JPS6342750A - 粒子の分級方法 - Google Patents
粒子の分級方法Info
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- JPS6342750A JPS6342750A JP18674786A JP18674786A JPS6342750A JP S6342750 A JPS6342750 A JP S6342750A JP 18674786 A JP18674786 A JP 18674786A JP 18674786 A JP18674786 A JP 18674786A JP S6342750 A JPS6342750 A JP S6342750A
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Landscapes
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (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】
（産業上の利用分野）
本発明は湿式方法によって種々の粒径を有する粒子群を
その粒径（粒度）に分級する分級方法に関する。
その粒径（粒度）に分級する分級方法に関する。
（従来の技術及び解決すべき問題点）
粒子群をそれぞれの粒度にしたがって分級することは染
料、化粧品、薬剤、セメント、セラッミク等各種の粒体
を取り扱う工業において重要な操作であり、従来の分級
技術は大気中で行なう乾式法と水中で粒子の沈降速度に
よって行なう湿式法に大別することが出来る。しかして
、乾式分級ｄ、は粒子の自白環が大きく大小粒子は混り
やすく、さらに、粒子の表面エネルギーにより湿式法に
比して凝集粒子となりやすいため精度の高い分級は期待
できない。したがって、高精度で分級するためには通常
湿式法が採用されているが、従来行なわれている湿式分
級方法および装置には次の様な問題点がある。すなわち
、静的重力沈降と溢流によって分級する静的分級機は分
級精度が低く、しかもフィードの変動により分級点が変
わりやすいという欠点があり、垂直又は斜め上向きの水
流（整流または脈動流）の干渉によって、細がい粒子を
溢流させ粗い粒子を沈降させて分級する水力分級機（向
流分級機）は流体注入の際の乱流により精密な分級はで
きず、また、機械力によってまき出す構造の機械分級機
は広い粒度分布の分級用であって精密分級には適さず、
さらに、遠心力を利用することによって分級の分離力を
強めた遠心分級機は遠心力が停止する際に液体の乱れを
生じ精度が低下する欠点がある。現在、粉体工学協会で
提唱されている分級技術はストークスの式にもとすき液
体中を沈降する粒子を採取する方法であって、具体的に
はメスシリンダー等の中に粉体を分散させた分散液を入
れ分散液の上向より澄んできた部分をピペットなどで液
を乱さずに吸いＪ−げ採取する方法であり、前記の何れ
の分級方法よりも精度の高い方法ではあるが、なお、次
のような欠点がある。すなわち、採取の方法、個人差、
吸い上げ速度により一回ごとに誤差が生じ、ピペットの
動きによる乱流が生じやすく、さらに、成る一定の放置
時間沈降させた後、比較的短時間で吸い−Ｌげ採取して
しまうため乱流が起こり易い。
料、化粧品、薬剤、セメント、セラッミク等各種の粒体
を取り扱う工業において重要な操作であり、従来の分級
技術は大気中で行なう乾式法と水中で粒子の沈降速度に
よって行なう湿式法に大別することが出来る。しかして
、乾式分級ｄ、は粒子の自白環が大きく大小粒子は混り
やすく、さらに、粒子の表面エネルギーにより湿式法に
比して凝集粒子となりやすいため精度の高い分級は期待
できない。したがって、高精度で分級するためには通常
湿式法が採用されているが、従来行なわれている湿式分
級方法および装置には次の様な問題点がある。すなわち
、静的重力沈降と溢流によって分級する静的分級機は分
級精度が低く、しかもフィードの変動により分級点が変
わりやすいという欠点があり、垂直又は斜め上向きの水
流（整流または脈動流）の干渉によって、細がい粒子を
溢流させ粗い粒子を沈降させて分級する水力分級機（向
流分級機）は流体注入の際の乱流により精密な分級はで
きず、また、機械力によってまき出す構造の機械分級機
は広い粒度分布の分級用であって精密分級には適さず、
さらに、遠心力を利用することによって分級の分離力を
強めた遠心分級機は遠心力が停止する際に液体の乱れを
生じ精度が低下する欠点がある。現在、粉体工学協会で
提唱されている分級技術はストークスの式にもとすき液
体中を沈降する粒子を採取する方法であって、具体的に
はメスシリンダー等の中に粉体を分散させた分散液を入
れ分散液の上向より澄んできた部分をピペットなどで液
を乱さずに吸いＪ−げ採取する方法であり、前記の何れ
の分級方法よりも精度の高い方法ではあるが、なお、次
のような欠点がある。すなわち、採取の方法、個人差、
吸い上げ速度により一回ごとに誤差が生じ、ピペットの
動きによる乱流が生じやすく、さらに、成る一定の放置
時間沈降させた後、比較的短時間で吸い−Ｌげ採取して
しまうため乱流が起こり易い。
本発明者らは従来の分級方法及び装置の上記の欠点を改
良すべく種々検討した結果、本発明を完成したもので、
本発明の＃Ｊ的は精度の高い湿式分級法を提供するにあ
る。
良すべく種々検討した結果、本発明を完成したもので、
本発明の＃Ｊ的は精度の高い湿式分級法を提供するにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
すなわち、本発明は分級すべき粒子を含有する粒子群を
液体中に分散させた分散液を底部が上下に摺動しうるピ
ストンを備えた容器中に入れ、一定の速度で該容器の底
部を押し上げて、この押し上げ速度より小なる沈降速度
を有する粒子を容器上部より溢流させることによって分
級することを特徴とする粒子の分級方法であって、その
原理を説明すると次のようである。すなわち、広い粒度
分布を有する粒子群を液体中に分散させ、これを底部に
ピストンを備えた容器に入れる（第１図Ｃ参照）。分散
された粒子のうちブラウン運動の影響の少ない、または
、ない粒子の動きについてみると、その粒子の沈降速度
は粒径の２乗に反比例するので粒径によって沈降速度に
差が生ずる（第１図す参照）。しかして、今、容器の底
部をピストンによって一定の速度で押し」二げるとその
押しｈげ速度より大きい沈降速度を有する粒子は見掛は
上位置に変化がないか、または、沈降し、他方、その押
し一ヒげ速度より小さい沈降速度を有する粒子は上方に
押し上げられ（第１図Ｃ参照）その結果、上部より溢流
して分級することができるのである。
液体中に分散させた分散液を底部が上下に摺動しうるピ
ストンを備えた容器中に入れ、一定の速度で該容器の底
部を押し上げて、この押し上げ速度より小なる沈降速度
を有する粒子を容器上部より溢流させることによって分
級することを特徴とする粒子の分級方法であって、その
原理を説明すると次のようである。すなわち、広い粒度
分布を有する粒子群を液体中に分散させ、これを底部に
ピストンを備えた容器に入れる（第１図Ｃ参照）。分散
された粒子のうちブラウン運動の影響の少ない、または
、ない粒子の動きについてみると、その粒子の沈降速度
は粒径の２乗に反比例するので粒径によって沈降速度に
差が生ずる（第１図す参照）。しかして、今、容器の底
部をピストンによって一定の速度で押し」二げるとその
押しｈげ速度より大きい沈降速度を有する粒子は見掛は
上位置に変化がないか、または、沈降し、他方、その押
し一ヒげ速度より小さい沈降速度を有する粒子は上方に
押し上げられ（第１図Ｃ参照）その結果、上部より溢流
して分級することができるのである。
例えば、沈降速度がｕｔｌ、ｕｔ２．およびｕｔ３であ
る粒子ａ、ｂおよびＣが存在する分散液（ＵＬ 、＜
ｕ Ｌ ２ ＜ ｕ Ｌ３とする）を容器に入れ底部を
Ｖ＝＝ｕｔ２で押しＩ−げろと粒子ｄはｕｔ、２−ｕｔ
ｌの速度で上昇し容器の上部より溢流し、粒子すは見掛
はヒ、停止ヒし、粒子Ｃはｕｔ、−ｕｔ２の速度で沈降
する。従って、容器の１底部の上昇速度を変えることに
より分級することが出来るのである。
る粒子ａ、ｂおよびＣが存在する分散液（ＵＬ 、＜
ｕ Ｌ ２ ＜ ｕ Ｌ３とする）を容器に入れ底部を
Ｖ＝＝ｕｔ２で押しＩ−げろと粒子ｄはｕｔ、２−ｕｔ
ｌの速度で上昇し容器の上部より溢流し、粒子すは見掛
はヒ、停止ヒし、粒子Ｃはｕｔ、−ｕｔ２の速度で沈降
する。従って、容器の１底部の上昇速度を変えることに
より分級することが出来るのである。
しかして、本発明は染料、化粧品、薬剤、ガラス粒、セ
ラッミク粒子、セメント等各種の粒子に適用することが
出来、また、使用する液体としては水を始めとし各種の
分散媒が使用できる。そして、粒子を分散する分散液の
濃度としては特に制限されないが通常２（ｈｔ％までで
あり、あまり高濃度になると粒子は凝集しやすくなるの
で分散剤を使用することが好ましく、分散剤としては粒
子の表面型イｊｆを中和する界面活性剤等である。そし
て、本発明ではスト−りの沈降式にもとすいて分級する
ため沈降速度に関係する溶媒の粘度、密度は温度に大き
く影響されるので温度コントロールが重要であり、また
、実際に分級操作を行なう雰囲気中での沈降速度を測定
しておく必要がある。
ラッミク粒子、セメント等各種の粒子に適用することが
出来、また、使用する液体としては水を始めとし各種の
分散媒が使用できる。そして、粒子を分散する分散液の
濃度としては特に制限されないが通常２（ｈｔ％までで
あり、あまり高濃度になると粒子は凝集しやすくなるの
で分散剤を使用することが好ましく、分散剤としては粒
子の表面型イｊｆを中和する界面活性剤等である。そし
て、本発明ではスト−りの沈降式にもとすいて分級する
ため沈降速度に関係する溶媒の粘度、密度は温度に大き
く影響されるので温度コントロールが重要であり、また
、実際に分級操作を行なう雰囲気中での沈降速度を測定
しておく必要がある。
次に、本発明で使用する装置を第２図に示す。
すなわち、頂部に採取口１を有する沈降管２がホルダー
３および４によって支持されている。沈降管の底部はピ
ストン６で構成されており、ピストンと沈降管内壁との
間には０リング７が挿入され管の底部の気密性が保持さ
れている。そして、ピストンはピストン−駆動部連結管
８によって上下に摺動するスライド部５に連結されてい
る。スライド部は制御盤１１によってコントロールされ
た速度で回転するモーター１０およびスクリューねじ９
によって駆動される。本装置の使用に際しては、先ず分
級すべき粒子を含有する分散液を沈降管に入れると粒子
はその粒径にしたがって沈降して沈降管内部に一様に分
散する。次にモーターを一定の速度で作動させて沈降管
底部のピストンを定速度で上部に駆動させると分散液の
上部に分散している一定の粒径範囲の粒子を有する分散
液が頂部の採取口から溢流としてオーバーフローするの
でこの液を採取することにより分級するのである。
３および４によって支持されている。沈降管の底部はピ
ストン６で構成されており、ピストンと沈降管内壁との
間には０リング７が挿入され管の底部の気密性が保持さ
れている。そして、ピストンはピストン−駆動部連結管
８によって上下に摺動するスライド部５に連結されてい
る。スライド部は制御盤１１によってコントロールされ
た速度で回転するモーター１０およびスクリューねじ９
によって駆動される。本装置の使用に際しては、先ず分
級すべき粒子を含有する分散液を沈降管に入れると粒子
はその粒径にしたがって沈降して沈降管内部に一様に分
散する。次にモーターを一定の速度で作動させて沈降管
底部のピストンを定速度で上部に駆動させると分散液の
上部に分散している一定の粒径範囲の粒子を有する分散
液が頂部の採取口から溢流としてオーバーフローするの
でこの液を採取することにより分級するのである。
なお、従来技術として前述した水力分級機の中にオーバ
ーフローによって粒子を分級する装置の一つとしてＥｄ
ｅｌ−Ｋａｍｉｇ式垂直流分級機がある。この分級機は
瓢箪形の外形をもつ容器の上部コラムに試料分散液を、
下部コラムにオーバーフロー用の上昇水をそれぞれ連続
的に供給し、上昇水によって微粒子をオーバーフローさ
せて目的物を採取するもので、上つぼまりの分級コラム
を利用することによって分級点に近い粒度の粒子がコラ
ム内に留まって分級性能を阻害することを避けてはいる
が、上昇水の注入に伴う乱流が生じるので、連続的に分
級することはできるが、精密な分級を行うことができな
いという欠点を有する。一方、本発明の方法によればバ
ッチ式ではあるが、試料分散液を入れたシリンダーの底
部が上方に摺動することにより、試料溶液全体を上昇さ
せて目的物をオーバーフローさせるのであるから乱流を
生じる恐れは全くなく、したがって、より精密な分級を
行うことができるのである。
ーフローによって粒子を分級する装置の一つとしてＥｄ
ｅｌ−Ｋａｍｉｇ式垂直流分級機がある。この分級機は
瓢箪形の外形をもつ容器の上部コラムに試料分散液を、
下部コラムにオーバーフロー用の上昇水をそれぞれ連続
的に供給し、上昇水によって微粒子をオーバーフローさ
せて目的物を採取するもので、上つぼまりの分級コラム
を利用することによって分級点に近い粒度の粒子がコラ
ム内に留まって分級性能を阻害することを避けてはいる
が、上昇水の注入に伴う乱流が生じるので、連続的に分
級することはできるが、精密な分級を行うことができな
いという欠点を有する。一方、本発明の方法によればバ
ッチ式ではあるが、試料分散液を入れたシリンダーの底
部が上方に摺動することにより、試料溶液全体を上昇さ
せて目的物をオーバーフローさせるのであるから乱流を
生じる恐れは全くなく、したがって、より精密な分級を
行うことができるのである。
次に実施例をもって本発明を説明する。
実施例１
分級前の原料としてガラス微小球（硬質ガラス、組成５
ｉ０２７０％、Ａｌ２Ｏ，５％、Ｂ２０３１４％、Ｎａ
２Ｏ６，５％、 Ｋ２Ｏ２％、ＢａＯ１％。
ｉ０２７０％、Ａｌ２Ｏ，５％、Ｂ２０３１４％、Ｎａ
２Ｏ６，５％、 Ｋ２Ｏ２％、ＢａＯ１％。
ＣａＯ１％、Ｆｅ、０３０．５％、真比重２．４０゜形
状：球形）を本発明によって分級する。このガラス微小
球よりなる原料は、走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−Ｔａ２
ＯＪＥＯＬ ＬＴＤ製）で測定した結果、粒経約３０μ
ｍであった。この原料ガラス微小球１００ｇを水９００
ｃｃに入れ１０分間分散させて分散液を作成した。
状：球形）を本発明によって分級する。このガラス微小
球よりなる原料は、走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−Ｔａ２
ＯＪＥＯＬ ＬＴＤ製）で測定した結果、粒経約３０μ
ｍであった。この原料ガラス微小球１００ｇを水９００
ｃｃに入れ１０分間分散させて分散液を作成した。
このとき、分散液およびその周囲の温度は１３℃であっ
た。この分散液をピストンの位置を上面の採取口より２
０■下にある沈降管の中に入れ分散液の水面が採取口の
高さになるようにした。５分間放置したのち２４ｎｕ／
ｈ、 ４４ｎｕ／ｈ、６９ｎｕ／ｈ、９９ｎｕ／ｈ、１
３４ｍｍ ／ ｈ 、 １７６ ｎｕｎ ／ ｈ 、
２２２ ｍｍ ／ ｈの速度で押し上げた。採取物の粒
度分布測定は光透過遠心沈降式粒度測定測置（ＳＡＣＰ
３形島津製作所製）により測定した。各押し上げ速度と
採取した粒子の分布幅は次の通であった・ 第 １ 表 押し上げ速度 粒子の分布幅 １ ２２ ｍｎ／ｈ ４．０ μｍ以下
２ ４４ ４．４ ３ ６９ ６．１ ４ ９９ ６．８ ５ １３４ ７．７ ６ １７６ ８．７ ７ ２２２ １５．０ 以上の結果より例えば第１表の１の操作を繰り返し４．
０μｍ以下の粒子を無くし、次に２の操作を行なうこと
により分布幅０．４μｍ（Ｄ：４．０〜４．４μｍ）の
粒径物を採取することができる。
た。この分散液をピストンの位置を上面の採取口より２
０■下にある沈降管の中に入れ分散液の水面が採取口の
高さになるようにした。５分間放置したのち２４ｎｕ／
ｈ、 ４４ｎｕ／ｈ、６９ｎｕ／ｈ、９９ｎｕ／ｈ、１
３４ｍｍ ／ ｈ 、 １７６ ｎｕｎ ／ ｈ 、
２２２ ｍｍ ／ ｈの速度で押し上げた。採取物の粒
度分布測定は光透過遠心沈降式粒度測定測置（ＳＡＣＰ
３形島津製作所製）により測定した。各押し上げ速度と
採取した粒子の分布幅は次の通であった・ 第 １ 表 押し上げ速度 粒子の分布幅 １ ２２ ｍｎ／ｈ ４．０ μｍ以下
２ ４４ ４．４ ３ ６９ ６．１ ４ ９９ ６．８ ５ １３４ ７．７ ６ １７６ ８．７ ７ ２２２ １５．０ 以上の結果より例えば第１表の１の操作を繰り返し４．
０μｍ以下の粒子を無くし、次に２の操作を行なうこと
により分布幅０．４μｍ（Ｄ：４．０〜４．４μｍ）の
粒径物を採取することができる。
実施例２
先ず、分級に先立って分級操作を行なう雰囲気と同雰囲
気中（温度、使用水質、使用水温度）で沈降速度を測定
した。すなわち、メスシリンダー中に溶媒となる水（６
℃） ９５０ｃｃと分級前原料５０ｇを入れ超音波洗浄
器で１０分分散させた。更に、均一分散のためよく振っ
た後、放置した。１時間後、透明部と乳濁部に分かれて
いる境界と水面までの距離を測定した。この距離は９．
１国であった。次に、この分散液と同一の分散液を第２
図に示した分級装置の沈降管に入れ分散液の液面が採取
口までとなるようにした。５分間そのまま放置した後押
し上げ速度９．５ ａｎ ／ ｈの速度で押し上げ採取
口からオーバーフローした物を採取した。この採取物を
走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−Ｔａ２ＯＪＥＯＬ ＬＴＤ
製）により粒子状態を観察し、粒度分布は電顕法で１０
００個の粒子で分布を測定した。その結果を第３図に示
す。
気中（温度、使用水質、使用水温度）で沈降速度を測定
した。すなわち、メスシリンダー中に溶媒となる水（６
℃） ９５０ｃｃと分級前原料５０ｇを入れ超音波洗浄
器で１０分分散させた。更に、均一分散のためよく振っ
た後、放置した。１時間後、透明部と乳濁部に分かれて
いる境界と水面までの距離を測定した。この距離は９．
１国であった。次に、この分散液と同一の分散液を第２
図に示した分級装置の沈降管に入れ分散液の液面が採取
口までとなるようにした。５分間そのまま放置した後押
し上げ速度９．５ ａｎ ／ ｈの速度で押し上げ採取
口からオーバーフローした物を採取した。この採取物を
走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−Ｔａ２ＯＪＥＯＬ ＬＴＤ
製）により粒子状態を観察し、粒度分布は電顕法で１０
００個の粒子で分布を測定した。その結果を第３図に示
す。
（効果）
以上述べたように、本発明は種々の粒径を有する粒子群
を液中に分散させ、その粒子の沈降速度と同速度で液を
押し上げるという極めて簡単な操作により従来法の欠点
を改善しシャープに粒径を揃えることができる等の効果
を奏するのである。
を液中に分散させ、その粒子の沈降速度と同速度で液を
押し上げるという極めて簡単な操作により従来法の欠点
を改善しシャープに粒径を揃えることができる等の効果
を奏するのである。
第１図は本発明の詳細な説明するための説明図、第２図
は本発明で使用する装置の側面図、第３図（、）は本発
明で分級された粒子構造の電子顕微鏡写真及び（ｂ）は
その分布状態を示す。 １・・・・・採取［１２・・・・沈降管３．４・ホルダ
ー ５・・・・スライド部６・・ ・ピストン
７・・・・・・０リング８・・ ピストン−駆動部
連結管 ９・・・スクリューねじ １０・・モーター１１・ 制
御盤
は本発明で使用する装置の側面図、第３図（、）は本発
明で分級された粒子構造の電子顕微鏡写真及び（ｂ）は
その分布状態を示す。 １・・・・・採取［１２・・・・沈降管３．４・ホルダ
ー ５・・・・スライド部６・・ ・ピストン
７・・・・・・０リング８・・ ピストン−駆動部
連結管 ９・・・スクリューねじ １０・・モーター１１・ 制
御盤
Claims (1)
- 分級すべき粒子を含有する粒子群を液体中に分散させた
分散液を底部が上下に摺動しうるピストンを備えた容器
中に入れ、一定の速度で該容器の底部を押し上げて、こ
の押し上げ速度より小なる沈降速度を有する粒子を容器
上部より溢流させることによって分級することを特徴と
する粒子の分級方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18674786A JPS6342750A (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | 粒子の分級方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18674786A JPS6342750A (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | 粒子の分級方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6342750A true JPS6342750A (ja) | 1988-02-23 |
| JPH0399B2 JPH0399B2 (ja) | 1991-01-07 |
Family
ID=16193935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18674786A Granted JPS6342750A (ja) | 1986-08-11 | 1986-08-11 | 粒子の分級方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6342750A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5283249B2 (ja) * | 2006-12-27 | 2013-09-04 | 花王株式会社 | 研磨液組成物の製造方法 |
-
1986
- 1986-08-11 JP JP18674786A patent/JPS6342750A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0399B2 (ja) | 1991-01-07 |
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