(57)【要約】【課題】造粒槽内に撹拌翼を備えた撹拌造粒装置にてバインダと原料粉末とを一緒に撹拌して造粒物を製造する方法において、造粒槽の容積によらず、所望粒径の造粒物を安定して製造できるようにする。【解決手段】下記式（１）から算出される、撹拌翼の外側端の遠心加速度ａを３０〜１１０ｍ／ｓ２の範囲内で略一定に維持しながら撹拌翼を撹拌する。前記遠心加速度ａを一定に維持する時間としては５〜６０分間の範囲が好ましい。  遠心加速度ａ＝ｒ×ω２    ・・・・・・（１）  （式中、ｒは撹拌翼の回転半径（ｍ）、ωは撹拌翼の角速度（ｒａｄ／ｓ）を表す。）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の造粒槽内に撹拌翼を備えた撹拌造粒装置にてバインダと原料粉末とを一緒に撹拌して造粒物を製造する方法であって、
該撹拌翼の外側端の遠心加速度ａを３０〜１１０ｍ／ｓ２の範囲内で略一定に維持しながら撹拌翼を撹拌することを特徴とする造粒物の製造方法。
【請求項２】
前記遠心加速度ａを一定に維持する時間が５〜６０分間の範囲である請求項１記載の造粒物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は造粒物の製造方法に関し、より詳細には、造粒槽内に撹拌翼を備えた撹拌造粒装置にてバインダと原料粉末とを一緒に撹拌して造粒物を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
造粒槽内に原料粉末とバインダとを投入し、撹拌翼を回転させることによって造粒物を作製する造粒方法において、所望粒径の造粒物を安定して得るには、造粒槽の容積によらず撹拌翼の半径方向外端部の周速度を４〜８ｍ／ｓの範囲内に維持すればよいとされていた（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】「最新造粒技術の実際」第41頁,右欄第17行〜第21行,神奈川経営開発センター出版部,昭和59年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、本発明者が実験したところ、造粒槽の容積によっては、前記周速度を前記範囲内に維持しても、所望粒径の造粒物が得られないことがあった。具体的には、後述の実施例に示すように、容積２，５００Ｌ造粒槽を備えた大型の撹拌造粒装置と容積２Ｌ造粒槽を備えた小型の撹拌造粒装置とをそれぞれ用いて、撹拌翼の半径方向外側端の周速度を同じとして造粒を行ったところ、大型の撹拌造粒装置では所望粒径の造粒物が得られたが、小型の撹拌造粒装置では造粒物が塊状物化してしまう場合があることが明らかになった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、造粒槽内に撹拌翼を備えた撹拌造粒装置にてバインダと原料粉末とを一緒に撹拌して造粒物を製造する方法において、造粒槽の容積によらず、所望粒径の造粒物を安定して製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成する本発明の造粒物の製造方法は、円筒形の造粒槽内に撹拌翼を備えた撹拌造粒装置にてバインダと原料粉末とを一緒に撹拌して造粒物を製造する方法であって、該撹拌翼の外側端の遠心加速度ａを３０〜１１０ｍ／ｓ２の範囲内で略一定に維持しながら撹拌翼を撹拌することを特徴とする。
ここで、遠心加速度ａとは下記式（１）で定義される。
遠心加速度ａ＝ｒ×ω２    ・・・・・・（１）
（式中、ｒは撹拌翼の回転半径（ｍ）、ωは撹拌翼の角速度（ｒａｄ／ｓ）を表す。）
【０００７】
また、前記遠心加速度ａを一定に維持する時間は５〜６０分間の範囲が好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る造粒物の製造方法によれば、造粒槽の容積にかかわらず、所望粒径の造粒物を安定して得ることができる。これにより、例えば、実験用の小型造粒槽から工業生産用の大型造粒槽にスケールアップする場合に、小型造粒槽で得られたと同様の造粒効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撹拌造粒装置の一例を示す平面図である。
【図２】図１の撹拌造粒装置の垂直断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る造粒物の製造方法について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明の製造方法に好適に用いられる撹拌造粒装置の造粒槽の平面図であり、図２はその垂直断面図である。造粒槽１は略円筒形状をなし、内底面に撹拌翼２が設けられている。撹拌翼２は、回転中心から半径方向に延出した３本の羽根２１を有する。これら３本の羽根２１は回転軸から放射状に略等角度に設けられ、その回転半径は造粒槽１の内径の半分（すなわち、造粒槽内部の半径）よりも僅かに短く、羽根２１の半径方向外側端は造粒槽１の側壁と離隔対向するように屈曲している。また、造粒槽１の内側面にはチョッパ３が設けられている。チョッパ３は、軸方向に２枚の羽根３１を有する。このチョッパ３によって、原料粉体の解砕やバインダの原料粉体への分散が効果的に行われるようになる。なお、造粒槽１の外側にジャケットやヒータを設けて造粒槽１内を所定温度に加熱可能としてもよい。
【００１２】
上記構造の撹拌造粒装置としては、例えばバーチカルグラニュレータが挙げられ、市販されている装置としては、深江パウテック社製「ＬＦＳ−１０」、「ＦＳ−１００」、「ＦＳ−２５００」などが挙げられる。
【００１３】
具体的には、造粒槽１内に原料粉末とバインダを投入し、チョッパ３を回転させながら、撹拌翼２の撹拌を開始し、前記式（１）から算出される、撹拌翼２の羽根２１の外側端の遠心加速度ａを３０〜１１０ｍ／ｓ２の範囲内に略一定に維持しながら撹拌翼を撹拌する。これにより、造粒槽の容積によらず所望粒径の造粒物を安定して製造できる。遠心加速度ａのより好ましい範囲は３０〜５０ｍ／ｓ２の範囲である。なお、実際に造粒物を製造する際は、撹拌翼２の羽根２１の外側端の遠心加速度ａを定めた後、下記式（２）から、撹拌造粒装置における撹拌翼２の回転数Ａ（ｒｐｍ）を算出し装置設定すればよい。
【００１４】
【数１】
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式中、ａは遠心加速度（ｍ／ｓ２）を表し，ｒは撹拌翼の回転半径（ｍ）を表す。
【００１５】
造粒された造粒物の粒径が所望の粒径に達した場合、遠心加速度ａから撹拌翼を減速し、得られた造粒物を取り出せばよい。すなわち、遠心加速度ａは、本発明の製造方法における最大遠心加速度である。
なお、遠心加速度ａを略一定に維持するとは、0.9ａ≦ａ≦1.1ａの範囲内で遠心加速度ａを維持することを意味する。
前記遠心加速度を一定に維持する時間としては、好ましくは、５〜６０分間の範囲である。
【００１６】
造粒対象となる原料粉末としては特に限定はなく、各種有機材料を主材料として構成された粉末や、各種無機材料を主材料として構成された粉末が挙げられ、これらを単独又は２種類以上を混合したものであってもよい。また、原料粉末の粒径に特に限定はなく、サブミクロンから数ｍｍまで広い範囲で本発明の方法が適用される。
【００１７】
また、バインダとしては、原料粉末同士を結合する機能を有する物質であれば特に限定はない。具体的には、前記遠心加速度ａが３０〜１１０ｍ／ｓ２の範囲内に一定に維持される撹拌時において、原料粉末は溶融していないが当該バインダは溶融しており、造粒物を保存する時または取り扱う時において、当該バインダは固体である。かかる溶融温度については、例えば、２０〜１００℃、好ましくは４０〜８０℃の温度範囲等を挙げることができる。
バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアロアミド、エチレンビニル共重合体、パラフィン、ワックス、アルギン酸ソーダ、寒天、アラビアゴム、レジン、しょ糖、融点が２０〜８０℃の添加剤（例えば、イルガノックス（登録商標）１０７６、同ＰＳ８０２ＦＤ、イルガスタブ（登録商標）、ＴＩＮＯＶＩＮ（登録商標）、スミライザーＴＰＭ（登録商標）などのポリマー添加剤、塗料用添加剤）等が挙げられ、これらの１種類又は２種以上を混合して使用できる。バインダの配合量に特に限定はないが、原料粉末とバインダとの混合物に対して５〜３０重量％の範囲が好適である。
【実施例】
【００１８】
（実施例１）
撹拌造粒装置「ＦＳ−２５００」（深江パウテック社製，造粒槽容積：２５００Ｌ，撹拌翼の回転半径：０．９４ｍ）に、原料粉体としての「イルガフォス（登録商標）１６８」（粒径４８μｍ，レーザー回折式粒径分布測定器で測定した体積基準積算５０％径、チバスペシャリティケミカルズ社製）３１５ｋｇと、バインダとしての「スミライザー（登録商標）ＴＰＭ」（結晶性粉末、融点５０〜５３℃、住友化学社製）３５ｋｇとを投入し（混合物に対するバインダ配合比が１０ｗｔ％）、撹拌翼を一定の回転数６１ｒｐｍ（遠心加速度として３８ｍ／ｓ２）で回転させて、造粒物を得た。このときの撹拌翼の周速度は６ｍ／ｓであった。得られた造粒物の篩い分けによる重量基準の幾何平均径は５８０μｍで、幾何標準偏差は２．０であった。なお、チョッパの回転数は３，０００ｒｐｍ，ジャケット温度は５０℃にて、約５分間撹拌したところ、造粒物の平均粒径（篩による幾何平均径、重量基準）は約５００μｍであった。結果をまとめて表１に示す。
【００１９】
（実施例２）
撹拌造粒装置「ＬＦＳ−２」（深江パウテック社製，造粒槽容積：２Ｌ，撹拌翼の回転半径：０．０９ｍ）を用い、バインダの配合比が１０ｗｔ％の混合物を造粒槽の容積に合わせて０．３ｋｇ投入し、撹拌翼の遠心加速度を４５ｍ／ｓ２（撹拌翼の回転数：２１２ｒｐｍ，周速度：２ｍ／ｓ）にて１２分間撹拌した以外は、実施例１と同じ条件で造粒を行った。得られた造粒物の重量基準の幾何平均径は５００μｍで、幾何標準偏差は２．０と、第１撹拌造粒装置とほぼ同じ粒径及び粒径分布であった。
【００２０】
（比較例１）
撹拌翼を回転数６３９ｒｐｍで回転させて、撹拌翼の遠心加速度を４００ｍ／ｓ２、周速度を６ｍ／ｓとした以外は、実施例２と同様にして造粒を行った。撹拌翼の周速度が６ｍ／ｓに達してから１〜２分で造粒物の粒径が１０００μｍを超え、数ｃｍ以上の塊状物となり、所望の粒径の造粒物は得られなかった。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
（実施例３）
実施例１と同一の撹拌造粒装置を用い、原料粉体２６２．５ｋｇ、バインダ８７．５ｋｇを用い、撹拌翼の遠心加速度を３８ｍ／ｓ２の一定の遠心加速度にて撹拌翼を約５分間撹拌させて、造粒物を得た。得られた造粒物の重量基準の幾何平均径は１，０００μｍで、幾何標準偏差は２．０であった。結果をまとめて表２に示す。
【００２３】
（実施例４）
実施例２と同一の撹拌造粒装置を用い、原料粉体２６２．５ｋｇ、バインダ８７．５ｋｇを用い、撹拌翼の遠心加速度を４５ｍ／ｓ２の一定の遠心加速度にて撹拌翼を約１２分間撹拌させて、造粒物を得た。得られた造粒物の重量基準の幾何平均径は１，０００μｍで、幾何標準偏差は２．０であった。結果をまとめて表２に示す。
【００２４】
（比較例２）
撹拌翼を回転数６３９ｒｐｍで回転させて、撹拌翼の遠心加速度を４００ｍ／ｓ２、周速度を６ｍ／ｓとした以外は、実施例４と同様にして造粒を行った。しかし、撹拌翼の周速度が６ｍ／ｓに達してから１〜２分で造粒物の粒径が１０００μｍを超え数ｃｍ以上の塊状物となり、所望の粒径の造粒物は得られなかった。
【００２５】
【表２】
2011025230.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明に係る造粒物の製造方法によれば、造粒槽の容積にかかわらず、所望粒径の造粒物を安定して得ることができ有用である。
【符号の説明】
【００２７】
１    造粒槽
２    撹拌翼
３    チョッパ
ａ    遠心加速度
ｒ    撹拌翼の回転半径
ω    撹拌翼の角速度
２１    羽根
３１    羽根
【図１】
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【図２】
2011025230.tif 000007