JPH11128844A - 粉・粒状物の篩分け方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】タッピングボール受け上にスクリーンを通過し
た粉・粒状物が滞留することを抑制あるいは防止し、ま
た、タッピングボール受け上の粉・粒状物の破損を防止
することができる粉・粒状物の篩分け方法及び装置を提
供する。 【解決の手段】スクリーンをタッピングボール受け上の
タッピングボールで下よりたたきながら、粉・粒状物を
該スクリーンの目開きの間を通過させて篩分ける方法に
おいて、スクリーンを通過した粉・粒状物と該タッピン
グボールとを接触しにくくすることを特徴とする篩分け
方法及び装置を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセラミックスなどの
粉・粒状物を粒度により選別するための篩分け方法及び
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉・粒状物を粒度により選別するための
篩分け装置としては、粉・粒状物をスクリーン上で主に
垂直方向に運動させ篩分ける形式のトップマウントやユ
ニバーサルなどのアンバランスウェイト駆動式、ビンダ
ーなどの共振式、スエコなどの円型振動式、振動モータ
ー式、電磁式などの振動篩や粉・粒状物をスクリーン上
で主に水平方向に運動させ篩分ける形式のスクエアやジ
ャイロなどの水平円運動式、ローテックスなどの水平円
−直線運動式、アルガイヤなどの三次元円運動式などの
面内運動篩などいろいろな形式の篩分け装置が幅広く使
用されている。

【０００３】中でも円型振動篩が据付面積や取扱いの容
易さなどから、小量ないし中量規模の篩分けを行う分野
や業種で多用されている。図１に円型振動篩の装置全体
図と図２にスクリーン取付け部の詳細図を示す。円型振
動篩は、竪型振動モーター１０を取り付けたベースフレ
ーム１８の上に、網下品を排出する下枠１６とスクリー
ン５を張り付けた上枠１５を１〜３段積み重ね、締め付
けバンド１４でそれぞれ固定し、モーター１０を回転さ
せることで、モーター１０の両軸の上下にセットされた
アンバランスウェイト９、１１が回転し、上部ウェイト
９の回転がスクリーン５に水平運動を発生させ、スクリ
ーン５の中央部にホッパー１から供給された粉・粒状物
を回転方向に移動させ、下部ウェイト１１の回転がスク
リーン５に垂直運動を発生させ、粉・粒状物を外周回転
方向に移動させる役目をし、これらの振動が合成され、
スクリーン５に特殊な三次元運動を起こさせ、粉・粒状
物を篩分ける装置で、竪型振動モーター１０の代わりに
汎用モーターと連結した振動体を取り付けた形式のもの
やモーターを正転−逆転させながら篩分けるリバース形
式のものもある。

【０００４】このような円型振動篩などに代表される篩
分け装置においては、篩分け中に粉・粒状物がスクリー
ン５への四点接触や複数はまり込みなどによる目詰まり
を起こすと粉・粒状物のスクリーン５の通過確率が悪く
なり、スクリーン５上で粉・粒状物が滞留したり凝集す
るため篩分け精度が悪くなるという問題があった。

【０００５】この対応策として、スクリーン５の下部に
球状あるいは角状のゴム質のタッピングボ−ル４が装入
された開孔部のあるパンチング鋼などからなるタッピン
グボール受け６を装着し、装置の動きにつれタッピング
ボール受け６上でタッピングボール４が弾むことでスク
リーン５を下からたたき、粉・粒状物の滞留やスクリー
ン５の目詰まりを防ぎながら篩分けを行っていた。

【０００６】しかしながら、ホッパー１から供給された
粉・粒状物の強度が造粒物のように弱い場合にタッピン
グボール受け６上にスクリーン５を通過した粉・粒状物
が滞留すると、目詰まり防止用のタッピングボール４に
よりたたかれ、粉・粒状物が割れたりタッピングボール
受け６の上に層状に付着することがある。このような現
象が起こると下枠１６の排出口１７から、篩分けられた
粉・粒状物と一緒に破損した粉・粒状物や層状に付着し
た粉・粒状物が剥離した異形物が排出されることにな
り、篩分け精度が低下するという問題が生じていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたものであり、その目的は、タッピングボ
ール受け上にスクリーンを通過した粉・粒状物が滞留す
ることを抑制あるいは防止し、また、タッピングボール
受け上の粉・粒状物の破損を防止することができる粉・
粒状物の篩分け方法及び装置を提供することにある。

【０００８】

【発明が解決するための手段】タッピングボールでスク
リーンを下よりたたきながら粉・粒状物をスクリーンの
目開きの間を通過させて篩分ける方法において、タッピ
ングボールがのるタッピングボール受けの上部を凹凸形
状とすることでスクリーンを通過した粉・粒状物がタッ
ピングボール受けに滞留し難くなること、さらに、スク
リーンの目詰まり防止のためにタッピングボールがスク
リーンを下からたたいても、タッピングボール受けの底
部上の粉・粒状物がタッピングボールと接触しにくくな
るため破損しにくくなることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００９】以下に、本発明の粉・粒状物の篩分け方法
及び装置が充足すべき要件について、図１、図２、図３
及び図４を参照しつつ、詳細に説明する。

【００１０】ａ）粉・粒状物の性状 本発明の篩分け方法及び装置を用いて篩分けられる対象
となる粉・粒状物は、本発明の目的を達成できるもので
あれば、その材質、形態、製法、形状、大きさなど特に
限定されるものではないが、篩分けの際に主に物理的な
力を受けて破損しやすいような造粒された粉・粒状物に
対しはその破損を抑制することができるため好ましく用
いられる。ここで、セラミックスの造粒方法としては、
球状あるいは球状に近いものであれば、液中造粒法、撹
拌造粒法、転動造粒法、あるいは噴霧造粒法などが一般
的であり、例えば、噴霧造粒法の場合は、調整したスラ
リーを回転ディスク方式などのスプレードライヤーを用
いて顆粒状に造粒し、スプレードライヤーの下部に取付
けられた篩分け装置を用いて、得られた顆粒物を任意の
粒度に篩分けることができる。

【００１１】ｂ）篩分け装置 本発明の方法及び装置においては、篩を用い、篩を動か
すことで篩上の粉・粒状物を運動させ、篩のスクリーン
５を粉・粒状物が通過して篩分けできることとなるが、
その際に用いられる装置としては、少なくともスクリー
ン５が運動するものであればよく、すなわち篩全体に運
動性を与えるものであってもスクリーン５に対して運動
性を与えるものであってもいずれでもよい。また、運動
の実際の形態としても、振動を与える方式、スクリーン
部を偏心運動させる方式、スクリーン部に傾斜を与えて
粉・粒状物を動かす方式、さらにこれらの方式を複合し
た運動方式のいずれも採用することができるが、スクリ
ーン５の粉・粒状物により目詰まりを起こすのを防ぐた
めのタッピングボールが装入されたタッピングボール受
けを備えられていることが必須である。

【００１２】このような方式をさらに具体的に述べれ
ば、例えば、スクリーン５を電磁振動体や振動モーター
などの振動体により共振させ、篩上で粉・粒状物を主に
垂直運動させる円型振動式などの振動篩、篩を偏心運動
させて篩上で粉・粒状物を主に水平円運動させる面内運
動式のジャイロ篩、この面内運動式のスクリーン５に傾
斜角度を持たせ、直線運動を加えたローテックス篩など
を挙げることができる。

【００１３】また、網や棒などからなるスクリーン５の
上枠（篩枠）１５への固定方法については特に限定され
るものではなく、外リング式やカセット式、あるいは図
２に示す内リング式などいずれでもよいが、網などの篩
目を取り付け際にスクリーン５の目開きが変形しやすく
なりそのために分級精度が悪くなる場合や、上枠と網の
隙間へ入った微小な粉・粒状物の除去が容易ではない場
合には、カセット式が好ましい。

【００１４】図１に示す円型振動篩などに代表される篩
分け装置においては、粉・粒状物がスクリーン５で四点
接触や複数はまり込みなどによる目詰まりを起こすと粉
・粒状物のスクリーン５の通過確率が悪くなり、スクリ
ーン５上で粉・粒状物が滞留したり凝集するため、篩分
け精度が悪くなる。そこで、この目詰まり防止のため、
スクリーン５の下部に、タッピングボ−ル４が装入され
ている。タッピングボ−ル４の大きさや装入個数として
は、スクリーン５の面積により異なり一定しないが、通
常、角状のタッピングボールを使用する場合には５０〜
６０ｍｍ（長さ）×３５〜４０ｍｍ（幅）×２０〜２５
ｍｍ（厚み）程度の大きさのものが８〜８０個用いら
れ、球状の場合には２０〜３５ｍｍφ程度の大きさのも
のが２４〜３６０個用いられる。タッピングボ−ル４の
材質及び形状としては、スクリーンとその補強網からな
る二重張りの網を下からたたいて目詰まりを防止できる
ものであれば特に限定されるものではないが、材質とし
て天然ゴムやシリコンゴムなどゴム質のものが、形状と
して球状及び／又は角状のものが好ましく用いられ、さ
らに造粒物のような壊れやすいものを篩分ける場合には
球状のものが好ましく用いられる。

【００１５】一方、このタッピングボ−ル４を受けるタ
ッピングボール受け６は、スクリーンを下からたたいて
目詰まりを防止できるように、タッピングボール４とス
クリーン５の隙間の高さを例えば５ｍｍ程度に調整し、
開孔率２０〜６０％程度のパンチング鋼（抜打金網）を
使用し、装置の動きにつれタッピングボール受け６上で
タッピングボール４が弾むことでスクリーン５を下から
たたき、粉・粒状物の滞留やスクリーン５の目詰まりを
防ぎながら篩分けを行えばよい。ここで、タッピングボ
ール４がスクリーン５を下からたたく際の強さとして
は、篩分け処理中に篩に与える運動性の強さ、スクリー
ン５とその補強網との間の隙間、タッピングボール４の
形状やその材質などにより異なるが、スクリーン５の目
詰まりを防げる程度であればよい。

【００１６】粉・粒状物の篩分け装置への供給方法も、
特に限定する必要はない。一般には、図１のようにホッ
パー１を用いて行うことが多く、ダンパー３を任意の角
度に開け、装置へ連続的あるいはバッチ的に供給する
が、供給を精度よく実施するには、ホッパー１とダンパ
ー３の間に供給装置を設けるとよい。供給する粉・粒状
物が造粒物の場合は、強度が弱く供給操作により粉・粒
状物が壊れないように、供給速度、供給量などを考慮し
て実施することが望ましい。

【００１７】ｃ）タッピングボール受け 本発明の篩分け方法及び装置に用いられるタッピングボ
ール受け６としても、開孔率が２０〜６０％のパンチン
グ鋼（抜打金網）が使用されることが多いが、図３に示
されるタッピングボール受け６の上に凹凸形状を設けた
ものであることが必須であり、さらにこの凹凸形状の大
きさとして、タッピングボール４の大きさより小さい幅
であることが好ましい。すなわち、タッピングボール４
の形状が球状であれば、その直径より小さくタッピング
ボール４の外周部が直接タッピングボール受け６の凹部
に接触しないように、凸部の高さ調整をした構造である
ことが好ましい。さらに凸部の高さ（図３、図４におけ
るＨ）としては特に制限はないが、１〜１０ｍｍの範囲
にあることが好ましく、特に２〜５ｍｍが好ましくい。
また、凸部の形状についても粉・粒状物が滞留しにくい
形状であれば特に制限はないが、その断面において、円
形状あるいは、上部が半円状のものが好ましく用いられ
る。既設のパンチング鋼で作られたタッピングボール受
け６を加工するのであれば、図４に示すように、タッピ
ングボール受け６上に１〜１０ｍｍφのパイプか棒を所
定のピッチ（図３、図４におけるＰ）で、直線状又はリ
ング状に溶接することが、施工費用が安く好ましい。タ
ッピングボール４の断面形状が角状の場合も同様で、タ
ッピングボールの最小長さより小さい幅の凹凸形状を設
けたものが好ましく用いられ、例えば断面形状において
その上部が丸みを帯びた三角状のものが挙げられる。こ
の凹凸形状については、タッピングボール受け６に凹凸
形状を直接つけることもできる。

【００１８】また、タッピングボール受け６にはタッピ
ングボール４が篩分け中に一部の範囲に集まるのを避け
るため、分割されていてもよく、これにより目詰まりを
起こしやすい部分にはタッピングボール４を入れる個数
を増減させて目詰まりを極力減らすことができる。

【００１９】図３、図４に示すような凹凸形状をタッピ
ングボール受け６に設けることで、スクリーン５を通過
した粉・粒状物が、タッピングボール受け６上で滞留し
にくくなる。また、タッピングボール受け６上におい
て、その底部、すなわち凹部にスクリーンを通過した粉
・粒状物があってもタッピングボール４はタッピングボ
ール受け６の凸部によりタッピングボール受け６の底部
まで達するのをさえぎられるため粉・粒状物と接触する
ことがほとんどなく、従って粉・粒状物がタッピングボ
ール４によりたたかれ割れたり、さらに破損した粉・粒
状物がタッピングボール受け６上で層状に付着すること
もなく篩分けることができる。

【００２０】また、タッピングボール４がタッピングボ
ール受け６とスクリーン５との空間を自由に動けるよう
にして目詰まりを防止するために、タッピングボール４
の上部とスクリーン５との距離を隙間調整座金２２によ
り一定の距離に保つとよい。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの例によりなんら限定され
るものでない。

【００２２】実施例１ 市販のジルコニア粉末ＴＺ−３Ｙ（東ソー（株）製：顆
粒状、粒度分布は、＜４５μｍ未満：２２％、４５〜５
３μｍ：８％、５３〜９０μｍ：５１％、９０〜１２５
μｍ：１９％（以上、重量基準））を用いて、円型振動
篩（興和工業所（株）製：ＫＦＣＲ−５００）の篩枠の
上段に、短長比率１：３の矩形状ＳＵＳ金網（目開き：
７７×２３１μｍ）下段に短長比率１：１．５の矩形状
ＳＵＳ金網（目開き：４４×６７μｍ）をスクリーンと
してセットした。さらに、各段のスクリーンの下にタッ
ピングボール受けとして、孔の直径１１．５ｍｍφ、ピ
ッチ１４ｍｍ、６０°千鳥型で打ち抜いたパンチング鋼
（開孔率６１．５％）の上に、直径３ｍｍφのＳＵＳ棒
をピッチ１０ｍｍの間隔で全面に溶接したものを設け、
各段ごとに２４個ずつ、直径３２ｍｍφのシリコンゴム
製ボールをタッピングボールとして装入した。次に、供
給量０．５ｋｇ／回、分級３０秒、排出６０秒の条件
で、４回篩分けを繰り返した。篩分け後、上下段のスク
リーンの目詰まりは、ほとんどなかった。

【００２３】得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が６
００ｇ、下段篩上が１０１０ｇ、上段篩上が３９０ｇと
なり、各段の回収品２００個を光学顕微鏡より観察し、
その画像を画像解析処理装置（（株）ニレコ製：ルーゼ
ックスＦＳ）に取り込んで画像処理し、１個の粒子の最
小径と最大径との比（最小径／最大径）が０．８以下の
ものを異形物と判断することで、破損品などの異形物混
入率を確認した。その結果、篩下品：０．５〜１％（割
れ数：１〜２個、異形物：０個）、下段篩上品：＜０．
５％（割れ数：０〜１個、異形物：０個）、上段篩上
品：０％（割れ数：０個、異形物：０個）となった。

【００２４】比較例１ タッピングボール受けとして、孔の直径１１．５ｍｍ
φ、ピッチ１４ｍｍ、６０°千鳥型で打ち抜いたパンチ
ング鋼（開孔率６１．５％）を使用する以外は、全て実
施例１と同じ粉末、設備、条件で４回篩分けを繰り返し
た。

【００２５】得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が６
００ｇ、下段篩上が１０１０ｇ、上段篩上が３９０ｇと
なり、各段の回収品２００個を光学顕微鏡より観察し、
その画像を画像解析処理装置（（株）ニレコ製：ルーゼ
ックスＦＳ）に取り込み、破損品などの異形物混入率を
確認した。その結果、篩下品：５〜８％（割れ数：６〜
１０個、異形物：４〜６個）、下段篩上品：５〜７％
（割れ数：６〜８個、異形物：４〜６個）、上段篩上
品：０％（割れ数：０個、異形物：０個）となり、篩下
品及び下段篩上品中に、供給物がタッピングボール受け
上で潰され、層状に付着し剥離したと思われるスクリー
ンの目開きより大きい異形物が存在した。

【００２６】実施例２ 市販のステンレス製ビーカーに水を入れ、撹拌機で撹拌
しながら、ｐＨ調整液として１容量％のアンモニア水を
添加して、ｐＨを１０に調整した。次に、実施例１の分
級操作と同じ条件で得られた下段の篩上のジルコニア粉
末（粒度分布：５３〜９０μｍ）を分散濃度が５５重量
％になるように核として投入した。該分散スラリーのｐ
Ｈを保ちながら、別に前述のジルコニア粉末ＴＺ−３Ｙ
をスラリー濃度５０重量％に調整し、核重量に対して固
形分で３倍重量のスラリーを定量ポンプを用いて連続的
に添加し、核表面に着肉成長し、球状造粒体（粒度分
布：６３〜１２５μｍ）を得た。得られた球状造粒体を
乾燥させ、粗粒をカットした後、再び、分散濃度が５５
重量％になるように核として投入し、前述のスラリーを
用いて、核重量に対して固形分で３倍重量になるように
核表面に着肉成長し、球状造粒体（粒度分布：１０６〜
１８０μｍ）を得た。更に、得られた球状造粒体を核と
して、この操作を２回繰り返し、球状造粒体（粒度分布
は、＜２００μｍ：１％、２００〜２５０μｍ：８％、
２５０〜３００μｍ：２０％、３００〜３５５μｍ：６
５％、＞３５５μｍ：６％（以上、重量基準））を得
た。得られた造粒体を円形振動篩（（株）ダルトン製、
型式：４０３）の篩枠の上段に、短長比率１：３の矩形
状ＳＵＳ金網（目開き：３００×９００μｍ）下段に短
長比率１：３の矩形状ＳＵＳ金網（目開き：２５０×７
５０μｍ）をスクリーンとしてセットした。さらに、各
段のスクリーンの下にタッピングボール受けとして、孔
の直径８ｍｍφ、ピッチ１０ｍｍ、６０°千鳥型で打ち
抜いたパンチング鋼（開孔率５８．２％）の上に、直径
２ｍｍφのＳＵＳ棒をピッチ８ｍｍの間隔でパンチング
鋼の全面に溶接したものを設け、各段ごとに３０個ず
つ、直径２０ｍｍφのシリコンゴム製ボールをタッピン
グボールとして装入した。次に、供給量１．０ｋｇ／時
間の条件で５時間連続分級した。上下段の篩目の目詰ま
りは、ほとんど確認されなかった。

【００２７】得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が１
４８０ｇ、下段篩上が３２２０ｇ、上段篩上が３００ｇ
となっり、各段の回収品２００個を光学顕微鏡より観察
し、その画像を画像解析処理装置（（株）ニレコ製：ル
ーゼックスＦＳ）に取り込み、破損品などの異形物混入
率を確認した。その結果、篩下品：０．５〜１％（割れ
数：１〜２個、異形物：０個）、下段篩上品：＜０．５
％（割れ数：０〜１個、異形物：０個）、上段篩上品：
０％（割れ数：０個、異形物：０個）となった。

【００２８】比較例２ タッピングボール受けとして、孔の直径８ｍｍφ、ピッ
チ１０ｍｍ、６０°千鳥型で打ち抜いたパンチング鋼
（開孔率５８．２％）を使用する以外は、全て実施例２
と同じ粉末、設備、条件で５時間連続分級を行った。

【００２９】得られた篩下と篩上の回収量は、篩下が１
４６０ｇ、下段篩上が３２３０ｇ、上段篩上が３１０ｇ
となり、各段の回収品２００個を光学顕微鏡より観察
し、その画像を画像解析処理装置（（株）ニレコ製：ル
ーゼックスＦＳ）に取り込み、破損品などの異形物混入
率を確認した。その結果、篩下６〜１２％（割れ数：１
０〜２０個、異形物：２〜４個）、下段篩上５〜９％
（割れ数：８〜１４個、異形物：２〜４個）、上段篩上
０％（割れ数：０個、異形物：０個）となり、篩下品及
び下段篩上品中に、供給物がタッピングボール受け上で
潰され、層状に付着し剥離したと思われるスクリーンの
目開きより大きい異形物が存在した。

【図面の簡単な説明】

【図１】一例としての円型振動篩の装置全体図である。

【図２】図１括弧内のスクリーン取付け部の詳細図であ
る。

【図３】図１括弧内の凹凸形状を有したタッピングボー
ル受けの側面図である。

【図４】図３の凹凸形状を有したタッピングボール受け
の上面図である。

【符号の説明】

１：ホッパー ２：ホッパー支柱 ３：ダンパー ４：タッピングボール ５：スクリーン ６：タッピングボール受け ７：中寄せ ８：スプリング ９：上部ウェイト １０：竪型振動モーター １１：下部ウェイト １２：補助ウェイト １３：蓋 １４：締め付けバンド １５：上枠 １６：下枠 １７：排出口 １８：ベースフレーム １９：スクリーン締め付けボルト ２０：凹リング ２１：スクリーン押えリング ２２：隙間調整用座金 ２３：締め付けナット ２４：タッピングボール受け凸部 Ｈ：凸部高さ Ｐ：凸部ピッチ Ａ：図２、図３で拡大した図として示される部分

【発明の効果】以上の如く、網や棒などのスクリーンが
固定された篩枠とその篩枠下部にスクリーンの目詰まり
防止用としてタッピングボールが装入されたタッピング
ボール受けを備えた篩分け装置に、ホッパーより粉・粒
状物が供給されると、タッピングボールで該スクリーン
を下からたたきながらスクリーンの目開きを介して篩分
けられるが、本発明によれば、タッピングボールの大き
さより小さい孔の開いたパンチング鋼などからなるタッ
ピングボール受けに凹凸形状を設け、特にタッピングボ
ールの大きさより小さい幅の凹凸形状を設けることで、
スクリーンを通過した粉・粒状物がタッピングボール受
け上で滞留しにくく、また、タッピングボール受け上で
粉・粒状物がタッピングボールによりたたかれ割れるこ
とがなく、破損した粉・粒状物が層状に付着することも
ないため、粉・粒状物の分級精度が高められ、また異形
物の混入も極めて少ないという利点を有している。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリーンをタッピングボール受け上のタ
   ッピングボールで下方よりたたきながら、粉・粒状物を
   該スクリーンの目開きの間を通過させて篩分ける方法に
   おいて、スクリーンを通過した粉・粒状物と該タッピン
   グボールとを接触しにくくすることを特徴とする篩分け
   方法。
2. 【請求項２】粉・粒状物がセラミックスであることを特
   徴とする請求項１に記載の篩分け方法。
3. 【請求項３】粉・粒状物を通過させるための目開きを有
   するスクリーン、該スクリーンを下方よりたたくタッピ
   ングボール及び該タッピングボールを保持するタッピン
   グボール受けを備える篩分け装置において、該タッピン
   グボール受けの上面に凹凸形状を設けたことを特徴とす
   る篩分け装置。
4. 【請求項４】タッピングボール受けの上面にタッピング
   ボールの大きさより小さい幅の凹凸形状を設けたことを
   特徴とする請求項３に記載の篩分け装置。
5. 【請求項５】粉・粒状物がセラミックスであることを特
   徴とする請求項３又は請求項４に記載の篩分け方法。