JPH0948645A - 飛散を防止した粉体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生石灰粉末や消石灰粉末のような粉体に、少
量のフッ素樹脂がフィブリル化された状態で配合されて
いて、それにより飛散を防止した粉末を製造する方法に
おいて、粉末への水分の添加を実質上伴うことなく、か
つエネルギー消費を少なくして配合を実施できるように
する。 【解決手段】 粉体に対し、粉末状態のフッ素樹脂を、
剪断力を加えながら混合して、まず０．５〜３．０重量
％のフッ素樹脂を含有するマスターバッチを調製する。
次に、このマスターバッチを、熱を加えながら粉末に
対して通常の方法で混合することにより、最終的にフッ
素樹脂含有量０．００５〜０．０５重量％の製品を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は飛散を防止した粉体、す
なわち取扱いや使用に当って粉塵の発生が少ない粉体の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ある種のフッ素樹脂とくにポリテトラフ
ルオロエチレンを、飛散しやすい粉体に対してフィブリ
ル化条件下に混合することにより、粉塵の発生を効果的
に抑制することが提案され（特公昭５２−３２８７７
号）、ポルトランドセメント（特公平５−２４８７２
号）など広い分野でこの方法が利用されつつある。 フ
ィブリル化は圧縮−剪断下に起るが、温度が高いことが
もちろん望ましく、この熱源として生石灰と水との水和
反応を利用することなどが試みられている（特開平５−
２１３６８５号）。

【０００３】フッ素樹脂は高価なものであるし、多量に
配合して粉末の物性を変えることは一般に許されないか
ら、なるべく少量で間に合わせたい。 粉体の用途や所
望する飛散防止効果の程度によっても異なるが、通常は
０．０１〜０．０２重量％程度使用し、これで有効とさ
れている。

【０００４】いうまでもないが、このような低い含有量
でフッ素樹脂を粉体に均一に混合することは、原理的に
きわめて困難である。 そこで、フッ素樹脂を水性ディ
スパージョンの形で混合することが一般に行なわれてい
る。 水性ディスパージョンであれば、許容される限度
の水量に対し、任意の低い濃度の液を用意して使用する
ことにより、上記した低いフッ素樹脂含有量をもつ粉体
を、容易に調製することができる。

【０００５】しかし、水性ディスパージョンの使用が許
されない対象も少なくない。 消石灰の含有量が極力低
いことを要求されるグレードの生石灰粉末がその例であ
る。これまで、微量のフッ素樹脂の配合により飛散を防
止した生石灰粉末を完全な乾式法で製造する方法は見出
されていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、微量
のフッ素樹脂の配合により飛散を防止した粉体を製造す
る方法であって、従来法と異なり水性ディスパージョン
を使用しない乾式法を提供することにあり、水の添加が
許容されない対象にも、フッ素樹脂を用いた発塵防止法
を適用可能にすることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達する本発
明の飛散を防止した粉体の製造方法は、一般的な態様と
しては、下記の第一工程および第二工程を順次行なうこ
とを特徴とする： （第一工程） 粉体にフッ素樹脂の粉末を加え、剪断力
を作用させてフッ素樹脂をフィブリル化させながら混合
して、フッ素樹脂を０．５〜３．０重量％含有する粉体
マスターバッチを調製すること、および （第二工程） この粉体マスターバッチを、フッ素樹脂
を含有しない粉体に加熱しながら加えて撹拌することに
より、最終的にフッ素樹脂を０．００５〜０．０５重量
％均一に分散した状態で含有する粉体を得ること。

【０００８】フッ素樹脂のフィブリル化の成否は、第一
工程において十分な剪断力を与えることができるか否か
にある。 剪断力を加えながら混合するための装置とし
てはカッターミルがあり、本発明の使用目的に合致して
いる。 第一工程は、熱を加えながら行なうとフィブリ
ル化の効果が高く得られる。 温度は高いほどよいが、
フッ素樹脂が熱劣化するほど高温であってはならない。
第一工程は、粉砕および分級とともに実施することが
できる。 分級された粉粒は、粉砕機に循環させつつ実
施すれば有利である。

【０００９】上記の方法を実施する対象は任意である
が、とくに、石灰石、生石灰、消石灰、ドロマイト、軽
焼ドロマイトまたは消化ドロマイトの粉末に対して効果
的である。

【００１０】本発明の飛散を防止した粉体の製造方法の
やや特別な態様は、第二工程において必要な熱として、
粉体それ自体が保有する熱を利用するものである。 そ
うした態様のひとつの代表例は、石灰石またはドロマイ
トの焼成により製造された生石灰または軽焼ドロマイト
の、焼成後の冷却途上にある粉末を対象にするものであ
る。 いまひとつの代表例は、生石灰または軽焼ドロマ
イトの消化により製造された消石灰または消化ドロマイ
トの、熟成後の冷却途上にある粉末を対象にするもので
ある。

【００１１】上記いずれの態様においても、第二工程の
撹拌混合は任意の装置を使用して行なうことができる。
ただし、どちらかというと、粉末どうしがこすれあう
ような状態で混合させることが好ましく、この観点から
はロータリードラム、スクリューコンベア、低速撹拌型
のミキサーなどが好適であり、高速ミキサーのように粉
を巻き上げたり空気を巻き込んだりするタイプの装置た
とえば高速ミキサーなどは不適当である。

【００１２】

【作用】粉末状のフッ素樹脂は、平均粒径５００μｍ程
度の比較的粗粒のものが市販されている。 このような
粒子は、処理の対象となる粉体と比重にかなりの差があ
るものの、剪断を伴う混合により容易に粉体中に均一に
混合させることができ、量比にして５〜１０重量％程度
まで配合することができる。 第一工程のフッ素樹脂配
合量の上限を３重量％に止めたのは、この程度までは均
一な混合が容易に行なえるからである。 一方、第一工
程では大量の粉体に対して少量のフッ素樹脂を剪断力を
加えながら混合を行なうため、多大のエネルギーを必要
とする。従って、フッ素樹脂に対する粉体の量が過大に
なると、つまりフッ素樹脂の配合量が低すぎると、消費
エネルギーも過大になって、不利である。 そこで、フ
ッ素樹脂の配合量を少なくとも０．５重量％とした。

【００１３】いったんフィブリル化したフッ素樹脂を含
む粉体マスターバッチをさらに粉体と混合する第二工程
においては、通常の混合手段で混合が進むから、必要な
エネルギーの量は、相対的には少なくて済む。 しか
し、混合の対象となる量は第一工程と桁違いに多いか
ら、エネルギー消費の絶対量は大きくなる。

【００１４】要するに本発明の方法は、粉末状のフッ素
樹脂をいったん、比較的高濃度で、かつフィブリル化し
た状態で粉体に含有させたマスターバッチをつくり、こ
れをさらに大量の粉体に混合するという二段階の配合法
を採用することによって、微量であるが有効量のフッ素
樹脂を、フィブリル化した状態で均一に粉体中に分散さ
せたものを得、粉体の飛散防止を実現した方法である。
目標とするフッ素樹脂含有量を実現する上で、マスタ
ーバッチに含有させるフッ素樹脂の量は、最終的な含有
量と、第一工程および第二工程で消費するエネルギーの
量のバランスを考慮して、前記したマスターバッチ中の
含有量０．５〜３．０％および最終製品中のそれ０．０
０５〜０．０５％の範囲内で決定すべきことになる。

【００１５】

【実施例】

〔実施例１〕 下記の粉末を用意した： Ａ：石灰石を粉砕して得た炭酸カルシウム粉末 Ｂ：ドロマイトを粉砕して得たドロマイト粉末 Ｃ：石灰石を仮焼し、仮焼物を粉砕して得た生石灰粉末 Ｄ：ドロマイトを仮焼し、仮焼物を粉砕して得た軽焼ド
ロマイト粉末 Ｅ：生石灰粉末を消化し、熟成して得た消石灰粉末 それぞれの粒度分布は、表１に示すとおりである。

【００１６】上記の各粉末９９重量部に対し、１重量部
の樹脂「ポリフロン」ＴＦＥファインパウダー（ダイキ
ン工業）Ｆ−１０４（粒子径約５００μｍの粉末）を加
え、カッターミル中で剪断力を加えながら混合した。
これにより、フィブリル化したフッ素樹脂１．０重量％
を含有する各種粉末のマスターバッチを得た。

【００１７】次に、温度を約１００℃に保ったファイン
ミキサー（ドラム内に逆方向に低速で回転する一対の撹
拌羽根を有する構造）内で、各種の粉末各９８０重量部
に対して、上記のマスターバッチ各２０重量部を混合し
て、フッ素樹脂０．０２重量％を含有する各種粉末１０
００重量部を得た。

【００１８】これらの粉体の飛散性を、つぎのように試
験した。 すなわち、内寸が３４cm×３４cmの正方形で
長さが２００cmの風洞を横に置いて、その一端から送風
機で風を送り、他端においてベルトコンベアから落下す
る粉末を吹きとばし、落下位置に３４cm×３４cmの受板
を置き、この板の外に飛ばされて落ちた粉末の量を「飛
散率（％）」であらわす。

【００１９】それぞれの粉末の、未処理のものおよびフ
ッ素樹脂添加による飛散防止処理をしたものの飛散率
を、表１にあわせて示した。

【００２０】 表 １ No． 粉 体 粒度分布（μｍ） 飛散率（％） 10％粒径 50％粒径 90％粒径 未処理 処理 Ａ 炭酸カルシウム 1.2 7.9 27.3 32.5 10.7 Ｂ ドロマイト 1.6 21.6 93.7 27.4 7.5 Ｃ 生石灰 1.2 28.2 75.3 55.0 1.7 Ｄ 軽焼ドロマイト 0.7 18.0 76.0 59.0 5.2 Ｅ 消石灰 1.3 5.8 25.7 64.6 14.0 粒度分布の値は累積重量％。

【００２１】〔実施例２〕石灰石の仮焼により得た生石
灰の粒をボールミルで粉砕し、５０％粒径２２．４μｍ
の生石灰粉末とした。 この粉砕に当って、実施例１で
使用したものと同じフッ素樹脂の粉末をミル中に供給し
て、フッ素樹脂１．０重量％を含有する生石灰粉末のマ
スターバッチを得た。

【００２２】このマスターバッチを、実施例１と同様に
ファインミキサー中で生石灰粉末に混合し、フッ素樹脂
含有量０．０２重量％の生石灰粉末を得た。 前記の試
験法により飛散防止効果を測定したところ、飛散率は
１．６％であった。

【００２３】〔実施例３〕下記の粒度分布をもつ消石灰
に、振動ミル中でフッ素樹脂粉末を混合して、フッ素樹
脂１．０重量％を含有する消石灰粉末マスターバッチを
用意した：１０％粒径１．２μｍ，５０％粒径１４．４
μｍ，９０％粒径６４．７μｍこの消石灰粉末マスター
バッチを、生石灰粉末の消化および熟成を行なって得た
冷却途上にある消石灰粉末（温度８０〜９０℃）に混合
し、フッ素樹脂０．０２重量％を含有する粉末とした。
この消石灰粉末の飛散率は、フッ素樹脂を含有しない
もので４５．６％、含有するもので１１．１％であっ
た。

【００２４】

【発明の効果】本発明に従い、粉末にフィブリル化した
フッ素樹脂を混合したマスターバッチを得、これをさら
に粉末と混合するという二段階の工程を経ることによ
り、まず前の段階では比較的小さいエネルギー消費量で
小容量の装置を使用して容易にマスターバッチを得、後
の段階ではエネルギー消費が原理的に小さい常用の装置
を使用して最終製品を得ることができるから、全体とし
てエネルギーの消費を従来法より少なくし、かつ装置の
建設費も嵩む心配なく、飛散を防止した粉体を製造する
ことができる。

【００２５】混合するフッ素樹脂として粉末状のものを
使用することにより、粉末に水分を実質上与えることな
く、すなわち望ましくない水和反応などを避けて、粉末
の飛散防止を実現することができる。

【００２６】このようにして、従来は均一な混合が困難
であって実施されていなかった、乾式法によるフッ素樹
脂混合が可能になり、水分が加わることを嫌う対象に対
しても飛散防止が行なえるようになった。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の第一工程および第二工程を順次行
   なうことを特徴とする、飛散を防止した粉体の製造方
   法： （第一工程） 粉体にフッ素樹脂の粉末を加え、剪断力
   を作用させてフッ素樹脂をフィブリル化させながら混合
   して、フッ素樹脂を０．５〜３．０重量％含有する粉体
   マスターバッチを調製すること、および （第二工程） この粉体マスターバッチを、フッ素樹脂
   を含有しない粉体に加熱しながら加えて撹拌することに
   より、最終的にフッ素樹脂を０．００５〜０．０５重量
   ％均一に分散した状態で含有する粉体を得ること。
2. 【請求項２】 第一工程を、熱を加えながら実施する請
   求項１の製造方法。
3. 【請求項３】 第一工程をカッターミルを使用して実施
   する請求項１の製造方法。
4. 【請求項４】 第一工程を粉砕および分級とともに実施
   し、分級された粗粒を粉砕機に循環させつつ実施する請
   求項１の製造方法。
5. 【請求項５】 粉体が、石灰石、生石灰、消石灰、ドロ
   マイト、軽焼ドロマイトまたは消化ドロマイトの粉末で
   ある請求項１の製造方法。
6. 【請求項６】 石灰石またはドロマイトの焼成により製
   造された生石灰または軽焼ドロマイトの、焼成後の冷却
   途上にある粉末を対象に第二工程を実施する請求項１の
   製造方法。
7. 【請求項７】 生石灰または軽焼ドロマイトの消化によ
   り製造された消石灰または消化ドロマイトの、熟成後の
   冷却途上にある粉末を対象に第二工程を実施する請求項
   １の製造方法。