JPH0532095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は粒子の連続複合化方法に関する。 〔従来の技術〕 最近、セラミツクス、粉末冶金、電子材料、医
療材料などが注目され、関連する粉体材料の粉体
物性の改善のための表面改質による機能性付与を
はじめ、機能性粒子に対するニーズが高くなつて
きた。そして、異なる機能を有する複数の機能粒
子を合体して複合し、単味粒子に比して新たな物
性を備えた複合粒子が用いられるようになつてい
る。 上記機能性粒子に使用される材料としては、天
然および合成高分子材料、無機材料、金属などを
はじめ、各工業界で使用されている各種材料など
である。 従来から、この種の粒子の複合化方法として
は、例えば特開昭62−140636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、上記従来の粒子の複合化方法で
は、次のような技術上の問題があつた。 (1) 粒子の複合化が衝撃式粉砕機を用いて、回分
操作によつて処理されるので、複合化処理は煩
雑であり、かつ非能率である。 (2) 衝撃式粉砕機では、粒子はロータに取付けた
衝撃ブレードの高速回転のもとで衝撃ブレード
および衝撃リングとの打撃、衝突のみによつて
粒子の複合化が行われるので、粒子同志間によ
る複合化に比してその頻度が少く、複合化のた
めの消費動力を増大させることとなる。 (3) 衝撃式粉砕機では著しい発熱を伴うのが粒子
の複合化が行われる領域において温度制御手段
による温度調整がなされていないので、安定し
た品質の複合化処理物に得られない。 (4) 衝撃式粉砕機では、粒子同志の衝突による複
合化では無く、衝撃ブレードおよび衝撃リング
との打撃、衝突のみによつて行われるので、衝
撃ブレードおよび衝撃リングは摩耗を生じ、処
理物を汚染させるにいたる。 本発明はこのような従来の問題を解決するもの
であり、粒子の平均粒径を実質上変化させること
なく連続して複合化させることが出来る。また、
複合化を高精度の温度制御のもとで行い、大容量
かつ連続操作のもとで工業的に実現し得る優れた
粒子の連続複合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、粒子の表
面に他の粒子を付着させて粒子を連続して複合化
させる粒子の複合化方法であつて、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
粒子および他の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、他端には複合化された処理物と前記気流とを
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粒子および
他の粒子は相互の強力な接触により粒子を連続し
て複合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、回転子と固定子との間〓
には多数の微少渦流を存在させたら旋状に移動す
る所定温度からなる高速気流が形成され、上記高
速気流中に分散した粒子および他の粒子を連通さ
せると、上記気流の流動にともなつて上記粒子相
互が強力な接触により、粒子の表面に他の粒子を
連続に付着させて、しかも粒子の粒度を縮小させ
ることなく粒子を複合化させることができる。上
記粒子の複合化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
な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、粒子およ
び他の粒子は相互の接触が行われるとともに、回
転子および固定子との接触が著しく増大するの
で、摩擦熱の発生が著しくなり、上記の先端部と
の焼着き現象を起し、粒子の複合化が阻害される
危険性が増大し安定運転が損われる頻度が増大す
る。また６mm以上である場合には、多数の微少渦
流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、粒子相互の強
力な接触による付着が得られず、粒子の複合化が
完全に実現されない。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、微少渦流を存在させたら旋状に高速流動する
気流を発生させることができて、粒子相互の強力
な接触による付着が得られて連続して複合化させ
うるように0.5〜６mmに限定されている。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例における粒子の連続
複合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に設けた
軸受２５および基台１１に設けた軸受２７により
軸支され、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プーリー２
８が装着されている。 本体１０の下端部には粒子および他の粒子を所
定温度にされた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の上端部には複合化された処
理物と前記気流を回転子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し
た多数の、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〓３
０、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高速
気流が第２図にしめすように、間〓３０では多数
の微少渦流を存在させたら旋状に高速流動して上
部方向に移動を行い、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粒
子および他の粒子との混合物が分散されており、
上記間〓３０を通過して排出口２４か排出される
までの過程にて、上記粒子の混合物を連通させる
と激しい上記高速気流の流動に伴つて、上記粒子
相互が強力な接触により、粒子の表面に他の粒子
を付着させ、付着状態を安定化させて粒子相互を
連続して複合させるにいたる。上記において粒子
相互の接触は回転接触が行われ、粒子を実質上、
破壊させることがないので、粒子の粒度を殆んど
縮小させることなく連続複合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
が選択されて用いられる。４８は気流発生手段４
０，５６のいずれかから発生されて本体１０に供
給する気流および本体１０から排出される戻り気
流４３を加熱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
間部には粒子の混合物を供給するための供給器４
２が配設されている。上記粒子の混合物は粒子５
８と他の粒子５９をそれぞれ所望の重量比をもつ
ように秤量配合された後、混合機４２において充
分に撹拌、混合され、粒子５８と他の粒子５９と
が分散された集合体に形成されて供給器４２に導
入される。供給器４２の作動により、上記粒子の
混合物は所定温度にされた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は排出導路をしめし、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３４，３
６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において処理物３７と気流とに
分離されて処理物３７が回収される。捕集器３６
においては主として、微粉末３９と気流とに分離
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、大部分の気流は戻り気流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。４７は冷気導路をしめし、気流発生手段
４０の導路４６および気流発生手段５６の導路５
７から、前記排出口２４の後流側に設けられた排
出導路３２までに配設されており、気流発生手段
４０，５６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、処理物の安定化を
促進させ、かつ、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、排出導路３２に設け
られた温度センサ５０によつて、排出導路３２内
の気流温度を検出し、所要の温度設定値６２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１０に
おける上記粒子相互の連続複合化を促進させるこ
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において冷気導路４７
に近接して設けられた温度センサである。５５は
排出導路３２において捕集器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
ガス雰囲気の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
流を所定温度とし、粒子５８と他の粒子５９は混
合機６２にて混合され、上記粒子の混合物は供給
機４２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
内において激しい前記高速気流の流動に伴つて上
記粒子相互が強力な接触により粒子の表面に他の
粒子を付着させ、付着状態を安定化させて粒子相
互を連続複合化させる。このさい、粒子はその不
規則部の一部のはく離分離を伴いながら、複合化
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、複合化製品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、別に気流発生手段４０から発生
される常温の気流が導路４６および冷気導路４７
を通り、排出導路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
の安定化を促進させ、かつ、捕集された形状製品
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状化、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
して説明することを省略する。 具体例として、第１図示の装置をもちい、粒子
である球状ナイロン12の表面に他の粒子である粉
状酸化チタンが複合された。 使用したナイロン12および酸化チタンの性状は
下表のとおりであつた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、粒子および他の粒子の混合物
を回転子と固定子との間〓にて回転子の回転によ
り所要温度を有するとともに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、上記粒子相互が強力な接触により粒子
の表面に他の粒子を付着させて、しかも粒度を事
実上、縮小させることなく粒子を連続して複合化
させることができる。上記粒子の複合化は、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な処理物を得ることが
できる。 さらに、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
より確実な複合化が行われ、しかも、粒子の粒度
を事実上、縮小させることなくできる。さらにま
た、排出導路には冷気導路を接続させることによ
り、本体から排出される処理物は常温の気流と接
触し、捕集器により捕集して回収されるので処理
物の安定化を促進させ、回収時のハンドリングを
容易にすることができるなどの多大な効果を有す
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粒子の連続
複合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状況
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図示の装置によつて
得られた処理物の走査型電子顕微鏡写真をしめす
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〓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粒子の表面に他の粒子を付着させて粒子を連
   続して複合化させる粒子の複合化方法であつて、
   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
   体の一端には粒子および他の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、他端には複合化された処理物と
   前記気流とを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
   た粒子および他の粒子は相互の強力な接触により
   粒子を連続して複合化させることを特徴とする粒
   子の連続式複合化方法。