JPH0318997B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、概ね粉末の稠密化に係り、とりわけ
外見上低密度のミクロン以下の粉末材を稠密化す
るのに特に適した粉末稠密化装置ならびにその作
動に関するものである。

従来技術、および発明が解決しようとする課題 市販されている多くの粉末材料は、生産初期に
は外見上低密度で軽くふわふわして嵩張つてい
る。これらの例としては、所謂蒸発によつて噴霧
化された金属、或いは金属化合物または半金属化
合物の高温気相酸化または加水分解によつて作ら
れる半金属酸化物などがあげられる。また、熱プ
ロセスやプラズマプロセス、或いはチヤネルプロ
セスなど周知の炉の何れかで生産されるカーボン
ブラツクもそうである。かかる粉末材料は、通
常、見掛け密度が約25Kg／m³未満のミクロン以下
の粉末形態で当初に提供される。この極めて軽量
で嵩張る状態では、これら粉末材は単位重量当り
かなりの容積を占めるので包装や運搬において経
費高である。またかかる粉末材料は、最終需要家
にとつてはその取扱いや完成製品への仕上げの点
でしばしば困難をもたらす。何故ならば、見掛け
密度の低い粉末材料は最初に稠密化しないと、ご
み状になつたりホツパー出口に橋かけ状になつた
り、オリフイスを塞ぎ好ましからざる堆積を形成
し輸送、計量及び取扱いにその他数多くの困難を
引き起こし易いからである。

このような困難を解決するため、ミクロン以下
の低見掛け密度の粉末材料を輸送や使用に先立つ
て１回又はそれ以上の回数の各種稠密化処理を施
すのが慣行になつている。勿論、かかる材料の稠
密化に当たつては当然注意を払つて、その望まし
い特性を損わないようにする必要がある。例え
ば、蒸発によつて得たシリカ（fumed silica）及
びカーボンブラツクなどの材料の稠密化は、所定
の最終品目組成における稠密化された粉末製品の
分散性が過度に損われることのないよう実施され
ることが肝要である。

カーボンブラツク、天然および合成ゴム製造に
おける補強剤として主に使用される。この使用の
場合、最終製品であるゴム形成物は普通カーボン
ブラツクを含む公式表示の固型成分を弾性重合体
（エラストマー）材料中に素練りすることにより
製造される。ロールミルやバンバリ（Banbury）
型式の内部混合装置などで行われるような一般的
なゴム素練り条件の下で発生する剪断力または混
合力は、一般にカーボンブラツクの補強特性を著
しく落すようなことなしに稠密化された塊体又は
ペレツト状のカーボンブラツクを供給できるよう
十分大きい。カーボンブラツクは又、塗料やエナ
メル、ラツカー及び熱可塑性樹脂の黒色顔料とし
ても広く使用されている。勿論、これらの使用の
場合、カーボンブラツクの分散特性はしばしば最
も重要な要因である。これらの最終品目における
カーボンブラツクの良好にして均一な分散性が普
通の混合条件の下で得られないと、これはカーボ
ンブラツクの所望特性を著しく損うことになる。
更に、通常のゴム混練作業中に発生する比較的大
きな剪断力は、普通、液状又は熱可塑性カーボン
ブラツクの分散形成では得られないので、これら
の応用分野においては、単に混合時間やエネルギ
ーを増やすだけで特定のカーボンブラツクペレツ
ト塊の劣つた分散性に対抗することは、通常、不
可能である。

ペレツト状カーボンブラツクを調製するには通
常２つの型式の装置が使用される。１つは基本的
に入口と放出端を有する回転ドラムである。“ふ
わふわ”状のカーボンブラツクは、水分又はその
他のペレツタイジング剤で予め湿潤させても、湿
潤させなくとも良いが、これをドラムの入口端よ
り装填しドラム内部で転磨させ、微小粒子を合体
し大きな丸いかたまり又はペレツトにする。形成
されたペレツトは、水分で湿潤されていた場合、
乾燥して仕上げる。かかるドラム・ペレタイジン
グ装置の例は、例えば1957年11月12日G.J.ウエブ
スター、他に与えられた米国特許第2812541号に
記載されるが如きものである。カーボンブラツク
を稠密化しペレツト化するためのもう１つの型式
の装置には、静止円筒形包囲部材が水平から僅か
に離れた方向を向いて設けられ、この部材には、
複数本の放射状に配置したピンを固定した共軸の
回転シヤフトが設けられている。上記ピンの長さ
は、その自由端が包囲部材の壁にほぼ近接して置
かれるように選ばれている。ふわふわ状のカーボ
ンブラツク粉末が包囲部材の高い方の端部より装
填され、攪拌シヤフトの回転により放射状ピンが
カーボンブラツクの層（ベツド）を貫いて連続的
に駆動され、カーボンブラツクをペレツト状に稠
密化して合体させ、大抵の場合カーボンブラツク
の全量を包囲部材の下方放出端の方に移行させる
手助けをする。既述のドラム・ペレタイジング装
置の場合のように、必要とあらば各種液状ペレツ
ト化剤をピンペレタイザー装置内のカーボンブラ
ツクの攪拌層に添加及び若しくはカーボンブラツ
クを円筒形包囲部材内に導入する前に予め湿潤さ
せることができる。このピン・ペレタイザー型式
は1968年７月２日R.J.フオーチユンに与えられた
米国特許第3390424号、1975年６月24日ウイルソ
ンH.ラツシユホードに与えられた米国特許第
3891366号ならびに1979年１月30日グレンJ.フオ
ルセスに与えられた米国特許第4136975号などの
特許に記載されている。上記型式の装置の何れか
らでも生産される稠密化されたペレツトは、通常
ゴム補強目的に妥当ではあるが、しばしば有害な
特性を伴うものであり、その或るものは液又は熱
可塑性プラスチツクの顔料としての性能を致命的
に損う。例えば、先行技術によるペレツト状カー
ボンブラツク粉末はペレツト相互間の密度又は内
部ペレツト密度の点で不均等のものになることが
判明している。後者については、上記型式の装置
により生産されたカーボンブラツク・ペレツトの
外面の密度は、その内部又は核心部のそれよりか
なり大きいことが判明している。又、上記型式の
ペレタイジング又は稠密化工程は、ペレツト製品
の品質及び均一性なるものが普通ペレタイザー装
置の入口端に対するふわふわ状のカーボンブラツ
ク粉末供給材の正確にして連続的な流れの維持に
依存するので往々にして制御が難しい。既述の如
く、かかる軽量のミクロン以下の粉末を良好な稠
密化された製品の均一性達成に必要な精度でその
流れを制御することは通常困難である。

ミクロン以下の蒸発によつて得たシリカ（以
下、蒸発によるシリカと称する）はポリマー特に
シリコンゴムのための強化剤ならびに各種液体特
にポリエステル膠被覆樹脂及び炭化水素オイルの
ための濃縮剤や揺変性剤として広く市販使用され
ている。ふわふわ状のカーボンブラツクの場合の
ように、蒸発によるシリカも又一般に静電気の堆
積を受け易い埃状材料であることが判つており取
扱いや計量ならびに輸送に困難が伴う。従つて、
輸送包装の前に保持箱内で振動処理を施し蒸発に
よるシリカを稠密化するのが慣例である。更に稠
密化するには真空詰めで実施できる。蒸発による
シリカをシリコンゴム補強剤として使用する場合
には更に強烈な稠密化処理を施すことができる。
この処理ならびにそれに使用する装置について
は、ヘルマツト・ラインハート、他の名儀による
1973年６月12日付米国特許第3838785号、1973年
７月３日付米国特許第3742566号、1973年10月２
日付米国特許第3762851号ならびに1975年１月14
日付米国特許第3860682号明細書に詳述されてい
る。基本的には、装置は軸方向に平行に維持され
た１対のロールを収納する室の形をとり、そのロ
ールは一定の間隔を有しその間に狭い挟持部すな
わち間隙を形成している。このロールの内の少く
とも１つのロールはガス透過性の材料から成り、
ロール内部は真空源と連通するように配置されて
いる。蒸発によるシリカ粉末材が室に送られ、ロ
ールは対向回転方向に動かされ蒸発によるシリカ
粉末を挟持部内に捉えそこから空気を絞り出す。
他方、多孔性のガス透過性面を有するロール内に
真空が形成され、これによりシリカ粒子がロール
の挟持部で圧縮される際、粒子間から空気が連続
的に抜き出される。この型式による装置の稠密化
されたシリカ生成物ならびにその作動も又或る欠
点をもつている。先づ、稠密化されたシリカ生成
物はその断面に亘り密度が変化し易く、真空ロー
ル近くの生成製品の表面において最大密度が得ら
れ、最小密度は真空ロールから最も離れた点で発
生し易い。次に、かかる装置の使用に当り蒸発に
よるシリカ粉末供給の最初の見掛け密度の約３倍
から４倍位のレベルに稠密化を達成することが可
能と言われているが、もつて高い稠密化レベルが
良好なシリコンゴム補強特性の維持とともに望ま
しいものである。最後に、かかる装置の運転は比
較的経費高であり、特に商業運転に見合うような
稠密化率の場合とりわけ不経済である。何故な
ら、ふわふわ状の蒸発によるシリカ粉末供給から
必要とされる多量のガス排除を処理するのに要す
る真空設備は比較的大きな投資を必要とし、又か
かる真空設備は通常かなりの保守点検ならびに維
持労力を必要とする。

しかしながら、本発明によれば、低い見掛け密
度の嵩張つたミクロン以下の粉末材料の稠密化に
伴う上述ならびにその他の諸問題が大いに改善さ
れ若しくは事実上解決される。

本発明の主目的は、粉末材料稠密化のための新
規な装置を得ることにある。

本発明の他の目的は、粉末材料稠密化のための
新規な方法を得ることにある。

本発明の更に他の目的は、低い見掛け密度のミ
クロン以下の粉末材料の稠密化のための装置及び
方法を得ることにある。

本発明の別の目的は、エネルギー有効利用によ
つて特徴付けられる粉末材料の稠密化のための装
置を得ることにある。

本発明の更に別の目的は、低い見掛け密度のミ
クロン以下の粉末材料を稠密化する装置及び方法
にして、稠密製品の均一性を改善し得る装置及び
方法を得ることにある。

本発明の他の目的は、粒子相互間の密度および
粒子内密度の点で優れた均一性を有するミクロン
以下の稠密粉末材料を得ることにある。

本発明の更に他の目的は、約25Kg／m³以下の見
掛け密度をもつ蒸発によるシリカ粉末材料を稠密
化する装置及びその方法にして、稠密化された蒸
発によるシリカ製品の見掛け密度が約100Kg／m³
より大きくかつ稠密化された蒸発によるシリカ製
品がポリマー特にシリコンゴムにおける補強特性
を殆どそこなわれることのないような装置及び方
法を得ることにある。

本発明のその他の諸目的ならびに利点について
は本文に明白に示される。

最も広い観点において、本発明装置は、間隔を
置いて対向する平行ロール対として共通軸線の両
側に配置された多数の支持ロールを含んでいる。
この間隔をおいた各ロール対は、他の対から離れ
た別の稠密化ステーシヨン（場所または部位）を
形成している。各対におけるロール相互の間隔
は、ステーシヨンからステーシヨンへと順次減少
する。２本のガス透過性ベルトが、上記共通軸線
の各側のロール上を通過せしめられ、この２本の
ベルトは、その隣合う対向面間で概ね先細に収束
する形状の稠密化帯域を区画形成（画成）し、実
質的に上記ロールだけで全長に亘つて支持されて
いる。この収束形状の稠密化帯域は、ガス透過性
ベルトの縁を密封する側面プレート部材などによ
り囲まれている。駆動装置が設けられ各ガス透過
性ベルトを稠密化帯域の収束端の方にほぼ等速度
で動かす。この稠密化帯域の収束端内に稠密化す
べき粉末材料を導く送給装置が設けられており、
この送給装置は稠密化作業の間稠密化帯域をほぼ
完全に充填し、その状態を維持するよう作動す
る。

広い観点で、本発明に係る方法は、上記の如き
装置の収束端に向け稠密化すべき粉末材料を送給
する段階と、ガス透過性ベルトの対向する隣接面
をほぼ等速度で稠密化帯域の収束端の方に動かす
ようにベルトを駆動する段階と、上記稠密化帯域
の収束端から稠密化された粉末生成物を回収する
段階と、稠密化帯域をほぼ完全に充填し、その状
態を維持するに十分な割合で上記粉末材料を稠密
化帯域に送給するのを維持する段階を包含する。

以下、本発明の詳細をその実施例に基き添付図
面を引用して説明する。

第１図から第４図では、同じ構成部分に同一引
用符号が付されており、ここに図示せる本発明装
置は１対の対向するガス透過性の連続ベルト２
ａ，２ｂを含み、これらのベルトはその間に全体
として先細収束形状の稠密化帯域１を形成するよ
う共通軸線Ａ−A′の両側にへだてられている。
ガス透過性ベルト２ａ，２ｂはそれぞれ多数の軸
承支持ロール６ａ及び６ｂ上に通されベルトは
夫々収束帯域１に沿つてロールだけで全長にわた
り多重支持されるようになつている。この構成に
おいて特記すべき点として、最後の２対又は３対
の間隔を置いて対向する平行ロール６ａ，６ｂ間
の空間を除いてベルト２ａ及び２ｂ間にはその背
後にこれを支持するようないかなる静止支持部材
をも設けてはならぬ点が挙げられる。何故なら、
かかる静止支持部材は、その表面をベルト２ａ及
び２ｂが通過する際、摩擦を起すようにそのベル
ト支持機能を果たすものであるからである。この
ようなベルトに対する静的支持の接触領域が大き
い場合、両者間に発生する摩擦力は相対的にかな
り大きなものとなる。かかる支持構成はベルト摩
耗をもたらすのみならず装置稼動に要する動力の
点で重大な非能率を示すものである。しかし、本
発明の構成においては原動機の動力はベルト２ａ
及び２ｂの走行に有効に使用され、その一部のみ
が単に静的支持部材に対するベルトの滑り摩擦を
打負かすのに用いられるのに過ぎない。支持ロー
ル６ａ及び６ｂは間隔を置いて対向する平行対と
して配置され、これらのロール６ａ及び６ｂ間の
空間またはギヤツプは前記収束稠密化帯域１の広
がつた送給端部３００から先細の放出端４００へ
かけて順次せばめられている。間隔を置いて対向
する支持ロール６ａ及び６ｂの各対は、他の対か
ら離れた別の異なる稠密化ステーシヨンを区画形
成している。従つて、本発明の装置による粉末材
料の完全な稠密化は、実際上、漸進的にきつくな
る異なる複数の稠密化段階を含むものであるか
ら、設置すべき稠密化ステーシヨンの数が少くと
も８つであることが一般に望まれる。低い見掛け
密度即ち25Kg／m³又はそれ未満位のミクロン以下
の粉末材料を送給する場合には、稠密化ステーシ
ヨンの数が少くとも10であることが望ましい。
又、対向支持ロール６ａ及び６ｂの各対間の、共
通軸線Ａ−A′に沿う直線間隔も上記収束帯域１
の広がり端から収束端へかけ順次減少させること
が必須ではないが好ましい。この各支持ロール対
６ａ及び６ｂ間における直線間隔の順次減少する
好ましい構成は、本発明装置の作動中ベルト２ａ
及び２ｂ上にかかる稠密化応力が、収束稠密化帯
域１を粉末材料が進行するにつれ著しく増加する
という事実に基くものであり、この応力は稠密粉
末製品が放出端４００から流出する直前において
最高になる。その代り、稠密化応力の増加は一般
に収束稠密化帯域１を進む粉末材料における固定
粒子容量に対するガス容積の急速に減少する比率
によりもたらされる。即ち、粉末材料が稠密化ス
テーシヨンを前進するにつれそのガス含有率はガ
ス透過性ベルト２ａ及び２ｂからの絞り出しによ
り減少する。このように、夫々の次の稠密化ステ
ーシヨンは先行する稠密化ステーシヨンにおける
よりも減少したガス容積ならびに増加した固型粒
子の粉末送りを受ける。勿論、一定ギヤツプを有
するいかなる稠密化ステーシヨンにおいても、送
りこまれた粉末材料の固型粒子に対するガスの割
合が少なければ少い程そのベルトならびに支持ロ
ールに作用する稠密化応力は増大する。従つて、
これらの稠密化応力は装置を通じ比較的均等に分
布されるのが望ましく、これは稠密化ステーシヨ
ンの漸減的間隔により促される。同様に、夫々の
稠密化ステーシヨンの対向ロール６ａ及び６ｂ間
のギヤツプの減少を前の稠密化ステーシヨンのギ
ヤツプの約25％未満になるようこれを制限するこ
とも有利である。本発明の目的からして、本文に
使用する用語「ギヤツプ」の意味するところは稠
密化ステーシヨンを形成する１対の支持ロールの
円周面間における最小寸法である。

約25Kg／m³未満の見掛け密度を有する蒸発によ
るシリカ又はカーボンブラツクなどのような極端
に軽く嵩張つたミクロン以下の粉末材料の処理に
当り収束稠密化帯域１により規定される挟角θが
大き過ぎてはならないことが重要である。若し大
き過ぎると、収束稠密化帯域１を通る稠密化粉末
材料内に有害な空気が増える危険性を伴い、事実
上成算のある稠密化率が通常得られない。かかる
空気の増加は、ベルトの高速度及び大きな稠密化
率の下で粉末材料の少くともその一部が収束稠密
化帯域１の広がり送給端３００の方に逆流せしめ
られる程度に発生しそのため稠密化効率ならびに
均一性を損うことが有る。この現象は、装置の稠
密化率又は能力が使用中のガス透過性ベルト２ａ
及び２ｂのガス取扱い能力を超える場合発生する
ものであり、換言すれば稠密化粉末材料にある粒
子間のガスが上記ガス透過性ベルト２ａ及び２ｂ
を十分急速に抜け出すことができない。しかし、
この問題は帯域１の全長およびその任意の２つの
隣接稠密化ステーシヨンの間における収束挟角が
約10゜未満に制限されている場合大半解決され若
しくは少くともきわめて軽減される。又、上記帯
域１の収束角度をそのように制限することによ
り、駆動されるガス透過性ベルト２ａ及び２ｂ上
にかかる引張応力が最小におさえられ、粉末材料
に加わる稠密化力は殆ど平面歪の状態の方向が与
えられ、これらの要素はベルト２ａ及び２ｂの使
用寿命ならびに駆動に要する動力上の見地ならび
に稠密化効率の観点からも望ましいものである。

勿論、収束稠密化帯域１から粉末材料がまとま
つてこぼれ出ないように囲い装置を設ける必要が
ある。第３図にその一般に好適とされる囲い装置
の一例の詳細を示す。この第３図において、支持
ロール６ａ及び６ｂはＨ型フレーム部材８ａ及び
８ｂの対向する内側フランジ７ａ及び７ｂ間に軸
支され、これらロール６ａ及び６ｂの円周面はフ
ランジ７ａ及び７ｂの縁部９ａ及び９ｂを越えて
露出されて示されている。ガス透過性ベルト２ａ
及び２ｂの幅はロール６ａ及び６ｂのスパンより
いくらか大きくベルト２ａ及び２ｂの自由縁１０
ａ及び１０ｂがロール６ａ及び６ｂの両端を越え
ている。摩擦ストリツプ（長片部材）１１ａ及び
１１ｂが収束稠密化帯域１の全長にわたり連続し
てフレーム部材８ａおよび８ｂのフランジ７ａお
よび７ｂの縁部９ａ及び９ｂに取付けられてい
る。これらの摩擦ストリツプ１１ａ及び１１ｂ
は、高密度のポリエチレン材などのような円滑で
硬い低摩擦材料より構成され、縁部９ａ及び９ｂ
の夫夫とベルト２ａおよび２ｂの自由縁１０ａ及
び１０ｂとの間におけるギヤツプを満たすのに十
分な厚みのものである。従つて、この構成により
ベルト２ａ及び２ｂと摩擦ストリツプ１１ａ及び
１１ｂとの間に密封係合が得られる。収束稠密化
帯域１のための囲い配置はフランジ７ａ及び７ｂ
の外面に隣接して保持された１対のサイドプレー
ト部材１２を設けることにより完成される。

さて、第１図において、ベルト２ａ，２ｂは原
動機１５により駆動され、対向するベルト面３ａ
及び３ｂはほぼ等速度で稠密化帯域１の収束端の
方に前進する。これは、例えば原動機１５の出力
軸１７と駆動ロール１９ａ及び１９ｂの駆動軸１
８ａ及び１８ｂとの間に設けたギヤ装置１６によ
り行われる。しかしながら、本発明は第１図に示
すベルト駆動構成に限られるものではなく、数多
くの好適な変更構成、例えば対をなすガス透過性
ベルト２ａ及び２ｂのうちの１つを駆動する２つ
の同期直接駆動原動機の使用を含む構成が、当業
者には自明な等価物と考えられる。

ガス透過性ベルト２ａ及び２ｂは、ガス流に対
しては適当な透過性を有するも稠密化されるべき
粉末材料については十分な非透過性を示し、材料
の通過を阻止するような任意好適な繊維材から作
られる。更に、ベルト２ａ及び２ｂ用の材料はか
なりの負荷の下で被駆動要素として使用できるよ
う適当な強度ならびに耐久性を要することは勿論
のことである。かかるガス透過性ベルト材料は周
知のものであり、例えば適宜補強織りの綿または
綿・ポリエステル繊維を含むことができる。上記
の諸点を考慮に入れ本発明に係る技術分野におけ
る当業者には稠密化すべき特定の粉末材料や所要
の稠密化処理の程度ならびに生産能力についての
装置の設計パラメータに基いて適切なベルト材料
を選ぶことができる。

本発明の装置による稠密化の均等性を最大にす
るためには、収束形状の稠密化帯域１を運転中ほ
ぼ完全な充満状態に保つような送給装置を設ける
ことが肝要である。第１図の装置において、この
送給装置は振動式樋供給装置５２の形態を有し、
その振動樋５３は粉末貯蔵ホツパー５４から材料
を支給される。この形式の送給装置を使用する収
束稠密化帯域１の広がり端に対する粉末の送給制
御は、樋５３の振動周波数及び若しくは振幅の制
御及び若しくはその樋５３の沈み角の制御により
普通行われる。多くの処理粉末の場合、本発明稠
密化装置（第１図に概略図示せし如き）とは別
の、しかしこれに関連した比較的簡単な送給装置
が収束稠密化帯域１をほぼ完全に充満維持するの
に適当であることが判つている。しかし、低い見
掛け密度のミクロン以下の粉末送りの場合、スク
リユーコンベヤ、動力落下式ホツパー又は振動供
給装置などの如き粉末輸送技術分野で慣用とされ
る送給装置は収束稠密化帯域１に対する均一な送
給率を達成するよう作動するのが困難であること
が有る。第２図ならびに第４図においては、低い
見掛け密度のミクロン以下の粉末材料を収束稠密
化帯域１に完全な充満維持を保証するように運び
入れるのを容易ならしめるような構成が示されて
いる。特に第２図において、本発明の稠密化装置
は収束帯域をその広がつた自由端３００を最上位
にしたほぼ垂直な姿勢で配置している。このよう
な本発明装置のほぼ垂直な向きの配置の場合、粉
末材料を収束稠密化区域１に送り込み易くするた
め、又その帯域のほぼ完全なる充填を維持する点
で重力を利用できると云う利点がある。この稠密
化帯域１の広がつた端部３００の直上位置にかつ
これと一体に形成された相対的に一段と広く収束
する形状の送給帯域２００があり、この一体形成
の送給帯域２００は対構成のベルト２ａ及び２ｂ
をほぼ同等にしかも単に収束稠密化帯域１を形成
するのに要する長さよりかなり大きな長さに引き
続き延長することにより区画形成される。送給帯
域２００の底部は又収束稠密化帯域１の自由端３
００と見做され、収束稠密化帯域１の最上部対の
対向支持ロール６ａ及び６ｂにより区画形成され
ている。他方、送給帯域２００の自由端１００は
１対の対向する遊びロール５７ａ及び５７ｂによ
り区画形成され、これらの遊びロール５７ａ及び
５７ｂは最上部対のロール６ａ及び６ｂの間隔よ
りもかなり大きな間隔で互いに離隔し、更に角度
θよりかなり大きな挟角φを有する収束送給帯域
２００を形成するように、最上部対のロール６ａ
及び６ｂの上方に直線間隔を置いて配置されてい
る。本発明実施例にはガス透過性ベルト２ａ及び
２ｂが設けられてあり、第４図に最も明らかに示
されるように夫々の駆動ロール１９ａ及び１９
ｂ、支持ロール６ａ及び６ｂならびに遊びロール
５７ａ及び５７ｂに張架され、これにより幅せま
く収束する稠密化帯域１と一体に形成されかつこ
れに材料を送り込む所の比較的幅広い収束送給帯
域２００を確立する。送給帯域２００の主な機能
は粉末材料送りを予備的に一部脱ガスしこれを収
束稠密化帯域１に装填することがあるから、上記
送給帯域２００内のガス透過性ベルト２ａ及び２
ｂ上に働く力は、通常の場合比較的きわめて低い
ものである。従つて、これらのベルトに追加のス
パン方向の支持ロールを区域２００内に設けるの
は不必要であるも所望の場合これを設けても良
い。

このような幅広い収束送給帯域２００の設置
は、特に見掛け密度約25Kg／m³未満のきわめて軽
いふわふわ状のミクロン以下の粉末材料が稠密化
される場合、一段と幅狭い収束稠密化帯域１のほ
ぼ完全な充填を維持する負担を著しく減少させ
る。この送給帯域２００は粉末送給装置の小づま
り効果やその他一時的な障害ないしは本発明の稠
密化装置への粉末材料流のかくらんなどの効果を
改善し、収束稠密化帯域１を良好な稠密化製品の
均一性に肝要とされるそのほぼ完全な充填の維持
に役立つ。勿論、第２図又は第４図の装置を使用
した稠密化帯域１のほぼ完全なる充填を維持する
には、送給装置から送給帯域２００の自由端１０
０への粉末材料の流れを、帯域２００をほぼ完全
に充填維持するきびしく達成困難な標準を要求す
るのではなく少くとも若干の充填を維持する程度
にこれを制御しさえすれば良い。

本発明のもう１つの好適実施例によると、装置
の少くとも最後の稠密化ステーシヨンにより加わ
る稠密化力が、供給粉末材料の見掛け密度につい
ての変動にも拘らず維持される。これは、かかる
変動に応答して作動中「ギヤツプ比」を適切に調
整することにより達成できるものであり、用語
「ギヤツプ比」は本発明の趣旨より収束稠密化帯
域１の最も広く離れた対の支持ロール間のギヤツ
プを放出端４００における最もせばめられた対の
支持ロール間のギヤツプで割つた数値商として定
義される。一定の見掛け密度の初期粉末材送りの
全体的稠密化は大半上記ギヤツプ比により決めら
れる。しかしながら、ミクロン以下粉末材料の場
合、稠密化装置に送られる材料の見掛け密度が実
際上均一でないことが良くある。かかる場合、稠
密化作業時の一定ギヤツプ比の維持により一般に
初めの粉末材送りの見掛け密度の変動に応じて変
わる見掛け密度を有する稠密化された製品が得ら
れる。この問題解決のため本発明装置において送
給粉末材の見掛け密度の変動に応じてギヤツプを
調整し、これにより稠密化粉末材料に加わる全体
の稠密化力を少くとも比較的一定に保つようこれ
を保証する装置を設けることがきわめて望まし
い。勿論、これにより、装置のギヤツプ比が定ま
つた同様の稠密製品より優れた改良均一性の稠密
粉末製品が得られる。第２図ならびに第３図にお
いて、かかるギヤツプ比の調整を実施できるよう
な適当な構成が示されている。この構成では、全
部の支持ロール６ｂを保持するフレーム部材８ｂ
は多数の締結具４０によるなどして関連するサイ
ドプレート部材１２の対の夫々に堅く取付けられ
ている。他方、支持ロール６ａの全部を保持する
フレーム部材８ａが、収束稠密化帯域１の自由端
３００におかれた支持ロール６ａを中心としてサ
イドプレート部材１２の上記対に揺動可能に軸支
されており、これにより上記サイドフレーム部材
８ａがサイドプレート部材１２間で前後に揺動
し、放出端４００における対構成のロール６ａ及
び６ｂ間のギヤツプの調整を可能ならしめ、他方
送り端３００におけるその対構成のロール６ａ及
び６ｂ間のギヤツプを一定に維持する。これに関
連して駆動ロール１９ａの駆動軸１８ａがサイド
プレート部材１２の夫々に設けた細溝孔（図示省
略）を通じ保持されている。軸１８ａの延長部は
ヨーク２２のサイドアーム２０に軸承されてい
る。１対の油圧シリンダ３０などの如き定常力発
生装置が剛性のフレーム部材８ｂ・サイドプレー
ト部材１２構成の背面の中間ラインの両側に等間
隔をおいて取付けられている。油圧シリンダラム
部材３１の作動端が横方向ヨーク部材２３のＵリ
ンク２４にピン結合されている。作動時、シリン
ダ３０に油圧が均等に加えられラム部材３１を等
しい力で図面より見てトツプの方に進ませ、ヨー
ク２２及び軸１８ａを介して枢着フレーム部材８
ａの下部に夫夫の力を伝達させる。この作用によ
り収束稠密化帯域１の放出端４００近くに位置す
る稠密化ステーシヨンの支持ロール６ａが、その
対応するロール６ｂに対して閉じる位置に押しや
られることは勿論である。装置を通過する稠密化
粉末材料により収束稠密化帯域１の放出端４００
を形成するステーシヨンのロール間のギヤツプは
普通完全に閉じることなくむしろ作動する油圧シ
リンダ３０の押しつけを受け連続的に自己調整を
行い最下部稠密化ステーシヨンを通過する粉末材
料に対して少くとも比較的一定せる稠密化力を維
持する。収束稠密化帯域１を通る送給粉末材料の
密度ならびに流れが一定の場合、最後の稠密化ス
テーシヨンにおけるギヤツプも又ほぼ一定に保た
れ易く従つて既述のギヤツプ比をほぼ一定に定め
易い。しかしながら、装置に送られる粉末材料の
見掛け密度又は流れが変動するような場合には、
上記ギヤツプ及びギヤツプ比はそれに応じて自己
調整され、稠密化力の一定性を保ち、改良された
均一性の稠密化製品を得る。上述のギヤツプ比調
整機構は第２図ならびに第３図に示すような形態
をとる必要はなく、その作動原理及び所定効果が
完全に理解されたら数多くの変更ならびに修正が
実施できることは自明な事柄である。例えば、適
当な他の一定力加圧装置は又空気作動式ラム、平
衡おもり、ばね、電子機械式フイードバツク制
御、その他の形態をとることもでき、必ずしも上
述した如き油圧シリンダを含む必要はない。その
上、記載した以外の適宜構成によるフレーム部材
ならびにサイドプレート部材も容易に設けられギ
ヤツプ調整を実施できる。

本発明のもう１つの好適実施例によると、収束
稠密化帯域１の放出端４００と一体に形成された
拡がり解放帯域５００が設けられる。この本発明
の実施例は第１図、第２図ならびに第４図に示さ
れており、上記放出端４００を形成する最後の支
持ロール６ａ及び６ｂの対の直ぐ次にガス透過性
ベルト２ａ及び２ｂは夫々上記放出端４００の下
方に鋭い拡がり角で延びかつ保持され次いで更に
一段と間隔を置かれた駆動ロール１９ａ及び１９
ｂの周りに張架され、これにより一体形成の拡が
り解放帯域５００を区画形成する。この拡がり解
放帯域５００の設置により、ガス透過性ベルト２
ａ及び２ｂの対向面３ａ及び３ｂから稠密粉末製
品を分離するのが促進される。更に、これに関し
て、サイドプレート部材１２の間に全幅に亘つて
延びるドクターブレード５０１ａ及び５０１ｂを
追加設置するのも有用であり、これらのブレード
は駆動ロール１９ａ及び１９ｂ上を通るベルト面
３ａ及び３ｂと連動するよう固定されている。こ
のドクターブレード５０１ａ及び５０１ｂはベル
ト２ａ及び２ｂの面３ａ及び３ｂから付着した稠
密粉末製品を連続的に取除く働きを行う。

本発明の更にもう１つの好適実施例によると、
収束稠密化帯域１の２つ又は３つの最後の順次稠
密化ステーシヨンにほぼ相等しいギヤツプが設け
られる。粉末材料送りを２つ又はそれ以上の等し
いが最小ギヤツプの最後のステーシヨンを通じて
２つ又はそれ以上のパスに通した場合、稠密製品
の見掛け密度は最大となる。従つて、第４図に示
す本発明の実施例の場合、最後の２対のロール６
ａ及び６ｂの間のギヤツプはほぼ同等に示され、
収束帯域１を通る粉末材料を、最後の最小ギヤツ
プの稠密化ステーシヨンを２回通過させる実際的
な効果をもつ。好適には、ガス透過性ベルト２ａ
及び２ｂも又最後の同ギヤツプの稠密化ステーシ
ヨン間における夫々の通路の全長にわたりほぼ連
続的に支持されている。これは、幅方向を指向す
る円滑で硬質の（剛性の大きな）支持部材３６ａ
及び３６ｂをロール６ａの最内部の円周面と等間
隔の最後の稠密化ステーシヨンのロール６ｂの間
のスペースをほぼ充満するように設けることによ
り達成でき、上記支持ロールと協働してベルト２
ａ及び２ｂの最後の稠密化ステーシヨン通過時ほ
ほぼ連続せる全幅にわたる支持面が得られる。こ
れらの支持部材３６ａ及び３６ｂはガス透過性ベ
ルト２ａ及び２ｂの枕状にふくらんで変形する
（後退変形すること）のを防ぐ働きをする。

上記による稠密化装置ならびに方法を使用し
て、ゴム補強グレードのミクロン以下の約37Kg／
m³（2.3lbs／ft³）の見掛け密度をもつ蒸発による
ふわふわ状のシリカを別々の作動により約83Kg／
m³（5.2lbs／ft³）及び189Kg／m³（11.8lbs／ft³）
の見掛け密度に稠密化した。次に、ふわふわ状の
２種類の稠密シリカ製品を夫々標準条件及び２種
の装填においてメチールビニールシロクセン・ガ
ムに基く熱硬化シリコンゴム合成物の別々のバツ
チに調合され、２種の別々のシリカ装填はガムの
重量を基準として夫々10％及び30％であつた。こ
の生成されたシリカ補強のシリコンゴム合成物の
試料を次に引張り棒に型成形し約10分間143℃
（290〓）で型硬化せしめ、次に型から取外し、更
に約４時間約149℃（300〓）で硬化させた。次
に、この硬化処理した引張り棒試料に当業者周知
のテスト方法を用い硬度、引き裂き、引張り、モ
ジユール、圧縮セツトならびに清澄度テストを施
した。同じシリカ装填を含む試料グループの夫々
の内部でテストされた特性の何れについてもさし
たる差異が認められなかつた。これらの硬化ゴム
特性における差異の欠除によりふわふわ状のシリ
カの稠密化処理は、最も強力な（強烈な）稠密化
の場合、見掛け密度を約５なる率だけ増やしたけ
れども製品シリカの分散特性に対し、標準のシリ
コンゴム調合条件の下で殆どないしは全く影響を
与えないものであることを示している。

同様なテストを夫々ビニールアセテート・エチ
レン共重合体式及びEPDMゴム式を10及び20重
量パーセント装填して２種類の稠密シリカ製品を
用いて実施した。ここでも又、生成されたシリカ
装填ポリマー合成物の物理的テストは、より強く
稠密化せるシリカ製品がより粗い密度のシリカ製
品の見掛け密度の約２倍の見掛け密度をもつてい
たにも拘らず稠密シリカ製品の補強特性の点でさ
ほどの差異を示さなかつた。

以上、本発明の或る特定実施例について説明し
たが、これに限られるものではなく、本発明の本
旨又は範囲を離脱することなく当業者に自明の変
更ならびに修正が実施できる点理解されねばなら
ぬ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の一部断面表示の概
略図、第２図は本発明の或る好適実施例による装
置の一部断面表示の概略図、第３図は第２図の２
−２′に沿つて截断した俯瞰概略図、第４図は本
発明装置に使用する好適な支持ロール構成及び代
表的な好適なベルト張架線図の概略側面図であ
る。 １：収束稠密化帯域、２ａ，２ｂ：ガス透過性
ベルト、Ａ−A′：共通軸線、６ａ，６ｂ：支持
ロール、７ａ，７ｂ〜１１ａ，１１ｂ：囲い装
置、１２ａ，１２ｂ：サイドプレート部材、１５
〜１９：駆動装置、５２〜５３：供給装置、２０
０：収束送給帯域、５００：広がり解放区域、５
０１ａ，５０１ｂ：ドクターブレード装置、３６
ａ，３６ｂ：支持部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共通軸線の周囲位置に設けられた多数の稠密
   化ステーシヨンにして、該ステーシヨンの各々は
   間隔を置いて平行状に対向する１対の支持ロール
   により形成され、各ステーシヨンのロール間ギヤ
   ツプがステーシヨンからステーシヨンへと順次減
   少する多数の稠密化ステーシヨンと、 前記共通軸線の１つの側に位置する支持ロール
   上に張架され全長にわたり該支持ロールにより支
   持されたガス透過性ベルトおよび前記共通軸線の
   他の側に位置する支持ロール上に張架され全長に
   わたり該支持ロールにより支持された他のガス透
   過性ベルトにして、この張架されかつ支持された
   両ベルトが共同して収束稠密化帯域を形成する該
   ガス透過性ベルトと、 前記収束稠密化帯域を包囲し、もつて該帯域か
   らの粉末材料の流出を防止する包囲装置と、 前記収束稠密化帯域の収束端の方にほぼ等速度
   で前記両ガス透過性ベルトを駆動する装置と、前
   記収束稠密化帯域の収束端に該帯域をほぼ完全に
   充満維持するのに十分な割合で粉末材料を供給す
   る装置とを包囲する粉末稠密化装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記稠密化ステーシヨンの数が少くとも
   ８つである粉末稠密化装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記稠密化ステーシヨンの数が少くとも
   10である粉末稠密化装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記稠密化帯域の収束角θが約10゜以下
   である粉末稠密化装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記収束稠密化帯域がほぼ垂直方向に向
   けられ、該帯域の広がり端が最上部にある粉末稠
   密化装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記収束稠密化帯域の広がり端と一体の
   収束送給帯域を追加して有し、該送給帯域の収束
   角φは前記稠密化帯域の収束角θより十分大きい
   粉末稠密化装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記収束送給帯域が前記収束稠密化帯域
   の広がり端を越える前記両ガス透過性ベルトの延
   長によつて形成され、該ベルト延長部の各々が、
   前記共通軸線に対して同じ側にかつ前記支持ロー
   ルの最上部の上位に隔てられた遊びロール上に張
   架されている粉末稠密化装置。 ８ 特許請求の範囲第１項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記収束稠密化帯域の収束端と一体にな
   つた広がり解放帯域を追加して有する粉末稠密化
   装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の粉末稠密化装置
   にして、前記広がり解放帯域は前記収束稠密化帯
   域の収束端を越える前記両ガス透過性ベルトの延
   長により形成され、該ベルト延長部の各々が、前
   記共通軸線に対して同じ側にかつ前記支持ロール
   の最後のロールの下位に隔てられた専用の支持ロ
   ール上に張架されている粉末稠密化装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の粉末稠密化装
   置にして、更に前記支持ロールの各々に関連する
   ドクターブレード装置を具備し、該ドクターブレ
   ード装置は稠密化された粉末材料をベルトから取
   除くよう位置ぎめされている粉末稠密化装置。 １１ 特許請求の範囲第１項記載の粉末稠密化装
   置にして、収束稠密化帯域の最後の２つ又は３つ
   の稠密化ステーシヨンのロールの対間のギヤツプ
   が本質的に等しい濃密化装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載の粉末稠密化
   装置にして、本質的に等しいギヤツプを有する濃
   密化ステーシヨンの各側の支持ロール間に円滑な
   硬質支持部材が介装され前記支持ロール間でベル
   ト装置が枕状にふくらんで変形するのを防ぐ粉末
   稠密化装置。 １３ 特許請求の範囲第１項記載の粉末稠密化装
   置にして、前記共通軸線の各々側に位置せる支持
   ロールは該支持ロールのための別々のフレーム部
   材に軸支され、前記支持ロールの一組に関連する
   フレーム部材が１対の平行サイドプレート部材の
   間に固定され、該サイドプレート部材が前記収束
   稠密化帯域のための包囲体を形成する前記包囲装
   置を形成し、前記支持ロールの他の組に関連する
   フレーム部材がその広がり部にて前記サイドプレ
   ート部材間に揺動可能に軸支されており、制御可
   能な一定力発生装置が、前記揺動可能に軸支され
   たフレーム部材の自由端を固定フレーム部材に向
   けて一定の力で弾圧的に強制するように前記揺動
   可能に軸支されたフレーム部材に連なり、もつて
   運転中収束稠密化帯域に送られる粉末材料の密度
   の変動に応答して収束稠密化帯域のギヤツプ比を
   調整する粉末稠密化装置。 １４ 粉末材料を稠密化するための方法にして、
   広がり自由端と収束放出端とを有し、対向する平
   行対として配置された多数の間隔をおいた支持ロ
   ールにより全長に亘つて多数箇所で支持された１
   対の対向するガス透過性ベルトにより形成される
   包囲された収束稠密化帯域を得る段階を包含し、
   前記各支持ロール対は別々の稠密化ステーシヨン
   を形成し、更に、前記帯域の収束放出端の方に前
   記ベルトを本質的に等速度で駆動する段階と、前
   記帯域の本質的に完全な充填を行い、これを維持
   するのに十分な割合で前記帯域の広がり供給端に
   稠密化されるべき粉末材料を送る段階と、前記帯
   域の収束放出端から放出された稠密粉末材料製品
   を回収する段階とを包含する粉末材料の稠密化方
   法。 １５ 特許請求の範囲第１４項記載の方法にし
   て、前記収束稠密化帯域に送られる粉末材料の見
   掛け密度が約25Kg／m³より大きくはなく、収束稠
   密化帯域のギヤツプ比が少くとも約100Kg／m³の
   見掛け密度を有する稠密製品をもたらすように調
   整される粉末材料の稠密化方法。 １６ 特許請求の範囲第１４項記載の方法にし
   て、前記収束帯域の収束角度θが約10゜以下であ
   る粉末材料の稠密化方法。 １７ 特許請求の範囲第１４項記載の方法にし
   て、前記収束稠密化帯域がほぼ垂直方向に向けら
   れ、該帯域の広がり送給端が最上部にある粉末材
   料の稠密化方法。 １８ 特許請求の範囲第１４項記載の方法にし
   て、ベルト対の少くとも一つの放出端部分が対向
   するベルトの対応する放出端部分に接近、離隔す
   るよう相対的に動くことができ、該相対的に移動
   可能なベルトの前記放出端部分を一定の力で前記
   対向ベルトの方へ弾圧的に押しやることによりギ
   ヤツプ比が連続的に調整される粉末材料の稠密化
   方法。 １９ 特許請求の範囲第１４項記載の方法にし
   て、前記収束の広がり供給端と一体であり前記稠
   密化帯域の収束角度θより十分大きな角度φで１
   対の対向するガス透過性ベルトにより形成される
   収束送給帯域を与え、前記送給帯域の前記対向対
   のガス透過性ベルトを前記帯域の収束端の方へ本
   質的に等しい速さで駆動し、前記収束送給帯域の
   広がり端に該帯域の少くとも局部的充填を維持す
   るのに十分な割合で稠密化すべき粉末材料を送り
   込むことにより、前記粉末材料の前記送りが行わ
   れる粉末材料の稠密化方法。 ２０ 特許請求の範囲第１９項記載の方法にし
   て、前記送給帯域を形成する前記ガス透過性ベル
   トが前記稠密化帯域を形成する前記ガス透過性ベ
   ルトと一体である粉末材料の稠密化方法。 ２１ 特許請求の範囲第１４項記載の方法にし
   て、前記稠密化帯域の収束放出端に置かれた最後
   の２つ又は３つの稠密化ステーシヨンの対向ベル
   ト間のギヤツプが本質的に等しい粉末材料の稠密
   化方法。