JP3841949B2

JP3841949B2 - コロを用いた分散機

Info

Publication number: JP3841949B2
Application number: JP01780898A
Authority: JP
Inventors: 進梶浦
Original assignee: ASADA IRON WORKS CO., LTD.
Current assignee: ASADA IRON WORKS CO., LTD.
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH11197479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗料、印刷インキ、磁性塗料、チョコレート等の高粘度材料（ミルベース）を微細に分散させるのに好適な分散機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
高粘度ミルベースを連続処理する分散機として、ロールミルやサンドミルが多用されているが、ロールミルは装置が開放的であるために溶媒等が飛散して設置環境を悪くしたり、ロスも多い。機械操作にも熟練を必要とする。
一方、サンドミルは密封構造とすることができ、操作も比較的簡単であるが、粉砕媒体の摩耗や破壊による交換頻度が高く、高粘度品では出口部分に配置されているスクリーンやギャップセパレータに媒体が集中し、運転不能となるおそれもある。
【０００３】
これらに代わるものとして、ローラや環状ローラを用いた分散機も提案されている。例えば、特開平５−９６１９７号では、筒状容器と同軸状に配置した回転軸に、半径方向外方に移動可能で、かつ自転可能なようにローラを支持し、このローラを遠心力で容器内壁面に押し付けて自転しながら筒状容器内を公転させることにより分散を行う。
また、特公昭５３−３１１０号では、筒状容器内に複数のテーパーローラベアリングを配置し、ベアリングローラの転動による転動面での押圧により分散を行う。
【０００４】
しかしながら、いずれの場合でも、ミルベースが充分に処理されないまま通過してしまう、いわゆるショートパスの問題が依然として解決されておらず、連続処理分散機としての機能を充分に果たしていない。
例えば、特開平５−９６１９７号の場合には、図４において点々で示す領域がミルベースの通過部分であるが、この領域がきわめて広大であるため、ローラｒが自転しながら容器内を公転することにより容器内壁の分散領域a'で補足分散される量よりもミルベースが未処理のまま通過してしまう量の方が多く、充分に処理されないまま通過してしまう、いわゆるショートパスの問題が生じる。
【０００５】
一方、テーパーローラベアリングを用いている特公昭５３−３１１０号の場合には、次のような欠点を有する。例えば、図５に示すように、内輪ｂの回転数をＮ(r.p.m.)とすると、内輪ｂとベアリングローラＲ間でのすべりがないものとして計算した場合、ベアリングローラＲの公転速度は次式のようになり、見掛けの回転速度の割りにはミルベースの流動性が上がらない事になる。
この結果として、ミルベースが充分に処理されないまま通過してしまう、いわゆるショートパスの問題が生じる。
【０００６】
【数１】

（ここに、ｄ：内輪ｂの外径、Ｄ：外輪Ｂの内径）
【０００７】
そして、この場合には、ベアリングローラＲを保持するためのリテーナＲ’が必要であるが、このリテーナＲ’があるためにミルベースの流動が著しく阻害され、ミルベースの均一化が妨げられることになる。
さらに、ベアリングを回転軸に密着させて取り付けたとしても、隣接するベアリングローラＲ、Ｒ間には必ず隙間が生じるため、取付効率が悪いだけでなく、ベアリングローラＲ、Ｒ間ではミルベースが分散されないという事態を生じる。
このように、特開平５−９６１９７号や特公昭５３−３１１０号の場合には、少なくともミルベースが充分に処理されないまま通過してしまう、いわゆるショートパスの問題が生じることは明らかであり、連続処理分散機としての機能を充分に果たしていない。
本発明は、この欠点を解消することができる分散機を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、一方にミルベースの供給口８を、他方にミルベースの吐出口９を備えた円筒容器１内に、これと同軸状に回転可能なロータ２を配置し、該ロータ２の外周部にその回転軸４と平行な溝５を複数形成し、各溝５、５内に、前記ロータ２の回転による遠心力で少なくとも前記溝５の内壁との間にわずかなすきま７が形成され、かつ、前記円筒容器１の内壁面に当接して自転しながら円筒容器１内を公転するコロ６を、１つの溝５に対してロータ２の幅方向に複数密着して装入する。
【０００９】
ロータ２が円筒容器１内で回転すると、その遠心力でロータ２の各溝５、５内に装入されているコロ６、６が少なくとも円筒容器１の内壁面に当接していずれも自転しながら円筒容器１内を公転する。そして、供給口８から円筒容器１内に強制的に圧送されたミルベースは、このコロ６、６により円筒容器１の内壁面に押し付けられ、圧縮、剪断作用を繰り返し受けながら吐出口９へと押し出され、吐出口９から吐出される。
【００１０】
ところで、本発明においては、コロ６がロータ２の溝５内に挿入されているから、ロータ２の回転数がコロ６の公転速度となる。従って、ロータ２の回転による強大な遠心力でミルベースは円筒容器１の内壁面に強く押し付けられるとともに、各コロ６、６によっても円筒容器１の内壁面に強く押し付けられることになり、圧縮、剪断作用を繰り返し受けることになる。
【００１１】
この場合において、ミルベースが通過する領域は円筒容器１の内壁面のごく近辺に限定される。換言すると、図３に示すように、円筒容器１の内壁面とロータ２の外周面との間であるすきま３部分がミルベースの通過領域である。そして、本発明では、この特定領域において、ロータ２の攪拌作用により常に図３の矢印で示すようなミルベースの液流れ現象が生じる。この結果、ミルベースはこの特定領域において常に循環せしめられ、均一に分散されることになる。
【００１２】
さらに、図３に示すように、ロータ２の回転による遠心力により、溝５の内壁とコロ６の外周面との間にわずかなすきま７が形成されるから、このすきま７にもミルベースが入り込み、溝５内で回転するコロ６によりここでも強力なすり作用を受ける。
このように、本発明では、円筒容器１内のあらゆる場所で、ミルベースが満遍無く圧縮、剪断、すり作用を受けることになる。従って、ショートパスを起こすことなく均一に分散されたミルベースを製造することができる。
【００１３】
特に、コロ６は１つの溝５に対してロータ２の幅方向に複数密着して装入されているので、円筒容器１の内壁面全体を分散領域とすることができる。そして、１つの溝５内に装入されている各コロ６、６がそれぞれ独立して回転する。
従って、ミルベースは各コロ６、６により円筒容器１の内壁面全体にわたってそれぞれ独立した圧縮、剪断、すり作用を受ける。この結果、十二分に分散されたミルベースを得ることができる。
【００１４】
溝５は放射状に多数配置されているのが好ましい。溝５が放射状に多数配置されていると、多数の溝５、５内にそれぞれ装入されているコロ６、６により、ミルベースがより満遍無く圧縮、剪断、すり作用を受けることになる。従って、より均一に分散されたミルベースを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の最も好ましい実施の形態を、図面に基いて詳細に説明する。
円筒容器１内に、これと同軸状に回転可能なロータ２を配置する。円筒容器１の内壁面1aとロータ２の外周面2aとの間には、図１(b) 、(c) 及び、図３に示すように、ミルベースを通過させ得るだけのすきま３を形成する。ロータ２は、図示してない動力源によりその回転軸４を例えば図２の矢印で示すように回転させることにより、一方方向に回転駆動されるようにする。
このロータ２の外周部にその回転軸４と平行な溝５を複数形成し、各溝５、５内に前記ロータ２の回転による遠心力で少なくとも前記溝５の内壁との間にわずかなすきま７が形成され、かつ、前記円筒容器１の内壁面に当接して自転しながら円筒容器１内を公転するコロ６をそれぞれ装入する。なお、コロ６が溝５から脱落しないように、図２において図面符号1b、1cで示す円板状の覆板で円筒容器１の両端を閉じておく。
【００１６】
コロ６の大きさは、溝５にほぼ内接しながら円筒容器１の内壁面1aにほぼ接する程度の径とするのが好ましい。コロ６をこの程度の大きさにしておくと、ロータ２の回転による遠心力で少なくとも前記溝５の内壁とコロ６との外周面との間にわずかなすきま７が形成され、かつ、前記円筒容器１の内壁面に当接して自転しながら円筒容器１内を公転することができる（図１(b) ，(c) 、及び、図３参照）。
このコロ６は、図２に示すように、ロータ２の幅方向に複数装入されている。
一方、溝５は、実用上はロータ２に対して複数形成されておればよいが、図１(a) に示すように放射状に多数形成されているのが最も好ましい。また、溝５の断面形状は、図１(b) に示すように略Ｃ字形としてもよく、また、図１(c) に示すように略Ｕ字形としてもよい。
【００１７】
これが本発明の最も好ましい形態ということができる。この分散機を用いた場合には、円筒容器１内の幅全体にわたるあらゆる場所で、多数のコロ６、６によりミルベースが満遍無く圧縮、剪断、すり作用を受けることになる。従って、ショートパスを起こすことなく十二分に分散されたミルベースを能率よく製造することができる。
【００１８】
円筒容器１の一方にはミルベースを供給するための供給口８が、他方にはミルベースを吐出させるための吐出口９が形成されている。図２に示す場合には、下端部に供給口８が、上部側方に吐出口９が形成されている。図２に示すような縦型としてミルベースを下部から供給し、上部側方から吐出させる方が、空気を吸入することが少なく、分散処理後の脱泡操作をする必要がない。もっとも、図２の場合とは逆に、上部側方に供給口を、下端部に吐出口を形成し、ミルベースを上部側方から供給して下端部から吐出させるようにしてもよい。また、図２に示す装置を横型として用いることもできる。
【００１９】
一方、円筒容器１を含めた分散機全体を密封構造とするために、回転軸４も軸封10（図２）するのが好ましい。なお、各部材が互いに接合する部分において、四角の中に×印を付した部材（図２）はシール部材である。
円筒容器１の外周に、冷却水あるいは熱水・温水を通過させ得るジャケット11（図１(a) 、図２）を形成するのが好ましい。このジャケット11が形成されていると、冷却水あるいは熱水・温水がこの中を通過することによってミルベースを冷却したり、加温することができる。なお、図２において、図面符号11a はジャケット入口、11b はジャケット出口である。
なお、円筒容器１、ロータ２、コロ６を超硬材料やジルコニア、サイアロン等のセラミックス材で作製すると、それらの耐摩耗性を向上させることができる。
【００２０】
最も好ましい形態としてここに例示した分散機は、容器の空間容積も比較的小さいため、容器内に残留する量もそれだけ少なくなる。従って、ロスもそれだけ少なく、構造も簡単であるから洗浄も容易である。また、密封構造としたため、溶媒の飛散も少なく、従来のサンドミルの様に分散媒体の管理、交換を必要としない。従って、メンテナンスをほとんど必要としないだけでなく、高粘度のミルベースを処理する際も運転に支障を来すこともない。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１記載の分散機を用いた場合には、ショートパスを起こすことなく十二分に分散されたミルベースを製造することができる効果がある。
【００２２】
請求項２記載の分散機を用いた場合には、より均一に分散されたミルベースを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による分散機の最も好ましい一例を示す横断概略図で、そのうち、(a) は全体図、(b) 、(c) はロータの外周部に形成されている溝の形状をコロとともに拡大して示すものである。
【図２】図１のＡ−Ａ部分における分散機全体の縦断面図である。
【図３】図１に示す分散機により、ミルベースが分散される様子を詳細に示す拡大横断面図である。
【図４】ローラを用いた従来の分散機の欠点を示す原理図である。
【図５】テーパーローラベアリングを用いた従来の分散機の欠点を示す原理図である。
【符号の説明】
１…円筒容器、1a…内壁面、1b，1c…覆板、２…ロータ、2a…外周面、３…すきま、４…回転軸、５…溝、６…コロ、７…すきま、８…供給口、９…吐出口、10…ジャケット、10a…ジャケット入口、10b …ジャケット出口、ｒ…ローラ、ｂ…内輪、Ｂ…外輪、Ｒ…ベアリングローラ、Ｒ’…リテーナ。

Claims

一方にミルベースの供給口８を、他方にミルベースの吐出口９を備えた円筒容器１内に、これと同軸状に回転可能なロータ２を配置し、該ロータ２の外周部にその回転軸４と平行な溝５を複数形成し、各溝５、５内に、前記ロータ２の回転による遠心力で少なくとも溝５の内壁との間にわずかなすきま７が形成され、かつ、前記円筒容器１の内壁面に当接して自転しながら円筒容器１内を公転するコロ６を、１つの溝５に対してロータ２の幅方向に複数密着して装入したことを特徴とするコロを用いた分散機。
溝５が放射状に多数配置されている請求項１記載のコロを用いた分散機。