JPH09110163A - 粉体原料の投入・混合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ペースト状、クリーム状又は粉状製品の
粉体原料を供給槽２から輸送配管４により空気輸送して
配合槽１２に投入し、該配合槽１２内で粉体原料を撹拌
・混合する粉体原料の投入・混合方法であって、供給槽
２内の粉体原料の減量を測定することによって粉体原料
の投入量を計量すると共に、粉体原料を供給槽２から空
気輸送して配合槽１２に直接投入し、好ましくは、粉体
原料の投入と同時に撹拌・混合する粉体原料の投入・混
合方法。 【効果】 複数の粉体原料を配合する場合であっても、
各種粉体原料の供給槽からの配管の集合又は切り替え接
続だけで、所定の配合組成の製品を容易に製造すること
ができる。また、建屋の高さが比較的低い製造現場であ
っても、配合槽の上方で一旦粉体原料をストレージする
必要がないので、既存建屋の大幅な改造が不要である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は歯磨剤や化粧品クリ
ーム等のペースト状、クリーム状又は粉状製品の粉体原
料を供給槽から配合槽に投入する際に、粉体原料を計量
しながら空気輸送し、配合槽に直接投入する粉体原料の
投入・混合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】歯磨剤
や化粧品クリーム等のようにペースト状、クリーム状又
は粉状製品を製造する場合、例えば該製品が歯磨剤であ
れば、研磨剤や発泡剤をそれぞれ数種程度を用意し、製
品系列毎にこれら粉体原料のうち所定のものを所定量配
合槽に供給することが必要である。この場合、これらの
各種粉体原料は、それぞれ所定の供給槽に保管されてお
り、各製造ライン毎にその配合組成に従って計量され
て、配合槽内に投入・混合されるため、各種粉体原料を
いかに効率よく計量して配合槽に供給するかが上記のよ
うなペースト状、クリーム状又は粉状製品の製造過程の
効率化における課題となっている。

【０００３】従来、上記のような粉体原料を配合槽に仕
込む方法としては、例えば図２に示すように、フレキシ
ブルコンテナ１内の粉体原料を供給槽２内に供給し、そ
の粉体原料をロータリーバルブ３により輸送配管４内に
供給すると共に、ブロアー等の空気輸送装置５からこの
輸送配管４内に空気を供給し、上記粉体原料をバッグフ
ィルター等の集塵機６を備えた貯蔵槽７に空気輸送し、
この貯蔵槽７に一旦ストレージして輸送空気と粉体原料
とを分離し、その後、貯蔵槽７内の粉体原料をロータリ
ーバルブ８を使用してロードセル９及びエアベント９ａ
が付設された計量槽１０内に所定量となるように計量し
ながら供給し、次いで、計量槽１０下のバルブ１１，１
１’を開けて計量槽１０内に計量供給された粉体原料の
全量をバルブ１７が介装されたエアベント１２ａが付設
された配合槽１２内に自然落下させて投入する方法が採
用されている。

【０００４】しかし、この方法の場合、計量槽１０内の
粉体を残量無く排出するためには、計量槽１０底部１０
ａにおける傾斜を大きくする必要があると共に、バルブ
１１とバルブ１１’との間の輸送配管の管径を大きくし
（通常、２５０〜３５０ｍｍ）、且つバルブ１１とバル
ブ１１’との距離を短くする必要があった。また、貯蔵
槽７の容量は計量槽１０の容量の２〜５倍程度とする必
要があり、配合槽１２上方に大きなスペースを必要とし
た。また、粉体原料を空気輸送する場合、従来は低密度
空気輸送［固気比（粉体／空気）＝１０ｋｇ／ｋｇ未
満］が採用されているが、このような低密度空気輸送に
おいては、多量の粉体原料を輸送するには輸送配管の内
径を大きくする必要がある上に、輸送された粉体原料か
ら空気分離するために大きなバッグフィルター等の集塵
機を必要とし、分離機の簡便化も困難である。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
大量の粉体原料であっても、小さな内径（φ４０〜１０
０ｍｍ）の輸送配管を使用し、且つ計量精度良く粉体原
料を配合槽内に供給することができるのみならず、粉体
原料を輸送する際の空気量を少なくして、空気の後処理
を容易にすることができると共に、配合槽内での粉体原
料の飛散を抑えることによって高品質なペースト状、ク
リーム状又は粉状製品を製造することができる粉体原料
の投入・混合方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、ペースト状、クリーム状又は粉状製品の粉
体原料を供給槽から輸送配管により空気輸送して配合槽
に投入し、該配合槽内で粉体原料を撹拌・混合する粉体
原料の投入・混合方法であって、供給槽内の粉体原料の
減量を測定することによって粉体原料の投入量を計量す
ると共に、粉体原料を空気輸送して配合槽に直接投入す
ることを特徴する粉体原料の投入・混合方法を提供す
る。この場合、粉体原料を配合槽に投入すると同時に撹
拌・混合することが好適である。

【０００７】即ち、本発明によれば、布サイロ等の軽い
供給槽にそれぞれ保管されている複数の粉体原料を配合
槽に投入する際に、供給槽にロードセルを配設する等に
よって粉体原料を輸送しながら各製造ラインの配合組成
に従って減量計算して計量するので、投入する粉体原料
を精度良く計量することができ、図２に示したような粉
体原料を計量するための計量槽も不要となり、更に、粉
体原料を輸送空気に対して高密度で輸送する高密度空気
輸送［固気比（粉体／空気）＝１０ｋｇ／ｋｇ以上］が
可能となり、粉体原料の投入時の輸送空気量を減らして
空気分離の必要性を少なくし得、そのためバッグフィル
ター等の集塵機の小型化が可能となり、また従来のよう
な配合槽への供給前のストレージを不要として、粉体原
料の配合槽への直接投入を可能とし、これにより粉体原
料の飛散が治まるのを待つことなく、投入と同時に混合
することが可能となる。

【０００８】そして、粉体原料を配合槽に投入すると同
時に撹拌・混合することにより、混合時間を短縮化し
て、特にペースト状又はクリーム状製品の製造過程の効
率化を図ることができるのみならず、嵩密度の比較的大
きい（ρ＝０．５〜０．９ｇ／ｃｍ³）粉体原料の場合
であっても、粉体原料の全量を一度に混合する必要がな
いので、混合機（撹拌機）への負担を軽減することがで
き、また、嵩密度の比較的小さい粉体原料の場合は、配
合槽の上面で浮遊することもなく、巻き込みが短時間で
達成されるので、得られる高粘度物質の物性が均一化さ
れ、特に槽内の粘度のバラツキが少なく高品質の製品を
得ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、本発明につき図
１を参照して更に詳しく説明すると、図１は本発明の実
施に用いる装置の一例を示すものである。なお、図１に
おいて、図２の装置と同一構成部品については同一の参
照符号を付してその説明を省略する。

【００１０】この図１に示す装置は、粉体解袋場所Ａに
設置された粉体原料の供給槽２と、製造室Ｂに設置され
た配合槽１２と、ブロワー，コンプレッサー等の空気輸
送装置５からの輸送空気によって粉体原料を供給槽２か
ら配合槽１２へと輸送する輸送配管４とを備えるもので
ある。

【００１１】ここで、供給槽２は、布製で軽量なサイロ
とすることができ、その上方に設置されたフレキシブル
コンベア１内から供給される粉体原料を保管するもので
ある。本実施例の供給槽２には、槽内から輸送される粉
体原料の減量を計量するロードセル１３と、ロータリー
バルブ３とが備えられている。また、輸送配管４は、内
径が４０〜１００ｍｍの鋼管、アルミ管、ステンレス管
等を用いることができる。なお、図１の装置において、
輸送配管４には、配合槽１２との接続端部近傍にバルブ
１４が介装されている。

【００１２】一方、配合槽１２には、ロードセル１５が
備えられ、これにより供給槽２からの粉体原料の減量を
補助的に計測することができるようになっていると共
に、主撹拌機１６ａ，補助撹拌機１６ｂがそれぞれ付設
されている。なお、配合槽１２の天井壁にはバルブ１７
を介して配設されたバッグフィルター等の集塵機６が配
設され、このフィルターを通して空気が飛散し得るよう
になっている。

【００１３】上記装置を使用して粉体原料を配合槽１２
に投入し、混合・撹拌を行う場合は、まず、上記バルブ
１４を開放した状態で空気輸送装置５により輸送配管４
内に加圧空気を供給すると共に、ロータリーバルブ３に
より供給槽２に保管された粉体原料を輸送配管４内に供
給する。この時、供給槽２内の粉体原料の減量を供給槽
２に備えられたロードセル１３により計測し、それと並
行して配合槽１２内に供給された粉体原料の供給量を配
合槽１２に備えられたロードセル１５により確認する。
この場合、好ましくは、同時に撹拌機１６ａ，１６ｂを
機動させて、配合槽１２内に粉体原料が投入されると同
時に、その撹拌・混合を行うものである。

【００１４】以上説明したように、本発明の粉体原料の
投入・混合方法によれば、その実施をする際に使用する
装置は、上述した図２の従来の方法に比べてタンク類の
数も少なく、また配合槽の上方に貯蔵槽や計量槽を設置
するためのスペースを取る必要もなく、コンパクトな設
備化が可能である。

【００１５】ここで、本発明において使用される粉体原
料は、歯磨剤や化粧品クリーム等のペースト状、クリー
ム状又は粉状製品の原料となるものであれば、その種類
は特に制限されないが、このような粉体原料として、例
えば歯磨剤の場合であれば、リン酸カルシウム、水酸化
アルミニウム、無水珪酸等の研磨剤、粘結剤や各種界面
活性剤等を挙げることができる。なお、このような粉体
原料の一度の投入量は製品の配合組成や使用する配合槽
の大きさに依存し、特に制限されるものではないが、通
常、５０〜５０００ｋｇ程度を投入することが可能であ
る。

【００１６】本発明は上記粉体原料を加圧空気によって
供給槽から配合槽に空気輸送するものであるが、その加
圧空気の供給手段としては、上述したようにブロアー、
コンプレッサー等を挙げることができ、これらの装置に
よって０．５〜５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ程度の加圧空気を粉体
原料の輸送ライン（輸送配管）に供給することが好まし
い。空気圧が０．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ未満では大量の粉体
原料を輸送することが困難な場合があり、一方、空気圧
が５ｋｇ／ｃｍ²Ｇを超えると空気圧が高過ぎて、配合
槽に大きなバッグフィルターが必要となり、本発明の経
済的メリットが減じる場合がある。

【００１７】本発明において、空気輸送の空気流量は、
特に制限されるものではないが、通常、０．３〜１０ｍ
³／分程度である。０．３ｍ³／分未満では粉体原料の輸
送が困難な場合があり、１０ｍ³／分を超えるとバッグ
フィルターに負担がかかるのみならず、ブロアーやコン
プレッサー等の空気輸送装置の仕様も大きくなる。な
お、粉体原料が例えば微粒状シリカ等のように嵩密度が
小さく流動性が良いものの場合、空気流量は０．３〜
１．５ｍ³／分程度であることが好ましく、一方、例え
ばリン酸カルシウム等のように流動性が悪い場合、３〜
５ｍ³／分程度であることが好ましい。

【００１８】本発明は、粉体原料を空気輸送する場合、
輸送する粉体原料の重量と輸送に要する空気の重量との
比率（粉体原料／空気）は１０ｋｇ／ｋｇ以上、より好
ましくは３０〜７０ｋｇ／ｋｇである。これが少ない
と、輸送効率が低く、粉体原料を輸送するのに時間がか
かり、本発明の目的を十分に達成することができない。

【００１９】また、従来の低密度空気輸送により大量の
粉体原料を輸送するには輸送配管の内径を大きくする必
要が生じ、それに伴ってバッグフィルターの面積を大き
くする等の集塵機の大型化の必要が生じていたが、本発
明の場合、高密度空気輸送が可能であるので、輸送配管
の内径を従来の内径（２５０〜３５０ｍｍ）より小さく
（４０〜１００ｍｍ）することができ、それにより例え
ばバッグフィルターの面積も従来よりも小さく（３〜６
ｍ²程度）することができる。

【００２０】本発明において粉体原料の輸送方法は、特
に制限されず、切り出し装置としては、従来より使用さ
れている装置を使用することができるが、このような装
置として、例えば高シールロータリバルブ［アイシン産
業］やモノ−ポンプ［兵神装備（株）］等が挙げられ
る。また、粉体原料の配合槽への投入と同時に行う粉体
原料の混合の方式も特に制限されず、混合機としては、
従来より使用されている装置を使用することができ、例
えばアジホモミキサー［特殊加工機］、ユニバーサルミ
キサー［ハーゲン＆リナウ］、ナウターミキサー［ナウ
ター社、細川ミクロン］等を挙げることができる。

【００２１】本発明における粉体原料の輸送距離、即ち
供給槽から配合槽までの距離は、特に制限されるもので
はないが、一般的には２０〜２００ｍであることが好ま
しい。２０ｍ未満では建屋内に粉体解袋場所を設置する
必要が生じ、２００ｍを超えると粉体原料の空気輸送を
行う際に、莫大なポンプやブロアーが必要となり、経済
的に好ましくない。なお、輸送距離を特に３０〜１５０
ｍ程度とすることにより、計量精度を維持しながら製造
コスト面でも満足することができる。

【００２２】なお、上記のようにして粉体原料を投入・
混合して製造されるペースト状又はクリーム状製品は、
例えば練歯磨のような歯磨剤の場合、まず湿潤剤、精製
水等の液体が投入されている配合槽内に粉体原料である
粘結剤を投入・混合して膨潤溶解し、この際必要に応じ
て加熱等を行って粘稠な完全膨潤溶液を調製し、次いで
この配合槽内に粉体原料である研磨剤粉体を投入・撹拌
して膨潤溶液と混練し、更に粉体原料である発泡剤、界
面活性剤、香料、薬用成分等を加えて均質化し、脱気す
ることによって製造される。

【００２３】［実験例］上記図１に示す装置（集塵機と
してバッグフィルター使用）を用いて上記方法により研
磨剤を投入・混合する場合（実施例１）と、図２の装置
を用いた従来方法（計量槽方式）により研磨剤を投入・
混合する場合（比較例１）とにおけるバッグフィルター
のフィルター面積及び輸送配管の内径を表１に示す。な
お、投入条件は下記の通りである。 ＜投入条件＞ 実施例１ 比較例１ 粉体原料投入量 ２０００ｋｇ ２０００ｋｇ 輸送配管を流れる 加圧空気圧力 ３ｋｇ／ｃｍ²Ｇ ０．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ 加圧空気流量 ３ｍ³／分 ６ｍ³／分 貯蔵槽容量 − １０ｍ³ 計量槽容量 − ５ｍ³ 配合槽容量 ４ｍ³ ４ｍ³

【００２４】

【表１】

【００２５】表１の結果によれば、本発明の粉体原料の
投入・混合方法に比較して、従来の計量槽方式による粉
体原料の投入・混合方法は、輸送配管の内径が２５０〜
３５０ｍｍというように大きくする必要があり、しかも
面積が８〜１１ｍ²のバッグフィルターが必要であるこ
とが認められる。

【００２６】次に、上記の図１の粉体原料の投入・混合
方法により通常の配合組成により歯磨剤Ｎｏ．１を製造
し、更に、図２の従来の粉体原料の投入・混合方法によ
り同様の配合組成の比較歯磨剤Ｎｏ．２を製造し、これ
らの品質を下記の評価基準及び粘度の測定方法により調
べた。結果を表２に示す。なお、投入条件は上記と同様
であり、混合条件は通常の歯磨剤の混合条件と同様であ
る。 ＜香味の評価基準＞製造直後の歯磨剤の香味を下記基準
により評価した。 ○：良好な香味であり、使用感に優れる ×：香味のバランスが悪く、商品価値がない ＜粘度の測定方法＞同一条件下で製造した製造直後の歯
磨剤１５バッチの粘度を下記の測定条件でＢＨ粘度計に
て測定し、その平均値を求めた。 ローター：Ｎｏ．７ 回転数 ：２０ｒｐｍ 測定温度：２５℃ 測定時間：３分間 ＜一カ月後の安定性の評価基準＞製造した歯磨剤をチュ
ーブに詰めて４０℃又は室温条件下で一カ月間保存した
後の歯磨剤の状態を目視判定し、下記基準により評価し
た。 ○：分離水が全くない ×：分離水が観察される

【００２７】

【表２】

【００２８】表２の結果によれば、本発明の粉体原料の
投入・混合方法によれば、上述したように、コンパクト
な製造設備で配合精度良く歯磨剤製品を容易に製造する
ことができ、その製品は従来の方法により得られる製品
と同品質の香味、粘度、保存安定性を有することが認め
られる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の粉体原料の投入・混合方法によ
れば、複数の粉体原料を配合する場合であっても、各種
粉体原料の供給槽からの配管の集合又は切り替え接続だ
けで、所定の配合組成の製品を容易に製造することがで
きる。また、建屋の高さが比較的低い製造現場であって
も、配合槽の上方で一旦粉体原料をストレージする必要
がないので、既存建屋の大幅な改造が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粉体原料の投入・混合方法に用いる装
置の一例を示す概略断面図である。

【図２】従来の粉体原料の投入・混合方法に用いる装置
の一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

２ 供給槽 ４ 輸送配管 １２ 配合槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 聖 東京都墨田区本所１丁目３番７号 ライオ ン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ペースト状、クリーム状又は粉状製品の
   粉体原料を供給槽から輸送配管により空気輸送して配合
   槽に投入し、該配合槽内で粉体原料を撹拌・混合する粉
   体原料の投入・混合方法であって、供給槽内の粉体原料
   の減量を測定することによって粉体原料の投入量を計量
   すると共に、粉体原料を供給槽から空気輸送して配合槽
   に直接投入することを特徴とする粉体原料の投入・混合
   方法。
2. 【請求項２】 粉体原料を配合槽に投入すると同時に撹
   拌・混合する請求項１記載の粉体原料の投入・混合方
   法。