JPH02261536A - 粉体の表面改質装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、化粧品、￥Ｉ′）体塗料、複写材料、医薬品
などにおいて使用する粉体の表面に他の粉体を付着させ
て新しい殿能をもたせるようにした粉体の表面改質装置
に関するものでおる。

［従来の技術］ この種、粉体の表面改質装置として、特開昭６２−８３
０２９号公報をあげることができる（第９図参照）。

このものは第９図において、衝撃式粉砕機を用いて行な
うようにしたものである。

この衝撃式粉砕機はケーシングａ内に回転軸すにより高
速回転する回転％ｃを設け、この回転盤Ｃの外周に多数
の衝撃ピンｄ＠設け、前記衝撃ピンｄの最外周軌道面に
沿い、かつそれに対して一定の空間に置いて周設された
衝突リングｅからなる。

なお、ｆは開閉弁、Ｑは衝撃室、ｈは循環回路である。

そして、開閉弁ｆを閉じた状態で回転盤Ｃを回転させる
と、この回転盤Ｃの回転に伴って気流が生じ、この気流
の遠心力に基づくファン効果によって衝撃室Ω、循環回
路りを巡って自己循環の流れが形成される。

一方、母粒子となる材料と子粒子となる材料をミキサー
ｉに所定配合比で投入し、ここで強力な混合を行なうと
、両材料とも活性化し、この活性化に伴なう静電気によ
り母粒子の表面に子粒子が付着する。

この母粒子の表面に子粒子を付着させた被処理粉体を貯
槽し、計量フィーダに、ホッパｅを経て前記衝撃式粉砕
機の気流循環サイクル中に投入する。

投入された被処理粉体は、衝撃ピンｄによって打撃作用
を受け、ざらに衝突リングｅに衝突して母粒子の表面に
子粒子が圧縮作用を受ける。

次いで、該粉体は循環ガスとともに循環回路りを循環し
て再び衝撃室ｑに戻り、再度打撃作用を受ける。

このような衝撃作用が何回も繰り返されるうちに子粒子
は母粒子の表面へ埋設または強固に固着される。

以上の固着作業が終了すると、開閉弁ｆを開き、固定化
された粉体を排出する。

排出された粉体は、排風機ｐの吸引力によって、サイク
ロンｍ、パックフィルタｎに誘導された後、補集される
。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記衝撃式粉砕機は、回転盤Ｃと衝突リ
ングｅとの間の空間において固定・成膜化されるのであ
るが、直径が大きくなれば有効に働く空間は外周部のみ
でそれ以外の部分は有効な衝撃空間として作用しない。

このため、有効空間体積は直径の１乗でしか増加せず、
スケールアップしにくい問題がおる。

また、該衝撃式粉砕機において、大型化に際して、粒子
に同一の遠心力を作用させるには、回転速度を上げなけ
ればならない。このように回転盤Ｃの回転数を上げると
、機械強度上の問題が生じるため、大型化には限界があ
る。

さらに、衝撃式粉砕機は回転盤Ｃを内蔵するものである
ため、材料（銘柄）切替時における１吊除が困難でおる
。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、スケールアップが容易かつ１吊除が簡
単な粉体の表面改質装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の粉体の表面改質装
置は、所定の配合比からなる母粒子となる材料と子粒子
となる材料を混合して母粒子に子粒子を付着させるジェ
ット噴流式混合活性機と、母粒子に子粒子が付着した被
処理粉体を固定・成膜するサイクロン式固定・成膜機と
、該固定・成膜機からの被処理粉体を前記混合活性機に
循環又は排出する搬送手段とよりなるものである。

そして、−前記混合活性機は円筒状本体の底部を円堆形
にすることが望ましい。

また、前記混合活性機は円筒状本体の下部周壁に大気吸
入孔を設けることかできる。

［作用］ 母粒子となる材料と子粒子となる材料を所定の配合比で
混合活性機に投入する。

該混合活性機内の両材料はジェット噴流により、旋回と
上下動を繰り返し撹拌・混合される。

すなわち、ジェット噴流の速度エネルギーが母粒子に伝
わり、粒子間同志が摩擦・衝突して母粒子の表面が活性
化し、ひいては静電気を帯び、この結果、母粒子の表面
に子粒子が付着する。

母粒子に子粒子を付着した被処理粉体はサイクロン式固
定・成膜機に高流速で流入する。

流入した被処理粉体は、該固定・成膜機の内壁に大きな
遠心力を受けて押しつけられこの内壁に沿って旋回しつ
つ下方に移動していく間に、固定・成膜化される。

次いで、固定・成膜化された被処理粉体は、搬送手段を
経て前記混合活性機にもどされ、再び活性化され、母粒
子表面の未付着部分に子粒子を付着させる。

以上の工程を少くとも１０回以上繰り返すことによって
、母粒子の表面に子粒子が確実に付着しかつ全表面に固
定・成膜される。

このようにして両粒子の固定・成膜が終了した被処理粉
体は製品として搬送手段を経て取り出す。

そして、円筒状本体の底部を円錐形とすることによって
、上下動する粒子は該円鉗面を流下し、ジェット噴流に
確実に巻き込まれるのでおる。

また、大気吸入孔より空気を吸引することによって、ジ
ェット噴流体の使用量を減らすことができる。

［実施例］ 実施例について図面を参照して説明する。

第１図〜第５図において、母粒子となる材料のタンク１
及び子粒子となる材料のタンク２からの両材料は、フィ
ードホッパ３．定但フィーダ４゜接続シュート５を経て
、混合活性機６に供給されるようになっている。

前記混合活性機６は、下部が円錐状の下部８を有し、上
部に排出口９を有する円筒上本体７からなり、該本体７
の下部周壁に高圧流体発生１１１０からの高圧流体を噴
出する噴射ノズル１１を接線方向に向くように設けると
共に大気吸引孔１２を形成したものである。

前期混合活性償６からの被処理粉体は固定・成膜機１３
に導かれるのである。

この固定・成膜機１３は、上部体１４ａと、下部体１４
ｂからなる上下方向に向いた筒状本体１４と、該本体１
４の下部に設けた排出機１５と、上部体１４ａの外側に
設けた加熱体１６とよりなる。

前記上部体１４ａの内面は上から下に向って末広がりと
なった円錐筒状となっている。

１７は上部体１４ａの上部にあって接線方向に向いた入
口部、１８は円筒状本体１４と同心上に設けた排出管で
ある。１９は前記排出管１８と接続した集塵機で、その
下部に排出機２０を有する。

２１は吸引ブロア、２２は前記排出機１５及び２０の下
部に位置する正逆式コンベヤ等の搬送手段であり、例え
ば正転によって、排出機１５及び２０からの被処理粉体
を戻り人口２３を経て混合活性機６に戻す。また、逆転
によって製品を得る。

２７は自動温度調節機でおる。

次に、実施例の作用を説明すると、高圧流体発生１１０
からの高圧流体を噴出ノズル１１より円筒状本体７内に
噴出せしめる（Ｄの矢印方向）とともに大気吸入口１２
がら空気が吸引（Ｃの矢印方向）される。この状態で、
投入された母粒子と子粒子は前記本体７内に噴出された
ジェット噴流により激しく混合・撹拌される。これによ
って両粒子は円筒状本体７内の内壁を旋回しながら上昇
し、おる高さに達するとＢの矢印方向に下降する。

この運動を繰り返す間に活性化し、この活性化によって
静電気を帯びるため、母粒子の表面に子粒子が付着する
こととなる。

子粒子がある程度付着した母粒子は、この粒子の摩擦抵
抗が小さくなるため、旋回しながらＡの矢印方向に上昇
し、排出口９を経て、入口部１７から固定・成膜機１３
内に流入する。このとき、入口部１７の風速は高速でお
ることから、被処理粉体は加速されて高速となって大き
な遠心力を受け、上部体１４ａの内壁に激しく衝突した
後、自転と旋回する。この過程で子粒子は膜化するか、
母粒子に打ち込まれた状態になり、下部体’１４ｂを経
て、Ｆの矢印方向に下降して下部にたまる。

一方、排気はＥの矢印方向に転換して排気管」８を経て
排出される。

以上のようにしてなる被処理粉体は、おるものは完全に
固定化又は成膜化するが、不完全なものもある。これら
すべての粉体は排出機１５から搬送手段２２を経て戻り
人口２３から混合活性機６に戻され、再び、ジェット噴
流により活性化され、該粉体（母粒子）の外表面の未付
着部分に子粒子が付着される。このように付着と固定・
成膜を交互に何回も繰り返した後、搬送手段２２を経て
取り出す。

なお、上部体１４ａを下方向に広がる円錐形にすること
によって粒子の通過を容易にする。つまり、固定・成膜
化が進むに連れて、被処理粉体の転がり摩擦抵抗が小さ
くなるので、排出速度が大きくなり、この結果、処理能
力を上げることができる。主として成膜化の場合に適し
ている。

また、必要により、上部体１４ａに設けた加熱体１６に
より、子粒子を加熱して軟化させ、膜化を促進すること
ができる。

高圧流体噴射ノズル１１及び大気吸入孔１２は複数個も
受けてもよい。

大気吸入孔１２は高圧流体の使用風量を少なくすること
と製品を取り出すとき該製品を壊さないようにするため
である。また、加熱された粒子の冷却作用も有する。

固定・成膜機１３の入口部１７の入口風速を２０〜１２
０ｍ／秒とすることによって被処理粉体に大きな遠心力
を作用させることができる。

系全体を正圧運転するときは吸引ブロア２１は省略され
る。

第６図〜第７図は固定・成膜機の異なる実施例でおり、
但し、前記実施例と同一部分については同一符号を示し
説明を省略する。

２４は上部体１４ａ内に配設した山形状ライナである。

また、下部体１４ｂは上から下に向って逆円錐筒状であ
る。

被処理粉体は山形状ライナ２４に衝突しながら旋回する
ので、特に、子粒子が母粒子より硬い場合でもムラなく
均一に固定化出来る。また、母粒子が偏平な場合でも均
一に固定・成膜化できる。

第８図は固定・成膜機の異なる実施例であり、但し、前
記実施例と同一部分については同一符号を示し説明を省
略する。

２５は入口部１７にピン２６を介して設けたダンパーで
おる。

このダンパー２５により入口部１７の風速を調節するよ
うになっている。特に、高圧流体としてＮ２ガスや水蒸
気等を利用して処理風量が限定されるような場合でも必
要風量を確保できる利点がある。

（実験例） 粒径５〜６μのアクリル系樹脂からなる母粒子に粒径０
．０５μのアクリル系樹脂からなる子粒子を下記の条件
で、ジェット噴流式混合活性機に投入して撹拌・混合し
た後、サイクロン式固定・成膜機に投入して固定・成膜
する工程を多数回繰り返して、表面改質粉体を得た。こ
れを第９図に示す。同図に示すように子粒子が母粒子の
表面を完全に膜化していることが判る。

処理条件＝（イ）ノズル元圧　５に’ｊ／ｃｒＡ（ロ）
投入総量　５００ｇ （ハ）空気温度　６０’Ｃ （ニ）処理時間　４０分 ［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されるので、以下に記載さ
れるような効果を奏する。

ジェット噴流式混合活性機とサイクロン式固定・成膜機
を搬送手段を介して組合せたので、子粒子の母粒子への
付着と子粒子の母粒子に対する固定・成膜が異なる場所
で交互に繰り返される結果、母粒子の外表面を子粒子で
ムラなく完全に被覆することができ、極めて良質な改質
品を得ることかできる。

また、ジェット噴流式混合活性機及びサイクロン式固定
・成膜機を採用したので、装置のスケールアップが容易
でおるとともに掃除が簡単でおる。

また、処理する材料が金属粉や摩耗性の必る扮末であっ
てもコンタミの恐れが著るしく少ない。

さらに、処理する材料が高温又は系全体が正圧（５００
ｍｑ以上）でおっても適用でき、汎用性大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体概略図、第２図は本
発明の混合活性機の一部切欠正面図、第３図は第２図の
Ｉ−Ｉ線断面図、第４図は本発明の固定・−成膜機の一
部切欠正面図、第５図は本発明の固定・成膜機の平面図
、第６図は本発明の固定・成膜機の他の実施例を示す一
部切欠正面図、第７図は第６図の■−■線の部分断面図
、第８図は本発明の固定・成膜機の他の実施例を示す断
面図、第９図は表面改質後の製品の電子顕微鏡写真で、
同図（１）は５０００倍、同図（２）は１００００倍の
ものを示す、第１０図は従来例を示す概略図である。 ６・・・・・・ジェット噴流式混合活性機１３・・・・
・・サイクロン式固定・成膜機８・・・・・・円錐形 １２・・・・・・大気吸入孔 ２２・・・・・・搬送手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）所定の配合比からなる母粒子となる材料と子粒子
   となる材料を混合して母粒子に子粒子を付着させるジェ
   ット噴流式混合活性機と、母粒子に子粒子が付着した被
   処理粉体を固定・成膜するサイクロン式固定・成膜機と
   、該固定・成膜機からの被処理粉体を前記混合活性機に
   循環又は排出する搬送手段とよりなることを特徴とする
   粉体の表面改質装置。（２）前記混合活性機の円筒状本
   体の底部が円錐形である請求項１記載の粉体の表面改質
   装置。 （３）前記混合活性機の円筒状本体の下部周壁に大気吸
   入孔を設けた請求項１又は２記載の粉体の表面改質装置
   。