(57)【要約】【課題】  簡単かつ安価に所望の粒径の炭酸カリウム粒を製造できる炭酸カリウム粒の製造方法、および、道路等への撒布に適した凍結防止用炭酸カリウム粒を提供する。【解決手段】  水平面に対して傾斜して配設された筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃが回転するロータリーキルンＲを用い、含水状態の炭酸水素カリウム粉末を、回転している筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの上端部側から筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に供給するとともに、炭酸水素カリウム粉末の供給位置よりも下端部側から筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に温風を吹き込むことにより、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内を下端部側に移動する前記炭酸水素カリウム粉末を、前記温風によって加熱して炭酸水素カリウムを炭酸カリウムとしつつ、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの回転によって炭酸カリウムから成る所定粒径の粒子を造粒する。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面に対して傾斜して配設された筒状体が回転するロータリーキルンを用い、含水状態の炭酸水素カリウム粉末を、回転している筒状体の上端部側から筒状体内に供給するとともに、炭酸水素カリウム粉末の供給位置よりも下端部側から筒状体内に温風を吹き込むことにより、
前記筒状体内を下端部側に移動する前記炭酸水素カリウム粉末を、前記温風によって加熱して炭酸水素カリウムを炭酸カリウムとしつつ、筒状体の回転によって炭酸カリウムから成る所定粒径の粒子を造粒することを特徴とする炭酸カリウム粒の製造方法。
【請求項２】
前記筒状体が直列に複数連結されたロータリーキルンを用い、
各前記筒状体の上端部から前記炭酸水素カリウム粉末を供給するとともに、各筒状体の下端部から前記温風を吹き込むことを特徴とする請求項１記載の炭酸カリウム粒の製造方法。
【請求項３】
各前記筒状体の間には、各筒状体同士を内部が連通するよう接続するとともに、前記炭酸水素カリウム粉末の供給口および前記温風の吹き込み口が形成されたリング状のジョイント部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の炭酸カリウム粒の製造方法。
【請求項４】
前記炭酸水素カリウム粉末を、塩化カリウムと炭酸水素アンモニウムとを原料に用いて得ることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項記載の炭酸カリウム粒の製造方法。
【請求項５】
前記含水状態の炭酸水素カリウム粉末を、炭酸水素カリウム溶液を噴霧した霧状体と乾燥空気とを接触させることによって得ることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項記載の炭酸カリウム粒の製造方法。
【請求項６】
前記所定粒径は１．５ｍｍ〜４．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項記載の炭酸カリウム粒の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のうちのいずれか一項記載の炭酸カリウム粒の製造方法で製造されたことを特徴とする凍結防止用炭酸カリウム粒。
【請求項８】
粒径が１．５ｍｍ〜４．５ｍｍであることを特徴とする請求項７記載の凍結防止用炭酸カリウム粒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撒布用として好適な粒径の凍結防止用炭酸カリウム粒、および、炭酸カリウム粒を得るための炭酸カリウム粒の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、道路における凍結防止剤（融雪剤）として、塩化ナトリウムや塩化カルシウムを主成分とする凍結防止剤が広く用いられている。道路に撒布された凍結防止剤は、塩化ナトリウムや塩化カルシウムの氷点降下作用により、道路の凍結を防止する。
【０００３】
特許文献１には、海水を濃縮して析出した塩化ナトリウムを含有する融雪剤が記載されている（特許文献１  段落０００８等）。
また、特許文献１に記載された融雪剤には、炭酸カリウム等のにがり成分が含有されている。特許文献１においては、融雪剤ににがり成分が含まれることにより、融雪剤の融雪効果の持続性を高めることができるものとしている（特許文献１  段落０００９等）。
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されたような従来の凍結防止剤（融雪剤）は、塩化ナトリウムや塩化カルシウムを主成分とするとこから、塩化イオンによる塩害、具体的には、自動車の部品等の金属の腐食、コンクリートの劣化、および周辺の農作物等の植物に対する悪影響を生じる。
この点、特許文献１においては、炭酸カリウム等の塩素を含まない無機塩類（にがり成分）を含有する融雪剤が提案されており、これによれば塩素の含有割合を減じて塩害を抑えることができるとも考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、海水を濃縮して析出させる方法により、炭酸カリウム等の無機塩類を含んだ融雪剤を製造しているが、海水を静置乾燥し（特許文献１  段落００１４）、析出した不定形粒子を加熱乾燥する（特許文献１  段落００１５）など、その製造方法は極めて手間とコストが掛かるという課題がある。
【０００７】
また、凍結防止剤として造粒された塩化ナトリウム粒や塩化カルシウム粒に、炭酸カリウムを単に混合する方法も考えられるが、一般に市場に流通している炭酸カリウムは、微粒子の粉末状のものであり、この粉末状の炭酸カリウムでは、道路等の凍結防止剤として撒布した際に、道路外に飛散してしまうという課題が生じる。また、通常、道路等に凍結防止剤を撒布するための撒布機に粉末状の炭酸カリウムを入れて撒布した場合には、撒布機内に炭酸カリウム粉が付着して詰まりが生じて正常に撒布が行えなかったり撒布機が故障したりするなどの問題が生じるものと考えられる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、簡単かつ安価に所望の粒径の炭酸カリウム粒を製造できる炭酸カリウム粒の製造方法、および、道路等への撒布に適した凍結防止用炭酸カリウム粒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る炭酸カリウム粒の製造方法は、上記課題を解決するために次の構成を備える。すなわち、水平面に対して傾斜して配設された筒状体が回転するロータリーキルンを用い、含水状態の炭酸水素カリウム粉末を、回転している筒状体の上端部側から筒状体内に供給するとともに、炭酸水素カリウム粉末の供給位置よりも下端部側から筒状体内に温風を吹き込むことにより、前記筒状体内を下端部側に移動する前記炭酸水素カリウム粉末を、前記温風によって加熱して炭酸水素カリウムを炭酸カリウムとしつつ、筒状体の回転によって炭酸カリウムから成る所定粒径の粒子を造粒することを特徴とする。
これによれば、炭酸水素カリウム粉末から、簡単かつ安価に、所定粒径の炭酸カリウム粒を得ることができる。
【００１０】
さらに、前記筒状体が直列に複数連結されたロータリーキルンを用い、各前記筒状体の上端部から前記炭酸水素カリウム粉末を供給するとともに、各筒状体の下端部から前記温風を吹き込むことを特徴とする。
これによれば、複数の筒状体内を下端側に移動しつつ造粒される炭酸カリウム粒に対し、各筒状体の上端部のそれぞれにおいて段階的に炭酸水素カリウム粉末を供給するとともに各筒状体の下端部から温風を吹き込むことで、製造過程の炭酸カリウム粒の表面に新たな炭酸カリウムを効率的に付着させて、造粒を行うことができる。
【００１１】
さらに、各前記筒状体の間には、各筒状体同士を内部が連通するよう接続するとともに、前記炭酸水素カリウム粉末の供給口および前記温風の吹き込み口が形成されたリング状のジョイント部が設けられていることを特徴とする。
これによれば、簡単な構成で炭酸水素カリウムの供給口および温風の吹き込み口を設けることができる。
【００１２】
また、前記炭酸水素カリウム粉末を、塩化カリウムと炭酸水素アンモニウムとを原料に用いて得ることを特徴とする。
これによれば、安価な塩化カリウムと炭酸水素アンモニウムとから炭酸カリウム粒を製造することができ、原料コストを抑えることができる。
【００１３】
また、前記含水状態の炭酸水素カリウム粉末を、炭酸水素カリウム溶液を噴霧した霧状体と乾燥空気とを接触させることによって得ることを特徴とする。
これによれば、炭酸水素カリウム溶液から、ロータリーキルンに投入する含水状態の炭酸水素カリウム粉末を好適に得ることができる。
【００１４】
また、前記所定粒径は１．５ｍｍ〜４．５ｍｍであることを特徴とする。
これによれば、撒布用の凍結防止剤として用いて好適な粒径の炭酸カリウム粒を得ることができる。
【００１５】
また、本発明に係る凍結防止用炭酸カリウム粒は、上記課題を解決するために以下の構成を備える。すなわち、請求項１〜５のうちのいずれか一項記載の炭酸カリウム粒の製造方法で製造されたことを特徴とする。
さらに、粒径が１．５ｍｍ〜４．５ｍｍであることを特徴とする。
これによれば、道路等への撒布用として用いて好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る炭酸カリウム粒の製造方法によれば、簡単かつ安価に所望の粒径の炭酸カリウム粒を製造できる。また、本発明に係る凍結防止用炭酸カリウム粒によれば、道路等への撒布用として用いて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
まず、本実施の形態に係る炭酸カリウム粒の製造方法の流れを、図１のフロー図を用いて説明する。
本実施の形態においては、炭酸カリウム粒の原料として、塩化カリウムと炭酸水素アンモニウムとを用いる。
まず、粉末状または顆粒状の固体の塩化カリウムおよび炭酸水素アンモニウムをそれぞれ水に溶かして、塩化カリウム溶液および炭酸水素アンモニウム溶液を得る（Ｓ１，Ｓ２）。この塩化カリウム溶液および炭酸水素アンモニウム溶液の濃度は、それぞれ３８重量％程度とすると好適である。
【００１８】
続いて、前記塩化カリウム溶液および炭酸水素アンモニウム溶液を混合する（Ｓ３）。このときの塩化カリウム溶液および炭酸水素アンモニウム溶液の温度は、それぞれ６２℃程度とすると好適である。
そして、この混合した混合液を、イオン交換用エポキシ樹脂を通過させる。これにより、混合液中のアンモニウムイオンと塩素イオンはイオン交換用エポキシ樹脂に吸着されて除去され、炭酸水素カリウム溶液を得ることができる（Ｓ４）。
【００１９】
続いて、所定の密閉空間内に炭酸水素カリウム溶液を噴霧するとともに、その密閉空間内に乾燥空気を吹き込むことにより、炭酸水素カリウムを析出させて、含水状態の炭酸水素カリウム粉末を得る（Ｓ５）。
【００２０】
続いて、ロータリーキルンを用いて、含水状態の炭酸水素カリウム粉末から炭酸カリウム粒を得る（Ｓ６）。
以下、図１のＳ６において炭酸水素カリウム粉末から炭酸カリウム粒を製造する方法、および、それに用いられるロータリーキルンについて詳述する。
【００２１】
（ロータリーキルン）
図２，図３，図４は、含水状態の炭酸水素カリウム粉末から炭酸カリウム粒を製造するのに用いられるロータリーキルンＲの説明図である。図２はロータリーキルンＲの側面図であり、図３はロータリーキルンＲを、その軸線と直角な上方からみた図であり、図４はロータリーキルンＲを図２および図３のＡ−Ａ線で切った断面図である。
【００２２】
図２に示すように、ロータリーキルンＲは、水平面に対して傾斜した傾斜面２２上に設置される。
ロータリーキルンＲは、３つの円筒形の筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備える。３つの筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれの軸線が一致するように直列に配設されるとともに、軸線が傾斜面２２の傾斜に沿って傾斜するよう配設される。
各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれ独立して、軸線を中心に回転可能に設けられる。各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの外周面には、歯車８が設けられ、歯車８は各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対応して設けられたモータ１０のピニオン１０ａに歯合して、モータ１０の駆動に伴って筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃが回転するよう構成されている。
【００２３】
各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの間には、各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ同士を内部が連通するよう接続するリング状のジョイント部４が設けられている。また、ロータリーキルンＲの上端部側の筒状体２Ａの上端部には、筒状体２Ａの上端部を閉塞するキャップ部材６が設けられ、また、ロータリーキルンＲの下端部側の筒状体２Ｃの下端部には、筒状体２Ｃの下端部を閉塞するキャップ部材７が設けられている。
キャップ部材７の端面には、図４に示すように、ロータリーキルンＲにより造粒された炭酸カリウム粒が排出される製品出口としての開口部２４が形成されている。
【００２４】
図３に示すように、各ジョイント部４およびキャップ部材６の上部には、炭酸水素カリウム粉末の供給口としての開口部１４が形成され、図２に示すように、ロータリーキルンＲは、その開口部１４から筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に炭酸水素カリウム粉末を供給するためのホッパ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを備える。
【００２５】
また、図２に示すように、各ジョイント部４およびキャップ部材７の側部には、温風の吹き込み口としての開口部１６が形成され、図３に示すように、ロータリーキルンＲは、その開口部１６から筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に温風を吹き込むための、筒状の温風の吹き込み路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを備える。
温風の吹き込み路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは、図示しない温風供給装置に接続され、温風供給装置から出された温風を筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に導く。温風の吹き込み路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは、ジョイント部４の内側でロータリーキルンＲの上端側に向かって開口し、温風を筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内の上方に向けて吹き込むよう設けられている。
【００２６】
また、図４に示すように、各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの外壁面には、含水状態の炭酸水素カリウム粉末が筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの内壁面に貼り付いたのを落とすための付着防止装置２０が設けられる。付着防止装置２０は、ほぼ直角に折り曲げられた屈曲部が形成され、その屈曲部において筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの外壁面に回動自在に軸支された回動体と、この回動体の両端部に固定された球形の錘とから成る。付着防止装置２０は、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの回転によって両端の錘の位置関係が変化した際に、錘の重力によって回動体が回動して錘が筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの外壁面に衝突した際の衝撃で筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃを振動させることによって、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの内壁面に付着した含水状態の炭酸水素カリウム粉末を振り落とす。
【００２７】
（炭酸水素カリウム粉末から炭酸カリウム粒を製造する方法）
次に、上述のロータリーキルンＲを用いて、含水状態の炭酸水素カリウム粉末から炭酸カリウム粒を製造する方法について説明する。
まず、前記温風供給装置により、温風の吹き込み路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃを介して筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に、温風を上方に向けて吹き込む。そして、その状態を維持したまま、ホッパ１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃより、図１のＳ５で得た前記含水状態の炭酸水素カリウム粉末を供給する。こうすることで、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に供給された炭酸水素カリウム粉末は、温風によって加熱されて水と炭酸ガスを放出して炭酸カリウムとなりながら、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの回転によって雪だるま状に徐々に大径に造粒されて、炭酸カリウム粒が造粒される。このとき、原料となる炭酸水素カリウム粉末が含水状態であることにより、粉末同士がくっつきやすく、好適に造粒を行うことができる。
【００２８】
特に、本実施の形態に係るロータリーキルンＲは、複数の筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃが直列に連結されているため、より好適な造粒を行うことができる。
すなわち、まず最も上方に位置する筒状体２Ａの上端部からホッパ１２Ａを介して供給された含水状態の炭酸水素カリウム粉末は、筒状体２Ａの下端部の温風路１８Ａから吹き込まれた温風によって加熱されて炭酸カリウムとなりつつ、筒状体２Ａが傾斜しているために重力によって徐々に筒状体２Ａ内の上端部側から下端部側に向かって移動しながら、次第に大径に造粒される。
【００２９】
続いて筒状体２Ａ内の炭酸カリウム粒は、ジョイント部４を介して筒状体２Ｂへと移動する。そして、その炭酸カリウム粒は、筒状体２Ｂ上端部のホッパ１２Ｂから供給される炭酸水素カリウム粉末が筒状体２Ｂ下端部の温風吹き込み路１８Ｂからの温風により加熱されて得られた炭酸カリウムが外面にさらに付着され、筒状体２Ｂ内でさらに大径に造粒されていく。
同様に、炭酸カリウム粒は筒状体２Ｃに移動し、筒状体２Ｃ内においても、ホッパ１２Ｃから供給される炭酸水素カリウム粉末が筒状体２Ｃ下端部の温風吹き込み路１８Ｃからの温風により加熱されて得られた炭酸カリウムが外面にさらに付着されて、さらに大径に造粒されていく。
【００３０】
そして、筒状体２Ｃ内で所定粒径に造粒された炭酸カリウム粒は、前記製品出口としての開口部２４（図４）からロータリーキルンＲ外に排出される。
なお、道路等への撒布用の凍結防止用炭酸カリウム粒を製造する場合には、前記所定粒径が１．５〜４．５ｍｍ程度となるよう、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの傾斜角度や、温風の風速等を設定する。
【００３１】
なお、温風路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃから上方に向かって吹き込まれる温風の風速と、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの傾斜角度との関係は、炭酸カリウム粒が筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内の下端部側に向かって移動するとともに、炭酸カリウム粒が十分な粒径に造粒されるだけの時間、各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内に滞留するように、適宜設定される。
【００３２】
本実施の形態に係る炭酸カリウム粒の製造方法によれば、安価な塩化カリウムと炭酸水素アンモニウムとを原料として、簡単な装置を用いて、所定粒径の炭酸カリウム粒（凍結防止用炭酸カリウム粒）を製造することができる。
また、図１のＳ４の工程でイオン交換用エポキシ樹脂に吸収されて除去されたアンモニウムイオンと塩素イオンとを、塩化アンモニウムとして抽出すれば、肥料等として有効活用することもできる。
【００３３】
また、特に、前記ロータリーキルンＲによれば、複数の筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃが直列に連結され、筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃ内を下端側に移動する炭酸カリウム粒に対し、各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの上端部のそれぞれにおいて段階的に炭酸水素カリウム粉末を供給するとともに各筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃの下端部から温風を吹き込むから、製造過程の炭酸カリウム粒の表面に新たな炭酸カリウムを効率的に付着させて、造粒を行うことができる。
【００３４】
また、本実施の形態に係る炭酸カリウム粒の製造方法で製造された凍結防止用炭酸カリウム粒によれば、従来の粉末状の炭酸カリウムのように撒布の際に飛散してしまうことなく、既存の撒布機等を用いて好適に撒布を行うことができる。
【００３５】
なお、上記実施の形態において、ロータリーキルンＲを以下のように構成するとともに、Ｓ６において炭酸カリウム粒および温風の供給を以下の条件で行うことにより、道路等への撒布用の凍結防止用炭酸カリウム粒として好適な粒径が１．５〜４．５ｍｍ程度の炭酸カリウム粒を製造することができる。
すなわち、ロータリーキルンＲの筒状体２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、直径を１．５ｍ、全長（３つの筒状体を合わせた全長）を１２ｍに形成し、傾斜角度が１０°となるよう配設する。そして、ロータリーキルンＲの回転速度は２０ｒｐｍに設定する。
さらに、ロータリーキルンＲ内に供給する炭酸水素カリウム粉末の、水分率は１６重量％、供給量は２．１ｔ／時とする。さらに、前記温風の温度は１２５℃、風量は６３ｍ３／分とする。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る炭酸カリウム粒の製造方法は、凍結防止用の炭酸カリウム粒に限定されず、あらゆる炭酸カリウム粒の製造に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る炭酸カリウム粒の製造方法の工程を表すフロー図である。
【図２】本発明に係る炭酸カリウム粒の製造方法で用いられるロータリーキルンの側面図である。
【図３】本発明に係る炭酸カリウム粒の製造方法で用いられるロータリーキルンを、その軸線と直角な上方からみた図である。
【図４】本発明に係る炭酸カリウム粒の製造方法で用いられるロータリーキルンのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｒ  ロータリーキルン
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  筒状体
４  ジョイント部
６，７  キャップ部材
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  ホッパ
１４  開口部（炭酸水素カリウム粉末の供給口）
１６  開口部（温風の吹き込み口）
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ  温風路
２０  付着防止装置
２２  傾斜面
２４  開口部（製品出口）
【図１】
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【図２】
2006306715.tif 000004
【図３】
2006306715.tif 000005
【図４】
2006306715.tif 000006