분체의 분급 방법

분체의 분급 방법{POWDER-CLASSIFICATION METHOD}

본 발명은, 입도 분포를 갖는 분체를 원하는 분급점(입경)으로 효과적으로 분급하는 분체의 분급 방법에 관한 것이다.

유리질 고로(高爐) 슬래그 등의 분체를 미분(微粉)과 조분(粗粉)으로 분급할 때에, 알코올류 등의 유체의 조제를 미리 첨가하는 분급 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 분급 방법에 있어서는, 극성 분자가 포함되는 조제를 분체에 첨가하여 분체 입자의 극성을 전기적으로 중화함으로써, 입자끼리가 흡착, 응집하여 입경이 큰 응집 입자가 형성되는 것을 방지하여, 분급 효율의 저하를 방지하고 있다.

그런데, 오늘날에 있어서는, 예컨대 세라믹 적층 콘덴서의 유전체로서 이용되는 세라믹은, 평균 입경이 0.7㎛로 매우 작은 타이타늄산바륨(BaTiO ₃ )의 미분체를 소결함으로써 제조되고 있다. 고품질의 세라믹을 얻기 위해서는, 평균 입경이 매우 작을 뿐만 아니라, 입도 분포의 폭이 매우 좁은, 즉, 보다 균질한 미분체가 필요로 되고 있다. 이러한 미분체는, 원료로서의 분체를, 예컨대 원심 분리에 의해서 분급함으로써 수득할 수 있지만, 종래의 분급 방법에서는, 원료의 분체가 분급기 내의 각 부분에 부착되어 원료의 투입구나 고압 기체의 분출구가 폐색되기 때문에, 분급 성능의 악화를 초래하여, 장시간 운전을 곤란하게 하고 있었다.

본 발명의 과제는, 입경이 1㎛ 미만인 분체의 분급을 행한 경우에서도, 분급기 내에 분체를 부착시킴이 없이, 효율 좋게 분급을 행할 수 있는 분체의 분급 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 분체의 분급 방법은, 분체의 분급 방법에 있어서, 분체와 액체 조제를 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에서 혼합된 상기 분체를 건조시키는 건조 공정과, 상기 건조 공정에서 건조된 상기 분체를 유체 분급기로 투입하는 투입 공정과, 기체를 가열하는 가열 공정과, 상기 가열 공정에서 가열된 상기 기체를 상기 유체 분급기로 공급하는 공급 공정과, 상기 유체 분급기에서 상기 분체를 입경에 따라 분급하는 분급 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분체의 분급 방법은, 분체의 분급 방법에 있어서, 분체와 액체 조제를 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에서 혼합된 상기 분체를 건조시키는 건조 공정과, 상기 건조 공정에서 건조된 상기 분체를 유체 분급기로 투입하는 투입 공정과, 상기 유체 분급기로 기체를 공급하는 공급 공정과, 상기 유체 분급기에서 상기 분체를 입경에 따라 분급하는 분급 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분체의 분급 방법은, 상기 건조 공정에서의 건조 온도 및 건조 시간이, 상기 액체 조제의 인화점에 따르는 건조 온도 및 건조 시간인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분체의 분급 방법은, 상기 가열 공정에서, 상기 유체 분급기 내에서의 온도가 상기 액체 조제의 인화점 이상이고 200℃ 이하가 되도록 상기 기체를 가열하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분체의 분급 방법은, 상기 공급 공정에서 공급되는 상기 기체가 고압 기체인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분체의 분급 방법은, 상기 분급 공정에서, 상기 유체 분급기 내에 발생시킨 선회 기류에 의해서 상기 분체를 분급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분체의 분급 방법은, 상기 액체 조제가 다이에틸렌글리콜모노메틸에터인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 분체의 분급 방법은, 상기 분체가 타이타늄산바륨의 분체인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 분체의 분급 방법에 의하면, 입경이 1㎛ 미만인 분체의 분급을 행한 경우에서도, 유체 분급기 내에 분체를 부착시킴이 없이, 효율 좋게 분급을 행할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 따른 분급 장치의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 제 1 실시형태에 따른 분급기의 내부의 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 분급기의 내부의 구성을 나타내는 횡단면도이다.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 분체의 분급 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 제 2 실시형태에 따른 분체의 분급 방법을 설명하는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에 대하여 설명한다. 도 1은, 이 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에 의해서 사용되는 유체 분급기인 분급 장치의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.

도 1에 나타낸 것과 같이, 분급 장치(2)는, 내부에 발생시킨 선회 기류에 의해서 원료로서 투입된 분체를 분급하는 분급기(유체 분급기)(4), 분급기(4)로 분체를 투입하는 피더(feeder)(6), 분급기(4)로 고압 기체를 공급하는 컴프레서(compressor)(8), 공급되는 고압 기체를 소정의 온도까지 가열하는 제 1 히터(heater)(10)를 구비하고 있다. 또한, 분급 장치(2)는, 원하는 분급점 이하까지 분리된 미분을, 분급기(4) 내의 기체와 함께 흡입하여 회수하는 흡입 블로워(blower)(12), 분급기(4) 내에 발생하는 부압(負壓)에 의해서 흡입되는 대기(상압 기체)를 가열하는 제 2 히터(14), 원심 분리된 입경이 큰 조분을 회수하는 회수 용기(16)를 갖고 있다.

대략 원추 형상을 갖는 분급기(4)는, 원추의 정점이 아래쪽을 향하도록 하여 설치되어 있고, 분급기(4)의 상부에는, 상세한 것은 후술하는 원심 분리실(20)(도 2 참조)이 형성되어 있다. 이 원심 분리실(20) 내로는, 분급기(4)의 외부에 존재하는 상압 기체로서의 대기와, 컴프레서(8)로부터의 고압 기체가 공급됨과 함께, 분급 대상으로서의 분체가 피더(6)로부터 투입된다.

피더(6)는, 내부에 도시되지 않은 스크류를 갖고, 당해 스크류를 회전시킴으로써, 내부에 수용되어 있는 분체를 정량적으로 송출할 수 있다. 송출된 분체는, 분급기(4)의 상면에 설치된 투입구(26)(도 2 참조)로부터 분급기(4) 내로 투입된다. 한편, 피더(6) 내에 수용되어 있는 분체는, 상세한 것은 후술하는 액체 조제와 미리 혼합되어 있다.

컴프레서(8)는, 대기를 압축하여 고압 기체를 생성하고, 제 1 히터(10)를 통해서 분급기(4) 내로 공급한다. 제 1 히터(10)는, 고압 기체가 통과하는 배관을 내부에 갖고, 상기 배관 내에는 필라멘트나 에어로핀(aerofin) 등으로 이루어지는 가열 수단이 설치되어 있다. 이 가열 수단은, 당해 배관 내를 통과하는 고압 기체를 소정의 온도까지 가열한다. 한편, 컴프레서(8)와 분급기(4) 사이에, 고압 기체의 함유 수분을 제거하는 다른 탈수 수단을 별도 설치하여도 좋고, 먼지 등을 제거하는 필터를 적절히 설치하여도 좋다.

흡입 블로워(12)는, 분급기(4)에 의해서 분리된 미분을, 분급기(4)의 상면의 중앙에 설치된 흡입구(32)(도 2 참조)로부터 분급기(4) 내에 존재하는 기체와 함께 흡입함으로써 회수한다. 한편, 흡입구(32)와 흡입 블로워(12) 사이에 버그 필터(bug filter) 등의 필터를 적절히 설치하여도 좋다. 여기서, 흡입 블로워(12)에 의해 기체를 흡입하면, 분급기(4) 내에는 부압이 발생하기 때문에, 분급기(4)의 외부에 존재하는 상압 기체인 대기가 분급기(4) 내로 흡입된다. 이렇게 하여 상압 기체가 흡입됨으로써, 분급기(4)의 원심 분리실(20) 내에는, 고속 선회하는 선회 기류가 형성된다. 한편, 이 실시형태에 따른 분급 장치(2)는, 흡입되는 상압 기체를 가열하는 제 2 히터(14)를 구비하고 있기 때문에, 원심 분리실(20) 내의 선회 기류의 온도를 소정의 온도까지 가열할 수 있다. 이 제 2 히터(14)는, 제 1 히터(10)와 마찬가지로, 상압 기체가 통과하는 배관을 내부에 갖고 있고, 이 배관 내에는 필라멘트나 에어로핀 등의 가열 수단이 설치되어 있다.

회수 용기(16)는, 분급기(4)의 최하부에 설치되어 있고, 원심 분리실(20) 내에서 원심 분리된 후에 분급기(4)의 원추 형상부의 경사면을 따라 강하된 조분을 회수한다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 이 실시형태에 따른 분급기(4)에 대하여 설명한다. 한편, 도 2는 분급기(4)의 중심축을 포함하는 면에 의한 종단면도이며, 도 3은 당해 중심축에 수직인 평면에 의한 원심 분리실(20)의 위치에서의 횡단면도이다. 한편, 다른 구성 요소(특히, 후술하는 분출 노즐(30) 및 가이드 베인(guide vane)(40))와의 상대적인 위치 관계를 명확히 하기 위해서, 원래는 도 3에서는 나타나지 않는 투입구(26) 및 분출 노즐(30)을 각각 가상선 및 점선으로 나타내고 있다. 또한, 분출 노즐(30)은 설명을 위해 2개만 도시하고 있다.

도 2에 나타낸 것과 같이, 분급기(4) 내의 상부에는, 편평한 원반 형상을 갖는 상부 원반상 부재(22)와, 내부가 중공인 원반 형상을 갖는 하부 원반상 부재(24)가 소정의 간격을 유지하여 배치되어 있고, 양 원반상 부재 사이에는 원주 형상의 원심 분리실(20)이 형성되어 있다. 이 원심 분리실(20)의 위쪽에는, 전술한 피더(6)로부터 투입되는 분체가 통과되는 투입구(26)가 형성되어 있다. 또한, 도 3에 나타낸 것과 같이, 원심 분리실(20)의 외주에는, 복수의 가이드 베인(40)이 등간격으로 배치되어 있고, 원심 분리실(20)의 아래쪽에는, 하부 원반상 부재(24)의 외주벽을 따라, 원심 분리된 후에 원심 분리실(20)로부터 강하된 분체를, 재차 원심 분리실(20) 내로 뿜어 되돌리는 재분급존(28)이 형성되어 있다.

재분급존(28)의 외주벽의 상단부 근방에는, 전술한 컴프레서(8)로부터 공급되는 고압 기체를 분출하는 분출 노즐(30)이, 분출 방향이 당해 외주벽의 접선 방향과 대략 동일하게 되도록 하여 배치되어 있다. 이 분출 노즐(30)은, 고압 기체를 분출하여 투입구(26)로부터 투입된 분체를 분산시킴과 함께, 원심 분리실(20) 내로 보조적으로 기체를 공급한다. 또한, 재분급존(28) 내에 존재하는 미분을 원심 분리실(20) 내로 뿜어 되돌린다. 한편, 이 실시형태에서는, 재분급존(28)의 외주벽 상에 복수의 분출 노즐(30)을 배치하고 있지만, 이것은 일례이며, 분출 노즐(30)의 배치 위치나 개수에는 자유도가 있다.

원심 분리실(20)의 상부의 중앙에는, 원심 분리됨으로써 조분과 분리된 미분을 흡입 회수하는 흡입구(32)가 설치되어 있다. 한편, 원심 분리된 조분은, 재분급존(28)으로부터 분급기(4)의 원추 형상부의 경사면을 강하하여, 분급기(4)의 최하부에 설치된 배출구(34)로부터 배출되어 전술한 회수 용기(16) 내에 수용된다.

도 3에 나타낸 것과 같이, 원심 분리실(20)의 외주부에는, 이 원심 분리실(20) 내에 선회 기류를 형성함과 함께, 이 선회 기류의 선회 속도를 조정할 수 있는 가이드 베인(40)이 배치되어 있다. 한편, 이 실시형태에서는, 일례로서, 16장의 가이드 베인(40)을 배치하고 있다. 이 가이드 베인(40)은, 회동축(回動軸)(40a)에 의해 상부 원반상 부재(22)와 하부 원반상 부재(24) 사이에서 회동 가능하게 축지(軸支)됨과 함께, 핀(40b)에 의해, 도시되어 있지 않은 회동판(회동 수단)에 대하여 맞붙들려 있어, 이 회동판을 회동시킴으로써 모든 가이드 베인(40)을 동시에 소정 각도 회동시키도록 구성되어 있다. 이렇게 하여 가이드 베인(40)을 소정 각도 회동시켜 각 가이드 베인(40)의 간격을 조정함으로써, 당해 간격을 도 2에 나타내는 흰색 화살표의 방향으로 통과하는 상압 기체의 유속을 변화시키고, 나아가서는 원심 분리실(20) 내의 선회 기류의 유속을 변화시킬 수 있다. 이렇게 하여 선회 기류의 유속을 변화시킴으로써, 이 실시형태에 따른 분급기(4)의 분급 성능(구체적으로는, 분급점)을 변경할 수 있다. 한편, 전술한 것과 같이, 각 가이드 베인(40)의 간격을 통과하는 상압 기체는 제 2 히터(14)에 의해서 미리 소정의 온도까지 가열된 상압 기체이다.

다음으로, 도 4의 흐름도를 이용하여, 이 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에 대하여 설명한다. 우선, 분급 대상의 분체와 액체 조제의 혼합을 행한다(스텝 S10). 다음으로, 분체와 액체 조제의 혼합물을 건조시킴으로써 액체 조제를 기화시킨다(스텝 S12).

여기서 분급 대상의 분체로서는, 타이타늄산바륨, 니켈 등을 들 수 있다. 액체 조제로서는, 예컨대 에탄올, 다이에틸렌글리콜모노메틸에터 등의 알코올류를 들 수 있다. 혼합 비율로서는, 통상 질량비로 분체 1에 대하여 액체 조제를 0.01 내지 0.15, 바람직하게는 분체 1에 대하여 액체 조제를 0.03 내지 0.1 첨가하여 혼합한다. 이 범위를 만족하지 않는 경우에는, 액체 조제의 효과가 발현되지 않거나, 분체의 유동성이 현저히 저하되거나 하는 문제가 생긴다.

혼합 방법으로서는, 교반자 및 자기 교반기를 사용한 교반, 유성(遊星) 교반기, 2축 교반기, 3본 롤을 이용한 교반 등을 들 수 있다. 본 실시형태에서는, 혼합기(「하이엑스」: 닛신엔지니어링사제)를 이용하고 있다.

건조 방법으로서는, 실온에서의 자연 건조, 항온조를 이용한 건조 등을 들 수 있다. 또한, 건조 조건으로서는, 분체와 액체 조제의 조합, 특히 액체 조제의 인화점에 따라서 적절히 선택할 수 있다.

예컨대, 분체가 타이타늄산바륨이고, 액체 조제가 다이에틸렌글리콜모노메틸에터(인화점 93℃)인 경우에는, 작업 효율의 관점에서, 항온조를 이용하여 건조 온도를 통상 93℃ 내지 200℃, 바람직하게는 120℃ 내지 200℃로 하고, 또한 건조 시간을 통상 2시간 이하, 바람직하게는 30분 내지 2시간으로 한다. 액체 조제가 에탄올(인화점 16℃)인 경우에는, 작업 효율의 관점에서, 항온조를 이용하여 건조 온도를 통상 16℃ 내지 200℃, 바람직하게는 120℃ 내지 200℃로 하고, 또한 건조 시간을 통상 2시간 이하, 바람직하게는 30분 내지 2시간으로 한다.

분급 장치(2)를 가동시키면, 흡입 블로워(12)에 의해서 기체의 흡입이 개시된다(스텝 S14). 원심 분리실(20) 내의 기체는, 원심 분리실(20)의 상부 중앙에 설치된 흡입구(32)로부터 흡입되기 때문에, 원심 분리실(20)의 중앙부의 기압이 상대적으로 낮아진다. 이렇게 하여 원심 분리실(20) 내에 발생된 부압에 의해서, 원심 분리실(20)의 외주를 따라 배치된 각 가이드 베인(40) 사이로부터 상압 기체인 대기가 흡입되어, 원심 분리실(20) 내로 공급된다(스텝 S18). 한편, 원심 분리실(20) 내로 흡입되는 상압 기체는, 제 2 히터(14) 내에 설치된 배관 내를 통과함으로써 소정의 온도까지 미리 가열되어 있다(스텝 S16). 이렇게 하여 상압 기체가 가이드 베인(40) 사이로부터 흡입됨으로써, 가이드 베인(40)의 회동 각도에 따라 정해지는 유속을 갖는 선회 기류가 형성된다. 한편, 이 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에 있어서는, 원심 분리실(20) 내의 선회 기류의 온도가 원하는 온도가 되도록, 흡입되는 상압 기체를 가열하고 있다.

다음으로, 컴프레서(8)를 이용하여 분급기(4)의 원심 분리실(20) 내로 향하여 고압 기체의 공급을 개시한다. 컴프레서(8)로부터 분사된 고압 기체는, 제 1 히터(10)에 의해서 소정의 온도까지 가열된다(스텝 S20). 한편, 제 1 히터(10)는, 제 2 히터(14)와 마찬가지로, 원심 분리실(20) 내의 선회 기류의 온도가 원하는 온도가 되도록, 당해 고압 기체를 가열한다. 소정의 온도까지 가열된 고압 기체는, 원심 분리실(20)의 외주벽에 설치된 복수의 분출 노즐(30)로부터 분출되어, 원심 분리실(20) 내로 공급된다(스텝 S22).

이상과 같이 하여, 가열된 고속 선회 기류가 원심 분리실(20) 내를 정상적으로 선회하는 상태가 형성되면, 피더(6)로부터 정량적으로 송출되는 혼합 분체가 투입구(26)로부터 원심 분리실(20) 내로 투입된다(스텝 S24). 한편, 투입구(26)로부터 투입되는 혼합 분체에는 전술한 스텝 S12에 나타나는 건조 공정에서 기화하지 않은 액체 조제가 포함되어 있다.

도 2에 나타낸 것과 같이, 투입구(26)는, 원심 분리실(20)의 외주부의 위쪽에 설치되어 있기 때문에, 투입구(26)로부터 투입된 혼합 분체는, 원심 분리실(20)의 외주부를 고속으로 선회하는 선회 기류에 충돌하여 급격히 분산된다. 이때, 분체의 미립자 사이에 혼재되어 있는 액체 조제가 급속히 기화함으로써 분체의 분산이 촉진된다. 이렇게 하여 미립자 단위로 분산된 분체는, 원심 분리실(20)을 구성하는 상부 원반상 부재(22)나 하부 원반상 부재(24) 등의 표면에 부착함이 없이 원심 분리실(20) 내를 몇 번이고 선회하여, 분체의 입경에 따라 분급된다(스텝 S26).

원심 분리실(20)에서의 원심 분리 작용의 결과, 원하는 분급점 이하의 입경을 갖는 미분은, 원심 분리실(20)의 중앙부에 집약되어, 상부 원반상 부재(22) 및 하부 원반상 부재(24)의 각각의 중앙부에 설치된 링상의 볼록부의 효과에 의해, 흡입 블로워(12)에 의해서 흡입되는 기체와 함께 흡입구(32)로부터 회수된다(스텝 S28). 한편, 분급점을 초과하는 입경을 갖는 조분은, 원심 분리실(20)에서의 원심 분리 작용에 의해서 원심 분리실(20)의 외주부에 집약된 후에, 재분급존(28)으로부터 분급기(4)의 원추 형상부를 강하하고, 배출구(34)로부터 배출되어 회수 용기(16)에 수용된다.

이상과 같이, 원심 분리실(20) 내를 선회하는 고온의 선회 기류와 액체 조제의 효과에 의해서 효과적으로 분산된 분체는, 원심 분리실(20)을 구성하는 부품 등의 표면에 부착함이 없이 원심 분리실(20) 내를 선회하여, 원하는 분급점 이하의 미분과 나머지의 조분으로 효율 좋게 분급된다. 한편, 분체와 함께 분급기(4)로 공급된 조제는 전부 기화되기 때문에, 회수된 분체에 포함되는 것은 없다.

또한, 이 실시형태에서는, 분급기(4) 내의 선회 기류가 원하는 온도가 되도록 공급되는 기체를 가열하고 있지만, 예컨대 분급기(4) 내의 선회 기류의 온도가, 분체와 혼합된 액체 조제의 인화점 이상이고 200℃ 이하가 되도록 공급되는 기체를 가열함으로써 효율 좋게 분급을 행할 수 있다.

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에 대하여 설명한다. 한편, 이 제 2 실시형태에 따른 분체의 분급 방법의 구성은, 제 1 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에서의 상압 기체 및 고압 기체의 가열 공정을 삭제한 것이다. 따라서, 전술한 분급 장치(2)와 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하며, 다른 부분에 대해서만 상세하게 설명한다. 또한, 전술한 분급 장치(2)의 구성과 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명한다.

도 5는, 제 2 실시형태에 따른 분체의 분급 방법을 설명하는 흐름도이다. 우선, 분급 대상의 분체와 액체 조제의 혼합을 행한다(스텝 S30). 다음으로, 분체와 액체 조제의 혼합물을 건조시킴으로써 액체 조제를 기화시킨다(스텝 S32). 한편, 스텝 S30 및 S32에 나타내는 처리는, 도 4의 흐름도의 스텝 S10 및 S12에 나타내는 처리와 각각 마찬가지이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

분급 장치(2)를 가동시키면, 흡입 블로워(12)에 의해서 기체의 흡입이 개시되고(스텝 S34), 상압 기체인 대기가 원심 분리실(20) 내로 공급된다(스텝 S36). 이렇게 하여 상압 기체가 가이드 베인(40) 사이로부터 흡입됨으로써, 가이드 베인(40)의 회동 각도에 따라 정해지는 유속을 갖는 선회 기류가 형성된다. 다음으로, 컴프레서(8)를 이용하여 분급기(4)의 원심 분리실(20) 내로 향하여 고압 기체의 공급을 개시한다(스텝 S38). 여기서, 고압 기체는, 원심 분리실(20)의 외주벽에 설치된 복수의 분출 노즐(30)로부터 분출되어, 원심 분리실(20) 내로 공급된다. 한편, 본 실시형태에서는, 상압 기체 및 고압 기체의 가열은 행하지 않는다.

이상과 같이 하여, 고속 선회 기류가 원심 분리실(20) 내를 정상적으로 선회하는 상태가 형성되면, 피더(6)로부터 정량적으로 송출되는 혼합 분체가 투입구(26)로부터 원심 분리실(20) 내로 투입된다(스텝 S40). 투입된 혼합 분체는, 분체의 입경에 따라 분급되고(스텝 S42), 흡입 블로워(12)에 의해서 흡입되는 기체와 함께 흡입구(32)로부터 회수된다(스텝 S44). 또한, 분급점을 초과하는 입경을 갖는 조분은, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 배출구(34)로부터 배출되어 회수 용기(16)에 수용된다.

한편, 스텝 S34, S36, S38, S40, S42 및 S44에 나타내는 처리는, 도 4의 흐름도의 스텝 S14, S18, S22, S24, S26 및 S28에 나타내는 처리와 각각 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략한다.

전술한 각 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에 의하면, 분급 대상인 분체를 액체 조제와 혼합하고, 건조시킨 후에, 분급기 내의 원심 분리실로 투입함과 함께, 당해 원심 분리실 내로 흡입되는 기체에 의해서 고속 선회 기류가 형성되기 때문에, 분체와 액체 조제가 균일하게 분산되어, 입경이 1㎛ 이하인 분체의 분급을 효율 좋게 행할 수 있다.

실시예

다음으로, 본 실시형태에 따른 분체의 분급 방법에 대하여, 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명을 행한다.

(실시예 1)

분급 대상의 분체로서, 타이타늄산바륨(중위 직경 0.683㎛, 최대 입자 직경 7.778㎛)의 미분말을 이용했다. 액체 조제로서 다이에틸렌글리콜모노메틸에터를 이용했다. 혼합 공정에서는, 혼합기(「하이엑스」: 닛신엔지니어링사제)를 이용하여, 타이타늄산바륨의 미분말에 다이에틸렌글리콜모노메틸에터를 첨가하여 혼합했다. 다이에틸렌글리콜모노메틸에터의 첨가량은, 질량비로 타이타늄산바륨 1에 대하여 0.05로 했다.

건조 공정에서는, 타이타늄산바륨과 다이에틸렌글리콜모노메틸에터의 혼합물을 항온조 내에 130℃에서 2시간 정치 건조시켰다. 건조시킨 혼합물을 분급기로 투입했다.

분급기로서는, 단열 장비를 실시한 분급기를 이용하여, 흡입 블로워로 흡인하는 기체량을 2m ³ /분, 컴프레서가 생성되는 고압 기체의 압력을 0.6MPa로 하여 분급을 행했다. 한편, 분급기로의 분체의 투입량은 1kg/시간으로 설정하고, 상압 기체 및 고압 기체의 가열을 행하여 분급기 내의 온도는 100℃로 설정했다. 한편, 분급기 내의 온도는, 분급 장치의 흡입 블로워에 의해서 분급기 내의 흡입구로부터 흡입된 직후의 기체의 온도를 측정함으로써 구하였다.

(실시예 2)

상압 기체 및 고압 기체의 가열을 행하지 않고 분급기 내의 온도를 18℃로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조건에 의해 분급을 행했다.

(비교예 1)

건조 공정에서의 건조를 행하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조건에 의해 분급을 행했다.

(비교예 2)

액체 조제의 첨가·혼합을 행하지 않고서 타이타늄산바륨(중위 직경 0.683㎛, 최대 입자 직경 7.778㎛)의 미분말을 분급기로 투입했다. 분급기에서의 분급의 조건으로서, 상압 기체 및 고압 기체의 가열을 행하지 않고 분급기 내의 온도를 16℃로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조건으로 했다.

(평가 방법)

실시예 및 비교예에서의 타이타늄산바륨의 투입량(건조 분말 기준), 제품(미분) 회수량을 측정하여, 제품 수율을 구했다. 또한, 회수된 미분의 제품 입도(중위 직경 및 최대 입자 직경)를 측정했다. 한편, 입자 직경의 측정은, 입자 직경 측정 장치(「마이크로트랙 MT-3300EX」: 니키소사제)를 이용하여 행했다. 이들의 측정 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타낸 것과 같이, 타이타늄산바륨과 다이에틸렌글리콜모노메틸에터를 혼합한 후에 건조시키고, 또한 분급 시에 가열을 행한 경우(실시예 1)에는, 분급 전의 건조를 행하지 않는 경우(비교예 1)에 비하여 제품 회수율이 동등 이상으로 된다는 것을 알 수 있었다.

또한, 타이타늄산바륨과 다이에틸렌글리콜모노메틸에터를 혼합한 후에 건조시키고, 또한 분급 시에 가열을 행하지 않은 경우(실시예 2)에는, 액체 조제를 가하지 않고 분급 전의 건조를 행하지 않는 경우(비교예 2)에 비하여 제품 회수율이 높아진다는 것을 알 수 있었다.

따라서, 건조를 행함으로써 타이타늄산바륨의 제품 회수율을 올릴 수 있었다.

한편, 전술한 실시예 1 및 2의 어느 경우에서도, 원심 분리를 30분간 계속했지만, 폐색에 의해서 운전이 정지되는 경우는 없었다. 또한, 어느 실험 결과에서도, 회수된 미분의 입도 분포는 동등하며, 액체 조제를 첨가하여도, 분급 성능 자체에 전혀 영향을 미치지 않는다는 것이 확인되었다.

2… 분급 장치, 4… 분급기, 6… 피더, 8… 컴프레서, 10… 제 1 히터, 12… 흡입 블로워, 14… 제 2 히터, 20… 원심 분리실, 22… 상부 원반상 부재, 24… 하부 원반상 부재, 26… 투입구, 30… 분출 노즐, 32… 흡입구, 40… 가이드 베인.