JP6686632B2 - 混合造粒装置 - Google Patents

Description

本発明は、混合造粒装置に関する。

従来より、粉粒体の混合や造粒を行うための装置が種々の分野で使用されている。例えば、現在においては、鉛直方向の回転軸を中心に回転する撹拌羽根（アジテータ）と、水平方向の回転軸を中心に回転するせん断羽根（チョッパ）と、を撹拌槽の内部に設け、撹拌槽の内部に投入した原料を撹拌羽根で跳ね上げながら撹拌し、撹拌された原料をせん断羽根で破砕することにより造粒を行う撹拌造粒装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

また、近年においては、水平方向の回転軸を中心に回転するせん断羽根に代えて、鉛直方向の回転軸（撹拌羽根の回転軸と同軸）を中心に回転する渦巻流生成羽根や分散羽根を設け、これらの羽根をせん断羽根として機能させることにより原料を混合造粒する混合造粒装置が提案されている（例えば、特許文献４〜６参照）。

特開平５−２３６号公報 特開平７−８７８２号公報 特開２００４−２０２２８０号公報 特開２００５−４０６５８号公報 特開２０１１−８３６７２号公報 特開２０１３−９３１４０号公報

しかし、特許文献１〜６に開示されたような従来の混合（撹拌）造粒装置を採用しても、造粒状態を精密に制御することは困難であり、製造される粉粒体の密度を充分に高めることができないという問題があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、適度な粒度分布と高い密度を有する粉粒体を製造することができる混合造粒装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る混合造粒装置は、撹拌槽と、撹拌槽の内部に設けられ鉛直方向に延在する回転軸を中心に回転することにより撹拌槽に投入された対象物を撹拌する撹拌羽根と、撹拌羽根よりも鉛直方向上方に配置され回転軸を中心に回転することにより対象物にせん断力を加えるせん断羽根と、を備え、せん断羽根は、回転軸に沿って少なくとも３段設けられており、撹拌槽の容積に対するせん断羽根の体積占有率は、３６％以上１００％未満に設定されているものである。

かかる構成を採用すると、撹拌羽根よりも鉛直方向上方に配置され撹拌羽根と同軸で回転するせん断羽根が回転軸に沿って少なくとも３段（例えば８段）設けられており、これらせん断羽根の体積占有率が特定の値（３６％以上１００％未満）に設定されているため、高いせん断効果を得ることができる。この結果、適度な（比較的広い）粒度分布と高い密度を有する粉粒体を製造することができる。せん断羽根の体積占有率が３６％未満であると、粉粒体の密度を充分に高めることができないため好ましくない。

本発明に係る混合造粒装置において、平面視円形状を呈する有底中空円筒体の撹拌槽を採用することができる。かかる場合において、撹拌槽の内径に対するせん断羽根の直径の比を、０．６以上１未満に設定することができる。

かかる構成を採用すると、有底中空円筒体の撹拌槽の内径に対するせん断羽根の直径の比を特定の値（０．６以上１未満）に設定しているため、高いせん断効果を得ることができ、適度な粒度分布と高い密度を有する粉粒体を製造することができる。撹拌槽の内径に対するせん断羽根の直径の比が０．６未満であると、粉粒体の密度を充分に高めることができないため好ましくない。

本発明に係る混合造粒装置において、回転軸を中心に回転することにより対象物を鉛直方向上方に押し上げながら撹拌するように撹拌羽根を構成することができる。かかる場合において、回転軸に固定される基部と、基部から径方向外側に向けて延在するように設けられた羽根部と、を有するせん断羽根を採用し、せん断羽根の羽根部の少なくとも一部の断面形状を、回転軸を中心に回転することにより鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状とすることができる。

かかる構成を採用すると、撹拌羽根の回転によって対象物を鉛直方向上方に押し上げることができる一方、せん断羽根の回転によって鉛直方向下向きの気流を発生させて対象物を鉛直方向下向きに移動させることができる。従って、撹拌槽の内部において上下方向における対象物の循環流を生成することができるので、比重差のある対象物であっても効率良く撹拌混合することが可能となる。

本発明に係る混合造粒装置において、せん断羽根の羽根部の根本側の部分の断面形状を、回転軸を中心に回転することにより鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状とし、せん断羽根の羽根部の先端側の部分の断面形状を、回転軸を中心に回転することにより鉛直方向上向きの気流を発生させるような断面形状とすることができる。

かかる構成を採用すると、せん断羽根の羽根部の根本側の部分（回転軸寄りの部分）が、回転により鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状を有しているため、回転軸近傍にある対象物を鉛直方向下向きに移動させることができる。一方、せん断羽根の羽根部の先端側の部分（撹拌槽の内壁寄りの部分）は、回転により鉛直方向上向きの気流を発生させるような断面形状を有しているため、撹拌槽の内壁近傍にある対象物を鉛直方向上向きに移動させることができる。従って、撹拌槽の内部において、せん断羽根の先端側上方から根本側下方への対象物の流れを生成することができ、さらに効率良く循環流を生成することができる。

本発明に係る混合造粒装置において、せん断羽根の羽根部の後縁を波形に形成することができる。

かかる構成を採用すると、せん断羽根の羽根部の後縁を波形に形成しているため、せん断羽根の羽根部の後縁に沿った気流に速度差を生成することができ、この気流の速度差によって、せん断羽根に対する粉粒体の付着を効果的に抑制することができる。

本発明に係る混合造粒装置において、上下に隣接するせん断羽根を、羽根部を回転方向に所定角度ずらした状態で回転軸に取り付けることができる。

かかる構成を採用すると、上下に隣接するせん断羽根を、その羽根部を回転方向に所定角度（例えば３０°）ずらした状態で回転軸に取り付けているため、せん断羽根に対する粉粒体の付着を効果的に抑制することができるとともに、対象物を効率良く撹拌混合することが可能となる。

本発明に係る混合造粒装置において、上部に設けられた開口部を閉鎖する蓋部材を有する撹拌槽を採用することができる。かかる場合において、蓋部材の内側に、撹拌槽の内壁上部に付着した粉粒体を掻き落とす掻き落とし羽根を設けることができる。

かかる構成を採用すると、蓋部材の内側に設けられた掻き落とし羽根により、撹拌槽の内壁上部に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。従って、歩留まりを向上させることができる。

本発明に係る混合造粒装置において、撹拌槽の内壁と、せん断羽根の先端と、の間に間隙を形成し、間隙の寸法を撹拌槽の内径に対して１〜４０％の範囲に設定することができる。

かかる構成を採用すると、撹拌槽の内壁とせん断羽根の先端との間に、特定寸法（撹拌槽の内径に対して１〜４０％の長さ）の間隙が形成されているため、撹拌槽の内部において対象物を効率良く撹拌混合することができる。

本発明に係る混合造粒装置において、撹拌羽根の先端部分を鉛直方向上方に折曲し、撹拌羽根の先端部を撹拌羽根の折曲部よりも鉛直方向上方に位置させることができる。この際、撹拌羽根の先端部を、撹拌羽根の折曲部よりも撹拌槽の鉛直方向の長さに対して１／１００〜１／１０の長さだけ鉛直方向上方に位置させることができる。

かかる構成を採用すると、撹拌羽根の先端部分を鉛直方向上方に折曲し、撹拌羽根の先端部を撹拌羽根の折曲部よりも鉛直方向上方に位置させているため、対象物を効率良く鉛直方向上方に押し上げることができる。

本発明によれば、適度な粒度分布と高い密度を有する粉粒体を製造することができる混合造粒装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る混合造粒装置の構成を説明するための構成図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置の撹拌羽根の先端部分の構成を説明するための拡大図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の平面図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の羽根部の先端部分（図３のIV部分）の拡大図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の羽根部の先端部分の変形例を示す図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の羽根部の図３のVI-VI部分における断面図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の羽根部の変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の羽根部の変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の羽根部の変形例を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の変形例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る混合造粒装置のせん断羽根の変形例を示す平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態はあくまでも好適な適用例であって、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではない。

まず、図１〜図１１を用いて、本発明の実施形態に係る混合造粒装置１の構成について説明する。本実施形態に係る混合造粒装置１は、図１に示すように、撹拌槽１０と、撹拌羽根（アジテータ）２０と、せん断羽根（チョッパ）３０と、を備えており、撹拌槽１０の内部に投入された対象物を撹拌羽根２０で跳ね上げながら撹拌し、撹拌された対象物をせん断羽根３０で破砕することにより混合造粒を行うものである。

撹拌槽１０は、平面視円形状を呈する有底中空円筒体とされており、水平方向に配置される平面視円形状の底壁１１と、底壁１１に対して直角な方向（鉛直方向）に連接される円筒形状の側壁１２と、上部に設けられた開口部を閉鎖する蓋部材１３と、を有している。蓋部材１３の内側には、撹拌槽１０の内壁上部に付着した粉粒体を掻き落とす掻き落とし羽根（スクレーパ）１４が設けられている。撹拌槽１０の底壁１１の直径や側壁１２の高さは、内部に投入される対象物の組成や量に応じて適宜設定することができる。

撹拌羽根２０は、撹拌槽１０の内部に設けられ鉛直方向に延在する回転軸４０を中心に回転することにより、撹拌槽１０に投入された対象物を撹拌するものである。撹拌羽根２０は、回転軸４０から径方向外側に向けて延在するように設けられており、周方向に沿って等間隔に複数（例えば３枚〜５枚）配置されている。本実施形態における撹拌羽根２０は、回転軸４０を中心に回転することにより対象物を鉛直方向上方に押し上げながら撹拌するように構成されており、図１及び図２に示すように、その先端部分が鉛直方向上方に折曲されている。

せん断羽根３０は、撹拌羽根２０よりも鉛直方向上方に配置され回転軸４０（撹拌羽根２０の回転軸４０と同軸）を中心に回転することにより、対象物にせん断力を加えるものである。せん断羽根３０は、図３に示すように、回転軸４０に固定される円盤状の基部３０ａと、基部３０ａから径方向外側に向けて延在するように設けられた羽根部３０ｂと、を有している。本実施形態においては、図３に示すように、羽根部３０ｂを周方向に沿って等間隔に複数（本実施形態では３枚）配置するとともに、図４に示すように、羽根部３０ｂの先端部３１の形状を、径方向に対して直交する方向（接線方向）に延在する直線形状にしている。なお、図５に示すように、羽根部３０ｂの先端部３１の回転方向前方を切り欠いた形状にすることもできる。

せん断羽根３０は、図１に示すように、回転軸４０に沿って少なくとも３段（例えば８段）設けられており、上下に隣接するせん断羽根３０の羽根部３０ｂは、回転方向に所定角度（例えば３０°）ずらした状態で回転軸４０に取り付けられている。そして、本実施形態においては、撹拌槽１０の容積Ｖ₀に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_Sの占有率（体積占有率＝（Ｖ_S／Ｖ₀）×１００）を３６％以上１００％未満に設定するとともに、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比（直径比＝Ｄ_S／Ｄ₀）を０．６以上１未満に設定している。せん断羽根３０の体積占有率が３６％未満であったり直径比が０．６未満であったりすると、粉粒体の密度を充分に高めることができないため好ましくない。

ここで、「せん断羽根３０の体積Ｖ_S」とは、図１に示すように、最も下に配置されたせん断羽根３０を含む構造体の最下部に接する仮想水平面と、最も上に配置されたせん断羽根３０を含む構造体の最上部に接する仮想水平面と、各せん断羽根３０の先端部（撹拌槽１０の側壁１２の内面に最も近い部分）に接する仮想円筒曲面と、によって囲まれる領域（図１においてグレーで示される領域Ａ）の体積を意味する。

また、本実施形態におけるせん断羽根３０の羽根部３０ｂは、回転軸４０を中心に回転することにより鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状を有している。具体的には、図６にその断面を示すように、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの上面３２が平坦な面とされているのに対し、下面３３の略中央部が下方に膨らむように形成されている。このため、せん断羽根３０の回転時に上面３２に沿って流れる気流の速度よりも、下面３３に沿って流れる気流の速度の方が高くなることから、上面３２付近の静圧が下面３３付近の静圧よりも高くなり、その結果、鉛直方向下向きの気流が発生することとなる。

なお、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの断面形状は図６に示すものに限定されるものではなく、例えば図７〜図９に示すような断面形状を採用することもできる。図７に示す断面形状を採用すると、図６に示す断面形状よりも強度を向上させることができる。図８に示す断面形状は、図６及び図７に示す断面形状よりも簡素な工程で製作することができる。図９に示す断面形状を採用すると、鉛直方向下向きの気流の発生よりも、対象物のせん断を優先させることができる。

また、せん断羽根３０の平面形状は図３に示すものに限定されるものではなく、例えば図１０や図１１に示すような平面形状を採用することもできる。図１０及び図１１に示す平面形状は、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの先端部３１が回転方向後方に位置するような平面視円弧状の形状を有している。また、図１１に示す例は、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの後縁３４を波形に形成したものである。このようにすることにより、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの後縁３４に沿った気流に速度差を生成することができ、この気流の速度差によって、せん断羽根３０に対する粉粒体の付着を効果的に抑制することができる。波形は、図１１に示すような正弦波形状に限定されるものではなく、鋸歯状の波形、矩形状の波形、台形状の波形等を採用してもよい。

撹拌槽１０の内壁（側壁１２の内面）と、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの先端部３１と、の間には、間隙を形成するようにする。間隙の寸法は、撹拌槽１０の内径に対して１〜４０％の範囲に設定するのが好ましく、特に２〜３０％程度に設定するのが好ましい。間隙の寸法が撹拌槽１０の内径に対して１％未満の場合は粉粒体が挟まることが考えられ、一方、間隙の寸法が撹拌槽１０の内径に対して４０％より大きい場合はせん断羽根３０に粉粒体が接触せず、何れの場合も粉粒体を効率的に混合することができない。

以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１においては、撹拌羽根２０よりも鉛直方向上方に配置され撹拌羽根２０と同軸で回転するせん断羽根３０が回転軸４０に沿って複数段設けられており、これらせん断羽根３０の体積占有率が特定の値（３６％以上１００％未満）に設定されているため、高いせん断効果を得ることができる。この結果、適度な（比較的広い）粒度分布と高い密度を有する粉粒体を製造することができる。

また、以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１においては、有底中空円筒体の撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比を特定の値（０．６以上１未満）に設定しているため、高いせん断効果を得ることができ、適度な粒度分布と高い密度を有する粉粒体を製造することができる。

また、以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１においては、撹拌羽根２０の回転によって対象物を鉛直方向上方に押し上げることができる一方、せん断羽根３０の回転によって鉛直方向下向きの気流を発生させて対象物を鉛直方向下向きに移動させることができる。従って、撹拌槽１０の内部において上下方向における対象物の循環流を生成することができるので、比重差のある対象物であっても効率良く撹拌混合することが可能となる。

また、以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１において、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの後縁３４を波形に形成した場合には、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの後縁３４に沿った気流に速度差を生成することができ、この気流の速度差によって、せん断羽根３０に対する粉粒体の付着を効果的に抑制することができる。

また、以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１においては、上下に隣接するせん断羽根３０を、羽根部３０ｂを回転方向に所定角度（例えば３０°）ずらした状態で回転軸に取り付けているため、せん断羽根３０に対する粉粒体の付着を効果的に抑制することができるとともに、対象物を効率良く撹拌混合することが可能となる。

また、以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１においては、撹拌槽１０の蓋部材１３の内側に設けられた掻き落とし羽根１４により、撹拌槽１０の内壁上部に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。従って、歩留まりを向上させることができる。

また、以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１においては、撹拌槽１０の内壁とせん断羽根３０の先端部３１との間に、特定寸法（撹拌槽１０の内径に対して１〜４０％の長さ）の間隙が形成されているため、撹拌槽１０の内部において対象物を効率良く撹拌混合することができる。

また、以上説明した実施形態に係る混合造粒装置１においては、撹拌羽根２０の先端部分が鉛直方向上方に折曲されており、撹拌羽根２０の先端部２１が折曲部２２よりも鉛直方向上方に位置するように構成されているため、対象物を効率良く鉛直方向上方に押し上げることができる。

次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。以下の第一〜第三実施例及び第一〜第二比較例は、鉄系脱酸素剤を製造した例を示すものであり、第四〜第六実施例及び第三〜第四比較例は、グリセリン系脱酸素剤を製造した例を示すものである。なお、以下の各実施例及び各比較例中の「部」及び「％」は、重量基準である。

＜第一実施例＞
まず、第一実施例について説明する。本実施例における混合造粒装置１においては、内径Ｄ₀が４００ｍｍの撹拌槽１０を採用するとともに、直径Ｄ_Sが３５０ｍｍのせん断羽根３０（基部３０ａ及び３枚の羽根部３０ｂからなる構造体）を８枚採用し、これらせん断羽根３０を回転軸４０に沿って１０ｍｍ間隔で配置した。このとき、最も下に配置されたせん断羽根３０の最下部に接する仮想水平面から、最も上に配置されたせん断羽根３０の最上部に接する仮想水平面までの寸法は、撹拌槽１０の内部の高さＬの０．９９倍（０．９９Ｌ）であった。撹拌槽１０の容積Ｖ₀（＝（２００）²×π×Ｌ）に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_S（＝（１７５）²×π×０．９９Ｌ）の占有率（＝（Ｖ_S／Ｖ₀）×１００）は７５．８０（＝１７５／２００）²×０．９９×１００）（％）であり、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比（＝Ｄ_S／Ｄ₀）は０．８７５（＝３５０／４００）であった。

また、本実施例においては、鉄粉５３．９％（ヘガネス社製）、塩化ナトリウム３．７％、粉末活性炭５．１％（フタムラ化学社製）、粒状珪藻土１１．１％（イソライト工業社製）、粉末消石灰２．０％（秩父消石灰社製）、ベントナイト２．０％（クニミネ工業社製）、カルボキシルメチルセルロース０．２％、水２３．０％からなる脱酸素剤組成物５ｋｇを調製した。

そして、調製した脱酸素剤組成物を、上記のように構成した混合造粒装置１の撹拌槽１０の内部に投入し、撹拌羽根２０及びせん断羽根３０を５分間で３００回転させて造粒物を得た。次いで、混合造粒装置１から排出した造粒物の重量を、投入した組成物の重量で除することにより「排出収率」を算出し、投入した組成物の重量から、排出した造粒物の重量を減ずることにより「機内残渣」を算出した。続いて、パウダーテスター（ホソカワミクロン社製）を用いて、得られた造粒物の緩み見掛密度を評価した。

＜第二実施例＞
次に、第二実施例について説明する。本実施例における混合造粒装置１においては、直径Ｄ_Sが３２０ｍｍのせん断羽根３０を採用し、それ以外は第一実施例と同様の条件で評価を行った。撹拌槽１０の容積Ｖ₀（＝（２００）²×π×Ｌ）に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_S（＝（１６０）²×π×０．９９Ｌ）の占有率（＝（Ｖ_S／Ｖ₀）×１００）は６３．３６（＝１６０／２００）²×０．９９×１００）（％）であり、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_S（＝Ｄ_S／Ｄ₀）の比は０．８（＝３２０／４００）であった。

＜第三実施例＞
次に、第三実施例について説明する。本実施例における混合造粒装置１においては、直径Ｄ_Sが２４０ｍｍのせん断羽根３０を採用し、それ以外は第一実施例と同様の条件で評価を行った。撹拌槽１０の容積Ｖ₀（＝（２００）²×π×Ｌ）に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_S（＝（１２０）²×π×０．９９Ｌ）の占有率（＝（Ｖ_S／Ｖ₀）×１００）は３５．６４（＝１２０／２００）²×０．９９×１００）（％）であり、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_S（＝Ｄ_S／Ｄ₀）の比は０．６（＝２４０／４００）であった。

＜第一比較例＞
次に、第一比較例について説明する。本比較例においては、本発明に係る混合造粒装置１に代えて、せん断羽根を有しない混合造粒装置（ダルトン社製、商品名：ＳＰＧ−２０Ｌ）を採用し、それ以外は第一実施例と同様の条件で評価を行った。

＜第二比較例＞
次に、第二比較例について説明する。本比較例においては、本発明に係る混合造粒装置１に代えて、せん断羽根を有しない混合造粒装置（ダルトン社製、商品名：ＳＰＧ−２０Ｌ）を採用し、第一実施例と同様に調製した脱酸素剤組成物を上記混合造粒装置に投入し、撹拌羽根を３分間で２００回転させて造粒物を得た。次いで、得られた造粒物を、加圧成形機（栗本鉄工所製、商品名：ＭＲＣＰ−２００）に投入し、この加圧成形機を用いて押し出し及びロール圧縮（ロール圧縮線圧２．５ｔ／ｃｍ）にて連続成形し、嵩体積を約１／３に圧縮してなる厚さ０．８ｍｍの板状の加圧成形物を得た。続いて、得られた板状の加圧成形物を整粒機に通すことで、粒径約２ｍｍの粒状の脱酸素剤組成物を作製した。その後、それ以外は第一実施例と同様の手法で評価を行った。

以上の第一〜第三実施例及び第一〜第二比較例の結果を、以下の表１にまとめた。

以上の結果を見ると明らかなように、撹拌槽１０の容積Ｖ₀に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_Sの占有率（体積占有率）を３６％以上に設定し、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比を０．６以上に設定した混合造粒装置１を採用した第一〜第三実施例においては、得られた造粒物の見掛密度が１．５（ｇ／ｍＬ）に到達したのに対し、せん断羽根を有しない混合造粒装置を採用した第一〜第二比較例においては、得られた造粒物の見掛密度が１．５（ｇ／ｍＬ）に到達しなかったことがわかる。

＜第四実施例＞
次に、第四実施例について説明する。本実施例においては、第一実施例と同様の混合造粒装置１（撹拌槽１０の容積Ｖ₀に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_Sの占有率が７５．８０％であり、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比が０．８７５であるもの）を採用した。

また、本実施例においては、８５％グリセリン１００部（３６．１％）、塩化マンガン２．５７部（０．９％）、５−メチルレゾルシノール０．７１部（０．３％）、水５１．８部（１８．７％）、粉末シリカ８．９部（３．２％）からなる組成物を調製し、この調製した組成物を上記の混合造粒装置１に投入し、混合しスラリーを得た後、粉末消石灰１１１．２部（４０．３％）を加え、二層化した球状の造粒物を得た。その後、疎水性シリカ１部（０．４％）を被覆し、最終的な造粒物を得た。

次いで、混合造粒装置１から排出した造粒物の重量を、投入した組成物の重量で除することにより「排出収率」を算出し、投入した組成物の重量から、排出した造粒物の重量を減ずることにより「機内残渣」を算出した。続いて、パウダーテスター（ホソカワミクロン社製）を用いて、得られた造粒物の緩み見掛密度を評価した。

＜第五実施例＞
次に、第五実施例について説明する。本実施例においては、第二実施例と同様の混合造粒装置１（撹拌槽１０の容積Ｖ₀に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_Sの占有率が６３．３６％であり、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比が０．８であるもの）を採用し、それ以外は第四実施例と同様の条件で評価を行った。

＜第六実施例＞
次に、第六実施例について説明する。本実施例においては、第三実施例と同様の混合造粒装置１（撹拌槽１０の容積Ｖ₀に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_Sの占有率が３５．６４％であり、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比が０．６であるもの）を採用し、それ以外は第四実施例と同様の条件で評価を行った。

＜第三比較例＞
次に、第三比較例について説明する。本比較例においては、第一比較例と同様にせん断羽根を有しない混合造粒装置（ダルトン社製、商品名：ＳＰＧ−２０Ｌ）を採用し、それ以外は第四実施例と同様の条件で評価を行った。

＜第四比較例＞
次に、第四比較例について説明する。本比較例においては、第一比較例と同様にせん断羽根を有しない混合造粒装置（ダルトン社製、商品名：ＳＰＧ−２０Ｌ）を採用し、８５％グリセリン１００部（３６．１％）、塩化マンガン２．５７部（０．９％）、５−メチルレゾルシノール０．７１部（０．３％）、水５１．８部（１８．７％）、粉末シリカ８．９部（３．２％）、粉末消石灰１１１．２部（４０．３％）からなる組成物を調製し、この調製した組成物を上記の混合造粒装置に投入し、撹拌羽根を３分間で２００回転させて混合し、造粒物を得た。次いで、得られた造粒物を、加圧成形機（栗本鉄工所製、商品名：ＭＲＣＰ−２００）に投入し、この加圧成形機を用いてロール圧縮（ロール圧縮線圧２．５ｔ／ｃｍ）にて連続成形したが、粘土状になり成形できなかった。ロール圧縮線圧を１．０ｔ／ｃｍまで下げても同様であった。

以上の第四〜第六実施例及び第三〜第四比較例の結果を、以下の表２にまとめた。

以上の結果を見ると明らかなように、撹拌槽１０の容積Ｖ₀に対するせん断羽根３０の体積Ｖ_Sの占有率（体積占有率）を３６％以上に設定し、撹拌槽１０の内径Ｄ₀に対するせん断羽根３０の直径Ｄ_Sの比を０．６以上に設定した混合造粒装置１を採用した第四〜第六実施例においては、得られた造粒物の見掛密度が０．８（ｇ／ｍＬ）に到達したのに対し、せん断羽根を有しない混合造粒装置を採用した第三〜第四比較例においては、得られた造粒物の見掛密度が０．８（ｇ／ｍＬ）に到達しなかったことがわかる。

なお、以上の実施形態においては、回転軸４０を中心に回転することにより鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状を有する羽根部３０ｂを備えたせん断羽根３０を採用した例を示したが、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの断面形状はこれに限られるものではない。

例えば、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの根本側の部分の断面形状を、回転軸４０を中心に回転することにより鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状とし、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの先端側の部分の断面形状を、回転軸４０を中心に回転することにより鉛直方向上向きの気流を発生させるような断面形状とするともできる。このようにすると、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの根本側の部分（回転軸４０寄りの部分）が、回転により鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状を有しているため、回転軸４０近傍にある対象物を鉛直方向下向きに移動させることができる。一方、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの先端側の部分（撹拌槽１０の内壁寄りの部分）は、回転により鉛直方向上向きの気流を発生させるような断面形状を有しているため、撹拌槽１０の内壁近傍にある対象物を鉛直方向上向きに移動させることができる。従って、撹拌槽１０の内部において、せん断羽根３０の羽根部３０ｂの先端側上方から根本側下方への対象物の流れを生成することができ、さらに効率良く循環流を生成することができる。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、かかる実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…混合造粒装置
１０…撹拌槽
１１…底壁
１３…蓋部材
１４…掻き落とし羽根
２０…撹拌羽根
２１…先端部
２２…折曲部
３０…せん断羽根
３０ａ…基部
３０ｂ…羽根部
３４…後縁
４０…回転軸

Claims (9)

1. 撹拌槽と、前記撹拌槽の内部に設けられ鉛直方向に延在する回転軸を中心に回転することにより前記撹拌槽に投入された対象物を撹拌する撹拌羽根と、前記撹拌羽根よりも鉛直方向上方に配置され前記回転軸を中心に回転することにより前記対象物にせん断力を加えるせん断羽根と、を備える混合造粒装置であって、
   前記撹拌槽の容積に対する前記せん断羽根の体積占有率は、３６％以上１００％未満に設定されており、
   前記撹拌羽根は、前記回転軸を中心に回転することにより前記対象物を鉛直方向上方に押し上げながら撹拌するように構成されており、
   前記せん断羽根は、前記回転軸に固定される基部と、前記基部から径方向外側に向けて延在するように設けられた羽根部と、を有するとともに、前記回転軸に沿って少なくとも３段設けられており、
   前記せん断羽根の前記羽根部の少なくとも一部は、前記回転軸を中心に回転することにより鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状を有しており、
   前記せん断羽根の前記羽根部の根本側の部分は、前記回転軸を中心に回転することにより鉛直方向下向きの気流を発生させるような断面形状を有しており、
   前記せん断羽根の前記羽根部の先端側の部分は、前記回転軸を中心に回転することにより鉛直方向上向きの気流を発生させるような断面形状を有している、混合造粒装置。
2. 撹拌槽と、前記撹拌槽の内部に設けられ鉛直方向に延在する回転軸を中心に回転することにより前記撹拌槽に投入された対象物を撹拌する撹拌羽根と、前記撹拌羽根よりも鉛直方向上方に配置され前記回転軸を中心に回転することにより前記対象物にせん断力を加えるせん断羽根と、を備える混合造粒装置であって、
   前記撹拌槽の容積に対する前記せん断羽根の体積占有率は、３６％以上１００％未満に設定されており、
   前記せん断羽根は、前記回転軸に固定される基部と、前記基部から径方向外側に向けて延在するように設けられた羽根部と、を有するとともに、前記回転軸に沿って少なくとも３段設けられており、
   前記せん断羽根の前記羽根部の後縁は、波形に形成されている、混合造粒装置。
3. 前記撹拌槽は、平面視円形状を呈する有底中空円筒体とされ、
   前記撹拌槽の内径に対する前記せん断羽根の直径の比は、０．６以上１未満に設定されている、請求項１又は２に記載の混合造粒装置。
4. 上下に隣接する前記せん断羽根は、前記羽根部を回転方向に所定角度ずらした状態で前記回転軸に取り付けられている、請求項１から３の何れか一項に記載の混合造粒装置。
5. 前記撹拌槽は、上部に設けられた開口部を閉鎖する蓋部材を有し、
   前記蓋部材の内側には、前記撹拌槽の内壁上部に付着した粉粒体を掻き落とす掻き落とし羽根が設けられている、請求項１から４の何れか一項に記載の混合造粒装置。
6. 前記撹拌槽の内壁と、前記せん断羽根の先端と、の間に間隙が形成されており、
   前記間隙の寸法は、前記撹拌槽の内径に対して１〜４０％の範囲に設定されている、請求項１から５の何れか一項に記載の混合造粒装置。
7. 前記撹拌羽根は、その先端部分が鉛直方向上方に折曲されており、撹拌羽根の先端部が折曲部よりも鉛直方向上方に位置するように構成されている、請求項１から６の何れか一項に記載の混合造粒装置。
8. 前記撹拌羽根の前記先端部は、前記折曲部よりも前記撹拌槽の鉛直方向の長さに対して１／１００〜１／１０の長さだけ鉛直方向上方に位置するように配置されている、請求項７に記載の混合造粒装置。
9. 前記せん断羽根は、前記回転軸に沿って８段設けられている、請求項１から８の何れか一項に記載の混合造粒装置。

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