(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続式に粉砕可能な振動ミルによる粉砕において、粉砕筒に粉体流量制御装置を連結することによって、原料投入口及び／又は排出口側を外気に対して気密可能な構造とし、この気密可能な構造部及び／又は粉砕筒にガス制御装置を接続し、その操作によって粉砕筒内のガスの流れを制御し、粉砕物の粉砕筒内での移動を制御することを特徴とする粉砕方法。
【請求項２】
ガス制御装置の操作による粉砕筒内のガスの流れの制御を、粉砕筒の気密状態の保持と、ガスの開放又は吸引とを交互に行うことを特徴とする請求項１記載の粉砕方法。
【請求項３】
ガス制御装置の操作による粉砕筒内のガスの流れの制御を、振動ミルの負荷に応じて行うことを特徴とする請求項１又は２記載の粉砕方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、連続式振動ミル内部のガス（空気）の流れを制御することにより、任意の粒度分布を持った粉砕品を得ることが出来る振動ミルを用いた粉砕方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動ミルは、円筒状ないしトラフ状のミル内にボールその他の粉砕媒体を入れ、このミルに振動を加えて媒体に運動を与えて粉砕を行うミルである。振動ミルによる粉砕の特徴は、６〜１０Ｇ程度の大きい衝撃を被粉砕物に与え短時間に効率的に粉砕することにある。また、ボールミル等の他の粉砕機と比較し、粉砕速度が大きく、粉砕時間を短縮でき、加えて連続操業が可能であるといった特徴を有しているため、窯業、化学工業を始め多方面にわたり粉砕工程、混合工程に組み込まれている。粉砕品の粒度及び粒度分布を制御するために、原料の粒度、原料の投入速度、振動量、ボールの材質、径、充填量等を適宜選定することが行われている。しかし、このような条件を設定しても、粉砕品の粒度分布はバッチ式のボールミル等による粉砕品と比較してシャープな粒度分布となり易い傾向があった。さらに粉砕途中で粉砕条件を変更し、粒度分布を変更するのは困難であった。また振動ミルにてブロードな粒度分布を有した粉砕物を得ようとした場合、シャープな粒度分布を持った微粉と粗粉を別々に製造し、それらを混合して製造する等を必要としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような状況に鑑みてなされたもので、シャープな粒度分布からブロードな粒度分布を持つ粉砕品が容易に得られ、又その条件変更が比較的容易な粉砕方法である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
連続式振動ミルは、原料と共に粉砕筒内に供給されたガス（空気）が粉砕時に膨張し、振動ミルの一部が開放されていると、開放口からの気流の流れに応じて被粉砕物を素早く排出する機能がある。この現象が粉砕を効率的に進行させ、粉砕品の粒度をシャープにしている要因でもある。
【０００５】
本発明者らは、この事に着目し、粉砕筒からの被粉砕物の排出、及び粉砕筒内の空気の流れを制御する事により、粉砕筒内で過粉砕とミル内壁コーティングによる微粉と粗粉の多い非効率的粉砕を同時にあるいは交互に起こさせることにより粉砕品の粒度をシャープなものからブロードなものまで容易に得られることを見いだし、本発明を完成するに至ったものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、連続式に粉砕可能な振動ミルによる粉砕において、粉砕筒に粉体流量制御装置を連結することによって、原料投入口及び／又は排出口側を外気に対して気密可能な構造とし、この気密可能な構造部及び／又は粉砕筒にガス制御装置を接続し、その操作によって粉砕筒内のガスの流れを制御し、粉砕物の粉砕筒内での移動を制御することを特徴とする粉砕方法である。この発明においては、ガス制御装置の操作による粉砕筒内のガスの流れの制御を、粉砕筒の気密状態の保持と、ガスの開放又は吸引とを交互に行うことが好ましい。また、ガス制御装置の操作による粉砕筒内のガスの流れの制御を、振動ミルの負荷に応じて行うことが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の態様】
本発明において、振動ミルは連続式に原料の投入、排出が可能な構造を有するものである。代表的なものとして、円筒状の粉砕部すなわち粉砕筒を有する上下２段式の振動ミルが良く知られているが、１段式であっても、３段以上の粉砕筒を有するものでも良い。また横型でなく縦型であっても良く、連続的に粉砕可能な粉砕筒を有する粉砕機を用いる。また、振動ミルは原料投入口及び／又は排出口側を外気に対して気密可能な構造としておく必要がある。このような手段として、図１に示すように粉砕筒の排出口側にロータリーバルブを設置し、その間をゴム、あるいは金属等で連結する方法が採用される。ロータリバルブに変えて、２段式のエアーシール式等の方式であっても粉体の投入、排出が可能な粉体流量制御装置と粉砕筒とが気密を保持できる方法で連結されていれば良く、その手段に限定されるものではない。ロータリーバルブは気密を保ちながら粉砕物の連続的な排出が可能であり、好適に用いることが出来る。
【０００８】
また、上記の気密可能とした構造部、或いは粉砕筒内にはガスを流入及び／又は排出可能なガス制御装置を接続しておく必要がある。接続位置は原料投入部、２段式の場合はその連結部、或いは排出部のいずれか１つでも良いが、複数設置しても良い。排出部に設置するのが制御の容易性から最も好ましい。ガス制御装置は、気密部のガス圧力を変化させることができる装置であり、例示すればコンプレッサー等のガス圧源、ガス吸引ポンプ、電磁バルブ、設定機等である。図１には、ガス制御用バルブ６が２連式振動ミルの振動ミル下粉砕筒２の上部に設置された例が示されている。本発明においてガスとは、通常は空気のことを云うが、被粉砕物が粉砕によって酸化の恐れのある窒化物、或いは金属等の粉砕に於いて、窒素ガス、アルゴンガス等を用いることを除外するものではない。
【０００９】
本発明の粉砕方法を図１を例示して説明する。ガス制御用バルブ６を閉じて振動ミルの一端を外気に対して気密にするか、ガスを圧入して加圧状態にすると、粉砕筒内部においてガスの流れが止まるため粉砕物の移動も少なくなり過粉砕が生じる。一方、ガス制御用バルブ６を開として気密部を外気に開放するか、或いはガスを吸引すると、粉砕筒内のガスの流れが排出口側に起こるので、粉砕筒内の粉砕物も流動化し易くなり、排出口側への移動が促進される。この時、粉砕は促進されない状態となり、粒度の粗い部分が残りやすい。ガス制御用バルブ６を開として気密部の内部を常に大気圧と同等とすることによって通常の粉砕を行うこともできる。振動ミルの粉砕筒内部の粉砕状態を、振動ミルの負荷すなわち振動音、振動量、またはモーターの電流値、あるいは粉砕筒の温度、気密部のガス圧力等の粉砕状態に対応して変化する特性の１つ以上を検知し、設定した条件でガスを圧入、或いは吸引することにより、粉砕筒のガスの流れを制御し、粉砕物の粉砕筒内での移動を停止、流動化させることにより粉砕特性を変化させる。これを適宜繰り返すことにより、シャープな粒度分布からブロードな粒度分布をもつ粉砕物まで任意に得ることが出来る。負荷の検知方法としては、振動量（振幅）、モーターの電流値、気密部のガス圧力が最も簡便で好ましい。
【００１０】
【実施例】
実験例１
本発明による粉砕装置の例を第１図に示す。第１図の装置を用いて溶融シリカ粉砕を行った。以下にその詳細を説明する。内容積１２２０リットルの２連式振動ミルの振動ミル下粉砕筒２の上部にガス吸引装置と連結するためのガス吸引用の直径２５ｍｍの配管を設けた。この配管には自動開閉可能なガス制御用バルブ６を設置した。このバルブは振動ミルモーター３の電流値１１０Ａにより自動開閉を行うように設定した。１１０Ａを超えると５秒間バルブが開放され、気密部のガスは吸引装置によって排出される。その後バルブは閉じられ、再度１１０Ａを超えるとバルブは開放される。粉砕筒内には直径２０ｍｍのアルミナボールを粉砕媒体として投入した。この投入量は粉砕筒内容積の約５５％を占める。振動ミルの粉砕品排出口７にはゴム製の配管を用いて、気密性が保持できるようにロータリーバルブ８と連結した。このロータリーバルブはいずれもインバーターを設けることで回転数可変とした。粉砕原料に平均粒径約３ｍｍ、５．６ｍｍ以上０．１％、０．２１ｍｍ以下０．１％の溶融シリカ粉末を用いた。振動ミルは、振幅６ｍｍで連続運転を行い、溶融シリカ粉末を原料供給用ロータリーバルブより、３２０ｋｇ／ｈｒのフィード量で連続的に粉砕筒内に供給し、８時間連続運転を行った。粉砕物をサンプリングし、粒度分布をレーザー回折式粒度分布測定装置（シーラスグラニュロメーター「モデル７１５」）を用いて測定した結果、平均粒径１１．３μm、２０％径３．１μm、８０％径３８．２μmで粒度分布は広いものであることが分かった。
【００１１】
実験例２
ガス制御用バルブ６の自動開閉をモーターの電流値１０５Ａ、開放時間５秒と設定した以外は実験例１と同様にして行った。粉砕物の粒度分布は、平均粒径１１．５μm、２０％径４．３μm、８０％径２７．８μmで実験例１より狭いものであった。
参考例
ガス制御用バルブ６を常に開放状態とする様に設定した以外は実験例１と同様にして行った。粉砕物は、平均粒径１１．６μm、２０％径５．３μm、８０％径２２．４μmで実験例１、実験例２に比べてシャープな粒度分布となった。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の粉砕方法によれば、粒度分布の狭いものから広いものまで容易に連続的に製造でき、かつその条件変更も簡単であり、１台の粉砕装置で多品種を作り分けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉砕装置の例
【符号の説明】
１．振動ミル上粉砕筒
２．振動ミル下粉砕筒
３．振動ミルモーター
４．原料ホッパー
５．振動ミル投入口
６．ガス制御用バルブ
７．粉砕品排出口
８．気密式ロータリーバルブ
９．粉砕品受入タンク
１０．電流計
ＣＰ．比較調節計
【図１】
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