JP2000237563A - 連続式分散装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い粉砕効率、分散効率が得られ、経済的に
も有利な連続式分散装置を提供すること。 【解決手段】 原料供給口２ａ側方向からミルベース排
出口２ｂ側方向へ流れるベセル２内に充填されたビーズ
３と顔料との混合物は回転軸９に設けられた複数の平板
リング形状部１０ａとその内周側に設けた開口１０ｂを
有するコーン形状部１０ｃとからなる原料とビーズ３の
混合物が撹拌羽根１０により撹拌される。前記混合物が
流れる方向とは反対方向に向かって押されるため、ビー
ズ３の分布がベセル２内全体で均一になり、ベセル２内
でのビーズ３の充填率は約９０％まで高めることができ
た。その結果、顔料の粉砕効率と分散効率が従来技術に
比して高くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷インク、塗
料、医薬品、化粧品、歯磨き粉などの医薬部外品、食
品、飼料などまたはその原料を製造する分散装置に関
し、特にベセル内に導入した顔料とワニスなどからなる
被分散材料をベセル内に充填している粒状メディアの撹
拌により分散させる連続式分散装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、印刷インキ、塗料等の製造では
粉体顔料をワニス、溶剤等に高濃度に分散させたミルベ
ースが使用される。この粉体顔料とワニス、溶剤等の混
合物は分散装置を用いて粒状メディアにより分散される
が、その分散工程で顔料一次粒子が凝集した二次粒子か
らなる粉体顔料はワニス中で粉砕、分散され、粗大粒子
の存在しない微細な顔料粒子からなるミルベースが得ら
れる。得られたミルベースは着色力に優れた印刷イン
キ、塗料などの原料として用いられる。

【０００３】分散装置としては、従来からサンドミル、
グレインミル、ボールミル等が知られている。このよう
な分散装置の内、連続的にミルベースを生産できるもの
は、図７に示すように、分散装置２１は円筒形ベセル２
２の軸芯を通る回転軸２３に放射状に取り付けられた被
分散材料（図示せず）と粒状メディア２４の混合物撹拌
用の複数の円板型羽根２５とベセル２２に設けた原料供
給口２２ａから連続的にミルベース原料を供給し、ベセ
ル２２内に充填している粒状メディア２４の撹拌により
前記原料を分散処理を行った後、連続的に排出口２２ｂ
からミルベースが排出されるような構成を備えている。

【０００４】しかしながら、上記分散装置２１では、原
料供給口２２ａから供給されたミルベース原料はベセル
２２内で一様に分散されず、いわゆるショートパスが生
じて粗大な顔料粒子を含むミルベースが排出口２２ｂよ
り出てきてしまうという問題点があった。

【０００５】ベセル２２内の粒状メディア２４の充填率
を高くすることによって、上記した、いわゆるショート
パスはある程度防止できるが、ビーズなどの粒状メディ
ア２４の充填率を高くし過ぎると、ベセル２２内部で粒
状メディア２４が排出口２１ｂ側に偏るチョーキング現
象が起こり、分散装置２１の安定した運転ができなくな
ることがある。このため、通常はビーズなどの粒状メデ
ィア２４のベセル２２内での充填率は約７５〜８０％
（最密充填の充填率に対する比率、以下同じ）として分
散装置２１は運転されている。

【０００６】本発明者らは、このような問題点を解決す
るために、原料供給口から供給されたミルベース原料
が、いわゆるショートパスを生じないで、ベセル内で一
様に分散される連続式分散装置の発明をして特許出願し
た（特開平６−１３４２７１号）。

【０００７】図８に示すように上記特許出願発明（特開
平６−１３４２７１号）の連続式分散装置３１は円筒形
ベセル３２の軸芯を通る回転軸３３に放射状に取り付け
られた被分散材料（図示せず）とビーズ３４の混合物撹
拌用の複数のピン型羽根３５と、ビーズ３４は通過しな
いが被分散材料は通過できるスリット状間隙を有する隔
壁３６とを設け、該隔壁３６でベセル３２内部を複数の
室３２ｅ、３２ｆに分割した連続式分散装置である。

【０００８】上記本発明者らの特許出願発明（特開平６
−１３４２７１号）により、原料供給口３２ａから供給
されたミルベース原料が前記したショートパスの発生は
スリット状間隙を有する隔壁３６により防止できた。し
かし、この連続式分散装置３１を繰り返して使用してい
ると、ビーズ３４は隔壁３６側にたまり易くなる。ビー
ズ３４が隔壁３６側にたまると、隔壁３６近傍ではビー
ズ３４が過密状態になり、ビーズ３４同士の接触による
摩擦熱で発熱し、場合によってベセル３２内が過負荷状
態になる。ビーズ３４のベセル３２内での充填率を７０
〜７５％に下げるとビーズ３４が隔壁３６近傍にたまる
ことを防ぐことができるが、顔料などの被分散材料の粉
砕性能、分散性能が低下する。

【０００９】このようにビーズ３４がベセル３２内で均
一に分布しなくなると、顔料などの被分散材料の粉砕性
能、分散性能が低下する。

【００１０】上記図８のピン型の撹拌羽根３５による被
分散材料の粉砕性能、分散性能を改善する工夫として図
９の平面図（図９（ａ））と断面図（図９（ｂ））に示
すように、平面部を貫通してテーパ状の開口（穴）４１
ａを設けた平板型羽根４１が知られている。そしてテー
パ状の開口４１ａの長径側が図８のベセル３２の原料供
給口３２ａ側にあり、短径側がミルベース排出口３２ｂ
側にあるように平板型羽根４１をベセル３２内の回転軸
３３に複数個並列配置している。

【００１１】上記平板型羽根４１を回転軸３３に複数個
並列配置した構成により、図９（ｂ）の矢印Ａに示すよ
うに、原料供給口３２ａから当該平板型羽根４１を通り
越してミルベース排出口３２ｂ側に流れたビーズ３４は
テーパ状の開口４１ａを経由して原料供給口３２ａ側に
還流することで、ビーズ３４がベセル３２内で均一に分
布させることができる。しかし、図９に示す平板型羽根
４１は厚さが約１２ｍｍであり、長時間使用すると、羽
根先端の面取部又はテーパ状に設けた開口４１ａが摩耗
してしまうという欠点がある。

【００１２】また、図１０の平面図（図１０（ａ））と
図１０（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である図１０（ｂ）に示
す、いわゆる朝顔型の撹拌羽根５１が古くから知られて
いる。これはリング状の平板羽根５１ａが傘枝状の骨組
５１ｂを介して回転軸に固着される基部５１ｃに接続さ
れたものである。この場合も傘枝状の骨組５１ｂはテー
パ状になっており、その長径側が図８に示すベセル３２
の原料供給口３２ａ側にあり、短径側がミルベース排出
口３２ｂ側にあるように、この羽根５１をベセル３２内
の回転軸３３に複数並列配置している。

【００１３】上記図１０に示す朝顔型の羽根５１では傘
枝状の骨組５１ｂはテーパ形状をしているが、骨組５１
ｂは表面積の小さい棒状体であるので、骨組５１ｂの摩
擦により内容物を矢印Ｂで示す方向（原料供給口３２ａ
側）に送り出す力が弱く、主に重力で内容物を排出口３
２ｂに向けて送り出すことしかできないので、鉛直方向
に回転軸３３（図８）を設けた縦型の分散装置に用いら
れている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来技術
の分散装置２１、３１では、ベセル２２、３２内でビー
ズ２４、３４を均一に分布させることが難しく、顔料な
どの被分散材料の粉砕性、分散性が低下する問題があっ
た。

【００１５】本発明の課題は、上記の連続式分散装置の
問題点を解消し、高い粉砕効率、分散効率が得られ、経
済的にも有利な連続式分散装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、両
端部に被分散材料供給口および分散済みの被分散材料排
出口をそれぞれ設け、粒状メディアを内蔵するベセル
と、該ベセル内にはベセルの軸芯を通る回転軸と、該回
転軸に取り付けられ、平板リング形状部と該平板リング
形状部の内周側に設けた開口を有するコーン形状部とか
らなる被分散材料と粒状メディアの混合物撹拌用の羽根
を備えた連続式分散装置により解決できる。

【００１７】撹拌羽根の最外周部に設けられ平板リング
形状部は顔料などの被分散材料の分散に、コーン形状部
に開口（穴）があることにより、コーン形状部に沿って
ベセルの下流側に移動した粒状メディア及び被分散材料
の混合物が、平板リング形状部の外周を巡り原料の供給
口側に向けて戻る流れ（図３（ａ）の矢印Ａ方向）を形
成することができる。前記コーン形状部の開口がない
と、粒状メディアなどの前記戻り流が形成されなく、粒
状メディアの片寄りが生じて発熱の原因になり、被分散
材料の分散効率が低下する。

【００１８】また、上記コーン形状部は、ベセル回転軸
上に中心を有する末広がり状の傾斜面を備えた部分のこ
とを言い、本発明の望ましい実施の形態ではコーン形状
部は、ベセル内の被分散材料と粒状メディアの混合物の
流れの下流側から上流側に向けて（ミルベース排出口方
向から原料供給口方向に向けて）末広がり状の形状にす
ることで、該コーン形状部に沿って前記混合物が下流側
から上流側に向けての移動（図３（ａ）の矢印Ｂ方向）
を促し、前記矢印Ａ方向の流れとの協働作用で、混合物
の撹拌に効果的に作用する。

【００１９】また、平板リング形状部の平面とコーン形
状部のテーパとのなす角度は４５〜２０度であるが、好
ましくは前記角度を３０〜２０度にすることにより、撹
拌羽根の配置バランスが良くなり、また被分散材料と粒
状メディアをコーン形状部に沿って下流側にスムーズに
移動させることができ、かつコーン形状部に設けた開口
を経由して粒状メディアをベセル上流側に向けて効果的
に戻すことができる。また、前記角度が小さ過ぎるとコ
ーン形状部に沿って被分散材料と球状メティアの混合物
のベセル下流側への移動が効果的に行えなくなり、また
前記角度が４５度を超えると粒状メディアが前記開口を
経由してベセル上流側に戻り過ぎるため、ミルベース排
出口側のベセル内における粒状メディアの数が少なくな
り、ベセル内での粒状メディアの均一分布性が崩れ、被
分散材料の分散性、粉砕性が低下する。

【００２０】また、本発明の撹拌羽根の周速は７〜１５
ｍ／秒、望ましくは１０〜１５ｍ／秒である。撹拌羽根
の周速が７ｍ／秒未満であると、被分散材料の分散性、
粉砕性が低下し、また撹拌羽根の周速が１５ｍ／秒を超
えると、ミルベース排出口側のベセル内に粒状メディア
が偏在し、従来技術と同様にチョーキング現象が起こ
り、分散装置の安定な運転ができなくなる。

【００２１】また、本発明の撹拌羽根の平板リング形状
部とコーン形状部との回転軸方向から見た投影面積比率
は略同一であり、また、コーン形状部内に設けられる開
口（穴）と全面積との回転軸方向から見た投影面積比は
約２５〜３０／１００であるが、これら撹拌羽根の回転
速度、投影面積比は、被分散材料の材質、分散目的、粒
状メディアの形状、大きさ、材質などにより適切な値の
ものに適宜変更できる。

【００２２】撹拌羽根の平板リング形状部は図５に示す
ようにコーン形状部１０ｃの端部からベセル２の内壁面
までの平板リング形状部１０ａの平面に沿った方向の距
離ａとコーン形状部１０ｃの端部からベセル２の内壁面
までのコーン形状部１０ｃのテーパ面に沿った方向の距
離ｂとを比較すると、距離ａ＜距離ｂである。そのた
め、平板リング形状部１０ａをコーン形状部１０ｃの外
周に設けることで、距離ａの方向に粒状メディアを誘導
することができ、平板リング形状部１０ａをコーン形状
部１０ｃの外周に設けないで、距離ｂの方向に粒状メデ
ィアを誘導する場合に比べ粒状メディアのベセル２の内
壁面への衝突力が大きくなり、被分散材料の粉砕性、分
散性が良くなる。

【００２３】本発明の撹拌羽根のコーン形状部をベセル
内の被分散材料と粒状メディアの混合物の流れの上流側
から下流側に向けて（原料供給口方向からミルベース排
出口方向に向けて）末広がり状の形状になるようにベセ
ル内に配置して用いることもできる。この場合にはコー
ン形状部による図３（ａ）に示す矢印Ｂ方向への粒状メ
ディアの搬送作用により、粒状メディアがミルベース排
出口方向に溜まり易くなるので、ベセル内の粒状メディ
ア充填率を高くすることはできない。

【００２４】また、図５に示す平板リング形状部１０ａ
の端部からベセル２の内壁面までの間隔Ｌが粒状メディ
アの粒径の３倍より小さいと、粒状メディアが前記間隔
Ｌに詰まることがあるので、前記間隔Ｌは粒状メディア
の粒径の３倍以上とする。

【００２５】本発明の上記連続式分散装置は、粒状メデ
ィアを通過させないが被分散材料を通過させるスリット
状間隙を有する隔壁を少なくとも一つ設け、該隔壁でベ
セル内部を複数の室に分割した構成でも良い。

【００２６】前記隔壁のスリット状の間隙は、ベセルの
内壁に近いところに形成することが好ましい。この理由
は、撹拌羽根が回転するとその遠心力により粒状メディ
アはベセルの内壁付近に分布するようになる。したがっ
て、ベセルの内壁付近の被分散材料は粒状メディアによ
り効率よく分散されるが、回転軸付近の被分散材料は分
散状態が不良となるため、分散の進んだ被分散材料を隔
壁のスリット状間隙を通して効率的に次の室に移送する
ことができるようにするためである。

【００２７】また、隔壁を回転軸に脱着自在に固定した
円板とベセル内部に固定したリング板とを回転軸の軸芯
を中心軸とする同心円上に配置し、前記円板とリング板
との間に環状のスリット状間隙を設けた構成として良
い。このとき回転軸上に固定する円板の半径を撹拌羽根
の半径より大きくすることによってベセル内から回転軸
に固定された撹拌羽根を引き出す際に、攪拌羽根がベセ
ル内部に固定した隔壁のリング板部分に触れることな
く、容易に攪拌羽根を分散装置から取り外して分解がで
き、メインテナンス性の高い分散装置とすることができ
る。

【００２８】また、本発明の分散装置を構成するベセル
は円筒状又は多角筒状などの形状とするが、当該ベセル
の一方の端部には、例えば、粉体顔料とワニスもしくは
溶剤等からなる被分散材料の原料供給口が設けられ、こ
の原料供給口から原料が連続的に供給される。ベセルの
隔壁により仕切られた各室で分散された被分散材料はベ
セルの他方の端部に設けられた排出口から連続的に排出
されるようになっている。

【００２９】また、本発明の分散装置では粒状メディア
の粒径を各室ごとに変えることも可能である。すなわ
ち、最初の室では比較的大きな粒径を有する粒状メディ
アとすることで、被分散材料の分散をより効率的に行う
ことができる。

【００３０】本発明により、原料供給口側方向からミル
ベース出口側方向へ流れるベセル内に充填された粒状メ
ディアと被分散材料との混合物は、撹拌羽根のコーン形
状部に設けた開口を経由してミルベース排出口側方向か
ら原料供給口側方向に向かって戻されるため、粒状メデ
ィアの分布がベセル内全体で均一になり、ベセル内での
粒状メディアの充填率を８０〜９５％まで高めることが
でき、被分散材料の分散性能、粉砕性能が従来技術に比
して高くなる。

【００３１】なお、粒状メディアをベセル内に最密充填
した場合の充填率を１００％とするとベセル内にはベセ
ル内部空間全体に対する空隙率が約４５％の空間がで
き、この空間に顔料などの被分散材料が入ることにな
る。しかし粒状メディアのベセル内への充填率を１００
％近くにすると、粒状メディアは動くことができないの
で、前記充填率８０〜９５％は顔料などの分散装置とし
てはほぼ最高の充填率である。

【００３２】このように、本発明ではベセル内での粒状
メディアの充填率を、ほぼ上限値の８０〜９５％とする
ことができるので、粒状メディアと被分散材料との混合
物の流速を上げることができ、被分散材料を繰り返しベ
セル内に循環させて効率的に練肉することが可能にな
る。

【００３３】上記ベセル内での粒状メディアの充填率を
８０〜９５％と高くできるのは湿式分散装置の場合であ
り、本発明の構成は乾式分散装置としても用いることが
でき、その場合にはベセル内での粒状メディアの充填率
は４０〜６０％程度にして用いる。

【００３４】さらに、本発明の連続式分散装置は縦型の
筒型ベセル内に回転軸を鉛直方向に向けて配置した縦型
の分散装置としても使用できるが、縦型の湿式分散装置
として用いる場合には原料供給口はベセル下端部に、ミ
ルベース排出口はベセル上端部にそれぞれ設け、また、
攪拌羽根はそのテーパ部が被分散材料と粒状メディアの
混合物の流れの下流側から上流側に向けて末広がり状の
形状になるようにベセル内に配置して用いることもでき
る。

【００３５】なお、縦型の分散装置の起動前には粒状メ
ディアはベセル下端部に堆積しているが、この粒状メデ
ィアがベセル下端部に密に充填していると、ベセル下端
部にある撹拌羽根は駆動できなくなる。したがって、縦
型の分散装置の起動時には粒状メディアの充填率を十分
小さくしておき、起動後に、被分散材料と共に粒状メデ
ィアをベセル内に順次導入するなどの方法で運転する必
要がある。

【００３６】また、縦型の分散装置では、ベセル内での
粒状メディアの充填率を高くし過ぎると、粒状メディア
がベセル内で自由に移動できないので充填率は最高６０
〜７０％程度とすることが望ましい。

【００３７】本発明で用いる粒状メディアは球状、偏平
状又は無定形の鋼、セラミックス、ガラス、石等を用い
ることができ、球状のメディアを採用した場合、平均粒
径が０．３〜３ｍｍのもの、望ましくは１．０〜２．０
ｍｍのものが使用できる。

【００３８】本発明の連続式分散装置は、各種印刷イン
ク、塗料、医薬品、化粧品、医薬部外品、食品、飼料な
どまたはその原料を製造することができ、粒状メディア
のベセル内充填率を９０％以上にあげることができる特
徴を生かすことができる被分散材料材の湿式分散に特に
適している。このときはペースト状の分散物が得られ、
顔料とワニスの混合物からなる印刷インクや塗料の他
に、ペースト状の貼り薬などの医薬品、歯磨き粉などの
医薬部外品、練り食品などの製造に用いることができ
る。また、本発明の連続式分散装置を乾式分散装置とし
て用いることにより、粉体塗料、粉状の薬品、食品また
は飼料を製造することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。本発明の実施の形態の印刷インキ製造用
の連続式分散装置の断面図を図１（ａ）に示し、図２に
は連続式分散装置を用いる分散システム全体図を示し、
図３には連続式分散装置で用いられる撹拌羽根の側断面
図（図３（ａ））と平面図（図３（ｂ））とを示し、図
４には撹拌羽根の斜視図を示す。

【００４０】図１（ａ）に示す連続式分散装置１は、円
筒形のベセル２内に供給される図示しない顔料とワニス
との混合流体（ミルベース）をベセル２内に予め充填さ
れているビーズ３（図１（ａ）にはベセル２内に充填す
るビーズ３の一部分のみ図示している）を用いて顔料を
均一な粒径を有するように粉砕すると共にワニス中に顔
料を均一に分散させるためのものである。

【００４１】顔料とワニスとの混合流体は図２に示すよ
うに予めタンク４内で撹拌機５で混合されており、得ら
れた混合流体はポンプ６により円筒形のベセル２内に原
料供給口２ａから供給され、ベセル２内でビーズ３（図
１（ａ））により分散された後、ミルベース排出口２ｂ
から再びタンク４内に送り出される。この混合流体のベ
セル２とタンク４との循環回数により顔料の粉砕度合
い、顔料のワニス中への分散度合いが異なるが、要求さ
れる印刷インキの性能に応じて循環回数を適宜選択する
ことができ、得られた印刷インキはタンク７に収納され
る。

【００４２】図１（ａ）の分散装置１の断面図に示すよ
うに円筒形のベセル２と該ベセル２の円筒部の両端面の
少なくとも一端面で支持されてベセル２の円筒部の中心
軸に沿って伸びた回転軸７を有しており、円筒形ベセル
２の一方の端部には原料供給口２ａが設けられ、他方の
端部にはミルベース排出口２ｂが設けられている。

【００４３】図１（ａ）にはベセル２の形状として円筒
形のものを図示したが、その横断面は４角形状、６角形
状、８角形状、コーン形状とすることができる。ベセル
２の容量は、ビーズ３の大きさによって異なるが、０．
５リットルより大きなものであれば実用上使用できる。

【００４４】そしてベセル２内の回転軸７には複数の同
一形状の撹拌羽根１０が並列的に取り付けられており、
各撹拌羽根１０は平板リング形状部１０ａと該平板リン
グ形状部１０ａの内周側に設けた開口１０ｂを有するコ
ーン形状部１０ｃとからなり、上記コーン形状部１０ｃ
はベセル２内を流れる顔料とワニスとの混合流体の流れ
の方向に対して逆向きに、すなわち、ミルベース排出口
２ｂ方向から原料供給口２ａ方向に向けて末広がり形状
となっている。

【００４５】一例として３０リットルの容積からなる内
径２６０ｍｍのベセル２内に配置される撹拌羽根１０は
次のような寸法を有する。すなわち、平板リング形状部
１０ａの厚みは１０ｍｍ、外径は２２０ｍｍ、内径は２
１０ｍｍであり、隣接する撹拌羽根１０の平板リング形
状部１０ａ同士の幅は５６ｍｍ、コーン形状部１０ｃの
回転軸７方向の幅は３４ｍｍ、回転軸７に挿入するコー
ン形状部１０ｃの基部１０ｄの外径は７８ｍｍ、内径は
６０ｍｍである。撹拌羽根１０の開口（穴）１０ｂの形
状は図３（ｂ）の平面図では略楕円形状であるが、開口
（穴）１０ｂの形状はこの形状に限定されず、適宜の形
を取り得る。

【００４６】撹拌羽根１０の最外周部に設けられ平板リ
ング形状部１０ａは顔料の分散に効果があり、コーン形
状部１０ｃはビーズ３のベセル２内での前方移動（排出
口２ｂ方向への移動）に効果がある。また、コーン形状
部１０ｃに設けた開口１０ｂは平板リング形状部１０ａ
の外周を巡り原料供給口２ａ側に向けてのミルベースと
ビーズ３の戻り流路（（図３（ａ）の矢印Ｂ方向）とし
て用いられる。このビーズ３の戻り流路となる開口１０
ｂが無いと、ビーズ３がミルベース排出口２ｂ側に片寄
り、摩擦熱で発熱すると同時に顔料の分散効率が低下す
る。開口１０ｂは撹拌羽根１０のコーン形状部１０ｃの
平面に均等間隔で配置されるならば、その設置数は限定
されない。ただし、コーン形状部１０ｃの平面はビーズ
３とミルベースとの混合物を前方移動（排出口２ｂ方向
への移動）を行わせるに十分な所定の面積がなければな
らない。

【００４７】撹拌羽根１０の形状は、削り出し方式で製
造すると製造コストが高くなるので、精密鋳造で製造
し、材料は耐摩耗鋼を用いることが望ましい。

【００４８】原料供給口２ａ側方向からミルベース排出
口２ｂ側方向へ流れるベセル２内に充填されたビーズ３
とミルベースとの混合物はコーン形状部１０ｃに設けた
開口１０ｂを経由して、前記混合物が流れる方向とは反
対方向、すなわち、ミルベース排出口２ｂ側方向から原
料供給口２ａ側方向に向かって戻されるため、ビーズ３
の分布がベセル２内全体で均一になり、ベセル２内での
ビーズ３の充填率は約９５％まで高めることができた。
その結果、顔料の粉砕効率と分散効率が従来技術に比し
て高くなることが判明した。結果を表１に示す。

【００４９】複数の撹拌羽根１０で分散されたミルベー
スは排出口２ｂ側の回転軸７上に設けられたフィルター
８によりビーズと分離され、略円錐形状の排出口２ｂの
空間内に配置され、回転軸７に固定された三角翼状の回
転羽根９により押し出されて排出口２ｂから排出され
る。

【００５０】また、最後端部の撹拌羽根１０とフィルタ
ー８との間には円板１３が配置されている。この円板に
は図１（ｂ）（図１（ａ）のＸ−Ｘ線矢視図）に示すよ
うに、適宜の数の穴１３ａ（図１（ｂ）では４個）と適
宜の数の突起１３ｂ（図１（ｂ）では４個）が設けられ
ている。穴１３ａはビーズ３が通過可能な大きさであ
り、また突起１３ｂはフィルター８の周辺にビーズ３が
滞留しないようにするためのものである。図１（ｂ）か
ら分かるように、一対の突起１３ｂが２組、それぞれ円
板中心から異なる半径方向位置に配置され、ビーズ３の
払い除け作用が効果的に行われるようになっている。

【００５１】また、図１（ａ）に示す分散装置１の回転
軸７は動力（図示せず）により周速８ｍ／秒〜１２ｍ／
秒で回転するようになっている。さらに、ベセル２には
冷却水流路２ｃが設けられており、ベセル２内が高熱化
するのを防いでいる。

【００５２】ベセル２内に充填されるビーズ３は用途に
より異なるが、球状、偏平状又は無定形の鋼、セラミッ
クス、ガラス、石等を用いることができる。

【００５３】本発明の上記連続式分散装置には、図６に
示すように図１（ａ）に示す分散装置１のベセル２中央
部にビーズ３（一部分のみ図示）は通過しないが顔料が
通過できるスリット状間隙を有する隔壁１２を少なくと
も一つ設け、該隔壁１２でベセル２内部を複数の室に分
割した構成としても良い。隔壁１２により前述の被分散
材料の、いわゆるショートパスを防止することができ
る。

【００５４】また、図６に示す分散装置１１において図
１（ａ）に示す分散装置１で用いられる部品と同一機能
を奏する部品は同一番号を付してその説明は省略する。

【００５５】隔壁１２は回転軸７に取り付けられた回転
円板１２ａと、前記ベセル２の内壁に固定されたリング
状板１２ｂとからなり、両者の間にスリット状の間隙が
形成されている。このスリット状の間隙は、ビーズ３は
通過するが被分散材料は通過できない大きさであり、例
えば、ビーズ３の平均的大きさを直径１．５ｍｍの球状
とすると、スリット状の間隙は０．３〜０．４ｍｍ程度
である。この隔壁１２によりベセル２は第一の室２ｅと
第二の室２ｆに分割される。隔壁１２により区分される
室の数は、図示したように２つでも良いが、必要に応じ
てそれ以上の室を設けてもよい。それぞれの室に回転軸
７に沿って２〜６個の図３、図４などに示す攪拌羽根１
０を配列することが好ましい。

【００５６】ベセル２の一方の端部には、例えば、粉体
顔料とワニスもしくは溶剤等からなる被分散材料の原料
供給口２ａが設けられ、この原料供給口２ａから原料が
連続的に供給される。ベセルの室２ｅおよび２ｆで分散
された被分散材料は隔壁１２に設けられたスリット状の
間隙を通って排出口２ｂから連続的に排出されるように
なっている。

【００５７】また、図６に示す分散装置１１ではビーズ
３の粒径を各室２ｅ、２ｆごとに変えることも可能であ
る。すなわち、室２ｅでは比較的大きな粒径を有するビ
ーズ３を用い、室２ｆでは比較的小さい粒径を有するビ
ーズ３を用いることができる。こうすることによって、
被分散材料（ミルベース）の分散をより効率的にするこ
とができる。

【００５８】図６に示す連続式分散装置１１を乾式分散
装置として用いる場合には回転円板１２ａとリング状板
１２ｂのスリット状間隔部分の壁厚を薄くして、被分散
材料が通過しやすいようにしておくことが望ましい。さ
らに分散されたミルベースに混入することで、目的とす
る製品に支障がない場合には、スリット状間隔部分に被
分散材料が付着することを防ぐために潤滑性の分散剤を
供給できる構成、例えばリング状板１２ｂの内周部に分
散剤供給口を設けることもできる。

【００５９】また、図６に示す分散装置１１の回転軸７
の内部には図示していないが往復用の水路から構成され
ている冷却水用の通路７ａが設けられており、内部に冷
却水が循環できるようになっている。また、ベセル２の
壁面にも冷却用の冷水流路２ｃが設けられている。

【００６０】図１（ａ）に示すコーン型とリング形状の
円板の組み合わせタイプの撹拌羽根１０をベセル２内の
回転軸７に設けた分散装置１を用いた場合、さらに図６
に示すベセル２を隔壁１２により二室に分けて前記撹拌
羽根１０を用いる分散装置１１を用いた場合、さらに図
７に示す従来技術の羽根２５として図９に示す開口４１
ａを有する円板型の羽根４１を回転軸２３に設けた分散
装置２１を用いた場合において、それぞれ以下に示す組
成の水性フレキソ印刷インキを作製し、各分散装置の性
能を比較した。 銅フタロシアニンブルー １６.０ｗｔ％ スチレン／アクリル水溶性樹脂（TCOAT JRX-1024、 固形分３５ｗｔ％、日本ポリマー工業（株）製） ８.０ｗｔ％ スチレン／アクリルエマルジョン樹脂（LIOCRYL JRX-1027T 固形分５０ｗｔ％、日本ポリマー工業（株）製） ４４.０ｗｔ％ ノニオン活性剤 ２.５ｗｔ％ 消泡剤 ０.５ｗｔ％ ポリエチレンワックス ２.０ｗｔ％ 水 ２７.０ｗｔ％ 合計 １００.０ｗｔ％ 。

【００６１】ただし、上記組成成分の中で水２７．０ｗ
ｔ％のうちの７０ｗｔ％＝１８．９ｗｔ％をビーズ３に
よる分散に使用し、３０ｗｔ％＝８．１ｗｔ％を分散後
のミルベースに添加して液の調整に用いた。

【００６２】上記インキ組成物３，０００ｋｇを内容積
３０Ｌの図１（ａ）に示す分散装置１を用いる場合を実
施例１、実施例２及び実施例４とし、図６に示す隔壁を
有する二室の分散室を有する分散装置１１を用いる場合
を実施例３とし、３０Ｌの内容量の従来技術の円板型の
分散羽根を備えた図７に示す分散装置２１を用いる場合
を比較例１、比較例２として得られた結果を表１に示
す。

【００６３】粒状メディアとしてジルコニアガラスビー
ズ（１．２５ｍｍφ、真比重２．７６、見かけ比重１．
６８）を用い、グラインドゲ ージを用いて得られた分
散物の最大粒子が４０ミクロンとなったときを分散完了
とした。

【００６４】

【 表１】 上記比較例２は分散装置がビーズの充填率が高過ぎて運
転ができなかった。

【００６５】本発明の上記図１（ａ）または図６に示す
連続式分散装置１、１１は複数のベセル２を直列に接続
したものでも良い。

【００６６】

【発明の効果】本発明の連続式分散装置によれば、粒状
メディアのベセル内での片寄りがなく、したがって、粒
状メディア同士が接触することなどに起因する発熱がな
い。こうして、本発明の連続式分散装置により被分散材
料を高い粉砕効率と分散効率で処理できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の印刷インキ製造用の連
続式分散装置の断面図（図１（ａ））と図１（ａ）のＸ
−Ｘ線矢視図（図１（ｂ））である。

【図２】 本発明の実施の形態の連続式分散装置を用い
る分散システム全体図である。

【図３】 本発明の実施の形態の撹拌羽根の側断面図
（図３（ａ））と平面図（図３（ｂ））である。

【図４】 図３の撹拌羽根の斜視図である。

【図５】 図３の撹拌羽根とベセル壁面との配置関係を
示す断面図である。

【図６】 本発明の実施の形態の印刷インキ製造用の連
続式分散装置の断面図である。

【図７】 従来技術の連続式分散装置の断面図である。

【図８】 本発明者らの先の出願発明の連続式分散装置
の断面図である。

【図９】 従来技術の平板羽根の平面図（図９（ａ））
と断面図（図９（ｂ））である。

【図１０】 従来技術の朝顔型の羽根の平面図（図１０
（ａ））と断面図（図１０（ｂ））である。

【符号の説明】

１、１１ 連続式分散装置 ２ ベセル ２ａ 供給口 ２ｂ 排出口 ２ｃ 冷却水流路 ２ｅ、２ｆ 隔室 ３ ビーズ ４ タンク ５ 撹拌機 ６ ポンプ ７ 回転軸 ７ａ 冷却水流路 ８ フィルター ９ 三角翼状の
回転羽根 １０ 撹拌羽根 １０ａ 平板リン
グ形状部 １０ｂ 開口 １０ｃ コーン形
状部 １０ｄ 基部 １３ 円板 １２ 隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D063 FF02 FF14 FF37 GA10 GC09 GC31 GC36 GD02 GD04 GD28 4G078 AA03 AB05 BA01 CA08 DA23 DA28 EA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部に被分散材料供給口および分散済
   みの被分散材料排出口をそれぞれ設け、粒状メディアを
   内蔵するベセルと、該ベセル内にはベセルの軸芯を通る
   回転軸と、該回転軸に取り付けられ、平板リング形状部
   と該平板リング形状部の内周側に設けた開口を有するコ
   ーン形状部とからなる被分散材料と粒状メディアの混合
   物撹拌用の羽根を備えたことを特徴とする連続式分散装
   置。
2. 【請求項２】 コーン形状部はベセル内での被分散材料
   と粒状メディア混合物の流れの下流側から上流側に向け
   て末広がり状の形状を有することを特徴とする請求項１
   記載の連続式分散装置。
3. 【請求項３】 粒状メディアを通過させないが被分散材
   料を通過させるスリット状間隙を有する隔壁を少なくと
   も一つ設け、該隔壁でベセル内部を複数の室に分割した
   ことを特徴とする請求項１記載の連続式分散装置。