JPS586251A - 湿式分級方法 - 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】 本発明は湿式で粉体な高精度で分級する方法に関するも
のである。近年セラミクス等を精密に加工する技術が必
要とされてきているために、研磨に用いる砥粒が厳密な
粒度分布を有するように、高精度で分級することが望ま
れている。

即ち研磨の加工速度を大きくするためには砥粒の粒度の
粗い方が加工能率が上がるが、粒度分布の幅が広いと研
磨面の仕上度は粗くなる。％に粒度幅を越える粗大粒子
が混入している時には、粗い粒子忙よってスクラッチが
発生し、仕上げ面が不良となる。従って精密加工に用い
る砥粒は特に粒度分布の幅が狭く、かつ粒度幅以上の粗
大粒子の混入がかいことが望まれる。

従来からある砥粒の分級法としては乾式ではふるいを用
いる方法、湿式では水篩法が最も一般的に用いられてき
た。ふるいを用いる方法は、ふるいの−の目開きにバラ
ツキがあることと、砥粒の形状の不規則性等が原因とな
って、分級されたものの粒度を写真法によって測定する
とその粒度分布幅が広く、かつ大きい方へずれるという
欠点がある。形状の細長いものが混入している場合には
これを形状選別機である程度分別することが可能である
が、粒径の小さい粒子になると不可能である。ふるいを
長期間使用しているうちには目づまりを生じ能率が低下
するが、一度生じた目づまりは回復が不可能である。又
厳密な分級を要求される砥粒の場合にはＬｏ−Ｔａｐふ
るい振とう器を用いるが、能力が小さい。

一方、水ＷｔＪ法は液体、主として水中で砥粒の沈降す
る速度が粒径によって異な−ることを利用する方法であ
るが、流体の流速や、温度また水以外の液体を用いる場
合にはその液の粘度、比重等の物性値を厳密に制御する
必要があり、そのためには煩雑、複雑な手段を用いなけ
ればならない。又、水篩法は液体中で沈降する最終速度
の等しい粒子を集めるので、形状には関係なく、細長い
粒子もそれと等しい最終速度の球に等しいものとして分
級される。従って得られ、る粒子の形状が不均一である
という欠点がある゛。又、目的とする粒度幅以下の微小
粒子は同じ操作の繰り返し等によ？て除去することがで
きるが、粒度幅以上の粗大粒子を除去することは困難で
あってこの粗大粒子が含まれるということは精密加工の
研磨材としての品質を悪くする鍾大の欠点となる。

又水篩法は単位断面積および時間当りの処理能力が小さ
いので大量処理には複数の装置を並列して操業する必要
があり、大きな床面積を要するので、建設コストが嵩む
。

本発明は上記乾式によるふるい法と湿式の水篩法との欠
点を改良した湿式分級方法に関するものであり、特に分
布幅以上の粗大粒子を除去することができるという利点
を有し、又、分級と同時に同じ粒径の粒子に関しては形
状選別もでき、目づまりも逆流により簡単に解消できる
という利点を有する方法を提供するものである。

次に本発明を添付の図面によって説明する。図１は本発
明の方法を模式的に示した１例であり、図２は充填層を
複数段重ねて使用した例を示す。図３、図４は本方法に
よって分級する前の粒子と、分級した後の粒子を写真法
によって測定した粒度分布を比較したものである。

図、特に図１において、この分級装置のふるいに相当す
る部分は三層以上の最密充填された球体（１）で構成さ
れる。この充填層（２）は上下２枚の球体の直径より小
さい目開きの平らな金網又は目皿（３）の間に配置され
ており、該金網又は目皿は適当な締付手段たとえばゴム
パツキンとワッシャー（４）によって締めつけられて充
填層を押え、各球体が自由に振動して球間隔が変動する
のを防止する。この充填層の上から、分級すべき粉体（
５）を含有する液体を上方から下方へ圧力差を用いて導
入して、充填材の間隙を通過させる間に粉体な分級する
。

矢印は液体の流れの方向を示す。充填層を通過できる粒
子の径は充填材の直径の１５．５％以、下であり、本方
法によって分布幅以上の粗大粒子の通過は確実に阻止さ
れる。また同程度の大きさであれば細長い形状の粒子は
充填層を通過できずに除去されるのでふるい法で分級し
た粒子の形状選別も同時に行なわれることとなる。分級
な続けるうちに充填層中に粉体がはさまって目づまりを
おこすことがあるが、この場合は流体のみを逆流させて
除去する。又、目づまりが多い場合には充填層を分解し
て除去することができるので、繰り返し使用することが
でき、従来のふるいのような目づまりによる能力低下、
更には使用不能になるなどの欠点がない。又液体の圧力
差によって粒子を導入するので、分級に要する時間は非
常に短かくてすむので工業的規模に拡大することは容易
である。

本発明を利用する方法として図２に示すように充填層を
、間隔をとって上方から粒径の大きい順に複数段重ねて
使用することもできる。矢印１ｍｌの方向の液流に従り
て第１段の充填層を通過した粒子すなわち粒子径が３１
１１段の充填層を構成する球体の径の１　＆５１％以下
の粒子のうち、第２段の充填層を構成する球体の径の１
５．５−以下の粒径の粒子は同様に液流によって強制的
に次の段へ送られる。

各充填層間にたまりた粒子は適当な手段で取り出すこと
がで、きる。図２においては送入口（６）から矢印すの
方向く水を送入して、壜出口（７）から取り出す。又、
目づまりが生じた時には、送入口（８）から矢印１ｏ１
の方向に水を送入して逆流させることによって解消でき
る。このような多段による分級法によれば充填層の球体
の選択に従って従来よりも粒度分布幅の狭い粉体に分級
することができる。以上の点からみて、本発明方法によ
れば分級の精度が非常に向上することとなる。

本件発明を実施するために用いられる充填材の球体とし
ては寸法が一定の真球であることが望ましいこと、又、
各種サイズのものが製作されているという点でも、ガラ
ス球や鋼球が充填材として適している。

ところでＪＩＳＫ規定されたふるいは０開きの比が石°
の割合で順に小さくなってゆくが、最小は呼び寸法５７
μまでしかない。そこで球体としてＪＩＳに規定された
ふるいの０開きに相当するサイズ、例えば呼び寸法２５
０＃〜５７ｓの球体を各々多段の充填層として用い、そ
れより直径の小さな球体の分級を行なうと元の球体シリ
ーズのほぼ１５．５％の径を有する粒度幅の狭い球体シ
リーズに分級される。得られた各々の球体嬌別の多段の
充填層として用い、さらに直径の小さな球体を分級する
という操作を順次繰り返して充填層を構成する球体の粒
径なそろえていけばふるいの規格のない細かい方へさら
に延長して０開きの比がＷの充填層を作成することがで
きる。従って本方法によって０開＋　４ きの比かガの充填層を作成しておけば数ミクロンの粒子
をも姓の比で区別することができ、従来の分級方法に比
べて細かい粒子でも著しく狭い範囲に分級することが可
能となる。

次に実施例について説明する。

実施例を 内径８ｍのガラス管内に呼び寸法８Ｂ＃の網を管の長手
方向に対して直角に張りてゴムパツキンとワッシャーと
で固定し、その上に１４９／１２５４（呼び寸法１４９
＃のふるいを通過し１２５＃のふるい上に残るもの）の
ガラス球を載せ、下から何回かたたくことによって最密
充填層とした。ガラス球の充填層は約１０〜１１段であ
りだ。充填層の上面を、下面と同様に呼び寸法８８ｊの
網で押えて固定した。

ガラス管の下端を吸引フラスコに接続し、−さらに吸引
フラスコを真空ポンプに接続して吸引しながら、水篩法
によって分級された２０／Ｂｏｊのダイヤモンド粉１ｇ
をｘｏｏｗｊ以上の水に混ぜ℃よく攪拌した混合液を充
填層の上から注いだ。管内を通過する水の流速は約８　
ｄ／ｒｎ　ｉ　ｎ、−であった。本方法によって分級す
る前の試料であるダイヤモンド粉、及び分級した後に回
収したダイヤモンド粉の粒度分布を拡大写真試験方法に
よって測定し、結果を図３に示した。図３の横軸は二軸
平均径をミクロン単位で示したものであり、縦軸は粒子
の個数な慢で示したものである。

水篩法で分級しただけのダイヤモンド粉試料の粒径は図
３中の実線に示されるように１７．５μから５７ｓまで
幅広く分布している。一方充填層の上に残りた粒子（一
点鎖線）と充填層を通過した粒子（破線）とは粒度分布
が明らかに異なり、特に後者は１７．５声から５０ｓま
での狭い粒度分布の範囲にあり、中でも大きい粒径の粒
子が完全に除かれていることがわかる。

実施例２ 中間に水の送入口及び分級粒子取出し口を有する内径８
■のガラス管内に、実施例ｔと同方法によって送入口、
取出口をはさんで上下にガラス球充填層を２段設定した
。上方の第１段の充填層に用いたガラス球は４２５／３
８４μ、第２段の充填層に用いたガラス球は５８４７５
５０ｓであり、層の厚さは各々約１３〜１４段であった
。ガラス管の下端を吸引フラスコに接続して真空ポンプ
で吸引しながら６５１５７ｐの電子成ｍ篩でふるったダ
イヤモンド粉１ｇを５００１ｓｔ以上の水に混ぜてよく
攪拌した混合液を第１段の充填層の上方から注入した。

管内を通過する水の流速は約２０１Ｉｊ／ｍｉｎ、−で
あつた。本法で分級する前のダイヤモンド粉、及び分級
した後の各段のダイヤモンド粉の粒度分布を、測定し、
結果を図４に示した。６５１５７ｐの電子成型ふるいで
ふるっただけのダイヤモンド粉は図４の実線で示される
ように４２μから７Ｓμまで幅広（分布しているが、本
法による分級後の第１段の上に残りた粒子（一点鎖ｍ＞
、第１段と第２段の中間から得られた粒子（二点鎖線）
、第２段の下から得られた粒子（破線）の粒度分布はピ
ークが順にずれており、よく分級されていることがわか
る。特に第１段と第２段の間から回収された粒子は５７
＃から６９μまでの狭い範囲に分布しており、又、第２
段を通過した粒子も４５＃から６５ｓ　までの狭い範囲
に分布していることがわかる。中でも大きい粒子径の粒
子が除去されているのがわかる。

【図面の簡単な説明】

図１は本件発明を模式的に示した１例であり、図２は充
填層を複数段重ねて使用した例を示す。 図３および図４は、分級試料および分級後の粉体の粒度
分布曲線を示す。 特許出願人　　株式会社石塚研究所 図４　支渥伊１２の奈が１区科に金姐支り８瑠」えろの
赴肢今手続補正書（方式） ％式％ 工　事件の表示　　昭和５６年特許願第１０４１’７８
号２　発明の名称　　湿式分級方法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４　補正命令の日付　昭和５６年１１月５日（発送日　
昭和５６年１１月２４日） ５補正の対象　図　面 ６　補正の内容　別紙の通り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　　一定粒度の球状充填材を三層以上の最密充填
   層とし、該充填層の一方から、分級すべき粉体な分散せ
   しめた液体を圧力差を用いて通過せしめることを特徴と
   する粉体の湿式分級方法。 （２）球体の粒度が異なる第１項記載の充填層を複数段
   、粒度の大きい順に間隔をとって重ねて使用する第１項
   記載の湿式分級方法。