(57)【要約】      （修正有）【課題】ジェットミル内の湿った又は濡れた粉砕対象物のジェット粉砕方法において、方法を単純化し、より費用を抑えて構成するジェットミルを提供する。【解決手段】ジェットミル１においては、前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを、粉砕乾燥の実施に適するよう選択する。この粉砕乾燥の際、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量の最終製品を同時にジェットミル１内で得るために、湿った又は濡れた粉砕対象物を粉砕により所定の最終微粉度にまで粉砕し、乾燥により所定の残留水分量にまで乾燥する。前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくし、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量を有する最終製品がジェットミル１から出る。【選択図】図１
2014133230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェットミル（１）内の湿った又は濡れた粉砕対象物のジェット粉砕方法であって、湿った又は濡れた粉砕対象物が、粉砕のために前記ジェットミル（１）に送られるジェット粉砕方法において、
前記ジェットミル（１）においては、前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを、粉砕乾燥の実施に適するよう選択し、該粉砕乾燥の際、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量の最終製品を同時に前記ジェットミル（１）内で得るために、湿った又は濡れた粉砕対象物を粉砕により所定の最終微粉度にまで粉砕し、乾燥により所定の残留水分量にまで乾燥させ、
前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくし、
所定の最終微粉度及び所定の残留水分を有する最終製品が、前記ジェットミル（１）から出ることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記ジェットミル（１）から出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量又は最終製品の実際の残留水分量を計測又は観察することを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、１度又は時間的間隔をおいて繰り返し、又は少なくともほぼ連続して、一方では前記ジェットミル（１）から出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量又は最終製品の実際の残留水分に応じて、他方では最終製品の所定の残留水分に応じて、前記ジェットミル（１）の少なくとも１つの作動パラメータを、適切に調整、制御又は規定することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の方法であって、作動媒体として気体又は過熱蒸気を採用することを特徴とする方法。
【請求項５】
湿った又は濡れた粉砕対象物をジェット粉砕し、最終製品とするためのジェットミル（１）であって、
前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを調整、制御又は規定するために、前記ジェットミル（１）に調整、制御又は規定装置（９）を備え、該調整、制御又は規定装置（９）により、前記ジェットミル（１）の前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを、粉砕乾燥の実施に適するよう選択し、該粉砕乾燥においては、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量の最終製品を同時に前記ジェットミル（１）内で得るために、湿った又は濡れた粉砕対象物を粉砕により所定の最終微粉度にまで粉砕し、乾燥により所定の残留水分量にまで乾燥させ、
前記調整、制御又は規定装置（９）は、前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくするよう構成し、
前記ジェットミル（１）の最終製品出口（７）は、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量を有する最終製品が、前記最終製品出口（７）を経由して前記ジェットミル（１）から出るよう構成されていることを特徴とするジェットミル（１）。
【請求項６】
請求項５に記載のジェットミル（１）であって、
残留水分検知又は監視装置（８）を前記ジェットミル（１）の前記最終製品出口（７）に配置し、前記ジェットミル（１）から出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量、又は前記ジェットミル（１）内の粉砕対象物を粉砕及び乾燥して得られる最終製品の実際の残留水分量を検知又は監視することを特徴とするジェットミル（１）。
【請求項７】
請求項６に記載のジェットミル（１）であって、
前記調整、制御又は規定装置（９）は、１度又は時間的間隔をおいて繰り返し、又は少なくともほぼ連続して、一方では前記ジェットミル（１）から出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量又は最終製品の実際の残留水分量に応じて、他方では最終製品の所定の残留水分量に応じて、前記ジェットミル（１）の前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを、適切に調整、制御又は規定するよう構成されていることを特徴とするジェットミル（１）。
【請求項８】
請求５〜７の何れか一項に記載のジェットミル（１）であって、作動媒体として気体又は過熱蒸気を採用することを特徴とするジェットミル（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載されたジェット粉砕方法、及び請求項５の前提部に記載された、このジェット粉砕方法のためのジェットミルに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのプロセスにおいて、粉砕される製品は前処理（沈殿、浮遊、洗浄）で濡れたサスペンジョン内に受容される。粉砕された最終製品を乾燥させる必要がある場合、例えばフィルタープレス、及びその後熱により乾燥する機械的事前脱水等の費用のかかる処理により、望ましい残留水分量に調整する。要求される微粉度にまで粉砕するには、最終的にジェットミルが使われる場合が多い。典型的な適用例として、例えばタルク、ケイ酸、水酸化マグネシウム又はセラミック等のインクジェット顔料の製造がある。
【０００３】
上述の場合、濡れたサスペンジョンから望ましい残留水分量及び微粉度を最終的に達成するための、装置的及び時間的な総費用が欠点となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、従来の方法を単純化し、より費用を抑えて構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１に記載されたジェット粉砕方法及び請求項５に記載されたジェットミルにより達成される。
【０００６】
本発明に従って粉砕及び乾燥が同一のプロセスで行われる。これにより、総プロセスが著しく単純化し、より少ないエネルギーで実行可能となる。
【０００７】
ジェットミル内の湿った又は濡れた粉砕対象物に関する本発明のジェット粉砕方法においては、湿った又は濡れた粉砕対象物が、粉砕のためにジェットミルに送られる。ジェットミルにおいては、前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを、粉砕乾燥の実施に適するよう選択する。その際、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量の最終製品を同時にジェットミル内で得るために、湿った又は濡れた粉砕対象物を粉砕により所定の最終微粉度にまで粉砕し、乾燥により所定の残留水分量にまで乾燥させる。その際、前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくする。最終的に、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量を有する最終製品がジェットミルから出る。
【０００８】
更に、ジェットミルから出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量、又は最終製品の実際の残留水分量を計測又は観察可能であることが好適である。更にこうした好適な更なる実施形態に従って、１度又は時間的間隔をおいて繰り返し、又は少なくともほぼ連続して、一方ではジェットミルから出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量又は最終製品の実際の残留水分量に応じて、他方では最終製品の所定の残留水分量に応じて、ジェットミルの少なくとも１つの作動パラメータを、粉砕乾燥のために適切に調整、制御又は規定可能とする。
【０００９】
本発明の方法の更なる好適な実施形態において、作動媒体として気体又は過熱蒸気を採用する。
【００１０】
本発明は、湿った又は濡れた粉砕対象物をジェット粉砕し、最終製品とするためのジェットミルを提案するものであり、
―前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを調整、制御又は規定するために、ジェットミルに調整、制御又は規定装置を設け、これらの装置により、ジェットミルの前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを、粉砕乾燥の実施に適するよう選択し、この粉砕乾燥においては、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量の最終製品を同時にジェットミル内で得るために、湿った又は濡れた粉砕対象物を粉砕により所定の最終微粉度にまで粉砕し、乾燥により所定の残留水分量にまで乾燥させ、
―調整、制御又は規定装置を、前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくするよう構成し、
―ジェットミルの最終製品出口を、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量を有する最終製品が、最終製品出口を経由してジェットミルから出るよう構成する。
【００１１】
好適には、残留水分量検知又は監視装置をジェットミルの最終製品出口に配置し、ジェットミルから出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量、又はジェットミル内の粉砕対象物を粉砕及び乾燥して得られる最終製品の実際の残留水分量を検知又は監視する。
【００１２】
この場合更に、調整、制御又は規定装置を、前圧力、開放圧力及び／又は入口温度の作動パラメータの複数／１つを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくするように構成することが好適である。この場合更に好適には、調整、制御又は規定装置を、１度又は時間的間隔をおいて繰り返し、又は少なくともほぼ連続して、一方ではジェットミルから出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量又は最終製品の実際の残留水分量に応じて、他方では最終製品の所定の残留水分量に応じて、ジェットミルの前圧力、開放圧力及び入口温度のうち、少なくとも１つの作動パラメータを、適切に調整、制御又は規定するよう構成する。
【００１３】
更なる好適な実施形態の特徴は、作動媒体として気体又は過熱蒸気を採用することにある。
【００１４】
本発明の好適な及び／又は有利な実施形態及びその個々の態様は、従属請求項及び従属請求項の組み合わせ、及び全ての本申請書類から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】流動床ジェットミルの実施形態の断面を示す略図である。
【図２】作動媒体圧８バール（絶対圧）及び４バール（絶対圧）でタルクが粉砕対象物である場合の、目標とする粉砕微粉度に応じた基準量当りの作動媒体必要量を示すグラフである。
【図３】基準量当りの作動媒体必要量（ここでは水蒸気）に応じた、基準量当りの乾燥性能を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明を、典型例のみを示す図に基づいて詳説する。
【００１７】
以下に記載及び図示された実施形態及び適用例は、本発明を単に例示的に詳述するものである。つまり、本発明はこれらの実施形態及び適用例にのみ制限されるものではない。方法及び装置の各特徴は、装置及び方法に関する記載からも同様に明らかになる。
【００１８】
具体的な実施形態と関連して記述及び／又は示される個々の特徴は、その実施形態に制限されるものでも、その実施形態の残余の特徴との組み合わせに制限されるものでもなく、技術的可能性の枠内において、他のいかなる変形形態とも組み合わせが可能であり、例えそうした変形形態が本明細書に独立して扱われていない場合でも、組み合わせ可能とする。
【００１９】
個々の図及びグラフ中で使用された同一の符号は、同一又は類似の効果を有するコンポーネントを示す。図示により、符号の付されていない特徴が明らかとなり、それらの特徴について記述されているかどうかには左右されない。他方、本明細書の記述に含まれている特徴であって図に見えない又は示されていない特徴も、当業者は直ちに理解可能である。
【００２０】
図１は、一般的なジェットミル１の実施形態として流動床ジェットミル１０を例示する。単に説明を目的として、流動床ジェットミル１０の基本的及び通常の複数のコンポーネントを以下に示す。湿った又は濡れた粉砕対象物（図示せず）用の供給パイプ２、粉砕チャンバ３、粉砕気体ノズル４、分級ホイール５、モータ６及び最終製品出口７である。
【００２１】
粉砕気体ノズル４上部の供給パイプ２を経由して、流動床ジェットミル１０の粉砕対象物が供給される。粉砕気体ノズル４から噴出する、好適には気体又は過熱蒸気であるジェット気体により、粉砕チャンバ３内に原料流動床（図示せず）が構成され、この原料流動床から粉砕対象物がジェット気体内へ入り込み、このジェット気体内で高速に（厳密には、その内部に含まれる粒子が）加速される。加速された粒子は、ジェット気体内及び粉砕チャンバ３の中央で互いに衝突し合い、その際に粉砕される。圧力から開放され、異なる大きさの粒子で満ちた粉砕気体は、粉砕チャンバ３の中央で分級ホイール５へ上昇する。分級ホイール５は、回転数を調整可能なモータ６により連続的に駆動される。調整された条件に対応する粒子は最終製品出口７に達し、粗さ／サイズ／重量が条件を上回る粒子は、分級ホイール５により拒絶され、落下して流動床へ戻る。
【００２２】
最終製品出口７には残留水分量検知又は監視装置８を配置し、ジェットミル１から出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量、又はジェットミル１内の粉砕対象物を粉砕及び乾燥して得られる最終製品の実際の残留水分量を検知又は監視する。
【００２３】
調整、制御又は規定装置９は、流動床ジェットミル１０の少なくとも１つの作動パラメータを調整、制御又は規定する。調整、制御又は規定装置９により、流動床ジェットミル１０の少なくとも１つの作動パラメータが、粉砕乾燥を実施すべく適切に選択される。粉砕乾燥が本明細書及び本発明において１つのプロセスとして記載された場合には、そのプロセスにおいて、所定の微粉度及び所定の残留水分量の最終製品を同時にジェットミル１、例えば流動床ジェットミル１０中で得るために、湿った又は濡れた粉砕対象物を粉砕により所定の微粉度にまで粉砕し、乾燥により所定の残留水分量にまで乾燥することとする。
【００２４】
調整、制御又は規定装置９により調整、制御又は規定可能である少なくとも１つの作動パラメータは、特に前圧力、開放圧力又は入口温度とする。調整、制御又は規定装置９を、前圧力、開放圧力及び／又は入口温度の作動パラメータの複数／１つを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくするよう構成する。
【００２５】
流動床ジェットミル１０の最終製品出口７は、所定の微粉度及び所定の残留水分量を有する最終製品が、最終製品出口７を経由して流動床ジェットミル１０から出るよう構成する。
【００２６】
以下に、本発明の更なる詳細について詳述する。
【００２７】
粉砕及び乾燥は、２つの実際には分離されたプロセス技術のオペレーションである。
【００２８】
粉砕は、断熱的なエネルギー入力が特徴的である。断熱的なエネルギーとは、圧力のかかった気体又は蒸気の断熱膨張において、運動エネルギーの形態で自由になるエネルギーである。
【００２９】
断熱的なエネルギーは、以下の方程式により計算される。
【数１】
2014133230.tif 000003
（方程式１）
その際、
κ＝等エントロピー圧縮指数
ｍ＝気体質量
Ｒ＝気体定数
Ｔ０＝気体入口温度
ｐ１＝開放圧力
ｐ０＝開放前の気体圧力、とする。
【００３０】
蒸気については、等エントロピー開放の場合に、モリエール線図から入口状態及び開放状態の間のエンタルピー差として、更に蒸気の前圧力、蒸気入口温度及び開放圧力に依存するものとして、このエネルギーを得ることができる。（例えば、「Water and Steam」Springer出版社Berlin Heidelberg 2000刊を参照）
【００３１】
方程式１から認識できるように（同様のことが蒸気についても当てはまる）、作動媒体質量が一定で入力温度が変化する、又は圧力関係が変化する場合、断熱的なエネルギー入力が変化する。
【００３２】
従って、望ましい最終微粉度に粉砕されるべき製品の質量流量も変化する。つまり、作動パラメータを適切に選択することで、粉砕対象物及び作動媒体質量の関係（＝基準量当りの作動媒体消費量：単位ｋｇ／ｋｇ）を変化させることができる。図２は、作動媒体圧８バール（絶対圧）及び４バール（絶対圧）で、例えばタルクが粉砕対象物である場合の、目標とする粉砕微粉度に応じた基準量当りの作動媒体必要量を示すグラフである。
【００３３】
図２の具体的な仕様は、以下の通りである。
ｘ（図２）：基準量当りの空気必要量[m3／ｋｇ]
2014133230.tif 000004
Ａ：空気圧８バール（絶対圧）、１６０°Ｃ
Ｂ：空気圧４バール（絶対圧）、１６８°Ｃ
【００３４】
乾燥プロセスについては熱的エネルギーが必要である。この熱的エネルギーは、湿った供給原料を出口温度にまで加熱するエネルギー及び含まれていた液体の蒸発エンタルピーからなる。
【数２】
2014133230.tif 000005
（方程式２）
その際、
Q＝基準量当りの乾燥エネルギー
cp＝基準量当りの熱容量
Feststoff＝固体
Flussig＝液体
hVerdunstung＝基準量当りの蒸発エンタルピー
φ＝液体含有率
ΔT＝入口／出口の温度差
上述のように計算された基準量当りのエネルギーの単位は、ｋＪ／ｋｇFeststoffとなる。
【００３５】
このエネルギーは、今や本発明の基本として認識され、作動媒体によりプロセスに導入される。
【数３】
2014133230.tif 000006
（方程式３）
その際、
Espez,Betriebsm.＝作動媒体による基準量当りの熱的エネルギー
Etherm,Betriebsm.＝作動媒体による熱的エネルギー
ｍBetriebsm.＝作動媒体の質量
cp,Betriebsm.＝作動媒体の基準量当りの熱容量
TBetriebsm.,ein＝入口での作動媒体温度
Taus＝出口温度
【００３６】
方程式２による基準量当りの乾燥エネルギーを、方程式３による熱的エネルギーで除算すると、総合プロセスのための基準量当りの作動媒体必要量が得られる。
【数４】
2014133230.tif 000007
（方程式４）
その際、
ｍProdukt=製品の質量
【００３７】
図３は、基準量当りの作動媒体（ここでは過熱蒸気）の使用量に応じた基準量当りの乾燥性能を例示的に示すグラフである。
【００３８】
図３の具体的な仕様は、以下の通りである。
ｘ（図３）：ｍＤ，ｓｐｅｚ基準量当りの蒸気使用量[ｋｇ／ｋｇ]
ｙ（図３）：乾燥性能[ｋｇＨ２Ｏ／ｋｇＡＧ]
Ｃ：ｄｅｌｔａ Ｔ＝４０°
Ｄ：ｄｅｌｔａ Ｔ＝７０°
【００３９】
本方法は、特にｅ―ジェット（低圧、高温気体：同一発明者による欧州登録特許第ＥＰ２０２４０９３（Ｂ１）号参照）又はｓ―ジェット（過熱蒸気）と共に適用すると特に有用である。
【００４０】
対応して、例えば流動床ジェットミル１０であるジェットミル１内の湿った又は濡れた粉砕対象物の本発明のジェット粉砕方法においては、ジェットミル１の湿った又は濡れた粉砕対象物が、供給パイプ２を経由して粉砕のために粉砕チャンバ３に送られ、調整、制御又は規定装置９を介して、ジェットミル１の少なくとも１つの作動パラメータを粉砕乾燥の実施に適するよう選択し、その粉砕乾燥の際に、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量の最終製品を同時にジェットミル１内で得るために、湿った又は濡れた粉砕対象物を粉砕により所定の最終微粉度にまで粉砕し、乾燥により所定の残留水分量にまで乾燥させ、最終的に、所定の最終微粉度及び所定の残留水分量を有する最終製品が、最終製品出口７を経由してジェットミル１から出ることになる。
【００４１】
少なくとも１つの作動パラメータとして、ジェットミル１における前圧力、開放圧力又は入口温度を、粉砕乾燥に適するよう選択する。つまり前圧力、開放圧力及び／又は入口温度の複数／１つを適切に選択することで、基準量当りの粉砕のための作動媒体必要量を、基準量当りの乾燥のための作動媒体必要量より大きくし、又は等しくするのである。
【００４２】
更に、ジェットミル１から出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量、又は最終製品の実際の残留水分量を計測又は観察可能であることが好適であり、特に最終製品出口７に配置した残留水分量検知又は監視装置８により、１度又は時間的間隔をおいて繰り返し、又は少なくともほぼ連続して、一方ではジェットミル１から出る前の粉砕対象物の実際の残留水分量又は最終製品の実際の残留水分量に応じて、他方では最終製品の所定の残留水分量に応じて、ジェットミル１の少なくとも１つの作動パラメータを、粉砕乾燥のために、特に調整、制御又は規定装置９により適切に調整、制御又は規定する。
【００４３】
好適には、本発明のジェット粉砕方法において、作動媒体として気体又は過熱蒸気を採用する。
【００４４】
本発明は、記載及び図示された実施形態に基づいて単に例示的に示されたものであり、これら実施形態に制限されるものでなく、当業者が本明細書から、特に請求項及び一般的な記載の範囲内で、これら記載及び実施形態の記載の教示により想到可能な、及び当業者の知見及び従来技術を組み合わせ可能な全ての変形、変更、代替形態及び組合せを含むものである。特に本発明の個々の特徴及び構成上の可能性は、その全てが組合せ可能とする。
【符号の説明】
【００４５】
1      ジェットミル
2      供給ノズル
3      粉砕チャンバ
4      粉砕気体ノズル
5      分級ホイール
6      モータ
7      最終製品出口
8      残留水分量検知又は監視装置
9      調整、制御又は規定装置
10     流動床ジェットミル
【図２】
2014133230.tif 000008
【図３】
2014133230.tif 000009
【図１】
2014133230.tif 000010