JP2541079B2 - エヤ―スエプト型超微粉粉砕分級装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は特に超微粉の製品を高能
率で得られる粉砕分級装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】被砕物を粉砕して所望の粒度の微粉と
し、各種工業製品の原料などに提供する工程は、種々の
分野で広く用いられるところである。この粉砕に使用す
る粉砕機もまた、種々の型式がありそれぞれの特徴を具
えているが、最近の一つの傾向として超微粉の要請が極
めて増加していることが挙げられる。粉体が従来の粒度
の限界を超えて超微粉、すなわち１μｍ前後またはさら
にサブミクロンのオーダーに達すると、従来の同成分の
粉体には全く認められなかった特別の性質が付加されて
いることが次々と発見され、いわゆる機能材料、または
新素材として化学、薬学、食品、医療，精密、電子など
のハイテク各分野において注目を浴びるようになってき
た。したがってこの超微粉の要請に応えることが現在の
粉砕技術の上に課せられた大きな命題の一つであると言
うことができる。

【０００３】現在のところ、約１μｍ以下のオーダーま
で被砕物を微粉化できるミルとしては、密閉容器中へ被
砕物と粉砕媒体などをそれぞれ所定量装入して共に回転
させる回分式ボールミルで長時間かけて粉砕するか、円
筒状のミルポット内へ被砕物と粉砕媒体を封じ込めミル
ポットを激しく振動して粉砕する回分式振動ミルによる
のが最も理想に近い超微粉が得られると評価されてい
る。

【０００４】一方、最近では優れた分級作用を具えた分
級機が提供されるようになったので、これと従来の連続
式の粉砕機とを組み合わせた連続式粉砕分級装置も開発
され各所で稼動している。たとえば水平円盤を回転し、
その上でロールを回動自在に軸支して両者の間へ連続的
に供給される被砕物を挟み込んで粉砕し、下方から空気
を噴き上げて上方にある分級機で超微粉だけを回収する
型式の連続式竪型ロールミル、または竪型の円筒体上方
から連続的に被砕物を供給し、円筒体の下半部において
筒芯へ向け複数のジェット気流を噴射して被砕物同士の
擦過衝突によって粉砕し、上方への気流に乗せて上部の
分級機で超微粉だけを回収する連続ジェットミルなどが
典型的な例である。また、超微粉を最も高能率で得られ
る粉砕機として特に注目を集めているのは、乾式連続遊
星ボールミルであり、回転する主軸によって公転しつつ
自己の回転軸を中心として自転する複数のミルポットを
主軸の周囲に均等に配設し、該ミルポット内へ連続的に
被砕物を供給し空気の流れに乗せてミル外で回収する構
成を採っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】回分式のボールミルや
振動ミルは確かに超微粉が得られる数少ないミルである
が、その構成上、被砕物と粉砕媒体を所定量だけ容器内
へ密封し長時間運転した後個々に取り出すという、極め
て生産性の低い作業を余儀なく強いられる課題がある。
このため必要とする超微粉の量が多くなると、装置を大
型化しなければ対応できず、経済的な負担と稼動時の時
間的、労務的な負担は無視し難い要素である。また、構
成の本質上、長時間密閉容器内で絶えず機械的な衝撃を
繰り返すため、微粉化が進み超微粉のレベルに近づくほ
ど粒子同士の凝集力が大きくなり、微細化に逆行する傾
向があり、非生産性に拍車をかける結果をもたらすこと
が多い。

【０００６】一方、分級機を伴った連続式のミルは被砕
物を連続的に供給し、連続的な運転により連続的に超微
粉が得られるから生産性は遥かに高く、自動運転によっ
て大量の微粉を得る構成も採れる。しかし一般的にエヤ
ースエプト型は端末のブロアの吸引力による空気の流れ
に乗って被砕物が移動していく構成上の特徴があるか
ら、連続式のジェットミルでも連続式の遊星ボールミル
でも粉砕室内に留まることの許容される時間には一定の
限度があり、単体の粉砕機の粉砕能力が如何に高いから
と言っても１μｍ程度の超微粉に到達するのはかなり困
難である。またこのエヤースエプト型粉砕機に繋がる分
級機も、個有の機械的能力の限界があり、能力一杯に運
転してもここへ供給される粉体、すなわちフィードの粒
径が大きい場合には本来の分級能力が十分発揮ができ
ず、分級後、得られる微粉の平均粒径が大きく分級点も
大きくなるという課題が残る。

【０００７】本発明は以上に述べた課題を解決するため
に、粉砕の生産性が高いエヤースエプト型の連続式粉砕
分級装置でありながら、従来技術の回分式のミルに劣ら
ない粒度の超微粉が得られる粉砕分級装置の提供を目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエヤースエ
プト型超微粉粉砕分級装置は主軸の回転を受けて公転し
つつそれぞれが自己の回転軸を中心として自転するミル
ポツトを主軸の周囲に均等に配設したエヤースエプト型
遊星ボールミル１１を粉砕主体とし、該エヤースエプト
型遊星ボールミル１１の入口側にフィーダ１２を、また
出口側に粉体回収装置１３および該粉体回収装置１３の
上部と連結するブロア２を取り付け、前記粉体回収装置
の下部からフィーダ１２へ連結する回路１６を通じて被
砕物が粉砕されつつ循環するエヤースエプト主回路１を
形成し、エヤースエプト型遊星ボールミル１１の出口側
と粉体回収装置１３の間において開閉自在に分岐してロ
ータ式分級機３２および超微粉回収装置３３を介して前
記ブロア２へ開閉自在に連通するエヤースエプト副回路
３を具えたことによって前記の課題を解決した。

【０００９】

【作用】粉砕機については、エヤースエプト遊星ボール
ミルを粉砕主体としている。たとえば、通常の転動式ボ
ールミルは粉砕媒体と被砕物とが１本の転動する円筒内
でカスケード運動を起し、その重力落下による圧潰と摩
滅によって粉砕作用が進行するのに対し、乾式連続遊星
ボールミルの場合には高速の公転、自転による遠心力と
コリオリス力とが相乗的に働いて粉砕速度を昂進させる
ことが特徴である。特に高速回転による粉砕力は抜群で
あり、幾つかあるエヤースエプト型の粉砕機の中でも特
に優れている。しかし既に述べたようにエヤースエプト
型遊星ボールミルのワンパス（単一粉砕）だけで一挙に
所望の超微粉、特に最近のようにサブミクロンオーダー
の粉体を効率良く製品化することは困難である。本発明
の特徴はエヤースエプト型遊星ボールミルの出口側から
排出された微粉が直ちに製品として回収されるのではな
く、粉体回収装置を通って再びフィーダへ戻り、新たに
加えられる被砕物とともに、または被砕物を加えること
なく連続してエヤースエプト型遊星ボールミル内で二度
目、さらに三度目の粉砕を繰り返し受けて、所望の超微
粉の粒度がサブミクロン単位の厳しい仕様であってもこ
れに到達するまで連続するのである。ほぼ、所望の平均
粒度に達した後、微粉化した被砕物を分岐点からエヤー
スエプト副回路へ切り替えてこの回路に介在するロータ
型分級機へ誘導すると、既に十分平均粒度が下がってい
る粉体を受け入れた分級機は分級能力が増強され、分離
後の粉体は従来より遥かに分級点の下がった超微粉とし
て回収される。図２は以上に述べた作用を示したフロー
図である。

【００１０】エヤースエプト型遊星ボールミルによって
繰り返し粉砕を受ける被砕物は、気流に乗ってエヤース
エプト主回路内を循環し続けるので、回分式に比べると
一種の放熱、冷却作用を受ける機会に恵まれて粉体自体
の昇温が阻止され、粉砕中の品質の変化や相互の凝集が
妨げられるという好適な粉砕条件が提供される利点も伴
う。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の実施例を示す回路図である。
エヤースエプト主回路１は被砕物Ｍのフィーダ１５、フ
ィーダ１５からの被砕物Ｍと一緒に混合して、または単
独で、少なくとも一度は粉砕作用を受けた粉体Ｓを受け
入れるフィーダ１２、該フィーダ１２から供給された材
料を高能率で粉砕するエヤースエプト型遊星ボールミル
１１、分岐点において開閉する三方弁３１から粉体回収
装置１３へ誘導する回路１４、粉体回収装置１３とフィ
ーダ１２とを連結する回路１６によって完結する循環回
路として成立している。なお、粉体回収装置１３の最も
好ましい実施例としてはバグフィルタがよく、バグフィ
ルタ１３の上方が三方弁３４を開いてブロア２と連結
し、エヤースエプト作用を発揮する空気の吸引力を主回
路全体に及ぼしている。ブロア２からは粉体を分離回収
した後の清浄空気が排出され、バグフィルタ１３の下部
からは回収された粉体Ｓがフィーダ１２へ供給される。

【００１２】エヤースエプト副回路３は分岐点で三方弁
３１の開閉によってエヤースエプト主回路１から切り替
えられ、粉体Ｓは分級機３２へ誘導され高速で回転する
ロータの遠心力によって超微粉Ｐとこのレベルに粒度が
届かない微粉Ｆとに分離され、超微粉Ｐはそのまま超微
粉回収装置３３へ収容された後、製品として回収され
る。一方微粉Ｆは回路３５を経由して再びフィーダ１２
へ戻入されて再粉砕を受ける。超微粉回収装置もまた、
バグフィルタが最も適当であり、その上部は三方弁３４
を開いてブロア２と繋がり、清浄空気だけがブロアから
排出される。

【００１３】

【発明の効果】本発明は以上に述べたように単体のエヤ
ースエプト型の微粉粉砕機の限界を超え、１μｍ前後か
らサブミクロンのオーダーに達する超微粉を高能率で得
ることに成功した。回分式の粉砕機とは違って連続的に
運転できるから、自動化することが容易で省人化を計画
しやすく、また被砕物を長時間粉砕作用にかけても気流
に乗って移動するから急激な加熱に遭うことなく品質の
変動を恐れる懸念が少なくて済む。図１に示した実施例
の結果、得られた超微粉の粒度分布をプロットした図表
が図３である。図において横軸が粒子径（μｍ）であ
り、縦軸が累積重量割合（％）である。図中で曲線Ａが
本発明の実施例であり、曲線Ｂは従来技術の典型として
選んだエヤースエプト型遊星ボールミルによる単一粉砕
製品の粒度分布である。両者の間には歴然とした粒度分
布上の差が現われ、本発明の効果を明確に示している
が、曲線Ａで表わされる粒度分布は、従来、非能率なが
ら最も粒度の小さい超微粉が得られる回分式の振動ミル
によって得られるものとほぼ匹敵すると評価できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の回路図である。

【図２】本発明のフロー図である。

【図３】本発明の効果の一例を示す粒度分布の図表であ
る。

【符号の説明】

１ エヤースエプト主回路 ２ ブロア ３ エヤースエプト副回路 11 エヤースエプト型遊星ボールミル 12 フィーダ 13 粉体回収装置（バグフィルタ） 14 回路 15 被砕物フィーダ 16 回路 31 三方弁 32 分級機 33 超微粉回収装置（バグフィルタ） 34 三方弁 35 回路 Ｍ 被砕物 Ｓ 粉体 Ｆ 微粉 Ｐ 超微粉（製品）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被砕物の供給を受け密封空間内で機械的
   に微粉砕する微粉粉砕分級装置において、主軸の回転を
   受けて公転しつつそれぞれが自己の回転軸を中心として
   自転するミルポツトを主軸の周囲に均等に配設したエヤ
   ースエプト型遊星ボールミル１１を粉砕主体とし、該エ
   ヤースエプト型遊星ボールミル１１の入口側にフィーダ
   １２を、また出口側に粉体回収装置１３および該粉体回
   収装置１３の上部と連結するブロア２を取り付け、前記
   粉体回収装置１３の下部からフィーダ１２へ連結する回
   路１６を通じて被砕物が粉砕されつつ循環するエヤース
   エプト主回路１を形成し、エヤースエプト型遊星ボール
   ミル１１の出口側と粉体回収装置１３の間において開閉
   自在に分岐してロータ式分級機３２および超微粉回収装
   置３３を介して前記ブロア２へ開閉自在に連通するエヤ
   ースエプト副回路３を具えたことを特徴とするエヤース
   エプト型超微粉粉砕分級装置。