JPH04501531A - 少なくとも二種類の粒子を用いてスプレーにより製造する粉末の製造方法 - 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】 本発明は、少な（とも二つの実質的に同じサイズの粒子のグループに属する興な るサイズの粒子から有機粉末を製造するための方法に関するものであり、またこ の方法により得られた有機粉末に関するものである。

なお、本明細書において「有機粉末コの語は、異なるサイズの粒子の集合を意味 し、大きいサイズの粒子、「親粒子」もしくは「核粒子」の表面に一定の比率で 小さいサイズの粒子、もしくは「付随粒子」が、！もしくはそれ以上の層により 、大きい粒子を完全にもしくは部分的に被覆したものを意味する。

従来技術において、興なる大きさの粒子からなる有機粉末の製造に関１−では種 々の方法が知られている。例えば、ＪＰ−Ａ−６２−０８３０２９ナラ　の明細 書には、バーカブン璽ン　インパクト（ｐｅｒｃｕｓｓｉｏｎ　ｉ■ｐａｃｔ） 法として知られている技術により同じサイズの粒子からなるグループの２種類の 組からなる有機粉末の製造方法および製造装置が開示されている。一般に、核粒 子は、約０．１μｍから１００μｍの直径を有するものであり、付随粒子は約０ ．０１μｍから１０ａｍの直径を有するものである。この方法においては、核粒 子に対しする付随粒子の接着性は良好であり、かつ実質的に均一に被覆された、 通常「ハイブリッドパウダー」と称される粉末が得られる。

さらに、種々の技術が有機的な混合に関する論文により公開されており、例えば パウダーテクノロジ（Ｐｏｗｄｅｒ　丁ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　１１　（１９７５ ）　４１−４４　ｏｒ　２５　（１９８０）　１１５−１１９）に開示されてい る。

しかしながら、従来の技術は十分に満足されるものではない。特に、これらは複 合的でありコストが高いため、工業スケールで用いることは困難である。

本発明の目的は、簡単な方法により有機粉末を製造するための方法を提供するに あたり生じる新しい技術的課題を解決したものである。すなわち、再生可能な方 法により有機粉末の製造を行うものであり、この再生可能性は低コストで工業的 要求を満足させることができるための製造方法における一つのパラメータである と考えられる。

この新しい技術的課題は、本発明によって極めて単純な方法において最初に解決 されたものである。これにより、工業的スケールの製造に対して好ましい方法と するものである。

本発明の最初の特徴と１−で、本発明は実質的に同一なサイズの粒子からなるグ ループの少なくともニゲループを含む有機粉末を製造するための方法を提供する ことにある。より小さいサイズの粒子である付随粒子の少な（とも１グループは 、核粒子のそれよりも小さいサイズである。最初のステップにおいては、実質的 に同質なそれぞれのグループの分散は、分散用液体中になされる。そｌ、て次の ステ、ブは、この分散液を有機粉末を形成のための所定の条件下においてスプレ ーすることにより！！２造することを特徴とするものである。

発明の詳細な説明および請求の範囲において、「スプレー」の語は、広い意味に 用いられ・特に「噴１ｔ（ｎｅｂｕｌｉｚａｔｉｏｎ）Ｊ　ｉ５よび［霧吹き（ ａｔｏｓｉｚａＮｏｎ）Ｊの意味をも含むものである。

実施例によれば、前記分散液のスプレーは、分散液の蒸発を可能とするような圧 力および温度の条件において囲い（ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）の内部で、前記有機粉 末を形成するために行われる。このスプレーは、分散液の蒸発のために十分な温 度であるガス状の液体内でなされる。ガス状の液体の温度は、分散液の沸点より も高いことが好ましい。好ましくは、ガス状の液体は、空気により構成される。

なお、当然のことではあるが、本発明を実施するに当たり、分散用液体が内部の 分散物を溶かすものでないことに注意する必要がある。

本発明の製造方法の実施例の変形例によれば、この分散液は１種類だけの液体に より構成される。

また、分散用の液体は水または水溶液からなることが好ましい。

本発明の他の変形例によれば、それぞれのグループの分散液は、ｌの特定の分散 用の液体が用いられ、その後スプレーをする前に、もしくはスプレー時にそれぞ れ均一に混合される。

本発明の他の変形例によれば、界面活性剤のようなぬれ性付与剤、例えば「ＴＷ ＥＥＮ　２０Ｊの商品名で生産され販売されているもの等が、粒子が投入される 前の分散液用液体に添加される。添加の濃度は、乾燥重量、すなわち分散される 粒子の総重量に対して１％の濃度である。

通常、分散液中の乾燥材料の比率、すなわち核粒子および付随粒子の重量の分散 液用液体の重量に対する比率は、５から４０％の範囲内であり、好ましくはｌＯ から２０％、さらに好ましくはｌＯから１５％の範囲内である。

粒子の特性によれば、付随粒子の平均粒径は、核粒子の平均粒径の５分の１かも しくはそれ以下であることが好ましい。

他の特性としては、付随粒子の重量と核粒子の重量の比率は、かなり広い範囲ま で許容され、有機粉末に要求される構造により左右される。

さらに正確には、核粒子の付随粒子に対する重量（Ｒ）の比率は、１つの核粒子 に付着することが予想される付随粒子の数、および付随粒子の平均量と核粒子の 平均量の関数として決定される。

式は　以下のように表される。

Ｍ 式中ｎは１つの核粒子に付着する付随粒子の平均数量を示し、Ｍは付随粒子の平 均量、Ｍ、は核粒子の平均量を示すものである。

１つの核粒子に付着する付随粒子の数は、特に核粒子においてそれぞれの付随粒 子によって占められる表面積に依存するものである。また、核粒子上の占められ た表面（核粒子の被覆は部分的もしくは全体的になされる。）の、もしくは核粒 子上の付随粒子の層の数（単一層もしくは複数層構造）に依存するものである。

単一層の場合で核粒子全体を被覆する場合において、一つの核粒子に付着する付 随粒子の理論上の数は、付随粒子によって占められる核粒子の全表面積の比率と 一致する。

したがって、この比率は、粒子の二つのグループのそれぞれ一つの重量による理 論上の比率を計算することを可能とする。すなわち全体の粉末の重量に関するパ ーセンテージとして示される。

本発明を実施するために、ｆ［１１の比率は、このように理論値と近接させるた め選択される。しかしながら、特に粒子の形状にある変化を与える場合、所定の 結果を得るために前記理論値から大きいかもしくは小さい方何に偏差させること も可能である。

実施例として、テーブル１に二つの最も典型的なケースについて核粒子と付随粒 子の重量（もしくは体積）の比率の計算結果をまとめる。この場合、付随粒子は 実質的に球形形状をなし、核粒子は実質的に球形形状もしくは円盤のような円柱 形状である。

両ケースにおいて、付随粒子によって占められた核粒子の表面積は、実質的に前 記付随粒子の計算された表面積と等しいと考えられる。これは、その赤道表面（ ａｑｕａｔＯｒｉａｌ　５ｕｒｆａｃｅ）効果としての意味を有するものである 。

核粒子が円盤形状の場合、円盤の高さｈは、計算により極めて小さいと考えられ る。このため、円盤の直径との関連は無視する。

このような計算の通常の原則は、付随粒子および核粒子のいかなる幾何学的形状 についても適用される。

ここでなされる計算については、粒子のサイズには、例えば前記粒子の平均サイ ズもしくは平均体積が用いられるが、この場合のサイズの違いは許容されるであ ろう。

好ましい実施例によれば、乾燥材料の全重量との関係で表される付随粒子の重量 の割合は、式により与えられる理論的比率と同じか近接していることが好ましい 。

Ｓ、ρ■ Ｃ＝　Ｘ１００ ＳｌｌρＶ＋ρ、ＶＩＩＳ 式中、Ｓ、Ｓ、、ρ、ρ８、■およびＶ、は、以下に示す表１と同様である。

（以下、余白） 実施例によれば、前記分散液用の液体は、付随粒子の核粒子への接着を助けるた めに結着剤を含む。

好ましくは、この結着剤はベクター（ｖｅｃｔｏｒ）として用いられる分散液用 の液体に溶解される。

他の変形例としては、結着剤はベクター（ｖｅｃｔｏｒ）として用いられる分散 液用の、液体に懸濁状態で存在させることも可能である。

好ましい結着剤の例としては、カルボキシメチルセルロース＜ｃａｒｂｏｘｙ■ ａｔｈｌｃａｌｌｕ１ｏｓｅ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ｈｙｄ ｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓａ）、メチルセルロース（ ｓｅｔｂｙｌｅｅｌｌｕｌｏｓｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙ ｌｐｙｒｒｏ＋１ｄｏｎｅ）、エチルセルロース（ａｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓ ｅ）、ヒドロキシプロピルセルロース（ｈｙｄｒｏｇｐｒｏｐｙｌｅａｌｌｕｌ ｏｓｅ）もしくはポリメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｂａｅｒｙｌａｔｅｓ） 等が挙げられる。

結着剤は、可塑剤および粘着防止剤と共に添加することも可能である。これは、 有機粉末の凝集を防止するためである。

本発明の方法の他の実施例において、付随粒子と核粒子との接着は、分散液用の 液体を蒸発させるために用いられるガス状の液体の温度で融解および軟化する粒 子で、少なくとも一つのグループを製造することにより達成される。

この場合も、付随粒子および／または核粒子の軟化点より高い温度であるガス状 の液体の温度は、分散液用の液体をすばや（かつ完全に蒸発させるために通常十 分に高い温度であり、完全な乾燥のために設置されたサイクロン（ｅｙｃｌｏｎ ｅ）に達した粒子のため十分に高い温度である。

本発明の方法は、例えば、スプレーのための囲いを有する一般的な蒸発装置でも 実施されるものである。この装置の一方には核粒子と付随粒子の分散液のための バットに連結され、他方はサイクロン（ｃｙｃｌｏｎｅ）のような憤霧装置に連 結されている。分散液は、加圧下（ガスは約３から１０バールに加圧され、好ま しくは７バールである。）でスプレー用の囲いの中に、例えばノズルのオリフィ スを通じて導入され、液滴は高温ガス（例えば１５０−２５０’Ｃの空気）によ り乾燥される。

第２の特徴として、本発明は、文献に記載され、さらにいかなる当業者にも良く 知られているこのような有機粉末と同様に得られる有機粉末に関するものである 。特に、前記粉末は、装飾、製薬学、植物病理学分野、農業食品分野、殺虫剤、 塗料、冶金の分野に用いることができる。

実験において核粒子は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメチ ルメタクリレート、セルロース、ナイロン６、ナイロン１２、テフロン、塩化ビ ニル、およびエポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂等を構成要素とす るかもしくは含むものである。

同様に、付随粒子は以下に示すものを含むかもしくは構成要素とするものである 。すなわち、タルク、カオリン、マイカ、バーミキユライト、シリカ、例えばナ イロンやポリエチレン粉末等の有機粉末、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄 、チタノ酸鉄、カーボンブラック、マンガニーズパープル、酸化クロム、コバル トブルー、紺青（Ｐｒｕｓｓｉａｎ　ｂｌｕｅ）等の鉱物Ｕ料等である。

好ましくは、核粒子および付随粒子は以下に示すグループの対から選択される。

すなわち、ナイロン−酸化チタン、ナイロン−７リカ、ナイロン−鉄黄（ｙｅｌ ｌｏｗ［ｒｏｎ　ｏｘｉｄｅ）、ナイロン−コバルトブルー、ポリスチレン−酸 化チタン、ポリエチレン−酸化チタン、ポリエチレン−鉄黄、ポリエチレン−鉄 黒（ｂｌａｃｋ　１ｒｏｎ　ｏｗｅｄｅ）、ポリエチレン−コバルトブルー等で ある。

経済的な利点に加えて、既に記載したように本発明の方法は、従来の方法と比較 して他の多くの利点を有する。例えば、細長い形状を含む如何なる形状の核粒子 をも均一に被覆することができる可能性を有するものである。さらに必要であれ ばバインダーを用いて、適当な強度を有する核粒子と付随粒子からなる有機粉末 を容易に製造する可能性を有する。

以下、本発明の特徴および利点を実施例を参照した説明により明かにする。ただ し、この実施例は単に例として挙げられたものであり、本発明の技術的範囲を同 等制限するものでない。

支１匠−よ り３ｇのナイロン１２の粉末（球形もしくはボール形状の粒子）は、平均粒径が 約５μｍで密度が１．０２ｇ／ｃｍ”の粒子であり、これを核粒子として用いる ＠また、７ｇの酸化チタン（実質的に球形形状）は、平均粒径が約０．０２μｍ で密度が’　ｇ／ｃｍ”の粒子であり、これを付随粒子として用いる。

前記核粒子と付随粒子の二つのグループは、８９９ｇの水とＩｇのＴＷＥＥＮ２ ０との水溶液の懸濁液中に均質に分散される。

分散液は、約２３０”Ｃの温度に加熱された空気によって構成されたガス状の液 体中で、時間当り５リツターの流量、約７バールの圧力下において、噴霧器の内 側でスプレーされる。

有機粉末は、付随粒子の大部分をその表面上に含む核粒子として得られる。この 場合に用いられる関連する比率のために、付随粒子は、核粒子の表面を均一に被 覆して構成される。

実験例１において用いられた実験方法により、有機粉末の一定の種類が、付随粒 子および核粒子に異なる材料を用いることにより製造される。特に、付随粒子に 関連する核粒子の重量の比率の変化によって製造される。

これらのテストの結果は表２に表されている。実験の条件を選択することにより 、平均的なものから優秀なものまで得られる被覆状態の変化が示されている。

後者の場合、被覆は全体的であり、平均的である。

（以下、余白） ２瀞」［−１ 分散液の水溶液に導かれる結着剤の量を除いて、実験例１で用いた方法と同様の 方法により実験を行った。

実験結果を表２と同様の書式を用いて表３に示す。

この実験例においては、従来の方法では核粒子上に付随粒子を固定することが困 難な場合でも、この欠点を排除することができる。

当然のことではあるが、本発明は、記載された手段およびそれらの種々の組み合 せと技術的に同等の手段は本発明に含まれるものである。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．同粒径の粒子からなる粒子のグループで、粒径が異なる少なくとも２組の粒 子のグループから得られる有機粉末の製造方法であって、前記粒子のグループの 少なくとも１組が核粒子であり、また少なくとも１組が付随粒子であり、第１段 階として分散用液体中にそれぞれのグループを均質に分散させ、第２段階として この分散液を前記有機粉末を形成するための条件の下スプレーすることにより有 機粉末を製造することを特徴とする有機粉末の製造方法。 ２．前記分散液のスプレーが、前記有機粉末を形成するための圧力および温度の 条件の下で、囲いの内側で行われることを特徴とする請求項１記載の有機粉末の 製造方法。 ３．前記分散液のスプレーが、分散用液体の蒸発のために十分な温度によるガス 状液体中でなされることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の有機粉末の製 造方法。 ４．前記分散用液体が、１種類の液体であることを特徴とする請求項１から３ま での内のいずれかの請求項に記載の有機粉末の製造方法。 ５．前記分散用液体が、水もしくは水溶液からなることを特徴とする請求項１か ら４までの内のいずれかの請求項に記載の有機粉末の製造方法。 ６．前記ガス状の液体が、空気からなることを特徴とする請求項１から５までの 内のいずれかの請求項に記載の有機粉末の製造方法。 ７．付随粒子の平均粒径が、核粒子の平均粒径の５分の１と同等かもしくはそれ 以下であることを特徴とする請求項１から６までの内のいずれかの請求項に記載 の有機粉末の製造方法。 ８．粒子が導入される前に、表面活性剤のようなぬれ性改良剤が分散用液体に添 加されることを特徴とする請求項１から７までの内のいずれかの請求項に記載の 有機粉末の製造方法。 ９．全乾燥重量との関連で示される付随粒子の重量の比率が、以下に示す式によ り与えられる理論比率と同様かもしくは近接していることを特徴とする請求項１ から８までの内のいずれかの請求項に記載の有機粉末の製造方法。 Ｃ＝（Ｓ■ρＶ／Ｓ■ρＶ＋ρ■Ｖ■Ｓ）×１００（式中、Ｓは付随粒子によっ て占められる核粒子の表面積の部分を示し、Ｓ■は核粒子の全表面積を示し、ρ は付随粒子の密度を示し、ρ■は核粒子の密度を示し、Ｖは付随粒子の体積を示 し、Ｖ■は核粒子の体積を示す。）１０．前記分散用液体が、付随粒子を核粒子 に接着させるための少なくとも１種類の結着剤を含むことを特徴とする請求項１ から９までの内のいずれかの請求項に記載の有機粉末の製造方法。 １１．結着剤は、溶媒として用いられる分散用液体中に溶解されていることを特 徴とする請求項１０記載の有機粉末の製造方法。 １２．決着剤は、カルボキシメチルセルロースもしくはヒドロキシプロピルメチ ルセルロースからなることを特徴とする請求項１０記載の有機粉末の製造方法。 １３．付随粒子および／または核粒子が、分散用液体を蒸発させるためのガス状 液体の温度で軟化もしくは融解する材料で製造されていることを特徴とする請求 項１から１２までの内のいずれかの請求項に記載の有機粉末の製造方法。 １４．核粒子および付随粒子が、ナイロン−酸化チタン、ナイロン−シリカ、ナ イロン−黄鉄、ナイロン−コバルトブルー、ポリスチレン−酸化チタン、ポリエ チレン−黄鉄、ポリエチレン−鉄黒もしくはポリエチレン−コバルトブルーのい ずれかから選択される粒子のグループの組であることを特徴とする請求項１から １３までの内のいずれかの請求項に記載の有機粉末の製造方法。 １５．請求項１から１４までのいずれかの請求項に記載された製造方法にて製造 されたことを特徴とする有機粉末。