JPH08299834A - 衝突式気流粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速管内のジェット気流により加速された被
粉砕物のすべてを効率よく衝突部材に衝突粉砕させ、該
粉砕物を衝突部材近傍に滞留させ事なくすみやかに粉砕
室から排出せしめ、粉砕能力の向上した衝突式気流粉砕
機を提供すること。 【構成】 高速気体により被粉砕物を搬送加速するため
の加速管と、該加速管より噴出する被粉砕物を衝突力に
より粉砕するための衝突部材を加速管出口に対向して設
けた粉砕室とからなる衝突式気流粉砕機において、衝突
部材表面で粉砕された粉砕物を粉砕室から除去するため
の配管が、衝突部材表面に対向する加速管側方向に設け
られていることを特徴とする衝突式気流粉砕機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はジェット気流（高圧気
体）を用いた衝突式気流粉砕機に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジェット気流を用いた衝突式気流粉砕機
はジェット気流で被粉砕物を搬送加速して衝突部材に衝
突させ、その衝撃力により被粉砕物を粉砕するものであ
る。その詳細を図６および図７を用いて以下に説明す
る。

【０００３】圧縮気体供給ノズル２と加速管３を組み合
わせたノズル（いわゆるラバールノズル）に高圧気体を
導入することにより加速管内は超音速流となる。ここに
被粉砕物供給口１より被粉砕物６を吸引することにより
被粉砕物に大きな運動エネルギーを与える。エネルギー
を与えられた被粉砕物は粉砕室５の中に設けられた衝突
部材４に衝突することによって粉砕される。粉砕物は配
管８を通って粉砕室から除去される。粉砕物は従来、衝
突部材の後方へ送られ除去されていたため、配管は図６
または図７のように衝突部材表面の後方（図面中、左
側）に配管されていた。

【０００４】しかし、このように配管された従来の衝突
式気流粉砕機では高圧気体による空気流のうち、衝突板
を回避して粉砕物を除去するための配管に直接達するも
のも少なくない。このような空気流の存在は被粉砕物の
慣性力が小さい、すなわち被粉砕物の粒径が小さい場合
に、被粉砕物の衝突板への衝突確率を減少させ、その結
果粉砕機の粉砕能力を減少させる結果となる。

【０００５】また、衝突板で粉砕された粉砕物がすぐに
粉砕室から除去されず衝突板近傍に滞留し、順次侵入し
てくる被粉砕物の粉砕を妨げ、粉砕機の粉砕能力を減少
させるという問題もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであり、加速管内のジェット気流により
加速された被粉砕物のすべてを効率よく衝突部材に衝突
粉砕させ、該粉砕物を衝突部材近傍に滞留させる事なく
すみやかに粉砕室から排出せしめ、粉砕能力の向上した
衝突式気流粉砕機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は高速気
体により被粉砕物を搬送加速するための加速管と、該加
速管より噴出する被粉砕物を衝突力により粉砕するため
の衝突部材を加速管出口に対向して設けた粉砕室とから
なる衝突式気流粉砕機において、衝突部材表面で粉砕さ
れた粉砕物を粉砕室から除去するための配管が、衝突部
材表面に対向する加速管側方向に設けられていることを
特徴とする衝突式気流粉砕機に関する。

【０００８】本発明の衝突式気流粉砕機の構成において
は衝突部材の衝突表面が加速管を流れるジェット気流の
最下流に存在する。従来のように衝突面に対してさらに
下流側（奥側）に気流が流れて行かないので、ジェット
気流に加速され加速管から排出される被粉砕物は、それ
がたとえ粒径の小さな慣性力の弱い粒子を含んでいて
も、それらの粒子を含めすべての被粉砕物を確実に衝突
部材に衝突させることができる。そのためジェット粉砕
機の粉砕能力が向上する。

【０００９】以下、図面を用いて本発明を説明する。図
１に衝突式気流粉砕機の概略断面図を示す。

【００１０】圧縮空気供給ノズル２から高速気流が供給
される。高速気流はスロート部を通過し加速管３に供給
され、断熱膨張によって加速される。被粉砕物６は投入
口１より加速管３に供給される。投入口１は、被粉砕物
に最大の運動エネルギーを与えるようにノズル中の気流
の速度が最大となる位置が好ましい。この気流の速度が
最大となる位置は、ノズル前後の圧力比とノズルのスロ
ート部断面積に対する任意の位置でのノズル部断面積の
大きさによって決定される。

【００１１】供給口１から供給された被粉砕物はノズル
部中を加速されて加速管出口７から吐出され、粉砕室５
内に設けられた衝突板４に衝突する。出口７から衝突部
材４までの距離は、製造しようとしている粉体の目標粒
径に対して任意に変化させればよく、本発明においては
特に限定されるものではない。また衝突部材の表面は図
１および図２においては平面的な形状を示したが、図３
（４ａ）に示したように表面中央に円錐状の突起を設け
てもよく、図３（４ｂ）に示したように２段階の円錐状
構造を有していてもよい。

【００１２】粉砕室５には粉砕物を除去するための配管
８が衝突部材表面に対抗する加速管側方向に向けて設け
られる。「衝突部材表面に対抗する加速管側方向に向け
て」とは、衝突表面が加速管を流れるジェット気流の最
下流に存在し、配管の位置が衝突部材表面より加速管側
に取り付けられていることを意味する。係る構成とする
ことにより、衝突面に対してさらに下流側（図面で言う
と左側）に気流が流れることがない。図３に示した形状
の衝突部材の場合、断面Ｓが配管との構成の関係で衝突
部材表面とみなされ、本発明を適用する。管の大きさ
（直径）、取り付け位置等のその他の配管に関する条件
は加速管の処理能力、処理条件、また衝突部材の形状、
さらには配管の取り付け方向、ブロアー吸引力の大きさ
等の観点から適宜選定される。

【００１３】衝突部材表面に衝突し粉砕された粉砕物は
通常衝突表面で反射され、ジェット気流に乗って流れて
来た方向と逆の方向に動く。この粉砕物の動く方向とほ
ぼ同じ方向に粉砕物を粉砕室から除去するための配管が
設けられているため、従来のように衝突表面近傍に粉砕
物を停滞させることなく、被粉砕物の大部分は衝突部材
の表面に衝突してから配管の方へ流れる。そのためすば
やく粉砕物を粉砕室から除去でき、順次運ばれてくる被
粉砕物の粉砕を妨害することなく効率的に粉砕を行うこ
とができる。配管の方向は図１には高速気流の流れる方
向に対する角度（θ）が９０°の場合を、図２にはその
θが４５°の場合を示したが、本発明においては配管が
衝突部材表面より加速管側に有る限り、角度（θ）は０
°より大きく９０°以下の範囲内にあれば特に限定され
ない。好ましくは加速管の拡がり角度や衝突板形状によ
る破粉砕物の反射角度の観点から１０゜〜９０°であ
る。

【００１４】この配管８内には高速気流とは独立した空
気流を生ぜしめる送風機あるいは吸引機（図示せず）を
設け、衝突部材表面近傍の気流を直接的に配管に強制送
風あるいは吸引する機構を設けることが好ましい。そう
することにより粉砕物を衝突部材表面近傍に漂わせるこ
となくより素早く除去することができるので、順次送ら
れて来る被粉砕物を効率的に衝突部材表面に衝突させる
ことができる。

【００１５】上記した図１の粉砕機と分級機を組み合わ
せることにより所望の粒径を有する粉砕粒子を得ること
ができる。図４に粉砕機を使用した粉砕工程と分級機を
使用した分級工程を組み合わせた粉砕装置のフローチャ
ート図を示す。

【００１６】粉砕室からでた粉砕粒子は分級機に送られ
所望の粒径範囲内にある粒子を製品として取り出し、粗
粉砕粒子はさらに粉砕機に戻され、さらに粉砕、分級の
工程が繰り返される。

【００１７】本発明の粉砕機は粉砕能力に優れているの
で、所望の粒径に粉砕するまでの繰り返し粉砕回数を減
らすことができ、そのことはさらに粉砕物の処理能力向
上につながる。

【００１８】衝突式気流粉砕機は、少なくとも結着樹脂
および着色剤を含有する混合物を溶融混練し、冷却した
溶融混練物を機械的衝撃式粉砕機により粗粉砕（または
中粉砕）した１０μｍ〜２０００μｍ粉砕物をさらに微
粉砕する工程において使用すると有用である。以下にこ
のような場合の実験結果の一例を示す。

【００１９】

【実施例１】 被粉砕粒子の調製 ・スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート樹脂 １００重量部 （Ｔｍ：１３２℃、Ｔｇ：６０℃） ・ニグロシン系染料 ５重量部 （ニグロシンベースＥＸ；オリエント化学工業社製） ・低分子量ポリプロピレン ５重量部 （ビスコール５５０Ｐ；三洋化成工業社製） ・カーボンブラック １０重量部 （ＭＡ＃８；三菱化学工業社製）

【００２０】以上の材料をヘンシェルミキサーで混合
後、得られた混合物を連続押し出し混練機で混練した。
混練物を冷却後ハンマーミルで粗粉砕し、平均粒径２ｍ
ｍの粗粉砕粒子を得た。得られた粗粉砕粒子を機械式衝
撃粉砕機（クリプトロンＫＴＭＯ型；川崎重工業社製）
で粉砕し平均粒径１４μｍ〜２３μｍの被粉砕粒子を得
た。

【００２１】上記被粉砕粒子をさらに粉砕するに際して
ジェット粉砕機（ＩＤＳ−２型；日本ニューマチック工
業社製）を用いた。この時、粉砕室としては配管角度θ
＝１８０°を有する図６に示す形態の従来構成、および
θ＝９０°、θ＝４５°を有する図１および図２に示す
形態の本発明構成の粉砕室を用いた。配管は粉砕室の上
下に設けられており、その直径はそれぞれφ５０ｍｍで
ある。

【００２２】また、それぞれの粉砕室には図１および図
３に示す衝突板４、４ａ、４ｂを用いた。各衝突板の具
体的寸法は以下の通りである。 衝突板４：ｄ＝φ４６ｍｍ 衝突板４ａ：ｄ＝φ４６ｍｍ、ｈ＝２５ｍｍ、α＝５０° 衝突板４ｂ：ｄ＝φ４６ｍｍ、ｈ＝２５ｍｍ、α＝５０°、β＝２０°

【００２３】粉砕条件は処理量５Ｋｇ／ｈ、粉砕圧６．
５Ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇにおいて、上記衝突板各々に対して
平均粒径１４μｍ、２０μｍの被粉砕物を採用した。

【００２４】粉砕能力は、ジェット粉砕機の分級器を取
りはずし、粒径１４μｍおよび２０μｍの被粉砕物をジ
ェット粉砕機に１回通した事によって得られる１回粉砕
完粒径を検討することにより評価した。

【００２５】結果を図５に示す。図５から本発明により
θ＝９０°およびθ＝４５°の配管を有する粉砕室を使
用した場合、従来の配管を有する粉砕室を使用した場合
に比べて１０％程度の粉砕能力の向上が見られた。

【００２６】なお図５中、１回粉砕完粒径は、被粉砕物
をジェット粉砕機に１回通した後の粉砕物の粒径を意味
する。またＤｐ５０は、粉砕物の粒径分布を重量分布で
表わした場合の分布の５０％部分に相当する粒径を意味
する。

【００２７】

【発明の効果】本発明の衝突式気流粉砕機を使用するこ
とにより、被粉砕物を確実に衝突部材表面に衝突させる
ことでき、かつ衝突粉砕物を素早く衝突部材表面から除
去することができ、より大きな粉砕能力を付与すること
ができる。本発明の粉砕機と分級機を組み合わせた粉砕
システムにおいては所望の粒径に粉砕するまでの繰り返
し粉砕回数を減らすことができ、粉砕物の処理能力が向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の衝突式気流粉砕機の概略断面図であ
る。

【図２】 別の態様の本発明の衝突式気流粉砕機の概略
断面図である。

【図３】 種々の形態の衝突板の概略断面図である。

【図４】 本発明の衝突式気流粉砕機と分級機を組み合
わせたフローチャート図である。

【図５】 本発明の衝突式気流粉砕機の粉砕能力の評価
結果を示すグラフである。

【図６】 従来の衝突式気流粉砕機の概略断面図であ
る。

【図７】 別の態様の従来の衝突式気流粉砕機の概略断
面図である。

【符号の説明】

１：被粉砕物投入口、２：圧縮空気供給ノズル、３：加
速管、４：衝突部材、５：粉砕室、６：被粉砕物、７：
加速管出口、８：配管

フロントページの続き (72)発明者 中村 寛 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 江田 正美 大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大阪国際ビル ミノルタ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高速気体により被粉砕物を搬送加速する
   ための加速管と、該加速管より噴出する被粉砕物を衝突
   力により粉砕するための衝突部材を加速管出口に対向し
   て設けた粉砕室とからなる衝突式気流粉砕機において、
   衝突部材表面で粉砕された粉砕物を粉砕室から除去する
   ための配管が、衝突部材表面に対向する加速管側方向に
   設けられていることを特徴とする衝突式気流粉砕機。