JP3840764B2

JP3840764B2 - 粉・粒状物の篩分け方法及び装置

Info

Publication number: JP3840764B2
Application number: JP29228897A
Authority: JP
Inventors: 浩行松村; 茂井上; 敏雄吉見
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1997-10-24
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: JPH11128843A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックスなどの粉・粒状物を粒度により選別するための篩分け方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉・粒状物を粒度により選別するための篩分け装置としては、粉・粒状物をスクリーン上で主に垂直方向に運動させ篩分ける形式のトップマウントやユニバーサルなどのアンバランスウェイト駆動式、ビンダーなどの共振式、スエコなどの円型振動式、振動モーター式、電磁式などの振動篩や粉・粒状物をスクリーン上で主に水平方向に運動させ篩分ける形式のスクエアやジャイロなどの水平円運動式、ローテックスなどの水平円−直線運動式、アルガイヤなどの三次元円運動式などの面内運動篩などいろいろな形式の篩分け装置が幅広く使用されている。
【０００３】
中でも円型振動篩が据付面積や取扱いの容易さなどから、小量ないし中量規模の篩分けを行う分野や業種で多用されている。図１に円型振動篩の装置全体図と図２にスクリーン取付け部の詳細図を示す。円型振動篩は、竪型振動モーター１０を取り付けたベースフレーム１８の上に、網下品を排出する下枠１６とスクリーン５を張り付けた上枠１５を１〜３段積み重ね、締め付けバンド１４でそれぞれ固定し、モーター１０を回転させることで、モーター１０の両軸の上下にセットされたアンバランスウェイト９、１１が回転し、上部ウェイト９の回転がスクリーン５に水平運動を発生させ、スクリーン５の中央部にホッパー１から供給された粉・粒状物を回転方向に移動させ、下部ウェイト１１の回転がスクリーン５に垂直運動を発生させ、粉・粒状物を外周回転方向に移動させる役目をし、これらの振動が合成され、スクリーン５に特殊な三次元運動を起こさせ、粉・粒状物を篩分ける装置で、竪型振動モーター１０の代わりに汎用モーターと連結した振動体を取り付けた形式のものやモーターを正転−逆転させながら篩分けるリバース形式のものもある。
【０００４】
このような円型振動篩などに代表される篩分け装置においては、篩分け中に粉・粒状物がスクリーン５への四点接触や複数はまり込みなどによる目詰まりを起こすと粉・粒状物のスクリーン５の通過確率が悪くなり、スクリーン５上で粉・粒状物が滞留したり凝集するために篩分け精度が悪くなるという問題があった。この対応策として、スクリーン５の下部に球状あるいは角状のゴム質のタッピングボ−ル４が装入された開孔部のあるパンチング鋼などからなるタッピングボール受け６を装着し、装置の動きにつれタッピングボール受け６上でタッピングボール４が弾むことでスクリーン５を下からたたき、粉・粒状物の滞留やスクリーン５の目詰まりを防ぎながら篩分けを行っていた。
【０００５】
しかし、スクリーン５として用いられる網の目開きや線径が細い場合、このタッピングボール４によりスクリーン５がたたかれ、スクリーン５の目開きが変形したりスクリーン５が切れることがある。例えば目開きが２００μｍより小さいようなスクリーン５の場合にはその線径は０．２ｍｍφより細いことが多いが、篩い処理中にスクリーン５の目開きが変形したり切れるのを防ぐために、スクリーン５の下に補強網５ａを設けた二重張りにする構造としなければならなかった。このため、スクリーン５の線径が細く目開きが小さくなるほど補強網５ａによりスクリーン５の開孔率が低下し、ホッパー１から供給された粉・粒状物を篩分ける際にスクリーン５と補強網５ａの間で粉・粒状物が滞留しやすくなり、スクリーン５の目開きより小さい粉・粒状物がスクリーン５の目開きより大きい粉・粒状物と一緒にスクリーン５上の排出口１７ａから排出されることになり、スクリーン５上の篩分け精度が低下することになるという問題が生じていた。
【０００６】
このように、粉・粒状物を篩分けする際に、粉・粒状物がスクリーンとその補強網との間に滞留せず、従って篩分け精度に優れ、篩分け処理も効率的にでき、さらに、篩の破損等の問題も生じ難いような篩分け方法、装置が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、粉・粒状物をスクリーンの目開きを介して篩分ける際に、粉・粒状物がスクリーンと該スクリーンの補強網との間に滞留することを抑制あるいは防止できる篩分け方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【発明が解決するための手段】
本発明者らは粉・粒状物を網などのスクリーンの目開きを介して篩分けるにあたり、スクリーンとその補強網との隙間を粉・粒状物の大きさよりも大きい距離を保つことでこの隙間に粉・粒状物が滞留し難くなり、そのことにより篩分け精度が優れ、また、滞留物の除去等の操作を軽減することができることで篩分け作業が効率的となること、さらに、このような手法を達成するための装置として、スクリーンとその補強網の間にこれらの隙間の間隔を保つためのスペーサーを備えることで粉・粒状物が粉・粒状物が滞留し難くなることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
以下に、本発明の粉・粒状物の篩分け方法及び装置が充足すべき要件について、図を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
ａ）粉・粒状物の性状
本発明の篩分け方法及び装置を用いて篩分けられる対象となる粉・粒状物は、本発明の目的を達成できるものであれば、その材質、形態、製法、形状など特に限定されるものではないが、篩のスクリーン５がスクリーンの補強網と共に用いられるような二重張り構造になる篩により分けられることが多い平均粒径２００μｍ以下の粉・粒状物に対して好ましく用いられる。ここで、セラミックスの造粒方法としては、球状あるいは球状に近いものであれば、液中造粒法、撹拌造粒法、転動造粒法、あるいは噴霧造粒法などが一般的であり、例えば、噴霧造粒法の場合は、調整したスラリーを回転ディスク方式などのスプレードライヤーを用いて粒径２００μｍ以下の顆粒状に造粒し、スプレードライヤーの下部に取付けられた篩分け装置を用いて、得られた顆粒物を任意の粒度に篩分けることができる。
【００１１】
ｂ）篩分け装置
本発明の方法及び装置においては、篩を用い、篩を動かすことで篩上の粉・粒状物を運動させ、篩のスクリーン５を粉・粒状物が通過して篩分けできることとなるが、その際に用いられる装置としては、少なくともスクリーン５が運動するものであればよく、すなわち篩全体に運動性を与えるものであってもスクリーン５に対して運動性を与えるものであってもいずれでもよい。また、運動の実際の形態としても、振動を与える方式、スクリーン５を偏心運動させる方式、スクリーン５に傾斜を与えて粉・粒状物を動かす方式、さらにこれらの方式を複合した運動方式のいずれも採用することができるが、該スクリーン５が二重張り構造になっており、スクリーン５の目詰まり防止用として、タッピングボール４が装入されたタッピングボール受け６が具備された篩分け装置で、スクリーン５とスクリーンの補強網５ａの間にスペーサー２５がセットされていることが必須である。
【００１２】
このような方式をさらに具体的に述べれば、例えば、スクリーン５を電磁振動体や振動モーターなどの振動体により共振させ、篩上で粉・粒状物を主に垂直運動させる円型振動式などの振動篩、篩を偏心運動させて篩上で粉・粒状物を主に水平円運動させる面内運動式のジャイロ篩、この面内運動式のスクリーン５に傾斜角度を持たせ、直線運動を加えたローテックス篩などを挙げることができる。
【００１３】
また、網などからなるスクリーン５の篩枠（上枠）１５への固定方法については特に限定されるものではなく、外リング式やカセット式、あるいは図２に示す内リング式などいずれでもよいが、スクリーン５を篩枠１５へ取り付ける際にスクリーン５の目開きが変形しやすい場合や篩枠１５とスクリーン５の隙間へ入った粉・粒状物の除去が容易ではない場合にはカセット式が好ましい。
【００１４】
図１に示す円型振動篩などに代表される篩分け装置においては、粉・粒状物がスクリーン５で四点接触や複数はまり込みなどによる目詰まりを起こすと粉・粒状物のスクリーン５の通過確率が悪くなり、スクリーン５上で粉・粒状物が滞留したり凝集するため、篩分け精度が悪くなる。そこで、この目詰まり防止のため、スクリーン５の下部に、タッピングボ−ル４が装入されている。タッピングボ−ル４の大きさや使用個数としては、スクリーン５の面積により異なり一定しないが、通常、角状のタッピングボールを使用する場合には５０〜６０ｍｍ（長さ）×３５〜４０ｍｍ（幅）×２０〜２５ｍｍ（厚み）程度の大きさのものが８〜８０個用いられ、球状の場合には２０〜３５ｍｍφ程度の大きさのものが２４〜３６０個用いられる。タッピングボ−ル４の材質及び形状としては、スクリーンとその補強網からなる二重張りの網を下からたたいて目詰まりを防止できるものであれば特に限定されるものではないが、粉・粒状物の破損を極力防ぐために材質として天然ゴムやシリコンゴムなどゴム質のものが好ましく用いられ、形状として球状及び／又は角状のものが好ましく用いられ、さらに造粒物のような壊れやすいものを篩分ける場合には球状のものが好ましく用いられる。
【００１５】
一方、このタッピングボ−ル４を受けるタッピングボール受け６は、スクリーンとその補強網からなる二重張りの網を下からたたいて目詰まりを防止できるように、タッピングボール４とスクリーン５の隙間の高さを例えば５ｍｍ程度に調整し、開孔率２０〜６０％程度のパンチング鋼（抜打金網）を使用し、装置の動きにつれタッピングボール受け６上でタッピングボール４が弾むことでスクリーン５を下からたたき、粉・粒状物の滞留やスクリーン５の目詰まりを防ぎながら篩分けを行えばよい。粉・粒状物が壊れやすい場合は、図３に示すようにタッピングボール受６の上にタッピングボール４の大きさより小さい幅の凹凸形状２４を設けるとよい。ここで、タッピングボール４がスクリーン５を下からたたく際の強さとしては、篩分け処理中に篩に与える運動性の強さ、スクリーン５とその補強網との間の隙間、タッピングボール４の形状やその材質などにより異なるが、スクリーン５の目詰まりを防げる程度であればよい。
【００１６】
粉・粒状物の篩分け装置への供給方法も、特に限定する必要はない。一般には、図１のようにホッパー１を用いて行うことが多く、ダンパー３を任意の角度に開け、装置へ連続的あるいはバッチ的に供給するが、供給を精度よく実施するには、ホッパー１とダンパー３の間に供給装置を設けるとよい。供給する粉・粒状物が造粒物の場合は、強度が弱く供給操作により粉・粒状物が壊れないように、供給速度、供給量などを考慮して実施することが望ましい。
【００１７】
ｃ）スペーサー
上記に記載したように、スクリーン５としては、本発明の目的を達成できるものであればよいが、例えば、目開きが２００μｍ以下のスクリーン５として使用される網は通常、線径として０．０２〜０．１５ｍｍφの範囲のものが使用される。篩分けの際、このスクリーン５の目詰まり防止のため、タッピングボール４でスクリーン５を直接下からたたくとスクリーン５の目開きが変形したり、長時間たたくと線が切れたりし、篩分け精度が低下することがあり、特に樹脂網の場合はこの傾向が強い。そこで、スクリーン５の補強のため、目開きが１００〜２００μｍ（線径：０．０７〜０．１５ｍｍφ）の場合、目開きが８００〜９５０μｍ（線径：０．３９〜０．５５ｍｍφ）の金網が補強網としてスクリーン５の下にセットされることが多く、また、目開きが２０〜１００μｍ（線径：０．０２〜０．０７ｍｍφ）の場合、目開きが４００〜５００μｍ（線径：０．２７〜０．３５ｍｍφ）の金網が補強網としてスクリーン５の下にセットされることが多い。
【００１８】
しかし、スクリーン５の目開きが小さく、線径が細い場合、補強網５ａの線径が太いと、スクリーン５の開孔率が低下し、スクリーン５の面積に対する供給量が増すほど、スクリーン５の目開きより小さい粉・粒状物が、スクリーン５とスクリーンの補強網５ａの間に残り、スクリーン５の排出口１７ａからスクリーン５の目開きより大きい粉・粒状物と一緒に排出される。
【００１９】
そこで、スクリーン５とスクリーンの補強網５ａの間にスペーサー２５を装入することで、隙間をつくり、スクリーン５とスクリーンの補強網５ａの間に粉・粒状物が滞留しにくい構造にすれば、スクリーン５の開孔が最大限に利用できる。
【００２０】
本発明の篩分け装置のスクリーン５とスクリーンの補強網５ａの間にセットされるスペーサー２５は、本発明の目的を達成できるものであればその材質を特に限定する必要はなく、その材質としては、金属製、セラミックス製、樹脂製などが好ましく用いられ、さらに、錆にくく加工しやすいことから、ポリエチレン、ナイロン、ポリカーボネート、テフロンなどの樹脂製のものが好ましく用いられる。その形状や大きさについても特に限定する必要はなく、スクリーン５を篩枠１５に取付ける際に、目開きの変形や切断の可能性の少ない形状や大きさのものが好ましく、加工性の面から円柱状や四角柱状のものが好ましく、さらにその角は篩分ける対象の粉・粒状物の破損を避けるために丸みを帯びていることが好ましい。
【００２１】
一方、スペーサー２５の高さとしては、目詰まり防止の効果が発揮できるようにスクリーン５の目開きを考慮して決めればよい。具体的には、スペーサー２５の高さとしては、スクリーン５の目開きの最低長さより高ければよく、スペーサー２５の高さとスクリーン５の目開きの最低長さとの差が２ｍｍ以下が好ましく、さらに１ｍｍ以下が好ましい。スペーサー２５のスクリーン及び／又は補強網への固定方法としては、スクリーン５と補強網５ａの間で挟まれ装着されたスペーサー間の間隔が一定でほとんど変動しないものであればよく、接着剤などによりスクリーン５や補強網５ａに対して両方にあるいは片方に固定され、又は接着固定されていなくてもよい。しかし、接着のしやすさの点では線径が細く接触箇所の多いスクリーン側に接着すればよく、また、セラミックスの焼結体などの硬いものを篩い分ける場合にはスクリーン表面の接着剤が剥がれて異物が混入するのを避けるために補強網側のみに接着固定するのがよい。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によりなんら限定されるものでない。
【００２３】
実施例１
市販のジルコニア粉末ＴＺ−３Ｙ（東ソー（株）製：顆粒状）を大気雰囲気下で電気炉により、１５００℃、保持時間２時間の条件で焼成し、得られた焼結体の粒度分布をＪＩＳＲ６００２に準拠した試験方法により測定した結果、＜３８μｍ：３３％、３８〜５３μｍ：２９％、５３〜７５μｍ：３０％、７５〜９０μｍ：８％の分布となった。次に、円形振動篩（（株）ダルトン製、型式：４０３、篩分け面積：３６０ｍｍφ）の篩枠の下段に、短長比率１：１．５の矩形状ＳＵＳ金網（目開き：４４×６７μｍ、線径：３４μｍ、通過最大サイズ：５３μｍ）上段に短長比率１：３の矩形状ＳＵＳ金網（目開き：６３×１８９μｍ、線径：４０μｍ、通過最大サイズ：７５μｍ）をスクリーンとして、各スクリーンの補強網として、目開き：４２５μｍ、線径：２９０μｍのＳＵＳ金網をスクリーンの下に内リング方式でセットし、スクリーンと補強網の間に、直径１０ｍｍφ、高さ１ｍｍのポリカーボネート製のスペーサーを１３個接着剤で固定し、各段のスクリーンの下にタッピングボール受けとして、孔の直径８ｍｍφ、ピッチ１０ｍｍ、６０°千鳥型で打ち抜いたパンチング鋼（開孔率５８．２％）を取付け、各段ごとに３０個ずつ、直径２０ｍｍφのシリコンゴム製ボールをタッピングボールとして装入した。次に、得られた焼結体を供給量０．５ｋｇ／時間の条件で、連続的に篩に供給し、８時間連続で篩分けを行った。上下段のスクリーンの目詰まりは、ほとんど確認されなかった。得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が２４９０ｇ、下段篩上が１１９０ｇ、上段篩上が３２０ｇとなった。
【００２４】
回収品の上段篩上と下段篩上の各１００ｇについて、通過最大サイズと同じ目開きの試験篩を用いて、ＪＩＳＲ６００２に準拠した試験方法により、通過最大サイズ以下の重量について測定した結果、上段篩上に含まれる７５μｍ以下の重量は０．５ｇ（０．５重量％に相当）、下段篩上に含まれる５３μｍ以下の重量は０．７ｇ（０．７重量％に相当）だった。
【００２５】
比較例１
スクリーンと補強網の間に、スペーサーを取付けない以外は、全て実施例１と同じ供給品、設備、条件で８時間連続分級を行った。上下段共にスクリーンと補強網の間に若干の目詰まりが確認され、この目詰まりは、専用の刷毛によるブラッシングでは取れなかった。
【００２６】
得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が２４４０ｇ、下段篩上が１２１０ｇ、上段篩上が３１０ｇとなり、スクリーンの目詰まり量は、計算値で４０ｇとなった。
【００２７】
回収品の上段篩上と下段篩上の各１００ｇについて、通過最大サイズと同じ目開きの試験篩を用いて、ＪＩＳＲ６００２に準拠した試験方法により、通過最大サイズ以下の重量について測定した結果、上段篩上に含まれる７５μｍ以下の重量は２．３ｇ（２．３重量％に相当）、下段篩上に含まれる５３μｍ以下の重量は３．５ｇ（３．５重量％に相当）だった。
【００２８】
実施例２
円型振動篩（興和工業所（株）製：ＫＦＣＲ−５００、篩分け面積：４２０ｍｍφ）の篩枠に短長比率１：３の矩形状ＳＵＳ金網（目開き：１２５×３７５μｍ、線径：８８μｍ、通過最大サイズ：１５０μｍ）をスクリーンとして、各スクリーンの補強網として、目開き：８５０μｍ、線径：５２３μｍのＳＵＳ金網をスクリーンの下に内リング方式でセットし、スクリーンと補強網の間に、直径１５ｍｍφ、高さ１ｍｍのジルコニア製のスペーサーを２５個接着剤で固定し、各段のスクリーンの下にタッピングボール受けとして、孔の直径１１．５ｍｍφ、ピッチ１４ｍｍ、６０°千鳥型で打ち抜いたパンチング鋼（開孔率６１．５％）、を取付け、各段ごとに２４個ずつ、直径３２ｍｍφのシリコンゴム製ボールをタッピングボールとして装入した。次に、市販のガラスビーズＪ−９０（東芝バロティーニ（株）製：粒度２５０〜１０６μｍ）を供給量０．３ｋｇ／回、分級３０秒、排出６０秒の条件で、１０回篩分けを繰り返したが、スクリーンの目詰まりは、ほとんど確認されなかった。得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が１３６０ｇ、篩上が１６４０ｇとなった。
【００２９】
回収品の篩上の１００ｇについて、通過最大サイズと同じ目開きの試験篩を用いて、ＪＩＳＲ６００２に準拠した試験方法により、通過最大サイズ以下の重量について測定した結果、篩上に含まれる１５０μｍ以下の重量は０．３ｇ（０．３重量％に相当）だった。
【００３０】
比較例２
スクリーンと補強網の間に、スペーサーを取付けない以外は、全て実施例２と同じ供給品、設備、条件で１０回篩分けを行った。スクリーンと補強網の間に若干の目詰まりが確認され、この目詰まりは、専用の刷毛によるブラッシングでは取れなかった。
【００３１】
得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が１３４０ｇ、篩上が１６３０ｇとなり、スクリーンの目詰まり量は、計算値で３０ｇとなった。
【００３２】
回収品の篩上の１００ｇについて、通過最大サイズと同じ目開きの試験篩を用いて、ＪＩＳＲ６００２に準拠した試験方法により、通過最大サイズ以下の重量について測定した結果、篩上に含まれる１５０μｍ以下の重量は２．０ｇ（２．０重量％に相当）だった。
【図面の簡単な説明】
【図１】一例である円型振動篩の装置全体図である。
【図２】図１括弧内のスクリーン取付け部の詳細図である。
【図３】図１括弧内のスクリーン取付け部の詳細図（タッピングボール受け凸部を有する）である。
【符号の説明】
１：ホッパー
２：ホッパー支柱
３：ダンパー
４：タッピングボール
５：スクリーン
５ａ：スクリーン補強網
６：タッピングボール受け
７：中寄せ
８：スプリング
９：上部ウェイト
１０：竪型振動モーター
１１：下部ウェイト
１２：補助ウェイト
１３：蓋
１４：締め付けバンド
１５：上枠
１６：下枠
１７：排出口
１７ａ：排出口
１８：ベースフレーム
１９：スクリーン締め付けボルト
２０：凹リング
２１：スクリーン押えリング
２２：隙間調整用座金
２３：締め付けナット
２４：タッピングボール受け凸部
２５：スペーサー
Ａ：図２、図３で拡大した図として示される部分
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、網などのスクリーンが補強網と一緒に二重に張られた篩枠とその下部にスクリーンの目詰まり防止用としてのタッピングボールが装入されたタッピングボール受けを用いて篩分けを行う場合、ホッパーより粉・粒状物が供給し、タッピングボールでスクリーンを下からたたきながらスクリーンの目開きを介して篩分ける際に、スクリーンとその補強網の間にスペーサーを設けることで、二重構造になったスクリーンとその補強網の間で粉・粒状物、特にスクリーンの目開きより小さい粉・粒状物が滞留しにくくなり、スクリーンの目開きより大きい粉・粒状物と一緒にスクリーン上の排出口から排出されることもなく、粉・粒状物の分級精度が高められるという利点を有している。

Claims

粉・粒状物をスクリーン及びその補強網の目開きの間を通過させて篩分ける方法において、粉・粒状物が該スクリーンと該補強網との間に粉・粒状物の大きさよりも大きい隙間を保つことを特徴とする篩分け方法。
粉・粒状物が平均粒径２００μｍ以下のセラミックスであることを特徴とする請求項１に記載の篩分け方法。
粉・粒状物を通過させるための目開きを有するスクリーン、該スクリーンの下方に張られた目開きを有する補強網、該補強網を下方よりたたくタッピングボール及び該タッピングボールを保持するタッピングボール受けを備える篩分け装置において、前記スクリーンと前記補強網との間に隙間を与えるスペーサーを備えることを特徴とする粉・粒状物の篩分け装置。
粉・粒状物が平均粒径２００μｍ以下のセラミックスであることを特徴とする請求項３に記載の篩分け装置。