(57)【要約】【課題】ステータと、該ステータに軸心において回転可能に軸承されるシャフトと、シャフトを回転駆動するモータと、スシャフトに固着されるインペラの形態をなすセパレータと、該セパレータ下で回転駆動され、ステータ内に充填されるビーズと原料スラリーを撹拌混合するロータとを有し、上記シャフトには、排出孔が軸心に形成されると共に、該排出孔から上記セパレータに開口する導出孔が径方向に形成される湿式撹拌ボールミルを用いて原料スラリーの粉砕又は分散を行い、終了後に製品スラリーを回収する方法において、ミルからの製品スラリーの回収率を向上する。【解決手段】ステータ７とモータ１１をスタンド２１に軸支したブラケット２２に取付け、製品スラリーの回収時にブラケット２２を半回転させてステータ７を下向きにし、セパレータ４でビーズを分離しながら製品スラリーを下向きに排出する。【選択図】図４
2007190447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型の密閉容器よりなり、ビーズが充填されるステータと、該ステータに軸心において回転可能に軸承され、上部がステータより突出するシャフトと、ステータより突出するシャフト上部と伝動手段を介して連結され、シャフトを回転駆動するモータと、ステータ内上部のシャフトに固着される円板状のディスク及びディスク間を連結する複数のブレードよりなり、インペラの形態をなすセパレータと、ステータに設けられる原料スラリーの供給口と、該セパレータ下でセパレータと一体をなして回転するか、或いはセパレータとは別個に独立して回転駆動され、ステータ内に充填されるビーズと上記供給口より供給された原料スラリーを撹拌混合するロータとを有し、上記シャフトには、ステータ上部から上端に達する盲孔状の排出孔が軸心に形成されると共に、該排出孔から上記セパレータのディスク間に開口する導出孔が径方向に形成される湿式撹拌ボールミルにおいて、上記ステータがモータ及び伝動手段と共に、固定部材に水平軸線の周りに回転可能に支持されるブラケットに取付けられ、半回転させることによって上下の向きが切換えられるようにしたことを特徴とする湿式撹拌ボールミル。
【請求項２】
上記ステータに原料タンクから原料スラリーを供給してビーズと共に撹拌混合し、セパレータでビーズを分離してシャフト上部から軸心排出するプロセスを一ないし複数回繰返す過程と、ミルから排出されるスラリーが製品スラリーのレベルに達すると、ミルから排出されるスラリーを製品スラリーとして回収する過程と、原料タンクからミル内への原料スラリーの供給が途絶えると、ステータをモータと伝動手段を支持するブラケットと共に半回転させてステータの向きを上下逆にする過程と、ステータの向きを上下逆にしたのち、上記ロータとセパレータの回転駆動を続けながらステータ内に圧縮した不活性ガスを供給して製品スラリーを下向きとなったシャフト下部から軸心排出する過程とよりなることを特徴とする請求項１記載の湿式撹拌ボールミルから製品スラリーを回収する方法。
【請求項３】
上記ステータに原料タンクから原料スラリーを供給してビーズと共に撹拌混合し、セパレータでビーズを分離してシャフト上部から軸心排出するプロセスを一ないし複数回繰返す過程と、ミルから排出されるスラリーが製品スラリーのレベルに達すると、ミルから排出されるスラリーを製品スラリーとして回収する過程と、原料タンクからミル内への原料スラリーの供給が途絶えると、圧縮した不活性ガスを供給してミルから製品スラリーを回収する過程と、ミルからの製品スラリーの回収が途絶えると、ステータをモータと伝動手段を支持するブラケットと共に半回転させてステータの向きを上下逆にする過程と、ステータの向きを上下逆にしたのち、上記ロータとセパレータの回転駆動を続けながらステータ内に圧縮した不活性ガスを供給して製品スラリーを下向きとなったシャフト下部から軸心排出する過程とよりなることを特徴とする請求項１記載の湿式撹拌ボールミルから製品スラリーを回収する方法。
【請求項４】
製品スラリー回収後、上記ロータとセパレータの回転駆動を続けながらミル上部より洗浄水を供給してシャフト下部の軸心から排出してミル内を洗浄することを特徴とする請求項１又は２記載の湿式撹拌ボールミルから製品スラリーを回収する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩砕型の湿式撹拌ボールミルと、該ミルから製品スラリーを回収する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、この種湿式撹拌ボールミル１を備えた製品スラリーの生産システムの一例を示すもので、スラリーを貯蔵する原料タンク２より原料ポンプ３で抜き出された原料スラリーは、縦型の摩砕型湿式撹拌ボールミル１に供給され、該ミル内に充填されたビーズと共に撹拌されることにより粉砕され、分散されるようになっている。
【０００３】
ミル１は、下記特許文献１に開示されるタイプのもので、縦向きの円筒形をなして、冷却水が通されるジャケット７ａを備え、ビーズが充填されるステータ７と、ステータ７の軸心に配置されてステータ上部に回転可能に軸承され、上側部の軸心を中空な排出路８としたシャフト５と、該シャフト５と一体となって回転するセパレータ４と、該セパレータ４下のシャフト５に径方向に向けて突出されるピンないしディスク状のロータ９と、ステータ７より上方に突出するシャフト５に固着され、モータ１１のプーリ１２とベルト掛けされるプーリ１３と、ステータ底部にシャフト５の軸端に対向して設けられ、図示しないビーズ分離用のスクリーンを備えた原料スラリーの供給口１４と、ステータ７より突出するシャフト上端の開口端に装着されるロータリージョイント１５とよりなり、セパレータ４はシャフト５に軸方向に一定の間隔を存して固着される一対のディスク１６と、両ディスク１６を連結するブレード１７よりなってインペラを構成し、シャフト５と共に回転してディスク間に入り込んだビーズとスラリーに遠心力を付与し、その比重差によってビーズを分離するようになっている。すなわち比重の比較的大なるビーズを径方向外方に飛ばす一方、比重の比較的小さなスラリーをディスク間に開口してシャフト５の径方向に形成される導出孔６より上記排出路８に通して上方に排出させるようにしてある。図中、１８ａ、１８ｂ、１８ｃは供給管１９及び排出管２０に設けられるバルブであり、２５は製品タンクである。
【０００４】
以上のように、ミル内でビーズと共に撹拌されたスラリーは、セパレータ４でビーズを分離したのち、ミル１より上方に排出され、原料タンク２に戻される。こうしたプロセスによる循環が一乃至複数回繰返され、ミル１より排出されるスラリーが所望の製品レベルに達すると、バルブ１８ｂを閉じ、かつバルブ１８ｃを開く。これによりミル１から排出されるスラリーがバルブ１８ｃを通って製品タンク２５に製品スラリーとして回収される。この間もポンプ３及びモータ１１は駆動を続け、原料タンク２内の原料スラリーがミル１に供給され、撹拌される。これに伴い原料タンク内の原料スラリーは減少を続け、やがて原料タンク内の原料スラリーがなくなると、ミル１からの製品スラリーの回収も途絶えるようになる。
【０００５】
製品スラリーの回収は、原料タンク内に原料スラリーがなくなるまで行われ、なくなると、ポンプ３及びモータ１１を停止する。その後、ミル内の洗浄を行う。洗浄は製品タンク２５を取外した状態で原料タンク２内に洗浄水を入れ、或いは別の経路より洗浄水を供給口１４に供給してポンプ３及びモータ１１を起動して行う。これによりミル内の製品スラリーが洗浄水で希釈されながらセパレータ４でビーズを分離して排出される。こうしてミル内の製品スラリーが洗浄水と次第に置換され、やがてミル１より排出される洗浄水の濃度が１００％程度に達すると、ポンプ３、モータ１１及び洗浄水の供給を停止し、洗浄を終了する。
【特許文献１】ＷＯ１９９６／０３９２５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の湿式撹拌ボールミルでは、製品スラリーの回収は上述するように、原料タンク内に原料スラリーがなくなった状態で終了し、ミル内に残る製品スラリーは回収されず廃棄されていたが、製品スラリーが希少で高価である場合、或いはラボ用で少量生産される場合にはことにミル内の製品スラリーを回収することが望まれていた。
ミル内に残る製品スラリーを回収する方法としては、図１に示す供給口１４より原料スラリーの代わりに不活性ガス、例えばエアを圧入することが考えられる。エアの圧入によりミル内の製品スラリーがセパレータでビーズを分離されて排出されるが、この場合も製品スラリーの排出に伴って低下するビーズを含むスラリーのレベルＬ（図２）がセパレータに達すると、最早製品スラリーを回収することができなくなる。
【０００７】
本発明は、粉砕又は分散終了後、ミル内に残る製品スラリーを回収するに当たり、その回収率を上げることができる湿式撹拌ボールミル及び製品スラリーの回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係わる発明は、縦型の密閉容器よりなり、ビーズが充填されるステータと、該ステータに軸心において回転可能に軸承され、上部がステータより突出するシャフトと、ステータより突出するシャフト上部と伝動手段を介して連結され、シャフトを回転駆動するモータと、ステータ内上部のシャフトに固着される円板状のディスク及びディスク間を連結する複数のブレードよりなり、インペラの形態をなすセパレータと、ステータに設けられる原料スラリーの供給口と、該セパレータ下でセパレータと一体をなして回転するか、或いはセパレータとは別個に独立して回転駆動され、ステータ内に充填されるビーズと上記供給口より供給された原料スラリーを撹拌混合するロータとを有し、上記シャフトには、ステータ上部から上端に達する盲孔状の排出孔が軸心に形成されると共に、該排出孔から上記セパレータのディスク間に開口する導出孔が径方向に形成される湿式撹拌ボールミルにおいて、上記ステータがモータ及び伝動手段と共に、固定部材に水平軸線の周りに回転可能に支持されるブラケットに取付けられ、半回転させることによって上下の向きが切換えられるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係わる発明は、請求項１に係わる発明の湿式撹拌ボールミルから製品スラリーを回収する方法に関するもので、上記ステータに原料タンクから原料スラリーを供給してビーズと共に撹拌混合し、セパレータでビーズを分離してシャフト上部から軸心排出するプロセスを一ないし複数回繰返す過程と、ミルから排出されるスラリーが製品スラリーのレベルに達すると、ミルから排出されるスラリーを製品スラリーとして回収する過程と、原料タンクからミル内への原料スラリーの供給が途絶えると、ステータをモータと伝動手段を支持するブラケットと共に半回転させてステータの向きを上下逆にする過程と、ステータの向きを上下逆にしたのち、上記ロータとセパレータの回転駆動を続けながらステータ内に圧縮した不活性ガス、例えば圧縮空気を供給して製品スラリーを下向きとなったシャフト下部から軸心排出する過程とよりなることを特徴とし、
請求項３に係わる発明は、製品スラリー回収の別の方法に関するもので、上記ステータに原料タンクから原料スラリーを供給してビーズと共に撹拌混合し、セパレータでビーズを分離してシャフト上部から軸心排出するプロセスを一ないし複数回繰返す過程と、ミルから排出されるスラリーが製品スラリーのレベルに達すると、ミルから排出されるスラリーを製品スラリーとして回収する過程と、原料タンクからミル内への原料スラリーの供給が途絶えると、圧縮した不活性ガス、例えば圧縮空気を供給してミルから製品スラリーを回収する過程と、ミルからの製品スラリーの回収が途絶えると、ステータをモータと伝動手段を支持するブラケットと共に半回転させてステータの向きを上下逆にする過程と、ステータの向きを上下逆にしたのち、上記ロータとセパレータの回転駆動を続けながらステータ内に圧縮した不活性ガスを供給して製品スラリーを下向きとなったシャフト下部から軸心排出する過程とよりなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係わる発明は、請求項２又は３に係わる発明において、製品スラリー回収後、上記ロータとセパレータの回転駆動を続けながらミル内に洗浄水を供給してシャフトから軸心排出してミル内を洗浄することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ステータの上下の向きを逆にすることによりセパレータもステータ上部から下部に切換えられるようになり、この状態でロータとセパレータを回転駆動すると、セパレータでビーズを分離した製品スラリーがシャフト下部から排出される。従来のミルでは、製品スラリー回収後もミル内には製品スラリーが残るが、本発明においては、ステータの向きを上下逆にすることによりセパレータによるビーズの分離が可能な限度まで製品スラリーを回収することが可能で、製品スラリーの回収率を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態の湿式撹拌ボールミルについて図面により説明する。
図３において、断面Ｌ形をなす固定部材としてのスタンドには、ブラケット２２が水平軸２３により回転可能に支持され、このブラケット２２に前記したミル１、すなわち軸心に回転可能に配置されるシャフト５、該シャフト５に固着されるセパレータ４及びロータ９、原料スラリーの供給口１４を備えたステータ７と、上記シャフト５と伝動手段である、ベルト及びプーリ１２、１３よりなるベルト伝動位置を介して連結されるモータ１１を備えたミル１が取付けてあり、供給管１９及び排出管２０は、その全体又は所要部分がフレキシブルチューブ（蛇腹管であってもよい）をなすことにより、全体が上記水平軸２３の周りに回転できるようにしてある。図４は、全体を半回転した状態を示すもので、ステータ７は上下の向きが逆になっている。図中、２５は製品スラリーのタンクである。なお、原料ポンプ３は気液の相方を供給可能で、原料スラリーや洗浄水のみならず、不活性ガスとしての原料タンク２内のエアをステータ内に供給できるようにしてある。
【００１３】
本実施形態の湿式撹拌ボールミル１は以上のように構成され、原料スラリーの粉砕或いは分散は、前述した従来法と同様、原料タンク２より原料スラリーを原料ポンプ３でステータ７に供給し、該ステータ内でビーズと共に撹拌混合して行う。ステータ内のスラリーは、撹拌されながら新たに供給される原料スラリーで押し上げられて上昇し、セパレータ４でビーズを分離してシャフト上部の排出管８を通して排出され、原料タンク２に戻される。このプロセスが繰り返し行われる。
【００１４】
粉砕又は分散が繰返され所望の製品スラリーのレベルに達すると、バルブ１８ｃを開き、かつバルブ１８ｂを閉じてミルから排出されるスラリーを開いたバルブ１８ｃを通して製品タンク２５に製品スラリーとして回収する。バルブ１８ｃを開いたのちもポンプ３は駆動を続け、原料タンク２内の原料スラリーのステータ７への供給を続けて製品スラリーの回収を行い、原料タンク７内の原料スラリーがなくなったのちは原料ポンプ３は原料タンク２内のエアをステータ７内へ供給する。これにより製品スラリーの回収が続けられる。原料スラリーが供給されない状態で製品スラリーが回収されることによりステータ内のビーズを含むスラリーのレベルが低下し、やがてセパレータ４に達すると、製品スラリーの排出が途絶えるようになる。その後、原料ポンプ３を一旦停止し、或いは停止させないでステータ７をモータ１１及びブラケット２２と共に半回転させ、ステータ７の向きを上下逆にする（図４）。この際、供給管１９及び排出管２０はフレキシブルチューブであるため、ステータ７に繋がったままの状態でステータ７の半回転を許容する。ステータ７の向きを上下逆にしたのち、ポンプ３の駆動により、原料タンク２から不活性ガスとしてのエアをシャフト上部よりステータ内に供給し、ステータ上部より圧を掛けて回転するセパレータ４でビーズを分離しながら製品スラリーを排出管２０よりバルブ１８ｃを経てタンク２５に回収する。その後、製品スラリーの排出が途切れそうになった段階で製品スラリーの回収を終了し、原料タンク２内に洗浄水を入れる。同時に製品タンク２５を取外しておく。タンク２に入れられた洗浄水はポンプ３によりステータ内に供給され、ロータ９で撹拌されながら、ステータ内を洗浄する。そしてセパレータ４でビーズを分離して開いたバルブ１８ｃより外部に排出される。以上のようにしてステータ内の洗浄が行われ、洗浄後、ポンプ３を停止し、ミル全体をジャケット２２と共に半回転させて図３の状態に戻してからモータ１１を停止する。図３の状態に戻してからモータ１１を停止し、モータの停止を最後にするのは、ビーズがセパレータの中に入り込み、次の運転時にビーズがスラリーと共に排出されないようにするためである。
【００１５】
本方法によると、図３に示す状態で排出される製品スラリーに加え、ステータ７の向きを上下を逆にしてから排出される量だけ製品スラリーが増えることになり、その分、回収効率が向上する。そのため本実施形態の湿式撹拌ボールミルは、ラボ用で少量の製品スラリーが要求される分野、製品自体が高価なものに適用するのに好適である。
【００１６】
上記実施形態では、原料ポンプ３は気液のいずれでも供給できるようになっているが、エアの供給を別のポンプ或いは圧縮空気源より供給口１４に供給できるようにすれば、原料ポンプ３は原料スラリーや洗浄水の供給のみを行うようにすることができる。この場合、エアの供給管は、その一部又は全体が供給管１９及び排出管２０と同様、フレキシブルチューブとされる。図５は、その例を示すもので、洗浄水供給管２７がフレキシブルチューブで供給口１４に接続され、線浄水が供給口１４に供給できるようにしてある。
【００１７】
上記実施形態ではまた、供給管１９及び排出管２０はフレキシブルチューブをなすことにより、ステータ７に繋がったままの状態で、ステータ７の回転ができるようになっているが、ステータ７を半回転させるときにはステータ７との接続を解除し、半回転後、ステータ７と接続させるようにしてもよい。この場合、供給管１９及び排出管２０は固定管にすることができる。
【００１８】
別の方法では、原料ポンプ３は原料スラリーや洗浄水のみを供給し、圧縮した不活性ガスとしての圧縮空気は別のコンプレッサーより行われるようにしておく。そして製品スラリーの回収は、原料タンク内に原料スラリーがなくなってミルからの製品スラリーの回収が途絶えたのち、原料ポンプ３を一旦停止し、或いは停止させないで、ステータ７をモータ１１及びブラケット２２と共に半回転させ、ステータ７の上下の向きを逆にする。その後、前述したと同様、ミル上部よりコンプレッサーから圧縮空気を供給し、セパレータ４及びロータ９の回転を続けながら製品スラリーをシャフト下端からタンク２５内に回収する。製品スラリーの回収後は前記したと同様にして洗浄水によるミル内の洗浄が行われる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明に係わる湿式撹拌ボールミルは、インクや塗料、セラミック、医薬品等の粉砕や分散など、微粉砕の分野に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】製品スラリー生産システムの全体構成を示す概略図。
【図２】従来法において、製品スラリーの排出が完了した状態でのステータ内のスラリーのレベルを示す図。
【図３】本発明に係わる湿式撹拌ボールミルの断面図。
【図４】図３に示すミルを半回転させた状態を示す断面図。
【図５】湿式撹拌ボールミルの別の態様の断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１・・湿式撹拌ボールミル
２・・原料タンク
３・・原料ポンプ
４・・セパレータ
５・・シャフト
６・・導出孔
７・・ステータ
８・・排出路
９・・ロータ
１１・・モータ
１２、１３・・プーリ
１４・・原料スラリーの供給口
１５・・ロータリージョイント
１６・・ディスク
１７・・ブレード
１８・・バルブ
１９、２７・・供給管
２０・・排出管
２１・・スタンド
２２・・ブラケット
２３・・水平軸
２５・・製品タンク
【図１】
2007190447.tif 000003
【図２】
2007190447.tif 000004
【図３】
2007190447.tif 000005
【図４】
2007190447.tif 000006
【図５】
2007190447.tif 000007