(57)【要約】【課題】  本発明は、攪拌羽根などによる破砕も無く、粉粒体を均一に、連続的に生産性よく混合及び輸送することができ、粉粒体の種類を変更するときも簡単に清掃することができる粉粒体の気流混合装置を提供せんとするものである。【解決手段】  本発明の粉粒体の気流混合装置は、所定の重量比で存在する粉粒体を含む気流を供給する導入管と、一端が密閉されており、もう一端が粉粒体を含む気流の排出口である円筒管を具備してなる気流混合装置であって、該円筒管は、その接線方向に上記導入管が取り付けられており、かつ、該導入管より大きい直径を有するものであることを特徴とするものである。  また、本発明の粉粒体の気流混合方法は、かかる粉粒体の気流混合装置を用いることを特徴とするものである。【選択図】図３
2008238074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の重量比で存在する粉粒体を含む気流を供給する導入管と、一端が密閉されており、もう一端が粉粒体を含む気流の排出口である円筒管を具備してなる気流混合装置であって、該円筒管は、その円周の接線方向に上記導入管が取り付けられており、かつ、該導入管より大きい直径を有するものであることを特徴とする粉粒体の気流混合装置。
【請求項２】
前記導入管の径をＤとしたときに、該円筒管の径が２Ｄ〜４Ｄである請求項１に記載の粉粒体の気流混合装置。
【請求項３】
前記円筒管の排出口が、該排出口より径の小さい排出管に連結するためのテーパ部を具備するものである請求項１または２に記載の粉粒体の気流混合装置。
【請求項４】
前記導入管の径をＤとしたときに、該円筒管の排出口側への軸方向の長さが、該導入管壁から２Ｄ〜３Ｄである請求項１〜３のいずれかに記載の粉粒体の気流混合装置。
【請求項５】
前記導入管が、粉粒体を供給するホッパーを具備するものである請求項１〜４のいずれかに記載の粉粒体の気流混合装置。
【請求項６】
前記粉粒体を混合及び輸送する気体が、除湿エアー、不活性ガス、及び空気から選ばれる少なくとも一種である請求項１〜５のいずれかに記載の粉粒体の気流混合装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の粉粒体の気流混合装置を用いることを特徴とする粉粒体の気流混合方法。
【請求項８】
前記粉粒体が、熱可塑性樹脂ペレットおよび脂肪酸金属塩である請求項７に記載の粉粒体の気流混合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌羽根などによる破砕も無く、粉粒体を均一に、連続的に生産性よく混合及び輸送することができる粉粒体の気流混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉粒体の混合装置としては、攪拌手段に羽根を用いる混合装置が多用されているがこの種の混合装置には、混合すべき粉粒体が攪拌羽根によって粉砕され、粉粒体の粒径、粒度、粒度分布に変動を来たし、得られる粉粒体の混合物の物性が変化する等、品質が低下してしまうという問題があった。また、所定の重量比に計量した粉粒体を投入し、一定時間回転させることによって粉粒体を混合する装置も多く使用されているが、一定時間ごとに粉粒体の投入、混合、排出という作業が別になるため生産性が悪いという問題がある。また、これらの装置を用いた場合、装置内に滞留部ができ均一に混合できないという問題がある。
【０００３】
係る問題を解決するために、特許文献１には、テーパのついた円筒管の軸線方向に粉粒体を含んだ気流を流すと共に、円筒管の周壁に形成したスリットから、別の粉粒体を含んだ加圧空気を導入させる装置が記載されている。また、特許文献２には空気排出口と混合後の粉粒体排出口を有した混合タンクに粉粒体を吸引し、粉粒体の輸送、混合及び排出を同時並行して行える装置が記載されている。また、特許文献３には、気流を接線方向に導入した球形の渦流室に、粉粒体を供給し気流の旋廻によって混合し、球形の渦流室に挿入した導入管から排出する装置が記載されている。また特許文献４には、熱可塑性樹脂ペレットと脂肪酸金属塩を２０℃〜５０℃で混合後に高密度（高圧）で輸送し、脂肪酸塩のフィルム層をペレット上に形成させ、輸送中に脂肪酸金属塩の脱落を無くす方法が記載されている。
【特許文献１】特開昭６３−２６７４２４
【特許文献２】特開平９−１５５１７１
【特許文献３】特開平６−３９２６１
【特許文献４】ＰＣＴ／ＵＳ１９９３／０８００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の混合装置及び方法では、装置が複雑になり、粉粒体の種類を変更する際に行う清掃が困難であった。また、特許文献２に記載の気流混合装置では気流によって粉粒体の輸送と混合を行うが、気流の排出口と粉粒体の排出口を別に持つため、気流の排出口から粉粒体が排出される問題があった。また、特許文献３に記載の混合装置では、粉粒体が球形の渦流室の中で旋廻する時間にばらつきが生じて、均一に混合できない問題があった。また、上記の特許文献４に記載の混合方法では、高密度（高圧）で粉粒体を空気輸送するために、高圧で気流を発生させることのできる装置が必要で、コストが大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、攪拌羽根などによる破砕も無く、粉粒体を均一に、連続的に生産性よく混合及び輸送することができ、粉粒体の種類を変更するときも簡単に清掃することができる粉粒体の気流混合装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。
【０００７】
すなわち、本発明の粉粒体の気流混合装置は、所定の重量比で存在する粉粒体を含む気流を供給する導入管と、一端が密閉されており、もう一端が粉粒体を含む気流の排出口である円筒管を具備してなる気流混合装置であって、該円筒管は、その接線方向に上記導入管が取り付けられており、かつ、該導入管より大きい直径を有するものであることを特徴とするものである。
【０００８】
かかる粉粒体の気流混合装置の好ましい態様は、
（１）前記導入管の径をＤとしたときに、該円筒管の径が２Ｄ〜４Ｄであること、
（２）前記円筒管の該排出口の直径が、該導入管の直径と同じであるテーパを具備するものであること、
（３）前記導入管の径をＤとしたときに、該円筒管の排出口側への軸方向の長さが、該導入管壁から２Ｄ〜３Ｄであること、
（４）前記導入管が、粉粒体を供給するホッパーを具備するものであること、
（５）前記粉粒体を混合及び輸送する気体が、除湿エアー、不活性ガス、及び空気から選ばれる少なくとも一種であること、
である。
【０００９】
また、本発明の粉粒体の気流混合方法は、かかる粉粒体の気流混合装置を用いることを特徴とするものである。
【００１０】
かかる粉粒体の気流混合装置の好ましい態様は、前記粉粒体が、熱可塑性樹脂ペレットおよび脂肪酸金属塩であることである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の粉粒体の気流混合装置によれば、攪拌羽根などによる破砕も無く、粉粒体を均一に、連続的に生産性よく混合及び輸送することができ、粉粒体の種類を変更するときも簡単に清掃することができる。
【００１２】
特に、本発明によれば、プラスチック材料、医療薬品、加工食品材料等の粉粒体を混合するのに好適であり、粉粒体の粉粒体混合空間への供給と、粉粒体混合空間での混合と、粉粒体混合空間で混合済みの粉粒体の排出を、同時進行的に併行して、連続して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態について図を用いて説明する。
【００１４】
図１は本発明の粉粒体の気流混合装置の実施形態の構成を示す概略説明図である。図２は図１に示す粉粒体の気流混合装置の、導入管の一部及び円筒管、テーパ、排出管の一部分の図で、円筒管の軸方向に対して垂直方向の図である。図３は図１に示す粉粒体の気流混合装置の、導入管の一部及び円筒管、テーパ、排出管の一部分の図で、円筒管の軸方向に対して水平方向の図である。図４は本発明の実施形態の一例を示す図である。
【００１５】
図１において本粉粒体の気流混合装置１は気流発生装置２、粉粒体供給装置３ａ及び３ｂ、ホッパー４、導入管５、テーパ部７を有する円筒管６、排出管８で構成される。図２、図３において導入管５、円筒管６、テーパ部７、排出管８は図１と対応している。
【００１６】
本発明では、粉粒体は粉粒体の供給装置３ａ及び３ｂによって所定の重量比で計量され、ホッパー４に供給される。ホッパー４に供給された粉粒体は気流発生装置２によって発生した気流によって導入管５内を輸送されながら予備混合される。導入管５を通り輸送及び予備混合された粉粒体を含んだ気流は、円筒管６に円筒管の接線方向から導入され、円筒管６の壁に沿って旋廻し、粉粒体は、さらに混合される。円筒管６内で混合された粉粒体を含んだ気流は、該円筒管６のテーパ部７を通り、排出管８から排出される。
【００１７】
以下に、図１に示す本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
本発明における気流発生装置２は、所定の流量及び圧力を満たすものであれば何でもよく、例えばブロワやコンプレッサーなどを使用することができる。使用される気流の種類は、何でも良いが、例えば除湿された空気、窒素ガス、空気等などを使用することができる。かかる気流の流速は、例えば熱可塑性樹脂であるナイロン樹脂ペレットを気流により輸送する場合では、２０〜３０ｍ／ｓｅｃが好ましいが、粉粒体の処理量、比重によって選択することができる。
【００１９】
本発明における粉粒体の供給装置３ａ及び３ｂは粉粒体を定量的に供給できるものであれば何でもよく、例えば重量式スクリュウフィーダー、容積式スクリュウフィーダー、ロータリーバルブ等を使用することができる。但し、容積式スクリュウフィーダーやロータリーバルブ等重量を検知しないものを使用する場合には、事前にスクリュウの回転数と排出量の関係を知っておくのが好ましい。
【００２０】
本発明におけるホッパー４は粉粒体を導入管５に供給できるものであれば何でも良く、排出口８の径は粉粒体の処理量や粒径によって選択することができる。また、粉粒体がホッパー４内でブリッジする特性を持っていれば、ブリッジ防止としてホッパー４外部にノッカーを取り付ける等をしてもよい。
【００２１】
本発明における導入管５の直径は、粉粒体の比重や粒径、及び処理量等の特性によって選択することができる。かかる導入管５の材質は、金属やプラスチック等何でもよいが、粉粒体との磨耗や、錆等が粉粒体に混入するのを防ぐために、ステンレス鋼に硬化処理をしたものが好ましい。
【００２２】
本発明における円筒管６の直径は、小さ過ぎると円筒管内で粉粒体を含んだ気流が旋廻せず、大きすぎると円筒管内での気流の流速が落ち、粉粒体が輸送されなくなり、滞留やがては閉塞してしまうため、導入管の直径Ｄに対し２Ｄ〜４Ｄが好ましい。
【００２３】
また、導入管５の、円筒管６の軸方向の設置位置は、円筒管６の密閉側に近い位置が好ましく、導入管５の内壁が、円筒管６の密閉側の内壁からの距離を０Ｄ〜約０．５Ｄの位置に設置することが好ましい。
【００２４】
また円筒管６の長さは、短すぎると粉粒体を含む気流の旋廻時間が短くなり、均一な混合ができず、長すぎると排出口に向かう段階で旋廻等によるエネルギーロスによって粉粒体を輸送できなくなるため、導入管５の直径Ｄに対して、円筒管６の排出口側の導入管５内壁からの長さを２Ｄ〜３Ｄとするのが好ましい。
【００２５】
本発明における円筒管６の排出口側に設置するテーパ部７の排出側の径は、排出管８の直径と同じ直径にするのが好ましい。テーパ部７の角度は、粉粒体を含む気流を排出口８に円滑に輸送するため、４５度〜９０度の範囲が好ましい。
【００２６】
また、円筒管６およびテーパ部７の材質は、導入管５と同様に、金属やプラスチック等なんでもよいが、粉粒体との磨耗や、錆等が粉粒体に混入するのを防ぐために、ステンレス鋼に硬化処理をしたものが好ましい。
また、円筒管６は円筒形に限らず、図４に示すように、円筒管６のテーパ部７を最大限長くし、実質的に中が空洞の円錐台形にしてもよい。
【００２７】
排出管８の直径は、導入管５における気流と同一の流速で輸送するため、導入管５と同じ直径とするのが好ましい。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例によって、本発明の効果を具体的に説明する。
【００２９】
本実施例では、ナイロン樹脂ペレットとステアリン酸カルシウムを混合した。本実施例では、排出管から得られたナイロン樹脂ペレット及びステアリン酸カルシウムをサンプリングし、ナイロン樹脂ペレットに付着したステアリン酸カルシウムの重量を確認した。以下に実施条件、及び評価方法について詳細に説明する。
【００３０】
［ナイロン樹脂ペレット特性］
使用したナイロン樹脂ペレットについて記載する。
材料  ：ナイロン樹脂ペレット(東レ（株）  アミラン（Ｒ）ＣＭ１０１６Ｇ３０ＦＢ１)
粒径  ：φ３ｍｍ×3.5mmＬ        
比重  ：１３５０ｋｇ／ｍ３
【００３１】
［ステアリン酸カルシウム特性］
使用したステアリン酸カルシウムについて記載する。
材料  ：ステアリン酸カルシウム（片山化学株式会社）
粒径  ：微粉（２００メッシュを９９％通過するサイズ）
比重  ：０．１５〜０．２５ｇ／ｍｌ
【００３２】
［実施条件］
実施条件について記載する。
ナイロン樹脂ペレット処理量       ：５００ｋｇ／ｈ
ステアリン酸カルシウム処理量     ：０．１５ｋｇ／ｈ
気流及び粉粒体流速               ：２４ｍ／ｓｅｃ
【００３３】
［導入管５、円筒管６、テーパ７、排出口８］ 
導入管５、円筒管６、テーパ７、排出口８について記載する。
導入管５長さ                              ：５ｍ
導入管５呼び径                            ：５０Ａ
円筒管６長さ                              ：１５０ｍｍ
円筒管６呼び径                            ：１００Ａ
テーパ７角度                              ：６０°
排出管８長さ                              ：１０ｍ
導入管５、円筒管６、テーパ７、排出管８材質：ＳＵＳ３０４内面をタフトライド処理
【００３４】
［評価方法］
評価方法について記載する。
（１）排出管８から得られたナイロン樹脂ペレット及びステアリン酸カルシウムを１００ｇずつランダムにサンプリングし、共栓付き三角フラスコに入れる。
（２）メタノール１００ｃｃをサンプル入りの共栓付き三角フラスコに入れ上下に２０回振る。
（３）メタノールのみをナスフラスコに投入する。
（４）手順（２）及び（３）を、メタノール投入時に白濁がなくなるまで繰り返す。
（５）ナスフラスコに投入したメタノールを濃縮する。
（６）濃縮したメタノールを白金るつぼに入れ、加熱し乾固させる。
（７）るつぼ内で乾固したステアリン酸カルシウムの重量を測定する。その後、理想的に均一に混合できた時の重量（＝０．０３ｇ）に対する割合を評価する。
【００３５】
例えば上記のるつぼ内で乾固したステアリン酸カルシウムの重量が０．０２ｇの時、６７％の割合となる。
【００３６】
［実施例１］
図１〜３に記載した気流混合装置を用い、ナイロン樹脂ペレット及びステアリン酸カルシウムを前記の条件および以下の手順で、混合およびサンプリングを実施した。
（１）気流発生装置２によって、気流を発生させる。
（２）前記実施条件に記載の割合で、ナイロン樹脂ペレットおよびステアリン酸カルシウムを、図１記載の粉粒体供給装置３ａおよび３ｂを用いてホッパー４に投入する。
（３）排出管８から排出される、一定時間分の粉粒体重量が、（２）の操作において投入した粉粒体の重量と同等であること（±０．１％以内）を確認する。
（４）排出管８から排出される粉粒体を１００ｇサンプリングする。
（５）１回目のサンプリングから１０分毎に、５回サンプリングする。
【００３７】
［比較例１］
円筒管６及びテーパ７を設置せず導入管と排出管を直結した以外は実施例１と同じ方法で混合及び輸送を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2008238074.tif 000003
【００３９】
表１の結果から、比較例１に比べると実施例１はばらつきが小さく、均一に混合されていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、プラスチック材料、医療薬品、加工食品材料等の粉粒体を混合するに好適であるが、顔料の混合などにも応用できる。ただし、その応用範囲がこれらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の粉粒体の気流混合装置の実施形態の構成を示す概略説明図である。
【図２】本発明の粉粒体の気流混合装置の、導入管の一部及び円筒管、テーパ、排出管の一部分の図で、円筒管の軸方向に対して垂直方向の説明図である。
【図３】本発明の粉粒体の気流混合装置の、導入管の一部及び円筒管、テーパ、排出管の一部分の図で、円筒管の軸方向に対して水平方向の説明図である。
【図４】本発明の粉粒体の気流混合装置の、実施例の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１             粉粒体の気流混合装置
２             気流発生装置
３ａ、３ｂ     粉粒体供給装置
４             ホッパー
５             導入管
６             円筒管
７             テーパ部
８             排出管
【図１】
2008238074.tif 000004
【図２】
2008238074.tif 000005
【図３】
2008238074.tif 000006
【図４】
2008238074.tif 000007