(57)【要約】【課題】粉砕した母材を再びブロック化させることなく、簡単に母材に他の材料を点着させることができるようにした粉砕方法などを提供する。【解決手段】コーティング液を含浸させた母材と被覆材料とを同時にホッパー２に投入し、傾斜するスクリューフィーダー３１や開閉弁４を有する落下供給路３４からのエアーの入り込みを小さくした状態で粉砕室６０に供給する。そして、インペラ６２ａ、６２ｂを4,000から8,000rpmの範囲内で回転させ、ブロワー７１で吸引する。これにより、母材と被覆材料を同時に粉砕させることができるとともに、低速回転するインペラ６２ａ、６２ｂによって被覆材料で母材を粉砕させないようにしつつ、コーティング液を含浸させた母材に被覆材料を衝突させて被覆材料を点着させる。そして、エアーの入り込みを小さくすることで負圧状態にし、沸点を下げてコーティング液を気化させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材にコーティング液を含浸させる工程と、
当該コーティング液を含浸させた母材と当該母材と他の材料とをホッパーに投入する工程と、
当該ホッパーから粉砕室に供給された混合材料を粉砕部で粉砕させる工程と、
当該粉砕された粉体を排出口から排出させる工程と、
を備えたことを特徴とする材料粉砕方法。
【請求項２】
前記粉砕部に混合材料を供給させる際に、供給口を縮小可能にした開閉弁を介して供給させるようにした請求項１に記載の材料粉砕方法。
【請求項３】
前記混合材料を粉砕部で粉砕させる工程が、インペラを4,000rpmから8,000rpmの範囲内で回転させて粉砕するものである請求項１に記載の材料粉砕方法。
【請求項４】
前記コーティング液が、母材に対して4,000ppmから10,000ppmの範囲内で含浸させてなるものである請求項１に記載の材料粉砕方法。
【請求項５】
コーティング剤を含浸させた母材および当該母材と他の材料を受け入れるホッパーと、
当該ホッパーから粉砕部に向けて前記混合材料を供給する供給路と、
当該供給路の通路幅を変更可能にした開閉弁と、
当該開閉弁を介して供給された混合材料を粉砕させる粉砕部と、
当該粉砕部で粉砕された粉体を排出口側から吸引して排出させるブロアと、
を備えたことを特徴とするサイクロンミル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を細かく粉砕させる材料粉砕方法に関するものであり、より詳しくは、粉砕された母材に他の材料を点着させたり、あるいは、コーティング（以下、まとめて「点着」と称する）させるようにした材料粉砕方法、および、その方法が適用されるサイクロンミルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、材料を微細に粉砕する場合、サイクロンミルなどが用いられる（特許文献１など）。このサイクロンミルは、図５に示すように、粉砕対象となる材料を投入するホッパー９１と、そのホッパー９１ーから供給された材料を粉砕する一対の回転可能なインペラ９２を備えた粉砕部９３とを備え、その粉砕部９３によって粉砕された粉体をブロワー９４で吸引して回収ボックス９５に回収できるように構成されている。そして、材料を粉砕させる場合は、そのインペラ９２を高速（例えば、10.000rpmから15,000rpm）に回転させることで、材料をインペラ９２の回転方向に沿って公転させるとともに、そのインペラ９２の外周に設けられた突起に沿って周回させ、これによって、材料をインペラ９２で粉砕させたり、互いに衝突させたりして微細に粉砕させるようにしている。
【０００３】
ところで、このように粉砕した材料である母材の表面に他の材料を点着させた加工品を製造したい場合がある。このような加工品としては、例えば、食品の分野においては、米に魚粉などを点着させるようにしたものが考えられ、それ以外の分野では、炭素繊維に金属粉などを点着させるようにしたようなものなど、多種多様のものが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、従来のサイクロンミルはホッパーに投入された母材を粉砕するだけのものであったため、その粉砕された母材に対して、別の工程で他の材料を点着させざるを得なかった。このため、その作業に時間がかかってしまうばかりでなく、他の材料を点着させる際に、粉砕された母材が再びブロック化してしまうなどの問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を解決するために、再びブロック化させることなく、簡単に母材に他の材料を点着させることができるようにした材料粉砕方法など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】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、母材にコーティング液を含浸させる工程と、当該コーティング液を含浸させた母材と当該母材と他の材料とをホッパーに投入する工程と、当該ホッパーから粉砕室に供給された混合材料を粉砕部で粉砕させる工程と、当該粉砕された粉体を排出口から排出させる工程とを備えるようにしたものである。
【０００８】
このようにすれば、あらかじめ母材にコーティング液を含浸させているので、粉砕された後も、その粉体の表面にコーティング液が残り、母材の表面に他の材料を点着させることができるようになる。しかも、これらの材料を同時に粉砕させるようにしているため、母材を粉砕した後に別工程で他の材料を点着させる場合に比べて、再び母材がブロック化してしまうようなことがなくなる。
【０００９】
また、このような発明において、前記粉砕部に混合材料を供給させる際に、混合材料の供給路を縮小させる開閉弁を介して供給させるようにする。
【００１０】
このようにすれば、開閉弁によって粉砕室へ流れるエアーの量を小さくすることができ、粉砕室のエアーの流れを小さくして材料の滞在時間を長することができる。これにより、確実に他の材料を点着させることができるようになる。
【００１１】
さらに、混合材料を粉砕部で粉砕させる場合、インペラを4,000rpmから8,000rpmの範囲内で回転させて混合材料を粉砕させるようにする。
【００１２】
このようにすれば、従来の粉砕工程で用いられる回転数（10,000から15,000rpm）よりも著しく低くすることで、他の材料が母材に衝突する際に、母材を粉砕してしまって点着しなくなることを防止することができる。
【００１３】
また、前記コーティング液を、母材に対して3,000ppmから10,000ppmの範囲内で含浸させるようにする。
【００１４】
このようにすれば、適度に他の材料を点着させることができるとともに、母材同士が再びブロック化してしまうようなことがなくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、あらかじめ母材にコーティング液を含浸させてから同時に他の材料と粉砕させるようにしたので、粉砕された後も、母材の表面にコーティング液が残り、そこに他の材料を点着させることができるようになる。しかも、これらの材料を同時に粉砕させるようにしているため、粉砕後に別工程で他の材料を点着させる場合に比べて、母材が再びブロック化してしまうようなことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態におけるサイクロンミルを示す図
【図２】同形態におけるスクリューフィーダーの断面を示す図
【図３】同形態におけるインペラの回転と旋回流を示す図
【図４】同形態における母材に他の材料を点着させた図
【図５】従来例におけるサイクロンミルを示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
この実施の形態におけるサイクロンミル１は、図１に示すように、粉砕対象物を投入できるようにしたホッパー２と、このホッパー２から定量的に粉砕対象物を搬送させる供給路３と、その供給路３から供給された粉砕対象物を粉砕させる粉砕部６と、この粉砕部６で粉砕された材料を排出する回収部７などを備えて構成されている。そして、特徴的に、粉砕対象物として、コーティング液を含浸させた母材と、他の材料（以下、「被覆材料」と称する）を同時にホッパー２に投入するとともに、供給路３から流れ込むエアー量を小さくして粉砕室６０におけるエアーの流れを小さくし、また、粉砕部６を構成するインペラ６２ａ、６２ｂの回転数を下げることによって母材と被覆材料の衝突頻度を上げて、母材に被覆材料を点着させるようにしたものである。以下、本実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
まず、ホッパー２は上方から粉砕対象物を投入できるようにしたものであって、下方側に向けて内寸を小さくしたテーパー状に構成されている。このホッパー２には、母材や他の材料を混合した状態で投入され、定期的にブリッジを生じさせないように撹拌させて混合材料を下方に落下させるようにしている。
【００２０】
このホッパー２の下方には供給路３が設けられる。この供給路３は、ホッパー２から落下してきた粉砕対象物を定量的に搬送して粉砕部６に供給できるようにしたものであって、図１に示すように、スクリューフィーダー３１と、そのスクリューフィーダー３１から排出された粉砕対象物を落下させる落下供給路３４を設けて構成されている。そして、このスクリューフィーダー３１のスクリュー３２をモーター３３で回転させることによって粉砕対象物を搬送させ、そこから下方に落下させて粉砕部６に供給するようにしている。
【００２１】
粉砕部６は、粉砕室６０の内部に一対の回転可能なインペラ６２ａ、６２ｂを有してなるものであって、一定の隙間を介して対向配置するインペラ６２ａ、６２ｂを回転させることによって、インペラ６２ａ、６２ｂとの衝突によって材料を粉砕し、また、粉砕対象物同士の衝突によって材料を粉砕させるようにしている。これらのインペラ６２ａ、６２ｂは、モーター６４に取り付けられた回転軸６５に一定の隙間を持って取り付けられており、このインペラ６２ａ、６２ｂを回転させることによって、粉砕対象物をその回転軸６５の回りに公転させ（図３参照）、さらに、そのインペラ６２ａ、６２ｂの外周に設けられた突起部６２ｃ、６２ｄの周りにも周回させることで粉砕対象物同士を衝突させて粉砕させるようにしている。
【００２２】
回収部７は、粉砕部６で粉砕した粉体を回収できるようにしたものであって、粉砕部６の排出口６３から粉体とともにエアーを吸引するブロワー７１と、そのブロワー７１で吸引されたエアーの中から粉体のみを回収する回収ボックス７３などを備えて構成されている。この粉体を回収ボックス７３に回収する場合、粉砕室６０の排出口６３からダクトを介して逆円錐状のサイクロン７２を取り付けておき、そのサイクロン７２でエアーを螺旋状に旋回させて粉体を回収ボックス７３に落下させるようにする。そして、そのサイクロン７２の上部中心に設けられたダクトからエアーを吸引し、フィルター７４を介して微粉を取り除いてブロワー７１で吸引するようにしている。
【００２３】
このような構成において、仮に、ホッパー２に乾燥させた２種類以上の混合材料を投入して粉砕させると、それぞれの材料が独自に粉砕されるだけであって、母材に点着させることができない。そこで、この実施形態では、母材に被覆材料を点着させることができるように、あらかじめ母材にコーティング液を含浸させるようにしている。なお、このようなコーティング液としては、母材や被覆材料の品質に影響を与えることなく、かつ、粉砕時の衝突によって発生する熱によって気化できるような材料であればどのようなものでもよく、例えば、水などを用いることができる。
【００２４】
ここで、母材にコーティング液を含浸させる場合、含浸率が高すぎると、粉砕部６で粉砕させても再びブロック化してしまう可能性がある。一方、含浸率が低すぎると被覆材料を点着させることができなくなる。そのため、好ましくは、5,000ppmから10,000ppmの範囲内でコーティング液を母材の内部まで含浸させるようにしておくことが好ましい。このとき、母材が大きい場合は、ある程度母材を粉砕させた後にコーティング液を含浸させ、これによって、表面と内部の硬度を保ったまま含浸率を均一させるようにしておく。このようにすれば、母材をインペラ６２ａ、６２ｂで粉砕させた場合であっても、コーティング液を含有する粉体の表面に被覆材料を点着させることができるようになる。また、このような範囲でコーティング液を含浸させておけば、被覆材料が衝突した際に、その衝突時の熱によってコーティング液が気化し、再び母材がブロック化してしまうようなことがなくなる。さらには、その被覆材料が点着した部分についてはコーティング液が気化することによって被覆材料を強固に点着させて、剥がれにくくすることができるようになる。
【００２５】
また、このように被覆材料を母材に点着させる場合、粉砕室６０に滞在する時間が短いと、母材と被覆材料が衝突する頻度が低くなる。このため、可能な限り粉砕対象物が粉砕室６０に滞在する時間を長くできるように、粉砕室６０に流れるエアー量を小さくできるようにしておく。このようにすれば、被覆材料が点着する前に粉体が排出されることがなくなり、点着させる可能性を高めることができる。また、粉砕室６０に流れるエアー量を小さくすることで、粉砕室６０が負圧になり、コーティング液の沸点を下げて気化させやすくすることができる。このように粉砕室６０に流れるエアー量を小さくする場合、まず、スクリューフィーダー３１から流入するエアー量を小さくできるようにする。通常、スクリューフィーダー３１を水平にすると、図２の上図に示すように、スクリュー３２の下方に搬送物が滞留しながら搬送されることになる。このため、スクリュー３２の上方からエアーが流れてしまい、ブロワー７１でエアーを吸引した場合に粉砕室６０におけるエアーの流れが早くなってしまう。そこで、図２の下図に示すように、スクリューフィーダー３１を斜め上方に向けて傾斜させて出口付近でスクリュー３２断面の全体に搬送物を滞留させるようにする。これにより、スクリュー３２の上方部分からのエアーの流れ小さくすることができるようになる。
【００２６】
また、このスクリューフィーダー３１から排出された粉砕対象物は落下供給路３４を経て粉砕室６０に供給されるが、この落下供給路３４の上部にはサイレンサー５などが取り付けられている。このため、そこからエアーが流れ込むことになる。そこで、この落下供給路３４からのエアーの流れを小さくできるように、開閉弁４を取り付けるようにしている。この開閉弁４は、落下供給路３４の内側通路幅を広げたり狭めたりできるようにしたものであって、粉砕対象物の供給量や大きさなどに応じてエアーの流れを小さくできるように調整しながら粉砕対象物を粉砕室６０に供給させるようにしている。これにより、開閉弁４を絞ることによって、粉砕室６０における供給口６１からのエアーの流れを小さくすることができ、粉砕室６０におけるエアーの流れを小さくすることができるようになる。
【００２７】
また、このように供給された粉砕対象物を粉砕させる場合、インペラ６２ａ、６２ｂの回転速度が速すぎると粉砕対象物の公転速度が速くなり過ぎてしまい、被覆材料が衝突した際に、母材が粉砕されたり、あるいは、母材の自転の割合が小さくなって表面全体に被覆材料を点着させることができなくなる。そこで、ここでは、通常10,000rpmから15,000rpmで回転して粉砕しているインペラの回転速度を3,000rpmから9,000rpmの範囲まで遅くするようにしている。このような速度で回転させれば、母材の公転速度に対して自転の割合を大きくすることができるとともに、混合材料同士の衝突力を弱くして被覆材料を点着させることができるようになる。
【００２８】
次に、このように構成されたサイクロンミル１の作用について説明する。
【００２９】
まず、母材となる材料に水などのコーティング液を含浸させる。このとき、母材の内部まで均一にコーティング液を含浸させるため、ある程度母材を粉砕した状態でその表面にコーティング液を噴霧して内部までゆっくり含浸させる。
【００３０】
そして、この母材と被覆材料を所定の割合でホッパー２内に投入する。このホッパー２に母材と被覆材料を投入する際、それぞれを混合させた状態でホッパー２に投入する。なお、ホッパー２に仕切板などを設けておき、その仕切板の片側に母材を投入し、もう片側に被覆材料を投入するようにしてもよい。
【００３１】
このように投入された材料はホッパー２から下方に落下し、スクリューフィーダー３１によって定量的に搬送される。このとき、スクリューフィーダー３１は先端側が上を向くように傾斜しているため、先端側に向けて、傾斜に基づく自重によって混合材料の割合を多くすることができ、図２の下図に示すように、スクリュー３２の断面全てが混合材料で満たされるようになる。これによって、スクリューフィーダー３１からのエアーの入り込みを小さくする。
【００３２】
このスクリューフィーダー３１から供給された混合材料は、落下供給路３４を落下し、開閉弁４の隙間を通って粉砕室６０に供給される。このとき、開閉弁４は、混合材料によって落下供給路３４が塞がれるようにしておき、これによって、サイレンサー５などからのエアーの入り込みを小さくする。
【００３３】
このように粉砕室６０に供給された混合材料は、粉砕部６のインペラ６２ａ、６２ｂの回転によって粉砕される。このとき、一次側のインペラ６２ａ側では、ほとんど混合材料で満たされた状態となっており、しかも、エアーの流れが小さくなっているため、主にインペラ６２ａとの接触によって混合材料が粉砕される。一方、二次側のインペラ６２ｂでは、徐々に混合材料が排出口か６３ら排出されるために、気流が発生し、インペラ６２ｂの回転軸６５まわりの公転と、インペラ６２ｂの突起まわりの公転、さらには、粉砕された混合材料の自転によって混合材料が衝突し、細かく粉砕されていく。
【００３４】
このとき、母材にはコーティング液が含浸されているため、その表面に被覆材料が密着し、また、衝突時の熱によってコーティング液が瞬時に蒸発して被覆材料を強固に点着させることができるようになる。また、粉砕室６０を負圧にしているため沸点が低くなり、軽い衝突でもコーティング液が蒸発して被覆材料が点着するようになる。しかも、インペラ６２ａ、６２ｂの回転数を低くしているため、被覆材料が衝突した際に、被覆材料で母材を粉砕してしまうようなことがなくなるばかりでなく、公転に対する自転の割合を増やすことで、母材の表面にまとわりつくように被覆材料を点着させることができるようになる。
【００３５】
このように被覆材料を点着させた母材は、ブロワー７１によって排出口６３から吸引され回収部７のサイクロン７２で螺旋状に旋回させて粉体を回収ボックス７３に回収するとともに、フィルター７４などを介してエアーを排出する。
【００３６】
このように上記実施の形態によれば、コーティング液を含浸させた母材と、被覆材料をホッパー２に投入し、スクリューフィーダー３１や落下供給路３４からのエアーの入り込みを制限した状態で粉砕室６０に供給し、インペラ６２ａ、６２ｂを4,000から8,000rpmの範囲内で回転させるようにしたので、母材と被覆材料を同時に粉砕させるとともに、その母材に被覆材料を点着させることができるようになる。また、エアーの入り込みを小さくした状態でブロワー７１で吸引させるようにしているため、混合材料が粉砕室６０に滞在している時間を長くすることができるとともに、粉砕室６０を負圧にすることによって、コーティング液の沸点を下げることができ、衝突時の熱によって被覆材料を強固に点着させることができるようになる。また、その熱によってコーティング液が蒸発するため、再び母材がブロック化してしまうようなことがなくなる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３８】
例えば、上記実施の形態では、図１や図３に示すようにインペラ６２ａ、６２ｂを同方向に回転させて混合材料を粉砕させるようにしたが、異なる方向に回転させて粉砕させるようにしてもよい。あるいは、インペラ６２ａ、６２ｂを用いずに高速旋回する気流によって混合材料を衝突させて粉砕させるようにしてもよい。
【００３９】
また、上記実施の形態では、二種類の材料を同時に粉砕させて点着させるようにしたが、三種類以上の材料を粉砕させて点着させるようにしてもよい。この場合、まず、三種類の材料を同時にホッパー２に入れて粉砕させてもよいし、あるいは、二種類の混合材料を上述の手順で点着させ、その後、その点着させた材料と、他の被覆材料をホッパー２に入れて、同様の方法で点着させるようにしてもよい。
【００４０】
さらに、上記実施の形態では、スクリューフィーダー３１を傾斜させてエアーの入り込みを制限するようにしたが、これに限らず、ホッパー２の上方の開口部分を覆うようにしておき、そこからのエアーの入り込みを小さくできるようにしてもよい。
【００４１】
加えて、上記実施の形態では、コーティング液を粉砕室６０で気化させるようにしているが、このように気化した液体が粉砕室６０の壁面に付着する可能性がある。このため、粉砕室６０における結露を防止するために、粉砕室６０を温風やヒーターなどで加熱させるようにしておいてもよい。もしくは、粉砕室６０にダクトを接続して除湿器で除湿するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・サイクロンミル
２・・・ホッパー
３・・・供給路
３１・・・スクリューフィーダー
３２・・・スクリュー
３３・・・モーター
３４・・・落下供給路
４・・・開閉弁
５・・・サイレンサー
６・・・粉砕部
６０・・・粉砕室
６１・・・供給口
６２ａ、６２ｂ・・・インペラ
６２ｃ、６２ｄ・・・突起部
６３・・・排出口
６４・・・モーター
６５・・・回転軸
７・・・排出部
７１・・・ブロワー
７２・・・サイクロン
７３・・・回収ボックス
７４・・・フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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