JP2012148254A

JP2012148254A - 湿式分級装置

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Publication number: JP2012148254A
Application number: JP2011010378A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Kato; 隆三加藤; Seiki Nonomura; 世紀野々村
Original assignee: SEMTECH ENGINEERING CO Ltd
Current assignee: SEMTECH ENGINEERING CO Ltd
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-01-21
Also published as: JP5683975B2

Abstract

【課題】液体中に混合された粉体を効率よく分級することができる湿式分級装置を提供すること。
【解決手段】液体中の粉体を分級するための分級槽４と、分級槽４にて分級された粉体を回収するための回収槽６とを備えた湿式分級装置。分級槽４は、分級槽本体１０内に配設されたフィルタユニット１２と、分級槽本体１０内の混合液体Ｌを超音波を利用して撹拌するための超音波生成手段１４とを備え、フィルタユニット１２は、吸引空間を規定するユニットハウジング１８と、ユニットハウジング１８の吸入側に配設されたフィルタ手段とを有し、回収槽６は、回収槽本体４０と、回収槽本体４０内を減圧するための減圧手段４８とを備え、回収槽本体４０内がフィルタユニット１２の吸引空間に回収ライン４６を介して連通されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体に混合した粉体を分級するための湿式分級装置に関する。

湿式分級装置として、分級するための容器と、この容器内に設けられた上整流部及び下整流部とを備え、上整流部及び下整流部によって、容器内が下から順に下部液媒部、中間液媒部及び上部液媒部に規定されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この湿式分級装置では、下部液媒部に粉体供給部が接続され、上部液媒部に粉体回収部が接続され、また中間液媒部に粉体を液体中に混合するための撹拌手段が配設されている。分級すべき粉体は下部液媒部に供給され、かく供給された粉体の液体中における上昇を利用して分級される。即ち、液体に比して比重が大きいものは下方に沈むのに対し、液体に比しして比重の小さいものは上方に浮き、また体積の小さいものは浮力が小さくて沈む傾向にあるのに対し、体積の大きなものは浮力が大きくて浮く傾向にあり、このようなことを利用して粉体の分級を行い、下整流部及び上整流部を通して上部液媒部に上昇した粉体が粉体回収部に回収される。

特開２００９−１０１３１２号公報

しかしながら、上述した湿式分級装置では、混合液体中の粉体の上昇を利用して分級しているので、分級の効率が非常に悪いという問題がある。また、例えば、液体より比重の大きい粒子の分級には適用することができず、また例えば直径が５〜２０μｍ程度の微粉体の分級にも適用が難しいという問題がある。

本発明の目的は、液体中に混合された粉体を効率よく分級することができる湿式分級装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、５〜２０μｍ程度の微粉体の分級に好都合に適用することができる湿式分級装置を提供することである。

本発明の請求項１に記載の湿式分級装置は、液体中の粉体を分級するための分級槽と、前記分級槽にて分級された粉体を回収するための回収槽とを備えた湿式分級装置において、
前記分級槽は、粉体が混合された混合液体が収容される分級槽本体と、前記分級槽本体内に配設されたフィルタユニットと、前記分級槽本体内の混合液体を超音波を利用して撹拌するための超音波生成手段とを備え、前記フィルタユニットは、吸引空間を規定するユニットハウジングと、前記ユニットハウジングの吸入側に配設されたフィルタ手段とを有しており、
前記回収槽は、分級された粉体を含む分級混合液体を回収するための回収槽本体と、前記回収槽本体内を減圧するための減圧手段とを備え、前記回収槽本体内が前記フィルタユニットの前記吸引空間に回収ラインを介して連通されており、
前記分級槽内の混合液体に含まれる粉体は、前記フィルタユニットの前記フィルタ手段により分級され、分級された粉体を含む分級混合液体は、前記フィルタユニットの前記吸引空間及び前記回収ラインを通して前記回収槽本体内に回収されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の湿式分級装置では、前記超音波生成手段は、第１の周波数の超音波を生成するための第１超音波発生器と、前記第１の周波数よりも小さい第２の周波数の超音波を生成するための第２超音波発生器とを含んでいることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の湿式分級装置では、前記第１超音波発生器は、前記分級槽本体の底壁の周縁部に周方向に間隔をおいて複数配設され、前記第２超音波発生器は、前記分級槽本体の前記底壁の中央部に配設されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の湿式分級装置では、前記フィルタユニットの前記フィルタ手段は、前記分級装置本体の前記底壁と対向して配置され、前記フィルタ手段と前記底壁との間隔が３〜３０ｍｍであることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の湿式分級装置では、前記フィルタユニットの前記フィルタ手段のアスペクト比が５〜２０であることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の湿式分級装置では、前記分級槽には、混合液を撹拌するための循環撹拌ラインが設けられ、前記循環撹拌ラインの一端側は前記分級槽本体の底部に連通され、その他端側は前記フィルタユニットの前記ユニットハウジングの上壁の上方に配設され、前記循環撹拌ラインを通して循環される混合液体によって、前記ユニットハウジングの前記上壁に沈殿した粉体が混合されることを特徴とする。

また、本発明の請求項７に記載の湿式分級装置では、分級する粉体を含む混合液体を供給するための混合液体供給槽と、液体を供給するための液体供給槽とを更に備え、前記混合液体供給槽に関連して混合液体供給ラインが設けられ、前記混合液体供給ラインの排出側が前記分級槽の前記分級槽本体の底部に配設され、また前記液体供給槽に関連して液体供給ラインが設けられ、前記液体供給ラインの排出側が前記分級槽の前記分級槽本体の底部に配設されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項８に記載の湿式分級装置では、混合液体中の粉体を分級する分級工程及び前記フィルタユニットの前記フィルタ手段の目詰りを除去する目詰り除去工程が遂行可能であり、前記分級工程においては、前記超音波生成手段及び前記減圧手段が作動され、前記超音波生成手段からの超音波振動によって、前記分級槽内の混合液体が混合されるとともに、前記減圧手段の減圧作用によって、前記分級槽内の混合液体が前記フィルタユニットの前記フィルタ手段を通過し、これによって、混合液体中の粉体の分級が行われ、また前記目詰り除去工程においては、前記超音波発生手段が作動され、前記超音波発生手段からの超音波振動によって、前記フィルタ手段に目詰まりした粉体が除去されることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の湿式分級装置によれば、分級槽は分級槽本体内に配設されたフィルタユニット及び超音波を発生する超音波生成手段を備え、フィルタユニットはユニットハウジングの吸入側に配設されたフィルタ手段を有し、回収槽は分級混合液体を回収するための回収槽本体及びこの回収槽本体内を減圧するための減圧手段を備え、回収槽本体内が回収ラインを介してフィルタユニットの吸引空間に連通されているので、減圧手段による減圧作用が回収ラインを介してフィルタユニットの吸引空間に作用し、分級槽本体内の混合液体はフィルタ手段を通してこの吸引空間に吸引され、かかるフィルタ手段を通過する際に、混合液体中の粉体が分級され、分級された粉体を含む分級混合液体が回収ラインを通して回収槽に回収される。この分級の際には、減圧手段による減圧作用を利用して行うので、粉体の分級効率を高めることができる。また、分級槽本体中の混合液体は超音波発生手段により撹拌されるので、混合液体中の粉体の沈殿が抑えられ、混合液体中の粉体をフィルタユニットのフィルタ手段を通して所要の通りに分級することができる。このような分級は、粒径が５〜２０μｍ程度の微粒子を含む混合液体の分級に好都合に用いることができる。尚、粉体が混合される液体としては、水、アルコール（例えば、エチルアルコール）などの適宜のものを用いることができる。

また、本発明の請求項２に記載の湿式分級装置によれば、超音波生成手段は２種類の超音波発生器を含み、第１超音波発生器は第１の周波数の超音波（周波数の比較的大きい周波数の超音波であって、例えば３０〜１００ｋＨｚ程度のもの）を生成し、第２超音波発生器は、第１の周波数よりも小さい第２の周波数の超音波（周波数の比較的小さい超音波であって、例えば２０〜８０ｋＨｚ程度のもの）を生成するので、超音波振動によって分級槽本体の底壁の特定部位に混合液体中の粉体が沈殿することが抑えられ、混合液体中の粉体を所要の通りに分級することができる。

また、本発明の請求項３に記載の湿式分級装置によれば、第１超音波発生器は分級槽本体の底壁の周縁部に周方向に間隔をおいて複数配設されるので、その周縁部に第１の周波数の超音波振動を付与することができ、また第２超音波発生器は分級槽本体の底壁の中央部に配設されるので、その中央部に第２の周波数の超音波振動を付与することができ、これらの超音波振動を付与することによって、混合液体中の粉体を効率よく撹拌混合することができる。

また、本発明の請求項４に記載の湿式分級装置によれば、フィルタ手段は分級装置本体の底壁に対向して配置されるので、この分級装置本体内の液体（粉体が混合されている）は、上方に吸い上げられるようにしてフィルタユニットの吸引空間に流れるようになり、従って、この液体に含まれた大きな粉体は、フィルタ手段を通過することなく自重でもって分級装置本体の底壁に沈殿し、これによって、フィルタ手段の目詰まりを効果的に抑えることができる。また、フィルタ手段と分級装置本体の底壁との間隔が３〜３０ｍｍであるので、この底壁装着された第１及び第２超音波発生器からの超音波をフィルタ手段に効果的に作用させることができる。

また、本発明の請求項５に記載の湿式分級装置によれば、フィルタ手段のアスペクト比（フィルタ手段の厚さ／分級孔の直径）が５〜２０であるので、フィルタ手段の板厚が厚く、超音波生成手段からの超音波振動に耐えるに充分な強度を有している。

また、本発明の請求項６に記載の湿式分級装置によれば、分級槽に循環撹拌ラインが設けられ、分級槽本体の底部からの混合液体が循環撹拌ラインを通してフィルタユニットのユニットハウジングの上壁の上方に送給されるので、ユニットハウジングの上壁に沈殿した粉体が循環撹拌ラインを通して循環される混合液体により混合され、ユニットハウジングの上壁への粉体の沈殿を抑えて混合液体中の粉体を所要の通りに分級することができる。

また、本発明の請求項７に記載の湿式分級装置によれば、混合液体供給槽及び液体供給槽を更に備え、粉体の分級を行うときには、混合液体供給槽からの混合液体が混合液体供給ラインを通して分級槽の分級槽本体の底部に送給され、その後液体供給槽からの液体が液体供給ラインを通して分級槽本体の底部に送給され、このように送給することによって、分級槽本体内の粉体の残留を抑えて粉体の回収効率を高めることができる。

更に、本発明の請求項８に記載の湿式分級装置によれば、混合液体中の粉体を分級する分級工程に加えて、フィルタユニットのフィルタ手段の目詰りを除去する目詰り除去工程が行うことができるので、フィルタ手段の目詰まりを抑えて、混合液体中の粉体を効率よく分級処理することができる。また、目詰り除去工程においては、超音波発生手段が作動され、超音波発生手段からの超音波振動が混合液体（又は液体）を介しフィルタユニットのフィルタ手段に作用するので、フィルタ手段に目詰まりした粉体を効果的に除去することができる。

本発明に従う湿式分級装置の一実施形態を示す簡略断面図。図１の湿式分級装置におけるフィルタユニットを示す断面図。図１の湿式分級装置における超音波生成手段及びこれに関連する構成を示す簡略図。図４（ａ）〜（ｃ）は、フィルタ手段の製造方法を説明するための説明図。図１の湿式分級装置の分級動作の流れを示すフローチャート。図１の湿式分級装置を用いた分級時における超音波生成手段の作動を説明するためのタイムチャート。超音波生成手段の作動の他の例を説明するためのタイムチャート。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う湿式分級装置の一実施形態について説明する。図１において、図示の湿式分級装置は、分級すべき粉体が混合された混合液体を供給するための混合液体供給槽２と、混合液体中の粉体を分級するための分級槽４と、分級槽４にて分級された粉体を含む分級混合液体を回収するための回収槽６とを備えている。

図示の混合液体供給槽２は供給槽本体８を備え、この供給槽本体８に分級すべき粉体を含む液体Ｌ（即ち、混合液体）が収容される。この混合液体は、例えば、供給槽本体８内に液体を充填した後粉体を入れて撹拌混合するようにより生成される。尚、図示していないが、この供給槽本体８内に撹拌手段を配設し、この撹拌手段によって混合液体を混合するようにしてもよい。

図示の分級槽４は、分級槽本体１０を備え、この分級槽本体１０内に分級すべき粉体が混合された混合液体Ｌが収容される。この分級槽本体１０内には、混合液体中の粉体を分級するためのフィルタユニット１２が配設されるとともに、分級槽４に関連して、超音波を生成する超音波生成手段１４が配設されている。

図２をも参照して、フィルタユニット１２は、吸引空間１６を規定するユニットハウジング１８を備えている。ユニットハウジング１８は、円形状の上壁２０と、この上壁２０の周縁部から下方に延びる周側壁２２とを有し、これら上壁２０及び周側壁２２によって、下面が解放された吸引空間１６を規定する。このユニットハウジング１８の下面開口には、粉体を分級するためのフィルタ手段２４が着脱自在に取り付けられている。フィルタ手段２４は板状に構成され、外周部に設けられたリング状部２６と、このリング状部の径方向内側のメッシュ部２８とを有し、メッシュ部２８には、多数の小さな分級孔が設けられている。これら分級孔は、例えば、一辺が５〜５０μｍ程度の正方形状でもよく、又は直径が５〜５０μｍ程度の円形状でもよい。

このようなフィルタ手段２４のリング状部２６は、取付ボルト２９を用いてリング状の取付押圧リング３０をユニットハウジング１８の周側壁２２に装着することによって、この周側壁２２と取付押圧リング３０との間に挟持され、このようにしてフィルタ手段２４はユニットハウジング１８に着脱自在に装着される。尚、フィルタ手段２４の製造方法については、後述する。

図３をも参照して、図示の超音波生成手段１４は、第１の周波数（例えば、３０〜１００ｋＨｚ程度の周波数）の超音波を発生する第１超音波発生器３２と、第１の周波数より低い第２の周波数（例えば、２０〜８０ｋＨｚ程度の周波数）の超音波を発生する第２超音波発生器３４とを含んでいる。この形態では、第１及び第２超音波発生器３２，３４は、分級層本体１０の底壁３６の外面に配設され、比較的大きい周波数の超音波を発生する第１超音波発生器３２については、この底壁３６の周縁部に周方向に実質上等間隔（例えば、α＝１２０度の角度間隔）をおいて３つ配設され、比較的周波数の小さい超音波を発生する第２超音波発生器３４については、この底壁３６の中央部に一つ配設され、これら第１及び第２超音波発生器３２，３４が底カバー３５により覆われている。第１超音波発生器３２のみを配設したときには、底壁３６に付与される振動数が一定となるので、混合液体Ｌ中の粉体は隣接する第１超音波発生器３２間に集まる傾向にあるが、この第１超音波発生器３２に加えて振動数の異なる第２超音波発生器３４を配設することによって、上述したような粉体の集まる傾向が解消され、混合液体Ｌを撹拌して粉体の沈殿を抑えることができ、これによって、分級の際の粉体の回収率を高めることができる。

この実施形態では、第１超音波発生器３２を三つ、第２超音波発生器３４を一つ設けているが、第１及び第２超音波発生器３２，３４の個数、その配設部位については適宜に設定することができ、また第１及び第２超音波発生器３２，３４により付与される超音波振動の周波数いついても適宜に設定することができる。

次に、再び図１に戻って、回収槽６は、回収槽本体４０を備え、この回収槽本体４０の上面開口が蓋体４２により密閉され、回収槽本体４０及び蓋体２は、分級された分級混合液体を収容するための密封回収空間４４を規定する。この回収槽本体４０の回収空間４４と分級槽４のフィルタユニット１２の吸引空間１６とが回収ライン４６を介して接続され、フィルタユニット１２にて分級された粉体を含む分級混合液体Ｌは、この回収ライン４６を通して回収槽本体４０内に回収される。

この回収槽本体４０に関連して、密封回収空間４４を減圧するための減圧手段４８が配設され、この減圧手段４８は、例えば真空ポンプから構成される。回収槽６の密封回収空間４４と減圧手段４８の吸入側とは減圧ライン５０を介して接続され、この減圧手段４８の排出側が排出ライン５２を介して大気中に開放されている。このように構成されているので、減圧手段４８が作動すると、回収槽６の回収空間４４が減圧され、かかる減圧が回収ライン４６を介してフィルタユニット１２の吸引空間１６に作用し、この減圧作用を利用して分級槽本体１０内の混合液体Ｌがユニットハウジング１８の下面開口を通して吸引され、かかる吸引の際に、混合液体Ｌに含まれた粉体がフィルタ手段２４のメッシュ部２８によって分級され、分級された粉体を含む分級混合液体Ｌが、フィルタユニット１２の吸引空間１６及び回収ライン４６を通して回収槽本体４０内に回収される。

このような構成に関連して、次のように構成するのが好ましい。即ち、フィルタユニット１２のフィルタ手段２４が分級層本体１０の底壁３６に対向するように配置するのが望ましく、このように配置することによって、分級層本体１０内の混合液体Ｌは、底壁３６側から上方に吸い上げられるようになり、従って、混合液体Ｌ中の大きい粉体は、フィルタ手段２４のメッシュ部２８を通過することなく、その自重によって下方に沈殿するようになり、これによって、大きい粉体による目詰まりを効果的に抑えることができる。

また、分級層本体１０の底壁３６とフィルタ手段２４（具体的には、メッシュ部２８）との間隔Ｓ（図１参照）を３〜３０ｍｍに、好ましくは５〜２５ｍｍに設定するのが望ましく、このように構成することによって、分級層本体１０の底壁３６の表面付近の粉体を吸い上げてフィルタ手段２４を通して所要の通りに分級することができるとともに、この底壁３６の裏面に装着された超音波生成手段１４（第１及び第２超音波発生器３２，３４）からの超音波をフィルタ手段２４に効果的に作用させることができる。

この形態では、分級槽４におけるフィルタユニット１２への粉体の沈殿を抑えるために、循環撹拌ライン５０が設けられている。循環撹拌ライン５０の一端側は分級槽本体１０の底部に連通され、その他端側はフィルタユニット１２のユニットハウジング１８の上壁２０の上方に配設されている。図示の例では、循環撹拌ライン５０の他端側は二つに分岐されており、一方の分岐ライン５４ａは、ユニットハウジング１８の上壁２０の片側（図１において右側）上方に配設され、他方の分岐ライン５４ｂは、その上壁２０の他側（図１において左側）上方に配設されている。この循環撹拌ライン５０には、また、循環ポンプ５２が配設されている。このように構成されているので、循環ポンプ５２が作動すると、分級槽本体１０の底部の混合液体Ｌが、循環撹拌ライン５０を通して一対の分岐ライン５４ａ，５４ｂからユニットハウジング１８の上壁２０上に流れ、かかる混合液体Ｌの流れによってこの上壁２０に沈殿した粉体が混合液体Ｌに混合され、これによって、分級の際の粉体の回収率を一層高めることができる。

混合液体供給槽２と分級槽４とは、混合液体供給ライン５６を介して接続されている。この形態では、混合液体供給ライン５６の一端側は供給槽本体８の底部に連通され、その他端側が分級槽本体１０の底部に配設され、この混合液体供給ライン５６に供給ポンプ６０が配設されている。

この形態では、混合液体供給槽２に加えて、液体Ｍを供給するための液体供給槽６２が配設されている。液体供給槽６２は供給槽本体６４を備え、かかる供給槽本体６４内に液体が充填される。この液体供給槽６２に関連して液体供給ライン６６が設けられ、かかる液体供給ライン６６が混合液体供給ライン５６に接続され、これらライン５６，６６の接続部に、それ自体周知の切換弁６８が配設されている。切換弁６８が第１の状態にあるときには、混合液体供給ライン５６が連通状態となり、混合液体供給槽２からの混合液体Ｌが混合液体供給ライン５６を通して分級槽本体１０に供給され、かく供給される混合液体Ｌの流れによって、分級槽本体１０内の混合液体Ｌが撹拌混合される。また、切換弁６８が第２の状態になるときには、液体供給ライン６６と混合液体供給ライン５６とが連通状態となり、液体供給槽６２からの液体Ｍが液体供給ライン６６及び混合液体供給ライン５６を通して分級槽本体１０に供給され、かく供給される液体Ｍの流れによって、分級槽本体１０内の混合液体Ｌが撹拌混合され、この液体供給槽６２を用いることによって、後の説明から理解されるように、分級すべき粉体の回収率を更に高めることができる。

この形態では、液体供給槽６２からの液体Ｍを液体供給ライン６６及び混合液体供給ライン５６を介して分級槽４に供給するようにしているが、このような構成に限定されず、液体供給槽６２からの液体Ｍを液体供給ライン６６を介して分級槽４に直接的に供給するようにしてもよく、この場合、液体供給ライン６６にも供給ポンプが配設される（この場合、切換弁６８は省略することができる）。

また、この形態では、混合液体供給槽２に混合液体Ｌを収容し、この混合液体Ｌを混合液体供給ライン５６を介して分級槽４に供給するようにしているが、このような構成に代えて、分級槽４の分級槽本体１０に液体を供給するとともに、分級槽本体１０内の液体に分級すべき粉体を供給し、分級槽本体１０内でこれら液体及び粉体を撹拌混合して混合液体Ｌを生成し、このように生成した混合液体の粉体をフィルタユニット１２で分級するようにしてもよい。

次に、主として図４（ａ）〜（ｃ）を参照して、フィルタ手段２４の製造方法の一例について説明する。まず、図４（ａ）で示すように、例えば、ステンレス鋼から形成される基板１０２の表面に、分級孔１０４に対応するレジスト支柱１０６を形成する。このレジスト支柱１０６の形成は、それ自体周知のフォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。即ち、基板１０２の表面にレジスト１０８（このレジスト１０８の厚さがレジスト支柱１０６に高さＨとなる）を塗布し、このレジスト１０８の表面にマスクを密着させて露光を行い、その後、この基板１０２を現像液に浸して余分な部分のレジストを除去し、このようにして基板１０２の表面に所望のレジスト支柱１０６を形成することができる。

そして、この基板１０２を電鋳槽に浸してそれ自体周知のエレクトロフォーミング処理（所謂、電鋳処理）を施して、図４（ｂ）で示すように、基板１０２の表面に金属を析出させてエレクトロフォーミング層１１０を形成する。このとき、レジスト１０８に覆われた部分には金属は析出せず、基板１０２の表面が露出している部分に金属が析出し、析出した金属はレジスト支柱１０６に沿って上方に成長し、このようにしてエレクトロフォーミング層１１０が形成される。

その後、図４（ｃ）で示すように、形成されたエレクトロフォーミング層１１０から基板１０２及びレジスト支柱１０６を矢印１１２で示す方向に押して抜き出し、このようにして分離したプレート状のエレクトロフォーミング層１１０がフィルタ手段２４となり、レジスト支柱１０６に対応した貫通孔が、フィルタ手段２４のメッシュ部２８の分級孔１０４として機能する。

このようなエレクトロフォーミング処理を用いると、フィルタ手段２４のメッシュ部２８のアスペクト比（メッシュ部２８の板厚／分級孔１０４の孔径）が５〜２０のものを容易に製作することができ、このようなフィルタ手段２４は板厚が充分に厚く、超音波生成手段１４（第１及び第２超音波発生器３２，３４）からの超音波が作用しても破損などすることなく、充分な強度を確保することができる。

このエレクトロフォーミング処理を用いて例えば、厚さ５０μｍ、孔径５μｍの分級孔１０４を形成しようとすると、基板１０２の表面に、例えば７０μｍの厚さのレジスト１０８を塗布してレジスト支柱１０６を形成し、そして、エレクトロフォーミング処理により金属の析出を厚さ５０μｍまで成長させればよく、このようにすることによってアスペクト比が１０のフィルタ手段２４を製作することができる。また、このようなエレクトロフォーミング処理を用いると充分な高度を確保することができ、縦方向（及び横方向）に相互に隣接する分級孔１０４の間の間隔Ｗ（図４（ｃ）参照）を１０〜２０μｍとすることができ〔換言すると、相互に隣接する分級孔１０４のピッチＰを、Ｐ＝（分級孔１０４の径＋間隔Ｗとすることができる〕、このように隣接する分級孔１０４の間隔を小さくすることにより、フィルタ手段２４のメッシュ部２８の開口率を高め、その結果、微粉体の分級効率を高めることができる。

この湿式分級装置は、５〜２０μｍ程度の粒径を有する微粉体の分級に好都合に適用することができ、この微粉体を効率よく分級することができる。また、粉体を混合する液体として水、アルコール（例えば、エチルアルコール）などを用いることができ、微粉体との関連で適宜のものを選択することができる。

次に、図１〜図３とともに、図５を参照して、上述した湿式分級装置による粉体の分級について説明する。粉体の分級を行うには、混合液体供給槽２に液体を充填した後に、液体内に分級すべき粉体を加え、液体及び粉体を撹拌して混合液体Ｌを生成する（ステップＳ１）。このとき、液体供給槽６２にも液体Ｍを充填する。

そして、混合液体供給槽２から混合液体Ｌを分級槽４に供給して粉体の分級を行う（分級工程の遂行）。切換弁６８が第１の状態に保持されるとともに、供給ポンプ６０が作動され、混合液体供給槽２内の混合液体Ｌが混合液体供給ライン５６を通して分級槽４に供給され（ステップＳ２）、この分級槽４にて、供給された混合液体に含まれた粉体の分級が行われる（ステップＳ３）。

粉体の分級時には、減圧手段４８が作動されるとともに、超音波生成手段１４及び循環ポンプ５２が作動され、混合液体Ｌ中の粉体の分級が効率よく行われる。即ち、減圧手段４８が作動すると、回収槽６内が減圧状態に保たれ、この減圧状態が回収ライン４６を介してフィルタユニット１２の吸引空間１６に作用し、これによって、分級槽４内の混合液体Ｌがフィルタ手段２４のメッシュ部２８を通して吸引空間１６に流入し、この流入の際に、混合液体Ｌに含まれた粉体の分級が行われる。分級された粉体を含む分級混合液体Ｌは、回収ライン４６を通して回収槽６に回収される。

また、超音波生成手段１４（即ち、第１及び第２超音波発生器３２，３４）が作動すると、分級槽本体１０の底壁３６に２種類の超音波振動が付与され、これによって、分級槽本体１０内の混合液体Ｌが撹拌混合され、混合液体Ｌ中の粉体の底壁３６への沈殿を抑えて粉体を分級することができる。また、循環ポンプ５２が作動すると、分級槽本体１０の底部の混合液体Ｌが循環ライン５０を通してフィルタユニット１２のユニットハウジング１８の上壁２０に上面に送給され、かかる混合液体Ｌの循環によってユニットハウジング１８の上壁２０の上方の混合液体Ｌが混合され、混合液体Ｌ中の粉体の上壁２０上への沈殿を抑えて粉体を分級することができる。

第１及び第２超音波発生器３２，３４の作動は、例えば、図６に示すように行われる。即ち、第１超音波発生器３２と第２超音波発生器３４とを交互に作動させて分級槽本体１０の底壁３６に２種類の超音波振動を付与するようにすることができる。第１及び第２超音波発生器３２，３４を作動させる時間間隔は、３〜１５秒程度、例えば５秒の適宜の時間に設定することができ、第１超音波発生器３２については、時刻ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６・・・の間作動され、第２超音波発生器３４については、時刻０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５・・・の間作動される。

第１及び第２超音波発生器３２，３４の作動は、例えば、図７に示すように行うようにしてもよく、このようにすると、分級槽本体１０の底壁３６により強い超音波振動を付与することができる。かかる場合、第１の時間（例えば、時刻０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５・・・）については、第１及び第２超音波発生器３２，３４が作動され、第２の時間（例えば、時刻ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６・・・）については、第２超音波発生器３４が作動され、第１及び第２超音波発生器３２，３４をこのように作動制御するようにしてもよい。

上述した粉体の分級が第１所定時間（例えば、１〜５分程度の適宜の時間に設定される）継続して行われると、ステップＳ４からステップＳ５に進み、粉体の分級が一時的に中止され、フィルタ手段２４の洗浄（目詰り除去工程）が行われる（ステップＳ６）。ステップＳ５においては、供給ポンプ６０が作動停止して混合液体Ｌの供給が停止し、また減圧手段４８が作動停止して粉体の分級が停止する。このとき、循環ポンプ５２の作動が停止して混合液体Ｌの循環が停止し、更に超音波生成手段１４（第１及び第２超音波発生器３２，３４）が作動停止して超音波振動の付与が停止する。

フィルタ手段２４の洗浄（目詰り除去工程）においては、超音波生成手段１４が作動し、この超音波生成手段１４からの超音波振動が、分級槽本体１０内の混合液体Ｌを介してフィルタユニット１２のフィルタ手段２４（メッシュ部２８）に作用し、フィルタ手段２４に目詰まりした粉体が振るい落とされ、このようにして目詰まりが解消される。

この実施形態では、目詰り除去工程においては、超音波生成手段１４の第１及び第２超音波発生器３２，３４が作動され、これらからの超音波振動がフィルタ手段２４に作用するので、比較的強い超音波振動がフィルタ手段２４に作用し、目詰まりした粉体を確実に除去することができる。尚、この目詰り除去工程においては、フィルタ手段２４の目詰り状態に応じて、第１超音波発生器３２又は第２超音波発生器３４のみを作動させるようにしてもよい。

フィルタ手段２４の洗浄を所定の洗浄時間（例えば、３０〜９０秒の適宜の時間であって、例えば６０秒に設定される）行うと、ステップＳ７からステップＳ３に戻り、上述した粉体の分級が再び行われ、混合液体供給槽２内の混合液体Ｌがなくなる、換言するとこの混合液体Ｌの供給が終了するまで、粉体の分級（ステップＳ６）及びフィルタ手段２４の洗浄（ステップＳ６）が繰り返し行われる。

混合液体供給槽２内の混合液体Ｌがなくなると、ステップＳ８からステップＳ９に進み、混合液体Ｌの供給が終了し、液体供給槽６２からの液体Ｍの供給が行われる。即ち、切換弁６８が第１の状態から第２の状態に切り換えられ、液体供給槽６２からの液体Ｍが液体供給ライン６６及び混合液体供給ライン５６を通して分級槽４に供給される。このとき、供給ポンプ６、減圧手段４８、循環ポンプ５２及び超音波生成手段１４が作動しており、従って、液体Ｍが供給されると、分級槽４に残留する混合液体Ｍ（フィルタユニット１２の下側に残留する混合液体Ｌ）が薄められて残留する粉体に対する分級が行われる。

このようにして第２所定時間（例えば、６０〜２００秒程度の適宜の時間に設定される）行うと、ステップＳ１１からステップＳ１２に進み、分級槽４に残留する粉体が充分に分級回収されたとして、供給ポンプ６０の作動が停止し、液体供給槽６２からの液体Ｍの供給が終了する。そして、分級槽４の液面レベルが最低になる、即ちこの液面レベルがフィルタユニット２４のフィルタ手段２４まで低下すると、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、分級槽４内の薄められた混合液体Ｌの分級回収ができなくなり、このようにして粉体の分級が終了する。この形態では、分級槽４に残留する混合液体Ｌに対しても液体Ｍを供給して残留粉体に対する分級回収を行っているので、分級すべき粉体の回収率を高めることができる。

以上、本発明に従う湿式分級装置の一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。

例えば、上述した実施形態では、超音波生成手段１４を発生周波数の異なる２種の超音波発生器（即ち、第１及び第２超音波発生器３２，３４）から構成しているが、この超音波生成手段を発生周波数の異なる３種以上の超音波発生器から構成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、粉体の分級（分級工程）を第１所定時間継続して行った後にフィルタ手段２４の洗浄（目詰り除去工程）を行っているが、このような構成に代えて、フィルタ手段２４の目詰りが生じた時点（例えば、回収ライン４６を通して回収される分級混合液体Ｌの回収流量が低下した時点）でフィルタ手段２４の洗浄を行うようにしてもよい。

更に、上述した実施形態においては、液体供給槽６２からの液体Ｍの供給を第２所定時間行っているが、このような構成に限定されず、液体供給槽６２内の液体Ｍがなくなるまで行うようにしてもよい。

２混合液体供給槽
４分級槽
６回収槽
１０分級槽本体
１２フィルタユニット
１４超音波生成手段
１８ユニットハウジング
２４フィルタ手段
３２第１超音波発生器
３４第２超音波発生器
４６回収ライン
４８減圧手段
５０循環ライン
６２液体供給槽
１０２基板
１０４分級孔
１０６レジスト支柱
１１０エレクトロフォーミング層
Ｌ混合液体
Ｍ液体

Claims

液体中の粉体を分級するための分級槽と、前記分級槽にて分級された粉体を回収するための回収槽とを備えた湿式分級装置において、
前記分級槽は、粉体が混合された混合液体が収容される分級槽本体と、前記分級槽本体内に配設されたフィルタユニットと、前記分級槽本体内の混合液体を超音波を利用して撹拌するための超音波生成手段とを備え、前記フィルタユニットは、吸引空間を規定するユニットハウジングと、前記ユニットハウジングの吸入側に配設されたフィルタ手段とを有しており、
前記回収槽は、分級された粉体を含む分級混合液体を回収するための回収槽本体と、前記回収槽本体内を減圧するための減圧手段とを備え、前記回収槽本体内が前記フィルタユニットの前記吸引空間に回収ラインを介して連通されており、
前記分級槽内の混合液体に含まれる粉体は、前記フィルタユニットの前記フィルタ手段により分級され、分級された粉体を含む分級混合液体は、前記フィルタユニットの前記吸引空間及び前記回収ラインを通して前記回収槽本体内に回収されることを特徴とする湿式分級装置。
前記超音波生成手段は、第１の周波数の超音波を生成するための第１超音波発生器と、前記第１の周波数よりも小さい第２の周波数の超音波を生成するための第２超音波発生器とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の湿式分級装置。
前記第１超音波発生器は、前記分級槽本体の底壁の周縁部に周方向に間隔をおいて複数配設され、前記第２超音波発生器は、前記分級槽本体の前記底壁の中央部に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の湿式分級装置。
前記フィルタユニットの前記フィルタ手段は、前記分級装置本体の前記底壁と対向して配置され、前記フィルタ手段と前記底壁との間隔が３〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の湿式分級装置。
前記フィルタユニットの前記フィルタ手段のアスペクト比が５〜２０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の湿式分級装置。
前記分級槽には、混合液を撹拌するための循環撹拌ラインが設けられ、前記循環撹拌ラインの一端側は前記分級槽本体の底部に連通され、その他端側は前記フィルタユニットの前記ユニットハウジングの上壁の上方に配設され、前記循環撹拌ラインを通して循環される混合液体によって、前記ユニットハウジングの前記上壁に沈殿した粉体が混合されることを特徴とする請求項１に記載の湿式分級装置。
分級する粉体を含む混合液体を供給するための混合液体供給槽と、液体を供給するための液体供給槽とを更に備え、前記混合液体供給槽に関連して混合液体供給ラインが設けられ、前記混合液体供給ラインの排出側が前記分級槽の前記分級槽本体の底部に配設され、また前記液体供給槽に関連して液体供給ラインが設けられ、前記液体供給ラインの排出側が前記分級槽の前記分級槽本体の底部に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の湿式分級装置。
混合液体中の粉体を分級する分級工程及び前記フィルタユニットの前記フィルタ手段の目詰りを除去する目詰り除去工程が遂行可能であり、前記分級工程においては、前記超音波生成手段及び前記減圧手段が作動され、前記超音波生成手段からの超音波振動によって、前記分級槽内の混合液体が混合されるとともに、前記減圧手段の減圧作用によって、前記分級槽内の混合液体が前記フィルタユニットの前記フィルタ手段を通過し、これによって、混合液体中の粉体の分級が行われ、また前記目詰り除去工程においては、前記超音波発生手段が作動され、前記超音波発生手段からの超音波振動によって、前記フィルタ手段に目詰まりした粉体が除去されることを特徴とする請求項１に記載の湿式分級装置。