JP2005270955A - 処理装置及び粉体処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転翼型の装置の利点を生かしつつ、従来にない強力な力を処理物に与え、混合、乾燥処理のみならず、複合化（融合化）、表面改質、平滑化、形状制御（球形化等）などの各処理をなしうる処理装置、及び当該処理装置を用いた粉体処理方法を提供する。
【解決手段】 処理装置は、複数の攪拌部材３を外周部に設けた回転軸２と、攪拌部材３に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシング１とを備え、回転軸２の軸方向と直交する方向から見て、回転軸２の軸方向と平行な方向における複数の攪拌部材３夫々の端部位置が、隣接する他の攪拌部材３の端部位置よりも当該他の攪拌部材３の内側に位置し、ケーシング１の内周部の径を回転軸２の外周部の径の２倍以下とする。粉体処理方法は、粉体の精密混合処理、融合化処理、表面改質処理、平滑化処理、形状制御処理等を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、粉体等の処理物の混合、乾燥等の処理を行う装置、特に複数の攪拌部材を外周部に設けた回転軸と、前記攪拌部材に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシングとを備え、前記回転軸の回転に伴い移動する前記攪拌部材によってケーシング内の処理物を攪拌処理する処理装置、及び、当該処理装置を用いた粉体処理方法に関する。

粉体等の処理物を混合、乾燥等する装置として、従来からケーシング内部で攪拌部材の一種である攪拌翼を設けた回転軸を回転駆動させることで、ケーシング内部の粉体を分散、攪拌する構造の装置が広く用いられている。

このような攪拌部材が回転移動する回転翼型の装置は、ケーシングを回転させることで粉体を攪拌する装置などの他の構造の装置に比べ、連続処理が可能であるという利点がある。

回転翼型の装置は、攪拌の効果を上げるために、攪拌翼の形状や並べ方を様々に工夫しており、例えば、回転軸方向に短小なボスに軸方向に対して水平あるいは傾斜させた攪拌翼を設けたものを回転軸方向に複数個並べることで、攪拌翼の形状や角度にバリエーションをもたせるもの（例えば特許文献１、特許文献２参照）や、隣接する攪拌翼を交差する方向に設定することで攪拌効果の向上を狙ったもの（例えば、特許文献３、特許文献４参照）などがある。

特公昭４２−５３０２号公報 特公昭５１−３９３８３号公報 特開２００２−３０１３４９号公報 特開２００２−３１８０７２号公報

近年、粉体の微細化が進み、ときにはナノメートルサイズの粉体を精密に混合、分散したいとの要望がある。しかし、粉体は微細化が進むほど、その凝集が強くなる性質があり、前述のような装置では、その凝集を十分にほぐし、緻密な分散、混合をすることができなかった。

また、粉体に強力な力を与えることができる装置であれば、混合、乾燥処理のみでなく、粉体の解砕、粉砕、球形化、複合化といった別の機能をも満たすことが考えられるが、前述のような装置では、それだけの力を粉体に与えることはできなかった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、回転翼型の装置の利点を生かしつつ、従来にない強い力を粉体等の処理物に与えて攪拌効果を高めることにより、混合、乾燥処理のみならず、粉体等の処理物の解砕、粉砕、複合化（融合化）、表面改質、平滑化、形状制御（球形化等）などの各処理をなしうる処理装置を提供することにある。
第２の目的は、上記処理装置を用いて、粉体に対して各種処理を効率良く良好に行うことができる粉体処理方法を提供することにある。

上記課題に鑑み、本願発明者らは、以下の発明を完成するにいたった。
上記第１の目的を実現するための処理装置の第１発明は、複数の攪拌部材を外周部に設けた回転軸と、前記攪拌部材に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシングとを備え、前記回転軸の回転に伴い移動する前記攪拌部材によってケーシング内の処理物を攪拌処理する処理装置であって、その特徴構成は、前記回転軸の軸方向と直交する方向から見て、前記回転軸の軸方向と平行な方向における前記複数の攪拌部材夫々の端部位置が、隣接する他の攪拌部材の端部位置よりも当該他の攪拌部材の内側に位置している点にある。

このような攪拌部材の位置関係を保つことにより、攪拌部材によって攪拌されたケーシング内の処理物が攪拌部材の端部から隣接する他の攪拌部材の内側へ深く入り、その結果、攪拌部材の力を強く処理物に伝えることができる。
従って、回転翼型の装置の利点を生かしつつ、従来にない強い力を粉体等の処理物に与えて攪拌効果を高めることができる処理装置が提供される。

同第２発明は、複数の攪拌部材を外周部に設けた回転軸と、前記攪拌部材に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシングとを備え、前記回転軸の回転に伴い移動する前記攪拌部材によってケーシング内の処理物を攪拌処理する処理装置であって、その特徴構成は、前記ケーシングの内周部の径が、前記回転軸の外周部の径の２倍以下である点である。
このようにケーシングの内周部と回転軸の外周部の径の関係を規制すると、ケーシング内の処理物に力が作用する空間が限定され、その結果、攪拌部材の力を強く処理物に伝えることができる。
従って、回転翼型の装置の利点を生かしつつ、従来にない強い力を粉体等の処理物に与えて攪拌効果を高めることができる処理装置が提供される。

同第３発明は、第１または第２発明において、前記複数の攪拌部材の少なくとも一部が、前記回転軸の回転に伴って処理物を前記回転軸の軸方向の一方向に送る送り用攪拌部材に形成され、前記複数の攪拌部材の他の一部が、前記回転軸の回転に伴って処理物を前記回転軸の軸方向の他方向に戻す戻し用攪拌部材に形成されている点である。
このように攪拌部材に送りと戻しの機能を付加することで、ケーシング内における処理物の移動経路が複雑かつ長くなり、その結果、攪拌部材の力をさらに強く処理物に伝えることができる。

同第４発明は、第１または第２発明において、前記回転軸の軸方向の一端に位置する前記攪拌部材が、当該軸方向の一端から他端へ処理物を送る送り用攪拌部材に形成され、前記回転軸の軸方向の他端に位置する前記攪拌部材が、当該軸方向の他端から一端へ処理物を戻す戻し用攪拌部材に形成されている点である。
このように回転軸の両端部に送り用および戻し用の攪拌部材を配置することにより、攪拌部材の作用が及びにくい回転軸の両端部側への処理物の移動を抑制し、その結果、攪拌作用を受けないまま排出される処理物の発生を防止することができる。

同第５発明は、第３又は第４発明において、前記回転軸の周方向で隣接する前記攪拌部材の一方が前記送り用攪拌部材に形成され、他方が前記戻し用攪拌部材に形成されている点である。
このように回転軸の周方向で隣接する攪拌部材の一方を送り用に他方を戻し用に構成することで、ケーシング内における処理物の移動経路が一層複雑かつ長くなり、その結果、攪拌部材の力をさらに一層強く処理物に伝えることができる。

同第６発明は、第１〜第５発明のいずれかにおいて、前記ケーシングの内周部の径が大きくなるに従い、前記回転軸の軸方向から見たときに前記回転軸の周方向に沿って配置される前記攪拌部材の数を多くする点である。
このように回転軸の軸方向から見て周方向に沿って配置される攪拌部材の数をケーシングの内周部の径の増大に伴って多くすることで、例えばケーシング内の処理物量を多くするためにケーシング内周部の径を大きくする一方、ケーシング内周部に対向して移動する攪拌部材の移動速度がケーシング内周部の径が小のときと同等の速度になるように回転軸の回転速度を低下させた場合でも、各攪拌部材がケーシング内の各箇所を通過する時間間隔を同等にして処理物に対する処理不足が発生しないようにすることができる。

同第７発明は、第１〜第６発明のいずれかにおいて、前記回転軸の端面部に拡散部材を設けている点である。
このように回転軸の端面部に拡散部材を設けることにより、攪拌部材の作用が及びにくい当該端面部とケーシングとの間隙に入り込もうとする処理物に対し、拡散部材によって遠心力を生ぜしめ、当該端面部への処理物の移動を抑制し、その結果、攪拌作用を受けないまま排出される処理物の発生を防止することができる。

同第８発明は、第１〜第７発明のいずれかにおいて、前記攪拌部材が板状に形成されている点である。
攪拌部材の形状を板状にすることで、ブロック状の攪拌部材に比べ、攪拌部材を含む回転軸全体を軽量化することができるため、より高速に回転する回転軸を設計することが可能となり、その結果、攪拌部材の力をさらに強く処理物に伝えることができる。

同第９発明は、第１〜第８発明のいずれかにおいて、前記ケーシングの内周部に対向する前記攪拌部材の先端部分が、前記回転軸の軸方向から見たときの断面視で鋭角形状に形成されるとともに、その先端鋭角部分の中心線が前記ケーシングの内周面に対して直角方向から傾斜した状態に配置されている点である。
このような攪拌部材の先端部分形状と配置により、例えば有機材料等の融点が低く溶着しやすい処理物のときは、上記中心線が進行方向前方側のケーシング内周部に対して直角よりも大きい角度となる方向に回転軸を回転させることで、攪拌部材の先端部分とケーシング内周部の間に処理物を挟みこんで剪断力が働くような状態を避けて、当該溶着しやすい材料に極力剪断力が働かないようにして溶着の発生を防止することができ、一方、例えば無機材料等の融点が高く剛性の大きい処理物ときに、上記中心線が進行方向前方側のケーシング内周部に対して直角よりも小さい角度となる方向に回転軸を回転させることで、当該材料を攪拌部材の先端部分とケーシング内周部の間に挟み込んで剪断力が働くようにして強い力で処理することができる。

同第１０発明は、第１〜第９発明のいずれかにおいて、前記ケーシングを構成する部材が冷却用又は加熱用媒体の流路を備えている点である。
このようなケーシング構成部材に備えた流路に冷却用媒体を流すことにより、ケーシング内の処理物がケーシング部材を通して冷却されるので、例えば融点が低く溶着しやすい処理物を処理する場合において、当該処理物の温度上昇が抑制され、溶着の発生を有効に防止することができる。一方、上記流路に加熱用媒体を流すことにより、ケーシング内の処理物がケーシング部材を通して加熱されるので、例えば処理物における複合化、乾燥等の処理及び各種反応を促進させるために、当該処理物の温度を上昇させた状態で処理を行うことができる。

同第１１発明は、第１〜第１０発明のいずれかにおいて、前記回転軸を構成する部材が冷却用又は加熱用媒体の流路を備えている点である。
このような回転軸構成部材に備えた流路に冷却用媒体を流すことにより、ケーシング内の処理物が回転軸構成部材を通して冷却されるので、例えば融点が低く溶着しやすい処理物を処理する場合において、当該処理物の温度上昇が抑制され、溶着の発生を有効に防止することができる。一方、上記流路に加熱用媒体を流すことにより、ケーシング内の処理物が回転軸構成部材を通して加熱されるので、例えば処理物における複合化、乾燥等の処理及び各種反応を促進させるために、当該処理物の温度を上昇させた状態で処理を行うことができる。
なお、上記第１０発明と第１１発明は夫々単独で実施することもできるが、両発明を同時に実施することにより、ケーシング内の処理物を内部側と外部側の両方から確実に冷却又は加熱することができる。

同第１２発明は、第１〜第１１発明のいずれかにおいて、前記ケーシング内の処理空間の雰囲気を調整する雰囲気調整手段を備えている点である。
上記雰囲気調整手段により、前記ケーシング内の処理空間を所望の雰囲気に調整した状態で処理を行うことができる。雰囲気調整手段は、例えば、処理物の酸化等を防止するために窒素ガス等の不活性ガスを処理空間に供給する手段、逆に酸素等の反応ガスを供給する手段、湿度を調整した水蒸気を供給する手段、処理空間の真空度を高めるための減圧手段などで構成される。
従って、処理物の種類や状態、処理の目的等に合わせて処理空間内の雰囲気を調整することができる処理装置が得られる。

同第１３発明は、第１〜第１２発明のいずれかにおいて、前記回転軸が軸方向の一端側のみで支持され、前記ケーシングが前記回転軸の軸方向の一端側でのみ開口した有底筒状に形成されて、前記回転軸との間の処理空間を覆う作動位置と前記処理空間を覆わない非作動位置とに前記回転軸の軸方向に沿って移動可能に構成されている点である。
上記構成により、有底筒状のケーシングをその開口端側を前にして回転軸の支持されていない端部側から回転軸の軸方向に沿って作動位置まで移動させてケーシングが処理空間を覆った状態で、ケーシング内の処理物の処理を行うことができ、一方、上記有底筒状のケーシングを作動位置から非作動位置に移動させてケーシングが処理空間を覆わない状態で、処理装置内部の点検、清掃等を容易に行うことができる。
従って、回転軸の支持を片側支持として簡素に構成しつつ、ケーシングの移動構造により清掃等の容易化も確保し、特に小型の処理装置に適した装置構成が実現できる。

同第１４発明は、第１〜第１２発明のいずれかにおいて、前記回転軸が軸方向の両端側で支持され、前記ケーシングが複数個に分割可能に形成されて、前記回転軸との間の処理空間を覆う作動状態と前記処理空間を覆わない非作動状態とに変更可能に構成されている点である。
上記構成において、分割可能に形成されたケーシングの分割形態を回転軸との間の処理空間を覆う作動状態に変更させて、ケーシング内の処理物の処理を行うことができ、一方、上記分割形成されたケーシングの分割形態を処理空間を覆わない非作動状態に位置変更させて、処理装置内部の点検、清掃等を容易に行うことができる。
従って、両側支持により回転時の負荷が大きい大型で重い回転軸を確実に支持しつつ、ケーシングの分割構造により清掃等の容易化も確保することで、特に大型の処理装置に適した装置構成が実現できる。

前記第２の目的を実現するための粉体処理方法の第１発明は、上記処理装置の第１〜第１４発明のいずれかを用いて、処理物としての粉体粒子を粒子単位で混合させる精密混合処理を行う点にある。
本発明に係る処理装置は粉体に対して強力な攪拌効果を有しているので、凝集状態の粉体粒子を粒子単位に分散させて粉体粒子を粒子単位で混合させる精密混合処理を効率良く行うことができる。

同第２発明は、処理装置の第１〜第１４発明のいずれかを用いて、処理物としての粉体粒子をこれと径が同等の粒子もしくはこれより径が大きい粒子に結合させる融合化処理を行う点にある。
本発明に係る処理装置は粉体に対して強力な攪拌効果を有しているので、凝集状態の粉体粒子を良好に分散させるとともに、分散した粉体粒子をこれと径が同等の粒子もしくはこれよりも径が大きい粒子に結合させる融合化処理を効率良く良好に行うことができる。
上記融合化処理は、例えば微粉粒子をこれよりも径が大きい粒子に結合させる場合は微粉融合化処理になる。

同第３発明は、処理装置の第１〜第１４発明のいずれかを用いて、処理物としての粉体粒子の表面に改質剤を結合させる表面改質処理を行う点にある。
本発明に係る処理装置は粉体に対して強力な攪拌効果を有しているので、粉体中の凝集粒子及び改質剤を良好に分散させるとともに、分散した粉体粒子の表面に分散した改質剤を結合させる表面改質処理を効率良く良好に行うことができる。

同第４発明は、処理装置の第１〜第１４発明のいずれかを用いて、処理物としての粉体粒子の表面を滑らかにする平滑化処理を行う点にある。
本発明に係る処理装置は粉体に対して強力な攪拌効果を有しているので、粉体粒子の表面に対して強い研磨力、摩擦力、圧縮変形力等を与えて粉体粒子の表面を滑らかにする平滑化処理を効率良く行うことができる。

同第５発明は、処理装置の第１〜第１４発明のいずれかを用いて、処理物としての粉体粒子の形状を変化させる形状制御処理を行う点にある。
本発明に係る処理装置は粉体に対して強力な攪拌効果を有しているので、粉体粒子に対して強い研磨力や磨砕力や圧縮変形力や剪断力等を与えて形状を変化させる形状制御処理を効率良く行うことができる。
上記形状制御処理は、例えば、粉体粒子中の異形粒子を球形化させる場合は球形化処理になり、粉体粒子を扁平化させる場合は扁平化処理になる。

同第６発明は、上記第１〜第５発明のいずれかの粉体処理方法において、前記ケーシング内の処理空間の内容積１００％に対する処理物の投入体積を５％〜９５％の範囲に設定する点にある。
上記処理物の投入体積が５％未満であると、処理空間に占める粉体の量が少な過ぎて攪拌部材に当たった粉体が逃げ易くなるために粉体粒子に強い力が作用せず、逆に上記処理物の投入体積が９５％を超えると、処理空間に占める粉体の量が多くなり過ぎて、粉体の移動が抑制されるために各粉体粒子に作用する力が不均一になり易く、いずれの場合も攪拌効果が低下するおそれがあるが、上記処理物の投入体積をケーシング内の処理空間の内容積１００％に対して５％〜９５％の範囲に設定することにより、各粉体粒子に対して均一に強い力を作用させて有効な攪拌効果を得て、粉体に対する処理を良好に行うことができる。

同第７発明は、上記第１〜第６発明のいずれかの粉体処理方法において、前記ケーシングの内周部と前記攪拌部材との間隙を０．３ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定する点にある。
上記ケーシングの内周部と前記攪拌部材との間隙が広くなり過ぎると、攪拌部材に当たった粉体がケーシングの内周部で受け止められず逃げ易くなるため粉体粒子に強い力が作用せず、逆に上記間隙が狭いと、攪拌部材に当たった粉体がケーシングの内周部で受け止められて逃げ難くなるため粉体粒子に強い力が作用するが、一方で上記間隙が狭くなり過ぎて、有機樹脂（例えば熱可塑性樹脂）等の融点の低い処理物に強い力が働くと溶着してしまうおそれがある。そこで、処理物の種類や特性に応じて上記間隙を０．３ｍｍ〜５０ｍｍ内の範囲の値に設定することにより、各種の粉体粒子に対して有効な攪拌効果を得て処理を良好に行うことができる。

同第８発明は、上記第１〜第７発明のいずれかの粉体処理方法において、前記ケーシングの内周部に対する前記攪拌部材の周速を処理物に応じて変更設定する点にある。
すなわち、上記ケーシングの内周部に対する前記攪拌部材の周速が遅いと、粉体粒子に対して作用する力が弱くなり、逆に周速が速くなると粉体粒子に対して作用する力が強くなるので、処理対象の粉体粒子の種類や特性に応じて上記周速を適切な値に設定することにより、各種の粉体粒子に対して有効な攪拌効果を得て処理を良好に行うことができる。例えば、有機樹脂含有物等の融点の低い粉体粒子については溶着等の発生を防止するために周速を遅くする。後述のトナー粒子の場合は、例えば１０〜３０ｍ／ｓｅｃ程度の低周速状態が好ましい。

同第９発明は、上記第１〜第８発明のいずれかの粉体処理方法において、前記粉体粒子が樹脂含有粒子である点にあり、第１０発明は、当該樹脂含有粒子がトナー粒子である点にある。尚、ここでいうトナー粒子には、最終製品としてのトナー粒子の他に、製造工程の途中にある中間品も含む。またトナー粒子以外の樹脂含有粒子としては、例えば粉体塗料粒子が挙げられる。

すなわち、粉体粒子が樹脂含有粒子の場合に、前記精密混合処理によって、凝集し易い樹脂含有粒子を解砕し分散させて粒子単位で精密に混合させることができる。
特に樹脂含有粒子がトナー粒子の場合に、凝集したトナー粒子を解砕分散させて粒子単位で混合させることで、画像特性に優れたトナー粒子を効率良く生成することができる。

また、前記融合化処理によって、樹脂含有粒子同士を良好に結合させることができる。
特に樹脂含有粒子がトナー粒子の場合に、トナー粒子中の微粉を適正サイズの粒子に結合させることで、微粉を分級して除去するような面倒操作を行うことなく、所定の粒度分布のトナー粒子を効率良く生成することができる。

また、前記表面改質処理によって、樹脂含有粒子の表面に、各種の改質剤を結合させることで、所望の表面特性を持つ樹脂含有粒子に処理することができる。
特に樹脂含有粒子がトナー粒子の場合に、トナー粒子の表面に、流動性向上剤や帯電制御剤等の改質剤を結合させることで、良好な流動性を有するトナー粒子や適正に帯電されるトナー粒子を効率良く生成することができる。

また、前記平滑化処理によって、各種用途のために樹脂含有粒子の表面を滑らかにすることができる。
特に樹脂含有粒子がトナー粒子の場合に、トナー粒子の表面を滑らかにすることで、画像特性に優れるとともに、転写効率が高くなり、さらに、現像装置内に収容したときに表面が滑らかであるために攪拌による変形が少なく現像剤としての耐久性に優れたトナー粒子を効率良く生成することができる。

また、前記形状制御処理によって、各種用途のために樹脂含有粒子の形状を種々変化させることができる。
特に樹脂含有粒子がトナー粒子の場合に、球形化処理によって、トナー粒子中の異形粒子を球形化させることで、画像特性に優れたトナー粒子を効率良く生成することができ、あるいは、扁平化処理によって、球形のトナー粒子を扁平化させることで、クリーニング性に優れたトナー粒子を効率良く生成することができる。

このように本発明に係る処理装置によれば、処理物に対して従来にない強い力を与えて攪拌効果を高めることができるので、当該処理装置を用いて、微細な粉体等の処理物を精密に分散、混合することが可能になるばかりでなく、解砕、粉砕、複合化（粒子同士を結合させる融合化）、表面改質、平滑化、形状制御（球形化等）などの各処理を効率良く良好に行うことが可能となる。

以下、本発明の処理装置の一実施形態について、粉体処理装置を例として説明する。
図１に本発明における粉体処理装置の構成を示す。本装置はジャケット４に包まれた円筒形のケーシング１の中心部に、複数の攪拌部材３を外周部に設けた回転軸２を備えている。ケーシング１は攪拌部材３に対し微小間隙（クリアランス）を隔てて位置する内周部を有し、回転軸２の回転に伴い移動する攪拌部材３によってケーシング１内の処理物を攪拌処理するよう構成している。回転軸２は軸受部７によって片側で支持され、モーター等で構成される駆動部８と連結している。原料投入口５はケーシング１の端部側面あるいは上部に、製品排出口６は粉体投入口５に対し反対の端部にあたるケーシング１の下部に設けられている。

即ち、上記回転軸２が軸方向の一端側（図１で左側）のみで支持され、上記ケーシング１が回転軸２の軸方向の一端側（図１で左側）でのみ開口し他端側（図１で右側）で閉塞した有底筒状に形成されて、回転軸２との間の処理空間９を覆う作動位置（図１の位置）と処理空間９を覆わない非作動位置（図示せず）とに回転軸２の軸方向に沿って移動可能に構成されている。

本装置は連続処理に用いることも、バッチ処理に用いることもできる。連続処理に用いる場合は、原料投入口５に定量式フィーダー（図示せず）を接続してもよく、製品排出口６にはロータリーバルブ等の連続式排出機構（図示せず）を設けてもよい。本装置をバッチ処理に用いる場合は、スライドゲートバルブ等の排出抑制機構（図示せず）を原料投入口５、製品排出口６に設ける。なお、バッチ処理のみに使用するのであれば、原料投入口５と製品排出口６はケーシング１の端部に設ける必要はない。

図１の装置では加熱、冷却等の温度管理ができるようにジャケット４を備えている。即ち、前記ケーシング１を構成する部材が冷却用又は加熱用媒体の流路であるジャケット４を備えている。尚、ジャケット４に対する冷却用又は加熱用媒体の入口、出口は図示を省略している。温度管理が不要な場合は、ジャケット４は無くても構わない。また図１では本装置は回転軸２が水平方向に向いた横軸構造となっているが、必要に応じて回転軸２が垂直方向に向いた縦軸構造としても構わない。また、必要に応じて回転軸２を斜めの角度に配置した斜め軸構造とすることもできる。

次に図２および図３を用いて回転軸２および攪拌部材３について説明する。回転軸２の外周部には軸方向に対し傾斜をつけた角度で板状の攪拌部材３ａ，３ｂを備え、回転軸２の両端面部２ａには拡散部材１０を備えている。

図２に示すように、本装置の回転軸２を軸方向と直交する位置から見た場合、例えば攪拌部材３ｂ（２）は、回転軸２の軸方向と平行な方向における端部位置が、隣接する他の攪拌部材３ａ（１），３ａ（３）の端部位置よりも当該他の攪拌部材３ａ（１），３ａ（３）の内側に位置している。言い換えれば、攪拌部材３ｂ（２）の端部から垂直方向に延長線Ｌ１，Ｌ３を引くと、隣接する攪拌部材３ａ（１），３ａ（３）の一部に重なる位置関係にある。他の攪拌部材３ａ（１），３ａ（３），３ｂ（４），３ａ（５），３ｂ（６）についても同様の位置関係にある。攪拌部材３ａ，３ｂがこのような位置関係にあると、粉体が攪拌部材３ａ，３ｂの端部から隣接する他の攪拌部材３ａ，３ｂの内側へ深く入り、その結果、攪拌部材の力を強く粉体に伝えることができる。

また本装置は、図３に示すように、ケーシング１の内周部の径Ｄ１が回転軸２の外周部の径Ｄ２の２倍以下である。すなわちＤ１≦Ｄ２×２の関係で表される。図３において、Ｄ１がＤ２の1.８倍である例を示す。Ｄ１に対し、Ｄ２を比較的大きくとることにより、粉体に力が作用する空間（処理空間）９が限定され、その結果、同じ攪拌部材３ａ，３ｂの周速であっても攪拌部材３ａ，３ｂの力を強く粉体に伝えることができる。Ｄ１がＤ２の２倍を越えると、処理物に力が作用する空間９が大きくなりすぎるため、粉体に与える力が小さくなってしまう。

前記複数の攪拌部材３ａ，３ｂの少なくとも一部が、前記回転軸２の回転に伴って処理物を前記回転軸２の軸方向の一方向に送る送り用攪拌部材３ａに形成され、前記複数の攪拌部材３ａ，３ｂの他の一部が、前記回転軸２の回転に伴って処理物を前記回転軸２の軸方向の他方向に戻す戻し用攪拌部材３ｂに形成されている。以下、具体的に説明する。

図２に示すように、送り用攪拌部材３ａの板面は送り方向、すなわち回転軸２の回転に伴って回転軸２の軸方向の一方向に粉体を送るように傾斜している。原料投入口５と製品排出口６がケーシング１の両端部に設けられている場合（図１の場合）は、原料投入口５から粉体排出口６へ向かう方向（図２で右方向）を送り方向という。一方、戻し用攪拌部材３ｂの板面は戻り方向、すなわち回転軸２の回転に伴って回転軸２の軸方向の送り方向とは逆方向に粉体を戻すように傾斜している。原料投入口５と製品排出口６がケーシング１の両端部に設けられている場合（図１の場合）は、製品排出口６から原料投入口５へ向かう方向（図２で左方向）を戻り方向という。攪拌部材３ａ，３ｂの傾斜角度は回転軸２の軸方向に対して±５〜±８５度の範囲に設定するのが好ましい。

攪拌部材３ａ，３ｂは回転軸２の円周方向に間隔を置いて配置した複数枚の部材が一組となっている。ちなみに３ａ，３ｂの後に付した（１）、（２）、（３）等で各組の攪拌部材３ａ，３ｂを区別している。図２においては、同一組内の攪拌部材３ａ，３ｂは同じ方向、すなわち、送り方向か戻り方向かのいずれかに粉体を導くように回転軸２に対し傾斜しているが、これに限定されるものではない。また図２においては、攪拌部材３ａ，３ｂが回転軸２に互いに１８０度の間隔で２枚の部材が一組をなしているが、１２０度の間隔で３枚、あるいは９０度の間隔で４枚、というように多数の部材を一組としてもよい。

また、回転軸２の周方向で隣接する攪拌部材３ａ，３ｂの一方が前記送り用攪拌部材３ａに形成され、他方３ｂが前記戻し用攪拌部材３ｂに形成されている。具体的には、図３に示すように、回転軸２の周方向で隣接する攪拌部材３ａ（５），３ｂ（６）の一方３ａ（５）が前記送り用攪拌部材３ａに形成され、他方３ｂ（６）が前記戻し用攪拌部材３ｂに形成されている。なお、攪拌部材３ａ，３ｂの各組は回転軸２の軸方向で隣接する他の組の攪拌部材３ａ，３ｂと回転軸方向から見て一定の角度をずらして設けることが望ましい。図３においては９０度の角度でずらしているが、この角度に限定されるわけではない。

送り用攪拌部材３ａと戻し用攪拌部材３ｂは図２においては回転軸２の軸方向に交互に各３組、合計６組設けられており、この場合、粉体は「送り→戻り→送り→戻り→送り→戻り」という力を交互に受けることとなり、一方向の力のみを受ける場合と比べ、ケーシング内における粉体の移動経路が複雑かつ長くなり、その結果、粉体は攪拌部材３ａ，３ｂの力をさらに強く受けることとなる。
攪拌部材３ａ，３ｂの組み合わせはこれに限定されるものではなく、必要に応じて自由に変更することができる。図４においては、送り用攪拌部材３ａおよび戻し用攪拌部材３ｂは各２組で間に送り中立の攪拌部材３ｃ（３）を挟み、その配列も「送り→戻り→中立→送り→戻り」で図２とは異なっている。また、図５においては、送り用攪拌部材３ａが３組、戻し用攪拌部材３ｂが２組設けられ、その配列は「送り→送り→戻り→送り→戻り」である。

また図２、図４、図５においては、送り用攪拌部材３ａ（１），３ａ（２），３ａ（３），３ａ（４），３ａ（５）、あるいは戻し用攪拌部材３ｂ（２），３ｂ（３），３ｂ（４），３ｂ（５），３ｂ（６）の傾斜角度は、それぞれ同一であるが、これに限定されるわけではなく、攪拌部材３ａ，３ｂの傾斜角度を全て異ならせる、あるいは一部だけ傾斜角度を異ならせても構わない。

攪拌部材３ａ，３ｂを図６の如きハブ状に設計し、回転軸２の軸方向に並べる構造にすれば、送りと戻りの組み合わせを変更することが容易である。
攪拌部材３ａ，３ｂの形状は板状に形成されている。攪拌部材３ａ，３ｂの形状を板状にすることで、ブロック状の攪拌部材に比べ、回転軸２全体を軽量化することができるため、より高速に回転する回転軸２を設計することが可能となり、その結果、攪拌部材３ａ，３ｂの力をさらに強く粉体に伝えることができる。
なお板状とは、少なくとも攪拌部材３ａ，３ｂのケーシング１の内周部に近い部位が板状になっていれば足り、回転軸２と攪拌部材３ａ、３ｂを棒状のアーム等で接合しても構わない。
また図６においては、攪拌部材３ａおよび３ｂは、回転軸２の軸方向に対し湾曲した板状の部材としているが、これを直線的に設けても構わない。

ケーシング１の内周部と、攪拌部材３との間隙（クリアランス）は一定かつ微小に保つことが望ましい。クリアランスを一定に保つのは、粉体に均一に力を与えるためであり、微小に保つのは粉体の逃げ場を減らすことで、より強い力を与えるためである。攪拌部材３ａ，３ｂとして、回転軸２に軸方向に交差する方向から見て単純な長方形の板状部材を設けると、板状部材の両端部に比べ、板状部材中央部とケーシング１の内周部とのクリアランスが広がってしまうため、攪拌部材３ａ，３ｂのケーシング１の内周部側の形状はクリアランスを一定に保つよう考慮することが望ましい。

ただしケーシング１の内周部と一組の攪拌部材３とのクリアランスと、当該内周部と他の組の攪拌部材３とのクリアランスが同一である必要はない。例えば図２において原料投入口５に近い送り基端側の攪拌部材３ａ（１）のクリアランスを製品排出口６に近い送り終端側の攪拌部材３ａ（５）のクリアランスより広くする、といった設定にしても構わない。またクリアランスの幅はケーシング内周部の径Ｄ１の０．０５〜７.５％、望ましくは０．７５〜３％にすることが好ましい。７.５％を超えると粉体の逃げ場が大きくなり、強い力を与えることができない。０.０５％以下のクリアランスでは運転中に生じる振動のため、攪拌部材３ａ，３ｂとケーシング１が接触してしまうおそれがある。具体的な数値で示すと、ケーシング１の内周部と攪拌部材３ａ，３ｂとの間隙を０．３ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定するのが望ましい。

また、ケーシング１内で処理物が有効な攪拌作用を受けることができるように、空間ケーシング１内の処理空間９の内容積１００％に対する処理物の投入体積は、下限値５％〜上限値９５％の範囲に設定することが望ましい。ここで、ケーシング１内の処理空間９の内容積とは、ケーシング１自身の内容積から回転軸２が占める体積を引き算した空間（ケーシング１内で処理物が動き回ることができる実質的な空間）の容積を意味する。

本装置においては、送り用攪拌部材３ａと戻し用攪拌部材３ｂを設けているが、必要に応じて回転軸２の軸方向に垂直な部材、あるいは図７に示すような回転軸２の軸方向に水平な攪拌部材３ｃを設けても構わない。このような送り中立の攪拌部材３ｃを設けた回転軸２の例を図４に示す。垂直の攪拌部材あるいは水平の攪拌部材３ｃをつける回転軸２上の位置は、回転軸２の両端部でなければ、特段の制限はない。

回転軸２の両端部側は攪拌部材３ａ，３ｂの作用が及びにくい部位である。そこで回転軸２の一方の端部に送り用攪拌部材３ａを、もう一方の端部に戻し用攪拌部材３ｂを設けることで、回転軸２の両端部側への粉体の移動を抑制し、その結果、攪拌部材３による強力な攪拌作用を受けないまま排出される粉体の発生を防止することができる。
即ち、前記回転軸２の軸方向の一端（図２、図４、図５の左端）に位置する攪拌部材３ａ（１）が、当該軸方向の一端から他端（図２、図４、図５の右端）へ処理物を送る送り用攪拌部材３ａに形成され、前記回転軸２の軸方向の他端（図２、図４、図５の右端）に位置する攪拌部材３ｂ（５），３ｂ（６）が、当該軸方向の他端から一端へ処理物を戻す戻し用攪拌部材３ｂに形成されている。

以上の説明では省略したが、図１〜図７に示す前記攪拌部材３ａ，３ｂは、実際には図８に示すように、ケーシング１の内周部に対向する攪拌部材３ａ，３ｂの先端部分が、前記回転軸２の軸方向から見たときの断面視で鋭角形状に形成されるとともに、その先端鋭角部分の中心線Ｌがケーシング１の内周面に対して直角方向から傾斜した状態に配置されている。具体的に、図８には、上記先端鋭角部分を形成する左右の斜辺Ｓ１，Ｓ１のなす角度が６０度程度で、その両斜辺Ｓ１，Ｓ１の一方Ｓ１がケーシング１の内周面に対し直角方向に位置している場合を示しており、上記中心線Ｌはケーシング１の内周面に対して直角方向から約３０度傾斜した状態になる。なお、上記先端鋭角部分の角度は６０度に限定されるものではなく、９０度に近い角度から６０度よりも小さい任意の角度に設定することができる。但し、先端部分の磨耗を考慮すると、あまり小さい角度は好ましくない。また、上記中心線Ｌの傾斜角度についても適宜の値に設定することができる。

そして、本実施形態の処理装置では、上記中心線Ｌが進行方向前方側のケーシング内周部に対して直角よりも大きい角度となる方向（図８の矢印の方向）に回転軸２を回転させることで、溶着しやすい樹脂材料等を処理する場合に、攪拌部材３ａ，３ｂの先端部分とケーシング内周部の間に処理物を挟みこんで剪断力が働らく状態を避けて溶着の発生を防止している。なお、例えば無機材料等の融点が高く剛性の大きい処理物に対して強い力を働かせて処理する場合には、図８の矢印と反対の方向に回転軸２を回転させることで、当該材料を攪拌部材３ａ，３ｂの先端部分とケーシング内周部の間に処理物を挟みこんでケーシング内周部側に押し付けて剪断力が働くようにすることができる。

回転軸２の両端面部２ａには拡散部材１０が設けられる。拡散部材１０が回転軸２の回転に伴い移動することにより、攪拌部材３の作用が及びにくい当該両端面部２ａ側に入り込もうとする粉体に対し、拡散部材１０によって遠心力を生ぜしめ、当該両端面部２ａ側への粉体の移動を抑制し、その結果、攪拌部材３による強力な攪拌作用を受けないまま排出される粉体の発生を防止することができる。
図３に示すように、拡散部材１０は各端面部２ａにおいて回転軸２の中心部から反対方向に向かって伸びた２枚の板状部材で構成されている。尚、実線と破線で示すように、上記両端面部２ａの攪拌部材１０は回転軸２の軸方向視で互いに９０度ずれた状態に配置されている。但し、これに限定されるわけではなく、遠心力を発生させうるならば他の形状、角度、枚数であっても構わず、回転軸２の軸方向から見て回転軸２の中心部を横切る形で拡散部材を設けてもよい。また拡散部材１０は回転軸２の一方の端面部２ａにのみ設けても構わないが、両端面部２ａに設けることが望ましい。

本装置の攪拌部材３の周速は５ｍ/ｓｅｃ〜２００ｍ/ｓｅｃである。攪拌部材３の周速が５ｍ/ｓｅｃより遅くなると、粉体に十分な力を与えることができない。攪拌部材３の周速が２００ｍ/ｓｅｃを超えると、軸受構造の設計が困難となる。

次に、本発明に係る処理装置の他の例を、図９〜図１２に示す。
図９と図１０に示す装置は、図１の装置と同様に回転軸２が片側だけで支持されたパドル構造であるが、図１の装置よりも筒状ケーシング１の径が大きく形成されている。また、筒状ケーシング１を作動位置にセットする操作を容易にするために、装置本体側に設けた２本のガイド棒１２にケーシングの上部外周に設けたボス１３のガイド孔を通して支持させた状態でケーシング１を回転軸２の軸方向に沿って挿入できるように構成されている。さらに、ジャケット４によってケーシング１を冷却又は加熱するとともに、回転軸２を冷却又は加熱するために、回転軸２を構成する部材が冷却用又は加熱用媒体の流路１１を備えている。具体的には、回転軸部材の内部中心軸方向に沿って空洞が形成され、この空洞に回転軸２を支持する本体側から差し込んだパイプで冷水を供給し、空洞内を通流した水（冷却用の冷水又は加熱用の温水）を本体側に回収して循環させる構造である。なお、図９では、原料投入口５と製品排出口６をケーシング１の軸方向の両端位置に設けているが、軸方向の中央位置の上部と下部に設けてもよい。

攪拌部材３は、先端羽根部分が棒状アームで回転軸２に結合されたパドル構造であり、回転軸２の軸方向に沿って、３組の送り用攪拌部材３ａと３組の戻し用攪拌部材３ｂが「送り→戻り→送り→戻り→送り→戻り」の配列で設けられている。そして、ケーシング１の径が大きくなったのに対応させて、攪拌部材３による攪拌作用が低下しないように、回転軸２の円周方向で配置される攪拌部材３の数を多くしている。即ち、ケーシング１の内周部の径が大きくなるに従い、前記回転軸２の軸方向から見たときに前記回転軸２の周方向に沿って配置される前記攪拌部材３の数を多くしている。具体的には、各組の攪拌部材３ａ，３ｂが９０度の間隔で４個配置されている。従って、回転軸２の軸方向から見たとき、送り用攪拌部材３ａと戻し用攪拌部材３ｂとが、図１の装置では９０度の間隔で４個配置される（図３参照）のに対し、図１０のように４５度の間隔で８個配置される。

さらに、図９と図１０に示す装置では、回転軸２の両端面部２ａに設ける前記攪拌部材１０は、攪拌部材３ａ，３ｂの基端部分がアームだけで攪拌力がない点を補うために、回転軸２の外周部の位置を越えて攪拌部材３ａ，３ｂの先端羽根部分に達する長さまで延長形成されている。そして、拡散部材１０は各端面部２ａにおいて回転軸２の中心部から放射状に伸びた４枚の板状部材で構成されている。

さらに、図９と図１０に示す処理装置は、ケーシング１内の処理空間９の雰囲気を調整する雰囲気調整手段２０を備えている。具体的には、図９のＡ部拡大図で示すように、回転軸２の根元側を封止材１７で封止するように配置された軸カバー１４に流路１４ａが形成され、当該流路１４ａが軸カバー１４と回転軸２の外周面で挟まれた領域Ｃを経て処理空間９に連通している。そして、例えば、処理物の酸化等を防止するために流路１４ａを通して外部から窒素ガス等の不活性ガスを処理空間９に流入させることができ、また、酸素や空気（Ａｉｒ）等の反応ガスを処理空間９に供給することができ、また、処理空間９を加湿状態にするために湿度を調整した水蒸気を供給することができる。あるいは、乾燥等の目的のために、図示しない真空ポンプを流路１４ａに接続して処理空間９を減圧させて処理空間９の真空度を高めるようにすることもできる。尚、上記処理空間９は、気密性を維持しつつ外部から供給されたガスを排気して圧力上昇を緩和するために、排気管１５及びフィルタ１６等が接続されて外気に連絡している。以上より、雰囲気調整手段２０が上記流路１４ａ、領域Ｃなどによって構成される。なお、処理空間９を高真空度にして、例えばケーシング１の内周部に備えた電極等によって放電を発生させることにより、プラズマ放電のエネルギーで処理物の表面を活性化させた状態で機械的な処理を行い、ＭＣＢ（メカノケミカルボンディング）処理を一層有効に行うことも可能である。

図１１と図１２に示す装置は、図９の装置よりもさらに筒状ケーシング１の径が大きく形成されている。そして、図１、図９の装置と異なり、回転軸２が軸方向の両端側で支持され、ケーシング１が複数個に分割可能に形成されて、回転軸２との間の処理空間９を覆う作動状態と処理空間９を覆わない非作動状態とに変更可能に構成されている。具体的には、円筒状のケーシング１が回転軸２の軸方向から見て、上側の取り外し可能な半円筒部分と下側の固定された半円筒部分の２部分に分割できる構造となっている。尚、上側の半円筒部分の移動は、例えば、クレーン等を用いた吊り下げ移動か、あるいは、軸方向視での左右いずれかの端部を支点とした回動操作で行う。但し、上記ケーシング１の分割形態は上下２分割に限定されるものではない。また、回転軸２を冷却又は加熱するために、回転軸２を構成する部材が、図９の装置と同様に冷却用又は加熱用媒体の流路１１を備えている（図１２参照）。

攪拌部材３は、図９の装置と同様に先端羽根部分が棒状アームで回転軸２に結合された構造であり、回転軸２の軸方向に沿って、７組の送り用攪拌部材３ａと７組の戻し用攪拌部材３ｂが交互に「送り→戻り→送り→（中略）→戻り→送り→戻り」の配列で設けられている。そして、ケーシング１の径が大きくなったのに対応させて、回転軸２の円周方向で配置される攪拌部材３の数をさらに多くしている。具体的には、各組の攪拌部材３ａ，３ｂが４５度の間隔で８個配置される。従って、回転軸２の軸方向から見たとき、送り用攪拌部材３ａと戻し用攪拌部材３ｂとが、２２．５度の間隔で１６個配置されている。
さらに、図９に示す装置と同様に、回転軸２の両端面部２ａに、回転軸２の中心部から放射状に伸びて攪拌部材３ａ，３ｂの先端羽根部分に達する長さまで延長形成された４枚の板状部材で構成された攪拌部材１０を備えている。

次に、本発明に係る粉体処理方法の実施形態について実施例とともに説明する。
本実施形態では、上記の処理装置を用いて、処理物としての各種の粉体に対して、以下の精密混合処理、融合化処理としての微粉融合化処理、表面改質処理、平滑化処理、形状制御処理としての球形化処理等を行う。即ち、精密混合処理は、粉体粒子を粒子単位で混合させる処理であり、微粉融合化処理、粉体中の微粉粒子をこれより径が大きい粒子に結合させる処理であり、表面改質処理は、粉体粒子の表面に改質剤を結合させる処理であり、平滑化処理は、粉体粒子の表面を滑らかにする処理であり、球形化処理は、粉体中の異形粒子を球形化させる処理である。なお、図１３に上記各処理内容のモデル図を示すが、図１３では、融合化処理と表面改質処理を複合化処理で表している。

本発明による処理装置と従来のパドル型の混合機（タービュライザＴＣＸ−８：ホソカワミクロン株式会社製）を用い、混合速度を比較した。各々の装置で、平均粒径５μｍの炭酸カルシウム（白色）とこれに対し混合比５ｗｔ％で平均粒径３００ｎｍの酸化鉄（赤色）を周速２５ｍ／ｓｅｃで混合し、混合到達度をフォトメータ（ＰＭ−３：株式会社ミナミデシステムエンジニアリング製）で評価した。上記パドル型混合機は本発明の処理装置と同様にパドルを送り、戻し方向に設定しているが、パドルの回転軸に対して直交する方向から見て、軸方向に平行な方向におけるパドル端部位置は、隣接する他のパドル端部位置よりも内側にはなかった。即ち、隣接するパドル端部同士が重なっていない状態である。結果を図１４に示す。○が本発明の処理装置、■が従来のパドル型混合機の結果である。従来のパドル型混合機に比べ、本発明の処理装置は混合到達度が高く、混合速度が速いことが分かる。

実施例１に記載した各々の装置で平均粒径２８μｍのケイ砂と平均粒径１５ｎｍの酸化チタンを混合比１０：１の条件で複合化処理を行い、ＢＥＴ比表面積をＭＡＣＳＯＲＢ ＨＭ ｍｏｄｅｌ−１２０１（株式会社マウンテック製）で測定した。ケイ砂に比べ、酸化チタンは粒子径が小さく比表面積が大きいため、両者の混合物の比表面積は大きく、複合化が進むほどケイ砂の比表面積に近づくことになる。結果を図１５に示す。○が本発明の処理装置、■が従来のパドル型混合機の結果である。従来のパドル型混合機はほとんど複合化が進まなかったのに対し、本発明の装置では複合化が進んでいることが分かる。

実施例１に記載した各々の装置で平均粒径が３０μｍのコークスの球形化処理を行った。本発明の装置の処理品を図１６に、従来のパドル型混合機の処理品を図１７に示す。従来のパドル型混合機に比べ、本発明の装置の処理品は球形化が進んでいることが分かる。

本発明による処理装置と、ホソカワミクロン株式会社製のメカノフュージョンシステムＡＭ−１５Ｆ及びサイクロミックスＣＬＸ−５０について、実施例１と同様に炭酸カルシウム（白色）と酸化鉄（赤色）を用い、周速２０ｍ／ｓｅｃで混合して混合速度を比較した。結果を図１８に示す。上記メカノフュージョンシステム及びサイクロミックスに比べ、本処理装置は混合到達度が高く、混合速度が速いことが分かる。

実施例４に記載した各々の装置で、実施例２と同様に平均粒径２８μｍのケイ砂と平均粒径１５ｎｍの酸化チタンの複合化処理を行い、ＢＥＴ比表面積を測定した。結果を図１９に示す。上記メカノフュージョンシステム及びサイクロミックスに比べ、本発明の処理装置では少ないエネルギで複合化が進んでいることが分かる。

本発明の処理装置により、金属粒子（平均粒径３０μｍの銅）の表面に金属酸化物微粒子（平均粒径５０ｎｍの酸化タングステン微粒子）を被覆する表面改質処理を行った。処理品の写真を図２０〜図２２に示す。尚、図２２は図２１のＡ部分を拡大したものである。写真より、短時間（３分間）の処理で、アルミニウムの粒子表面に酸化タングステン微粒子の層が均一に形成されていることが分かる。

本発明の処理装置により、コバルト酸リチウム（平均粒径１０μｍ）の表面にカーボン微粒子（平均粒径５０ｎｍ）を被覆する表面改質処理を行った。図２３にコバルト酸リチウム粒子を示し、図２４に凝集状態のカーボン粒子を示す。表面改質処理品の写真を図２５に示す。短時間（２分間）の処理で、凝集していたカーボン原料がコバルト酸リチウムの粒子表面に均一に被覆されていることが分かる。尚、当該カーボン被覆のコバルト酸リチウムは２次電池の正極活物質として使用される。また、詳述はしないが、カーボン原料を本発明の処理装置により球形化、分散化等したカーボン粒子を、２次電池の負極活物質として使用することができる。

本発明の処理装置により、トナー粒子（ジェットミル粉砕品で微粉を多量に含む）について微粉融合化処理、及び球形化処理を行った。処理前の写真を図２６に、処理後の写真を図２７に示し、処理前後の粒度分布の変化を図２８に示す。短時間（５分間）の処理で、球形化が進行していることが分かる。なお、円形度（球形度）のデータとして、処理前０．９１９、処理後０．９３５のデータ（ホソカワミクロン株式会社製：ホソカワ／シスメックスＦＰＩＡ−２１００で測定）が得られている。また、図２８のデータから、５．３μｍ以下の微粉の個数の割合で７３％から４８％に低下し、微粉融合化が進行していることが分かる。

なお、処理物がトナー粒子である場合の本処理装置の使用形態について、以下補足説明する。
先ず、トナー粒子は１成分系（磁性）トナー、２成分系（非磁性）トナーの何れであってもよく、また、バインダ樹脂としては、スチレンアクリル系、ポリエステル系等の何れの樹脂であってもよい。また、カラー用（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）あるいはモノクロ用の何れのトナーであってもよい。

トナー粒子の製造方法の違いについては、機械的に粉砕して作製する粉砕トナー、化学的な重合等により作製する化学トナーの何れの場合にも適用できる。粉砕トナーは、通常、原料の計量、混合、混練、冷却、粗砕、粉砕、第一分級（粗粉を除去して粉砕工程に戻す）、第二分級（微粉を除去して計量工程に戻す）、外添等の各工程を経て作製されるが、本処理装置によって、第一分級工程と第二分級工程の間で微粉の融合化処理を行い、また、外添工程で外添剤をトナー表面に結合させる表面改質処理を行い、また、外添工程の前あるいは後で球形化等の形状制御処理を行うことが可能である。また、化学トナーは、通常、重合槽での重合反応等、フィルタプレス、乾燥、分級（必要に応じて）、外添等の各工程を経て作製されるが、上記粉砕トナーの場合と同様に、外添工程での外添剤による表面改質処理、外添工程の前後での球形化等の形状制御処理を行うことが可能である。

本発明による処理装置並びに本処理装置を用いた粉体処理方法は、回転軸の回転に伴い移動する攪拌部材によって処理物を攪拌処理する処理装置の利点を生かしながら混合、乾燥等の効率を向上させ、さらに処理物の解砕、粉砕、球形化、複合化といった機能をも満たすものであり、プラスチック、セラミックス、ミネラル、金属、顔料（染料）等の各種材料、食品、医薬品、化粧品、電池、塗料、電子部品、各種化成品など、様々な分野における粉体等の処理プロセスに適用することができ、従来設備の簡素化、高効率化に資するものである。

本発明に係る処理装置の構造を示す正面一部断面図 図１の処理装置における回転軸および攪拌部材を示す図 本発明に係る処理装置の構造を示す側面断面図 回転軸および攪拌部材の他の例を示す図 回転軸および攪拌部材の他の例を示す図 傾斜させた攪拌部材を示した図 水平な攪拌部材を示した図 攪拌部材の先端部分の断面形状を示した図 本発明の処理装置の他の構造例を示す正面断面図 図９に示す処理装置の側面断面図 本発明の処理装置の他の構造例を示す正面断面図 図１１に示す処理装置の側面断面図 本発明の粉体処理方法の内容を模式的に示す説明図 混合到達度を示すグラフ（実施例１） ＢＥＴ比表面積を示すグラフ（実施例２） 本発明の処理装置による球形化処理品の電子顕微鏡写真（実施例３） 従来のパドル型混合機による球形化処理品の電子顕微鏡写真 混合到達度を示すグラフ（実施例４） ＢＥＴ比表面積を示すグラフ（実施例５） 本発明の処理装置による表面改質粒子のＳＥＭ写真（実施例６） 図２０に示す表面改質粒子のＴＥＭ写真（実施例６） 図２１に示す表面改質粒子の一部拡大ＴＥＭ写真（実施例６） コバルト酸リチウム粒子のＳＥＭ写真（実施例７） カーボン微粒子のＳＥＭ写真（実施例７） カーボン被覆コバルト酸リチウム粒子のＳＥＭ写真（実施例７） 処理前のトナー粒子のＳＥＭ写真（実施例８） 処理後のトナー粒子のＳＥＭ写真（実施例８） 処理前後のトナー粒子の粒度分布のグラフ（実施例８）

符号の説明

１ ケーシング
２ 回転軸
２ａ 回転軸端面部
３ 攪拌部材
３ａ 送り用攪拌部材
３ｂ 戻し用攪拌部材
３ｃ 水平攪拌部材
４ ジャケット（冷却用又は加熱用媒体の流路）
５ 原料投入口
６ 製品排出口
７ 軸受部
８ 駆動部
９ 処理空間
１０ 拡散部材
１１ 冷却用又は加熱用媒体の流路
１２ ガイド棒
１３ ボス
１４ 軸カバー
１４ａ 流路
１５ 排気管
１６ フィルタ
１７ 封止材
２０ 雰囲気調整手段
Ｃ 領域
Ｌ 中心線
Ｌ１ 垂直延長線
Ｌ３ 垂直延長線
Ｄ１ ケーシング内周部の径
Ｄ２ 回転軸外周部の径
Ｓ１ 斜辺
Ｓ２ 斜辺

Claims (24)

1. 複数の攪拌部材を外周部に設けた回転軸と、前記攪拌部材に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシングとを備え、前記回転軸の回転に伴い移動する前記攪拌部材によってケーシング内の処理物を攪拌処理する処理装置であって、前記回転軸の軸方向と直交する方向から見て、前記回転軸の軸方向と平行な方向における前記複数の攪拌部材夫々の端部位置が、隣接する他の攪拌部材の端部位置よりも当該他の攪拌部材の内側に位置している処理装置。
2. 複数の攪拌部材を外周部に設けた回転軸と、前記攪拌部材に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシングとを備え、前記回転軸の回転に伴い移動する前記攪拌部材によってケーシング内の処理物を攪拌処理する処理装置であって、前記ケーシングの内周部の径が、前記回転軸の外周部の径の２倍以下である処理装置。
3. 前記複数の攪拌部材の少なくとも一部が、前記回転軸の回転に伴って処理物を前記回転軸の軸方向の一方向に送る送り用攪拌部材に形成され、前記複数の攪拌部材の他の一部が、前記回転軸の回転に伴って処理物を前記回転軸の軸方向の他方向に戻す戻し用攪拌部材に形成されている請求項１または２記載の処理装置。
4. 前記回転軸の軸方向の一端に位置する前記攪拌部材が、当該軸方向の一端から他端へ処理物を送る送り用攪拌部材に形成され、前記回転軸の軸方向の他端に位置する前記攪拌部材が、当該軸方向の他端から一端へ処理物を戻す戻し用攪拌部材に形成されている請求項１または２記載の処理装置。
5. 前記回転軸の周方向で隣接する前記攪拌部材の一方が前記送り用攪拌部材に形成され、他方が前記戻し用攪拌部材に形成されている請求項３又は４記載の処理装置。
6. 前記ケーシングの内周部の径が大きくなるに従い、前記回転軸の軸方向から見たときに前記回転軸の周方向に沿って配置される前記攪拌部材の数を多くする請求項１〜５のいずれか１項に記載の処理装置。
7. 前記回転軸の端面部に拡散部材を設けている請求項１〜６のいずれか１項に記載の処理装置。
8. 前記攪拌部材が板状に形成されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の処理装置。
9. 前記ケーシングの内周部に対向する前記攪拌部材の先端部分が、前記回転軸の軸方向から見たときの断面視で鋭角形状に形成されるとともに、その先端鋭角部分の中心線が前記ケーシングの内周面に対して直角方向から傾斜した状態に配置されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の処理装置。
10. 前記ケーシングを構成する部材が冷却用又は加熱用媒体の流路を備えている請求項１〜９のいずれか１項に記載の処理装置。
11. 前記回転軸を構成する部材が冷却用又は加熱用媒体の流路を備えている請求項１〜１０のいずれか１項に記載の処理装置。
12. 前記ケーシング内の処理空間の雰囲気を調整する雰囲気調整手段を備えている請求項１〜１１のいずれか１項に記載の処理装置。
13. 前記回転軸が軸方向の一端側のみで支持され、前記ケーシングが前記回転軸の軸方向の一端側でのみ開口した有底筒状に形成されて、前記回転軸との間の処理空間を覆う作動位置と前記処理空間を覆わない非作動位置とに前記回転軸の軸方向に沿って移動可能に構成されている請求項１〜１２のいずれか１項に記載の処理装置。
14. 前記回転軸が軸方向の両端側で支持され、前記ケーシングが複数個に分割可能に形成されて、前記回転軸との間の処理空間を覆う作動状態と前記処理空間を覆わない非作動状態とに変更可能に構成されている請求項１〜１２のいずれか１項に記載の処理装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の処理装置を用いて、処理物としての粉体粒子を粒子単位で混合させる精密混合処理を行う粉体処理方法。
16. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の処理装置を用いて、処理物としての粉体粒子をこれと径が同等の粒子もしくはこれより径が大きい粒子に結合させる融合化処理を行う粉体処理方法。
17. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の処理装置を用いて、処理物としての粉体粒子の表面に改質剤を結合させる表面改質処理を行う粉体処理方法。
18. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の処理装置を用いて、処理物としての粉体粒子の表面を滑らかにする平滑化処理を行う粉体処理方法。
19. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の処理装置を用いて、処理物としての粉体粒子の形状を変化させる形状制御処理を行う粉体処理方法。
20. 前記ケーシング内の処理空間の内容積１００％に対する処理物の投入体積を５％〜９５％の範囲に設定する請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の粉体処理方法。
21. 前記ケーシングの内周部と前記攪拌部材との間隙を０．３ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定する請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の粉体処理方法。
22. 前記ケーシングの内周部に対する前記攪拌部材の周速を処理物に応じて変更設定する請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の粉体処理方法。
23. 前記粉体粒子が樹脂含有粒子である請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の粉体処理方法。
24. 前記樹脂含有粒子がトナー粒子である請求項２３記載の粉体処理方法。