JPS6365958A - 湿式粉砕装置 - 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〕 本発明は湿式粉砕装置であって、特に無機質の顔料、填
料等の湿式粉砕に当り、スリットの摩耗を防止できる湿
式粉砕装置である。

〔従来の技術〕

抄紙用に使用する重質炭酸カル／ウム（以下炭カルと略
す）等の無機顔料又は填料は、光学特性等の向上を狙っ
て近年益々湿式粉砕機、例えばサンドミル等で粉砕処理
されるようになった。

前述サンドミルは内部に攪拌羽根を備えた容器に、ガラ
スピーズ、ジルコンビーズ又はサンドの如き鉱物粒子等
の粉砕メゾイヤ（以下メゾイヤという）を充填し、固形
分濃度４０〜８０重量％に調整した炭カル等のスラリー
を前記容器に供給し、攪拌羽根を回転させ、機゛械的に
炭カル等の固形分を粉砕するものである。

近年か＼る湿式粉砕装置としてスリットタイプのものが
普及してきている。即ちスリソトタイブの装置は第３図
に示すように、ベッセル３１の内部に軸に沿って複数の
攪拌羽根３２を有する回転軸３３が５モ一ターＭによっ
て回転し、パイプ３４から供給されたスラリー中の固形
分をメゾイヤであるビーズ３５と衝突させて粉砕し、処
理されたスラリーがパイプ３４から頴次供給されるスラ
リーにより、ベッセル３１の上部天井板３６に取付けら
れている固定リング３９とローター３７とによって形成
されているスリット３８から流出するもので、このスリ
ットタイプの特徴はベッセル３１の出口に設けられたク
リアランス０．２〜０−２５ｎ＋ｍのスリット３８が処
理後のスラリーとビーズ３５とを分離するフィルターの
役割を果たし、炭カルスラリ−のみを取出すものである
。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

前述スリットタイプの湿式粉砕装置は、従来のスクリー
ンタイプとは異なり、スクリーンの巨大にビーズやスラ
リーの固形分が目詰まりするというトラブルがない反面
、スリット３８を形成するローター３７が攪拌羽根３２
と同一の回転速度で回転することに起因する弊害がある
。

即ち、スリット３８近くにある処理後のスラリーは、ス
ラリー中の固形分が粉砕されて比表面積が増加する結果
、スラリーの粘度が上昇し、そのためにスラリー中のビ
ーズ３５とスラリーとの分離不良を起し易くなる傾向が
ある。

か＼る分離不良が生ずると、ビーズ３５がスラリーと共
にスリット３８に喰込み、そのためビーズ３５の破砕が
生ずる。そればかりでなく、ビーズの喰込みによってス
リット３８の摩耗が進行する。第４図はスリット３８の
摩耗の一例を示したものであるが、ビーズ３５がスリッ
ト３８に喰込むと、ローター３７の固定リング３９及び
天井板３６の内面並びにスリット３８の注入口がロータ
ー３７と同心円状に斜線で示されるように摩耗する。前
記ローター３７の摩耗は、例えばスリット３８の厚みが
２０零程度の場合、摩耗が厚み１０咽程度になると使用
不可能となり、ローター３７及びベッセル３１の固定リ
ング３９を交換しなければならない。

そのため、スリット部はチタン、クロム等を主体とした
硬質の金属で製造されているが、ビーズがスリット部に
喰込むと、急激に金属摩耗が進むことを避けることがで
きない。

前記の如く粉砕処理後のスラリーの粘度上昇を防ぐ手段
として、スラリーに分散剤を多回に添加すればよいが、
この場合には製造コストが増加するばかりか、抄紙工程
での汚れや抄紙機ワイヤー上での歩留低下の原因となり
、その添加量にも自ら限度がある。

また近年粉砕工程の後半領域に分散剤を添加する方法も
提案されている（特公昭５７−３０５５５号公報）。し
かし、この方法も前記と同様分散剤を増量することに変
シはない。

一方、供給するスラリーの固形分濃度を下げれば処理後
のスラリーの粘度も下がるが、この場合粉砕能力の低下
をもたらすため得策ではない。

本発明は前述の如きスリットタイプの湿式粉砕装置にお
けるスリット付近のスラリーの粘度上昇を防止し、スリ
ットにメゾイヤであるビーズ等が喰込むことによるビー
ズの破砕およびスリットの摩耗を防止し、長期間安定し
て使用できる湿式粉砕装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はスリットタイプの湿式粉砕装置において、スリ
ット近傍に注水孔が取付けられており、粉砕処理後の粘
度上昇したスラリーに、前記注水孔から連続的に注水し
て処理後のスラリーの粘度を低下させ、ビーズをスラリ
ーから分離し易くした湿式粉砕装置である。

〔作用〕

本発明は以上の如き構成のものからなり、本発明の湿式
粉砕装置で粉砕するものは炭カルのほか炭酸マグネシウ
ム、白土等の各種無機質の填料又はベンガラ、黄土等の
各種無機質顔料である。

前記填料又は顔料はこれに水を加え固形分濃度４０〜８
０重量％のスラリーとして装置に供給する。該装置内に
は複数の攪拌羽根が回転しており、スラリー中の固形分
は、装置内のメゾイヤとの衝突により粉砕され、スリッ
ト側へ移動する。

スラリー中の固形分は攪拌羽根の回転によるメゾイヤと
の衝突によって粉砕され、スラリーの粘度が上昇するが
、本発明ではスリット近傍に注水孔を取付け、粘度の上
昇したスラリーに連続的に一定量の水を注入し、スラリ
ーの粘度を低下させ、スラリー中に混合しているメゾイ
ヤの動きを良好ならしめる。

絃に、注水孔から供給する水量は、スラリー供給量の１
５〜３５容量％の範囲が好ましく、Ｘ５容量％未満では
粘度低下の効果が小さく、また３５容量％以上では湿式
粉砕装置の粉砕領域までが希釈され、従って粉砕効率が
低下するので好ましくない。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示したものであるが、以下
図示例によって本発明を具体的に説明する。図示例はス
リットタイプの縦型サンドミルを示したものであるが（
この場合縦型に限らず横型であってもよい）、装置１の
ベッセル２内部にベッセル２の軸に沿って回転軸３が取
付けられており、該回転軸３の軸に沿って等間隔に複数
の攪拌羽根４が取付けられている。

前記回転軸３はベッセル２上部に突出しており、ベッセ
ル２の上部貫通部分にローター５が取付けられており、
該ローター５とベッセル２の天井板６に取付けられた固
定リング１３との間にスリット７が形成されていると共
に、該天井板６に注水パイプ８が取付けられている。該
注水パイプ８は第２図に示すように、先端に細孔９を有
するキャップ１０が取付けられている。

尚、第１図中柱号１１はスラリー供給用のパイプ、１２
は流量計、Ｂはビーズ、Ｍはモーター。

Ｐは圧力計である。

モーターＭを駆動して回転軸３を回転すると共に、スラ
リー供給用のパイプ１１からスラリーを供給する。スラ
リー中の固形分は攪拌羽根４の回転によって装置１内部
のビーズＢと衝突して徐々に粉砕され、前記パイプ１１
かも送り込まれるスラリーによって徐々に上昇してスリ
ット７に接近する。該スリット７に接近したスラリーは
固形分が粉砕されて粘度が上昇するが、注水パイプ８か
ら連続的に供給される水にょって希釈され、従ってスラ
リー中に混合しているビーズＢは動き易くなり、そのた
めスリット７からスラリーのみが流出し、ビーズＢはス
リット７に阻まれて流出が阻止される。

また、ビーズＢは注水によってスラリーの粘度が低下す
るため、スリット７に喰込むおそれは殆んどなく、マた
ビーズＢの破砕も殆んどない。同時にスリット７にビー
ズＢの喰込みがない結果、ローター５．固定リング１３
及び天井板６の摩耗も殆んどなく、従って長期間安定し
て操業することができる。

つぎに図示例のサンドミルを用いて炭カルを粉砕処理し
た場合を説明する。尚、比較例として従来装置を用いた
場合について併せて説明する。

実施例１ 比表面積０．４ｍＶ９の炭カルと、炭カルに対し０．３
％のポリアクリル酸ナトリウム系分散剤（東亜合成化学
工業株式会社製、商品名アロンＴ−４０；製品固形分４
０％）とを水に投入し、固形分６５重量％に濃度調整し
た後、攪拌機で１時間分散処理した。

この分散液を縦型サンドミルで、攪拌羽根周速１０　ｍ
７秒で回転すると共に、炭カルスラリー供給量５し分、
注水量１．３Ｎ／分（対スラリー約２６％；水圧０−４
　’に９／１ｙｔ２）で１回処理した。この場合の処理
後炭カルの比表面積および処理後炭カルスラリ−の粘度
は夫々１−６　ｍ２／９　、１８０　ｃｐｓであった。

尚、鼓で使用したメゾイヤは直径１．０〜１．４ＷｒＩ
ｎガラスピーズである。

さらにこの条件で長時間操業テストを行ない、２００時
間運転経過後、スリットの摩耗を調べた処、スリット７
の先端部分、即ちローター５の内側角部及び固定リング
１３の内側角部に厚さ０．７団の軽度の摩耗が見られ、
またビーズの破砕は発生しなかった。

実施例２ 注水量を０．８１２１分（対スラリー約１６％）とした
以外は凡て実施例１と同一試料、同一条件で処理し、た
。この場合の処理後炭カルの比表面積及び処理後の炭カ
ルスラリ−の粘度は、夫々１．７　ｍ２／’！　＋　３
２０　ｃｐｓであった。

さらにこの条件で２００時間運転経過後スリットの摩耗
を調べた処、ローター５の内側角部及び固定リング１３
の内側角部に円周状の厚さ０．９咽の摩耗が見られた。

また、ビーズの破砕は発生しなかった。

実施例３ 注水量を１．７ｆ）、１５’Ｊ−（対スラリー約３４％
）とした以外は、実施例１と同一試料、同一条件で処理
した。この場合の処理後炭カルの比表面積及び処理後の
炭カルスラリ−の粘度は、夫々１．６　ｍ”／ｊｌ　、
　５０　ｃｐｓであった。

さらにこの条件で２００時間運転経過後スリットの摩耗
を調べた処、実施例１及び実施例２と同様ローター５の
内側角部及び固定リング１３の内側角部に円周状の厚さ
０．７咽の摩耗が見られたが軽度であり、またビーズの
破砕は発生しなかった。

比較例１ 実施例１と同一の炭カルを使用し、水注入を行なわない
以外は実施例１と同一条件で処理した。この場合の処理
後の炭カルの比表面積及び炭カルスラリ−の粘度は、夫
々１．７ｍ’／７及び１１００ｃｐｓであった。

この条件で２００時間運転経過後スリットの摩耗を調べ
た処、ロータ−５内面及び固定リング１３内面ば円周状
の厚さ７．５８の激しい摩耗を受けており、またビーズ
の破砕が認められた。

比較例２ 実施例１と同一の炭カルを使用し、注水量をｏ、ｌ／ｆ
＋（対スラリー約１０％）とした以外は実施例１と同一
条件で処理した。この場合の処理後の炭カルの比表面積
及び処理後の炭カルスラリ−の粘度は、夫々１−６　ｍ
２／１！　、　５５０　ｃｐｓで粘度は高目である。

さらにこの条件で２００時間運転経過後スリットの摩耗
を調べた処、ロータ−５内面及び固定リング１３の内面
に円周状の厚さ２．５ｒＩｒ！ｎの摩耗を受けていた。

また、少量ではあるが、ビーズの破砕が認められた。

比較例３ 実施例１と同−炭カルを使用し、注水量を２ρ／分（対
スラリー約４０％）とした以外は実施例１と同一条件で
処理した。この場合の処理後の炭カルの比表面積及び処
理後の炭カルスラリ−の粘度は１．２ｍ２／１　、３０
　ｃｐｓであり、注水量の増加より、スラリー粘度は低
下するが、サンドミルの粉砕領域も希釈され、従って処
理後の炭カルの比表面積の減少が認められ、この注水量
での処理は好ましくない。

前記実施例１乃至比較例４の結果を下記の表＝１に総括
して示す。

尚、表−１に示される数値は次の測定器機、および測定
方法によって得だ。

■比表面積：恒圧通気式粉体比表面積測定装置（島津製
作所社製）にて試料３ｙを２０ｍ２Ｘ１ｍの試料筒に充
填し＋　　６００ｍｍ水柱で２０　ｃｃの空気透過の測
定時間から換算した。

■スラリー粘度：ＢＨ形粘度計（東京計器社製）にて２
０ｒ／ｍの回転数で測定した。

■炭カルスラリー中の残渣：スラＩＪ−５００Ｐｔ＝２
００メツンユワイヤーで通過させ残渣分を秤量し、全固
形分に対する比率を求めた。

■残渣中に含まれる破砕ビーズの有無：上記の残渣分を
顕微鏡で拡大しく倍率５０）破砕ビーズの有無を調べた
。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明は填料、顔料等をスリットタイプの湿
式粉砕装置で処理する際、出口スリット近傍に水注入孔
を取付けて、スリット近傍の粉砕処理されたスラリーの
粘度を調整することによって、粉砕メゾイヤであるビー
ズがスリット部へ喰込むのを防止し、ビーズの破砕を防
止すると共に、スリット部の摩耗を著るしく減少させる
ことができる。その結果、スリットの寿命が延びるので
、長期間安定して操業することができ、またスリット部
の交換頻度が大巾に減少でき、従って維持費の節減が図
られる。

また、本発明によれば、分散剤の使用量を必要最低限に
留められるので経済的であり、かつ、抄紙工程への悪影
響を阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は注水パイ
プの要部拡大断面図、第３図は従来装置の断面図、第４
図は摩耗状態の説明図である。 ２・・・ベッセル、３・・・回転軸、４・・・攪拌羽根
、５・・・ｏ−ター、５・・・天井板、７・・・スリッ
ト、８・・・注水パイプ、１０・・・キャップ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スリットタイプの湿式粉砕装置において、スリッ
   ト近傍に注水孔が取付けられており、粉砕処理後の粘度
   上昇したスラリーに、前記注水孔から連続的に注水しつ
   ゝスラリー中の固形分を湿式粉砕処理するようにされて
   いることを特徴とする湿式粉砕装置。
2. （２）注水量が、スラリー供給量の１５容量％以上３５
   容量％未満であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の湿式粉砕装置。
3. （３）湿式粉砕装置がサンドミルである事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の湿式粉砕装置。