JPH0342052A - 撹拌ミル - 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、固形物と液相から戊る粉砕材料を、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
っ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、その際ロータによって運動せしめられる
粉砕媒体が遠心力によっ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、その際粉砕
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
に互って導入し、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って貫流させ、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
出させることよりなる分散法を実施する撹拌ミルであっ
て、粉砕容器を有し、該容器内に駆動軸を介して駆動装
置と連結されたロータが配置されており、粉砕容器の外
周に粉砕材料の半径方向の供給を可能にする供給導管が
設けられており、かつ粉砕容器が粉砕材料排出口を備え
ている形式のものに関する。 【従来の技術］ 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って供給される。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
砕材料流量で寅流し、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
させることによっ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
砕媒体はその除温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。 〔発明が解決しようとする課題〕 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撹拌ミルを提供することであ
る。 ［課題を解決するための手段］ 従って、本発明の対象は、請求の範囲第１項記載の撹拌
ミルである。 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消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いより補償さ
れる。この場合、半径方向で外側から内側に向かって作
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〈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撹拌ミルの有利な実施態
様は、特許請求の範囲第２項以降に記載されている。 ［実施例］ 次に図示の実施例６二つき本発明をに明する。 図面には、ｌ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ｌＯで粉砕容器ｌ内のばら荷状粉砕媒体層が示さ
れている。粉砕容器ｌの長さ対直径の比は０．５：ｌ〜
１．５：ｌ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によって示されており、一方粉砕
材料の流入流は矢印１３によって示されてい・る。１４
では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、９０＆９をディ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：　　　　　　　９００＆９／ｈ 回転数：　　　　　　６５０　ｒｐｍ 有効電力　　　　　　１０．８ＫＷ 粉砕媒体容量：　　　　１５Ｑ 粉砕媒体類型：　　珪素−酸化ジルコニウム粉砕媒体（
直径０．６ 〜２．５＋＊ｍ） に基づく最大固体粒度の ヘゲマン（Ｈｅｇ＋ｍａｎ） 測定によれば、ディゾルバ内での前分散後に１００μ−
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１８０Ｍ／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
可能であったが、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（Ｘ　
ｗａｘ　Ｈｅｇｍａｎ）が時間の関数としてプロットさ
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のヘゲ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１９μ禦の分
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、本発明による撹拌
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
沿っ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って配置された、但し
この場合には固定である、すなわち回転不能にｗＩ４Ｆ
Ｒ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。

【図面の簡単な説明】

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
の部分に沿っ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。 ｌ・・・粉砕容器、２・・・ロータ、３・・・供給導管
、ｌ ・・・排出ふるい １日 ７ →

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ってエ
   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、その際ロータによって運動せしめられる粉砕媒
   体が遠心力によっ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、その際粉砕材料を
   回転するばら荷状粉砕媒体層にその軸方向の全長に亙っ
   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
   側から内側に向かって貫流させ、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させ
   ることよりなる分散法を実施する装置であって、粉砕容
   器（１）を有し、該容器内に駆動軸を介して駆動装置と
   連結されたロータ（２）が配置されており、粉砕容器（
   １）の外周に粉砕材料の半径方向の供給を可能にする供
   給導管（３）が設けられており、かつ粉砕容器が粉砕材
   料排出口を備えている形式のものにおいて、粉砕容器の
   長さと直径の比が０．５：１〜１．５：１であり、粉砕
   材料を回転するばら荷状粉砕媒体層内に供給するための
   、軸線方向で互いにずらして配置された少なくとも１つ
   の供給導管（３）が設けられており、かつ粉砕媒体分離
   装置がロータ内部の粉砕媒体不在の空間内に配置されて
   いることを特徴とする撹拌ミル。２、粉砕媒体分離装置
   として、駆動軸と共に粉砕媒体不在の空間内で回転する
   円筒状ふるいを使用し、該ふるいの長さが粉砕容器の長
   さの少なくとも半分に相当する、特許請求の範囲第１項
   記載の撹拌ミル。 ３、粉砕媒体分離装置として、固定の円筒状ふるいを使
   用し、該ふるいの長さが粉砕容器の長さの少なくとも半
   分に相当する、特許請求の範囲第１項記載の撹拌ミル。 ４、粉砕媒体分離装置として、円周の部分上に配置され
   かつ駆動軸と共に回転する多数の円筒状ふるいを使用し
   、該ふるいの長さが粉砕容器の長さの少なくとも半分に
   相当する、特許請求の範囲第１項記載の撹拌ミル。 ５、粉砕媒体分離装置として、ロータ（２）の内部の円
   周の部分上に固定配置された多数の円筒状ふるいを使用
   し、該ふるいの長さが粉砕容器の長さの少なくとも半分
   に相当する、特許請求の範囲第１項記載の撹拌ミル。 ６、ロータ（２）がパドルとして構成されている、特許
   請求の範囲第１項記載の撹拌ミル。 ７、粉砕容器（１）が横臥配置されている、特許請求の
   範囲第１項記載の撹拌ミル。 ８、粉砕容器蓋ないし粉砕容器の最下点に固定の排出ふ
   るい（１１）が配置されており、該ふるいは分散過程で
   は粉砕媒体分離機能を有していないが、但し装入物の分
   散後には該ふるいを介して粉砕容器（１）内に存在する
   残留量の粉砕材料を遠心力に基づき、回転する別の粉砕
   媒体を残して分離し、その際このために必要な粉砕材料
   押出力を遠心分離機におけると同で形式で発生させる、
   特許請求の範囲第１項記載の撹拌ミル。 ９、ロータ（２）の駆動が中空軸が介して行われる、特
   許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１項記載
   の撹拌ミル。