JP3739138B2 - 顔料を分散せしめるためのサンドミル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高粘度分散ペーストに配合されている顔料を分散せしめる、すなわち二次粒子からなる顔料の凝集体を一次粒子に分散せしめるためのサンドミルに関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
環境問題が深刻になり、塗料等から揮発する有機溶剤に対する規制が厳しくなる情勢にある。そこで、塗料中に配合される有機溶剤量を減らすため塗料のハイソリッド化及び水溶化が進められている。これに伴い、塗料製造工程の最も重要な工程である顔料分散工程において、分散ペーストの粘度が高粘度となり、従来のサンドミルでは分散できない場合がしばしばある。
【０００３】
サンドミルにおける分散ペーストの流動によるメジアの偏在を防ぐため、従来は、ロータの回転により生ずる遠心力を利用している。しかしながら、高粘度の分散ペーストをサンドミルで分散する場合は、過大な動力負荷及び発熱を防ぐためロータの回転数を落とさざるを得ず、遠心力を利用したメジアの循環機構は有効に機能しない。従って、メジアが偏在し過大な動力負荷及び発熱の原因となる。さらに、メジアの偏在によるロータあるいはベセルの摩耗が発生することがある。メジアの偏在を防ごうとすれば、処理量を極端に落とさざるを得ないのが現状である。
【０００４】
従来のサンドミルでは、分散ペーストの粘度は１０Ｐａ.ｓ以下であり、それ以上の粘度の分散ペーストを分散しようとすると、上記のような問題点が生ずる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記のとおりの課題を解決するために、
ベセルと、
該ベセル内に顔料分散されるペーストを供給するためのペースト入口と、
該ベセル内に配置され、該ベセルに固定された、中心軸線に対して傾斜している傾斜板を周囲に有するステータと、
該ベセル内に配置され、該ステータの中心軸を回転軸として回転可能に配置された、該ステータを取り囲んでいる略円筒形ロータと、
該ベセル内に充填されたメジアと、
該ベセル内から顔料分散された分散ペーストを排出するためのペースト出口と、
該ペースト出口に配置された、該メジアを顔料分散された分散ペーストから分離するスクリーン機構と
を具備することを特徴とする、高粘度分散ペーストに配合されている顔料を分散せしめるためのサンドミル
が提供される。
【０００６】
本発明の装置によると、ロータが略円筒状にされており、その内側に傾斜板を備えたステータが挿入されており、ロータの回転により軸方向の流れを生じさせ、その流れにより円筒状ロータの内側と外側との間でメジアを循環させる。
【０００７】
ステータに設けられる傾斜板は、同一方向に傾斜した複数枚の部材から構成することができ、あるいは、連続的に延びている１枚の部材で構成されたスクリユーとして構成することもできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１に示したとおり、本発明の好ましい態様に従う装置は、ベセル１１と、ベセル１１内に顔料分散される分散ペーストを供給するためのペースト入口９と、ベセル内に配置され、ベセルに固定された、中心軸線に対して傾斜している傾斜板を周囲に有するステータ１３と、ベセル内に配置され、ステータ１３の中心軸を回転軸として回転可能に配置された、ステータ１３を取り囲んでいる略円筒形ロータ１と、ベセル内に充填された多数の粒状体の分散媒体であるメジアと、ベセル内から顔料分散された分散ペーストを排出するためのペースト出口１０と、ペースト出口に配置された、該メジアを該顔料分散された分散ペーストから分離するスクリーン機構６とを具備する。
【０００９】
ロータ１は、ロータジャケット４を備えており、ロータシヤフト７を介して外部から回転力が加えられる。ロータシヤフト７は、メカシール８を介して延びており、これによって、ベセル１１の外部と内部との密封性が維持される。
【００１０】
略円筒状のロータ１の内側に配置されたステータ１３には、傾斜板を構成するスクリュー５とスクリーン６が図のように設置されている。ベセルジヤケット１２を備えたベセル１１内部空間の例えば８０〜９０％を占めるように、粒子状の分散媒体であるメジアが充填されている。ロータ１の肩部にはメジア循環用の複数の循環孔２が設けられている。ロータの外周には、メジアの運動を促進し分散効率を高めるために略円筒状の複数のピン３が設けられている。
【００１１】
ペースト入口９から、ベセル１１内部に、顔料分散される分散ペースト（二次粒子の顔料とビヒクルの混合物）トを投入し、ロータ１を回転すると、ロータ１の回転とスクリュー５の存在とによってに生ずる軸方向の流れにより、ロータ１の内部、循環孔２、ロータ１の外部、そしてロータ１の内部に戻る循環する流れが発生する。
【００１２】
ペースト入口９から送りこまれた分散ペーストは、メジアと共にロータ外周部を図面の右から左に流れ、その間にピン３により分散作用を受ける。ロータ１の左側に達した分散ペーストとメジアの混合物は、スクリュー５によりロータ１の内側を左から右へ流動する。ロータ１の右端は閉じられており、循環孔２が設けられているのみであるので、ロータ１の右端において、混合物は圧縮され、比較的高圧になる。そして、スクリーン６によって、メジアと顔料分散された分散ペーストとが分離される。スクリーン６で分離された顔料分散された分散ペーストはペースト出口１０から受けタンク（図示ぜず）に送られる。残りの分散ペーストとメジアとは、循環孔２を通ってロータ１の肩部に出て、再びロータの外側を通り循環する。この態様では、ペースト出口１０は、ステータ１３の左右に延びている細長い空間によって形成されているが、ペースト出口を別の場所に設けることもできる。この場合にも、ペースト出口付近が高圧になるように構成することが好ましい。
【００１３】
このように、サンドミル内に於いては顔料分散される分散ペーストとメジアとが一緒になって流動するため、高粘度の分散ペーストでも、分散ペーストの流動によるメジアの偏在が発生せず、効率良く顔料分散せしめることができる。
【００１４】
【実施例】
図１に示したとおりの構造を有するサンドミルであって、空間容量が２リットルであり、モーター容量が７.５Ｋｗであり、ロータ周速度が３ｍ／ｓであり、メジアとして、φ１ｍｍガラスビーズを用い、メジアを、内部空間の８５％充填した。
【００１５】
分散ペースト配合は、エポキシ樹脂３５部、タルク２０部、シリカ２０部、溶剤２５部であった。そして、処理流量は、１５リットル／Ｈｒ、分散温度４５℃、分散度１５μ（ファイネスゲージ）であった。
【００１６】
上記のとおり、空間容量２リットルのサンドミルで、粘度１５０Ｐａ.ｓ（ａｔ２５℃）の分散ペーストを、毎時１５リットルの処理量で分散することができた。上記のとおりに処理された混合物は、顔料が分散ペースト内に十分均一に分散せしめられていた。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の装置によると、例えば、粘度１５０Ｐａ.ｓの高粘度分散ペーストも、メジアを偏在させることなくサンドミル分散が可能となり、顔料分散ペーストに配合されている顔料を十分均一に分散せしめることができる。
【００１８】
本発明の装置によると、高粘度の分散ペーストをサンドミルで分散するために、ロータの回転数が低くてもメジアが確実に循環し偏在させない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に従う、顔料を均一に分散せしめるためサンドミルの部分断面図。
【符号の説明】
１ ロータ
６ スクリーン機構
９ ペースト入口
１０ ペースト出口
１１ ベセル
１３ ステータ

Claims (1)

1. ベセルと、
   該ベセル内に顔料分散されるペーストを供給するためのペースト入口と、
   該ベセル内に配置され、該ベセルに固定された、中心軸線に対して傾斜している傾斜板を周囲に有するステータと、
   該ベセル内に配置され、該ステータの中心軸を回転軸として回転可能に配置された、該ステータを取り囲んでいる略円筒形ロータと、
   該ベセル内に充填されたメジアと、
   該ベセル内から顔料分散された分散ペーストを排出するためのペースト出口と、
   該ペースト出口に配置された、該メジアを顔料分散された分散ペーストから分離するスクリーン機構と
   を具備することを特徴とする、高粘度分散ペーストに配合されている顔料を分散せしめるためのサンドミル。

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