(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メディア撹拌型湿式粉砕機で使用するメディアを洗浄するためのメディア洗浄方法であって、
壁面の一部に篩面が形成されるとともに軸芯を中心として回転可能に形成された筒状のメディア容器と、内部に洗浄液を溜める洗浄槽とを備え、
前記洗浄槽に溜めた洗浄液の液面と前記軸芯とが１５〜７０°の角度をなす状態で、前記篩面の一部を前記洗浄液に浸して回転するメディア洗浄機を使用し、
洗浄するメディアと共に該メディアよりも粒径の大きな大粒粒子を混在させることを特徴とするメディア洗浄方法。
【請求項２】
前記洗浄槽が、超音波洗浄を行うことができる超音波発振器を備えていることを特徴とする請求項１に記載のメディア洗浄方法。
【請求項３】
前記洗浄槽の給液と排液、及び前記メディア容器の回転と停止を制御する制御器を備え、運転開始から洗浄運転及び濯ぎ運転を経て停止に至るまでの工程が自動的に行われることを特徴とする請求項１又は２に記載のメディア洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メディア撹拌型湿式粉砕機で使用するメディアを洗浄するためのメディア洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メディア撹拌型湿式粉砕機は、スラリー状態の処理物をメディアとともに撹拌して粉砕処理を行い、細かい粒子とする粉砕機である。処理後の目標粒径は１μｍ以下とすることが多く、１００ｎｍ以下である場合も少なくない。このように目標粒径の小さい粉砕処理では、使用するメディアの直径も小さく、０．２ｍｍ以下のものが多く使用されている。
【０００３】
メディア撹拌型湿式粉砕機では、使用するメディアが小さくなると、メディアと処理物との分離が難しくなる。特許文献１には、遠心式のセパレータを用いてメディアと処理物とを分離するメディア撹拌型湿式粉砕機の構造について記載されている。また、特許文献２には、このようなメディア撹拌型湿式粉砕機を用いた粉砕処理システムが記載されている。
【０００４】
特許文献２に記載された粉砕処理システムの一例を図５に示す。この粉砕処理システム１１２は、遠心式のセパレータを備えたメディア撹拌型湿式粉砕機１２０、処理物のホールディングタンク１４０、循環ポンプ１３０及びこれらを接続する循環ライン１５０を備えている。
【０００５】
ホールディングタンク１４０に投入された処理物は、循環ポンプ１３０によってメディア撹拌型湿式粉砕機１２０に供給され、ここで粉砕処理を受けた後、再びホールディングタンク１４０に戻るようになっている。したがって、処理物はメディア撹拌型湿式粉砕機１２０により繰り返し粉砕処理を受ける。その結果、系内の処理物全体について粉砕処理が進行し、次第に粒子の微細化が進行することになる。
【０００６】
また、この粉砕処理システム１１２は、回収液タンク１７５、メディア回収タンク１７６及びこれらを接続する回収ライン１８５を備えている。これにより、粉砕処理の終了後に、メディア撹拌型湿式粉砕機１２０内のメディアを回収することができる。
【０００７】
すなわち、粉砕処理の終了後にメディア撹拌型湿式粉砕機１２０の回転部を運転状態としたまま複数のバルブを切り替えることにより、回収液タンク１７５からメディア撹拌型湿式粉砕機１２０を経由してメディア回収タンク１７６に向って回収液を流す。これにより、メディア撹拌型湿式粉砕機１２０内のメディアを全て回収タンク１７６に回収することができる。
【０００８】
また、メディア回収タンク１７６に回収されたメディアは、必要に応じて撹拌機１７７を用いて洗浄できることも記載されている。取り扱う処理物を変更する場合などに、粉砕処理システム１１２全体を洗浄する必要があり、メディアもよく洗浄して付着物を除去することが好ましい。
【０００９】
撹拌機１７７でメディアを撹拌することによりメディア同士が衝突するので、表面の付着物を剥離することができる。しかしながら、弱い撹拌ではメディアの衝突する確率が低いために洗浄効率が上がらず好ましくない。また、強い撹拌ではメディア同士の衝突によってメディアが粉砕されるので好ましくない。
【００１０】
したがって、この洗浄作業は濃度や撹拌の強さ等の最適条件を定める必要があるが、作業者の経験に頼る難しい作業となっている。また、最適な条件においても洗浄に長時間を必要とすることが多い。また、メディアの一部が粉砕された場合には、粉砕されたメディアを除去する作業に長時間を必要とする。さらに、洗浄した後の脱水や濯ぎについても、多くの時間を必要とする作業となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−２４７５５７号公報
【特許文献２】特開２００９−１２５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、メディア撹拌型湿式粉砕機で使用したメディアを、粉砕処理終了後に簡単に洗浄することができるメディア洗浄方法を提供することにある。すなわち、高い洗浄効率により短時間に洗浄できるとともに、メディアの粉砕を起こすことのないメディア洗浄方法であり、人手を掛けることなく洗浄後の濯ぎや粉砕されたメディアの除去まで可能なメディア洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に係るメディア洗浄方法は、メディア撹拌型湿式粉砕機で使用するメディアを洗浄するためのメディア洗浄方法であって、壁面の一部に篩面が形成されるとともに軸芯を中心として回転可能に形成された筒状のメディア容器と、内部に洗浄液を溜める洗浄槽とを備え、前記洗浄槽に溜めた洗浄液の液面と前記軸芯とが１５〜７０°の角度をなす状態で、前記篩面の一部を前記洗浄液に浸して回転するメディア洗浄機を使用し、洗浄するメディアと共に該メディアよりも粒径の大きな大粒粒子を混在させる手段を採用している。
【００１４】
また、本発明の請求項２に係るメディア洗浄方法は、請求項１に記載のメディア洗浄方法において、前記洗浄槽が、超音波洗浄を行うことができる超音波発振器を備えている手段を採用している。また、本発明の請求項３に係るメディア洗浄方法は、請求項１又は２に記載のメディア洗浄方法において、前記洗浄槽の給液と排液、及び前記メディア容器の回転と停止を制御する制御器を備え、運転開始から洗浄運転及び濯ぎ運転を経て停止に至るまでの工程が自動的に行われる手段を採用している。
【発明の効果】
【００１６】
筒状のメディア容器内において、メディアは洗浄液の下方に沈降した状態で緩やかに撹拌される。前述のように撹拌機により均一に分散された状態では、メディア同士の粒子間距離が大きく衝突する確率が低い。しかし、沈降した状態では、メディアは相互に密着した濃縮状態となり、粒子間距離が小さくなって相互に衝突及び摩擦し合う確率が高くなる。
【００１７】
したがって、本発明のメディア洗浄方法は、粉砕処理終了後のメディアを短時間で洗浄することができる。また、緩やかな撹拌で洗浄処理されるため、メディアが粉砕されることもない。そして、メディアに付着した固形物や、粉砕処理において発生したメディアの粉砕片を簡単に分離することができる。さらに、全工程を簡単に自動化することが可能であり、洗浄運転から濯ぎ運転まで人手を掛けることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明で用いるメディア洗浄機の一例を示す概略縦断面図である。
【図２】角度の違いによる洗浄効果の違いを説明するための説明図であり、（１）は角度が０°の場合、（２）は角度が３５°の場合、（３）は角度が９０°の場合を示す。
【図３】図１に示す洗浄機の制御システムを示すブロック図である。
【図４】図１に示す洗浄機の制御システムを示すフローチャートである。
【図５】従来の洗浄方法を含む粉砕処理システムの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には本発明で用いるメディア洗浄機の一実施形態が示されている。このメディア洗浄機１０は、軸芯を中心として回転可能に形成された筒状のメディア容器２０と、メディア容器２０を回転させる電動機４０と、内部に洗浄液を溜める洗浄槽３０とを備えている。
【００２０】
メディア容器２０は、筒状であって内部にメディアを入れることができるように形成されている。その断面の形状は、円形の他、多角形や楕円形とすることもできる。メディア容器２０は、壁面の一部に篩面２１が形成されている。壁面とは、上下両端の壁面となる上壁面２５又は下壁面２６、或いは筒状の壁面となる周壁面２７を指すこととする。
【００２１】
通常、円板状の上壁面２５と下壁面２６の間に、筒状の枠体を形成し、その枠体の上に篩布を張って篩面２１となる周壁面２７を形成することが多い。そして、メディアを出し入れするための蓋は、上壁面２５又は下壁面２６に設けることが多い。しかし、上壁面２５又は下壁面２６に篩面２１を形成しても良く、周壁面２７に蓋を形成することもできる。篩面２１を形成する材料としては、ステンレス製の金網やナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂等の樹脂製の金網、或いはカーボン製の網を使用することができる。
【００２２】
メディア容器２０の内径（Ｄ）と軸線方向長さ（Ｌ）との関係は、長さ（Ｌ）が内径（Ｄ）よりも大きく内径（Ｄ）の２倍よりも小さい、すなわち、Ｄ＜Ｌ＜２Ｄの関係とすることが好ましい。ここで、メディア容器２０の断面形状が円形でない場合は、内径（Ｄ）を相当直径で考えることができる。
【００２３】
メディア容器２０の上壁面２５には、軸芯に沿って回転軸２２が設けられ、電動機４０によって回転軸２２を駆動することにより、軸芯を中心としてメディア容器２０を回転することができる。ここで、電動機４０は、適当な保持部材によって固定されており、回転軸４１を回転する出力を発生する。そして、電動機４０の回転軸４１とメディア容器２０の回転軸２２とを連結することにより、メディア容器２０を回転させるようになっている。なお、メディア洗浄機１０全体が大型となった場合には、下壁面２６にも回転軸を設け、メディア容器２０の両端部で支持することが好ましい。
【００２４】
メディア容器２０は、比較的緩やかに回転させる。回転数は、毎分１０〜１００回転とすることが好ましい。回転があまり緩やかでは洗浄速度が遅くなる。また、回転があまり速いと、一部の粒子は洗浄液中に分散して粒子間距離が大きくなり、同時に、他部の粒子は篩面２１に付着して動かない状態となり、洗浄性能が低下する。したがって、最適な回転数はメディアの材質や粒径によって適宜選定することになる。
【００２５】
メディア洗浄機１０は、洗浄槽３０に溜めた洗浄液の液面３１に対して、メディア容器２０の軸芯が傾斜した状態で使用する。メディア容器２０は、この状態で、篩面２１の一部を洗浄液に浸して回転するようになっている。そして、これにより本発明特有の洗浄性能を得ることができる。
【００２６】
液面３１と軸芯とのなす角度θによる洗浄性能の違いを、図２により説明する。ここでは、メディア容器２０の周壁面２７全体が篩面を形成しているものとする。図２（１）は角度θが０°の場合であり、（２）は角度θが３５°の場合であり、（３）は角度θが９０°の場合である。いずれの場合も、メディアはメディア容器２０内で沈降しており、メディア容器２０の回転によって、その一部が周壁面２７に引き摺られるような力を受ける。
【００２７】
（１）の角度θが０°の場合、メディア容器２０内のメディアは、メディア容器２０の回転により確実に撹拌され、良好な洗浄性能が得られるように思われる。しかしながら、この図からも分かるように、メディアは水平方向には殆ど移動しない。しかも、メディア全体が一体となって転がるような動きとなり、粒子同士の相対的な動きが非常に少ない。すなわち、メディア粒子相互間の摺動があまり発生しないのである。
【００２８】
（２）のように液面３１に対して軸芯が斜めになる関係では、メディア容器２０内に沈降したメディアが周方向にも軸線方向にも移動し、粒子全体が非常に複雑な流動状態となる。また、メディアは濃縮された状態で移動するため、メディア粒子相互間の摺動が激しく、大きな洗浄効果を得ることができる。角度θの値は、１５〜７０°の範囲が好ましく、３０〜５５°の範囲で最高の洗浄効果を得ることができる。
【００２９】
周壁面２７及び下壁面２６に接する部分の粒子は、回転に伴って液面３１よりも上まで持ち上げられた後落下する。このとき、落下する粒子は、元の位置に対して軸線方向にも周方向にも大きく位置を変えることになり、メディア全体に大きな混合効果を得ることができる。したがって、メディアの全体を均一に洗浄することができる。
【００３０】
また、各粒子は、メディア容器２０内の下端部に向かって沈降するので、濃縮されたスラリー状態となり、各粒子は相互に密着した状態となっている。したがって、各粒子は、常に他の粒子と接触して摺り合わされるので、強い洗浄効果を得ることができることになる。特に、液面３１よりも高い位置から落下する際に、落下地点で粒子相互に激しい摺動作用が発生する。そして、この強い洗浄効果と均一な混合効果との相乗効果によって、優れた洗浄性能を得ることができる。
【００３１】
優れた洗浄性能が確実に発揮されるために、メディア容器２０内に投入するメディアの容積量は、内容積に対して１０〜５０％とすることが好ましい。すなわち、５０％以下とすることにより、メディアの良好な動きを確保することができる。また、１０％未満では、処理量が小さくなり、非効率的な洗浄となってしまう。
【００３２】
メディア容器２０に対する液面位置の決め方は、少なくとも回転停止状態で、メディア全体が液面下に沈降した状態となる位置まで沈めることが好ましい。また、周壁面２７の篩面２１は、メディア容器２０の回転によって必ず液面上に浮上することが好ましい。このような位置関係により、周壁面２７の近傍に沈降したメディアは、メディア容器２０の回転により、液面３１から少し上に抜き出されて水切りされた後、液中に落下する。これにより、好ましい混合効果を得ることができる。
【００３３】
（３）の角度θが９０°の場合、メディア容器２０を回転させても、メディアは殆ど移動しないことが分かる。すなわち、全ての粒子がメディア容器２０とともに回転するので、粒子相互間の移動が殆ど起こらず、洗浄効果を期待することはできない。
【００３４】
本発明のメディア洗浄方法は、超音波洗浄を併用することにより、より高性能とすることができる。図１では、洗浄槽３０の底部に超音波発振器５０を設けている。発振する超音波としては、周波数１０〜１００ＫＨｚとすることが好ましく、洗浄するメディア１ｇに対して１Ｗ程度の出力とすることが好ましい。
【００３５】
また、洗浄するメディアに対して、直径がその１０倍程度の大粒粒子を混在させることにより、より高性能とすることができる。混在させる大粒粒子の量は、洗浄するメディアに対して５〜２０質量％とすることが好ましい。また、大粒粒子は、洗浄するメディアと同一材質とすることが好ましい。
【００３６】
本発明のメディア洗浄方法は、洗浄槽３０への給水やメディア容器２０の回転を制御する制御器６０を備え、図３に示すような制御システムを形成することが好ましい。そして、運転開始から洗浄運転及び濯ぎ運転を経て停止に至るまでの工程を自動的に行うことが好ましい。
【００３７】
制御器６０には、操作者が釦を操作して、運転条件や運転開始等の必要な情報を入力することができる。また、制御器６０には、液面計からの信号を入力することができる。制御器６０からは、制御情報を出力して、注水弁７１及び排水弁７２の開閉、メディア容器２０の回転と停止、超音波発振器５０の超音波発振と停止、入力情報や運転状況を示すディスプレー表示、必要によりランプ表示等を行うことができる。
【００３８】
図３の制御システムにおける作業の流れを、図４にフローチャートで示す。洗浄の前準備としては、メディア容器２０にメディアを投入し、洗浄槽３０に洗剤を投入する。液レベルは、満杯位置Ｌ１と空位置Ｌ２とを設定できるものとする。そして、ディスプレーを見ながら洗浄時間Ｔ１、濯ぎ時間Ｔ２及び濯ぎ回数Ｎを入力した後、開始釦を押してＯＮとして、自動運転を開始する。
【００３９】
最初に、注水弁７１が開となり洗浄槽３０に注水が開始される。制御器６０には液レベルｌ１が入力されて、設定された満杯位置Ｌ１と比較され、液レベルｌ１が満杯位置Ｌ１を越えた時点で注水弁７１が閉とされる。満杯状態において、超音波発振器５０の発振及びメディア容器２０の回転がＯＮとなり、洗浄運転が開始されるとともに、タイマーにより運転時間ｔ１が計測される。
【００４０】
運転時間ｔ１が設定された洗浄時間Ｔ１に達したら、超音波発振器５０の発振及びメディア容器２０の回転がＯＦＦとされる。そして、排水弁７２を開とし、液レベルｌ１が制御器６０に入力されて設定された空位置Ｌ２と比較され、液レベルｌ１が空位置Ｌ２以下となった時点で排水弁７２を閉として洗浄運転が終了する。
【００４１】
濯ぎ運転は、運転回数ｎを１としてスタートする。そして、注水弁７１が開となり洗浄槽３０に注水が開始される。制御器６０には液レベルｌ１が入力され、設定された満杯位置Ｌ１と比較され、液レベルｌ１が満杯位置Ｌ１を越えた時点で注水弁７１が閉とされる。満杯状態において、超音波発振器５０の発振及びメディア容器２０の回転がＯＮとなり、濯ぎ運転が開始されるとともに、タイマーにより運転時間ｔ２が計測される。
【００４２】
運転時間ｔ２が設定された濯ぎ時間Ｔ２に達したら、超音波発振器５０の発振及びメディア容器２０の回転がＯＦＦとされる。そして、制御器６０には液レベルｌ１が入力され、設定された空位置Ｌ２と比較され、液レベルｌ１が空位置Ｌ２以下となった時点で排水弁７２が閉とされて濯ぎ運転が終了する。
【００４３】
濯ぎ運転は複数回行うことが好ましい。したがって、運転回数ｎを設定された濯ぎ回数Ｎと比較し、ｎがＮに達していない場合は、ｎに１を加えた上で、もう一度濯ぎ運転を繰り返す。ｎがＮに達したら終了灯を点灯し、全ての作業が終了したことを知らせる。ブザーを併用することも好ましい。作業者は、電源を切り、洗浄されたメディアを回収する。大粒粒子を使用した場合には、篩い分けにより選別し、夫々保管する。
【００４４】
以上のように、本願発明のメディア洗浄方法は、制御器６０を備えることにより自動運転が可能であり、簡単な設定を行うだけで、運転開始から洗浄運転及び濯ぎ運転を経て停止に至るまでの全工程を自動的に行うことができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０    メディア洗浄機
２０    メディア容器
２１    篩面
２２、４１    回転軸
２５    上壁面
２６    下壁面
２７    周壁面
３０    洗浄槽
３１    液面
４０    電動機
５０    超音波発振器
６０    制御器
７１    注水弁
７２    排水弁
１１２    粉砕処理システム
１２０    メディア撹拌型湿式粉砕機
１３０    循環ポンプ
１４０    ホールディングタンク
１５０    循環ライン
１７５    回収液タンク
１７６    メディア回収タンク
１７７    撹拌機
１８５    回収ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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