JP3655005B2 - Spray gun and granulation coating method using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体を噴霧するスプレーガン、特に粉粒体のコーティングや造粒に適したスプレーガンおよびこれを用いた粉粒体の造粒コーティング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
流動層装置を用いて粉粒体を造粒あるいはコーティングするに際しては、造粒用のバインダー液、あるいはコーティング液をスプレーガンによって噴霧するが、このスプレーガンは通常、中心のノズルからバインダー液やコーティング液を噴出し、その外側の環状通路から霧化用の気体を噴出して液を微細な霧状とすると共に、適当な拡がりを持つスプレー液の搬送気流を形成させる。そして、さらにその外側にスプレーパターン制御用の気体噴出孔が2本の突起の先端に設けられている場合もある。
【0003】
このような従来のスプレーガンを使用して流動層装置による造粒コーティングを行ったときに、しばしば粉粒体の二次凝集による団粒の発生、霧化用気体による粉粒体、特に顆粒のコーティングの場合に顆粒の摩損、破壊が起こったり、ノズル付近に粉粒体が付着してスプレーパターンが乱れたりすることがあった。
【0004】
このような問題を解決するために、幾つかの提案がなされており、特に前記環状の気体通路の外に、さらに環状の気体通路を設けて気体を噴出させ、スプレーパターンを保護するとともに粉粒体がノズル近傍に進入するのを妨げる形式の、いわゆる三流体ノズルが実用的とされている。
【0005】
この形式の原形は特開平2−90957号公報に開示されており、前記した各種の問題点の解決が図られている。また、実開平6−52929号公報は上記三流体ノズルにおいて最外層の気体噴出口を末広がりとし、液体用ノズルと中間の気体噴出口とを後退させて収納したスプレーガンに関するもので、これにより、スプレーゾーンを広くし、液滴と粉粒体の早期接触を阻止して粗大粒子の生成を防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記二種の三流体ノズルによっては、これらの問題が完全に解決されたとは言い難い。特に、顆粒のコーティングにおいてそれが顕著であり、顆粒のコーティングに適した底部に通気回転円板を有する流動層装置(特開平5−146662号公報)においては、前記公知の三流体ノズルでは不満足であった。
【0007】
すなわち、特開平2−90957号公報のスプレーガンを用いても、顆粒の二次凝縮による団粒化は完全には阻止されず、また顆粒の摩損や損壊も生起することがわかった。実開平6−52929号公報のスプレーガンは、かえってノズル近傍にコーティング液などが付着する欠点がある。
【0008】
本発明者は、前記特開平2−90957号公報のスプレーガンにおける問題点が生ずる原因を研究したところ、最外層の気体(二次気体)に偏流があることがその主因であり、この他に二次気体の噴出速度、噴出の拡がりなどを粉粒体の対象や、目的が造粒かコーティングかなどに合わせて設定する必要があり、顆粒のコーティングにおいては特開平2−90957号公報のように先端部が縮径した噴出口でない方が適していることなどが判明した。
【0009】
この偏流を矯正する方法として、二次気体の導入方向、二次気体通路の長さなど各種の要素が検討されたが、二次気体通路に整流手段を設けることが最も簡単かつ有効であることが見出され、本発明が完成された。
【0010】
本発明の目的は、偏流を発生させることなく液体を噴霧し得るスプレーガンを提供することにある。
【0011】
本発明の他の目的は、粉粒体に摩損や破壊を発生させることなく粉粒体を造粒コーティングする造粒コーティング技術を提供することにある。
【0012】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0014】
すなわち、本発明のスプレーガンは、液体を噴出するノズルと、このノズルを環状に囲み気体を噴出する第1の気体噴出口と、この第1の気体噴出口を環状に囲み気体を噴出する第2の気体噴出口と、この第2の気体噴出口に気体を導く筒状通路に設けられた整流手段とを有することを特徴とする。
【0015】
また、本発明の造粒コーティング方法は、流動層装置に前記スプレーガンを装着して粉粒体の造粒またはコーティングを行うことを特徴とする。
【0016】
前記スプレーガンにあっては、第2の気体噴出口から噴出される気体は、整流手段によって偏流のない均一なエアーカーテンとなり、液体を噴霧した際にはエアーカーテン内への粉粒体の進入が確実に防止される。
【0017】
前記スプレーガンは、流動層装置、遠心転動造粒装置、パンコーティング装置など各種の装置に装着して造粒やコーティングを実施し、好結果を得ることができるが、流動層装置、遠心転動流動層装置に装着するのに適している。最も本発明のスプレーガンの利点が顕著なのは、球形顆粒などのように核粒子を用いた粉粒体への造粒やコーティングであり、他のスプレーガンでは摩損や破壊、さらには団粒化などの問題が起こる困難な対象物である強度の弱い球形顆粒に対しても、前記したようなトラブルを生ぜず、好収率でコーティングができる。
【0018】
前記造粒コーティング方法にあっては、第2の気体噴出口からの気体の噴出速度が第1の気体噴出口からの気体の噴出速度よりも遅いようにすると、ノズル近傍への液体の付着が少なく、また、スプレーパターンも安定し、粉粒体の摩損や破壊も少ないという効果が得られることも本発明者によって見出された。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0020】
図1は本発明の一実施の形態である造粒コーティング装置を示す図であり、この造粒コーティング装置は筒状本体1とこれの下端部に着脱自在に配置された処理筒体2とを有しており、筒状本体1と処理筒体2とにより処理容器が形成され、これは全体的にほぼ直立状態で設置されるようになっている。筒状本体1はフィルタ室3が形成され上端部に蓋部材4が設けられた上部筒体5と、これに対して着脱自在となり流動室6aが形成された下部筒体7とを有している。
【0021】
処理筒体2は流動室6aに連なる流動室6bを有し、円板状の回転体8が回転自在に設けられており、この回転体8の外周面と処理筒体2の内面との間には、環状の隙間つまりスリット9が形成されている。この回転体8を駆動するために、回転体8の下面に固定された回転軸10が処理筒体2の底壁11にこれに取り付けられた軸受部12を介して回転自在に支持されており、回転軸10はモータ13により駆動されるようになっている。
【0022】
底壁11と回転体8の間には空気室14が形成され、この空気室14には流動用気体が矢印で示すように供給されるようになっている。回転体8の径方向中央部には、円周方向に所定の間隔毎に通気孔15が形成されており、この通気孔15には、粉粒体の落下を防止して気体のみを上方に案内する金網などが設けられている。また、通過した気体を径方向外方に案内するための図示しないルーバーを通気孔15に設けるようにしても良い。
【0023】
処理筒体2内に球形顆粒などのように核粒子を用いて所定の粒径に造粒された粉粒体を投入する際には、筒状本体1を処理筒体2から取り外される。
【0024】
モータ13により回転体8を回転させた状態で、空気室14内に供給された流動用気体をスリット9および通気孔15から処理筒体2内の流動室6b内に供給すると、これらの気流と回転体8の回転とによって処理筒体2内の粉粒体は遠心転動作用を伴った流動状態となる。図1に示す造粒コーティング装置は、遠心転動型となっている。
【0025】
流動状態となった粉粒体に対してコーティング液またはバインダ液を噴霧するために、処理筒体2にスプレーガン17が設けられ、スプレーガン17にはポンプPによって液タンク18内の液体が供給されるようになっている。
【0026】
上部筒体5内のフィルタ室3には、これに設けられた排気ダクト19に向けて流動室6a,6bから排出される気体の中の微粉体を除去するためにフィルタ20が配置されている。処理が終了した後の製品を外部に排出するために、処理筒体2には図示しない製品排出部材が設けられている。
【0027】
図2は図1に示されたスプレーガン17の詳細を示す図であり、このスプレーガン17は先端に球形状の外周面を有するノズル組立体21を有しており、このノズル組立体21の先端部を処理筒体2に形成された開口部22に臨ませて固定部材23,24によりスプレーガン17が処理筒体2に取り付けられている。スプレーガン17はこのノズル組立体21の部分で所定の角度の範囲内において揺動自在となっている。
【0028】
スプレーガン17はノズル組立体21の基端部にねじ結合されるホルダー部25を有している。ノズル組立体21の中心部には、液体案内路27を有し液体を噴出する液体ノズル28が配置され、液体案内路27を案内された液体は液体ノズル28の先端に設けられた液体噴出口29から噴出される。液体噴出口29の開度を調整したりこれを開閉するために、液体ノズル28内にはニードル弁31が軸方向に摺動自在に配置されている。このニードル弁31はホルダー部25の後端に回転自在に設けられたつまみ32を回転することにより軸方向に駆動される。液体案内路27に液体を供給するための図示しない液体供給ホースがホルダー部25に接続されている。
【0029】
液体ノズル28の外側にはこれとの間に隙間を隔てて一次気体用ノズル33が配置され、この一次気体用ノズル33の内側には噴霧用の一次側気体を案内する筒状通路34が形成されており、一次気体用ノズル33の先端には液体ノズル28を環状に囲み噴霧用の気体を噴出する第1の気体噴出口37が設けられている。筒状通路34に圧縮空気を供給するための図示しない気体供給ホースがホルダー部25に接続されている。液体ノズル28から液体を噴出しつつ一次気体用ノズル33から気体を噴出すると、液体は霧状となって流動室6b内に噴霧される。これにより、一次気体用ノズル33の前方には霧化領域35が形成される。
【0030】
一次気体用ノズル33の先端部は、図示する場合には、傾斜角度θが約45度となっているが、この傾斜角度θを30〜50度の範囲とすることが、液体を良好な噴霧状態とする上で最適である。
【0031】
一次気体用ノズル33の外側には、二次気体用ノズル36が配置され、この内周面36aと一次気体用ノズル33との間で筒状通路38が形成されており、内周面36aはノズル組立体21の中心軸に平行となっている。筒状通路38を通って気体噴出口39から噴出する二次側の気体は、二次気体用ノズル36の前方に円筒形状のエアーカーテン40を形成する。エアーカーテン40が円周方向において全ての部分で均一に形成されるように、筒状通路38内には整流手段として2つの環状部材つまり整流リング41,42が配置されている。
【0032】
液体ノズル28、一次気体用ノズル33および二次気体用ノズル36の先端面は、相互にほぼ同一面となり、しかも処理筒体2の内面とほぼ同一面となっている。
【0033】
環状部材つまり整流リング41,42を拡大して示すと、図3の通りであり、図3におけるIV-IV 線に沿う方向の断面を示すと、図4の通りである。
【0034】
それぞれの整流リング41,42は、一次気体用ノズル33の外周面に形成された雄ねじ43にねじ結合されている。筒状通路38に圧縮空気を供給するために二次気体用ノズル36には図示しない気体供給ホースが接続されるプラグ44(図5)が取り付けられている。
【0035】
それぞれの整流リング41,42は外径が23.5〜24.5mm程度、幅が6〜8mm程度となっており、それぞれの外周面には傾斜角度αが45度となって螺旋状に傾斜した整流溝45が16本形成されている。整流リング41に形成される整流溝45と整流リング42に形成される整流溝45は相互に傾斜方向が逆となっている。それぞれの整流溝45は幅が0.5 〜2.0 mm程度となり、溝深さが0.1〜1.0mm程度となっており、図示する場合には角型の溝となっているが、U字型の溝としても良い。
【0036】
それぞれの整流リング41,42は、整流溝45以外の外周面が二次気体用ノズル36の内周面36aに接触しており、気体噴出口39から噴出される気体は傾斜した整流溝45を通過する際に、旋回する傾向を持つことから、円筒形状となるエアーカーテン40はその横断面の各々における厚みや流速がほぼ均一となり、しかも偏流の発生がなくなる。そして、両方の筒状通路34,38に同一の圧力の圧縮空気を供給しても、筒状通路38を流れる気体は細い複数の整流溝45の部分で絞られることから、気体噴出口39から噴出して筒状のエアーカーテン40を形成する気体の流速は、一次気体用の気体噴出口37から噴出して液体を霧化する気体の流速よりも遅くなる。
【0037】
エアーカーテン40をその円周方向に沿う厚みが均一となり、空洞の発生がない状態つまり偏流のない状態にするには、筒状通路38の一部に外周面がフラットとなった環状部材を設け、これの外周面に0.1mm以下の環状の隙間を形成することによっても可能であると考えられるが、そのような隙間を形成することは、環状部材が片寄ってしまうので、実用上困難である。図示するノズルにあっては、環状の整流リング41,42の外周面を二次気体用ノズル36の内周面36aに接触させて、それぞれの中心を一致させ、整流リング41,42に形成された整流溝45と内周面36aとによって溝深さを設定し得るようにしたので、偏流の発生がない均一なエアーカーテン40が形成されるようになった。それぞれの整流溝45を傾斜させることなく、ストレートに形成するようにしても良い。
【0038】
エアーカーテン40の円周方向に沿う各部位の流速および厚みの均一度は、2つの整流リング41,42の整流溝45の傾斜方向を相互に逆向きとすることによって、より向上する。整流溝45の数や傾斜角度は、筒状通路38に供給される圧縮空気の圧力などの条件によって変更することができ、整流溝45の数を4本から16本、あるいはそれ以上とすることによって、流速と厚みの均一度を維持することが可能である。
【0039】
整流手段としては、筒状通路38の断面円環を対称的に狭隘化する障害部材であれば良く、たとえば筒状通路38を部分的に狭く加工したり、この筒状通路38の一部を焼結金属やセラミックスなどの多孔質材料で閉塞しても良いが、対称的に設けられた複数の気体案内通路を残して筒状通路38の断面円環を閉塞する環状部材を用いるのが好適である。このような気体案内通路としては、整流リング41,42に細孔を貫通させたり、整流リング41,42の内周部に溝を設けたりしても良く、加工が容易なのは整流リング41,42の外周部に図示するように溝を設ける方法である。この溝は筒状通路に対して並行に設けても、図示するように傾斜して設けても良い。傾斜して設けると、二次気体に旋回運動が与えられ、安定したスプレーパターンを得ることができる。
【0040】
環状部材は、筒状通路38に1個所設けても、また図示するように複数個所に設けても良い。複数の整流リング41,42に案内通路を設ける場合、それぞれの案内通路を同じ向きに揃えても、また異なる方向を向くようにしても差し支えない。
【0041】
図2に示すように、液体ノズル28の外側には一次気体用ノズル33の内周面に接触するスペーサ46が環状に設けられ、このスペーサ46には比較的大きな複数の案内溝47が形成されている。筒状通路34を通って気体噴出口37に至る気体は、比較的大きな案内溝47を通って早い速度で噴出される。案内溝47を整流溝45と同様に、傾斜して形成するようにしても良い。
【0042】
本発明のスプレーガンは、前記したように用途によって異なるが、二次気体の噴出口39をほぼ円筒形にするのが普通であり、極端な拡径や縮径としない方が良い。しかし、場合によっては円筒からかけ離れた形状とすることも排除するものではない。また、液体ノズル28および2つの気体噴出口37,39の先端面をほぼ同一平面上にあるようにするか、液体ノズル28および一次気体用ノズル33の先端部を二次気体用ノズル36の先端よりも突出させるようにしても良く、あるいは引っ込めるようにしても良い。さらに、二次気体用ノズル36の先端面を処理筒体2の内周面よりも突出させたり、引っ込めるようにしても良く、図示する実施の形態に限定されるものではない。
【0043】
次に、図2に示すスプレーガン17を図1に示す転動流動層型の造粒コーティング装置を用いて粉粒体を造粒コーティングする手順について説明する。
【0044】
処理筒体2の中に核粒子を用いて造粒した粉粒体を投入し、処理筒体2の上に筒状本体1を固定する。この状態のもとで、空気室14からスリット9および通気孔15を介して流動室6a,6b内に空気を噴出し、かつ回転体8をモータ13により回転させると、粉粒体は流動状態となって遠心力によりスパイラル運動し、転動流動状態となる。
【0045】
この粉粒体に対して、スプレーガン17の液体ノズル28の液体噴出口29から液体を噴出するとともに、一次気体用ノズル33から空気を噴出する。これにより、液体ノズル28から吐出される液体は霧化されて、スプレーガン17の前方に霧化領域35が形成される。そして、筒状通路38を介して気体噴出口39からエアーカーテン形成用気体を噴出すると、霧化領域35を囲むようにしてこの外側に筒状のエアーカーテン40が形成される。
【0046】
このエアーカーテン40は、筒状通路38内に配置された整流リング41,42の複数の整流溝45を通過することにより、偏流が発生することなく、全体的にほぼ均一な厚みと均一な流速となる。しかも、エアーカーテン40を形成する空気の流速は、整流リング41,42で絞られて液体を霧化するための噴霧用気体の流速に比して低く設定されている。したがって、流動室6a内において転動流動状態となった粉粒体がエアーカーテン40に接近したときには、粉粒体に強い衝撃力を加えることなく、筒状のエアーカーテン40内に進入することを阻止する。これにより、エアーカーテン40内に進入して霧化領域35内の早い流速の空気に衝突することが防止されて、粉粒体の摩損や破壊が防止される。粉粒体はエアーカーテン40に接触しても、エアーカーテン40の流速は低く設定されているので、粉粒体の破壊や摩損の発生が防止される。
【0047】
粉粒体が霧化領域35内に進入することを防止するためには、エアーカーテン40は、ほぼ真っ直ぐな筒状に形成することが好ましいが、ある程度は末広がりとなったり、末つぼまりとなったエアーカーテン40を形成するようにしても良い。エアーカーテン40はその下流側となると、消滅することなるが、その領域では、霧化領域35の流速も低下することになり、その部分を粉粒体が横断しても、粉粒体の摩損や破壊の発生はなくなる。
【0048】
また、エアーカーテン40によってこの中への粉粒体の進入ないし横断が防止されることから、液体の霧化が開始された直後の比較的粒子が大きい液滴を含む霧化領域35において粉粒体が液滴と接触することが防止されるので、粉粒体どうしが付着し合う団粒の発生が防止される。
【0049】
さらに、エアーカーテン40を形成するための気体噴出口39は、処理筒体2の内周面とほぼ一致するように形成されているので、処理筒体2内の流動状態の粉粒体は、エアーカーテン40にこの中への進入が防止されることから、スプレーガン17の先端部に付着することが防止される。このように、エアーカーテン40によって粉粒体がこの中に進入することが阻止されるので、液体ノズル28および一次気体用ノズル33の先端部を二次気体用ノズル36より突出させるようにしても良い。
【0050】
図5はスプレーガン17の他の実施の形態を示す図であり、この図において図2に示したスプレーガン17の構成部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【0051】
このスプレーガン17は、二次気体用ノズル36が図2に示したものに比して長く設定されており、プラグ44から筒状通路38には、整流リング42の下流側に気体が供給されるようになっている。したがって、この場合には、両方の整流リング41,42によってエアーカーテン40の均一度をより高めることが可能となる。
【0052】
図6はさらに他の実施の形態であるスプレーガン17を示す図であり、このスプレーガン17の二次気体用ノズル36は図5に示したものとほぼ同様のサイズとなっており、二次気体用ノズル36の内周面には断面が山形の環状突起51が形成されている。そして、この上流側の傾斜面52と平行となった傾斜面53を有する整流部材41aが一次気体用ノズル33の外側に取り付けられ、この傾斜面53には複数の整流溝45aが形成されている。整流溝45aの数や寸法は前記した場合と同様となっている。
【0053】
図7は他のタイプの整流部材を示す図であり、この整流部材は2つの整流リング41b,42bがスリーブ54によって一体に形成されている。この一体型の整流リング41b,42bは、ねじ結合によって一次気体用ノズル33に取り付けるようにしても良く、ピンやビスを用いて固定するようにしても良い。
【0054】
【実施例】
次に、遠心転動型の流動層造粒コーティング装置(フロイント産業株式会社製のFRC−5型)に対して、従来構造のスプレーガンを装着した場合と、本発明のスプレーガン17を装着した場合とについて、それぞれコーティング処理を行った。従来構造のスプレーガンとしては、液体を噴霧するための一次側空気のみを供給するタイプが使用された。
【0055】
それぞれの処理では、コーティング液や仕込み量そして流動用空気の温度など全てを同一の条件として、コーティング収率の相違を比較した。装置および処方の条件を示すと、表1の通りであり、コーティング液の色素を添加することによって、微粉として存在する粒子が核粒子の割れによるものなのか、コーティング顆粒の割れによるものなのか、あいるはコーティング液が乾燥したためであるのかを明確にした。総掛け液量は色むらがなく、均一に核粒子にコーティングできる液量とした。
【0056】
コーティング条件を示すと表2の通りであり、表3は比較例のコーティング結果を示し、表4は本発明の実施例におけるコーティング結果を示す。これらの処理に際しては、図1に示すフィルタ20に代えてドーム状の42メッシュの金網製のコーティング用ネットを装着して、処理終了後にそのネットを取り外してそれに付着した微粉量を計量した。
【0057】
比較例1,2は従来タイプのスプレーガンを使用して処理した場合を示す。実施例1〜4においては、図2に示す形状の整流リング41,42を使用し、それぞれの厚みは7mmとした。実施例1〜3では整流溝45の幅が1.2mmで、深さが0.3mmの整流リング41,42を使用してコーティング処理を行った。実施例4では実施例1〜3の整流溝45の寸法を変更して、整流溝45の幅が1.5mmで、深さが0.5mmの整流リング41,42を使用してコーティング処理を行った。また、実施例2では内筒つまり液体ノズル28の先端面を二次気体用ノズル36の先端面よりも5mm引っ込め、実施例3では液体ノズル28の先端面を二次気体用ノズル36の先端面よりも処理筒体2内に向けて突出させて処理を行った。
【0058】
比較例3では実施例1の場合と同一の整流リング41,42を使用する一方、二次気体用ノズル36には気体を供給せずに、エアーカーテン40を形成しないで処理を行った。これに対して、比較例4では整流リング41,42を用いずに処理を行った。
【0059】
【表1】
【0060】
【表2】
【0061】
【表3】
【0062】
【表4】
【0063】
表3および表4において、16メッシュONは団粒、24メッシュPASSはコーティング中における割れおよび摩損により発生した微粉であり、比較例1ではコーティング用ネットに付着した微粉を観察すると、色素のコーティングされた微粉とほとんど着色されていない微粉とがほぼ1/2ずつ含まれており、コーティング処理の核粒子の割れのみならず、コーティング中での顆粒の割れも発生していることが推察された。また、比較例2ではほとんどが着色されていない微粉が観察され、コーティング初期の核顆粒の割れによるものと推察された。
【0064】
実施例に示すように、本発明のスプレーガンによる造粒コーティング処理を行った場合には、最も良好な収率が得られた。得られたコーティング顆粒の内訳を見ると、団粒の減少、微粉量の減少、およびコーティング中の飛散量の減少など全てにわたり、従来のスプレーガンを用いた処理よりも良好な値を示しており、本発明の造粒コーティング処理にあっては、核粒子の摩損防止および団粒の防止にも効果があり、結果として収率の向上に結びついたものと考えられる。また、本発明のスプレーガンを使用すると、その近傍に粉粒体の付着が格段に少なく、好適なコーティング処理を行うことができる。
【0065】
本発明のスプレーガンのように、整流リング41,42を設ければ、内筒つまり液体ノズル28の先端面を外筒つまり二次気体用ノズル36の先端面に対して突出させたり、引っ込めるようにしても好結果が得られ、内筒の軸方向位置に自由度を持たせることができる。
【0066】
表2に示すように、エアーカーテン用のエア量は前記比較例および実施例では、230Nl/min.としたが、100〜400Nl/min.程度とすることが好適であるという結果が得られた。
【0067】
本発明のスプレーガンは、前記実施例のように水溶性高分子のコーティングを行う際に使用することができることは勿論のこと、前述した遠心転動型流動層コーティング装置(たとえば、フロイント産業株式会社製、商品名、ロータリーコンテナ付流動層装置、FRC−5,FRC−200など)以外に、遠心流動コーティング装置(たとえば、フロイント産業株式会社製、商品名、スパイラルフロー)や、流動層造粒コーティング装置(フロイント産業株式会社製、商品名、フローコーター)により球形顆粒(たとえば、ノンパル101,103,105)へ造粒コーティングを行うことや、押し出し造粒して得られた円柱造粒物にマスキングや腸溶性コーティングを行うことも勿論可能であり、従来のスプレーガンに比べて、本発明のスプレーガンの方がノズル円筒先端部およびスプレーガン近傍への粉粒体の付着が格段に少ない結果となった。
【0068】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0069】
たとえば、図1は底部に円板状の回転体8を備えた流動層造粒コーティング装置を示すが、回転体8に加えて攪拌翼を回転させるようにしたタイプの造粒コーティング装置、回転体8を取り除いてその部分に金網を配置するようにした流動層造粒コーティング装置などにも適用することができる。また、それぞれの筒状通路34,38には圧縮空気を供給するようにしているが、窒素ガスなどの不活性ガスやその他の気体を供給するようにしても良い。
【0070】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0071】
(1).液体が噴霧される粉粒体には噴霧時に破損や摩損が発生しなくなり、微粉量が減少する。
【0072】
(2).複数の粉粒体が付着し合うことによるいわゆる二次凝集による団粒化の発生が防止される。
【0073】
(3).製品の収率が向上して製品歩留りが向上する。
【0074】
(4).ノズルの先端部やスプレーガン近傍への粉粒体の付着を格段に少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である遠心転動型の流動層造粒コーティング装置を示す概略断面図である。
【図2】図1に示した造粒コーティング装置に用いられるスプレーガンを示す断面図である。
【図3】図2に示された整流リングを拡大して示す正面図である。
【図4】図3におけるIV-IV 線に沿う断面図である。
【図5】スプレーガン装置の変形例を示す一部省略断面図である。
【図6】スプーガン装置のさらに他の変形例を示す一部省略断面図である。
【図7】整流部材の変形例を示す一部切り欠き正面図である。
【符号の説明】
1 筒状本体
2 処理筒体
3 フィルタ室
4 蓋部材
5 上部筒体
6a,6b 流動室
7 下部筒体
8 回転体
9 スリット
10 回転軸
13 モータ
14 空気室
17 スプレーガン
20 フィルタ
21 ノズル組立体
23,24 固定部材
25 ホルダー部
27 液体案内路
28 液体ノズル
29 液体噴出口
31 ニードル弁
32 つまみ
33 一次気体用ノズル
34 筒状通路
35 霧化領域
36 二次気体用ノズル
37 気体噴出口(第1の気体噴出口)
38 筒状通路
39 気体噴出口(第2の気体噴出口)
40 エアーカーテン
41,42 整流リング(整流手段)
45 整流溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spray gun for spraying a liquid, and more particularly to a spray gun suitable for coating and granulating a granular material and a granulated coating method for a granular material using the same.
[0002]
[Prior art]
When a granular material is granulated or coated using a fluidized bed apparatus, a granulating binder liquid or coating liquid is sprayed with a spray gun. The liquid is ejected, and the atomizing gas is ejected from the outer annular passage to make the liquid into a fine mist and to form a spray liquid conveying airflow having an appropriate spread. In some cases, gas spray holes for spray pattern control are provided at the tips of the two protrusions on the outer side.
[0003]
When granulation coating with a fluidized bed apparatus is performed using such a conventional spray gun, the formation of aggregates due to secondary agglomeration of the granular material, the granular material due to the atomizing gas, especially the granular material In the case of coating, the granule may be worn or destroyed, or the powder pattern may adhere to the vicinity of the nozzle and the spray pattern may be disturbed.
[0004]
In order to solve such problems, several proposals have been made, and in particular, an annular gas passage is provided outside the annular gas passage to eject gas, thereby protecting the spray pattern and powder particles. A so-called three-fluid nozzle of the type that prevents the body from entering the vicinity of the nozzle is considered practical.
[0005]
The original form of this type is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-90957, and the various problems described above are solved. Further, Japanese Utility Model Publication No. 6-52929 relates to a spray gun in which the outermost gas outlet is widened in the three-fluid nozzle, and the liquid nozzle and the intermediate gas outlet are retracted. The spray zone is widened to prevent the early contact between the droplets and the particles, thereby preventing the generation of coarse particles.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is difficult to say that these problems are completely solved by the two types of three-fluid nozzles. In particular, this is conspicuous in the coating of granules, and in the fluidized bed apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 5-146661) having a ventilation rotating disk at the bottom suitable for the coating of granules, the known three-fluid nozzle is not satisfactory. there were.
[0007]
That is, it was found that even when the spray gun disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-90957 was used, aggregation due to secondary condensation of the granules was not completely prevented, and granule wear and breakage also occurred. The spray gun disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-52929 has a drawback that the coating liquid or the like adheres to the vicinity of the nozzle.
[0008]
The present inventor studied the cause of problems in the spray gun disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-90957. The main reason is that the outermost layer gas (secondary gas) has a drift. It is necessary to set the ejection speed of the secondary gas, the expansion of the ejection, etc. according to the target of the granular material and whether the purpose is granulation or coating. For granule coating, as disclosed in JP-A-2-90957 It has been found that it is more appropriate to use a jet nozzle with a reduced diameter at the tip.
[0009]
Various factors such as the direction of secondary gas introduction and the length of the secondary gas passage have been studied as a method of correcting this drift, but it is the simplest and most effective to provide a rectifying means in the secondary gas passage. Was found, and the present invention was completed.
[0010]
An object of the present invention is to provide a spray gun capable of spraying liquid without causing drift.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a granulation coating technique for granulating and coating a granular material without causing abrasion or destruction of the granular material.
[0012]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0014]
That is, the spray gun of the present invention includes a nozzle for ejecting liquid, a first gas outlet for encircling the nozzle in an annular shape, and an annular encircling the first gas ejector for ejecting gas. And a rectifying means provided in a cylindrical passage for guiding the gas to the second gas outlet.
[0015]
Moreover, the granulation coating method of the present invention is characterized in that the powder gun is granulated or coated by attaching the spray gun to a fluidized bed apparatus.
[0016]
In the spray gun, the gas ejected from the second gas ejection port becomes a uniform air curtain with no drift by the rectifying means, and when the liquid is sprayed, the granular material enters the air curtain. Is reliably prevented.
[0017]
The spray gun can be attached to various devices such as a fluidized bed device, a centrifugal tumbling granulator, and a pan coating device to perform granulation and coating to obtain good results. Suitable for mounting on dynamic fluidized bed equipment. The most significant advantage of the spray gun of the present invention is the granulation or coating of powder particles using core particles such as spherical granules, and other spray guns are worn or destroyed, and further agglomerated. Even for spherical granules with low strength, which are difficult objects in which this problem occurs, the above-mentioned trouble does not occur and coating can be performed with good yield.
[0018]
In the granulation coating method, if the gas ejection speed from the second gas ejection port is slower than the gas ejection speed from the first gas ejection port, the liquid adheres to the vicinity of the nozzle. It has also been found by the present inventor that the effects are small, the spray pattern is stable, and the powder particles are less worn and broken.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a view showing a granulation coating apparatus according to an embodiment of the present invention. This granulation coating apparatus includes a cylindrical
[0021]
The
[0022]
An
[0023]
The
[0024]
If the flow gas supplied into the
[0025]
In order to spray the coating liquid or the binder liquid on the powder particles in the fluidized state, the
[0026]
A
[0027]
FIG. 2 is a view showing the details of the
[0028]
The
[0029]
A
[0030]
In the illustrated case, the tip of the
[0031]
A
[0032]
The tip surfaces of the
[0033]
An enlarged view of the annular members, that is, the rectifying rings 41 and 42, is as shown in FIG. 3, and a cross section along the line IV-IV in FIG. 3 is as shown in FIG.
[0034]
Each of the rectifying rings 41 and 42 is screwed to a
[0035]
Each of the rectifying rings 41 and 42 has an outer diameter of about 23.5 to 24.5 mm and a width of about 6 to 8 mm, and the outer peripheral surface is inclined in a spiral shape with an inclination angle α of 45 degrees. Sixteen straightening
[0036]
Each of the rectifying rings 41, 42 has an outer peripheral surface other than the rectifying
[0037]
In order to make the
[0038]
The uniformity of the flow velocity and thickness of each part along the circumferential direction of the
[0039]
The rectifying means may be any obstruction member that symmetrically narrows the cross-sectional ring of the
[0040]
The annular member may be provided at one place in the
[0041]
As shown in FIG. 2, a
[0042]
As described above, the spray gun of the present invention usually has a substantially cylindrical
[0043]
Next, a procedure for granulating and coating the granular material using the rolling fluidized bed type granulating coating apparatus shown in FIG. 1 for the
[0044]
The granular material granulated using the core particles is put into the
[0045]
A liquid is ejected from the
[0046]
The
[0047]
In order to prevent the powder particles from entering the
[0048]
Further, since the
[0049]
Furthermore, since the
[0050]
FIG. 5 is a view showing another embodiment of the
[0051]
In this
[0052]
FIG. 6 is a view showing a
[0053]
FIG. 7 is a view showing another type of rectifying member. In this rectifying member, two rectifying
[0054]
【Example】
Next, with a centrifugal rolling type fluidized bed granulation coating device (FRC-5 manufactured by Freund Sangyo Co., Ltd.), a conventional spray gun and a
[0055]
In each treatment, the difference in coating yield was compared under the same conditions such as the coating liquid, the amount charged, and the temperature of the fluidizing air. The apparatus and prescription conditions are shown in Table 1. By adding the coating liquid pigment, whether the particles present as fine powder are due to cracks in the core particles or cracks in the coated granules, Clarified whether the coating liquid was dry. The total applied liquid amount was such that there was no color unevenness and the core particles could be coated uniformly.
[0056]
The coating conditions are shown in Table 2, Table 3 shows the coating results of the comparative examples, and Table 4 shows the coating results in the examples of the present invention. In these processes, instead of the
[0057]
Comparative examples 1 and 2 show the case of processing using a conventional type spray gun. In Examples 1 to 4, rectifying rings 41 and 42 having the shape shown in FIG. 2 were used, and each thickness was 7 mm. In Examples 1 to 3, the coating process was performed using the rectifying rings 41 and 42 having a width of the rectifying
[0058]
In Comparative Example 3, the same rectifying rings 41 and 42 as in Example 1 were used, but the gas was not supplied to the
[0059]
[Table 1]
[0060]
[Table 2]
[0061]
[Table 3]
[0062]
[Table 4]
[0063]
In Table 3 and Table 4, 16 mesh ON is agglomerate, 24 mesh PASS is fine powder generated by cracking and abrasion during coating. It was inferred that not only fine particles and almost fine particles that were hardly colored were contained, but also cracking of the granules during coating as well as cracking of the core particles in the coating process. Moreover, in the comparative example 2, the fine powder which was hardly colored was observed and it was guessed that it was based on the crack of the core granule at the initial stage of coating.
[0064]
As shown in the examples, the best yield was obtained when the granulation coating treatment was performed with the spray gun of the present invention. Looking at the breakdown of the resulting coated granule, it shows a better value than the treatment using the conventional spray gun in all of the reduction of aggregates, the amount of fine powder, and the amount of scattering during coating. The granulation coating treatment of the present invention is also effective in preventing the core particles from being worn and aggregated, and as a result, is thought to have led to an improvement in yield. In addition, when the spray gun of the present invention is used, adhesion of powder particles is remarkably small in the vicinity thereof, and a suitable coating process can be performed.
[0065]
If the rectifying rings 41 and 42 are provided as in the spray gun of the present invention, the inner cylinder, that is, the front end surface of the
[0066]
As shown in Table 2, the air amount for the air curtain was set to 230 Nl / min. In the comparative examples and examples, but a result that it was preferable to be about 100 to 400 Nl / min. .
[0067]
The spray gun of the present invention can be used for coating a water-soluble polymer as in the above-described embodiment, and also includes the above-described centrifugal rolling fluidized bed coating apparatus (for example, Freund Sangyo Co., Ltd.). In addition to manufactured and trade names, fluidized bed devices with rotary containers, FRC-5, FRC-200, etc.), centrifugal fluidized coating devices (eg, Freund Sangyo Co., Ltd., trade names, spiral flow) and fluidized bed granulation coating Applying granulation coating to spherical granules (for example, Nonpal 101, 103, 105) using a device (Freund Sangyo Co., Ltd., trade name, flow coater), or masking cylindrical granule obtained by extrusion granulation Of course, it is also possible to apply an enteric coating, as compared with a conventional spray gun. Adhesion towards Reagan of granular material to the nozzle cylindrical front portion and the spray gun vicinity resulted much smaller.
[0068]
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
[0069]
For example, FIG. 1 shows a fluidized bed granulation coating apparatus provided with a disk-shaped rotator 8 at the bottom. The present invention can also be applied to a fluidized bed granulation coating apparatus or the like in which 8 is removed and a wire mesh is disposed at that portion. Moreover, although compressed air is supplied to each cylindrical channel |
[0070]
【The invention's effect】
Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
[0071]
(1). The granular material to which the liquid is sprayed is not damaged or worn during spraying, and the amount of fine powder is reduced.
[0072]
(2). Generation of agglomeration due to so-called secondary agglomeration due to adhesion of a plurality of powder particles is prevented.
[0073]
(3) Product yield is improved and product yield is improved.
[0074]
(4). Adherence of powder particles to the tip of the nozzle and the vicinity of the spray gun can be remarkably reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a centrifugal rolling type fluidized bed granulation coating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a spray gun used in the granulation coating apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged front view showing a rectifying ring shown in FIG. 2;
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a partially omitted cross-sectional view showing a modified example of the spray gun device.
FIG. 6 is a partially omitted cross-sectional view showing still another modified example of the spoon gun device.
FIG. 7 is a partially cutaway front view showing a modification of the rectifying member.
[Explanation of symbols]
1 Tubular body
2 processing cylinder
3 Filter room
4 Lid member
5 Upper cylinder
6a, 6b Flow chamber
7 Lower cylinder
8 Rotating body
9 Slit
10 Rotating shaft
13 Motor
14 Air chamber
17 Spray gun
20 filters
21 Nozzle assembly
23, 24 Fixing member
25 Holder part
27 Liquid guideway
28 Liquid nozzle
29 Liquid spout
31 Needle valve
32 knobs
33 Nozzle for primary gas
34 Cylindrical passage
35 Atomization area
36 Nozzle for secondary gas
37 Gas outlet (first gas outlet)
38 Cylindrical passage
39 Gas outlet (second gas outlet)
40 Air curtain
41, 42 Rectifier ring (rectifier means)
45 Rectification groove
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