JP2010017654A - ビーズミルの起動方法 - Google Patents

ビーズミルの起動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010017654A
JP2010017654A JP2008180373A JP2008180373A JP2010017654A JP 2010017654 A JP2010017654 A JP 2010017654A JP 2008180373 A JP2008180373 A JP 2008180373A JP 2008180373 A JP2008180373 A JP 2008180373A JP 2010017654 A JP2010017654 A JP 2010017654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stator
bead mill
liquid
mass
slurry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008180373A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5268460B2 (ja
Inventor
Koji Kamei
宏二 亀井
Toshiya Iwasaki
俊哉 岩崎
Hitoshi Oda
斉 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP2008180373A priority Critical patent/JP5268460B2/ja
Publication of JP2010017654A publication Critical patent/JP2010017654A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5268460B2 publication Critical patent/JP5268460B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

【課題】微小ビーズが充填された連続式のビーズミルを円滑に起動させる方法を提供する。
【解決手段】底部に液供給口13を有するステータ11とステータ11内に設けられた攪拌ロータ12とを備え、ステータ11内の有効分散室空間に平均粒径0.1mm以下の微小ビーズが70容量%以上充填された連続式のビーズミル10を起動する方法は、ステータ11の底部の液供給口13からステータ11内に、下記式(1)で表されるステータ断面基準の液平均空塔速度が0.4×10−3m/s以上で且つ下記式(2)で表される液押し比率が0.1以上となるように、液体を供給して微小ビーズを浮遊させ、微小ビーズが浮遊している間に、攪拌ロータ12を回転駆動させる。
Figure 2010017654

【選択図】図1

Description

本発明は、ビーズミルの起動方法に関する。特には、近年盛んに研究が行われている超微粒子或いはナノ粒子を製造するために用いられる微小ビーズが充填された連続式のビーズミルの起動方法に関する。
ビーズミルを用いた分散や解砕により微粒子を連続して生産する方法が知られている(例えば、特許文献1及び2)。その対象となる材料としては、例えば、インク、トナー、カラーフィルターなどの表示材料となる有機顔料や無機顔料、化粧品材料となる酸化チタンや酸化亜鉛、電子材料となるチタン酸バリウム等が挙げられる。
また、ビーズミルにおいて微小ビーズ(メディア)を用いる湿式分散手法は、近年ナノ粒子を製造するための主流の技術となっている(例えば、特許文献3)。最近では、従来小さいとされてきた粒径が0.3〜0.5mmのビーズよりもさらに粒径が0.015〜0.05mmとワンオーダー小さい微小ビーズを製造することができるようになっている。そして、このビーズの微小化に伴い、微小ビーズに対応した縦型、横型、及びアニュラー型のビーズミルの開発が進められている。
特開2002−143707号公報 WO96/39251パンフレット WO2007/108217A1パンフレット
従来、ビーズミルにおいて、ビーズの粒径が大きいほど攪拌ロータを回転駆動させるときの負荷が大きく、一方、ビーズの粒径が小さいほど攪拌ロータを回転駆動させるときの負荷が小さくなるとの知見に基づいて、小型、中型、及び大型のものが設計されてきた。
ところが、ビーズの粒径がさらに微小化すると、この考え方が妥当せず、逆に非常に大きな抵抗が生じて攪拌ロータを回転駆動させることができない現象が起こる場合がある。
本発明の目的は、微小ビーズが充填された連続式のビーズミルを円滑に起動させる方法を提供することである。
本発明は、底部に液供給口を有するステータと該ステータ内に設けられた攪拌ロータとを備え、該ステータ内の有効分散室空間に平均粒径0.1mm以下の微小ビーズが70容量%以上充填された連続式のビーズミルを起動する方法であって、
上記ステータの底部の液供給口から該ステータ内に、下記式(1)で表されるステータ断面基準の液平均空塔速度が0.4×10−3m/s以上で且つ下記式(2)で表される液押し比率が0.1以上となるように、液体を供給して上記微小ビーズを浮遊させ、該微小ビーズが浮遊している間に、上記攪拌ロータを回転駆動させるものである。
Figure 2010017654
本発明によれば、所定の液平均空塔速度及び液押し比率が実現されるようにステータ内に液体を供給するので、微小ビーズが充填された連続式のビーズミルを円滑に起動させることができる。
以下、実施形態について説明する。
(縦型ビーズミル)
図1(a)及び(b)は、本実施形態に係る連続式の縦型ビーズミル10を示す。この縦型ビーズミル10は、スラリーを流通させることにより、それに含まれる粒子を粉砕乃至解砕して分散させた分散液、例えばインクジェット記録用水系インクに好適に使用しうる水系の顔料分散液を製造するために用いられるものである。
この縦型ビーズミル10は、ステータ11と攪拌ロータ12とを備えている。
ステータ11は、中空の縦長円柱状に形成されている。ステータ11には、底面部にスラリー供給孔13(液供給口)が形成されていると共にスラリー供給孔13の開閉弁機構が設けられている。また、ステータ11には、上面部に軸受け孔14が形成されている。ステータ11は、例えば、小型のもので、内部空間の高さHが0.15〜0.25m、内径Dが0.06〜0.09m、断面積Sが0.002〜0.007m、及び容積が0.0004〜0.0020mであり、中型のもので、内部空間の高さHが0.3〜0.6m、内径Dが0.15〜0.20m、断面積Sが0.015〜0.035m、及び容積が0.0050〜0.020mであり、大型のもので、内部空間の高さHが0.5〜1.0m、内径Dが0.25〜0.30m、断面積Sが0.04〜0.10m、及び容積が0.020〜0.070mである。ここで、本出願において、「縦型のビーズミル」とは、ステータ11内部空間の内径に対する高さの比(H/D)が1より大きいビーズミルをいう。
攪拌ロータ12は、シャフト15を有し、そのシャフト15がステータ11の軸受け孔14に軸回転可能に挿通され軸受けされている。なお、シャフト15とステータ11との間にはシール構造が設けられている。
攪拌ロータ12は、シャフト15のステータ11外に露出した部分にプーリ16が外嵌めされている。プーリ16には、図示しない駆動モータとの間で駆動ベルトが巻き掛けられている。駆動モータは図示しない制御部に電気的に接続されている。なお、縦型ビーズミル10には、その構造上の特性から、その他の横型ビーズミルやアニュラー型ビーズミルよりも攪拌ロータ12を回転駆動させるときの負荷が大きく、そのため同容量の横型ビーズミルやアニュラー型ビーズミルと比較すると、一般的には2倍近いハイパワーの駆動モータが取り付けられている。
攪拌ロータ12は、シャフト15の上面からステータ11に挿入された部分の上部まで軸方向に延びるように縦孔15aが形成されていると共に、その縦孔15aに連続して側面に貫通してステータ11内に露出するように横孔15bが形成されている。シャフト15には、ステータ11内において、横孔15bを挟むように間隔をおいて一対のディスク17aが外嵌め固定されていると共に、その一対のディスク17aの間には、各々がその一対のディスク17aを連結する複数のブレード17bが周方向に沿って間隔をおいて設けられている。そして、これらの一対のディスク17a及び複数のブレード17bによりセパレータ17が構成されている。
攪拌ロータ12は、ステータ11内において、シャフト15のセパレータ17より下方部分に複数の環状部材18が連なるように挿通されて外嵌め固定されている。各環状部材18には、各々、外向きに突出した一対の攪拌ロッド18aが直線をなすように配置されて設けられている。複数の環状部材は、連続する2部材の攪拌ロッド18aが平面視で90°の角度をなすように交互に配置されている。
ステータ11の内部空間は、セパレータ17の下側のディスク17aの下面よりも上側がセパレータ空間11aに構成され、下側が分散室空間11bに構成されている。分散室空間11bから攪拌ロータ12の体積を排除した有効分散室空間容積Vは、例えば、小型のもので0.0002〜0.0010mであり、中型のもので0.0030〜0.0120mであり、大型のもので0.010〜0.040mである。
ステータ11の内部空間における分散室空間11bには図示しない微小ビーズが充填されている。
微小ビーズは、例えば、スチール、クロム合金などの高硬度金属、アルミナ、ジルコニア、ジルコン、チタニアなどの高硬度セラミックス、ガラス等で形成されている。微小ビーズは、これらのうち比重が大きいジルコニアで形成されたものが好ましい。
微小ビーズは、一般的には個々が球状に形成されており、平均粒径が0.1mm以下であり、0.09〜0.01mmであることが好ましく、0.08〜0.02mmであることがより好ましい。ここで、微小ビーズの平均粒径は画像解析等により測定することができる。
微小ビーズの充填率は、有効分散室空間容積Vに対して70容量%以上であり、操作安定性の観点から100容量%以下であることが好ましい。ここで、微小ビーズの充填率とは、有効分散室空間容積Vに対する微小ビーズの見かけ容積の割合をいう。
この縦型ビーズミル10は、ステータ11のスラリー供給孔13がスラリー供給管に接続されると共に、攪拌ロータ12のシャフト15の上端がロータリージョイントを介して分散液回収管に接続されて用いられる。
そして、駆動モータを稼働させて攪拌ロータ12を回転させると共にスラリー供給管を介してスラリー供給孔13からステータ11内に連続的にスラリーを供給することにより、攪拌ロータ12の攪拌部材18によって攪拌される微細ビーズの流動速度差によって微細ビーズ間を流通するスラリーに含まれる粒子がを粉砕乃至解砕されて分散液が生成することとなる。
ステータ11内のセパレータ空間11aまで達した分散液は、回転する攪拌ロータ12のセパレータ17を介し、シャフト15の横孔15b及び縦孔15aを流通して分散液回収管に回収されることとなる。このとき、分散液に微細ビーズが含まれていても、セパレータ17により作用する遠心力により微細ビーズがセパレータ17の外側に飛ばされるため、微細ビーズのステータ11外への漏洩が防止される。
(縦型ビーズミルの起動方法)
近年、微小ビーズを充填したビーズミルを用いて有機顔料や無機顔料或いは無機酸化物などを対象としてトップダウン方式により粉砕乃至解砕して超微粒子やナノ粒子を製造する研究が盛んに行われている。
例えば、微小ビーズを充填したビーズミルを用いてインクジェット用顔料分散液を製造した場合、ビーズ数が非常に多いため、微小ビーズ同士の衝突やずり頻度が非常に高く、高速で粒子の微細化を図ることができ、また、ビーズ1個の質量が非常に小さいため、その運動エネルギーも小さく、過剰なエネルギーが粒子に付与されないので粒子の再凝集などの過分散現象が起きにくい、といったメリットがある。そして、その結果、分散安定性に優れたインクジェット用インクが得られ、プリンターの信頼性を向上させることができると共に、光沢性能の優れた印字物を得ることができる。
このように微小ビーズを充填したビーズミルは、超微粒子やナノ粒子を製造するのに有用な装置である一方、その取り扱いにおいては非常に大きな課題を有する。それはビーズミルを正常に起動できないという問題である。
従来の経験則によれば、ビーズが微小化すれば、それに伴って起動負荷も低くなる。しかしながら、ビーズの粒径がさらに微細化すると、逆にその負荷は大きく上昇し、攪拌ロータを回転駆動させることが困難となる。この現象は、大型のビーズミルほど顕著であり、ビーズの微小化に伴ってビーズの接点数が飛躍的に増え、また、ビーズが高密度に充填され、非常に強いパッキング性が発現することが原因であると考えられる。さらに、ビーズにスラリーの成分が付着して摩擦抵抗の因子になることも一因であると考えられる。
攪拌ロータの駆動系の設計においては、攪拌ロータに起動に必要なトルクが与えられるように、駆動モータ及び攪拌ロータに取り付けたプーリの外径比を考慮して駆動モータが選定される。そして、通常、定常運転時では攪拌ロータを駆動するのに必要なトルクは小さいため、一般的には低減トルクモータが選定されるが、微小ビーズを用いることによる起動負荷を考慮して定トルクモータを選定したとしても、微小ビーズによるパッキング性の強さはそれをも上回るときがある。
また、駆動モータは起動時、機械保護の観点から低出力側で使用するのが好ましいが、高出力側で使用した場合には、攪拌ロータからパッキングした微小ビーズを介してステータに力が伝わり、ステータに回転力が作用することがある。さらに、瞬間的に攪拌ロータに破壊強度以上の力が作用することも想定される。
そこで、本実施形態に係る縦型ビーズミル10の起動方法では、下記式(1)で表されるステータ断面基準の液平均空塔速度が0.4×10−3m/s以上で且つ下記式(2)で表される液押し比率が0.1以上となるように、ステータ11の底面部のスラリー供給孔13からステータ11内に液体を供給して微小ビーズを浮遊させ、微小ビーズが浮遊している間に、攪拌ロータ12を回転駆動させる。
Figure 2010017654
このようにすれば、液体は、パッキングしている微小ビーズの下層から上方に向かって微小ビーズの間隙を流れ、非常に強い抵抗を受けながら、微小ビーズの上層部の一部から主流となる流れを形成する。そして、パッキングしていた微小ビーズは、液体の流体抵抗を受け、その上層部側から徐々に浮遊・上昇し始め、見掛けのビーズ密度、つまり、パッキング性が低下する。これにより、攪拌ロータ12を容易に回転駆動でき、縦型ビーズミル10を円滑に起動させることができる。
この縦型ビーズミル10の起動方法は、縦型ビーズミル10を停止させてから10分以上経過した後に縦型ビーズミル10を起動させる場合のように、微小ビーズのパッキング性が高まった状態において特に有効である。また、この縦型ビーズミル10の起動方法は、ステータ11内の有効分散室空間容積が0.0005m 以上であって微小ビーズのパッキング性が強く現れる場合において特に有効である。
ステータ11内への液体供給は、液平均空塔速度vが0.4×10−3m/s以上となるように行うが、設備負荷の観点から、3.5×10−3m/s以下となるように行うことが好ましい。なお、この範囲の液平均空塔速度vは、静止流体中における1個の球形粒子から計算されるストークスの沈降速度と比べると相対的に小さな値であり、パッキング現象により少なくとも数個〜数十個の単位で1次、2次凝集体が形成していると考えられる。
ステータ11内への液体供給は、液押し比率θが0.1以上となるように行うが、微小ビーズの充填率やそのパッキング性の強さ、或いは、液体の粘度にもよるが、0.1〜0.5となるように行うことが好ましい。
ステータ11内への液体供給は、連続して行ってもよく、また、断続的に行ってもよい。後者の場合、例えば、液押し比率θが0.1の液量を5回に分けて合計の液押し比率θが0.5となるようにしてもよい。また、液体供給のインターバルを10分以内とすることが好ましく、5分以内とすることがより好ましい。
単位時間当たりの液体供給量Qは、例えば、縦型ビーズミル10が小型のもので1.0×10−6〜23.0×10−6/sであり、中型のもので7.0×10−6〜100.0×10−6/sであり、大型のもので18.0×10−6〜250.0×10−6/sである。
液供給時間tは、例えば、縦型ビーズミル10が小型のもので3〜180sであり、中型のもので5〜430sであり、大型のもので8〜660sである。なお、液供給時間tは、液供給開始から攪拌ロータ12を回転駆動させるまでの時間であり、断続的に液供給を行う場合における液供給されない時間は除かれる。
ステータ11内に供給する液体は、分散液を製造する場合には、粉砕乃至解砕する対象の粒子を含むスラリーである。例えば、インクジェット記録用水系インクに好適に使用しうる水系の顔料分散液を製造する際にステータ11内に供給するスラリーは、顔料、水不溶性ポリマーなどの分散剤、中和剤、分散媒としての水や有機溶剤を含有する。また、ステータ11内に供給する液体は、例えば、洗浄する場合には、水や洗剤を含む水溶液や有機溶剤である。ステータ11内に供給する液体は、ビーズの浮遊性を考慮すると流体抵抗が大きく、その速度を高めるという観点から、操作性を低下させない程度に少しでも粘度は高い方が好ましい。具体的には、ステータ11内に供給する液体の粘度は0.5〜100mPa・sであることが好ましい。
攪拌ロータ12を回転駆動させる際に攪拌ロータ12に与えるトルクは、例えば、縦型ビーズミル10が小型のもので10〜20N・mであり、中型のもので50〜120N・mであり、大型のもので200〜450N・mである。
なお、スラリーから分散液を製造し、縦型ビーズミル10を停止する際には、まず、スラリーの供給を停止させた後、攪拌ロータ12の回転駆動を停止させる。そして、ステータ11内の微小ビーズは沈降して静置状態となる。このとき、ステータ11内にスラリーが残留することとなるが、スラリーがチクソトロピー性を有するような場合には、ステータ11内のスラリーを水や有機溶媒に置換することが好ましい。一方、スラリーがチクソトロピー性や増粘性を有さない場合には、生産性や操作性の観点からスラリーが残留したままにすることが好ましい。また、次回の起動をより容易にする観点からは、ステータ11内を洗浄する洗浄操作を行ってもよい。
本実施形態に係る縦型ビーズミル10の起動方法は、縦型ビーズミル10にスラリーを流通させることにより、例えばインクジェット記録用水系インク等の水系の顔料分散液を製造する際に有用である。
かかるスラリーは、例えば、顔料、分散剤、中和剤、分散媒として水及び/又は有機溶剤を含有する。
スラリーは、生産性や粘度の適正化の観点から、不揮発成分率が5〜50質量%であることが好ましく、8〜40質量%であることがより好ましい。なお、「不揮発成分率」は、次式
不揮発成分率(質量%)=〔(塩生成基を有する水不溶性ポリマー、中和剤及び顔料の合計質量)/(予備混合液又は予備分散液の質量)〕×100
に基づいて算出される値である。
スラリーは、縦型ビーズミル10からの微小ビーズの漏洩を防止する等の観点から、粘度が100mPa・s以下であることが好ましく、50mPa・s以下であることがより好ましく、20mPa・s以下であることがさらに好ましい。粘度調整方法としては、前記不揮発成分率の調整の他、有機溶剤/水の質量比率の調整が挙げられる。後者の場合、有機溶剤/水の質量比率を0.1〜0.9とすることが好ましく、0.15〜0.8とすることがより好ましい。
スラリーに含まれる顔料としては、有機顔料及び無機顔料、並びに必要に応じてこれらと併用される体質顔料が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、アゾ顔料、ジアゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、ジオキサジン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、チオインジゴ顔料、アントラキノン顔料、キノフタロン顔料等が挙げられる。
無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、金属酸化物、金属硫化物、金属塩化物等が挙げられる。これらのうち、特に黒色水系インクの場合にはカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、サーマルランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。
体質顔料としては、例えば、シリカ、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられる。
顔料は、いわゆる自己分散型顔料であってもよい。ここで、自己分散型顔料とは、アニオン性親水基又はカチオン性親水基の1種以上が直接又は他の原子団を介して顔料表面に結合し、界面活性剤や樹脂を用いることなく水系媒体に分散可能である顔料を意味する。
スラリーに含まれる分散剤としては、低分子量のアニオン系分散剤及びカチオン系分散剤、両性の低分子分散剤(界面活性剤等)、並びに高分子分散剤等が挙げられる。これらのうち、インクジェット記録用水系インクに用いる水系顔料分散体を製造する場合には、高分子分散剤が好ましく、印字濃度、保存安定性、定着性などの観点から、特に水不溶性ポリマーが好ましい。ここで、本出願において、「水不溶性ポリマー」とは、105℃で2時間乾燥させた後、25℃の水100gに溶解させたときに、その溶解量が10g以下であるポリマーをいう。なお、溶解量は、水不溶性ポリマーが塩生成基を有する場合は、その種類に応じて、水不溶性ポリマーの塩生成基を酢酸又は水酸化ナトリウムで100%中和したときの溶解量である。
水不溶性ポリマーとしては、例えば、水不溶性ビニルポリマー、水不溶性エステル系ポリマー、水不溶性ウレタン系ポリマー等が挙げられる。これらのうち水不溶性ビニル系ポリマーが好ましい。
水不溶性ビニル系ポリマーは、主鎖が少なくとも塩生成基含有モノマー〔(a)成分〕由来の構成単位と、芳香環含有(メタ)アクリレートモノマー〔(b)成分〕由来の構成単位とを含むポリマー鎖であり、側鎖が少なくとも疎水性モノマー〔(c)成分〕由来の構成単位を含むポリマー鎖であるものが好ましい。
(a)成分としては、例えば、アニオン性モノマー、カチオン性モノマーが挙げられ、これらのうちアニオン性モノマーが好ましい。
アニオン性モノマーとしては、例えば、不飽和カルボン酸モノマー、不飽和スルホン酸モノマー、及び不飽和リン酸モノマーからなる群より選ばれた一種以上が挙げられる。
不飽和カルボン酸モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、2−メタクリロイルオキシメチルコハク酸等が挙げられる。
不飽和スルホン酸モノマーとしては、例えば、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−スルホプロピル(メタ)アクリル酸エステル、ビス−(3−スルホプロピル)−イタコネート等が挙げられる。
不飽和リン酸モノマーとしては、例えば、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス(メタクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
これらのアニオン性モノマーのうち、インク粘度、吐出性等の観点から、不飽和カルボン酸モノマーが好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。なお、本出願において、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」、「メタクリレート」又はそれらの混合物を意味する。
塩生成基含有モノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(b)成分としては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2−フェニルエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、1-ナフタリルアクリレート、2-ナフタリル(メタ)アクリレート、フタルイミドメチル(メタ)アクリレート、p-ニトロフェニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メタクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−アクリロイロキシエチルフタレート等が挙げられる。これらのうちベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。
芳香環含有(メタ)アクリレートモノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(c)成分としては、例えば、ビニル系モノマーが挙げられ、特にスチレン系モノマーが好ましい。
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン等が挙げられ、これらのうちスチレンが好ましい。スチレン系モノマー由来の構成単位を含む側鎖は、片末端に重合性官能基を有するスチレン系マクロマー(以下、スチレン系マクロマーという)を共重合することにより得ることができる。スチレン系マクロマーは、保存安定性を高める観点から、数平均分子量が1000〜10000であることが好ましく、2000〜8000であることがより好ましい。
側鎖中における(c)成分由来の構成単位は、印字濃度を向上させる等の観点から、含有量が60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。
また、主鎖は、保存安定性、印字濃度等を向上させる観点から、炭素数1〜22のアルキル基を有する(メタ)アクリレート〔(d-1)成分〕や下記式(A)で表されるモノマー〔(d-2)成分〕由来の構成単位を含有していてもよい。
CH=C(R)−R (A)
(式中、R は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基、R は炭素数6〜22の芳香環含有炭化水素基を示す。)
(d-1)成分由来の構成単位としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ドデシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート、ベへニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、本出願において、「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」は、「イソ」又は「ターシャリー」で表される枝分かれ構造が存在している場合と存在しない場合、すなわち「ノルマル」の両者を含む。
(d-1)成分は、Rが水素原子又はメチル基であることが好ましく、式(A)で表されるモノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルナフタレン、α―メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルビニルベンゼン、4-ビニルビフェニル、及び1,1-ジフェニルエチレン等が挙げられる。
さらに、主鎖は、光沢性、吐出安定性等を向上させる観点から、ノニオン性(メタ)アクリレート系モノマー〔(e)成分〕由来の構成単位を含有していてもよい。
(e)成分としては、例えば、ポリオキシプロピレンモノメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エチレングリコール・プロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノールポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールメタクリレート、ポリ(エチレングリコール・プロピレングリコール)モノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ノニオン性のモノマーは、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
主鎖は、(a)成分(未中和量として計算する。以下同じ)由来の構成単位と(b)成分由来の構成単位との質量比[(a)成分由来の構成単位の含有量/(b)成分由来の構成単位の含有量]は、印字した際の光沢性、耐擦過性等を向上させる観点から、1/1〜1/20であることが好ましく、1/1.5〜1/15であることがより好ましく、1/2〜1/10であることがさらに好ましい。
また、主鎖と側鎖との質量比[主鎖/側鎖]は、印字濃度、光沢性、耐擦過性等の観点から、1/1〜20/1であることが好ましく、3/2〜15/1であることがより好ましく、2/1〜10/1であることがさらに好ましい。
水不溶性ポリマーは、顔料の分散安定性、耐水性、吐出性等の観点から、重量平均分子量(Mw)が90000〜400000であることが好ましく、120000〜350000であることがより好ましい。なお、水不溶性ポリマーの重量平均分子量は、60ミリモル/Lのリン酸及び50ミリモル/Lのリチウムブロマイドをそれぞれ溶解したジメチルホルムアミドを用いたゲルクロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定することができる。
水不溶性ポリマーは、分散安定性の観点から、酸価が30(KOHmg/g)以上であることが好ましく、40(KOHmg/g)以上であることがより好ましく、また、高印字濃度を発現する観点から、200(KOHmg/g)以下であることが好ましく、150(KOHmg/g)以下であることがより好ましい。なお、酸価やアミン価は、水不溶性ポリマーの構成単位から算出することができるが、適当な溶剤(例えばメチルエチルケトン)にポリマーを溶解して滴定する方法を用いて求めることもできる。
水不溶性ポリマーは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の重合法により、モノマー混合物を共重合させることによって製造することができる。これらの重合法のうちでは溶液重合法で製造することが好ましい。
溶液重合法の場合、溶媒として有機溶媒を用いることが好ましい。また、溶媒は、水混和性を有する有機溶媒と水とを混合したものであってもよい。
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなどの炭素数1〜3の脂肪族アルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;酢酸エチルなどのエステル類等が挙げられる。これらのうち、メタノール、エタノール、アセトン、メチルエチルケトン、及びこれらのうちの1種以上と水との混合溶媒が好ましい。
また、水不溶性ポリマーを製造する際には、(a)成分である塩生成基含有モノマー由来の塩生成基を後述する中和剤により中和して用いる。このとき、塩生成基の中和度は10〜200%であることが好ましく、20〜150%であることがより好ましく、30〜100%であることがさらに好ましい。後述のスラリーの予備分散時に過剰に中和した場合、濃縮工程において除去可能な中和剤を使用することにより中和度の調整を行うこともできる。
中和度は、塩生成基がアニオン性基である場合、次式
{[中和剤の質量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーの酸価 (KOHmg/g)×ポリマーの質量(g)/(56×1000)]}×100
によって算出することができる。
また、中和度は、塩生成基がカチオン性基である場合、次式
{[中和剤の質量(g)/中和剤の当量]/[ポリマーのアミン価 (HCLmg/g)×ポリマーの質量(g)/(36.5×1000)]}×100
によって算出することができる。
ところで、水不溶性ポリマーの分散剤を含むスラリーを縦型ビーズミル10に流通させた場合、微小ビーズの表面は比較的疎水的であるので、水不溶性ポリマーの一部が微小ビーズの表面に付着し、新品未使用の微小ビーズ、或いは活性剤や水溶性分散剤等を含むスラリーを流通させた後の微小ビーズに比べると、格段にそのすべり性が低く、且つビーズ同士の摩擦抵抗が非常に大きくなる。その結果、スラリーを縦型ビーズミル10に流通させ、縦型ビーズミル10を停止させた後の微小ビーズによるパッキング性は極めて著しいものとなる。
従って、本実施形態に係る縦型ビーズミル10の起動方法は、縦型ビーズミル10に液体として水不溶性ポリマーを含有するスラリーを流通させてから縦型ビーズミル10を停止させ、しかる後に、水不溶性ポリマーが付着した微小ビーズにより著しいパッキング性を呈する縦型ビーズミル10を起動させる場合に特に有効である。
スラリーに含まれる中和剤としては、水不溶性ポリマー中の塩生成基の種類に応じた酸又は塩基が挙げられ、具体的には、例えば、塩酸、酢酸、プロピオン酸、リン酸、硫酸、乳酸、コハク酸、グリコール酸、グルコン酸、グリセリン酸等の酸、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエタノールアミン等の塩基が挙げられる。
中和剤の含有量は、最終的に得られる液性が中性、例えば、pHが4.5〜10となる量であることが好ましい。特に水不溶性ポリマーの塩生成基がアニオン性の場合には、pHが7〜10となる量であることが好ましい。
スラリーに含まれる有機溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、エーテル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、ハロゲン化脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられる。有機溶媒は、分散剤が水不溶性ポリマーである場合には、水100gに対する溶解度が20℃において5〜40質量%であるものが好ましく、10〜30質量%であるものがより好ましい。
アルコール系溶媒としては、例えば、1−ブタノール(水100gに対する溶解度が20℃において7.8質量%。浅原照三編「溶剤ハンドブック」(講談社、1976年発行)による。以下同じ。)、2−ブタノール(水100gに対する溶解度が20℃において12.5質量%)等が挙げられる。
ケトン系溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン(水100gに対する溶解度が20℃において22.6質量%)等が挙げられる。
これらの有機溶媒のうち、安全性や後処理における溶媒除去の操作性の観点から、メチルエチルケトンが好ましい。有機溶媒は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
スラリーを製造する場合、縦型ビーズミル10にて分散処理する前に、有機溶媒に分散剤(例えば水不溶性ポリマー)を溶解させ、撹拌下、中和剤及び水を仕込んで水中油型(O/W型)乳化物とし、これに顔料を仕込んで混合又は分散する予備的混合又は予備分散を行うことが好ましい。また、別の方法としては、有機溶媒に分散剤(例えば水不溶性ポリマー)、中和剤、及び顔料を仕込み、撹拌下、水を滴下しながら予備的混合又は予備分散を行ってもよい。
(その他の実施形態)
上記実施形態では、水平バー状の攪拌部材18としたが、特にこれに限定されるものではなく、ピン状やディスク状、円筒状の撹拌部材を有するアニュラー型ビーズミルであってもよい。
また、上記実施形態では、遠心力により微細ビーズのステータ11からの漏洩を防止するセパレータ17の構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、スクリーンによって微細ビーズのステータ11からの漏洩を防止する構成であってもよく、上記実施形態のセパレータ17にスクリーンを組み合わせた構成であってもよい。
以下、実施例について説明する。各構成の詳細については表1にも示す。
Figure 2010017654
(実施例1)
微小ビーズに対応した縦型ビーズミル(寿工業社製 商品名:ウルトラ・アペックス・ミル10型(UAM−10)、ステータ断面積S2.27×10−2(m)、有効分散室空間容積V6.57×10−3(m)、低減トルクモータ22kW)に、ステータ内の有効分散室空間の充填率が90%となるように、平均粒径が50μmのジルコニア製の微小ビーズ(ニッカトー社製)を21kg充填した。
この縦型ビーズミルを用いて顔料分散液を製造した後、ステータ内に水を充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりの水供給量Q10.0×10−6(m/s)及び水供給時間t120(s)として、液平均空塔速度vが0.44×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.183となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内に水を供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(実施例2)
微小ビーズに対応した縦型ビーズミル(寿工業社製 商品名:ウルトラ・アペックス・ミル30型(UAM−30)、ステータ断面積S5.94×10−2(m)、有効分散室空間容積V25.7×10−3(m)、定トルクモータ55kW)に、ステータ内の有効分散室空間の充填率が90%となるように、平均粒径が50μmのジルコニア製、未使用の微小ビーズ(ニッカトー社製)を83kg充填した。
この未使用の微小ビーズを充填した縦型ビーズミルのステータ内に水を充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりの水供給量Q44.7×10−6(m/s)及び水供給時間t120(s)として、液平均空塔速度vが0.75×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.209となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内に水を供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(実施例3)
実施例2の縦型ビーズミルを用いて顔料分散液を製造した後、ステータ内に水を充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりの水供給量Q102.8×10−6(m/s)及び水供給時間t180(s)として、液平均空塔速度vが1.73×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.720となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内に水を供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。しかしながら、微小ビーズの一部が縦型ビーズミルの外部に漏洩した。
(比較例1)
微小ビーズに対応した縦型ビーズミル(寿工業社製 商品名:ウルトラ・アペックス・ミル05型(UAM−05)、ステータ断面積S4.42×10−3(m)、有効分散室空間容積V0.51×10−3(m)、低減トルクモータ3.7kW)に、ステータ内の有効分散室空間の充填率が90%となるように、平均粒径が50μmのジルコニア製の微小ビーズ(ニッカトー社製)を1.7kg充填した。
この縦型ビーズミルを用いて顔料分散液を製造した後、ステータ内に水を充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、攪拌ロータのシャフトを手回しした後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(比較例2)
微小ビーズの充填量を9kg及び充填率を40%としたことを除いて実施例1と同様とし、この縦型ビーズミルを用いて顔料分散液を製造した後、ステータ内に水を充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(比較例3)
ステータ内の有効分散室空間の充填率が90%となるように、平均粒径が300μmのジルコニア製のビーズ(ニッカトー社製)を21kg充填したことを除いて実施例1と同様とし、この縦型ビーズミルを用いて顔料分散液を製造した後、ステータ内に水を充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(実施例4)
モノマー原料(1)として、(a)成分:メタクリル酸13質量部、(b)成分:ベンジルメタクリレート47質量部、(c)成分:スチレンマクロマー(東亜合成社製 商品名:AS−6S、数平均分子量:6000、重合性官能基:メタクロイルオキシ基)10質量部、(d−1)成分:ステアリルメタクリレート(新中村化学工業社製 商品名:NKエステルS)10質量部、(e)成分:ポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレート(日本油脂社製 商品名:ブレンマーPP−800)10質量部、及び(f)成分:フェノールポリエチレングリコールポリプロピレングリコールメタクリレート(日本油脂社製 商品名:ブレンマー43PAPE−600B)10質量部を混合したものを準備した(表2参照)。
Figure 2010017654
重合反応容器内に、メチルエチルケトン(MEK)3.15質量部、重合連鎖移動剤(2-メルカプトエタノール)0.011質量部、及びモノマー原料(1)70部(準備したモノマー原料(1)の10質量%)を仕込んで混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
一方、滴下槽に、残りのモノマー原料(1)の90質量%、重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.0945質量部、メチルエチルケトン30.4質量部、及び2,2’-アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.7質量部を仕込んで混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、重合反応容器内の混合溶液を攪拌しながら77℃まで昇温し、滴下槽の混合溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、温度を77℃に保ったまま0.5時間経過した後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.315質量部をメチルエチルケトン4.2質量部に溶解した溶液を加え、そして、温度を77℃に保ったまま3時間、さらに温度を80℃にして2時間熟成させ、冷却後メチルエチルケトン96質量部を加え、固形分33.5%の水不溶性ポリマーの溶液を得た。得られた水不溶性ポリマーの重量平均分子量は171000であった(表2)。なお、重量平均分子量は、60ミリモル/Lのリン酸及び50ミリモル/Lのリチウムブロマイドを含有するジメチルホルムアミドを用いたゲルクロマトグラフィー法により、ポリスチレン換算の重量平均分子量として求めた。
上記で得た水不溶性ポリマー130質量部にMEK59質量部を混合した後、撹拌下で、5N-NaOH水溶液10.2質量部、25%-NH水溶液8.95質量部、及び水954質量部を加えて乳化物を得た。そして、そこに顔料としてPigment Yellow 74(山陽色素社製 商品名:FY7423)150質量部を加え、高速撹拌機であるディスパー翼で3時間の予備分散を行ってスラリーを得た。
実施例2の縦型ビーズミルに上記で得たスラリーを流通させることにより顔料分散液を製造した後、ステータ内にスラリーを充液した状態で20日静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりのスラリー供給量Q194.2×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t30(s)として、液平均空塔速度vが3.27×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.227となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(実施例5)
実施例2の縦型ビーズミルに実施例4で得たスラリーを流通させることにより顔料分散液を製造した後、ステータ内にスラリーを充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりのスラリー供給量Q52.6×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t90(s)として、液平均空塔速度vが0.89×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.184となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(実施例6)
実施例2の縦型ビーズミルに実施例4で得たスラリーを流通させることにより顔料分散液を製造した後、ステータ内にスラリーを充液した状態で2時間静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりのスラリー供給量Q43.4×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t120(s)として、液平均空塔速度vが0.73×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.203となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(実施例7)
実施例6における縦型ビーズミルを起動させた後、一旦、それを停止させ、そして、10分間静置した後、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりのスラリー供給量Q43.4×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t120(s)として、液平均空塔速度vが0.73×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.203となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなくミルの起動を行うことができた。
(実施例8)
実施例4で得た水不溶性ポリマー130質量部にMEK81.8質量部を混合した後、撹拌下で、5N-NaOH水溶液7.89質量部、25%-NH水溶液6.66質量部、及び水550質量部を加えて乳化物を得た。そして、そこに顔料としてPigment Violet19(クラリアントジャパン社製 商品名:Ink Jet Magenta E5B02 VP2984 )148質量部を加え、高速撹拌機であるディスパー翼で3時間の予備分散を行ってスラリーを得た。
実施例2の縦型ビーズミル(但し、充填率が80%となるように、微小ビーズを74kg充填した。)に上記で得たスラリーを流通させることにより顔料分散液を製造した後、ステータ内にスラリーを充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりのスラリー供給量Q43.4×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t120(s)として、液平均空塔速度vが0.73×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.203となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(実施例9)
モノマー原料(2)として、(a)成分:メタクリル酸12質量部、(b)成分:ベンジルメタクリレート38質量部、(c)成分:スチレンマクロマー(東亜合成社製 商品名:AS−6S、数平均分子量:6000、重合性官能基:メタクロイルオキシ基)10質量部、(d−1)成分:ステアリルメタクリレート(新中村化学工業社製 商品名:NKエステルS)10質量部、(e)成分:ポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレート(日本油脂社製 商品名:ブレンマーPP−800)15質量部、及び(f)成分:フェノールポリエチレングリコールポリプロピレングリコールメタクリレート(日本油脂社製 商品名:ブレンマー43PAPE−600B)15質量部を混合したものを準備した(表2参照)。
重合反応容器内に、MEK4.24質量部、重合連鎖移動剤(2-メルカプトエタノール)0.022質量部、及びモノマー原料(2)70部(準備したモノマー原料(1)の10質量%)を仕込んで混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
一方、滴下槽に、残りのモノマー原料(2)の90質量%、重合連鎖移動剤(2−メルカプトエタノール)0.1008質量部、MEK39.8質量部、及び2,2’-アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.7質量部を仕込んで混合し、窒素ガス置換を十分に行い、混合溶液を得た。
窒素雰囲気下、重合反応容器内の混合溶液を攪拌しながら77℃まで昇温し、滴下槽の混合溶液を5時間かけて滴下した。滴下終了後、温度を77℃に保ったまま0.5時間経過した後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.315質量部をMEK4.2質量部に溶解した溶液を加え、そして、温度を77℃に保ったまま3時間、さらに温度を80℃にして2時間熟成させ、冷却後MEK86質量部を加え、固形分33.5%の水不溶性ポリマーの溶液を得た。得られた水不溶性ポリマーの重量平均分子量は130000であった(表2)。
上記で得た水不溶性ポリマー130質量部にMEK115質量部を混合した後、撹拌下で、5N-NaOH水溶液7.72質量部、25%-NH水溶液4.01質量部、及び水280質量部を加えて乳化物を得た。そして、そこに顔料としてPigment Blue15:3(東洋インキ製造社製 商品名:LIONOGEN BLUE 7921)120質量部を加え、高速撹拌機であるディスパー翼で10時間の予備分散を行ってスラリーを得た。
実施例2の縦型ビーズミルに上記で得たスラリーを流通させることにより顔料分散液を製造した後、ステータ内にスラリーを充液した状態で1日(24時間)静置し、そして、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モーター負荷が大きくトリップした。
次に、単位時間当たりのスラリー供給量Q43.4×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t120(s)として、液平均空塔速度vが0.73×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.203となるように、ステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給した後、撹拌ロータを同じ周波数設定10Hzで回転駆動させたところ、モータトリップすることなく縦型ビーズミルの起動を行うことができた。
(比較例4)
単位時間当たりのスラリー供給量Q20.0×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t600(s)として、液平均空塔速度vが0.34×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.466となるようにステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給したことを除いて実施例5と同様にし、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モータトリップを起こした。
(比較例5)
単位時間当たりのスラリー供給量Q20.0×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t600(s)として、液平均空塔速度vが0.34×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.466となるようにステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給したことを除いて実施例8と同様にし、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モータトリップを起こした。
(比較例6)
単位時間当たりのスラリー供給量Q20.0×10−6(m/s)及びスラリー供給時間t600(s)として、液平均空塔速度vが0.34×10−3(m/s)且つ液押し比率θが0.466となるようにステータの底部の液供給口からステータ内にスラリーを供給したことを除いて実施例9と同様にし、撹拌ロータを周波数設定10Hzで回転駆動させて縦型ビーズミルを起動させようとしたが、モータトリップを起こした。
本発明は、ビーズミルの起動方法について有用である。
実施形態に係る縦型ビーズミルの(a)縦断面図及び(b)横断面図である。
符号の説明
10 縦型ビーズミル
11 ステータ
11b 分散室空間
12 攪拌ロータ
13 スラリー供給孔(液供給口)

Claims (7)

  1. 底部に液供給口を有するステータと該ステータ内に設けられた攪拌ロータとを備え、該ステータ内の有効分散室空間に平均粒径0.1mm以下の微小ビーズが70容量%以上充填された連続式のビーズミルを起動する方法であって、
    上記ステータの底部の液供給口から該ステータ内に、下記式(1)で表されるステータ断面基準の液平均空塔速度が0.4×10−3m/s以上で且つ下記式(2)で表される液押し比率が0.1以上となるように、液体を供給して上記微小ビーズを浮遊させ、該微小ビーズが浮遊している間に、上記攪拌ロータを回転駆動させるビーズミルの起動方法。
    Figure 2010017654
  2. 上記ステータ内への液体供給を、液平均空塔速度が3.5×10−3m/s以下となるように行う請求項1に記載されたビーズミルの起動方法。
  3. 上記ステータ内への液体供給を、液押し比率が0.5以下となるように行う請求項1又は2に記載されたビーズミルの起動方法。
  4. 上記ビーズミルを停止させてから10分以上経過した後に該ビーズミルを起動させる請求項1乃至3のいずれかに記載されたビーズミルの起動方法。
  5. 上記ビーズミルに液体として水不溶性ポリマーを含有するスラリーを流通させてから該ビーズミルを停止させ、しかる後に該ビーズミルを起動させる請求項1乃至4のいずれかに記載されたビーズミルの起動方法。
  6. 上記ステータ内の有効分散室空間容積が0.0005m以上である請求項1乃至5のいずれかに記載されたビーズミルの起動方法。
  7. 上記微小ビーズがジルコニア化合物で形成されている請求項1乃至6のいずれかに記載されたビーズミルの起動方法。
JP2008180373A 2008-07-10 2008-07-10 ビーズミルの起動方法 Active JP5268460B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008180373A JP5268460B2 (ja) 2008-07-10 2008-07-10 ビーズミルの起動方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008180373A JP5268460B2 (ja) 2008-07-10 2008-07-10 ビーズミルの起動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010017654A true JP2010017654A (ja) 2010-01-28
JP5268460B2 JP5268460B2 (ja) 2013-08-21

Family

ID=41703056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008180373A Active JP5268460B2 (ja) 2008-07-10 2008-07-10 ビーズミルの起動方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5268460B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010056287A1 (de) 2010-12-24 2012-06-28 Netzsch-Feinmahltechnik Gmbh Rührwerkskugelmühle mit Aktivrührwerk
CN102728439A (zh) * 2012-06-15 2012-10-17 昆山聚贝机械设计有限公司 分级研磨珠磨机
CN113828394A (zh) * 2021-09-03 2021-12-24 南京利卡维智能科技有限公司 一种多轴研磨机高速循环喂料系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0281625U (ja) * 1988-11-30 1990-06-25
JP2000126635A (ja) * 1998-10-22 2000-05-09 Chuo Kakoki Kk 媒体攪拌ミル
JP2002143707A (ja) * 2000-11-13 2002-05-21 Kotobuki Giken Kogyo Kk 湿式攪拌ボールミル
WO2007108217A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Kotobuki Industries Co., Ltd. ナノ粒子分散液の製造方法、ナノ粒子分散液及びナノ粒子分散液製造装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0281625U (ja) * 1988-11-30 1990-06-25
JP2000126635A (ja) * 1998-10-22 2000-05-09 Chuo Kakoki Kk 媒体攪拌ミル
JP2002143707A (ja) * 2000-11-13 2002-05-21 Kotobuki Giken Kogyo Kk 湿式攪拌ボールミル
WO2007108217A1 (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Kotobuki Industries Co., Ltd. ナノ粒子分散液の製造方法、ナノ粒子分散液及びナノ粒子分散液製造装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010056287A1 (de) 2010-12-24 2012-06-28 Netzsch-Feinmahltechnik Gmbh Rührwerkskugelmühle mit Aktivrührwerk
WO2012095087A2 (de) 2010-12-24 2012-07-19 Netzsch-Feinmahltechnik Gmbh Rührwerkskugelmühle mit aktivrührwerk
WO2012095087A3 (de) * 2010-12-24 2012-12-27 Netzsch-Feinmahltechnik Gmbh Rührwerkskugelmühle mit aktivrührwerk
CN102728439A (zh) * 2012-06-15 2012-10-17 昆山聚贝机械设计有限公司 分级研磨珠磨机
CN113828394A (zh) * 2021-09-03 2021-12-24 南京利卡维智能科技有限公司 一种多轴研磨机高速循环喂料系统
CN113828394B (zh) * 2021-09-03 2023-01-31 南京利卡维智能科技有限公司 一种多轴研磨机高速循环喂料系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP5268460B2 (ja) 2013-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3981396B2 (ja) 水系顔料分散体の製造方法
JP3803762B2 (ja) インクジェットプリンター用水性記録液の製造方法
JP2000351916A (ja) 顔料分散装置及び顔料分散方法
JP2013124356A (ja) インクジェット記録用水系顔料分散体の製造方法
JP2003226832A (ja) 水性顔料分散液用混練物およびこれを用いた水性顔料分散液とインク組成物の製造方法
JP5722617B2 (ja) インクジェット記録用着色剤分散体の製造方法
JP5268460B2 (ja) ビーズミルの起動方法
JP2012116927A (ja) インクジェット記録用分散体の製造方法
WO2005014733A1 (ja) インクジェット記録用水性顔料分散液の製造方法
JP2016121237A (ja) インクジェット記録用水系顔料分散体の製造方法
JP5658439B2 (ja) ビーズミルの起動方法
WO2010071177A1 (ja) インクジェット記録用水系インク
JP5297015B2 (ja) インクジェット記録用水系インク
EP1935952B1 (en) Process for producing aqueous pigment dispersion
JP5451057B2 (ja) インクジェット記録用水分散体の製造方法
JP4534118B2 (ja) 水性顔料分散液及びその製造方法
JP4561053B2 (ja) 水性顔料分散液用混練物及びこれを用いた水性顔料分散液とインク組成物の製造方法
JP2004143316A (ja) 水性顔料分散液用混練物およびこれを用いた水性顔料分散液とインク組成物の製造方法
JP2002348519A (ja) 水性顔料分散体の製造方法ならびに該水性分散体を使用した水性記録液
JP2004083893A (ja) 水性カーボンブラック分散液用混練物およびこれを用いた水性カーボンブラック分散液とインク組成物の製造方法
JP2009024035A (ja) 水性顔料分散体の製造方法、及びインクジェット記録用水性インク
JP2004043630A (ja) 水性顔料分散液の製造方法及びインクジェットプリンター用水性記録液の製造方法
JP2017102413A (ja) 黒色蛍光トナー、トナー収容ユニット、及び画像形成装置
JP4244621B2 (ja) 水性顔料分散液用混練物およびこれを用いた水性顔料分散液とインク組成物の製造方法
JP2004285171A (ja) 水性顔料分散体の製造方法及び水性顔料記録液の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110615

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120131

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130307

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130409

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130507

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5268460

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250