JP5406446B2 - 粉砕処理システム及び粉砕処理方法 - Google Patents

Description

本発明はメディア攪拌型湿式粉砕機を用いた粉砕処理システムに関し、特に、遠心式のセパレータを備えるメディア攪拌型湿式粉砕機において、メディアの初期充填や排出を迅速かつ確実に行うことができる装置を備えた粉砕処理システムに関する。また、この場合の粉砕処理方法に関する。

メディア攪拌型湿式粉砕機は、インク、塗料、セラミック、金属、無機物、有機物、磁性体、顔料、医薬品等の分野において、粉砕処理や分散処理に広く用いられている。処理後の粒子径としては１μｍ以下を要求されることが多く、最近では、１００ｎｍ以下を要求されることも少なくない。

処理後の粒子径を小さくするためには、メディア攪拌型湿式粉砕機で使用するメディアの直径を小さくする必要がある。処理物の粒子径を１μｍ以下とするためには、メディア径を０．２ｍｍ以下とすることが必要とされ、０．１ｍｍ未満のメディアも使用されている。

メディアの直径を小さくすることに伴って、メディア攪拌型湿式粉砕機の中で処理物とメディアとを分離するセパレータも変化することとなった。すなわち、従来用いられていたギャップタイプやスクリーンタイプ等の篩式のセパレータに代わって、遠心式のセパレータが用いられるようになった。例えば、特許文献１には、遠心式のセパレータを用いたメディア攪拌型湿式粉砕機の一例が記載されている。

図７及び図８に示すように、特許文献１に記載されたメディア攪拌型湿式粉砕機２０は、処理物の供給口２１を備えた円筒状の粉砕容器２２内に、攪拌部材２４及びセパレータ２５を備えている。攪拌部材２４は、ロータ型であり中空の駆動軸２３と一体に回転する。セパレータ２５は、駆動軸２３と共に回転する遠心式のセパレータであり、駆動軸２３の中空部が排出口２６を形成している。

駆動軸２３を駆動した運転状態において（駆動装置は図示せず）、供給口２１から粉砕容器２２内に供給された処理物は、メディア２８と共に攪拌部材２４によって攪拌され、粉砕処理を受けながら排出口２６に向かって流動する。このとき、メディア２８はセパレータ２５による遠心力を受けるので駆動軸２３の中空部に入ることができず、粒子径の小さい処理物のみが排出口２６に向かって流れることになる。

このようなメディア攪拌型湿式粉砕機は、通常、図６に示す粉砕処理システムを構成して用いられる。すなわち、粉砕処理システム１５は、メディア攪拌型湿式粉砕機２０、処理物のホールディングタンク４０、循環ポンプ３０及びこれらを接続する循環ライン５０を備えている。

ホールディングタンク４０に投入された処理物は、循環ポンプ３０によってメディア攪拌型湿式粉砕機２０に供給され、ここで粉砕処理を受けた後、再びホールディングタンク４０に戻るようになっている。したがって、処理物はメディア攪拌型湿式粉砕機２０により繰り返し粉砕処理を受けることになる。この結果、系内の処理物全体について粉砕処理が進行し、次第に粒子の微細化が進行することになる。

メディア２８は、粉砕処理運転の開始前に、例えば供給口２１から粉砕容器２２の中に乾燥した状態で初期充填される。メディア攪拌型湿式粉砕機のセパレータが篩式である場合には、この方法で何らの問題もなかった。しかしながら、遠心式のセパレータを用いる場合には、溶媒又は処理物スラリーをメディア攪拌型湿式粉砕機２０へ供給する初期段階において、充填したメディア２８の一部が処理物と共に流出する問題が発生している。

すなわち、メディア攪拌型湿式粉砕機２０の粉砕容器２２内にメディア２８を充填する際に、メディア２８が駆動軸２３の周囲にまで入ってしまうのである。そして、一旦セパレータ２５の内部まで乾燥状態で入り込んだメディア２８は、セパレータ２５を回転しても、簡単には外側に脱出できない状態となってしまうのである。

このため、粉砕処理運転の初期段階において、メディア２８が処理物と共に排出口２６から流出することになり、粉砕処理後の製品にメディア２８が混入することになる。メディアの流出は、使用するメディアの直径が小さいほど激しく、０．１ｍｍ未満の場合に特に顕著である。また、図７及び図８に示されるメディア攪拌型湿式粉砕機２０は竪型であるが、これを横型とした場合には一層激しくなる。

その他、メディア攪拌型湿式粉砕機に関しては、解決すべき問題が幾つか残されている。例えば、粉砕処理運転が終了した後におけるメディアの回収は、粉砕容器の下部にバルブ付のノズルを設け、このノズルから排出することが多く行われている。しかし、メディアの排出流量をコントロールすることは困難であり、瞬時にメディアが放散して、メディアを床に散乱させてしまうことが多い。

また、竪型のメディア攪拌型湿式粉砕機は、上述のようにメディアの流出が少ない点で横型よりも優れているが、運転前後における清掃、点検又は整備を行うときの作業性については横型に比べて非常に劣るという問題がある。また、メディア攪拌型湿式粉砕機は、粉砕容器及び内部部品の摩耗が著しいために、高価な耐摩耗性の材質を使用したり、頻繁に部品の交換をしたりすることとなり、設備費用又は運転費用が高価になってしまうという問題がある。
特開２００６−２４７５５７号公報

そこで、本発明の目的とするところは、遠心式のセパレータを備えたメディア攪拌型湿式粉砕機を使用する粉砕処理システムにおいて、メディアの流出を起こさない粉砕処理システムを提供することである。また、運転後のメディアの排出、粉砕容器内部の清掃、点検又は整備を円滑に行うことができる作業性に優れた粉砕処理システムを提供することである。そして、技術的にも経済的にも総合的に優れた粉砕処理システムを提供することである。また、この粉砕処理システムを有効に活用する粉砕処理方法及び作業方法を提供することである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究の結果、メディア攪拌型湿式粉砕機を運転状態として処理物の供給と同様の方法で、均一スラリー状態のメディアを供給すると、粉砕容器内にメディアが確実に充填されると共に、メディアの流出を起こさないことを発見した。また、メディアの回収は、通常の粉砕処理における処理物の流れとは逆の方向に回収液を流通させる方法が好ましいことを発見した。さらに、これらに関して多くの知見を積み重ねると共に、メディア攪拌型湿式粉砕機の改善を積み重ねることにより本発明に到達した。

本発明の請求項１に係る粉砕処理システムは、遠心式のセパレータを備えたメディア攪拌型湿式粉砕機、処理物のホールディングタンク、循環ポンプ及びこれらを接続する循環ラインを備えた粉砕処理システムであって、前記メディア攪拌型湿式粉砕機にメディアを均一スラリー状態で初期充填するために、攪拌機を有するメディアタンク、メディアポンプ及びこれらを接続するメディアラインからなるメディア投入装置を備えている手段を採用している。

また、本発明の請求項２に係る粉砕処理システムは、請求項１に記載の粉砕処理システムにおいて、前記循環ポンプが、前記メディアポンプを兼用している手段を採用している。

また、本発明の請求項３に係る粉砕処理システムは、請求項１又は２に記載の粉砕処理システムにおいて、前記メディア攪拌型湿式粉砕機が、処理物の供給口を備えた円筒状の粉砕容器内に、中空の駆動軸に固定されたロータ型の攪拌部材及び遠心式のセパレータが設けられ、前記駆動軸の中空部が排出口を形成するものである手段を採用している。

また、本発明の請求項４に係る粉砕処理システムは、請求項３に記載の粉砕処理システムにおいて、前記メディア攪拌型湿式粉砕機が、前記粉砕容器を傾斜するための傾動装置を備えている手段を採用している。また、本発明の請求項５に係る粉砕処理システムは、請求項３又は４に記載の粉砕処理システムにおいて、前記粉砕容器、前記攪拌部材又は前記セパレータの材質が、硬質樹脂である手段を採用している。

また、本発明の請求項６に係る粉砕処理方法は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉砕処理システムを用いた粉砕処理方法であって、前記メディア攪拌型湿式粉砕機を運転状態として、前記初期充填を行うためのメディア投入運転を行い、その後に処理物の粉砕処理運転を行う手段を採用している。また、本発明の請求項７に係る粉砕処理方法は、請求項６に記載の粉砕処理方法における前記メディア投入運転において、前記メディア攪拌型湿式粉砕機から排出される分離液を前記ホールディングタンクに回収する手段を採用している。

本発明の粉砕処理システムは、上記の構成手段により製品中にメディアが混入することのない粉砕処理を行うことができる。また、メディアの初期充填作業、粉砕処理運転、及びメディアの回収、粉砕容器内部の清掃、点検、整備等の作業を円滑に行うことができる。そして、技術的にも経済的にも優れ、生産性の高い粉砕処理システムとすることができる。

メディアの初期充填に関する本発明の具体的な実施の形態について、図１及び図２を用いて２つの例を説明する。図１に示す本発明の粉砕処理システム１０は、遠心式のセパレータを備えたメディア攪拌型湿式粉砕機２０、処理物のホールディングタンク４０、循環ポンプ３０及びこれらを接続する循環ライン５０を備えている。

遠心式のセパレータを備えたメディア攪拌型湿式粉砕機２０は、図７及び図８に例示したものであるが、これに限定されるものではない。すなわち、セパレータが遠心力を発生させて処理物とメディアとを分離する方式であれば、如何なる型式形状であっても良い。また、例示したメディア攪拌型湿式粉砕機２０は、粉砕容器２２が垂直な軸芯を備えた竪型であるが、水平な軸芯を備えた横型であっても良い。

処理物のホールディングタンク４０は、処理物を均一なスラリーに保持するために、撹拌機４１を備えていることが好ましい。また、必要な温度に保持するために、冷却装置等を備えていることが好ましい。

循環ポンプ３０は、処理物の物性や流量等に応じて、適宜型式等を選択することができる。多くの場合正確な流量の設定が必要となるので、ダイヤフラムポンプやチューブポンプ等の定量ポンプが好ましいが、遠心ポンプ等も流量計と共に用いることができる。循環ライン５０は、ホールディングタンク４０と循環ポンプ３０との間にバルブ５１を、メディア攪拌型湿式粉砕機２０と循環ポンプ３０との間に逆止弁５２を備えている。

本発明の粉砕処理システムは、メディア攪拌型湿式粉砕機にメディアを均一スラリー状態で初期充填するメディア投入装置を備えている。ここで「均一スラリー状態」とは、メディアが充分に拡散して沈降を起こさない状態であると共に、ガスを含まない状態を言う。また「初期充填」とは、メディア２８が充填されていない粉砕容器２２内に、粉砕処理に必要な量のメディア２８を充填することを言う。図１に示す粉砕処理システム１０では、メディアタンク７０、メディアポンプ６０及びこれらを接続するメディアライン８０がメディア投入装置を構成している。

メディアタンク７０は、投入するメディアを均一スラリー状態として準備するタンクであり、適当なスラリー濃度に調製すると共に、攪拌機７１で攪拌して均一スラリー状態とする。メディアタンク７０の容量は、メディアの初期充填が１回のバッチで完了する容量であることが好ましい。メディアポンプ６０は、循環ポンプ３０と同様に、適宜型式等を選択することができるが、循環ポンプ３０と同程度の流量範囲を備えることが好ましい。メディアライン８０は、メディアタンク７０とメディアポンプ６０との間にバルブ８１を備えている。

なお、メディアポンプ６０は、循環ポンプ３０に兼用させることができ、これによってシステムを簡略化することができる。図２は、循環ポンプ３０がメディアポンプ６０を兼用する粉砕処理システム１１を示している。

本発明の粉砕処理方法は、上述した粉砕処理システムを用いるものであって、メディア攪拌型湿式粉砕機２０を運転状態としてメディアの初期充填を行うメディア投入運転を行い、その後に処理物の粉砕処理運転を行うことを特徴としている。ここで「運転状態」とは、粉砕容器２２内がスラリー又は液によりガス抜きされた状態であり、駆動軸２３が駆動され、セパレータ２５が充分に機能する回転数にある状態にあることを言う。

粉砕処理を行うために、ホールディングタンク４０において処理物スラリーを調製すると共に、メディアタンク７０でメディアをスラリー化し、適当な濃度に調製する。メディアとしては、直径が０．２ｍｍ以下の微細な粒子を使用することができるが、本発明は特に流出を起こし易い０．１ｍｍ未満の場合にも有効である。

メディアの材質は適宜選定されるが、ジルコニア等のセラミックを使用することもできる。メディアスラリーの濃度は、メディアライン８０等での閉塞を防止するために、７０体積％以下のスラリー濃度とすることが好ましい。より好ましくは４０体積％以下である。なお、メディアを均一スラリー状態にする理由は、ポンプにより圧入するためであり、処理物の供給と同様の方法で粉砕容器２２内に供給するためである。

メディアをスラリー化するための液体としては、処理物スラリーを構成する液体（例えば、水、溶媒等）と同じ物を使用することが好ましい。或いは、ホールディングタンク４０で調製した処理物スラリーを用いてメディアのスラリー化を行うこともできる。そして、メディア攪拌型湿式粉砕機２０、循環ポンプ３０、メディアポンプ６０、循環ライン５０及びメディアライン８０の内部に、メディアのスラリー化に用いた液体又は処理物スラリーを導入し、ガス抜きを行う。

メディア投入運転は次のように行う。上記のガス抜きが完了していることを確認して、循環ライン５０のバルブ５１を閉とし、循環ポンプ３０は停止状態で、メディア攪拌型湿式粉砕機２０を駆動して運転状態とする。駆動軸２３の回転数は、粉砕処理運転で用いる回転数の条件範囲内とすることが好ましい。
一方、メディアライン８０のバルブ８１を開とし、メディアポンプ６０を駆動する。これにより、メディアタンク７０で調製されたメディアスラリーが、メディア攪拌型湿式粉砕機２０に導入される。スラリーの流量は、粉砕処理運転における処理物供給流量の条件範囲内とすることが好ましい。

このとき、メディア攪拌型湿式粉砕機２０は運転状態であり、セパレータ２５の遠心力が働いているので、メディアはメディア攪拌型湿式粉砕機２０から流出することができず、粉砕容器２２内に充填される。
セパレータの遠心力は、粉砕処理運転において有効に働くように設計されているので、メディア投入運転も、粉砕処理運転と同等の定常な状態で行われ、粉砕容器２２の内部に異常な流れや乱れを生じないことが重要となる。特に、ガスの混入はセパレータ２５の分離効率を低下させるので好ましくない。

メディア攪拌型湿式粉砕機２０でメディア２８が除去された分離液は、系外に排出することができる。（系外排出ラインは図示せず。）しかし、図１に示すように、ホールディングタンク４０に回収することも可能である。分離液をホールディングタンク４０に回収することにより、メディア投入運転から粉砕処理運転への移行が簡単となるので、通常はこの方法が好ましい。ただし、この場合、ホールディングタンク４０において、処理物のスラリー濃度が希釈されるので、所定の濃度範囲となるように注意する必要がある。

メディア投入運転によりメディアの初期充填が完了したら、循環ライン５０のバルブ５１を開にすると共に循環ポンプ３０を起動し、同時に、メディアポンプ６０を停止すると共にメディアライン８０のバルブ８１を閉として、粉砕処理運転に移行する。粉砕処理運転では、所定の循環流量で所定時間の運転を継続することになる。

上記の運転方法を採用することにより、投入されたメディア２８は、全てメディア攪拌型湿式粉砕機２０の粉砕容器２２に充填されることになる。この結果、粉砕処理の運転中及び終了後においても、ホールディングタンク４０は、メディアの存在しない状態に保たれることになる。したがって、粉砕処理後の製品にメディアが混入することは起こり得ない。

また、逆止弁５２を備えることにより、粉砕処理運転の終了時などにおいて、処理物及びメディアがメディア攪拌型湿式粉砕機２０から循環ライン５０に逆流することを防止している。

なお、図２に示した粉砕処理システム１１では、循環ポンプ３０がメディアポンプ６０を兼用しているので、メディア投入運転から粉砕処理運転への移行は、バルブ５１及びバルブ８１の切り替えのみであり、簡単に行うことができる。また、図２において、循環ライン５０とメディアライン８０との接続点のバルブ５１側にメディアスラリー逆流防止のための逆止弁を追加しても良い。

本発明で使用するメディア攪拌型湿式粉砕機２０は、図７及び図８に示すように、処理物の供給口２１を備えた円筒状の粉砕容器２２内に、中空の駆動軸２３に固定されたロータ型の攪拌部材２４及び遠心式のセパレータ２５が設けられている。そして、駆動軸２３の中空部が排出口２６を形成している。

前述のように、粉砕容器２２は竪型であっても横型であっても良い。横型の方がメディアの初期流出が著しいが、本発明の粉砕システムを採用することによりどちらも解決することができるからである。また、粉砕処理能力は、どちらであっても大差ないからである。そして、粉砕容器２２の形状は、円筒状の形状であり、高い粉砕効率を得るために、その軸方向の長さＬと直径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ）が１以下であることが好ましい。

攪拌部材２４はロータ型であり、複数の開口を備えたロータの回転によって、処理物及びメディアが遠心力を受けて開口から外側に流動するので、ロータの周囲に循環流が発生する。すなわち、処理物及びメディアは、攪拌部材２４の回転による周方向の流れと、循環流による半径方向の流れとを同時に発生して、好ましい流動状態となる。

セパレータ２５は、攪拌部材２４の内側に位置し、中空の駆動軸２３に固定されて回転する遠心式のセパレータである。円筒状に配列された複数の羽根はその両側（図７では上下）が閉塞され、その内側が駆動軸２３の中空部に連通している。したがって、供給口２１から粉砕容器２２内に供給された処理物は、セパレータ２５の羽根の間を通過して、駆動軸２３の中空部から排出される。

処理物がセパレータ２５を通過するとき、処理物及びメディア２８はセパレータ２５による遠心力を受けるので、セパレータ２５の外側に向かう力を受ける。処理物は粒子径が小さいので、受ける力が小さく、セパレータ２５を通過することができる。しかし、メディア２８は、受ける力が大きく、セパレータ２５を通過することができず、粉砕容器２２内に留まることになる。

本発明の粉砕処理方法は、メディア攪拌型湿式粉砕機２０の駆動軸２３を回転した運転状態において、メディア投入運転及び粉砕処理運転を行うものである。したがって、セパレータ２５が常に働いた状態で行われるので、メディア２８がメディア攪拌型湿式粉砕機２０から流出して、製品中に混入することはないのである。

粉砕処理運転を中断することがある場合には、粉砕容器２２を竪型とすることが好ましい。粉砕容器２２が竪型の場合には、セパレータ２５を高い位置に位置させることができるので、停止中にメディア２８がセパレータ２５の内部に入らないようにすることができる。これに対して、粉砕容器２２が横型の場合には、セパレータ２５の高さが粉砕容器２２の中央に限定されるので、停止中にメディア２８がセパレータ２５の内部に入ることを防ぐのが困難である。

粉砕容器２２が竪型である場合には、運転前後における清掃、点検又は整備を行うときの作業性が、横型に比べて劣るという問題がある。このため、粉砕容器２２等を傾動するための傾動装置を設けることが好ましい。図９に示すメディア攪拌型湿式粉砕機２０は、粉砕容器２２及び電動機２７等を傾動装置２９によって９０度傾動することができる。

すなわち、粉砕容器２２が竪型となる図９（Ａ）の状態で、メディア投入運転、粉砕処理運転、メディア回収等を行うことができる。また、粉砕容器２２が横型となる図９（Ｂ）の状態で、粉砕容器２２の内部における清掃、点検又は整備等を行うことができる。傾動装置２９としては、自動化して釦操作で傾動するようにしても良いが、小型である場合には、手動としてハンドル操作で傾動することが好ましい。

粉砕処理運転において、粉砕容器２２の内部は、処理物と共にメディアが激しく攪拌されるので内部部品の著しい摩耗が発生する。このため、粉砕容器２２、攪拌部材２４及びセパレータ２５等については、ジルコニア等の高価な耐摩耗性の材質を使用したり、頻繁に部品の交換を行ったりしている。このため、設備費用又は運転費用が高価になっている。

粉砕処理システムに関する研究を積み重ねる過程で、この問題はメディア径に大きく関係し、メディア径が０．２ｍｍ以下である場合には、上記の材質として硬質樹脂が優れていることを発見した。すなわち、硬質樹脂の使用は、メディア径が０．３ｍｍ以上である場合には、ジルコニア等と同等又はそれ以上に摩耗が進行する。しかし、メディア径が０．２ｍｍ以下である場合には、ジルコニア等に比較して格段に摩耗が減少するのである。

硬質樹脂としては、機械的強度、耐摩耗性、耐薬品性等に優れると共に安価であることが好ましい。例えば、ポリアミド系樹脂であるナイロン樹脂は、必要な性質を備えると共に安価であるので優れている。また、その他のポリアミド系の樹脂やポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックも使用することができる。

次に、メディアの回収に関する本発明の具体的な実施の形態について、図３〜図５を用いて説明する。図３に示す本発明の粉砕処理システム１２は、遠心式のセパレータを備えたメディア攪拌型湿式粉砕機２０、処理物のホールディングタンク４０、循環ポンプ３０及びこれらを接続する循環ライン５０を備えている。これらに関しては、先に説明した通りである。

本発明で使用するメディア攪拌型湿式粉砕機２０は、図７及び図８に示すように、処理物の供給口２１を備えた円筒状の粉砕容器２２内に、中空の駆動軸２３に固定されたロータ型の攪拌部材２４及び遠心式のセパレータが設けられ、駆動軸２３の中空部が排出口２６を形成している。また、先に説明したように、粉砕容器２２は、竪型であっても横型であっても良い。

そして、本発明の粉砕処理システム１２は、排出口２６から粉砕容器２２内に回収液を導入して充填されたメディア２８を回収するメディア回収装置を備えている。すなわち、図３において、回収液タンク７５、メディア回収タンク７６及びこれらを接続する回収ライン８５がメディア回収装置を構成している。

回収液タンク７５は、メディア攪拌型湿式粉砕機２０よりも若干高い位置に設けられている。回収液としては、適宜水や溶媒等が用いられる。また、メディア回収タンク７６は、必要に応じて攪拌機７７を設けても良い。回収ライン８５にはバルブ８６、８７を備え、循環ライン５０にはバルブ５１、５３、５４を備えている。

粉砕処理運転では、回収ライン８５に設けられたバルブ８６、８７を閉とし、循環ライン５０に設けられたバルブ５１、５３、５４を開とすることにより、処理物がホールディングタンク４０及びメディア攪拌型湿式粉砕機２０を循環して粉砕処理が行われる。

粉砕処理の終了後、粉砕容器２２からメディア２８を回収するときは、メディア攪拌型湿式粉砕機２０を運転状態として、循環ライン５０に設けられたバルブ５１、５３、５４を閉とし、回収ライン８５に設けられたバルブ８６、８７を開とする。回収液タンク７５の回収液は、液ヘッドによってメディア攪拌型湿式粉砕機２０の排出口２６から粉砕容器２２内に導入され、供給口２１からメディア回収タンク７６に排出される。

メディア攪拌型湿式粉砕機２０は運転状態に保持されているので、粉砕容器２２内は攪拌部材２４によって激しく攪拌されている。したがって、粉砕容器２２に充填されているメディア２８は、回収液と共にスラリー状態となって供給口２１から排出され、メディア回収タンク７６に回収されることになる。

このとき、回収液の流入量をバルブ８６により調整すると、メディアスラリーの排出量が適度に調整され、メディアが急激に排出されて床に散乱するようなことを防ぐことができる。したがって、メディアの回収作業を円滑に進めることができる。また、同時に、ある程度粉砕容器２２内の洗浄を行うこともできる。メディア回収タンク７６に回収されたメディアは、必要に応じて攪拌機７７を用いて洗浄することもできる。

図３示す粉砕処理システム１２では、回収液をメディア攪拌型湿式粉砕機２０に導入するのに液ヘッドを用いたが、例えば水道水のように、回収液が加圧状態で得られるときは、回収液タンク７５を省略することができる。或いは、回収液タンク７５からポンプを用いて導入することもできる。

図４に示す本発明の粉砕処理システム１３は、循環ポンプ３０を用いてメディア攪拌型湿式粉砕機２０に回収液を導入するものである。回収液タンク７５からメディア攪拌型湿式粉砕機２０の排出口２６に至る回収ライン８５は、循環ポンプ３０を介して連通されている。

粉砕処理運転では、回収ライン８５に設けられたバルブ８６、８７、８８を閉とし、循環ライン５０に設けられたバルブ５１、５３、５４を開とすることにより、処理物がホールディングタンク４０、循環ポンプ３０及びメディア攪拌型湿式粉砕機２０を循環して粉砕処理が行われる。

粉砕処理の終了後、粉砕容器２２からメディア２８を回収するときは、メディア攪拌型湿式粉砕機２０を運転状態として、循環ライン５０に設けられたバルブ５１、５３、５４を閉とし、回収ライン８５に設けられたバルブ８６、８７、８８を開とする。回収液タンク７５の回収液は、循環ポンプ３０によってメディア攪拌型湿式粉砕機２０の排出口２６から粉砕容器２２内に導入され、供給口２１からメディア回収タンク７６に排出される。

メディア攪拌型湿式粉砕機２０は運転状態に保持されているので、粉砕容器２２内は攪拌部材２４によって激しく攪拌されている。したがって、粉砕容器２２に充填されているメディア２８は、回収液と共にスラリー状態となって供給口２１から排出され、メディア回収タンク７６に回収されることになる。

図５に示す本発明の粉砕処理システム１４は、図２に示すメディア投入装置と図４に示すメディア回収装置を備え、かつ、メディアタンク７０がメディア回収タンク７６を兼用するシステムである。メディア投入運転は、循環ライン５０のバルブ５１を閉、バルブ５３、５４を開とし、メディアライン８０のバルブ８１を開とし、回収ライン８５のバルブ８６、８７、８８を閉とした状態で行われ、メディアタンク７０から循環ポンプ３０を用いて運転状態のメディア攪拌型湿式粉砕機２０にメディアを充填することができる。

粉砕処理運転は、循環ライン５０のバルブ５１、５３、５４を開とし、メディアラインのバルブ８１を閉とし、回収ライン８５のバルブ８６、８７、８８を閉とした状態で行われ、処理物がホールディングタンク４０、循環ポンプ３０及びメディア攪拌型湿式粉砕機２０を循環して粉砕処理が行われる。

メディア回収運転は、循環ライン５０のバルブ５１、５３、５４を閉とし、メディアライン８０のバルブ８１を閉とし、回収ライン８５のバルブ８６、８７、８８を開とした状態で行われる。回収液タンク７５の回収液は、循環ポンプ３０によってメディア攪拌型湿式粉砕機２０の排出口２６から粉砕容器２２内に導入され、供給口２１からメディアタンク７０に排出される。

メディア攪拌型湿式粉砕機２０は運転状態に保持されているので、粉砕容器２２内は攪拌部材２４によって激しく攪拌されている。したがって、粉砕容器２２に充填されているメディア２８は、回収液と共にスラリー状態となって供給口２１から排出され、メディアタンク７０に回収されることになる。

以上のように、本発明の粉砕処理システムは、メディアの投入運転、粉砕処理運転及びメディア回収運転、並びに清掃、点検、整備等の作業を円滑に行うことができる総合的なシステムである。そして、建設費用及び運転費用が安価であり、生産性の高い設備とすることができる。

（実施例）
図５に示す粉砕処理システムを用いて、本発明の確認試験を行った。
処理物として、酸化チタンの水スラリーを用いた。酸化チタンの平均粒子径は１μｍ以下であり、スラリー濃度は１０ｗｔ％とした。メディア攪拌型湿式粉砕機としては、図７〜図９に示す粉砕機であり、攪拌部材の直径は６０ｍｍであった。メディアは、ジルコニア製で直径０．０３ｍｍのものを１３４ｇ用いた。

上述の通り、メディア投入運転に続いて粉砕処理運転を行い、メディア攪拌型湿式粉砕機からの分離液をメッシュに通し、メディアの有無をマイクロスコープで観察した。その結果、メディアの流出は無く、問題なく実用化できることが確認された。また、メディア回収運転も的確に行うことができた。

本発明は、粉砕はもとより、混合、攪拌、分散等にも適用される。本発明における処理物として、無機薬品、たとえば石灰石、酸化チタン、酸化マグネシウム、雲母、炭酸カルシウム、磁性酸化鉄、またセラミックス質、インク類、ペイント類、電子写真用トナー、カラーフィルター用着色層、ジェットプリンター用インキ、熱転写インキ等に用いる着色材料や顕色剤等、金属、無機物、有機物、磁性体、顔料、医薬品等の分野において、広く用いることができる。

本発明の実施にあたって、粉砕機の回転数、流量、スラリー濃度、温度管理、メディア径、メディア材質、メディア充填量等の運転条件を処理物の性状や粉砕機の性能により最適化を図ることは当事者の設計事項である。

本発明のメディア投入装置を備える粉砕処理システムの具体例を示す概略説明図である。 本発明のメディア投入装置を備える粉砕処理システムの他の例を示す概略説明図である。 本発明のメディア回収装置を備える粉砕処理システムの具体例を示す概略説明図である。 本発明のメディア回収装置を備える粉砕処理システムの他の例を示す概略説明図である。 本発明のメディア投入装置及びメディア回収装置を備える粉砕処理システムの具体例を示す概略説明図である。 従来の粉砕処理システムを示す概略説明図である。 メディア攪拌型湿式粉砕機の一例を示す概略縦断面図である。 図７に示すメディア攪拌型湿式粉砕機の概略横断面図である。 傾動装置を備えるメディア攪拌型湿式粉砕機を示す概略図である。

符号の説明

１０、１１、１２、１３、１４、１５ 粉砕処理システム
２０ メディア攪拌型湿式粉砕機
２１ 供給口
２２ 粉砕容器
２３ 駆動軸
２４ 攪拌部材
２５ セパレータ
２６ 排出口
２７ 電動機
２８ メディア
２９ 傾動装置
３０ 循環ポンプ
４０ ホールディングタンク
４１、７１、７７ 攪拌機
５０ 循環ライン
５１、５３、５４、８１、８６、８７、８８ バルブ
５２ 逆止弁
６０ メディアポンプ
７０ メディアタンク
７５ 回収液タンク
７６ メディア回収タンク
８０ メディアライン
８５ 回収ライン

Claims (7)

1. 遠心式のセパレータを備えたメディア攪拌型湿式粉砕機、処理物のホールディングタンク、循環ポンプ及びこれらを接続する循環ラインを備えた粉砕処理システムであって、
   前記メディア攪拌型湿式粉砕機にメディアを均一スラリー状態で初期充填するために、攪拌機を有するメディアタンク、メディアポンプ及びこれらを接続するメディアラインからなるメディア投入装置を備えていることを特徴とする粉砕処理システム。
2. 前記循環ポンプが、前記メディアポンプを兼用していることを特徴とする請求項１に記載の粉砕処理システム。
3. 前記メディア攪拌型湿式粉砕機が、処理物の供給口を備えた円筒状の粉砕容器内に、中空の駆動軸に固定されたロータ型の攪拌部材及び遠心式のセパレータが設けられ、前記駆動軸の中空部が排出口を形成するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉砕処理システム。
4. 前記メディア攪拌型湿式粉砕機が、前記粉砕容器を傾斜するための傾動装置を備えていることを特徴とする請求項３に記載の粉砕処理システム。
5. 前記粉砕容器、前記攪拌部材又は前記セパレータの材質が、硬質樹脂であることを特徴とする請求項３又は４に記載の粉砕処理システム。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の粉砕処理システムを用いた粉砕処理方法であって、前記メディア攪拌型湿式粉砕機を運転状態として、前記初期充填を行うためのメディア投入運転を行い、その後に処理物の粉砕処理運転を行うことを特徴とする粉砕処理方法。
7. 前記メディア投入運転において、前記メディア攪拌型湿式粉砕機から排出される分離液を前記ホールディングタンクに回収することを特徴とする請求項６に記載の粉砕処理方法。

Images