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公開番号2025173759
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024079504
出願日2024-05-15
発明の名称粉体の製造方法及び中実粉体
出願人アイエスジャパン株式会社
代理人弁理士法人津国
主分類B01J 2/04 20060101AFI20251120BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】凹状粉体及び中空粉体の含有率が低く、中実粉体の含有率が高い粉体製品の製造を可能とする。
【解決手段】送風機13から送り込まれる空気を加熱して熱風を生成し、ロータリアトマイザ20によって乾燥室10内に噴霧される原液の液滴を、乾燥室10内に供給される熱風によって乾燥させる粉体の製造方法であって、乾燥室10内に供給される熱風の温度を、100℃～30℃の範囲内から選択すること、熱風の温度及び前記乾燥室10の最大径に基づいて、送風機13の単位時間当たりの送風量を決定すること、熱風の温度及び乾燥室10の最大径に基づいて、乾燥室10内に供給される熱風の風速を決定すること、を含み、熱風の温度、送風機13の単位時間当たりの送風量、及び乾燥室10内に供給される熱風の風速を維持するための制御をしつつ、乾燥室10内に噴霧される原液の液滴を乾燥させることにより、中実粉体を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
送風機から送り込まれる空気を加熱して熱風を生成し、ロータリアトマイザによって乾燥室内に噴霧される原液の液滴を、前記乾燥室内に供給される前記熱風によって乾燥させる粉体の製造方法であって、
前記乾燥室内に供給される前記熱風の温度を、１００℃～３０℃の範囲内から選択すること、
前記熱風の温度及び前記乾燥室の最大径に基づいて、前記送風機の単位時間当たりの送風量を決定すること、
前記熱風の温度及び前記乾燥室の最大径に基づいて、前記乾燥室内に供給される前記熱風の風速を決定すること、を含み、
前記熱風の温度、前記送風機の単位時間当たりの送風量、及び前記乾燥室内に供給される前記熱風の風速を維持するための制御をしつつ、前記乾燥室内に噴霧される前記原液の液滴を乾燥させることにより、中実粉体を生成することを特徴とする粉体の製造方法。
続きを表示（約 300 文字）【請求項２】
前記乾燥室の最大径を９６０ｍｍ以上とし、前記送風機の単位時間当たりの送風量を１．０ｍ
３
／ｍｉｎ以上とし、前記乾燥室内に供給される前記熱風の風速を１２．０ｍ／ｓ以上とした請求項１に記載の粉体の製造方法。
【請求項３】
前記ロータリアトマイザに供給される前記原液の単位時間当たりの流量を１．０Ｌ／ｈ～２．０Ｌ／ｈの範囲内とし、前記ロータリアトマイザの回転数を３００００ｒｐｍ以下とした請求項１に記載の粉体の製造方法。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の粉体の製造方法によって製造されたことを特徴とする中実粉体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプレードライヤ設備を使用した粉体の製造方法に関し、特に、１００℃～３０℃の低温の熱風によって、中実粉体の含有率を飛躍的に向上させることを可能とする粉体の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的なスプレードライヤ設備は、製造される粉体製品の品質を一定に保つため、比較的高温の熱風によって原液を乾燥させている。例えば、研究開発用の小型スプレードライヤ設備であれば、乾燥室の入口における熱風の温度は、１４０℃～２００℃程度に設定される。また、粉体製品の量産に用いられる小型、中型及び大型スプレードライヤ設備であれば、乾燥室の入口における熱風の温度は、２２０℃～３００℃程度に設定される。
【０００３】
しかし、１４０℃以上の熱風の温度は、原液を瞬時に乾燥させるのに十分過ぎる高温である。高温に曝されて過剰に乾燥された粉体は、嵩が減少して硬くなり、品質が低い。また、空気を加熱して熱風を生成するための熱源として、電気、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化石油ガス（ＬＰＧ）、灯油、重油などが用いられる。熱風の温度が高くなるほど、これら熱源の消費量が多くなる。従来は、１４０℃以上の過剰に高温の熱風を生成するために、熱源が無駄に消費されていた。さらに、乾燥室の入口に供給される熱風の温度が高いほど、スプレードライヤ設備から排出される熱風の温度も高くなる。スプレードライヤ設備が屋内に設置される場合は、スプレードライヤ設備から排出される熱風によって、屋内が高温に加熱されてしまう。粉体製品の製造に携わる作業者は、常に、高温下で作業しなければならなかった。
【０００４】
そこで、本出願人は、特開２０２２－１８９０２４号公報（特許文献１）において、１２０℃以下の一定温度の熱風によって粉体の生成を可能とするスプレードライヤ設備を提案した。このスプレードライヤ設備は、乾燥室内に供給される熱風の温度分布を均一に近づけるための第１手段と、乾燥室内に噴霧される原液の液滴径を一定に近づけるための第２手段と、乾燥室内の温度分布を一定に保つための第３手段と、少なくとも乾燥室内において、乾燥に必要な粉体の滞留時間を確保するための第４手段と、乾燥室内の圧力を一定に保つための第５手段と、を備える。これらの第１～第５手段によって、熱風の温度分布と、原液の液滴径と、乾燥室内の温度分布と、乾燥室内における粉体の滞留時間とを厳密に制御することにより、１２０℃以下の低温の熱風による粉体の生成を可能とした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１８９０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開２０２２－１８９０２４号公報のスプレードライヤ設備を使用し、乾燥室内に供給される熱風の温度を１００℃に設定して粉体を製造した。この結果、製造された粉体が、図１１（ａ）～（ｄ）に示す３種の形態となることが判明した。図１１（ａ）、（ｂ）は、表面に窪みが形成された凹状粉体を示す。図１１（ｂ）は、表面に窪みがなく、内部に空隙が形成された中空粉体を示す。図１１（ｄ）は、表面に窪みがなく、中身が詰まった中実粉体を示す。
【０００７】
スプレードライヤ設備によって製造された粉体に、凹状粉体、中空粉体及び中実粉体の３種の形態が混在すると、粉体の嵩比重（重量／容積）が不安定になる。嵩比重が不安定な粉体は、プレス加工によって均一な密度の成形体にすることが困難である。このため、成形体の内部に微細な空隙が形成されたり、成形体の外部に割れや欠けが生じたりする問題がある。このような問題は、例えば、錠剤のような小さな成形体ほど起こりやすい。
【０００８】
本発明者は、凹状粉体、中空粉体及び中実粉体の３種の形態が生成される原因を、次のように考える。乾燥室内に噴霧される原液の液滴には、粉体の原料となる粒子が分散した状態で含まれている。乾燥室内に噴霧された液滴の水分は、熱風に曝される表面から順次蒸発し、液滴の体積が縮小する。蒸発した水分に含まれていた粒子は、液滴の表面へ移動する。このため、液滴の表面の水分が早く蒸発するほど、液滴の表面へ移動した粒子の密度が高くなり、液滴の表面に乾燥した粒子の殻が形成される。この結果、液滴の乾燥が更に進んだとしても、液滴の体積は縮小しなくなり、水分が蒸発した液滴の内部は減圧される。このとき、液滴の表面の乾燥した粒子の殻に脆弱な部分があれば、この部分が窪んで凹状粉体が生成される。液滴の表面の乾燥した粒子の殻に脆弱な部分がなければ、内部に空隙を残した中空粉体が生成される。一方、液滴の表面に乾燥した粒子の殻が形成されなかった場合は、液滴の乾燥が進むにつれて液滴の体積が縮小し、粒子が詰まった中実粉体が生成される。特開２０２２－１８９０２４号公報のスプレードライヤ設備によって、中実粉体が生成された原因は、比較的に低温の１００℃の熱風によって、液滴の表面の水分がゆっくりと蒸発され、液滴の表面に乾燥した粒子の殻が形成されずに、液滴の体積の縮小が進んだことによるものと予想する。しかし、特開２０２２－１８９０２４号公報のスプレードライヤ設備によって製造された粉体は、中空粉体の含有率が高く、中実粉体の含有率が低かった。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、凹状粉体及び中空粉体の含有率が低く、中実粉体の含有率が高い粉体製品の製造を可能とし、プレス加工によって均一な密度の成形体にすることができる粉体の製造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】
【００１０】
（１）上記目的を達成するために、本発明の粉体の製造方法は、送風機から送り込まれる空気を加熱して熱風を生成し、ロータリアトマイザによって乾燥室内に噴霧される原液の液滴を、前記乾燥室内に供給される前記熱風によって乾燥させる粉体の製造方法であって、前記乾燥室内に供給される前記熱風の温度を、１００℃～３０℃の範囲内から選択すること、前記熱風の温度及び前記乾燥室の最大径に基づいて、前記送風機の単位時間当たりの送風量を決定すること、前記熱風の温度及び前記乾燥室の最大径に基づいて、前記乾燥室内に供給される前記熱風の風速を決定すること、を含み、前記熱風の温度、前記送風機の単位時間当たりの送風量、及び前記乾燥室内に供給される前記熱風の風速を維持するための制御をしつつ、前記乾燥室内に噴霧される前記原液の液滴を乾燥させることにより、中実粉体を生成することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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