JPH0377652A - ガス抜き機構付き回転ボールミル容器 - 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、水や有機溶媒を用いる湿式の粉砕、混合を行
うのに用いる回転ボールミル容器に関するものである。 ［従来の技術］ サーメットやファインセラミックス等を製造するプロセ
スにおいて、原料粉末の粉砕混合は最終製品の特性や品
質に大きい影響を有するため重要なプロセスとなってい
る。原料の最終的な粉砕、混合に用いられる微粉砕機と
しては、回転ボールミル、振動ボールミル、アトリショ
ンミルなどが用いられているが、数ミクロンからサブミ
クロンの微粉末を得る粉砕を行う場合、粉砕された粉末
の表面が新たに形成され、粉末は非常に活性となって表
面酸化や発火の原因となるため、又一方では粉砕、混合
の効率を向上せしめ、実作業での超微粉末の取扱い易さ
などから、水やエタノール、アセトンなどの媒体を用い
た湿式の粉砕混合が通常行なわれている。 これ等の粉砕機のうち、振動ボールミルやアトリジョン
ミルによる粉砕は速さの点ですぐれているが、例えばサ
ーメットの一種で切削工具や耐摩耗工具としてよく知ら
れているＷＣ−Ｃ。 系超硬合金の製造の場合ＷＣ（ρ＝１５゜７７）とＣＯ
（ρ＝　８．８５）のように比重差のある粉末を粉砕・
混合するため、粉砕容器内部の上下において成分差が生
じることがあり問題となっている。これに対し回転ボー
ルミルは粉砕・混合の速さでは両者に比べて劣っている
が、構造が簡単で設備費が安く、大型化が容易などの長
所があり、古くから最も多く用いられている微粉砕機の
一つである。 ［発明の解決しようとする課題］ 回転ボールミルでは長時間かけて粉砕混合をする場合が
多く、密閉タイプの粉砕容器が用いられている。粉砕混
合時においてはボールとボールやボールと粉末の間の摩
擦により摩擦熱が生じ、特に揮発性の高い有機溶媒を媒
体に用いる場合には容器内の圧力が非常に高くなること
があり、粉砕容器の爆発事故による労働災害の事例も散
見され、作業の安全上問題となっている。また粉砕時や
粉砕後に粉砕容器から内容物を取り出す際に、原料のス
ラリー（原料粉と溶媒の混合物）が吹出して床にこぼれ
たりすることも、原料の損失と同時に安全上引火の恐れ
があって問題である。 この対策として、■粉砕容器を冷却して水や有機溶媒の
蒸発を抑える。■一定時間毎に機械を止めて内圧を下げ
るためのガス抜き作業を行う。■内圧があるしきい値を
越えた時弁が開くガス抜き安全弁を取り付けておくなど
の方法が試みられているが、■を充分に行うには設備費
が高価になり、■は生産性の低下と手間がかかる点で好
ましくなく、■のガス抜き弁ではスラリーが同時に吹出
すため、その後の弁の密閉が不十分になって漏れる等の
トラブルが生じ、その後の粉砕が満足に出来なくなるな
どの問題がある。 本発明はこの最も多用されている回転ボールミルにおい
て、前述の問題点を克服し、かつ安価で使い易く安全性
の点でも優れた回転ボールミル容器を提供することを目
的とする。

【発明の構成］ 本発明は前述の問題点を解決すべくなされたものであり
、本発明の回転ボールミル容器では側面の回転軸部近傍
に貫通孔を設け、この貫通孔にうず巻き状をなすガス抜
き管が取り付けられていることを特徴と・している。 本発明の好ましい態様では、前記うず巻き状をなすガス
抜き管の最大径が、回転ボールミル容器の外径以下であ
り、かつ容器の外径の１７４以上である０本発明の他の
好ましい態様では前記貫通孔が回転軸の中心からずれた
位置に設けられている。 本発明の回転ボールミル容器は湿式の粉砕混合用に用い
られるものであり、うず巻き状をなすガス抜き管のうず
巻の方向は回転の方向と同一の方向になるように取り付
けられる０回転ボールミル容器の側面は、小型の回転ボ
ールミルにおいては片側は容器の蓋となっており、この
場合貫通孔とうず巻き状をなすガス抜き管はこの蓋に取
り付けるようにした方が内容物の投入、取り出し作業が
容易で好ましい。 うず巻き状をなすガス抜き管の外径は大き過ぎると粉砕
機が高張ることになり、粉砕容器を回転台上に乗せる場
合障害になるので少くとも粉砕容器の外径より小さくす
るのが良く、好ましくは粉砕容器外径の４７５以下とす
るのが良い、またうず巻き状をなすガス抜き管の外径寸
法を余り小さくし過ぎると、貫通孔の位置をより中心に
近付ける必要がある外、うず巻き管が目詰りし易くなる
ので好ましくない。貫通孔の内径は使用する粉砕ボール
より小さくしておく必要があるが、余り小さいと目詰り
し易くなるので３ａ＋ｍ以上とするのが良い、うず巻き
管の内径も３ｍｍ以上として貫通孔に取り付は易いサイ
ズとするのが良い。うず巻き管の材質はアルミ、銅、プ
ラスチックスなどが使用出来、固定器を取り付ければ軟
質のプラスチックス管も使用出来る。但しこの場合使用
する溶媒に侵されない材質を選ぶ必要がある。うず巻き
の巻数は１．５回以上巻くことによりスラリーの流出が
ほぼ防止出来るが、漏出を完全に防ぐためには４回以上
巻くのが好ましい。貫通孔の位置は粉砕容器が一回転す
る間に必ず容器中のスラリーのない空間に接する場所と
する必要があり、これによって粉砕容器内のガス圧が上
がった場合、貫通孔からうず巻き管へとガスが抜は出る
ことが出来る１貫通孔の位置は、使用条件によってはス
ラリーの面が回転軸より上へ来る場合のあることを考え
ると軸の中心からずらしておく方が好ましい。 また貫通孔位置を軸の中心から離し過ぎるどうず巻き管
が取り付けにくくなる他、スラリーが貫通孔から漏れ出
し易くなるので好ましくない。このような理由により貫
通孔の中心位置は粉砕容器の半径を１とする時中心から
０．０５〜０．５の間とするのが好ましい６以上の如く
回転ボールミル容器を構成することにより、回転ボール
ミルが稼動中粉砕容器内の温度が上昇しても、内部のガ
スが貫通孔からうず巻き管を経て外系へ導出されること
により内圧の上昇を防ぐことができ、かつスラリーの漏
出はごくわずかに抑えることができる。 以下図面によって本発明の回転ボールミルを更に詳しく
説明するが、図面は本発明の実施態様例を示すものであ
って、本発明の実施態様を何ら制限するものではない。 第１図は、本発明の一実施例を示す、回転ボールミル容
器を側方から見た説明図であり、ｌは容器、３はうず巻
き管である。第２図は第１図の容器をうず巻き管取付側
から見た説明図であって、４は駆動回転ロールであり、
矢印は粉砕容器の回転方向を示す、２の箇所に貫通孔が
設けられ、容器内の空間は貫通孔とうず巻き管を経て外
系と連通している。第３図〜第６図は、回転ボールミル
が矢印の方向に回転している使用状態にある時の容器の
状況を示しており、５の点線はスラリー（粉砕ボールを
含む）の上表面である。すなわち５図と６図の状態では
貫通孔（ガス抜き孔）はスラリー表面より下にあって塞
がっている。しかし、第３図と第４図の状態では貫通孔
はスラリー表面より上にあり、容器内のガスは貫通孔か
ら抜は出ることが出来、容器内の圧力は外系（大気圧）
とほぼ同一に保持される。第５図と第６図の状態で、若
干のスラリーが貫通孔へ流入するが、うず巻き管から外
系へ漏れ出すスラリー量は、うず巻き管内でスラリーが
重力により押し戻される作用を受けることによりごくわ
ずかに押えられる。 従来の回転ボールミルの場合と比べると、ガス抜き時の
スラリーの漏出や、ボールと容器に付着するためのスラ
リーのロスを含めて比較するとスラリーのロスはむしろ
減少することになる。 酸化し易い原料粉末を処理する場合にも、有機溶媒を用
いれば本発明の回転ボールミル容器中へは運転中空気の
逆流穴はないが、ボールミル停止後冷却されると空気の
逆流穴は避けられない、この空気の逆流穴を避けるには
例えば第７図、第８図に示す構成を用いる。図において
６は回転ジヨイント、７．８は逆止弁で９の側から不活
性ガスを流入させる。これにより容器内は常に大気圧よ
り若干正圧に保持することが出来、空気の逆流穴を防げ
る。またうず巻き管の末端に逆止弁を取り付けてガス抜
きを行うことも可能である。 ［実施例］ 原料粉末が酸化の影響を受は易いサーメットの一種であ
るニッケルモリブデン複ホウ化物（Ｍｏ＋−□Ｗ　ｘ　
）　Ｎ　Ｉ　Ｂ　ｓを硬質相とし、ニッケル合金を結合
部とするサーメットの原料を本発明の回転ボールミル容
器を用いて粉砕混合した。試験条件は以下の通りである
。 使用ボールミル 外径＋　４０ｃｍ、長さ；　４５ｃｍ、容量；５１［。 材質；　５ＵＳ３０４ 粉砕ボール 材質；　５ｔＪＳ３０４．外径；　１ｏｓｕ＋、使用量
：　１００ｋｇうず巻き管 材質；銅、内径；５■、肉厚；１ｍｍ。 巻数；５回、最大外径；　３０ｃｍ 貫通孔 内径；５１１１１゜ 回転軸と貢通孔中心の距離；５ｃｍ 粉砕条件 媒体；エタノールｌＯβ、　　４０ＲＰＭＸ　７２時間
原料粉 試験はガス抜き機構のつかない従来の回転ボールミル容
器によっても同一条件で粉砕・混合を実施した。但しこ
の場合内圧の上昇を押えるため、１日１回（但し夏期は
粉砕室を冷房しても１日２回必要）ガス抜きを行なった
。この時スラリーは１回毎に０．００１％弱が吹出して
漏出した。 本発明の回転ボールミル容器を用いた場合は、途中での
ガス抜きは不要であり、取出し作業時のスラリーのロス
も０．００１％以下であった。粉砕して得られた原料粉
の平均粒度は走査型電子顕微鏡で調べた所、いずれにつ
いても約０．７μであった。また粉砕後の原料粉中の酸
素量を分析した所、従来の容器の場合で０．６１ｗｔ％
であったのに対し、本発明の容器の場合では０、６２ｗ
ｔ％であり、実質上の差は認められなかった。 粉砕した原料によりＩＯＸ　２０Ｘ　４０ｍｍの試験片
を試作した。即ち、原料を減圧下で乾燥後、２ｔｏｎ／
ｃｍ”の圧力で静水圧プレス成形し、ｌｏ−２〜１Ｇ−
”ｔｏｒｒの真空中１２８０℃で１時間焼成した。得ら
れた焼結体について物性を調べた結果は第１表に示す通
りであり、本発明の回転ボールミル容器を用いて従来の
回転ボールミル容器を用いた場合と比べて全く遜色のな
い結果が得られた。 第　　１　　表 【発明の効果】 本発明の回転ボールミル容器を用いると付設のガス抜き
機構により粉砕容器内のガスが自動的に抜は出し、内圧
が上昇しないため、粉砕容器の爆発の心配がなく安全で
あり、これに伴うスラリーのロスを防ぐことができる。 従って従来の回転ボールミル容器を用いる場合のように
、ガス圧上昇を防ぐために行なわれるガス抜き作業が不
要となるので生産性が向上し、手間もかからなくなる。 また、ガス抜き作業に伴うスラリーのロスもなくなるの
で全体としてスラリーのロスが減少することになる。・
ガス抜き機構の構成は簡単なので取付けも容易で設備費
もわずかであり、大型の回転ボールミル容器にも問題な
く適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本発明の回転ボールミル容器の一実施
例を示す概要図であり、図においてｌは粉砕容器、２は
貫通孔、３はうず巻き管、４は駆動回転ロールである。 第３図〜第６図は本発明の回転ボールミル容器を回転せ
しめた時の状態を示す説明図であり、５の点線はスラリ
ー（粉砕ボールを含む）の上表面である。 第７図と第８図は本発明の回転ボールミル容器において
空気の逆流穴を全く排除するための態様を示しており、
６は回転ジヨイント、７゜８は逆止弁、９は不活性ガス
流入口である。 祐 ！ 日 第 閉 ｃ＝＝≧逃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転ボールミル容器の側面の回転軸部近傍に貫通孔
   を設け、この貫通孔にうず巻き状をなすガス抜き管が取
   り付けられていることを特徴とするガス抜き機構付き回
   転ボールミル容器。 ２、請求項１において、前記うず巻き状をなすガス抜き
   管の最大径が回転ボールミル容器の外径以下であり、か
   つ容器の外径の１／４以上であるガス抜き機構付き回転
   ボールミル容器。 ３、請求項１または２において、前記貫通孔が回転軸の
   中心からずらした位置に設けられているガス抜き機構付
   き回転ボールミル容器。