JPH0411936A - 粉体の表面改質装置 - 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、化粧品、粉体塗料、複写材料、医薬品などに
おいて使用する粉体の表面に伯の粉体を付着させて、一
定又は成膜することによって新しい機能をもたせるよう
にした粉体の表面改質装置に関するものである。

［従来の技術］ この種、粉体の表面改質装置として、特開昭６２−１４
０６３６号公報をあげることができる（第７図参照）。

このものは第７図において、衝撃式打撃手段を用いて行
なうようにしたものであり、この衝撃式打撃手段はケー
シング部内に回転軸すにより高速回転する回転盤Ｃを設
け、この回転盤Ｃの外周に多数の衝撃ピンｄを設け、前
記衝撃ピンｄの最外周軌道面に沿い、かつそれに対して
一定の空間に置いて周設された衝突リングｅからなる。

なお、ｆは開閉弁、ｑは衝撃室、ｈは循環回路である。

そして、開閉弁ｆを閉じた状態で回転ｌｃを回転させる
と、この回転盤Ｃの回転に伴って気流か生じ、この気流
の遠心力に基づくファン効果によって衝撃室９．循環回
路りを巡って自己循環の流れが形成される。

一方、母粒子となる材料と子粒子となる材料をミキサー
ｉに所定配合比で投入し、ここで強力な混合を行なうと
、両材料とも活性化し、この活性化に伴なう静電気によ
り母粒子の表面に子粒子が付着する。

この母粒子の表面に子粒子を付着させた被処理粉体を貯
槽し、計量フィーダに、ホッパｅを経て前記衝撃式粉砕
機の気流循環サイクル中に投入する。

投入された被処理粉体は、衝撃ピンｄによって打撃作用
を受け、ざらに衝突リングｅに衝突して母粒子の表面に
子粒子が圧縮作用を受ける。

次いで、該粉体は循環ガスとともに循環回路りを循環し
て再び衝撃室ｑに戻り、再度打撃作用を受ける。

このような衝撃作用が何回も繰り返されるうちに子粒子
は母粒子の表面へ埋設または強固に固着される。

以上の固着か終了すると、開閉弁ｆを開き、固定化され
た粉体を排出する。

排出された粉体は、排風機ｐの吸引力によって、サイク
ロンｍ、パックフィルタｎに誘導された後、補集される
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記衝撃式打撃手段の回転盤Ｃの周速度
は、機械的強度上からあまり大きくとれない為、母粒子
にその周速度以上の打撃力を加えることができない。こ
のため、粒子の活性化すなわち帯電化及び母粒子に対す
る子粒子の固着度は十分とは言えない。勿論打撃回数を
増やせばある程度は解決されるが、それだけ時間を要す
ることとなる。

また、前記したように衝撃式打撃手段は、混合作用が大
きくないので、該混合によって発揮される母粒子と子粒
子の帯電付着が充分期待できないことから、前処理とし
てのミキサーが別途必要となる。

ざらに、１つの気流循環サイクルであるため、１回当た
りの処理量が小さい。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、粒子同志の対向衝突と強力な撹拌・混
合によって極めて改質度の高い粉体を１ｑると共に前処
理機を不要とし、かつ処理量を著るしく向上させた粉体
の表面改質装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の粉体の表面改質装
置は、断面において２つの円形部が並列した筒状ケーシ
ングあって、この筒状ケーシングの円形部内に、外周に
複数個の羽根を具備しかつ同一方向に高速回転する回転
ローラを一対設け、さらにこの筒状ケーシングの中央部
上下に供給口および排出口を設けると共にこの供給口お
よび排出口に、該供給口および排出口を塞ぐと共に前記
円形部内に突出する凸部を有する栓体を設けたことであ
る。

［作用］ 栓体を取り除いて、供給口を開き、所定割合の母粒子と
なる材料と子粒子となる材料を供給口からケーシング内
に投入した後、栓体を嵌めて供給口を閉じる。

次いで、両回転ロータを同一方向に高速回転させる。

この回転ロータとともに回転する羽根によって回転ロー
タの外周と円形部および凸部の間にそれぞれ渦流（循環
気流）が発生する。

両渦流の発生によって、投入された両粒子は前記両渦流
にそれぞれ巻き込まれて連行周回する。

そして粒子を含む両渦流は両回転ロータの中央で交わる
。この交流部において、粒子同志か激しく対向衝突・摩
擦する。このときの衝突力はほぼ倍加されるため、両粒
子の表面は活性化し、確実に静電気を帯びるとともに、
この交流部では渦流同志の衝突によって乱流状態となる
ため、前記両粒子が強力に撹拌・混合されることとなっ
て、母粒子に子粒子が確実に帯電付着する。

次いて、この交流部で衝突及び撹拌・混合された粒子は
、何れかの回転ロータに巻き込まれ、それぞれの渦流に
乗って一周した後、再び粒子同志の衝突及び撹拌・混合
が行われるのである。

このような衝突及び撹拌・混合を繰り返すことによって
、粒子表面の活性化と母粒子の表面に子粒子が逐次静電
付着するのである。

一定時間処理して母粒子の全表面に子粒子が固定・成膜
化（表面改質）されると、栓体を外して排出口を開き製
品を排出する。

［実施例］ 以下本願発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図〜第２図において、母粒子となる材料をピン１か
ら定量フィーダ２にて、また子粒子となる材料をピン３
から定量フィーダ４にてそれぞれ所定の割合で切り出し
、供給シュート５を経て表面改質装置６に投入する。こ
こで所定時間処理した後、改質粒子（製品）を排風機９
の吸引力により排出シュート７を経て集塵機８にて捕集
し、製品ピン１０に貯蔵する。

前記表面改質装置６の詳細を述べると、次のようである
。

１１は筒状ケーシングで、その断面は２つの円形部１２
．１３が連通する如く並列したひようたん形であり、そ
の中央部の上下にそれぞれ供給口１４および排出口１５
を設ける。

１６．１７はそれぞれ円形部１２．１３に配設した回転
ロータで、外周に複数個の羽根１８．１９が設けられ、
軸２０，２１．により高速回転するようになっている。

２２は円形部１２．１３と回転ロータ１６．１７の間の
隙間である。

２３は供給口１４を塞ぐ着脱自在の上栓体で、この上栓
体に円形部１２．１３に突出する内向きの凸部３２ａを
形成する。凸部２３ａは両側部が円形部１２．１３の円
弧と同一円弧面２４．２５であり、頂部が平面２６であ
る。

このようにしてなる下栓体２３は、供給シート５の壁の
後方を利用して固定し、着脱するようになっている。

２７は排出口１５を塞ぐ着脱自在の下栓体で、この下栓
体に円形部１２．１３内に突出する内向きの凸部２７ａ
を形成する。凸部２７ａは前記上栓体２３と同様に両側
部が円形部１２．１３の円弧と同一円弧面２８．２９で
あり、頂部が平面３０である。

このようにしてなる下栓体２７は、該下栓体に固定した
レバー３１をケーシング１１に固定したブラケット３２
にピン３３を介して支承され、該ピン３３を支点として
回動するようになっている。

３４は加熱又は冷却ジャケットである。

次に実施例の作用を説明する。

下栓体２７を閉じたまま、上栓体２３を取り出して供給
口１４を開く（第３図参照）。

この状態から、前記した如く、母粒子となる材料と子粒
子となる材料を供給口１４を経て一定量ケーシング１１
内に投入した後、上栓体２３を嵌めて供給口１４を閉じ
る。

次いで、両回転ロータ１６，１７を同一方向に高速回転
させる。

この回転ロータ１６，１７とともに回転する羽根１８．
１９によって回転ロータ１６の外周と円形部１２の間に
第１渦流３５及び回転ロータ１７の外周と円形部１３の
間に第２渦流３６が発生する。

両渦流３５．３６の発生によって、投入された両粒子は
前記両渦流にそれぞれ巻き込まれて連行周回する。そし
て粒子を含む両渦流は両回転ロータ１６．１７の中央で
交わる。この交流部３７において、粒子同志が激しく対
向衝突・摩擦する。

このときの衝突力はほぼ倍加されるため、両粒子の表面
は活性化し、確実に静電気を帯びるとともに、この交流
部３７では渦流同志の衝突によって乱流状態となるため
、前記両粒子が強力に撹拌・混合されることとなって、
母粒子に子粒子が確実に帯電付着する。この場合、加熱
ジャケット３４からの熱エネルギの供給によって付着効
果を高めるのである。

次いで、この交流部３７で衝突及び撹拌・混合された粒
子は、第１渦流３５から第２渦流３６へ、また第２渦流
３６から第１渦流３５へと巻き込まれ、それぞれの渦流
３５．３６にのって一周した後、再び粒子同志の衝突及
び撹拌・混合が行われるのである。

このような衝突及び撹拌・混合を繰り返すことによって
、粒子表面の活性化と母粒子の表面に子粒子が逐次静電
付着するのである。

一定時間処理して母粒子の全表面に子粒子が固定・成膜
化（表面改質）されると、下栓体２７を回動して排出口
１５を開くとともに回転ロータ１６．１７を逆方向に低
速回転させて製品を排出する（第４図参照）。これで−
回の処理を終える。

前記付着の状態は、それぞれの材料のガラス転移温度に
よって決まる。すなわち、子粒子が母粒子より低いガラ
ス転移温度であれば膜化する。通常、母粒子が無機物で
子粒子が有機物の場合である。

逆に子粒子か母粒子より高いガラス転移温度である場合
は母粒子に子粒子が食い込み付着する。

通常、前記とは逆に母粒子が有機物で子粒子が無機物の
場合である。

従って、加熱ジャケット３４は主として材料をガラス転
移温度に上げるために使用される。

なお、前記実施例では、両回転ロータ１６，１７の直径
を同一としたが、例えば回転ロータ１６の直径に対して
回転ロータ１７のそれを小径とするとともに、該回転ロ
ータ１７の回転数を増速することにより、材料の保有空
間が広くなり、これによって１回当りの処理量を大きく
することができる。

第５図は他の実施例を示し、上栓体２３の凸部２３ａの
円弧面２５及び下栓体２７の凸部２７ａの円弧面２８を
斜めに切り落として切落部３８゜３９を形成したもので
ある。

これによって交流部３７の空間が広くなり、それだけ粒
子の撹拌・混合効果が増すとともに雨粒子の衝突点が偏
よることから、渦流への子粒子の巻き込みが確実に行わ
れる。この場合、切落部３８．３９と回転ロータ１６．
１７の回転方向は図示に限定されるものではなく、逆回
転させてもよい。

さらに１、第６図は他の実施例を示し、この場合、上栓
体２３の凸部２３ａの円弧面２４．２５を斜めに切り落
して直線面４０．４１となし、両面により略Ｖ字形とし
たものである。同様に、下栓体２７の凸部２７ａの円弧
面２８．２９を切り落して直線面４２．４３となし、両
面により略Ｖ字形としたものである。この場合も交流部
３７の空間がさらに広くなる。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されるので、以下に記載さ
れるような効果を奏する。

本発明装置において両回転ローラを高速回転さぜる口と
によって、粒子は渦流と共に高速周回し、交流部におい
て激しく対向衝突・摩擦するので、粒子の活性化すなわ
ち、帯電化が著しく促進されるとともに該交流部におけ
る強力な撹拌・混合作用により母粒子の表面に子粒子を
強固に付着させることかでき、このことによって前処理
機を用いること無く、極めて表面改質度の高い粉体を得
ることができ、かつ１回当たりの処理料も大巾に増大す
る。

また、本発明装置は、従来のように粉体を衝突仮に当て
るのではなく、粉体同志の衝突により行うものであるか
ら、衝突板の使用が不要でるばかりかケーシングの摩耗
も少ない。

ざらに、栓体に凸部を設けたので、両回転ロータの高速
回転に伴なう渦流のガイド作用によって強力な交流部を
形成することができると共に凸部形状の異なる栓体を使
用することによって交流部域の大小や衝突点を簡単に変
更でき、このことによって広範な材料の改質に適用でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体概略図、第２図は本
発明の改質装置を示す縦断面図、第３図は本発明の投入
状態を示す縦断面図、第４図は本発明の排出状態を示す
縦断面図、第５図〜第６図は本発明の他の実施例を示す
縦断面図、第７図は従来例を示す概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面において２つの円形部が並列した筒状ケーシ
   ングであって、この筒状ケーシングの円形部内に、外周
   に複数個の羽根を具備しかつ同一方向に高速回転する回
   転ローラを一対設け、さらにこの筒状ケーシングの中央
   部上下に供給口および排出口を設けると共にこの供給口
   および排出口に、該供給口および排出口を塞ぐと共に前
   記円形部内に突出する凸部を有する栓体を設けたことを
   特徴とする粉体の表面改質装置。