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    本發明係提供一種粉體處理裝置及粉體處理方法。於反應容器內，設置處理用空間。於反應容器之下端部，設置一氣體導入口。於一氣體導入口，安裝分散板。於反應容器之下部側面，設置另一氣體導入口。於反應容器內之分散板上，收納作為被處理物之粉體。分散板以氣體可通過但粉體不可通過之方式而構成。自一氣體導入口通過分散板將氮氣導入處理用空間中，且自另一氣體導入口不通過分散板將處理用氣體導入處理用空間中。
    公开号:TW201313318A
    申请号:TW101133387
    申请日:2012-09-12
    公开日:2013-04-01
    发明作者:Noriyuki Tanaka；Jiro Hiraiwa；Takahiro Mukai
    申请人:Toyo Tanso Co；
    IPC主号:B01F23-00
    专利说明:
    粉體處理裝置及粉體處理方法
    本發明係關於一種進行粉體之處理之粉體處理裝置及粉體處理方法。
    從先前開始，便使用氟氣等處理用氣體來進行粉體之處理。為提高處理效率，要求處理用氣體與粉體有效率地接觸。於專利文獻1所記載之碳奈米構造體粉末之處理方法中，作為處理用氣體(反應氣體)係例如使用氟化氣體來進行碳奈米構造體粉末之表面處理。該情形，藉由自反應器之下段部通過過濾器將載氣供應至反應器內，而於反應器內形成載氣向上方流動之流動化區域。在該狀態下，自反應器之下段部通過過濾器將處理用氣體供給至反應器內。藉此，可在流動化區域中，使碳奈米構造體粉末與處理用氣體有效率地接觸。
    [專利文獻1]日本特開2005-1980號公報
    然而，於上述之處理方法中，由於處理用氣體係於與載氣混合後之稀釋狀態下被供給至碳奈米構造體粉末，故無法充分提高碳奈米構造體粉末之處理效率。為提高處理效率，考慮提高處理用氣體之濃度。然而，作為處理用氣體，使用反應性高之氣體之情形很多。使用如此之處理用氣體處理粉體之情形，若提高處理用氣體之濃度，則發生粉塵爆炸之可能性變高。尤其，在使粉體流動化之情形下，由於因摩擦產生靜電，故易發生粉塵爆炸。從而，為確保安全性，需要降低處理用氣體之濃度，而造成粉體之處理效率降低。
    本發明之目的在於提供一種可一面確保安全性，一面充分提高粉體之處理效率之粉體處理裝置及粉體處理方法。
    (1)本發明之一面貌之粉體處理裝置，係利用處理用氣體來進行被處理物即粉體之處理者；且係具備具有收納粉體之處理用空間之反應容器，於反應容器之第1位置上，設置用於將處理用氣體導入處理用空間之第1氣體導入部，並於反應容器之與第1位置不同之第2位置上，設置用於將稀釋氣體導入處理用空間之第2氣體導入部者。
    在該粉體處理裝置中，於反應容器之處理用空間收納粉體。自反應容器之第1氣體導入部將處理用氣體導入處理用空間，自反應容器之第2氣體導入部將稀釋氣體導入處理用空間。該情形，利用稀釋氣體可使粉體在處理空間內流動。藉此，可使處理用氣體有效率地接觸粉體，從而可提高粉體之處理效率。
    又，在處理用空間中，由於利用稀釋氣體稀釋處理用氣體，故整體上處理用氣體維持低濃度。藉此，防止粉塵爆炸發生，確保安全性。另一方面，由於第1及第2氣體導入部係分別設置於互不相同之第1及第2位置，故可將處理用氣體及稀釋氣體分別個別地導入處理用空間。藉此，可使利用稀釋氣體稀釋前之高濃度之處理用氣體接觸粉體。從而，可一面確保安全性，一面充分提高粉體之處理效率。
    另外，上述稀釋氣體只要是可稀釋處理用氣體並可使粉體流動之氣體即可，較理想為不會對粉體處理造成影響，且不會發生爆炸之反應性低之氣體。又，稀釋氣體亦可為包含複數種類之氣體之混合氣體。
    (2)第2氣體導入部亦可以將稀釋氣體向上方導入處理用空間之方式，設置於處理用空間之下部。
    該情形，係於粉體因重力而集中在處理用空間之下部之狀態下，自處理用空間之下部向上方導入稀釋氣體。藉此，可容易地使粉體整體流動。從而，可更有效率並均一地處理粉體。
    (3)粉體處理裝置亦可進而具備設置於第2氣體導入部，且以稀釋氣體通過但粉體不會通過之方式構成之通氣構件。
    該情形，由於第2氣體導入部中設置有通氣構件，故藉由自第2氣體導入部導入稀釋氣體，來防止粉體留在通氣構件上。因此，防止粉體因與處理用氣體產生反應而固著於通氣構件上，以及於通氣構件上粉體被過度處理，而可均一地處理粉體整體。
    尤其，在處理用空間之下部設置有第2氣體導入部之情形下，粉體會因重力而集中在通氣構件上。於該情形下，亦藉由自第2氣體導入部導入稀釋氣體，來防止粉體留在通氣構件上。因此，防止粉體固著於通氣構件上及一部分之粉體被過度處理，而使粉體整體之均一處理成為可能。
    (4)粉體處理裝置亦可進而具備賦與反應容器振動之振動產生裝置。
    該情形，藉由反應容器振動，在處理用空間中讓粉體進一步流動。藉此，可使處理用氣體更有效率地接觸粉體，而可進一步提高粉體之處理效率。
    (5)處理用氣體亦可包含氟氣。
    該情形，由於利用稀釋氣體稀釋處理用氣體，故處理用空間整體之氟維持低濃度。藉此，防止粉塵爆炸之發生，確保安全性。另一方面，由於處理用氣體及稀釋氣體係個別地導入處理用空間，故可使氟濃度高之處理用氣體接觸粉體。從而，可一面確保安全性，一面充分提高利用氟氣處理粉體之效率。
    (6)本發明之另一面貌之粉體處理方法，係利用處理用氣體來進行被處理物即粉體之處理者；且係具備：將粉體收納於反應容器之處理用空間之步驟；及自設置於反應容器之第1位置之第1氣體導入部，將處理用氣體導入處理用空間，且自設置於反應容器之與第1位置不同之第2位置之第2氣體導入部，將稀釋氣體導入處理用空間之步驟者。
    在該粉體處理方法中，將粉體收納於反應容器之處理用空間中。將處理用氣體自反應容器之第1氣體導入部導入處理用空間，並將稀釋氣體矽自反應容器之第2氣體導入部導入處理用空間。該情形，利用稀釋氣體可使粉體在處理用空間內流動。藉此，可使處理用氣體有效率地接觸粉體，提高粉體之處理效率。
    又，在處理用空間中，由於利用稀釋氣體稀釋處理用氣體，故整體上處理用氣體維持低濃度。藉此，防止粉塵爆炸之發生，確保安全性。另一方面，由於第1及第2氣體導入部係分別設置於互不相同之第1及第2位置，故處理用氣體及稀釋氣體係個別地導入處理用空間。藉此，可使利用稀釋氣體稀釋前之高濃度之處理用氣體接觸粉體。從而，可一面確保安全性，一面充分提高粉體之處理效率。
    另外，考慮到安全性及處理效率，將處理用氣體之濃度，適宜調整成於處理用空間最終不會發生粉塵爆炸之值為宜。
    (7)處理用氣體亦可包含氟氣。
    該情形，由於利用稀釋氣體稀釋處理用氣體，故處理用空間整體之氟維持低濃度。藉此，防止粉塵爆炸之發生，確保安全性。另一方面，由於處理用氣體及稀釋氣體係個別地導入處理用空間，故可使氟濃度高之處理用氣體接觸粉體。從而，可一面確保安全性，一面充分提高利用氟氣處理粉體之效率。
    根據本發明，可一面確保安全性，一面充分提高粉體之處理效率。
    以下，一面參照圖面，一面說明本發明之實施形態之粉體處理裝置及粉體處理方法。 (1)構成
    圖1係顯示本發明之一實施形態之粉體處理裝置之構成之模式性側視圖。如圖1所示，粉體處理裝置100具備氣體供給部1及反應容器2。氣體供給部1由複數個彈簧3所支撐。氣體供給部1中，安裝有複數個振動產生裝置VO。各振動產生裝置VO係例如包含振動馬達。藉由各振動產生裝置VO動作，來使氣體供給部1及反應容器2振動。又，氣體供給部1中，連接有氣體供給管5。通過氣體供給管5將作為稀釋氣體之惰性氣體供給至氣體供給部1中。在本實施形態中，作為稀釋氣體係使用氮氣(N2)。於氣體供給部1之上表面，設置氣體吹出口1a。通過氣體供給管5供給之氮氣自氣體吹出口1a被吹向上方。
    反應容器2為上下延伸之大致圓筒形狀。於反應容器2內，設置處理用空間SP。於反應容器2之下端部，設置氣體導入口2a。以氣體導入口2a與氣體供給部1之氣體吹出口1a重疊之方式，將反應容器2安裝於氣體供給部1之上表面。氣體導入口2a中，安裝有分散板(通氣構件)4。在處理用空間SP中，於分散板4上收納有作為被處理物之粉體10。作為粉體10，係使用可以氣體處理之有機物或無機物，例如使用樹脂粉、陶瓷粉或金屬粉。更具體而言，使用包含聚酯樹脂、聚乙烯樹脂或丙烯酸樹脂等之樹脂粉或顏料等。分散板4為使氣體可通過但粉體10不可通過，而具有網狀或多孔狀之構造。自氣體供給部1之氣體吹出口1a吹出之氮氣，係自氣體導入口2a通過分散板4而導入反應容器2內，且自反應容器2之下端部向上端部流動。分散板4為將稀釋氣體通過氣體導入口2a之橫剖面整體均一地導入處理用空間SP，以具有整流功能為宜。利用該分散板4，在處理用空間SP中，粉體變得更容易均一地流動。
    於反應容器2之下部側面，設置氣體導入口2b。氣體導入口2b位於較氣體導入口2a上部之位置。於氣體導入口2b連接有氣體導入管6。通過氣體導入管6自氣體導入口2b導入處理用氣體。在本實施形態中，作為處理用氣體，使用包含氟氣(F2)、氧氣(O2)及氮氣(N2)之混合氣體。於反應容器2之上端部，連接有排氣管7。通過排氣管7將氣體自反應容器2排出。自反應容器2排出之氣體係廢棄或再利用。在使用之氣體為有害之情形下，可在該排氣管7設置將氣體無害化之處理裝置。 (2)粉體之表面處理
    在圖1之粉體處理裝置100中，進行收納於反應容器2之處理用空間SP中之粉體10之表面處理。以下，就其詳情進行說明。
    在反應容器2內之分散板4上收納有粉體10之狀態下，自氣體導入口2a通過分散板4將氮氣導入處理用空間SP，且自氣體導入口2b不通過分散板4將處理用氣體導入處理用空間SP。又，藉由各振動產生裝置VO動作，來使氣體供給部1振動。隨之，賦與氣體供給部1上之反應容器2振動。振動產生裝置VO係為了最終使粉體10振動，從而使粉體10容易流動而使用。
    該情形，將自氣體導入口2a所導入之氮氣之流量，設定成足以用於使粉體流動之值，例如設定成較處理用氣體之流量大之值。即，在處理用空間SP中，藉由形成向上方之氣體之流動，使粉體10在處理用空間SP中流動。又，藉由賦與反應容器2振動，使粉體振動，並使粉體10在處理用空間SP中更容易流動。在該狀態下，處理用氣體與粉體10接觸而進行粉體10之表面處理。如本例所示，在使用作為處理成分包含氧氣及氟氣之處理用氣體之情形下，利用氟氣及氧氣使粉體10之表面之分子末端之基成為-CF=O之後，藉由水解成為羧基等親水基。其結果，粉體10之親水性提高。 (3)粉塵爆炸
    為有效率地進行粉體10之表面處理，將氟濃度及氧濃度皆提高為宜。然而，在進行粉體10之表面處理時，反應容器2內有發生粉塵爆炸之可能性。氟濃度及氧濃度越高，發生爆炸之可能性越高。因此，需要將氟及氧皆維持在低濃度。
    在本實施形態中，將處理用氣體與稀釋氣體分別導入處理用空間SP，即使處理用氣體之濃度高，利用作為稀釋氣體之氮氣可立即稀釋處理用氣體。藉此，將處理用空間SP中整體之氟及氧維持在低濃度，防止爆炸之發生。即，在反應容器2內，自氣體導入口2b導入之氟濃度及氧濃度皆高之處理用氣體係直接接觸粉體10。因此，由於粉體係利用高濃度之處理用氣體來處理，故可提高表面處理之效率。如此，可一面防止爆炸之發生，一面提高粉體10之表面處理之效率。
    尤其，於本實施形態，由於在處理用空間SP中，於收納有粉體10之區域之側方，設置有氣體導入口2b，故自氣體導入口2b導入之處理用氣體係直接接觸粉體10。從而，可更充分提高粉體10之表面處理之效率。
    只要藉由利用稀釋氣體稀釋處理用氣體，將處理用空間SP中之氟濃度及氧濃度維持在無爆炸可能性之值的話，則處理用氣體之氟濃度及氧濃度，亦可設定為有爆炸可能性之值。該情形，可一面防止爆炸之發生，一面充分提高粉體10之表面處理之效率。 (4)效果
    在本實施形態之粉體處理裝置100中，自反應容器2之氣體導入口2b將處理用氣體導入處理用空間SP，且通過分散板4自反應容器2之氣體導入口2a將稀釋氣體即氮氣導入處理用空間SP。藉此，利用氮氣在處理用空間SP中可一面使粉體10流動，一面使處理用氣體接觸粉體10。從而，可使處理用氣體有效率地接觸粉體10之表面，可提高粉體10之表面處理之效率。
    又，在處理用空間SP中，利用氮氣稀釋處理用氣體。從而，將處理用空間SP中之處理用氣體維持在低濃度。從而，防止粉塵爆炸之發生，確保安全性。另一方面，處理用氣體及惰性氣體係自互不相同之氣體導入口2a、2b分別導入處理用空間SP。藉此，可使利用惰性氣體稀釋前之高濃度處理用氣體接觸粉體10。從而，可一面確保安全性，一面充分提高粉體10之表面處理之效率。
    此外，由於處理用氣體不通過分散板4而導入處理用空間SP，故可避免對接觸分散板4之狀態之粉體10進行表面處理。藉此，避免粉體10固著於分散板4。其結果，可對粉體10整體均一地進行表面處理。 (5)另一實施形態
    在上述實施形態中，作為處理用氣體，雖使用包含氟氣、氧氣及氮氣之混合氣體，但並不限於此，可使用其他處理用氣體。例如，作為處理用氣體，可使用包含氟氣及氮氣之混合氣體。該情形，藉由進行粉體10之表面處理，可提高粉體10之疏水性。又，只要可防止粉塵爆炸之發生，則處理用氣體不包含氮氣亦可。此外，可使用不包含臭氧氣等之氟氣之處理用氣體。
    在上述實施形態中，作為稀釋氣體雖使用氮氣，但並不限於此，可使用氦氣(He)或氬氣(Ar)等反應性低之惰性氣體等其他之氣體。
    只要在處理用空間SP中利用稀釋氣體可一面使粉體10流動，一面利用處理用氣體來處理粉體10，則不設置分散板4亦可，又，氣體導入口2a、2b之位置可適宜更改。
    在上述實施形態中，作為通氣構件雖使用板狀之分散板4，但並不限於此，例如，可使用布狀、塊狀等其他形狀之通氣構件。
    在圖1之例中，雖將氣體導入口2a之開口面積設定成較氣體導入口2b之開口面積大，並自氣體供給部1通過氣體導入口2a將稀釋氣體導入處理用空間SP，但並不限於此。在分散板4具有整流功能之情形下，亦可將氣體導入口2a之開口面積設定成與氣體導入口2b之開口面積一樣小，且將氣體導入管直接連接至氣體導入口2a。該情形，即使不利用氣體供給部1調整稀釋氣體之流動，自氣體導入管6通過氣體導入口2a導入處理用空間SP之稀釋氣體會利用分散板4而被整流。因此，可容易地使粉體10流動。又，在如此地於氣體導入口2a直接連接有氣體導入管6之情形下，亦可將振動產生裝置VO以直接使反應容器2振動之方式設置。藉此，可更容易地使粉體10流動。 (6)實施例及比較例 (6-1)實施例
    利用上述實施形態之粉體處理裝置100，進行了粉體10之表面處理。作為粉體10，使用1kg FASTOGEN Super Magenta RTS超級紫紅顏料(DIC株式會社製)。作為處理用氣體，使用包含氟氣、氧氣及氮氣之混合氣體。處理用氣體中，將氟氣之流量設為0.10(L(公升)/min)，將氧氣之流量設為0.38(L(公升)/min)，將氮氣之流量設為35(L(公升)/min)。又，將作為稀釋氣體之氮氣之流量設為120(L(公升)/min)。 (6-2)比較例
    圖2係顯示於比較例所使用之粉體處理裝置100之構成之模式性剖面圖。關於圖2之粉體處理裝置100，說明與上述實施形態之粉體處理裝置100不同之點。在圖2之粉體處理裝置100中，反應容器2不具有氣體導入口2b。自氣體供給部1之氣體吹出口1a通過氣體導入口2a，將包含氟氣、氧氣及氮氣之混合氣體(處理用氣體)導入處理用空間SP。
    利用圖2之粉體處理裝置100，進行粉體10之表面處理。粉體10之種類及量，與上述實施例相同。自氣體供給部1之氣體吹出口1a吹出之混合氣體中，將氟氣之流量設為0.10(L(公升)/min)，將氧氣之流量設為0.38(L(公升)/min)，將氮氣之流量設為155(L(公升)/min)。 (6-3)評價 (6-3-1)親水性
    在上述實施例及比較例中，將處理時間設為6小時、9小時及13小時，調查了處理後之粉體10之親水性。
    具體而言，在樣本瓶中裝入20 mL之純水，使4 mg處理後之粉體10漂浮在其水面上，並放置特定時間。該情形，粉體10之親水性越高，粉體10在水中越易分散。在實施例中，於處理時間設為9小時之情形、及處理時間設為13小時之情形下，粉體10全部在水中分散。另一方面，在比較例中，只有將處理時間設為13小時之情形，粉體10係全部在水中分散。由此可知，藉由將處理用氣體與稀釋氣體分別導入反應容器2，粉體10之表面處理之效率提高。 (6-3-2)爆炸界限
    依照JIS規格之「可燃性粉塵之爆炸下限濃度測定方法」(規格編號；JISZ8818)，使用吹起式裝置(參照「可燃性粉塵之爆炸下限濃度測定方法；7.吹起裝置」)，調查了爆炸之發生與氟濃度及氧濃度之關係。具體而言，將包含氟氣、氧氣及氮氣之混合氣體導入吹起式裝置中，使粉體10流動。將混合氣體中之氟濃度設為0.2%，將混合氣體中之氧濃度及粉體10之量設為各種值。
    其結果，可知氟濃度為0.2%之情形下，若氧濃度為0.5%以下，則無論粉體10之量為多少皆不會發生爆炸；若氧濃度較0.5%高，則依粉體10之量而有發生爆炸之可能性。又，認為在氟濃度較0.2%高之情形下，即使氧濃度為0.5%以下，仍有發生爆炸之可能性。
    在實施例中，處理用氣體之氟濃度為0.28%，氧濃度為1.07%。因此，處理用氣體之氟濃度及氧濃度為有爆炸可能性之值。另一方面，藉由利用稀釋氣體稀釋處理用氣體，使處理用空間SP之氟濃度為0.07%，氧濃度為0.25%。從而，將處理用空間SP之氟濃度及氧濃度維持在無爆炸可能性之值。如此，可知藉由將處理用氣體之氟濃度及氧濃度設定成有爆炸可能性之值，且將反應容器2內之氟濃度及氧濃度維持在無爆炸可能性之值，可一面防止爆炸之發生，一面提高粉體10之表面處理之效率。另外，處理用空間SP之最終之氟濃度及氧濃度，在實施例與比較例中為相同。 (7)技術方案之各構成要素與實施形態之各部之對應關係
    以下，雖就技術方案之各構成要素與實施形態之各部之對應之例進行說明，但本發明並不限定於下述之例。
    在上述實施形態中，粉體10係粉體之例，處理用空間SP係處理用空間之例，氣體導入口2b係第1氣體導入部之例，氣體導入口2a為第2氣體導入部之例，反應容器2為反應容器之例，分散板4為通氣構件之例，振動產生裝置VO為振動產生裝置之例。
    作為技術方案之各構成要素，可使用具有技術方案中記載之構成或功能之其他各種要素。 [產業上之可利用性]
    本發明可有效地利用在進行粉體之表面處理之各種粉體處理裝置中。
    1‧‧‧氣體供給部
    1a‧‧‧氣體吹出口
    2‧‧‧反應容器
    2a‧‧‧氣體導入口
    2b‧‧‧氣體導入口
    3‧‧‧彈簧
    4‧‧‧分散板
    5‧‧‧氣體供給管
    6‧‧‧氣體導入管
    7‧‧‧排氣管
    10‧‧‧粉體
    100‧‧‧粉體處理裝置
    SP‧‧‧處理用空間
    VO‧‧‧振動產生裝置
    圖1係顯示本發明之一實施形態之粉體處理裝置之構成之模式性側視圖。
    圖2係顯示比較例中所使用之粉體處理裝置之構成之模式性剖面圖。
    1‧‧‧氣體供給部
    1a‧‧‧氣體吹出口
    2‧‧‧反應容器
    2a‧‧‧氣體導入口
    2b‧‧‧氣體導入口
    3‧‧‧彈簧
    4‧‧‧分散板
    5‧‧‧氣體供給管
    6‧‧‧氣體導入管
    7‧‧‧排氣管
    10‧‧‧粉體
    100‧‧‧粉體處理裝置
    SP‧‧‧處理用空間
    VO‧‧‧振動產生裝置
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] 一種粉體處理裝置，其係利用處理用氣體來進行作為被處理物之粉體之處理者；具備具有收納粉體之處理用空間之反應容器；於上述反應容器之第1位置上，設置用於將處理用氣體導入上述處理用空間之第1氣體導入部，並於上述反應容器之與上述第1位置不同之第2位置上，設置用於將稀釋氣體導入上述處理用空間之第2氣體導入部。
    [2] 如請求項1之粉體處理裝置，其中上述第2氣體導入部，係以將稀釋氣體向上方導入上述處理用空間之方式而設置於上述處理用空間之下部。
    [3] 如請求項1或2之粉體處理裝置，其中進而具備設置於上述第2氣體導入部，且以稀釋氣體通過但粉體不通過之方式構成之通氣構件。
    [4] 如請求項1之粉體處理裝置，其中進而具備賦與上述反應容器振動之振動產生裝置。
    [5] 如請求項1之粉體處理裝置，其中上述處理用氣體包含氟氣。
    [6] 一種粉體處理方法，其係利用處理用氣體來進行作為被處理物之粉體之處理者，具備：將粉體收納於反應容器之處理用空間之步驟；及自設置於上述反應容器之第1位置之第1氣體導入部，將處理用氣體導入上述處理用空間，且自設置於上述反應容器之與上述第1位置不同之第2位置之第2氣體導入部，將稀釋氣體導入上述處理用空間之步驟。
    [7] 如請求項6之粉體處理方法，其中上述處理用氣體包含氟氣。
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    TWI549738B|2016-09-21|曝氣裝置及處理氣體系統
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    TWI539997B|2016-07-01|
    KR20140068886A|2014-06-09|
    WO2013038658A1|2013-03-21|
    EP2756880A4|2015-11-11|
    JP2013059709A|2013-04-04|
    US20140216586A1|2014-08-07|
    JP5897851B2|2016-04-06|
    CN103796746A|2014-05-14|
    EP2756880A1|2014-07-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    JP5549941B2|2011-05-10|2014-07-16|株式会社日本製鋼所|ナノ炭素の製造方法及び製造装置|US11097340B2|2018-11-19|2021-08-24|Hamilton Sundstrand Corporation|Powder cleaning systems and methods|
    法律状态:
    2019-04-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011198187A|JP5897851B2|2011-09-12|2011-09-12|粉体処理装置および粉体処理方法|
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