JPS62221434A - 微小固体粒子の球形化処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、各種の不定形状を有する微小固体粒子の形状
を球状にするか、少なくとも該微小固体粒子を丸味をも
たせた形状の粒子に改善する方法とその装置に関する。

ｂ、　従来の技術 従来、固体粒子の固結防止１分散性の向上、流動性の改
善などを目的として微粉体の球形化処理操作が行なわれ
ており、この操作は、一般に、材料を各種のミキサー型
やボールミル型の攪拌機に入れてこれを長時間（一般に
数時間〜数十時間）攪拌し、攪拌に伴って生ずる摩擦力
及び圧縮力を粒子に与えることによって行なわれて来た
。

Ｃ１発明が解決しようとする問題点 しかし、所望の球形粒子を得るために数時間乃至数十時
間を要し、そのため１ａｗが大型となるばかりでなく、
攪拌に伴って生ずるＩＩ力及び圧縮力が粒度の異なる微
小粒子に酎して夫々不均一に作用するため、球形処理さ
れる粒子の相当部分が粉砕（摩砕）されたり、また逆に
偏平状の粒子が生じたりするなど、品質と加工効率に大
きな問題があった。

ｄ、　問題点を解決するための手段 本発明は、前記事情に飄みてなされたもので、従来技術
の問題点を解消し、第４図（写真）（１）に示す如き粒
子径も形状も興なる微小固体粒子を機械的衝撃的手段に
より、必要に応じて補助的手段として熱的手段を用いて
、極めて短時間（数秒〜数分間）のうちに第４図（写真
）　（ｂｌに示す如き一様な丸味をもった球形粒子にす
ることができる方法とその装置を蝿供するもので、その
要旨は、衝撃式打撃手段を用いて不定形の微小固体粒子
（粉体）を球形化処理する方法とその１［にある。

′本発明の方法とｍｌで球形化処理できる代表的粉体と
しては、一般にその粒径が０．１μｍｍ−１Ｏ０ｐ程度
のエポキシパウダー、ナイロンパウダー、ポリエチレン
パウダー、ポリスチレンパウダー、セルロース、シルク
パウダーなどの有機物、また酸化チタン、ＷＡ鉛、亜鉛
末、ニッケル、ｗ４．鉛、鉄などの無機物及び金属など
であろ、しかし、これら材料に限定されることなく、各
種化学工業、電気、磁気材料工業、化粧品、塗料、印刷
インキ。

及びトナー、色材、繊維、医薬２食品、ゴム、プラスチ
ックス、窯業などの工業界で使用されている各種材料に
適用することができる。

なお、上記の各種材料を核（芯）とし、これら粒子の表
面上に核粒子とは異質の微小粒子を固定化したり、成膜
処理する、いわゆる表面改質の際、上記の核となる物質
が不定形（一般的に粒子径も不揃いである）である場合
は、表面改質処理と同時に球形化処理を行なうことがで
きる。

ｅ、実施例 まずｓｒｔの実施例について図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図及び第２図は衝撃式打撃手段として衝撃式粉砕機
を用いた例を示す、企図において、ｌは本発明方法を実
施するために使用する粉体街撃装！（代表的な衝撃式粉
砕機）のケーシング、２はその後カバー、３はその前カ
バー、４はケーシングｌ内にあって高速回転する回転盤
、５は回転盤４の外周に所定間隔を置いて放射状にＩＩ
Ｉ役された複数の衝撃ピンであり、これは一般にハンマ
ー型またはプレート型のものである。

６は回転Ｗ４をケーシングｌ内に回転可能に軸支持する
回転軸、８は衝撃ピン５の最外周軌道面に沿い、かつそ
れに対して一定の空間を置いて周設された衝突リングで
あり、これは、各種形状の凹凸型または円周平板型のも
のを用いる。

９は衝突リングの一部を切欠いて設けた球形処理粉体排
出用の開閉弁、ｌＯは開閉弁９の弁軸、１）は弁軸１０
を介して開閉弁９を操作するアクチェエータ−１）３は
一端が衝突リング８の内壁の一部に開口し、他端が回転
盤４の中心部付近に開口して閉回路を形成する循環回路
、１４は原料ホッパー、１５は原料ホッパー１４と循環
回路１３とを連結する原料供給用のシェード、１６は原
料計量フィーダー、１７は原料貯槽である。　１８は回
転盤４の外周と衝突リング８との間に設けられた衝撃室
、１９は循環回路１３への循環口を夫々示す。

２０は球形処理粉体排出シェード、２１はサイクロン、
２２はロータリーパルプ、２３はバフグフィ！レター、
２４はロータリーパルプ、２５は排風機、３１は本発明
装置の運転を制御する時＠ＩＩＩＩＩＩＩ装置を夫々示
す。

上Ｅ＊置を用いて、本発明の微小粉体の球形化処理の方
法を実施する場合、次のｇ！領で操作する。

まず、球形化処理粉体排出用の開閉弁９を閉鎖した状態
としておき、必要に応じて不活性ガスをａＸ内に導入し
ながら、駆動手段（図示せず）によって回転軸６を駆動
し、球形化処理すべき物質の性質により５ｓ／ｓｅｅ〜
１６Ｇ−八・Ｃの周速度で回転盤４を回転させる。この
原回転１）４外周の衝撃ピン５の回転に伴って急激な空
気・不活性ガスの気流が生じ、この気流の遠心力に基づ
（ファン効果によって８１ｇ室１８に開口す４循環回路
１３の循環口１９からｉｓ回路１３を巡って回転ａ４の
中心部に戻る気流の循環流れ、即ち完全な自己循環の流
れが形成される。しかもこの際発生する単位時間当りの
循環風量は、衝撃室と循環系の全容積に較べて著しく多
量であるため、短時間のうちに真人な回数の空気流循環
サイクルが形成されることになる。

次に、一定量の被処理粉体を、計量フィーダー１６より
原料ホッパー１４に短時間で投入する。被処理粉体は原
料ホンパー１４からシェード１５を通り衝撃室！８に入
る。衝撃室１８へ送入された粉体粒子群は、ここで高速
回転する回転盤４の多数の衝撃ビン５によって瞬間的な
打撃作用を受け、さらに周辺の衝突リング８に衝突して
被処理粉体が選択的に強度の衝撃作用を受ける。そして
同時に前記循環ガスの流れに同伴して被処理粉体はｍａ
ｔ回路１３をＩｌｌて再び衝撃室１８へ戻り、再度打撃
作用を受ける。

この様なＳｉ＊作業が短時間のうちに連続して何回も繰
り返され、処Ｆｌｉｌｉｌは不定形であった被処理粉体
は丸味をもつようになろ、そしてこの一連の衝撃作業、
即ち球形化作業は微小粉体粒子の全表面が均一な球形と
なるまで、或いは少なくとも相当の丸味をもつまで継続
させるが、衝撃室と循環系の全容積に較べて多量のガス
（空気及び不活性ガス）が系内をｖａｎするため、ガス
と同伴して循環する被処理粉体は極めて短時間のうちに
真人な衝撃回数を受けることになる。−国分の処理量に
もよるが、この球形化処理に要する時間は被処理粉体の
供給時間を含めても一般に数秒乃至数分の極めて短時間
内で終了する。

以上の球形化処理作業が終了した後は、球形化粉体排出
用の開閉弁９をＩＩ線で示す位置に移動させて開き、球
形化処理された粉体を排出する。この球形化処理された
粉体は、それ自身に作用している遠心力（処理粉体に遠
心力が作用しているところであれば排出弁９の位置は別
のところでも良い、）と、排風ｖＡ２５の吸引力によっ
て短時間（数秒間）で衝撃室１８及び循環回路１３から
排出され、シェー）２０を通ってサイクロン２１及び循
環回路１３から排出され、シェード２Ｇを通ってサイク
ロン２１及びバッグフィルター２３などの粉末補集装置
に誘導された後補集され、ロータリーパルプ２２．２４
を介して系外に排出される。

球形化処理された粉体排出後、開閉弁９は直ちに閉鎖さ
れ、再び計量フィダー１６から、次回以降の一定量の被
処理粉体が衝撃室に供給されて同様な工程を経て球形化
処理された粉体が次々と生産される。なお、これら一連
の国分球形化処理操作は、関連機器の動作時間に関連し
て、予め時限設定された時ｐｉｔｍｍ＊ａｔ３ｔニよッ
テ１ｌｌｌすｔＢＨＨれる。

粉体粒子の球形化が部分的局部的球形化処理でよい場合
は、第２図の扮体衝ｌｉ装置をワンパス式の連続処理シ
ステムとして使用することも出来る。

その場合は第２図における循環口１９を閉塞し、開閉弁
９を開とした状態で被処理粉体を原料ホンパー１５から
連続的に供給すれば良い。

また、球形化処理操作中、熱的処理を補助的に併用する
必要のある場合（例えば被処理粉体をやわらかくする必
要のある場合など）は、衝突リング８や循環回路！３を
ジャケット構造とし、各種の熱媒や冷媒を通して被処理
粉体の球形化処理に都合のよい温度条件を設定すること
ができる。

また、本発明の粉体衝ｌｌ装置においては、前記回転１
４に補助羽根を装着し、あるいはｍｍｔｍ路１３の途中
に、たとえば遠心力型プレートファンなどを配置して循
環流に更に９／１）１ｍ１カを与えることもできる。す
なわち、ＮＲ風量を増大させれば単位時間内の循環回数
が増加し、従って粉体粒子の衝突回数も増加するので、
球形化処理晴間を短縮することができる。

さらにまた、本発明の粉体街ＩＩ装置は、上述した循Ｉ
Ｉ回路を備えたもののみでなく、第２図および第３図の
ｗｔ置において循環回路を取除いた構造のものも、これ
を使用することができる。

次に本発明の粉体衝撃１ｔＩ置において行なう粉体の球
形化作業においては、被処理粉体の球形化処理における
酸化劣化を防止したり、発火や爆発を防止する目的で窒
素ガスなどの各種の不活性ガスを使用する場合を説明す
る。

第３図は本発明に係る粉体「ｉ撃装置において、この不
活性ガスを使用する実施例を示す、なおこの実施例の説
明に際し、前記実施例と同一部材については同一符号を
付し、説明を省略する。第３図において、２６は原料ホ
ッパー１４の下部に設けた原料供給弁、２７は原料供給
用のシュート１５に開口する不活性ガスの供給弁、２８
は不活性ガス供給源、２９は不活性ガスの供給路を示す
、尚、この実施例では循環回路１３をケーシング１内に
収納した態様を示す。

運転開始に際して、まず、原料供給弁２６を閉じ、開閉
弁９を開いたあと、不活性ガスの供給弁２７を開き衝撃
室１８及び循環回路１３内に不活性ガスを充満させてお
く、この球形化処理作業開始に先立って行なう衝撃室及
び循環回路内への不活性ガスの置換は、通常数分以内で
終了する。

次に開閉弁９と供給弁２７とを同時に閉じたあと、直ち
に原料供給弁２６を開いて、予め計量された被処理粉体
をシュート１５を通じて衝撃室１８に供給する。なお供
給後、供給弁２６は直ちに閉の状態に戻し、その信号を
受けて計量フィーダー１６は原料ホッパー１４に次回の
被処理粉体を計量し供給しておく。

以後は、不活性ガスと共に前記実施例の場合と同様に被
処理粉体の衝撃を行ない、被処理粉体は循環回路１３内
を循環しながら不活性ガスとの十分な接触を保ちつつ球
形化処理される。次に開閉弁９と供給弁２７とを開くと
球形化処理された粉体は、衝撃室１Ｂ及び循環回路１３
からシュート２０へ排出され、同時に衝撃室１８及び循
環回路１３は新らしい不活性ガスで置換される。排出さ
れた球形化粉体は前記実施例と同様に処理される。

以後は開閉弁９及び供給弁２７を閉じて原料供給弁２６
を開とすれば、次回分の球形化処理操作が進行する。な
お、不活性ガスの供給、停止を含むこれら一連の回分球
形化操作は、前記実施例と同様に時限制御装置３１によ
って制御され継続される。

なお粉体粒子の球形化処理が局所的部分の処理でよい場
合は、第３図の粉体衝撃装置をワンバス式の連続処理シ
ステムとして使用することができる。その場合は第３図
における循環回路１３を閉塞し、原料供給弁２６及び不
活性ガスの供給弁２７並び開閉弁９を開とした状態で被
処理粉体を原料ホッパー１４から連続的に一定量の割合
で供給すればよい、この際、排風機（第１図の２５）出
口の不活性ガスを原料供給シェード１５へ戻す方式を採
れば不活性ガスの使用量を節減することになり経済的で
ある。

方法の実施貫を次に示す。

回転盤に周設された８枚のプレート型衝撃ビンの外径が
２３５閣、ｗｉ環環路路直径が５４．９鶴である第１図
の粉体衝撃装置を使用した０球形化処理粉体として平均
粒径ｄｐ５０　＝　１５μｍの不定形スチレン系樹脂粉
末粉砕品（第４図（ａ））を夫々下表に示す処理条件で
球形化処理を行なった結果、何れも第４図ｔｂ＋に示す
如き一様な丸味をもった球形の粉体を得た。

なお、前記実施例（Ｔ−３）で得られた球形化処理前後
の粉体の走査型電子顕微鏡写真を第４図に示す。

ｆ、　発明の効果 上述の如く、本願発明に係る固体（粉体）粒子の球形化
処理の方法とその装置の特長は、衝撃式打撃手段として
の衝撃式粉砕機構の微小粉体粒子に対する強力な衝撃力
を利用することによって、微小粉体粒子を装置系内の気
相中に完全に分散させた状態で、粒子径及び形状の夫々
異なる粉体粒子の全表面に対して、衝撃力付与のための
衝撃力の大きさそれ自体及び衝撃回数を任意に調節でき
ることにある。

従って、凝集しやすいミクロンオーダーの各種微小粉体
相互の付着を完全に防止しつつ、同時に微小粉体の１個
、１個に対して過不足のない打撃力を付与することがで
きるため、一様な丸味をもった球形粒子を短時間のうち
に効率よく生産することができる。

また、本発明に係る固体粒子の球形化処理装置は、衝撃
室及び循環回路の構造が非常に簡単であり、前カバーを
開くことにより回転盤４を取り外して容易に分解ができ
る。そのため装置内の点検並びに清掃が極めて容易であ
り、品種切換時の異物混入が避けられることによって広
い範囲の種類の粉体材料の球形化処理に提供できる。

また、不活性ガスを使用する場合にも、効率よく、また
その使用量を最低にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る粉体衝撃装置の一実施例を、そ
の前後装置とともに系統的に示した概念的な説明図、第
２図は第１図の側断面説明図、第３図は同じく不活性ガ
スを用いる場合の他の実施例の説明図であり、第４図は
、球形化処理後の粉体の走査型電子顕微鏡写真を示し、
企図（ａｌは１０００倍、企図（ｂｌは１０００倍のも
のを示す。 第・１図 （ａ） （ｂ） 手続補正書動創 昭和６１年６月２３日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　　殿 ２、発明の名称 微小固体粒子の球形化処理方法とその装置３、補正をす
る者 事件との関係　　特許出願人 名称・　株式会社　奈良機械製作所 ４、代理人　　〒１０７ （ほか２名） ５、補正命令の日付 昭和６１年　５月　７日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）衝撃式打撃手段を用いて不定形の微小固体粒子の
   形状を丸味をもった球形粒子に変えることを特徴とする
   微小固体粒子の球形化処理方法。
2. （２）補助手段として加熱し、粒子を軟化させることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の微小固体
   粒子の球形化処理方法。
3. （３）不活性ガスふん囲気下で上記球形化処理工程を行
   なうことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項〜第（
   ２）項のいずれかに記載の微小固体粒子の球形化処理方
   法。
4. （４）衝撃式打撃手段を設けた衝撃室と、該室に固体粒
   子を送るための供給口と、衝撃室の出口から上記供給口
   に連通する循環路を備えることを特徴とする微小固体粒
   子の球形化処理装置。
5. （５）加熱手段を備えたことを特徴とする特許請求の範
   囲第（４）項に記載の微小固体粒子の球形化処理装置。
6. （６）不活性ガス供給手段を備えたことを特徴とする特
   許請求の範囲第（４）項又は第（５）項に記載の微小固
   体粒子の球形化処理装置。
7. （７）衝撃式粉砕機であることを特徴とする特許請求の
   範囲第（４）項に記載の微小固体粒子の球形化処理装置
   。