JPS60179130A - 造粒方法とその装置 - 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】 この発明は、一種または数種の粒体を混合したのち、水
またはバインダ溶液を加えることによシ粒度の揃った細
かい顆粒を製造する湿式造粒方法とその装置に関する。

従来のこの種の顆粒湿式造粒方法として、材料溶液を噴
庭乾燥して造粒する噴霧造粒法、多孔板上で粒体を流動
させ々から加湿し成長させて乾燥し、顆粒とする流動層
造粒法、加水混練された粒体を破砕造粒機によシ解砕し
て顆粒を作り、乾燥後篩分けする破砕造粒法、高速で回
転する回転羽根を有する器体内に粉体を投入混合し、加
液して顆粒とする攪拌造粒法等が知られているが、何れ
も顆粒の粒度分布のバラツキが大きく、希望する粒径の
歩留りが５０％前後、又はそれ以下しか得られず、きわ
めて非能率的であって、粒子径の均一化が著しく困難で
あるという欠点があった。

この発明は以上のような湿式造粒方法において、特に０
．７助（２４メツシユ）〜０．１吠（１４５メツシユ）
程度の直径の顆粒を歩留りよく生産することができ、か
つ二種以上の粉体を混合する場合において、きわめて高
能率に混合したのちこれを造粒することのできる造粒方
法とその装置を提供することを目的とするものである。

この発明の造粒方法は、水平軸線のまわシを回転する粉
体流の上方より水またはバインダ溶液を供給して粉・液
の均一分散相を作り、この分散相で成長する混合粉体を
一前記の回転粉体流の内側中央または偏心位置で高速回
転する衝撃体の作用で解砕して分離し、或いは衝撃体の
作用で飛ばして他の粉体との結合をはかり所要粒径の細
粒とする一方、前記衝撃体より少し外側に延びる衝撃体
と一体の複数のピンによシ、衝撃体の回転域を含む所定
空間へ粉体が過密に侵入するのを制限して、衝撃体によ
る混合粉体の分離および結合作用を促進し、またこの衝
撃体の分離および結合作用の一部を前記ピンに分担させ
るようにして、造粒効率をさらに高めるようにしたこと
を特徴とするものである。

また・この発明の造粒装置は、上記の造粒方法の実施に
直接使用される装置であって、軸線を水平にし一端を端
板で、他端を蓋板でそれぞれ閉塞した円筒状器体に材料
投入口と排出口とを設け、該器体内に、器体と同心に配
置した管形の攪拌ロータと、攪拌ロータのさらに内側に
軸線を水平にして配置した衝撃ロータとを設け＼攪拌ロ
ータの外周に、器体の円筒形内周面に近接する複数の攪
拌素子を突設するとともに、衝撃ロータの外周に複数の
＠器体と該衝撃体より外側に延びる複数のピンとを突設
し、攪拌ロータと＆Ｌ”ロータとをそれぞれ所要の回転
速度で回転させる駆動手段を設けてなり、材料投入口よ
り円筒状器体内に投入される粉体材料を前記攪拌ロータ
で器体内壁に沿つて回転させる一方、衝撃ロータの衝撃
体で加液混合粉体の分離および結合をはかり、また衝撃
ロータのピンによシ衝撃体の回転域へ粉体が過密に侵入
するのを制限して、衝撃体の分離および結合作用を促進
するとともに、ピンにも分離および結合作用の一部を分
担させるようにしたことを特徴とするものである。

実施例について説明すれば、第１図、第２図において、
符号１は軸線を水平に配し、一端が端板２で＼他端が蓋
板３でそれぞれ閉塞された円筒状器体である。該器体１
の上部に材料投入口４が＼下部に蓋５で開閉される製品
排出口６が設けられる。蓋板３は、器体ｌ内の洗浄、清
掃等のために器体１に着脱を可能罠することが望ましい
０材料投入口４には第２図示のように、造粒作業中、該
投入口４を閉塞する蓋７を設けるとよい。８は材料投入
用のホッパ、９は排出口６の蓋５を図示しない開閉機構
で開閉するだめの連結杆である。

器体１内に、攪拌素子１４をもつロータ１０と、中心軸
部に衝撃ロータ１１とがそれぞれ可回転に設けられる。

攪拌ロータ１０は第３図にその詳細を示すように、第１
駆動軸１２の軸端に設けた置版１３の端面に支持される
管形に形成され、その外周に器体ｌの円筒形内周面に近
接する複数の腕木状攪拌素子１４を突設してなるもので
ある。

第３図の場合、攪拌ロータ１０の矢印Ａ方向の回転にお
いて器体１内の材料を器体１の軸方向の両端部から中央
部に向って矢印ａ　、　ａ’軸方向に移動させる如く攪
拌素子１４の方向に攪拌ロータ１０の軸線に対する適度
の傾きを与える。さらに攪拌ロータ１０の両端に配した
攪拌素子１４には、端板２及び蓋板３に１寸着した粉体
を、攪拌ロータｌＯの回転によシ掻き落とすスクレーパ
１５が形成される。第１駆動軸１２ｉｉ、軸受１６を介
して端板２に支持フレームで可回転に支持されたチェン
駆動機構（チェンホイル１７のみを図示した）に−より
例えば円筒状容器の直径２０５闘φの場合、１〇−５Ｏ
Ｒ，Ｐ、　Ｍ、の速度で回転させる。

衝撃ロータ１１には放射状に等配置に、その一端から他
端に達する細長い板状体からなる衝撃体１８が突設され
る。また、衝撃体１８とは別に、各衝撃体１８．１８間
に、衝撃体１８よシ少し外方に延びるビン２４が複数突
設される。例えば円筒状容器１の直径２０５賜φの場合
、衝撃ロータ１１の直径は５８簾、衝撃体１８の高さは
９Ｍであって、この衝撃体１８は蓋板３のフレーム部分
に軸受１９で可回転に支持された第２駆動軸２０により
３０００〜８０００　Ｒ，Ｐ、Ｍ、の速度で第２図矢印
Ｂに示す如く高速駆動される。２１は衝撃ロータ駆動用
モータであって、コンバータ（周波数変換機）を使用し
てモータの回転数を変速する。

図示しない変速装置等を内蔵するもの、或いは速度可変
モータを使用してもよい。

衝撃ロータエ１の衝撃体１８を第４図示の如く構成する
と、攪拌ロータ１０の回転に関連して、該衝撃ロータ１
１の矢印Ｂ方向の回転により、器体１内の材料を矢印ｂ
Ｘまたはｂ′の一方向、または矢印ｂ　−ｂ’に示す如
く中央部から器体工の両側に向って軸方向に移動させる
ことができる。

また第５図（ａ）に示す如く、衝撃体１８ａを、衝撃ロ
ータ１１の長さを複数に分割した長さの板状体とするこ
ともでき、この場合も同様に攪拌ロータ１０の回転に関
連して、矢印すまたはｂ′の一方向、或いはｂ　−ｂ’
の二方向に材料を移動させつる。

第５図（ｂ）は、衝撃体１８’ｂが、衝撃ロータ１１の
軸線に対して傾けられた場合を示す。その傾きによりｂ
方向に材料を移動させ、或いは逆の傾きとしてｂとは反
対の方向に移動させることができさらに中央部から左右
対称に傾ければ、中央部から両側に向って移動させつる
。

第５図（Ｃ）は衝撃体１８Ｃの長さを短くしたもので、
この場合は左右対称にらせん状配置Ｓとし、衝撃ロータ
１１のＢ矢印方向の回転で、器体１内の材料をｂ　−ｂ
’の二方向に移動させるようにしたものを示している。

衝撃ロータ１１のピン２４は、衝撃体１８の配置匠対応
させて、第１図、第２図、第４図、第５図（ａ）、（ｃ
）に示す如く、衝撃ロータ１１に対して十字状に放射す
るような配置としたり、第５図（ｂ）に示す如く、衝グ
）７０−タ１１の一直径方回へのみ放射するように配置
することができる。

ビン２４の一部周域には、第６図に示す如くナイフェツ
ジ２５が形成される。このナイフェツジ２５の向きは、
前述の材料の移動方向すまたはｂ′と対向するように、
ピン２４の突設場所に応じて定められる。

第１図、第２図において、２２は水またはその他の液体
を粉体に加液するためのスプレーであつて、水等を加液
するに当シ噴霧するもの、或いは大量に急激に加液する
もの等任意のものを使用す・ることかできる。２３は器
体１を支持するフレームである。

第７図！第８図は、この発明の第２の実施例を示す図で
あって、この場合、衝撃ロータ１１の回転軸線は器体１
及び攪拌ロータ１ｏの軸線より下方に偏心させ、水平に
設けられている。第１図。

第２図と同一の部分には同一の符号を付しである。

このように衝撃ロータ１１を偏心させて設けると、衝撃
ロータ１１による強制流動を強化する場合、或いは１回
の処理量が少ない場合等に効果的である。また衝撃ロー
タ１１の衝撃体１８による過大粒子の解砕効果も大きく
なる。

第９図は、この発明の第３の実施例を示す図であって、
材料投入口４、排出口６、その開閉蓋５が蓋体３に設け
られ、攪拌ロータ１０．衝撃ロータ１１の各駆動軸１２
．２０ｉｊｆ：二重軸として同心に互に異なる回転速度
で回転しつるようにされており、この駆動機構を端板２
側に設けた場合が示されている。捷だ攪拌ロータ１ｏの
攪拌素子１４ａは、リボン状の板材をらせん状にひねっ
て器体１の円筒内周面に近接させ、器体１内の材料が矢
印ａに示す如く一方向に移動するようにされている。

衝撃ロータ１１も、その衝撃体１８ｃを、材料が矢印す
に示す一方向に移動するようらせん状配置に突設させで
ある。

第１０図、第１１図は、前記第９図に示す実施例の変形
例であって、この場合は衝撃体１８ｃを左右対称にらせ
ん状配置とし、衝撃ロータ１工のＢ矢印方向の回転で、
器体１内の材料をｂ　−ｂ’の二方向に移動させるよう
にしたものを示している。

また攪拌素子１４ａも、左右対称にらせん状にひねって
、材料が矢印ａ　−ａ’に示すように二方向に移動する
ようにされている。

なお以上の実施例は攪拌ロータ１０と衝撃ロータ１１と
を互に逆方向に回転させ、その回転速度差を大きくする
場合について示したが、これは同方向に回転させてもよ
く、また衝撃ロータ１１の衝撃体の各種、例えば第１図
と第５図に示される１８＋１８ａ、１８ｂ＋１８ｃは既
述の構成のほか、ハンマーヘッド状のものであってもよ
い。

次に、以上の構成よりなる装置を用いて行なう、この発
明の造粒方法の一実施例について説明する。

攪拌ロータ１０と衝撃ロータ１１をそれぞれ低速と高速
で駆動するとともて１数種の粉体または一種の粉体を器
体１内に投入し、必要があれば適量のバインダを投入し
て数十秒〜数分間運転することにより、粉体とバインダ
或いは数種の粉体が、衝撃ロータ１１の衝撃体と、攪拌
ロータ１ｏの攪拌素子とにより器体１の軸方向に移動さ
せられながら効率よく混合、攪拌されて均一に分散させ
られる。

そこで水または液を、滴下するか捷たはスプレー２２に
より噴霧状態で所要量を供給して、その状態で各ロータ
の回転を続行することにより、既述の粒度範囲内の細粒
を効率よく製造することができる。

器体１内でよく混合された粉体に上記の如く水等を供給
すると、先ず液を核として粉体が凝集し成長して湿潤し
たもぐさ状の粉・液混合物が形成される。この混合物は
第２図、第８図、第１１図に示す如く攪拌ロータ１０の
Ａ矢印方向の回転で攪拌素子により下方から上方に持ち
上げられてから衝撃ロータ１１に向って落下する。すな
わち前記混合物は高速回転する衝撃体に衝突して破砕さ
れながら遠心的に移動し、再び攪拌素子により持ち上げ
られて落下し衝撃η−夕１１に向って衝撃体に衝突させ
られる。この間も器体１内の材料は各ロータ１０１１１
の回転により、その攪拌素子と衝撃体の配置によシ各ロ
ータ１０，１１の回転速度に見合った速さで器体１内を
軸方向に移動させられ、混合攪拌作用を受ける。こうし
た過程において、微粉末は、液により湿潤した混合物と
しである大きさに成長し、過大に成長した混合物はそれ
自体の重力で衝撃ロータ１１の上方から落下してその衝
撃体に衝突し、小さな粒は、高速回転する衝撃体の風圧
によりはね飛ばされて直接該衝撃体に衝突しない。

以上のように、攪拌ロータ１０の回転は、器体１の下部
に集まる粉体および湿潤した混合物を攪拌し、その湿潤
の度合いに応じて成長させるとともに、これらを器体１
の上方に移動させて衝撃ロータ１１に向かって落下させ
る。

一方、衝撃ロータ１１の回転は、器体１内の上方から落
下する混合物を衝撃体によって解砕して所要径の顆粒を
形成させる作用を行なう。また、所要径以下の小さな顆
粒は衝撃体の回転により生ずる風圧により吹き飛ばされ
るので、解砕されるのを回避され、これにより粒子の分
級が行なわれる。

上記の造粒過程において、衝撃ロータ１１に突　・設さ
れたビン２４の回転は、衝撃体の回転域を含む所定空間
へ粉体あるいは湿潤した混合物が過密に侵入するのをあ
る程度制限するので、衝撃体による如上の解砕および顆
粒形成作用が大幅に促進される。また、ピン２４自体に
も、衝撃体と同様の解砕および顆粒形成作用があるので
、その作用の一部をビン２４が分担することになり、一
層効果的に造粒が行なわれる。

このような混合、攪拌、造粒、解砕、分級作用が繰り返
されることにより、器体内の粉体は、その品質、物性、
バインダの物性、加液量等により異なるが、衝撃ロータ
の回転速度に一応見合った大きさの顆粒として造粒され
るのである。

本発明の造粒方法と装置は上記の作用により目的の粒度
に対する過大顆粒、過小顆粒の発生がきわめて少なく、
所望する粒度範囲内の細粒を、短時間にきわめて効率よ
く造粒することができる。

なお、衝撃ロータの回転速度、或いは衝撃ロータと攪拌
ロータとの相対回転速度を適宜選択することにより、ま
た粉体の物性、バインダの種類、液の種類、混合量等を
適宜定めることにより、任意の粒度範囲の顆粒を得るこ
とができる。

また、同一材料でも衝撃ロータの回転数および運転時間
を変化させることによって、顆粒の粒子径、その歩留り
、嵩密度を、希望する値に近づけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例の縦断正面図、第２図は横断側面
図、第３図は攪拌ロータの正面図、第４図は＠撃ロータ
の斜面図、第５図（ａ）　、　（ｂ）　、　（０）はそ
れぞれ衝撃ロータの変形例の斜面図、第６図はビンの部
分拡大斜面図、第７図は第２の実施例の縦゛断正面図、
第８図は横断側面図、第９図は第３の実施例の縦断正面
図、第１０図は第４の実施例の縦断正面図、第１１図は
横断側面図である。 １・・・器体、２・・・端板、３・・・蓋板、４・・・
材料投入口、５・・・蓋、６・・・排出口、１０・・・
攪拌ロータ、１１・・・衝撃ロータ、１２１２０・・・
駆動軸、１４．１４ａ・・・攪拌素子、１８＋１８ａ＋
１８ｂ＋１８ｃ”’衝撃体、２２・・・スプレー、２４
・・・ビン、２５・・・ナイフエッジ 第５図 （α）（ｂ） 第６図　第７図 （Ｃ） 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）水平軸線のまわシを回転する粉体流の上方よりバ
   インダ液を供給して粉・液の均一分散相を作シ、この分
   散相で成長する混合粉体を、前記粉体流の内側で高速回
   転する衝撃体によシ分離しかつ結合する一方、前記衝撃
   体よシ少し外側に延びる衝撃体と一体の複数のビンによ
   シ衝撃体回転域を含む所定空間への粉体の侵入を少し制
   限して、衝撃体による混合粉体の分離および結合を促進
   することを特徴とする造粒方法 （２）軸線を水平にし一端を端板で、他端を蓋板でそれ
   ぞれ閉塞した円筒状器体に材料投入口と排出口とを設け
   、該器体内に、器体と同心に配置した箱形の攪拌ロータ
   と、攪拌ロータのさらに内側に軸線を水平にして配置し
   た衝撃ロータとを設け、攪拌ロータの外周に〜器体の円
   筒形内１可面に近接する複数の攪拌素子を突設するとと
   もに、衝撃ロータの外周に複数の衝撃体と該衝撃体よシ
   外側に延びる複数のピンとを突設し、攪拌ロータと衝撃
   ロータとをそれぞれ所要の回転速度で回転させる駆動手
   段を設けたことを特徴とする造粒装置（３）衡撃ロータ
   を、円筒状器体及び攪拌ロータと同心に配置した特許請
   求の範囲（２）記載の造粒装置 （４）衝撃ロータの回転軸線を、円筒状器体及び攪拌ロ
   ータの軸線位置より偏心させて配置した特許請求の範囲
   （２）記載の造粒装置 （５）攪拌ロータの駆動手段を円筒状器体の一端部外側
   に、衝撃ロータの駆動手段を円筒状器体の他端部外側に
   それぞれ配置した特許請求の範囲（２）記載の造粒装置 （６）衝撃ロータと攪拌ロータとを互に反対方向に回転
   させるようにした特許請求の範囲（１）記載の造粒装置 （力　衝撃ロータに突設した衝撃体が、該ロータの一端
   から他端まで連続した板状体からなり、該ロータに円周
   上等配置に設けられている特許請求の範囲（２）記載の
   造粒装置 （８）衝撃ロータに突設した衝撃体が、該ロータの軸方
   向に複数個に分割された長さの板状体からなり、衝撃ロ
   ータの回転によ）材料を該ロータの軸方向に移動させる
   配置で設けられている特許請求の範囲（２）記載の造粒
   装置 （９）衝撃ロータに突設した衝撃体が、該ロータの表面
   にらせん状配遣で設けられている特許請求の範囲（８）
   記載の造粒装置 ００）衝撃ロータに突設した衝撃体が、−らせん状方向
   に衝撃ロータの軸線に対して傾けられて該ロータ表面に
   突設されている特許請求の範囲（７）記載の造粒装置 （］Ｉ）ｈｅロータの回転により器体内を移動する材料
   を、攪拌ロータの回転により反対向きに移動させる如く
   攪拌ロータの攪拌素子を傾けた特許請求の範囲（２）記
   載の造粒装置 ０功衝撃ロータの回転で器体内の材料を器体の軸方向の
   中央部から両側に向って移動させる如く衝撃体を配置し
   、攪拌ロータの回転でそれとけ反対の向きに材料を移動
   させる如く攪拌素子を設けた特許請求の範囲の）記載の
   造粒装置 ０■　衝撃ロータの回転で器体内の材料を器体の軸線に
   沿って一方向に移動させる如く衝撃体を配置し、攪拌ロ
   ータの回転でそれとは反対の向きに材料を移動させる如
   く攪拌素子を設けた特許請求の範囲（１１）記載の造粒
   装置