(57)【要約】【課題】常温もしくは比較的低い温度で効率良く乾燥することができる粉体の乾燥方法、処理方法、着色方法を提供する。【解決手段】以下の工程を含む方法によって解決する。（１）水分によって湿潤した粉体に、該粉体と粒子径及び／または比重が異なる多孔質粒子を混合する工程（２）該多孔質粒子への水分の吸着によって該多孔質粒子を発熱させ、該粉体を乾燥させる工程（３）該粉体を分級によって採取する工程【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）水分によって湿潤した粉体に、該粉体と粒子径及び／または比重が異なる多孔質粒子を混合する工程、
（２）該多孔質粒子への水分の吸着によって該多孔質粒子を発熱させ、該粉体を乾燥させる工程、
（３）該粉体を分級によって採取する工程、
を有することを特徴とする粉体の乾燥方法。
【請求項２】
（１）結合剤を含有する液状組成物によって湿潤した粉体に、該粉体と粒子径及び／または比重が異なる多孔質粒子を混合する工程、
（２）該多孔質粒子への水分の吸着によって該多孔質粒子を発熱させ、該粉体を乾燥させる工程、
（３）該粉体を分級によって採取する工程、
を有することを特徴とする粉体の処理方法。
【請求項３】
（１）結合剤及び着色剤を含有する液状組成物によって湿潤した粉体に、該粉体と粒子径及び／または比重が異なる多孔質粒子を混合する工程、
（２）該多孔質粒子への水分の吸着によって該多孔質粒子を発熱させ、該粉体を乾燥させる工程、
（３）該粉体を分級によって採取する工程、
を有することを特徴とする粉体の着色方法。
【請求項４】
粉体のかさ密度が０．０１〜１であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
多孔質粒子の比表面積が１０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
多孔質粒子が、シリカゲル、ゼオライト、活性アルミナ、活性白土、活性炭、木炭から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湿潤した粉体を、常温もしくは比較的低い温度で効率良く乾燥することができる方法、及びその方法を利用した粉体の処理方法や着色方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水分によって湿潤した粉体の乾燥方法としては、例えば、熱風乾燥、真空乾燥、直接加熱乾燥、高周波加熱乾燥、遠赤外線加熱乾燥、除湿乾燥等があげられる。これらの乾燥方法では、いずれも、乾燥過程で発生した水分を外部へ排気する必要があり、その排気効率が乾燥時間に大きな影響を与える。
しかし、乾燥時間を短くするために排気効率を上げると、粉体が飛散し、水分の排気とともに粉体が排出されやすくなるという問題が発生してしまう。排気口にフィルターを設けることによって粉体の排出は抑制されるが、その反面フィルターに目詰まりが起こり、排気効率が急激に低下してしまうおそれがある。かさ密度の小さい粉体を乾燥する場合には、特にこのような問題が発生しやすく、排気効率を上げることは困難である。
乾燥時間の短縮には、乾燥温度を上げる方法も有効である。しかし、単に温度を上げるだけではエネルギー消費の増大を招き、コスト面においても不利となる。さらに、乾燥させる粉体の種類によっては、その粉体の耐熱温度以下に乾燥温度を設定する必要があり、また、粉体の表面に着色などの処理を行う場合には、使用する処理物の耐熱温度以下に乾燥温度を設定する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、常温もしくは比較的低い温度で効率良く乾燥することができる粉体の乾燥方法を提供するものであり、さらには、その乾燥方法を利用した粉体の処理方法や着色方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．（１）水分によって湿潤した粉体に、該粉体と粒子径及び／または比重が異なる多孔質粒子を混合する工程、
（２）該多孔質粒子への水分の吸着によって該多孔質粒子を発熱させ、該粉体を乾燥させる工程、
（３）該粉体を分級によって採取する工程、
を有することを特徴とする粉体の乾燥方法。
２．（１）結合剤を含有する液状組成物によって湿潤した粉体に、該粉体と粒子径及び／または比重が異なる多孔質粒子を混合する工程、
（２）該多孔質粒子への水分の吸着によって該多孔質粒子を発熱させ、該粉体を乾燥させる工程、
（３）該粉体を分級によって採取する工程、
を有することを特徴とする粉体の処理方法。
３．（１）結合剤及び着色剤を含有する液状組成物によって湿潤した粉体に、該粉体と粒子径及び／または比重が異なる多孔質粒子を混合する工程、
（２）該多孔質粒子への水分の吸着によって該多孔質粒子を発熱させ、該粉体を乾燥させる工程、
（３）該粉体を分級によって採取する工程、
を有することを特徴とする粉体の着色方法。
４．粉体のかさ密度が０．０１〜１であることを特徴とする１．から３．のいずれかに記載の方法。
５．多孔質粒子の比表面積が１０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする１．から４．のいずれかに記載の方法。
６．多孔質粒子が、シリカゲル、ゼオライト、活性アルミナ、活性白土、活性炭、木炭から選ばれる１種以上であることを特徴とする１．から５．のいずれかに記載の方法。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明をその実施の形態とともに詳細に説明する。
【０００６】
本発明方法に適用できる粉体としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などの金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物、アロフェン、カオリン、タルク、モンモリロナイト、マイカ、バーミキュライトなどの粘土鉱物、炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウムなどの無機塩、シリカ、珪藻土などの珪酸質粉体、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、パーライトなどの軽量発泡物、ＡＳ、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ＥＶＡ、ＰＯＭ、ＰＶＣ、ＰＭＭＡ、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ふっ素樹脂、ふっ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ナイロン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、セルロースなどの樹脂粉体、ガラス繊維、パルプ、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、炭素繊維などの繊維などが挙げられる。本発明は、粉体の形状、粒子径、かさ比重等に制限されることなく、種々の粉体に適用することができる。特に、本発明は、かさ密度が０．０１〜１である軽量粉体に適用した場合においても粉体の飛散を抑制することができる点で有効である。
【０００７】
本発明では、多孔質粒子を乾燥工程時に混合することにより、常温もしくは比較的低い温度で粉体を効率良く乾燥させることができる。従って、乾燥時に使用するガス、電気などのエネルギー消費を抑制することもできる。乾燥温度は、通常２０〜１５０℃、好ましくは５０〜８０℃である。
本発明におけるこのような効果は、粉体中の水分が多孔質粒子の細孔内部へ吸着される際、その水分吸着よって多孔質粒子が発熱すること、及び多孔質粒子への水分吸着によって気中の水蒸気圧上昇が抑制されることに大きく起因するものである。
また、本発明では、多孔質粒子を混合することによって粉体の凝集を抑制する効果を得ることもできる。このような凝集抑制効果は、特に、粉体を処理または着色する場合に有効となる。
さらに、本発明によれば、排気量が少なくても十分に粉体を乾燥することができるため、排気に伴う粉体の飛散を抑制することが可能となり、排気口におけるフィルターの目詰まりなどを大きく軽減することもできる。
なお、本発明における「水分」は、水及び／または親水性溶剤からなる水系溶媒に由来するものである。また「湿潤」とは、粉体が含水した状態を意味するものである。
【０００８】
本発明では、使用する多孔質粒子の種類や混合量を適宜設定すれば、所望の水分量を粉体から吸収することができる。このため、本発明は粉体を乾燥させる目的だけでなく、粉体の含水量を調節する目的にも適用可能である。
【０００９】
多孔質粒子としては、水分吸着によって発熱可能であって、粉体の乾燥後に分級が可能なものであれば特に限定されない。具体的には、例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性アルミナ、活性白土、活性炭、木炭などが挙げられる。
このような多孔質粒子は、比表面積が１０ｍ２／ｇ以上（好ましくは３０ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは１００ｍ２／ｇ以上）、最大吸水量が２０ｇ／１００ｇ以上の性質を有するものが望ましい。なお、ここで言う比表面積は、ＢＥＴ法によって測定される値である。最大吸水量とは、絶乾状態の多孔質粒子１００ｇが吸水し得る水の重量の最大値である。
本発明において特に好適な多孔質粒子は、シリカゲル、ゼオライト、及び活性アルミナから選ばれる１種以上である。
【００１０】
本発明では、湿潤した粉体と多孔質粒子とを乾燥容器内に混合した後に乾燥を行う。乾燥容器としては、特に限定されず各種の形状のものを使用することができる。排気口、加熱装置、攪拌装置等が備えられたものであってもよい。また、乾燥容器は、開放容器、密閉容器のいずれでもよい。特に、本発明では乾燥工程において多孔質粒子の発熱を利用するため、密閉容器を使用した場合であっても十分な乾燥を行うことができる。
【００１１】
多孔質粒子の混合量は、目的に応じ適宜設定することができるが、通常、湿潤粉体１００重量部に対して多孔質粒子を少なくとも１重量部以上混合すれば、粉体の水分量を低下させることができる。
【００１２】
本発明では、結合剤を含有する液状組成物によって粉体を湿潤させると、粉体の表面処理を行うことができる。この表面処理によって、例えば、粉体の耐久性、分散性、撥水性、硬度、光沢などを調整することができる。
【００１３】
ここで使用可能な結合剤としては、水系溶媒に溶解または分散可能なものが好適である。結合剤の種類としては、例えば、アルキド系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ブタジエン系樹脂、シリコン系樹脂、ふっ素系樹脂などの有機系結合剤、水ガラス、金属アルコキシド化合物などの無機系結合剤などがあげられる。
液状組成物における結合剤の濃度は、適宜設定することができる。結合剤の濃度を低下させる場合には、水、親水性溶剤等を用いて希釈すればよい。
【００１４】
本発明では、結合剤及び着色剤を含有する液状組成物によって粉体を湿潤させると、粉体を任意の色に着色することが可能となる。
【００１５】
結合剤としては、上述したものと同様のものを使用することができる。
着色剤としては、顔料及び／または染料が使用可能である。具体的には、例えば、酸化チタン、酸化鉄、カーボンブラック、モリブデンレッド、コバルトブルー、マンガンバイオレット、紺青、群青などの無機顔料、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーンなどのフタロシアニン系有機顔料、モノアゾレッド、ファーストエロー、パーマネントイエロー、ジスアゾイエローなどのアゾ系有機顔料、ペリレンレッドなどのペリレン系有機顔料、キナクリドンなどのキナクリドン系有機顔料、イソインドリノン系有機顔料、メチン・アゾメチン系有機顔料、ベンズイミダゾロン系有機顔料、ジオキサジン系有機顔料、アルミニウム、ニッケル、ステンレスなどの金属粉顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料などの特殊顔料、塩基性染料、酸性染料、直接染料、建染染料、分散染料、反応染料、けい光染料などの各種染料が挙げられる。
本発明では、常温もしくは比較的低い温度での乾燥が可能なため、一般に耐熱性が劣ると言われる有機顔料を着色剤として使用することができる。
【００１６】
粉体を処理または着色する場合における結合剤の使用量は、粉体の種類、所望の処理の程度などによって異なるが、通常、粉体の乾燥重量１００重量部に対し固形分で１〜３００重量部、好ましくは５〜２００重量部である。このように結合剤を使用すれば、粉体表面への均一な被覆が可能となる。
【００１７】
粉体を着色する場合における着色剤の使用量は、粉体の種類、所望の色相などによって異なるが、通常、粉体の乾燥重量１００重量部に対し０．１〜１００重量部、好ましくは０．５〜５０重量部、より好ましくは１〜１０重量部である。このように着色剤を使用すれば、粉体全体を均一に着色することが可能となる。
【００１８】
粉体を処理または着色する場合における液状組成物には、必要に応じ、粘性調整剤、可塑剤、分散剤、防腐剤、防カビ剤、防藻剤、抗菌剤、触媒など本発明の効果を損なわない程度に配合することもできる。
【００１９】
本発明では、粉体の乾燥後に分級を行うため、乾燥対象となる粉体とは異なる粒子径及び／または比重を有する多孔質粉体を使用する。多孔質粉体の粒子径は、粉体の粒子径より小さくてもよいし、大きくてもよい。同様に多孔質粉体の比重は、粉体の比重より小さくてもよいし、大きくてもよい。分級の方法は、特に限定されず公知の分級方法を採用することができる。分級方法としては、例えば、ふるい分け方式、乾式サイクロン方式、強制回転方式などがあげられる。
分級された多孔質粉体は、別途乾燥することによって水分を除去すればよい。乾燥後の多孔質粉体は、本発明方法に再利用することもできる。
【実施例】
【００２０】
以下に実施例および比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
【００２１】
（実施例１）
水溶性アクリルシリコン樹脂（固形分：３３重量％）０．２重量部、及び酸化鉄系顔料０．２５重量部を水４９．７５重量部に分散させた液状組成物を、かさ密度０．３４ｇ／ｃｍ３、平均粒径３０μｍの焼成珪藻土１００重量部に添加、混合した。このときの粉体の含水率は３３．２重量％であった。
次いで、最大吸水量２９ｇ／１００ｇ、平均粒径２．８４ｍｍ、比表面積４５０ｍ２／ｇの球状シリカゲル５０重量部を混合し、密閉容器に封入した状態で５０℃の恒温器中に静置した。静置後２時間および４時間経過したときに、篩（１６メッシュ）によって球状シリカゲルを分級したところ、いずれも赤褐色の着色粉体を得ることができた。また、図１に示すように静置後４時間でほぼ完全に粉体を乾燥させることができた。
なお、粉体の含水率は下記式によって算出した。
〈式〉粉体の含水率（重量％）＝［｛（湿潤した粉体の重量）−（絶乾後の粉体の重量）｝／（絶乾後の粉体の重量）］×１００
【００２２】
（実施例２）
球状シリカゲルに代えて、最大吸水量３１ｇ／１００ｇ、平均粒径４．１３ｍｍ、比表面積５２０ｍ２／ｇの球状ゼオライトを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行ったところ、赤褐色の着色粉体を得ることができた。また、図１に示すように静置後４時間でほぼ完全に粉体を乾燥させることができた。
【００２３】
（比較例１）
球状シリカゲルを使用しなかった以外は、実施例１と同様の操作を行った。図１に示すように、比較例１では粉体の乾燥がほとんど進行しなかった。
【００２４】
（比較例２）
球状シリカゲルを使用せず、さらに密閉容器に代えて開放容器を使用した以外は、実施例１と同様の操作を行った。図１に示すように、比較例２では、実施例に比べ乾燥の進行が極端に遅かった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例及び比較例における粉体の含水率変化を示した図である。
【図１】
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