JPH0356133A - 冷却造粒用ノズル装置とそれを組込んでなる冷却造粒装置 - 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］ 本発明はバラフィン類、脂肪酸類、脂肋酸エステル類、
熱可塑性樹脂類などのワックス類や、医薬品、食品、顔
料、無Ｉａ．物などを主戊分と，する粉体とワックス類
の混合物などを、凝固点温度以上に加熱して溶融液状と
し、凝固点温度以下の空気や窒素ガスなどの気流中にノ
ズル式噴霧によって微粒化し，冷却固化させて、数十ミ
クロンから数百くクロン（場合によっては数ミリ）程度
の粒子（通常は球状）゜を得る冷却造粒用のノズル装置
と、それを組込んでなる冷却造粒装置に関するものであ
る． ［従来の技術］ ワックス類やワックス類と医薬品、食品、顔料，無機物
などを主威分とする粉体の混合物の溶融液を噴霧微粒化
せるためのノズル装置として，従来より圧力ノズルまた
は二流体ノズルが使用されてきた。

圧力ノズルは、ポンプや加圧タンクを使用して溶融液に
圧力をかけ、ノズル先端の小口径のオリフィスから溶融
液を噴出させることにより微粒化させる装置である。

二流体ノズルは、空気や窒素ガスなどの高速気流と液体
とを接触させることにより、液体を微粒化させる装置で
あり，液体の圧力は低くてもよいが、微粒化させるため
の気体の圧力は例えば、１〜１　０　ｋｇ／ｃ１程度必
要であり、気体の消費量（Ｇ）は微粒化したい液体量（
Ｌ）に対して、通常Ｇ＝　（０．５〜３）×Ｌ 程度必要である。ここで、Ｇ，Ｌはいずれも質量流量で
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の圧力ノズルによる噴霧の場合、分
子量が低く（例えば、１０００以下）、溶融液の粘度が
低い場合（例えば，１００センチボアズ以下）には溶融
液の噴霧微粒化は容易であるが，分子量が高く（例えば
、３０００以上），溶融液の粘度が高い場合（例えば、
２００センチボアズ以上〉には、噴霧微粒化するために
、溶融液に３０〜１　０　０　ｋｇ／ｃ１程度の圧力を
かけることが必要であった。又冷却造粒法においては、
製品形状は球状となるのが普通であるが、分子量が高く
、粘度の高い溶融液の場合には繊維状（糸引き状）の粒
子が発生しやすかった。

また、圧力ノズル方式で製品の平均粒子径を小さくした
い場合には、溶融掖に高い圧力を加える必要がある．例
えば、平均粒子径１５０〜２００よクロンの製品を得る
ためには、５０〜１００ｋｇ／Ｃｍ”程度の圧力が必要
である．しかし、この場合には、高圧用のポンプ、配管
、バルブ、フィルターなどが必要で、設備費が大となり
、また、高圧用の機器類は重量も増えてメンテナンスも
容易てなく、危険が伴なうなどの問題点があった。

一方、二流体ノズルによる噴霧微粒化方式では、圧力ノ
ズル方式よりも小さい平均粒子径を得ることができるが
，溶融液の処理量が大容量の場合には気体圧縮用の動力
費が高くつくため，従来は小容量（例：ｌ〜５　０　ｋ
ｇ／Ｈ）で使用されているにすぎない． 本発明は、従来におけるこのような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは，溶融液に加
える圧力は低く、微粒化用気体の圧力も低く、高分子量
，高粘度の溶融液であっても微粒化できるノズル装置と
それを備えた冷却造粒装置を提供することにある． ［課題を解決するための手段］ 上記目的を達戒するために、本発明によれば、溶融液吹
出しのための圧力ノズルと、該圧力ノズルの周りに設け
た高速ガス吹出し用筒状体とからなるノズル装置であっ
て、該ノズル装置の先端部を先細り構造としたことを特
徴とする冷却造粒用ノズル装置、および、そのノズル装
置を備えた冷却造粒装置、が提供される． また、このノズル装置として、溶融液吹出し先端部にお
ける圧力ノズルと高速ガス吹出し用筒状体の間に、高速
ガスに旋回流を付与するためのスリットを形成すると、
腋滴噴霧角度がさらに大きくなるため好ましい。

［作用］ 圧力ノズルの周囲を高速ガス吹出し用の筒状体にて包囲
し、吹出し口に向って先細りとなるように構成したので
、圧力ノズルからの溶融液の噴霧が低圧力の噴霧である
場合でも、粒子が大粒径とならず微粒化する。また，高
速ガスも低圧力の吹込みで充分に微粒化する．その結果
，粒子が未固化のまま冷却造粒室内に付着することなく
完全に冷却固化される。

［実施例］ 以下，本発明を図示の実施例に基すいて更に詳細に説明
するが、本発明がこれらの実施例に限定されないことは
明らかであろう。

第１図は本発明の冷却造粒用ノズル装置の一実施例を示
す説明図であり、第２図は第１図のノズル装置の先端部
を示す部分断面図である。

図において、１は溶融液ボンブ、２はルーツブロワー、
３はエアーバイブ、４はエアーノズル、５は溶融液バイ
ブ、６は溶融液吹出し用圧力ノズルを夫々示している。

即ち，溶融液の吹出しのための溶融液パイプ５の周りに
エアーバイブ３を設け、その吹出し先端部である圧力ノ
ズル６とエアーノズル４が第１図及び第２図に示すよう
に、先端にいくに従って径が小さくなる、いわゆる先細
り構造を有している。

また、吹出し空気に旋回流を付与するため、第３図（ａ
）、（ｂ）、（Ｃ）（ここで、（ａ）は平面図、（ｂ）
は底面図、（ｃ）は側面図）、及び第４図に示す如く、
圧力ノズル６とエアーノズル４の間、あるいは圧力ノズ
ル６の外側部にスリット７を設けることは、溶融液の噴
霧角が広がることから好ましい． ここで、圧力ノズル６における溶融液の噴霧圧力は、次
に示す圧力ノズルの流出特性を表わす一般式Ｉ、および
使用する圧力ノズル（この場合はスプレイングシステム
社，ＳＸノズル）の液滴径に関する式■に従って，適宜
決定されるが、この噴霧圧力はｌ〜２　０　ｋｇ／ｃｍ
２程度の低圧力で充分である．この値は、従来の圧力ノ
ズル方式において製品の平均粒子径を小さくしたい場合
に必要であった５０〜１　０　０　ｋｇ／ｃｍ”程度の
圧力と比べ、格段に低いことがわかる。

？（ｋｇ／ｈ）＝Ｋ，　　・　Ｄ　２（ｍｓ＋）　　・
　Ｐ０　５　（ｋｇ／ｃ１）・・・・・・Ｉ （Ｗ：処理量、Ｋ■　：係数、Ｄ＝オリフィス径、Ｐ：
圧力） ＤＰ（μｍ）＝Ｋ２　・Ｗ−””　　（ｋｇ／ｈ）・　
終Ｏ　　ｌ６　（　ｃ　ｐ　）・Ｄ　Ｉ．　８２（＠Ｉ
Ｉ）　　　　　　　　・・・・−ｎ（Ｗ：処理量、ＤＰ
：液滴径、Ｋ２：係数、ル：液粘度） また，圧力ノズル６の周りに設けられるエアーノズル４
においては、空気の吹出し速度は８０ｍ／Ｓ以上、好ま
しくは１００ｓ／ｓ以上であり、空気圧は、好ましくは
０　．　０　５　〜０　．　５ｋｇ／ｃｍ”で用いられ
る．この圧力値は従来の二流体ノズルで使用する圧力（
ｌ〜ｌ　Ｏ　ｋｇ／ｃｍ”程度）に比べ、格段に低いも
のである。なお、上記の空気圧はこれに限られるもので
はなく、ノズル構造の如何により上記数値の範囲外で用
いてもよい。

第５図は，本発明のノズル装置を組込んだ冷却造粒装置
の一例を示すものである． この冷却造粒装置は、本発明のノズル装置を冷却造粒室
８の上部に備え、また冷却造粒室８の上側方部に冷風Ａ
の吹き込み口９、冷却造粒室８の下部には排気口ｌＯを
備えたものである。

この冷却造粒装置において、溶融液は溶融液バイプ５を
介して圧力ノズル６によりｌ〜ｌＯｋｇ／ｃ１２程度の
低圧力で噴霧され、同時に圧力ノズル６の周囲に設けた
エアーノズル４から空気が高速で吹出され、また、好ま
しくはスリット７により吹出し空気に旋回流が付与され
、圧力ノズル６から吹き出される溶融液が所望の液滴径
まで微粒化され、冷却造粒室８内に吹き込まれる。

一方、冷却造粒装置の冷却造粒室８内には、冷風Ａが送
入され、微粒化された溶融液は冷却固化して所望の粉体
製品となる． 尚、圧力ノズル６の周りから吹き込む空気の温度を溶融
液の融点より高くすると、圧力ノズル６出口での溶融液
による閉塞を防止でき、好ましい。

なお、本実施例では、圧力ノズル６の周りから吹き出さ
れる高速ガスの例として空気を挙げて説明したが、これ
に限られず、窒素ガス等の不活性ガスなどを用いること
もできる。

次に、本発明装置による微粒化について、更に具体的な
実施結果を説明する。

（実施例１） 溶融液としてポリエチレンワックスを使用し、表−１に
示す条件で微粒化試験を行なった。尚、圧力ノズル６は
断面六角形のスブレイングシステム社製Ｓｘノズルを使
用し、その周囲を断面円形の筒状体で覆ってエアーノズ
ル４とした．ＳＸノズルと筒状体の間隔は広い箇所で約
５■、狭い箇所で約３■であり、筒状゜体の先端部の孔
径はｌ８■（φ）であった。その結果を表−１に示す．
また、本発明の冷却造粒用ノズル装置゛において，高速
空気に旋回流を付与した場合には、次の通りの結果とな
った。

［発明の効果コ 本発明の冷却造粒用ノズル装置およびそれを組込んだ冷
却造粒装置によれば、溶融液に加える圧力を低く抑える
とともに、微粒化用ガスの圧力も低く抑えることができ
るので、設備費，動力費か安く済み、メンテナンスも容
易となる。更に，高分子量、高粘度の溶融液であっても
微粒化することができ、従来の二流体ノズルと同程度の
小さい粒子径の製品を得ることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷却造粒用ノズル装置の一実施例を示
す説明図，第２図は第１図のノズル装置の先端部を示す
部分断面図、第３図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は冷却造粒用ノ
ズル装置におけるスリット形状の一例を示すもので、（
ａ）は平面図、（ｂ）は底面図、（Ｃ）は側面図である
。第４図は冷却造粒用ノズル装置におけるスリット形状
の他の例を示す底面図、第５図は本発明の冷却造粒用ノ
ズル装置を組込んだ冷却造粒装置の一例を示す概略図で
ある． １−・・原液ボンブ、２・・・ルーツブロワー、３・・
・エアーパイプ、４・・・エアーノズル、５・・・溶融
液バイブ、６・・・圧カノズル，７・・・スリット、８
・・・冷却造粒室、９・・・冷風吹込み口，１０−・・
排気口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融液吹出しのための圧力ノズルと、該圧力ノズ
   ルの周りに設けた高速ガス吹出し用筒状体とからなるノ
   ズル装置であって、該ノズル装置の先端部を先細り構造
   としたことを特徴とする冷却造粒用ノズル装置。
2. （２）冷却造粒用ノズル装置の先端部における圧力ノズ
   ルと高速ガス吹出し用筒状体の間に、高速ガスに旋回流
   を付与するためのスリットを形成した請求項１記載の冷
   却造粒用ノズル装置。
3. （３）溶融液吹出しのための圧力ノズルと、該圧力ノズ
   ルの周りに設けた高速ガス吹出し用筒状体とからなり、
   その先端部を先細り構造としたノズル装置を冷却造粒室
   の上部に備えるとともに、該冷却造粒室内への冷風吹込
   み口及び該冷却造粒室からの排気口を備えたことを特徴
   とする冷却造粒装置。