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技術 粉末分離を防止する粉体充填方法および粉末分離を防止する粉体集約装置

出願人 株式会社神戸製鋼所
発明者 澤山哲也香川晶彦赤城宣明花岡宏卓
出願日 1997年5月6日 (22年9ヶ月経過) 出願番号 1997-115623
公開日 1998年11月17日 (21年3ヶ月経過) 公開番号 1998-305927
状態 拒絶査定
技術分野 流体の充填 包装位置への供給II(流動体の供給) 基本的包装技術I(流動体の充填) バンカー,ホッパ,タンクの充填又は荷あけ
主要キーワード 抜出孔 落下作用 次容器内 充填粉体 充填容器内 ステアリン酸亜鉛粉 粉末密度 呼び寸法
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年11月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

粉体容器移し替える際に生じる粉末分離を防止する。

解決手段

円筒部2a の上部が供給口15で、円筒部の途中に3を上下円筒部2a 、2b で挟み込むように設け、下円筒部2b の下部には安息角より大きい傾斜の円錐部4があり、この円錐部4の下部に小径の円筒部5を設け、その下部に排出口6がある粉体集約装置1を用いて、容器から粉体を供給口15に供給し充填容器7に粉体を移し替える。

概要

背景

落下中に空気の影響を受けやすい複数種類粉末からなる混合粉末または粒度分布幅の広い粉体落下作用によって容器充填する場合、落下中に粉体は個別に大気中に放り出されることになる。このとき、充填容器7内では図4に示す矢印のように、空気の影響を受けやすい粒径の小さい飛散しやすい粉末12は空気とともに飛散し、充填容器7内の壁に付着したり、落下が遅いため後から落下して充填容器内堆積した粉体13の最表面部に濃化する。一方、空気の影響を受けにくい粒径の大きい粉末はほぼ真下に落下し順次容器内に堆積する。なお、図4は従来の充填方法で、を通して異物を除去しながら粉体を容器に移し替える例で、(a) は粉体落下時の飛散粉末の挙動を、(b) は充填終了後の充填容器内の粉末偏析例を、(c) は充填容器から粉体を切り出すときの充填容器内の粉末偏析例を示す図である。

また、粉体を異物除去の目的から篩を通して落下作用によって容器間の移し替えを行う場合、粉末は篩3を通過することによて、さらに粉末分離がおこり、充填容器内の粉体はより偏析した状態で充填されていることになる。したがって、この充填容器から排出される粉体の粒度分布および成分は常に一定ではない。

この対策として、これまでに特公昭55-8905 号公報や、実公昭58-59785号公報には、容器内での粉末の偏析を防止するために、粉体が容器の下部から順次堆積するように供給する方法が開示してある。また、特公平01-32116号公報や、特公平02-7852 号公報には、充填後の粉体に偏析があっても、容器からの排出時に偏析を無くす方法が開示してある。

概要

粉体を容器に移し替える際に生じる粉末分離を防止する。

円筒部2a の上部が供給口15で、円筒部の途中に篩3を上下円筒部2a 、2b で挟み込むように設け、下円筒部2b の下部には安息角より大きい傾斜の円錐部4があり、この円錐部4の下部に小径の円筒部5を設け、その下部に排出口6がある粉体集約装置1を用いて、容器から粉体を供給口15に供給し充填容器7に粉体を移し替える。

目的

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡単な粉体集約装置を用いることによって、粉体を容器に移し替える際に生じる粉末分離を防止する粉体充填方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

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請求項1

混合粉体または粒度分布幅の広い粉体容器移し替えるに際して、上記粉体を一旦粉体集約装置集約したのち、粉体集約装置の下部に設けた排出口から充填容器内に落下させることを特徴とする粉末分離を防止する粉体充填方法

請求項2

上部円筒部の下部に安息角より大きい傾斜の円錐部を有し、この下部が排出口であることを特徴とする粉末分離を防止する粉体集約装置。

請求項3

上記、円錐部の下部に小径の下部円筒部を設け、この下部が排出口である請求項2記載の粉末分離を防止する粉体集約装置。

請求項4

上部円筒部の途中にを設けた請求項2または請求項3記載の粉末分離を防止する粉体集約装置。

請求項5

粉体集約装置が充填容器開口部に着脱可能な構造である請求項2または請求項3または請求項4記載の粉末分離を防止する粉体集約装置。

請求項6

フレキシブルコンテナからホッパへ粉体を移し替えるに際して、粉体集約装置を用いることを特徴とする粉末分離を防止する粉体充填方法。

技術分野

0001

本発明は、混合粉体または粒度分布幅の広い粉体容器移し替える際に生じる粉末分離を防止する技術分野に属するものである。

背景技術

0002

落下中に空気の影響を受けやすい複数種類の粉末からなる混合粉末または粒度分布幅の広い粉体を落下作用によって容器に充填する場合、落下中に粉体は個別に大気中に放り出されることになる。このとき、充填容器7内では図4に示す矢印のように、空気の影響を受けやすい粒径の小さい飛散しやすい粉末12は空気とともに飛散し、充填容器7内の壁に付着したり、落下が遅いため後から落下して充填容器内堆積した粉体13の最表面部に濃化する。一方、空気の影響を受けにくい粒径の大きい粉末はほぼ真下に落下し順次容器内に堆積する。なお、図4は従来の充填方法で、を通して異物を除去しながら粉体を容器に移し替える例で、(a) は粉体落下時の飛散粉末の挙動を、(b) は充填終了後の充填容器内の粉末偏析例を、(c) は充填容器から粉体を切り出すときの充填容器内の粉末偏析例を示す図である。

0003

また、粉体を異物除去の目的から篩を通して落下作用によって容器間の移し替えを行う場合、粉末は篩3を通過することによて、さらに粉末分離がおこり、充填容器内の粉体はより偏析した状態で充填されていることになる。したがって、この充填容器から排出される粉体の粒度分布および成分は常に一定ではない。

0004

この対策として、これまでに特公昭55-8905 号公報や、実公昭58-59785号公報には、容器内での粉末の偏析を防止するために、粉体が容器の下部から順次堆積するように供給する方法が開示してある。また、特公平01-32116号公報や、特公平02-7852 号公報には、充填後の粉体に偏析があっても、容器からの排出時に偏析を無くす方法が開示してある。

発明が解決しようとする課題

0005

上記の従来技術では、粉体が容器の下部から順次堆積するように供給する方法が理想的ではあるが、粉体供給装置が高さ方向に移動することと、振動を伴う篩等が介在する場合はその構造が非常に大がかりで、かつ精度も必要となり高価なものとなる。

0006

また、充填後の粉体に偏析があっても、容器からの排出時に偏析を無くす方法は、容器内の粉体を均等に排出するための複数の抜出孔を設けた内筒が容器内に必要となる。さらに、この内筒の内外面には粉末の付着・堆積が生じやすく、構造が複雑なためその清掃が難しく、古い粉末や古い他成分の粉末が新しい粉体に混合する危険性がある。すなわち、上記二つの方法は、移し替える各容器に大がかりな装置を配設しなければならないという問題がある。

0007

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡単な粉体集約装置を用いることによって、粉体を容器に移し替える際に生じる粉末分離を防止する粉体充填方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

その要旨は、混合粉体または粒度分布幅の広い粉体を容器に移し替えるに際して、上記粉体を一旦粉体集約装置に集約したのち、粉体集約装置の下部に設けた排出口から充填容器内に落下させることにより粉末分離を防止する粉体充填方法である。

0009

上部円筒部の下部に安息角より大きい傾斜の円錐部を有し、この下部が排出口である粉末分離を防止する粉体集約装置である。さらに、円錐部の下部に小径の下部円筒部の下部が排出口である小径の下部円筒部と、上部円筒部の途中に篩を設けた粉体集約装置である。

0010

粉体集約装置が充填容器開口部に着脱可能な構造である上記の粉末分離を防止する粉体集約装置である。

0011

フレキシブルコンテナからホッパへ粉体を移し替えるに際して、粉体集約装置を用いる粉末分離を防止する粉体充填方法である。

発明を実施するための最良の形態

0012

本発明の粉体充填方法は、粉体を充填容器に充填する前に一旦粉体集約装置に集約したのち、粉体集約装置の下部に設けた排出口から粉体を充填容器内に落下させて充填するものである。粉体集約装置1は、図1に示すように、上部円筒部の上円筒部2a の上部が供給口15で、上部円筒部の途中に篩3を上下円筒部2a、2b で挟み込むように設け、下円筒部2b の下部には安息角より大きい傾斜の円錐部4があり、この円錐部4の下部に小径の下部円筒部5を設け、その下部に排出口6がある。また、粉体集約装置1の下円筒部2b にフランジ9を設け、このフランジ9を充填容器開口部8の上部フランジ10で支持する構造とし、粉体集約装置1が充填容器開口部8に着脱可能に嵌合できるようにしている。

0013

なお、篩3は必要に応じて設けるもので、上円筒部2a と下円筒部2b の結合は、篩3の着脱が容易な構造であればよく、図1に示すようなねじ16で締めつけて結合する必要はなく、上下円筒部2a 、2b を一体構造とし、上部円筒部内の篩3を設ける位置に突起を設け、上部円筒部内に篩3を落とし込む構造でもよい。

0014

充填容器開口部8に嵌合する粉体集約装置1の円筒部2a 、2b は、充填する粉体を受け入れるに十分な長さと径であればよい。この円筒部2a 、2b の下部に円錐部4を有しており、この円錐部4が粉体落下時の粉末密度を高め、飛散し易い粉末を他の粉末の流れの中に閉じ込める作用をする。さらに、円錐部4には安息角より大きい傾斜を設けているため、粉体を円錐部4の排出口から充填容器7内に落下する場合、円錐部内で粉体が詰まることはない。

0015

また、粉体集約装置の円錐部の下部に小径の下部円筒部5を設けた場合、この円筒部内を粉体が落下する間に、粉体の流れは整った流れとなり、図3に示すように、空気の影響を受けやすい粒径の小さい粉末の、流れの外への飛散を防止することができる。したがって、粉体が充填容器7内に落下した時点での粉末の偏析は極めて小さい。このためには、小径の下部円筒部5の径は粉体が詰まらない範囲で小さい方が好ましい。

0016

円錐部の下部に設けた小径の下部円筒部5の長さは、充填容器内の粉体の偏析を小さくするためには支障がないかぎり長いほうが好ましいが、充填容器7内の粉体の充填深さを考慮して、粉体が充填し終わった時点で、充填粉体表面と小径の下部円筒部の下部の排出口6との間に間隙があるように設定する。もし、小径の下部円筒部の下部の排出口6が充填粉体表面に接すると、その時点で粉体の落下が止まり充填作業は停止する。

0017

また、粉体集約装置1の上下円筒部2a 、2b の途中に篩3を設けることによって、粉体を容器に移し替える際に、粉体に混入した異物を除去することができる。篩3の目の大きさは粉体を構成する粉末の粒径を考慮してきめる。篩が上部円筒部の途中に設けてあるため、篩3を通過する時に空気の影響を受け飛散する粒径の小さい粉末を篩3の下の下円筒部2b 内に閉じ込め、上部円筒部下部の円錐部4に導入することによって飛散し易い粒径の小さい粉末の飛散を防止することができる。したがって、篩通過後の粉体の粒度分布あるいは成分には変化はなく、図3(b) に示すように、粉体が充填容器7内に落下した時点での粉末の偏析はない。

0018

なお、図3は本発明の充填方法で、篩を通して異物を除去しながら粉体を容器に移し替える例で、(a) は粉体落下時の粉体の流れを、(b) は充填終了後の充填容器内の粉末の堆積例を、(c) は充填容器から粉体を切り出すときの充填容器内の粉体状況例を示す図である。

0019

粉体集約装置1が充填容器開口部8に着脱可能な構造であるため、一つの粉体集約装置で多くの充填容器に対応することができる。また、充填容器開口部8の径が異なる場合は、図2に示すように、充填容器開口部8の上部フランジ10と粉体集約装置1のフランジ9との間にアタッチメント11を挿入することで、粉体集約装置1は充填容器開口部8の径が異なる充填容器にも対応可能となる。ここで言う充填容器7は固定のホッパあるいは移動可能な一般的な容器でもよい。

0020

実施例1
図1に示す粉体集約装置1を用いて粉体の移し替えを行った。供試粉体は鉄粉銅粉:2%、黒鉛粉:0.8%および潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉:0.8%を混合したもので、各粉末の平均粒径は鉄粉が約70μm 、銅粉が約30μm 、黒鉛粉が約3μm 、ステアリン酸亜鉛粉が約10μm である。鉄粉の製造方法は水アトマイズ法で、安息角は30〜40°である。なお、黒鉛粉については、バインダを用いて鉄粉および銅粉表面に付着させる黒鉛偏析防止処理を行ったものと、そうでないものを用いた。これらの粉体を出荷・輸送用フレキシブルコンテナからホッパに移し替えた。

0021

粉体集約装置の寸法は、上部円筒部の内径:120mm、円錐部の傾斜 :45°、小径の下部円筒部の径:20mm 、小径の円筒部の長さ:10mm である。篩の目の大きさは22メッシュ呼び寸法710μm )である。移し替え量は25kgである。

0022

移し替え方法(充填方法)は、図3に示す本発明法図4に示す比較例で、さらにそれぞれに篩の有無を追加した。ホッパ内の各粉末の偏析状態を調査するために、ホッパ下部の排出口から排出始め(0kg) から最終排出(25kg)までの間に10回のサンプリングを行い粉末の成分分析を行った。その結果を表1〜3、図5〜7に示す。なお、表2に示す黒鉛量は炭素としての分析値から換算し、また、表3に示すステアリン酸亜鉛量亜鉛としての分析値から換算した。

0023

本発明の粉体充填方法は本発明に係わる粉体集約装置を用いているため、表1〜3に示すように、各粉末量に対する標準偏差が小さく、黒鉛偏析防止処理のあり、なし、篩のあり、なしにかかわらず、偏析の小さい粉体充填方法であることが分かる。また、図5および図7に示すように、本発明の粉体充填方法は、黒鉛偏析防止処理を行っていない偏析し易いままの黒鉛粉を混合している粉体および黒鉛偏析防止処理のバインダでは付着し難く偏析を改善しにくい銅粉等の合金粉を混合している粉体の移し替えにおいて、より優れた粉末分離の防止効果があり、最終排出での偏析程度は比較例に対して非常に小さい。したがって、最終排出の粉体でも問題なく使用することができる。

0024

0025

0026

0027

実施例2
フレキシブルコンテナ14から充填容器(ホッパ)7へ、実施例1と同じ粉体の移し替えを行った。その方法は、図3に示すように、ホッパの開口部に嵌合した粉体集約装置1の供給口15に輸送用フレキシブルコンテナ14の排出口を合わせた後、フレキシブルコンテナ14の排出口を開け、粉体集約装置1を介してフレキシブルコンテナ14内の粉体をホッパへ移し替えた。なお、フレキシブルコンテナ14の容量は1000kgで、ホッパの容量は1000kgである。粉体集約装置1の寸法は上部円筒部の内径:300mm、円錐部の傾斜 :45°、小径の下部円筒部の径:50mm 、小径の円筒部の長さ:30mm である。

0028

この場合の偏析は、使用時にホッパ下部の排出口から粉体を切り出すごとに、サンプリングを行い成分分析を行って偏析を調査した。その結果、移し替え量が多くなっても、偏析の程度は実施例1と同じで、切り出した粉体はそのまま使用することができた。

発明の効果

0029

上述のところから明らかなように、本発明の粉体集約装置は、上部円筒部の下部に円錐部を有し、この円錐部の下部に小径の下部円筒部を設け、その下部が排出口である簡単な粉体集約装置であるため、充填容器開口部への着脱も容易で、かつ粉体を容器に移し替える際に生じる粉末分離も防止することができる。また、本発明の粉体充填方法は、上記の粉体集約装置を用いるため、黒鉛偏析防止処理を行っていない偏析し易いままの黒鉛粉を混合している粉体においても、粉末分離を起こすことなく他の容器へ移し替えが可能である。

図面の簡単な説明

0030

図1本発明の充填装置である粉体集約装置の説明図である。
図2本発明の充填装置である粉体集約装置と充填容器との関係を示す図である。
図3本発明の充填方法で、篩を通して異物を除去しながら粉体を容器に移し替える例で、(a) は粉体落下時の粉末の流れを、(b) は充填終了後の充填容器内の粉体の堆積例を、(c) は充填容器から粉体を切り出すときの充填容器内の粉体状況例を示す図である。
図4従来の充填方法で、篩を通して異物を除去しながら粉体を容器に移し替える例で、(a) は粉体落下時の飛散粉末の挙動を、(b) は充填終了後の充填容器内の粉末偏析例を、(c) は充填容器から粉体を切り出すときの充填容器内の粉末偏析例を示す図である。
図5実施例1における黒鉛偏析防止処理なしの黒鉛偏析の状況を示す図である。
図6実施例1における黒鉛偏析防止処理ありの黒鉛偏析の状況を示す図である。
図7実施例1における黒鉛偏析防止処理なしの銅偏析の状況を示す図である。

--

0031

1…粉体集約装置、2a …上円筒部、2b …下円筒部、3…篩、4…円錐部、5…小径の下部円筒部、6…排出口、7…充填容器、8…充填容器開口部、9…フランジ、10…上部フランジ、11…アタッチメント、12…飛散しやすい粉末、13…堆積した粉体、14…フレキシブルコンテナ、15…供給口、16…ねじ。

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