JPH0261298B2 - - Google Patents

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JPH0261298B2
JPH0261298B2 JP60504487A JP50448785A JPH0261298B2 JP H0261298 B2 JPH0261298 B2 JP H0261298B2 JP 60504487 A JP60504487 A JP 60504487A JP 50448785 A JP50448785 A JP 50448785A JP H0261298 B2 JPH0261298 B2 JP H0261298B2
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JP
Japan
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grinding
grinding media
mill
dispersion
stirred mill
Prior art date
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Furiidoritsuhi Fuotsuku
Geruto Kisau
Kurausu Uarunke
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BEE AA ESU EFU RATSUKE UNTO FUARUBEN AG
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BEE AA ESU EFU RATSUKE UNTO FUARUBEN AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/16Mills in which a fixed container houses stirring means tumbling the charge

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Description

請求の範囲 1 固形物と液相から成る粉砕材料を、粉砕媒体
を充填した撹拌ミルに半径方向で装入して該ミル
内を貫通させ、該撹拌ミル内の粉砕材料に回転す
るロータによつてエネルギーを供給しかつ固形物
を分散させ、かつ液相で湿潤させ、その際ロータ
によつて運動せしめられる粉砕媒体が遠心力によ
つて撹拌ミルの内壁に接触して回転するばら荷状
粉砕媒体層を形成し、しかも該ばら荷状粉砕媒体
層の中心部に粉砕媒体の実質的に不在の空間が生
じるような回転速度でロータを回転させることよ
りなる分散法において、粉砕材料を回転するばら
荷状粉砕媒体層にその軸方向の全長に亙つて導入
し、かつ粉砕媒体に対して遠心流動床が形成され
るように、ばら荷状粉砕媒体層内を遠心作用に抗
して外側から内側に向かつて貫流させ、次いで粉
砕材料を粉砕媒体分離装置を通して粉砕媒体不在
の空間から排出できることを特徴とする分散法。
2 粉砕材料を軸方向で分配して互いにずらして
配置された多数の周方向位置から撹拌ミルに供給
する請求の範囲第1項記載の方法。
3 粉砕材料を軸線方向に延びかつ半径方向に開
口した、撹拌ミル壁内のスリツトを介して該撹拌
ミルに供給する請求範囲第1項記載の方法。
4 分散を、撹拌ミルの粉砕容器容積に対して20
〜50容量%の粉砕媒体割合で実施する請求範囲第
1項記載の方法。
5 粉砕媒体分離装置として、粉砕媒体不在の空
間内に突入したふるいを使用し、該ふるいの長さ
が粉砕容器全長の少なくとも50%であり、かつ回
転数及び回転方向がロータ駆動装置に依存しない
請求範囲第1項記載の方法。
6 粉砕媒体分離装置として、粉砕媒体不在の空
間内に突入した固定の浸漬管を使用する請求範囲
第1項から第4項までのいずれか1項記載の方
法。
7 モータ回転数及び/又は粉砕材料流量を調節
するために、粉砕容器の蓋側面に液体圧力を測定
する圧力測定装置を粉砕媒体不含帯域の内部の半
径上に配置し、そうして測定した圧力を制御回路
の調整量として利用する請求範囲第1項から第6
項までのいずれか1項記載の方法。
8 粉砕材料を撹拌ミル及び貯蔵容器を含む循環
路内を循環させる請求範囲第1項から第4項まで
のいずれか1項記載の方法。
明細書 本発明は、請求の範囲第1項の上位概念に記載
の分散方法に関する。
撹拌ミル内に機械的エネルギーを供給すること
により、固形物を液相内に、例えば顔料及び充填
剤を結合剤の溶液中に分散させることは公知であ
る。撹拌ミルには粉砕媒体、例えば砂が充填さ
れ、かつエネルギーは撹拌ミル内に配置されたロ
ータの運動によつて供給される。従来適用された
分散法では、撹拌ミルの粉砕室にその70〜90容量
%に砂が充填されている。粉砕材料は軸方向で粉
砕室を貫流する。この場合、粉砕容器を通る粉砕
材料の流量は一般に、前記目標分散度が1回又は
複数回の通過後に達成されるように選択される。
この操作法はしばしば1回又は複数回通過法と称
される。
前記操作法で達成可能な、1時間当り生産され
る粉砕材料量である生産能力は、西独国特許第
2230766号明細書又は西独国特許出願公開第
1902152号明細書に記載された操作法を適用すれ
ば、明らかに向上させることができる。この循環
式操作法では、ミルを高い粉砕材料流量で貫流
し、粉砕材料はミルを出た後に容器に戻され、該
容器からポンプで再びミル内に搬送される。同様
なことは、粉砕材料をいわゆる振子式操作法で容
器から高い流量で撹拌ミルを通過させ2番目の容
器に流入させることによつても達成することがで
きる。この処理は目標分散度が達成されるまで繰
返される。
更に、より微細な粉砕媒体を使用することによ
り、生産能力を向上させることができることは公
知である。前記の循環式操作法又は振子式操作法
では、高い粉砕材料流量に基づき高い前進力が微
細な粉砕媒体に作用し、該粉砕媒体はその際流れ
と共に撹拌ミルの粉砕媒体分離装置の方向に搬送
される。
この操作法においては、撹拌ミルの可動部分の
可能な限りの耐摩耗性シール並びに撹拌ミルを出
る粉砕材料からの粉砕媒体の分離が問題である。
後者の目的のためにはふるいが使用され、該ふる
いは粉砕媒体の摩擦により高い摩耗に曝される。
本発明の課題は、従来技術の欠点を回避しかつ
高速のかつ効果的分散を可能にする分散法を提供
することである。
従つて、本発明の対象は、請求の範囲第1項記
載の分散法でもある。
驚異的にも、前記課題は、粉砕容器の粉砕媒体
の充填度を低下させ、かつロータの速度を、粉砕
媒体充填体が遠心力に基づき撹拌ミル内に回転す
る中空円筒体を構成するように選択することによ
り解決することができることが判明した。
粉砕材料の半径方向の供給により、粉砕材料が
ばら荷状粉砕媒体層を通る路程は従来技術に基づ
く作業法におけるよりも短くなる。このことは、
粉砕材料がばら荷状粉砕媒体層を通過する回数を
増加させることにより補償される。この場合、半
径方向で外側から内側に向かつて作用する前進力
は遠心分離領域内に粉砕媒体の渦動運動を生ぜし
める。概して、高い半径方向の貫流速度を選択す
るのが有利である。この高い貫流速度にもかかわ
らず、驚異的にも極めて有効な分散が達成され、
しかも循環式操作法又は振子式操作法は全分散時
間及びプロセス監視のための費用を減少させる。
この操作法では、温度に敏感な材料の分散も問題
無く実施可能である、それというのも撹拌ミルの
1回の通過当り粉砕材料の極く僅かな温度上昇が
確認されうるにすぎないからである。この供給さ
れた熱は粉砕材料から外部に配置された冷却器内
で容易に再び取出すことができる。この操作法を
用いると、通過方式に対して付加的に使用される
分散エネルギーの明らかな減少が達成される。
この分散法では、従来技術に相当する機械で
は、流量が高ければ分離ふるいに付着するため
に、使用することが不可能である微細な粉砕媒体
を、ミルの高い流量で使用することができる。
本発明による方法の有利な実施態様は、従属請
求項に記載されている。
次に本発明方法を図面を参照して説明する。
この場合、添付図面中、 第1図は、撹拌ミルの鉛直縦断面図、 第2図は、撹拌ミルの鉛直横断面図、 第3図は、時間の関数として懸濁液の分散度曲
線を示す図、 第4図は、第1図に相応する、但し固定の円筒
状分離ふるいを有する撹拌ミルの鉛直縦断面図、 第5図は、第1図に相応する、但し円周の複数
の部分に沿つて配置されたふるいを有する撹拌ミ
ルの断面図、 第6図は、第5図の撹拌ミルの、第2図に相応
する断面図、 第7図は、固定ふるいを有する撹拌ミルの断面
図、 第8図は、固定の浸漬管を有する撹拌ミルの断
面図及び 第9図は、粉砕媒体不在の室内で回転するふる
いを有する撹拌ミルを示す断面図である。
図面には、1で粉砕容器が示されており、該粉
砕容器にはパドルとして構成されたロータ2が配
置されている。粉砕材料の供給管は3でかつ4で
ふるいが示されている。5で貯蔵容器が示されて
いる。ロータ2の駆動は中間軸6を介して行わ
れ、該中間軸は同時に粉砕物を排出するために利
用することができる。7ではグランドがかつ8で
必要なポンプが示されている。9はマノメータを
示しかつ10で粉砕容器1内のばら荷状粉砕媒体
層が示されている。粉砕容器1の長さ対直径の比
は0.5:1〜1.5:1である。
11で残留生産物のための排出ふるいが示され
かつ粉砕材料流出流は矢印12によつて示されて
おり、一方粉砕材料の流入流は矢印13によつて
示されている。14で冷却水流入口がかつ15で
は冷却水流出口が示されている。
第2図には、16で理想化された粉砕材料の進
路が示されており、一方矢印17及び18は粉砕
材料の半径方向速度と粉砕材料の周速度を示す。
実施例 アルキド樹脂 30.5重量%、 二酸化チタン 60.5重量%、 芳香族溶剤 8.0重量%、 添加物 1.5重量% からなる粉砕材料。
この粉砕材料から、90Kgをデイゾルバで前分散
させる。引続き、図面に示された撹拌ミルを用い
て分散させる。
機械運転条件: 流量:900Kg/h 回転数:650rpm 有効電力 10.8KW 粉砕媒体容量:15 粉砕媒体類型:珪素−酸化ジルコニウム粉砕媒
体(直径0.6〜2.5mm) ヘグマン(Hegman)に基づく最大固体粒度の
測定によれば、デイゾルバ内での前分散後に
100μmの値がかつ撹拌ミル内で30分間分散させ
た後に6μmの値が得られた。この結果から180
Kg/hの生産効率が得られる。
周知のように、粉砕媒体充填物は撹拌ミル内で
摩耗され、それにより生じた粉砕媒体損傷は最適
な操作のためには時折補充されねばならず、補充
すべき粉砕媒体量の調整は最適には回転する撹拌
ミルロータの電力消費を介して決定される。しか
しながら、この手段は従来の技術の撹拌ミルにお
いては極めて高価な補充装置を用いてのみ可能で
あつたが、このことは本発明の技術思想によれば
驚異的にも簡単に、ロータの回転状態で、ロータ
の電力消費の規定の目標値が達成されるまで、必
要な充填量の粉砕媒体を粉砕媒体不在の中心部内
に供給導管を介して自由に計量供給することがで
きることにより解決される。
第3図のグラフには、縦軸に懸濁液の分散度曲
線(Xmax Hegman)が時間の関数としてプロ
ツトされている。曲線19は、400分間に相当す
る1回の通過後の懸濁液は35μmのヘグマンに基
づく分散度を有しかつ780分に相当する2回の通
過後に19μmの分散度に達したことを示す。曲線
20は、上記結果は循環方式を用いると著しく短
い時間で達成可能であることを示す。
第4図は、第1図におけると同様に、但しこの
場合には固定の円筒状分離ふるい4を備えた、本
発明方法を実施するための撹拌ミルの横断面図を
示す。
第5図及び第6図は、この場合には円周の複数
の部分に沿つて配置されかつ駆動軸と共に回転す
るふるい4を有する撹拌ミルの縦断面図と横断面
図を示す。
第7図は、円周の複数の部分に沿つて配置され
た、但しこの場合には固定である、すなわち回転
不能に構成されたふるい4を第5図に相応する図
で示す。
第8図は、粉砕媒体分離装置として、粉砕媒体
不在の室内に突入した固定の浸漬管21を示す。
ふるいは設けられていない。
第9図は、粉砕媒体分離装置として粉砕媒体不
在の室内で回転するふるい22を示し、該ふるい
の回転数はロータ駆動装置の回転数とは無関係で
ある。
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