JP2005169340A - 横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被粉砕物の粉砕速度を早め、電力消費量を軽減し、粉砕室内の粉砕用媒体の片寄りを解消した横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置を提供する。
【解決手段】横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０は横型流通管の内部にＬ／Ｄ≦１．２５の関係となる長さＬ直径Ｄの粉砕室２１を備え、粉砕室２１の左右に処理物スリラーの供給口２２が設けられ中央円周部には処理後の処理物スリラーを排出する排出口２３（２３ａ、２３ｂ）が設けられ、内部には撹拌軸２４と撹拌軸２４の中央に固定配置されたインペラー２６及びその左右にそれぞれ固定配置された２枚のピン付き孔明き撹拌ディスク２５を備えている。粉砕室２１は、内部に粉砕用媒体ビーズ２８が所定の密度で収容され、中央円周部には処理後の処理物スリラーと粉砕用媒体ビーズ２８とを分離するための数条のスリット２９が形成され、最外壁３４の内部には冷却用ジャケット３５が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、分散粉砕媒体を用いて固液スラリー中の固体粒子を超微粒子化する横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置に関する。

従来より、分散粉砕媒体を用いて固液スラリー中の固体粒子を微粒子化する横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置がある。（例えば、特許文献１参照。）
図８は、そのような従来の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置の構成の一例を模式的に示す側断面図である。同図に示すように、従来の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置１は、筒状の流通管型容器２を横に固定して設置される。内部は粉砕室３と抽出室４とに分けられている。粉砕室３は、内部に粉砕用媒体（ビーズ）５を収容し、その中に埋没するように流通管型容器２全体を通して挿通されている駆動軸６とその駆動軸６に取り付けられた複数枚（同図の例では６枚）の撹拌ディスク７を備えている。

また、流通管型容器２は、粉砕室３の外端部（図８の左側端部）に供給口８を備え、内端部側（図８の右側端部側）の粉砕室３と抽出室４との間には隔壁９が設けられている。そして、この隔壁９に近接して、駆動軸６に取り付けられた分離ディスク１１が配置されている。隔壁９と分離ディスク１１との間には分離スリット１２が形成されている。また、抽出室４の上方には抽出口１３が形成されている。

図９(a) は、上記の撹拌ディスク７を一個のみ代表的に拡大して具体的に構成を示す側面図であり、同図(b) は、そのＡ矢視平面図である。尚、同図(a) には一部を断面で示している。同図(a),(b) に示すように、撹拌ディスク７は、そのディスク面に、円周に沿って等間隔で３個の長孔１４が明けられおり、それらの長孔１４と長孔１４の中間のややディスク縁寄りに、ピン１５がディスク面に垂直に突出して設けられている。中央には係止カラー１６が駆動軸６に外嵌して固定されて設けられている。

この横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置１は、図８において、供給口８から図の矢印ａに示すように不図示の供給管を通して、処理液と被粉砕物との混合体からなる固液スラリーが順次内部に供給される。この供給に応じて固液スラリーは粉砕室内を順次抽出室４方向に移動する。

駆動軸６が図の矢印ｂに示すように不図示のモータにより回転駆動され、これにより６枚の撹拌ディスク７が回転する。この撹拌ディスク７の回転により遠心力を与えられて流動化した粉砕用媒体５の間隙に固液スラリーの被粉砕物が捕捉される。捕捉された被粉砕物は、粉砕用媒体５間の流動速度差によって生じる、摺り応力、剪断力、摩擦などによって分散粉砕される。

被粉砕物が分散粉砕されて微粒子化された固液スラリーは、粉砕室３と抽出室４との間にある隔壁９と分離ディスク１１との間に形成されている分離スリット１２を通過して抽出室４に流入し、抽出口１３から図の矢印ｃに示すように、不図示の抽出管を通って外部に抽出される。尚、分離スリット１２が形成する間隙は、微粒子化されて抽出される被粉砕物の粒径に応じて形成されている。

一般に、このような分散粉砕における被粉砕物の微粒子化において、得られる微粒子の粒径は均一なものとは限らない。したがって、当業界においては、抽出して得られた固液スラリー中の全体としての微粒子の粒径の分布（粒度分布という）によって、微粒子化された被粉砕物の粒度を判定する。

粒度分布の見方すなわち粒度分布を表す指標としては、平均粒径、最頻度粒径、積算通過分率１０％、５０％、又は９０％の粒子径などがある。特に積算通過分率１０％、５０％、又は９０％の粒子径を言うときはＤ10、Ｄ50、又はＤ90の記号が用いられる。この積算通過分率の粒径を指標とする見方は比較的多くの場合に採用されるものであるので、この積算通過分率の粒径について、以下簡単に説明する。

図１０(a),(b),(c) は、固液スラリー中の固体粒子（被粉砕物）の粒子径の分布の例を示す図である。これらの図は、粉砕処理操作において、被粉砕物の粒度分布がどのようになっているかを知る指標となるものである。
同図(a),(b),(c) は横軸に固体粒子の粒子径Ｄp （μｍ）を対数目盛りで示し、縦軸には左縦軸に頻度分布を示し、右縦軸に積算通過分率を示している。同図(a) の中央下方に示す棒グラフは左縦軸の頻度分布に対応し、曲線グラフは右縦軸の積算通過分率に対応している。

同図(a) において、Ｄ10は、積算通過分率１０％のとき（粒径分布の左側の最小粒径から粒径が大きくなる右方へ順次加算して累計値が質量比で全体の１０％となるとき、以下同様）における最大粒径を表している。同様にＤ50は、積算通過分率５０％のときにおける最大粒径を表し、Ｄ90は、積算通過分率９０％のときにおける最大粒径を表している。

同図(a) に示す粒度分布の例では、Ｄ10は、約２．７μｍφ、Ｄ50は、約１０．０１μｍφ、またＤ90は、約３８μｍφとなっている。尚、同図(a) には、参考までに、最頻度粒径Ｍも示していおり、この例では最頻度粒径Ｍは、約１０．５μｍφである。
そして、これらの粒度分布において、最小粒径と最大粒径の差が小さいほど、同図(b) に示すようにグラフは鋭角となり、粒度が同一径に集中した粉砕処理結果が良好な状態ということができ、このような粒度分布が鋭角なグラフに対して当業界では粒度分布がシャープ（sharp ）であるという。

反対に最小粒径と最大粒径の差が大きいほど、同図(c) に示すようにグラフはなだらかとなり、粒度が広く分布した粉砕処理結果が好ましくない状態ということができ、このような粒度分布がなだらかなグラフに対して当業界では粒度分布がブロード（broad ）であるという。

粉砕処理では、粒度をシャープにするにはどうしたら良いか、粉砕処理機の各メーカが競い合っているのが現状である。
また、粉砕物のより小さな粒子径のものを得るためには、従来では、被粉砕物スラリー（固液スラリー、以下同様）の粉砕室３内の滞留時間を長くすれば良いとの考え方に基づいて、粉砕室３の長さＬ（図８参照）を長く構成した分散粉砕装置により被粉砕物スラリーの粉砕室内の滞留時間を長くするか、あるいは分散粉砕装置に被粉砕物スラリーの供給量を多くして、これで一旦抽出した被粉砕物スラリーを再度粉砕室３に送り込むということを繰り返すことによって、被粉砕物スラリーの粉砕室３内の見掛けの滞留時間を増加させて、微粒粉砕の効果を高めていた。
特開平０８−１７３８２６号公報（［要約］、図１）

従来は、上記の構成と処理方法で満足する結果が得られたが、近年、市場における要望は、原価低減を目的とした、より速い粉砕速度、より省エネルギー型の微粒分散粉砕装置が求められるようになってきた。
シャープな粒子径を得る方法として、被粉砕物の粉砕室内滞留時間を短くするために被粉砕物スラリーの時間当たりの供給量を多くすることは知られているが、従来機では供給量を多くすると媒体ビーズが出口側に片寄る傾向があるために、媒体ビーズの密度が高くなり、このため、吐出量の不安定、圧力上昇、異常発熱、異常磨耗などの現象が発生した。

また、被粉砕物スラリーの供給には、一般にポンプが用いられるが、テスト用の小型機では、設置スペースの極力小さいことが望まれるため、結構大きな設置スペースを占めるポンプを使用しないで済む方法があれば、ポンプの設置を除去する構成が望まれる。
また、粉砕速度を早くするには、粉砕用媒体に与えるエネルギーを大きくするために撹拌ディスクの回転数を上げる方法があるが、これによると粉砕室内の発熱が顕著になり、その冷却が困難で、装置が高熱化するという問題がある。一般に、粉砕処理に使用される物質は熱に対して敏感なものが多く、許容温度を越えると変質して、製品として使用できなくなるものが多い。従って装置の高熱化は処理製品に上記のような悪影響を及ぼすことになる場合がある。

また、回転数が上がると粉砕室内の部材や粉砕用媒体であるビーズの磨耗が著しくなるだけでなく、運転動力が大きくなるため消費電力が増加するという問題も発生する。
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、被粉砕物の粉砕速度を早め、電力消費量を軽減し、粉砕室内の粉砕用媒体の片寄りを解消した横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置を提供することである。

以下に、本発明に係わる横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置の構成を述べる。
本発明の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置は、横型流通管からなり軸方向に回転撹拌機を備えた粉砕室に粉砕用媒体を収容し、上記粉砕室に供給される固液スラリーからなる処理物スリラーの被粉砕物を粉砕して該粉砕された被粉砕物を含む上記処理物スリラーを外部に排出する横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置であって、上記粉砕室の左右に設けられた処理物スリラー供給口と、該左右の処理物スリラー供給口から供給されて上記粉砕室の中央部に合流される上記処理物スリラーを外部に排出する上記粉砕室の中央円周部に設けられた処理物スリラー排出口と、を備えて構成される。

この横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置は、例えば上記左右の処理物スリラー供給口に対応してそれぞれ配置された２枚のピン付き孔明きディスクと、上記粉砕室の中央部に配置され上記処理物スリラーと上記粉砕用媒体とを円周方向へ強制流動させて上記粉砕室の中央部の円周壁面に沿って旋回流させるインペラーと、を更に備えて構成される。

また、例えば上記粉砕室の長さをＬ、該粉砕室の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄ≦１．２５の関係で構成されていることが好ましい。
更に、この横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置は、例えば上記粉砕室の中央円周部に三角形ワイヤスクリーン又は複数のアニュラープレートによりスリット状に形成され上記処理物スリラーと粉砕用媒体とを分離する分離手段を有するように構成すると良い。

本発明の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置によれば、ピン付き孔明きディスクが左右それぞれ２枚のみの構成であるのでピン付き孔明きディスクの高速回転が容易にでき、したがって粉砕室内の粉砕媒体に強いエネルギーを与えて粉砕力を大きくすることができ、これにより、粉砕速度を早めることができる。

また、粉砕室の長さＬと直径Ｄの関係がＬ／Ｄ≦１．２５であるように構成されるので駆動軸が短く、したがって運転動力が小さくでき、これにより電力消費量を軽減して省エネルギー化に貢献することができる。
また、粉砕室の左右から被粉砕物スラリーを供給し、左右２枚のピン付き孔明きディスクの中間部に処理物スリラーと上記粉砕用媒体とを円周方向へ強制流動させて粉砕室の中央部の円周壁面に沿って旋回流させるインペラーを設けるので、粉砕室内において粉砕用媒体の密度が部分的に高くなる片寄りが解消され、これにより、吐出量の不安定、圧力上昇、異常発熱、異常磨耗などの不具合の発生が解消される。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

（構成）
図１(a) は、本発明の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置の側断面図であり、同図(b) は、そのＢ−Ｂ´断面矢視図である。同図(a) に示すように、本例の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０は、全体的には横型流通管を形成しており、横型流通管の内部には、長さＬ、直径Ｄの粉砕室２１を備えている。この長さＬと直径Ｄの関係はＬ／Ｄ≦１．２５となるように構成されている。

このように、粉砕室２１の長さＬと直径Ｄの関係がＬ／Ｄ≦１．２５であるように粉砕室２１の長さが短く構成されているので、駆動軸が短くて済み、したがって運転動力が低減され、これにより電力消費量を軽減して省エネルギー化に貢献することができる。
この粉砕室２１には、左右に処理物スリラーの供給口２２が設けられ、中央円周部には処理後の処理物スリラーを排出する排出口２３（２３ａ、２３ｂ）が設けられている。

粉砕室２１の内部には、中心で不図示のモータにより駆動されて回転する撹拌軸２４が設けられている。撹拌軸２４には、左右の処理物スリラーの供給口２２に対応してそれぞれ配置された２枚のピン付き孔明きディスク（以下、単に撹拌ディスクという）２５が固定して取り付けられている。

そして、粉砕室２１の中央部すなわち上記２枚と２枚の撹拌ディスク２５の中間に、インペラー２６が撹拌軸２４に固定して取り付けられている。このインペラー２６及び上記の撹拌ディスク２５は、それぞれ取り付けカラー２７によって撹拌軸２４に固定して取り付けられている。

このように、本例の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０によれば、撹拌ディスク２５が左右それぞれ２枚のみの構成であるので高速回転が容易にでき、したがって粉砕室２１内の粉砕媒体に強いエネルギーを与えて粉砕力を大きくすることができ、これにより、粉砕速度を早めることができる。

この粉砕室２１内には、粉砕用媒体としての媒体ビーズ２８が所定の密度で収容されている。そして、粉砕室２１の中央円周部には、処理後の処理物スリラーと粉砕用媒体の媒体ビーズ２８とを分離する分離手段としての数条のスリット２９が形成されている。これらのスリット２９は、三角形ワイヤスクリーンもしくは複数のアニュラープレート３１とこれを装置本体に固定する固定ボルト３２とで構成されている。

これらのスリット２９を形成する三角形ワイヤスクリーンもしくは複数のアニュラープレート３１の外円周部と粉砕室２１の内円周壁との間に抽出室３３が形成されている。この抽出室３３に上述の排出口２３（２３ａ、２３ｂ）が連結している。
このように、粉砕室２１の円周部に設けられた数条のスリット２９は、媒体ビーズ２８が高速回転運動をすることから、スリットの目詰まりが生じにくく、かつ磨耗が少なく、これにより、長期の使用に耐える横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置の提供が可能となる。

この横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０は、抽出室３３を取り巻く横型流通管の最外壁３４の内部に、最外壁３４の円周に沿って冷却用ジャケット３５が形成されている。この冷却用ジャケット３５には、下方に冷媒入口３６が設けられ、上方に冷媒出口３７が設けられている。

このように、本例の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０は、粉砕室２１の左右から被粉砕物スラリーを供給し、左右２枚の撹拌ディスク２５の中間部に処理物スリラーと上記粉砕用媒体とを円周方向へ強制流動させて粉砕室の中央部の円周壁面に沿って旋回流させるインペラー２６を設けているので、粉砕室２１内において粉砕用媒体の密度が部分的に高くなる片寄りが解消され、これにより、吐出量の不安定、圧力上昇、異常発熱、異常磨耗などの不具合の発生が解消される。

図２(a) は、上記のインペラー２６のみを取り出してその具体的な構成を示す側面図であり、同図(b) は、そのＣ矢視平面図、同図(c),(d) は、それぞれ他の構成例を示す図である。尚、同図(a) には一部を断面で示しており、また、粉砕室２１及びスリット２９の一部も共に示している。

同図(a),(b) に示すように、インペラーク２６は、円板体２８の両面に等間隔で配置された複数の羽根３９を備えている。羽根３９は、同図(a),(b) の例では片面に４枚、同図(c) の例では片面に６枚、同図(d) の例では片面に８枚である。
これら円板体２８の両面に等間隔で配設された羽根３９の高速な回転によって、インペラー２６は、近辺の流動物を強力に粉砕室２１の円周方向へ強制流動させて粉砕室２１の中央部の円周壁面に沿って旋回流させることができる。
（動作）
上記構成の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０において、被粉砕物スラリーは供給口２２から粉砕室２１に供給される（以下、粉砕室２１内の矢印も参照）。この左右から供給された被粉砕物スラリーは中央部方向に異動しながら、回転している撹拌軸２４に取り付けカラー２７によって取り付けられた撹拌ディスク２５で撹拌される媒体ビーズ２８の間隙に入る。

被粉砕物スラリー中の被粉砕物は、媒体ビーズ２８と媒体ビーズ２８との間に捕捉され、媒体ビーズ２８と媒体ビーズ２８の速度差によって生じる摺り応力、剪断力、摩擦などによって表面粉砕されながら、被粉砕物が粉砕中の被粉砕物スラリーとなって、中央部に設けられたインペラー２６方向へ移動する。

インペラー２６は、強い力で、処理物スリラーと媒体ビーズ２８とを粉砕室２１の円周方向へ強制流動させて粉砕室２１の中央部の円周壁面に沿って旋回流させる。
インペラー２６と、その左右にそれぞれ設けられた２枚の撹拌ディスク２５によって、粉砕室２１内に強いポンプ効果が発生し、その遠心力によって媒体ビーズ２８には大きな回転運動が与えられる。これによって被粉砕物の粉砕が促進される。

このように、数条のスリット２９の周囲を被粉砕物スラリーと媒体ビーズ２８が高速で回転しながら被粉砕物は粉砕され、粉砕された被粉砕物スラリーとしてスリット２９により媒体ビーズ２８から分離されて抽出室３３に抽出され、排出口２３から排出される。
抽出室３５の周囲に配置されている冷却用ジャケット３５には、不図示の冷媒供給部から送出される冷媒が、冷媒入口３６から供給され冷媒出口３７から排出される。この冷却用ジャケット３５内を通過する冷媒により上記の分散粉砕によって発生した熱が除去される。

抽出室２１から排出された被粉砕物スラリーは排出口２３から系外に排出され、系外では、冷却器により除熱されて循環タンク内に戻される。
（処理能力）
次に、上記のように構成され上記のように動作する本例の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０（以下、発明機ともいう）と、従来の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置のアイメックス（株）製ニュービスコミルＮＶＭ−２との粉砕力比較実験の結果について説明する。

この実験に用いられた本発明の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置２０は、粉砕室２１の容量１０００ｃｃ、回転撹拌機として上述したように中央部にインペラー２６、この左右に各２枚のピン付き長孔付きの撹拌ディスク２５が設けてある。これに対して、従来機である比較対照機のニュービスコミルＮＶＭ−２は、粉砕室容量２０００ｃｃ、回転撹拌機として６枚のピン付き長孔付きディスクが設けてある。

試料は、重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）７０ｗｔ％、水（Ｈ2 Ｏ）３０ｗｔ％でスラリーを調整し、分散剤として東亜合成（株）製のアロンＴ−４０を１．４％添加したものを
処理した。

運転条件は、撹拌ディスクの周速９ｍ／Ｓｅｃ、媒体ビーズとして粒径０．７１〜１．０ｍｍφのガラスビーズを用い、これで粉砕室容量の８０％を充填した。被粉砕物スラリーの供給量は、発明機が１ｌ／ｍｉｎ、比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２は０．２ｌ／ｍｉｎとした。

図３は、粒子径に対する頻度分布と積算通過分率について、比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２の１パス処理相当で、発明機との処理結果を比較したものである。同図は、横軸に固体粒子の粒子径（μｍ）を対数目盛りで示し、縦軸には左縦軸に頻度分布を示し、右縦軸に積算通過分率を示している。

また、同図には粉砕処理前の粒度分布（BLANK)を丸マークプロットのグラフで示し、比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２の処理結果を斜め四角マークプロットのグラフで示し、発明機の処理結果を三角マークプロットのグラフで示している。
同図に示すように、粒子径に対する頻度分布、積算通過分率ともに、発明機の処理結果は、比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２よりも優れている。

次に、同じく従来の竪型湿式媒体撹拌分散粉砕装置のアイメックス（株）製サンドグライン
ダーＳＬＧ−１／２と、発明機との粉砕力比較実験の結果について説明する。
この実験に用いられた発明機は上記同様に粉砕室２１の容量１０００ｃｃ、回転撹拌機として上述したように中央部にインペラー２６、この左右に各２枚のピン付き長孔付きの撹拌ディスク２５が設けてある。

これに対して、従来機である比較対照機のサンドグラインダーＳＬＧ−１／２は、粉砕室容量２０００ｃｃ、回転撹拌機として７枚のピン付きディスクが設けてある。
試料は、重質炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）７０ｗｔ％、水（Ｈ2 Ｏ）３０ｗｔ％でスラリーを調整し、分散剤として東亜合成（株）製のアロンＴ−４０を１．４％添加したものを
処理した。

運転条件は、撹拌ディスクの周速９ｍ／Ｓｅｃ、媒体ビーズとして粒径０．７１〜１．０ｍｍφのガラスビーズを用い、これで粉砕室容量の８０％を充填した。被粉砕物スラリーの供給量は、発明機が１ｌ／ｍｉｎ、比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２は０．２ｌ／ｍｉｎとした。

図４は、粒子径に対する頻度分布と積算通過分率について、比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の１パス処理相当で、発明機との処理結果を比較したものである。同図も横軸及び縦軸の目盛りは、図３の場合と同様である。また、この図４も、粉砕処理前の粒度分布（BLANK)を丸マークプロットのグラフで示し、比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の処理結果を斜め四角マークプロットのグラフで示し、発明機の処理結果を三角マークプロットのグラフで示している。

同図に示すように粒子径に対する頻度分布、積算通過分率ともに、発明機の処理結果は比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２よりも優れている。
図５は、粉砕力について発明機と比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２の１パス処理相当から４パス処理相当を比較くしたもの、同じく発明機と比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の１パス処理相当から４パス処理相当を比較くしたものである。

同図は、横軸に処理時間を分（ｍｉｎ）で示し、縦軸にＤ50の粒径をμｍで示している。被粉砕処理物としては、重質炭酸カルシウム、水、及び分散剤の混合エマルジョンで固形分濃度７０ｗｔ％を用い、粉砕媒体ビースとしては、０．７１＝１．０ｍｍφのガラスビーズを用い充填率を８０％とし、撹拌ディスクの周速度は９ｍ／ｓｅｃに設定した。

また、いずれの場合も１５ｍｉｎで全試料の１パス処理が終了するように設定した。従って、同図では、３０ｍｉｎで２パス、４５ｍｉｎで３パス、６０ｍｉｎで４パス処理が終了している。
同図に示すように、粉砕力は各パスとも発明機が優れており、比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２（斜め四角マークプロットのグラフ）の２．７パス処理（図のａ点）が発明機（丸マークプロットのグラフ）の１５ｍｉｎ処理（比較対照機の１パス処理相当）に相当する。したがって重質炭酸カルシウムの粉砕処理における粉砕力は、発明機が比較対照機ＮＶＭ−２（標準横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置）の２．７倍の能力がある。

また、比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２（四角マークプロットのグラフ）の２パス処理（図のｂ点）が発明機の１５ｍｉｎ処理（比較対照機の１パス処理相当）に相当する。したがって重質炭酸カルシウムの粉砕処理における粉砕力は、発明機の方が比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２（標準竪型湿式媒体撹拌分散粉砕装置）の２倍の能力がある。

図６は、発明機と横型従来機及び竪型従来機について被粉砕物の試料として重質炭酸カルシウムを用いた場合の負荷電流値（運転電流値）を比較する図である。同図は横軸に処理時間を分（ｍｉｎ）で示し、縦軸に負荷電流値をアンペア（Ａ）で示している。
同図は、処理時間毎の運転電流値を、比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２については斜め四角マークプロットのグラフで示し、比較対照機サンドグラインダーＳＬＧ−１／２については四角マークプロットのグラフで示し、発明機については丸マークプロットのグラフで示している。

発明機、ニュービスコミルＮＶＭ−２、サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の搭載電動機はいずれも５．５ＫＷで、無負荷運転動力に粉砕動力を加え発生した運転電流値（Ａ）で比較した。
比較対照機ニュービスコミルＮＶＭ−２、及びサンドグラインダーＳＬＧ−１／２は、いずれも１５ｍｉｎで全試料の１パス処理が終了するように設定した。したがって３０ｍｉｎで２パス、４５ｍｉｎで３パス、６０ｍｉｎで４パス処理が終了する。

前述したように（図５参照）、粉砕力を比較すると、発明機はニュービスコミルＮＶＭ−２の２．７倍、サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の２倍の粉砕応力がある。
発明機の１５ｍｉｎ処理（比較対照機の１パス相当）に相当するニュービスコミルＮＶＭ−２の処理は２．７パス、サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の処理は２パスであり、図６において、上記の処理に要する運転時間と平均電流値の積で比較すると、発明機の運転電力はニュービスコミルＮＶＭ−２の１／３、サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の１／２．５である。

これをまとめると、重質炭酸カルシウムの粉砕で、発明機は、従来機と同一の粉砕処理を行うための電力消費量は、従来の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置であるアイメックス（株）
製ニュービスコミルＮＶＭ−２の１／３、従来の竪型湿式媒体撹拌分散粉砕装置であるアイメックス（株）製サンドグラインダーＳＬＧ−１／２の１／２．５である。

次に、本発明の中央部のインペラーとこの左右にピン付きディスクを配置する構成において、小型機によるポンプ効果テストを行った。
このテストでは、粉砕室容量７５０ｃｃ、回転撹拌機に設けられた中央部のインペラーとこの左右に各一枚のピン付きディスクを持つ小型機を試作し、水によるポンプ効果テストを行った。

図７は、本発明の小型機によるポンプテスト結果を示す図である。同図は横軸に流量をリットル（ｌ）／分（ｍｉｎ）で示し、縦軸に揚程をメートル（ｍ）で示している。このテストは粘性のない水によるテストであり、運転流量範囲の０．２〜３．０ｌ／ｍｉｎにおける揚程は水柱で０．４〜１．３ｍあることが確認できた。

一般に、ビーズミルによる処理スラリーの大部分が粘度１００ＣＰ以上で大半が１００〜５０００ＣＰの範囲にある。このように、液体に粘着性があると、回転するディスク、インペラーにより流体に摩擦力、遠心力が作用することから、ポンプ効果が高くなり、揚程は上昇する。

したがって、使用流用範囲では、液体の粘度上昇による運転圧力上昇に対して十分対応できることから、小型機ではポンプレス運転が可能である。
このように、本発明の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置によれば、粉砕室内の粉砕媒体に強いエネルギーを与えて粉砕力を大きくすることにより粉砕速度を早めると共に、運転動力を小さくすることにより電力消費量を軽減して省エネルギー化し、更に粉砕室の左右から被粉砕物スラリーを供給することにより粉砕室内における粉砕用媒体の片寄りを解消することができる。また、小型機の場合はポンプレスで運転することができる。

(a) は本発明の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置の側断面図、(b) はそのＢ−Ｂ´断面矢視図である。 (a) は本発明の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置のインペラーのみを取り出してその具体的な構成を示す側面図、(b) はそのＣ矢視平面図、(c),(d) はそれぞれ他の構成例を示す図である。 粒子径に対する頻度分布と積算通過分率について発明機と横型従来機と１パス処理相当の処理結果を比較した図である。 粒子径に対する頻度分布と積算通過分率について発明機と竪型従来機と１パス処理相当の処理結果を比較した図である。 発明機と横型従来機及び竪型従来機について被粉砕物の試料として重質炭酸カルシウムを用いた場合の粉砕力を比較する図である。 発明機と横型従来機及び竪型従来機について被粉砕物の試料として重質炭酸カルシウムを用いた場合の負荷電流値を比較する図である。 本発明の小型機によるポンプテスト結果を示す図である。 従来の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置の構成の一例を模式的に示す側断面図である。 (a) は従来の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置の撹拌ディスクを一個のみ代表的に拡大して具体的に構成を示す側面図、(b) はそのＡ矢視平面図である。 (a),(b),(c) は固液スラリー中の固体粒子（被粉砕物）の粒子径の分布の例を示す図である。

符号の説明

１ 横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置
２ 流通管型容器
３ 粉砕室
４ 抽出室
５ 粉砕用媒体（ビーズ）
６ 駆動軸
７ 撹拌ディスク
８ 供給口
９ 隔壁
１１ 分離ディスク
１２ 分離スリット
１３ 抽出口
１４ 長孔
１５ ピン
１６ 係止カラー
２０ 横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置
２１ 粉砕室
２２ 供給口
２３（２３ａ、２３ｂ） 排出口
２４ 撹拌軸
２５ 撹拌ディスク
２６ インペラー
２７ 取り付けカラー
２８ 媒体ビーズ
２９ スリット
３１ 三角形ワイヤスクリーン又はアニュラープレート
３２ 固定ボルト
３３ 抽出室
３４ 横型流通管最外壁
３５ 冷却用ジャケット
３６ 冷媒入口
３７ 冷媒出口
３８ 円板体
３９ 羽根

Claims (4)

1. 横型流通管からなり軸方向に回転撹拌機を備えた粉砕室に粉砕用媒体を収容し、前記粉砕室に供給される固液スラリーからなる処理物スリラーの被粉砕物を粉砕して該粉砕された被粉砕物を含む前記処理物スリラーを外部に排出する横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置であって、
   前記粉砕室の左右に設けられた処理物スリラー供給口と、
   該左右の処理物スリラー供給口から供給されて前記粉砕室の中央部に合流される前記処理物スリラーを外部に排出する前記粉砕室の中央円周部に設けられた処理物スリラー排出口と、
   を備えたことを特徴とする横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置。
2. 前記左右の処理物スリラー供給口に対応してそれぞれ配置された２枚のピン付き孔明きディスクと、
   前記粉砕室の中央部に配置され前記処理物スリラーと前記粉砕用媒体とを円周方向へ強制流動させて前記粉砕室の中央部の円周壁面に沿って旋回流させるインペラと、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置。
3. 前記粉砕室の長さをＬ、該粉砕室の直径をＤとしたとき、Ｌ／Ｄ≦１．２５の関係で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置。
4. 前記粉砕室の中央円周部にスクリーン又は複数のアニュラープレートによりスリット状に形成され前記処理物スリラーと粉砕用媒体とを分離する分離手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の横型湿式媒体撹拌分散粉砕装置。
   
   
   

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