JPH01176438A

JPH01176438A - 粒子のコーティング方法および粒子のコーティング装置

Info

Publication number: JPH01176438A
Application number: JP62332530A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Suehiro; 末廣　哲朗; Masahiko Muramatsu; 村松　雅彦
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology; Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST; Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-12
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2645376B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ■　発明の背景技術分野本発明は、粒子のコーティング方法および粒子のコーテ
ィング装置に関する。

先行技術とその問題点従来、比較的小径の粒子のコーティングには、気流、さ
らには機械的手段によって、粒子に流動層、噴流層また
は転勤層等の粒子層を形成させ、これら粒子層に対して
コーティング液を噴霧する形式の流動コーティング法が
用いられている。

これらのうち最も一般的な方法は流動層コーティングで
あり、典型的には、コーティングチャンバ内に上昇気流
を発生させ、粒子に、いわゆる流動層を形成させるとと
もに、この上昇気流によりコーティング液の乾燥を行な
っている。　しかしこの方法は、粒子の空間密度が大き
く、また粒子間の相対速度差が小さいため、粒子同士が
合一・凝集して塊状化しやすいという欠点を持つ。

この問題を解決するための方法は、上昇気流をより高速
にすることであり、このことによって、粒子の空間密度
を下げ粒子の運動を速めて、粒子間の相対速度差を大き
くすることが可能になる。　このときの粒子層の状態が
噴流層であり、特開昭５０−１−１１２７４号公報、特
開昭５０−１３１６７９号公報等にその例が見られる。

　しかし噴流層コーティング法は、気流の高速化によっ
て粒子が高く吹き上げられるため、コーティングチャン
バの高さを高くすることが必要であり、結果として装置
が大型化するという欠点を持つ。

また、気流以外の機械的な手段により、流動層内の粒子
の相対速度差を大きくする方法も従来より提案されてい
る。　これは特開昭４９−２６３６５号公報に典型的な
、コーティングチャンバの一部に回転部分を設け、粒子
流動層に、高速でチャンバ内を周回する転勤運動をあた
える方法である。　しかし転勤流動層の形成のために機
械的手段を導入することは、装置の複雑化による装置コ
ストの上昇や故障等の原因になりやすい。

Ｉｔ　　発明の目的本発明の目的は上記のような問題を解決することにあり
、粒子の凝集、塊状化が生じにくく、かつ、コーティン
グ液の利用効率が高い粒子のコーティング方法、および
このような目的を実現することができ、しかも簡単な構
成で小型化でき、保守が容易な粒子のコーティング装置
を提供することにある。

ＩＩＩ　　発明の開示このような目的は、以下の本発明によって達成される。

すなわち、第１の発明は、軸芯がほぼ鉛直方向であるほ
ぼ回転体状のチャンバ内に供給された粒子群を、前記チ
ャンバ底部付近から導入され前記チャンバ内を螺旋状に
旋回上昇する旋回上昇気流により浮遊旋回させ、この旋
回上昇気流により前記粒子群にはたらく遠心力によって
前記粒子群を前記チャンバ側壁方向へ移動させて前記粒
子群の前記軸芯近傍における空間密度が実質的にゼロで
あるようにすると共に、前記旋回上昇気流により前記粒
子群にはたらく力の前記軸芯方向の成分と前記粒子群に
はたらく重力とがほぼ釣り合うような範囲に前記粒子群
を存在させて円環状の旋回流ａｆを形成させ、前記チャ
ンバ内にコーティング液を噴霧し、噴霧されたコーティ
ング液により、前記旋回流動帯において前記粒子群をコ
ーティングすることを特徴とする粒子のコーティング方
法である。

また、第２の発明は、軸芯がほぼ鉛直方向であるほぼ回
転体状のチャンバと、このチャンバ内に粒子群を供給す
る原料粒子供給手段と、前記チャンバ内に気体を導入す
る気体導入手段と、前記粒子群にコーティング液を噴霧
する噴霧手段と、前記チャンバ内の気体を排気する排気
手段と、前記粒子群をチャンバ外へ排出する製品粒子排
出手段とを有し、前記気体導入手段が、この気体導入手段により導入され
る気体に前記チャンバ側壁の接線方向の速度成分を付与
する旋回気流発生手段を有し、この旋回気流発生手段が
前記チャンバの底部付近に位置し、この旋回気流発生手
段により前記チャンバ内に発生される旋回上昇気流によ
って前記粒子群を浮遊旋回させ、この旋回上昇気流によ
り前記粒子群にはたらく遠心力によって前記粒子群を前
記チャンバ側壁方向へ移動させて前記粒子群の前記軸芯
近傍における空間密度が実質的にゼロであるようにする
と共に、前記旋回上昇気流により前記粒子群にはたらく
力の前記軸芯方向の成分と前記粒子群にはたらく重力と
がほぼ釣り合うような範囲に前記粒子群を存在させて円
環状の旋回流動帯を形成させ、前記噴霧手段により前記
チャンバ内に噴霧されたコーティング液によって、前記
旋回流動帯において前記粒子群をコーティングするよう
構成したことを特徴とする粒子のコーティング装置であ
る。

さらに、第３の発明は、軸芯がほぼ鉛直方向であるほぼ
回転体状のチャンバと、このチャンバ内に粒子群を供給
する原料粒子供給手段と、前記チャンバ内に気体を導入
する気体導入手段と、前記粒子群にコーティング液を噴
霧する噴霧手段と、前記チャンバ内の気体を排気する排
気手段と、前記粒子群をチャンバ外へ排出する製品粒子
排出手段とを有し、前記気体導入手段が、この気体導入手段により導入され
る気体に前記チャンバ側壁の接線方向の速度成分を付与
する旋回気流発生手段を有し、この旋回気流発生手段が
前記チャンバの底部付近および頂部付近に位置し、この
前記チャンバの底部付近に位置する旋回気流発生手段に
より前記チャンバ内に発生される旋回上昇気流によって
前記粒子群を浮遊旋回させ、かつ、前記チャンバの頂部
付近に位置する旋回気流発生手段により前記チャンバの
頂部付近に前記旋回上昇気流と同方向の旋回気流を発生
させて前記粒子群の前記チャンバ頂部付近での浮遊旋回
を規制し、前記旋回上昇気流により前記粒子群にはたら
く遠心力によって前記粒子群を前記チャンバ側壁方向へ
移動させて前記粒子群の前記軸芯近傍における空間密度
が実質的にゼロであるようにすると共に、前記旋回上昇
気流により前記粒子群にはたらく力の前記軸芯方向の成
分と前記粒子群にはたらく重力とがほぼ釣り合うような
範囲に前記粒子群を存在させて円環状の旋回流動帯を形
成させ、前記噴霧手段により前記チャンバ内に噴霧され
たコーティング液によって、前記旋回流動帯において前
記粒子群をコーティングするよう構成したことを特徴と
する粒子のコーティング装置である。

■　発明の具体的構成以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明は、上記したように、軸芯がほぼ鉛直方向である
ほぼ回転体状のチャンバ内に供給された粒子群を、チャ
ンバ底部付近から導入されチャンバ内を螺旋状に旋回上
昇する旋回上昇気流により浮遊旋回させて旋回流動帯を
形成し、チャンバ内に噴霧されたコーティング液により
この旋回流動帯において粒子群のコーティングを行なう
ものである。

本発明の粒子のコーティング装置の好適実施例を第１図
、第２図および第３図に示す。

粒子のコーティング装置１は、軸芯がほぼ鉛直方向であ
るほぼ回転体状のチャンバ２と、このチャンバ内に粒子
群を供給する原料粒子供給手段３と、前記チャンバ内に
気体を導入する気体導入手段４と、前記粒子群にコーテ
ィング液を噴霧する噴霧手段５と、前記チャンバ内の気
体を排気する排気手段６と、前記粒子群をチャンバ外へ
排出する製品粒子排出手段７とを有する。

第１図に示されるチャンバ２は、上部が円筒状で下部が
チャンバ２底部に向って連続的に縮径する逆円錐台形状
の側壁を有する。

チャンバ２の側壁の外形形状は、コーティングに好適な
旋回流動帯を形成するためにほぼ回転体状であり、その
軸芯がほぼ鉛直方向となるよう構成されればどのような
ものであってもよく、第１図に示すものの他、例えば、
側壁形状が、全体にわたって逆円錐台状あるいは第３図
に示すような円筒状であるチャンバも本発明に好適に用
いることができ、また、上部がチャンバ頂部に向って連
続的に縮径する円錐台状で下部が逆円錐台状あるいは円
筒状であるチャンバも用いることができる。　さらに、
直径の異なる２種の円筒が外形逆円錐台状の側壁で接続
された構成のチャンバも用いることができる。　さらに
、場合によっては、角数が多い多角形状の外形を有する
チャンバを用いることもできる。

コーティング装置１には、チャンバ２内にコーティング
される粒子群（原料粒子）を供給するために、原料粒子
供給手段３が設けられる。

原料粒子供給手段３は、原料ホッパ３１とこれに連通接
続される原料粒子投入管３２およびこの原料粒子投入管
３２のチャンバ２内での開口部である原料粒子投入口３
３を有し、原料粒子ホッパ３１内の原料粒子は、原料粒
子投入管３２を経て原料粒子投入口３３よりチャンバ２
内へ投入される。　なお、原料粒子の投入は、旋回上昇
気流導入前であフても導入後であってもよい。

しかし、後述する気体導入手段４に送風器４３を設け、
これによりチャンバ２内に気体を導入する場合、チャン
バ２内から外気への気体の吹き出しによる原料粒子の飛
散を防止するため、原料粒子の投入は旋回上昇気流導入
前であることが好ましい。

第１図では、原料粒子投入口３３をチャンバ２の頂面に
設けているが、旋回流動帯は原料粒子の投入位置に依ら
ず形成され得るので、原料粒子投入口３３はどの位置に
あってもよい。

例えば、原料粒子投入口をチャンバ２側壁の頂部付近に
設けてもよく、第２図および第３図に示すように底部付
近に設けてもよい。

ただし、原料粒子投入口をチャンバ２の底部付近に設け
る場合、原料粒子の投入を妨げないために、チャンバ２
内への気体導入は後述する排気手段６のアスピレータ６
３により行なうよう構成することが好ましい。

なお、本発明により好適にコーティングされ得る原料粒
子の直径については特に制限はないが、０．０１〜１０
ｍｍ程度である。

気体導入手段４はチャンバ２内へ気体を導入するための
もので、下端が開放端であるチャンバ２の下端に設けら
れた旋回気流発生手段４１と、この旋回気流発生手段４
１の外周に設けられ旋回気流発生手段４１と連通接続す
る外形円筒状の送気室４２と、送気室４２と連通接続さ
れる送気管４４とを有する。

第１図に示される例では、送気管４４の上流に送風器４
３が連通接続される。

なお、気体として熱風を用いる場合、第２図および第３
図に示すように気体加熱器４７を送気管４４に連通接続
すｔばよい。　また、第１図に示す例の場合、送風器４
３の下流または上流に、気体加熱器４７を設ける。

第１図に示す例において送風器４３により送風された気
体は、送気管４４を経て送気室４２にイ共給される。

また、第２図および第３図に示す例においては、後述す
る排気手段６のアスピレータ６３によりチャンバ２内が
負圧となり、この負圧により旋回気流発生手段４１に気
体が供給され、チャンバ２側壁の接線方向の速度成分を
有する旋回気流としてチャンバ２内に導入される。

このような旋回気流を生じさせることのできる旋回気流
発生手段４１の好適実施例を第４図に示す。

第４図に示される旋回気流発生手段４１は、径方向にあ
る程度の厚さをもつ周壁４１１に、周壁内周の接線方向
に周壁内周と周壁外周とを連通ずる気体流路４１２を設
けた環状体である。

このような旋回気流発生手段４１においては、気体流路
４１２は少なくとも一木あればよいが、良好な旋回気流
を発生させるためには、第３図に示すように気体流路４
１２を周壁の回転対称位置に複数本設けることが好まし
い。

また、デッドスペースをなくしかつ滑らかな旋回気流を
得るために、周壁４１１の内周径とチャンバ２下端の内
周径とを一致させることが好ましい。

旋回気流発生手段は、第４図に示すものに限らず、チャ
ンバ２内へ導入される気体にチャンバ２側壁の接線方向
の速度成分を付与できるものであればどのようなもので
あってもよぐ、例えば、チャンバ２の底面に放射方向の
スリットとこのスリットから噴出する気体をチャンバ２
の底面の周方向に導くガイドフィンを設けて旋回気流発
生手段としてもよい。

また、シロッコファン状の固定構造物を旋回気流発生手
段とすることもできる。　さらに、シロッコファン、タ
ーボファン、軸流ファン等をチャンバ底部に設置するこ
とによっても旋回上昇気流は発生できるが、この場合、
送風ファンを原料粒子、コーティング液等から保護する
ために、多孔板等の保護手段を設けることが好ましい。

旋回気流発生手段４１によりチャンバ２内に導入された
旋回気、流は、チャンバ２側壁に規制されて旋回上昇気
流となる。

旋回気流発生手段４１の気体流路４１２出口での旋回上
昇気流の気流速度は、通常数１０ｃ　ｍ　／　Ｓ　〜２
００　ｍ　／　ｓ程度となる。

チャンバ２内に供給された原料粒子は、この旋回上昇気
流により旋回流動帯を形成する。

旋回流動帯とは、上記の旋回上昇気流により粒子にはた
らく遠心力によって粒子をチャンバ側壁方向へ移動させ
て粒子のチャンバ軸芯近傍における空間密度が実質的に
ゼロであるようにすると共に１．旋回上昇気流により粒
子にはたらく力のチャンバ軸芯方向の成分と粒子にはた
らく重力とがほぼ釣り合うような範囲に粒子を存在させ
ることにより形成される外形円環状あるいは円筒状に近
い粒子存在部分である。

このような旋回流動帯内の粒子の空間密度は、チャンバ
２の側壁近傍で４０〜６０％程度である。

原料粒子の空間密度は、例えば、原料粒子の総体積と旋
回流動帯との体積との比から求めることができる。

また、例えば、チャンバ２内の旋回流動帯が形成される
場所に対向して２つの電極を設置し、旋回流動帯の形成
により両電極間を通過する粒子数の変化、すなわち粒子
数の変化に対応する両電極間の静電容量の変化を測定し
て求めることもできる。

また、旋回流動帯の高さと径方向厚さの比は、チャンバ
の形状、旋回上昇気流の強さ、粒子の充填量、粒度分布
等にもよるが通常、１：０．１〜１０程度である。　な
お、この場合の旋回流動帯とは、原料粒子の空間密度が
約２０％以上のところである。

旋回流動帯中における原料粒子の挙動を、第５図に示す
、　第５図は、旋回流動帯の一部を模式的に示したもの
であり、図中の矢印は各原料粒子の移動経路を示す。

第５図において、旋回流動帯１０の内周部付近に位置す
る原料粒子１０１は、上記の旋回上昇気流により螺旋状
に旋回上昇する。　旋回上昇気流により原料粒子にはた
らく力のチャンバ軸芯方向の成分と原料粒子にはたらく
重力とがほぼ釣り合う位置に達した原料粒子１０２は、
上昇を停止し、下降へと径行する。　旋回流動ＩＦ１０
の外周部付近では、上記旋回上昇気流によりはたらく遠
心力のため原料粒子がチャンバ側壁に押圧されて原料粒
子の空間密度が内周部より高くなっている。　このため
、旋回上昇気流が旋回流動ＩＦ１０の外周部付近では弱
まり、旋回流動ＩＦ１０の外周部付近に位置する原料粒
子１０３は旋回流動帯１０の外周部付近を螺旋を描きな
がら落下する。　旋回流動帯１０の外周部付近を落下し
て旋回流動帯１０の下部に達した原料粒子１０４は、旋
回上昇気流によって再び旋回上昇を開始する。

以上の説明は、旋回流動帯内の各原料粒子の挙動を時間
的に平均化して模式的に述べたものであり、ある瞬間を
とれば、各原料粒子は様々な速度ベクトルを持ち、互い
に衝突を繰返しながら流動している。　このため、旋回
流動帯中の各原料粒子はムラなくコーティングされ、し
かも旋回流動による強力な剪断力がはたらくためコーテ
ィングの際に未乾燥のコーティング粒子同士、あるいは
これと原料粒子との凝集、塊状化を防止することができ
る。

このような旋回流動帯を形成するためには、粒子にはた
らく遠心加速度は通常１００Ｇ以上であることが好まし
く、より好ましくは２００〜１０４Ｇ程度である。

なお、粒子数が比較的多い場合、旋回流動帯の上部に、
チャンバ軸芯付近に粒子が殆ど存在しない円環状の流動
層が形成されることがある。

この円環状の流動層は、上記したような旋回流動を殆ど
行なわない流動層であり、これを形成する粒子にはたら
く遠心加速度は、１００Ｇ未満である。

さらにチャンバ中の粒子数が増加すると、このような円
環状の流動層の一重部に、通常の流動層が形成される。

　この通常の流動層中の粒子には、殆ど遠心加速度はは
たらかない。

旋回流動帯の上部に形成されるこれらの流動層は、旋回
流動帯において粒子に未付着のコーティング液の液滴が
若干量発生した場合、これに対して捕集作用をもち、結
果的にコーティング効率を向上させる効果を有する。　
さらに、旋回流動帯の形成を容易にするため、旋回上昇
気流の整流部材を設けてもよい、　これは、例えば、円
錐あるいは円錐台状等のほぼ回転体状の部材を、部材の
軸芯がチャンバ２の軸芯と一致するようにチャンバ２の
底面に設けて構成すればよい、　このような整流部材に
より、上記の旋回気流導入手段４１から導入される旋回
気流は滑らかで強力な旋回上昇気流となり、旋回流動帯
の形成が容易となる。　第２図および第３図には、円錐
状の整流部材８１を設けた例が示される。

また、旋回流動帯中の粒子、特に粒径の小さな粒子の旋
回上昇気流によるチャンバ２頂部方向への飛散および粒
子がチャンバ２外部へ排出されてしまうことを防ぐため
、チャンバ２頂部の排気口６２の手前、または旋回流動
帯形成面のやや上方に、第２図および第３図に示すよう
な粒子衝突板８２を設けることもできる。　これは、例
えば、第２図および第３図に示すように、円盤をその中
心がチャンバ２の軸芯とほぼ一致するように設けて、粒
子衝突板とすればよい。

本発明では、このような旋回流動帯を形成するため、チ
ャンバの上方への粒子の飛散が防止でき、チャンバ高を
低くすることができる。

なお、前述したように旋回流動帯上に通常の流動層が形
成される場合であっても、従来のように噴流層を用いた
場合よりもチャンバ高を低くすることができる。

上記の旋回流動帯中の原料粒子は、噴霧手段５により供
給されるコーティング液によりコーティングされる。

噴霧手段５は、コーティング液を噴霧するノズル５１と
、このノズル５１をチャンバ２に対して昇降自在に支持
するノズル支持体５２と、コーティング液収納タンク５
３と、ノズル５１とコーティング液収納タンク５３とを
連通接続する接続ホース５４と、コーティング液供給ポ
ンプ５５とを有する。

ノズル５１は、２流体式ノズルであるが、コーティング
液の種類あるいは噴霧パターン等により選択される他の
ノズルと、自在に交換し得る。

ノズル５１のチャンバ２内での位置に特に制限はない。

　これは、ノズル５１から噴霧されたコーティング液の
液滴が、直ちに旋回気流により旋回流動帯内側のコーテ
ィング面に運ばれ、コーティング液のチャンバ２側壁へ
の付着が生じにくく、しかも上記したように原料粒子は
ムラなく均一にコーティングされるからである。

しかし、粒子のノズル５１への衝突を避けるため、また
、ノズル噴出直後のコーティング液により一部の原料粒
子のみが厚塗りされることを防ぐため、さらに、旋回上
昇気流が熱風である場合、旋回上昇気流によるコーティ
ング液滴のいわゆるスプレードライ現象を避けるために
、ノズル５１は、チャンバ２のほぼ軸芯上に位置するこ
とが好ましく、特に、はぼ軸芯上でかつ上記の旋回流動
帯が形成される位置の近傍に位置することが好ましい。

　より詳述すると、例えばノズル５１が上吹きに設けら
れる場合、ノズル５１の位置は旋回流動帯形成位置とほ
ぼ同位置かやや下方であることが好ましく、また、例え
ばノズル５１が下吹きに設けられる場合、ノズル５１の
位置は旋回流動帯形成位置とほぼ同位置かやや上方であ
ることが好ましい。　旋回流動帯は、その中央部におい
て原料粒子が実質的に存在しないため、ノズル５１をこ
のような位置に設けることができる。

また、ノズル支持体５２のチャンバ２への取り付は位置
も、第１図に示すチャンバ２の頂面に限らず、チャンバ
２の側壁あるいは第３図に示すように底面であってよい
が、ノズル支持体５２への原料粒子およびコーティング
液滴の衝突を避けるため、チャンバ２のほぼ軸芯上に取
り付けることが好ましい。

なお、噴霧されたコーティング液滴が、旋回流動帯中に
誘導されるように、コーティング液の液滴の径等を噴霧
手段５の各部の条件を適当に設定することあるいは旋回
上昇気流の流量を適宜コントロールして旋回流１１１ｆ
の位置を調整することにより適当に調整することが好ま
しい。

また、コーティング液の噴霧速度については、特に制限
はないが、所望のコーティングに応じて適当に設定する
必要がある。

このように旋回流動帯においてコーティングする本発明
のコーティング法によれば、噴霧されたコーティング液
に対し原料粒子に被着する割合が高く、９０％以上、最
高９８％にもおよぶ値が得られる。

以上のようにして旋回流動帯中でコーティングされた粒
子は、連続的に旋回流動帯中にて乾燥される。　そして
、このコーティング−乾燥を繰り返すことにより粒子は
所定の厚さまでコーティングされる。　旋回流１ｌｌＩ
ｆ中での上記のような粒子の動きにより、乾燥時におい
ても粒子の凝集・塊状化が生じにくい。

なお、コーティング液を変更してこれらを繰返し、多層
コーティングを行なうこともできる。

前記の気体導入手段４により導入された気体は、排気手
段６によりチャンバ２の外部へ排気される。　なお、気
体の導入および排気は、第１図に示すように、送風器４
３または第２図および第３図に示すようにアスピレータ
６３により強制的に行なわれ、コーティング中に連続的
に行なわれる。

排気手段６は、排気管６１と、この排気管６１のチャン
バ２内の開口である排気口６２を有する。

チャンバ２内にてコーティングされた粒子（製品粒子）
は、製品粒子排出手段７によりチャンバ外へ排出される
。

製品粒子排出手段７は、Ｍ７１とパケット７２とを有す
る。

蓋７１は、チャンバ２下端に設けられた旋回流発生手段
４１の下端にヒンジにより開閉自在に設けられ、チャン
バ２の底面の役割を果たしている。　なお、ｆｉ７１の
開閉手段はどのようなものであってもよく、例えばスラ
イドによる開閉、布製のチ目−り弁等、粒子の排出が好
適に行なえるものであればよい。

パケット７２は、コーティングされた原料粒子を回収す
るためのものであり、ｆｉ７１の下部に設けられる。　
なお、パケット７２は、第２図に示すように、前記の送
気室４２を兼用するように構成してもよい。

第２図および第３図にチャンバ底部付近に加え、チャン
バ頂部付近にも旋回気流発生手段を設けた粒子のコーテ
ィング装置１を示す。

これらは、送気管４４からバイパス管（２次気流導入管
）４６を分岐させ、バイパス管４６を２次気流送気室４
８に連通接続し、この２次気流送気室４８に外周を包囲
され、前述した旋回気流発生手段４１と同様な構成の２
次旋回気流発生手段４９をチャンバ２の頂部付近に設け
たものである。

送気管４４から送気された気体は、バイパス管４６．２
次気流送気室４８を経て２次旋回気流発生手段４９から
吹出し、チャンバ２の頂部付近で旋回気流（２次旋回気
流）を形成する。

この旋回気流の旋回方向は、チャンバ２底部から導入さ
れる旋回上昇気流のそれと同方向とする。

この２次旋回気流は、チャンバ２の頂部付近での粒子の
浮遊旋回を規制し、粒子のチャンバ外への飛び出しを防
ぐいわゆるサイクロンとしてはたらき、かつ前記の旋回
流動帯の形成を助長あるいは形成位置を補正するもので
ある。

２次旋回気流発生手段４９から導入される気体の流量は
、バイパス管４６内に設けたスロットルバルブ４６１、
あるいはダンパー等により調整すればよい。

以上説明してきた本発明の粒子のコーティング方法およ
びコーティング装置によれば、種々の原料粒子に種々の
コーティングを施すことができる。

例えば、原料粒子としては、薬品、食品等の顆粒、セラ
ミックス、ガラスピーズ、ポリマーペレット等が挙げら
れる。

また、コーティング剤としては各種溶質、例えば、染料
、顔料、ポリマー等の被覆剤、触媒、酵素等の活性物買
等を用いることができ、これらを、水あるいは各種有機
溶媒等に溶解あるいは分散してコーティング液とするこ
とができる。

また、場合によっては、溶媒を用いずに、コーティング
剤を直接噴霧することもできる。

なお、これらのコーティング液を直接原料粒子にコーテ
ィングして乾燥するものの他、コーティング剤をチャン
バ内あるいは原料粒子表面において、例えば、加水分解
、縮合、重合等の化学反応等をさせて、原料粒子に反応
物の塗膜を形成するものであってもよい。

チャンバ内に導入する気体は、目的に応じて各種の気体
を選択することができるが、−船釣なコーティングには
乾燥空気、熱風等を用いればよく、これらの場合、乾燥
器、加熱器等を送風器４３の上流側または下流側に設け
る。

なお、原料粒子および／またはコーティング液の酸化を
防止する必要のある場合は、気体として窒素等の不活性
ガスを用いることもできる。

また、この場合とは逆に、酸化を促進する場合には、酸
素ガスあるいは酸素分圧の高い気体を用いればよい、　
さらに、他の反応性ガスを用いて原料粒子および／また
はコーティング液と反応させることもできる。　　ま　
た　、　コ　−ティング液中に酵素等を分散することに
より、原料粒子に酵素等を固定することもできる。

これらのいずれの場合においても、本発明によれば良好
なコーティング、カプセル化等が行なえるものである。

■　発明の具体的作用効果本発明では、軸芯がほぼ鉛直方向であるほぼ回転体状の
チャンバ内に供給された原料粒子を、チャンバ底部から
導入されチャンバ内を螺旋状に旋回上昇する旋回上昇気
流により浮遊旋回させて旋回流動帯を形成し、チャンバ
内に噴霧されたコーティング液によりこの旋回流動帯中
にて原料粒子のコーティングを行なう。

旋回流動帯中では、粒子が様々な速度ベクトルをもち、
互いに衝突を繰返しながら流動し、粒子全体としては旋
回循環をしている。　このため、粒子のコーティングが
均一に行なわれ、しかも凝集、塊状化が防止される。

また、噴霧されたコーティング液の液滴を、旋回気流に
より積極的に旋回流動帯に導びくことが可能なため、コ
ーティング液滴のチャンバ壁への付着が生じにくく、コ
ーティング液の利用効率が高いものである。

さらに、チャンバの軸芯すなわち旋回流動帯の軸芯近傍
は粒子が実質的に存在しないため、ことにコーティング
液の噴霧ノズルを設けることができる。　このように構
成すれば、コーティング液の利用効率はさらに向上し、
しかも噴霧ノズルが粒子の衝突をうけることもなく、コ
ーティング液の何者によるノズルの閉塞がなくなる。

また、粒子はトロイダル状に旋回するのでチャンバ上部
への原料粒子の飛散がほとんどなく、チャンバ高を低く
設定することができ装置を小型化することができる。

さらに、旋回上昇気流の導入をチャンバ側壁の接線方向
から連通接続する気体流路によフて行なえば、チャンバ
内に可動部を有さないため構造が簡単で保守の容易なコ
ーティング装置が実現する。

また、チャンバ底部から導入される旋回上昇気流に加え
、チャンバの頂部付近から上記の旋回上昇気流と同一の
旋回方向をもつ２次旋回気流を導入するよう構成したも
のでは、この旋回気流により旋回流ｉｔ＋帯の上限が規
制され、また、この旋回気流はいわゆるサイクロンとし
てはたらくのでチャンバ頂部付近への原料粒子の飛散が
防止される。

■　発明の具体的実施例以下、本発明を具体的実施例を挙げて詳細に説明する。

［実施例１］第２図に示す粒子のコーティング装置１のスロットルバ
ルブ４６１を全閉し、整流部材８１を取り外して用いた
。

なお、チャンバ２の直径は、チャンバ下端で２３ｍｍ５
チヤンバ上部の円筒部で１２５ｍｍとし、チャンバ内容
積は約６．４１とした。

このチャンバ２内に、原料粒子として平均粒径０．８ｍ
ｍのガラスピーズ（比重的２．５）の下記表１に示す量
を導入し、１００℃に加熱した空気をアスピレータの吸
引により旋回上昇気流としてチャンバ内に導入し、チャ
ンバの逆円錐台状部の中間部に旋回流動帯を形成させた
。　空気の流量は、０．３ｍ’／ｍｉｎとし、旋回気流
の発生には第４図に示す環状の旋回気流発生手段４１を
用いた。　なお、その寸法は、外径４０ｍｍ、内径２０
ｍｍ５気体流路４１２の断面寸法は横５ｍｍ、縦２ｍｍ
である。

工業用内視鏡による観察の結果、この旋回流動帯中のチ
ャンバ軸芯付近ではガラスピーズがほとんど存在しない
ことを確認した。

次いで、メチレンブルーを微量含有するポリビニルアル
コール（重合度５００の部分ケン化物）の２．０ｗｔ％
水溶液をコーティング液として、定流量ポンプにて２．
ＯｍＪ２／ｍｉｎの速度で供給し、ゲージ圧２．０ｋｇ
／ａｍ２に加圧した空気により２流体ノズルから噴霧し
、ガラスピーズのコーティングを行なった。

なお、２流体ノズルは、チャンバの軸芯上でチャンバ底
より２００ｍｍの位置に、下向きに配置した。

コーティング後、チャンバ内から回収されたガラスピー
ズの表面は均一な濃度でブルーに染まり、コーティング
が均一になされたことが確認された。

また、ガラスピーズの凝集率ないし塊状化率は、篩分は
後の秤量により求めた結果、０．１％以下であった。

噴霧されたコーティング液中のポリビニルアルコールの
うち、ガラスピーズにコーティングされたものの割合（
コーティング効率）、コーティング被膜厚、噴霧時間お
よび粒子回収率を表１に示す。

なお、コーティング効率は、製品粒子の重量とこれを洗
浄してコーティング被膜を溶解除去した粒子の重量との
差で与えられるコーティング量を、噴霧されたポリビニ
ルアルコールの重量で除して求めた。　また、コーティ
ング被膜厚は、コーティング量を粒子の総表面積で除し
て求めた。

表　　１なお、上記表１の粒子量３００ｇの場合において、旋回
流動帯には通常の流動層が付随しており、この流動層は
チャンバ内壁に接するドーナツ状のものであり、その上
端は２流体ノズル先端から７０〜８０ｍｍ程度下であっ
た。

そして、この流動層の下側には旋回流動帯が存在し、そ
の下端はチャンバ底より７０ｍｍ程度、その上端はチャ
ンバ底より１６０ｍｍ程度上に位置し、また、その中央
部の粒子がほとんど存在しない空洞部の直径は２０〜５
０ｍｍ程度であった。

そして、旋回流動帯中での粒子の速度から、粒子の受け
る遠心加速度は、２００Ｇ以上であることがわかった。

［実施例２］第３図に示す円筒状のチャンバ側壁を有する粒子のコー
ティング装置１を用い、ガラスピーズにコーティングを
行なった。

チャンバ２の直径は１００ｍｍ、チャンバ内容積は４に
Ｌとした。

このチャンバ２内に、原料粒子として実施例１で用いた
ものと同一のガラスピーズを２７５ｇ導入した後、１０
０℃に加熱した空気をチャンバ底部から旋回上昇気流と
して、また、チャンバ頂部から２次旋回気流をチャン１
バ内に導入し、チャンバ中間部に旋回流動帯を形成させ
た。　空気の流量は、約０．５＋ｏ’／ｍｉｎとし、旋
回気流発生手段４１および２次旋回気流発生手段４９と
しては、第４図に示す旋回気流発生手段４１と同形状の
ものを用いた。

なお、旋回気流発生手段および２次旋回気流発生手段の
寸法は、それぞれ外径１２０ｍｍ、内径１００ｍｍ、気
体流路４１２の断面寸法は横１０ｍｍ、縦２ｍｍ（ただ
し、２次旋回気流発生手段４９は縦１　ｍｍ）とし、気
体流路４１２は８箇所設けた。

実施例１と同様にして観察した結果、この旋回流動帯中
のチャンバ軸芯付近では、ガラスピーズはほとんど観察
されなかった。

次いで、実施例１と同様にしてメチレンブルーを微量含
有するポリビニルアルコールの水溶液をコーティング液
として、１．８５ｍ１／ｍｉｎの速度で実施例１と同様
加圧した空気により、チャンバ底部から１１０ｍｍの位
置に上向きに固定した２流体ノズルから噴霧し、ガラス
ピーズのコーティングを行なった。

コーティング後、回収されたガラスピーズの表面は均一
な濃度でブルーに染まり、コーティングが均一になされ
たことが確認された。

なお、噴霧時間は４０分間であり、このときのコーティ
ング被膜の膜厚は１．４μｍ程度であった。

また、ガラスピーズの凝集率ないし塊状化率は、０．１
％以下であった。

このときのコーティング効率は９７．４％であり、粒子
飛出量は１％以下であった。

なお、旋回流動帯には通常の流動層が付随しており、と
の流動層はチャンバ内壁に接するドーナツ状のものであ
り、その上端は２流体ノズル先端よりさらに８０ｍｍ程
度上であった。

そして、この流動層の下側には旋回流動帯がチャンバ底
からの高さで約７０〜１５０ｍｍ程度にわたって発生し
、その中央部のガラスピーズがほとんど存在しない空洞
部の直径は、３０〜６０ｍｍ程度であった。

以上の実施例から、本発明の効果は明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、それぞれ本発明の粒子
のコーティング装置の実施例を示す断面図である。第４図は、旋回気流発生手段の１例を示す斜視図である
。第５図は、旋回流動帯中での原料粒子の挙動を説明する
ための模式図である。符号の説明１・・・粒子のコーティング装置、２・・・チャンバ、３・・・原料粒子供給手段、３１・・・原料粒子ホッパ、３２・・・原料粒子投入管、３３・・・原料粒子投入口、４・・・気体導入手段、４１・・・旋回気流発生手段、４１１・・・周壁、４１２・・・気体流路、４２・・・送気室、４３・・・送風器、４４・・・送気管、４６・・・バイパス管、４６１・・・スロットルバルブ、４７気体加熱器、４８・・・２次気流送気室、４９・・・２次旋回気流発生手段、５・・・噴霧手段、５１・・・ノズル、５２・・・ノズル支持体、５３・・・コーティング液収納タンク、５４・・・接続
ホース、５５・・・コーティング液供給ポンプ、６・・・排気手
段、６１・・・排気管、６２・・・排気口、６３・・・アスピレータ、７・・・製品粒子排出手段、７１・・・蓋、７２・・・パケット、８１・・・整流部材、８２・・・粒子衝突板ＦＩＧ、２ＦＩＧ、３

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸芯がほぼ鉛直方向であるほぼ回転体状のチャン
バ内に供給された粒子群を、前記チャンバ底部付近から
導入され前記チャンバ内を螺旋状に旋回上昇する旋回上
昇気流により浮遊旋回させ、この旋回上昇気流により前
記粒子群にはたらく遠心力によって前記粒子群を前記チ
ャンバ側壁方向へ移動させて前記粒子群の前記軸芯近傍
における空間密度が実質的にゼロであるようにすると共
に、前記旋回上昇気流により前記粒子群にはたらく力の
前記軸芯方向の成分と前記粒子群にはたらく重力とがほ
ぼ釣り合うような範囲に前記粒子群を存在させて円環状
の旋回流動帯を形成させ、前記チャンバ内にコーティン
グ液を噴霧し、噴霧されたコーティング液により、前記
旋回流動帯において前記粒子群をコーティングすること
を特徴とする粒子のコーティング方法。
（２）前記旋回流動帯内の粒子群の空間密度が、前記チ
ャンバの側壁近傍で４０〜６０％である特許請求の範囲
第１項に記載の粒子のコーティング方法。
（３）軸芯がほぼ鉛直方向であるほぼ回転体状のチャン
バと、このチャンバ内に粒子群を供給する原料粒子供給
手段と、前記チャンバ内に気体を導入する気体導入手段
と、前記粒子群にコーティング液を噴霧する噴霧手段と
、前記チャンバ内の気体を排気する排気手段と、前記粒
子群をチャンバ外へ排出する製品粒子排出手段とを有し
、前記気体導入手段が、この気体導入手段により導入さ
れる気体に前記チャンバ側壁の接線方向の速度成分を付
与する旋回気流発生手段を有し、この旋回気流発生手段
が前記チャンバの底部付近に位置し、この旋回気流発生
手段により前記チャンバ内に発生される旋回上昇気流に
よって前記粒子群を浮遊旋回させ、この旋回上昇気流に
より前記粒子群にはたらく遠心力によつて前記粒子群を
前記チャンバ側壁方向へ移動させて前記粒子群の前記軸
芯近傍における空間密度が実質的にゼロであるようにす
ると共に、前記旋回上昇気流により前記粒子群にはたら
く力の前記軸芯方向の成分と前記粒子群にはたらく重力
とがほぼ釣り合うような範囲に前記粒子群を存在させて
円環状の旋回流動帯を形成させ、前記噴霧手段により前
記チャンバ内に噴霧されたコーティング液によって、前
記旋回流動帯において前記粒子群をコーティングするよ
う構成したことを特徴とする粒子のコーティング装置。
（４）前記旋回気流発生手段が、前記チャンバ側壁の接
線方向に開口した気体流路を有する特許請求の範囲第３
項に記載の粒子のコーティング装置。
（５）前記噴霧手段がコーティング液を噴霧するノズル
を有し、このノズルが前記チャンバのほぼ軸芯上に位置
する特許請求の範囲第３項または第４項に記載の粒子の
コーティング装置。
（６）軸芯がほぼ鉛直方向であるほぼ回転体状のチャン
バと、このチャンバ内に粒子群を供給する原料粒子供給
手段と、前記チャンバ内に気体を導入する気体導入手段
と、前記粒子群にコーティング液を噴霧する噴霧手段と
、前記チャンバ内の気体を排気する排気手段と、前記粒
子群をチャンバ外へ排出する製品粒子排出手段とを有し
、前記気体導入手段が、この気体導入手段により導入さ
れる気体に前記チャンバ側壁の接線方向の速度成分を付
与する旋回気流発生手段を有し、この旋回気流発生手段
が前記チャンバの底部付近および頂部付近に位置し、こ
の前記チャンバの底部付近に位置する旋回気流発生手段
により前記チャンバ内に発生される旋回上昇気流によっ
て前記粒子群を浮遊旋回させ、かつ、前記チャンバの頂
部付近に位置する旋回気流発生手段により前記チャンバ
の頂部付近に前記旋回上昇気流と同方向の旋回気流を発
生させて前記粒子群の前記チャンバ頂部軸芯付近での浮
遊旋回を規制し、前記旋回上昇気流により前記粒子群に
はたらく遠心力によって前記粒子群を前記チャンバ側壁
方向へ移動させて前記粒子群の前記軸芯近傍における空
間密度が実質的にゼロであるようにすると共に、前記旋
回上昇気流により前記粒子群にはたらく力の前記軸芯方
向の成分と前記粒子群にはたらく重力とがほぼ釣り合う
ような範囲に前記粒子群を存在させて円環状の旋回流動
帯を形成させ、前記噴霧手段により前記チャンバ内に噴
霧されたコーティング液によって、前記旋回流動帯にお
いて前記粒子群をコーティングするよう構成したことを
特徴とする粒子のコーティング装置。
（７）前記旋回気流発生手段が、前記チャンバ側壁の接
線方向に開口した気体流路を有する特許請求の範囲第６
項に記載の粒子のコーティング装置。
（８）前記噴霧手段がコーティング液を噴霧するノズル
を有し、このノズルが前記チャンバのほぼ軸芯上に位置
する特許請求の範囲第６項または第７項に記載の粒子の
コーティング装置。