JPH09239201A

JPH09239201A - 噴霧乾燥機

Info

Publication number: JPH09239201A
Application number: JP4875396A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Nakamura; 浩介中村; Masaya Kaneda; 雅哉兼田
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 1996-03-06
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】粉霧液滴の飛距離が小さく装置の小型化を可
能にするとともに、比重が大きい粉末や少量多種の原料
処理を可能にする。【解決手段】多孔板２を備えたノズル３を支持枠５を
介して加振機４に取り付ける。パイプ６によって原料泥
漿をノズル３に圧送し、加振機４によってノズル３を上
下方向に振動させると、液滴がノズル穴８から垂直に滴
下する。ノズル穴８の穴径、ノズル穴の中心間距離、振
動数等を制御することにより、目的の大きさの顆粒を造
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原料泥漿を顆粒化
させる噴霧乾燥機に関する。

【０００２】

【従来の技術】焼結型コンデンサの製造においては、陽
極となる弁作用金属の線材を植設した弁作用金属粉成形
体を焼結して造ったペレットが用いられる。このペレッ
トの成形にあたっては、タンタルなどの弁作用金属粉に
成形助剤を混合し、篩い通過法などで造粒したものが用
いられる。

【０００３】一方、粉末の造粒、顆粒化技術としては、
噴霧乾燥法がよく知られている。噴霧乾燥法には、原料
泥漿の噴霧法によって分類すると、高圧ノズル法、
二流体ノズル法、回転ディスク法の三種類に大別され
る。高圧ノズル法は、ノズルに泥漿を圧送し、噴霧させ
る方法である。二流体ノズル法は、二重ノズルの一方に
気体を流し、ノズル部に生じる減圧を利用して泥漿をノ
ズルに吸入噴霧させる方法で、回転ディスク法は高速回
転している円板に泥漿を供給し遠心力を利用して泥漿を
液滴化させる方法である。この中、本発明は高圧ノズル
法を採用した噴霧乾燥機の改良に関するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、篩通過
法等で造粒したものは、流動性が十分でなく、ペレット
の静電容量−電圧特性（ＣＶ値）にばらつきが生じると
いう問題があった。特に、最近は一次粉末の製造技術が
向上し、高ＣＶ値の粉末が提供されるようになってきて
いるが、これらは造粒性、流動性が悪い。一方、コンデ
ンサとしては静電容量のばらつきが小さい、高性能品に
対する要求が高まっている。

【０００５】流動性が改善され易い噴霧乾燥法は、比重
が大きい粉末や少量多種の原料処理には適していない。
このため、弁作用金属粉焼結型コンデンサの原料処理に
は従来使われていない。その理由は、粉末の比重が大き
いと噴霧液滴の飛散される距離が大きく、セラミック
ス、食品、医薬品等に用いられる噴霧乾燥機に比べて設
備が数倍大きくなるばかりか、運転経費が嵩むという問
題がある。また、多品種の原料の切替時に洗浄作業が面
倒で、洗浄が完全に行われないと残留原料が混入し易い
等の問題があった。

【０００６】本発明は、上記した従来の問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、噴
霧液滴の飛距離が小さく装置の小型化を可能にするとと
もに、比重が大きい粉末や少量多種の原料処理に適した
噴霧乾燥機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、底面側を多孔板で形成したノズルに原料泥漿
を圧送するとともに、このノズルを加振機によって上下
方向に振動させて原料泥漿を液滴状に滴下させ、落下中
に乾燥させることを特徴とする。また、本発明は、多孔
板の穴径が０．１〜０．９φｍｍで、穴の中心間距離が
０．５〜５．０ｍｍであることを特徴とする。また、本
発明は、多孔板の底面と穴壁とのなす角度が４５°〜１
３５°であることを特徴とする。また、本発明は、多孔
板の穴が形成されている底面部が凸面または凹面状で、
その以外の平坦な底面部と接する角度が２０°以下であ
ることを特徴とする。さらに、本発明は、ノズルに２０
〜５００Ｈｚの上下方向の振動を与えることを特徴とす
る。

【０００８】本発明において、ノズルを上下方向に振動
させると、原料泥漿は所定の大きさの液滴となって多孔
板の穴から垂直に滴下する。したがって、液滴は四方に
広がらない。多孔板の穴径が０．１〜０．９φｍｍ、穴
の中心間距離が０．５〜５．０ｍｍであると、液滴が確
実に滴下し、穴が詰まったり、液滴が落下前に互いに接
触することがない。多孔板の底面と穴壁とのなす角度が
４５°〜１３５°であると、液滴離れがよく、また液滴
の大きさが揃う。多孔板の底面を凹または凸面状に形成
し、その外周縁部と多孔板と接する角度が２０°以下で
あると、粒度のばらつきが少ない。ノズルを２０〜５０
０Ｈｚで上下方向に振動させると、液滴が確実に滴下し
て目詰まりせず、また粒度のばらつきが少ない。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る噴
霧乾燥機の一実施の形態の一部を破断して示す正面図、
図２は多孔板の要部の拡大断面図である。これらの図に
おいて、噴霧乾燥機１は、底面側を多孔板２で構成した
ノズル３と、ノズル３を上下方向に振動させる加振機４
と、ノズル３を支持し加振機４に連結する支持枠５と、
ノズル３に原料泥漿を圧送するパイプ６等で概ね構成さ
れている。

【００１０】ノズル３は、薄箱型に形成され、支持枠５
の下端部にナット７によって水平に固定されており、加
振機４によって上下方向に振動されると、多孔板２に設
けた多数の微細なノズル穴８から泥漿を垂直に滴下させ
る。そして、この液滴は落下中に熱風によって乾燥され
顆粒となる。顆粒の大きさは、多孔板２の仕様、振動条
件、泥漿の仕様等によって決定される。なお、９はパッ
キングである。

【００１１】このように、ノズル３を上下方向に振動さ
せて液滴を垂直に滴下させると、液滴の切れがよく、ま
た液滴が四方へ広がらないので、比重が大きい液滴でも
胴径が小さい乾燥塔で処理することが可能である。ま
た、乾燥塔の径が小さくなれば、塔の材質として透明な
ガラスで製作することも可能で、処理品種を交換する場
合に洗浄度合いを的確に把握することができる。

【００１２】ノズル穴８の穴径Ｄおよび隣接するズル穴
８，８の中心間距離Ｌについて、種々の多孔板を製作し
て実験を行なった。その結果、穴径Ｄについては０．１
〜０．９φｍｍにすることが好ましいことが判った。穴
径Ｄを０．１φｍｍ未満にすると、振動条件や泥漿仕様
を種々組み合わせても液滴が一定して落下しなかったり
微細な顆粒品しか得られず、所期の目的を達し得ない。
０．９φｍｍを超えると、顆粒品が大きくなり過ぎた
り、潰れ易い顆粒となり所期の目的にあった顆粒が得ら
れなくなるので、好ましくない。

【００１３】一方、ノズル穴の中心間距離Ｌについて
は、小さい程、言い換えればノズル穴８の密度が高い程
生産性が高くなるので好ましい。しかし、あまり密度を
高くして中心間距離Ｌを小さくし過ぎると、液滴が滴下
前に互いに接触したり、未乾燥落下域で乾燥用熱風の乱
れのために影響を受けて接触するため目的を達しなくな
る。このようなことから、隣接するノズル穴８，８の中
心間距離Ｌは０．５〜５．０ｍｍにすることが好まし
い。

【００１４】液滴が離れる多孔板２の底面２ａとノズル
穴８の穴壁とのなす角度θは、ノズル３に振動を与えた
ときの液滴離れ、すなわち液滴の大きさに関係する。更
に多孔板の表面形状、材質、泥漿の種類等によっても影
響を受ける。しかし、種々の実験の結果、角度θを４５
°〜１３５°の範囲に設定すると、液滴離れがよく、ま
た所期の大きさの液滴が得られることが判った。

【００１５】図２に示した多孔板２は、平板状でその底
面２ａが重力と垂直な平面になっているが、例えば図３
に示すようにノズル穴８が形成されている底面部を凸面
状（または凹面状）に形成したものであってもよい。そ
の場合、凸面状の底面部１０が平坦な底面部１１に接す
る角度αは、２０°以下であることが好ましい。角度α
が２０°を超えると、粒度分布範囲が拡大してばらつき
易く、特に粗粒の割合が多くなるので好ましくない。な
お、凹面状に形成した場合も全く同様な結果が得られ
た。

【００１６】ノズル３の振動数も顆粒性に大きく影響
し、振動数が小さ過ぎと多孔板２の底面２ａで泥漿が乾
燥して目詰まりを起こす。また、振動数が大き過ぎる
と、顆粒が小さくなり過ぎると同時にノズル穴８内で泥
漿濃度が増大し、ひいては目詰まりを起こす。また、目
詰まりに至らなくても、顆粒品の粒度分布がばらつき、
所期の目的を達成できなくなる。このようなことから、
ノズル３の振動数は、２０〜５００Ｈｚの範囲とするこ
とが最も適していることが判った。

【００１７】

【実施例】

実施例１２００メッシュ全通のタンタル粉をポリビニールアルコ
ール水溶液中に分散して泥漿化し、これをノズル穴の中
心間距離が５ｍｍのノズル３に圧送し、このノズル３を
５０Ｈｚで振動させて噴霧乾燥し顆粒にした。その結果
は、表１に示す通りである。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１から明かなように、ノズル穴径Ｄが
０．０５φｍｍのものでは泥漿濃度に関係なくノズル穴
で固化分離し易くなり、連続噴射が困難になるととも
に、顆粒品も形状が不揃いになる。また、ノズル穴径Ｄ
が１．２ｍｍの場合は、噴霧液滴が大きくなり過ぎ、乾
燥不十分になり易い。また、顆粒が大き過ぎると、これ
を使った圧粉成形操作が困難になり、一般的には使用に
適さない。

【００２０】実施例２２００メッシュ全通のタンタル粉２００部を、ポリビニ
ールアルコールの７％水溶液８０部に分散し泥漿化す
る。これをノズル穴の中心間距離を規制したノズル３に
圧送し、このノズル３を５０Ｈｚで振動させて噴霧乾燥
し顆粒にした。その結果は、表２に示す通りである。

【００２１】

【表２】

【００２２】ノズル穴の中心間距離が短か過ぎると、隣
接する液滴が接触し易く、目的とする顆粒が得られな
い。逆にノズル穴の中心間距離が長過ぎると顆粒を造る
上では問題ないが、熱効率が悪い上、処理能力も低下す
るので好ましくない。

【００２３】実施例３２００メッシュ全通のタンタル粉２００部をアクリルレ
ジンを８％含有するトルエン溶液中に分散し泥漿化す
る。これをノズル穴の直径が０．５φｍｍ、ノズル穴の
中心間距離が５ｍｍのノズル３に圧送し、このノズル３
を５０Ｈｚで振動させて噴霧乾燥し顆粒にした。このと
きの多孔板の底面とノズル穴の穴壁とのなす角度θを表
３に示す。

【００２４】

【表３】

【００２５】角度θが小さい程ノズル穴が詰まり易く、
顆粒品も潰れ易くなる傾向にあり、θ＝３０°の多孔板
を用いたものでは実用性が認められなかった。逆に、角
度θが１３５°より大きいと、隣接する液滴が接触し易
く、未乾燥品が混入したり、粗顆粒品ができ易くなり、
目的の顆粒品を得難くなる。したがって、角度θは、工
業的な見地から４５°〜１３５°が好ましいことが判っ
た。

【００２６】実施例４２００メッシュ全通のタンタル粉２００部をポリビニー
ルアルコールの７％水溶液８０部中に分散し泥漿化す
る。これをノズル穴の中心間距離が３ｍｍのノズル３に
圧送し、このノズル３を振動させて噴霧乾燥し顆粒にし
た。多孔板としては、底面の中央部が図３に示したよう
に凸面状（または凹面状）で、外周部が平坦に形成され
たものを用いた。凸面状部（凹面状部）の平坦な底面部
と接する角度αは２０°以下が好ましく、それ以上にす
ると、ノズル穴の中心間距離を５ｍｍ以上にしても隣接
穴間で液滴が接触し易く、顆粒品の粒度が大きくなると
ともに未乾燥品が混入するため好ましくない。

【００２７】実施例５２００メッシュ全通のタンタル粉２００部をポリビニー
ルアルコール５％の水溶液６０部中に分散し泥漿化す
る。これをノズル穴径が０．５φｍｍ、ノズル穴の中心
間距離が５ｍｍのノズル３に圧送し、このノズル３を振
動させて噴霧乾燥し顆粒にした。このときのノズルの振
動数と顆粒状態は表４に示す通りで、１５Ｈｚでは顆粒
品の粒度分布幅が広くなり、繰り返し作業した時のばら
つきも大きい。これは泥漿液滴の大きさがばらつくため
である。また、１０００Ｈｚではノズル部で固液が分離
し易くなるため、顆粒化がうまく行われず、微粉が多く
なる。したがって、振動数は、２０〜５００Ｈｚが好ま
しいことが判った。

【００２８】

【表４】

【００２９】なお、本発明においては、タンタル粉を用
いた泥漿の噴霧乾燥について述べたが、バインダーの種
類は限定されるものではない。また、原料粉も、金属
粉、無機物粉、食品、医薬品等の有機物粉の何れにも適
用可能であり、同様な効果が得られる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る噴霧乾
燥機は、底面側を多孔板で形成したノズルに原料泥漿を
圧送するとともに、このノズルを加振機によって上下方
向に振動させて原料泥漿を液滴状に滴下させ、落下中に
乾燥させるようにしたので、比重の大きい金属粉分散液
を流動性が良好な顆粒とすることができる。そのため、
焼結型コンデンサの原料粉処理に適用すると、ＣＶ値の
ばらつきが小さいコンデンサが高歩留りで生産可能にな
る。また、垂直に滴下させることができるので、比重が
大きい液滴でも胴径が小さい乾燥塔で処理することがで
き、装置の小型化を実現することができる。また、乾燥
塔の径を細くすることができれば、塔の材質として透明
なガラスも採用でき、処理品種を交換する場合に洗浄度
合いを把握し易く、異種原料の混入を防止し易くなる。
したがって、特に、少量多品種の処理に適している。

【００３１】また、本発明は、多孔板の穴径を０．１〜
０．９φｍｍ、隣接する穴の中心間距離を０．５〜５．
０ｍｍとしているので、液滴が落下しなかったり、液滴
が落下前に接触したり、未乾燥落下域で乾燥用熱風の乱
れの影響を受けたりすることがなく、粒度分布が一定な
顆粒を得ることができる。また、本発明は、多孔板の底
面と穴壁とのなす角度を４５°〜１３５°としたので、
液滴離れがよく、液滴の大きさを揃えることができる。
また、本発明は、多孔板の穴が形成されている底面部を
凸面または凹面状とし、その以外の平坦な底面部と接す
る角度を２０°以下としたので、粒度のばらつきを少な
くすることができる。さらに、本発明は、ノズルに２０
〜５００Ｈｚの上下方向の振動を与えるようにしたの
で、目詰まりを起こさず、粒度のばらつきを少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る噴霧乾燥機の一実施の形態の一
部を破断して示す正面図である。

【図２】多孔板の要部の拡大断面図である。

【図３】多孔板の他の実施の形態を示す要部の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１…噴霧乾燥機、２…多孔板、２ａ…底面、３…ノズ
ル、４…加振機、５…支持枠、６…パイプ、８…ノズル
穴。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底面側を多孔板で形成したノズルに原料
泥漿を圧送するとともに、このノズルを加振機によって
上下方向に振動させて原料泥漿を液滴状に滴下させ、落
下中に乾燥させることを特徴とする噴霧乾燥機。
【請求項２】請求項１記載の噴霧乾燥機において、多
孔板の穴径が０．１〜０．９φｍｍで、隣接する穴の中
心間距離が０．５〜５．０ｍｍであることを特徴とする
噴霧乾燥機。
【請求項３】請求項１または２記載の噴霧乾燥機にお
いて、多孔板の底面と穴壁とのなす角度が４５°〜１３
５°であることを特徴とする噴霧乾燥機。
【請求項４】請求項１，２または３記載の噴霧乾燥機
において、多孔板の穴が形成されている底面部が凸面ま
たは凹面状で、その以外の平坦な底面部と接する角度が
２０°以下であることを特徴とする噴霧乾燥機。
【請求項５】請求項１，２，３または４記載の噴霧乾
燥機において、ノズルに２０〜５００Ｈｚの上下方向の
振動を与えることを特徴とする噴霧乾燥機。