JP2008055367A - 回転ロール式分散機 - Google Patents

Abstract

【解決手段】タンク５内の中央付近で一方向に高速回転するセンターロール２と、その外方に近接して配置されていて前記センターロール２よりも低速で自転しながら公転する２つのサイドロール３、３を備えている。
【効果】被処理物を２つのロール２、３間に供給するだけでなく、一方向に高速回転するセンターロール２の外方で２つのサイドロール３、３を自転しながら公転させるので、被処理物の混練、分散を十二分に行うことができ、混練、分散精度が大幅に向上する。センターロール２とサイドロール３とは別駆動のため、周速比を任意に設定できる。センターロール２とサイドロール３の外周面をテーパー状に形成すると、センターロール２とサイドロール３の隙間Ｃとその間の押付力を容易に調整できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、タンク内で近接する少なくとも２つのロールを回転させ、両ロールの隙間にある被処理物をすりつぶす感じで分散する形式の装置に関するものである。

従来、インキ、塗料などの被処理物を混合・分散させるに当っては、通常、ローターを有するミキサーを回転させて被処理物を混合し、その後、前記ミキサーにより混合された被処理物を水平方向に配置した３つのロール間に供給する方式が採られている。つまり、混合の後に分散の工程が必要ということである。３つのロールを水平方向に配置した装置は、通常、３本ロールミルと呼ばれており、例えば、特許文献１に示すものなどが知られている。

特開平１１−２１６３４９号公報

このように、被処理物を水平方向に配置した３つのロール間に供給しただけでは、被処理物を十二分に混合・分散することができないという欠点を有している。

本発明は、このような欠点を解消することを目的とするものであって、タンク内の中央付近で一方向に回転するセンターロールと、その外方に近接して自転しながら公転するサイドロールとを備えていることを特徴とするものである。
この分散機によれば、被処理物を２つのロール間に供給するだけでなく、一方向に回転するセンターロールの外方でサイドロールを自転しながら公転させるので、被処理物の混練、分散を十二分に行うことができる。ビーズなどの媒体を用いない新規な混練、分散機であるということができる。

センターロールを回転させるモータとサイドロールを回転させるモータの回転数を異ならしめ、センターロールとサイドロールとの周速差により被処理物を分散させるとよい。このようにすると、被処理物の混練、分散精度が大幅に向上する。しかも、センターロールとサイドロールとは別駆動のため、前記周速比を任意に設定できる。

センターロールとサイドロール間を加圧するための手段を備えておくとよい。この手段を利用することで、センターロールとサイドロール間の押付力を容易に調整できる。

センターロールとサイドロールの外周面をテーパー状に形成することが望ましい。このようにすると、センターロールとサイドロールの隙間とその間の押付力を容易に調整できる。

センターロールとサイドロールのいずれかに、両ロールを相対的に上下動させる手段を設けておくとよい。この手段を利用するだけで、センターロールとサイドロールのいずれか一方のロールを、極めて容易に他方のロールに対して動かすことができるので、両ロールの隙間とその間の押付力の調整を極めて容易に行うことができる。

タンクの内壁に当接するスクレーパ装置を備えておくとよい。このスクレーパ装置が備えられていると、タンクの内壁に付着する被処理物の一部がこのスクレーパ装置でかき取られてタンク内面が現われ出るので、それだけ冷却効果を上げることができる。また、スクレーパ装置は容易に他の部材に取り付けることができるので、様々な寸法のタンクに対応させることができる。

請求項１記載の発明によれば、被処理物を２つのロール間に供給するだけでなく、一方向に回転するセンターロールの外方でサイドロールを自転しながら公転させるので、被処理物の混練、分散を十二分に行うことができる。

請求項２記載の発明によれば、センターロールとサイドロールとの周速差を利用して被処理物の混練、分散を行うので、その精度が大幅に向上する。しかも、センターロールとサイドロールとは別駆動のため、前記周速比を任意に設定できる。

請求項３記載の発明によれば、センターロールとサイドロール間の押付力を容易に調整できる。

請求項４記載の発明によれば、センターロールとサイドロールの隙間とその間の押付力を容易に調整できる。

請求項５記載の発明によれば、センターロールとサイドロールのいずれか一方のロールを、極めて容易に他方のロールに対して動かすことができるので、両ロールの隙間とその間の押付力の調整を極めて容易に行うことができる。

請求項６記載の発明によれば、タンクの内壁に付着する被処理物の一部がこのスクレーパ装置でかき取られてタンク内面が現われ出るので、それだけ冷却効果を上げることができる。また、スクレーパ装置は容易に他の部材に取り付けることができるので、様々な寸法のタンクに対応させることができる。

本発明による回転ロール式分散機の実施の形態の一例を、図面に基づいて詳細に説明する。図１が本発明による回転ロール式分散機の概略図で、(a)は正面図、（b）はその側面図である。
この分散機はいわゆる縦型であって、機体１の上部から一方向に回転する１つのセンターロール２が垂直下方に、その左右に近接して正・逆回転する２つのサイドロール３、３が垂直下方に延び出させてある。そして、１つのセンターロール２とその左右に近接して配置されている２つのサイドロール３、３は、図１(b)に示すように、前記機体１に取り付けた底無しの容器４から下方に突出した状態にある。

一方、容器４の直下にはタンク５が前記容器４と軸線を揃えて配置されている。このタンク５は上下動可能であり、上へ動いたとき図１(a)に示すように前記容器４と合体して１つの密閉状の室が形成される。
なお、ここでは、容器４もタンク５も透明の材質のもので形成されている場合を例示してあるので、図１では、それらを通していずれも内部が見えるように作図してある。

図２に示すように、１つのセンターロール２は垂直方向に保持された軸2aの下端に取り付けられており、モータＭ_１の回転により一方向に回転する。そして、前記軸2aの外方を囲うように回転筒６が軸線を揃えて配置されており、この回転筒６の外周には歯車6aが固定してある。この回転筒６は正・逆回転するモータＭ_２の回転により正・逆方向に回転する。モータＭ_１は一方向に高速回転し、モータＭ_２はモータＭ_１より低速で正・逆方向に回転するようにしてある。
なお、図２において、図面符号７は、前記センターロール２の軸2aに取り付けた回転体2bと前記モータＭ_１に取り付けた回転体ｍ_１とに渡し掛けた無端帯、図面符号８は、前記回転筒６に取り付けた回転体6bと前記モータＭ_２に取り付けた回転体ｍ_２とに渡し掛けた無端帯である。

一方、前記２つのサイドロール３、３は、前記センターロール２の軸2aおよびその周囲を取り囲んでいる回転筒６を挟んでその左右において、垂直方向に保持されている２本の軸3a、3aの下端に取り付けられており、前記両軸3a、3aの上端には歯車3b、3bがそれぞれ固定してある。そして、両歯車3b、3bは前記歯車6aと噛み合っている。従って、前記モータＭ_２の正・逆回転により回転筒６が正・逆回転するのに連動して、両歯車3b、3bは前記歯車6aの回りを公転しながら自転する。

上述したように、前記タンク５は上下動可能であるが、例えば、図１(a)に示すように、タンク５を保持する保持部材5aの基部を垂直方向に配置したシリンダ９と連結しておき、油圧ポンプ１０により前記シリンダ９を作動させることにより、前記保持部材5aとともにタンク５を機体１の垂直方向の壁面に沿って上下動させることができる。

そして、上述したように、このタンク５は上へ動いたとき図１(a)に示すように前記容器４と合体して１つの密閉状の室Ａを形成し、タンク５内を含めてこの室Ａ全体を真空ポンプ１１により真空にし、この真空の下で分散作業を行うことができるようにしてある。
なお、タンク５が下がっている状態では、図１(b)に示すように、センターロール２とその左右に位置するサイドロール３、３は底無しの容器４から突出しており、タンク５が上へ動くことによりその中に納まるので、タンク５内に収納されている被処理物の分散が可能である。

前記容器４は上下２つに分離できるようにしてあり、その接合部および分離させ得る下側の容器と上へ動いた前記タンク５の接合部とを、図２、図４で示すように緊締具１２で締め付けて１つの密閉状の室Ａを形成するとともに、室Ａ内の密閉状態を保持し得るようにしてある。

次に、この分散機の作用等について説明する。図１(b)に示すように、底無しの容器４の下方において、タンク５が下がっている状態でその中に被処理物を投入する。そして、前記油圧ポンプ１０により前記シリンダ９を作動させることにより、前記保持部材5aとともにタンク５を機体１の垂直方向の壁面に沿って動かし、その上方に位置する底無しの容器４と合体させ、容器４と上へ動いた前記タンク５の接合部を前記緊締具１２で締め付けて１つの密閉状の室Ａを形成する。

この状態において前記真空ポンプ１１を作動させ、タンク５内を含めて室Ａ全体を真空にする。そして、前記モータＭ_１とモータＭ_２とを動かす。すると、モータＭ_１の駆動により前記回転体ｍ_１、前記無端帯７および回転体2bを介して垂直方向の軸2aとともにセンターロール２が一方向に回転する。
一方、モータＭ_２の駆動により前記回転体ｍ_２、前記無端帯８および回転体6bを介して前記センターロール２の軸2aの外方を囲んでいる回転筒６が正・逆回転し、それに伴って回転筒６およびその外周面に取り付けられている歯車6bも正・逆回転する。すると、この歯車6bと噛み合っている左右２つのサイドロール３、３の歯車3b、3bが１つの歯車6bの回りを自転しながら公転し、それに合わせて、歯車3b、3bが取り付けられている左右２本の軸3a、3aと左右２つのサイドロール３、３とが一方向に回転するセンターロールの外方で自転しながら公転する。

上述したように、１つのセンターロール２とその左右に配置されている２つのサイドロール３、３とは近接しているので、タンク５内において、一方向に回転するセンターロールとその外方に近接して配置されていて自転しながら公転する左右２つのサイドロール３、３との間に被処理物を供給できるだけでなく、一方向に回転するセンターロールの外方でサイドロールを自転しながら公転させるので、タンク５内の被処理物を単に分散させるだけでなく、十二分に分散させることができる。

特に、１つのセンターロール２とその左右に近接して配置されている２つのサイドロール３、３からなる３つのロール２、３、３による前記動きにより、例えば、粉体と液体とを混練することができ、また、３つのロール２、３、３の分散機能により、粉体の粉砕、ペーストの分散を行うことができる。さらに、上述したように、タンク５内を含めて室Ａ全体を密閉状態、真空状態にできるので、窒素ガスの置換、真空脱泡も可能である。従って、本機１台で粉砕、混練、分散、脱泡が可能であり、ビーズなどの媒体を用いない粉砕、混練、分散、脱泡機能を備えた新規な装置であるということができる。

モータＭ_１は一方向に高速回転し、モータＭ_２はモータＭ_１より低速で正・逆方向に回転するようにしてあるので、１つのセンターロール２は一方向に高速回転し、その左右に近接して配置されている２つのサイドロール３、３はセンターロール２よりも低速で自転しながら公転する。
このように、１つのセンターロール２とその外方に近接して配置されているサイドロール３との周速差を利用して被処理物の粉砕、混練、分散を行うので、その精度が大幅に向上する。しかも、センターロール２とサイドロール３とは別駆動のため、前記周速比を任意に設定できる。

１つのセンターロール２とその左右に近接して配置されている２つのサイドロール３、３は上下とも同径のストレート形状としてもよいし、１つのセンターロール２と２つのサイドロール３、３の外周面をいずれもテーパー状としてもよい。後者の場合においては、例えば、図５に誇張して示すように、１つのセンターロール２は下方に行くに従って徐々に細くなるようなテーパー状とし、２つのサイドロール３、３は下方に行くに従って徐々に太くなるようなテーパー状とすることができる。このようにすると、センターロール２とサイドロール３の隙間Ｃとその間の押付力を容易に調整できる。

なお、図５には示さないが、現実には、１つのセンターロール２と２つのサイドロール３、３の上端径をいずれも同一にするとともに、センターロール２にあってはその下端径を上端径より例えば１ｍｍ程度小さくし、サイドロール３、３にあってはその下端径を上端径より例えば１ｍｍ程度大きくすることができる。

そして、ここでは、センターロール２とサイドロール３付近に、両ロール間を加圧するための手段が備えられている。この手段として、例えば図２に示すように、ネジ１３をサイドロール３の外方に配置する場合を挙げることができる。このネジ１３を締め付けてサイドロール３の軸3aを内方へわずかに押し付け、あるいは、ネジ１３を緩めることによって、両ロール間の押付力を容易に調整できる。
センターロール２、サイドロール３が上下とも同径のストレート形状の場合にも、当然適用することができ、前記ネジ１３を備えることによって、上下とも同径のセンターロール２とサイドロール３間の押付力を容易に調整できる。

また、ここでは、センターロール２とサイドロール３のいずれかに、両ロール２、３を相対的に上下動させる手段が設けられている。この手段としては、例えば図２に示すように、前記回転筒６の頂部に締付部材１４を取り付けておき、これをセンターロール２の軸2aの上端部と係合させる場合を挙げることができる。
この締付部材１４を締め付けると、センターロール２とともにその軸2aを下方へ動かすことができ、逆に、締付部材１４を緩めると、センターロール２とともにその軸2aを上方へ動かすことができる。

このように、この締付部材１４を利用することにより、極めて簡単にセンターロール２をサイドロール３に対して動かすことができるので、両ロール２、３の隙間とその間の押付力の調整を極めて容易に行うことができる。
この締付部材１４を利用する場合のほか、サイドロール３側をセンターロール２に対して上下させるようにしてもよい。この場合には、例えば、サイドロール３に締付部材を螺着しておけば、それを締め付けたり、緩めたりすることにより、センターロール２に対してサイドロール３を上下させることができる。

さらに、ここでは、図３の鎖線および図４に断面して示すように、タンク５の内壁に当接するスクレーパ装置１５が備えられている。このスクレーパ装置１５が備えられていると、タンク５の内壁に付着する被処理物の一部がこのスクレーパ装置１５でかき取られてタンク５の内面が現われ出るので、それだけ冷却効果を上げることができる。
なお、スクレーパ装置１５は２つのサイドロール３の軸3aの外方を覆っている外カバー3cから延び出させた腕3dに取り付けられているので、サイドロール３の公転と同じように動く。
また、スクレーパ装置１５は前記腕3dを用いるなどして例えば外カバー3cなどに容易に取り付けることができるので、様々な寸法のタンクに対応させることができる。

図１(a)において、図面符号１６は冷却水の入口バルブ、図面符号１７は冷却水の出口バルブで、いずれもパイプ16a、17aにより前記タンク５に接続されており、タンク５内での分散作業中において被処理物とタンク５の冷却を可能ならしめている。
また、前記センターロール２については、その軸2aからロール２に達するように冷却水を流すことができるようにしておけば、センターロール２自体の冷却効果は勿論のこと、タンク５内全体にわたる冷却効果を上げることができる。
なお、図１において、図面符号１８はエアパージ式の制御盤である。

ここに例示した分散機を用いて分散できるものとしては、例えば、ニッケル、シリカ、ガラス、有機・無機の顔料、染料などの様々なペースト状のもの、あるいは、カーボン、シアニーブルー、グリーンなどの有機・無機の顔料、染料などの様々な粉体などを挙げることができる。そして、センターロール２、サイドロール３をいずれもセラミック製とすることで、コンタミ不純物を嫌う材料の粉砕、混練、分散が可能である。従って、例えば、電子部品業界でのペーストの分散、プラズマ業界でのガラスの粉砕、混練、分散、熱硬化、光硬化等コンタミ不純物を嫌う材料の粉砕、混練、分散、液晶業界での材料の表面改質のための粉砕、混練、分散などに、広く適応させることができる。

本発明による回転ロール式分散機の一例を示す概略図で、(a)は全体の正面図、(b)はその側面図である。 図１に示す回転ロール式分散機の一部拡大の断面図である。 図１に示す回転ロール式分散機における３つのロールの配置状態を示す平面図である。 図１に示す回転ロール式分散機のタンク内壁に当接するようにスクレーパ装置を備えた状態を示す断面図である。 図１に示す回転ロール式分散機における３つのロールがテーパー状に形成されている状態と、センターロールとサイドロール間の隙間の調整状況を示す概略図である。

符号の説明

１…機体、２…センターロール、2a…軸、３…サイドロール、3a…軸、3b…歯車、５…タンク、６…回転筒、6a…歯車、１３…ネジ、１４…締付部材、１５…スクレーパ装置、Ａ…室、Ｃ…隙間、Ｍ_１、Ｍ_２…モータ。

Claims (6)

1. タンク内の中央付近で一方向に回転するセンターロールと、その外方に近接して自転しながら公転するサイドロールとを備えていることを特徴とする回転ロール式分散機。
2. センターロールを回転させるモータとサイドロールを回転させるモータの回転数を異ならしめ、センターロールとサイドロールとの周速差により被処理物を分散させることを特徴とする請求項１記載の回転ロール式分散機。
3. センターロールとサイドロール間を加圧するための手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の回転ロール式分散機。
4. センターロールとサイドロールの外周面をテーパー状に形成することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の回転ロール式分散機。
5. センターロールとサイドロールのいずれかに、両ロールを相対的に上下動させる手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の回転ロール式分散機。
6. タンクの内壁に当接するスクレーパ装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の回転ロール式分散機。

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