(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸線を水平または傾斜状態に保持した円筒状容器の回転により、その円筒状容器の軸線方向一端の入口より入った粉粒体が混合され、出口せきを設けた容器他端の出口よりそれが排出される回転円筒型連続混合機からなる粉粒体の混合装置であって、
上記円筒状容器の内壁に混合羽根を突設し、
この混合羽根は、円筒状容器の全長に対し１／２以下の長さ（Ｌ）で、出口せき高さに対し０．５〜１．５倍の高さ（Ｈ）を有し、且つそれらの比Ｈ／Ｌが、１．５／１〜１／１０の範囲にあるものとし、
上記混合羽根は、円筒状容器の軸線方向に、各列当り１枚以上で偶数列に配設し、最も入口側の混合羽根列は、その混合羽根の入口側部を円筒状容器における母線に対して該容器の回転方向に２０〜７０°傾斜させ、それに続く下流側の混合羽根列では順次交互に逆方向に２０〜７０°傾斜させ、且つ隣接する混合羽根列における各混合羽根を、円筒状容器の円周方向において互いに重ならない位置に配設した、
ことを特徴とする粉粒体の混合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の混合装置を用いて粉粒体の混合を行う方法であって、
円筒状容器の回転時に、該円筒状容器の母線に対して入口側部を該容器の回転方向に２０〜７０°傾斜させた混合羽根と、その下流側の逆方向に２０〜７０°傾斜させた混合羽根とにより、粉粒体に円筒状容器の軸線方向の正逆交互折りたたみ状の流動を与えて撹拌を行い、
これにより粉粒体に与えられる折りたたみ流動を、粉粒体が円筒状容器の入口より入って出口より排出されるまでの間に、平均的に少なくとも１０回以上行わせる、
ことを特徴とする粉粒体の混合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、洗剤製造工程における洗剤成分の混合性及びコーティング性を著しく向上させるために有効な粉粒体の混合装置及びそれを用いた混合方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
洗剤製造工程において、必須成分の一部もしくは全量を後添加し、それを混合もしくはコーティングして製品とする事は汎用技術であるが、この混合もしくはコーティングが不充分であると、洗剤組成の均一化が図れず、製品の安定した性能・品質が得られない。そのため、後添加物、例えば、酵素、漂白剤、漂白活性化剤、蛍光増白剤、柔軟付与剤、香料等の少量配合成分の量を、基本設定量以上に添加し、性能・品質の維持に努めているのが一般的である。
【０００３】
このような後添加物の混合、コーティングのためには、それらの大量処理ができる回転円筒型連続混合機が汎用されているが、近年、洗剤のコンパクト化が進み、高嵩密度洗剤（０．５ｇ／ｃｃ以上）が主流になり、洗剤成分である粉粒体の混合、造粒、コーティング等の製造工程の重要性が高くなっているため、組成の均一化による製品の性能・品質の安定化、生産性の向上が望まれている。
【０００４】
上記回転円筒型連続混合機は、回転軸線が水平またはわずかに傾斜した円筒状容器の回転により、円筒状容器の軸線方向一端の入口より入った粉粒体が上・下に更新されつつ混合され、容器他端の出口より排出するように構成されたもので、その円筒状容器の回転軸線に対して直角な断面で見ると、粉粒体の中心部と上・下間の混合は比較的少ない。
これを改良するため、従来、容器の内面に回転軸線と平行に固定羽根を設け、中心部と上・下の間の混合を促進してきたが、このような手段でも一部円筒状容器内部でショートパスする粉粒体が存在し、混合が不充分となる。更に、混合物と被混合物との粒子の比重差が大きい場合、この傾向は特に顕著である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、粉粒体の混合・コーティング過程における粉粒体の混合性及びコーティング性を著しく向上させ、それによって発塵が少なくなると同時に流動性も改善されるようにした粉粒体の混合装置及びそれを用いた混合方法を提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、均一混合が促進され、それにより安定した品質の維持を図ることができ、結果的に、生産性の向上を図って経済的にも有利ならしめる粉粒体の混合装置及びそれを用いた混合方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段・作用】
上記課題を解決するための本発明の粉粒体の混合装置は、回転軸線を水平または傾斜状態に保持した円筒状容器の回転により、その円筒状容器の軸線方向一端の入口より入った粉粒体が混合され、出口せきを設けた容器他端の出口よりそれが排出される回転円筒型連続混合機からなる粉粒体の混合装置であって、上記円筒状容器の内壁に混合羽根を突設し、この混合羽根は、円筒状容器の全長に対し１／２以下の長さ（Ｌ）で、出口せき高さに対し０．５〜１．５倍の高さ（Ｈ）を有し、且つそれらの比Ｈ／Ｌが、１．５／１〜１／１０の範囲にあるものとし、上記混合羽根は、円筒状容器の軸線方向に、各列当り１枚以上で偶数列に配設し、最も入口側の混合羽根列は、その混合羽根の入口側部を円筒状容器における母線に対して該容器の回転方向に２０〜７０°傾斜させ、それに続く下流側の混合羽根列では順次交互に逆方向に２０〜７０°傾斜させ、且つ隣接する混合羽根列における各混合羽根を、円筒状容器の円周方向において互いに重ならない位置に配設したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記混合装置を用いて粉粒体の混合を行う本発明の粉粒体混合方法は、円筒状容器の回転時に、該円筒状容器の母線に対して入口側部を該容器の回転方向に２０〜７０°傾斜させた混合羽根と、その下流側の逆方向に２０〜７０°傾斜させた混合羽根とにより、粉粒体に円筒状容器の軸線方向の正逆交互折りたたみ状の流動を与えて撹拌を行い、この撹拌により粉粒体に与えられる折りたたみ流動を与えて撹拌を行い、これにより粉粒体に与えられる折りたたみ流動を、粉粒体が円筒状容器の入口より入って出口より排出されるまでの間に、平均的に少なくとも１０回以上行わせることを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成を有する本発明の粉粒体の混合装置及びそれを用いた混合方法によれば、上記混合羽根の特殊な配列による円筒状容器内の粉粒体の折りたたみ流動により、後述する実施例から明らかなように、上下・左右の均一な混合が可能となり、粉粒体の混合性及びコーティング性を著しく向上させることができ、それによって発塵が少なくなると同時に流動性も改善される。また、上記均一混合の促進により、製品の安定した品質の維持を図ることができ、結果的に、生産性の向上を図って経済的にも非常に有利となり、従って、生産性の高い洗剤製造装置及び洗剤成分の混合方法等として、有効に利用できるものである。
【０００９】
本発明の粉粒体混合装置の構成について更に具体的に説明すると、この混合装置は、図１に模式的に示すように、基本的には、汎用の回転円筒型連続混合機と同様に、回転軸線を水平または傾斜状態に保持して回転させる円筒状容器１を備え、その円筒状容器１の回転により、該容器の軸線方向一端の入口２より入った粉粒体が混合され、出口せき３を設けた容器他端の出口４よりそれが排出されるものである。円筒状容器の水平軸に対する傾斜は、諸条件を考慮して適当に設定することができる。
【００１０】
この円筒状容器１の内壁に固定的に突設される混合羽根５は、図２に示すように、長さＬが円筒状容器の全長に対し１／２以下で、高さＨが上記出口せき３の高さに対し０．５〜１．５倍の実質的に四角形状をなし、また、高さと長さの比Ｈ／Ｌは、１．５／１〜１／１０が好ましく、更に好ましくは１／１〜１／５である。
なお、混合羽根５の底辺は、円筒状容器１の形状に対応させて変化させることもでき、また、粉粒体の混合羽根への付着防止のために、円筒状容器内壁と羽根との間に５０ｍｍ以下位のクリアランスＣを設けてもよい。
この混合羽根５は、上記範囲より高さが低いと後述する折りたたみ流動が不充分となり、高過ぎても、混合への寄与が少ないばかりでなく内部清掃時に邪魔となる。また、混合羽根の厚みは、強度を保てる程度であればよいが、通常は１０ｍｍ以下である。
【００１１】
上記混合羽根５は、図３の展開図に示すように、円筒状容器１の内面に円周方向にその適数枚を配列させたものを一つの混合羽根列とし、それを円筒状容器１の軸線方向に入口２側より出口４側に向けて偶数列に配設するもので、最も入口側の混合羽根列では、全ての混合羽根５の入口２側部を円筒状容器１における母線に対して該容器の回転方向にθ1 ＝２０〜７０°、好ましくは、３０〜６０°傾斜させ、その羽根列に続く下流側の羽根列では、全ての混合羽根５を逆方向にθ2 ＝２０〜７０°、好ましくは３０〜６０°傾斜させ、以下の混合羽根列では各羽根５を順次交互に逆方向に傾斜させて、円筒状容器１の内壁に取り付けられる。
【００１２】
上記混合羽根列の１列当りの羽根枚数は、１枚でも差し支えないが、好ましくは４〜８枚で、これらの複数枚の混合羽根５は、図３に示すように、円周長に対し等間隔に取り付けるのが望ましい。また、隣接する羽根列における各混合羽根５の枚数は同数とし、それらの両羽根列における各混合羽根は、円筒状容器の円周方向において互いに重ならない位置に配設され、望ましくは、隣接する羽根列における各混合羽根５は、円周方向に相互に中間位置に対向するように配設される。更に、隣接する混合羽根列の間において、上流側に位置する羽根列の後縁と下流側に位置する羽根列の前縁とは、折りたたみ流動を効率的に行わせるために円筒状容器の円周方向同一線上に配列するようにして取り付けられる。
上記円筒状容器内に発塵防止用のバインダーや香料等の液物原料を加圧ノズルを用いて噴霧することも可能である。
【００１３】
また、本発明の混合装置は、図４に示すように、円筒状容器１１の両端に円錐コーン１１ａ，１１ｂを取り付け、更に前記混合羽根を同様に取り付けたものとすることができ、この場合には、折りたたみ流動がより効果的に行われ、混合・コーティング効果が一層促進される。しかし、このような構成では、製造品種の変更に際して円筒状容器１１の内部に滞留する粉粒体の排出が比較的困難であるという問題があるため、円筒状容器１１の側壁に、図中に示すような、通常は閉鎖されている排出口１６を設けておくのが有効である。なお、円筒状容器１１に上記円錐コーンを取り付けた場合には、円錐コーンの内面にも１列の混合羽根列を設けることができる。
【００１４】
次に、上記構成を有する混合装置の作用を、本発明の混合方法と共に具体的に説明する。
上記混合装置は、円筒状容器１の回転により、その円筒状容器の軸線方向一端の入口２より入った粉粒体が混合され、出口せき３を設けた容器他端の出口４よりそれが排出されるものであるが、その間に上記円筒状容器１内における混合羽根５により、折りたたみ流動による効率的な粉粒体の混合・コーティングが行われる。
【００１５】
即ち、上記円筒状容器１内において、最も入口側の羽根列は、各混合羽根を母線に対して容器の回転方向にθ1 ＝２０〜７０°傾斜させ、その下流側の第２列目の混合羽根列では、逆方向にθ2 ＝２０〜７０°傾斜させているが、これらの両羽根列における近接した各１枚（計２枚）の混合羽根は、１組の折りたたみ流動を行わせるための単位を構成し、入口２から入った粉粒体は、円筒状容器１の回転に伴って最初の羽根列における混合羽根５により出口４側へ折り返すようにして送られ、次いで、次列の羽根列における混合羽根５により入口２側へ戻すような方向に折り返す動きが与えられる。このような粉粒体の流動を、ここでは、「折りたたみ流動」と呼んでいる。
上述した混合装置において、混合羽根５の傾斜角度θ1 及びθ2 が上記範囲を逸脱すると、この折りたたみ流動が不充分となる。
【００１６】
上述した最も入口側の羽根列及びその次の羽根列における近接位置の混合羽根は、それぞれ、上述した折りたたみ流動を行わせる単位を構成するものであり、同様にして、第３列及び第４列の羽根列、並びにその下流側に配設している一対の羽根列において近接位置にある一対の混合羽根も、上記折りたたみ流動を行わせる単位を構成するものである。
【００１７】
上記混合装置を用いた本発明の粉粒体混合方法は、円筒状容器の回転時に、該円筒状容器の母線に対してθ1 だけ傾斜させた混合羽根と、その下流側の逆方向にθ2 だけ傾斜させた混合羽根とにより、粉粒体に円筒状容器１，１１の軸線方向の正逆交互の折りたたみ状の流動を与えて撹拌を行い、これにより粉粒体に与えられる折りたたみ流動を、粉粒体が円筒状容器の入口より入って出口より排出されるまでの間に、平均的に少なくとも１０回以上行わせるものである。
このような１０回以上の折りたたみ流動により、以下に示す実施例から明らかなように、均一混合が効果的に促進されて、充分な混合・コーティング効果が得られ、それにより安定した製品品質の維持を図ることができる。
【００１８】
上記折りたたみ流動回数は、粉粒体の内部滞留時間、円筒状容器の回転数、羽根枚数等により決定されるもので、この回数が増加すると混合・コーティング効果が助長される。しかしながら、従来の低嵩密度洗剤のような中空粒子で、粒子強度に難がある場合は、過度に回数を重ねると粒子の壊れが懸念される。従って、混合・コーティング効果が求める許容域に達するように、折りたたみ流動回数を基準とし諸条件を適切に設定することが必要である。
なお、折りたたみ流動回数を満足できるならば、円筒状容器内の余ったゾーンは、混合羽根を設けなくてもよく、また、その余ったゾーンでは従来の水平軸と平行なかき上げ羽根等を付設することもできる。
【００１９】
上記平均的な折りたたみ流動回数は、次のようにして求めることができるものである。即ち、粉粒体のフィード量をＦ kg/hr、テスト終了後における円筒状容器内部滞留量をＨ kg とすると、円筒状容器における平均滞留時間はＴ、
Ｔ＝Ｈ／Ｆ
によって与えられ、折りたたみ流動回数Ｎは、
Ｎ＝回転数×平均滞留時間×（羽根枚数／２）
によって与えられる。
なお、羽根枚数に１／２を乗じているのは、前後列各１枚の計２枚の混合羽根で１回の折りたたみ流動を行わせるためである。
【００２０】
【実施例】
以下に、混合装置として、直径４０ｃｍ、長さ６０ｃｍの円筒状容器に、高さが５ｃｍの出口せきを取り付け、その円筒状容器を、入口側が高くなるように回転軸線を水平面に対し２°傾斜させて回転自在に支持させ、その円筒状容器の回転数を以下に説明するように調整して行ったテストの結果を示す。
円筒状容器の内壁への混合羽根の取り付け態様は、次に示すＡ〜Ｅの通りである。
【００２１】
Ａ，高さ４ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚み１ｍｍのＳＵＳ製平板からなる混合羽根を、円筒状容器内壁と１ｃｍのクリアランスを設けて、円周方向等間隔に２枚、軸方向には混合羽根の前縁が前列の羽根の後縁と同一円周線上に並ぶようにして６列取り付けた。そして、これらの混合羽根は、各列共に、円周方向位置は前列の羽根と羽根の中間になるように取り付けた。
各混合羽根の水平軸取り付け角度は、以下に示すようにそれぞれ変化させ、また、円筒状容器の長さ方向の余ったゾーンには、高さ５ｃｍ、厚み１ｍｍの平板を円筒状容器の回転軸線と平行に、且つ円周方向等間隔に２枚取り付けた。
【００２２】
Ｂ，高さ５ｃｍ、長さ３０ｃｍ、厚み１ｍｍのＳＵＳ製平板からなる混合羽根を、円筒状容器の内壁と密着するように切断し、各列１枚ずつ２列に、且つ円筒状容器の母線に対してθ１，θ２をそれぞれ４５°とし、１列目の混合羽根の取り付け位置に対し２列目は円周方向反対側の位置になるように取り付けた。
Ｃ，高さ２ｃｍ、長さ３０ｃｍ、厚み１ｍｍのＳＵＳ製平板からなる混合羽根を、上記Ｂと同様に取り付けた（比較例）。
Ｄ，高さ５ｃｍ、長さ６０ｃｍ、厚み１ｍｍのＳＵＳ製平板からなる混合羽根を、円筒状容器の回転軸線と平行に、且つ円周方向等間隔に２枚取り付けた（比較例）。
Ｅ，混合羽根を取り付けていない（比較例）。
【００２３】
［実施例１］
三菱ガス化学（株）製の過炭酸ソーダ（２Ｎａ2 ＣＯ3 ・３Ｈ2 Ｏ2 ）粒子を高嵩密度洗剤に８％添加し混合する操作を、表１に示すような混合羽根、回転数等の条件下で、３６０ kg/hrの能力で約１時間連続運転した。
結果は、円筒状容器から排出される混合粉をサンプリング（１２点）し、ヨードメトリー法にて過炭酸ソーダを定量して、全点の平均値とバラツキбn を算出し、各混合羽根における混合度を判定した。上記平均値とバラツキを、テスト条件と共に表１に示す。
【００２４】
なお、使用した粉粒体の組成及び性状は以下の通りである。
過炭酸ソーダ・・・・・ＢＤ：０．８ g/cc ，  平均粒径：７００μ
高嵩密度洗剤粒子・・・ＢＤ：０．７５ g/cc ，平均粒径：５３０μ
（αーオレフィンスルホン酸カリウム：１２．５％，直鎖アルキルベンゼンスルホン酸カリウム：１５．０％，石鹸：３．０％，ポリオキシエチレンアルキルエーテル（Ｃ12エチレンオキサイド：２５モル付加）：５．０％，ゼオライト：１５．０％，炭酸カリウム：５．０％，珪酸ソーダ：４．０％，炭酸ナトリウム：バランス，水分：７．０％）
【００２５】
【表１】
0003723252.tif 000002
【００２６】
［実施例２］
３６０ kg/hrの能力で、実施例１により得られた洗剤粒子に、一次粒径約１μのゼオライト粉末（水沢化学製・シルトンＢ）が３％（純分）になるように円筒状容器に添加し、ゼオライトのコーティング操作を連続して実施した。円筒状容器の出口より排出されるコーティング粒子を１０分毎に３点サンプリングし、コーティング率及び流動性（安息角）を測定し、その結果をテスト条件と共に表２に示す。なお、洗剤粒子単品の安息角は７０°である。
【００２７】
【表２】
0003723252.tif 000003
【００２８】
上記コーティング率は、洗剤粒子単品（Ａ粉）と円筒状容器排出品（Ｂ粉）を目開き１０５μｍの篩を用いて微粉カットした粒子の、ゼオライト分の定量を行い、
コーティング率（％）
＝［（Ｂ粉のゼオライト分ーＡ粉のゼオライト分）／３］×１００
により算出したものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明の粉粒体の混合装置及び混合方法によれば、粉粒体の混合・コーティング過程における粉粒体の混合性及びコーティング性を著しく向上させ、それによって発塵が少なくなると同時に流動性も改善することができ、また、均一混合が促進されるため、安定した品質の維持を図ることができ、結果的に、生産性の向上を図って経済的にも有利ならしめることができる。特に、上記装置及び方法をコーティングに用いる場合には、発塵製及び流動性が改善された洗剤粒子の製造が可能となり、生産性の高い洗剤の製造のために有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る混合装置の模式的構成図である。
【図２】上記混合装置における混合羽根の構成を説明するための説明図である。
【図３】上記混合羽根の円筒状容器内における配列状態を示す展開図である。
【図４】本発明に係る混合装置の他の構成例の模式的構成図である。
【符号の説明】
１，１１    円筒状容器
２    入口
３    出口せき
４    出口
５    混合羽根
【図１】
0003723252.tif 000004
【図２】
0003723252.tif 000005
【図３】
0003723252.tif 000006
【図４】
0003723252.tif 000007