JPH03135431A - 微粉の造粒方法およびその装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本願発明はかさ密度の小さい乾態の微粉、たとえばタル
クやカーボンブラックの中間処理に係る。

［従来の技術］ タルク及びカーボンブラックは合成樹脂のフィラー、塗
料、ゴムなどの他に、タルクは製紙、化粧品、医薬品等
に、カーボンブラックはインキ等にそれぞれ使用されて
いる。この粉体の粒子は微細であるために流動性が悪く
その上に多量の空気を含む低かさ密度体であるから貯蔵
、計量、輸送。

投入等において粉塵飛散の問題と共に取扱いは容易でな
かった。

またたとえば農薬の原料粉などは四辺に飛散することは
厳重に防止しなければ重大な事故に繋がる。

かぎ密度が小ざく飛散し易い微粉を取扱い易いように中
間処理する方法としては、造粒して小さな粒やビード状
に成形することや、物理的にがさ密度そのものを高める
ための直接的な手段がよく使用される。

単なる造粒、成形ならば、粉体を圧縮成形するロール式
圧縮成形機が最も一般的であるが、タルクやカーボンブ
ラックでは、空気を含んでふわふわとした状態なので、
通常のロール式圧縮成形機を用いてもロール間に圧縮に
必要な粉体量を確保できないために、圧縮しても粗粒状
にならすかざ密度を充分増加することができなかった。

したがって特にこのような物質に適合するための技術が
求められ、たとえば特公昭５７−５１３３６号公報・第
４図ではカーボンブラックなどの造粒のための水や稀薄
な糖蜜溶液などの湿潤剤を混入し、ビン型撹拌造粒機で
混合しつつ湿潤剤の沸点以上〜１５０℃の範囲で外周か
ら蒸気加熱して所望の造粒体を得る技術を示し、また特
開昭６１−１０７９３６号公報では造粒キャリアを６０
０℃〜１３００″Ｃで焼成する内容を示している。

一方かき密度そのものを増大する技術としては、たとえ
ば特開昭６２−２８０３０１＠公報があり、平均粒径１
ｓ以下の超微粒子の集合体で大部分の超微粒子が連鎖状
に連結し、かさ密度が０．１／ｃｍ３以下の高空隙率で
ある超微粉体を、容器内で振動を与えて前記の連鎖を破
壊し、少くとも０．３’Ｊ／ｃｍ３のかさ密度まで高め
る技術内容を示している。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の従来技術のうち、粒やビード状に造粒するものに
ついては、それぞれ対象とする超微粉体の品種が限られ
ているようであり、前者についてはカーボンブラック、
後者については農薬である。

従って前者は添加湿潤剤の沸点以上から１５０’Ｃまで
の連続加熱を前提とし、後者は６００〜１３ｏｏ’ｃの
焼成を要件としても、そのために品質が変化する危険が
なく熱に耐え得る化学的安定性が保障されている。

しかしこれら特定の超微粉体以外の物質に対してすべて
適用できる保障はなく、加熱によって化学反応を生じる
物質には側底実施できない。また適用できる場合であっ
ても純度を特に問題とする薬品類などでは、少量の湿潤
剤といえどもその添加が好ましくないこともおり、実施
上の制約は免れ得ない。

一方後者の技術については、この方法は回分式であるた
め連続してかさ密度体を得ることはできず、またかぎ密
度０．０’ｌ／ｃｍ３であったものをかさ密度０．１５
９　／ｃｍ３とするための加振時間は１．５時間型した
実施例がめげられているように長時間を必要とする等の
課題が残る。かき密度を直接高める手段については、直
接密閉容器内において真空ポンプで脱気する方法も考え
られる。

しかしこの方法でも前と同様に時間の長い割に効果が薄
いという結果しか得られなかった。

たとえばタルクの場合平均粒径５〜６μのときかざ密度
は０．２５〜０．３０　’ｊ／ｃｍ３であり平均粒径１
〜２μのときかぎ密度は０．１０−０．１６ｙ／ｃｍ３
である。またカーボンブラックの場合平均粒径は０．１
μ以下であってかき密度は０．８’ｊ／ｃｍ３の値でお
る。

第５図のうち曲線Ａは前記タルクについて、粉体を容器
に入れて貯蔵しておくと粒体の自重によって粉体中に含
まれている空気が時間を経るに従って排出される結果、
かぎ密度が自然に増加する状態を示したもので、かざ密
度と日数（３０日まで）とを縦横軸にプロットした。ま
た曲線Ｂは同じ微粉を容器内で真空ポンプによって強制
的に脱気した場合のかざ密度と真空度（−７６０ｓＨ９
まで）をプロットしたものである。また第６図はカーボ
ンブラックについて同じ測定を表示したものである。

タルクについてはこれとは別試験によってかぎ密度が０
．４５’ｊ／ｃｒｎ３までの微粉体は粉塵として飛散す
る傾向が高くて取扱いがきわめて難渋するのでこれをゾ
ーンエとすれば、ゾーン■のかさ密度が０．４５〜０．
５５　’ｊ／ｃｍ３の範囲においても微粉体の一部が粒
状とはなるもののまだ多少の粉塵飛散を免れることはな
く、直接かさ密度を高める手段で課題を解決することは
難しい。

同様に平均粒径０．０８μｍのカーボンブラックについ
てもゾーン■はかぎ密度０．１４　’ｊ／ｃｍ３以下、
ゾーンｌ１ｒ０．１４〜０．１８　’ｊ／ｃｍ３であり
、安定域である０、１８ｇ／ｃｍ３以上であるゾーン■
には到底達し得ない。

本願発明は以上に述べた課題を解決するために熱的変化
を伴わず、微量の添加物も伴わないでかさ密度の小さい
乾態の微粉を造粒する方法およびその装置の提供を目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本願発明に係る微粉の造粒方法は、かざ密度の小さい乾
態の微粉を脱気装置に投入して脱気した後、引続き粉体
圧縮装置へ供給して粉体とすることによって前記の課題
を解決した。

またこの方法のみを実施するための装置は、脱気装置の
排出口と連結した供給口を有する粉体圧縮装置とからな
るものを提示し、かつより具体的には脱気装置は円筒形
フィルター内に回転自在なフィードスクリューを設け、
円筒形フィルターの外周室は真空ポンプに配管結合して
なり、粉体圧縮装置はバレル内に回転自在なスクリュー
を設け、バレル内壁面に複数の勾配溝を刻設し、互いに
平行な回転軸で軸支され所望の開度を隔てて反対方向に
回転する一対のロールの外周表面の幅方向に断面不等辺
三角形の鋸状成形歯を円周上均等に多数刻設してなる実
施態様を推賞する。

［作用］ かぎ密度の小さい乾態の微粉は多量の空気を含んでふわ
ふわした状態でまづ脱気装置へ供給されると、装置内は
真空ポンプで負圧となっているから供給口付近で粉塵飛
散することなく静かに吸引され、装置内では撹拌を受け
つつ内包する空気の一部を離脱させ、かぎ密度を増加し
て粉体圧縮装置へ供給される。かぎ密度の小さいままで
あればロール間に圧縮に必要な量を捕捉できないため造
粒できなかった粉体でも、この前処理との連携によって
本来の造粒作用を与えられ通常の粉体と同様の圧縮作用
が発現する。

この作用をざらに顕著に強化するためには、粉体圧縮装
置自体の強化が望ましいのは言うまでもなく、出願人自
身の先願に依る特願昭６３−１９１９０２号の構成を援
用することを推奨する。

この粉体圧縮装置によれば、タルク及びカーボンブラッ
クのように摩擦係数が小さく相互に滑り易い難成形性の
粉体に対応させて、粉体を送り込むスクリューのバレル
内壁周面にバレル始端で最も深く始まり次第に浅く傾斜
した複数の勾配溝を刻設しであるから、粉体がスクリュ
ーと共に回転することを防止して圧縮しながら圧縮ロー
ルに強制供給し、圧縮ロールは外周表面の幅方向に断面
不等辺三角形の鋸状成形歯を円周上均等に多数刻設し、
非対称な面構成による独特の作用のために圧縮された粉
体は歯面に累積固着ぜず、簡単に剥脱して歯切れのよい
噛み込みと解放とを繰り返して一段と粉体を圧縮して粗
粒状とし、かぎ密度を増加する。

一般的にこの作用を例示したのが第１図であって、既に
述べた第５図に対応するものである。すなわち点（イ）
からスタートして短時間にて８曲線上を辿って点（ロ）
に達し、この状態で粉体圧縮装置内で造粒作用をうけ曲
線Ｃ上によって定められる点（ハ）に到達する。ここで
曲線Ｃは、横軸が粉体圧縮の油圧力Ｏ〜１５ＯＮｆ／Ｃ
Ｉｉに亘ってそれから得られるかぎ密度との関係をプロ
ットしたものである。

第２図は第６図に対応するカーボンブラックについての
同様の作用を示したものでおる。

［実施例］ 第３図において脱気装置３０は粉体圧縮装置１へのホッ
パー３に結合し、投入口３４から投入された粉体Ｐはス
クリュー３３が回転し前方へ送られてゆく間にフィルタ
ー３２と、これに配管結合した真空ポンプ３１とによっ
て空気が排出されより密な粉体となって粉体圧縮装置に
供給される。

粉体圧縮装置１はホッパー３の下部の円筒形バレル４の
内径中心に回転するスクリュー５を貫設し、バレル４の
内壁周面にバレル始端９で最も深く始まり次第に浅く傾
斜した複数の勾配溝６を刻設し、密な粉体がスクリュー
５と共に回転することを防止して圧縮しながら一対の圧
縮用ロール２・２に強制供給し、その外周表面の幅方向
に断面不等辺三角形の圧縮成形面２・２と強制送り面２
１とからなる鋸状成形歯２０を円周上均等に多数刻設し
、非対称な面構成による独特の作用のために圧縮された
粉体は断面に累積固着せず、簡単に剥脱して歯切れのよ
い噛み込みと解放とを繰り返す。反対方向に回転する一
対の圧縮用ロール２は互いに平行な回転軸で軸支され、
いずれか片方の回転軸は油圧シリンダーに移動可能に連
結し所望の開度Ｃを隔てて油圧力により密な粉体を強力
に圧縮して粗粒状態Ｓとし、乾式で連続的に粉体のかさ
密度を増加する。

粉体はかざ密度を増加していくと成形体となっていわゆ
る塊に近づき、貯蔵＊　ａｉｍ、輸送、投入等の取扱に
おいて粉じん飛散がなくなり非常に良好であるが、粘性
体中に配合したときの分散性が悪くなる。また分散性を
良くするためには、かさ密度を低くしなければならない
という相反する性状を呈する。

粉体を配合する粘性体の性状と配合した後の撹拌工程（
機械装置）等によって必要なかざ密度が決定される。

すなわちハンドリング面（粉塵飛散）と分散性を考慮し
、最初実用に供されるかさ密度はタルクにおいて粉体の
平均粒径１〜２μの場合０．６〜０゜８ｇ／ｃｍ３、ま
たカーボンブラックにおいて平均粒径０．０８μの場合
０．２〜０．２４　’ｊ／ｃｍ３である。

既に述べたように第１図はタルク（平均粒径１〜２μ）
の、また第２図はカーボンブラック（平均粒径０．０８
μＴｒＬ）のそれぞれのかぎ密度特性を示すものであり
、粉塵飛散のきわめて少ないゾーン■の範囲に達したも
ので、タルク粉体についてかさ密度０．１２　’ｊ　／
ｃｍ３の粉体をかさ密度０．７５ｇ／ｃｍ３の粗粒状製
品として１時間当り６０Ｋｇを１ｑることができ、また
カーボンブラック粉体について、かさ密度０．０８’ｊ
／ｃｍ３の粉体をかざ密度０．２４’；ｉ／ｃｍ”の粗
粒状製品を１時間当り３０に’Ｊを得ることができた。

第１表は実施例１としてタルクについての本願実施結果
を比較例１と並べて表示したものである。

比較例１とは供給原料をいきなり同一条件の粉体圧縮装
置に供給したものである。実施例２．比較例２はカーボ
ンブラックについて同様の表示をしたものである。

以下余白 ［発明の効果］ この発明によればいかなる熱的な変化を与えることなく
、またバインダー、メディア等の結合剤を全く使用する
ことなく、粒同志を近接させて結合し粗粒状としている
から液体あるいは粘性体中に入れて撹拌すると容易に分
散してもとの粉粒とすることができる。実施例ではタル
クとカーボンブラックを取り上げたが他の粉体物質のか
さ密度増加にも採用できる。そして微粉体の貯蔵、軽量
。

輸送、投入等において取扱を容易にしてその効率を向上
し、その上に粉塵飛散が減少し粉塵対策のための費用を
削減し、作業環境を改善することができる。

さらに製造工程においてかざ密度を増加した粉体を配合
工程に供した場合に液体あるいは粘性体中につぶ状物を
残すことなく容易にほぐれて分散する等の優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はタルク粉体のかさ密度特性図、第２図はカーボ
ンブラックのかさ密度特性図、第３図は本願装置実施例
の正面断面図、第４図は従来技術の一例を示す正面断面
図、第５図と第６図は従来技術のタルク粉体およびカー
ボンブラックのそれぞれのかさ密度特性図。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）かさ密度の小さい乾態の微粉を脱気装置に投入し
   て脱気した後、引続き粉体圧縮装置へ供給して粉体とす
   ることを特徴とする微粉の造粒方法。
2. （２）脱気装置と、脱気装置の排出口と連結した供給口
   を有する粉体圧縮装置とからなる微粉の造粒装置。
3. （３）請求項（２）において、脱気装置は円筒形フィル
   ター内に回転自在なフィードスクリューを設け、円筒形
   フィルターの外周室は真空ポンプに配管結合してなり、
   粉体圧縮装置はバレル内に回転自在なスクリューを設け
   、バレル内壁面に複数の勾配溝を刻設し、互いに平行な
   回転軸で軸支され所望の開度を隔てて反対方向に回転す
   る一対のロールの外周表面の幅方向に断面不等辺三角形
   の鋸状成形歯を円周上均等に多数刻設してなる微粉の造
   粒装置。