JP2006143847A - Coating preparation method and coating preparation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗料を調合するシステム及び方法に係り、詳しくは、調合工程において、顔料ペーストや添加剤等を塗料用液中に微粒化させて攪拌及び分散混合する方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a system and method for preparing a paint, and more particularly to a method and system for agglomerating a pigment paste, an additive, and the like into a paint liquid and stirring and dispersing and mixing in a preparation process.
従来、塗料の製造では、前練り工程や調合工程において、パドル翼式攪拌機や高速ディゾルバー(ディスパーサーとも言う。)が多用されている。しかしながら、パドル翼式攪拌機や高速ディゾルバーは、パドル翼やディゾルバー羽根の回転数を上げるとボルテックスによって気泡を巻き込むため、回転数を落として処理しようとすると、水性塗料の調合や相溶性の悪い添加剤を調合するのに必要な剪断力を得ることが困難であるという問題がある。そのため、高速ディゾルバー等に代えて、気泡の巻き込みが少ないホモミキサー(ローター/ステーター式ホモジナイザー)が使用されている(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、高速ディゾルバー等をホモミキサーに変更するには付帯電気設備の変更を含めてコストが嵩むし、ホモミキサーは洗浄性が悪いという問題があった。 However, in order to change a high-speed dissolver etc. to a homomixer, the cost increases including the change of incidental electrical equipment, and there is a problem that the homomixer has poor cleaning properties.
そこで、本発明は、調合工程において気泡を巻き込まずに適度な攪拌及び分散混合が行え、コスト的にも有利で、洗浄容易な塗料調合方法及び塗料調合システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a paint blending method and a paint blending system which can be appropriately stirred and dispersed and mixed without involving bubbles in the blending process, which is advantageous in terms of cost, and easy to clean.
上記目的を達成するため、本発明に係る塗料調合方法は、調合タンクに混合分散すべき液状の塗料原料を投入し、前記調合タンク内の塗料原料をポンプによって吸引し、該ポンプによって、吸引した塗料原料を、流路絞り部を通過させた後に、前記調合タンク内の塗料原料中に液没させた吐出口から吐出させることにより、攪拌及び混合分散を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the paint blending method according to the present invention is a method of charging a liquid paint raw material to be mixed and dispersed in a blend tank, sucking the paint raw material in the blend tank by a pump, and sucking it by the pump. Stirring and mixing / dispersing are performed by discharging the coating material from a discharge port submerged in the coating material in the preparation tank after passing through the flow restrictor.
前記ポンプを前記調合タンク外に設置し、前記調合タンク内の原料塗料を、ポンプを介して外部流路と調合タンクとを循環させても良いし、または、水性塗料の場合には前記ポンプを前記調合タンク内に水没設置しても良い。また、塗料原料は、前記システムで循環しながら途中で調合タンクに追加しても良い。 The pump may be installed outside the blending tank, and the raw material paint in the blending tank may be circulated between the external flow path and the blending tank via the pump. It may be submerged in the preparation tank. Moreover, you may add a coating material raw material to a preparation tank on the way, circulating through the said system.
前記流路絞り部内の平均流速は、5〜100m/sとすることが好ましい。 It is preferable that the average flow velocity in the flow restrictor is 5 to 100 m / s.
また、上記目的を達成するため、本発明に係る塗料調合システムは、混合分散すべき塗料原料を収容するための調合タンクと、前記調合タンク内の塗料原料を吸引し前記調合タンク内の塗料原料中に吐出するポンプと、該ポンプと塗料原料の吐出口との間に介在された流路絞り部と、を有し、前記吐出口が前記調合タンク内の塗料原料中に液没される位置に配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a paint blending system according to the present invention includes a blend tank for storing paint raw materials to be mixed and dispersed, and a paint raw material in the blend tank by sucking the paint raw material in the blend tank. A position at which the discharge port is submerged in the coating material in the preparation tank, and a flow path throttle portion interposed between the pump and the coating material discharge port It is characterized by being arranged in.
前記システムにおいて、前記ポンプが前記調合タンク外に設置され、該ポンプの吸引口が前記調合タンクの排出口とが管接続され、前記ポンプの吐出口に接続された循環用配管の先端を前記塗料原料の吐出口とし、前記循環用配管の先端部または途中位置に前記流路絞り部を設けても良いし、または、水性塗料の場合には前記ポンプを水中ポンプとし、前記調合タンク内に配置しても良い。 In the system, the pump is installed outside the mixing tank, the suction port of the pump is connected to the discharge port of the mixing tank, and the end of the circulation pipe connected to the discharge port of the pump is connected to the paint. It may be a raw material discharge port, and the flow passage restricting portion may be provided at the front end or halfway position of the circulation pipe, or in the case of water-based paint, the pump is a submersible pump and disposed in the preparation tank You may do it.
本発明に係る塗料調合方法及び製造システムについて、以下に図1を参照しつつ説明する。なお。全図を通し、同様の構成部分には同符号を付した。 The coating composition method and manufacturing system according to the present invention will be described below with reference to FIG. Note that. Throughout the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明に係る塗料調合システムの好適な実施形態を概略的に示すシステム図である。 FIG. 1 is a system diagram schematically showing a preferred embodiment of a paint blending system according to the present invention.
塗料調合システム1は、混合分散すべき塗料原料を収容するための調合タンク2と、調合タンク2内の塗料原料を吸引し調合タンク2内の塗料原料中に吐出するポンプ3と、ポンプ3と塗料原料の吐出口4との間に介在された流路絞り部5と、を有し、吐出口4が調合タンク2内の塗料原料中に液没される位置に配置されている。
The
図示例においてポンプ3は調合タンク2の外部に設置され、ポンプ3の吸引口が調合タンク2の排出口2aと管接続され、ポンプ3の吐出口に接続された循環用配管6の先端を塗料原料中に液没させている。循環用配管6の途中位置には流路絞り部5が介在されている。流路絞り部5は、循環用配管6の先端部に設けることもできる。ポンプ3としては、例えばダイヤフラムポンプを使用することができる。
In the illustrated example, the
なお、図示しないが、水性塗料の場合にはポンプ3を水中ポンプとし、調合タンク2内に配置することも可能である。この場合、例えば、水中ポンプの吐出口に流路絞り部を接続し、水没させることができる。水中ポンプの固定は、例えば、水中ポンプに支持部材を設けて調合タンク2の外部に該支持部材を固定するか、或いは、水中ポンプに吸盤等を設けて調合タンク2内に吸着固定しても良い。
Although not shown, in the case of water-based paint, the
流路絞り部5は、流れ方向に複数の流路をせばめた孔を備えることができる。流路絞り部5の形態は、ノズル、オリフィス等、特に限定されず、流速を速めることができるものであれば良い。
上記構成を有する塗料調合システム1は、次のようにして使用される。
The flow
The
まず、調合タンクに混合分散すべき液状の塗料原料を投入する。塗料原料によって製造される塗料には、水性塗料、油性塗料、クリア塗料等があり、調合タンクに投入する塗料原料は、前練り工程及びビーズミル等による分散工程を既に終えた原料である。調合工程で使用する塗料原料は、分散工程で得られた顔料ペースト(顔料の凝集体である2次粒子を展色剤中で1次粒子に分散混合させた混合ペーストで比較的高粘度のもの)と、分散媒(展色剤またはビヒクルとも言う。)、添加剤等を混合させたものである。 First, a liquid paint raw material to be mixed and dispersed is put into a preparation tank. The paints produced from the paint raw materials include water-based paints, oil-based paints, clear paints, and the like, and the paint raw materials charged into the preparation tank are raw materials that have already been subjected to a pre-kneading process and a dispersion process using a bead mill. The paint raw material used in the blending process is a pigment paste obtained in the dispersion process (a mixed paste in which secondary particles, which are aggregates of pigments, are dispersed and mixed into primary particles in a color developing agent and have a relatively high viscosity. ), A dispersion medium (also referred to as a color developing agent or a vehicle), an additive, and the like.
調合タンク2内に所定量の塗料原料を注入した後、ポンプ3を駆動する。調合タンク内の塗料原料は、ポンプ3によって吸引され、ポンプ3から循環用配管6に圧送される。循環用配管6を圧送される塗料原料は、循環用配管6に介在された流路絞り部5を通過した後に、調合タンク2内の塗料原料中に液没させた循環用配管6の吐出口4から噴き出る。
After injecting a predetermined amount of coating material into the
吐出口4から塗料原料が吹き出すことにより、調合タンク2内に攪拌流が生じ攪拌が行われるとともに、顔料及び添加剤等の分散が行われる。
When the coating material is blown out from the
こうして塗料原料(例えば1kL)を所要時間(例えば、0.3〜3時間)循環させると、顔料及び添加剤等が微粒化されており、ホモミキサー(ローター/ステーター式ホモジナイザー)より高い微粒化能力を発揮することが分かった。これは、塗料原料が流路絞り部5内を高速で通過する際に、流路絞り部で剪断力を受けることと、流路絞り部5から噴出する際に塗料原料と衝突することによるものと考えられる。
When the paint raw material (for example, 1 kL) is circulated for the required time (for example, 0.3 to 3 hours), the pigments and additives are atomized and the atomization ability is higher than that of the homomixer (rotor / stator type homogenizer). It was found that This is due to the fact that the coating material receives a shearing force when the coating material passes through the
このような微粒化効果は、流路絞り部5内の平均流速が重要なファクターとなっている。微粒化に適した流速は、流路絞り部5内の流速は、2m/s以上、好ましくは、5m/s以上である。流路絞り部5内の平均流速は、速いほど良いと考えられるが、調合すべき塗料の粘度、ポンプ性能等を考慮すれば100m/s以下である。
Such an atomization effect is an important factor in the average flow velocity in the
また、通常処理される塗料原料の粘度範囲(0.001〜10 Pa・s)において上記微粒化効果に必要な流速を得るには、流路絞り部5の最小孔径を、0.3〜30mmとすることが好ましい。
In addition, in order to obtain a flow rate necessary for the above-mentioned atomization effect in the viscosity range (0.001 to 10 Pa · s) of the coating material that is normally processed, the minimum pore diameter of the
なお、必要に応じて、ボルテックスによって気泡を巻き込まない程度の低速で回転するパドル翼等の大型翼を調合タンク2内に配置しても良い。
If necessary, large blades such as paddle blades rotating at a low speed that does not entrain bubbles by vortexing may be disposed in the
上記のシステムは、ポンプ、流路絞り部、配管という比較的安価な機器を組み合わせることにより、従来装置と同等以上の性能を発揮することができ、従来の装置では効率的な分散が難しかった水性塗料の分散も効率的に為し得る。また、ポンプ3の吸引口と調合タンク2に通常付設されている排出口を配管接続し、ポンプの吐出口に配管接続した配管の先を調合タンク内に液没する等といった単純な組み立て作業で済み、既存設備をそのまま使用できる。さらに、上記システムは、ポンプを通じて洗浄液を流路絞り部、配管の中に流すだけで洗浄できるので洗浄も容易である。
The above system can exhibit performance equal to or better than that of conventional devices by combining relatively inexpensive equipment such as a pump, a flow restrictor, and piping. Dispersion of paint can also be done efficiently. In addition, a simple assembly operation such as connecting the suction port of the
1 塗料調合システム
2 調合タンク
3 ポンプ
4 吐出口
5 流路絞り部
6 循環用配管
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