ましくは８０〜１５０μｍの球形である。また、オシレーティング押出しにより造粒された顆粒は、通常８０〜５００μｍ、好ましくは１００〜３００μｍ、より好ましくは１２５〜２００μｍである。
【００５３】
このようにして造粒された顆粒は、図１に示す装置２の入口１２から装置２の内部に入れられ、前述したように篩い分けされる。その結果、たとえば上段篩い網８ａの目開きＷ１を１５０μｍ、下段篩い網８ｂの目開きＷ２を５０μｍとした場合、第２排出口１６からは、粒度分布が５０〜１５０μｍの範囲にある乾式加圧成形用セラミック顆粒が得られ、第１排出口１４からは、粒度分布が１５０μｍよりも大きな範囲の顆粒が得られ、第３排出口１８からは粒度分布が５０μｍよりも小さな範囲の顆粒が得られる。
【００５４】
本実施形態に係る装置２を用いたセラミック顆粒の篩い分け分け方法によれば、篩い用メッシュ４０上で、セラミック顆粒を三次元円運動させながら、メッシュ４０にブラシ１０ａ，１０ｂの植毛５２ａを当接させるので、篩い用メッシュ４０の目詰まりを防止しながら、たとえば乾式加圧成形用セラミック顆粒を篩い分けすることができる。しかも、本実施形態では、篩い分け精度および篩い分け効率が向上する。さらに、超音波振動による篩い分けではないので、篩い分け対象物である乾式加圧成形用セラミック顆粒の劣化が少ない。
【００５５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００５６】
たとえば、ブラシ１０ａおよび１０ｂの構造は、上述した実施形態に限定されず、種々に改変することができる。また、篩いは、揺動軸６に沿って二段に限らず、単段、あるいは３段以上に配置しても良い。
【００５７】
【実施例】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
以下の実施例および比較例において、下記のセラミック顆粒について篩い分けを行った。すなわち、セラミック粉末として、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト粉末（平均粒径１μｍ）６６質量部、水３３質量部、バインダー（ポリビニルアルコール）１．０質量部、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム塩）０．３質量部を、湿式粉砕混合機で混合して、セラミックスラリーを調整した。次に、このスラリーをディスク式アトマイザー１００００ｒｐｍで回転させて、スプレードライヤーを用いて噴霧造粒を行った。得られたセラミック顆粒の嵩密度は１．５ｇ／ｃｍ^３、粒径１５０μｍ以上のセラミック顆粒の含有率は２２質量％、粒径５０μｍ以下のセラミック顆粒の含有率は１０質量％であった。
【００５８】
実施例１
図１に示すように、目開きの内径Ｗ１＝１５０μｍの篩い用網（メッシュ）を有する第１篩８ａと、目開きの内径Ｗ２＝５０μｍの篩い用網（メッシュ）を有する第２篩８ｂとを、揺動軸６の軸方向に沿って所定間隔で取り付けた。これらの篩８ａ，８ｂのそれぞれの下面には、線径Ｄ＝１００μｍの植毛５２ａを持つローラー状ブラシ１０ａ，１０ｂを、それぞれ取り付けた。上段の篩いでは、Ｗ１−Ｄ＝５０μｍであり、下段の篩いでは、Ｄ−Ｗ２＝５０μｍであった。
【００５９】
セラミック顆粒を、入口１２から４０ｋｇ／ｈで篩い分け装置２に供給し、８時間連続篩い分けを行った。上下段の篩い用メッシュ４０では、ブラシ１０ａ，１０ｂが当たっている部分には目詰まりが確認されなかった。第１排出口１４からは粗大粒子（１５０μｍ以上）が回収され、第２排出口１６からは製品顆粒（５０〜１５０μｍ）が回収され、第３排出口１８からは微細粒子（５０μｍ未満）が回収された。
【００６０】
それらの回収量は、第１排出口１４から６９．８ｋｇ（２１．８質量％）、第２排出口１６から２１８．３ｋｇ（６８．２質量％）、第３排出口から３１．９ｋｇ（１０．０質量％）となった。下記の表１に、回収された粒子毎の粒度分布を示す。なお、表１において、上段篩網上が、第１排出口１４から排出された顆粒の粒度分布であり、下段篩網上が、第２排出口１６から排出された顆粒の粒度分布であり、下段篩網下が、第３排出口１８から排出された顆粒の粒度分布である。
【００６１】
また、表１には、回収された顆粒を、顕微鏡により観察し、顆粒の破壊が生じているか否かを調べた結果と、ブラシの植毛が抜け落ちて異物として顆粒中に含まれたか否かを調べた結果を示す。実施例１では、いずれも観察されなかった。また、この実施例１における顆粒の顕微鏡写真を図７に示す。
【００６２】
実施例２
上段の第１篩８ａの下面には、線径Ｄ１＝２００μｍの植毛を持つローラー状ブラシを取り付け、下段の第２篩８ｂの下面には線径Ｄ２＝１００μｍのローラー状ブラシを取り付けた以外は、実施例１と同様にして、装置２を組み立てた。上段の篩いでは、Ｄ１−Ｗ１＝５０μｍであり、下段の篩いでは、Ｄ２−Ｗ２＝５０μｍであった。
【００６３】
セラミック顆粒を入口１２から４０ｋｇ／ｈで篩い分け装置に供給し、８時間連続篩い分けを行った。上下段の篩い用メッシュには、ブラシが当たっている部分では、目詰まりが確認されなかった。
【００６４】
第１排出口１４からは粗大粒子（１５０μｍ以上）が回収され、第２排出口１６からは製品顆粒（５０〜１５０μｍ）が回収され、第３排出口１８からは微細粒子（５０μｍ未満）が回収された。回収量は、第１排出口１４から６７．５ｋｇ（２１．１質量％）、第２排出口１６から２２０．８ｋｇ（６９．０質量％）、第３排出口から３１．７ｋｇ（９．９質量％）となった。下記の表１に、回収された粒子毎の粒度分布を示す。また、実施例１と同様に、顆粒の破壊の有無と、ブラシ抜けによる混入を調べたところ、両者共に観察されなかった。
【００６５】
参考例１
上段の第１篩８ａの下面には、線径Ｄ１＝１２５μｍの植毛を持つローラー状ブラシを取り付け、下段の第２篩８ｂの下面には線径Ｄ２＝１００μｍのローラー状ブラシを取り付けた以外は、実施例１と同様にして、装置２を組み立てた。上段の篩いでは、Ｗ１−Ｄ１＝２５μｍであり、下段の篩いでは、Ｄ２−Ｗ２＝５０μｍであった。
【００６６】
セラミック顆粒を入口１２から４０ｋｇ／ｈで篩い分け装置に供給し、８時間連続篩い分けを行った。上下段の篩い用メッシュには、ブラシが当たっている部分には目詰まりが確認されなかった。
【００６７】
第１排出口１４からは粗大粒子（１５０μｍ以上）が回収され、第２排出口１６からは製品顆粒（５０〜１５０μｍ）が回収され、第３排出口１８からは微細粒子（５０μｍ未満）が回収された。回収量は、第１排出口１４から６７．９ｋｇ（２１．２質量％）、第２排出口１６から２１９．９ｋｇ（６８．７質量％）、第３排出口から３２．２ｋｇ（１０．１質量％）となった。下記の表１に、回収された粒子毎の粒度分布を示す。また、実施例１と同様に、顆粒の破壊の有無と、ブラシ抜けによる混入を調べたところ、顆粒の破壊は観察されなかったが、得られた製品（５０〜１５０μｍ）の中に、篩い用メッシュ４０に挟まったことにより抜け落ちたブラシ（植毛）のコンタミが確認された。
【００６８】
【表１】

【００６９】
比較例１
目開きの内径Ｗ１＝１５０μｍの篩い用網（第１メッシュ）に、共振リングを付けると共に、目開きの内径Ｗ２＝５０μｍの篩い用網（第２メッシュ）に、共振リングを付け、超音波振動式篩い装置を作製した。
【００７０】
実施例１と同様に、セラミック顆粒を４０ｋｇ／ｈで篩い分け装置に供給し、８時間連続篩い分けを行った。上下段の篩い用メッシュにおける共振リング付近では目詰まりが少ないが、メッシュの外周部には目詰まりが多く見られた。
【００７１】
第１メッシュ上では、粗大粒子（１５０μｍ以上）が回収され、第１メッシュと第２メッシュとの間では、製品（５０〜１５０μｍ）が回収され、第２メッシュの下では、微細粒子（５０μｍ未満）が回収された。第１メッシュ上の回収量は、６２．７ｋｇ（１９．６質量％）、第１メッシュと第２メッシュとの間での回収量は、２３２．５ｋｇ（７２．７質量％）、第２メッシュ下での回収量は、２４．８ｋｇ（７．７質量％）であった。
【００７２】
下記の表１に、回収された粒子毎の粒度分布を示す。また、実施例１と同様に、顆粒の破壊の有無を調べたところ、得られた製品（５０〜１５０μｍ）中、および第２メッシュ下の微細粒子（５０μｍ未満）の中に、一部破壊された顆粒が確認された。この比較例１における顆粒の顕微鏡写真を図８に示す。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、篩い分け精度および篩い分け効率を向上させることができ、篩い分け対象物である乾式加圧成形用セラミック顆粒の劣化が少なく、篩い用メッシュの目詰まりも少ない篩い分け方法および篩い分け装置を提供することができる。また、本発明では、乾式加圧成形用として好適なセラミック顆粒を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るセラミック顆粒の篩い分け装置の概略図である。
【図２】図２（Ａ）は図１に示す揺動軸と駆動軸との偏芯の度合を示す平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示すＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う揺動軸と駆動軸とのラジアル傾斜角度を示す側面図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）に示すＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿う揺動軸と駆動軸とのラジアル傾斜角度を示す側面図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｄ）は篩い用メッシュの上面における粒子の動きを示す図である。
【図４】図４は図１に示すブラシの斜視図である。
【図５】図５は図１に示すブラシと篩い用メッシュとの関係を示す要部拡大断面図である。
【図６】図６は図５のさらに拡大断面図である。
【図７】図７は本発明の実施例に係るセラミック顆粒の拡大写真である。
【図８】図８は本発明の比較例に係るセラミック顆粒の拡大写真である。
【符号の説明】
２… 篩い分け装置
４… ケーシング
６… 揺動軸
８ａ，８ｂ… 篩
１０ａ，１０ｂ… ブラシ
２４… 駆動軸
４０… 篩い用メッシュ
４４… 目開き
５０… ロール体
５２… 植毛の束
５２ａ… 植毛

Claims (14)

1. 篩い用メッシュの上面にセラミック顆粒を置き、前記篩い用メッシュ上で、前記セラミック顆粒を、三次元円運動させながら、前記メッシュにブラシの植毛を当接させ、
   前記メッシュの目詰まりを防止しながら、前記セラミック顆粒の篩い分けを行うことを特徴とするセラミック顆粒の篩い分け方法。
2. 前記篩い用メッシュの目開きが３０〜４００μｍである請求項１に記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
3. 前記ブラシの植毛の線径が６０〜２５０μｍである請求項１または２に記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
4. 前記ブラシの植毛の長さが３〜２０ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
5. 前記篩い用メッシュの目開きをＷとし、前記ブラシの植毛の線径をＤとした場合に、Ｗ−Ｄ≧３０μｍ、またはＤ−Ｗ≧３０μｍである請求項１〜４のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
6. 前記篩い用メッシュの下面に前記ブラシの植毛を当接させながら、前記篩い用メッシュ上で、セラミック顆粒を、三次元円運動させる請求項１〜５のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
7. 揺動軸の軸方向に所定隙間で離れた二つ以上の前記篩い用メッシュのそれぞれの上で、前記セラミック顆粒を三次元円運動させながら、各メッシュに前記ブラシの植毛を当接させ、粒度分布が４０〜２００μｍの範囲にあるセラミック顆粒を得る請求項１〜６のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
8. 前記ブラシは、ロール体と、前記ロール体の外周に装着された植毛とを有し、前記ロール体は、前記篩い用メッシュに対して相対的に回転する請求項１〜７のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
9. 前記ロール体が、前記篩い用メッシュの中心から半径方向の外方に向けて配置してある請求項８に記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
10. 前記ロール体が、前記篩い用メッシュの中心から半径方向の外方に向けて、外径が太くなるテーパ状であるセラミック顆粒の篩い分け方法。
11. 前記植毛の束が前記ロール体の外周に、円周方向に等間隔で、しかも前記ロール体の軸方向に沿って等間隔に直線状に配置してある請求項８〜１０のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載のセラミック顆粒の篩い分け方法により篩い分けられた粒度分布が４０〜２００μｍの範囲にある乾式加圧成形用セラミック顆粒。
13. 篩い用メッシュと、
    前記篩い用メッシュが保持され、前記篩い用メッシュ上で、セラミック顆粒を、三次元円運動させる揺動軸と、
    前記篩い用メッシュの下面に配置され、前記篩い用メッシュに対して相対的に回転可能に保持してあり、植毛が前記篩い用メッシュの下面に当接するブラシとを有する
    セラミック顆粒の篩い分け装置。
14. 前記篩い用メッシュの目開きをＷとし、前記ブラシの植毛の線径をＤとした場合に、Ｗ−Ｄ≧３０μｍ、またはＤ−Ｗ≧３０μｍである請求項１３に記載のセラミック顆粒の篩い分け装置。

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