JPS58217608A - 球状化亜鉛粒製造方法 - Google Patents
球状化亜鉛粒製造方法Info
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- JPS58217608A JPS58217608A JP10078882A JP10078882A JPS58217608A JP S58217608 A JPS58217608 A JP S58217608A JP 10078882 A JP10078882 A JP 10078882A JP 10078882 A JP10078882 A JP 10078882A JP S58217608 A JPS58217608 A JP S58217608A
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
- B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
- B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、金属粒の製造方法に関するものであり、特に
は微細な球状金属粒を簡易効率的に製造する方法に関す
る。
は微細な球状金属粒を簡易効率的に製造する方法に関す
る。
球状の金属粒を製造する方法としては、冷却媒体への滴
下法或いは気体噴霧により得られた金属粒をスパイフル
管を通して気流搬送することにより形状修正を行なう物
理的球状化法が提唱されている。
下法或いは気体噴霧により得られた金属粒をスパイフル
管を通して気流搬送することにより形状修正を行なう物
理的球状化法が提唱されている。
しかしながら、冷却媒体への滴下法で金属粒を製造する
場合には、粒寸の小さいものが得られず、例えば１００
メツシュ以上の粒が９０％近くまでも古め、１００メツ
シユ以下の微細な金属粒の製造方法としては適当でない
。
場合には、粒寸の小さいものが得られず、例えば１００
メツシュ以上の粒が９０％近くまでも古め、１００メツ
シユ以下の微細な金属粒の製造方法としては適当でない
。
また、上記した金属溶体を気体噴霧した後スパイフル管
を通過させる方法は、尖鋭突起を無くする点である程度
の効果があるとは云え、球状と言えるにはまだ尚不足し
ており、加えて装置の構造が複雑となるばかりか、操業
管理が煩雑である。
を通過させる方法は、尖鋭突起を無くする点である程度
の効果があるとは云え、球状と言えるにはまだ尚不足し
ており、加えて装置の構造が複雑となるばかりか、操業
管理が煩雑である。
従って、従来からの提唱方法は、微細な球状金属粒を得
るには満足すべきものと言い難い。ところで、近時、亜
鉛、カドミウム、鉛、銅等の金属粒において微細な球状
形態のものを製造することが、粉末成形体の品質向上等
の目的から、強く要望されている。例えばアルカリ電池
においては、最近ますます小型化及び薄型化に進む傾向
があり、電池寿命を長くする対策として電極成型体に用
いられる亜鉛が微粒子であり且つ球状であることが要望
されている。このような微粒球状の金属粒製造は上記の
ような方法では得ることが難しく、新たな方法の確立が
必要である。
るには満足すべきものと言い難い。ところで、近時、亜
鉛、カドミウム、鉛、銅等の金属粒において微細な球状
形態のものを製造することが、粉末成形体の品質向上等
の目的から、強く要望されている。例えばアルカリ電池
においては、最近ますます小型化及び薄型化に進む傾向
があり、電池寿命を長くする対策として電極成型体に用
いられる亜鉛が微粒子であり且つ球状であることが要望
されている。このような微粒球状の金属粒製造は上記の
ような方法では得ることが難しく、新たな方法の確立が
必要である。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消すると共に、斯界
での要望に答えるべく微粒の球状金属粒を容易に製造す
る方法を確立したものである。
での要望に答えるべく微粒の球状金属粒を容易に製造す
る方法を確立したものである。
本発明者は、金属溶体を噴霧気体により細滴に分散させ
る気体噴霧法に゛ついて、詳細な検討を加えた結果、噴
霧気体により溶体金属をシ霧化して溶滴として分散せし
めるに際しての噴霧気体の温度が球状化に重要な影響を
持っていることが判明した。従来、噴霧気体の温度は常
温とされ、その濃度を高めることは溶滴の凝固を遅らせ
むしろ有害であると一般に信ぜられてきた。噴Ｕ化され
て生成した溶滴は金属粒回収ホッパ内を落下しっつその
間に凝固してホッパ底にて捕集されるのであるが、最初
の噴霧化時の溶滴の性状がその球状化の成否に決定的影
響を及ぼす。金属溶体が常温の噴震気体に曝され、噴霧
化作用を受けると、一つの推論ではあるが、噴霧溶滴が
急冷され局所的な凝固とそれに伴なう粘性変化によりそ
の後の球状化に悪影響を及ぼすように思われる。従って
、噴霧気体の温度を昇温する方がむしろ好ましい。但し
、噴霧気体をあまりに高温にすることは、溶滴の凝固を
遅らせるのでかえって逆効果となる。
る気体噴霧法に゛ついて、詳細な検討を加えた結果、噴
霧気体により溶体金属をシ霧化して溶滴として分散せし
めるに際しての噴霧気体の温度が球状化に重要な影響を
持っていることが判明した。従来、噴霧気体の温度は常
温とされ、その濃度を高めることは溶滴の凝固を遅らせ
むしろ有害であると一般に信ぜられてきた。噴Ｕ化され
て生成した溶滴は金属粒回収ホッパ内を落下しっつその
間に凝固してホッパ底にて捕集されるのであるが、最初
の噴霧化時の溶滴の性状がその球状化の成否に決定的影
響を及ぼす。金属溶体が常温の噴震気体に曝され、噴霧
化作用を受けると、一つの推論ではあるが、噴霧溶滴が
急冷され局所的な凝固とそれに伴なう粘性変化によりそ
の後の球状化に悪影響を及ぼすように思われる。従って
、噴霧気体の温度を昇温する方がむしろ好ましい。但し
、噴霧気体をあまりに高温にすることは、溶滴の凝固を
遅らせるのでかえって逆効果となる。
加えて、金ｍ溶滴の生成から凝固までの全期間中、金属
と酸素との結びつく機会を所定限以下に抑えることによ
って球状化が好適に進行することも見出された。そのた
めには、噴霧気体中の酸素濃度はもちろんのこと、金属
粒回収ホッパ内雰囲気のｍ素濃度をも所定限度以下に維
持する必要がある。酸素濃度の上限は対象とする金属に
依存はするが、一般的に８％とされる。このような酸素
□濃度管理を上記昇温された噴霧気体の使用と併用
することにより一層球状化された金属粒を製造すること
が可能となる。
と酸素との結びつく機会を所定限以下に抑えることによ
って球状化が好適に進行することも見出された。そのた
めには、噴霧気体中の酸素濃度はもちろんのこと、金属
粒回収ホッパ内雰囲気のｍ素濃度をも所定限度以下に維
持する必要がある。酸素濃度の上限は対象とする金属に
依存はするが、一般的に８％とされる。このような酸素
□濃度管理を上記昇温された噴霧気体の使用と併用
することにより一層球状化された金属粒を製造すること
が可能となる。
斯くして、本発明は、金属溶体を噴霧気体により細滴に
分散せしめ、そして金属粒回収ホッパ内を落下せしめて
捕集することから成る金属粒製造方法において、昇温さ
れた噴霧気体を使用することを特徴とするものである。
分散せしめ、そして金属粒回収ホッパ内を落下せしめて
捕集することから成る金属粒製造方法において、昇温さ
れた噴霧気体を使用することを特徴とするものである。
更に、本発明は、昇温された噴霧気体を使用すると共に
、噴霧気体中の酸素濃度及び金属粒回収ホッパ内雰囲気
の酸素濃度を８％以下とすることを特徴とする。
、噴霧気体中の酸素濃度及び金属粒回収ホッパ内雰囲気
の酸素濃度を８％以下とすることを特徴とする。
以下、本発明について詳細に述べる。
本発明において対象とする金属は噴霧法により金属粒を
製造しつる金属一般をすべて含むものであるが、特に酸
素との親和力の高い、例えば亜鉛。
製造しつる金属一般をすべて含むものであるが、特に酸
素との親和力の高い、例えば亜鉛。
カドミウム、鉛或いはこれらの合金等の金属が対象とさ
れる。
れる。
金Ｍｌ＃体は、金属粒回収ホッパ上に設置された溜め容
器において所庫の温度に維持されつつその底に設けられ
たノズルを通して放出され、放出直後噴錯気体によって
細滴に分散される。分散した細滴はホッパ内を落下しつ
つ凝固し、そしてホッパ底において金属粒として捕集さ
れる。
器において所庫の温度に維持されつつその底に設けられ
たノズルを通して放出され、放出直後噴錯気体によって
細滴に分散される。分散した細滴はホッパ内を落下しつ
つ凝固し、そしてホッパ底において金属粒として捕集さ
れる。
金属溶体の温度は、融点にできるだけ近いほどよいが、
噴霧化が可能な範囲の温度にあることを要する。例えば
−電池用の亜鉛粒製造の場合には。
噴霧化が可能な範囲の温度にあることを要する。例えば
−電池用の亜鉛粒製造の場合には。
最純亜鉛（９９，９９％Ｚｎ ）が用いられ、溶体温
度は４５０〜６００℃とされる。溶体の温度は噴霧化細
滴の凝固時間と相関するがら、細滴がホッパ壁に衝突す
る際充分に凝固していないと衝撃によって扁平化或いは
歪曲化しやすいので、ホッパ壁への衝突までに充分の凝
固粒が得られるよう、設備の他の因子を考慮して溶体温
度を選定することが望まれる。ホッパの容積が大きく、
ホッパ壁に分数細滴が衝突するまでの時間が比較的長く
とれる場合には、溶体温度を高くすることができる。
度は４５０〜６００℃とされる。溶体の温度は噴霧化細
滴の凝固時間と相関するがら、細滴がホッパ壁に衝突す
る際充分に凝固していないと衝撃によって扁平化或いは
歪曲化しやすいので、ホッパ壁への衝突までに充分の凝
固粒が得られるよう、設備の他の因子を考慮して溶体温
度を選定することが望まれる。ホッパの容積が大きく、
ホッパ壁に分数細滴が衝突するまでの時間が比較的長く
とれる場合には、溶体温度を高くすることができる。
しかし、大形のホッパの使用は設備がかさむ点で好まし
くないので、溶体温度を低目にすることが好ましい。
くないので、溶体温度を低目にすることが好ましい。
ホッパの側壁は曲面を呈することが好ましい。
これは、前述したように噴霧化金属が側壁に当るまでに
充分冷却されていないと変形しやすいので。
充分冷却されていないと変形しやすいので。
曲面とすることによって衝撃を少しでも緩らげるためで
ある。
ある。
噴霧気体圧力は、細粒を得るには高い程良いが、あまり
高くしすぎると側壁等に分散溶滴が当って変形したり或
いは圧力衝撃によって溶滴が扁平になるのでかえって好
ましくない。なるだけ一様なそして微細な噴霧化効果が
得られるよう溜め容器底の放出ノズル寸法等をも勘案し
て適正な圧力を選定する必要がある。例えば、亜鉛の場
合では、一般に１〜５ ｋｙｌｏｌの範囲とされ、、
２ ｋｇ／ｃｒｒ？が好ましい。
高くしすぎると側壁等に分散溶滴が当って変形したり或
いは圧力衝撃によって溶滴が扁平になるのでかえって好
ましくない。なるだけ一様なそして微細な噴霧化効果が
得られるよう溜め容器底の放出ノズル寸法等をも勘案し
て適正な圧力を選定する必要がある。例えば、亜鉛の場
合では、一般に１〜５ ｋｙｌｏｌの範囲とされ、、
２ ｋｇ／ｃｒｒ？が好ましい。
本発明に従えば、噴霧気体は常温ではなく昇温下で使用
される。先にも述べたように、溜め容器の底ノズルから
流下する溶体は加圧された噴霧気体の噴霧化作用に先ず
曝される。この際、常温の噴霧気体を使用すると生成溶
滴が急に冷えすぎ、恐らくは部分的凝固が生ずる等の理
由で自然な球７ 状化作用の進行が妨げられる。従っ
て、金属溶体を最初にあまりに急激な冷却作用下に置か
ないように、噴霧気体を昇温する必要がある。加熱温度
は溶体金属温度に応じて変わるが、常温以上溶体金属温
度近くまで可能である。しかし、噴霧気体温度をあまり
に上げすぎると、溶滴の凝固を遅らせ、不十分な凝固の
ままホッパ壁に金属粒が衝突して、変形される恐れが出
てくる。溶体温度、ホッパ設計寸法、噴霧気体圧力等を
総合的に勘案して適度な噴霧気体加熱温度を選定するこ
とが好ましい。例えば亜鉛の場合１００〜３５０’Ｃ位
が適当である。
される。先にも述べたように、溜め容器の底ノズルから
流下する溶体は加圧された噴霧気体の噴霧化作用に先ず
曝される。この際、常温の噴霧気体を使用すると生成溶
滴が急に冷えすぎ、恐らくは部分的凝固が生ずる等の理
由で自然な球７ 状化作用の進行が妨げられる。従っ
て、金属溶体を最初にあまりに急激な冷却作用下に置か
ないように、噴霧気体を昇温する必要がある。加熱温度
は溶体金属温度に応じて変わるが、常温以上溶体金属温
度近くまで可能である。しかし、噴霧気体温度をあまり
に上げすぎると、溶滴の凝固を遅らせ、不十分な凝固の
ままホッパ壁に金属粒が衝突して、変形される恐れが出
てくる。溶体温度、ホッパ設計寸法、噴霧気体圧力等を
総合的に勘案して適度な噴霧気体加熱温度を選定するこ
とが好ましい。例えば亜鉛の場合１００〜３５０’Ｃ位
が適当である。
更には、噴霧気体の酸素濃度は８％以下に抑制すること
が好ましい。これは、噴霧化に際して金＃！溶体と酸素
との接触する機会をできる限り少くして酸化物の生成を
最小限にするためである。噴霧気体としては、窒素ガス
、 ＣＯ，ガス、アルゴンその他の不活性ガスが用いら
れる。
が好ましい。これは、噴霧化に際して金＃！溶体と酸素
との接触する機会をできる限り少くして酸化物の生成を
最小限にするためである。噴霧気体としては、窒素ガス
、 ＣＯ，ガス、アルゴンその他の不活性ガスが用いら
れる。
加えて、噴霧化後溶滴が未凝固状態で滞留する金属粒回
収ホッパ内の雰囲気の酸素濃度をも８％以下に併せて管
理することが好ましい。そのためには、ホッパ内部が周
囲雰囲気と密閉性のよいように設備を設計する必要があ
る。金属溶体溜めとホッパとの連結部や金属粒回収口に
適宜のシール手段を設けねばならない。
収ホッパ内の雰囲気の酸素濃度をも８％以下に併せて管
理することが好ましい。そのためには、ホッパ内部が周
囲雰囲気と密閉性のよいように設備を設計する必要があ
る。金属溶体溜めとホッパとの連結部や金属粒回収口に
適宜のシール手段を設けねばならない。
上記８％の上限値は、各種金属に対してカサ比重を測定
すること及び顕微鏡観察により球状化の程度の把握する
ことにより為された。例えば酸素との親和力の強い亜鉛
の場合、次のような結果が得られた： カサ密度は、全４粒が整粒のものであり且つ球状化する
程大きくなり、金属粒の性状に関してきわめて明確なめ
やすを与えるものであり、本発明と関連しては３２０を
超えるものが優秀と判定された。
すること及び顕微鏡観察により球状化の程度の把握する
ことにより為された。例えば酸素との親和力の強い亜鉛
の場合、次のような結果が得られた： カサ密度は、全４粒が整粒のものであり且つ球状化する
程大きくなり、金属粒の性状に関してきわめて明確なめ
やすを与えるものであり、本発明と関連しては３２０を
超えるものが優秀と判定された。
次に、亜鉛溶湯を使用しての実施例並びに比較例を述べ
る。
る。
例 １
５５０℃に保持された亜鉛溶湯に対して噴響気体として
噴霧圧力２ ｋｆ／ｃａｒ”圧力の空気を使用して亜鉛
粒の製造を行った。空気温度は、常温、１５０℃、及び
３００℃の三種を使用した。生成粒のカサ密度を測定し
た。
噴霧圧力２ ｋｆ／ｃａｒ”圧力の空気を使用して亜鉛
粒の製造を行った。空気温度は、常温、１５０℃、及び
３００℃の三種を使用した。生成粒のカサ密度を測定し
た。
空気温度 カサ比重
室 温 ２．８
１５０℃ ！Ｌ２５
５００℃ 五３５
得られた粒は１００〜２００メツシユの範囲のものが多
かった。
かった。
ｊ二」−
例１の空気の代りに窒素ガスを使用し、また回収ホッパ
内雰囲気を酸素濃度１５％に維持して試験を行った。生
成粒のカサ密度は次の通り更に改善された。
内雰囲気を酸素濃度１５％に維持して試験を行った。生
成粒のカサ密度は次の通り更に改善された。
窒素温度 カサ比重
１５０℃ ４．１０
３００℃ ４．１２
同じく１００〜２００メツシユ範囲の粒のものが多くを
占めた。
占めた。
実施例に示されるように、噴霧気体の温度を高めそして
好ましくは酸素濃度を低濃度に管理することによって五
２０以上のカサ比重を有する亜鉛粒が生成され、これは
生成亜鉛粒が察流され且つ球状化されていることを意味
する。また、冷却媒体への滴下法とは対照的に、特にア
ルカリ電池に要求される１００〜２００メツシユ範囲の
微細なものが高収率で生成される。こうして本発明によ
り生成された亜鉛粒はカサ比重が従来品より約１５倍程
大きくなるため、アルカリ電池等小型電池の能力アップ
に著しい貢献をなすものである。また、アルカリ電池に
おいては、従来一定の粒径のものが得られず、また細長
い形態のものが大多数であったため、亜鉛線を一定形状
のものに切断することも行われていたが、本発明により
一定寸の球状のものがそのような面側な方法に依らず、
簡単な噴鵞法によって連続的に製造しうろことも大きな
メリットである。
好ましくは酸素濃度を低濃度に管理することによって五
２０以上のカサ比重を有する亜鉛粒が生成され、これは
生成亜鉛粒が察流され且つ球状化されていることを意味
する。また、冷却媒体への滴下法とは対照的に、特にア
ルカリ電池に要求される１００〜２００メツシユ範囲の
微細なものが高収率で生成される。こうして本発明によ
り生成された亜鉛粒はカサ比重が従来品より約１５倍程
大きくなるため、アルカリ電池等小型電池の能力アップ
に著しい貢献をなすものである。また、アルカリ電池に
おいては、従来一定の粒径のものが得られず、また細長
い形態のものが大多数であったため、亜鉛線を一定形状
のものに切断することも行われていたが、本発明により
一定寸の球状のものがそのような面側な方法に依らず、
簡単な噴鵞法によって連続的に製造しうろことも大きな
メリットである。
以上説明した通り、本発明は、従来概念に反して噴霧気
体の温度を高めることによりそして噴籾化から凝固に至
るまでの過程全体を通して酸素濃度上限の厳密な管理を
併用することにより気体噴霧法によって簡易に且つ効率
的に微細な球状金属粒の製造に成功したものである。
体の温度を高めることによりそして噴籾化から凝固に至
るまでの過程全体を通して酸素濃度上限の厳密な管理を
併用することにより気体噴霧法によって簡易に且つ効率
的に微細な球状金属粒の製造に成功したものである。
、・ｒ、″
’−−１，’
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １） 金属溶体を噴霧気体により細滴に分散せしめ、そ
して金属粒回収ホッパ内を落下せしめて捕集することか
ら成る金属粒の製造方法において、昇温された噴鮮気体
を使用することを特徴とする金属粒製造方法。 ２）金属溶体を噴霧気体により細滴に分散せしめ、そし
て金属粒回収ホッパ内を落下せしめて捕集することから
成る金属粒の製造方法において、昇温された噴霧気体を
使用すると共に、噴霧気体中の酸素濃度及び金属粒回収
ホッパ内雰囲気の酸素濃度を８％以下とすることを特徴
とする金属粒製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100788A JPS609082B2 (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 球状化亜鉛粒製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57100788A JPS609082B2 (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 球状化亜鉛粒製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58217608A true JPS58217608A (ja) | 1983-12-17 |
| JPS609082B2 JPS609082B2 (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=14283179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57100788A Expired JPS609082B2 (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 球状化亜鉛粒製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609082B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343794A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-24 | Tanaka Electron Ind Co Ltd | 半田粉末の製造方法 |
| WO2000048260A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | N.V. Union Miniere S.A. | Centrifugally atomized zinc alloy powder for alkaline batteries |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998758A (ja) * | 1973-01-05 | 1974-09-18 |
-
1982
- 1982-06-14 JP JP57100788A patent/JPS609082B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998758A (ja) * | 1973-01-05 | 1974-09-18 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6343794A (ja) * | 1986-08-07 | 1988-02-24 | Tanaka Electron Ind Co Ltd | 半田粉末の製造方法 |
| WO2000048260A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | N.V. Union Miniere S.A. | Centrifugally atomized zinc alloy powder for alkaline batteries |
| US7374840B1 (en) * | 1999-02-09 | 2008-05-20 | Umicore | Centrifugally atomized zinc alloy powder for alkaline batteries |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS609082B2 (ja) | 1985-03-07 |
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