JPH05208127A - 微粒子コーティング方法および装置ならびに噴霧用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】微粒子を母体粒子にコーティングする際に、例
え粒子径が小さな場合であっても、微粒子や母体の凝集
物等を造粒することなく、好適に目的物を造粒すること
ができる微粒子コーティング方法、噴霧乾燥による微粒
子のコーティングに用いられる、母体粒子および微粒子
を含むスラリーを微細で良好な噴霧とできる噴霧用ノズ
ル、これらを用いる微粒子コーティング装置を提供す
る。 【構成】本発明のコーティング方法は、分散媒中に微粒
子を分散したスラリー溶液を作製し、次いで、このスラ
リー溶液を分散機にかけて前記微粒子をさらに分散する
ことにより、また、本発明の噴霧用ノズルは、分散溶液
の流路と、前記流路の途中に気体を噴出する第１ノズル
と、前記流路の出口近傍で流路の外周部より中心方向に
向けて気体を噴出する第２ノズルとを有することによ
り、さらに、本発明の微粒子コーティング装置は、前記
本発明の微粒子コーティング方法および噴霧用ノズルを
適用することにより、前記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、母体粒子とこの母体粒
子よりも微小な微粒子とを均一に分散媒に分散し、この
スラリーを噴霧乾燥することにより、母体粒子表面に前
記微粒子をコーティングする微粒子コーティング方法、
およびこのような噴霧乾燥による微粒子コーティングに
適用される噴霧用ノズル、ならびに前記微粒子コーティ
ング方法および噴霧用ノズルを適用する微粒子コーティ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナー、化粧品粉末、塗料等の製造にお
いて、各種の特性を付与するため、母体（被コーティン
グ粒子）となる粉粒体の表面への微粒子（コーティング
粒子）のコーティングが行われている。例えば、トナー
では流動性の悪いトナー粒子に流動性を付与するため
に、トナー粒子表面への良好な流動性を有する微粒子の
コーティングが、化粧品粉末では紫外線防止化粧品とす
るために化粧品粉末の表面に紫外線を通さない微粒子の
コーティングが、さらに塗料では安価な顔料原料を製造
するために安価な粒子表面高価な顔料微粒子のコーティ
ングが行われている。

【０００３】このような母体粒子への微粒子のコーティ
ングは、各種の方法によって行われているが、特に粒子
径の小さな粒子を用いたコーティング、例えば平均粒子
径が３μｍ〜１ｍｍ程度の母体粒子に、微粒子をコーテ
ィングする方法として、各原料粒子が分散されたスラリ
ーを作製し、このスラリーを噴霧乾燥することにより母
体粒子表面に微粒子をコーティングする方法が用いられ
ている。

【０００４】噴霧乾燥によるコーティング方法は、アル
コール等の有機溶媒や水等、蒸発可能な溶媒を分散媒と
して用い、この分散媒に所定量の母体粒子とコーティン
グ粒子となる微粒子とを混入、分散してスラリーを作製
する。次いで、このスラリーを１流体ノズルや２流体ノ
ズル等を用いた噴霧機によって乾燥チャンバー内に噴霧
する。噴霧された状態では、母体粒子の表面に、微粒子
を含有するスラリーが存在する状態となっている。従っ
て、乾燥チャンバー内で熱風等によって分散媒を蒸発す
ることにより、母体粒子を微粒子でコーティングした粉
体が造粒される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような噴霧乾燥に
よって母体粒子に微粒子をコーティングする際に、均一
で良好なコーティングを行うためには、母体粒子および
コーティング粒子共に均一に分散媒中に分散された状態
で噴霧乾燥に供される必要がある。

【０００６】ところが、噴霧乾燥による微粒子のコーテ
ィングにおいては、比較的粒子径の小さな粒子を対象と
しているため、分散媒中で微粒子が凝集してしまい、確
実かつ良好に分散させることができない。特に、前述の
ように微粒子は分散媒中でも凝集し易く、好適に分散す
ることが困難である。微粒子が凝集した状態でコーティ
ング（噴霧乾燥）を行うと、母体粒子への微粒子のコー
ティングが均一にならないばかりか、目的物とは異な
る、微粒子の凝集体が造粒されてしまう。

【０００７】また、噴霧はアトマイザー、１流体ノズ
ル、２流体ノズル等によって行われているが、従来の噴
霧器は一個の液滴径を十分に小さくすることができず、
特に母体粒子の粒子径が３μｍ〜１ｍｍと小さい場合に
は多数の母体粒子が一個の液滴中に含まれてしまうた
め、母体粒子が多数集まった造粒物ができてしまう。さ
らに、噴霧した状態で液滴径が均一にならないため、コ
ーティング膜（母体粒子上に微粒子が作る層の厚さ）の
厚さが不均一になるという問題点もある。他方、１流体
ノズル、２流体ノズルの場合には、液滴径を小さくする
ためにはノズル径を小さくする必要があるが、ノズル径
を小さくすると凝集塊がノズルに詰まりやすく、これに
よるトラブルが発生しやすくなってしまう。

【０００８】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、微粒子を母体粒子にコーティング
する際に、例え粒子径が小さな場合であっても、微粒子
や母体の凝集物等を造粒することなく、単一の母体粒子
に微粒子が均一にコーティングされた目的物を良好につ
くることができる、噴霧乾燥による微粒子コーティング
方法および装置、ならびに噴霧乾燥による微粒子のコー
ティングに用いられる、母体粒子およびコーティング粒
子を含むスラリーを微細で、かつ液滴径が均一な良好な
噴霧とすることができる噴霧用ノズルを提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の微粒子コーティング方法は、分散媒中に母
体粒子と前記母体粒子より微小な微粒子とを分散し、こ
の分散溶液を噴霧乾燥させることにより、前記母体粒子
の表面に前記微粒子をコーティングするに際し、分散媒
中に前記微粒子を分散したスラリーを作製し、次いで、
このスラリーを分散機にかけて前記微粒子をさらに分散
した後、前記母体粒子を前記スラリーに加え、これらを
十分に混合した後、直ちに噴霧乾燥することを特徴とす
る微粒子コーティング方法を提供する。

【００１０】また、本発明の微粒子コーティング装置
は、噴霧乾燥によって、母体粒子の表面に、前記母体粒
子より微細な微粒子をコーティングする装置であって、
前記微粒子を分散媒に分散したスラリーを作製する手段
と、前記スラリー中の微粒子の分散をさらに高度にする
分散機と、前記分散機によって分散されたスラリー溶液
に母体粒子を添加し分散する手段と、前記母体粒子が添
加、分散されたスラリーを送液する送液手段と、前記送
液手段によって送られたスラリを噴霧する、ノズル本
体、前記ノズル本体に形成される前記スラリーの流路
と、前記流路の途中に気体を噴出する第１ノズル、およ
び前記流路の出口近傍で流路の外周部より中心方向に向
けて気体を噴出する第２ノズルを有する噴霧ノズルを用
いる噴霧器と、前記噴霧器によって噴霧されたスラリー
を乾燥する手段とを有することを特徴とする微粒子コー
ティング装置を提供する。

【００１１】また、前記本発明の微粒子コーティング装
置において、前記分散器が、前記スラリーを作製する手
段によって作製されたスラリーの流入口および流出口、
ならびに前記流入口と流出口とを連通する流路を有する
分散器本体と、前記流路の途中に形成されるオリフィス
と、前記流路の途中の前記オリフィスの下流側かつ近傍
に設けられる超音波発生手段とを有する湿式分散器であ
るのが好ましい。

【００１２】また、本発明の噴霧用ノズルは、母体粒子
と前記母体粒子より微小な微粒子とが分散されたスラリ
ーを噴霧乾燥することにより、前記母体粒子の表面への
前記微粒子のコーティングを行う噴霧用ノズルであっ
て、ノズル本体と、前記ノズル本体に形成される前記ス
ラリーの流路と、前記流路の途中で前記スラリーの流れ
の方向に気体を噴出する第１ノズルと、前記流路の出口
近傍で流路の外周部より中心方向に向けて気体を噴出す
る第２ノズルとを有することを特徴とする噴霧用ノズル
を提供する。

【００１３】

【実施態様】以下、本発明の微粒子コーティング方法お
よび噴霧用ノズル、ならびにこれらを用いる本発明の微
粒子コーティング装置について、添付の図面に示される
好適実施例をもとに詳細に説明する。

【００１４】図１に、本発明の微粒子コーティング方法
および噴霧用ノズルを用いる、本発明の微粒子コーティ
ング装置が概念的に示される。

【００１５】本発明を実施する微粒子コーティング装置
１０は、母体粒子（被コーティング粒子）とコーティン
グ粒子である微粒子（以下、微粒子とする）とを含有す
る混合スラリー１２を作製し、これを噴霧器１４によっ
て噴霧、次いで乾燥する、いわゆる噴霧乾燥による微粒
子コーティング装置１０（以下、コーティング装置１０
とする）であって、まず、コーティング粒子である微粒
子を分散媒に分散して微粒子スラリー１６とする。微粒
子スラリー１６を作製する方法には特に限定はなく、撹
拌槽を用いる方法、超音波槽を用いる方法等、公知の方
法がいずれも適用可能である。

【００１６】また、適用する分散媒にも特に限定はな
く、母体粒子や微粒子に応じて、各種アルコール等の有
機溶媒、水等、蒸発可能な分散媒を適宜選択すればよ
い。微粒子と分散媒の混合比は、母体粒子および微粒子
の粒子径、母体粒子表面への微粒子の付着量、噴霧ノズ
ルの種類や噴霧する際の粘度等に応じて設定すればよ
い。

【００１７】本発明においては、作製された微粒子スラ
リー１６は分散機１８に送られ、さらにに高度に分散さ
れる。前述のように、噴霧乾燥によって母体粒子への微
粒子のコーティングを行う際に、微粒子（コーティング
粒子）として小さな粒子径のものを用いると、従来の方
法ではスラリー中において微粒子が凝集して良好に分散
することができず、母体粒子への微粒子のコーティング
が不均一であったり、微粒子の凝集体が造粒されてしま
う等が発生し、高品質な製品を得ることが困難であると
いう問題点があった。

【００１８】これに対し、本発明の微粒子コーティング
方法においては、微粒子スラリー１６を作製した後、さ
らに分散機１８によって高度に分散することにより、混
合スラリー１２中の微粒子の分散状態を均一でかつ凝集
の無い良好なものとして、母体粒子に微粒子が均一にコ
ーティングされた高品質の製品を製造可能としたもので
ある。

【００１９】本発明に適用される分散機１８としては特
に限定はなく、ボールミル、ホモジナイザー、超音波分
散器等、公知の各種の分散機がいずれも適用可能であ
る。好ましくは、超音波とオリフィスとを併用した湿式
分散機が適用される。

【００２０】図２に、このような湿式分散器１００の概
略断面図が示される。湿式分散器１００は、スラリー１
６の流路を構成する分散器本体１１６と、微粒子スラリ
ー１６の流路途中に配備されるオリフィス１２８を有す
るニードル弁１１８と、オリフィス１２８の下流側に配
置される、スラリーの流路途中で超音波を発生する超音
波発生器１２０と、ニードル弁１１８の流量調整を行う
マイクロメータ１２２とを有する。

【００２１】図示例において、分散器本体１１６には流
入口１２４から流出口１２６に至る微粒子スラリー１６
の流路が形成されており、微粒子スラリー１６は流入口
１２４流入し、流出口１２６より流出されて混合槽２０
に流入される。

【００２２】分散器本体１１６の側面に形成される流入
口１２４より流入した微粒子スラリー１６は、まず、流
路径が大きな空間部１２９を経て、空間部１２９に比べ
て流路が大幅に絞られたオリフィス１２８（図示例にお
いてはオリフィス１２８とニードル１３０とが形成する
間隙）を通過する。その結果、微粒子スラリー１６の流
速が急激に早くなり、微粒子スラリー１６中の微粒子
（凝集粒子）に下流側に引き伸ばす力が加わることによ
り***破壊が起こり、、微粒スラリー１６中の微粒子が
より高度に分散される。

【００２３】なお、湿式分散器１００において、オリフ
ィス１２８の形成材料には特に限定はないが、オリフィ
ス１２８には微粒子が分散された微粒子スラリー１６が
高速で流れるので、耐摩耗性に優れた材料を適用するの
が好ましく、特にセラミック材料が好適に適用される。

【００２４】図示例の湿式分散器１００は、好ましい態
様としてオリフィス１２８の開口面積を調整するニード
ル１３０を有し、ニードル弁１１８を構成する。このよ
うなニードル１３０は、ニードル１３０を液密に保持す
るベアリング１３２、および固定部材１３４によって保
持されて、オリフィス１２８の開口面積を微調整するマ
イクロメータ１２２に係合される。

【００２５】なお、湿式分散器１００においては、ニー
ドル１３０等のオリフィス１２８の開口面積の調整手段
を有するものに限定はされず、流路が大幅に絞られたオ
リフィスのみを有する構成であってもよい。

【００２６】オリフィス１２８によって分散された、微
粒子スラリー１６（中の微粒子）は、流路を上昇しつ
つ、次いで、超音波発生器１２０より発生される超音波
によってより高度に分散され、空間部１４６を経て流出
口１２６より流出する。超音波発生器１２０は、超音波
発信部１３８と、微粒子スラリー１６の流路内に配置さ
れる超音波ホーン１４０とから構成される。また、超音
波発信部１３８は、発生する超音波を制御するコントロ
ーラ（図示せず）に接続される。

【００２７】湿式分散器１００は、超音波発信部１３８
によって超音波ホーン１４０より超音波を発生し、この
超音波によって微粒子スラリー１６中の微粒子をより高
度に分散するものであり、前述のオリフィス１２８によ
る分散と超音波による分散とを組み合わせ、オリフィス
１２８による分散の後に、続けて超音波による分散を行
って微粒子スラリー１６中の微粒子を分散することによ
り、異なる分散機構（オリフィスは***分散、超音波は
侵食分散によると考えられる）を有する両者の相乗効果
によって、短時間で、しかも個々の分散では不可能な、
より高度な微粒子の分散を行うことができる。また、図
示例の湿式分散器１００は、オリフィス１２８による分
散の後に、超音波による分散を行う構成を有することに
より、より、短時間で高度な分散が可能である。

【００２８】なお、分散に利用する超音波の周波数や出
力には特に限定はなく、微粒子スラリー１６に含まれる
微粒子の粒子径や微粒子スラリー１６の濃度、目的とす
る分散の程度に応じて適宜決定すればよいが、通常、周
波数は５ｋＨｚ〜１００Ｈｚ程度で、出力は１０Ｗ〜１
０ｋＷ程度である。

【００２９】分散機１８（湿式分散器１００）による微
粒子スラリー１６中の微粒子の分散状態は、微粒子の分
離がより確実であるのがよいのはもちろんであるが、好
ましくは、微粒子の見掛け上の平均粒子径が母体粒子の
１／３以下、より好ましくは１／１０となるまで分散を
行う。微粒子スラリー１６中の分散状態をこのようにす
ることにより、微粒子の造粒体等を含まない、母体粒子
表面に微粒子が均一にコーティングされた高品質な製品
を造粒することができる。

【００３０】なお、分散機１８（湿式分散器１００）に
よる微粒子スラリー１６の分散は、微粒子スラリー１６
を分散機１８に連続的に供給して、高度な分散状態とさ
れた微粒子スラリー１６を順次後述する混合槽２０に供
給してもよく、あるいは、微粒子の分散が所定の状態に
なるまで微粒子スラリー１６を分散機１８を含む経路で
循環して、高度な分散状態とされた微粒子スラリー１６
をバッチ的に混合槽２０に供給するものであってもよ
い。

【００３１】分散機１８によって微粒子がより高度に分
散された微粒子スラリー１６は、次いで混合槽２０に送
られ、粉粒体供給装置２３より供給される母体粒子２５
と混合され、母体粒子と微粒子とを分散した混合スラリ
ー１２とされる。

【００３２】混合槽２０による混合スラリー１２と母体
粒子との混合（分散）方法は特に限定はなく、撹拌によ
る方法、超音波による方法等、公知の方法によればよ
い。また、混合槽２０への母体粒子の供給量は、前述の
微粒子の量と同様、母体粒子および微粒子の粒子径、母
体粒子表面への微粒子の付着量、噴霧ノズルの種類や噴
霧する際の粘度等に応じて設定すればよい。

【００３３】なお、混合槽２０には、必要に応じて母体
粒子と微粒子との接着を強固にするためのバインダーと
して、でんぷん、エチルセルロース、各種のポリマー等
を添加してもよい。また、混合槽２０において、さらに
分散媒を追加する等によって混合スラリー１２の濃度
（母体粒子と微粒子との含有量）、粘度等を調整しても
良いのはもちろんである。

【００３４】このようにして調整された混合スラリー１
２は、直ちに、送液ポンプ２２によって噴霧器１４に送
られ、乾燥チャンバ２４内に噴霧される。なお、送液ポ
ンプ２２には特に限定はなく、噴霧器１４による混合ス
ラリー１２の噴霧を可能とする吐出圧（輸送圧）を有す
るものであれば、各種のスラリーポンプ等、公知の送液
手段がいずれも適用可能である。

【００３５】また、本発明において、混合スラリー１２
調整後、「直ちに」とは、１時間程度以内を示すもので
ある。

【００３６】噴霧器１４は、噴霧ノズルによって送液ポ
ンプ２２から輸送された混合スラリー１２を乾燥チャン
バ２４内に噴霧する。本発明に適用される噴霧ノズルと
しては、アトマイザー、１流体ノズル、２流体ノズル
等、公知の各種の噴霧ノズルがいずれも適用可能である
が、好ましくは、以下に説明する本発明の噴霧用ノズル
が適用される。

【００３７】図３に、本発明の噴霧用ノズルの一例が示
される。本発明の噴霧用ノズルは、基本的に、ノズル本
体と、このノズル本体に形成される混合スラリー１２の
流路と、この流路の途中で混合スラリー１２の流れ方向
にに気体を噴出する第１ノズルと、同流路の出口近傍で
流路の外周部より中心方向に気体を噴出する第２ノズル
とを有するものであり、図示例の噴霧用ノズル２６は、
円筒形状のノズル本体２８に、スラリー投入口３０から
噴霧口３２まで貫通する円形断面を有するスラリー流路
３４と、スラリー流路３４の途中に気体を噴出する第１
ノズル３６と、噴霧口３２近傍のスラリー流路３４に、
気体を噴出する第２ノズル３８が形成されてなるもので
ある。

【００３８】第１ノズル３６は、スラリー流路３４の途
中に、このスラリー流路３４を囲むように、つまりリン
グ状に形成されるものであり、第１ノズル３６と同心円
的に環状に形成される気体流路４０を介して気体導入口
４２より圧縮気体Ａを供給されることにより、スラリー
流路３４内に混合スラリー１２の流れ方向に気体を噴出
する。第２ノズル３８は、噴霧口３２近傍にスラリー流
路３４を囲むように、つまりリング状に形成されるもの
であり、前述の第１ノズル３６と同様に、第２ノズル３
８と同心円的に形成される気体流路４４を介して気体導
入口４６より圧縮気体Ａを供給され、スラリー流路３４
の外周部より中心方向に向けてスラリー流路３４内に気
体を噴出する。また、スラリー流路３４は第１ノズル３
６の若干下方より噴霧口３２に向けて漸次拡径してい
く。

【００３９】噴霧用ノズル２６においては、スラリー投
入口３０よりスラリー流路３４内に混合スラリー１２を
供給し、まず第１ノズル３６より気体を噴出することに
より、噴射された気体の粉砕力によって混合スラリー１
２を微細化して噴霧状にして噴射する。微細化された混
合スラリー１２は、第２ノズル３８によってより確実に
分散される。ここで、一部の液滴はスラリー流路３４の
内壁に付着して、この壁を伝わって大きな液滴として落
下するが、この液滴は第２ノズル３８より噴出される気
体によって粉砕されて噴霧状にされる。従って、噴霧用
ノズル２６によれば、供給される混合スラリー１２全部
を好適に微細化することができ、大きな液滴等のない、
均一な液滴径の良好な噴霧を実現することができる。

【００４０】なお、第１ノズル３６および第２ノズル３
８はスラリー流路３４を囲むリング状に限定はされず、
スラリー流路３４を囲んで４方、あるいは８方等より気
体を噴射するものであってもよい。

【００４１】噴霧用ノズル２６において、第１ノズル３
６からスラリー流路３４への気体の噴射角度、すなわち
第１ノズル３６の角度θ₁ には特に限定はないが、混合
スラリー１２に効果的な剪断力を与えて、液滴径を均一
化した良好な噴霧を行えるという点で、５°〜２０°の
間に設定するのが好ましい。さらに、図示例の噴霧用ノ
ズル２６においては、スラリー流路３４は第１ノズル３
６の若干下方より噴霧口３２に向けて漸次拡径していく
構成を有するが、気流の乱れがなく（気流が乱れると、
液滴が合体して大きな液滴が発生する）、良好な噴霧を
行えるという点で、この拡径（図３ θ₂ ）をスラリー
流路３４の軸線方向に対して１°〜１５°に設定するの
が好ましい。

【００４２】図４に本発明の噴霧用ノズルの別の例の概
略断面図が示される。図３に示される噴霧用ノズル２６
は、第１ノズル３６および第２ノズル３８共にスラリー
流路３４の外周より中心に向かって気体を噴射するもの
であったが、図４に示される噴霧用ノズル４８は、第１
ノズルはスラリー流路の中央より外方向に気体を噴射す
る構成を有する。一般的に、図３に示される噴霧用ノズ
ル２６は混合スラリー１２の粘度が低い時に好適に用い
られ、他方、図４に示される噴霧用ノズル４８は混合ス
ラリー１２の粘度が高い時に好適に用いられる。

【００４３】図４に示される噴霧用ノズル４８は、上面
の閉塞する円筒状のノズル本体５０を用い、側方より混
合スラリー１２を供給するように経路を形成して、スラ
リー投入口５２から噴霧口５４に至るスラリー流路５６
を構成する。スラリー流路５６の断面方向の中心部に
は、スラリー流路５６の途中に気体を噴射する円筒状の
第１ノズル５８が配備され、ノズル本体５０の上面より
形成された直管状の気体流路６０より圧縮空気Ａが供給
される。ここで、第１ノズル５８は気体の噴出方向に向
かってθ₃ の角度で漸次拡径する構成を有する。また、
噴霧口５４の近傍にはスラリー流路５６を囲むように、
つまりリング状に第２ノズル６２が形成され、同心円的
に形成される気体流路６４を介して気体導入口６６より
圧縮気体Ａを供給され、スラリー流路５６の外周部より
中心方向に向けて気体を噴出する。

【００４４】このような構成を有する噴霧用ノズル４８
においては、混合スラリー１２はスラリー投入口５２よ
り供給され、スラリー流路５６内を送液される。ここ
で、ここで第１ノズル５８は前述のようにスラリー流路
５６の中心に配備され、かつ、θ₃ の角度で拡径してい
るので、混合スラリー１２はここより噴射される気体に
よってスラリー流路５６の内壁に押し付けられて薄膜化
する。薄膜化した混合スラリー１２は、次いでリング状
の第２ノズル６２より、スラリー流路５６の外周より中
央方向に噴射される気体によって分断されて霧状にさ
れ、噴霧口５４より噴霧される。

【００４５】図示例の噴霧用ノズル４８において、第１
ノズル５８の拡径角度θ₃ には特に限定はないが、スラ
リー流路５６の内壁に形成される薄膜をより好適なもの
とできる点で、５°〜３０°に設定するのが好ましい。

【００４６】また、第２ノズル６２はスラリー流路５６
を囲むリング状に限定はされず、スラリー流路３４を囲
んで４方、あるいは８方等より気体を噴射するものであ
ってもよい。

【００４７】本発明の噴霧用ノズル２６および４８にお
いて、各気体導入口に供給する圧縮気体Ａの圧力および
供給量には特に限定はないが、第１および第２ノズルを
より噴射される気体の流速が５０m/s 以上となるように
調整するのが好ましい。両ノズルより噴射される気体流
速を５０m/s 以上とすることにより、液滴径を均一とし
たより良好な噴霧をより確実に行うことができる。な
お、噴霧用ノズル２６に適用される気体としては、空
気、あるいは窒素ガス等の不活性ガス等、通常の２流体
ノズルに適用されるものがいずれも適用可能である。

【００４８】このような本発明の噴霧用ノズルによれ
ば、十分に微細化され、かつ液滴径が均一な良好な噴霧
を行えるのみならず、スラリー流路の径を小さくしなく
ても十分に微細化された液滴の噴霧を行うことができる
ので、ノズル詰り等のトラブルが発生することなく、安
定して微粒子コーティングを行うことができる。また、
各第１および第２ノズルから噴射される気体の流速を調
整する等によって発生できる液滴径を調整することがで
き、しかもその調整幅も広いので、広範な母体粒子径に
渡る適用が可能である。

【００４９】噴霧器１４（噴霧用ノズル）より乾燥チャ
ンバ２４内に噴霧された混合スラリー１２の液滴は、母
体粒子１個を核にして、その表面に微粒子を含有するス
ラリーが付着した状態となっている。そのため、乾燥チ
ャンバ２４内でヒータ６８によって加熱された気体によ
って乾燥されることにより、スラリーの分散媒が蒸発し
て、母体粒子を微粒子でコーティングした粒子となる。

【００５０】図１に示されるコーティング装置１０は、
乾燥チャンバ２４内への混合スラリー１２の噴霧を下方
に向かって行う、いわゆる下吹きの噴霧であるが、本発
明はこれには限定されず、図５に示されるように、噴霧
を上方に向かって行う、いわゆる上吹きの噴霧によるも
のであってもよいのはもちろんである。なお、図５に示
される例は、乾燥チャンバ２４における噴霧の方法が異
なる以外は、図１に示される例と全く同様の構成を有す
るので、同じ部材には同じ番号を付し、詳細な説明は省
略する。

【００５１】通常、図１に示されるような下吹きは、噴
霧される液滴の重量が小さい（液滴径が小さい、母体粒
子や微粒子の比重が小さい等）場合に用いられ、図５に
示されるような上吹きは噴霧される液滴の重量が大きな
場合に用いられる。

【００５２】乾燥チャンバ２４によって乾燥された粒子
は、サイクロン７０によって回収されて製品粒子とされ
る。また、サイクロン７０で回収できなかった粒子は、
ブロワー７２によって吸引され、フィルタ７４によって
回収される。なお、母体粒子と微粒子との接着力が弱い
場合には、製品粒子の回収はサイクロンで行わず、フィ
ルタ７４によって回収される構成としてもよいのはもち
ろんである。

【００５３】以上、本発明の微粒子コーティング方法お
よび噴霧用ノズル、およびこれらを用いた本発明の微粒
子コーティング装置について説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲において、各種の改良および変更を行っても
よいのはもちろんである。

【００５４】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をより詳細に説明する。

【００５５】図１に示される微粒子コーティング装置１
０を用い、平均粒径１０μｍのアルミナを母体粒子、平
均粒径０．１μｍのラテックス（粒子）を微粒子（コー
ティング粒子）として、アルミナ表面へのラテックスの
コーティングを行った。

【００５６】まず、ラテックス５０ｇを１０００ｇの水
に投入して混合・分散し、微粒子スラリー１６を調整し
た。この微粒子スラリー１６を、図２に示される湿式分
散器１００を含む系で循環し、湿式分散器１００によっ
てより高度に分散した。なお、循環は循環ポンプによる
流量が１００ｋｇ／ｈ、湿式分散器１００からの吐出圧
が３０ｋｇ／ｃｍ² となるようにニードル弁１１８を調
整して行った。また、超音波発生器１２０は、発信周波
数１５ｋＨｚ、最大出力３７Ｗのものをもちいた。

【００５７】このような循環系で３０分間、微粒子スラ
リー１６を循環した後、高度に分散された微粒子スラリ
ー１６を、混合槽２０に送って母体粒子であるアルミナ
を添加し、混合・分散して混合スラリー１２とした。な
お、アルミナの添加量は、３００ｇとした。

【００５８】このようにして調整した混合スラリー１２
を送液ポンプ２２によって噴霧器１４に送り、図３に示
される噴霧用ノズル２６によって乾燥チャンバ２４内に
噴霧し、サイクロン７０によって回収した。なお、送液
ポンプ２２による流量は０．２ｋｇ／ｈ、吐出圧は３ｋ
ｇ／ｃｍ²、さらに、圧縮空気の気体流速は１５０m/s
とした。得られた製品は、母体粒子であるアルミナの表
面にラテックスが均一に分散された良好な製品品質を有
するものであった。以上の結果より本発明の効果は明ら
かである。

【００５９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の微
粒子コーティング方法によれば、噴霧乾燥による微粒子
コーティングにおいて、例え粒子径が小さな母体粒子お
よびコーティング粒子（微粒子）を用いた場合であって
も、微粒子や母体の凝集物等を造粒することなく、母体
粒子に微粒子が均一にコーティングされた目的物を好適
に造粒することができる。また、噴霧乾燥による微粒子
コーティングにおいて、本発明の噴霧用ノズルを適用す
ることにより、母体粒子およびコーティング粒子を含む
スラリーを微細で、かつ液滴径が均一な良好な噴霧とす
ることができ、高品質な製品を造粒するこことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の微粒子コーティング方法を実施する
コーティング装置の一例を概念的に示す線図である。

【図２】 本発明に適用される湿式分散器の一例の概略
断面図である。

【図３】 本発明の噴霧用ノズルの一例の概略斜視図で
ある。

【図４】 本発明の噴霧用ノズルの別の例の概略斜視図
である。

【図５】 本発明の微粒子コーティング方法を実施する
コーティング装置の別の例を概念的に示す線図である。

【符号の説明】

１０ コーティング装置 １２ 混合スラリー １４ 噴霧器 １６ 微粒子スラリー １８ 分散機 ２０ 混合槽 ２２ 送液ポンプ ２３ 粉粒体供給装置 ２４ 乾燥チャンバ ２５ 母体粒子 ２６，４８ 噴霧用ノズル ２８，５０ ノズル本体 ３０，５２ スラリー投入口 ３２，５４ 噴霧口 ３４，５６ スラリー流路 ３６，５８ 第１ノズル ３８，６２ 第２ノズル ４０，４４，６０，６４ 気体流路 ４２，４６，６６ 気体導入口 ６８ ヒータ ７０ サイクロン ７２ ブロワー ７４ フィルタ １００ 湿式分散器 １１４ 循環ポンプ １１６ 分散器本体 １１８ ニードル弁 １２０ 超音波発生手段 １２２ マイクロメータ １２４ 流入口 １２６ 流出口 １２８ オリフィス １３０ ニードル １３２ ベアリング １３４，３６，４４ 固定部材 １３８ 超音波発信部 １４０ 超音波ホーン １４６，１５４ 空間部 Ａ 圧縮気体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分散媒中に母体粒子と前記母体粒子より微
   小な微粒子とを分散し、この分散溶液を噴霧乾燥させる
   ことにより、前記母体粒子の表面に前記微粒子をコーテ
   ィングするに際し、 分散媒中に前記微粒子を分散したスラリーを作製し、次
   いで、このスラリーを分散機にかけて前記微粒子をさら
   に分散した後、前記母体粒子を前記スラリーに加え、こ
   れらを十分に混合した後、直ちに噴霧乾燥することを特
   徴とする微粒子コーティング方法。
2. 【請求項２】噴霧乾燥によって、母体粒子の表面に、前
   記母体粒子より微細な微粒子をコーティングする装置で
   あって、 前記微粒子を分散媒に分散したスラリーを作製する手段
   と、前記スラリー中の微粒子の分散をさらに高度にする
   分散機と、前記分散機によって分散されたスラリー溶液
   に母体粒子を添加し分散する手段と、前記母体粒子が添
   加、分散されたスラリーを送液する送液手段と、前記送
   液手段によって送られたスラリーを噴霧する、ノズル本
   体、前記ノズル本体に形成される前記スラリーの流路
   と、前記流路の途中に気体を噴出する第１ノズル、およ
   び前記流路の出口近傍で流路の外周部より中心方向に向
   けて気体を噴出する第２ノズルを有する噴霧ノズルを用
   いる噴霧器と、前記噴霧器によって噴霧されたスラリー
   を乾燥する手段とを有することを特徴とする微粒子コー
   ティング装置。
3. 【請求項３】前記分散器が、前記スラリーを作製する手
   段によって作製されたスラリーの流入口および流出口、
   ならびに前記流入口と流出口とを連通する流路を有する
   分散器本体と、前記流路の途中に形成されるオリフィス
   と、前記流路の途中の前記オリフィスの下流側かつ近傍
   に設けられる超音波発生手段とを有する湿式分散器であ
   る請求項２に記載の微粒子コーティング装置。
4. 【請求項４】母体粒子と前記母体粒子より微小な微粒子
   とが分散されたスラリーを噴霧乾燥することにより、前
   記母体粒子の表面への前記微粒子のコーティングを行う
   噴霧用ノズルであって、 ノズル本体と、前記ノズル本体に形成される前記スラリ
   ーの流路と、前記流路の途中で前記スラリーの流れの方
   向に気体を噴出する第１ノズルと、前記流路の出口近傍
   で流路の外周部より中心方向に向けて気体を噴出する第
   ２ノズルとを有することを特徴とする噴霧用ノズル。