JP3031677B2 - 粉粒体のコーティング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばコンスターチにビタミン等の水溶液
をコーティングするように、粉粒体の表面に液体をコー
ティングする装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、例えば微粉で流動性が悪い物質の取扱い性を
向上するなどの目的で付着性の低い物質をコーティング
し、その流動性を改善することなどの表面改質がしばし
ば行なわれる。また粉体を複数の組成をもつ材料として
用いるために、固形状の物質に液状の物質を付着させる
ことも行なわれる。

従来から、このような表面改質や固形物質への液状物
質の付着のために、粉体表面に液体をコーティングする
ように使用される方法，装置は種々提供されている。例
えば代表的な方法として、粉体を空気により流動化させ
ておいて、上部より液体を噴霧してコーティングを行な
わせる方式のものや、高速回転する羽根で攪拌した状態
の粉体に液体を混合する方式のものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述した液体コーティング方法においては、
コーティング対象である粉体が微粉体（例えば＜30μ
ｍ）である場合にはコーティングが適当に行なえないと
いう難点のあることが知られている。これは、かかる微
粉体においては粉体が凝集して二次粒子を形成する傾向
が強く、例えば空気により粉体を浮遊流動化させてもこ
の浮遊状態の粉体には凝集した二次粒子が相当のパーセ
ントで含まれているのが普通で、このために二次凝集粒
子を形成している一次粒子には適当な表面コーティング
が行なえないからである。

本発明者は、このような従来装置の問題を解消し、凝
集により二次粒子を形成し易い微粉体であっても、粉粒
体表面への液体コーティングが好適に実現できる方法，
装置の開発について鋭意研究を重ねて本発明をなすに至
ったものである。

また粉粒体のコーティングにおいては、粉粒体の表面
を覆うように液体を付着させるとか、粉粒体の一部に液
体を付着させるとか種々の付着状態が考えられ、しかも
その付着状態に対する要求は、この粉粒体を使用する用
途によって必ずしも一律のものではない。しかし従来の
コーティング装置では、液体を付着させた状態を種々選
択することができなかった。

本発明は以上のような従来のコーティング方法におけ
る問題点を解消して、十分に分散させ粉粒体に対しコー
ティング液を接触させてコーテイングを好適に実現する
ことができる新規なコーティング装置を提供することを
目的とするものである。

また本発明の別の目的は、粉粒体に対して液体を付着
させた状態を種々選択することが容易な、機能性に優れ
たコーティング装置を提供することを目的とするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を実現するための本発明の粉粒体に対する液
体コーティング装置の特徴は、表面にコーティング液体
の付着した粉粒体を気流で浮遊させながら該液体付着粉
粒体の乾燥を行なう内部空間をもつ乾燥装置と、この乾
燥装置の上部に接続されていて、コーティング液が付着
した分散状態の粉粒体を含む気流を上記空間内に投入す
る粉粒体投入装置とを備え、前記粉粒体投入装置は、分
散状態の粉粒体を含む気流を通す筒状通路と、粉粒体を
単独にあるいはスラリー状態で投入するため筒状通路の
上部に設けられた投入口と、該筒状通路の流通方向に沿
って階層をなすように多段にかつ該筒状通路の内部に向
って設けられた複数の円環状の吐出口とを有し、これら
吐出口からコーティング液、空気又はスラリー液を必要
に応じて選択して吐出できるノズル機構とを備えたこと
を特徴とする。

また液体付着状態を適宜選択できる多機能をもった上
記コーティング装置の代表的な構成としては、粉粒体投
入装置が、粉粒体を単独にあるいはスラリー状態で投入
するために筒状通路上部に設けられた投入口と、筒状通
路内部に複数設けられて該筒状通路内を流通する粉体を
分散させる気流の吹出し口をもつノズル機構と、液体供
給手段として設けられた第１のコーティング液吐出口を
もつノズル機構、及び該吐出されたコーティング液によ
り濡らされる領域として設けられた筒状通路の内部壁面
と、乾燥装置の内部空間に向かってコーティング液を吹
出すように筒状通路下部に設けられた第２のコーティン
グ液吐出口をもつノズル機構とを備えていて、上記投入
口には粉粒体を単独に投入するかあるいはスラリー状態
で投入するかを切換えできる投入粉粒体の選択手段を連
結し、上記気流の吹込みのノズル機構には気流吹出しの
オン／オフ切換えが可能な気流供給手段を連結し、更に
上記第1,第２のコーティング液吐出口をもつノズル機構
には、それぞれ液吐出口のオン／オフ切換えが可能なコ
ーティング液供給手段を連結したという構成をなす装置
が例示される。

上記乾燥装置としては、内部空間に対して粉粒体を送
込む上部投入口に向かって、下方から乾燥用気流を垂直
上方に吹上げる乾燥気流吹上げ手段を備えた構成のもの
が好適なものとして代表的に例示される。

上記構成において、粉粒体投入装置は、狭い筒状通路
内に粉粒体を通過させながらこの通路に高速空気流を吹
き込むことで、粉体を分散させる方式の気流式分散機構
を構成することが好ましく、投入する粉粒体がスラリー
状態である場合には、この高速空気流によってスラリー
状態の粉粒体が表面に液体を付着した状態で粒子状態に
分散されるように吹込み気流の強さ位置を選択すること
が必要である。

本発明の装置においては、粉粒体を含む気流を通過さ
せる筒状通路は、粉粒体の分散に適した構造とすること
が好適であり、狭い通路内に高速空気流を吹込む上記構
成のものはこれに適した構造をなしている。

本発明の上記多機能型のコーティング装置において
は、粉粒体投入装置の筒状通路の内壁をコーティング液
で濡らしてこれに粉粒体を含む気流を接触させることで
液体の付着を行なわせる場合（以下説明の便宜上「液浸
法」という）、粉粒体投入装置の筒状通路下部に設けた
第２のコーティング液吐出口をもつノズル機構から気体
と共に乾燥装置の内部空間にコーティング液をミスト状
態で吐出させて、該筒状通路を通った粉粒体にミスト状
態のコーティング液を接触させて付着させる場合（以下
説明の便宜上「付着法」という）、スラリー状態の粉粒
体を粉粒体投入装置の筒状通路上部の投入口から投入し
筒状通路の周辺より高速空気を吹出させて、このスラリ
ー状態の粉粒体を分散させて乾燥装置の内部空間に吹出
させる場合（以下説明の便宜上「スラリー法」とい
う）、の三種のコーティング状態が選択できる。

なお上記ミスト状態のコーティング液を乾燥装置の内
部空間に吐出させる方法としては、上記気流式分散機と
しての機能をもつ筒状通路に吹き込む高速空気流に予め
コーティング液をミスト状態で含有させておく方法や、
筒状内部を流通する気流に噴霧ノズルでコーティング液
を噴霧する方法を特に好ましい方法として例示すること
ができる。

本発明のコーティング装置は、代表的には、薬品業界
等において、コンスターチ等の賦形剤に、薬効のある物
質が溶解している液体をコーティングして、賦形剤に薬
剤をコーティングする方法として好適に用いることがで
きる他、複合的な性質が要求される粉粒体表面の改質の
ためのコーティングに用いることができる。また液体の
保護剤（例えばゼラチン）を所定の固形物質に接触させ
て保護膜を形成させる使い方にも勿論応用できる。

本発明の装置の更に具体的な応用については次の通り
である。

食品・飼料 粉体である食品添加物の味・臭いをマスキングするた
めに油脂をコーティングする。飼料原料（スプレードラ
イ品）へ難溶性物質をコーティングして、水中での溶解
を防ぐ。多孔性飼料に防水性物質をコーティングする等
々により具体的に応用され、例えばコーティングした多
孔性飼料はほとんど吸水しないことが分る。

医薬品 例えば平均粒子径10μｍのビタミンＣの単粒子に腸溶
性ポリマーをコーティングする等により具体的に応用さ
れる。この場合には下記実施例２で明らかとなるように
人工胃液（pH1.2）中での溶出がコーティング物質・方
法の選択によって制御できる。

セラミックス 例えば球状金属粒子にセラミックスの微粒子をコーテ
ィングしたり、セラミックス粒子にセラミック微粒子を
コーティングする等により具体的に応用される。

コーティング膜 コーティングした粒子を粉砕し、中の粒子を溶出さ
せ、膜のみを残したり、例えばエポキシ樹脂包理法にし
たがってコーティングされた粒子をスライスする等によ
り具体的に応用される。これらの膜の形成は例えば透過
型電子顕微鏡によって確認することができる。

本発明の装置は、以上の構成をなすことによって、粉
粒体の表面に液状の物質をコーティングすることがで
き、しかもそのコーティングの状態を所望に応じて適宜
選択することができる特長がある。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

実施例１ 第１図は粉粒体に対する液体コーティング装置の全体
概要を示したものであり、本例のこの装置は次の三つの
主要な部分から構成されている。すなわち第一部は粉粒
体分散機としての機能を有する液体−粉体混合部をなす
粉粒体投入装置２であり、第二部はコーティング液体の
付着した粉粒体を乾燥させる乾燥チャンバー５からなる
乾燥部であり、第三部は乾燥粉粒体を捕集して回収する
サイクロン７を含む回収部である。

上記第一部の液体−粉体混合部をなす粉粒体投入装置
２は、乾燥チャンバー５の上部に設けられていて、その
上部の投入口230には、スクリューフィーダ１から単独
に粉粒体14が投入されるか、コーティング液体と予め混
合されてスラリーとされた状態の粉粒体スラリー液17が
送液ポンプ16で投入されることができるようになってい
る。これらの投入粉粒体の選択は、スクリューフィーダ
のスクリュー101を稼働させるか、上記送液ポンプ16を
稼働させるかの選択によって行なうことができる。

この粉粒体投入装置の具体的な詳細構造は、下記第２
図〜第５図を用いた作動説明において同時に示すものと
する。

次に第二部の構成について説明する。

この第二部は乾燥チャンバー５からなっていて、粉粒
体投入装置２において表面にコーティング液が付着され
た粉粒体が、中空円筒状のチャンバーの内部空間に上部
中央の上部投入口501から吹込まれる。

この乾燥チャンバー５の下部は逆円錐形に設けられて
いて、下部には空気導入管502が接続され、図示しない
エアポンプから送込まれた空気がヒーター６により熱せ
られて該チャンバーに入り、その中央部を上方に吹上る
ようになっている。

したがって上記上部投入口501から下方に向かって投
入された液付着粉粒体は、上方に吹上る加熱空気と対向
され、乱流状態となりながら全体としては図の矢印で示
しているように周囲に広がりながら上方に移動し、ダク
ト503を通って捕集サイクロン７に気流搬送される。

次に、ダクト503を通って第三部である粉粒体回収部
の捕集サイクロン７の上部に気流搬送された粉粒体は、
サイクロンの内部を旋回空気流により搬送されながら下
部の貯槽701にコーティング粉粒体15として溜られる。
なお極めて微粒な粉粒体は下記ブロアー９の吸引負圧で
捕集サイクロン７の上部からダクト702を通ってバグフ
ィルター装置８に気流搬送され、バグフィルター801で
ろ過された後、ブロアー９を通して外部に排気される。

以上の構成により、一次粒子の状態に分散された微粉
体を気流搬送しながら、その表面に所望するコーティン
グ液を付着，乾燥させることができる。

次に、本実施例の粉粒体投入装置の詳細構造とその作
用について説明する。

本実施例の粉粒体投入装置２は、上述した「付着
法」，「液浸法」，「スラリー法」の三態様の方法が選
択して実施できるように設けられているものであり、ま
ず「付着法」について説明する。

なおこの図の説明では環状部材については図の下方か
ら上方に向って第１段〜第７段として示している。

付着法 本例の粉粒体投入装置２は、第２図に詳細に示されて
いるように、多段（階層状）に環状部材201〜207を積層
することによって構成されているものであり、第１段の
環状部材201とその上の第２段の環状部材202との組合せ
により、乾燥チャンバー５の内部空間に対してコーティ
ング液体を噴霧できるように第２の吐出口210が図示の
如く下向きの狭い円形スリット状の液吐出開口として形
成される。212はこの円形スリット状の吐出口210に通路
211を介して連通するポートであり、第１図で示してい
るようにコーティング液貯槽19のコーティング液が送液
ポンプ18から配管181を通して送られるようになってい
る。またこのポート212には、配管401を通してコンプレ
ッサ３で圧縮された空気がレギュレータ４を介して供給
されるようになっていて、この供給される圧縮空気によ
り上記円形スリット状の吐出口210からコーティング液
が噴霧される。

第２段の環状部材202とその上の第３段の環状部材203
は、これらの組合せにより、上記吐出口210,円形スリッ
ト状の通路211及びポート212と同様に、吐出口213,円形
スリット状の通路214及びポート215を形成する。

これにより上記したコーティング液の高速気流による
噴出が２段に行なわれ、「付着法」の場合に筒状通路23
1内を通る粉粒体含有気流中に粉粒体に対してコーティ
ング液を十分に付着できるようになつている。

なおこれらの液吐出口210,213は、送液ポンプ18の稼
働を停止させてレギュレータ４からの圧縮空気の供給の
みを行なわせる場合には、高速空気の吹出し口として機
能することになり、これは後述する「液浸法」，「スラ
リー法」の場合に利用される。

次に第３段の環状部材203とその上の第４段の環状部
材204、及び第４段の環状部材204とその上の第５段の環
状部材205の各組合せにより、「液浸法」のためのコー
ティング液の第１の吐出口216,218が形成され、また第
３段の環状部材203及び第４段の環状部材204の各内壁面
は該吐出されたコーティング液により濡らされる内部壁
面226,227を提供する。

この「液浸法」のための構成については以下において
更に詳述する。

次に第５段の環状部材205とその上の第６段の環状部
材206、及び第６段の環状部材206とその上の第７段の環
状部材207の各組合せについて述べると、これは特に
「スラリー法」において重要で、また他の方法において
も必要な粉粒体分散のための高速空気流の吹出しのため
の通路221,224が形成される。

すなわち、この吹出しのための通路221,224は図示の
如く下向きの狭い円形スリット状に形成されてその先端
に吹出し口220,223を有しており、ポート222,225を介し
て上述したレギュレータ４から送られる圧縮空気を、高
速の空気流として筒状通路231内に吹出すようになって
いる。これにより上部から投入されて流通する粉粒体含
有の気流に対し強い粉粒体分散作用を与え、比較的分散
しにくい粉粒体についても十分に分散された状態が得ら
れることになる。また粉粒体がスラリー状態で与えられ
る場合には、この部分で与えられる高速空気流により、
スラリーは、これに含まれる粉粒体を液の粘着作用に打
勝って粉粒体の単位に分散される。

なおこの第６段と第７段の環状部材206,207は、筒状
通路231が逆円錐型となるようにテーパー付きに設けら
れていて、上部から投入される粉粒体の流通がスムース
に行なえるようになっている。

以上のように構成されている粉粒体投入装置２に上部
投入口230から粉粒体を投入して、「付着法」によるコ
ーティングを行なう場合について以下説明すると、まず
スクリューフィーダ１で粉粒体を投入すると、この粉粒
体は第６段と第７段の環状部材206,207により形成され
ている高速空気流の吹出し口から吹出される高速空気流
により強力に分散される。この粉粒体を分散含有した状
態で筒状通路231を通って下部に至る。そして下部の第
１段の環状部材201とその上の第２段の環状部材202、及
び第２段の環状部材202とその上の第３段の環状部材203
で形成されている液吐出口210,213から空気流と共に噴
出されるコーティング液が、上記粉粒体を分散含有した
気流に接触し、粉粒体に対して液の付着が行なわれる。

このようにして得られる粉粒体に対する液の付着状態
は例えば第６図で示しているように粉粒体30の表面の一
部にコーティング液31が付着した態様を示すことにな
る。

このコーティング液が付着した粉粒体は、上述した乾
燥チャンバー５において乾燥され、捕集サイクロン７に
おいて捕集回収される。

このような粉粒体の表面の一部にコーティング液が付
着した状態の粉粒体は、例えば該粉粒体と液を他の粉粒
体等と混合する場合にその液の均一分散性を確保する必
要がある場合において有効である。

液浸法 この方法の実施においては、第３図で示しているよう
に、上記第１段から第３段の環状部材201,202,203で形
成される液吐出口210,213からのコーティング液の噴出
は送液ポンプ18の稼働停止によつて止められ、同部分か
らは必要に応じて空気流のみが吹出される。

粉粒体の筒状通路への供給は上記付着法の揚合と同様
である。

そして第３図の例では、第３段の環状部材203とその
上の第４段の環状部材204の組合せにより形成されたコ
ーティング液の第１の吐出口216から液が吐出され、こ
の液により内部壁面226が濡れる。この第１の吐出口216
へのコーティング液の供給は、第１図に示しているよう
に、コーティング液貯槽13から送液ポンプ11により行わ
れる。

そして筒状通路を流通する粉粒体を含む気流がこのコ
ーティング液で濡れた内部壁面226に接触することによ
り、粉粒体に液が付着され、更に下部に吹出される空気
流により分散されながら乾燥チャンバー５に投入され
て、上記付着法の場合と同様に乾燥、捕集回収が行なわ
れる。

上記においては、筒状通路の内部において内部壁面22
6のみを濡らした一段の「液浸法」を行なう場合につい
て説明したが、これは第４図で示しているように、第３
段の環状部材203とその上の第４段の環状部材204で形成
されるコーティング液の吐出口216からだけでなく、第
４段の環状部材204とその上の第５段の環状部材205の組
合せにより形成されたコーティング液の吐出口218から
も液を吐出させることで、二つの内部壁面226,227を濡
らすようにすれば、二段の「液浸法」を行なうことがで
きる。この場合の上側の内部壁面227を濡らすためのコ
ーティング液の供給は、本例ではコーティング液貯槽12
から送液ポンプ10により行なわれる。

このような二段のコーティング液の付着は、例えば第
一液により粉粒体表面の濡れ性を改善した後、本来付着
させたい第二液をコーティングさせるような場合に特に
有効である。

このような「液浸法」によって得られる粉粒体に対す
る液の付着は、例えば第７図で示しているように粉粒体
30の表面にコーティング液31が繰返し付着する状態を示
すことになる。

スラリー法 この方法の実施においては、第５図で示しているよう
に、上記第１段から第３段の環状部材201,202,203で形
成される液吐出口210,213からのコーティング液の噴出
は送液ポンプ18の稼働停止によって止め、同部分からは
必要に応じ空気流のみが吹出される。

また第３段の環状部材203から第５段の環状部材205の
組合せにより形成されるコーティング液の吐出口216,21
8からの液吐出も停止させて、二つの内部壁面226,227を
濡らすことも行なわない。

そして筒状通路231内には高速気流のみが吹出された
状態で、その上部投入口230からスラリー状態の粉粒体
が送液ポンプ16によって供給される。

このスラリー状態の粉粒体は、液に粉粒体が練り合せ
られた状態であるから、粉粒体の表面を液が完全に被覆
するように付着しており、また液の粘着性によって粉粒
体同士は相互に結合した状態となっている。

このスラリー状態の粉粒体が筒状通路231に供給され
ると、まず上部の第６段と第７段の環状部材206,207に
より形成されている高速空気流の吹出し口から吹出され
る高速空気流により、このスラリーは液の粘着性に打勝
って強度に分散され、粉粒体が分散した状態で筒状通路
231を通って下部に至る。そして更に下部の第１段から
第３段の環状部材201,202,203で形成されている円形ス
リット状の液吐出口210,213から吹出される空気流によ
り更に分散が行なわれ、乾燥チャンバー５に投入され
て、上記付着法の場合と同様に乾燥、捕集回収が行なわ
れる。

このような「スラリー法」によって得られる粉粒体に
対する液の付着は、例えば第８図で示しているように粉
粒体30の表面にコーティング液31が完全に付着した状態
を示すことになり、例えば粉粒体のカプセル化等の用途
に有効である。

実施例２ 第１図に示した装置を使用して、ビタミンＣ（15μ
ｍ）に腸溶性物質を被覆膜としてコーティングする場合
について、上記「付着法」，「液浸法」，「スラリー
法」の三態様の方法を各々実施した。

そして各コーティングビタミンＣをpH1.2の条件で、
人工胃液に浸潰し溶出状態を測定した。また併せて非コ
ーティングビタミンＣについても同様の試験を行なっ
た。

その結果を第９図に示した。

この結果かや分るように、コーティングの方法によっ
て溶出度が異なり、所望する用途に応じて適切なコーテ
ィングの得られることが明らかである。

なお本発明は以上の実施例のものに限定されるもので
はなく、本発明の要旨を損なわない範囲で適宜変更した
態様で実施できることは言うまでもない。

（発明の効果） 本発明によれば、十分に分散させ粉粒体に対し所望す
る液のコーティングを好適に実現することができ、しか
も粉粒体に対して液体を付着させた状態を容易に種々選
択することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明よりなる粉粒体の液体コーティング装置
の構成概要一例を示す図である。 第２図〜第５図は「付着法」，「液浸法」，「スラリー
法」の三態様の方法を各々実施する場合の粉粒体投入装
置の機能を説明するための縦断面図であり、第２図は
「付着法」の場合、第３図は「液浸法」一段の場合、第
４図は「液浸法」二段の場合、第５図は「スラリー法」
の場合を夫々示している。 第６図は「付着法」により得られるコーティング粉粒体
の状態を説明する図、第７図は「液浸法」により得られ
るコーティング粉粒体の状態を説明する図、第８図は
「スラリー法」により得られるコーティング粉粒体の状
態を説明する図である。 第９図はビタミンＣに上記「付着法」，「液浸法」，
「スラリー法」の三態様の方法を各々実施した場合のコ
ーティングの状態を、ビタミンＣの溶出程度によって判
断する試験を行なった結果を示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−64647（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107366（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−317556（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−302931（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90957（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−234542（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−23783（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許4390284（ＵＳ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面にコーティング液体の付着した粉粒体
   を気流で浮遊させながら該液体付着粉粒体の乾燥を行な
   う内部空間をもつ乾燥装置と、この乾燥装置の上部に接
   続されていて、コーティング液が付着した分散状態の粉
   粒体を含む気流を上記空間内に投入する粉粒体投入装置
   とを備え、前記粉粒体投入装置は、分散状態の粉粒体を
   含む気流を通す筒状通路と、粉粒体を単独にあるいはス
   ラリー状態で投入するため筒状通路の上部に設けられた
   投入口と、該筒状通路の流通方向に沿って階層をなすよ
   うに多段にかつ該筒状通路の内部に向って設けられた複
   数の円環状の吐出口とを有し、これら吐出口からコーテ
   ィング液、空気又はスラリー液を必要に応じて選択して
   吐出できるノズル機構とを備えたことを特徴とする粉粒
   体のコーティング装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記粉粒体投入装置の
   吐出口の少なくとも一つをコーティング液の吐出口とす
   ると共に、このコーティング液の吐出口よりも上流位置
   の吐出口を粉粒体分散のために吹き込む高速気流の吐出
   口とし、前記コーティング液の吐出口からは筒状通路の
   下流側の内壁を濡らすようにコーティング液を吐出させ
   ることを特徴とする粉粒体のコーティング装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、乾燥装置は、上
   記内部空間の上部から粉粒体を送り込む投入口に向かっ
   て、下方から乾燥用気流を垂直上方に吹上げる乾燥気流
   吹上げ手段を有することを特徴とする粉粒体のコーティ
   ング装置。