JPH0532094B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱可塑性粒子の連続球形化方法に関す
る。

〔従来の技術〕

最近、電子技術用材料、光学技術用材料、高分
子材料、医用材料など粉体の応用分野が拡大して
いる。これ等の中で、熱可塑性粒子の粒子形状の
改善、とくに、不規則粒形の球形化により流動性
や充填性などを向上させた粒子に対するニーズが
高くなつてきた。

従来から、この種の熱可塑性粒子の球形化方法
としては、例えば特開昭62−221434号所載のごと
き衝撃式粉砕機を用い得ることが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の熱可塑性粒子の球形
化方法では、次のような技術上の問題があつた。

(1) 熱可塑性粒子は衝撃式粉砕機内を循環しなが
ら回分操作によつて処理されるので、その処理
操作は能率的ではない。

(2) 衝撃式粉砕機および処理物の捕集装置におけ
る温度制御が充分に行われないので熱可塑性粒
子の処理物の品質、例えば球形度などが不安定
なものとなつてしまう。

(3) 球形化の作用力は衝撃に基づいているので、
その消費エネルギーの一部分のみしか球形化作
用に有効に利用されない。

本発明はこのような従来の問題を解決するもの
であり、熱可塑性粒子の平均粒形を実質上、変化
させることなく連続して球形化させることがで
き、また、球形化を高精度の温度制御のもとで大
容量かつ連続操作を工業的に実現し得る優れた熱
可塑性粒子の連続球形化方法を提供することを目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、 熱可塑性粒子の不規則部を除去および変形し連
続して球形化させるための熱可塑性粒子の球形化
方法であつて、円筒状をなす回転子と回転子の外
側に僅少な間〓を存して嵌装された固定子を有し
回転子の外側表面及び固定子の内側表面には母線
と平行な多数の突起材を周方向に連続して設けた
本体と、該本体の一端には不規則粒形の熱可塑性
粒子を所定温度を有する気流とともに回転子の接
線方向に流入させるための供給口と、他端には球
形化された処理物と気流とを外回転子の接線方向
から排出させるための排出口とを備え、各々の突
起材の先端との前記間〓を0.5〜６mmとし前記回
転子の回転により前記間〓には多数の微少渦流を
存在させたら旋状に高速流動する気流を形成し前
記気流中に分散した不規則粒形の熱可塑性粒子を
相互の強力な接触により連続して球形化させるよ
うにしたものである。

〔作用〕

本発明は上記のような構成により次のような作
用を有する。すなわち、回転子の回転により回転
子と固定子との間〓には多数の微少過流を存在さ
せたら旋状に移動する高速気流が形成され、上記
高速流動する所定温度からなる気流中に不規則粒
形の熱可塑性粒子を分散させながら連通させる
と、上記気流の流動にともなつて上記熱可塑性粒
子相互の強力な接触により不規則部の除去および
変形が連続に行われて、熱可塑性粒子の粒度を縮
小させることなく、実質上、球形を呈するにいた
る。上記熱可塑性粒子相互の接触は前記回転子と
固定子との間〓による極めて限定された空間にて
順次、規則的に確実に進行されるので、品質のバ
ラツキが少い均一の処理物を得ることができる。

回転子の突起材の先端と固定子の突起材の先端
との間〓が0.5mm以下である場合には、熱可塑性
粒子相互の接触に加えて、本体との摩擦熱の発生
が著しくなり、上記先端との焼付き現象を起こし
易くなり、球形化のための安定運転が阻害される
頻度が増加する。また、６mm以上である場合に
は、多数の微少渦硫を存在させたら旋状に移動す
る高速気流の激しい流動を発生させることができ
ず、熱可塑性粒子相互の強力な接触による表面は
く離力が得られず、球形化がほとんど、または実
質上、実現されない。したがつて、回転子の突起
材の先端と固定子の突起材の先端との僅少な間〓
は、微少渦粒を存在させたら旋状に高速流動する
気流を形成させることができ、なおかつ熱可塑性
粒子相互の強力な接触による表面はく離力が得ら
れて連続して球状化させうるように0.5〜６mmに
限定されている。

上記熱可塑性粒子の球形化作用において、熱交
換手段からの所定の温度に制御された気流を流入
させて粒子温度を調整することにより不規則部の
除去および変形による球形化を促進させることが
できる。さらに、排出導路に冷気道路を接続させ
ることにより、本体から排出される熱可塑性粒子
は常温の気流と接触して冷却されたのち、捕集器
により回収されるので球形化した処理物を強固に
することができるとともに、回収時のハンドリン
グを容易にすることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例における熱可塑性粒
子の連続球形化方法を実施する装置の概略断面図
である。

第１図において、１０は装置の本体をしめし、
中央部には円筒状をなす回転子１２を備え、回転
子１２の外側には円筒状をなす固定子１８が設け
られている。回転子１２および固定子１８はいず
れも本体１０の基台１１上に置かれている。回転
子１２は垂直回転軸１４を有し、頂板２６に設け
られた軸受２５および基台１１に設けた軸受２７
により支持され、また垂直回転軸１４の下端部に
は駆動装置（図示せず）により駆動されるＶブー
リー２８が装着されている。

本体１０の下端部には不規則粒形の熱可塑性粒
子を所定温度を有する気流とともに回転子１２の
接線方向に流入するための供給口２２が取付けら
れており、また、本体１０の上端部には球形化さ
れた処理物と前記気流とを回転子１２の接線方向
から排出させるための排出口２４が取付けられて
いる。

回転子１２の外側表面には母線と平行した多数
の突起材１６が周方向に連続して配置されてお
り、また固定子１８の内側表面には母線と平行な
多数の突起材２０が周方向に連続して配置されて
いる。

第２図は第１図における回転子および固定子の
断面形状を示す平面図である。

第２図において、回転子１２には多数の突起材
１６が連続して配置されており、突起材１６の断
面形状は三角状歯形を形成しているが、その他の
断面形状も多数、採用可能である。また、回転子
１２の突起材１６の先端１６ａと固定子１８の突
起材２０の先端２０ａとの間には僅少な間〓３０
すなわち、0.5〜６mmを存して嵌装されている。
次に、回転子１２の高速回転により、上記回転子
１２と固定子１８との間には第１図にしめした供
給口２２から流入した所定温度にされた気流によ
つて高速気流が生じ、その高速気流は、第２図に
示すように、間〓３０では多数の微少渦粒を存在
させたら旋状に高速流動し上部方向に移動して第
１図にしめす本体１０の排出口２４から排出され
る。上記において供給口２２から流入した所定温
度にされた気流には熱可塑性粒子が分散してお
り、上記間〓３０を通過して排出口２４から排出
されるまでの過程にて、激しい上記高速気流の流
動に伴なう上記熱可塑性粒子相互の強力な接触に
より熱可塑性粒子の不規則部ははく離除去および
変形が行われて、熱可塑性粒子の粒度を実質上、
縮小させることなく連続して球形化させることが
できる。

第３図は第１図示の装置を用いたフロー図であ
る。

第３図において、４０，５６はそれぞれ気流発
生手段をしめし、気流発生手段４０は不活性ガス
の常温の気流を発生させるためのものであり、ま
た、気流発生手段５６は空気の常温の気流を発生
させるためのものである。気流発生手段４０，５
６は必要に応じて弁切替操作によつて、いずれか
が選択されて用いる。４８は気流発生手段４０，
５６のいずれかから発生されて本体１０に供給す
る気流および／または本体１０から排出される戻
り気流４３を加熱および／または冷却させるため
の熱交換手段をしめし、図示を省略した加熱部お
よび冷却部を備え、それぞれの操作端と連結され
ている。４９は導路をしめし、熱交換手段４８と
本体１０の供給口２２との間に設けられており、
導路４９の中間部には熱可塑性粒子を供給するた
め供給器４２が配設されており、供給器４２の作
動により、熱可塑性粒子は温度を有する気流中に
分散されて供給口２２から本体１０に流入され
る。５４は導路４９の内部を流動する気流の温度
測定のための温度センサである。３２は排出道路
をしめし、本体１０の排出口２４の下流側に設け
られており、さらに、排出導路３２の中間部には
捕集器３４，３６が直列に配設されている。排出
口２４から排出された処理物と気流の混合流は排
出導路３２を通過し、捕集器３４，３６において
処理物３７，３９と気流とに分離されて処理物３
７，３９が回収される。捕集器３４の種類として
はサイクロン分離器、捕集器３６の種類としては
バグフイルタなどが好適である。

捕集器３６の下流側には送風機３８が設けら
れ、系内における気流を流動させるために用いら
れ、気流の一部は戻り気流４３として、熱交換手
段４８へ戻されて、循環気流として流れ、一部の
気流はベント４１として系外に排出される場合も
ある。４７は冷気導路をしめし、気流発生手段４
０の導路４６および気流発生手段５６の導路５７
から前記排出口３２の後流側に設けられた排出導
路３２までに配置されており、気流発生手段４
０，５６のいずれかから発生される常温の気流を
排出導路３２に導入させて、処理物の冷却をはか
りかつ、処理物を強固にすることができるととも
に、回収時のハンドリングを容易にすることがで
きる。５２は制御手段をしめし、排出道路３２に
設けられた温度センサ５０によつて、排出導路３
２内の気流温度を検出し、所要の温度設定値５５
が得られるように熱交換手段４８の操作端を調節
することにより気流の温度制御が行われ、本体１
０における熱可塑性粒子の連続球形化を促進させ
ることができる。５４は導路４９に設けられた温
度センサ、５１は排出道路３２において冷気道路
４７に近接して設けられた温度センサである。５
５は排出道路３２において捕修器３６の下流側に
設けた酸素濃度センサをしめし、系内不活性ガス
雰囲気中の酸素濃度を検出するためのものであ
る。必要に応じて制御手段を用いることにより系
内不活性ガス雰囲気中の酸素濃度制御を行わせる
ことができる。

第３図を参照して前記装置の動作について説明
する。まず系内雰囲気は気流発生手段４０から供
給される実質上、常温の不活性ガスによつて置換
され、酸素濃度センサ５５によつて系内雰囲気の
酸素濃度を監視、調節する。制御手段５２の所要
の温度設定値６２が得られるように熱交換手段４
８を調節することにより本体１０に供給する気流
を加熱し、熱可塑性粒子は供給機４０により系内
に供給され、上記気流中に分散されて本体１０の
供給口２２へ流入される。本体１０内では前記の
ごとく温度を有する高速気流が流れ排出口２４か
ら気流が排出される。本体１０内において不規則
部の一部のはく離分離を伴いながら球形化した処
理物は捕集器３４にて捕集されて気流中から分離
除去され、球形製品３７として広く利用される。
また、捕集器３４によつて捕集されなかつた微粉
末は高捕集性能を有する捕集器３６によつて分離
捕集され、後流側の気流は清浄化されて流動す
る。また、別の気流発生手段４０から発生される
常温の気流が道路４６および冷気導路４７を通
り、排出道路３２を経て、捕集器３４，３６側に
導入されて排出口２４から排出された処理物の冷
却をはかり、かつ、処理物を強固にさせることが
できる。また、捕集された球形製品３７、微粉末
３９の回収時のハンドリングを容易にし、処理物
粒子相互の塊上化、粗子流動の阻害を発生させる
ことなどが回避できる。

系内雰囲気として空気が使用される場合には、
気流発生手段４０は停止され、気流発生手段から
発生される常温の気流が導路５３を通り、戻り気
流４３とともに熱交換手段４８に流入され、また
導路５７および冷気導路４７を通り、排出導路３
２を経て、捕集器３４，３６側に導入される。そ
の他の動作の説明は、前記と同様であるので重複
して説明することは省略する。

第４図は第１図示の装置にて得られた処理物平
均粒径と本体出口気流温度との関係を示す曲線で
ある。本体出口気流温度が所望の温度範囲となる
ように温度制御することにより、熱可塑性粒子の
処理物平均粒径の縮小を進行させることなく、球
形化が行われていることをしめしている。

第５図は第１図示の装置にて得られた処理物球
形度指数および処理物平均粒径と本体の球形化エ
ネルギーとの関係を示す曲線である。すなわち、
処理物球形度指数は高い球形化エネルギー依存性
を呈しているのに比して、処理物平均粒径は球形
化エネルギー依存性をしめしておらず、球形化の
良好な熱可塑性粒子の処理物が得られたことをし
めしている。

ここに球形度指数とは次のように定義され、粒
子粒形の球形度を定量的にしめすために用いられ
る。

球形度指数＝４／π・Ｓ／L₂×100 Ｓ：粒子の投影面積 mm² Ｌ：粒子の投影最大長さ mm なお、上記の計算において各粒子ごとにＳ、Ｌ
を測定して計算を行い、計算値の平均値を用いる
こととした。

第６図は第１図示の装置にて得られた処理物の
走査型電子顕微鏡写真を被処理物のものと比較し
てしめしたものである。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例より明らかなように、不規
則粒形をなしている熱可塑性粒子を回転子と固定
子との間〓に回転子の回転により多数の微少渦流
を存在させたら旋状に高速流動する気流中に分散
して連通させ、上記粒子の粒度を実質上縮小させ
ることなく、球形となるように連続して球形化で
きる。また、上記熱可塑性粒子の処理物は、球形
化が前記回転子と固定子との間〓による極めて限
定された空間にて順次、規則的に確実に進行され
るので、品質のバラツキが少い均一な処理物を得
ることができる。

さらに、上記装置は熱交換手段からの所望の温
度に制御された気流を流入させて粒子温度を調整
することにより不規則部の除去および変形による
球形化を促進させることができる。さらにまた、
排出導路には冷気道路を接続させることにより、
本体から排出される熱可塑性粒子は常温の気流と
接触して冷却され捕集器により捕集して回収され
るので球形化した処理物を強固にすることができ
るとともに、回収時のハンドリングを容易にする
ことができるなど多大な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における熱可塑性粒
子の連続球形化方法を実施する装置の概略断面
図、第２図は第１図における回転子および固定子
の断面形状を示す要部平面図、第３図は第１図示
の装置を用いたフロー図、第４図は第１図示の装
置にて得られた処理物平均粒径と本体出口気流温
度との関係を示す曲線、第５図は第１図示の装置
にて得られた処理物球形度指数および処理物平均
粒径との本体の球形化エネルギーとの関係を示す
曲線、第６図ａ，ｂは第１図示の装置にて得られ
た処理物の走査型電子顕微鏡写真を被処理物のも
のと比較してしめしたものである。 １０……本体、１２……回転子、１８……固定
子、１６，２０……突起材、２２……供給口、２
４……排出口、３０……間〓、３２……排出導
路、３４，３６……捕集器、４０，５６……気流
発生手段、４７……冷気導路、４８……熱交換手
段、５２……制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性粒子の不規則部を除去および変形し
   連続して球形化させるための熱可塑性粒子の球形
   化方法であつて、円筒状をなす回転子と回転子の
   外側に僅少な間〓を存して嵌装された固定子を有
   し回転子の外側表面及び固定子の内側表面には母
   線と平行な多数の突起材を周方向に連続して設け
   た本体と、該本体の一端には不規則粒形の熱可塑
   性粒子を所定温度を有する気流とともに回転子の
   接線方向に流入させるための供給口と、他端には
   球形化された処理物と気流とを該回転子の接線方
   向から排出させるための排出口とを備え、各々の
   突起材の先端との前記間〓を0.5〜６mmとし前記
   回転子の回転により前記間〓には多数の微少渦流
   を存在させたら旋状に高速流動する気流を形成し
   前記気流中に分散した不規則粒形の熱可塑性粒子
   を相互の強力な接触により連続して球形化させる
   ことを特徴とする熱可塑性粒子の連続式球形化方
   法。