JPH01168361A - 微小粉砕方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は微小粉砕、特にプラスチック、弾性材料及び食
品の微小粉砕に関するものである。

（従来の技術） 例えばゴム及びプラスチックなど比較的軟らかで又は弾
性のある材料の細分を示すのに使われる微小粉砕、微粉
化、又は寸法縮小のすべての用語は長年にわたり大きい
関心及び探究の主題であった。特に、ゴム及びプラスチ
ック産業は、再使用のため材料を再循環するのにくず材
又は不合格材を微小粉砕することに関心があった。しか
し、再循環材料を有効に使うために、再循環材料は、再
使用のための純粋材料と混ぜるために８０メツシユより
細かい粒子寸法まで粉砕せねばならない。

有効、経済的、で価格が正当な微小粉砕装置は、米国の
各州及び連邦政府が、くずゴム及びプラスチック材料を
捨てる事を益々困難にするから、ゴム及びプラスチック
産業にとって価値がある。現在、８０メツシユより細か
い粒子寸法の粉末ゴム又はプラスチックを作る経済的方
法は無いため、大量のぐず及び不合格材料が、現在の環
境法律によって再循環又は処分のため備蓄されている。

（発明が解決しようとする課題〉 今までに、色々の型の粉砕（微粉化、寸法減少、又は細
分）ミルを使って微小粉砕の問題を解決するためのいく
つかの試みがなされており、これらミルは液体窒素など
の液体寒剤をミルの前方又は内側に組入れている。

例えば通常のハンマミルは、ミルの内側及びミルの前方
予備冷却器の中の両方に液体窒素を使っている。しかし
、これら装置が使われている今まで１０年間に、ハンマ
ミルは強いゴム及びプラスチックを経済的に粉砕するこ
とは出来ない事が見出されており、その理由は必要な液
体窒素の量が多過ぎるからである。

摩擦ミルも又ミルの内部及び前方、予備冷却器の中の両
方に液体窒素を使うよう修正されている。

このミルも又約１０年間使われ、且つ摩擦ミルは強いゴ
ム及びプラスチックを経済的には、ミルの内側の板の摩
耗が多過ぎるために粉砕が出来ないことが知られている
。

最后に、空気払拭衝撃ミル（流体分級ミル）は、粉砕さ
れる材料を予備冷却するのに窒素を使っている。微小粉
砕材料は得られたけれども、方法の経済性は、必要な液
体窒素の量が多過ぎるので有望ではなかった。

通常弾性のある、又は軟らかい材料の粉砕を行なうため
、粉砕ミルと組合わせて液体窒素を使った色、々の型の
提案による技術が多くある。米国特許第２６０９１５０
号、第２７３５６２４号、第２９１９８６２号、第３６
１４（）０１号、第３７７１７２９号、第４２７３２９
４号は粉砕製品を得るため、粉砕ミルを予備冷却、及び
又は冷却するのに液体寒剤（液体窒素）を使うことを示
している。

米国特許第３７７１７２９号は、粉砕のための材料を調
整するのに特に有効な予備冷却装置を示している。

通常室温でその性質が軟らかく、粘い、プラスチック又
は弾性のある材料を粉砕するためのその他の技術は、米
国特許第４４１９５１号、第６３７４６５号、第２４６
７３１８号、第３３１４８０２号、第２３４７４６４号
、第２４３５５０３号、第２５８３’６９７号、第３６
４７１４９号、第３６５８２５９号、第２６６５８５０
号、第３７３４４１２号、第２８３６３６８号、第２８
９３２１６号、第２９７４８８３号、第３３１９８９５
号に示されている。

本発明の目的は上記した問題点を効果的に解決した微小
粉砕方法及び装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、粉砕される材料を予備冷却するための液体寒
剤装置と組合わせな流体分級衝撃粉砕ミルを使って、粉
砕時に材料を且つミルを冷却するため、ミルの内側に液
体寒剤を使って、及びミル用の分級流体又は払拭流体と
して使うなめ蒸発した液体寒剤を再循環して、プラスチ
ック及び弾性材料を微小粉砕（例えば４０メツシュ粒子
寸法以下）するための方法及び装置を要旨とする。

第１図を参照すれば、本発明による粉砕装置は全体とし
て符号１０で示され°Ｃいる。装置１０は中心装置とし
て、流体分級衝撃ミル１２を有し、このミルはニューシ
ャーシー州、　０７９’ＩＯ、サミットのホンカフ１ミ
クロン、インターナショナル社のミクロプール部でＡＣ
）ｌミクロ、パルベライザーとして売られているような
装置である。

材料は移動シュート１４により粉砕のためミル１２に運
ばれ、シュートは空気止め１６に結合され、空気止めは
順に冷却コンベア１８に結合される。冷却コンベア１８
は、米国特許第３７７１７２９号に示され、且つ、本出
願人が商品名「クリオ、グラインド（Ｃｒｙｏ−Ｇｒｉ
ｎｄ）　Ｊとして売っているものが好ましい。冷却コン
ベア１８は供給ホッパ２２と、その上米国特許箱３７７
１７２９号に示すようなコンベアに液体寒剤を入れるた
めの管２４を持っている。コンベア１８は粉砕される材
料をその脆化温度まで予備冷却するための装置を得るど
んな型でもよい。冷却コンベア１８は可搬台車又はテー
ブル２６上に便利に置くことが出来、且つ降下装置２３
を有する。ミル１２の下流側、適当なパイプ３０を経て
ミル１２に、例えばサイクロン分離器などの分離器３２
が結合される。

サイクロン分離器３２はその排出開口の所に空気止め３
４が置かれ、装置を周辺大気に開くことなく製品を受器
又はドラム３６内に排出することが出来る。

再循環ブロア３８は、適当な流体密結合とパイプ４０と
を経て、製品３７を分離したあとでミル１２を出る蒸発
した寒剤を受ける。再循環ブロア３８は、圧力逃し弁４
４を有する骨組立体４２により、分離された蒸発した寒
剤をミル１２に戻すよう運ぶ。

適当な管４６が液体寒剤をミル１２に、あとで詳しく述
べるように運ぶ。

本発明による方法は、第１図の装置で実施する時、粉砕
される材料をホッパ２２と空気止めとにより冷却コンベ
ア１８に導入することにより行なわれる。材料が冷却コ
ンベア１８を経て運ばれる時、材料はこれを脆化温度ま
で冷却するため管２４を経て冷却コンベアに導入される
液体窒素により予備冷却される。冷却コンベア１８で冷
却されたあとの材料は、適当な空気止め１６と移動シュ
ート１４とを経て、流体分級衝撃ミル１２に運ばれる。

技術上よく知られるように、ミル１２は与えられた細か
さの製品を得るよう調節することが出来る。本発明の場
合、ミルは開始材料を８０メツシュスクリーン（米国規
格）を通る寸法に粉砕するよう設定される。

蒸発した寒剤内に捕捉された微小粉砕材料は、矢印４８
で示す方向にミル１２を出て、分級器、即ちサイクロン
３２に入り、２２で矢印５０で示す粒子は蒸発した寒剤
から分離され、製品ドラム３６内に製品３７として集め
られる。サイクロン３２を出る蒸発した寒剤は管４０に
よりブロア３８の入口即ち吸入側に運ばれ、それにより
寒剤は、あとで詳しく述べるよう分級流体として使われ
るよう流体分級ミル１２に再循環される。それゆえ本発
明により処理された材料は、極めて効果的に細かく粉砕
することが出来る。本方法は、蒸発した寒剤が分級流体
として使われるよう再循環されるけれども、より重要な
事は、入来する製品とミルとの冷却の助力として低温の
蒸発寒剤が使われるために、経済的である。

（作用） 本発明による方法は次の工程条件で効果的に作動するこ
とが出来る。

表　　１ 装】ンυ［封　工程変数　　　作動限界冷却コンベア　
温　　度　−１７，７℃−−１９５，５℃（０”Ｆ−−
３２０’Ｆ） 冷却コンベア　速　　度　ｏ−１ｏｏボルト流体分級ミ
ル　温　　度　　２１．１℃−−１９５，５℃（＋　７
０゛Ｆ−−３２０’Ｆ　＞ 流体分級ミル　分級速度　０−５０００回／分ブロアー
速　度　１００−３５００回／分最も普通の材料は上記
設定の助変数を使って寸法に粉砕することが出来る。実
験により、もし工程が上記限界のかなり外側で作動する
ならば、所要の粒子寸法は経済的に作ることが出来ない
ことを示している。

ぐず又は再生タイヤ踏面は本発明の方法を使って好結果
に粉砕され、この材料は再成型のため純粋材料内に組入
れられた。

第２図は、本発明により修正された上記ＡＣＨミクロ、
パルベライザなど流体分級粉砕ミルを示している。ミル
１２は入口管６４を有する入口室６０を有し、管は順に
適当な継手（図示なし）により第１図の移動シュート１
４に結合される。室６０は中心ロータ６５を支持する装
置を有し、ロータは順に複数個のハンマ６８を支持する
ピンロータ６６に結合される。室６０はその上にハウジ
ング７０を装架され、ハウジングは順に第２ハウジング
７２を支持し、第２ハウジングは第１図に示すようパイ
プ３０に結合された出口管７４を有する。ハウジング７
０．７２の中に分離器軸とベアリングハウジング７５と
が置かれ、軸は順に回転分級器７６を支持する。ハウジ
ング７０の中に、且つ回転分級器７６の一部を取巻いて
、囲いバッフルリング７８が置かれる。粉砕される材料
は、技術上よく知られるように、ミル１２内に供給ホッ
パとシュート１４とを経て導入される。このミルは、基
本的に、通常の流体分級衝撃粉砕ミルである。通常の作
業では、粉砕される材料はミルに入り、ハンマ６８と接
触する。分級流体（例えば窒素）は矢印８０で示すよう
入口管６４を経てミルに入り、矢印の方向に粒子を駆動
するようミルを通して流れる。粉砕された材料は、分級
器の回転速度により分級器７６を通して進み、選ばれた
粒子は図示の矢印のように窒素と共に取除かれる。本発
明によりスプレィヘッダ即ちマユフォルト８２が囲いバ
ッフルリング７８の内側に置かれる。スプレィヘッダ８
２は液体寒剤、例えば液体窒素を中空矢印８４で示す方
向に導くようにされている。スプレィヘッダ８２は順に
適当な継手を経て液体寒剤源（図示なし）に結合される
。スプレィへラダ８２は、ミルと、冷却度と、必要な液
体寒剤消費量との如何によって、囲いバッフルリングの
頂部に、仮想線で示すようその底部に、又はその中間の
どこかに置くことが出来る。スプレィヘッダ８２が囲い
バッフルリング７８の底部に置かれた時に、液体寒剤の
最も経済的使用が生じた事を試験が示している。ミル内
に投入された液体寒剤はミルを冷却するだけでなく、製
品をこれが粉砕される時に冷却する。

寒剤が粉砕される粒子と接触する時、寒剤は暖まり、蒸
発し、蒸気は矢印８５で示す製品の部分を形成し、製品
はミル１２を出て、分離のためサイクロン３２に向けて
導かれ、前述のようにミルに再循環する。

第３図は囲いバッフル７８、ハウジング７０、その上ス
プレィヘッダ８２を示している。スプレィへラダ８２は
第４図に示すように、基本的には、液体寒剤を粉砕され
る製品に向けて導くための複数個のオリフィス又は孔９
０を収容する円型チューブである。スプレィへラダ８２
は適当なマユフォルト９４を持つよう構成され、それゆ
え入口管９６に入る液体寒剤は減小することなくオリフ
ィス９０に進む。

（発明の効果） 本発明による方法及び装置を使えば、使われた液体寒剤
（例えば液体窒素）の全量の１０−２０％が予備冷却器
内で使われ、残りはミル内への直接投入に使われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法及び装置の図解側面図、第２
図は本発明により修正された流体分級ミルの一部断面化
した前方側面図、第３図は第２図の線３−３における断
面図、第４図は本発明によるマユフォルトの底面図であ
る。 １０・・・粉砕装置、１２・・・ミル、１４・・・シュ
ート、１６・・・空気止め、１８・・・コンベア、２２
・・・ホッパ、２３・・・降下装置、２４・・・管、２
６・・・テーブル、３０・・・パイプ、３２・・・分離
器、３４・・・空気止め、３６・・・ドラム、３７・・
・製品、３８・・・ブロア、４０・・・パイプ、４２・
・・骨組立体、４４・・・弁、４６・・・管、４８．５
０・・・矢印、６０・・・室、６４・・・管、６５．６
６・・・ロータ、６８・・・ハンマ、７０．７２・・・
ハウジング、７４・・・管、７５・・・ハウジング、７
６・・・分級器、７８・・・リング、８０・・・矢印、
８２・・・ヘッダ、８４．８５・・・矢印、８６・・・
継手、９０・・・オリフィス、９４・・・マユフォルト
、９６・・・管。 特許出願人　　エアー、プロダクツ、アンド、ケミカル
ス、インコー ボレーテッド ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　Ｊ ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）流体分級衝撃ミルを使って微小粉砕する方法にお
   いて、 粉砕される材料をその脆化温度より下の温度まで予備冷
   却する工程と、 前記予備冷却された材料を前記ミル内に投入し、一方同
   時に液体寒剤を前記ミル内に投入する工程と、 前記ミル内で粉砕された材料と、蒸発した寒剤とを回収
   する工程と、 前記蒸発した寒剤を前記粉砕した材料から分離し、前記
   蒸発した寒剤を前記ミル内に分級媒体として再循環する
   工程と、からなる微小粉砕方法。 （２）請求項第１項の微小粉砕方法において、前記液体
   寒剤は窒素である微小粉砕方法。（３）請求項第１項の
   微小粉砕方法において、前記予備冷却は液体寒剤を使っ
   て行なわれる微小粉砕方法。 （４）請求項第１項の微小粉砕方法において、前記粉砕
   された材料は製品として回収される微小粉砕方法。 （５）請求項第１項の微小粉砕方法において、前記粉砕
   された材料は４０メッシュスクリーンを通る粒子寸法を
   持っている微小粉砕方法。 （６）ゴム及びプラスチック材料を微小粉砕する閉鎖装
   置において、 前記材料を流体分級粉砕ミル内に収集及び輸送し且つ前
   記材料をその脆化温度より下の温度まで予備冷却する装
   置と、 前記収集、輸送装置に関し流体密で結合され且つ粉砕時
   に液体寒剤を前記材料上に投入する装置を有する流体分
   級粉砕ミルと、 前記ミル内で粉砕された前記材料と、蒸発した前記寒剤
   とを分離装置に導く除去装置と、前記粉砕された材料を
   前記蒸発した寒剤から分離するための分離装置と、 前記蒸発した寒剤を前記分離装置から前記ミルに輸送す
   る再循環装置と、 前記粉砕された材料を製品として回収する収集装置と、
   を有する微小粉砕装置。 （７）請求項第６項の微小粉砕装置において、前記収集
   、輸送装置は間に空気止め通路を持つ供給ホッパと冷却
   コンベアとを有する微小粉砕装置。 （８）請求項第６項の微小粉砕装置において、前記空気
   止め通路は前記収集、輸送装置と前記流体分級粉砕装置
   との間に置かれている微小粉砕装置。 （９）請求項第６項の微小粉砕装置において、前記分離
   装置はサイクロン型分離器を有する微小粉砕装置。 （１０）請求項第６項の微小粉砕装置において、前記再
   循環装置はブロアを有し、その吸入側は前記サイクロン
   を経て前記ミルに結合され、その出口は前記流体分級ミ
   ルに結合されている微小粉砕装置。 （１１）通常ガスである流体が粉砕される粒子をミル内
   に、及び粉砕された粒子を前記ミルから外に運ぶのに使
   われる型の流体分級型粉砕ミルにおいて、 粉砕時に前記粒子及び前記ミルを冷却するため、液体寒
   剤を前記粒子内に投入する装置を有することを特徴とす
   る粉砕ミル。 （１２）請求項第１１項の粉砕ミルにおいて、前記装置
   は、前記ミル内で、積極的に粉砕装置の上方に置かれた
   スプレイヘッダを有し、前記積極的粉砕装置は前記寒剤
   を前記積極的粉砕装置に向けて導く装置を持っている粉
   砕ミル。