(57)【要約】      （修正有）【課題】原材料の乾燥、焼成を行った際にセラミック層で被覆されたレトルト内壁に付着した被加熱物をレトルト内部に配置したノズルから吹き付けられたエアーにより非接触にて剥離、除去させることで、従来のロータリーキルンと比較して摩耗による異物の混入を防止させながら、乾燥効率の向上、品質安定化、歩留まり向上に有効なロータリーキルンを提供する。【解決手段】（Ａ）加熱室と、（Ｂ）該加熱室を略水平に貫通し、該加熱室内で回転可能に配され、内壁がセラミック層２で被覆されたレトルト１と、（Ｃ）レトルト内壁に向けてエアーを吹き付けるためのエアーノズル８とを具備したことを特徴とするロータリーキルンとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）加熱室と、
（Ｂ）該加熱室を略水平に貫通し、該加熱室内で回転可能に配され、内壁がセラミック層で被覆されたレトルトと、
（Ｃ）該レトルト内壁に向けてエアーを吹き付けるためのエアーノズルと
を具備したことを特徴とするロータリーキルン。
【請求項２】
前記エアーノズルが前記レトルトの長手方向に少なくとも２つ以上配置されていることを特徴とする請求項１記載のロータリーキルン。
【請求項３】
前記エアーノズルの表面がセラミック層で被覆されていることを特徴とする請求項１または２に記載のロータリーキルン。
【請求項４】
前記エアーノズルに通過させるエアーが、ドライエアーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のロータリーキルン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス粉末やセラミック粉末などのセラミック基板、電子部品、プラズマディスプレイ等の原材料に用いられる無機粉末などの乾燥、焼成に用いられるロータリーキルンに関するものであり、異物の混入を低減させながら、乾燥効率の向上、品質安定化、歩留まり向上に有効なロータリーキルンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリーキルンは一般的に、長手方向に沿う一定の傾きをもって配置される、あるいはある傾きに傾斜制御可能な機能を持っており、かつ、回転自在に支持された円筒状のレトルトと呼ばれる炉心管を備え、このレトルトの長手方向に沿う外側周囲を取り囲んで設置された炉体を有し、該炉体の内側には温度制御可能なバーナーが設置された加熱室を備えている。
【０００３】
このロータリーキルンはガラス粉末やセラミック粉末などの電子部品用途に使用される原材料である無機粉末の乾燥、焼成に用いられるものであるが、これらの乾燥、焼成においては原材料の研磨性によって発生するレトルト内壁の摩耗粉等の異物の混入を回避する必要があることから、耐熱金属で作製されたレトルトの内壁をセラミック層にて被覆する構造がなされているものが知られている。
【０００４】
しかしながら、このようにレトルト内壁をセラミック層で被覆することで、被加熱物がレトルト内壁に付着しやすくなり、その結果、乾燥状態にバラツキが生じてしまったり、塊状のものができてしまったり、歩留まりが低下してしまうという課題があった。
【０００５】
このような課題を解決する手段として、レトルトの内壁にチェーンを垂らしレトルトの回転に伴うチェーンのランダムな運動によりレトルトに付着した被加熱物に衝突させることで剥がすロータリーキルンや、レトルト内を遊動自由に収容した耐熱性の棒状物を備え、レトルトの回転に伴って棒状物がレトルトの内壁に衝突し衝撃を与えることでレトルト内壁に付着した被加熱物を剥離させるうようなロータリーキルンが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−１０５０７９号公報（請求項１）
【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、このようなチェーンや棒状物等で被加熱物に接触させてレトルト内壁に付着した被加熱物を剥離をさせようとする場合、被加熱物と繰り返し接触させることで、チェーンや棒状物が研磨され、その摩耗粉が異物として原材料内に混入してしまい、品質上に不都合を引き起こしてしまうこともある。本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、摩耗による異物の混入を防止しながらレトルト内壁に付着した被加熱物を除去させ、乾燥効率の向上、品質安定化、歩留まり向上に有効なロータリーキルン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】
本発明は、（Ａ）加熱室と、
（Ｂ）該加熱室を略水平に貫通し、該加熱室内で回転可能に配され、内壁がセラミック層で被覆されたレトルトと、
（Ｃ）該レトルト内壁に向けてエアーを吹き付けるためのエアーノズルと
を具備したことを特徴とするロータリーキルンである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のロータリーキルンは、原材料の乾燥、焼成を行った際にセラミック層で被覆されたレトルト内壁に付着した被加熱物をレトルト内部に配置したノズルから吹き付けられたエアーにより非接触にて剥離、除去させることで、従来のロータリーキルンと比較してより摩耗による異物の混入を防止しながら、乾燥効率の向上、品質安定化、歩留まり向上に有効なロータリーキルンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。本発明に係るロータリーキルンは、（Ａ）加熱室と、（Ｂ）該加熱室を略水平に貫通し、該加熱室内で回転可能に配され、内壁がセラミック層で被覆されたレトルトと、（Ｃ）該レトルト内壁に向けてエアーを吹き付けるためのエアーノズルとを具備したことを特徴とするものであり、本発明に係るロータリーキルンの一例を図１および図２に示す。
【００１０】
図１は、本発明のロータリーキルンの一実施形態を示す縦断面模式図である。図１に示すように、本発明のロータリーキルンは回転自在に支持された円筒状のレトルト１を備え、該レトルト１の長手方向に沿って外側周囲を取り囲んで温度制御可能なバーナー５が設置された加熱室４を備えており、該レトルト１は加熱室４をほぼ水平に貫通するように配置されている。供給口６より投入された原材料は、レトルト１を駆動装置３によって回転させることでレトルト内を均一な温度に保ちながら被加熱物を乾燥、焼成させ、終了後に排出口７より排出させて次工程、例えば冷却工程や保管工程へ移動させる。レトルト１の内壁はセラミック層２で被覆されており、セラミックや電子部品用途に使用される原材料の乾燥、焼成において耐摩耗性に優れた構造となっている。
本発明のロータリーキルンは、レトルト１の内壁に付着した被加熱物を剥離、除去させるため、レトルト１の内壁に向けてエアーを吹き付けるエアーノズル８とエアーを供給するために該エアーノズル８に接続するエアー配管ライン９が備わっている。該エアーノズル８は、レトルト１の長手方向に対して、付着した被加熱物を効率よく剥離、除去させるためには２つ以上配置されていることが好ましい。また、これらのエアーノズル８およびエアー配管ライン９に関しては、レトルト１の回転の妨げにならないように配置されていれば特に構わないが、レトルト中心よりも上部に配置されることが、レトルト内に投入されている被加熱物の大部分がレトルト下層に存在し、エアーを吹き付ける対象がレトルト内壁に付着したものに限定されることからも好ましい。
【００１１】
また、エアーノズルの表面が、アルミナ、ジルコニアなどのセラミック層で被覆されていることが、耐摩耗性を向上する上で好ましい。本発明で好適に用いられるセラミック材の具体例としては、ジルコニア、アルミナ、炭化珪素、窒化アルミ、サイアロンおよびジルコニア／アルミナ混合物などが挙げられる。
【００１２】
また、前記エアーノズルだけではなく、エアーノズルに接続するエアー配管ラインについても同様にその表面がセラミック層で被覆されていることが好ましい。
【００１３】
セラミック層による被覆方法の具体例としては、被覆さ材料に熱を与えて溶融し、数十〜数百μｍの大きさの液状微粒子として素材表面に噴霧させ、衝突・扁平させて積み重ねていく溶射方式が好ましく用いられる。溶射の熱源としては、プラズマ、レーザー、アークおよびガスなどが挙げられる。
【００１４】
また、セラミック材で被覆される部材であるレトルト、エアーノズル、エアー配管ラインの材質の具体例としては、ステンレス鋼材やインコネル、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ａｌなどの金属合金が挙げられる。
【００１５】
エアーノズルに通過させるエアーについては、エアーに含まれる水分によって被加熱物の乾燥状態にできるだけ影響を与えない上でも、ドライエアーであることが好ましい。
【００１６】
本発明のロータリーキルンはガラス粉末、セラミック粉末、金属粉末、蛍光体粉末等の無機粉末の乾燥、焼成に広く用いることができるが、特に水分を吸着しやすく、レトルト内壁の被服材料であるセラミック層に付着しやすいガラス粉末やセラミック粉末、とりわけ軟化温度が６００℃以下であるような低軟化温度ガラス粉末の乾燥に、好ましく用いることができる。
【００１７】
また、特に金属の摩耗粉からなる異物の混入を嫌うセラミック基板、電子部品などの電子材料の用途や、サイズの大きな摩耗粉が混入すると欠点となる恐れのあるディスプレイ用途、特にプラズマディスプレイ用部材の製造に用いられるガラス粉末やセラミック粉末
の乾燥に好ましく用いることができる。
【実施例】
【００１８】
以下に、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
［評価方法］
（１）水分率
原材料の乾燥前後のサンプルを採取し、試料中の水分含有量について気化法による加熱追い出し２５０℃（水分気化装置  三菱化学製  ＶＡ−０６）を行い、カールフィッシャー法（水分測定装置  三菱化学製  ＣＡ−０６）で定量し、結果を比較した。
（２）不純物量
原材料の乾燥前後のサンプルを採取し、試料中の金属定量分析をＩＣＰ発光分析装置（パーキンエルマーシャ社製  ＯＰＴＩＭＡ  ４３００ＤＶ）で実施し、乾燥前後での量を比較することにした。分析方法については、試料の適量を耐圧ポリテトラフッ化エチレン被覆金属製容器に秤取り、硝酸、硫酸およびフッ化水素酸を添加後、マイクロウェーブ分解装置を用いて加圧・加熱分解を行った。得られた溶液をＩＣＰ発光分析装置および原子吸光分析装置に導入し、不純物量を比較するため、元素としてＦｅの定量を行った。
（３）排出率
原材料５００ｋｇを以下の評価方法に従って１時間乾燥を行い、原材料の供給量と排出量を秤量器で測定し、（排出量／供給量）×１００で排出率を算出した。
［原材料］
表１に示す構成のロータリーキルンを用い、表１に記載の乾燥条件で乾燥を行った。
【００１９】
酸化鉛、酸化ホウ素、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化バリウムの物質が主成分となるガラスを粉砕した平均粒径２μｍのガラス粉末をバッチ乾燥させた。また、ガラス粉末のロータリーキルンへの供給には、ロータリーキルンを３００℃に昇温維持した後に、振動フィーダー（杉山重工製）を用いて、試料５００ｋｇを３０分で供給した。ガラス粉末の供給完了後１時間乾燥し、排出させることにした。尚、レトルトの回転数は１．０ｒｐｍとした。
（実施例１）
長手方向寸法６００ｃｍ、直径１５０ｃｍのレトルト内部に配置したエアーノズルにより、乾燥開始後１５分毎に１分間、圧力０．１５ＭＰａにて５秒間隔で１秒／回、エアーを吹き付けた。エアーノズル口径は２．０ｍｍ、エアーノズルは５０ｃｍ間隔でレトルト長手方向に対して１０個並んでおり、レトルト中心より上方向４５ｃｍの位置に配置した。吹き付けるエアーに関しては、絶対湿度０．００２ｋｇ／ｋｇのドライエアーを使用した。上記条件にて原材料を乾燥、排出させ評価した。
（実施例２）
長手方向寸法６００ｃｍ、直径１５０ｃｍのレトルト内部に配置したエアーノズルにより、乾燥開始後１５分毎に１分間、圧力０．１５ＭＰａにて５秒間隔で１秒／回、エアーを吹き付けた。エアーノズル口径は２．０ｍｍ、エアーノズルは５０ｃｍ間隔でレトルト長手方向に対して１０個並んでおり、レトルト中心より上方向４５ｃｍの位置に配置した。吹き付けるエアーに関しては、絶対湿度０．００８ｋｇ／ｋｇの一般エアーを使用した。上記条件にて原材料を乾燥、排出させ評価した。
（比較例１）
エアーノズルを配置しない以外は実施例１と同じロータリーキルンを用い、、原材料を乾燥・排出させ評価した。
（比較例２）
長手方向寸法６００ｃｍ、外側部直径１５０ｃｍ、内側部直径４０ｃｍの二重管になっているレトルトにおいて、長手方向を５つの区画に分割し、棒状物を長手方向の他区画に移動することを規制する棒状物長手方向保持部と、レトルト中心方向に一定量以上の移動を規制するためレトルト円周方向に等角度間隔で３分割して棒状物支持部を配置し、棒状物については６角形断面にて長手方向１００ｃｍ、断面方向最長部２０ｃｍの棒状物を各区画に１個ずつ、総数１５個配置したものを使用した。上記条件にて原材料を乾燥・排出させ評価した。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に実施例１〜２および比較例１〜２で用いたロータリーキルンの構成、運転条件および得られた被加熱物の特性、排出率を示す。
【００２２】
実施例１〜２で得られた被加熱物は、水分率が低く、不純物量も低く良好な結果であり、また、排出率も高かった。一方、比較例１では、排出率が低く、比較例２では棒状物のレトルト内面や棒状物同士の衝突による棒状物のセラミック層の欠けが起こり、その部分の削れから生じたと思われる不純物量が多くなり、歩留まりや品質面の上で悪い結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のロータリーキルンの一実施形態を示す縦断面模式図である。
【図２】本発明のロータリーキルンの一実施形態を示す横断面模式図である。
【図３】従来技術によるロータリーキルンの一実施形態を示す縦断面模式図である。
【図４】従来技術によるロータリーキルンの一実施形態を示す横断面模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：レトルト
２：セラミック層
３：駆動装置
４：加熱室
５：バーナー
６：供給口
７：排出口
８：エアーノズル
９：エアー配管ライン
１０：棒状物
１１：棒状物長手方向保持部
１２：棒状物支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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