JPH05184960A

JPH05184960A - 超微粉砕装置

Info

Publication number: JPH05184960A
Application number: JP35859091A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kunigami; ▲ひろし▼ 国上
Original assignee: Shinko Kagaku Kogyosho KK
Current assignee: Shinko Kagaku Kogyosho KK
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-27

Abstract

(57)【要約】【目的】被粉砕体の衝突による粉砕部の発熱を押さえ
うる超微粉砕装置を提供する。【構成】回転軸線が同一線上に位置し、各別に相反す
る方向に回転する回転軸４，６にそれぞれ設けられた上
側回転盤５と下側回転盤７の各回転面を平行に対向させ
て成る本体１を設ける。前記両回転面には同心円状に複
数の溝条９・・・，１０・・・をそれらの中心近傍から
外周にわたって設ける。上側の溝条９・・・により形成
された凹部と凸部を、下側の溝条１０・・・の同凸部と
凹部に間隙を置いて対向させる。本体１中心に設けた分
散室１１に投入した被粉砕体ｂは、両回転盤５，７の回
転による遠心力で前記間隙を通過し本体１外周に向かっ
て移動する。該移動の際、被粉砕体ｂは前記溝条９・・
・，１０・・・の各溝面に衝突して粉体化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種原料となる微粉状
樹脂や農薬、医薬、化粧品、顔料、塗料及びトナー等の
微粉状原料等のミクロン単位の粉体を製造するのに好適
な超微粉砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の微粉砕装置は、(1) ハンマーミ
ル、エンペラーブレイカー等の打撃によるもの、(2) ロ
ーラーミル、タワーミル等の摩砕と圧縮によるもの、
(3) ジョークラッシャー、ジョイレトリークラッシャー
等の圧縮によるもの、(4) ボールミル、ロッドミル等の
打撃と摩砕によるもの、(5) ジェットミルやジェットア
トマイザー等の衝撃力と剪断力によるものなどが広く知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の(1) 〜(4)
の微粉砕装置は、摩砕、圧縮、打撃による粉砕を行うた
めの各粉砕部が、被粉砕体との間で生ずる運動エネルギ
ーにより発熱するという特性がある。特に、被粉砕体の
粒径が小さくなるにつれ前記発熱作用が顕著に現れる。
そこで、各種製造業、加工業等において微粉砕装置を選
定する際は、被粉砕体材料がもつ機械的性質、所要動
力、経費等の諸観点のほか、同被粉砕体材料がもつ熱的
特性を考慮しなければならない。つまり、スチレンアク
リル樹脂等の熱可塑性をもつ樹脂材料は、被粉砕体どう
しが溶着したり、該被粉砕体が粉砕部に前記熱で融着
し、また農薬、医薬、化粧品、顔料、塗料及びトナー等
の被粉砕体材料では同じく前記熱により化学的性質の変
化が起こり易いから、前記(1) 〜(4) の方式の粉砕装置
は使用しにくい。特に、粒径を小さくして良質の前記粉
体を製造することは、該小径化での前記発熱が顕著にな
るので一層難しいという問題点がある。

【０００４】前記(5) におけるジェットミルやジェット
アトマイザーでは、被粉砕体が乗った空気等の流体が、
それぞれの装置に設けられた粉砕部から背圧を受けて該
粉砕部を迂回するような流れが発生し易く、効率よく被
粉砕体を粉砕部に衝突させることが難しい。特に、この
迂回現象は流体に混じった被粉砕体の粒径が小さくなる
ほど顕著に現れ、流体速度を大きくすることによって強
い粉砕作用を発揮させて初期の目的どおりの粒径を得よ
うとしても、該粉砕効果は流体の速度に比例して増加し
ない。つまり、前記被粉砕体の粒径を小さくしようとす
ると前記迂回現象のため、粒径の小ささに対応して指数
的に消費エネルギーを増加しなければならないという問
題点がある。

【０００５】本発明は以上の課題を解消することを課題
とし、また該課題を解決した超微粉砕装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、例えば、回転軸線が同一線上に位置し、各
別に回転制御される回転軸４，６にそれぞれ設けられた
一対の回転盤５，７の平行に対向させた各回転面それぞ
れに、前記各回転面中心近傍から外周にわたって同心円
状に複数の断面三角形の溝条９・・・，１０・・・を配
置し、一方の回転面の溝条９・・・により形成された凹
部及び凸部が、他方の回転面の溝条１０・・・により形
成された凸部及び凹部に所定間隔をおいて対向するとと
もに、回転盤５，７中心部に位置する前記両回転面間に
被粉砕体ｂを投入するように分散室１１を設けた。前記
溝条９・・・，１０・・・にあっては、回転盤５，７の
中心に近い位置にある溝条９ａ・・・，１０ａ・・・群
の溝面傾斜を緩くし、順次中央位置にある溝条９ｂ・・
・，１０ｂ・・・群、外周に近い位置にある溝条９ｃ・
・・，１０ｃ・・・群の順で前記溝面傾斜を強くしてあ
る。

【０００７】また、前記上側の回転盤５の回転軸４には
その中心線に沿って投入孔８を設け、被粉砕体ｂととも
に流体たる空気を、両回転盤５，７中心部に位置する前
記両回転面間に設けた前記分散室１１に流入させ、外周
方向に強制的に流通させるように構成した。

【０００８】

【作用】投入孔８に投入された被粉砕体ｂは、ブロワー
で送り込まれた空気とともに分散室１１にて平均して分
散し、かつ下側の回転面７に乗って回転しつつその回転
による遠心力で本体１の外周に向かって移動し始める。
前記被粉砕体ｂは前記遠心力により前記分散室１１側の
溝条９ａ，１０ａ間の間隙に入り、下側の溝条１０ａの
溝面から断面凸部を越えて上側の溝条９ａの溝面に衝突
し、続いて本体１外周寄りの下側の溝条１０ａの溝面に
衝突する。また、回転盤５，７が相反する方向に回転す
るので、被粉砕体ｂは交互に該回転を受けて中心部から
外周部に直線に近い経路で移行して前記各溝面に直角に
近い角度で衝突することになるので該各溝面から強い粉
砕作用を受ける。このようにして各溝条９ａ・・・，１
０ａ，・・・群の各溝面に交互に衝突しつつ、本体１の
外周に向かって移行する被粉砕粒ｂは、徐々に粒径を小
さくしながら、前記溝条９ａ・・・，１０ａ・・・群か
ら溝条９ｂ・・・，１０ｂ・・・群及び溝条９ｃ・・
・，１０ｃ・・・群を経てミクロン単位の粒径をもつ製
品たる粉体ａとなって本体１外周から流出する。そし
て、前記被粉砕粒ｂは、前記外周に近づくほど速い回転
による遠心力で強い粉砕作用を受けることになり確実に
粉粒化しうる。さらに、溝条９・・・，１０・・・は本
体１外周に近いものほど円周が長く溝面の面積が大きく
なるから、所定重量の被粉砕体ｂにおける溝面単位面積
当たりの衝突頻度は、中心に近い溝条９ａ・・・，１０
ａ・・・群、溝条９ｂ・・・，１０ｂ・・・群の溝面に
比べて低減する。従って、前記外周に近い溝条９ｃ・・
・，１０ｃ・・・群の溝面に粒径が小さくなった被粉砕
体ｂが衝突しても該溝面は高温になりにくい。

【０００９】回転盤中心部たる分散室１１から全外周方
向に流体たる空気を強制的に流すように構成したので、
被粉砕体ｂの移動が円滑であり、かつ冷却作用があるの
で、前記溝面の高温化を防ぐことができる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の好適な実施例を添付図面の図
１乃至図３に基づいて詳細に説明する。ここで、図１は
補集用ケーシングを縦断した状態の正面図、図２は補集
用ケーシングを横断し、かつ本体の上側回転盤の一部を
切欠した状態の平面図、図３は本体の拡大部分縦断面図
である。

【００１１】図１及び図２に示すように、超微粉砕装置
は、本体１と、本体１の外周、底部及び上部の一部を覆
うように成した補集用ケーシング２とから構成される。
前記補集用ケーシング２には粉体ａを排出する排出口３
が設けられている。

【００１２】図１乃至図３に示すように、前記本体１
は、下向きの回転面を有し上部中心に回転軸４を有する
上側の回転盤５と、上向きの回転面を有し底部中心に回
転軸６を有する下側の回転盤７とを、前記両回転面が平
行になるよう、かつ前記回転軸４，６の回転軸線が同一
軸線上に位置するように構成する。また、前記回転軸
４，６は、相反する方向に高速回転させるように図示し
ない回転機構にそれぞれ各別に連繋してある。さらに、
前記上側回転盤５の回転軸４にはその中心線上に、被粉
砕粒ｂを投入するための投入孔８が設けてある。前記回
転面それぞれには、徐々に径を大きくするようにした、
前記回転軸４，６の回転軸線を中心とする複数の同心円
に沿うような断面三角形の溝条９・・・，１０・・・
を、該各回転面の各中心近傍から外周まで徐々に径を大
きくして配置する。さらに、前記溝条９・・・，１０・
・・にあっては、上側の回転面の前記溝条９・・・によ
って形成された、中心から外周に向かって連続する凹部
及び凸部と、下側の回転面の前記溝条１０・・・による
同じく凸部及び凹部が、それぞれ所定間隔をもつ間隙を
おいて対向しうるように形成してあり、この間隙を被粉
砕体ｂが通過しうる。また、図２及び図３に示すよう
に、前記溝条９・・・，１０・・・にあっては、回転盤
５，７の中心に近い位置にある溝条９ａ・・・，１０ａ
・・・群の溝面傾斜を緩くし、順次中央位置にある溝条
９ｂ・・・，１０ｂ・・・群、外周に近い位置にある溝
条９ｃ・・・，１０ｃ・・・群の順で前記溝面傾斜を強
くしてある。この溝面傾斜によって決まる溝面間角度は
小さくなるほど、溝面に衝突する被粉砕体ｂに強い衝撃
を与えてより大きな粉砕力を発生しうる。そして、具体
的には、前記９ａ・・・，１０ａ・・・群は隣接する溝
面間角度が１５０度、前記溝条９ｂ・・・，１０ｂ・・
・群は同じく９０度、前記溝条９ｃ・・・，１０ｃ・・
・群は同じく３０度に設定してある（図３参照）。な
お、前記溝面間角度は１０〜１７０度の範囲であれば前
記粉砕作用上好ましく、より好ましくは３０〜１５０度
の範囲である。

【００１３】図３に示すように、回転盤５，７の各中心
部に位置する前記両回転面間には分散室１１が設けら
れ、該分散室１１に対応位置する下側の回転面７が、前
記投入孔８に投入された被粉砕体ｂを平均して分散しう
るように、本体１の全外周に向かって緩く下降するよう
に傾斜した山形状に形成されている。また、前記投入孔
８には、流体たる空気を強制的に送り込むことができる
ように図示しないブロワーが接続してある。従って、投
入孔８に投入された被粉砕体ｂは流体とともに、この分
散室１１から両溝条９・・・，１０・・・間の間隙を通
って外周方向に平均して分散しつつ強制的に流れる。

【００１４】次に前記のように構成した超微粉砕装置の
作用及び効果を説明する。先ず、投入孔８に投入された
被粉砕体ｂは、ブロワーで送り込まれた空気とともに分
散室１１にて平均して分散し、かつ下側の回転面７に乗
って回転しつつその回転による遠心力で本体１の外周に
向かって移動し始める。前記被粉砕体ｂは前記遠心力に
より前記分散室１１側の溝条９ａ，１０ａ間の間隙に入
り、下側の溝条１０ａの溝面から凸部を越えて上側の溝
条９ａの溝面に衝突し、続いて本体１外周寄りの下側の
溝条１０ａの溝面に衝突する。前記被粉砕体ｂは、回転
盤５，７が相反する方向に回転するので、交互に該回転
を受けて中心部から外周部に直線に近い経路で移行す
る。よって前記被粉砕体ｂは、前記各溝面に直角に近い
角度で衝突することになるので該各溝面から強い粉砕作
用を受ける。このようにして各溝条９ａ・・・，１０
ａ，・・・群の各溝面に交互に衝突しながら、本体１の
外周に向かって移行する被粉砕粒ｂは、徐々に粒径を小
さくしながら、前記溝条９ａ・・・，１０ａ・・・群か
ら溝条９ｂ・・・，１０ｂ・・・群及び溝条９ｃ・・
・，１０ｃ・・・群を経てミクロン単位の粒径をもつ製
品たる粉体ａとなって本体１全外周から前記補集用ケー
シング２内に入る。その後は排出口３から所定の容器等
（図示せず）に収集される。

【００１５】このように前記超微粉砕装置にあっては、
前記被粉砕粒ｂが、前記外周に近づくほど速い回転によ
る遠心力で強い粉砕作用を受けることになり、確実に粉
粒化しうる。さらに、溝条９・・・，１０・・・は本体
１外周に近いものほど円周が長く溝面の面積が大きくな
るから、所定重量の被粉砕体ｂにおける溝面単位面積当
たりの衝突頻度は、中心に近い溝条９ａ・・・，１０ａ
・・・群より溝条９ｂ・・・，１０ｂ・・・群が、また
溝条９ｂ・・・，１０ｂ・・・群より溝条９ｃ・・・，
１０ｃ・・・群が各々低減することになる。従って、前
記外周に近い溝条９ｃ・・・，１０ｃ・・・群の溝面に
粒径が小さくなった被粉砕体ｂが衝突しても該溝面は高
温になりにくく、熱で化学的性質が変化し易い材料によ
る粉体の製造が可能である。また、被粉砕体ｂが均等に
分散されることによって各粒子が同条件で均等に粉砕さ
れやすいので、粒度分布のシャープな粉体の製造が可能
である。

【００１６】回転盤中心部たる分散室１１から全外周方
向に流体たる空気を強制的に流すように構成したので、
被粉砕体ｂの移動が円滑であり、かつ冷却作用があるの
で、前記溝面の高温化を防ぐことができる。

【００１７】本発明は前記各実施例に限定されるもので
はなく、例えば、溝条９・・・，１０・・・は、前記実
施例とは異なり、本体１の中心近傍から外周まで全て同
一の溝面間角度をもつような断面形状のものにしてもよ
い。また、溝条の縦断面形状は、上側と下側の溝条９・
・・，１０・・・によって形成される凹凸が間隙をもっ
て対向するのであれば、前記実施例のごとく上側と下側
を同形の三角形にせず、図４乃至図７に示す変形例１乃
至４のように変形したものを採用してもよい。さらに、
前記実施例では回転盤５，７を水平面上で回転するよう
に構成しているが、垂直面あるいは傾斜面上で回転する
ように構成してもよい。加えて、本体１中心から外周側
に流体を強制的に流すような構成は特に設けなくてもよ
いとともに、補集用ケーシング２の排出口３は複数設け
てもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明は、被粉砕体が遠心
力によって確実に本体中心から外周に向かって移動しつ
つ粉体化しうるとともに、溝条は本体外周に近いものほ
ど長く溝面の面積が大きくなるから、被粉砕体の溝面に
衝突する単位面積あたりの頻度が低減し発熱しにくく、
熱で化学的性質が変化し易い微粉状原料の製造が可能で
ある。また、被粉砕体が本体の中心近傍から四方に分散
しながら移動し、各粒子が均等に粉砕されやすいので、
粒度分布のシャープな粉体の製造が可能であるという効
果を奏する。

【００１９】また、本体中心から外周方向に流体を強制
的に流すように構成することによって、被粉砕体の移動
を円滑に行ない、かつ冷却作用を発揮しうるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】補集用ケーシングを縦断した状態の正面図であ
る。

【図２】補集用ケーシングを横断し、かつ本体の上側回
転盤の一部を切欠した状態の平面図である。

【図３】実施例における本体の部分縦断面図である。

【図４】変形例１の溝条の拡大縦断部分正面図である。

【図５】変形例２の溝条の拡大縦断部分正面図である。

【図６】変形例３の溝条の拡大縦断部分正面図である。

【図７】変形例４の溝条の拡大縦断部分正面図である。

【符号の説明】

ａ粉体ｂ被粉砕体１本体２補集用ケーシング４，６回転軸５，７回転盤８投入孔９，９ａ，９ｂ，９ｃ，１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ
溝条

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸線が同一線上に位置し、各別に回
転制御される回転軸にそれぞれ設けられた一対の回転盤
の平行に対向させた各回転面それぞれに、該各回転面中
心近傍から外周にわたって複数の溝条を配置し、一方の
回転面の溝条により形成された凹部及び凸部が、これら
と対向する他方の回転面の同じく凸部及び凹部に所定間
隔をおいて対向するとともに、回転盤中心部に位置する
前記両回転面間に被粉砕体を投入しうるように構成した
超微粉砕装置。
【請求項２】両回転面間を回転盤中心部から外周方向
に流体を強制的に流すように構成した前記請求項１項記
載の超微粉砕装置。