CN101040013A

CN101040013A - 涂料制造方法及涂料制造系统

Info

Publication number: CN101040013A
Application number: CNA2005800352669A
Authority: CN
Inventors: 泽田英典; 开正彦
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-09-19
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: JP2006143847A; JP4849795B2; CN101040013B

Abstract

本发明提供一种涂料制造方法及涂料制造系统，其可以在涂料制造工序中不卷入气泡的情况下进行适当的搅拌及分散混合，在成本方面有利，容易清洗。所述涂料制造系统具有：用于收容待混合分散的涂料原料的罐(2)；吸引罐(2)内的涂料原料并喷出至罐(2)内的涂料原料中的泵(3)；以及设于该泵(3)和涂料原料的喷出口(4)之间的流路节流部(5)；将喷出口(4)配置在浸没到所述罐内的涂料原料中的位置，由此进行搅拌及混合分散。

Description

涂料制造方法及涂料制造系统

技术领域

本发明涉及一种涂料制造方法及涂料制造系统。

背景技术

以往，在涂料制造过程中，当制造水性涂料和包含相溶性不良的添加物的涂料时，大多使用具有高的剪切力的桨叶式搅拌机和高速溶解器(也称为扩散器)。但是，桨叶翼式搅拌机和高速溶解器存在如下问题：当增加桨叶和高速溶解器叶片的转速时，会因涡流而卷入气泡；当要降低转速进行处理时，难以得到为了使水性颜料和相溶性差的添加剂分散于涂料介质中所需要的剪切力。因此，在制造这种分散困难的涂料制造工序中，取代高速溶解器等，使用卷入气泡少的匀质搅拌机(转子/定子式均化器)(参照例如专利文献1)。

专利文献1：特开昭57-42324号公报

将高速溶解器等变更为高速溶解器存在如下问题：包含附属电气设备的变更的成本增大，高速搅拌机的清洗性差。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种涂料制造方法及涂料制造系统，从而可以在不卷入气泡的情况下发挥高分散性，在制作成本方面有利，而且生产设备的清洗性也得到改善。

为了实现上述目的，本发明的涂料制造方法的特征在于，在罐内投入待混合分散的液态的涂料原料，利用泵吸引前述罐内的涂料原料，通过该泵使所吸引的涂料原料通过流路节流部后由浸没到前述罐内的涂料原料中的喷出口喷出，由此进行搅拌及混合分散。

优选将前述泵设置在前述罐外，使前述罐内的原料涂料通过泵在外部流路和前述罐之间循环。

而且，权利要求1记载的涂料制造方法的特征在于，优选将前述泵浸没设置在前述罐内的涂料原料中。

优选将前述流路节流部的平均流速设定为5～100m/s。

优选前述涂料原料为水性涂料原料或油性涂料原料。

优选前述流路节流部是将具有多个喷嘴孔的喷嘴板由涂料原料流的上游侧向下游侧排列而成的，相邻的各喷嘴板的喷嘴孔，其下游侧的多个喷嘴孔与上游侧的一个喷嘴孔局部地相对。

优选具有多个喷嘴孔的多个前述喷嘴板是由涂料原料流的上游侧向下游侧接合的，或者是隔着垫片以规定间距由涂料原料流的上游侧向下游侧排列的。

优选前述喷嘴板在相邻喷嘴孔间的涂料原料流入侧端部具有尖锐部。

另外，为了实现上述目的，本发明的涂料制造系统的特征在于，具有：用于收容待混合分散的涂料原料的罐；吸引前述罐内的涂料原料并喷出至前述罐内的涂料原料中的泵；以及介于该泵和涂料原料的喷出口之间的流路节流部；将前述喷出口配置在浸没到前述罐内的涂料原料中的位置上。

优选将前述泵设置在前述罐外，该泵的吸引口和前述罐的排出口用管连接，将连接在前述泵的喷出口的循环用配管的前端设定为前述涂料原料的喷出口，在前述循环用配管的前端部或中途位置设有前述流路节流部。

优选前述泵为水底泵，配置在前述罐内。

前述流路节流部可以由多个节流孔形成。

优选前述流路节流部的最小孔径为0.3～30mm。

根据本发明，通过组合泵、流路节流部、配管这些比较廉价的设备，可以得到和昂贵的现有装置同等甚至以上的分散性，而且通过泵使清洗液仅在喷嘴、配管中流动，即可容易地进行清洗。

附图说明

图1是概略地表示本发明的涂料制造系统的优选实施方式的系统图。

图2是图1的系统中所组装的流路节流部的放大剖面图。

图3是图2的流路节流部的III-III线剖面图。

图4是表示图2所示的流路节流部的另一方式的放大剖面图。

图5是表示图2所示的流路节流部的又一方式的放大剖面图。

标号说明

1 涂料制造系统

2 罐

3 泵

4 喷出口

5 流路节流部

6 循环用配管

7 喷嘴孔

8 喷嘴板

15 尖锐部

16 垫片

具体实施方式

下面，参照图1～图5来说明本发明的优选实施方式。另外，对所有附图中的相同构成部分标注相同的标号，在下面的说明中有时省略重复说明。

图1是概略地表示用于实施本发明的涂料制造方法的涂料制造系统的系统图。

涂料制造系统1具有：用于收容待混合分散的涂料原料的罐2；吸引罐2内的涂料原料，经由循环用配管6喷出至罐2内的涂料原料中的泵3；以及介于泵3和涂料原料的喷出口4之间的流路节流部5；喷出口4配置在浸没到罐2内的涂料原料中的位置上。

在图示的例子中，泵3设置在罐2的外部，泵3的吸引口和罐2的排出口2a用管连接，使连接在泵3的喷出口上的循环用配管6的前端浸没到涂料原料中。在循环用配管6的中途位置设有流路节流部5。流路节流部5也可以设在循环用配管6的前端部上。作为泵3，例如可以使用隔膜泵。

另外，虽然没有图示，但在水性涂料的情况下，也可以将泵3形成水底泵，配置在罐2内。此时，例如可以在水底泵的喷出口上连接流路节流部5，使其没入水中。关于水底泵的固定方式，例如可以在水底泵上设置支撑部件(没有图示)，将该支撑部件固定在罐2的外部；或者也可以在水底泵上设置吸盘等而吸附固定在罐2内。

如图2所示，流路节流部5是将具有多个喷嘴孔7…的多个喷嘴板8…从涂料原料流的上游侧向下游侧叠合而成的。将多个喷嘴板8…接合，防止其彼此分离。

在图示的例子中，通过收容于外壳9中而接合，从而不会分离。外壳9设有：收容喷嘴板8的筒状部10、在筒状部10的两端用螺栓11固定的圆锥形的盖部12、12。盖部12在圆锥形部分12a的两端设有通过螺栓固定于筒状部10且与喷嘴板8抵接的法兰盘12b和用于连接配管6的接头部12c。另外，在图2中，标号13表示密封衬垫，虚线箭头表示涂料流；在图3中，标号14表示在筒状部10的内周壁上沿其长度方向延伸的用于对喷嘴板8就行定位的定位用凸条。

各喷嘴板8，通过有规则地排列的俯视呈矩形剖面形状的喷嘴孔7形成俯视呈格子状(参照图3)。在图示的例子中，喷嘴孔7的尺寸在全部喷嘴板8…中相同，喷嘴孔7的位置因相邻的喷嘴板8而异，如图2及图3所示，相对于上游侧的一个喷嘴孔7，下游侧的4个喷嘴孔7…以部分重叠地连通的方式配置，在构成流路节流部5的喷嘴的轴线方向上，下游侧的4个喷嘴孔7…的一部分与上游侧的一个喷嘴孔7相对。在图示的例子中，将喷嘴孔7的位置不同的2种喷嘴板8…相互叠合装配。

喷嘴板8，将相邻的喷嘴孔7和喷嘴孔7隔开的部分的剖面形状，具有形成以流入侧为顶点的三角形状的尖锐部15，尖锐部15对流入的涂料原料进一步施加剪切力。尖锐部15不一定在相邻的喷嘴孔7、7间的整个区域上形成，至少在与上游侧的喷嘴孔7相对的部位形成。将喷嘴板8的相邻的喷嘴孔7和喷嘴孔7之间隔开的部分的剖面形状，并不限于图示的三角形状，也可以是流入侧具有顶点的六边形(参照图5)、五边形、四边形或其他多边形，或者也可以是将流入侧作为上边的梯形。

喷嘴孔7，除了设定为图示的尖细喷嘴之外，还可以设定为前细后粗喷嘴等公知的喷嘴孔形状。另外，垂直于喷嘴孔7的轴方向的剖面形状不限于图示的矩形，可以采用圆形、三角形等各种形状。

图4是表示构成流路节流部的喷嘴的另一实施方式的纵向剖面图。在图4所示的方式中，通过使圆环状垫片16介于相邻的喷嘴板8之间，在喷嘴板8之间设置规定的间隙，这一点与上述实施方式不同，其他构成与上述实施方式相同。

流路节流部5，在图示的例子中虽然例示了喷嘴，但并不特别限于节流孔等，也可以采用通过缩小流路来加快流速的流路节流部。

下面，对涂料制造系统1的动作的一例进行说明。

首先，在罐2内投入待混合分散的液态的涂料原料。制造的涂料有水性涂料、油性涂料、透明涂料等，在本发明的涂料制造系统中，投入罐中的涂料原料是已经特别利用预炼及超微粉粉碎机等完成预分散的一例。涂料原料是使颜料糊和溶剂、添加剂等混合而成的。另外，所谓前述颜料糊是指：使作为颜料的凝聚体的2次粒子在树脂等展色剂中分散混合到1次粒子中而成的粘度比较高的混合糊。另外，所谓前述溶剂，在水性涂料中为水、在油性涂料中为展色剂或载色剂。

在罐2内注入规定量的涂料原料后，驱动泵3。罐2内的涂料原料被泵3吸引，从泵3压送至循环用配管6。在循环用配管6中压送的涂料原料，通过设置在循环用配管6上的流路节流部5后，由浸没在罐2内的涂料原料中的循环用配管6的喷出口4喷出。

通过从喷出口4喷出涂料原料，在罐2内产生搅拌流而进行搅拌，同时进行颜料及添加剂等的分散。

涂料原料在依次高速通过各喷嘴板8的喷嘴孔7内时反复进行压缩和膨胀，因而受到剪切力。另外，从上游侧的一个喷嘴孔7喷出的涂料原料，通过被相邻的下游侧的多个喷嘴孔7分割送出，可以促进均匀分散及微粒化。另外，流入到构成流路节流部5的喷嘴中的涂料原料与尖锐部碰撞，从而促进剪切。而且，涂料原料从流路节流部5喷出至罐2内的涂料原料液中时，由于向罐2内的涂料原料中的膨胀、在涂料原料中湍流的发生及向罐2内的涂料原料喷流的碰撞等，受到剪切力，促进微粒化。

如图4所示的实施方式所示，只要使垫片16介于喷嘴板8…之间，在垫片16的空间内就会发生膨胀，剪切力增大。

当这样地使涂料原料(例如1kL)循环所需时间(例如0.3～3小时)时，使颜料及添加剂等微粒化，可以比高速搅拌机(转子/定子式均化器)发挥的微粒化能力还高。

流路节流部5内的平均流速是这种微粒化效果的重要因素。适于微粒化的流速为，流路节流部5内的流速为2m/s以上、优选为5m/s以上。通常认为，流路节流部5内的平均流速越快越好，但如果考虑待分散或调合的涂料的粘度、泵性能等因素，则为100m/s以下。

另外，在通常处理的涂料原料的粘度范围(0.001～10Pa.s)中，为了得到上述微粒化效果所需的流速，优选将流路节流部5的最小孔径(喷嘴孔7的最小孔径)设定为0.3～30mm。

另外，根据需要，也可以将以不会因涡流而卷入气泡程度的低速旋转的桨叶翼等大型翼配置在罐2内。

上述系统，可以通过组合泵、流路节流部、配管这些比较廉价的设备来进行实施，从而可以得到和昂贵的现有装置同等甚至以上的分散性。另外，通过将泵3的吸引口和罐2中通常设置的排出口用配管连接，利用配管连接在泵的喷出口上的配管的前端浸没在罐内等这样简单的装配操作即可实施，可以直接使用现有设备。而且，由于上述系统通过泵使清洗液仅在喷嘴、配管中流动即可进行清洗，因此还具有容易清洗的优点。

另外，作为流路节流部，通过具有如图2～图5所示结构的喷嘴使涂料原液循环，可以得到高的分散性，即使是难以有效分散的水性涂料的分散和含有相溶性不良的添加物的涂料原料，也可以使其有效地分散。

工业适用性

本发明可以用于涂料制造领域、特别是水性涂料的制造和包含相溶性不良的添加物的涂料的制造、使颜料糊和添加物等在涂料溶液中微粒化而进行搅拌及分散混合的涂料的调合工序等。

Claims

1.一种涂料制造方法，其特征在于，在罐内投入待混合分散的液态的涂料原料，利用泵吸引所述罐内的涂料原料，通过该泵使所吸引的涂料原料通过流路节流部后由浸没在所述罐内的涂料原料中的喷出口喷出，由此进行搅拌及混合分散。

2.如权利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，将所述泵设置在所述罐外，使所述罐内的原料涂料通过泵在外部流路和所述罐之间循环。

3.如权利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，将所述泵浸没设置在所述罐内的涂料原料中。

4.如权利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，将所述流路节流部的平均流速设定为5～100m/s。

5.如权利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，所述涂料原料为水性涂料原料。

6.如权利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，所述涂料原料为油性涂料原料。

7.如权利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，所述流路节流部是将具有多个喷嘴孔的喷嘴板由涂料原料流的上游侧向下游侧排列而成的；相邻的各喷嘴板的喷嘴孔，其下游侧的多个喷嘴孔与上游侧的一个喷嘴孔局部地相对。

8.如权利要求7所述的涂料制造方法，其特征在于，所述具有多个喷嘴孔的多个喷嘴板是由涂料原料流的上游侧向下游侧接合的。

9.如权利要求7所述的涂料制造方法，其特征在于，所述具有多个喷嘴孔的多个喷嘴板是隔着垫片以规定间距由涂料原料流的上游侧向下游侧排列的。

10.如权利要求7所述的涂料制造方法，其特征在于，所述喷嘴板在相邻喷嘴孔间的涂料原料流入侧端部具有尖锐部。

11.一种涂料制造系统，其特征在于，具有：用于收容待混合分散的涂料原料的罐；吸引所述罐内的涂料原料并喷出至所述罐内的涂料原料中的泵；以及介于该泵和涂料原料的喷出口之间的流路节流部；将所述喷出口配置在浸没到所述罐内的涂料原料中的位置。

12.如权利要求11所述的涂料制造系统，其特征在于，将所述泵设置在所述罐外，该泵的吸引口和所述罐的排出口用管连接，将连接在所述泵的喷出口上的循环用配管的前端设定为所述涂料原料的喷出口，在所述循环用配管的前端部或中途位置设有所述流路节流部。

13.如权利要求11所述的涂料制造系统，其特征在于，所述泵为水底泵，配置在所述罐内。

14.如权利要求11所述的涂料制造系统，其特征在于，所述流路节流部是由多个节流孔形成的。

15.如权利要求11所述的涂料制造系统，其特征在于，所述流路节流部的最小孔径为0.3～30mm。