JPH03123635A

JPH03123635A - 複合粒子の製造法

Info

Publication number: JPH03123635A
Application number: JP26232389A
Authority: JP
Inventors: Fujihira Yokoyama; 横山　藤平; Kiyoshi Urayama; 浦山　清; Masashi Kato; 正史加藤
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 1989-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1991-05-27
Anticipated expiration: 2012-11-05
Also published as: JP2672671B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、近年新素材として各種産業分野で注目されて
いる複合粒子の製造法に関する。

さらに詳しくは、ケーシングを高速回転させて、複数材
料の混合物から成る粉粒状原料を遠心力により前記ケー
シングの内周面に押付けて、原料層を形成し、前記ケーシングに対して相対回転する摩砕片を前記原料
層に作用させて、前記摩砕片による圧縮と剪断により、
前記複数材料が一体化した複合粒子を形成させる複合粒
子の製造法の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、特開昭６３−４２７２８号公報に示されるように
、摩砕片とケーシングのみによって原料に圧締力と剪断
力を付与すると共に、掻取り片のみによって原料を混合
分散させていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、例えば金属などのように硬い原料では、十分に
強力な圧縮力と剪断力を原料層全体に均等に付与できず
、原料の複合化を十分に達成できず、また、原料の一部
又は全部が凝集性の強い粉粒体である場合、混合分散が
不十分になって、複合粒子の組成が不均一になりやすく
、適用原料拡大の面で改良の余地があった。

本発明の目的は、原料がたとえ硬いものであっても、あ
るいは凝集性の強いものであっても、良好な複合粒子を
確実に得られるようにする点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴手段は、摩砕片とケーシングの隙間幅より
も小径の摩砕媒体用小粒子を、ケーシング内周面に遠心
力で形成した原料層に混入して、前記摩砕片、摩砕媒体
用小粒子及びケーシングの協働作用によって、原料に圧
縮力と剪断力を付与することにあり、その作用効果は次
の通りである。

〔作　用〕

ケーシングに対する摩砕片の相対回転に伴って、摩砕媒
体用小粒子が原料と共に摩砕片とケーシングの隙間に入
り込み、摩砕片と摩砕媒体用小粒子の間、ケーシングと
摩砕媒体用小粒子の間、摩砕媒体用小粒子どうしの間夫
々の多数の箇所において、原料層が薄くなった状態で原
料に圧縮力と剪断力を付与できるから、前述従来技術の
ように摩砕片とケーシングだけで両者間の割合に厚い原
料層に圧縮力と剪断力を付与するに比して、圧縮力及び
剪断力を十分に強化できると共に原料層全体に均等に付
与でき、たとえ金属のように硬い原料であっても、原料
の複合化を十分にかつ均一に実現できる。

また、原料層に対して相対回転して混合分散作用する掻
取り片を付加すれば、摩砕片とケーシングの隙間に入り
込む時、及び、掻取り片により攪拌される時に、摩砕媒
体用小粒子が相対的にかつ原料層に対して動くために、
掻取り片による混合分散に加えて、摩砕媒体用小粒子に
より原料の混合分散を十分に助長でき、前述従来技術の
ように掻取り片のみで原料を混合分散するよりも、掻取
り片と摩砕媒体用小粒子の協働作用で原料の混合分散を
一層十分に実現でき、たとえ原料の一部又は全部が凝集
性の強いものであっても、複合粒子の組成を確実に均一
化できる。

〔発明の効果〕

その結果、たとえ金属などのように硬い材料であっても
、あるいは凝集性の強い原料であっても、良好な複合粒
子を確実に得られ、適用原料範囲の極めて広い便利な複
合粒子の製造法を確立できた。

〔実施例〕

先ず、第１図及び第２図により使用する装置の実施例を
示す。

−基台（１）に取付けられた縦向き回転軸（２）の上端
に、処理室（３）を形成する有底筒状ケージング（４）
を同芯状に取付け、電動モータ（５ａ）及び変速機（５
ｂ）等から成る駆動装置（５）を回転軸（２）の下端に
連動させ、ケーシング（４）をその内部の粉粒状原料が
遠心力によりケーシング内周面（４ａ）に押付けられる
ように高速駆動回転すべく構成し、かつ、原料の性状に
応じて適切な遠心力が得られるようにケーシング（４）
の回転速度を調整可能に構成しである。

ケーシング（４）はカバー（７）で包囲され、ケーシン
グ（４）の下部にファン（１２）を連設し、カバー（７
）に形成した吸気口（１３）から外気を吸引して、吸引
外気によりケーシング（４）を冷却するように構成し、
また、吸引外気をカバー（７）に接続した流路（１０）
に導くように構成し、捕集器（１５）及び排風機（１６
）をその順に流路（１０）に接続し、捕集器（１５）の
排出口に微粉を回収するロータリフィーダ（１７）を設
けである。

カバー（７）に開閉操作自在な蓋（７ａ）を設けると共
に、ケーシング（４）に開閉操作自在な蓋（４ｂ）を設
けて、ケーシング（４）内への原料供給及びケーシング
（４）からの複合粒子回収を可能に構成しである。

回転軸（２）と間怠の回転軸（８ａ）の上端部に固定し
た支持体（８ｂ）をケーシング（４）内に設け、ケーシ
ング内周面（４ａ）との協働で原料を圧縮し剪断する摩
砕片（９ａ）、及び、原料を撹拌混合し分散する掻取り
片（９ｂ）を、ケーシング（４）回転方向に適当な間隔
で並べた状態で支持体（８ｂ）の先端に取付けて処理室
（３）内に配置しである。

摩砕片（９ａ）に、ケーシング（４）との隙間がケーシ
ング（４）の回転方向側はど狭くなるように形成した傾
斜面を持たせ、そして、掻取り片（９ｂ）を、ケーシン
グ（４）との隙間がケーシング（４）の回転方向側はど
広くなり、かつ、その作用面が次第に幅広となるような
くさび状又は櫛歯状に形成しである。

回転軸（８ａ）を駆動装置（５）に連動させ、ケーシン
グ（４）に対して一定の速度差で摩砕片（９ａ）及び掻
取り片（９ｂ）を相対回転させて、摩砕片（９ａ）によ
る圧縮及び剪断と掻取り片（９ｂ）による攪拌混合が原
料に付与されるように構成しである。

回転軸（８ａ）内に、支持体（８ｂ）、摩砕片（９ａ）
、掻取り片（９ｂ）に加熱あるいは冷却用媒体を流入さ
せる通路（１８）を形成し、ロータリージヨイント（１
９）により通路（１８）を媒体貯蔵タンク（２０）に接
続しである。又、カバー（７）の周囲にジャケット（２
２）を具備させ、タンク（２０）からの加熱又は冷却用
の媒体を通すように構成しである。

次に、上記装置による複合粒子の製造法を説明する。

（１）例えばＡ１とＮｉ等の粉粒状原料を所定の配合比
で予備混合した状態でケーシング（４）内に投入する。

また、摩砕片（９ａ）とケーシング（４）の隙間幅より
も小径の摩砕媒体用小粒子を適当量だけケーシング（４
）内に投入する。

（２）ケーシング（４）及びカバー（７）に蓋（４ｂ）
。

（７ａ）を取付け、ケーシング（４）を高速回転させ、
粉粒状原料を遠心力によりケーシング内周面（４ａ）に
押付けて、原料層を形成すると共に、摩砕媒体用小粒子
を原料層に混入する。

（３）ケーシング（４）に対して相対回転する摩砕片（
９ａ）と掻取り片（９ｂ）を原料層に作用させ、第３図
に示すように、摩砕片（９ａ）、ジルコニアなどの耐圧
・耐摩耗・耐熱性に優れた摩砕媒体用小粒子（６）及び
ケーシング（４）の協働作用によって、摩砕片（９ａ）
と摩砕媒体用小粒子（６）の間、ケーシング（４）と摩
砕媒体用小粒子（６）の間、摩砕媒体用小粒子（６）ど
うしの間夫々において、原料層（１１）が薄くなった状
態で、原料に強力な圧縮力と剪断力を均一に付与し、か
つ、掻取り片（９ｂ）と摩砕媒体用小粒子（６）の協働
作用で原料を十分に混合分散し、十分に複合化すると共
に粒子組成が均一な複合粒子を製造する。

（４）その後、駆動装置（５）を停止し、カバー（７）
及びケーシング（４）の蓋（７ａ）、　（４ｂ）を開き
、複合粒子をケーシング（４）から回収する。

〔実験例〕

上記実施例と同様の装置を用い、平均粒径３０μｍのＡ
１３０ｇと、平均粒径７μｍのＮｉ６０ｇと、直径１ｍ
ｍのジルコニア製摩砕媒体用小粒子９００ｇをケーシン
グ内に投入し、ケーシングの高速回転によりＡ　（ｌ　
ｚ　Ｎ　ｔ、摩砕媒体用小粒子の混合物をケーシング内
周面に押付け、摩砕媒体用小粒子を混入した原料層に摩
砕片と掻取り片を作用させ、ＡｌとＮｉが一体化した複
合粒子を造った。

複合粒子の平均粒径は４２μｍであり、Ａ４７粒子の表
面にＮｉが一体化した、あるいは、ＡＩ！とＮｉが混じ
り合った複合粒子が得られた。

〔別実施例〕

次に、別実施例を説明する。

原料は種類、組合せ、混合割合、粒度、その他において
適当に選択できる。ことに、粒径ｌ〜１００μｍの微粉
末で凝集性が強い粉粒体、及び、各種の粉末冶金原料が
好適対象である。

原料の組合わせにおいて、核となる母粒子と、母粒子に
結合する子粒子の性状関係は、（イ）子粒子と粒径が母
粒子の１７２以下であること、（ロ）母粒子と子粒子の軟化点が摩砕媒体用小粒子より
低くて、子粒子の軟化点が母粒子より高い又は低いこと
、（ハ）母粒子と子粒子が粒状であって、繊維状や偏平状
でないこと、等が望ましく、具体的には例えば下記（ａ）〜（ｈ）頃
の組合わせがある。

（ａ）　　低密度・高剛性合金の原料となるＡｌとＬｉ
（ｂ）　　焼結含油軸受用合金やフィルタの原料となる
Ｃｕと５ｎ（ｃ）　　タングステン強化銅合金や電気接点材料の原
料となるＣｕとＷ（ｄ）　　焼結機械部品用合金の原料となるＦｅとＣｕ
、ＦｅとＣｕとＮｉとＭｏ、又は、ＦｅとＭｎとＣｒ（
ｅ）　　焼結ステンレス鋼の原料となるＦｅとＮｉとＣ
ｒ（ｆ）　　金属黒鉛刷子の原料となるＣｕと黒鉛粉（
ｇ）　　サーメット（超硬合金）の原料となるＷＣとＣ
。

（ｈ）　　ウララド材（金属複合材料）の原料となる鋼
、ステンレス鋼、Ａｌ、Ｃｕの一種又は複数種（母粒子
）と、Ａ１、Ｃｕ、　Ｓｎ、　Ｎｉ、　Ｚｎ、　Ａｕ。

Ａｇの一種又は複数種（子粒子）粉末冶金原料は、例えば高融点金属、多孔質金属、超硬
合金、サーメット、複合合金、ＳＡＰ系合金、原子炉材
料、磁性材料、難削材料、航空機材料等の原料であり、
金属、金属炭化物、金属酸化物、セラミックス、その他
いかなるものでもよい。

摩砕媒体用小粒子（６）は材質、形状、投入量、その他
において適当に選択できる。例えば、ジルコニア、アル
ミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アル
ミニウム、シリカ、ガラス、その他のセラミックス、あ
るいは、クロム鋼などの金属、あるいは、金剛石（ダイ
ヤモンド）、金剛砂、ざくろ石などの天然材であっても
よく、また、形状は真球形、はぼ球形、方向により直径
が変化する異径形状、六へ面体等の各種多面体形状、そ
の他でもよく、粒径は０．５〜３ｍｍ程度が一般的であ
る。

複合粒子の種類、成分、用途などは特に限定を受けない
。

本発明に使用する装置の具体構成は適当に変更でき、例
えば、ケーシング（４）の回転軸芯を傾斜させたり横向
きにしたり、摩砕片（９ａ）や掻取り片（９ｂ）をケー
シング（４）側へ接触しない範囲で流体圧やスプリング
で付勢したり、摩砕片（９ａ）と掻取り片（９ｂ）の回
転を停止させたり、摩砕片（９ａ）、掻取り片（９ｂ）
の形状、材質、設置数などを適当に変更したり、必要に
より加熱あるいは冷却させた適量の空気や不活性ガス等
をケーシング（４）内に供給できるように構成してもよ
い。また、原料が十分に予備混合されている場合等のよ
うに混合分散が不要なものである場合、掻取り片（９ｂ
）を省略してもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は使用装置の概念
図、第２図は第１図の■−■矢視図、第３図は作用説明
図である。（４）・・・・・・ケーシング、（４ａ）・・・・・・
ケーシング内周面、（６）・・・・・・摩砕媒体用小粒
子、（９ａ）・・・・・・摩擦片、（９ｂ）・・・・・
・掻取り片、（１１）・・・・・・原料層。

Claims

【特許請求の範囲】１、ケーシング（４）を高速回転させて、複数材料の混
合物から成る粉粒状原料を遠心力により前記ケーシング
（４）の内周面（４ａ）に押付けて、原料層（１１）を
形成し、前記ケーシング（４）に対して相対回転する摩砕片（９
ａ）を前記原料層（１１）に作用させて、前記摩砕片（
９ａ）による圧縮と剪断により、前記複数材料が一体化
した複合粒子を形成させる複合粒子の製造法であって、前記摩砕片（９ａ）と前記ケーシング（４）の隙間幅よ
りも小径の摩砕媒体用小粒子（６）を前記原料層（１１
）に混入して、前記摩砕片（９ａ）、摩砕媒体用小粒子
（６）及びケーシング（４）の協働作用によって、原料
に圧縮力と剪断力を付与する複合粒子の製造法。２、前記原料層（１１）に対して相対回転する掻取り片
（９ｂ）を作用させて、その掻取り片（９ｂ）により原
料を混合分散すると共に、前記摩砕媒体用小粒子（６）
の作用により原料の混合分散を促進する請求項１記載の
複合粒子の製造法。