JPH0268154A - 粉砕装置 - Google Patents

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〕 この発明は、被粉砕物を粉砕するための粉砕装置に関し
、さらに詳しくは、ミクロン単位の微粉砕を必要とする
樹脂、農薬、化粧品、顔料およびトナーなどの被粉砕物
に適用する粉砕装置に係るものである。

（従来の技術） 従来から一般的な粉砕装置としては、これを粉砕手段に
よって大別するとき、 ａ）打撃による粉砕（例えば、ハンマーミル、エンペラ
−ブレーカ−など）。

ｂ）摩砕、圧縮による粉砕（例えば、ローラーミル、タ
ワーミルなど）。

Ｃ）圧縮による粉砕（例えば、ショークラッシャー、ジ
ャイレトリークラッシャーなど）。

ｄ）打撃と摩砕による粉砕（例えば、ボールミル、ロッ
ドミルなど）。

Ｃ）衝撃と剪断による粉砕（例えば、ジェットミル、ジ
ェットマイザーなど）。

などが知られている。

しかして、これらの粉砕装置の選択使用については、そ
の粉砕能力、粉砕効率のほか、被粉砕物の熱的特性に支
配されることが多く、特に、例えば、熱可塑性を有する
樹脂を主成分とする樹脂粉末とか、化粧品およびトナー
などの被粉砕物に対しては、粉砕時における粉砕面での
急激なエネルギー増加に伴なった発熱と温度上昇、その
結果としての粉砕粒子相互の凝集および固着、それに粉
砕面あるいは接粉部への融着などの好ましくない事態を
発生するために、打箪、摩砕および圧縮などの手段によ
る粉砕装置を一切使用できず、このような場合には、粉
砕媒体として冷却効果の大きい冷却圧縮気体あるいは低
温液体を大量に併用し得ることから、衝撃と剪断による
粉砕装置、つまり、ジェットミル、ジェットマイザーな
どを適用するようにしている。

こ＼で、従来例によるこの種のジェットミル型粉砕装置
の概要構成を第３図に、また、この粉砕装置に用いられ
る衝突部材の各別の態様を第４図（ａ）　、　（ｂ）に
示しである。

すなわち、第３図に示す従来例構成において、符号ｌは
この粉砕装置を構成するケーシングであり、２はこのケ
ーシングｌ内に形成された粉砕室である。また、３は航
記粉砕室２内の一端部側に開口されて、ジェット噴流す
を発生する噴出ノズル、４はこの粉砕室２内での噴出ノ
ズル３に近付けた側部に開口形成されて、被粉砕物ａを
供給する供給口、８はこの粉砕室２内の他端部側で、噴
出ノズル３に対向するようにして固定部材６に固定され
、ジェット噴流すによって供給される被粉砕物ａを衝接
させる衝突部材、７はこの粉砕室２内での衝突部材８の
側方に開口形成されて、粉砕された被粉砕物ａを図示し
ない捕集装置に取り込むための排出通路である。

そして、この第３図の従来例構成において、前記衝突部
材８は、第４図（ａ）に示すように、ジェット噴流すの
噴出方向に対して直交する９０’の角度を与えた粉砕面
８ａを有している。

従って、この第４図（ａ）に示す衝突部材８を用いた場
合、供給口４から粉砕室２内に供給される被粉砕物ａは
、噴流導入口１から噴出されるジェット噴流す中に含ま
れた状態で、その全てが衝突部材８での同噴出方向すに
直交した角度による粉砕面８ａに、直接、衝接して微粉
砕されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記第４図（ａ）に示す粉砕面８ａを有
する衝突部材８を用いた場合には、その粉砕作用が、粉
砕面８ａに対して最大の衝撃力を得られるところの、そ
の噴出方向に直交した９０°の角度でなされるために、
被粉砕物ａ中に含まれている比較的細かい粒子、例えば
、目的とする粉砕粒径程度以下の粒子もまた、さらに粉
砕されることになって、こ＼では、いわゆる過粉砕を生
ずると云う不利がある。

そこで、このような過粉砕を避けるために、第２図（ｂ
）に示すように、ジェット噴流すの噴出方向に対し１３
５’の角度を与えて、得られる衝撃力され、この構成に
ついてもまた現在、巾広く使用されている。

そして、このようにジェット噴流すの噴出方向に対して
、　１３５′″の傾斜角度を与えた粉砕面８ａ、つまり
、この場合、与えられた傾斜角度相当分たけ衝撃力を緩
和させた粉砕面８ａでは、一方において、前記したよう
な必ずしも粉砕を必要としないところの、目的とする粉
砕粒径程度以下の粒子に対する過粉砕を有効に防上でき
るのであるが、他方、粉砕を必要とする粒径の粒子につ
いても、同時にその衝撃力が弱められるために、その結
果として、装置そのものＳ処理能力が大幅に低下すると
云う欠点がある。

従って、従来、例えば、実際のトナー生産をなす場合な
どにおいては、こＳでの被粉砕物ａとしての原料トナー
の粉砕性と粒径分布とを、前記それぞれの９０’、　１
３５’とした粉砕面８ａ、８ｂをもつ各別の衝突部材８
にて充分に吟味の上、最高、最良の歩留りと処理能力と
を発揮し得るように選択して適用するようにしており、
その使用上の煩雑さを避けられないものであった。

この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、粉砕を必要
とする粒径の粒子に対する効果的な粉砕をなし得るよう
にすると共に、併せて、粉砕を必要としない粒径の粒子
に対する過粉砕を有効に防止し得るようにした、この種
の粉砕装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明に係る粉砕装置は
、粉砕室内にジェット噴流を噴出する噴出ノズルと、前
記ジェット噴流中に被粉砕物を供給する供給口と、前記
噴出ノズルに対向して設置され、ジェット噴流と共に被
粉砕物を直接、衝接させて微粉砕する粉砕面をもつ衝突
部材とを、少なくとも備える粉砕装置において、前記衝
突部材の粉砕面形状を、前記ジェット噴流の噴出方向に
対し、　ｉｏｏ°以上の第１の傾斜角度を与えて、ジェ
ット噴流を直接的に衝接させる主粉砕面と、この主粉砕
面に連接して、・同噴出方向に対し、９０゜以上で、か
つ第１の傾斜角度以下の第２の傾斜角度を与えた副粉砕
面とによって形成させたものである。

〔作　　　用〕

すなわち、この発明においては、供給［１から粉砕室内
に供給される被粉砕物が、噴出ノズルから噴出されるジ
ェット噴流中に含まれた状態で、この被粉砕物のうち、
比較的大きい粒径の粒子については、まず最初に、衝突
部材の主粉砕面に対して、与えられている傾斜によって
緩和された衝撃力で直接、衝接して、その傾斜角度対応
に粉砕され、ついで、保有エネルギーが大きいため、こ
の主粉砕面で反射屈折され、かつジェット噴流の干渉を
受けて、連接されている副粉砕面に、再度、衝接して所
望程度まで微粉砕され、また一方、比較的小さい粒径の
粒子については、最初の主粉砕面への衝接により、その
衝撃エネルギーが急激に減殺されて、副粉砕面に衝接さ
れずに、そのま工同副粉砕面に沿って流れることになり
、このようにして、粉砕を必要とする比較的大きい粒径
の粒子に対する粉砕がなされ、かつ同時に、粉砕を必要
としない比較的小さな粒径の粒子に対する過粉砕が防止
されるのである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る粉砕装置の一実施例につき、第１
図および第２図を参照して詳細に説明する。

第１図はこの実施例を適用したジェットミル型粉砕装置
の概要構成を示す断面説明図、第２図は同上装置に用い
られる衝突部材の態様を示す側面図であり、これらの第
１図、第２図実施例構成において、航記第３図、第４図
従来例構成と同一符号は同一または相当部分を示してい
る。

すなわち、この第１図に示す実施例構成においても、符
号ｌはこの粉砕装置を構成するケーシング、２はこのケ
ーシング１内に形成された粉砕室であり、また、３は粉
砕室２内の−・端部側に開口されて、ジェット噴流すを
発生する噴出ノズル、４は粉砕室２内での噴出ノズル３
に近付けた側部に開口されて、被粉砕物ａを供給するた
めの供給口、５は粉砕室２内の他端部側で、噴出ノズル
３に対向するように固定部材６に固定され、ジェット噴
流すによって供給される被粉砕物ａを衝接させるための
、この発明の骨子となる衝突部材であり、さらに、７は
この粉砕室２内での衝突部材５の側方に開口されて、粉
砕された被粉砕物ａを図示しない捕集装置に取り込むた
めの排出通路である。

しかして、この第１図実施例構成の場合には、前記衝突
部材５での粉砕面形状を、第２図に示すように、前記し
たジェット噴流すの噴出方向に対し、　１００＠以上の
Ａ傾斜角度・（第１の傾斜角度）を与えて、同ジェット
噴流すを直接的に衝接させるようにした主粉砕面５ａと
、同主粉砕面５ａに連接して、同噴出方向に対し、９０
°以上で、かつ同主粉砕面５ａの＾傾斜角度以下のＢ傾
斜角度（第２の傾斜角度）を与えた副粉砕面５ｂとによ
ってそれぞれに形成させたものである。つまり、主粉砕
面５ａと副粉砕面５ｂとの各傾斜角度の関係を、ジェッ
ト噴流すの噴出方向に対して、次のようにしたものであ
る。

八≧　１００’、　　Ａ≧　Ｂ≧９０６゜なお、こ）で
へ傾斜角度と０傾斜角度との具体的な数値としては、被
粉砕物の種類、所望の粉砕度などの条件によって決定す
べきであるが、−数的に、より好ましくはへの角度をお
よそ１１０°〜１６０°の範囲内、最も好ましくはおよ
そ１２０°〜１５０°の範囲内から選択し、また、　Ｂ
の角度をへの角度よりも５°〜２０″小さい範囲内、よ
り好ましくはへの角度よりも１０’だけ小さい角度に選
択する。

従って、この第２図に示す衝突部材５を用いた場合、供
給口４から粉砕室２内に供給される被粉砕物ａは、噴出
ノズル３から噴出されるジェット噴流す中に含まれた状
態で、この被粉砕物ａのうち、比較的大きい粒径の粒子
が、まず最初に、衝突部材５の主粉砕面５ａに対し、与
えられている傾斜によって緩和された衝撃力で直接、衝
接して、その傾斜角度対応に粉砕され、ついで、その保
有している衝撃エネルギーが大きいことから、この主粉
砕面５ａで反射屈折され、かつジェット噴流すの干渉を
受けて、連接されている副粉砕面５ｂに、再度、衝接し
て所望程度まで微粉砕された上で、排出通路７に運ばれ
ることになり、また一方、比較的小さい粒径の粒子は、
最初の主粉砕面５ａへの衝接により、その衝撃エネルギ
ーが急激に減殺されて、副粉砕面５ｂには衝接されずに
、そのま＼同訓粉砕而５ｂに沿って同様に排出通路７に
運ばれることになるもので、このようにして、粉砕を必
要とする比較的大きい粒径の粒子に対する効果的な粉砕
をなし、同時に併せて、粉砕を必要としない比較的小さ
な粒径の粒子に対する過粉砕を有効に防止できるもので
、それぞれに好適な粉砕作用を高い生産性のもとに得ら
れるのである。

次に、この発明の実際例について述べる。

この場合、被粉砕物ａとして、 スチレン−メタクリレート樹脂１００重量部カーボンブ
ラック　　　　　　　　５　〃染料　　　　　　５〃 からなる混合物を、２軸エクストルーダーにより充分に
混練し、かつ冷却した後、これをフェザ−ミルによって
、粒径３ｍｍ以下に粗粉砕してなる材料を用いた。

また、粉砕装置としては、主粉砕面５ａの傾斜角度がＡ
−１４０°、副粉砕面５ｂの傾斜角度がト１００゜で、
その投影断面が９０徊１φの衝突部材５を適用した前記
構成の実施例装置と、粉砕面８ａの傾斜角度が９０°お
よび粉砕面８ｂの傾斜角度が１３５°で、それぞれの投
影断面が９０ｍｍφの衝突部材８を適用した前記構成の
各従来例装置とを用い、かつジェット噴流すとしての粉
砕圧５．５にｇ／ｃｒｎ”　、　ｌ０Ｍ３７ｍ１ｎの圧
縮空気により、前記被粉砕物ａを微粉砕した場合の結果
を比較して次の第１表に示す。

第１表 なお、上表中の製品粒度分布は、日科機製コールターカ
ウンターＴ＾−■アパーチャサイズ１００μにて測定し
た。

こＳで、前掲、第１表から明らかなように、この実施例
での傾斜角度１００°の主粉砕面５ａおよびこれに連接
する傾斜角度１４０°の副粉砕面５ｂをもつ衝突部材５
による粉砕装置においては、従来例での傾斜角度９０°
の粉砕面８ａをもつ衝突部材８による粉砕装置に比較す
るとき、製出量を損なうことなく粒度分布を均一にでき
、また、同傾斜角度１３５°の粉砕面８ｂをもつ衝突部
材８による粉砕装置に比較するとき、過粉砕を生ずるこ
となく製出量を向上できることを確認し得た。

（発明の効果） 以上詳述したように、この発明によれば、噴出ノズルか
ら噴出されるジェット噴流中に被粉砕物を供給して、こ
のジェット噴流と共に被粉砕物を衝突部材の破砕面に直
接、衝接させて微粉砕する粉砕装置において、衝突部材
の粉砕面形状を、ジェット噴流の噴出方向に対し、　１
００°以上の第１の傾斜角度を与えて、ジェット噴流を
直接的に衝接させる主粉砕面と、この主粉砕面に連接し
て、同噴出方向に対し、９０６以上で、かつ第１の傾斜
角度以下の第２の傾斜角度を与えた副粉砕面とによって
形成させたので、ジェット噴流中に含まれる被粉砕物の
うち、比較的大きい粒径の粒子は、衝突部材の主粉砕面
に対して、まず、同面に与えられている傾斜によって緩
和された衝撃力により直接、衝接して、その傾斜角度対
応に粉砕され、ついで、その保有エネルギーが大きいた
めに、この主粉砕面で反射屈折され、かつジェット噴流
の干渉を受けて、連接されている副粉砕面に、再度、衝
接して所望程度まで微粉砕されるもので、また、比較的
小さい粒径の粒子は、最初の主粉砕面への衝接に伴ない
、その衝撃エネルギーが急激に減殺されて、副粉砕面に
は衝接されずに、そのま）同側粉砕面に沿って流れ、こ
のようにして、粉砕を必要とする比較的大きい粒径の粒
子を微粉砕できると共に、粉砕を・必要としない比較的
小さな粒径の粒子に対する過粉砕を防止できることにな
り、結果的に、装置自体の処理能力を格段に向上させ得
るほか、その構造についても極めて簡単で容易に実施で
きるなどの優れた特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を適用したジェットミル型
粉砕装置の概要構成を示す断面説明図、第２図は同上装
置に用いられる衝突部材の態様を示す側面図であり、ま
た、第３図は従来例によるジェットミル型粉砕装置の概
要構成を示す断面説明図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は
同上装置に用いられる衝突部材の各別の態様を示すそれ
ぞれに側面図である。 ｌ・・・・装置ケーシング、２・・・・粉砕室、３・・
・・ジェット噴流の噴出ノズル、４・・・・被粉砕物の
供給口、５・・・・衝突部材、５ａ・・・・Ａ傾斜角度
（第１の傾斜角度）の主粉砕面、５ｂ・・・・Ｂ傾斜角
度（第２の傾斜角度）の副粉砕面、６・・・・固定部材
、７・・・・排出通路。 ａ・・・・被粉砕物、ｂ・・・・ジェット噴流。 第１図 す 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉砕室内にジェット噴流を噴出する噴出ノズルと、前記
   ジェット噴流中に被粉砕物を供給する供給口と、前記噴
   出ノズルに対向して設置され、ジェット噴流と共に被粉
   砕物を直接、衝接させて微粉砕する粉砕面をもつ衝突部
   材とを、少なくとも備える粉砕装置において、前記衝突
   部材の粉砕面形状を、前記ジェット噴流の噴出方向に対
   し、１００゜以上の第１の傾斜角度を与えて、ジェット
   噴流を直接的に衝接させる主粉砕面と、この主粉砕面に
   連接して、同噴出方向に対し、９０°以上で、かつ第１
   の傾斜角度以下の第２の傾斜角度を与えた副粉砕面とに
   よつて形成させたことを特徴とする粉砕装置。