(57)【要約】【課題】  粉体を乾燥後、短時間で排出することができ、且つ多くの粉体を排出させることができる横型振動乾燥機及びそれを用いた粉体排出方法を提供する。【解決手段】  本発明の横型振動乾燥機１０１は、横置きされた円筒部１１と、一端側端面部１２と、他端側端面部と、円筒部１１の内壁縁部と接するように一端側端面部１２に設けられた排出口と、を具備する乾燥容器１を備え、乾燥容器１内に粉砕媒体（鉄芯入りナイロン玉石等）が投入された状態で、振動させて（乾燥容器１の上下方向に振動させる。）被乾燥物（水とセラミック粉末とを含有するスラリー等）を乾燥させる横型振動乾燥機１０１であり、乾燥容器１の一端側端面部１２からみたときに、円筒部１１の中心軸線から下ろした垂線を基準とし、円筒部１１の中心軸線と排出口の中心とを結ぶ直線がなす角Ｒが１５≦Ｒ≦７５°（特に２０〜４０°）である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横置きされた円筒部１１と、該円筒部１１の一方の端面に設けられた一端側端面部１２と、該円筒部１１の他方の端面に設けられた他端側端面部１３と、該円筒部１１の内壁縁部１１１と接するように該一端側端面部１２に設けられた排出口１２１と、を具備する乾燥容器１を備え、該乾燥容器１内に粉砕媒体が投入された状態で、該乾燥容器１を振動させて粉末を含有する被乾燥物を乾燥させる横型振動乾燥機１０１において、
該乾燥容器１の該一端側端面部１２からみたときに、該円筒部１１の中心軸線から下ろした垂線を基準とし、該円筒部１１の該中心軸線と該排出口１２１の中心とを結ぶ直線がなす角Ｒが１５≦Ｒ≦７５°であることを特徴とする横型振動乾燥機。
【請求項２】
上記排出口１２１の開口部１２１１の面積は、上記一端側端面部１２の上記円筒部１１の端面１１２を除いた部分の面積の３〜２０％である請求項１に記載の横型振動乾燥機。
【請求項３】
上記排出口１２１の開口部１２１１は、上記円筒部１１の上記内壁縁部１１１のうちの１０〜４０°の範囲と接している請求項１又は２に記載の横型振動乾燥機。
【請求項４】
上記排出口１２１から乾燥粉末を排出するときに、少なくとも上記円筒部１１内を３０．０ｋＰａ以下の減圧状態にすることができる減圧装置を更に備える請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の横型振動乾燥機。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の横型振動乾燥機１０１が備える上記乾燥容器１に、セラミック粉末を含有するスラリーと粉砕媒体とを投入し、該乾燥容器１を振動させて該スラリーを乾燥させ、その後、該横型振動乾燥機１０１の上記排出口１２１から該セラミック粉末を排出させることを特徴とする粉末排出方法。
【請求項６】
上記乾燥を１．０〜４．０ｋＰａの設定圧力で行う請求項５に記載の粉末排出方法。
【請求項７】
上記排出を３０．０ｋＰａ以下の減圧状態で行う請求項５又は６に記載の粉末排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、横型振動乾燥機及びそれを用いた粉末排出方法に関する。更に詳しくは、本発明は、球石等の粉砕媒体と被乾燥物とが投入された状態で、振動させ、被乾燥物を乾燥させ、その後、乾燥粉末を排出する際に、多くの乾燥粉末を短時間で効率よく排出することができる横型振動乾燥機及びそれを用いた粉末排出方法に関する。
本発明の横型振動乾燥機は、媒体と粉末との混合物、例えば、水とセラミック粉末とを含有するスラリー等から媒体を除去し、乾燥させる際に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、媒体と粉末との混合物等を振動させ、粉末の凝集を抑えながら媒体を除去し、乾燥させる際に横型振動乾燥機が用いられている。この横型振動乾燥機は、円筒形等の乾燥容器を備え、この乾燥容器に被乾燥物を投入し、乾燥容器を振動させることで、被乾燥物を周方向に流動させ、且つ粉末の凝集を抑えながら乾燥させるものである。そして、乾燥容器の端面の下端部には排出口が設けられており、乾燥後、この排出口から乾燥粉末が排出される（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照。）。
【０００３】
乾燥により除去される媒体としては、これまで水及び有機溶媒が用いられてきた。しかし、有機溶媒は、環境汚染の問題があり、人体への悪影響も懸念されるため、最近では、環境汚染も人体への悪影響もなく、取り扱い易い水又は水系媒体の使用が多くなっている。また、目的とする製品の性能向上のため、その原料である粉末はより微細化される傾向にある。このように、媒体が水又は水系媒体になり、且つ用いられる粉末が微細化されることによって、媒体と粉末との混合物等において粉末が凝集し易くなり、混合物等の粘度も高くなる傾向にある。そのため、均一に乾燥させ難くなっているのが現状であるが、この粉末の凝集は、媒体と粉末との混合物等とともに乾燥容器に球石等の粉砕媒体を投入し、振動させることで抑えることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３０７７６４号公報
【特許文献２】特開平１１−２４８３４９号公報
【特許文献３】特開２００３−１７６９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、球石等の粉砕媒体を投入した場合、乾燥粉末の排出時に、特に粉末の残留量が少なくなってくると、粉末が粉砕媒体の隙間を通り抜け、乾燥容器の内周面の底部よりやや上方において回転流動するようになる。そのため、乾燥粉末の残留量が少なくなるとともに、乾燥容器の端面の下端部に設けられた排出口から乾燥粉末を排出することが困難になり、排出操作に長時間を必要とするとともに、乾燥粉末のうちの相当量が乾燥容器内に残留してしまうことになる。
【０００６】
本発明は、上記の従来の問題点を解決するものであり、微細な粉末を粉砕媒体を用いて振動乾燥させる際に、特に、水又は水系媒体を使用することにより起こりがちな、被乾燥物の粘度や凝集力が上昇する場合であっても、乾燥後に乾燥粉末を短時間で排出することができ、且つ多くの乾燥粉末を排出させることができる横型振動乾燥機及びそれを用いた粉末排出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
横型振動乾燥機の乾燥容器内に粉末を含有する被乾燥物とともに球石等の粉砕媒体が投入された状態で振動させた場合、前記のように、粉砕媒体及び被乾燥物は乾燥容器の周方向に回転し、楕円運動をする。乾燥時には被乾燥物は粉砕媒体とともに流動しているが、排出時、残留する乾燥粉末が少なくなるとともに、乾燥粉末は、そのまま流動する粉砕媒体から分離され、乾燥容器の周方向の底部より少し上方において楕円運動をするようになる（図９参照）。尚、図９において、矢印実線は球石等の粉砕媒体の流動状態を表し、矢印破線は粉砕媒体と分離し、乾燥容器の内周面の底部よりやや上方において回転流動している乾燥粉末の流動状態を表す。
【０００８】
従来の横型振動乾燥機では、乾燥粉末の排出口は乾燥容器の周方向の底部に設けられている。そのため、上記のように乾燥粉末が粉砕媒体から分離されて乾燥容器の周方向の底部より少し上方に移動してしまった場合、乾燥粉末の残留量が少なくなるとともに、排出が困難になり、相当量の乾燥粉末が排出されないまま乾燥容器内に残留することになる。この残留量が多い場合は、乾燥容器の端面部材を取り外して乾燥粉末と球石等の粉砕媒体とを取り出し、粉砕媒体に付着した乾燥粉末及び乾燥容器の内壁に付着した乾燥粉末、を回収するという煩雑な作業が必要となることもあった。そこで、乾燥粉末の排出口を、乾燥粉末が回転流動している乾燥容器の周方向の底部より少し上方に設けてみたところ、より短時間で多くの乾燥粉末を排出することができた。
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【０００９】
本発明は以下のとおりである。
１．横置きされた円筒部１１と、該円筒部１１の一方の端面に設けられた一端側端面部１２と、該円筒部１１の他方の端面に設けられた他端側端面部１３と、該円筒部１１の内壁縁部１１１と接するように該一端側端面部１２に設けられた排出口１２１と、を具備する乾燥容器１を備え、該乾燥容器１内に粉砕媒体が投入された状態で、該乾燥容器１を振動させて粉末を含有する被乾燥物を乾燥させる横型振動乾燥機１０１において、該乾燥容器１の該一端側端面部１２からみたときに、該円筒部１１の中心軸線から下ろした垂線を基準とし、該円筒部１１の該中心軸線と該排出口１２１の中心とを結ぶ直線がなす角Ｒが１５≦Ｒ≦７５°であることを特徴とする横型振動乾燥機。
２．上記排出口１２１の開口部１２１１の面積は、上記一端側端面部１２の上記円筒部１１の端面１１２を除いた部分の面積の３〜２０％である上記１．に記載の横型振動乾燥機。
３．上記排出口１２１の開口部１２１１は、上記円筒部１１の上記内壁縁部１１１のうちの１０〜４０°の範囲と接している上記１．は２．記載の横型振動乾燥機。
４．上記排出口１２１から乾燥粉末を排出するときに、少なくとも上記円筒部１１内を３０．０ｋＰａ以下の減圧状態にすることができる減圧装置を更に備える上記１．乃至３．のうちのいずれか１項に記載の横型振動乾燥機。
５．上記１．乃至４．のうちのいずれか１項に記載の横型振動乾燥機１０１が備える上記乾燥容器１に、セラミック粉末を含有するスラリーと粉砕媒体とを投入し、該乾燥容器１を振動させて該スラリーを乾燥させ、その後、該横型振動乾燥機１０１の上記排出口１２１から該セラミック粉末を排出させることを特徴とする粉体排出方法。
６．上記乾燥を１．０〜４．０ｋＰａの設定圧力で行う上記５．に記載の粉体排出方法。
７．上記排出を３０．０ｋＰａ以下の減圧状態で行う上記５．又は６．に記載の粉体排出方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の横型振動乾燥機によれば、粉砕媒体が投入された状態で、セラミック粉末等の粉末を含有するスラリーなどの被乾燥物を乾燥させ、その後、短時間で多くの乾燥粉末をより効率よく排出させることができる。
また、排出口１２１の開口部１２１１の面積が、一端側端面部１２の円筒部１１の端面１１２を除いた部分の面積の３〜２０％である場合は、短時間で多くの乾燥粉末をより効率よく排出させることができる。
更に、排出口１２１の開口部１２１１が、円筒部１１の内壁縁部１１１のうちの１０〜４０°の範囲と接している場合も、短時間で多くの乾燥粉末をより効率よく排出させることができる。
また、排出口１２１から乾燥粉末を排出するときに、少なくとも円筒部１１内を３０．０ｋＰａ以下の減圧状態にすることができる減圧装置を更に備える場合は、排出時に円筒部１１内等を減圧状態にすることで、排出に必要とする時間をより短縮することができ、乾燥粉末をより効率よく排出させることができる。
本発明の粉末排出方法によれば、セラミック粉末等の粉末を含有するスラリーなどの被乾燥物を、粉砕媒体が投入された状態で乾燥させ、その後、短時間で多くの乾燥粉末を効率よく排出させることができる。
更に、乾燥を１．０〜４．０ｋＰａの設定圧力で行う場合は、短時間で十分に乾燥させることができ、乾燥と排出の全工程に必要とする時間をより短縮することができる。
また、排出を３０．０ｋＰａ以下の減圧状態で行う場合は、より短時間でより多くの乾燥粉末を排出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［１］横型振動乾燥機
以下、本発明の横型振動乾燥機１０１を、例えば、図１〜８を用いて詳しく説明する。
本発明の横型振動乾燥機１０１は、横置きされた円筒部１１と、円筒部１１の一方の端面に設けられた一端側端面部１２と、円筒部１１の他方の端面に設けられた他端側端面部１３と、円筒部１１の内壁縁部１１１と接するように一端側端面部１２に設けられた排出口１２１と、を具備する乾燥容器１を備える。
【００１２】
上記「円筒部１１」の材質は特に限定されないが、水等の媒体に侵され難く、且つ乾燥容器の内部を減圧にした際に十分な耐圧性を有している必要があるため、円筒部１１は金属により形成される。この金属としては、ステンレス鋼等の耐食性等に優れる金属が好ましい。この円筒部１１の内面にはセラミック及び樹脂等からなる内貼りを設けてもよい。また、寸法も特に限定されないが、通常、内径が２００〜２０００ｍｍ、軸方向の長さが４００〜４０００ｍｍである。内径が小さく、軸方向に長い場合は、乾燥粉末の排出に長時間を必要とし、排出効率が低下するため、内径（Ｒ）に対する長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｒ）は、１〜３、特に１．５〜２．５であることが好ましい。
【００１３】
円筒部１１は横置きされている。横置きされてはいるが、この円筒部１１は水平に置かれているのではなく、他端側端面部１３から排出口１２１が設けられた一端側端面部１２に向かって水平面に対して０．５〜５°、特に０．５〜３°、更に０．５〜２°傾斜して横置きされ、一端側端面部１２の側が僅かに低くなっている。このように傾斜していることにより、乾燥粉末が投入口１１３の側から排出口１２１の側へと移動し易くなり、乾燥粉末をより効率よく排出させることができる。円筒部１１が水平に横置きされているとき、又は傾斜角が０．５°未満であるときは、乾燥粉末を排出させ難く、排出により長時間を必要とすることがある。一方、傾斜角が５°を越えると、被乾燥物（例えば、水とセラミック粉末とを含有するスラリー）が、一端側端面部１２の側に多く、他端側端面部１３の側に少ない状態となって不均一になるため、効率よく乾燥することができない場合がある。
【００１４】
上記「一端側端面部１２」及び上記「他端側端面部１３」の材質も特に限定されないが、円筒部１１と同様に、水等の媒体に侵され難く、且つ乾燥容器の内部を減圧にした際に十分な耐圧性を有している必要があるため、一端側端面部１２及び他端側端面部１３は金属により形成される。この金属としては、ステンレス鋼等の耐食性等に優れる金属が好ましい。この一端側端面部１２及び他端側端面部１３の各々の内面にはセラミック及び樹脂等からなる内貼りを設けてもよい。一端側端面部１２及び他端側端面部１３は、円筒部１１とは別体の端面部材が円筒部１１の端面１１２にボルト等により取り付けられて設けられていてもよく、円筒部１１と一体に形成され、設けられていてもよい。
【００１５】
一端側端面部１２及び他端側端面部１３は、少なくとも一方が円筒体１１とは別体の端面部材により設けられていることが好ましく、一端側端面部１２及び他端側端面部１３がともに別体の端面部材により設けられていることがより好ましい。端面部が円筒部とは別体の端面部材からなる場合は、この端面部材を取り外すことで、乾燥容器１内を容易に洗浄等することができるため好ましい。尚、端面部材が用いられる場合は、円筒部１１の端面１１２と端面部材との間に気密性及び液密性を高めるためのシール材を介装させることが好ましい。このシール材は水等の媒体に侵されることなく、且つ圧縮永久歪が小さく、耐久性の高いものであることが好ましい。このようなシール材としては、シリコーンゴム及びフッ素ゴム等からなるシール材が挙げられる。
【００１６】
一端側端面部１２には上記「排出口１２１」が設けられている。この排出口１２１は、その全面が開口しているのではなく、排出口１２１には複数の上記「開口部１２１１」が設けられている。これにより、乾燥粉末の排出時に乾燥粉末とともに球石等の粉砕媒体が排出されるのが防止される。開口部１２１１の形状は特に限定されず、スリット状（図４〜６参照）とすることができ、円形、楕円形、三角形及び四角形等の多角形などとすることもできる。また、粉砕媒体は球形の球石であることが多いが、この場合、開口部１２１１の最大幅（スリット状の場合）又は最大寸法（円形、楕円形及び多角形等の場合）は球石の径の６０〜９０％、特に７０〜８０％であることが好ましい。開口部１２１１と球石の各々の寸法比が上記の範囲にあれば、開口部１２１１から球石が排出されるのが防止され、且つ乾燥粉末は容易に排出させることができる。即ち、個々の開口部１２１１の最大幅又は最大寸法が粉砕媒体（球石）の径より小さければ、粉砕媒体が排出されてしまうことはなく、更に、上記寸法比を上記範囲とすることで、粉砕媒体が開口部１２１１に嵌ってしまって開口部１２１１を塞いでしまうことを抑制することができる。
【００１７】
開口部１２１１の面積（各々のスリット等の合計面積）は、一端側端面部１２の円筒部１１の端面１１２（開口部分ではなく、円筒部１１の成形壁の端面である。）を除いた部分の面積の３〜２０％であることが好ましく、４〜１５％、特に５〜１０％であることがより好ましい。開口部１２１１の合計面積が、一端側端面部１２の円筒部１１の端面１１２を除いた部分の面積の３〜２０％であれば、乾燥粉末を短時間で効率よく排出することができる。また、各々の開口部１２１１が近接して連続的に配置され、排出口１２１が実質的に網目状に形成されている場合は、開口部１２１１の合計面積は上記の限りではなく、例えば、略正方形の網目を有する金属網が配置されているときは、その網目の一辺の寸法が粉砕媒体の径より小さければよく、好ましくは網目の一辺の寸法が粉砕媒体の径の６０〜９０％、特に７０〜８０％であればよく、この場合、開口部１２１１の合計面積は上記の上限値を越えることもある。
【００１８】
更に、この排出口１２１の開口部１２１１は、円筒部１１の内壁縁部１１１と接するように設けられていることが好ましい。この排出口１２１の開口部１２１１が円筒部１１の内壁縁部１１１と接するようにとは、図４のように、開口部１２１１が円筒部１１の内壁縁部１１１の全長さ（全周、即ち、角度でいえば３６０°である。）のうちの１０〜４０°、特に１０〜３０°、更に１０〜２５°の範囲で、円筒部１１の端面１１２（開口部分ではなく、円筒部１１の成形壁の端面である。）に位置する（重なっている）ように設けられているという意味である。このような位置に排出口１２１の開口部１２１１を設けることにより、乾燥粉末の排出時に、乾燥粉末が乾燥容器１内に残留するのを十分に抑えることができ、より多くの乾燥粉末をより効率よく排出させることができる。
尚、開口部１２１１は、図５のように、円筒部１１の端面１１２と点で接していてもよい。この場合も、乾燥粉末の排出時に、乾燥粉末が乾燥容器１内に残留するのを抑えることができ、より多くの乾燥粉末を効率よく排出させることができる。
【００１９】
また、排出口１２１は、乾燥容器１の一端側端面部１２からみたとき（即ち、図２の紙面手前方向からみたとき）に、円筒部１１の中心軸線から下ろした垂線を基準とし、円筒部１１の中心軸線と排出口１２１の中心とを結ぶ直線がなす角Ｒ（図４参照）が、乾燥粉末の排出時に、内壁縁部１１１に沿って周方向に流動する乾燥粉末及び粉砕媒体の進行向を正方向として１５≦Ｒ≦７５°となるように、一端側端面部１２の底部より斜め上方に設けられている。この角Ｒは２０≦Ｒ≦６５°、特に２０≦Ｒ≦５０°、更に２０≦Ｒ≦４０°であることが好ましい。角Ｒが１５≦Ｒ≦７５°であれば、乾燥粉末の排出時に、乾燥粉末が乾燥容器１内に残留するのを十分に抑えることができ、より多くの乾燥粉末をより効率よく排出させることができる。
【００２０】
排出口１２１が設けられた一端側端面部１２の外面側には、被乾燥物の乾燥時には排出口１２１を閉止し、乾燥粉末の排出時には排出口１２１を開口させることができる排出ユニット２が配設されている。この排出ユニット２も、水等の媒体に侵され難く、また、乾燥粉末の排出時には内部を減圧状態にすることもあるため十分な耐圧性を有している必要がある。そのため、排出ユニット２は金属により形成される。この金属としては、ステンレス鋼等の耐食性等に優れた金属が好ましい。この排出ユニット２には、被乾燥物の乾燥時には排出口１２１を閉止し、乾燥粉末の排出時には排出口１２１を開口させるための蓋部材２１が取り付けられている。蓋部材２１は、被乾燥物の乾燥時には排出口１２１を液密に閉止し、被乾燥物が漏出しないようにする必要があるため、蓋部材２１と排出口１２１との当接面にはシリコーンゴム及びフッ素ゴム等からなるシール材が介装されていることが好ましい。
【００２１】
蓋部材２１は、排出ユニット２の背面側に設けられた螺子孔に螺合された棒状の螺子の一方の先端側に固定され、螺子の後端側に取り付けられたハンドルを回転させることにより前進又は後退させることができる。これにより、排出口１２１を閉止したり、開口させたりすることができる。更に、排出ユニット２の周面には乾燥粉末取出口２２が設けられており、この乾燥粉末取出口２２から乾燥粉末が取り出される。また、乾燥粉末の排出を減圧状態で行う場合は、乾燥粉末取出口２２と、乾燥粉末を捕集するための密閉容器６とを耐圧性を有する粉末取出用フレキシブルパイプ２２１により接続することで、乾燥粉末の排出、取り出しを減圧下に行うことができる。この減圧下の排出は、乾燥容器１及び排出ユニット２等の内部を減圧状態にしたままで被乾燥物の乾燥と連続的に行うことができる。
【００２２】
本発明の横型振動乾燥機１０１は、乾燥容器１を振動させるための振動手段を備える。この振動手段としては、通常、バイブレータユニット３が用いられる。更に、横型振動乾燥機１０１は、この他に、乾燥容器１及びバイブレータユニット３等の振動手段を支持するための支持柱４、及び支持柱４の下端部が固定される基台５を備える。
上記「バイブレータユニット３」は、電動機の回転軸にアンバランスウェイトが取り付けられてなる。このバイブレータユニット３は、通常、乾燥容器１の下部側に配設され、電動機を稼動させることで乾燥容器１を振動させることができる。バイブレータユニット３は、電動機の回転軸の方向が円筒部１１の中心軸線と同方向となるように配設される。これにより、乾燥容器１は円筒体１１の径方向に振動することになる。
【００２３】
支持柱４の上端部は溶接又はボルト、ナット等により支持部材４２に固定され、支持柱４の下端部は溶接又はボルト、ナット等により基台５に固定されている。この支持柱４は、鉄鋼材料等の金属製の棒状体又は管状体等からなる。また、支持部材４２は鉄鋼材料等の金属により形成されている。乾燥容器１及びバイブレータユニット３は支持部材４２に取り付けられ、この支持部材４２を介して支持柱４により支持される。更に、支持柱４には、通常、その上端側に振動吸収部４１が設けられている。この振動吸収部４１は、支持柱４の上端側中間部にコイルバネ及び防振ゴム等の弾性体を介装させることで設けることができる。この振動吸収部４１によって乾燥容器１等の振動が振動吸収部４１より下部の支持柱４及び基台５に伝達されるのが防止されている。基台５は、鉄鋼材料等の金属製の板状体又は枠体等からなり、この基台５は、コンクリート製等の床９にボルト等により固定されている。
【００２４】
横型振動乾燥機１０１は、通常、乾燥容器１内及び必要に応じて排出ユニット２等の内部を減圧にするための減圧装置及び乾燥容器１内を昇温させるための加熱装置のうちの少なくとも一方を更に備える。
減圧装置としては、真空ポンプが用いられる。この真空ポンプは、乾燥容器１の上部側に設けられた排気口１１４に接続され、乾燥容器１内が所定圧力に減圧される。排気口１１４と真空ポンプとは、耐圧性を有する排気用フレキシブルパイプ１１４１等により接続される。また、排気口１１４と真空ポンプとの間にはコンデンサを配設し、排気された媒体を凝縮させ回収することが好ましい。この減圧装置により、被乾燥物を乾燥する際は、乾燥容器１内の圧力を、１．０〜４．０ｋＰａとすることができる。また、乾燥粉末を排出する際は、乾燥容器１内及び排出ユニット２等の圧力を、３０．０ｋＰａ以下、特に２０．０ｋＰａ以下、更に１０．０ｋＰａ以下とすることができる
【００２５】
加熱装置は、熱媒体を収容する容器、熱媒体を加熱するヒータ、熱媒体を循環させるポンプ及び耐熱性を有する循環用パイプ等を備える。熱媒体としては、８０℃までの比較的低温の場合は水を用いることができ、８０℃を越え、１５０℃程度までの比較的高温の場合はスチーム等を用いることができ、所要温度等によって選択することができる。一方、乾燥容器１の側では、円筒部１１、一端側端面部１２及び他端側端面部１３のうちの少なくとも円筒部１１の内表面側にジャケットが設けられ、このジャケット内に熱媒体を流通させることで乾燥容器１内を昇温させることができる。
【００２６】
本発明の横型振動乾燥機１０１は、粉末を含有する各種の被乾燥物の乾燥に用いることができ、乾燥容器１内において被乾燥物と粉砕媒体とを流動させ、粉末の凝集を抑えながら媒体を除去し、乾燥させることができる。被乾燥物に含有される粉末は特に限定されず、例えば、各種のセラミック粉末が挙げられる。このセラミック粉末は特に限定されず、窒化物系セラミック、炭化物系セラミック、珪化物系セラミック及び酸化物系セラミック等の各種のセラミックの粉末が挙げられる。窒化物系セラミックとしては、窒化珪素、サイアロン、窒化チタン、窒化タングステン及び窒化モリブデン等が挙げられる。炭化物系セラミックとしては、炭化タングステン及び炭化タンタル等が挙げられる。珪化物系セラミックとしては、珪化チタン及び珪化モリブデン等が挙げられる。酸化物系セラミックとしては、アルミナ、ジルコニア及びチタニア等が挙げられる。
【００２７】
また、媒体も特に限定されず、水系媒体及び有機溶媒等が挙げられる。水系媒体としては、水又は１０質量％以下、特に５質量％以下のメタノールを含有する水とメタノールとの混合媒体等が挙げられる。また、有機溶媒は特に限定されず、カルビトール類、セロソルブ類、酢酸エステル類、１価アルコール類及びケトン類等が挙げられる。有機溶媒は１種のみ用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００２８】
被乾燥物に含有されるセラミック粉末の具体例としては、セラミックグロープラグ等に取り付けられるセラミックヒータの発熱抵抗体として用いられる絶縁性セラミック及び導電性セラミックの各々の粉末の混合粉末が挙げられる。絶縁性セラミックとしては、窒化珪素、サイアロン等が用いられる。導電性セラミックとしては、炭化タングステン、窒化チタン、珪化タングステン及び珪化モリブデン等が用いられる。この絶縁性セラミック粉末及び導電性セラミック粉末は、媒体と混合されてスラリーが調製され、このスラリーを乾燥容器１の上部側に設けられた投入口１１３から投入し、乾燥に供することができる。  尚、セラミック粉末と水等の媒体との量比は特に限定されないが、粉末と媒体との合計を１００体積％とした場合に、粉末が１０〜３５体積％、特に１５〜３０体積％、更に２０〜２５体積％であることが好ましい。粉末の体積割合が１０〜３５体積％であれば、粉末と媒体とを含有する被乾燥物、即ち、スラリーを凝集粒子の生成を抑制しつつ効率よく乾燥させることができる。
【００２９】
粉末の平均粒径は特に限定されないが、本発明の横型振動乾燥機１０１を使用し、乾燥容器１に粉砕媒体を投入した状態で被乾燥物を乾燥させる場合、粉末の平均粒径が１０μｍ以下、特に５μｍ以下、更に３μｍ以下と微細な粉末であっても、粉末の凝集を抑制しつつ乾燥させることができる。更に、媒体も前記のように特に限定されないが、媒体が、通常、粉末の凝集を生じ易い水又は水系媒体であっても、本発明の横型振動乾燥機１０１を用いた場合は粉末を凝集させることなく乾燥させることができる。このように、本発明の横型振動乾燥機１０１は、粉末が微細であるとき及び／又は媒体が水又は水系媒体であるとき、に特に有用である。
【００３０】
［２］被乾燥物の乾燥及び乾燥粉末の排出方法
本発明の横型振動乾燥機１０１は、乾燥容器１内に粉砕媒体７が投入された状態で用いられる。即ち、乾燥容器１内に、被乾燥物と粉砕媒体７とが投入された状態で、乾燥容器１を振動させて被乾燥物を乾燥させる。上記「粉砕媒体７」の材質は特に限定されず、被乾燥物の種類等によって選択することができる。材質としては樹脂及びセラミック等が挙げられる。樹脂としては、ナイロン等が用いられる。セラミックとしては、アルミナ、ジルコニア及び窒化珪素等が用いられる。粉砕媒体７の形状も特に限定されないが、通常、球形である。また、寸法は、球形である場合、その直径が１０〜４０ｍｍ、特に１５〜３５ｍｍ、更に２０〜３０ｍｍであることが多い。球形でないときは、一方向の寸法及びこれに直交する方向の各々の寸法が１０〜４０ｍｍ、特に１５〜３５ｍｍ、更に２０〜３０ｍｍであることが好ましい。この粉砕媒体７としては、アルミナ、ジルコニア及び鉄芯入りのナイロン等からなり、形状が球形の、所謂、球石といわれるものが用いられることが多い。
【００３１】
乾燥容器１に投入される粉砕媒体７の容積は特に限定されないが、乾燥容器１の容積の５０〜７５％、特に５５〜７０％、更に５５〜６５％とすることが好ましい。粉砕媒体７の容量が乾燥容器１の容積の５０〜７５％であれば、被乾燥物の乾燥及び乾燥粉末８の排出をともに効率よく行うことができる。尚、この粉砕媒体７の容積は、各々の粉砕媒体間の空隙を含む見掛けの容積であるとする。
【００３２】
また、乾燥容器１の振動方向は、円筒体１１の上下方向である。これにより、乾燥容器１内において粉砕媒体７を円筒部１１の周方向に楕円運動させることができ、この粉砕媒体７とともに被乾燥物も楕円運動させることができる。これによって、粉末の凝集を抑えながら被乾燥物をより効率よく乾燥させることができる。
【００３３】
振動の振幅及び振動数も特に限定されず、粉砕媒体及び被乾燥物の各々の種類等により設定することができる。振幅は１〜５ｍｍ、特に２〜４ｍｍとすることができる。また、振動数は９００〜１８００Ｈｚ、特に１２００〜１５００Ｈｚとすることができる。
【００３４】
被乾燥物を乾燥させる際は、乾燥容器１内の圧力は常圧（大気圧、例えば、１０１．３ｋＰａ、以下、常圧の意味は同じである。）であってもよく、減圧状態であってもよいが、通常、乾燥容器１内を減圧状態にして乾燥が行われる。乾燥容器１内を減圧状態にして乾燥することで、乾燥を短時間で効率よく行うことができる。乾燥時に乾燥容器１内を減圧状態にする場合、その圧力は特に限定されないが、１．０〜４．０ｋＰａに設定することが好ましい（この圧力は媒体の気化により高くなる傾向にある。）。乾燥時の乾燥容器１内の設定圧力が１．０〜４．０ｋＰａであれば、乾燥をより短時間で効率よく行うことができる。尚、乾燥を行う際は、振動方向をある一定時間で、例えば、１０〜４０分、特に１５〜３０分ごとに反転させる（即ち、被乾燥物及び粉砕媒体の回転方向を逆転させる。）ことにより、被乾燥物が乾燥容器１の内壁に付着し、場合によっては固着してしまうことを防止することができる。
【００３５】
乾燥粉末８を排出する際も、乾燥容器１内及び排出ユニット２等の圧力は常圧であってもよく、減圧状態であってもよいが、乾燥容器１内を減圧状態にして排出することが好ましい。乾燥容器１内を減圧状態にして排出すれば、排出を短時間で効率よく行うことができる。排出時に乾燥容器１内等を減圧状態にする場合、その圧力は特に限定されないが、３０．０ｋＰａ以下、特に２０．０ｋＰａ以下、更に１０．０ｋＰａ以下とすることが好ましい。排出時の乾燥容器１内の圧力が３０ｋＰａ以下であれば、乾燥粉末の排出をより短時間で効率よく行うことができ、且つより多くの乾燥粉末を排出させることができる。尚、１０．０ｋＰａ以下の低圧にするためは、乾燥容器１の気密性をより高める、及び高性能の真空ポンプを用いる等が必要となり、コスト高になる一方で排出効率が大きく向上することはないため、圧力の下限は最も低圧にしたとしても０．６７ｋＰａ程度が現実的である。
【００３６】
更に、本発明の粉体排出方法では、被乾燥物の乾燥と乾燥粉末の排出とを、横型振動乾燥機１０１の内部を清掃することなく、繰り返し行うことができる。即ち、被乾燥物の乾燥と乾燥粉末の排出とを行った後、真空ポンプの運転を一旦停止して、横型振動乾燥機１０１の内部を常圧にし、次いで、横型振動乾燥機１０１の内部を清掃することなく、被乾燥物の乾燥と乾燥粉末の排出とを繰り返し行うことができる。この繰り返し回数は特に限定されず、２回以上とすることができる。この繰り返しの際に乾燥容器１内に投入される被乾燥物と粉砕媒体とは、各回ごとに同じであってもよく、異なっていてもよい。このように、被乾燥物の乾燥と乾燥粉末の排出とを繰り返して行った場合、乾燥と排出とを特に効率よく行うことができ、排出効率をより高めることができる。また、被乾燥物の乾燥と乾燥粉末の排出とを繰り返して行うときは、前記のように振動方向を反転させることによる作用、効果がより顕著であり、振動方向を反転させることで、長時間の操作にもかかわらず、被乾燥物の乾燥容器１の内壁への付着、固着を十分に防止することができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
図１〜３の横型振動乾燥機を用いて窒化珪素粉末と、炭化タングステン粉末と、焼結助剤粉末と、水とを含有するスラリーを乾燥させ、排出させた。
（１）横型振動乾燥機１０１
（ａ）円筒部１１並びに一端側端面部１２及び他端側端面部１３
円筒部１１の軸方向の長さは６００ｍｍ、内径は３００ｍｍであり、壁厚は６０ｍｍである。また、円筒部１１の一端側には一端側端面部１２、他端側には他端側端面部１３が、円筒部１１とは別体の端面部材をボルト、ナットにより取り付けることで設けられ、容量４５リットルの乾燥容器１が形成されている。円筒部１１、一端側端面部１２及び他端側端面部１３はいずれもステンレス鋼製である。この乾燥容器１は、一端側端面部１２から他端側端面部１３に向かって水平面に対して１゜傾斜して横置きされ、一端側端面部１２の側が僅かに低くなっている。一端側端面部１２及び他端側端面部１３は、いずれも直径４２０ｍｍ、厚さ１３ｍｍの円板状である。また、一端側端面部１２には、その斜め下方に直径が１１０ｍｍの円形の排出口１２１が設けられている。円筒部１１の中心軸線と排出口１２１の中心とを結ぶ直線と、円筒部１１の中心軸線から下ろした垂線とがなす角Ｒは３０°である。また、排出口１２１には幅広のスリット状の開口部１２１１が形成されており、この開口部１２１１の面積は、一端側端面部１２の円筒部１１の端面１１２を除いた部分の５．３％である。更に、排出口１２１の開口部１２１１は、円筒部１１の内壁縁部１１１の全長さのうちの１０°の角度に相当する長さの範囲で、円筒部１１の端面１１２に位置するように設けられている。
【００３８】
（ｂ）排出ユニット２及び密閉容器６
一端側端面部１２の排出口１２１が設けられている部分の外面側には、排出ユニット２が配設されおり、この排出ユニット２に取り付けられた蓋部材２１により排出口１２１を開閉することができる。蓋部材２１はステンレス製であり、直径が１１０ｍｍの円形であって、排出口１２１に当接させることで排出口１２１を液密にシールすることができる。当接面にはシリコーンゴム製のシール材が取り付けられている。更に、排出ユニット２の周側面には直径が６０ｍｍの円形の乾燥粉末取出口２２が設けられており、この乾燥粉末取出口２２と、排出された乾燥粉末を捕集するための密閉容器６の上面に設けられた直径が６０ｍｍの円形の乾燥粉末捕集口６１とが粉末取出用フレキシブルパイプ２２１により接続されている。
【００３９】
（ｃ）バイブレータユニット３並びに支持柱４及び基台５
乾燥容器１及びバイブレータユニット３は支持部材４２に取り付けられ、この支持部材４２の四隅の部分の各々が４本の支持柱４によりそれぞれ支持されている。支持柱４はステンレス鋼製であり、その直径は１００ｍｍ、長さは６５０ｍｍである。更に、各々の支持柱４の上端部に防振ゴムからなる振動吸収部４１が設けられている。更に、それぞれの支持柱４の下端部はステンレス鋼製の枠体からなる基台５に溶接により固定されており、この基台５はコンクリート製の床９にボルト、ナットにより固定されている。
【００４０】
（ｄ）減圧装置及び加熱装置
乾燥容器１（円筒部１１）の上部側の軸線方向の中央部には排気口１１４が設けられており、この排気口１１４と真空ポンプとが排気用フレキシブルパイプ１１４１により接続されている。また、排気用フレキシブルパイプ１１４１の中間部には、除去された媒体（水）を凝縮させ、回収するためのコンデンサが配設されている。更に、一端側端面部１２及び他端側端面部１３の各々の内面側には加熱媒体を流通させるためのジャケットが設けられており、このジャケット内に熱媒体（この実施例では７０℃の温水を用いた。）を収容する容器からポンプにより熱媒体が供給されることで乾燥容器１内を昇温させることができる。
【００４１】
（２）被乾燥物及び粉砕媒体
被乾燥物としては、水を媒体とし、平均粒径１．０μｍの窒化珪素粉末７．９ｋｇと、平均粒径０．６μｍの炭化タングステン粉末１０．６ｋｇと、平均粒径１〜３μｍの焼結助剤粉末とを含有するスラリーを用いた。また、このスラリーに含有される水の体積は９．９リットルであり、窒化珪素粉末と炭化タングステン粉末との合計体積は３．３リットルであって、合計体積は１３．２リットルである。更に、粉砕媒体としては、直径２５ｍｍの鉄芯入りのナイロン球石を用いた。この球石の投入量は、それぞれの球石間の空隙を含む見掛けの体積で２７リットルとした。これは乾燥容器の容積４５リットルの６０％である。
【００４２】
（３）被乾燥物の乾燥
乾燥容器１の一端側端面部１２に設けられた排出口１２１を、排出ユニット２に取り付けられた蓋部材２１により閉止し、その後、加熱装置のポンプを運転し、円筒部１１の内表面側に設けられたジャケットに７０℃の温水を流通させた。次いで、乾燥容器１の上部側に設けられた被乾燥物の投入口１１３から、スラリーと球石とを投入し、その後、真空ポンプを稼動させ、乾燥容器１内を２．７ｋＰａの減圧状態とした。次いで、バイブレータユニット３の電動機を始動させ、乾燥容器１等を上下方向に振幅３ｍｍ、振動数１２００Ｈｚの条件で振動させた。このような条件でスラリーを３時間乾燥させた。尚、上記の圧力２．７ｋＰａは設定圧力であり、媒体が気化するため、気化の状況に応じて圧力が高くなる傾向にある。
【００４３】
（４）乾燥粉末の排出
上記（３）のようにしてスラリーを乾燥させ、その後、排出ユニット２に取り付けられた蓋部材２１を後退させて乾燥容器１の一端側端面部１２に設けられた排出口１２１を開口させた。この際、前記の真空ポンプを用いて乾燥容器１内とともに排出ユニット２及び密閉容器６の各々の内部も２．７ｋＰａの減圧状態とした。また、ジャケットへの温水の流通と乾燥容器１等の振動とは、そのまま同一条件で継続し、乾燥粉末である窒化珪素粉末と炭化タングステン粉末と焼結助剤粉末との混合粉末（以下、「導電性セラミック原料粉末」という。）を乾燥容器１から排出させ、密閉容器６に捕集した。
【００４４】
（５）排出効率の評価
上記（４）のようにして導電性セラミック原料粉末を乾燥容器１から排出させ、排出操作の時間と混合粉末の排出量とから排出効率を評価した。この評価は、時間ごとの排出量を評量して行った。この評価結果によれば、排出開始から５分で排出割合は６５．７％、１０分で７８．８％、２２分で８７．５％、３４分で９１．５％、４０分で９２．９％であり、極めて効率よく排出されていることが分かる。結果を図１０に示す。
尚、排出割合は、乾燥後、捕集された導電性セラミック原料粉末の質量（Ｇａ）の、乾燥容器１に投入されたスラリーに含有されていた導電性セラミック原料粉末の質量（Ｇｂ）に対する百分率である。
排出割合（％）＝（Ｇｂ／Ｇａ）×１００
【００４５】
実施例２
実施例１のようにして被乾燥物の乾燥と乾燥粉末の排出とを行った後、真空ポンプの運転を一旦停止して、横型振動乾燥機１０１の内部を常圧にした。次いで、横型振動乾燥機１０１の内部を清掃することなく、実施例１と同じ被乾燥物と粉砕媒体とを同量乾燥容器１内に投入し、実施例１と同様にして被乾燥物の乾燥と乾燥粉末の排出とを行った。この一連の操作を２回繰り返し、乾燥後、捕集された導電性セラミック原料粉末の合計質量の、乾燥容器１に投入されたスラリーに含有されていた導電性セラミック原料粉末の合計質量に対する百分率を求め、排出効率を評価した。この評価結果によれば、排出開始から５分で排出割合は７０．７％、１０分で８４．０％、２２分で９２．０％、３４分で９６．２％、４０分で９８．０％であった。このように、乾燥と排出とを連続的に行った場合、より効率よく乾燥させ、排出させ得ることが分かる。結果を図１０に併記する。
【００４６】
尚、この実施例２では、乾燥、排出の合計操作時間が長くなるため、乾燥中は乾燥開始から２０分ごとにバイブレータユニット３の電動機を逆回転させて振動方向を反転させた。（即ち、被乾燥物及び粉砕媒体の回転方向を逆転させた。）。これにより、長時間の操作にもかかわらず、被乾燥物の乾燥容器１の内壁への付着、固着を防止することができた。
【００４７】
比較例１
乾燥容器１の一端側端面部１２の径方向の底部に排出口１２１が設けられている、即ち、乾燥容器１の一端側端面部１２からみたときに、円筒部１１の中心軸線から下ろした垂線を基準とし、円筒部１１の中心軸線と排出口１２１の中心とを結ぶ直線がなす角Ｒが０°である他は、実施例１において用いたのと同様の横型振動乾燥機を使用し、実施例１と同様にしてスラリーを乾燥させ、その後、実施例１と同様にして導電性セラミック原料粉末を排出させた。
この比較例１における排出効率を実施例１と同様にして評価した。この評価結果によれば、排出開始から５分で排出割合は４２．９％、１０分で５７．３％、２２分で６７．９％、３４分で７１．６％、４０分で７２．８％であり、排出操作を１００分間継続しても排出効率は８０．７％であった。このように、実施例１に比べて排出効率が大きく低下していることが分かる。結果を図１０に併記する。
【００４８】
比較例２
乾燥容器１の一端側端面部１２の径方向の底部に排出口１２１が設けられている、即ち、乾燥容器１の一端側端面部１２からみたときに、円筒部１１の中心軸線から下ろした垂線を基準とし、円筒部１１の中心軸線と排出口１２１の中心とを結ぶ直線がなす角Ｒが０°である他は、実施例１において用いたのと同様の横型振動乾燥機を使用し、実施例１と同様にしてスラリーを乾燥させ、その後、減圧状態にせず、常圧で導電性セラミック原料粉末を排出させた。
この比較例２における排出効率を実施例１と同様にして評価した。この評価結果によれば、排出開始から５分で排出割合は３５．３％、１０分で４７．１％、２２分で５５．８％、３４分で５８．８％、４０分で５９．８％であり、比較例１と比べても排出効率が大きく低下しており、実施例１に比べた場合は排出効率が極めて大きく低下していることが分かる。結果を図１０に併記する。
【００４９】
参考例１
比較例２において、乾燥後の導電性セラミック原料粉末を排出させる際の圧力を１０１．３ｋＰａ、４８．０ｋＰａ、２８．０ｋＰａ及び２．７ｋＰａと変化させ、減圧度を高めていった場合の４０分後の排出効率を評価した。また、実施例１において、乾燥後の導電性セラミック原料粉末を排出させる際の圧力を１８．０ｋＰａ及び２．７ｋＰａと変化させ、減圧度を高めた場合の４０分後の排出効率を評価した。この評価結果によれば、角Ｒ＝０゜において圧力が低下するとともに排出効率が向上しており、特に２８．０ｋＰａ以下の圧力では排出効率が向上していることが分かる。更に、角Ｒ＝３０°とすると排出効率がより向上していることが分かる。結果を図１１に示す。
この評価結果は、減圧状態で乾燥粉末を排出した場合に、排出効率が大きく向上することを裏付けるものであり、特定の装置を用いるとともに減圧状態で乾燥粉末を排出することで、実施例１と同様に排出効率を大きく向上させ得ることが分かる。
【００５０】
尚、本発明においては、前記実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した態様とすることができる。例えば、乾燥容器１の上部側には乾燥時及び排出時に内部の様子を観察するための覗き窓を設けることができる。また、乾燥容器１の内部空間の温度を測定するための温度計、湿度を測定するための湿度計を取り付けることができる。
【００５１】
更に、水又は水系溶媒を使用した被乾燥物の乾燥に限定されるものではなく、有機溶媒を用いた場合であっても、また、被乾燥物の粘性や凝集力の上昇がみられる場合にも、水を用いた場合と同様に排出効率が向上し、有機溶媒の場合にも本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の横型振動乾燥機の模式的な側面図である。
【図２】本発明の横型振動乾燥機の模式的な正面図である。
【図３】本発明の横型振動乾燥機の模式的な背面図である。
【図４】円筒部の端面と排出口との相対的な位置関係を説明するための模式図である。
【図５】円筒部の端面と排出口との相対的な位置関係を説明するための他の模式図である。
【図６】排出口の開口部が円筒部の内壁縁部と接していない場合の、円筒部の端面と排出口との相対的な位置関係を説明するための模式図である。
【図７】蓋部材を前進させて排出口に当接させ、排出口（開口部）を閉止した状態を説明するための模式図である。
【図８】蓋部材を後退させて排出口から離間させ、排出口（開口部）を開口させた状態を説明するための模式図である。
【図９】粉体の残留量が少なくなってきた場合の粉砕媒体（球石）と粉末の各々の流動状態を説明するための模式図である。
【図１０】排出時間と排出効率との相関を表すグラフである。
【図１１】排出時の圧力と排出効率との相関を表すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０１；横型振動乾燥機、１；乾燥容器、１１；円筒部、１１１；内壁縁部、１１２；端面、１１３；投入口、１１４；排気口、１１４１；排気用フレキシブルパイプ、１２；一端側端面部、１２１；排出口、１２１１；開口部、１３；他端側端面部、２；排出ユニット、２１；蓋部材、２２；乾燥粉末取出口、２２１；粉末取出用フレキシブルパイプ、２３；ハンドル、３；バイブレータユニット、４；支持柱、４１；振動吸収部、４２；支持部材、５；基台、６；密閉容器、６１；乾燥粉末捕集口、７；粉砕媒体（鉄芯入りナイロン玉石）、８；乾燥粉末（導電性セラミック原料粉末）、９；コンクリート製床、Ｒ；円筒部の中心軸線から下ろした垂線と、円筒部の中心軸線と排出口の中心とを結ぶ直線がなす角。
【図１】
2006084143.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006084143.tif 000009
【図８】
2006084143.tif 000010
【図９】
2006084143.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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