JPH03118850A - 微粉体の気流式粉砕分級装置 - 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］ 本発明は、電子部品材料などに使用される微粉体を解砕
するための気流式粉砕分級装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、気相法や液相法等で生産されるセラミックスや合
成シリカ等は１ミクロン以下の超微粉体であるが、ケミ
・メカ的な結合により種々の大きさの凝集二次粒子（以
下凝集体という）となる。

この微粉体はその大きさや結合力が千差万別であるため
、これをこのまま電子部品材料などに使用すると、品質
上の問題を起こす。

そこで、この凝集体をサブミクロンの一次粒子に解砕す
る装置の開発が切望されている。

この種の装置として、本考案者らによって、先に提案し
た固体粒子を流体エネルギーを利用して粉砕し、粉砕し
たものを気流式分級機により捕集する気流式粉砕分級装
置を挙げることができる（実開昭６１−１６４９４２号
公報参照）。

これを第２図〜第３図に基づいて説明すると、固体粒子
を原料供給機ａを介して粉砕室すに投入し、所定但の貯
溜Ｈｃを形成した状態で、その表面近傍に位置する流体
ノズルｄからのジェット噴流により加速せしめ、速度エ
ネルギーをもった固体粒子同士を相互に衝突せしめ、微
粉砕する。

粉砕された粒子は気流分級ロータｅにより、分級され、
気流と伴に微粉排出管ｆを経て、図示しない微粉捕集機
に捕集され、該捕集機より製品として取り出されるので
ある。

そして、前記粉砕室すの原料のレベルが低下すると、粉
砕室の側壁に連通孔ｉを介して連接した貯溜計測室ｑに
差し込んだセンサーｈにより、その貯溜層ｊのレベルを
検出して固体粒子を供給し、該レベルを最適位置に維持
し、高い粉砕効率を保つのである。

この場合の粉砕機は、原料である固体粒子の大きさが数
百ミクロン以下と比較的大きいため、投入された固体粒
子の大半はジェット噴流に打ち勝って落下し、−旦貯溜
層Ｃを形成するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、粒子径が前記固体粒子の大きざに比べて
相当率さい粉体の凝集体を解砕する場合、ジェット噴流
の速度などにもよるが、大半のものは、ジェット噴流に
よって、解砕）７遊し、貯溜層を形成しない。

このため、たとえ、凝集体を一定ωつづ供給して粉砕機
で粉砕し、気流式分級機を経て微粉を得たとしてもレベ
ル検出が出来ないことから、粉砕室内の粒子ｓ　ｆｆ（
は大きく変動し、従って、（ｑられる製品の粒度分布に
差異が生じ、粉砕効率の向上は期待できない。

一方、凝集体の中には前記したように比較的大ぎい及び
結合力の大きい凝集体が存在するが、これはジェット噴
流によって解砕されること無くジェット噴流を通過し、
下方に落下貯溜する。そして、これがジェット噴流位置
まで達すると、これの影響により、粒子濃度の変動の原
因にもなる。

そこで、本発明は、前記粒子濃度が粉砕室内における分
級ロータの内外の静圧差と比例関係となる知見に基づき
なしたものであり、粒度分布の変動を大巾に抑えるとと
もに未解砕の凝集体を排出することによって、解砕効率
を一層向上させることができる気流式粉砕分級装置を提
供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の気流式粉砕分級装
置は、粉砕室の下部に未解砕の凝集体を貯溜する貯溜部
を形成し、該貯溜部の下部に排出機を連接するとともに
、前記分級機の内外の静圧を検出する静圧検出器を設け
、この静圧検出器を静圧差変換器を介して粒子濃度制御
器に接続し、さらに前記気流式分級機の回転負荷動力を
検出する負荷検出器を設け、この負荷検出器を粒子濃度
制御器に接続し、該粒子濃度制御器より前記原料供給機
を制御するようにしたことである。

［作用］ 粉砕室内に投入された凝集体は、流体ノズルからのジェ
ット噴流により加速され、この加速によって、相互に衝
突とＩ！！１察を繰り返すうちに解砕され、浮遊状態と
なる。

そして、前記解砕により浮遊する微粉体は、気流分級機
により所定の分級点で分級される。

一方、凝集体のうち、比較的大きい及び結合力の人なる
凝集体は、ジェット噴流による加速性が弱いため、解砕
されることなく、該噴流を通過して下方に落下し、貯溜
部にたまる。

ここにおいて、気流式分級機の内外の静圧をそれぞれの
静圧検出器で検出して静圧差変換器に入力し、この静圧
差を粒子Ｇ度制御器に入力する。

さらに、気流式分級機の回転角荷動ツノを負荷動力検出
器で検出し、これを粒子Ｑ度制御器に入力する。入力さ
れた前記２つの検出値すなわら、静圧差検出値及び負荷
動力検出値は比較演算され、この結果に基づいて、原料
定量供給機を制御して凝集体の供給量を制御するのであ
る。

また、貯溜部にたまった未解砕の凝集体は、その量が一
定値を超えると押出機を作動して排出する。

このことによって、解砕された微粉体は確実にサブミク
ロンの一次粒子に解砕され、かつバラ付きのない微粉体
を得ることができる。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１は気流式粉砕機で、この粉砕機は粉
砕室１ａの側壁上部に原料ビン２からロータリフィーダ
３を介して通じる供給管４を有し、このロータリフィー
ダ３は駆動モータ５により駆動され、さらに粉砕室１ａ
の側壁上部寄りに複数個の流体ノズル６を有し、この流
体ノズル６は高圧流体発生機７と導管６ａを介して連通
したものからなっている。

８は粉砕室１ａの下部に形成した漏斗状の凝集体貯溜８
ｊＳで、その下端に排出機９を設け、この排出機９に捕
集ビン１０を接続する。

１１は粉砕室１ａ内の上端に設けた気流式粉砕機で、該
分級機の分級ロータ１’ｌａは粉砕室１ａの上部に設け
た駆動モータ１２により高速回転するようになっている
。

１４は分級ロータ１１ａの下部（排出側）に設けた微粉
排出管１３に接続した微粉捕集機で、この捕集機に排気
ブロア１５を接続する。

１６．１７はそれぞれ粉砕室１ａの上部側壁及び微粉排
出管１３に設けた静圧検出器で、分級ロータ１１ａを基
準としてその内外の静圧を検出するのである。前記両検
出器１６．１７は静圧差変換器１８に接続され、ざらに
静圧差変換器１８は粒子濃度制御器２０に接続される。

１９は分級ロータ１１ａの駆動モータ１２の回転負荷動
力を検出する負荷動力検出器で、この検出器は前記粒子
濃度制ｔｉＩＩｌ器に接続される。

次に、実施例の作用を説明する。

原料ビン２に貯蔵された微粉体の凝集体を駆動モータ５
の起動により、原料供給機３から定量づつ切り出し、供
給管４を経て粉砕室１ａの中に投入する。

一方、高圧流体発生機で発生させた高圧流体を導管６ａ
を介して流体ノズル６に導き、該流体ノズル６から粉砕
室１ａの中心に向けて噴躬するとともに、駆動モータ１
２の起動により分級ロータ１１ａを高速回転させ、さら
に排気用ブロア１５を起動すると、前記凝集体は前記噴
射されたジェット噴流に巻き込まれて加速され、速度エ
ネルギーをもって相互に衝突や摩擦を繰り返すうちに解
砕され、粉砕室１ａ内を浮遊する。

上記のように解砕されて浮遊状態にある微粉体は、分級
ロータ１１ａの高速回転による遠心力によって、所定の
分級点で分級される。

分級ロータ１１ａを通過した微粉は、気流とともに微粉
排出管１３を経て微粉捕集機１４に導かれ、ここで微粉
と気流とに分離され、微粉は製品として下部より排出さ
れ、気流は排気ブロア１５により大気に放出される。

一方、前記分級ロータ１１ａを通過しない微粉は下降し
、再度ジェット噴流による解砕作用を受ける。

また、凝集体のうち比較的大きい及び強度の大なるもの
は、前記ジェット噴流による解砕力が弱いため自重下降
し、貯溜部８にたまり、その辺が一定値を超えると排出
機９が作動して捕集ビン１Ｏに集められる。

上記粉砕（解砕）分級おいて、分級ロータ１１ａの入口
側及び出口側の静圧を静圧検出器１６゜１７で検出し、
これを静圧差変換器１８に入力してその差を電気信号に
変換して粒子濃度制御器２０に入力する。前記静圧差は
粒子濃度と比例関係にあり、その差が大ぎくなるほど粒
子濃度も増加する。

また、駆動モータ１２の回転負荷動力を負荷検出器１９
で検出して粒子濃度制御器２０に入力する。この回転負
荷動力は分級ロータ１１ａの外周回りを旋回する気流中
に含まれる微粉の濃度（粒子濃度）と比例関係にあり、
この負荷動力が大きくなるほど粒子８度も増加する。

次いで、粒子濃度制御器２０において、前記入力値を一
定時間毎に積分し、積分平均値と最適温度状態を具現す
る設定値が比較演算され、その差異に応じた電気信号が
駆動モータ５に出力されて回転数が制御され原料供給機
からの凝集体の切り出し量を制御する。

このようにして、粉砕室１ａ内の粒子濃度を最適状態に
維持することができるので、凝集体の解砕粒度分布の変
動を小さく抑えることができる。

（実施例１） 当社製気流式微粉砕機（商品名：クロスジェットミル）
を用い、粉砕室内径１１０ｍｍ、ノズル数３本、分級ロ
ータ外径５０ｍｍ、分級ロータ回転数２．１　ｘ　１０
’　ｒｐｍ　、分級ロータの負荷動力０．０２間、静圧
差の変動中１Ｑｍｍ水性の仕様で、最適粉砕（解砕）条
件すなわち粒子濃度１００％のもとて原料（合成シリカ
）を解砕した微粉体の粒度分布を第１表に示す。

（実施例２） 実施例１と同様の粉砕機を用い、同一仕様で、粒子濃度
８０％のもとで、原料（合成シリカ）を解砕した微粉体
の粒度分布を第２表に示す。

（実施例３） 実施例１と同様の粉砕機を用い、同一仕様で、粒子濃度
１１０％のもとで、原料（合成シリカ）を解砕した微粉
体の粒度分布を第３表に示す。

第２表 第１表 第３表 なお、各人における頻度はそれぞれの試料ＮＯ（粒径）
に対する生産聞を％で表わし、累積は粒形の小さい側の
試料Ｎｏから順次頻度を足した総生産吊を％で表わした
ものである。

上記実施例の結果より、実施例１（粒子′ａ度１００％
）で解砕したものが、他の実施例２（粒子濃度８０％）
及び実施例３（粒子濃度１１０％）のものに比べて、粒
度分布１．０１μｍ以下の累積値が１６．８％と高く、
それだけ解砕粒度分布におけるサブミクロン域の微粉の
含１１Ｔ割合を多くすることができた。

囚みに、実施例２の粒子濃度が小さい場合は、粒子間距
離が大きく、それだけ粒子相互の衝突や摩擦を起す機会
が少ないことから、解砕作用が十分でないことが推測さ
れる。

また、実施例３の粒子）門度が大きい場合は、分級ロー
タの外周回り（遠心力場における粒子が相互に干渉して
分級作用を乱すことによるものと推測される。

［発明の効果］ 本発明は、以上のように構成されているので、以下に記
載されるような効果を奏する。

分級機の内外の静圧を検出する静圧検出器を設け、この
静圧検出器を静圧差変換器を介して粒子濃度制御器に接
続し、ざらに前記気流式分級機の回転負荷動力を検出す
る負荷検出器を設け、この負荷検出器を粒子濃度制御器
に接続し、該粒子濃度制御器より前記原料供給機を制御
するようにしたから、粉砕室内に原料貯溜層の形成が不
可能な微粉対の場合であっても、粉度分布の変動を極め
て小さく抑えることができ、容易に所定の粒度分布をも
つ微粉体を得る−ことができる。

粉砕室の下部に未解砕の凝集体を貯溜する貯溜部を形成
し、該貯溜部の下部に排出機を連接して未解砕の凝集体
を排出するようにしたから、未解砕な凝集体の過度の貯
溜による解砕作用の低下を来たすことなく長期に亘り安
定した解砕を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の実施例を示す構成図、第２
図は従来例を示す縮断正面図、及び第３図は第２図のＩ
−Ｉ線横断平面図である。 １・・・・・・気流式粉砕機　　１ａ・・・・・・粉砕
室３・・・・・・原料粉砕機　　　５・・・・・・駆動
モータ６・・・・・・流体ノズル　　　８・・・・・・
貯溜部９・・・・・・排出機　　　　　１１・・・・・
・気流式分級機１２・・・・・・駆動モータ　　　１６
，１７・・・・・・静圧検出器１８・・・・・・静圧差
変換器　　１９・・・・・・負荷動力検出器２０・・・
・・・粒子濃度制御器 第　２ｗ へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉砕室の側壁に複数個の流体ノズル及び該流体ノズルよ
   り上部に原料供給口を設けた気流式粉砕機と前記原料供
   給口に接続した原料供給機と前記粉砕室内の上部に設け
   た気流式分級機と該分級機の排出側に接続した微粉体捕
   集機及びブロアからなる微粉体の気流式粉砕分級装置に
   おいて、前記粉砕室の下部に未解砕の凝集体を貯溜する
   貯溜部を形成し、該貯溜部の下部に排出機を連接すると
   ともに、前記分級機の内外の静圧を検出する静圧検出器
   を設け、該静圧検出器を静圧差変換器を介して粒子濃度
   制御器に接続し、さらに前記気流式分級機の回転負荷動
   力を検出する負荷検出器を設け、該負荷検出器を粒子濃
   度制御器に接続し、該粒子濃度制御器より前記原料供給
   機を制御するようにしたことを特徴とする微粉体の気流
   式粉砕分級装置。