【手続補正書】
【提出日】平成16年6月9日(2004.6.9)
【手続補正２】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【従来の技術】固体の破砕法は通常ハンマーや刃物類を用い、力と時間をかけて破砕や摩滅により細かくする方法と、これらの道具を用いないジェット気流や衝撃波などの風力を利用した減容法に大別できる。しかし、前者は硬い原材料に対しては有効であるが、刃物の損傷やハンマー類の摩滅は避け難い。さらに、これらの方法は摩滅や衝撃による熱エネルギーにより粉砕効率が激減する欠点がある。したがって、常温下での粉砕は熱可塑性プラスチックや、特にガラス転移温度がマイナス温度領域にある熱可塑性ゴム、ゴム類、あるいはゼラチンやコラーゲンなどは、打撃や衝撃による熱エネルギーにより塑性変形を受けやすく、一度に大量の微粉末を得ることが困難である。このような場合、通常凍結状態に保ちながら衝撃や摩擦を与えて粉砕するのが常道となっている。特にコラーゲンやゼラチンなどは化学構造上低温特性に優れるため密閉系で保たれた超低温下での機械的もしくは湿式法による粉砕技術が要求される。また炭などの粉砕には発火現象や粉体爆発などの危険性が伴う。こうした難粉砕物に対する方法として、例えば廃タイヤから回収されたカーボン（炭）の微細化ではジェットミルが、またポリエチレンのようなプラスチックの粉砕にはターボミル法による常温粉砕法が実用機としてよく知られている。しかし、これらは風圧とミルという刃物の併用や振動篩、及びその他の篩器を用いた分級の必要など、本発明の粉砕方法とは全く異なる手法である。いずれも従来法の微粉化には装置の寿命や維持費、さらには処理時間に伴うコスト面など、いろいろな問題点や解決すべき課題が多い現状である。
また、ドイツ社製のＦｒｉｃｈ方式なども若干本発明と類似点があるが、超遠心による回転力を利用する点で根本的な違いとこの力に耐えられる装置上の安全性や実用性で改善すべき課題を抱えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明では従来のピンミルや衝撃破砕、あるいは摩滅と言った手法で使われる刃物類やハンマーの類を使うことなく微粉末が容易に安価に大量生産可能な手法を確立すること、さらに装置の安全性と簡便な維持管理、さらには粉砕性能改善を図ることにある。これらの技術を可能にする方法として請求事項１から４に示す衝撃波を利用した円筒スクリーンとインペラーの巧みな組み合わせ方である。この方法により安価で、かつ量、質とも実用的な微粉末を提供する。
【０００５】常温で難粉砕物を発火や熱溶融現象を伴うことなく微粉砕するためには十分な風圧と風量の確保が不可欠である。そこで、送風は円筒状スクリーン一端から行い他端を閉塞状態とする一方、外部から大量の空気が取り込めるように掃除機の原理でファン（インペラー）を利用する。このインペラーによって取り込まれた風は内壁に沿った方向に分散させて加速する。理論計算上では１２００ｍ／ｍｉｎ以上の乱流状態とすることができる。この加圧された乱流、すなわち衝撃波により難粉砕物はスクリーン内部で一時的に滞留しながら、相互に、あるいは壁面やファンに激突を繰り返し、微粉砕化を受け、順次円筒状のスクリーン内壁とインペラーの隙間を経て最終的に開孔部でも噴射という微細化を受けて系外へ排出される。排出された粉体は投入口と排出口を備えた外枠本体の排出口から集塵器内へ集塵される仕組みとした。
【０００６】本発明者らは、第３の課題、すなわち効率よく目的とする微粉末を得るための課題解決策として衝撃波の風圧、インペラーの形状、回転数、さらにはインペラーとスクリーン内壁間幅、およびスクリーンの開孔の大きさや形状は極めて重要である。これらはそれぞれ粉砕処理能力や粒子径の大きさなど、得られる粉体の量や質に大きく関与する。したがって、これらの構成要素の形態を変化えた組み合わせにより、微粒子径の大きさやその均一性の制御など、また量が必要な場合は並列の組み合わせを選ぶなど、いろいろな工夫によってこれらの課題の解決が可能である。特に、開孔の大きさや形状は最終の粉末粒子径と関係し、またファンの形状と回転数は系内に乱流を生ぜしめて衝撃破砕効果を高める。さらに初期投入時の原材料の大きさに応じてインペラーとスクリーン内壁の間隙幅を調整するのも補助効果として期待できる。この間隙幅は１〜２０ｍｍ程度でよい。
【０００９】本発明に使う装置一基には８〜０．２５ｍｍの７種類の開孔径（開孔率約２０〜６０％）と直径ｘ奥行きが約３００ｘ５００、４００ｘ５００、および５００ｘ１０００ｍｍの三種の円筒状スクリーンを脱・装着できるよう工夫されており、これらの組み合わせで種々な粉砕処理法を可能にしている。
【００１１】
【実施例１】スクリーン直径３００ｍｍ、開孔径８ｍｍ、およびインペラーの回転速度２０００回／分に調整した装置一基を使ってオガライト由来の炭１０ｋｇ（約５ｃｍ角）を原材料投入口より徐々に手で投入したところ、瞬時に約１〜３００μｍの微粉末約９．８ｋｇを捕集容器で得た。ただし、未回収の０．２ｋｇは装置の内部での付着や集塵器の編み目・１μｍを通過した分などである。また、粉砕実験は室温２８℃でおこなった。
【００１２】
【実施例２】実施例１と同一の装置二基を直列に連結し、実施例１で使用した開孔８ｍｍのスクリーンと３ｍｍ径のスクリーンとをそれぞれ取り付けて、オガライト由来の炭１０ｋｇ（約５ｃｍ角）を原材料投入口より手で投入したところ、投入口で瞬時に吸引され捕集容器には約１００μｍを主とした粒度分布を示す微粉末を得た。さらに、これらを気流分級して得た炭は、５μｍを主とするシャープなピークの粒度分布となった。
実施時の温度は２８℃である。
【００２７】
【実施例１７】
半透明のポリプロピレン製文具用バインダー（０．２１ｍｍ厚、Ａ３二つ折り型、重さ約２５．１ｇ）を２００枚準備し、これらを円筒状にまるめた状態として投入口に近づけて吸引させる手投入による方式で順次２００枚を粉砕した。粉砕の所要時間は約１５分であった。得られた粗粉砕物は約２〜０．３ｍｍ径の不均質な形状で、約９９％回収できた。粉砕機の運転条件は５ｍｍ径の孔を有する直径３００ｍｍのスリーンを用い、インペラーの回転速度は２８００回／分で行っている。室温は３０℃であった。
【００２８】
【効果】本粉砕技術は十分な風量と風圧を利用した自送式粉砕システムで、従来方式にない幾つかの優れた特徴を兼ね備えている。これまで難粉砕物とされるものも含め、すべて常温で安全に処理でき、かつ量、質面でも実用的確保が可能である。装置の耐久性や維持管理面でも経済的で、かつ簡便化が図れている。したがって、食品、プラスチック、ゴム、建材、建築などの分野への幅広い利用が予想でき、特に副産物の有効活用や廃棄物の再利用技術のみならず、ナノテクノロジーの周辺技術としての貢献が大いに期待できる。




【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】手続補正１２
【補正方法】削除
【補正の内容】