JP2012509395A - Zinc flake production equipment - Google Patents
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Abstract
本発明は、球状の亜鉛粉末混合原料を供給するための貯留槽、ボールミルを流入ライン及び流出ラインに接続して貯留槽に流入する混合原料を循環させつつ球状の亜鉛粉末をフレーク化することを特徴とする亜鉛フレークの製造装置に関するものであり、特に、円形ディスクが多重に積み重ねられた形状の内槽を有する複合ボールミルを採用して、亜鉛フレークの扁平度が良好であり、空隙率を最小化させ、腐食因子の遮断効果の増大及び比表面積の増加による防食性能の拡大を両立させる結果、防食顔料の高性能化が図れると共に、連続式製造工程によって製造時間を短縮させることにより、生産量及び歩留まりが高まる結果、商用化が図れる。
【選択図】図3The present invention relates to a storage tank for supplying a spherical zinc powder mixed raw material, connecting a ball mill to an inflow line and an outflow line, and flaking the spherical zinc powder while circulating the mixed raw material flowing into the storage tank. This is related to the zinc flake manufacturing equipment, and in particular, it adopts a composite ball mill with an inner tank in which circular discs are stacked in multiple layers, so that the flatness of zinc flakes is good and the porosity is minimized. As a result of improving the anti-corrosion performance by increasing the anti-corrosion performance by increasing the blocking effect of corrosion factors and increasing the specific surface area, the performance of anti-corrosion pigments can be improved and the production time can be shortened by the continuous manufacturing process. And as a result of increasing the yield, commercialization can be achieved.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は亜鉛フレークの製造装置に係り、さらに詳しくは、フレーク専用複合ボールミルを用いて球状の亜鉛粉末をフレーク化することにより、亜鉛フレークの扁平度が良好であり、空隙率を最小化させ、腐食因子の遮断効果の増大及び比表面積の増加による防食性能の拡大を両立させる結果、防食顔料の高性能化が図れると共に、歩留まりが高くて商用化が図れる亜鉛フレークの製造装置に関する。 The present invention relates to a device for producing zinc flakes, and more specifically, by making a spherical zinc powder into flakes using a flake-dedicated composite ball mill, the flatness of the zinc flakes is good and the porosity is minimized, The present invention relates to an apparatus for producing zinc flakes that can increase the performance of anticorrosive pigments and increase the yield and can be commercialized as a result of achieving both an increase in the blocking effect of corrosion factors and an increase in anticorrosion performance by increasing the specific surface area.
従来、亜鉛粉末は、塗料中に含有されて鉄よりも先に腐食する犠牲正極として働いて、保護の対象となる物体の腐食を防止する役割を果たす。既存の防食顔料としての亜鉛粉末は、1〜10μmの粒度分布を有する無光沢の球状の灰色粉末であり、かような従来の球状の亜鉛粉末は、防食顔料として採用したとき、大きく形成される空隙率に起因して防食性能が低下するといった不都合があった。 Conventionally, zinc powder functions as a sacrificial positive electrode that is contained in a paint and corrodes before iron, and serves to prevent corrosion of an object to be protected. The zinc powder as an existing anticorrosion pigment is a dull spherical gray powder having a particle size distribution of 1 to 10 μm, and such a conventional spherical zinc powder is greatly formed when employed as an anticorrosion pigment. There was an inconvenience that the anticorrosion performance deteriorated due to the porosity.
一方、金属フレークは、球状の金属粒子を薄型化・扁平化したものであり、このような構造により高光沢の視覚的効果及び比表面積の増大効果が得られることから、球状の顔料粒子をミル法によってフレーク化する方法が様々に試みられている。 On the other hand, metal flakes are obtained by thinning and flattening spherical metal particles, and this structure provides a high gloss visual effect and an increase in specific surface area. Various methods for flaking by the law have been tried.
このため、亜鉛粉末の上述した問題点を解消するために、ミル法を用いて球状の亜鉛粉末をフレーク化する様々な方法が試みられており、図1に示すように、ジルコニア、アルミナなどのように耐摩耗性に優れたボール3を内部に所定量充填した円筒状容器1の構造を有するボールミルの内部に球状の亜鉛粉末を入れて矢印の方向に回転させてフレーク化する場合には、工程制御は容易であるとはいえ、亜鉛の特性、すなわち、脆性及び延性を併せ持つ特徴によって作業時間が延び、実際の生産品のうち商業的に利用可能な亜鉛フレークの歩留まりが極めて低いという不都合があった。
For this reason, in order to eliminate the above-mentioned problems of the zinc powder, various methods for flaking the spherical zinc powder using a mill method have been attempted. As shown in FIG. 1, zirconia, alumina, etc. When a spherical zinc powder is put into the inside of a ball mill having a structure of a
さらに、図2に示すように、ジルコニア、アルミナなどのように耐摩耗性に優れたボール3を内部に所定量充填した円筒状容器1の構造を有するアトリションミルの内部に球状の亜鉛粉末を入れて攪拌羽根を回転させてボールを容器内において円周方向に動かして原料粉末に大きな衝撃を与えてフレーク化する場合には、製造時間が短縮されると共に、ボールミルよりもエネルギーは大きいものの、望ましくないことに製品の再現性に問題を引き起こし、原料粒子がミル中に凝集する現象が発生してロスが発生する結果、生産コストが嵩むなどの問題点があった。
Furthermore, as shown in FIG. 2, spherical zinc powder is put inside an attrition mill having a structure of a
すなわち、上述した方法は、球状の亜鉛粉末にボールを回転体容器内において円周方向に動かして原料粉末に大きな衝撃を与えて粉砕効率を高めるための方法であり、上述した既存の工法を用いて亜鉛をフレーク化するには多くの問題点を抱えていた。 That is, the above-described method is a method for increasing the grinding efficiency by moving the balls in the spherical zinc powder in the circumferential direction in the rotating body container to give a large impact to the raw material powder, and uses the above-described existing method. There were many problems in flaking zinc.
さらに、PCT特許公開公報WO2004/026508号には、乾式ミルによって亜鉛フレークを製造する方法が開示されているが、同方法の場合には、ミル中の熱発生が多大であるために原料の消耗量が高く、粉塵の発生可能性が高くて実際には適用し難いという不都合があった。 Further, PCT Patent Publication No. WO 2004/026508 discloses a method for producing zinc flakes by a dry mill. In this method, since heat is generated in the mill, the consumption of raw materials is increased. There was a disadvantage that the amount was high and the possibility of dust generation was high, making it difficult to apply in practice.
本発明は上述した不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、亜鉛フレークの生産歩留まり及び生産量を向上させ得る新規なタイプの亜鉛フレーク製造用複合ボールミルを用いて球状の亜鉛粉末、溶剤及び潤滑剤の混合原料を高速にて攪拌させて亜鉛フレークを製造することにより、製造時間の短縮及び生産歩留まりの向上が図れる亜鉛フレークの製造装置を提供するところにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned disadvantages, and its object is to use a novel type of composite ball mill for producing zinc flakes that can improve the production yield and the production amount of zinc flakes, and the spherical zinc powder. The present invention provides a zinc flake manufacturing apparatus capable of shortening manufacturing time and improving production yield by manufacturing zinc flakes by stirring a mixed raw material of a solvent and a lubricant at high speed.
また、本発明の他の目的は、球状の亜鉛粉末粒子を用いて亜鉛フレークを製造することにより、亜鉛フレークの比表面積が増大されて球状の亜鉛粉末の場合に発生される大きな空隙率を最小化させ、腐食因子の遮断効果の増大及び比表面積の増加による防食性能の拡大を両立させる結果、防食顔料の高性能化が図れる亜鉛フレークの製造装置を提供するところにある。 Another object of the present invention is to produce zinc flakes using spherical zinc powder particles, thereby increasing the specific surface area of the zinc flakes and minimizing the large porosity generated in the case of spherical zinc powder. Therefore, the present invention provides an apparatus for producing zinc flakes that can improve the performance of anticorrosive pigments as a result of achieving both an increase in the effect of blocking corrosion factors and an increase in anticorrosion performance by increasing the specific surface area.
上述した目的を達成するために、本発明は、亜鉛フレークを製造するための亜鉛フレークの製造装置において、前記亜鉛フレークの製造装置10は、貯留槽12、循環ポンプ14及び複合ボールミル20を備え、前記複合ボールミル20は、貯留槽12と、流入ライン13及び流出ライン15に接続されて、貯留槽12に流入する混合原料を循環させつつ球状の亜鉛粉末をフレーク化する工程を行うが、前記複合ボールミル20は、貯留槽12から供給される混合原料を収容する内部空間31が形成される外槽30と、前記外槽30の内部空間31内に配設されて外部モーターによって駆動されるローター50と、を有し、前記内部空間31内には、球状の亜鉛粉末をフレーク化するために耐摩耗性に優れたボールが充填されることを特徴とする亜鉛フレークの製造装置を提供する。
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a zinc flake manufacturing apparatus for manufacturing zinc flakes, wherein the zinc
本発明に係る亜鉛フレークの製造装置によれば、フレーク専用複合ボールミルを用いて球状の亜鉛粉末をフレーク化することにより、亜鉛フレークの扁平度が良好であり、空隙率を最小化させ、腐食因子の遮断効果の増大及び比表面積の増加による防食性能の拡大を両立させる結果、防食顔料の高性能化が図れると共に、連続式製造工程によって製造時間を短縮させることにより、生産量及び歩留まりが高まる結果、商用化が図れる。 According to the apparatus for producing zinc flakes according to the present invention, the flatness of zinc flakes is good, the porosity is minimized, and the corrosion factor is obtained by flaking spherical zinc powder using a flake-dedicated composite ball mill. As a result of improving the anti-corrosion performance by increasing the barrier effect and increasing the specific surface area, the performance of the anti-corrosion pigments can be improved, and the production time and yield can be increased by shortening the production time through the continuous production process. Can be commercialized.
以下、添付した図面に基づき、本発明による粉末製造装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。後述する説明においては、本発明の製造方法を理解する上で必要となる部分だけが説明され、それ以外の部分の説明は本発明の要旨を曖昧にしないために省略されることに留意されたい。 Hereinafter, preferred embodiments of a powder production apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only portions necessary for understanding the manufacturing method of the present invention will be described, and descriptions of other portions will be omitted in order not to obscure the gist of the present invention. .
まず、添付の図3に基づき、本発明に係る亜鉛フレークの製造装置について詳細に説明する。 First, based on attached FIG. 3, the zinc flake manufacturing apparatus according to the present invention will be described in detail.
図3は、本発明の好適な実施形態による亜鉛フレークの製造装置の模式図であり、図4は、図3における複合ボールミルを詳細に説明するための概略断面図であり、そして図5は、図4における内槽を詳細に説明するための斜視図である。 FIG. 3 is a schematic view of an apparatus for producing zinc flakes according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining the composite ball mill in FIG. 3 in detail, and FIG. It is a perspective view for demonstrating in detail the inner tank in FIG.
図3及び図4を参照すると、本発明の好適な実施形態による亜鉛フレークの製造装置10は、貯留槽12(holding tank)と、循環ポンプ14及び複合ボールミル20を備え、且つ、前記複合ボールミル20は、貯留槽12と、流入ライン13及び流出ライン15に接続されて貯留槽12に流入する混合原料を循環させつつ球状の亜鉛粉末をフレーク化する工程を行うことを特徴とする。
3 and 4, a zinc
このとき、貯留槽12は、亜鉛フレークを製造するために、外部から球状の亜鉛粉末、溶剤及び潤滑剤の原料を供給されて、これらの原料を攪拌器を用いて攪拌して混合原料を製造し、この異種混合物を循環ポンプ14によって流入ライン13を介して貯留槽12に供給する。この貯留槽12の周りには冷却ジャケット(図示せず)及び攪拌装置を取り付けて攪拌及び温度維持を行う。
At this time, in order to produce zinc flakes, the
また、複合ボールミル20は、図4に示すように、通常のボールミルと同様に、貯留槽12から供給される混合原料を収納する内部空間31が形成される外槽30と、この外槽30の内部空間31内に配設されて外部のモーターによって駆動されるローター50と、を有する。なお、この複合ボールミル20内には、球状の亜鉛粉末をフレーク化するために耐摩耗性に優れたボールが充填される。
Further, as shown in FIG. 4, the
この種の本発明に係る亜鉛フレークの製造装置10の流出ライン15には、複合ボールミル20から貯留槽12に循環される混合原料の昇温を防止するコンデンサー16が設けられる。
The
さらに、複合ボールミル20に充填されるボールは耐摩耗性に優れたジルコニア材質、アルミナ材質のものであり、その形状は球状又は棒状を呈し、ボールの大きさは0.1〜5.0mmであり、ボールの充填率は充填される内部空間(内槽の内径により形成される内部空間、図4参照)の体積に対して20〜80体積%であることが好ましい。
Furthermore, the ball filled in the
上記のボールの充填率が20体積%未満であれば、ボールの充填量が少なくてもフレーク化が進まなくなるおそれがあり、80体積%を超えると、目詰まりによって運転が止まるおそれがある。 If the filling rate of the balls is less than 20% by volume, flaking may not proceed even if the filling amount of the balls is small, and if it exceeds 80% by volume, the operation may be stopped due to clogging.
かような本発明に係る亜鉛フレークの製造装置10は、特殊に設計された複合ボールミル20を用いて球状の亜鉛粉末のフレーク化工程を行うことにより、通常のボールミルのように亜鉛のフレーク化のためのボールを採用することができ、アトリションミルのように回転速度を高めることにより、亜鉛フレークの扁平度が良好であり、空隙率を最小化させ、腐食因子の遮断効果の増大及び比表面積の増加による防食性能の拡大を両立させる結果、防食顔料の高性能化が図れると共に、歩留まりが高くて商用化が図れることを特徴とする。
The
図4及び図5を参照すると、本発明の好適な実施形態による亜鉛フレークの製造装置10における複合ボールミル20は、流入ライン13(図3参照)と接続される入口32と、排出ライン15(図3参照)と接続される出口34と、を有する外槽30内においてローター50の周りに周設されて外槽30の内部空間31内に配設され、充填されたボールが内部に収納される内槽40を有することを特徴とする。このとき、内槽40は、外槽30の内径よりも小さな外径を有し、内部空間31内に配設されるローター50の外径よりも大きな内径を有する多数の円形ディスク41からなる。また、円形ディスク41は、流入ライン13と平行に所定の間隔をあけて配設されて外槽30に取設される支持杆60によって支持されることにより、多重に積み重ねられた多層構造を有し、円形ディスク41の間には周方向にスペーサー62が介装されて、内槽40内に流入してフレーク化工程が行われる混合原料を流出ライン15に排出する。
4 and 5, the
本発明において、前記円形ディスク41は、10〜100枚の円形ディスクが多重に積み重ねられた多層構造を有し、前記円形ディスクの枚数は上記の枚数に限定されるものではなく、内槽40の大きさに応じてその枚数が適切に調整可能である。 In the present invention, the circular disc 41 has a multi-layer structure in which 10 to 100 circular discs are stacked in multiple layers, and the number of the circular discs is not limited to the above-mentioned number. The number of sheets can be appropriately adjusted according to the size.
このような多層構造の円形ディスク41からなる内槽40は、混合原料、ボール(図示せず)及びローター50間の摩擦力を高めると共に、亜鉛が外槽30の内壁に凝結によりくっつくことがなく、亜鉛を外部に円滑に循環させることができる。すなわち、ローター50の回転によって混合原料とボールとの間の摩擦が起こる結果、フレーク化が行われ、このとき、摩擦熱の発生及び粒子同士の凝集が起こる前に内槽40の隙間(円形ディスク41の間に挟まれるスペーサー62同士の隙間)を介してフレーク化中の素材は抜け出る。この過程が数回繰り返し行われてフレーク化が進み、粒度分布を測定して目的の粒度に達したときに工程を止めてフレーク化済みの亜鉛を回収することとなる。
The
このとき、外槽30は、ローター50の回転軸に対して水平をなして、回転軸と連結されたローター50の回転により発生する振動を極力抑え、外槽30の内圧と混合原料が流入する入口32の外圧を一定に維持することにより、外槽30及び回転軸の破損を防止するようになっている。このような外槽30の内部空間31には上述した如き内槽40が設けられて、亜鉛フレークを出口34に排出する。また、内槽40を介して出口34に流出する混合原料(亜鉛のフレーク化工程が進んでいる混合原料)は、流出ライン15を介して貯留槽12に搬送されるとき、流出ライン15の上に取り付けられるコンデンサー16により冷却される。このような循環過程は、混合原料の粒度分布が10〜50μmの範囲内に納められたときに止まる。完全扁平化までの時間は、原料量及び回転速度などによる。
At this time, the
以下、本発明に係る亜鉛フレークの製造装置であるフレーク専用複合ボールミルを用いて球状の亜鉛粉末をフレーク化する方法を説明する。 Hereinafter, a method of flaking spherical zinc powder using a flake-dedicated composite ball mill, which is a zinc flake manufacturing apparatus according to the present invention, will be described.
本発明は、亜鉛の製造装置であるフレーク専用複合ボールミルを用いて、溶剤30〜90重量%と、球状の亜鉛粉末10〜70重量%及び前記球状の亜鉛粉末100重量部に対して潤滑剤0.01〜10.0重量部を貯留槽12内において混合させて得られた混合原料を流入ライン13を介して複合ボールミル20容器内に流入させた後、ローター50を100〜8,000rpmの速度で10〜360分間回転させて10〜50μmの粒度分布を有する亜鉛フレークを製造することを特徴とする亜鉛フレークの製造方法を提供する。
The present invention uses a composite ball mill exclusively for flakes, which is an apparatus for producing zinc, and uses 30 to 90% by weight of a solvent, 10 to 70% by weight of spherical zinc powder, and 100 parts by weight of the spherical zinc powder. After the mixed raw material obtained by mixing 0.01 to 10.0 parts by weight in the
また、前記混合原料は、フレーク化の作業性を高めるために、複合ボールミル20内に流入した後、混合原料の循環率が5〜30体積%になるように流出ライン15を介して貯留槽12に循環されつつフレーク化工程が行われることを特徴とする。前記混合原料の循環率が前記循環率の範囲から外れる場合にはフレーク化作業性の低下するおそれがある。
In addition, in order to improve the workability of flaking, the mixed raw material flows into the
本発明において、前記混合原料は、溶剤30〜90重量%と、球状の亜鉛粉末10〜70重量%と、前記球状の亜鉛粉末100重量部に対して潤滑剤0.01〜10.0重量部と、を含むことが好ましい。 In the present invention, the mixed raw material comprises 30 to 90% by weight of a solvent, 10 to 70% by weight of spherical zinc powder, and 0.01 to 10.0 parts by weight of a lubricant with respect to 100 parts by weight of the spherical zinc powder. And preferably.
本発明において、溶剤は、フレーク化作業に際して、球状の亜鉛粉末に流動性を与えて流入ラインから複合ボールミルの内部に混合原料を円滑に供給し、複合ボールミルの内部において球状の亜鉛粉末のフレーク化作業を行うときに流動性及び溶剤の易揮発性を図るためのものであり、溶剤の混合量が30重量%未満であれば、溶剤の混合量に比べて相対的に球状の亜鉛粉末の混合量が増大することにより、球状の亜鉛粉末の流動性が低下する結果、フレーク化作業性が低下するおそれがあり、溶剤の混合量が90重量%を超えると、溶剤が過剰に混合されることにより過量の溶剤を揮発するための作業時間が延びてしまう結果、フレーク化作業性が低下するおそれがある。 In the present invention, the solvent gives fluidity to the spherical zinc powder during the flaking operation, smoothly supplies the mixed raw material from the inflow line to the inside of the composite ball mill, and flakes the spherical zinc powder inside the composite ball mill. When working, it is intended to achieve fluidity and easy volatility of the solvent. If the amount of solvent mixed is less than 30% by weight, the mixture of zinc powder that is relatively spherical compared to the amount of solvent mixed As the amount increases, the fluidity of the spherical zinc powder decreases, and as a result, the flaking workability may decrease. When the amount of the solvent exceeds 90% by weight, the solvent is excessively mixed. As a result, the working time for volatilizing an excessive amount of the solvent is prolonged, so that the flaking workability may be lowered.
本発明において、溶剤は、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、キシレン、ベンゼン、トルエン、ココゾル等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類よりなる群から1種又はそれ以上を選択して混合して使用することが好ましい。 In the present invention, the solvent comprises alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol, aromatic hydrocarbons such as xylene, benzene, toluene, and cocosol, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. It is preferable to use one or more selected from the group.
また、本発明において、球状の亜鉛粉末としては、粒度範囲が1〜50μm、さらに好ましくは、1〜10μmのものを使用することが好ましい。球状の亜鉛粉末の粒度範囲が上述した範囲から外れる場合には球状の亜鉛粉末の粒度が小さすぎたり大きすぎたりしてフレーク化作業性が低下するおそれがある。 In the present invention, the spherical zinc powder preferably has a particle size range of 1 to 50 μm, more preferably 1 to 10 μm. When the particle size range of the spherical zinc powder is out of the above-described range, the particle size of the spherical zinc powder may be too small or too large to reduce the flaking workability.
さらに、本発明において、潤滑剤は、ミル作業時に亜鉛粉末の凝集を防止するためのものであり、球状の亜鉛粉末100重量部に対して潤滑剤の混合量が0.01重量部未満であれば、潤滑剤の不足により粉末が凝集するおそれがあり、潤滑剤の混合量が10.0重量部を超えると、最終品の純度が低下して作業時間が延びるおそれがある。 Further, in the present invention, the lubricant is for preventing the agglomeration of the zinc powder during the mill operation, and the amount of the lubricant mixed is less than 0.01 part by weight with respect to 100 parts by weight of the spherical zinc powder. If the amount of lubricant exceeds 10.0 parts by weight, the purity of the final product may be reduced and the working time may be extended.
本発明において、潤滑剤は、ステアリン酸塩類又は揮発油系(ホワイトスピリット、石油スピリット等)、ポリエチレン系ワックス類(PCE(ペルクロロエチレン))、フッ素系ワックス類(PTFE(ポリテトラフルオロエチレン))、シリコン系ワックス類から1種又はそれ以上を選択して使用することが好ましい。 In the present invention, the lubricant includes stearates or volatile oils (white spirit, petroleum spirit, etc.), polyethylene waxes (PCE (perchloroethylene)), fluorine waxes (PTFE (polytetrafluoroethylene)). It is preferable to use one or more silicon waxes.
さらに、前記混合原料は、複合ボールミルの内槽40の内径により形成される内部空間(内槽の内径により形成される内部空間、図4参照)の体積に対して10〜60体積%を投入することが好ましい。混合物の投入量が10体積%未満であれば、ミル面積の縮小によりフレーク化作業性が低下するおそれがあり、60体積%を超えると、摩擦熱の発生により亜鉛粉末が凝集するおそれがある。
Further, the mixed raw material is charged in an amount of 10 to 60% by volume with respect to the volume of the internal space formed by the inner diameter of the
さらに、上述したように、前記複合ボールミルは、大きさ0.1〜5.0mmのジルコニウム又はアルミナ材質のセラミックボールを複合ボールミルの内槽40の内径により形成される内部空間の体積に対して20〜80体積%充填することが好ましい。
Furthermore, as described above, the composite ball mill has a size of 0.1 to 5.0 mm of zirconium or alumina ceramic balls with respect to the volume of the internal space formed by the inner diameter of the
本発明に係る方法に従い製造された亜鉛フレークは、商業的に利用可能な10〜50μmの直径及び0.1〜2μmの厚さを有し、粒子の直径及び厚さの割合が10:1〜100:1、より好ましくは、15:1〜30:1を有する亜鉛フレークであり、60〜95%まで歩留まりを高めることができるという特徴がある。 Zinc flakes produced according to the method according to the present invention have a commercially available diameter of 10 to 50 μm and a thickness of 0.1 to 2 μm, with a particle diameter and thickness ratio of 10: 1 to 1. Zinc flakes having a ratio of 100: 1, more preferably 15: 1 to 30: 1, are characterized in that the yield can be increased to 60-95%.
以下のより詳細に説明された実施例及び比較例によって、本発明のよりよい理解が得られるが、本発明の範疇はこれらの例に限定されるものではない。 The examples and comparative examples described in more detail below will provide a better understanding of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
本発明に係る亜鉛フレークの製造装置であるフレーク専用複合ボールミルを用いて、複合ボールミル容器内に、エチルアルコール60重量%と、粒度範囲が4〜6μmである球状の亜鉛粉末40重量%と、球状の亜鉛粉末100重量部に対して添加剤であるステアリン酸潤滑剤2重量部を添加し且つ混合して得られた混合原料を、その充填率が複合ボールミルの内部空間(本発明の好適な実施例においては、内槽の内径により形成される内部空間、図4参照)の20体積%になるように投入した。このとき、サイズが0.5〜0.8mmのジルコニウム製のボールを、その充填率が容器の内部空間(本発明の好適な実施例においては、内槽40(図4参照)の内径により形成される内部空間)の70体積%になるように充填した条件で回転速度1300rpmにて運転した結果、10〜50μmの直径及び0.1〜2μmの厚さを有する亜鉛フレークが30分以内に60%以上の歩留まりで得られることが確認できた(図6のC−1参照)。 In the composite ball mill container, 60% by weight of ethyl alcohol, 40% by weight of spherical zinc powder having a particle size range of 4 to 6 μm, and spherical A mixed raw material obtained by adding and mixing 2 parts by weight of a stearic acid lubricant as an additive to 100 parts by weight of zinc powder of the inner space of the composite ball mill (preferable implementation of the present invention) In the example, the internal space formed by the inner diameter of the inner tank, see FIG. At this time, zirconium balls having a size of 0.5 to 0.8 mm are formed by the inner diameter of the inner space of the container (in the preferred embodiment of the present invention, see FIG. 4). As a result of operating at a rotational speed of 1300 rpm under conditions filled to 70% by volume of the inner space), zinc flakes having a diameter of 10 to 50 μm and a thickness of 0.1 to 2 μm were obtained within 30 minutes. % Can be obtained (see C-1 in FIG. 6).
本発明に係る亜鉛フレークの製造装置であるフレーク専用複合ボールミルを用いて、複合ボールミル容器内に、エチルアルコール70重量%と、粒度範囲が4〜6μmである球状の亜鉛粉末30重量%、及び球状の亜鉛粉末100重量部に対して添加剤であるステアリン酸潤滑剤2重量部を添加し且つ混合して得られた混合原料を、その充填率が複合ボールミルの内部空間(本発明の好適な実施例においては、内槽の内径により形成される内部空間、図4参照)の25体積%になるように投入した。このとき、サイズが0.8〜1.0mmのジルコニウム製のボールを、その充填率が容器の内部空間(本発明の好適な実施例においては、内槽40(図4参照)の内径により形成される内部空間)の70体積%になるように充填した条件で回転速度1500rpmにて運転した結果、10〜50μmの直径及び0.1〜2μmの厚さを有する亜鉛フレークが30分以内に70%以上の歩留まりで得られることが確認できた(図6のC−7参照)。 Using a composite ball mill exclusively for flakes, which is a zinc flake manufacturing apparatus according to the present invention, 70% by weight of ethyl alcohol, 30% by weight of spherical zinc powder having a particle size range of 4 to 6 μm, and spherical A mixed raw material obtained by adding and mixing 2 parts by weight of a stearic acid lubricant as an additive to 100 parts by weight of zinc powder of the inner space of the composite ball mill (preferable implementation of the present invention) In the example, the internal space formed by the inner diameter of the inner tank, see FIG. At this time, zirconium balls having a size of 0.8 to 1.0 mm are formed based on the inner diameter of the inner space of the container (in the preferred embodiment of the present invention, see FIG. 4). As a result of operating at a rotational speed of 1500 rpm under the condition of filling up to 70% by volume of the internal space), zinc flakes having a diameter of 10 to 50 μm and a thickness of 0.1 to 2 μm are within 70 minutes. % Was obtained with a yield of at least% (see C-7 in FIG. 6).
(比較例1)
アトリションミルを用いて、複合ボールミル容器の内部空間に、粒度範囲が4〜6μmの球状の亜鉛粉末をその充填率が30体積%になるように投入した後、サイズが1.0〜1.5mmのジルコニウム製のボールを、容器の内部空間にその充填率が50体積%になるように充填した乾式工程条件で回転速度2000rpmにて運転した結果、10〜50μmの直径及び0.1〜2μmの厚さを有し、粒子の直径及び厚さの割合が10:1〜50:1である亜鉛フレークが、30分経過後に21%、60分経過後に22%、120分経過後に33%の歩留まりで得られることが確認できた。ところが、120分経過後に粒子の凝集が発生して粒度が大幅に増加してそれ以上の歩留まりの向上は見られなかった(図7のA−1参照)。
(Comparative Example 1)
Using an attrition mill, spherical zinc powder having a particle size range of 4 to 6 μm is introduced into the internal space of the composite ball mill container so that the filling rate is 30% by volume, and then the size is 1.0 to 1.. As a result of operating at a rotational speed of 2000 rpm in a dry process condition in which a 5 mm zirconium ball was filled in the inner space of the container so that the filling rate was 50% by volume, a diameter of 10 to 50 μm and 0.1 to 2 μm were obtained. Zinc flakes having a particle diameter and thickness ratio of 10: 1 to 50: 1 are 21% after 30 minutes, 22% after 60 minutes, and 33% after 120 minutes. It was confirmed that the yield can be obtained. However, after 120 minutes, particle aggregation occurred and the particle size increased significantly, and no further improvement in yield was observed (see A-1 in FIG. 7).
(比較例2)
アトリションミルを用いて、複合ボールミル容器の内部空間に、エチルアルコール60重量%、粒度範囲が4〜6μmの球状の亜鉛粉末40重量%をその充填率が30体積%になるように投入した後、サイズが1.0〜1.5mmのジルコニウム製のボールを、容器の内部空間にその充填率が50体積%になるように充填した湿式工程条件で回転速度2000rpmにて運転した結果、10〜50μmの直径及び0.1〜2μmの厚さを有し、粒子の直径及び厚さの割合が10:1〜50:1である亜鉛フレークが、30分経過後に18%、60分経過後に21%、120分経過後に20%の歩留まりで得られることが確認できた。ところが、48時間経過後にはそれ以上の歩留まりの向上は見られなかった(図7のA−2参照)。
(Comparative Example 2)
After using an attrition mill, 60% by weight of ethyl alcohol and 40% by weight of spherical zinc powder having a particle size range of 4 to 6 μm are charged into the interior space of the composite ball mill container so that the filling rate is 30% by volume. As a result of operating at a rotational speed of 2000 rpm under a wet process condition in which a ball made of zirconium having a size of 1.0 to 1.5 mm was filled in the internal space of the container so that the filling rate was 50% by volume, Zinc flakes having a diameter of 50 μm and a thickness of 0.1 to 2 μm and a particle diameter and thickness ratio of 10: 1 to 50: 1 are 18% after 30 minutes and 21 after 60 minutes. %, After 120 minutes, it was confirmed that a yield of 20% was obtained. However, no further improvement in yield was observed after 48 hours (see A-2 in FIG. 7).
(比較例3)
前記比較例2と同様の条件下で添加剤としてのステアリン酸潤滑剤を亜鉛粉末100重量部に対して2重量部を添加して亜鉛フレークを製造した結果、10〜50μmの直径及び0.1〜2μmの厚さを有し、粒子の直径及び厚さの割合が10:1〜50:1である亜鉛フレークが、30分経過後に26%、60分経過後に30%、120分経過後に27%の歩留まりで得られることが確認できた。ところが、48時間経過後には歩留まりが25%以下に低下した(図7のA−3参照)。
(Comparative Example 3)
A zinc flake was produced by adding 2 parts by weight of a stearic acid lubricant as an additive to 100 parts by weight of zinc powder under the same conditions as in Comparative Example 2. As a result, a diameter of 10 to 50 μm and 0.1 wt. Zinc flakes having a thickness of ˜2 μm and a particle diameter and thickness ratio of 10: 1 to 50: 1 are 26% after 30 minutes, 30% after 60 minutes and 27 after 120 minutes. % Yield was confirmed. However, the yield dropped to 25% or less after 48 hours (see A-3 in FIG. 7).
前記実施例1及び実施例2及び比較例1〜3に従い製造された亜鉛フレークの歩留まりを比較してみると、本発明に係る亜鉛フレークの製造装置であるフレーク専用複合ボールミルを用いて亜鉛フレークを製造した実施例1及び実施例2の場合には、1300〜1500rpmにて運転する場合に30分以内に70%以上の歩留まりを示すことが分かった。これに対し、アトリションミルを用いて亜鉛フレークを製造した比較例1(乾式工程)、比較例2(湿式工程)、比較例3(湿式工程+添加剤2%)の場合、いずれも30分、60分及び120分の経過後にも歩留まりが30%を超えないことが分かった。 When comparing the yield of zinc flakes manufactured according to Example 1 and Example 2 and Comparative Examples 1 to 3, zinc flakes were prepared using a flake-dedicated composite ball mill which is a zinc flake manufacturing apparatus according to the present invention. In the case of manufactured Example 1 and Example 2, when operating at 1300-1500 rpm, it turned out that the yield of 70% or more is shown within 30 minutes. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 (dry process), Comparative Example 2 (wet process), and Comparative Example 3 (wet process + additive 2%) in which zinc flakes were produced using an attrition mill, 30 minutes each. It was found that the yield did not exceed 30% even after 60 minutes and 120 minutes.
特に、比較例1の場合には、初期副産物の量が高く、120分以上ミルを行う場合に原料の凝集が起きてしまい、亜鉛フレークの生産性の側面からは望ましくないことに問題点を引き起こすことが分かった。 In particular, in the case of Comparative Example 1, the amount of the initial by-product is high, and when the milling is performed for 120 minutes or more, the raw materials agglomerate, which is undesirable from the aspect of zinc flake productivity. I understood that.
したがって、本発明に係る実施例1及び実施例2は、これらの方法に従い製造された亜鉛フレークの扁平度が良好であり、しかも、歩留まりが高いことから、商業的に競争力のある量産工程であることを確認することができた。 Therefore, Example 1 and Example 2 according to the present invention have a good flatness of zinc flakes manufactured according to these methods and a high yield, so that they are commercially competitive mass production processes. I was able to confirm that there was.
本発明において、図6は、本発明に係る実施例1及び実施例2の方法に従い製造された亜鉛フレークの歩留まりの経時変化を示すグラフであり、図7は、実施例1及び実施例2との比較のために、比較例1〜比較例3の方法に従い製造された亜鉛フレークの歩留まりの経時変化を示すグラフである。 In the present invention, FIG. 6 is a graph showing the change over time in the yield of zinc flakes manufactured according to the methods of Examples 1 and 2 according to the present invention, and FIG. 6 is a graph showing the change over time in the yield of zinc flakes manufactured according to the methods of Comparative Examples 1 to 3 for comparison.
さらに、図8は、本発明に係る実施例1の方法に従い製造された亜鉛フレークを走査電子顕微鏡(SEM)により撮影し、2,000倍に拡大して示す写真であり、図9は、本発明に係る実施例2の方法に従い製造された亜鉛フレークを走査電子顕微鏡(SEM)により撮影し、2,000倍に拡大して示す写真である。 Further, FIG. 8 is a photograph of the zinc flakes manufactured according to the method of Example 1 according to the present invention, taken with a scanning electron microscope (SEM) and magnified to 2,000 times, and FIG. It is the photograph which image | photographed the zinc flake manufactured according to the method of Example 2 which concerns on an invention with the scanning electron microscope (SEM), and expanded by 2,000 times.
以上で、本発明が、具体的な構成要素などの特定の事項と限定された実施の形態および図面によって説明されたが、これは本発明のより全般的な理解への一助となるために提供されたものに過ぎず、本発明がこれらの実施の形態に限定されることはなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を持つ者であれば、このような記載から様々な修正および変形を図ることができる。 The present invention has been described above with reference to specific items such as specific components and limited embodiments and drawings, which are provided to assist in a more general understanding of the present invention. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and variations can be made from such description by those skilled in the art to which the present invention belongs. Can be achieved.
Claims (3)
前記亜鉛フレークの製造装置(10)は、貯留槽(12)、循環ポンプ(14)及び複合ボールミル(20)を備え、
前記複合ボールミル(20)は、貯留槽(12)と、流入ライン(13)及び流出ライン(15)に接続されて、貯留槽(12)に流入する混合原料を循環させつつ球状の亜鉛粉末をフレーク化する工程を行うが、
前記複合ボールミル(20)は、
貯留槽(12)から供給される混合原料を収容する内部空間(31)が形成される外槽(30)と、
前記外槽(30)の内部空間(31)内に配設されて外部モーターによって駆動されるローター(50)と、
を有し、
前記内部空間(31)内には、球状の亜鉛粉末をフレーク化するために耐摩耗性に優れたボールが充填されることを特徴とする亜鉛フレークの製造装置。 In zinc flake manufacturing equipment,
The zinc flake manufacturing apparatus (10) includes a storage tank (12), a circulation pump (14), and a composite ball mill (20).
The composite ball mill (20) is connected to the storage tank (12), the inflow line (13), and the outflow line (15), and circulates the mixed raw material flowing into the storage tank (12) while circulating the spherical zinc powder. The process of flaking is performed,
The composite ball mill (20)
An outer tank (30) in which an internal space (31) for containing the mixed raw material supplied from the storage tank (12) is formed;
A rotor (50) disposed in the internal space (31) of the outer tub (30) and driven by an external motor;
Have
An apparatus for producing zinc flakes, characterized in that the interior space (31) is filled with balls having excellent wear resistance in order to flake spherical zinc powder.
前記内槽(40)は、前記外槽(30)の内径よりも小さな外径を有し、前記内部空間(31)内に配設される前記ローター(50)の外径よりも大きな内径を有するように形成される多数の円形ディスク(41)からなるが、前記円形ディスク(41)は、前記流入ライン(13)と平行に所定の間隔をあけて配置されて前記外槽(30)に取設される支持杆(60)によって支持されることにより、多重に積み重ねられた多層構造を有し、前記円形ディスク(41)の間には周方向にスペーサー(62)が介装されて、前記内槽(40)内に流入してフレーク化工程が行われる混合原料が前記流出ライン(15)に排出されることを特徴とする請求項1に記載の亜鉛フレークの製造装置。 The composite ball mill (20) further includes an inner tank (40) in which filled balls are stored.
The inner tank (40) has an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer tank (30) and an inner diameter larger than the outer diameter of the rotor (50) disposed in the inner space (31). The circular disc (41) is formed to have a plurality of circular discs (41), and the circular disc (41) is arranged in parallel with the inflow line (13) at a predetermined interval in the outer tub (30). By being supported by the support rod (60) to be installed, it has a multi-layered multi-layer structure, and spacers (62) are interposed between the circular disks (41) in the circumferential direction, 2. The apparatus for producing zinc flakes according to claim 1, wherein a mixed raw material that flows into the inner tank (40) and is subjected to a flaking process is discharged to the outflow line (15). 3.
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