分級装置及び分級方法
【課題】 本発明は、溶媒中に分散された粒子を精度良く分級することができる分級装置を提供する。
【解決手段】 本発明の分級装置Ａは、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽１と、上記分散溶液を分級する筒状篩体21が配設されてなる分級槽２と、上記分散溶液貯留槽２内と上記筒状篩体21の供給口21a とを接続して分散溶液を筒状篩体21内に供給する供給管８と、上記分散溶液貯留槽２と上記筒状篩体21の排出口21b とを接続して上記筒状篩体21内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽１内に排出する排出管９とからなることを特徴とする。
【解決手段】 本発明の分級装置Ａは、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽１と、上記分散溶液を分級する筒状篩体21が配設されてなる分級槽２と、上記分散溶液貯留槽２内と上記筒状篩体21の供給口21a とを接続して分散溶液を筒状篩体21内に供給する供給管８と、上記分散溶液貯留槽２と上記筒状篩体21の排出口21b とを接続して上記筒状篩体21内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽１内に排出する排出管９とからなることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒中に分散した粒子を分級するための分級装置及び分級方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、合成樹脂粒子などの有機系粒子や、シリカ粒子などの無機系粒子が、各種分野において広く用いられており、使用目的や使用用途によって求められる粒子径や粒度分布が異なっている。
【０００３】
特に、液晶表示装置に用いられる拡散板や拡散フィルムに用いられる光拡散剤、塗料などの艶消し剤として用いられる粒子や、静電トナー用粒子などでは、その平均粒子径や粒度分布がそれらの性能を大きく左右することから、粒子の平均粒子径や粒度分布を制御することが求められている。
【０００４】
粒子の平均粒子径や粒度分布を制御する装置としては、サイクロン式、沈降式、篩式の分級装置が用いられているが、乾式方法による篩式の分級装置は、粒子の分級効率や取扱性の点において優れていることから最も広く採用されている。
【０００５】
しかしながら、乾式方法による篩式の分級装置では、粒子の帯電が原因となって篩に粒子が付着し、或いは、粒子同士が静電気によって凝集してしまい、小さい粒子径の粒子を分級することが難しく、所望の粒度分布を有する粒子を得ることができないといった問題点を有していた。
【０００６】
そこで、特許文献１には、液体に浸漬した網面よりなる篩を液体の水面よりも上方位置にまで変位せしめることにより、篩の網面の下方に網面での表面張力を介して液柱を形成し、次いで、液柱の頂面に被分級粒子と混合した液体を供給することにより、大径の粒子は網面上に、小径の粒子は液体と共に下方に分級する湿式篩による分級方法が提案されている。
【０００７】
ところが、上記分級方法では、分級処理される粒子を混合した液体を篩でふるい、小径粒子は篩の下方に排出される一方、大径粒子は篩面上に堆積されることから、粒子の分級を進めていくにつれて篩上には大径粒子が多量に堆積した状態となり、大径粒子の重量によって篩が破れてしまう虞れがあった。更に、分級が進むにつれて篩上には大径粒子が堆積してくるために、分級作業中に篩上に堆積した大径粒子を集めて除去する必要があり、面倒な作業を要するといった問題点も有していた。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２９６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、溶媒中に分散された粒子を精度良く分級することができる分級装置及び分級方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の分級装置は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽と、上記分散溶液中の粒子を分級する筒状篩体が配設されてなる分級槽と、上記分散溶液貯留槽内と上記筒状篩体の供給口とを接続して分散溶液を筒状篩体内に供給する供給管と、上記分散溶液貯留槽と上記筒状篩体の排出口とを接続して上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に排出する排出管とからなることを特徴とする。
【００１１】
又、本発明の分級方法は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を分級槽内に配設された筒状篩体内にその供給口を通じて供給し、この筒状篩体で粒子を分級して分級槽中に排出すると共に、上記筒状篩体内を通過した分散溶液を上記筒状篩体の排出口を通じて分級槽外に排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の分級装置は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽と、上記分散溶液中の粒子を分級する筒状篩体が配設されてなる分級槽と、上記分散溶液貯留槽内と上記筒状篩体の供給口とを接続して分散溶液を筒状篩体内に供給する供給管と、上記分散溶液貯留槽と上記筒状篩体の排出口とを接続して上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に排出する排出管とからなることを特徴とするので、分散溶液中の粒子を筒状篩体内に通過させることによって連続的に分級し、筒状篩体を通過した粒子を分級槽内に分離、貯留すると共に、筒状篩体で分級されずに筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に連続的に戻して、分散溶液中の粒子を筒状篩体のふるい目の目開きを境界として、目開き以下の粒子径を有する粒子と、目開きを超える粒子径を有する粒子とに連続的に分級して自動的に分離することができる。
【００１３】
従って、本発明の分級装置によれば、目開き以下の粒子径を有する粒子と、目開きを超える粒子径を有する粒子の何れの粒子であっても簡単に且つ確実に分級し得ることができる。
【００１４】
そして、筒状篩体のふるい目を通過しなかった粒子は、筒状篩体内に滞留、堆積することなく、筒状篩体内を通過して分散溶液貯留槽内に戻されるので、筒状篩体がこれを通過しなかった粒子の重量によって破れるようなことはない。
【００１５】
又、上記分級装置において、筒状篩体に向かって流体を噴出する流体噴出装置が配設されている場合には、筒状篩体の内面に圧着して筒状篩体のふるい目の目詰まりを生じさせている粒子を流体噴出装置から噴出される流体によって筒状篩体の外方から内方に向かって押圧して筒状篩体の内面から離脱させて筒状篩体の目詰まりを解消することができ、筒状篩体による分散溶液の分級を常に円滑に行うことができる。
【００１６】
更に、上記分級装置において、流体噴出装置は、筒状篩体に沿って移動可能に構成されている場合には、筒状篩体の同一個所に常に流体を噴出させるのではなく、筒状篩体にその長さ方向に順次、所定時間間隔毎に流体を噴出させており、筒状篩体の内側から外側に向いた分散溶液の分級方向の流れをできるだけ阻害することなく、筒状篩体の目詰まりを順次、解消することができ、筒状篩体による粒子の分級を円滑に且つ確実に行うことができる。
【００１７】
又、上記分級装置において、流体噴出装置は、筒状篩体を取り囲むようにして配設された筒状の流体噴出部を有しており、この流体噴出部における筒状篩体に対向する面に流体を噴出させるための流体噴出口が形成されている場合には、筒状篩体に生じた目詰まりをその全周に亘って確実に解消することができ、筒状篩体による分散溶液中の粒子の分級を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の分級装置の一例を図面を参照しつつ説明する。図１に示したように、分級装置Ａの分散溶液貯留槽１は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留可能に形成されている。
【００１９】
そして、上記分散溶液貯留槽１には、分散溶液を攪拌して分散溶液中の粒子を溶媒中に均一に分散させておくための攪拌翼11が配設されていると共に、分散溶液貯留槽１内に溶媒を供給するための溶媒供給管12が分散溶液貯留槽１内に臨ませた状態に配設されている。
【００２０】
又、図１乃至図３に示したように、分級槽２内には、一定長さを有する筒状篩体21がその長さ方向を水平方向に向けて分級槽２の内底面から所定高さだけ高い位置に配設されている。具体的には、筒状篩体21は、一定幅を有する帯状篩網をその幅方向に折り返して両端部同士を一体化させて筒状に形成されてなり、全面的に微細なふるい目が無数に形成されてなる。そして、筒状篩体21における長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）が５〜５０となるように調整することが好ましい。又、筒状篩体21のふるい目の目開きは、分級する粒子の粒子径によって適宜調整されるが、１〜１００μｍが好ましい。なお、筒状篩体21は、特に限定されないが、ナイロン、ポリエステル、スレンレスなどから形成されている。
【００２１】
そして、上記筒状篩体21の両端開口部には円環状の取付部材22a 、22b が一体的に固着されており、この取付部材22a 、22b によって筒状篩体21の両端開口部は常時、円形状に開放された状態を保持しており、筒状篩体21の一端開口部を分散溶液の供給口21a に、他端開口部を分散溶液の排出口21b に形成している。
【００２２】
一方、分級槽２の内底面上には一対の側面縦長長方形状支持部材３、３が筒状篩体21の長さ方向に該筒状篩体21の長さよりも若干短い間隔を存して上方に向かって立設、固定されており、これら支持部材３、３に一対の取付部材22a 、22b を貫通、支持させることによって、筒状篩体21が、分級槽２内にその長さ方向を水平方向に指向させた状態にて分級槽２の内底面から所定高さ位置に配設されている。
【００２３】
そして、上記支持部材３、３の上端間には支持桟31が水平方向に架設されており、この支持桟31にその長さ方向に変位可能に流体噴出装置４が支持されている。この流体噴出装置４は、上記支持桟31にこの長さ方向に変位可能に配設された駆動部材５と、この駆動部材５から垂直下方に向かって突出した状態に一体的に設けられた一対の支持杆６、６と、この支持杆６、６の下端に一体的に設けられた短尺の円筒状の流体噴出部７とからなる。なお、駆動部材５は、分級槽２内に貯留される分散溶液に浸漬しない高さ位置に配設されている。
【００２４】
駆動部材５は、筐体51内に駆動モータＭが配設され、この駆動モータＭの駆動軸にピニオン52が一体的に設けられており、このピニオン52を筐体51の底部に貫設した貫通孔53を通じて、上記支持桟31の上面にその長さ方向に配設したラック31a に噛合させている。そして、駆動モータＭを駆動させることによって、駆動部材５を支持桟31の長さ方向に往復動するように構成している。なお、筐体51の外底面には一対のローラ54、54が配設されており、このローラ54、54を、支持桟31の上面に一体的に設けられ且つ筒状篩体21の長さ方向に延びるレール部材31b 、31b 内に回動自在に配設している。
【００２５】
更に、筐体51の外底面における筒状篩体21の長さ方向に直交する方向の両端部には下方に向かってＬ字状の接続部材55、55が一体的に突設されており、この接続部材55、55の水平部55a 、55a を支持桟31の下方に位置させ、この水平部55a 、55a の長さ方向の中央部に一定長さを有する支持杆６、６の上端部を固着一体化させることによって、駆動部材５に支持杆６、６が垂直下方に向かって突出した状態に一体的に設けられている。
【００２６】
又、支持杆６、６の下端部には短尺の円筒状の流体噴出部７がその直径線上における対向する外周面に水平方向に突設された突片70、70を支持杆６、６の下端部に固着させることによって一体的に設けられている。
【００２７】
具体的には、流体噴出部７は、その中央部に形成された貫通孔71に筒状篩体21を挿通させた状態に配設されており、駆動部材５を支持桟31の長さ方向に往復動させることによって、流体噴出部７が筒状篩体21を取り囲んだ状態を維持しながら筒状篩体21の長さ方向に沿って筒状篩体21に接触することなく筒状篩体21の全長に亘って往復動するように構成されている。
【００２８】
図３及び図４に示したように、流体噴出部７内には、その内部に円環状の流路72が形成されていると共に、流体噴出部７の内周面には、その表面に開口し且つ上記流路72に連通する円環状のスリット部を全周に亘って形成し、このスリット部を流体噴出口73としている。
【００２９】
そして、流体噴出部７には、一端部が分級槽２外の流体供給源（図示せず）に接続された流体供給管74の他端部が流路72に連通させた状態で接続されており、流体供給管74を通じて供給された流体を流体噴出口73から筒状篩体21の外周部に向かって円環状に噴出、衝突させて、筒状篩体21のふるい目に詰まった粒子を筒状篩体21内に押圧して筒状篩体21のふるい目の目詰まりを解消するように構成されている。なお、流体供給管74を通じて供給される流体としては、特に限定されず、分散液貯留槽内に貯留される分散溶液の溶媒と同一の溶媒の他に、空気であってもよい。
【００３０】
なお、一対の支持部材３、３間には、筒状篩体21の長さ方向に直交する方向の両端部のそれぞれにおいて、上下方向に所定間隔を存して一対の誘導桟32a 、32b 、33a 、33b が架設されており、誘導桟32a 、33a を支持杆６、６の上部に一体的に設けた筒部61、61内に、誘導桟32b 、33b を突片70、70内に往復動自在に挿通させており、流体噴出部７が筒状篩体21の長さ方向に安定的に往復動自在に構成されている。
【００３１】
又、分級槽２内には、この分級槽２内に貯留された分散溶液中の粒子が沈殿しないように攪拌翼22が配設されていると共に、分散槽２内の分散溶液を排出するための取出口23が形成されている。
【００３２】
そして、筒状篩体21の供給口21a には取付部材22a を介して供給管８の一端部が接続されていると共に、供給管８の他端部を分散溶液貯留槽１内に臨ませた状態としており、分散溶液貯留槽１内に貯留した分散溶液を供給管８に介在させたポンプＰによって筒状篩体21内にその供給口21a を通じて圧入可能に構成されている。
【００３３】
更に、筒状篩体21の排出口21b には取付部材22b を介して排出管９の一端部が接続されていると共に、排出管９の他端部を分散溶液貯留槽１内に臨ませた状態としており、筒状篩体21を通過した分散溶液が排出管９を通じて分散溶液貯留槽１内に戻されるように構成されている。
【００３４】
次に、上記分級装置を用いて分散溶液中の粒子を分級する要領について説明する。先ず、分散溶液貯留槽１内に、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液S1を所定量だけ供給し、攪拌翼11を回転させて分散溶液S1中の粒子が沈殿しないようにして、常に粒子が溶媒中に均一に分散した状態に維持する。なお、分散溶液S1中における粒子の含有量は、５〜４０重量％に調整することが分級効率の点で好ましい。
【００３５】
上記粒子としては、合成樹脂粒子や、シリカ微粒子、アルミナ微粒子などの無機粒子などが挙げられる。又、上記溶媒としては、特に限定されず、例えば、水、メタノールなどのアルコール類、酢酸エチル、アセトン、トルエンなどが挙げられる。
【００３６】
そして、例えば、合成樹脂粒子を水系溶媒中に分散した分散溶液は、単量体を水系溶媒中にて懸濁重合することによって得ることができる。この際に使用できる単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸エステル系単量体、スチレン、α−メチルスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどのスチレン系単量体、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどが挙げられる。なお、これら単量体を二種以上使用して共重合樹脂粒子としてもよい。更に、架橋剤を用いて合成樹脂粒子を架橋させてもよい。
【００３７】
又、上記した方法で懸濁重合して得られた、合成樹脂粒子を水系溶媒中に分散してなる分散溶液をそのまま本願の分散溶液として用いて合成樹脂粒子を分級することもできるが、懸濁重合して得られた分散溶液から合成樹脂粒子を一旦、固液分離し、洗浄した後、再度、合成樹脂粒子を溶媒中に再分散させたものを分散溶液として用いてもよい。
【００３８】
一方、分級槽２内に、分散溶液に用いられている溶媒と同一組成を有する溶媒を筒状篩体21が完全に浸漬した状態となるように供給する。次に、ポンプＰを作動させて分散溶液貯留槽１内の分散溶液S1を供給管８を通じて供給口21a から筒状篩体21内に圧入する。この際、筒状篩体21内に供給する分散溶液の供給速度は、０．５〜１０リットル／分が好ましい。
【００３９】
すると、分散溶液S1中の粒子のうち、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子の一部は、ポンプＰによる圧力によって、筒状篩体21のふるい目を通じて分級されて筒状篩体21外に排出され、これ以外の残余の粒子は溶媒中に分散した状態でそのまま筒状篩体21内を通過し、筒状篩体21の排出口21b から排出されて排出管９を通じて分級溶液貯留槽１内に戻される。
【００４０】
このように、筒状篩体21によって分級されなかった粒子は、溶媒中に分散した状態のまま筒状篩体21内を通過して筒状篩体21内に残留することなく速やかに分散溶液貯留槽１内に戻され、筒状篩体21内に粒子が滞留することに起因した筒状篩体の破れを生じることはない。
【００４１】
そして、筒状篩体21は、分級槽２内に貯留された分散溶媒中に完全に浸漬された状態となっており、筒状篩体21内を通過する分散溶液の重量は筒状篩体21に加わることはなく、筒状篩体21内を通過する分散溶液の自重によって筒状篩体21に破れが生じるといったこともない。
【００４２】
この時、筒状篩体21内に圧入された分散溶液S1中の粒子の一部が筒状篩体21のふるい目を通じて分級されて筒状篩体21外に排出されると同時に、分散溶液S1中における筒状篩体21のふるい目の目開きよりも大きな粒子径の粒子もポンプＰによる流体圧によって筒状篩体21の内周面に押し付けられ、これが原因となって筒状篩体21に目詰まりを生じる。
【００４３】
そこで、上記分級装置Ａでは、筒状篩体21による分散溶液S1中の粒子の分級と同時に、流体供給管74を通じて分散溶液を構成している溶媒と同一組成を有する溶媒を流体噴出部７の円環状の流路72内に圧入して流体噴出口73から円環状に筒状篩体21に向かって噴射して筒状篩体21の全周に外方から溶媒を衝突させていると共に、筒状篩体21の全長に亘って隈なく溶媒が衝突するように、流体噴出装置４の駆動部材５の駆動モータＭを作動させて、流体噴出部７を筒状篩体21の供給口21a と排出口21b との間の全長において同一速さにて往復動させている。なお、流体噴出部７から溶媒の代わりに空気を噴出させてもよい。
【００４４】
このように、流体噴出部７の流体噴出口73から噴出された溶媒を筒状篩体21に外方から衝突させることによって、筒状篩体21のふるい目の目詰まりを生じさせている筒状篩体21の内周面に圧着した状態の粒子を外方から内方に向かって押圧して筒状篩体21の内周面から離脱させ、筒状篩体21に生じたふるい目の目詰まりを解消し、筒状篩体21の分級効率が低下するのを防止している。
【００４５】
しかも、流体噴出部７は、筒状篩体21の長さ方向に沿って常時、往復動しているので、筒状篩体21の同一部分に常時、流体噴出部７から噴出された流体が衝突しておらず、筒状篩体21にはその長さ方向に順次、流体噴出部７から噴出された流体が所定時間間隔毎に衝突しており、粒子の分級に伴う筒状篩体21の内側から外側に向かう分散溶液の流れを阻害することなく、筒状篩体21のふるい目の目詰まりを解消しながら、筒状篩体21による分散溶液中の粒子の分級を円滑に行うことができる。
【００４６】
そして、分散溶液貯留槽１内に戻された分散溶液は、これより前に筒状篩体21で分級処理が施された後に分散溶液貯留槽１内に戻された分散溶液や、分散溶液貯留槽１内に当初、供給された分散溶液と、攪拌翼11によって混合された上で、再度、ポンプＰによって供給管８を通じて供給口21a から筒状篩体21内に圧入され、筒状篩体21内を通過しながら、分散溶液中の粒子の一部を筒状篩体21によって分級して筒状篩体21外に排出する。
【００４７】
なお、分散溶液の分級操作を進めていくうちに、分級槽２内の分散溶液S2の量が増加するが、このような場合は適宜、分散槽２の取出口23を通じて分級槽２外から取り出せばよく、同様に、分散溶液貯留槽１内の分散溶液S1中の溶媒量が少なくなり、分散溶液S1の粘度が高くなることがあるが、このような場合は、溶媒供給管12を通じて溶媒を適宜、供給すればよい。
【００４８】
上述の要領を連続的に繰り返すうちに、分級槽２内には、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子のみが分離され、攪拌翼22により攪拌されて溶媒中に均一に分散した状態となっている一方、筒状篩体21で分級処理された上で分散溶液貯留槽１内に戻される分散溶液中に含まれる粒子は、筒状篩体21のふるい目の目開きよりも大きな粒子径を有する粒子が殆どを占めるようになり、ある時点を超えると、それ以上、分級作業を続けてもそれほど分級効率は上がらないので、予め定めた時間、或いは、分散溶液貯留層１内に戻された分散溶液中に含有される粒子中における筒状篩体のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子の割合が所定割合以下となった時点をもって分級装置Ａによる分散溶液の分級操作を終了する。
【００４９】
このように、上記分級装置Ａによれば、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子と、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子を極僅かながら含有するものの、殆どが筒状篩体21のふるい目の目開きを超える粒子径を有する粒子とに自動的に且つ確実に分離させることができる。
【００５０】
なお、上記分級装置では、筒状篩体21をその長さ方向が水平方向に指向した状態に配設した場合を説明したが、筒状篩体21をその長さ方向が垂直に指向した状態に配設してもよい。
【実施例】
【００５１】
（粒子径）
粒子の平均粒子径及び粒度分布は、ベックマンコールター社から商品名「マルチサイザーII」で市販されている測定装置を用い、Coulter Electronics Limited発行のReference MANUAL FOR THE COULTER MULTISIZER(1987)に準拠して測定した。
【００５２】
（実施例１）
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０２重量％及びピロリン酸マグネシウム２．５重量％を分散させてなる水２６００重量部中に、メタクリル酸メチル１３００重量部及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル１０．４重量部を供給してホモジナイザー（キネマチカ社製 商品名「ポリトロン」）を用いて４０００ｒｐｍの回転速度にて５分間に亘って攪拌して、メタクリル酸メチルを水中に均一に分散させて懸濁液を作製した。
【００５３】
そして、上記懸濁液をオートクレーブ中に供給してオートクレーブ内を窒素置換した後、懸濁液を３００ｒｐｍの攪拌速度にて攪拌しながら６０℃にて３時間に亘って懸濁重合を行い、更に、オートクレーブ内を１００℃に昇温した上で１時間に亘って１００℃に保持して懸濁重合を終了した。
【００５４】
次に、オートクレーブ内を室温まで冷却した後、懸濁重合液中に２０重量％の塩酸１００重量部を添加してピロリン酸マグネシウムを溶解させた上で、懸濁重合液について固液分離及び水洗浄を繰り返し、更に、固液分離を行った後、６０℃で２４時間に亘って乾燥してポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「原料粒子」の欄に記載した。なお、ポリメタクリル酸メチル粒子は、その平均粒子径が１１．５μｍで且つ粒子径の標準偏差が４．４１μｍ）であった。
【００５５】
図１〜４に示した分級装置を用いて上記ポリメタクリル酸メチル粒子を分級した。円筒状篩体21としては、目開きが２０μｍである一定幅を有するナイロン製の篩網をその幅方向に折り返して両端部同士を熱融着一体化して円筒状に形成したものを用いた。円筒状篩体21は、その内径が２０ｍｍで且つ長さが２００ｍｍで、単位面積当たりの開口率は１４％で、ふるい目の総面積は１７．６ｃｍ2 であった。
【００５６】
上記ポリメタクリル酸メチル粒子３００ｇを水１５００ミリリットルに分散させてなる分散溶液を分散溶液貯留槽１内に供給し、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子が沈降するのを防止するために攪拌翼11を用いて分散溶液を攪拌し続けた。なお、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子の分級を行っている間、分散溶液貯留槽１内の分散溶液量が１２００〜２０００ミリリットルとなるように溶媒供給管12から水を適宜、分散溶液貯留槽１内に供給した。
【００５７】
そして、分級槽２内に水を筒状篩体21が完全に浸漬した状態となるように供給した上で、ポンプＰを作動させて分散溶液貯留槽１内の分散溶液S1を供給速度２リットル／分の流量でもって供給管８を通じて供給口21a から筒状篩体21内に圧入し、筒状篩体21によって分散溶液中の粉体を分級して筒状篩体21のふるい目から筒状篩体21外に排出して分級槽２内に貯留させる一方、これ以外の残余の粒子は水中に分散した状態のまま筒状篩体21内を通過し、筒状篩体21の排出口21b から排出されて排出管９を通じて分級溶液貯留槽１内に戻した。なお、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子の分級を行っている間、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子が沈降するのを防止するために、分級槽２の攪拌翼22を用いて分散溶液を攪拌し続けた。
【００５８】
これと同時に、流体供給管74を通じて水を流体噴出部７の円環状の流路72内に圧入して流体噴出口73から水を円環状に筒状篩体21に向かって噴射して筒状篩体21の全周に外方から水を衝突させると共に、流体噴出装置４の駆動部材５の駆動モータＭを作動させて、流体噴出部７を筒状篩体21の供給口21a と排出口21b との間の全長において同一速度にて往復動させた。
【００５９】
上述の要領を３０分間に亘って行って分散溶液中に分散されていたポリメタクリル酸メチル粒子を分級した。分級槽２内の分散溶液を取出口23から取り出して固液分離を行ってポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「分級槽」の欄に記載した。
【００６０】
同様に、分散溶液貯留槽１内の分散溶液を取り出して固液分離を行ってポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「分散溶液貯留槽」の欄に記載した。なお、分散溶液貯留槽１内のポリメタクリル酸メチル粒子は、その平均粒子径が２１．８７μｍで且つ粒子径の標準偏差が１．６７μｍであった。
【００６１】
（実施例２）
実施例１で筒状篩体21のふるい目を通過して分級槽２内に貯留されたポリメタクリル酸メチル粒子を用いたこと、円筒状篩体21として、目開きが１０μｍである一定幅を有するナイロン製の篩網をその幅方向に折り返して両端部同士を熱融着一体化して円筒状に形成したものを用いたこと、分級を３０分の代わりに４０分間亘って行ったこと以外は実施例１と同様にして分散溶液中に分散されていたポリメタクリル酸メチル粒子を分級した。なお、円筒状篩体21は、その内径が２０ｍｍで且つ長さが２００ｍｍで、単位面積当たりの開口率は０．０６％で、ふるい目の総面積は７．５ｃｍ2 であった。
【００６２】
分散溶液貯留槽１内の分散溶液を取り出して固液分離を行ってポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「分散溶液貯留槽」の欄に記載した。なお、分散溶液貯留槽１内のポリメタクリル酸メチル粒子は、その平均粒子径が１３．６μｍで且つ粒子径の標準偏差が２．６３μｍであった。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の分級装置を示した模式断面図である。
【図２】筒状篩体及び流体噴出装置を示した斜視図である。
【図３】筒状篩体及び流体噴出装置を示した縦断面図である。
【図４】筒状篩体部分を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 分散溶液貯留層
11 攪拌翼
12 溶媒供給管
２ 分散槽
21 筒状篩体
21a 供給口
21b 排出口
22 攪拌翼
22a 取付部材
22b 取付部材
23 取出口
３ 支持部材
４ 流体噴出装置
５ 駆動部材
６ 支持杆
７ 流体噴出部
73 流体噴出口
８ 供給管
９ 排出管
Ａ 分級装置
Ｍ 駆動モータ
Ｐ ポンプ
S1 分散溶液
S2 分散溶液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒中に分散した粒子を分級するための分級装置及び分級方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、合成樹脂粒子などの有機系粒子や、シリカ粒子などの無機系粒子が、各種分野において広く用いられており、使用目的や使用用途によって求められる粒子径や粒度分布が異なっている。
【０００３】
特に、液晶表示装置に用いられる拡散板や拡散フィルムに用いられる光拡散剤、塗料などの艶消し剤として用いられる粒子や、静電トナー用粒子などでは、その平均粒子径や粒度分布がそれらの性能を大きく左右することから、粒子の平均粒子径や粒度分布を制御することが求められている。
【０００４】
粒子の平均粒子径や粒度分布を制御する装置としては、サイクロン式、沈降式、篩式の分級装置が用いられているが、乾式方法による篩式の分級装置は、粒子の分級効率や取扱性の点において優れていることから最も広く採用されている。
【０００５】
しかしながら、乾式方法による篩式の分級装置では、粒子の帯電が原因となって篩に粒子が付着し、或いは、粒子同士が静電気によって凝集してしまい、小さい粒子径の粒子を分級することが難しく、所望の粒度分布を有する粒子を得ることができないといった問題点を有していた。
【０００６】
そこで、特許文献１には、液体に浸漬した網面よりなる篩を液体の水面よりも上方位置にまで変位せしめることにより、篩の網面の下方に網面での表面張力を介して液柱を形成し、次いで、液柱の頂面に被分級粒子と混合した液体を供給することにより、大径の粒子は網面上に、小径の粒子は液体と共に下方に分級する湿式篩による分級方法が提案されている。
【０００７】
ところが、上記分級方法では、分級処理される粒子を混合した液体を篩でふるい、小径粒子は篩の下方に排出される一方、大径粒子は篩面上に堆積されることから、粒子の分級を進めていくにつれて篩上には大径粒子が多量に堆積した状態となり、大径粒子の重量によって篩が破れてしまう虞れがあった。更に、分級が進むにつれて篩上には大径粒子が堆積してくるために、分級作業中に篩上に堆積した大径粒子を集めて除去する必要があり、面倒な作業を要するといった問題点も有していた。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２９６１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、溶媒中に分散された粒子を精度良く分級することができる分級装置及び分級方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の分級装置は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽と、上記分散溶液中の粒子を分級する筒状篩体が配設されてなる分級槽と、上記分散溶液貯留槽内と上記筒状篩体の供給口とを接続して分散溶液を筒状篩体内に供給する供給管と、上記分散溶液貯留槽と上記筒状篩体の排出口とを接続して上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に排出する排出管とからなることを特徴とする。
【００１１】
又、本発明の分級方法は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を分級槽内に配設された筒状篩体内にその供給口を通じて供給し、この筒状篩体で粒子を分級して分級槽中に排出すると共に、上記筒状篩体内を通過した分散溶液を上記筒状篩体の排出口を通じて分級槽外に排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の分級装置は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽と、上記分散溶液中の粒子を分級する筒状篩体が配設されてなる分級槽と、上記分散溶液貯留槽内と上記筒状篩体の供給口とを接続して分散溶液を筒状篩体内に供給する供給管と、上記分散溶液貯留槽と上記筒状篩体の排出口とを接続して上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に排出する排出管とからなることを特徴とするので、分散溶液中の粒子を筒状篩体内に通過させることによって連続的に分級し、筒状篩体を通過した粒子を分級槽内に分離、貯留すると共に、筒状篩体で分級されずに筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に連続的に戻して、分散溶液中の粒子を筒状篩体のふるい目の目開きを境界として、目開き以下の粒子径を有する粒子と、目開きを超える粒子径を有する粒子とに連続的に分級して自動的に分離することができる。
【００１３】
従って、本発明の分級装置によれば、目開き以下の粒子径を有する粒子と、目開きを超える粒子径を有する粒子の何れの粒子であっても簡単に且つ確実に分級し得ることができる。
【００１４】
そして、筒状篩体のふるい目を通過しなかった粒子は、筒状篩体内に滞留、堆積することなく、筒状篩体内を通過して分散溶液貯留槽内に戻されるので、筒状篩体がこれを通過しなかった粒子の重量によって破れるようなことはない。
【００１５】
又、上記分級装置において、筒状篩体に向かって流体を噴出する流体噴出装置が配設されている場合には、筒状篩体の内面に圧着して筒状篩体のふるい目の目詰まりを生じさせている粒子を流体噴出装置から噴出される流体によって筒状篩体の外方から内方に向かって押圧して筒状篩体の内面から離脱させて筒状篩体の目詰まりを解消することができ、筒状篩体による分散溶液の分級を常に円滑に行うことができる。
【００１６】
更に、上記分級装置において、流体噴出装置は、筒状篩体に沿って移動可能に構成されている場合には、筒状篩体の同一個所に常に流体を噴出させるのではなく、筒状篩体にその長さ方向に順次、所定時間間隔毎に流体を噴出させており、筒状篩体の内側から外側に向いた分散溶液の分級方向の流れをできるだけ阻害することなく、筒状篩体の目詰まりを順次、解消することができ、筒状篩体による粒子の分級を円滑に且つ確実に行うことができる。
【００１７】
又、上記分級装置において、流体噴出装置は、筒状篩体を取り囲むようにして配設された筒状の流体噴出部を有しており、この流体噴出部における筒状篩体に対向する面に流体を噴出させるための流体噴出口が形成されている場合には、筒状篩体に生じた目詰まりをその全周に亘って確実に解消することができ、筒状篩体による分散溶液中の粒子の分級を円滑に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の分級装置の一例を図面を参照しつつ説明する。図１に示したように、分級装置Ａの分散溶液貯留槽１は、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留可能に形成されている。
【００１９】
そして、上記分散溶液貯留槽１には、分散溶液を攪拌して分散溶液中の粒子を溶媒中に均一に分散させておくための攪拌翼11が配設されていると共に、分散溶液貯留槽１内に溶媒を供給するための溶媒供給管12が分散溶液貯留槽１内に臨ませた状態に配設されている。
【００２０】
又、図１乃至図３に示したように、分級槽２内には、一定長さを有する筒状篩体21がその長さ方向を水平方向に向けて分級槽２の内底面から所定高さだけ高い位置に配設されている。具体的には、筒状篩体21は、一定幅を有する帯状篩網をその幅方向に折り返して両端部同士を一体化させて筒状に形成されてなり、全面的に微細なふるい目が無数に形成されてなる。そして、筒状篩体21における長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）が５〜５０となるように調整することが好ましい。又、筒状篩体21のふるい目の目開きは、分級する粒子の粒子径によって適宜調整されるが、１〜１００μｍが好ましい。なお、筒状篩体21は、特に限定されないが、ナイロン、ポリエステル、スレンレスなどから形成されている。
【００２１】
そして、上記筒状篩体21の両端開口部には円環状の取付部材22a 、22b が一体的に固着されており、この取付部材22a 、22b によって筒状篩体21の両端開口部は常時、円形状に開放された状態を保持しており、筒状篩体21の一端開口部を分散溶液の供給口21a に、他端開口部を分散溶液の排出口21b に形成している。
【００２２】
一方、分級槽２の内底面上には一対の側面縦長長方形状支持部材３、３が筒状篩体21の長さ方向に該筒状篩体21の長さよりも若干短い間隔を存して上方に向かって立設、固定されており、これら支持部材３、３に一対の取付部材22a 、22b を貫通、支持させることによって、筒状篩体21が、分級槽２内にその長さ方向を水平方向に指向させた状態にて分級槽２の内底面から所定高さ位置に配設されている。
【００２３】
そして、上記支持部材３、３の上端間には支持桟31が水平方向に架設されており、この支持桟31にその長さ方向に変位可能に流体噴出装置４が支持されている。この流体噴出装置４は、上記支持桟31にこの長さ方向に変位可能に配設された駆動部材５と、この駆動部材５から垂直下方に向かって突出した状態に一体的に設けられた一対の支持杆６、６と、この支持杆６、６の下端に一体的に設けられた短尺の円筒状の流体噴出部７とからなる。なお、駆動部材５は、分級槽２内に貯留される分散溶液に浸漬しない高さ位置に配設されている。
【００２４】
駆動部材５は、筐体51内に駆動モータＭが配設され、この駆動モータＭの駆動軸にピニオン52が一体的に設けられており、このピニオン52を筐体51の底部に貫設した貫通孔53を通じて、上記支持桟31の上面にその長さ方向に配設したラック31a に噛合させている。そして、駆動モータＭを駆動させることによって、駆動部材５を支持桟31の長さ方向に往復動するように構成している。なお、筐体51の外底面には一対のローラ54、54が配設されており、このローラ54、54を、支持桟31の上面に一体的に設けられ且つ筒状篩体21の長さ方向に延びるレール部材31b 、31b 内に回動自在に配設している。
【００２５】
更に、筐体51の外底面における筒状篩体21の長さ方向に直交する方向の両端部には下方に向かってＬ字状の接続部材55、55が一体的に突設されており、この接続部材55、55の水平部55a 、55a を支持桟31の下方に位置させ、この水平部55a 、55a の長さ方向の中央部に一定長さを有する支持杆６、６の上端部を固着一体化させることによって、駆動部材５に支持杆６、６が垂直下方に向かって突出した状態に一体的に設けられている。
【００２６】
又、支持杆６、６の下端部には短尺の円筒状の流体噴出部７がその直径線上における対向する外周面に水平方向に突設された突片70、70を支持杆６、６の下端部に固着させることによって一体的に設けられている。
【００２７】
具体的には、流体噴出部７は、その中央部に形成された貫通孔71に筒状篩体21を挿通させた状態に配設されており、駆動部材５を支持桟31の長さ方向に往復動させることによって、流体噴出部７が筒状篩体21を取り囲んだ状態を維持しながら筒状篩体21の長さ方向に沿って筒状篩体21に接触することなく筒状篩体21の全長に亘って往復動するように構成されている。
【００２８】
図３及び図４に示したように、流体噴出部７内には、その内部に円環状の流路72が形成されていると共に、流体噴出部７の内周面には、その表面に開口し且つ上記流路72に連通する円環状のスリット部を全周に亘って形成し、このスリット部を流体噴出口73としている。
【００２９】
そして、流体噴出部７には、一端部が分級槽２外の流体供給源（図示せず）に接続された流体供給管74の他端部が流路72に連通させた状態で接続されており、流体供給管74を通じて供給された流体を流体噴出口73から筒状篩体21の外周部に向かって円環状に噴出、衝突させて、筒状篩体21のふるい目に詰まった粒子を筒状篩体21内に押圧して筒状篩体21のふるい目の目詰まりを解消するように構成されている。なお、流体供給管74を通じて供給される流体としては、特に限定されず、分散液貯留槽内に貯留される分散溶液の溶媒と同一の溶媒の他に、空気であってもよい。
【００３０】
なお、一対の支持部材３、３間には、筒状篩体21の長さ方向に直交する方向の両端部のそれぞれにおいて、上下方向に所定間隔を存して一対の誘導桟32a 、32b 、33a 、33b が架設されており、誘導桟32a 、33a を支持杆６、６の上部に一体的に設けた筒部61、61内に、誘導桟32b 、33b を突片70、70内に往復動自在に挿通させており、流体噴出部７が筒状篩体21の長さ方向に安定的に往復動自在に構成されている。
【００３１】
又、分級槽２内には、この分級槽２内に貯留された分散溶液中の粒子が沈殿しないように攪拌翼22が配設されていると共に、分散槽２内の分散溶液を排出するための取出口23が形成されている。
【００３２】
そして、筒状篩体21の供給口21a には取付部材22a を介して供給管８の一端部が接続されていると共に、供給管８の他端部を分散溶液貯留槽１内に臨ませた状態としており、分散溶液貯留槽１内に貯留した分散溶液を供給管８に介在させたポンプＰによって筒状篩体21内にその供給口21a を通じて圧入可能に構成されている。
【００３３】
更に、筒状篩体21の排出口21b には取付部材22b を介して排出管９の一端部が接続されていると共に、排出管９の他端部を分散溶液貯留槽１内に臨ませた状態としており、筒状篩体21を通過した分散溶液が排出管９を通じて分散溶液貯留槽１内に戻されるように構成されている。
【００３４】
次に、上記分級装置を用いて分散溶液中の粒子を分級する要領について説明する。先ず、分散溶液貯留槽１内に、分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液S1を所定量だけ供給し、攪拌翼11を回転させて分散溶液S1中の粒子が沈殿しないようにして、常に粒子が溶媒中に均一に分散した状態に維持する。なお、分散溶液S1中における粒子の含有量は、５〜４０重量％に調整することが分級効率の点で好ましい。
【００３５】
上記粒子としては、合成樹脂粒子や、シリカ微粒子、アルミナ微粒子などの無機粒子などが挙げられる。又、上記溶媒としては、特に限定されず、例えば、水、メタノールなどのアルコール類、酢酸エチル、アセトン、トルエンなどが挙げられる。
【００３６】
そして、例えば、合成樹脂粒子を水系溶媒中に分散した分散溶液は、単量体を水系溶媒中にて懸濁重合することによって得ることができる。この際に使用できる単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸エステル系単量体、スチレン、α−メチルスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレンなどのスチレン系単量体、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどが挙げられる。なお、これら単量体を二種以上使用して共重合樹脂粒子としてもよい。更に、架橋剤を用いて合成樹脂粒子を架橋させてもよい。
【００３７】
又、上記した方法で懸濁重合して得られた、合成樹脂粒子を水系溶媒中に分散してなる分散溶液をそのまま本願の分散溶液として用いて合成樹脂粒子を分級することもできるが、懸濁重合して得られた分散溶液から合成樹脂粒子を一旦、固液分離し、洗浄した後、再度、合成樹脂粒子を溶媒中に再分散させたものを分散溶液として用いてもよい。
【００３８】
一方、分級槽２内に、分散溶液に用いられている溶媒と同一組成を有する溶媒を筒状篩体21が完全に浸漬した状態となるように供給する。次に、ポンプＰを作動させて分散溶液貯留槽１内の分散溶液S1を供給管８を通じて供給口21a から筒状篩体21内に圧入する。この際、筒状篩体21内に供給する分散溶液の供給速度は、０．５〜１０リットル／分が好ましい。
【００３９】
すると、分散溶液S1中の粒子のうち、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子の一部は、ポンプＰによる圧力によって、筒状篩体21のふるい目を通じて分級されて筒状篩体21外に排出され、これ以外の残余の粒子は溶媒中に分散した状態でそのまま筒状篩体21内を通過し、筒状篩体21の排出口21b から排出されて排出管９を通じて分級溶液貯留槽１内に戻される。
【００４０】
このように、筒状篩体21によって分級されなかった粒子は、溶媒中に分散した状態のまま筒状篩体21内を通過して筒状篩体21内に残留することなく速やかに分散溶液貯留槽１内に戻され、筒状篩体21内に粒子が滞留することに起因した筒状篩体の破れを生じることはない。
【００４１】
そして、筒状篩体21は、分級槽２内に貯留された分散溶媒中に完全に浸漬された状態となっており、筒状篩体21内を通過する分散溶液の重量は筒状篩体21に加わることはなく、筒状篩体21内を通過する分散溶液の自重によって筒状篩体21に破れが生じるといったこともない。
【００４２】
この時、筒状篩体21内に圧入された分散溶液S1中の粒子の一部が筒状篩体21のふるい目を通じて分級されて筒状篩体21外に排出されると同時に、分散溶液S1中における筒状篩体21のふるい目の目開きよりも大きな粒子径の粒子もポンプＰによる流体圧によって筒状篩体21の内周面に押し付けられ、これが原因となって筒状篩体21に目詰まりを生じる。
【００４３】
そこで、上記分級装置Ａでは、筒状篩体21による分散溶液S1中の粒子の分級と同時に、流体供給管74を通じて分散溶液を構成している溶媒と同一組成を有する溶媒を流体噴出部７の円環状の流路72内に圧入して流体噴出口73から円環状に筒状篩体21に向かって噴射して筒状篩体21の全周に外方から溶媒を衝突させていると共に、筒状篩体21の全長に亘って隈なく溶媒が衝突するように、流体噴出装置４の駆動部材５の駆動モータＭを作動させて、流体噴出部７を筒状篩体21の供給口21a と排出口21b との間の全長において同一速さにて往復動させている。なお、流体噴出部７から溶媒の代わりに空気を噴出させてもよい。
【００４４】
このように、流体噴出部７の流体噴出口73から噴出された溶媒を筒状篩体21に外方から衝突させることによって、筒状篩体21のふるい目の目詰まりを生じさせている筒状篩体21の内周面に圧着した状態の粒子を外方から内方に向かって押圧して筒状篩体21の内周面から離脱させ、筒状篩体21に生じたふるい目の目詰まりを解消し、筒状篩体21の分級効率が低下するのを防止している。
【００４５】
しかも、流体噴出部７は、筒状篩体21の長さ方向に沿って常時、往復動しているので、筒状篩体21の同一部分に常時、流体噴出部７から噴出された流体が衝突しておらず、筒状篩体21にはその長さ方向に順次、流体噴出部７から噴出された流体が所定時間間隔毎に衝突しており、粒子の分級に伴う筒状篩体21の内側から外側に向かう分散溶液の流れを阻害することなく、筒状篩体21のふるい目の目詰まりを解消しながら、筒状篩体21による分散溶液中の粒子の分級を円滑に行うことができる。
【００４６】
そして、分散溶液貯留槽１内に戻された分散溶液は、これより前に筒状篩体21で分級処理が施された後に分散溶液貯留槽１内に戻された分散溶液や、分散溶液貯留槽１内に当初、供給された分散溶液と、攪拌翼11によって混合された上で、再度、ポンプＰによって供給管８を通じて供給口21a から筒状篩体21内に圧入され、筒状篩体21内を通過しながら、分散溶液中の粒子の一部を筒状篩体21によって分級して筒状篩体21外に排出する。
【００４７】
なお、分散溶液の分級操作を進めていくうちに、分級槽２内の分散溶液S2の量が増加するが、このような場合は適宜、分散槽２の取出口23を通じて分級槽２外から取り出せばよく、同様に、分散溶液貯留槽１内の分散溶液S1中の溶媒量が少なくなり、分散溶液S1の粘度が高くなることがあるが、このような場合は、溶媒供給管12を通じて溶媒を適宜、供給すればよい。
【００４８】
上述の要領を連続的に繰り返すうちに、分級槽２内には、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子のみが分離され、攪拌翼22により攪拌されて溶媒中に均一に分散した状態となっている一方、筒状篩体21で分級処理された上で分散溶液貯留槽１内に戻される分散溶液中に含まれる粒子は、筒状篩体21のふるい目の目開きよりも大きな粒子径を有する粒子が殆どを占めるようになり、ある時点を超えると、それ以上、分級作業を続けてもそれほど分級効率は上がらないので、予め定めた時間、或いは、分散溶液貯留層１内に戻された分散溶液中に含有される粒子中における筒状篩体のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子の割合が所定割合以下となった時点をもって分級装置Ａによる分散溶液の分級操作を終了する。
【００４９】
このように、上記分級装置Ａによれば、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子と、筒状篩体21のふるい目の目開き以下の粒子径を有する粒子を極僅かながら含有するものの、殆どが筒状篩体21のふるい目の目開きを超える粒子径を有する粒子とに自動的に且つ確実に分離させることができる。
【００５０】
なお、上記分級装置では、筒状篩体21をその長さ方向が水平方向に指向した状態に配設した場合を説明したが、筒状篩体21をその長さ方向が垂直に指向した状態に配設してもよい。
【実施例】
【００５１】
（粒子径）
粒子の平均粒子径及び粒度分布は、ベックマンコールター社から商品名「マルチサイザーII」で市販されている測定装置を用い、Coulter Electronics Limited発行のReference MANUAL FOR THE COULTER MULTISIZER(1987)に準拠して測定した。
【００５２】
（実施例１）
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０２重量％及びピロリン酸マグネシウム２．５重量％を分散させてなる水２６００重量部中に、メタクリル酸メチル１３００重量部及び重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル１０．４重量部を供給してホモジナイザー（キネマチカ社製 商品名「ポリトロン」）を用いて４０００ｒｐｍの回転速度にて５分間に亘って攪拌して、メタクリル酸メチルを水中に均一に分散させて懸濁液を作製した。
【００５３】
そして、上記懸濁液をオートクレーブ中に供給してオートクレーブ内を窒素置換した後、懸濁液を３００ｒｐｍの攪拌速度にて攪拌しながら６０℃にて３時間に亘って懸濁重合を行い、更に、オートクレーブ内を１００℃に昇温した上で１時間に亘って１００℃に保持して懸濁重合を終了した。
【００５４】
次に、オートクレーブ内を室温まで冷却した後、懸濁重合液中に２０重量％の塩酸１００重量部を添加してピロリン酸マグネシウムを溶解させた上で、懸濁重合液について固液分離及び水洗浄を繰り返し、更に、固液分離を行った後、６０℃で２４時間に亘って乾燥してポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「原料粒子」の欄に記載した。なお、ポリメタクリル酸メチル粒子は、その平均粒子径が１１．５μｍで且つ粒子径の標準偏差が４．４１μｍ）であった。
【００５５】
図１〜４に示した分級装置を用いて上記ポリメタクリル酸メチル粒子を分級した。円筒状篩体21としては、目開きが２０μｍである一定幅を有するナイロン製の篩網をその幅方向に折り返して両端部同士を熱融着一体化して円筒状に形成したものを用いた。円筒状篩体21は、その内径が２０ｍｍで且つ長さが２００ｍｍで、単位面積当たりの開口率は１４％で、ふるい目の総面積は１７．６ｃｍ2 であった。
【００５６】
上記ポリメタクリル酸メチル粒子３００ｇを水１５００ミリリットルに分散させてなる分散溶液を分散溶液貯留槽１内に供給し、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子が沈降するのを防止するために攪拌翼11を用いて分散溶液を攪拌し続けた。なお、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子の分級を行っている間、分散溶液貯留槽１内の分散溶液量が１２００〜２０００ミリリットルとなるように溶媒供給管12から水を適宜、分散溶液貯留槽１内に供給した。
【００５７】
そして、分級槽２内に水を筒状篩体21が完全に浸漬した状態となるように供給した上で、ポンプＰを作動させて分散溶液貯留槽１内の分散溶液S1を供給速度２リットル／分の流量でもって供給管８を通じて供給口21a から筒状篩体21内に圧入し、筒状篩体21によって分散溶液中の粉体を分級して筒状篩体21のふるい目から筒状篩体21外に排出して分級槽２内に貯留させる一方、これ以外の残余の粒子は水中に分散した状態のまま筒状篩体21内を通過し、筒状篩体21の排出口21b から排出されて排出管９を通じて分級溶液貯留槽１内に戻した。なお、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子の分級を行っている間、分散溶液中のポリメタクリル酸メチル粒子が沈降するのを防止するために、分級槽２の攪拌翼22を用いて分散溶液を攪拌し続けた。
【００５８】
これと同時に、流体供給管74を通じて水を流体噴出部７の円環状の流路72内に圧入して流体噴出口73から水を円環状に筒状篩体21に向かって噴射して筒状篩体21の全周に外方から水を衝突させると共に、流体噴出装置４の駆動部材５の駆動モータＭを作動させて、流体噴出部７を筒状篩体21の供給口21a と排出口21b との間の全長において同一速度にて往復動させた。
【００５９】
上述の要領を３０分間に亘って行って分散溶液中に分散されていたポリメタクリル酸メチル粒子を分級した。分級槽２内の分散溶液を取出口23から取り出して固液分離を行ってポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「分級槽」の欄に記載した。
【００６０】
同様に、分散溶液貯留槽１内の分散溶液を取り出して固液分離を行ってポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「分散溶液貯留槽」の欄に記載した。なお、分散溶液貯留槽１内のポリメタクリル酸メチル粒子は、その平均粒子径が２１．８７μｍで且つ粒子径の標準偏差が１．６７μｍであった。
【００６１】
（実施例２）
実施例１で筒状篩体21のふるい目を通過して分級槽２内に貯留されたポリメタクリル酸メチル粒子を用いたこと、円筒状篩体21として、目開きが１０μｍである一定幅を有するナイロン製の篩網をその幅方向に折り返して両端部同士を熱融着一体化して円筒状に形成したものを用いたこと、分級を３０分の代わりに４０分間亘って行ったこと以外は実施例１と同様にして分散溶液中に分散されていたポリメタクリル酸メチル粒子を分級した。なお、円筒状篩体21は、その内径が２０ｍｍで且つ長さが２００ｍｍで、単位面積当たりの開口率は０．０６％で、ふるい目の総面積は７．５ｃｍ2 であった。
【００６２】
分散溶液貯留槽１内の分散溶液を取り出して固液分離を行ってポリメタクリル酸メチル粒子を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子の粒度分布を測定し、その結果を表１の「分散溶液貯留槽」の欄に記載した。なお、分散溶液貯留槽１内のポリメタクリル酸メチル粒子は、その平均粒子径が１３．６μｍで且つ粒子径の標準偏差が２．６３μｍであった。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の分級装置を示した模式断面図である。
【図２】筒状篩体及び流体噴出装置を示した斜視図である。
【図３】筒状篩体及び流体噴出装置を示した縦断面図である。
【図４】筒状篩体部分を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 分散溶液貯留層
11 攪拌翼
12 溶媒供給管
２ 分散槽
21 筒状篩体
21a 供給口
21b 排出口
22 攪拌翼
22a 取付部材
22b 取付部材
23 取出口
３ 支持部材
４ 流体噴出装置
５ 駆動部材
６ 支持杆
７ 流体噴出部
73 流体噴出口
８ 供給管
９ 排出管
Ａ 分級装置
Ｍ 駆動モータ
Ｐ ポンプ
S1 分散溶液
S2 分散溶液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽と、上記分散溶液中の粒子を分級する筒状篩体が配設されてなる分級槽と、上記分散溶液貯留槽内と上記筒状篩体の供給口とを接続して分散溶液を筒状篩体内に供給する供給管と、上記分散溶液貯留槽と上記筒状篩体の排出口とを接続して上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に排出する排出管とからなることを特徴とする分級装置。
【請求項２】
筒状篩体に向かって流体を噴出する流体噴出装置が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の分級装置。
【請求項３】
流体噴出装置は、筒状篩体に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の分級装置。
【請求項４】
流体噴出装置は、筒状篩体を取り囲むようにして配設された筒状の流体噴出部を有しており、この流体噴出部における筒状篩体に対向する面に流体を噴出させるための流体噴出口が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の分級装置。
【請求項５】
分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を分級槽内に配設された筒状篩体内にその供給口を通じて供給し、この筒状篩体で上記粒子を分級して分級槽中に排出すると共に、上記筒状篩体内を通過した分散溶液を上記筒状篩体の排出口を通じて分級槽外に排出することを特徴とする分級方法。
【請求項６】
分散溶液を分散溶液貯留層に貯留し、この分散溶液貯留槽内から筒状篩体内に供給すると共に、上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留層内に排出することを特徴とする請求項５に記載の分級方法。
【請求項７】
筒状篩体の外周面に向かって流体を噴出することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の分級方法。
【請求項１】
分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を貯留する分散溶液貯留槽と、上記分散溶液中の粒子を分級する筒状篩体が配設されてなる分級槽と、上記分散溶液貯留槽内と上記筒状篩体の供給口とを接続して分散溶液を筒状篩体内に供給する供給管と、上記分散溶液貯留槽と上記筒状篩体の排出口とを接続して上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留槽内に排出する排出管とからなることを特徴とする分級装置。
【請求項２】
筒状篩体に向かって流体を噴出する流体噴出装置が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の分級装置。
【請求項３】
流体噴出装置は、筒状篩体に沿って移動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の分級装置。
【請求項４】
流体噴出装置は、筒状篩体を取り囲むようにして配設された筒状の流体噴出部を有しており、この流体噴出部における筒状篩体に対向する面に流体を噴出させるための流体噴出口が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の分級装置。
【請求項５】
分級処理される粒子が溶媒中に分散されてなる分散溶液を分級槽内に配設された筒状篩体内にその供給口を通じて供給し、この筒状篩体で上記粒子を分級して分級槽中に排出すると共に、上記筒状篩体内を通過した分散溶液を上記筒状篩体の排出口を通じて分級槽外に排出することを特徴とする分級方法。
【請求項６】
分散溶液を分散溶液貯留層に貯留し、この分散溶液貯留槽内から筒状篩体内に供給すると共に、上記筒状篩体内を通過した分散溶液を分散溶液貯留層内に排出することを特徴とする請求項５に記載の分級方法。
【請求項７】
筒状篩体の外周面に向かって流体を噴出することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の分級方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２４５０４２（Ｐ２００７−２４５０４２Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７３９６１（Ｐ２００６−７３９６１）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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