(57)【要約】【課題】粉粒体がガイドベーン（案内羽根）の面に融着し難い分級機を提供する。【解決手段】樹脂を含む粉粒体を、粗紛と細粉とに分級する分級機であって、ケーシングと、前記ケーシングの外周に沿って並んだ複数の案内羽根と、を含み、前記案内羽根は、前記ケーシングの外周囲に設けられた外気供給口から流入した気流を前記ケーシング内に案内して、旋回流を発生させ、前記案内羽根は、前記粉粒体を含む気流に曝される面を有し、前記面の表面粗さＲｚと、前記粗紛の体積平均粒子径Ｍｖと、の比Ｒｚ／Ｍｖは、０．１以上２．０以下である、分級機。【選択図】図１０
2020157175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を含む粉粒体を、粗紛と細粉とに分級する分級機であって、
ケーシングと、
前記ケーシングの外周に沿って並んだ複数の案内羽根と、
を含み、
前記案内羽根は、前記ケーシングの外周囲に設けられた外気供給口から流入した気流を前記ケーシング内に案内して、旋回流を発生させ、
前記案内羽根は、前記粉粒体を含む気流に曝される面を有し、
前記面の表面粗さＲｚと、前記粗紛の体積平均粒子径Ｍｖと、の比Ｒｚ／Ｍｖは、０．１以上２．０以下である、分級機。
【請求項２】
請求項１において、
前記比Ｒｚ／Ｍｖは、０．３０以上１．３以下である、分級機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記案内羽根は、基材と、前記基材に対して着脱可能な部材と、を有し、
前記部材は、前記案内羽根の前記面を構成している、分級機。
【請求項４】
樹脂を含む粉粒体を、粗紛と細粉とに分級する分級機であって、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、前記ケーシングの外周に沿って並んだ複数の案内羽根と、
を含み、
前記案内羽根は、前記ケーシングの外周囲に設けられた外気供給口から流入した気流を前記ケーシング内に案内して、旋回流を発生させ、
前記案内羽根は、前記粉粒体を含む気流に曝される面を有し、
前記面の純水に対する接触角は、９０度以上である、分級機。
【請求項５】
請求項４において、
前記案内羽根は、
基材と、
シランカップリング剤を含み、前記基材を被覆する被覆層と、
を有し、
前記被覆層は、前記案内羽根の前記面を構成している、分級機。
【請求項６】
請求項４において、
前記案内羽根は、
基材と、
シリコーンレジンを含み、前記基材を被覆する被覆層と、
を有し、
前記被覆層は、前記案内羽根の前記面を構成している、分級機。
【請求項７】
請求項４において、
前記案内羽根は、
基材と、
窒化チタンを含み、前記基材を被覆する被覆層と、
を有し、
前記被覆層は、前記案内羽根の前記面を構成している、分級機。
【請求項８】
前記粉粒体を粉砕する粉砕機と、
前記粉砕機で粉砕された前記粉粒体を分級する、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の分級機と、
を含む、粉砕分級装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分級機および粉砕分級装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉砕された樹脂などの原料を流体中に分散させて、旋回流により、粗粉と細粉とに分級する分級機が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ケーシングの内側に、傘状の分級カバーと、傘状の分級板と 、を対向させて配置して、これらの間の分級室に原料を導入し旋回流で旋回させることで 、粗粉と微粉とに遠心分離する分級機が記載されている。特許文献１では、分級室のまわりには、複数の案内羽根が等間隔に環状に配置され、隣接する案内羽根間に形成された空気流入路によって外部と分級室内とが連通されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−５７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、樹脂を含む粉粒体が案内羽根に高速で衝突すると、衝突による摩擦などによって発熱し、粉粒体が案内羽根に融着する場合がある。これにより、旋回流が乱れて、分級性能が安定しない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る分級機の一態様は、
樹脂を含む粉粒体を、粗紛と細粉とに分級する分級機であって、
ケーシングと、
前記ケーシングの外周に沿って並んだ複数の案内羽根と、
を含み、
前記案内羽根は、前記ケーシングの外周囲に設けられた外気供給口から流入した気流を前記ケーシング内に案内して、旋回流を発生させ、
前記案内羽根は、前記粉粒体を含む気流に曝される面を有し、
前記面の表面粗さＲｚと、前記粗紛の体積平均粒子径Ｍｖと、の比Ｒｚ／Ｍｖは、０．１以上２．０以下である。
【０００７】
前記分級機の一態様において、
前記比Ｒｚ／Ｍｖは、０．３０以上１．３以下であってもよい。
【０００８】
前記分級機の一態様において、
前記案内羽根は、基材と、前記基材に対して着脱可能な部材と、を有し、
前記部材は、前記案内羽根の前記面を構成していてもよい。
【０００９】
本発明に係る分級機の一態様は、
樹脂を含む粉粒体を、粗紛と細粉とに分級する分級機であって、
ケーシングと、
前記ケーシング内に設けられ、前記ケーシングの外周に沿って並んだ複数の案内羽根と、
を含み、
前記案内羽根は、前記ケーシングの外周囲に設けられた外気供給口から流入した気流を前記ケーシング内に案内して、旋回流を発生させ、
前記案内羽根は、前記粉粒体を含む気流に曝される面を有し、
前記面の純水に対する接触角は、９０度以上である。
【００１０】
前記分級機の一態様において、
前記案内羽根は、
基材と、
シランカップリング剤を含み、前記基材を被覆する被覆層と、
を有し、
前記被覆層は、前記案内羽根の前記面を構成していてもよい。
【００１１】
前記分級機の一態様において、
前記案内羽根は、
基材と、
シリコーンレジンを含み、前記基材を被覆する被覆層と、
を有し、
前記被覆層は、前記案内羽根の前記面を構成していてもよい。
【００１２】
前記分級機の一態様において、
前記案内羽根は、
基材と、
窒化チタンを含み、前記基材を被覆する被覆層と、
を有し、
前記被覆層は、前記案内羽根の前記面を構成していてもよい。
【００１３】
本発明に係る粉砕分級装置の一態様は、
前記粉粒体を粉砕する粉砕機と、
前記粉砕機で粉砕された前記粉粒体を分級する、前記分級機の一態様と、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る粉砕分級装置を模式的に示す図。
【図２】第１実施形態に係る粉砕分級装置を模式的に示す断面図。
【図３】粉砕分級装置における分級エアー流入部の構造を示す平面図。
【図４】ガイドベーン（案内羽根）に粉粒体が融着した例を示す平面図。
【図５】ガイドベーン（案内羽根）に粉粒体が融着した例を示す側面図。
【図６】第１実施形態の変形例に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）を模式的に示す断面図。
【図７】第２実施形態に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）を模式的に示す断面図。
【図８】第２実施形態の第１変形例に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）を模式的に示す断面図。
【図９】第２実施形態の第１変形例に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）の被覆層を説明するための図。
【図１０】表面粗さＲｚ、体積平均粒子径Ｍｖ、比Ｒｚ／Ｍｖ、接触角、および融着有無を示す表。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１６】
１．  第１実施形態
１．１．  粉砕分級装置
１．１．１．  全体の構成
図１は、第１実施例形態に係る粉砕分級装置１を模式的に示す図である。
【００１７】
粉砕分級装置１は、図１に示すように、供給機１０と、粉砕機３０と、分級機５０と、捕集機７０と、を含む。
【００１８】
供給機１０は、被粉砕物の一例に対応する粉粒体Ｐを貯留するホッパー１１を有している。粉粒体Ｐは、樹脂を含む。粉粒体Ｐに含まれる樹脂は、例えば、ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂である。ホッパー１１は、インジェクションフィーダー１２に粉粒体Ｐを供給する。インジェクションフィーダー１２は、供給管１３に接続されている。供給管１３は、粉砕機３０に接続されている。インジェクションフィーダー１２には、圧縮空気源１４が接続されている。圧縮空気源１４は、圧縮空気をインジェクションフィーダー１２に供給する。インジェクションフィーダー１２に圧縮空気が供給されると、圧縮空気のエジェクター作用により、ホッパー１１から粉粒体Ｐがインジェクションフィーダー１２内に吸引される。インジェクションフィーダー１２内に吸引された粉粒体Ｐは、供給管１３を介して粉砕機３０の内部に搬送される。
【００１９】
粉砕機３０は、粉粒体Ｐを粉砕する粉砕機本体３１と、粉粒体Ｐを分級する分級部４０と、を有している。
【００２０】
粉砕機本体３１は、筒状の粉砕ケーシング３２を有している。粉砕ケーシング３２には、粉砕室３３に粉粒体Ｐが流入する流入口３４と、粉砕室３３で粉砕された粉粒体Ｐが流出する流出口３５と、が設けられている。流入口３４の上流側には、ディフューザー部３６が設けられている。ディフューザー部３６には、圧縮空気を送る圧縮空気源３７が接続されている。ディフューザー部３６は、圧縮空気を超音速の連続噴流として吐出する。この超音速の連続噴流中に粉粒体Ｐが流入することで、ディフューザー部３６は、粉粒体Ｐを含む流体としての固気混合流体を、流入口３４を通じて粉砕室３３に供給する。粉砕室３３には、固気混合流体が衝突する衝突部材３８が設けられている。衝突部材３８は、錐体形状を有し、錐体形状の先端が流入口３４に対向する向きで設けられている。
【００２１】
固気混合流体は、衝突部材３８に衝突して、固気混合流体に含まれる粉粒体Ｐが粉砕される。粉砕された粉粒体Ｐは、流出口３５を通じて粉砕室３３から排出される。流出口３５には、循環管３９が接続されている。循環管３９は、供給管１３に接続されている。粉砕機３０で粉砕された粉粒体Ｐは、循環管３９および供給管１３を介して粉砕機３０に再送される。
【００２２】
粉砕機３０の分級部４０は、供給管１３から供給された粉粒体Ｐを分級する。分級部４０は、筒状の分級ケーシング４１を有している。分級ケーシング４１の内部空間には、分級センターコア４２と、分級セパレートコア４３とが対向して設けられている。分級センターコア４２と分級セパレートコア４３との間には、分級空間４４が形成されている。分級空間４４では、旋回流が形成される。分級空間４４に導入された粉粒体Ｐは、旋回流により遠心分離され、分級部４０で設定された分級点に基づく粒径の大きい粉粒体Ｐ、いわゆる粗粉と、粒径の小さい粉粒体Ｐ、いわゆる細粉と、に分級される。粗粉は、分級セパレートコア４３の外周側の導出口４５から導出され粉砕機本体３１へ移動する。細粉は、分級セパレートコア４３の中央部から分級ケーシング４１の外部に延びる導出管４６から導出される。細粉は、導出管４６を介して分級機５０に搬送される。粉砕機３０では、粗紛は、粒径が小さくなるまで粉砕機３０内に再送されて粉砕され、十分に粉砕されて粒径が小さくなると分級機５０に搬送される。
【００２３】
分級機５０は、粉砕機３０で粉砕された粉粒体Ｐを分級する。分級機５０は、粉砕機３０の分級部４０と略同様に構成されており、ケーシング５１、センターコア５２、およびセパレートコア５３などを有している。分級空間５４に導入された粉粒体Ｐは、旋回流により遠心分離され、分級機５０で設定された分級点に基づいた粗粉と細粉とに分級される。粗粉は、セパレートコア５３の外周側の粗粉導出口５５から分級空間５４の外に移動する。分級空間５４の外に移動した粗粉は、ケーシング本体下部１０３の下部から延びる粗粉排出管５７でケーシング５１の外部に導出される。細粉は、セパレートコア５３の中央部からケーシング５１の外部に延びる細粉排出管５６から導出される。
【００２４】
分級機５０の下流側には、捕集機７０が設けられている。捕集機７０は、第１捕集部７１と、第２捕集部７２と、を有している。捕集部７１、７２は、例えば、バッグフィルターなどで構成されている。第１捕集部７１は、分級機５０から延びる粗粉排出管５７に接続されている。第１捕集部７１には、分級機５０で分級された粗粉としての粉粒体Ｐが捕集される。すなわち、粉砕機３０で粉砕されて所定の粒径以下の粉粒体Ｐのうち、所定の粒径以上の粉粒体Ｐが捕集される。第２捕集部７２には、分級機５０で分級された細粉としての粉粒体Ｐが捕集される。
【００２５】
１．１．２．  分級機の構成
図２は、分級機５０を模式的に示す断面図である。図２を用いて分級機５０について、さらに説明する。
【００２６】
分級機５０のケーシング５１は、上下方向に延びる筒状の形状を有している。ケーシング５１は、ケーシング上部１０１と、ケーシング上部１０１の下側のケーシング本体部１０２と、ケーシング本体部１０２の下側のケーシング本体下部１０３と、により構成されている。
【００２７】
ケーシング上部１０１は、上方に底部を有する有底円筒状の形状を有している。ケーシング上部１０１の側部上方には、粉粒体供給管１０４が接続されている。粉粒体供給管１０４には、粉砕機３０から延びる導出管４６が接続されている。粉粒体供給管１０４には導出管４６から粉粒体Ｐと圧縮空気Ａ１０との固気混合流体が送られる。
【００２８】
ケーシング上部１０１の周壁には、内周方向に沿って延びて環状に形成された開口部１０６が設けられている。開口部１０６を通じて、ケーシング上部１０１の内部空間には、分散エアーＡ１１が供給される。開口部１０６には、複数のガイドベーン（案内羽根）１０７が設けられている。複数のガイドベーン（案内羽根）１０７は、例えば、周方向に等間隔で設けられている。ガイドベーン（案内羽根）１０７は、分散エアーＡ１１を案内して、ケーシング上部１０１の内部空間に旋回流を生じさせる。
【００２９】
ケーシング上部１０１の上壁には、上方に延びる排気管１０５が接続されている。排気管１０５は、ケーシング上部１０１内に流入する固気混合流体のうちの空気を吸引して外に排気する。粉砕機３０から送られてきた粉粒体Ｐは、ケーシング上部１０１では、分散エアーＡ１１により旋回されて分散されながら下方に移動する。固気混合流体のうちの粉粒体Ｐは、ケーシング上部１０１の内周面に沿って移動し、螺旋を描くように下方に移動する。
【００３０】
ケーシング５１の内部には、センターコア５２と、セパレートコア５３とが設けられている。センターコア５２とセパレートコア５３とは、ケーシング５１の内部空間を仕切り、分級空間５４を形成している。
【００３１】
センターコア５２は、円板状の部材であり、円錐体状の形状を有している。センターコア５２の底面部１１１は、ケーシング本体部１０２の内径よりも外径が小さい。底面部１１１は上方に凹んでおり、円錐状の凹み形状を形成している。底面部１１１の径方向中心部には、分級空間５４側に突出する突出部１１２が設けられている。突出部１１２は、錐体形状であり、先端１１２Ａを細粉排出管５６の開口５６Ａ側に向けて突出している。突出部１１２は、分級空間５４において、旋回流の中心に生じる空洞部Ａ１４の位置を安定させる。ここで、分級空間５４に形成される旋回流により粉粒体Ｐは、遠心分離される。この際に、径方向中央部に移動する粉粒体Ｐの一部は、空洞部Ａ１４の内側に進入する場合があり、突出部１１２に衝突する場合がある。すなわち、突出部１１２は、分級エアー流入部１３１の流入口１３３から流入した分級エアーＡ１２により移動する粉粒体Ｐが衝突する位置に設けられている。
【００３２】
センターコア５２は、ケーシング本体部１０２の内壁に支持された支持枠１１３に支持されている。支持枠１１３は、ケーシング本体部１０２の内部空間に突出する棒状部材である。支持枠１１３は、周方向に間隔を空けて設けられている。図示の例では、３つの支持枠１１３が設けられている。センターコア５２は、図示しない固定具により、支持枠１１３に固定されている。センターコア５２は、例えば、ケーシング本体部１０２と同心状に設けられている。ケーシング本体部１０２とセンターコア５２との間には、平面視において環状の隙間が形成されている。この環状の隙間により、粉粒体Ｐを分級空間５４に導入させる導入部１１４が構成されている。
【００３３】
セパレートコア５３は、センターコア５２の底面部１１１に対向して間隔を空けて設けられている。センターコア５２とセパレートコア５３との間の空間により分級空間５４が構成されている。セパレートコア５３は、センターコア５２側に頂部を有する円錐体状の形状を有している。
【００３４】
セパレートコア５３の径方向中央部には、細粉をケーシング５１の外部に導く細粉排出管５６が接続されている。細粉排出管５６は、セパレートコア５３の中央部を下方に延びて、ケーシング本体下部１０３の壁を貫通して外部に導出されている。細粉排出管５６の一端には、センターコア５２の突出部１１２の先端１１２Ａに対向する位置に開口する開口５６Ａが設けられている。開口５６Ａは、突出部１１２の外径よりも大きく開口している。細粉排出管５６の他端は、ケーシング本体下部１０３の外部で開口している。
【００３５】
細粉排出管５６は、ケーシング本体下部１０３の内壁に支持された管支持枠１２１に支持されている。管支持枠１２１は、ケーシング本体下部１０３の内部空間に突出する棒状部材である。管支持枠１２１は周方向に間隔を空けて配置される。細粉排出管５６は、図示しない固定具により、管支持枠１２１に固定されている。また、セパレートコア５３は、細粉排出管５６を介して管支持枠１２１に支持されている。ケーシング本体下部１０３とセパレートコア５３との間には、平面視において環状の隙間が形成されている。この環状の隙間により、粗粉を分級空間５４から下方に排出する粗粉導出口５５が構成されている。
【００３６】
図３は、粉砕分級装置における分級エアー流入部１３１の構造を示した平面図である。
【００３７】
分級空間５４の周壁には、分級エアー流入部１３１が形成されている。分級エアー流入部１３１は、セパレートコア５３の径方向外側に位置している。分級エアー流入部１３１は、ケーシング本体部１０２とケーシング本体下部１０３との間に形成される。分級エアー流入部１３１には、自然吸気によってケーシング５１外部から分級空間５４に分級エアーＡ１２を流入させる。分級エアー流入部１３１には、複数のガイドベーン（案内羽根）１３２が設けられている。
【００３８】
複数のガイドベーン（案内羽根）１３２は、ケーシング本体部１０２とケーシング本体下部１０３の継ぎ目に設けられている。複数のガイドベーン（案内羽根）１３２は、ケーシング本体部１０２の外周に沿って並んでいる。複数のガイドベーン（案内羽根）１３２は、例えば、周方向に等間隔で配置されている。ガイドベーン（案内羽根）１３２と、ケーシング本体部１０２の下端部と、ケーシング本体下部１０３の上端部とにより、開口状の流入口１３３が形成される。ガイドベーン（案内羽根）１３２は、流入口１３３から流入した気流である分級エアーＡ１２を、ケーシング５１内の分級空間５４に案内して、ケーシング５１内に旋回流Ｒを発生させる案内羽根（ガイドベーン）である。流入口１３３は、ケーシング５１の外周囲に設けられた外気供給口である。流入口１３３の幅は１ｍｍ〜５ｍｍ程度にそれぞれ設定されている。
【００３９】
１．１．３．  ガイドベーン（案内羽根）の表面粗さ等
ガイドベーン（案内羽根）１３２は、例えば、略板状の形状を有している。ガイドベーン１３２（案内羽根）の厚さＴは、例えば、２０ｍｍ程度である。ガイドベーン（案内羽根）１３２の材質は、例えば、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）である。ガイドベーン（案内羽根）１３２は、粉粒体Ｐを含む気流に曝される面１３４を有している。面１３４は、図３に示すように、平面視において、ガイドベーン（案内羽根）１３２の開口５６Ａ側の面であり、開口５６Ａから望むことができる面である。従って、面１３４には、気流に含まれる粉粒体Ｐ（主に粗粉）が衝突してしまう。
【００４０】
ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４の表面粗さＲｚと、粗紛の体積平均粒子径Ｍｖと、の比Ｒｚ／Ｍｖは、０．１以上２．０以下であり、好ましくは０．３以上１．３以下であり、より好ましくは０．３以上１．２以下である。
【００４１】
表面粗さＲｚは、いわゆる十点平均粗さであり、基準長さにおける平均線の山５つ、谷５つの絶対値の平均である。表面粗さＲｚは、例えば、レーザー顕微鏡によって求められる。体積平均粒子径Ｍｖは、例えば、粒度分布測定装置によって求められる。
【００４２】
例えば、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を、ブラスト処理することにより、比Ｒｚ／Ｍｖを０．１以上２．０以下とすることができる。なお、ブラスト処理に限定されず、例えば、面１３４を研磨することにより、比Ｒｚ／Ｍｖを０．１以上２．０以下としてもよい。
【００４３】
１．１．４．  分級機の原理
分級機５０では、分級空間５４に連通された細粉排出管５６内に、分級空間５４内からケーシング５１の外部に向かう気流を付与した状態で、上方の粉粒体供給管１０４からケーシング上部１０１内に固気混合流体が供給される。固気混合流体が分級機５０内に供給されると、固気混合流体はケーシング上部１０１内を旋回しながら下降し、導入部１１４を通じて分級空間５４内に流入する。分級空間５４内では、分級エアー流入部１３１から、ガイドベーン（案内羽根）１３２に案内された分級エアーＡ１２が流入する。分級エアーＡ１２によって分級空間５４内で旋回する旋回流Ｒが発現され、旋回流Ｒ中の粉粒体Ｐは、遠心力によって、粗粉と細粉とに遠心分離される。
【００４４】
粉粒体Ｐは、分級空間５４内の外周部で、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４に衝突してしまうものが生じる。粉粒体Ｐのうちの粗粉は、分級空間５４内に発現される気流によって比重分離によって外側を旋回して粗粉導出口５５からケーシング本体下部１０３の下方に排出される。細粉は、分級空間５４内の径方向中央に移動する。
【００４５】
径方向中央に開口が位置する細粉排出管５６には、分級空間５４内からケーシング５１の外部に向かう気流が付与されているため、分級空間５４内に形成される旋回流Ｒの回転中心部には、空洞部Ａ１４が生じると共に、その空洞部Ａ１４内の外周部に下降気流Ａ１５が生じる。分級空間５４の中央部に移動する細粉は、この下降気流Ａ１５にのって細粉排出管５６内に流入して排出される。これにより、粗粉と細粉とが分級空間５４から別々に排出されて分級が行われる。
【００４６】
１．１．５．  特徴
第１実施形態に係る粉砕分級装置１の分級機５０は、例えば、以下の特徴を有する。
【００４７】
分級機５０では、ガイドベーン（案内羽根）１３２は、粉粒体Ｐを含んだ気流に曝されて、粉粒体Ｐ（主に粗紛）が衝突（或いは接触）してしまう面１３４を有し、面１３４の表面粗さＲｚと、粗紛の体積平均粒子径Ｍｖと、の比Ｒｚ／Ｍｖは、０．１以上２．０以下である。そのため、分級機５０では、後述する「３．  実施例および比較例」で示すように、比Ｒｚ／Ｍｖが０．１より小さい場合に比べて、粗紛である粉粒体Ｐがガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４に融着し難い。これにより、分級機５０では、旋回流Ｒが乱れ難く、分級性能が経時変化し難いため、安定した分級性能を有することができる。
【００４８】
例えば、比Ｒｚ／Ｍｖが０．１より小さいと、図４および図５に示すように、粉粒体Ｐが面１３４に融着して、旋回流Ｒが乱れ、分級性能が安定しない場合がある。さらに、粉粒体Ｐの融着がランダムに起こることにより、分級性能が低下する場合がある。さらに、融着した粉粒体Ｐによって流入口１３３が塞がることにより、ケーシング５１内に流入する空気の量が減少し、分級点が設定された値よりも大きくなってしまう場合がある。なお、図５は、１つのガイドベーン（案内羽根）１３２を模式的に示す側面図である。
【００４９】
さらに、分級機５０では、比Ｒｚ／Ｍｖが２．０以下であるため、比Ｒｚ／Ｍｖが２．０より大きい場合に比べて、粗紛である粉粒体Ｐがガイドベーン（案内羽根）１３２に融着し難い。比Ｒｚ／Ｍｖが２．０より大きいと、一度、面１３４の凹凸の谷に付着した粉粒体Ｐは、面１３４の凹凸の山が障壁となって旋回流Ｒの影響を受け難くなる。そのため、面１３４の谷に付着した粉粒体Ｐは、該谷に留まりやすく、その留まった粉粒体Ｐに別の粒子が衝突して発熱することで融解し、さらに連鎖的に粒子が衝突して、融着された粉粒体Ｐが成長する場合がある。比Ｒｚ／Ｍｖが２．０以下であれば、粉粒体Ｐは、旋回流Ｒの受け易く、面１３４の谷に付着したとしても、面１３４から離れることができる。
【００５０】
分級機５０では、比Ｒｚ／Ｍｖは、好ましくは０．３０以上１．３０以下である。そのため、「３．  実施例および比較例」に示すように、粉粒体Ｐがガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４に、より融着し難い。
【００５１】
なお、ガイドベーン（案内羽根）１０７の面の表面粗さＲｚと、粗紛の体積平均粒子径Ｍｖと、の比Ｒｚ／Ｍｖが、０．１以上２．０以下であってもよい。
【００５２】
１．２．  粉砕分級装置の変形例
次に、第１実施形態の変形例に係る粉砕分級装置について、図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態の変形例に係る粉砕分級装置の分級機のガイドベーン（案内羽根）１３２を模式的に示す断面図である。
【００５３】
以下、第１実施形態の変形例に係る粉砕分級装置において、上述した第１実施形態に係る粉砕分級装置１の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【００５４】
第１実施形態の変形例に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、図６に示すように、部材１４２を有している点において、上述した第１実施形態に係る粉砕分級装置１のガイドベーン（案内羽根）１３２と異なる。
【００５５】
第１実施形態の変形例に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、図６に示すように、例えば、基材１４０と、部材１４２と、を有している。基材１４０の材質は、例えば、ＳＵＳである。
【００５６】
部材１４２は、基材１４０を被覆している。部材１４２は、例えば、ガラスクロスのシリコーン系粘着テープである。部材１４２は、基材１４０に対して着脱可能である。図示の例では、部材１４２は、層状の形状を有している。部材１４２は、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を構成している。基材１４０の厚さは、例えば、０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。部材１４２の厚さは、例えば、０．０３ｍｍ以上０．１３ｍｍ以下である。
【００５７】
なお、部材１４２の材質は、融解温度、ガラス転位温度、帯電特性、および摩擦など粉粒体Ｐの物性を考慮して、適宜選定されてもよい。また、図示はしないが、部材１４２は、基材１４０の全面を被覆していてもよい。
【００５８】
第１実施形態の変形例に係る粉砕分級装置の分級機では、上記のように、ガイドベーン１３２（案内羽根）は、基材１４０と、基材１４０に対して着脱可能な部材１４２と、を有し、部材１４２は、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を構成している。そのため、面１３４に粉粒体Ｐが衝突することにより、仮に、面１３４の表面粗さＲｚが小さくなったとしも、部材１４２を剥がして新しい部材１４２を基材１４０に貼りつけることができる。これにより、分級性能をより長く安定させることができる。
【００５９】
２．  第２実施形態
２．１．  粉砕分級装置
次に、第２実施形態に係る粉砕分級装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る粉砕分級装置の分級機のガイドベーン（案内羽根）１３２を模式的に示す断面図である。
【００６０】
以下、第２実施形態に係る粉砕分級装置において、上述した第１実施形態に係る粉砕分級装置１の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【００６１】
第２実施形態に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、図７に示すように、被覆層２０２を有している点において、上述した第１実施形態に係る粉砕分級装置１のガイドベーン（案内羽根）１３２と異なる。
【００６２】
第２実施形態に係る粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、図７に示すように、例えば、基材１４０と、被覆層２０２と、を有している。基材１４０の材質は、例えば、ＳＵＳである。
【００６３】
被覆層２０２は、基材１４０を被覆している。なお、図示はしないが、被覆層２０２は、基材１４０の全面を被覆していてもよい。被覆層２０２は、シランカップリング剤を含む。被覆層２０２は、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を構成している。図示の例では、被覆層２０２は、第１層２０４と、第２層２０６と、を有している。すなわち、被覆層２０２は、２層構造である。
【００６４】
第１層２０４は、基材１４０に設けられている。第１層２０４は、基材１４０と第２層２０６との間に設けられている。第１層２０４の材質は、例えば、酸化ケイ素、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどである。
【００６５】
第２層２０６は、第１層２０４の表面側（基材１４０の側と反対側）に設けられている。第２層２０６は、シランカップリング剤を含む層である。第２層２０６が含むシランカップリング剤は、フッ素系のシランカップリング剤であることが好ましい。これにより、粉粒体Ｐの融着をより抑制することができる。第２層２０６は、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を構成している。
【００６６】
ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４の、純水に対する接触角は、９０度以上である。第２層２０６は、面１３４の純水に対する接触角が９０度以上になるシランカップリング剤を含む。ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４の、純水に対する接触角は、好ましくは９１度以上である。接触角は、接触角計によって測定することができる。
【００６７】
次に、被覆層２０２の形成方法について説明する。
【００６８】
基材１４０の表面を、例えば、ＵＶ（Ultraviolet）処理、Ｏ２プラズマまたはＡｒプラズマ処理、オゾン処理などにより表面処理する。これにより、基材１４０の表面が洗浄および活性化される。この表面処理により基材１４０の表面に水酸基が導入される。
【００６９】
次に、基材１４０の表面に、第１層２０４を形成する。第１層２０４は、例えば、原子堆積法によって形成される。
【００７０】
次に、第１層２０４の表面を、例えば、ＵＶ処理、Ｏ２プラズマまたはＡｒプラズマ処理、オゾン処理などにより表面処理する。これにより、第１層２０４の表面が活性化される。この表面処理により第１層２０４の表面に水酸基が導入される。
【００７１】
次に、第１層２０４の表面に、シランカップリング剤を含む第２層２０６を形成する。第２層２０６は、気相成膜法によって形成されてもよいし、液相成膜法によって形成されてもよい。
【００７２】
以上の工程により、被覆層２０２を形成することができる。
【００７３】
第２実施形態に係る粉砕分級装置の分級機では、上記のように、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４の、純水に対する接触角は、９０度以上である。そのため、「３．  実施例および比較例」に示すように、接触角が９０度より小さい場合に比べて、粉粒体Ｐがガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４に融着し難い。
【００７４】
第２実施形態に係る粉砕分級装置の分級機では、上記のように、ガイドベーン（案内羽根）１３２は、シランカップリング剤を含む被覆層２０２を有し、被覆層２０２は、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を構成している。そのため、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４の、純水に対する接触角を、９０度以上にすることができる。
【００７５】
２．２．  粉砕分級装置の変形例
２．２．１．  第１変形例
次に、第２実施形態の第１変形例に係る粉砕分級装置について、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態の第１変形例に係る粉砕分級装置の分級機のガイドベーン（案内羽根）１３２を模式的に示す断面図である。
【００７６】
以下、第２実施形態の第１変形例に係る粉砕分級装置において、上述した第２実施形態に係る粉砕分級装置の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、後述する第２実施形態の第２変形例に係る粉砕分級装置において、同様である。
【００７７】
上述した第２実施形態の粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、シランカップリング剤を含む被覆層２０２を有していた。
【００７８】
これに対し、第２実施形態の第１変形例の粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、シリコーンレジンを含む被覆層２０２を有している。具体的には、被覆層２０２は、シリコーンレジンとして、シルセスキオキサンを含む。
【００７９】
第２実施形態の第１変形例の粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２では、図８に示すように、被覆層２０２は、例えば、１層構造である。
【００８０】
被覆層２０２は、図９の矢印の左側の図で表されるように、ポリシロキサン材料が成膜材料である。図９において、「Ｓｉ」はケイ素、「Ｏ」は酸素、「Ｏ−Ｒ」はアルコキシ基であり、「Ｘ」はメチル基またはメチルフェニル基である。
【００８１】
そして、図９に示すように、図９の矢印の左側の図で表される成膜材料を脱アルコール縮合反応させることで、図９の矢印の右側の図で表されるかご型構造をしたシルセスキオキサンである被覆層２０２を形成することができる。シルセスキオキサンは、３次元のシロキサン網目構造を有している。
【００８２】
シルセスキオキサンは、かご型構造をしており、高い強度で十分に厚さがある被覆層２０２を形成可能である。そのため、被覆層２０２の構成成分の５０ａｔ％以上がシルセスキオキサンとすることで、被覆層２０２は、高い強度および高い耐久性を有することができる。被覆層２０２の厚さは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。この範囲であれば、粉砕力を低下させることなく、高い強度で高い耐久性を有することができる。
【００８３】
被覆層２０２に含まれるシルセスキオキサンとして、例えば、図９のＸを、フッ素を含有する表面官能基であるフッ素官能基としたものが挙げられる。図９のＸをフッ素官能基としていないものでも、粉粒体Ｐの融着を抑制する効果は高いが、図９のＸをフッ素官能基とすると、粉粒体Ｐの融着を抑制する効果が特に高くなる。フッ素官能基としては、ＣＨＦ２基、ＣＦ３基、Ｃ２Ｆ５基などが挙げられるが、この中でも特にＣＦ３基やＣ２Ｆ５基などのパーフルオロアルキル基が好ましい。パーフルオロアルキル基は、他のフッ素官能基と比べて、粉粒体Ｐの融着を抑制する効果が特に高いためである。
【００８４】
さらに、例えば、フッ素官能基の表面分析における積分強度比率の５０％以上がパーフルオロアルキル基であることが特に好ましい。ここで、表面分析として、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）やＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry）などによって、フッ素官能基の表面分析における積分強度比率の５０％以上がパーフルオロアルキル基であることを検証可能である。
【００８５】
次に、被覆層２０２の形成方法について説明する。
【００８６】
基材１４０を脱脂処理し、次に上記のようなシリコーンレジン・オリゴマーの溶液に基材１４０を浸ける。次に、例えば室温環境下で１週間、または温度６０℃湿度９０％などの高温多湿環境下で１日など十分に乾燥させることにより被覆層２０２を作製することができる。以上の工程により、被覆層２０２を形成することができる。
【００８７】
第２実施形態の第１変形例に係る粉砕分級装置の分級機では、上記のように、ガイドベーン（案内羽根）１３２は、シリコーンレジンを含む被覆層２０２を有し、被覆層２０２は、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を構成している。そのため、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４の、純水に対する接触角を、９０度以上にすることができる。
【００８８】
２．２．２．  第２変形例
次に、第２実施形態の第２変形例に係る粉砕分級装置について説明する。
【００８９】
上述した第２実施形態の粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、シランカップリング剤を含む被覆層２０２を有していた。
【００９０】
これに対し、第２実施形態の第２変形例の粉砕分級装置のガイドベーン（案内羽根）１３２は、窒化チタンを含む被覆層２０２を有している。被覆層２０２の厚さは、例えば、１μｍ以上３μｍ以下である。被覆層２０２は、図８に示すガイドベーン（案内羽根）１３２と同様に、例えば、１層構造である。被覆層２０２は、例えば、スパッタ法など物理蒸着（ＰＶＤ）法により形成される。
【００９１】
第２実施形態の第２変形例に係る粉砕分級装置の分級機では、上記のように、ガイドベーン（案内羽根）１３２は、窒化チタンを含む被覆層２０２を有し、被覆層２０２は、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４を構成している。そのため、ガイドベーン（案内羽根）１３２の面１３４の、純水に対する接触角を、９０度以上にすることができる。
【００９２】
３．  実施例および比較例
以下に実施例および比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例および比較例によって何ら限定されるものではない。
【００９３】
３．１．  ガイドベーン（案内羽根）の作製
３．１．１．  実施例１
実施例１では、基材に、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）含浸ガラスクロスのシリコーン系粘着テープを貼り付けた。具体的には、テープとして、日東電工社製の「ニトフロンＮｏ．９７３ＵＬ−Ｓ」を用いた。基材の厚さは０．０８ｍｍ、テープの厚さは０．０５ｍｍ、ガイドベーン（案内羽根）の全体の厚さは０．１３ｍｍであった。
【００９４】
３．１．２．  実施例２
実施例２では、基材に、シリコーンラバーコートガラスクロスのシリコーン系粘着テープを貼り付けた。具体的には、テープとして、ＤｅＷＡＬ社製の「ＤＷ４１０」を用いた。ガイドベーン（案内羽根）の全体の厚さは０．２０ｍｍであった。
【００９５】
３．１．３．  実施例３
実施例３では、球形のガラスメディア粒番号＃４００で、ガイドベーン（案内羽根）の表面をショットブラスト処理した。ガラスメディア粒は、中心粒径５３μｍ以下、真比重２．５、ビッカース高度５５０ＨＶである。
【００９６】
３．１．４．  実施例４
実施例４では、球形のガラスメディア粒番号＃２００で、ガイドベーン（案内羽根）の表面をショットブラスト処理した。ガラスメディア粒は、中心粒径８３μｍ以下、真比重２．５、ビッカース高度５５０ＨＶである。
【００９７】
３．１．５．  実施例５
実施例５では、基材の表面に酸素プラズマによる表面処理を施した。酸素プラズマは、１３．５６ＭＨｚの高周波プラズマを用い、高周波電極と対向する対向電極側に基材を載置し、高周波電力１００Ｗ、処理時間１分で行った。
【００９８】
次いで、原子層堆積法により、基材の表面に、酸化タンタルで構成された平均厚さ２５ｎｍの第１層を形成した。なお、成膜条件は以下に示す通りである。
【００９９】
＜成膜条件＞
原料：トリス（エチルメチルアミド）（ターシャリ−ブチルイミド）タンタリウム
酸化剤：Ｈ２Ｏ
基材温度、すなわちチャンバー内の温度：３００℃
成膜シーケンス時間  原料供給／パージ／水供給／パージ：２秒／１２秒／０．８秒／１２秒
サイクル数：２１０回
【０１００】
次に、第１層の表面に、酸素プラズマによる表面処理を施した。酸素プラズマは、１３．５６ＭＨｚの高周波プラズマを用い、高周波電極と対向する対向電極側に第１層を載置し、高周波電力１００Ｗ、処理時間１分で行った。
【０１０１】
次に、第１層を基材ごと、シランカップリング剤の処理溶液内に１分間浸漬した後、一定の速度で引き上げた。そして、加熱処理およびベーク処理を行った。これにより、第１層上に、シランカップリング剤コーティング処理層である第２層を形成した。
【０１０２】
ここで、処理溶液は、ポリテトラフルオロエチレンオキサイドを含むシランカップリング剤を、０．１５ｗｔ％となるようにハイドロフルオロエーテルに溶解して調整した。
【０１０３】
加熱処理およびベーク処理の条件は、以下に示す通りである。
【０１０４】
＜加熱処理の条件＞
加熱雰囲気    ：加湿空気
加熱温度      ：８０℃
湿度          ：７５％
加熱時間      ：１２０分
【０１０５】
＜ベーク処理の条件＞
加熱温度      ：２００℃
加熱時間      ：５分
【０１０６】
３．１．６．  実施例６
実施例６では、パーフルオロアルキル基を含む液状のシルセスキオキサンをメタノールで希釈した溶液に、基材を浸漬し、これを引き上げた後、６０℃、９０％ＲＨ（relative humidity）の恒温恒湿槽で乾燥・成膜した。メタノールによる希釈率は、膜厚が１μｍになるように適宜調整した。
【０１０７】
３．１．７．  実施例７
実施例７では、基材に、スパッタ法により窒化チタン層を形成した。
【０１０８】
３．１．８．  比較例１
ガイドベーン（案内羽根）の表面を、バフ研磨＃３００で研磨した。
【０１０９】
なお、実施例１〜７および比較例１において、基材またはガイドベーン（案内羽根）は、ＳＵＳ３０４を切削で加工することにより作製した。
【０１１０】
３．２．  評価結果
日本ニューマチック工業社製の「粉砕機ＩＤＳ−２」で、ポリエステル樹脂からなる粉粒体を作製した。粉粒体は、融点１０６℃、ガラス転位温度４７℃、体積平均粒子径８．５μｍである。この粉粒体に対して、日本ニューマチック工業社製の「分級機ＤＳＸ−２」を用いて粒径が５μｍ以下の粉粒体をカットして収率７０％となるように、投入速度１０ｋｇ／ｈで１時間処理した。分級機のガイドベーン（案内羽根）を実施例１〜７および比較例１に代えて、ガイドベーン（案内羽根）への粉粒体の融着の有無を評価した。
【０１１１】
図１０は、実施例１〜４および比較例１の表面粗さＲｚ、実施例１〜７および比較例１の分級機によって捕集された粗紛の体積平均粒子径Ｍｖ、実施例１〜４および比較例１の比Ｒｚ／Ｍｖ、実施例５〜７および比較例１の接触角、ならびにガイドベーン（案内羽根）への粉粒体の融着の有無を示す表である。
【０１１２】
表面粗さＲｚは、キーエンス社製の形状測定レーザー顕微鏡「ＶＫ−９７１０」を用いて測定した。
【０１１３】
体積平均粒子径Ｍｖは、測定対象の粉粒体をセルパックに非イオン系界面活性剤を用いて分散させ、シスメックス社製の電気的検知帯方式粒度分布装置「ＣＤＡ−１０００」を用いて、計測数３００００個の体積平均粒子径を算出した。
【０１１４】
接触角は、協和界面科学社製の接触角計「Ｄｒｏｐｍａｓｔｅｒ５００」を用いて測定した。純水の液適量を５μｌとし、θ／２法により３回測定し、平均値を得た。
【０１１５】
ガイドベーン（案内羽根）への粉粒体の融着の有無は、目視により行った。
【０１１６】
図１０に示すように、比Ｒｚ／Ｍｖを、０．１以上２．０以、好ましくは０．３以上１．３以下とすることにより、ガイドベーン（案内羽根）への粉粒体の融着を抑えられることがわかった。さらに、接触角を９０度以上とすることにより、ガイドベーン（案内羽根）への粉粒体の融着を抑えられることがわかった。
【０１１７】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
【０１１８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１１９】
１…粉砕分級装置、１０…供給機、１１…ホッパー、１２…インジェクションフィーダー、１３…供給管、１４…圧縮空気源、３０…粉砕機、３１…粉砕機本体、３２…粉砕ケーシング、３３…粉砕室、３４…流入口、３５…流出口、３６…ディフューザー部、３７…圧縮空気源、３８…衝突部材、３９…循環管、４０…分級部、４１…分級ケーシング、４２…分級センターコア、４３…分級セパレートコア、４４…分級空間、４５…導出口、４６…導出管、５０…分級機、５１…ケーシング、５２…センターコア、５３…セパレートコア、５４…分級空間、５５…粗粉導出口、５６…細粉排出管、５６Ａ…開口、５７…粗粉排出管、７０…捕集機、７１…第１捕集部、７２…第２捕集部、１０１…ケーシング上部、１０２…ケーシング本体部、１０３…ケーシング本体下部、１０４…粉粒体供給管、１０５…排気管、１０６…開口部、１０７…ガイドベーン（案内羽根）、１１１…底面部、１１２…突出部、１１２Ａ…先端、１１３…支持枠、１２１…管支持枠、１３１…分級エアー流入部、１３２…ガイドベーン（案内羽根）、１３３…流入口、１３４…面、１４０…基材、１４２…部材、２０２…被覆層、２０４…第１層、２０６…第２層
【図１】
2020157175.tif 000003
【図２】
2020157175.tif 000004
【図３】
2020157175.tif 000005
【図４】
2020157175.tif 000006
【図５】
2020157175.tif 000007
【図６】
2020157175.tif 000008
【図７】
2020157175.tif 000009
【図８】
2020157175.tif 000010
【図９】
2020157175.tif 000011
【図１０】
2020157175.tif 000012