(57)【要約】【課題】多くの時間を必要とすることなく、粉末を極めて細かく粉砕することができるようにする。【解決手段】ボールミル１の円筒状のポット２に粉末Ｐを多数のボール３とともに収容して、円筒状のポット２を回転軸Ｌ廻りに回転させて粉末を粉砕するに際して、ポット２の回転軸Ｌを傾動させ得るエアシリンダ６を設けたボールミル１を用い、エアシリンダ６によってポット２の回転軸Ｌを所定のサイクルで傾動させつつ、円筒状のポット２を回転軸Ｌ廻りに回転させて粉末Ｐを粉砕する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールミルの円筒状のポットに粉末を多数のボールとともに収容して、円筒状のポットを回転軸廻りに回転させて粉末を粉砕するに際して、
上記ポットの回転軸を所定のサイクルで傾動させつつ、円筒状のポットを回転軸廻りに回転させて粉末を粉砕することを特徴とする乾式粉砕方法。
【請求項２】
上記ポットの回転軸を傾動させる際の水平に対する傾き角度を０．５〜４°とした請求項１に記載の乾式粉砕方法。
【請求項３】
上記ポットの回転軸を傾動させる際の水平に対する傾き角度を略２°とした請求項１又は２に記載の乾式粉砕方法。
【請求項４】
粉砕又は混合する粉末を多数のボールとともに収容して回転軸廻りに回転する円筒状のポットを備えたボールミルにおいて、
上記ポットの回転軸を所定のサイクルで傾動させる軸傾動手段を設けたことを特徴とするボールミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体中において粉末を粉砕するのに用いられる乾式粉砕方法と、この乾式粉砕方法に用いるのに好適なボールミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来における乾式粉砕方法では、例えば、粉砕する粉末を多数のボールとともにボールミルの樹脂製ポットに収容し、この樹脂製ポットを水平方向の回転軸廻りに回転させることで、樹脂製ポット内の気体中において粉末を粉砕するようにしている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
著作兼発行者  社団法人日本機械学会「機械工学便覧  改訂６版」明善印刷株式会社、昭和５２年７月２０日、ｐ．１８−５５
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の乾式粉砕方法では、樹脂製ポット内の気体中において粉末を直接粉砕して、粉砕後の粉末をそのまま回収するようにしているので、湿式粉砕方法で必要とされる乾燥工程を省略することはできるものの、ある程度粉砕が進行した段階で樹脂製ポット内に粉末の固まりが生じてしまい、これ以降樹脂製ポットを回転させたとしても、この段階以上に細かく粉砕することはできない、すなわち、微粉砕には適しているとはいえないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたものであり、粉砕時間の短縮を実現しつつ、粉末を極めて細かく粉砕することが可能である乾式粉砕方法及びボールミルを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、粉砕する粉末を多数のボールとともに収容したボールミルのポットの回転軸を左右に繰り返して傾けることで、ポット内部に生じる粉末の固まりを多数のボールで削ることが可能であることを見出した。
【０００７】
そこで、本発明の乾式粉砕方法では、請求項１として、ボールミルの円筒状のポットに粉末を多数のボールとともに収容して、円筒状のポットを回転軸廻りに回転させて粉末を粉砕するに際して、上記ポットの回転軸を所定のサイクルで傾動させつつ、円筒状のポットを回転軸廻りに回転させて粉末を粉砕する構成としたことを特徴としており、この乾式粉砕方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
また、本発明の乾式粉砕方法は、請求項２として、上記ポットの回転軸を傾動させる際の水平に対する傾き角度を０．５〜４°とした構成とし、請求項３として、上記ポットの回転軸を傾動させる際の水平に対する傾き角度を略２°とした構成としている。
【０００９】
そして、本発明の乾式粉砕方法に用いるのに好適なボールミルでは、請求項４として、粉砕又は混合する粉末を多数のボールとともに収容して回転軸廻りに回転する円筒状のポットを備えたボールミルにおいて、上記ポットの回転軸を所定のサイクルで傾動させる軸傾動手段を設けた構成としたことを特徴としており、このボールミルの構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
【発明の作用】
本発明において、粉砕する粉末を多数のボールとともに収容したボールミルのポットの回転軸を左右に繰り返して傾けると、ポット内部に生じる粉末の固まりが多数のボールに削られ、削られた粉末は多数のボールの間を左右にゆっくりと移動することから、粉末の粉砕が促進されて効率良くそして極めて細かく粉砕されることとなる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明の請求項１の乾式粉砕方法によれば、上記した構成としているので、粉砕時間の短縮化を実現したうえで、粉末を極めて細かく粉砕することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００１２】
本発明の請求項２及び３の乾式粉砕方法によれば、上記した構成としたから、粉末の粉砕効率をより一層向上させることができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００１３】
本発明のボールミルによれば、上記した構成としたため、乾式粉砕方法に用いた場合において、粉砕時間の短縮化及び粉末の微細化を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例による乾式粉砕方法に用いるボールミルを示している。
【００１６】
図１に示すように、このボールミル１は、底を有する円筒状の樹脂製ポット２と、このポット２の内部に収容された粉末を粉砕する多数のセラミックス製のボール３と、ポット２の開口部を閉塞する蓋４を備えており、内部に多数のボール３とともに粉末を収容して閉塞したポット２を２本の駆動ローラ５上にセットして、ポット２を回転軸Ｌ廻りに回転させることで、粉末を乾式粉砕するようになっている。
【００１７】
上記駆動ローラ５の一端側（図示右端側）には、上記ポット２の回転軸Ｌを所定のサイクルで傾動させるべく、駆動ローラ５を水平方向に対して僅かな角度（約２°）傾ける軸傾動手段としてのエアシリンダ６が設けてある。
【００１８】
上記ボールミル１を用いて粉末を粉砕するに際しては、まず、粉砕する粉末Ｐを多数のボール３とともに収容したボールミル１のポット２を回転軸Ｌ廻りに回転させる。このとき、駆動ローラ５の右端部がエアシリンダ６によって下げられた状態になっていると、図１（ａ）に示すように、ポット２の内部の右端部に粉末Ｐの固まりＰＡが生じる。
【００１９】
次に、所定の時間をおいた後、図１（ｂ）に示すように、エアシリンダ６によって駆動ローラ５（回転軸Ｌ）の右端部を僅かに上昇させて左側に傾斜させると、ポット２の内部に生じている粉末Ｐの固まりＰＡが多数のボール３に削られ、削られた粉末Ｐは多数のボール３の間を左側に向けてゆっくりと移動する。
【００２０】
この状態が続くと、図１（ｃ）に示すように、ポット２の内部の左端部に粉末Ｐの固まりＰＡが生じ、上記と同じく所定の時間をおいた後、エアシリンダ６によって駆動ローラ５（回転軸Ｌ）の右端部を僅かに下降させて再び右側に傾斜させると、ポット２の内部に生じている粉末Ｐの固まりＰＡが多数のボール３に削られ、削られた粉末Ｐは多数のボール３の間を右側に向けてゆっくりと移動することから、すなわち、多数のボール３に削られた粉末Ｐは、回転軸Ｌが所定のサイクルで傾動するのに合わせて、多数のボール３の間を左右にゆっくりと移動することから、粉末Ｐの粉砕が促進されて効率良くそして極めて細かく粉砕されることとなる。
【００２１】
［実施例１］
そこで、径が異なる３種類のセラミックス製のボール３（φ５ｍｍ＝５００ｇ，φ１０ｍｍ＝５００ｇ，φ１５ｍｍ＝２００ｇ）及び粉末Ａ（黒鉛粉末；７５ｇ）を収容したポット２（容量０．７ｌ）を２本の駆動ローラ５，５上にセットし、駆動ローラ５（回転軸Ｌ）をエアシリンダ６によって２時間サイクルで傾動させつつこの回転軸Ｌ廻りに７０〜７５（ｒｐｍ）で回転させた。このときの水平方向に対する傾動角度を約２°とし、粉末Ａの粒径の推移を図２のグラフに●で示した。
【００２２】
［実施例２］
また、径が異なる３種類のセラミックス製のボール３及び粉末Ａを実施例１と同じようにして収容したポット２を２本の駆動ローラ５，５上にセットし、駆動ローラ５（回転軸Ｌ）をエアシリンダ６によって５分サイクルで傾動させつつこの回転軸Ｌ廻りに７０〜７５（ｒｐｍ）で回転させた。このときの水平方向に対する傾動角度も約２°とし、粉末Ａの粒径の推移を図２のグラフに▲で示した。
【００２３】
［比較例１（従来例１）］
この際、比較のために、径が異なる３種類のセラミックス製のボール３及び粉末Ａを実施例１と同じようにして収容したポット２を水平方向の回転軸Ｌ廻りに７０〜７５（ｒｐｍ）で回転させた。このときの粉末Ａの粒径の推移を図２のグラフに■で示した。
【００２４】
図２に示すグラフから判るように、実施例１，２及び比較例１の乾式粉砕方法では、いずれもポット２を回転させて粉砕を開始した直後から粉末Ａの粒径平均値（５０％メジアン粒径）が減り始め、実施例１では粉砕開始からほぼ１００時間を経過した時点において粒径平均値が１．４μｍになっており、実施例２では粉砕開始から僅か８時間を経過した時点で既に粒径平均値が１．０μｍ以下になっているのに対して、比較例１では、粉砕開始から７２時間を経過した時点においても、粒径平均値が１８．０μｍにとどまっており、この結果から、実施例１，２の乾式粉砕方法では、粉末Ａ（黒鉛粉末）を短い時間で極めて細かく粉砕することが可能であることが実証でき、回転軸Ｌを短いサイクルで傾動させる方がより効率的に粉砕できることが判った。
【００２５】
［実施例３］
次に、上記粉末Ａとは異なる粉末Ｂ（金属酸化物系粉末；７５ｇ）を３種類のセラミックス製のボール３とともにポット２に収容して、実施例１と同じようにして駆動ローラ５（回転軸Ｌ）をエアシリンダ６によって２時間サイクルで傾動させつつこの回転軸Ｌ廻りに７０〜７５（ｒｐｍ）で回転させた。このときの水平方向に対する傾動角度も約２°とし、粉末Ｂの粒径の推移を図３のグラフに●で示した。
【００２６】
［実施例４］
そして、この粉末Ｂの場合も、駆動ローラ５（回転軸Ｌ）をエアシリンダ６によって５分サイクルで傾動させつつこの回転軸Ｌ廻りに７０〜７５（ｒｐｍ）で回転させた。このときの水平方向に対する傾動角度も約２°とし、粉末Ｂの粒径の推移を図３のグラフに▲で示した。
【００２７】
［比較例２（従来例２）］
この場合も、比較のために、径が異なる３種類のセラミックス製のボール３及び粉末Ｂを収容したポット２を水平方向の回転軸Ｌ廻りに７０〜７５（ｒｐｍ）で回転させた。このときの粉末Ｂの粒径の推移を図３のグラフに■で示した。
【００２８】
図３に示すグラフから判るように、実施例３では粉砕開始から２４時間に満たない時点において粒径平均値（５０％メジアン粒径）が０．５１μｍになっており、実施例４では粉砕開始から僅か６時間を経過した時点で既に粒径平均値が１．０μｍ以下になっているのに対して、比較例２では、粉砕開始から２４時間を経過した時点においても、粒径平均値が８．３μｍにとどまっており、この結果から、金属酸化物系の粉末Ｂを粉砕する場合も、実施例３，４の乾式粉砕方法では、短い時間で極めて細かく粉砕することが可能であることが実証でき、加えて、回転軸Ｌを短いサイクルで傾動させる方がより効率的に粉砕できることが判った。
【００２９】
上記した実施例では、本発明のボールミルを黒鉛粉末及び金属酸化物系粉末の粉砕に用いた場合を示したが、これに限定されるものではなく、本発明のボールミルを粉末の混合に用いることも当然可能である。
【００３０】
また、本発明の乾式粉砕方法及びボールミルの詳細な構成は、上記実施例の構成に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、ポット２の回転軸Ｌを所定のサイクルで傾動させる軸傾動手段に油圧シリンダや電動アクチュエータを用いることができるほか、ポット２の回転軸Ｌの水平方向に対する傾動角度も約２°に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乾式粉砕方法及びボールミルを用いて粉末を粉砕している状況を示すポットの断面説明図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）である。
【図２】本発明の実施例１，２による乾式粉砕方法で粉末を粉砕した際の粉砕時間に対する粒径平均値の推移を従来例１と比較しつつ示すグラフである。
【図３】本発明の実施例３，４による乾式粉砕方法で粉末を粉砕した際の粉砕時間に対する粒径平均値の推移を従来例２と比較しつつ示すグラフである。
【符号の説明】
１  ボールミル
２  ポット
３  ボール
６  エアシリンダ（軸傾動手段）
Ｌ  回転軸
Ｐ  粉末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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