JPS6411340B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、固体材料の微粉砕方法および装置に
係り、特に、湿式粉砕による固体材料の微粉砕方
法および装置に関する。

［従来の技術］ 従来、セラミツクス、塗料、インク、鉱物、化
学用材料などの固体材料の微粉砕方法としては、
湿式粉砕による媒体撹拌微粉砕機などが利用され
ている。

媒体撹拌微粉砕機は、連続操作または回分操作
のもとで、粉砕容器内に充填されている細粒ボー
ルなどの粉砕媒体を撹拌部材の回動により運動さ
せ、一方、砕料はスラリー状に調整して、ポンプ
などをもちいて粉砕容器へ供給され、運動してい
る粉砕媒体群の表面の間において圧力と摩擦力の
作用を受けて微粉砕される。

こゝに、砕料とは粉砕操作のために用いる材料
を意味している。

媒体撹拌微粉砕機の粉砕容器の形状としては、
主として円筒状や円錐状のものなどが用いられ、
かつ、垂直方向もしくは水平方向に配置して利用
されている。さらに撹拌部材の形状としては、円
板、棒、スパイラル状板、スクリユウなどの形状
を有し、中心軸に取付けて、中心軸の回動のもと
で撹拌部材は粉砕媒体が運動せられ、粉砕容器の
円周方向、軸方向、あるいは斜方向など多方向へ
の運動が行わせられている。

媒体撹拌微粉砕機は、微粉砕の目的をはじめと
して、製品および砕料の性質に対応して、とく
に、数μm程度までに微粉砕を必要とする場合に
は、単数の媒体撹拌微粉砕機をもちいて回分的に
操作するか、或いは複数の媒体撹拌微粉砕機を直
列に配置して連続的の操作して、滞留時間を増大
させることにより微粉砕が行われていた。上記の
場合においては、微粉砕の進行にともない、スラ
リー状の砕料および粉砕品は粉砕媒体から分級機
などを用いて分離されたのち、次の媒体撹拌微粉
砕機に供給されることにより、順次、微粉砕が進
行されて、最終の媒体撹拌微粉砕機からスラリー
状の製品を排出されていた。（例えば、B.
Heinrick，Kreitner L.：Aufbereitungs−
Technik 11，（1981），619、など参照） また、垂直方向もしくは水平方向に配置した媒
体撹拌粉砕機において、粉砕容器を複数の粉砕室
に区画して、それぞれの粉砕室内に充填された粉
砕媒体が撹拌部材によりそれぞれ運動せられ、粉
砕容器の一端から砕料を供給して、粉砕室内にお
いて、順次、微粉砕が進行されて、他端からスラ
リー状の製品が排出せられていた。（例えば、特
開昭59−147651号公報、特公昭59−46665号公報
など） ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来の固体材料の微粉砕方
法および装置では、複数の粉砕室からなる撹拌媒
体微粉砕機をもちいても、中心軸の回転数が一定
であるために各粉砕室にもちいられる撹拌部材の
周速度が実質上同一となつてしまい、微粉砕の進
行に対応して、撹拌部材の周速度をはじめとする
微粉砕条件を適切に調整することができないとい
う問題があつた。また、スラリー状の粉砕品を粉
砕媒体から分離するさいの分級作用については、
分級面には重力のみが作用されて、遠心力などの
付加的操作力が作用されないために充分な分級作
用が行われないという問題があつた。

前記の問題はいずれも、固体材料の微粉砕方法
および装置における課題である数μmまでの微粉
砕の達成を阻害するものであり、加えて、媒体撹
拌微粉砕機の運転に伴う撹拌部材や分級機の消耗
による交換に対して、中心軸から一体となつて機
外に引出して交換することは著しい困難を伴うと
いう問題があつた。

本発明はこのような従来の問題を解決するもの
であり、砕料が粉砕室に供給され、順次、移動が
行われて各粉砕室では微粉砕の進行に伴い、撹拌
部材の周速に対応した最適な微粉砕条件が得られ
るような粉砕手段をもちいて微粉砕が行われると
ともに分級作用を改善させ、かつ、消耗部材の交
換が容易となり、数μmまでの微粉砕を達成する
ことができる優れた固体材料の微粉砕方法および
装置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、同心円状
に区画した複数の粉砕室内の粉砕媒体を中心軸に
より回動する複数の撹拌部材によりそれぞれ撹拌
させ、砕料を下降流および上昇流のもとで外周部
の粉砕室から中央部の粉砕室へ順次、移動させて
微粉砕を行うようにしたものであり、また、粉砕
容器を回転胴および区画壁により同心円状の複数
の粉砕室に区画し、前記粉砕室には粉砕媒体を充
填し、回転胴には撹拌部材を備えて回転胴を回動
自在となし、砕料を下降流および上昇流のもとで
外周部の粉砕室から中央部の粉砕室へ順次、移動
させる微粉砕を行う通路を設けるようにしたもの
である。

［作用］ 本発明は上記のような構成により次のような作
用を有する。すなわち、砕料は外周部の粉砕室に
供給されて、撹拌部材の回動に伴う粉砕媒体の激
しい撹拌のもとで、スラリー状の砕料の下降流に
おいて、局部的凝集状態を呈している砕料を液体
中に分散させるとともに粉砕媒体の運動にともな
う砕料の加圧ならびに摩擦によつて微粉砕が進行
する。引続き、前記粉砕室に隣接した粉砕室に移
動して上昇流となり、粉砕媒体は回動する粉砕室
壁面と同心円状の非回動区画壁壁面との間隙内に
充せんされている粉砕媒体の激しい運動のもとで
粉砕品の急速な微粉砕が進行され、粉砕室上端に
備えた分級手段により、スラリー状の微粉砕品の
みが前記非回動区画壁内通路を下降流となつて移
動される。さらに引続き区画壁下端に備えた分級
手段からなる通路を通過して、前記非回動区画壁
に隣接した同心円状の粉砕室に移動して上昇流の
もとで撹拌部材の回動に伴う粉砕媒体の激しい撹
拌にもとづく微粉砕品の加圧ならびに摩擦によつ
て微粉砕をさらに進行され、仕上微粉砕が行われ
る。かくして、仕上微粉砕品は上端に分級手段を
備えた中央部の排出管の通路から、仕上微粉砕品
のみが数μm程度の製品となつて排出される。こ
のように、砕料は同心円状に区画された粉砕室に
供給され、順次通路を介して移動が行われて微粉
砕が進行し、各粉砕室では微粉砕の進行に伴い、
撹拌部材の周速に対応した微粉砕条件が得られる
ような粉砕手段をもちいて微粉砕が行われるとと
もに分級作用が改善されるため、固体材料の数
μm程度までの微粉砕を達成することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面について詳細に
のべる。

第１図は本発明の一実施例の構成をしめすもの
である。

第１図において、１０は中心軸をしめし、垂直
方向−線上に配置されており、中心軸１０に
は回転胴１４を設けて、図示を省略した駆動装置
をもちいて−線の周りに回動される。１２は
粉砕容器をしめし、円筒状を形成しており、側板
１２ａ、カバー１２ｃ、底板１２ｂよりなつてい
る。回転胴１４は釣鐘状を形成しており、胴板１
４ａ、カバー１４ｂからなり、カバー１４ｂには
中心軸１０が取付けられ、また、胴板１４ａの外
表面には垂直方向に所定の間隔のもとで、第２図
または第３図にしめす撹拌部材１６，１６ａが取
付けられている。

第１図において、胴板１４ａの外表面と粉砕容
器１２との間には所定の間隙を有し粉砕媒体１８
を充填させており、同心円状の第一粉砕室２０を
形成している。

２８は二重壁からなる区画壁であつて、粉砕容
器１２の底板１２ｂに回動することなく固定して
いる。胴板１４ａの内表面と区画壁２８との間に
は所定の間隙を有し、粉砕媒体３０を充填させて
おり、第一粉砕室２０に隣接した同心円状の第二
粉砕室３２を形成している。区画壁２８には、上
端部に分級手段３４を、下端部に分級手段３６を
それぞれ備えており、二重壁内は通路３５を形成
している。回転胴１４のカバー１４ｂには垂直方
向に第４図にしめす撹拌部材３８を取付けてお
り、３８ａは取付棒、３８ｂは円板からなつてい
る。−線上の中央部には中空の排出管４０を
設け、中空部を通路５０とするとともに、上端部
には分級手段４２を取付けている。また、排出管
４０は鎖線４０ａのごとく上下方向を移動しうる
ため、分級手段４２の位置を可変とすることがで
きる。区画壁２８の内壁面と排出管４０の表面と
の間の空間には、撹拌部材３８が位置するととも
に、粉砕媒体４６を充填させており、第二粉砕室
３２に隣接した同心円状の第三粉砕室４８を形成
している。

入口２２は粉砕容器１２の外周部の位置にてカ
バー１２ｃに取付けられ、スラリー状の砕料の供
給を行うとともに、第一粉砕室２０および第二粉
砕室３２に用いる粉砕媒体１８および粉砕媒体３
０が充填されるためのものである。

入口２４は粉砕容器１２のほぼ中央部の位置に
てカバー１２ｃに取付けられ、第三粉砕室４８に
用いる粉砕媒体４６が充填されるためのものであ
る。同様にカバー１４ｂには開口１５、誘導板１
４ｃが取付けられ、粉砕媒体４６の充填が容易と
なるようにされている。また底板１２ｂには開口
４１および４３をそれぞれ取付けられ、粉砕媒体
１８，３０および４６が粉砕容器１２から排出さ
せるために用いられる。回転胴１４の底部におい
て底板１２ｂとの間隙には通路２６が設けられ、
第一粉砕室２０と第二粉砕室３２とが連接されて
いる。また第二粉砕室３２と第三粉砕室４８とは
区画壁２８の通路３５を介して連接されており、
さらに第三粉砕室４８は通路５０に接続されてい
る。

第一粉砕室２０、第二粉砕室３２および第三粉
砕室４８には所定寸法の粉砕媒体１８，３０およ
び４６が所要の充填率をもつて充填されている。

粉砕媒体１８，３０および４０の平均寸法は各
粉砕室２０，３２および４８において順次縮小す
るようにされている。

中心軸１０の回動にともない、撹拌部材１６、
胴板１４ａの内表面および撹拌部材３８が回動し
て、それぞれに対応している粉砕媒体１８，３０
および４６を激しく撹拌される。このさい、前記
の要素の周速度は、それぞれ同一とならないた
め、撹拌部材の形状、数量、間隙などを選定し、
最適な微粉砕条件が得られるような粉砕手段がも
ちいられている。

次に上記実施例の動作を説明すると、砕料は入
口２２から第一粉砕室２０に入り、粉砕媒体１８
の激しい撹拌のもとで、スラリー状の砕料の下降
流において、砕料の加圧ならびに摩擦によつて、
液体中への分散が促進されるとともに微粉砕が順
次進行される。引続き通路２６から第二粉砕室３
２に移動して上昇流となり、粉砕媒体３０の激し
い運動のもとで、スラリー状の微粉砕品の急速な
微粉砕が進行され、分級手段３４を通過して、通
路３５を下降流にて移動したのち、分級手段３６
を通過して、第三粉砕室４８に移動して上昇流の
もとで粉砕媒体４６の激しい撹拌のもとで、微粉
砕品の加圧ならびに摩擦によつて、微粉砕がさら
に進行され、仕上微粉砕が行われる。かくして、
仕上微粉砕品は分級手段４２を通過して中央部の
排出管４０の通路５０から粉砕容器１２外に排出
される。また、分級手段３４，３６および４２に
おいては、粉砕媒体３０および４６の運動にとも
なつて、その表面が常に更新されるために、スラ
リー状の微粉砕品の停滞が発生されることがな
く、分級作用が改善されるものである。

さらに、上記の撹拌部材１６，３８などが損耗
し、交換を必要とする場合には、カバー１２ｃを
開放し、回転胴１４全体を粉砕容器１２外に取出
されることができるため、交換作業が容易とな
り、交換時間が短縮されることができる。

第２図は撹拌部材１６をしめし、複数の短小棒
をなし、胴板１４ａの外表面に放射状に均等に取
付けられており、かかる配置のもとで、胴板１４
ａの垂直方向にわたつて取付けられている。

第３図は撹拌部材１６ａをしめし、円環状をな
し、胴板１４ａの外表面に取付けられている。

第４図は撹拌部材３８がしめされている。な
お、本発明の実施態様は上記実施例に限るもので
ないことは勿論であり、粉砕容器、撹拌部材およ
び分級手段などについて種々の態様が採用可能で
ある。

［発明の効果］ 本発明は上記実施例より明らかなように、砕料
が粉砕室を順次移動するとともに微粉砕が進行さ
れ、各粉砕室では微粉砕の進行に伴い、撹拌部材
の周速の差異に対応した最適な微粉砕条件が得ら
れるような粉砕手段をもちいて微粉砕が行われる
ため、分級作用の改善とともに微粉砕性能を著し
く向上させることができ、かつ、消耗部材の交換
が容易となり、固体材料の数μmまでの微粉砕が
達成されうるなどその効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における固体材料の
微粉砕方法および装置の説明図、第２図、第３図
および第４図はそれぞれ同方法および装置の撹拌
部材の説明図である。 １０……中心軸、２０，３２，４８……粉砕
室、１８，３０，４６……粉砕媒体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同心円状に区画した複数の粉砕室内の粉砕媒
   体を中心軸により回動する複数の撹拌部材により
   それぞれ撹拌させ、砕料を下降流および上昇流の
   もとで外周部の粉砕室から中央部の粉砕室へ順
   次、移動させて微粉砕を行うことを特徴とする固
   体材料の微粉砕方法。 ２ 粉砕容器を回転胴および区画壁により同心円
   状の複数の粉砕室に区画し、前記粉砕室には粉砕
   媒体を充填し、回転胴には撹拌部材を備えて回転
   胴を回動自在となし、砕料を下降流および上昇流
   のもとで外周部の粉砕室から中央部の粉砕室へ順
   次、移動させて微粉砕を行う通路を設けたことを
   特徴とする固体材料の微粉砕装置。