JP2000254535A - 混練粉砕機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高粘度の処理物に対しても、優れた粉砕性能
と分散性能を発揮できる混練粉砕機を提供する。 【解決手段】 容器２内に、内外周面間を貫通する開口
部を有する内筒１０を設け、容器２内を内側室１６と外
側室１７に区画し、内側室１６と外側室１７との間を開
口部を介して連通する。内筒１０の軸線上に回転軸９を
回転可能に設け、内筒１０の内側に位置する回転軸９の
部分に保持部材１８を介してローラ軸２２を取り付け、
ローラ軸２２にローラ２４を回転自在かつ回転軸９の回
転時に外周面が内筒１０の内周面に密着可能に取り付け
る。回転軸９と一体にローラ軸２２及びローラ２４を回
転させて内側室１６内に処理物を供給すると、処理物は
ローラ２４の公転によって攪拌されるとともに、ローラ
２４と内筒１０との間で粉砕、混練作用を受け、内筒１
０の開口部１５を通過して外側室１７内に流出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は混練粉砕機に関
し、特に、液体中に含まれる粒子状の固形物を微粉砕す
るとともに、粉砕した固形物の微粒子を液体中に均一に
分散させるのに使用される混練粉砕機であって、顔料や
塗料等のように粘度の高い処理物を処理するのに好適な
混練粉砕機に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】液体中に含まれる粒子状
の固形物を微粉砕する粉砕機としては、粉砕メディアを
使用する粉砕機が多く使用されている。すなわち、容器
内の処理物を粉砕メディアと共に攪拌し、粉砕メディア
間の衝撃力や摩擦力によって処理物を粉砕するものであ
る。

【０００３】このような粉砕機による処理物の粉砕処理
においては、粒子状の固形物を細かく粉砕することが重
要であるとともに、粉砕した固形物の微粒子を液体中に
均一に分散することも重要である。すなわち、非常にミ
クロ的に見て、粉砕した固形物の微粒子が液体中に均一
に分散されなければならない。

【０００４】処理物の粘度が比較的低い場合には、処理
物を攪拌することによって、簡単に粉砕した固形物の微
粒子を液体中に均一に分散させることができるが、粘度
が高くなるにつれて次第に均一に分散させることが困難
となる。粉砕メディアを使用する粉砕機においても、高
粘度の処理物を微粉砕する場合には、粉砕した固形物の
微粒子を液体中に均一に分散させることが困難となる。

【０００５】処理物の粘度が低い場合には、通常の攪拌
を行うことにより、マクロ的な混合と同時にミクロ的な
混合が得られるので、粉砕した固形物の微粒子を液体中
に均一に分散させることができる。

【０００６】しかし、処理物の粘度が高い場合には、通
常の攪拌ではマクロ的な混合は得られてもミクロ的な混
合は得られないので、粉砕した固形物の微粒子を液体中
に均一に分散させることが困難となる。ミクロ的な混合
を得るためには、処理物を混練しなければならない。し
たがって、高粘度の処理物を微粉砕するためには、混練
機能を具えた粉砕機が必要となる。

【０００７】代表的な混練機としては、回転する２本の
ロールの間に処理物を挟み込んで処理するものがあり、
この混練機では、処理物はロール間を通過する際に混練
作用を受けることになる。また、円筒容器の内部に容器
の周壁に沿って回転するロールを設けた混練機があり、
この混練機では、処理物は容器の周壁とロールとの間を
通過する際に混練作用を受けることになる。これらの混
練機においては、処理物がロールに喰い込まれる直前で
複雑な混練作用が発生するとともに、更にロールで押し
延ばされて混練される。

【０００８】このような混練機の混練機能を応用した微
粉砕機が特開平５−９６１９７号公報、特開平６−７９
１９２号公報に開示されている。

【０００９】これらの微粉砕機は、何れも、容器内の周
壁に沿ってロールを回転させるものであって、周壁とロ
ールとの間で処理物を粉砕し、同時に分散させるもので
あり、連続的な処理が可能となるものである。

【００１０】しかしながら、これらの微粉砕機において
も、粘度が高い処理物については、なお粉砕及び分散が
不充分となる。

【００１１】その理由は、容器の周壁付近においては、
処理物に対する粉砕及び混練作用が充分に行われるとと
もに、ローラの公転及び自転によって攪拌も充分に行わ
れるが、容器の軸芯付近においては、粉砕操作及び混練
操作が全く行われず、また、攪拌力も非常に弱くなるか
らである。そして、処理物の粘度が高い場合には、周壁
付近にある処理物と軸芯付近にある処理物とが充分に混
合することなく、容器を通過することになるからであ
る。

【００１２】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決したものであって、処理物の粘度が高い場
合であっても、液体中に含まれる粒子状の固形物を微粉
砕することができるとともに、粉砕した固形物の微粒子
を液体中に均一に分散することができる混練粉砕機を提
供することを目的とするものである。

【００１３】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、筒状の容器内に、内外周面間を貫
通する開口部を有する筒状の内筒を軸線をほぼ一致させ
た状態で設けて、容器内を内側室と外側室とに区画し、
内側室と外側室との間を前記開口部を介して相互に連通
し、前記容器に、前記内側室内に処理物を供給する供給
口と、前記外側室内から処理物を排出する排出口とを設
け、前記内筒の軸線上に回転軸を回転可能に設けて、該
回転軸に保持部材を介して少なくとも１本のローラ軸を
取り付け、該ローラ軸に少なくとも１個のローラを回転
可能かつ前記内筒の内周面に密着可能に取り付けた手段
を採用したものである。また、前記開口部をスリット状
に形成した手段を採用したものである。さらに、前記ロ
ーラを前記ローラ軸に半径方向に移動可能に取り付けた
手段を採用したものである。

【００１４】

【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、回転軸を回転させて、回転軸と一体に保持部材を
介してローラ軸及びローラを回転させ、供給口から容器
の内側室内に処理物を供給すると、処理物はローラの公
転によって強く攪拌されるとともに、ローラが内筒との
摩擦力によって自転することにより、ローラと内筒との
間で強い粉砕、混練作用を受けることになる。そして、
このようなローラによる処理を受けた後に、内筒の開口
部を通過して外側室内に流出することになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明による混練粉砕機
の一実施の形態について説明する。図１〜図６には、こ
の発明による混練粉砕機の一実施の形態が示されてい
て、この混練粉砕機１は、筒状の容器２と、容器２内に
軸線をほぼ一致させた状態で設けられるとともに、容器
２内を内側室１６と外側室１７の２室に区画する内筒１
０と、内筒１０の軸線上に回転可能に設けられる回転軸
９と、回転軸９に保持部材１８を介して取り付けられる
ローラ軸２２と、ローラ軸２２に回転可能に取り付けら
れるとともに、外周面が内筒１０の内周面に密着可能な
ローラ２４とを具えている。

【００１６】容器２は、筒状の容器本体３と、容器本体
３の下端開口部を閉塞する円板状の下蓋４と、容器本体
３の上端開口部を閉塞する円板状の上蓋５とから構成さ
れ、上蓋５は容器本体３の上端開口部にボルト６によっ
て一体に取り付けられ、下蓋４は容器本体３の下端開口
部に一体に形成されるようになっている。

【００１７】上蓋５の中央部には容器２内外を上下方向
に貫通する供給口７が設けられ、この供給口７を介して
内側室１６内に処理物が供給されるようになっている。
容器本体３には容器２内外を水平方向に貫通する排出口
８が設けられ、この排出口８を介して外側室１７内から
処理物が容器２外に排出されるようになっている。下蓋
４の中央部には容器２内外を上下方向に貫通する孔４ａ
が設けられ、この孔４ａの中心部を回転軸９が下方から
挿通するようになっている。

【００１８】内筒１０は、断面が方形状で環状をなすリ
ング１１を複数枚重ね合わせて筒状の隔壁１２を形成す
るとともに、隔壁１２の外周側に周方向に向かって所定
の間隔ごとに支持軸１３を位置して、各支持軸１３にそ
れぞれ複数枚の環状のスペーサ１４を装着し、各スペー
サ１４の一部を隣接するリング１１、１１間に介装し
て、隣接するリング１１、１１間で、隔壁１２を水平方
向に貫通するスリット状の開口部１５を周方向に向かっ
て所定の間隔ごとにそれぞれ形成したものである。そし
て、内筒１０は、容器２内に一体的に脱着可能となって
いる。

【００１９】そして、このように内筒１０を容器２内に
設けることで、容器２内が内側室１６と外側室１７の２
室に区画されるとともに、内側室１６と外側室１７との
間が各開口部１５を介してそれぞれ相互に連通し、内側
室１６内の処理物が各開口部１５を介して外側室１７内
に流出可能となるものである。

【００２０】なお、開口部１５の形状はスリット状に限
らず、他の任意の形状としてもよいものである。ここ
で、開口部１５をスリット状としたのは、スペーサ１４
の厚み等を変更することによって間隙の寸法を自由に変
更できるからである。したがって、処理物の粘度や粒子
の性状、その他の処理条件によって適宜の形状に設定す
ることができるものである。

【００２１】開口部１５の形状をスリット状にした他の
理由は、処理物が通過するときに混練効果が得られるか
らである。混練効果は、開口面積に対して周辺長を長く
するほど大きな効果が得られる。開口部１５は必ずしも
内筒１０の全面に設ける必要はないが、全周に渡って均
等に設けることが好ましい。また、ローラ２４と対向す
る位置に設けることが好ましい。

【００２２】保持部材１８は、円板状の底板１９と、底
板１９の中央部に一体に形成される筒状のボス２０と、
底板１９の上方に対向して位置する環状の押え板２１と
から構成されるものであって、底板１９の周縁部と押え
板２１との間には周方向に向かって所定の間隔ごとにロ
ーラ軸２２がボルト２３、２３によって垂直に取り付け
られるようになっている。なお、この実施の形態におい
ては１２本のローラ軸２２を設けているが、少なくとも
１本のローラ軸２２を設ければよいものである。

【００２３】各ローラ軸２２にはそれぞれ複数個の筒状
のローラ２４が上下方向に密着した状態で回転可能に取
り付けられるようになっている。各ローラ２４の内径は
各ローラ軸２２の径よりも大径に形成され、水平方向に
移動可能となっている。すなわち、回転軸９を回転させ
た際に、遠心力によって各ローラ２４が水平方向に移動
し、各ローラ２４の外周面が内筒１０の隔壁１２の内周
面に密着するように構成している。このような構造は、
高い精度を必要とすることなく、簡単にできるものであ
る。各ローラ２４の外周面が遠心力によって内筒１０の
隔壁１２の内周面に密着すると、各ローラ２４は隔壁１
２の内周面との間の摩擦力によって自転することにな
る。なお、ロ−ラ２４はローラ軸２２に少なくとも１個
取り付ければよいものである。

【００２４】容器２の下蓋４には軸受ケース２５が取り
付けられ、この軸受ケース２５の中心部を回転軸９が上
下方向に挿通するようになっている。回転軸９は、軸受
ケース２５内に装着した軸受（図示せず）によって回転
可能に支持されるとともに、軸受ケース２５内に装着し
たシール部材２７によって容器２の下蓋４の孔４ａとの
間の隙間がシールされるようになっている。

【００２５】回転軸９の上端部は容器２の下蓋４の中央
部の孔４ａを挿通して容器２内に突出し、その突出して
いる部分に保持部材１８のボス２０がキー３０を介して
嵌合されるようになっている。回転軸９の上端部はボス
２０の上端から上方に所定量突出し、その突出している
部分に円錐形状の止めねじ３１が螺着されるようになっ
ている。そして、このように回転軸９に保持部材１８を
取り付けることで、回転軸９と一体に保持部材１８を介
してローラ軸２２及びローラ２４が回転（公転）可能と
なるものである。

【００２６】回転軸９の下端部は軸受ケース２５の下端
から下方に突出し、その突出している部分にＶプーリー
（図示せず）が取り付けられるようになっている。この
Ｖプーリーと図示しない駆動源の回転軸に取り付けられ
たＶプーリー（図示せず）との間にはＶベルト（図示せ
ず）が巻回され、これらのＶプーリー及びＶベルトを介
して駆動源の駆動力が回転軸９に伝達されるようになっ
ている。

【００２７】次に、前記のように構成したこの実施の形
態による粉砕混練機１の作用について説明する。

【００２８】まず、駆動源を作動させて、回転軸９と一
体に保持部材１８を介してローラ軸２２及びローラ２４
を回転（公転）させ、処理物を供給口７から容器２の内
側室１６内に供給すると、処理物は内側室１６の軸芯付
近から内筒１０の隔壁１２の方向に向かって流れる。

【００２９】そして、処理物がローラ２４が走行する部
分（内筒１０の隔壁１２の内周面からの距離がローラ２
４の直径に相当する部分）に近づくと、処理物はローラ
２４の公転によって強く攪拌され、マクロ的な混合が行
われる。すなわち、ローラ２４が走行する部分では、処
理物はローラ２４が通過する際に軸芯方向に押し戻さ
れ、同時にローラ２４が通過した直後の空間に向かって
流れることになり、非常に強い攪拌が行われることにな
る。

【００３０】そして、処理物がローラ２４と内筒１０の
隔壁１２との接点に近づくと、処理物はローラ２４と隔
壁１２との間に挟まれた状態となって、この部分に停滞
するようになり、この部分では非常に強い混練作用を受
けることになる。

【００３１】そして、混練作用を受けた処理物の一部
は、ローラ２４と内筒１０の隔壁１２との間に挟まれ、
他部は隔壁１２のスリット状の開口部１５を通過して外
側室１７内に流出する。ローラ２４と隔壁１２との間に
挟まれた処理物は、ローラ２４の遠心力によって強い粉
砕作用と混練作用を受ける。開口部１５を通過する処理
物は、通過の際に再び強い混練作用を受ける。

【００３２】ローラ２４は回転軸９と一体に高速で回転
するので、処理物は内筒１０の隔壁１２の開口部１５を
通過するまでの間に繰り返しローラ２４による粉砕、混
練及び混合作用を受けることになる。

【００３３】そして、処理物はこのようなローラ２４に
よる処理を繰り返し受けた後でなければ、内筒１０の隔
壁１２の開口部１５を通過することができないので、処
理物のショートパスが起こることはない。

【００３４】したがって、高粘度の処理物に対しても優
れた粉砕性能と分散性能を発揮することができ、外側室
１７内に流出した処理後の処理物は、粒子状の固形物が
充分に微粉砕されているとともに、粉砕された固形物の
微粒子は液体中に均一に分散された状態となる。

【００３５】また、この実施の形態による混練粉砕機１
は、非常にコンパクトな構造であるとともに、容器２内
に処理物が停滞する部分がなく、内部全体が強い攪拌力
を受けることになるので、使用後の洗浄が非常に簡単と
なる。すなわち、使用後は適当な洗浄液を用いて運転す
ることにより、機体を解体することなく、完全に洗浄で
きるものである。

【００３６】

【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、容器内の内側室内に供給された処理物は、ローラ
の公転によって強く攪拌されるとともに、ローラの自転
によって強い粉砕、混練作用を受けることになる。そし
て、処理物はこのようなローラによる処理を受けた後で
なければ内筒の開口部を通過して外側室内に流出するこ
とがないので、高粘度の処理物であっても、液体中に含
まれる粒子状の固形物を充分に微粉砕することができる
とともに、粉砕した固形物の微粒子を液体中に均一に分
散させることができることになり、高粘度の処理物に対
しても、優れた粉砕性能と分散性能を発揮することがで
きることになる。さらに、内筒の開口部をスリット状に
形成したことにより、開口部を通過する際の処理物に再
び混練作用を与えることができるので、処理物をさらに
効果的に粉砕、分散することができることになる。そし
て、ローラを半径方向に移動可能としたことにより、ロ
ーラに遠心力を作用させることができることになるの
で、ローラと内筒との間で更に効果的に処理物を粉砕、
混練することができることになる等の優れた効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による混練粉砕機の一実施の形態の全
体を示した縦断面図である。

【図２】図１の部分拡大図であって、保持部材とローラ
軸とローラとの関係を示した説明図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って見た断面図である。

【図４】図１の内筒の拡大図であって、Ｂ−Ｂ線に沿っ
て見た断面図である。

【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿って見た断面図である。

【図６】図４のＤ−Ｄ線に沿って見た断面図である。

【符号の説明】

１……混練粉砕機 ２……容器 ３……容器本体 ４……下蓋 ４ａ……孔 ５……上蓋 ６、２３……ボルト ７……供給口 ８……排出口 ９……回転軸 １０……内筒 １１……リング １２……隔壁 １３……支持軸 １４……スペーサ １５……開口部 １６……内側室 １７……外側室 １８……保持部材 １９……底板 ２０……ボス ２１……押え板 ２２……ローラ軸 ２４……ローラ ２５……軸受ケース ２７……シール部材 ３０……キー ３１……止めねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D063 EE07 EE15 EE21 GA10 GB07 GC05 GC14 GD27 4G078 AA01 AA26 AB05 BA05 BA07 CA03 CA05 CA13 CA15 DA30 DB04 EA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の容器内に、内外周面間を貫通する
   開口部を有する筒状の内筒を軸線をほぼ一致させた状態
   で設けて、容器内を内側室と外側室とに区画し、内側室
   と外側室との間を前記開口部を介して相互に連通し、前
   記容器に、前記内側室内に処理物を供給する供給口と、
   前記外側室内から処理物を排出する排出口とを設け、前
   記内筒の軸線上に回転軸を回転可能に設けて、該回転軸
   に保持部材を介して少なくとも１本のローラ軸を取り付
   け、該ローラ軸に少なくとも１個のローラを回転可能か
   つ前記内筒の内周面に密着可能に取り付けたことを特徴
   とする混練粉砕機。
2. 【請求項２】 前記開口部をスリット状に形成した請求
   項１記載の混練粉砕機。
3. 【請求項３】 前記ローラを前記ローラ軸に半径方向に
   移動可能に取り付けた請求項１又は２記載の混練粉砕
   機。