JP2934268B2 - 粉体の表面被覆方法とその装置 - Google Patents

粉体の表面被覆方法とその装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、粉体の表面被覆方法とその装置に関する
ものである。さらに詳しくは、この発明は、微細な粉体
の凝集を抑え、かつその表面を均一に高効率で被覆する
ことのできる粉体の被覆方法とそのための装置に関する
ものである。
（従来の技術とその課題） 従来より、様々な分野において粉体の表面被覆が行わ
れてきており、粉状物、ペレット、あるいは微細繊維の
表面に機能性被覆層や保護層等を形成することが種々の
方法によって行われてきている。
たとえば、撹拌羽根を有する撹拌混合装置において粉
体表面を被覆することや、あるいは、粉体と被覆材とを
ジェット流によって噴出させて粉体表面を被覆する方法
などが知られている。
しかしながら、これらの従来の方法においては、ミク
ロンあるいはサブミクロンオーダーの粉体の表面に所定
の被覆を行うことが極めて難しく、微細粉体の凝集を抑
え、しかもこれら粉体の形状、大きさを損うことなく、
個々の粒子表面に所定の被覆を行うことは困難であっ
た。
このような問題は、微細粉体はその２次凝集によって
凝集塊を生成しやすく、また、機械的強制混合によって
粉体が破壊されやすいことに帰因している。
また一方、これまでのいずれの方法においても、粉体
の表面被覆においては、粉体と被覆材とが装置の壁面に
付着しやすく、このことが原因となって被覆粉体の生産
性の向上にはおのずと限度があった。
このため、ミクロンあるいはサブミクロンオーダーの
微細粉体であっても、その凝集、あるいは破壊を抑え、
均一に高効率で粉体表面を被覆することのできる方法と
そのための装置の実現が強く望まれていた。
この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもの
であり、従来法の限界を克服し、ミクロンオーダーの微
細粉体であっても、粒子の凝集、破壊を抑え、かつ装置
壁面への付着もなく、均一に高効率で表面被覆すること
のできる新しい粉体被覆方法とそのための装置を提供す
ることを目的としている。
（課題を解決するための手段） この発明は、上記の課題を解決するものとして、コア
ンダスパイラルフローによる粉体流路に、コアンダスパ
イラルフロー生成部のコアンダスリットを通して拡散気
体によって霧状とした液体被覆材を吹込むことを特徴と
する粉体表面被覆方法を提供する。
また、この発明は、その装置として、コアンダスパイ
ラルフローによる粉体導入部と、その流れ方向後部に配
置した、拡散気体によって霧状とした液体被覆材を吹込
むためのコアンダスリットを有するコアンダスパイラル
フロー部とを連結してなることを特徴とする粉体の表面
被覆装置を提供する。
この発明の方法が対象とする粉体は、その種類、形状
に特段の限定はなく、金属、無機物、高分子等の適宜な
種類の粒状、ペレット状、短繊維状、あるいは不定形状
等の任意のものとすることができ、その大きさはミクロ
ンまたはサブミクロンオーダーの微細粉体までも対象と
して扱うことができる。特にこの発明は、微細な短繊維
状粉体の表面被覆法として有用なものでもある。
被覆材についても特段の限定はない。液体被覆材とし
て使用できるものであれば、粉体表面の改質、保護、新
機能の付与などを目的とし、物理的被覆、あるいは反応
性被覆のいずれの手段によるものでもよい。
これらの粉体および被覆材を用いてのこの発明は、コ
アンダスパイラルフローによる流体現象を利用し、この
コアンダスパイラルフローの特長を高度にプロセス化し
て完成されたものである。
このコアンダスパイラルフローは、流体の流れる軸方
向流とその周囲との速度差、密度差が大きく、流路壁面
近傍に動的境界域が形成されるという特徴を有し、しか
も軸方向ベクトルと半径方向ベクトルとの合成によって
特有のスパイラル流が形成されるという特徴がある。こ
のような特徴を利用して、すでにこの発明の発明者らに
よってコアンダスパイラルフローの生成とその応用に関
する技術的提案が数多くなされている。
以下、添付した図面に沿ってこの発明の方法および装
置についてさらに詳しく説明する。
添付図面の第１図および第２図は、この発明の装置の
一例を示したものである。
たとえば第１図に示したように、この発明の粉体の被
覆装置は、ユニット（Ａ）とユニット（Ｂ）との連結複
合構造を有している。もちろん、このユニット（Ａ）
（Ｂ）は、構造的に一体であってもよく、その機能とし
ては連結されていると考えることができる。
ユニット（Ａ）はコアンダスパイラルフローによる粉
体導入部であって、供給口（１）および吐出口（２）と
ともに、横方向からの気体導入のための環状スリット
（３）およびこの環状スリット（３）近傍の湾曲傾斜面
（４）、さらに気体供給管（５）と分配部（６）を有し
ている。
処理対象の粉体は供給口（１）より導入し、環状スリ
ット（３）から導入した加圧気体によって次のユニット
（Ｂ）へと粉体を搬送する。加圧気体は湾曲傾斜面
（４）に沿ってコアンダ流を形成し、かつ、粉体の流れ
にスパイラルモーションを生成させる。
また、ユニット（Ｂ）においては、拡散気体によって
霧状した液体被覆材を吹込むための環状スリット
（７）、湾曲傾斜面（８）および分配部（９）を有し、
霧状液体被覆材を生成、供給するための加圧気体供給管
（10）と液体供給管（11）とを備えている。
このユニット（Ｂ）では、加圧気体と液体被覆材との
混合による霧状被覆材を環状スリット（７）より粉体の
流路に対して吹込み、粉体の表面をこの被覆材によって
被覆し、吐出口（12）より吐出される。
ユニット（Ａ）の環状スリット（３）から吹込む加圧
気体、およびユニット（Ｂ）の環状スリット（７）から
吹込む加圧気体としては、空気、不活性ガス、反応性ガ
スの適宜なものとすることができ、被覆材および粉体の
種類や物性、さらには目的とする被覆の特徴、たとえば
物理的あるいは反応性被覆の区別等に応じて選択するこ
とができる。
気体は１〜10kg/cm2、さらにはそれ以上の加圧度とす
ることができ、導入する粉体の量、流速、あるいは霧状
被覆材の吹込み量、その速度に対応して設定する。固気
比についても広い範囲で選択することができる。
また、湾曲傾斜面（４）（８）の傾斜角も広く可変と
することができ、コアンダスパイラルフローが生成し、
これが破壊されない状態として、たとえば20〜70゜程度
の傾斜角とすることができる。
これらの具体的要件を有するこの発明の装置とこれを
用いた粉体の被覆方法においては、ユニット（Ａ）およ
びユニット（Ｂ）との機能構成が必須である。粉体の２
次凝集を抑えて、その分散を促進し、さらに短繊維にと
って特に重要な配向を生成させるためにユニット（Ａ）
は欠かせない。また、このように分散を良好とした粉体
に被覆材を高度分散・接触させて、均一および高効率で
の被覆を可能とするためにはユニット（Ｂ）が欠かせな
い。ユニット（Ｂ）では、乾燥作用も重要である。
なお、被覆の効率向上、所定の物性付与のために、さ
らには被覆した粉体の搬送のために、ユニット（Ｂ）の
吐出口（12）までの湾曲傾斜面（８）からの距離を適宜
に延長することができ、吐出口（12）に管路を接続する
ようにしてもよい。
また、霧状の液体被覆材は、上記のように、分配部
（９）において混合生成させてもよいし、あらかじめ混
合した気液混合体を環状スリット（７）から吹出すよう
にしてもよい。
第２図は、別の例を示したものであり、ユニット
（Ａ）（Ｂ）は第１図とは異なる連結構造を示してい
る。ユニット（Ａ）の湾曲傾斜面（４）が、ユニット
（Ｂ）と連結した傾斜面を形成している。また、ユニッ
ト（Ｂ）の吐出口（12）には、搬送管路（13）を接続し
ている。
次のこの発明の実施例を説明する。
実施例１ 第１図に示した装置を用いて被覆を行った。装置ユニ
ット（Ａ）（Ｂ）の各々の長さは約10cmで、ユニット
（Ｂ）の吐出口（12）の内径を16mm、湾曲傾斜面（４）
（８）の傾斜角を45゜とした。
ユニット（Ａ）の供給口（１）からは、チタン酸カリ
ウム（K2Ｏ・6TiO2）繊維を粉体として導入した。この
チタン酸カリウム繊維は、平均繊維長10〜20μｍで、繊
維系は0.2〜0.5μｍであった。
ユニット（Ａ）の気体供給管（５）より5kg/cm2の加
圧空気を導入した。
また、ユニット（Ｂ）の液体供給管（11）よりマイク
ロポンプにより５％シラン剤含有エチルアルコールを、
また気体供給管（10）より上記同様の空気を供給し、環
状スリット（８）から霧状とした液体シラン被覆剤を吹
込んだ。
なお、マイクロポンプによる液体供給は、10〜100cc/
分の範囲で行った。
固気比は約１となるようにした。
コアンダユニット（Ｂ）を通過する過程においてアル
コールは乾燥除去され、シラン剤で表面被覆されたチタ
ン酸カリウム繊維を得た。
チタン酸カリウムは親水性で、通常はメタクリル酸メ
チル（溶剤）等には分散しないが、上記のシラン処理し
たものは、きれいに分散した。
チタン酸カリウム繊維の凝集、破損はなく、またユニ
ット（Ａ）（Ｂ）内壁面へのこの繊維やシラン被覆材の
付着は認められなかった。
実施例２ 第２図に示した装置を用いて実施例１と同様に被覆を
行った。均一かつ高効率でのシラン剤の被覆が可能であ
った。
実施例３ シリカ粒子（径１〜100μｍ）を用い、実施例１と同
様にして被覆を行った。均一で良好な被覆が実現され
た。
比較例 実施例１において、ユニット（Ｂ）のみで被覆を行お
うとしたが、短繊維の凝集が生起し、良好な被覆は得ら
れなかった。また、ユニット（Ａ）（Ｂ）の構成におい
て、ユニット（Ｂ）の環状スリット（８）からは液体被
覆材だけを供給しようとしたが、空気のバックフローが
生起し、被覆は困難となった。
（発明の効果） この発明により、以上詳しく説明した通り、粉体の２
次凝集を抑え、粉体の破損をともなうことなく、均一、
かつ高効率での表面被覆が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、この発明の装置の実施例を示し
た断面図である。 １……供給口 ２……吐出口 ３……環状スリット ４……湾曲傾斜面 ５……気体供給管 ６……分配部 ７……環状スリット ８……湾曲傾斜面 ９……分配部 10……気体供給管 11……液体供給管 12……吐出口 13……搬送管路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−150785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−302931（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−150500（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−267424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−127069（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−57499（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭60−22041（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コアンダスパイラルフローによる粉体流路
    に、コアンダスパイラルフロー生成部のコアンダスリッ
    トを通して拡散気体によって霧状とした液体被覆材を吹
    込むことを特徴とする粉体表面被覆方法。
  2. 【請求項２】粉体が粒状物、ペレットまたは短繊維であ
    る請求項（１）記載の粉体の被覆方法。
  3. 【請求項３】コアンダスパイラルフローによる粉体導入
    部と、その流れ方向後部に配置した、拡散気体によって
    霧状とした液体被覆材を吹込むためのコアンダスリット
    を有するコアンダスパイラルフロー部とを連結してなる
    ことを特徴とする粉体の表面被覆装置。
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