特開 2024-81629 湿式ビーズミル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081629

(43)【公開日】2024-06-18

(54)【発明の名称】湿式ビーズミル

(51)【国際特許分類】

   B02C 17/16 20060101AFI20240611BHJP

   B01F 23/53 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 23/50 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 25/52 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 33/25 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 35/53 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 35/75 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 23/80 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 27/93 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 27/86 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 27/1151 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 27/1152 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 27/192 20220101ALI20240611BHJP

   B01F 27/171 20220101ALI20240611BHJP

   B04B 5/12 20060101ALI20240611BHJP

   B04B 11/02 20060101ALI20240611BHJP

   B03B 5/00 20060101ALI20240611BHJP

   B03B 7/00 20060101ALI20240611BHJP

   B03B 5/28 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

B02C17/16 B

B01F23/53

B01F23/50

B01F25/52

B01F33/25

B01F35/53

B01F35/75

B01F23/80

B01F27/93

B01F27/86

B01F27/1151

B01F27/1152

B01F27/192

B01F27/171

B04B5/12

B04B11/02

B03B5/00 Z

B03B7/00

B03B5/28 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023206532

(22)【出願日】2023-12-06

(31)【優先権主張番号】P 2022195118

(32)【優先日】2022-12-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2023142624

(32)【優先日】2023-09-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000166557

【氏名又は名称】アイメックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092761

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 邦廣

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 章裕

【テーマコード（参考）】

4D057

4D063

4D071

4G035

4G036

4G037

4G078

【Ｆターム（参考）】

4D057AC01

4D057AC06

4D057AE18

4D057BC05

4D057BC11

4D063FF14

4D063FF23

4D063FF35

4D071AA01

4D071AA52

4D071AB04

4D071AB14

4D071DA20

4G035AB44

4G035AB46

4G035AC31

4G035AE13

4G036AC70

4G037AA11

4G037EA04

4G078AA03

4G078AA13

4G078AA30

4G078AB03

4G078BA05

4G078BA09

4G078BA11

4G078CA01

4G078CA08

4G078DA17

4G078DC01

4G078EA06

4G078EA10

4G078EA20

(57)【要約】      （修正有）

【課題】分散処理中に粉砕媒体が処理室の外部に流出することを防止することにより、高い分散効率を維持することができる、湿式ビーズミルを提供する。
【解決手段】本発明の湿式ビーズミル１は、砕料を含有するスラリーと粉砕媒体との混合物を収容する処理室２と、処理室２内で回転することにより砕料の分散処理及び／又は解砕処理及び／又は粉砕処理を行う撹拌装置Ａと、処理室２に開口部を有し、かつ、前記スラリーを前記処理室の外部に導出する、スラリー通路１２を有し、撹拌装置Ａによって撹拌された前記スラリーの一部が前記処理室の内部に向かう流れを生成するように、処理室２にバッフル５を設け、これにより、スラリー通路１２を通って処理室Ａから流出するスラリーの流れに、処理室Ａの内部に向かうスラリーの流れを混合し、粉砕媒体がスラリー通路１２を通って処理室Ａの外部へ流出することを防止する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

砕料を含有するスラリーと粉砕媒体との混合物を収容する処理室と、前記処理室内で回転することにより前記混合物を撹拌し、前記砕料の分散処理及び／又は解砕処理及び／又は粉砕処理を行う撹拌装置と、前記処理室に開口部を有し、かつ、前記スラリーを前記処理室の外部に導出する、スラリー通路とを有する、湿式ビーズミルにおいて、前記撹拌装置によって撹拌された前記スラリーの一部が前記処理室の内部に向かう流れを生成するように、前記処理室にバッフルを設け、前記バッフルにより、前記スラリー通路を通って前記処理室から流出する前記スラリーの流れに、前記処理室の内部に向かう前記スラリーの流れを混合し、前記粉砕媒体が前記スラリー通路を通って前記処理室の外部へ流出することを防止することを特徴とする、湿式ビーズミル。

【請求項2】

請求項１に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記バッフルは、前記スラリー通路の前記開口部を囲繞するスラリー案内面を有し、前記スラリー案内面は、前記開口部付近で、前記スラリー通路を通って前記処理室から流出する前記スラリーの流れ方向に対して逆方向に傾斜することを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項3】

請求項２に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記スラリー案内面は凹状湾曲面によって構成されていることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項4】

請求項２に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記スラリー案内面は、前記開口部に向かって前記処理室の内部方向に傾斜した円錐面によって構成されていることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項5】

請求項２に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記バッフルは、前記スラリー案内面に前記スラリーの入口開口部を有し、かつ、前記スラリー通路の中途部に前記スラリーの出口開口部を有する、分岐通路を有し、前記分岐通路に第２のスラリー案内面を形成し、前記第２のスラリー案内面は、前記出口開口部付近で、前記スラリー通路を通って前記処理室から流出する前記スラリーの流れ方向に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項6】

請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記撹拌装置は、前記スラリー案内面に対向するフィンディスクと、前記処理室の底面に対向するエンドディスクを有し、前記フィンディスクは、放射方向に延在し、かつ、前記スラリー案内面に向かって突出した撹拌フィンを有し、前記エンドディスクは、放射方向に延在する撹拌フィンと、軸方向に延在する複数の貫通孔を有することを特徴とする。前記湿式ビーズミル。

【請求項7】

請求項６に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記エンドディスクは前記フィンディスクよりも小径であることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項8】

請求項７に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記エンドディスクの前記撹拌フィンは前記フィンディスクの側にのみ形成されていることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項9】

砕料を含有するスラリーと粉砕媒体との混合物を収容する処理室と、前記処理室内で回転することにより前記混合物を撹拌し、前記砕料の分散処理及び／又は解砕処理及び／又は粉砕処理を行う撹拌装置と、前記処理室に開口部を有し、かつ、前記スラリーを前記処理室の外部に導出する、スラリー通路とを有する、湿式ビーズミルにおいて、前記処理室に緩衝室を併設し、前記処理室と前記緩衝室とを前記スラリー通路を介して連通し、前記スラリー通路は前記処理室にスラリー流入口を有し、前記スラリー通路は前記緩衝室にスラリー流出口を有し、前記緩衝室に前記スラリーから前記粉砕媒体を分離する粉砕媒体分離装置を配置したことを特徴とする、湿式ビーズミル。

【請求項10】

請求項９に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記緩衝室を前記処理室の上に配置し、前記緩衝室の内面に、円筒状の面と、前記円筒状の面の下端から前記スラリー通路の前記スラリー流出口に向かってすり鉢状に延在する裁頭円錐形の面とを形成し、前記粉砕媒体分離装置を遠心分離装置によって構成し、前記遠心分離装置を前記緩衝室の前記円筒状の面によって囲繞される位置に配置し、前記遠心分離装置の上部外径を前記遠心分離装置の下部外径よりも大径にしたことを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項11】

請求項１０に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記遠心分離装置に卍型のスラリー通路を設けたことを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項12】

請求項９に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記粉砕媒体分離装置は、粉砕媒体を通過させないギャップセパレータ及び又はスクリーンによって構成されることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項13】

砕料を含有するスラリーと粉砕媒体との混合物を収容する処理室と、前記処理室内で回転することにより前記混合物を撹拌し、前記砕料の分散処理及び／又は解砕処理及び／又は粉砕処理を行う撹拌装置と、前記処理室に開口部を有し、かつ、前記スラリーを前記処理室の外部に導出する、スラリー通路とを有する、湿式ビーズミルにおいて、前記処理室の内面を円筒状の面によって構成し、前記円筒状の面に、前記撹拌装置の回転軸の軸心方向に対して所定の角度をなして延在する複数の凹溝を所定の間隔を置いて形成したことを特徴とする、湿式ビーズミル。

【請求項14】

請求項１３に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記複数の凹溝は、それぞれ、凹状に滑らかに湾曲した断面形状を有することを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項15】

請求項１３又は１４に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記複数の凹溝を、それぞれ、前記撹拌装置の回転軸の軸心に平行に延在する平行溝によって構成したことを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項16】

請求項１５に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記平行溝は、それぞれ、上部平行溝と下部平行溝に区分され、前記上部平行溝と前記下部平行溝は、それぞれ、位相をずらして配置されていることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項17】

請求項１３又は１４に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記複数の凹溝を、それぞれ、前記撹拌装置の回転軸の軸心方向に関して傾斜して延在する傾斜溝によって構成し、前記傾斜溝は、前記撹拌装置の回転方向に沿って前記傾斜溝の下部の位相が前記傾斜溝の上部の位相よりも進んだ位置にあることを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【請求項18】

請求項１３又は１４に記載の湿式ビーズミルにおいて、前記凹溝を、前記撹拌装置の回転軸を中心に巻回する螺旋溝によって構成し、前記螺旋溝は、前記撹拌装置の回転方向に沿って前記処理室の内面を上部から下部に向かって延在することを特徴とする、前記湿式ビーズミル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、優れた分散性能を備えた湿式ビーズミルに関するものである。

【0002】

本発明は、また、粉砕機又は解砕機としても使用することができる湿式ビーズミルに関するものである。

【背景技術】

【0003】

縦型の湿式ビーズミルにおいて、単純な円筒形の分散室内で撹拌装置を回転させると、撹拌によるボルテックスによって粉砕媒体であるビーズがスラリー中で容易に舞い上がり、分散室内の撹拌装置の上方に配置された遠心分離装置の周辺にまで到達する。これらの舞い上がった多数のビーズが、条件によっては、分散室の上部に滞留し、所謂、ビーズパッキング現象を惹起し、ついには遠心分離装置の正常な回転運動を阻害し、異常発熱や異常負荷を生じるおそれがある。

【0004】

特開２０１３－３９５０８号公報は、安定した粉砕処理が可能でナノサイズの微粒子が分散したスラリーが得られ、固形粒子の凝集を起こさないメディア撹拌型粉砕機を開示する。

【0005】

特開２００７－１２５４５４号公報は、液体と液体又は粉体と液体を混合撹拌し、成分を微粒化して乳化、分散させるための高速撹拌装置を開示する。この高速撹拌装置は、内周面に凹凸を有する円筒形の撹拌槽と、この撹拌槽と同心にて外径が撹拌槽内径より僅かに小さい回転羽根と、この回転羽根を端部に有する正逆高速回転可能なシャフトとを備え、上記シャフトを高速回転させて上記回転羽根を高速回転させることにより、上記撹拌槽に導入された被処理液を、上記撹拌槽の凹凸を有する内周面に沿って薄膜円筒状に高速回転させながら撹拌する高速撹拌装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－３９５０８号公報

【特許文献2】特開２００７－１２５４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、分散処理中に粉砕媒体が処理室の外部に流出することを防止し、高い分散効率を維持することにより、優れた分散性能を有する、湿式ビーズミルを提供することにある。
本発明の他の目的は、粉砕機又は解砕機としても使用することができる湿式ビーズミルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の湿式ビーズミルは、砕料を含有するスラリーと粉砕媒体との混合物を収容する処理室と、前記処理室内で回転することにより前記混合物を撹拌し、前記砕料の分散処理及び／又は解砕処理及び／又は粉砕処理を行う撹拌装置と、前記処理室に開口部を有し、かつ、前記スラリーを前記処理室の外部に導出する、スラリー通路とを有する、湿式ビーズミルにおいて、前記撹拌装置によって撹拌された前記スラリーの一部が前記処理室の内部に向かう流れを生成するように、前記処理室にバッフルを設け、前記バッフルにより、前記スラリー通路を通って前記処理室から流出する前記スラリーの流れに、前記処理室の内部に向かう前記スラリーの流れを混合し、前記粉砕媒体が前記スラリー通路を通って前記処理室の外部へ流出することを防止することを特徴とする。

【0009】

本発明の湿式ビーズミルのバッフルは、スラリー通路の開口部を囲繞するスラリー案内面を有し、このスラリー案内面は、前記開口部付近で、前記スラリー通路を通って前記処理室から流出するスラリーの流れ方向に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする。

【0010】

本発明の湿式ビーズミルのスラリー案内面は凹状湾曲面によって構成されることができる。

【0011】

本発明の湿式ビーズミルのスラリー案内面は、また、前記開口部に向かって前記処理室の内部方向に傾斜した円錐面によって構成されることができる。

【0012】

本発明の湿式ビーズミルのバッフルは、スラリー案内面にスラリーの入口開口部を有し、かつ、スラリー通路の中途部にスラリーの出口開口部を有する、分岐通路を有し、この分岐通路に第２のスラリー案内面を形成し、この第２のスラリー案内面は、前記出口開口部付近で、前記スラリー通路を通って前記処理室から流出する前記スラリーの流れ方向に対して逆方向に傾斜していることができる。

【0013】

本発明の湿式ビーズミルの前記撹拌装置は、前記スラリー案内面に対向するフィンディスクと、前記処理室の底面に対向するエンドディスクを有し、前記フィンディスクは、放射方向に延在し、かつ、前記スラリー案内面に向かって突出した撹拌フィンを有し、前記エンドディスクは、放射方向に延在する撹拌フィンと、軸方向に延在する複数の貫通孔を有することができる。

【0014】

本発明の湿式ビーズミルの前記エンドディスクは、前記フィンディスクよりも小径であることができる。

【0015】

本発明の湿式ビーズミルの前記エンドディスクの前記撹拌フィンは、前記フィンディスクの側にのみ形成されることができる。

【0016】

本発明の湿式ビーズミルは、また、砕料を含有するスラリーと粉砕媒体との混合物を収容する処理室と、前記処理室内で回転することにより前記混合物を撹拌し、前記砕料の分散処理及び／又は解砕処理及び／又は粉砕処理を行う撹拌装置と、前記処理室に開口部を有し、かつ、前記スラリーを前記処理室の外部に導出する、スラリー通路とを有する、湿式ビーズミルにおいて、前記処理室に緩衝室を併設し、前記処理室と前記緩衝室とを前記スラリー通路を介して連通し、前記スラリー通路は前記処理室にスラリー流入口を有し、前記スラリー通路は前記緩衝室にスラリー流出口を有し、前記緩衝室に前記スラリーから前記粉砕媒体を分離する粉砕媒体分離装置を配置したことを特徴とする。

【0017】

本発明の湿式ビーズミルでは、前記緩衝室を前記処理室の上に配置し、前記緩衝室の内面に、円筒状の面と、前記円筒状の面の下端から前記スラリー通路の前記スラリー流出口に向かってすり鉢状に延在する裁頭円錐形の面とを形成し、前記粉砕媒体分離装置を遠心分離装置によって構成し、前記遠心分離装置を前記緩衝室の前記円筒状の面によって囲繞される位置に配置し、前記遠心分離装置の上部外径を前記遠心分離装置の下部外径よりも大径にすることができる。

【0018】

本発明の湿式ビーズミルでは、前記遠心分離装置に卍型のスラリー通路を設けることができる。

【0019】

本発明の湿式ビーズミルでは、前記粉砕媒体分離装置は、粉砕媒体を通過させないギャップセパレータ及び又はスクリーンによって構成することができる。

【0020】

本発明の湿式ビーズミルは、また、砕料を含有するスラリーと粉砕媒体との混合物を収容する処理室と、前記処理室内で回転することにより前記混合物を撹拌し、前記砕料の分散処理及び／又は解砕処理及び／又は粉砕処理を行う撹拌装置と、前記処理室に開口部を有し、かつ、前記スラリーを前記処理室の外部に導出する、スラリー通路とを有する、湿式ビーズミルにおいて、前記処理室の内面を円筒状の面によって構成し、前記円筒状の面に、前記撹拌装置の回転軸の軸心方向に対して所定の角度をなして延在する複数の凹溝を所定の間隔を置いて形成したことを特徴とする。

【0021】

本発明の湿式ビーズミルの前記処理室の内面の前記複数の凹溝は、それぞれ、凹状に滑らかに湾曲した断面形状を有することができる。

【0022】

本発明の湿式ビーズミルの前記処理室の内面の前記複数の凹溝を、それぞれ、前記撹拌装置の回転軸の軸心に平行に延在する平行溝によって構成することができる。

【0023】

本発明の湿式ビーズミルの前記処理室の内面の前記平行溝を、それぞれ、上部平行溝と下部平行溝に区分し、前記上部平行溝と前記下部平行溝を、それぞれ、位相をずらして配置することができる。

【0024】

本発明の湿式ビーズミルの前記処理室の内面の前記複数の凹溝を、それぞれ、前記撹拌装置の回転軸の軸心方向に関して傾斜して延在する傾斜溝によって構成し、前記傾斜溝は、前記撹拌装置の回転方向に沿って前記傾斜溝の下部の位相が前記傾斜溝の上部の位相よりも進んだ位置にあることができる。

【0025】

本発明の湿式ビーズミルの前記処理室の内面の前記凹溝を、前記撹拌装置の回転軸を中心に巻回する螺旋溝によって構成し、前記螺旋溝は、前記撹拌装置の回転方向に沿って前記処理室の内面を上部から下部に向かって延在させることができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の湿式ビーズミルによれば、処理室内における粉砕媒体の挙動を制御することができると共に、処理室から緩衝室に流入する粉砕媒体の量を減ずることができるから、優れた分散結果を得ることができる。
また、本発明の湿式ビーズミルによれば、緩衝室でスラリーから分離された粉砕媒体が、再度、遠心分離装置等の粉砕媒体分離装置に流入する可能性を低減させることができるから、スラリーの処理能力を向上させることができる。
なお、本発明の湿式ビーズミルは、粉砕機や解砕機としても使用することもできる。

【0027】

本発明の湿式ビーズミルのその他の特徴及び作用効果は、図面を参照して説明する以下の記載から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】図１は、本発明の湿式ビーズミルの一実施例の全体構成図である。（実施例１）

【図2】図２は、図１の湿式ビーズミルの要部の縦断面図である。

【図3】図３は、図２の湿式ビーズミルの底面図である。

【図4】図４（Ａ）は図２の湿式ビーズミルのボトムプレートの平面図、図４（Ｂ）は同ボトムプレートの断面図である。

【図5】図５（Ａ）は処理室の内壁部材の断面図、図５（Ｂ）は同内壁部材の内面を構成する円筒状の面の斜視図、図５（Ｃ）は同内壁部材の底面図である。

【図6】図６（Ａ）は撹拌装置のフィンディスクの上面図、図６（Ｂ）は同フィンディスクの一部断面を含む側面図、図６（Ｃ）は同フィンディスクの底面図である。

【図7】図７（Ａ）は撹拌装置のエンドディスクの上面図、図７（Ｂ）は同エンドディスクの縦断面図、（Ｃ）は同エンドディスクの底面図である。

【図8】図８（Ａ）はカラー（大）の縦断面図、図８（Ｂ）は同カラー（大）の底面図である。

【図9】図９（Ａ）はバッフルの上面図、図９（Ｂ）は同バッフルの縦断面図、（Ｃ）は同バッフルの底面図である。

【図10】図１０は、バッフルの変更態様の縦断面図である。

【図11】図１１（Ａ）は緩衝室の内壁部材の縦断面図、図１１（Ｂ）は同内壁部材の底面図である。

【図12】図１２（Ａ）は緩衝室のトッププレートの平面図、図１２（Ｂ）は同トッププレートの断面図である。

【図13】図１３（Ａ）は遠心分離装置の上部材の上面図、図１３（Ｂ）は同上部材の縦断面図、図１３（Ｃ）は同上部材の底面図である。

【図14】図１４（Ａ）は遠心分離装置の下部材の上面図、図１４（Ｂ）は同下部材の縦断面図、図１４（Ｃ）は同下部材の底面図である。

【図15】図１５（Ａ）はカラー（小）の上面図、図１５（Ｂ）は同カラー（小）の縦断面図、図１５（Ｃ）は同カラー（小）の上面に卍型の溝を形成し、遠心分離装置の下部材との位置関係を示す平面図である。

【図16】図１６は、遠心分離装置に形成されるスラリー流路の形態を示す遠心分離羽根の模式図である。

【図17】図１７は、図２の湿式ビーズミルのトッププレートから下方に延在する回転軸を撮影した写真である。

【図18】図１８は、図１７の回転軸に撹拌装置とカラー（大）と遠心分離装置とカラー（小）を取り付けた状態を撮影した写真である。カラー（小）は遠心分離装置の内部に位置するため目視できない。

【図19】図１９（Ａ）は処理室の内壁部材の他の実施例の断面図、図１９（Ｂ）は同内壁部材の内面を構成する円筒状の面の斜視図、図１９（Ｃ）は同内壁部材の底面図である。

【図20】図２０は、処理室の内壁部材の更に他の実施例の断面図である。

【図21】図２１は、らせん状の凹溝が形成された処理室の内壁部材の円筒状の面の斜視図である。

【図22】図２２は、バッフルの他の実施例を示す処理室の縦断面図である。

【図23】図２３は、バッフルの更に他の実施例を示す処理室の縦断面図である。

【図24】図２４（Ａ）はバッフルの更に他の実施例を示す処理室の縦断面図、図２４（Ｂ）は図２４（Ａ）の要部拡大図である。

【図25】図２５は、バッフルの更に他の実施例を示す処理室の縦断面図である。

【図26】図２６は、バッフルの更に他の実施例を示す処理室の縦断面図である。

【図27】図２７は、バッフルの更に他の実施例を示す処理室の縦断面図である。

【図28】図２８は、小径のエンドディスクを装着した撹拌装置を示す処理室の縦断面図である。

【図29】図２９（Ａ）は小径のエンドディスクの上面図、図２９（Ｂ）は小径のエンドディスクの断面図、図２９（Ｃ）は小径のエンドディスクの底面図である。

【図30】図３０は、チタン酸バリウムの分散（一次粒子径：約１５０ｎｍ）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときの分散結果を示す表である。

【図31】図３１は、チタン酸バリウムの分散（一次粒子径：約１５０ｎｍ）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときの沈降速度分布結果を示す表である。

【図32】図３２は、チタン酸バリウムの分散（バインダーあり）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときのＤ５０と滞留時間の関係及び粘度と滞留時間の関係を示す表である。

【図33】図３３は、酸化チタンの分散（一次粒子径：１５ｎｍ）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときのＤ５０と滞留時間の関係を示す表である。

【図34】図３４は、酸化チタンの分散（一次粒子径：１５ｎｍ）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときのＤ５０と滞留時間の関係を示す表である。

【図35】図３５は、本発明のビーズミルの仕様の一例の概略を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

優れた分散機能を発揮する湿式ビーズミルについて説明する。

【実施例0030】

湿式ビーズミル１は、処理室２と、処理室２の上方に配置された緩衝室３と、処理室２と緩衝室３の間に配置され、かつ、円形の中央孔４を有する、バッフル５を有する。湿式ビーズミル１は、処理室２を上下方向に貫通し、かつ、中央孔４を通って緩衝室２の内部に延在する、回転軸６を有し、回転軸６はプーリ７、ベルト８、プーリ９を介して、電気モータ（図示せず。）の回転軸１０に連結されている。バッフル５の中央孔４とカラー（大）１１の外周面の間には、環状のスラリー通路１２が画成される。処理室２と緩衝室３は環状のスラリー通路１２を介して連通する。回転軸６の緩衝室３よりも上方に延在する部分は、円形断面を有する円形断面部分６ａによって構成され、回転軸６の円形断面部分６ａはラジアル・ベアリング１３、１４、１５によって回転自在に支持されている。回転軸６の円形断面部分６ａには、また、回転軸６の軸封を行うメカニカルシール１６が嵌合する。メカニカルシール１６は、緩衝室３と処理室２を密封する。回転軸６の円形断面部分６ａよりも下方の部位は、角形断面を有する角形断面部分６ｂによって構成され、角形断面部分６ｂは４つの長辺と４つの短辺からなる八角形の断面形状を有する。図１７は、回転軸６の角形断面部分６ｂの写真である。角形断面部分６ｂには、回転軸６の半径方向に延びる４つのスラリー流入口６ｃが開口し、これらのスラリー流入口６ｃは、回転軸６の軸心に沿って形成されたスラリー流路６ｄに連通する。スラリー流路６ｄは回転軸６の上端部６ｅまで延在し、外部配管１７、ポンプ１８、外部配管１９、サニタリー式チャッキ弁２０を経て、処理室２に連通する。

【0031】

湿式ビーズミル１の処理室２は、バッフル５と内壁部材２１とボトムプレート２２によって画成される。バッフル５は、図９に示すように、中央孔４を有する全体として円盤状の部材である。バッフル５の上面５ａの中央部には、中央孔４に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面５ｂが形成され、環状テーパ面５ｂの側方には、被処理物等の投入孔５ｃが形成されている。裁頭円錐形の環状テーパ面５ｂは、図２に示すように、後述する緩衝室３の内壁部材２３の裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａに連続し、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する。バッフル５の裏面５ｄには、中央孔４を囲繞する位置に環状の凹状湾曲面５ｅが形成されている。この環状の凹状湾曲面５ｅは、処理室２の内部で回転する撹拌装置Ａによって撹拌されたスラリーの一部が、図２の矢印で示すように、処理室２の内部に向かうスラリーの流れを生成するスラリー案内面である。このスラリー案内面、すなわち、環状の凹状湾曲面５ｅは、環状のスラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３に流出するスラリーの流れに、図２の矢印で示すような、処理室２の内部に向かうスラリーの流れを混合し、処理室２の内部のジルコニアビーズ等の粉砕媒体（図示せず。）がスラリー通路１２を通って緩衝室３に流出することを防止する。この目的を達成するため、スラリー案内面、すなわち、凹状湾曲面５ｅは、中央孔４付近で、スラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３へ流出するスラリーの流れ方向に対して、逆方向に傾斜している必要がある。したがって、このスラリー案内面は、バッフル５の開口部を構成する中央孔４に向かって処理室２の内部方向に傾斜した円錐面によって構成することができる。

【0032】

図１０は、バッフルの変更態様の断面図である。図１０のバッフル５は一つの部材によって構成されているが、図１０のバッフル５０は、下部材５０ａと上部材５０ｂを、シール材５０ｃを挟んで一体化することにより構成されている。下部材５０ａは中央孔５０ｄとスラリー案内面５０ｅを有し、スラリー案内面を構成する環状の凹状湾曲面５０ｅは、連続的にその断面形状を変化させている。これにより、処理室２の内部に向かうスラリー流れとスラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３に流出するスラリー流れとの混合位置を中央孔５０ｄの軸心方向に連続的に変化させ、中央孔５０ｄの軸心方向に延在するスラリー混合域を生成することができる。バッフル５０の上部材５０ｂは、下部材５０ａの中央孔５０ｄに連続する裁頭円錐形の環状テーパ面５０ｅを有する。裁頭円錐形の環状テーパ面５０ｂは、図２に示すように、後述する緩衝室３の内壁部材２３の裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａに連続し、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する。バッフル５０の下部材５０ａと上部材５０ｂを別の部材によって構成することにより、下部材５０ａと上部材５０ｂの加工が容易になり、特に、スラリー案内面５０ｅの形態を種々に変化させることができる。

【0033】

処理室２の内壁部材２１は、図５に示すように、全体として円筒状の部材である。内壁部材２１の内面２１ａも、同様に、円筒状の面によって構成され、内面２１ａには、上下方向に延在する１０本の凹溝２１ｂが一定の間隔を置いて形成されている。これらの凹溝２１ｂは、それぞれ、回転軸６の回転軸心に平行に延在する平行溝である。また、これらの凹溝２１ｂは、それぞれ、凹状に滑らかに湾曲した断面形状を有する。処理室２のボトムプレート２２は、図４に示すように、円形の板である。ボトムプレート２２の中央部には円形のスラリー還流孔２２ａが形成され、このスラリー還流孔２２ａにサニタリー式チャッキ弁２０を介して外部配管１９が連結される。処理室２の内壁部材２１の外側は、図２に示すように、冷却用のウォータージャケット２１ｃによって覆われている。なお、図３は、湿式ビーズミル１の底板１ａを湿式ビーズミル１の下方から見た図である。

【0034】

処理室２の上方には緩衝室３が併設される。緩衝室３は、内壁部材２３と、トッププレート２５と、バッフル５の上面５ａによって画成される。内壁部材２３の内面には、図１１に示すように、裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａと円筒状の面２３ｂを有し、裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａの下端部には円形開口２３ｃが形成されている。内壁部材２３の裁頭円錐型の環状テーパ面２３ａは、前述のように、バッフル５、５０ｂの裁頭円錐形の環状テーパ面５ｂ、５０ｂに滑らかに連続して、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する（図１及び２参照）。トッププレート２５は、図１２に示すように、全体として円盤状の部材で構成され、その中央部には円形の貫通孔２５ａが形成されている。円形の貫通孔２５ａには、図２及び１７に示すように、メカニカルシール１６の下端部が位置し、メカニカルシール１６の中央部から回転軸６の角形断面部分６ｂが下方に突出している。

【0035】

撹拌装置Ａは、フィンディスク２６とエンドディスク２７によって構成される。フィンディスク２６とエンドディスク２７は回転軸６の角形断面部分６ｂに嵌合して、処理室２に配置される。フィンディスク２６は、図６に示すように、全体として円盤状の形態を成し、フィンディスク２６の上面２６ａには４枚の撹拌フィン２６ｂが形成されている。これらの撹拌フィン２６ｂは、それぞれ、フィンディスク２６の放射方向に延在し、バッフル５のスラリー案内面５ｅ、５０ｅに向かって傾斜しつつ突出している。フィンディスク２６の中央部には、回転軸６の角形断面部分６ｂとの嵌合孔２６ｃが形成され、フィンディスク２６の上面２５ａには、また、嵌合孔２６ｃを囲繞する位置にОリング装着溝２５ｄが形成されている。エンドディスク２７は、図７に示すように、その上面２７ａと下面２７ｂに、それぞれ、放射方向に延在する４枚の撹拌フィン２７ｃが形成されている。更に、エンドディスク２７の撹拌フィン２７ｃの間の領域には、エンドディスク２７の上面２７ａと下面２７ｂに開口する複数の貫通孔２７ｄが形成されている。エンドディスク２７の中央部には、回転軸６の角形断面部分６ｂとの嵌合孔２７ｅが形成され、エンドディスク２７の上面２７ａには、嵌合孔２７ｅを囲繞する位置にОリング装着溝２７ｆが形成されている。参照番号２７ｇは、回転軸６の角形断面部６ｂの下端面に形成されたねじ穴に螺合する固定ボルト２８の挿通孔を示す。この固定ボルト２８により、撹拌装置Ａとカラー（大）１１と遠心分離装置Ｂは回転軸６の角形断面部分６ｂに固定される。

【0036】

図８は、撹拌装置Ａと遠心分離装置Ｂの間に介装されるカラー（大）１１を示す。カラー（大）１１は、全体として円筒状の部材から成り、その軸心に沿って断面円形の貫通孔１１ａが形成されている。カラー（大）１１の下端面１１ｂには、貫通孔１１ａを囲繞する位置にОリング装着溝１１ｃが形成されている。断面円形の貫通孔１１ａには、回転軸６の角形断面部分６ｂが挿通される。

【0037】

図１３乃至１６は、緩衝室３に配置される遠心分離装置Ｂの構成部品を示す。遠心分離装置Ｂは、カラー（大）１１の上方に位置し、緩衝室３の内壁部材２３の内面のうち、円筒状の面２３ｂに対向する位置に配置される。遠心分離装置Ｂは上部材２９と下部材３０とカラー（小）３１によって構成される。図１３に示すように、上部材２９の中心部には回転軸６の角形断面部分６ｂが嵌合する中央孔２９ａが形成され、上部材２０の上面２９ｂには、中央孔２９ａを囲繞する環状凸部２９ｃが形成されている。上部材２９の下面２９ｄには、中央孔２９ａを囲繞する環状凸部２９ｅが形成され、環状凸部２９ｅには、回転軸６の４つのスラリー流入口６ｃにそれぞれ対応する位置に、４つの切欠き部２９ｆが形成されている。上部材２９の下面２９ｄには、環状凸部２９ｅから一定の距離を置いて１２枚の遠心羽根２９ｇが形成されている。図１４に示すように、下部材３０の中央部には回転軸６の角形断面部分６ｂが嵌合する中央孔３０ａが形成され、下部材３０の上面３０ｂには、中央孔３０ａを囲繞するようにОリング装着溝３０ｃが形成されている。下部材３０の上面３０ｂには、また、Оリング装着溝３０ｃから一定の距離を置いて１２枚の遠心羽根３０ｄが形成されている。下部材３０の下面３０ｅは裁頭円錐形の環状テーパ面３０ｆと上面３０ｂに平行な平面部３０ｇから成る。上部材２９の遠心羽根２９ｇと下部材３０の遠心羽根３０ｄは、図１６に示すように、これらの部材２９、３０の内部に想定した基準円Ｓ上の点Ｒを中心に一定の半径ｒで円弧ａを描き、この円弧ａに沿って隣り合う遠心羽根２９ｇ、３０ｄの間に遠心分離通路Ｐを形成するように配置される。上部材２９と下部材３０は、図１８に示すように、上部材２９の遠心羽根２９ｇと下部材３０の遠心部材３０ｄが一対一に当接するように組み合わされ、隣り合う二つの遠心羽根２９ｇと隣り合う二つの遠心羽根３０ｄの間に、遠心分離通路Ｐを画成する。図１５（Ａ）、（Ｂ）は、上部材２９と下部材３０の間に配置されるカラー（小）３１を示す。カラー（小）３１は、全体として円筒状の部材から成り、中央部に回転軸６の角形断面部分６ｂが挿通される円形断面の貫通孔３１ａが形成されている。貫通孔３１ａにはОリング装着溝３１ｂが形成されている。カラー（小）３１の上面３１ｃは平面で構成され、カラー（小）３１の下面３１ｄも同様に平面で構成されている。図１５（Ｃ）は、カラー（小）３２の平坦な上面３２ａに、回転軸６の４つのスラリー流入口６ｃに対応するように、卍型の溝３２ｃを形成した実施例を示し、更に、カラー（小）３２の卍型の溝３２ｃと下部材３０の遠心羽根３０ｄとの配置関係を示す図である。卍型の溝３２ｃの存在により、遠心分離通路Ｐで遠心分離されずにカラー（小）３２付近まで到達したジルコニアビーズ等の粉砕媒体（図示せず。）が回転軸６のスラリー流入口６ｃからスラリー流路６ｄに侵入することを防止する。

【0038】

遠心分離装置Ｂの上部材２９の外径が下部材３０の外径よりも大きい理由は、上部材２９と緩衝室３の円筒状の面２３ｂとの間隔を小さくすることにより、緩衝室３の上部の撹拌力を増大させ、緩衝室３に流入した粉砕媒体が緩衝室３の上部に滞留しないようにするためである。
また、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する理由は、次のとおりである。スラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３に上昇するスラリー流は、カラー（大）１１の周面に沿う旋回流であるが、この旋回流は、上方が拡開した環状テーパ面２４に沿って上昇するにつれて次第に低速になると共にその圧力を上昇させる。このため、旋回流中の粉砕媒体はその自重と環状テーパ面２４の上部と下部との圧力差により沈降し、スラリー通路１２に向かって移動する。したがって、湿式ビーズミル１を停止させると、粉砕媒体は環状テーパ面２４に沿ってスラリー通路１２に至り、緩衝室３に滞留することなく、その自重によって処理室２に戻ることが期待されるからである。
また、処理室２の内面に複数の凹溝を形成する理由は、凹溝付近に乱流が発生し、この乱流によって粉砕媒体間の相互作用が増大し、粉砕効率が向上するためである。特に、この凹溝をそれぞれ凹状に滑らかに湾曲した断面形状にすることにより、周方向の速度を大きく減速させることなく、流れの向きを変えることができるから、凹溝の出口付近で周方向の流れと衝突し、粉砕媒体間の相互作用を増加させることができる。また、凹溝付近における流れの衝突によって、粉砕媒体の速度が減少するから、粉砕媒体の舞い上がりを防止することができる。更に、凹溝の存在によって処理室の内面の面積が増大するから、粉砕媒体と処理室の内面との間で行われる仕事量が増大し、粉砕効率が向上する。更に、凹状に滑らかに湾曲した断面形状は、セラミックス等の難加工性材料に加工することも困難ではなく、処理室の内壁部材に難加工性材料を使用することを可能にする。更に、凹状に滑らかに湾曲した断面形状は、角部の洗浄性、摩耗し難さ、加工し易さにおいて他の形状よりも優れている。

【0039】

図１９乃至２１は、処理室２の内壁部材２１の他の実施例を示す。図１９は、内壁部材２１Ａの内面２１Ａａの凹溝を上部の凹溝２１Ａｂと下部の凹溝２１Ａｃに区分し、これらの凹溝の位相をずらしたことを特徴とする実施例である。図２０は、内壁部材２１Ｂの内面２１Ｂａの凹溝２１Ｂｂを傾斜させ、これらの傾斜した凹溝２１Ｂａは、撹拌装置Ａの回転方向に沿って下部の位相が上部の位相よりも進んだ位置にあることを特徴とする。これにより、粉砕媒体を処理室２の下方へ誘導することができる。図２１は、内壁部材の内面２１Ｃａに凹溝２１Ｃｂをらせん状に形成し、らせん状の凹溝２１Ｃｂは、撹拌装置Ａの回転方向に沿って内面２１Ｃａを処理室２の上部から下部に向かって延在することを特徴とする。これによって、処理室２の下方へ誘導することができる。

【0040】

図２２乃至２７は、バッフル５の変更態様を示す図である。
図２２のバッフル５Ａは、緩衝室３側の面が平面で構成され、緩衝室３の内面が上下にわたって円筒状であることとも相まって、緩衝室３に流入した粉砕媒体が緩衝室３の内部に滞留するおそれがある。しかし、スラリー通路１２Ａをギャップセパレータとして使用すれば、粉砕媒体が緩衝室３に流入するのを阻止することができる。また、スラリー通路１２Ａの緩衝室３側の出口部にスクリーンを設置し、粉砕媒体の流出を防止することも可能である。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２３のバッフル５Ｂは、スラリー通路１２Ｂをギャップセパレータとして使用する実施例である。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２４のバッフル５Ｃは、スラリー案内面にスラリーの入口開口部О１を有し、スラリー通路１２Ｃにスラリーの出口開口部О２を有する、分岐通路ＢＲを形成し、この分岐通路ＢＲに第２のスラリー案内面を形成し、この第２のスラリー案内面は、スラリー通路１２を通って処理室２から流出するスラリーの流れ方向に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２５のバッフル５Ｄは、同図のバッフル５Ｄの断面においてスラリー案内面がスラリー通路１２Ｄに向かって直線状に延びていることを特徴とする。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２６のバッフル５Ｅの特徴は、スラリー通路１２Ｅの中途部にもう一つの粉砕ディスクＥＸを設け、粉砕ディスクＥＸを収容する処理室２Ｅにもスラリー案内面を設けたことである。この実施例では、処理室２のスラリー案内面も、処理室２Ｅのスラリー案内面もスラリー通路１２Ｅに向かって直線状に延在している。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２７のバッフル５Ｆの特徴は、処理室２Ｅのスラリー案内面の上方にスラリー流入空間ＳＰを形成し、このスラリー流入空間ＳＰにもスラリー通路１２Ｅに向かって直線状に延在するスラリー案内面を設けたことである。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。

【0041】

図２８は、湿式ビーズミル１の撹拌装置Ａの変更態様を示す図である。この図に示した撹拌装置Ａａのフィンディスク２６Ａは、図６のフィンディスク２６と同様であるが、エンドディスク２７Ａをフィンディスク２６Ａよりも小径にし、更に、エンドディスク２７Ａの撹拌フィン２７Ａｃをフィンディスク２６Ａの側にのみ形成したことに特徴がある。これにより、粉砕媒体が処理室２の上部に巻き上げられることを効果的に抑えることができる。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。

【0042】

図３０は、チタン酸バリウムの分散（一次粒子径：約１５０ｎｍ）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときの分散結果を示す表である。Ｄ５０に関しては、ＤＡＭ―１の方が進捗が遅いが、従来機と同等レベルまで微粒子化されることが示されている。シャープさ（Ｄ９９－Ｄ１）／Ｄ５０では、ＤＡＭ―１の方が粒度分布がシャープであることが示されている。そして、粘度推移では、ＤＡＭ―１の方が粘度上昇が穏やかであることが示されている。総じて、ＤＡＭ―１は、粒度分布がシャープであり、これは微粒子の発生が抑制され、粗粒が減少していることを意味する。また、ＤＡＭ―１は、粘度上昇が穏やかであり、これは微粒子の発生が抑制されていることを示唆している。これにより、ＤＡＭ―１は、微粒子の発生が抑制され、均一な分散が可能であるということができる。

【0043】

図３１は、チタン酸バリウムの分散（一次粒子径：約１５０ｎｍ）を、本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときの沈降速度分布結果を示す表である。この沈降速度分布結果から、従来機では、粗大粒子（未処理粒子と凝集粒子の両方である可能性がある。）がいつまでも残留するが、ＤＡＭ―１では、１７分でシャープな分布になり、その後、再凝集が発生している。適切な条件設定が必要ではあるが、ＤＡＭ―１の方が均一に分散されているということができる。

【0044】

図３２は、チタン酸バリウムの分散（バインダーあり）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときのＤ５０と滞留時間の関係及び粘度と滞留時間の関係を示す表である。同図中の両表から、ＤＡＭ―１の方が微粒子化の進捗が早いこと、及び、粘度上昇することなく処理されていることが理解される。また、従来機は１１ｍ／ｓに変更すると顕著な増粘が発生するが、ＤＡＭ―１では１１ｍ／ｓでも増粘しないことがわかる。これにより、ＤＡＭ―１によれは、微小粒子の発生が抑制された高品質な分散を行うことができる。

【0045】

図３３は、酸化チタンの分散（一次粒子径：１５ｎｍ）を本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで行ったときのＤ５０と滞留時間の関係を示す表である。同表から、従来機では凝集する周速域であっても、ＤＡＭ―１では凝集することなく分散が可能であることがわかる。したがって、ＤＡＭ―１によれば、微小粒子の発生が抑制された高品質な分散が可能になった。

【0046】

図３４は、本発明のビーズミルＤＡＭ―１と従来機とで炭酸カルシウムの粉砕を行ったときの粉砕性能を比較した表である。本発明の主目的は高品質な分散を可能とするビーズミルを提供することであるが、同図の各表から、本発明のビーズミルにおいても、その周速の設定次第で、従来機と同等の粉砕性能を得ることができることがわかる。

【0047】

図３５は、本発明のビーズミルＤＡＭ―１の仕様の一例の概略を示す表である。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明のビーズミルは高品質な分散を可能とするビーズミルであるが、その周速の設定次第で、本発明のビーズミルにおいても従来機と同等の粉砕性能を得ることができる。

【符号の説明】

【0049】

１ 湿式ビーズミル
２ 処理室
３ 緩衝室
５ バッフル
１２ スラリー通路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0031】

湿式ビーズミル１の処理室２は、バッフル５と内壁部材２１とボトムプレート２２によって画成される。バッフル５は、図９に示すように、中央孔４を有する全体として円盤状の部材である。バッフル５の上面５ａの中央部には、中央孔４に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面５ｂが形成され、環状テーパ面５ｂの側方には、被処理物等の投入孔５ｃが形成されている。裁頭円錐形の環状テーパ面５ｂは、図２に示すように、後述する緩衝室３の内面３ａを画成する内壁部材２３の裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａに連続し、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する。バッフル５の裏面５ｄには、中央孔４を囲繞する位置に環状の凹状湾曲面５ｅが形成されている。この環状の凹状湾曲面５ｅは、処理室２の内部で回転する撹拌装置Ａによって撹拌されたスラリーの一部が、図２の矢印で示すように、処理室２の内部に向かうスラリーの流れを生成するスラリー案内面である。このスラリー案内面、すなわち、環状の凹状湾曲面５ｅは、環状のスラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３に流出するスラリーの流れに、図２の矢印で示すような、処理室２の内部に向かうスラリーの流れを混合し、処理室２の内部のジルコニアビーズ等の粉砕媒体（図示せず。）がスラリー通路１２を通って緩衝室３に流出することを防止する。この目的を達成するため、スラリー案内面、すなわち、凹状湾曲面５ｅは、中央孔４付近で、スラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３へ流出するスラリーの流れ方向に対して、逆方向に傾斜している必要がある。したがって、このスラリー案内面は、バッフル５の開口部を構成する中央孔４に向かって処理室２の内部方向に傾斜した円錐面によって構成することができる。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0032】

図１０は、バッフルの変更態様の断面図である。図９のバッフル５は一つの部材によって構成されているが、図１０のバッフル５０は、下部材５０ａと上部材５０ｂを、シール材５０ｃを挟んで一体化することにより構成されている。下部材５０ａは中央孔５０ｄとスラリー案内面５０ｅを有し、スラリー案内面５０ｅを構成する環状の凹状湾曲面は、連続的にその断面形状を変化させている。これにより、処理室２の内部に向かうスラリー流れとスラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３に流出するスラリー流れとの混合位置を中央孔５０ｄの軸心方向に連続的に変化させ、中央孔５０ｄの軸心方向に延在するスラリー混合域を生成することができる。バッフル５０の上部材５０ｂは、下部材５０ａの中央孔５０ｄに連続する裁頭円錐形の環状テーパ面５０ｆを有する。裁頭円錐形の環状テーパ面５０ｂは、図２に示すように、後述する緩衝室３の内壁部材２３の裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａ（図１１を参照のこと。）に連続し、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する。バッフル５０の下部材５０ａと上部材５０ｂを別の部材によって構成することにより、下部材５０ａと上部材５０ｂの加工が容易になり、特に、スラリー案内面５０ｅの形態を種々に変化させることができる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0034】

処理室２の上方には緩衝室３が併設される。緩衝室３は、内壁部材２３と、トッププレート２５と、バッフル５の上面５ａによって画成される。内壁部材２３の内面には、図１１に示すように、裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａと円筒状の面２３ｂを有し、裁頭円錐形の環状テーパ面２３ａの下端部には円形開口２３ｃが形成されている。内壁部材２３の裁頭円錐型の環状テーパ面２３ａは、前述のように、バッフル５、５０の裁頭円錐形の環状テーパ面５ｂ、５０ｆに滑らかに連続して、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する（図１及び２参照）。トッププレート２５は、図１２に示すように、全体として円盤状の部材で構成され、その中央部には円形の貫通孔２５ａが形成されている。円形の貫通孔２５ａには、図２及び１７に示すように、メカニカルシール１６の下端部が位置し、メカニカルシール１６の中央部から回転軸６の角形断面部分６ｂが下方に突出している。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0035】

図１、２、１８に示すように、撹拌装置Ａは、フィンディスク２６とエンドディスク２７によって構成される。フィンディスク２６とエンドディスク２７は回転軸６の角形断面部分６ｂに嵌合して、処理室２に配置される。フィンディスク２６は、図６に示すように、全体として円盤状の形態を成し、フィンディスク２６の上面２６ａには４枚の撹拌フィン２６ｂが形成されている。これらの撹拌フィン２６ｂは、それぞれ、フィンディスク２６の放射方向に延在し、バッフル５、５０のスラリー案内面５ｅ、５０ｆに向かって傾斜しつつ突出している。フィンディスク２６の中央部には、回転軸６の角形断面部分６ｂとの嵌合孔２６ｃが形成され、フィンディスク２６の上面２６ａには、また、嵌合孔２６ｃを囲繞する位置にОリング装着溝２６ｄが形成されている。エンドディスク２７は、図７に示すように、その上面２７ａと下面２７ｂに、それぞれ、放射方向に延在する４枚の撹拌フィン２７ｃが形成されている。更に、エンドディスク２７の撹拌フィン２７ｃの間の領域には、エンドディスク２７の上面２７ａと下面２７ｂに開口する複数の貫通孔２７ｄが形成されている。エンドディスク２７の中央部には、回転軸６の角形断面部分６ｂとの嵌合孔２７ｅが形成され、エンドディスク２７の上面２７ａには、嵌合孔２７ｅを囲繞する位置にОリング装着溝２７ｆが形成されている。参照番号２７ｇは、回転軸６の角形断面部６ｂの下端面に形成されたねじ穴に螺合する固定ボルト２８の挿通孔を示す。この固定ボルト２８により、撹拌装置Ａとカラー（大）１１と遠心分離装置Ｂは回転軸６の角形断面部分６ｂに固定される。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0037】

図１３乃至１６は、緩衝室３に配置される遠心分離装置Ｂの構成部品を示す。遠心分離装置Ｂは、カラー（大）１１の上方に位置し、緩衝室３の内壁部材２３の内面のうち、円筒状の面２３ｂに対向する位置に配置される。遠心分離装置Ｂは上部材２９と下部材３０とカラー（小）３１によって構成される。図１３に示すように、上部材２９の中心部には回転軸６の角形断面部分６ｂが嵌合する中央孔２９ａが形成され、上部材２９の上面２９ｂには、中央孔２９ａを囲繞する環状凸部２９ｃが形成されている。上部材２９の下面２９ｄには、中央孔２９ａを囲繞する環状凸部２９ｅが形成され、環状凸部２９ｅには、回転軸６の４つのスラリー流入口６ｃにそれぞれ対応する位置に、４つの切欠き部２９ｆが形成されている。上部材２９の下面２９ｄには、環状凸部２９ｅから一定の距離を置いて１２枚の遠心羽根２９ｇが形成されている。図１４に示すように、下部材３０の中央部には回転軸６の角形断面部分６ｂが嵌合する中央孔３０ａが形成され、下部材３０の上面３０ｂには、中央孔３０ａを囲繞するようにОリング装着溝３０ｃが形成されている。下部材３０の上面３０ｂには、また、Оリング装着溝３０ｃから一定の距離を置いて１２枚の遠心羽根３０ｄが形成されている。下部材３０の下面３０ｅは裁頭円錐形の環状テーパ面３０ｆと上面３０ｂに平行な平面部３０ｇから成る。上部材２９の遠心羽根２９ｇと下部材３０の遠心羽根３０ｄは、図１６に示すように、これらの部材２９、３０の内部に想定した基準円Ｓ上の点Ｒを中心に一定の半径ｒで円弧ａを描き、この円弧ａに沿って隣り合う遠心羽根２９ｇ、３０ｄの間に遠心分離通路Ｐを形成するように配置される。上部材２９と下部材３０は、図１８に示すように、上部材２９の遠心羽根２９ｇと下部材３０の遠心部材３０ｄが一対一に当接するように組み合わされ、隣り合う二つの遠心羽根２９ｇと隣り合う二つの遠心羽根３０ｄの間に、遠心分離通路Ｐを画成する。図１５（Ａ）、（Ｂ）は、上部材２９と下部材３０の間に配置されるカラー（小）３１を示す。カラー（小）３１は、全体として円筒状の部材から成り、中央部に回転軸６の角形断面部分６ｂが挿通される円形断面の貫通孔３１ａが形成されている。貫通孔３１ａにはОリング装着溝３１ｂが形成されている。カラー（小）３１の上面３１ｃは平面で構成され、カラー（小）３１の下面３１ｄも同様に平面で構成されている。図１５（Ｃ）は、カラー（小）３２の平坦な上面３２ａに、回転軸６の４つのスラリー流入口６ｃに対応するように、卍型の溝３２ｃを形成した実施例を示し、更に、カラー（小）３２の卍型の溝３２ｃと下部材３０の遠心羽根３０ｄとの配置関係を示す図である。卍型の溝３２ｃの存在により、遠心分離通路Ｐで遠心分離されずにカラー（小）３２付近まで到達したジルコニアビーズ等の粉砕媒体（図示せず。）が回転軸６のスラリー流入口６ｃからスラリー流路６ｄに侵入することを防止する。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0038】

図２、１８に示すように、遠心分離装置Ｂの上部材２９の外径が下部材３０の外径よりも大きい理由は、上部材２９と緩衝室３の円筒状の面２３ｂとの間隔を小さくすることにより、緩衝室３の上部の撹拌力を増大させ、緩衝室３に流入した粉砕媒体が緩衝室３の上部に滞留しないようにするためである。
また、緩衝室３の下部にスラリー通路１２に連続する裁頭円錐形の環状テーパ面２４を形成する理由は、次のとおりである。スラリー通路１２を通って処理室２から緩衝室３に上昇するスラリー流は、カラー（大）１１の周面に沿う旋回流であるが、この旋回流は、上方が拡開した環状テーパ面２４に沿って上昇するにつれて次第に低速になると共にその圧力を上昇させる。このため、旋回流中の粉砕媒体はその自重と環状テーパ面２４の上部と下部との圧力差により沈降し、スラリー通路１２に向かって移動する。したがって、湿式ビーズミル１を停止させると、粉砕媒体は環状テーパ面２４に沿ってスラリー通路１２に至り、緩衝室３に滞留することなく、その自重によって処理室２に戻ることが期待されるからである。
また、処理室２の内面に複数の凹溝を形成する理由は、凹溝付近に乱流が発生し、この乱流によって粉砕媒体間の相互作用が増大し、粉砕効率が向上するためである。特に、この凹溝をそれぞれ凹状に滑らかに湾曲した断面形状にすることにより、周方向の速度を大きく減速させることなく、流れの向きを変えることができるから、凹溝の出口付近で周方向の流れと衝突し、粉砕媒体間の相互作用を増加させることができる。また、凹溝付近における流れの衝突によって、粉砕媒体の速度が減少するから、粉砕媒体の舞い上がりを防止することができる。更に、凹溝の存在によって処理室の内面の面積が増大するから、粉砕媒体と処理室の内面との間で行われる仕事量が増大し、粉砕効率が向上する。更に、凹状に滑らかに湾曲した断面形状は、セラミックス等の難加工性材料に加工することも困難ではなく、処理室の内壁部材に難加工性材料を使用することを可能にする。更に、凹状に滑らかに湾曲した断面形状は、角部の洗浄性、摩耗し難さ、加工し易さにおいて他の形状よりも優れている。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0039】

図１９乃至２１は、処理室２の内壁部材２１の他の実施例を示す。図１９は、内壁部材２１Ａの内面２１Ａａの凹溝を上部の凹溝２１Ａｂと下部の凹溝２１Ａｃに区分し、これらの凹溝の位相をずらしたことを特徴とする実施例である。図２０は、内壁部材２１Ｂの内面２１Ｂａの凹溝２１Ｂｂを傾斜させ、これらの傾斜した凹溝２１Ｂｂは、撹拌装置Ａの回転方向に沿って下部の位相が上部の位相よりも進んだ位置にあることを特徴とする。これにより、粉砕媒体を処理室２の下方へ誘導することができる。図２１は、内壁部材の内面２１Ｃａに凹溝２１Ｃｂをらせん状に形成し、らせん状の凹溝２１Ｃｂは、撹拌装置Ａの回転方向に沿って内面２１Ｃａを処理室２の上部から下部に向かって延在することを特徴とする。これによって、処理室２の下方へ誘導することができる。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0040】

図２２乃至２７は、バッフル５の変更態様を示す図である。
図２２のバッフル５Ａは、緩衝室３側の面が平面で構成され、緩衝室３の内面３ａが上下にわたって円筒状であることとも相まって、緩衝室３に流入した粉砕媒体が緩衝室３の内部に滞留するおそれがある。しかし、スラリー通路１２Ａをギャップセパレータとして使用すれば、粉砕媒体が緩衝室３に流入するのを阻止することができる。また、スラリー通路１２Ａの緩衝室３側の出口部にスクリーン（図示せず。）を設置し、粉砕媒体の流出を防止することも可能である。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２３のバッフル５Ｂは、スラリー通路１２Ｂをギャップセパレータとして使用する実施例である。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２４のバッフル５Ｃは、スラリー案内面にスラリーの入口開口部О１を有し、スラリー通路１２Ｃにスラリーの出口開口部О２を有する、分岐通路ＢＲを形成し、この分岐通路ＢＲに第２のスラリー案内面を形成し、この第２のスラリー案内面は、スラリー通路１２を通って処理室２から流出するスラリーの流れ方向に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２５のバッフル５Ｄは、同図のバッフル５Ｄの断面においてスラリー案内面がスラリー通路１２Ｄに向かって直線状に延びていることを特徴とする。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２６のバッフル５Ｅの特徴は、スラリー通路１２Ｅの中途部にもう一つの粉砕ディスクＥＸを設け、粉砕ディスクＥＸを収容する処理室２Ｅにもスラリー案内面５Ｅｂを設けたことである。この実施例では、処理室２のスラリー案内面５Ｅａも、処理室２Ｅのスラリー案内面５Ｅｂもスラリー通路１２Ｅに向かって直線状に延在している。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。
図２７のバッフル５Ｆの特徴は、処理室２Ｅのスラリー案内面５Ｆａの上方にスラリー流入空間ＳＰを形成し、このスラリー流入空間ＳＰにもスラリー通路１２Ｅに向かって直線状に延在するスラリー案内面５Ｆｂを設けたことである。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0041】

図２８、２９は、湿式ビーズミル１の撹拌装置Ａの変更態様を示す図である。この図に示した撹拌装置Ａａのフィンディスク２６Ａは、図６のフィンディスク２６と同様であるが、エンドディスク２７Ａをフィンディスク２６Ａよりも小径にし、更に、エンドディスク２７Ａの撹拌フィン２７Ａｃをフィンディスク２６Ａの側にのみ形成したことに特徴がある。これにより、粉砕媒体が処理室２の上部に巻き上げられることを効果的に抑えることができる。その他の構成は、図２の湿式ビーズミル１と同様である。

【手続補正10】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図1】

【手続補正11】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図2】

【手続補正12】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図3】

【手続補正13】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図4】

【手続補正14】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図5】

【手続補正15】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図6】

【手続補正16】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図7】

【手続補正17】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図8】

【手続補正18】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図9】

【手続補正19】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図10】

【手続補正20】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図11】

【手続補正21】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図12】

【手続補正22】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図13】

【手続補正23】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図14】

【手続補正24】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図15】

【手続補正25】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図16】

【手続補正26】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図17】

【手続補正27】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図18】

【手続補正28】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図19】

【手続補正29】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図20】

【手続補正30】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図21】

【手続補正31】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図22】

【手続補正32】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図23】

【手続補正33】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図24】

【手続補正34】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図25】

【手続補正35】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図26】

【手続補正36】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図27】

【手続補正37】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図28】

【手続補正38】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図29】