JP2001190974A - 粉体分散機用解砕フィルタ装置 - Google Patents

粉体分散機用解砕フィルタ装置

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JP2001190974A
JP2001190974A JP2000001430A JP2000001430A JP2001190974A JP 2001190974 A JP2001190974 A JP 2001190974A JP 2000001430 A JP2000001430 A JP 2000001430A JP 2000001430 A JP2000001430 A JP 2000001430A JP 2001190974 A JP2001190974 A JP 2001190974A
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filter
casing
powder
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Masumi Kusunoki
真澄 楠
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 粉体粒子の微細化及び分散のための分散装置
においてフィルタの目詰まりを抑制し、分散装置にスラ
リーを通す回数を減少させることができる装置及び方法
を提供すること。 【解決手段】 フィルタ装置は、中空筒型のケーシング
1と、該ケーシング内に該ケーシングに対して回転自在
に配置された筒型のフィルタスクリーン2と、フィルタ
スクリーン内にケーシングに対して回転自在に配置され
た攪拌部材5と、攪拌部材を回転させる駆動手段9と、
フィルタスクリーンの内部への粉体のスラリー供給口6
とを備える。フィルタスクリーンの内部には解砕用媒体
4が充填され、攪拌部材により解砕用媒体を攪拌するこ
とによりスラリー内の凝集粒子又は巨大粒子を解砕す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、粉体スラリー内
の粉体の分散技術に関する。もっと詳細に述べると、本
発明は、粉体スラリー内の粉体をビーズ等の分散用媒体
との剪断接触によって分散させるようになった媒体粉砕
型分散装置に組み合わせて使用されるフィルタ装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】 塗料やセラミック原料等の微粉砕ない
しはスラリー内における分散を行う行程においては、筒
状のケーシング内に充填したガラスビーズやスチールビ
ーズなどの分散用媒体を攪拌部材により攪拌しながらス
ラリーを該ケーシング内に流通させ、強い力で互いに接
触し合う媒体間でスラリー内の粉体粒子に剪断作用を与
えることにより、粉体をサブミクロン単位の微細粒子に
まで粉砕する媒体粉砕型分散装置が使用される。この種
の分散装置としては、例えば、特開平8-33853号に記載
された微粉末粉砕用攪拌ミルがある。
【0003】この分散装置の機能を十分に発揮させるた
めには、該分散装置に供給されるスラリー内の粉体の粒
子径の粒度分布を数ミクロン程度と狭い粒度分布にする
ことが必要である。しかし、一般的に、粉体は、最大径
が平均粒子径の5倍程度であり、また、粒子径が小さく
なると粒子の表面活性が強くなるために、スラリー化に
際して凝集が生じる。分散に使用するビーズすなわち分
散用媒体は、粉体の最大粒径の5ないし20倍が必要と
されており、必然的に大きい分散用媒体が使用されるこ
とになる。その結果、サブミクロン単位の分散が困難に
なり、一旦分散装置に通して分散を行ったスラリーを再
度分散装置に通して分散作業を繰り返すことが必要であ
った。
【0004】このような不便を除くため、分散装置の前
段においてスラリーをカートリッジフィルタ等に通して
大きい粒子を予め除去する方法も採用されている。しか
し、この方法では、フィルタとしては目の細かいものを
使用する必要があり、フィルタの目詰まりが頻繁に生
じ、フィルタ交換の頻度が高くなる。フィルタの交換を
怠ると、スラリーを送る管内の圧力変動によって流量変
化が起こり、分散装置の作動が不安定になる。、
【0005】
【発明が解決しようとする課題】 本発明は、粉体スラ
リー内における粉体粒子の微細化及び分散のための分散
装置における上述の問題に対処するため、フィルタの目
詰まりを抑制し、分散装置にスラリーを通す回数を減少
させることができる装置及び方法を提供することを解決
すべき課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】 上記課題を解決するた
め、本発明は、新規な構成の粉体分散機用解砕フィルタ
装置を提供する。このフィルタ装置は、中空筒型のケー
シングと、該ケーシング内に配置された筒型のフィルタ
スクリーンと、フィルタスクリーン内にケーシングに対
して回転自在に配置された攪拌部材と、攪拌部材をケー
シングに対して相対的に回転させる駆動手段と、フィル
タスクリーンの内部に粉体のスラリーを供給するための
スラリー供給口と、フィルタスクリーンの外側において
ケーシングからスラリーを取り出すスラリー出口とを備
える。フィルタスクリーンの内部には解砕用媒体が充填
され、攪拌部材により解砕用媒体を攪拌することにより
スラリー内の凝集粒子又は巨大粒子を解砕する。
【0007】本発明の好ましい態様においては、フィル
タスクリーンはケーシングに対して回転自在に配置さ
れ、該フィルタスクリーンを攪拌部材とは反対方向に回
転駆動する手段が設けられる。さらに、フィルタスクリ
ーンの内面は、攪拌部材によって攪拌されて運動する解
砕用媒体がフィルタスクリーンに当たるのを阻止する
か、或いは、少なくともフィルタスクリーンに当たる解
砕用媒体の運動速度を減退させることによって該フィル
タスクリーンの摩耗を防止するように構成されている。
【0008】本発明の他の態様においては、上記したフ
ィルタ装置をインラインフィルタとして使用する粉体粉
砕装置及び粉砕方法が提供される。本発明による粉体粉
砕装置は、上述のフィルタ装置におけるスラリー供給口
にスラリー供給装置を接続して、該フィルタ装置にスラ
リーを送り込むようにし、該フィルタ装置のスラリー出
口を媒体粉砕型分散装置のスラリー供給口に接続して、
処理済みのスラリーをそとに排出する。本発明による粉
体の分散方法は、上述の形式のフィルタ装置により粉体
スラリー内の凝集粒子や巨大粒子を解砕して媒体粉砕型
分散装置に送り込み、該粉砕装置によって微細粒子に分
散させることからなる。
【0009】本発明によれば、フィルタ装置は、内部で
粉体の凝集粒子や巨大粒子を予め微細化するので、目詰
まりを生じる可能性がなくなり、フィルタの交換頻度を
減少させることができるので、分散装置の稼働効率を高
めることができる。また、スラリーを分散装置に複数回
通すことも必要でなくなり、この点でも経済性が高ま
る。
【0010】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態につ
いて図を参照して説明する。図1は、本発明を実施した
粉体分散機用解砕フィルタ装置の一例を一部断面で示す
側面図である。このフィルタ装置は、中空で円筒形のケ
ーシング1を有し、該ケーシング1は、上面が天板10
により閉じられ、底部には底板11が固定されている。
底板11は、駆動手段を構成する電動モータ9の取付フ
ランジ9aに固定される。
【0011】ケーシング1の内部には、該ケーシングに
対して同軸に円筒形のフィルタスクリーン2が配置さ
れ、その上下端においてケーシング1の天板10と底板
11に固定されている。フィルタスクリーン2の内部に
は攪拌部材5が配置される。該攪拌部材5は、円板5a
と該円板aの一面から軸方向に延びる複数の攪拌棒5b
からなる。攪拌棒5bは、円板5a上に周方向に等間隔
で配置することが好ましい。
【0012】モータ9の駆動軸8は、ケーシング1の底
板11を貫通してフィルタスクリーン2の内部まで延び
ており、攪拌部材5の円板5aに固定されている。ケー
シング1の天板10には、粉体のスラリーをフィルタス
クリーン2の内部に送り込むためのスラリー供給口6が
形成されている。また、ケーシング1の内面とフィルタ
スクリーン2の外面との間には、環状のスラリー出口室
7aが形成され、このスラリー出口室7aにスラリー出
口管7が設けられている。
【0013】フィルタスクリーン2の内部に形成される
円筒形空間にはガラスビーズ又はスチールビーズのよう
な解砕用媒体4が充填される。フィルタスクリーン2の
内面には、軸方向に延びる棒状の邪魔部材3が周方向に
間隔をもって配置され、フィルタスクリーン2に固定さ
れている。この邪魔部材は、解砕用媒体が攪拌部材5に
よって攪拌され、遠心力によってフィルタスクリーン2
に当たって該フィルタスクリーン2を摩耗させるのを阻
止するか、少なくとも該フィルタスクリーンに当たる時
の運動エネルギを減少させてフィルタスクリーン2の摩
耗を防止ないしは抑制するためのものである。したがっ
て、この邪魔部材3の周方向の間隔は、解砕用媒体の直
径と同程度か、或いはそれより僅かに大きい程度とする
ことが好ましい。
【0014】このフィルタ装置は、例えば図2に示すよ
うに接続して運転される。原料スラリーはスラリータン
クTに収められ、該スラリータンクTの底部に設けた出
口からポンプPによって送り出される。ポンプPの吐出
口に図1に示すフィルタ装置Fのスラリー供給口6が接
続される。フィルタ装置Fのスラリー出口管7は、従来
公知の粉体スラリー分散機Bのスラリー供給口に接続さ
れる。分散機Bとしては、例えば前述の特開平8-33853
号公報に示された形式の装置を使用することができる。
【0015】作動に際しては、モータ9により攪拌部材
5を回転させながらスラリーをスラリー供給口6からフ
ィルタスクリーン2の内部に送り込む。スラリー内の粒
子は互いに密着した状態で攪拌部材5により攪拌駆動さ
れる解砕用媒体4によりこすられて剪断作用を受け、凝
集粒子や巨大粒子はその作用によって解砕される。そし
て粒子径が小さくなったもののみがフィルタスクリーン
2を通ってスラリー出口室7aに押し出され、出口管7
から分散機Bに送り込まれる。
【0016】図3(a)及び図3(b)は、それぞれフィルタ
装置により解砕濾過される前及び後のスラリー内の粒子
径分布を示すものである。本発明により構成されたフィ
ルタ装置による処理を行うことで、最大粒径が約148 μ
mから約62μmまで減少しかつ粒子径が全体として小
さくなっていることが分かる。したがって、このフィル
タ装置を分散機の前段に使用して処理を行うことによ
り、分散機には小さい粒径の分散用媒体を使用すること
が可能になり、サブミクロンオーダーの分散が可能にな
る。
【0017】図4は、本発明のフィルタ装置の他の実施
形態を示すものである。スラリーの性状によってはフィ
ルタスクリーンの通過に際しての圧損が大きく、効率よ
い濾過が困難になる場合がある。図4の実施形態は、こ
のような粘性が高いスラリーの処理に適したものであ
る。この例では、フィルタスクリーン2はケーシング1
に対して回転自在に配置される。このために、ケーシン
グ1の底板11には、中央がフィルタスクリーン2の直
径に相当する円形の開口が形成される。フィルタスクリ
ーン2の底部には底板16が取り付けられ、この底板1
6がケーシング1の底板11の円形開口に回転自在には
め込まれる。フィルタスクリーン2の底板16とケーシ
ング1の底板11との間には適当なシール手段が設けら
れる。
【0018】フィルタスクリーン2の底板16は下向き
に延びる中空軸16aを備える。この中空軸16aは攪
拌部材5の円板5aから下向きに延びる攪拌軸8aの外
側に嵌合しており、攪拌軸8aは、カップリング15を
介してモータ9の駆動軸8に連結されている。中空軸1
6aの下端部には、ベルト用プーリ12が形成されてい
る。プーリ12は、該プーリ12に巻かれたベルト14
により、モータ9とは別の駆動源から攪拌部材5とは反
対方向に駆動される。フィルタスクリーン2を攪拌部材
5とは反対方向に駆動することにより、解砕用媒体から
粒子に与えられる剪断作用が増大される。また、フィル
タスクリーン2の回転により、該フィルタスクリーン2
の近傍のスラリーに回転が与えられ、スラリーは、その
遠心力の助けによって該フィルタスクリーン2から排出
される。したがって、粘性の高いスラリーの濾過も容易
になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の粉体分散機用解砕フィルタ装置の一
実施形態を示す一部断面の側面図である。
【図2】 図1に示すフィルタ装置の使用状態を示す側
面図である。
【図3】 本発明のフィルタ装置の効果を示す図表であ
って、(a)は本発明のフィルタ装置を使用する前の粒子
径分布を、(b)は使用後の粒径分布をそれぞれ示す。
【図4】 本発明の粉体分散機用解砕フィルタ装置の他
の実施形態を示す一部断面の側面図である。
【符号の説明】
1・・・ケーシング、2・・・フィルタスクリーン、4
・・・開催用媒体、5・・・攪拌部材、9・・・モータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空筒型のケーシングと、該ケーシング
    内に配置された筒型のフィルタスクリーンと、前記フィ
    ルタスクリーン内に前記ケーシングに対して回転自在に
    配置された攪拌部材と、前記攪拌部材を前記ケーシング
    に対して相対的に回転させる駆動手段と、前記フィルタ
    スクリーンの内部に粉体のスラリーを供給するためのス
    ラリー供給口と、前記フィルタスクリーンの外側におい
    て前記ケーシングからスラリーを取り出すスラリー出口
    とを備え、前記フィルタスクリーンの内部には解砕用媒
    体が充填され、前記攪拌部材により前記解砕用媒体を攪
    拌することによりスラリー内の凝集粒子又は巨大粒子を
    解砕するようになったことを特徴とする、粉体分散機用
    解砕フィルタ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載したフィルタ装置であっ
    て、前記フィルタスクリーンは前記ケーシングに対して
    回転自在に配置され、該フィルタスクリーンを前記攪拌
    部材とは反対方向に回転駆動する手段が設けられたこと
    を特徴とするフィルタ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載したフィル
    タ装置であって、前記フィルタスクリーンの内面には、
    前記攪拌部材によって攪拌されて運動する前記解砕用媒
    体が前記フィルタスクリーンに当たるのを阻止するか、
    或いは、少なくとも前記フィルタスクリーンに当たる解
    砕用媒体の運動速度を減退させることによって該フィル
    タスクリーンの摩耗を防止する手段が設けられたことを
    特徴とするフィルタ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3までのいずれか1
    項に記載したフィルタ装置の前記スラリー供給口にスラ
    リー供給装置を接続し、該フィルタ装置のスラリー出口
    を媒体粉砕型分散装置のスラリー供給口に接続して、前
    記フィルタ装置を分散装置のインラインフィルタとして
    使用したことを特徴とする粉体粉砕装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項3までのいずれか1
    項に記載したフィルタ装置により粉体スラリー内の凝集
    粒子や巨大粒子を解砕して媒体粉砕型分散装置に送り、
    該粉砕装置によって微細粒子に分散させることを特徴と
    するスラリー内の粉体の分散方法。
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