JP4073815B2

JP4073815B2 - 分散装置及び分散方法

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Publication number: JP4073815B2
Application number: JP2003091410A
Authority: JP
Inventors: 佳晴大歳; 博之上田
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004025168A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば塗料、印刷インキ、薬品、食品等の各種スラリーを微粒化や攪拌処理等して分散処理するのに用いられる分散装置及び分散方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、塗料、印刷インキ、薬品、食品等の分野において、材料である各種スラリーを分散装置を用いて攪拌、微粒化、微細混合等の分散処理を行って製品を製造している。
このうち、例えば印刷インキの分野では、顔料をワニスや助剤、溶剤と共に樹脂からなるビヒクル中に分散して高顔料濃度のベースインキを作成し、これを希釈して最終的にインキに仕上げている。例えば比較的高粘度のベースインキの場合では、顔料、ワニス、溶剤等を攪拌した練肉ベースインキをビーズミルやロールミル等で練肉し、助剤等を添加して調整して製造するのが代表的である。
これらベースインキの練肉に際して、顔料の分散が不十分であると、濃度、光沢、透明性等の品質安定性及び印刷適正に悪影響を与えることになる。練肉工程で用いる分散装置として、ロールミルやボールミルは連続式でないために生産効率が悪く、特にロールミルは安全性や作業環境にも問題があった。
これに対して、メディア攪拌型ミル等の分散装置はシリンダ内に粒状メディアを多数収容しておき、粗インキである練肉ベースインキを投入して粒状メディアと共に回転軸に設けたピンやディスク等の攪拌部材で攪拌して分散混合するものである。シリンダ内で攪拌及び分散される粒状メディアが練肉ベースインキを破砕して細粒化することで分散と練肉が進むため、生産性が高い利点がある。
メディア攪拌型ミルとして縦型シリンダのものと横型シリンダのものとがある。縦型シリンダのものは、比較的高粘度のベースインキの分散処理において装置起動時の回転軸負担が高く、粒状メディアの滞留不良による練肉ベースインキの分散効率の低下、インキ排出側付近に粒状メディアが偏るチョーキング現象が起こり、安定した運転ができないという不具合がある。
【０００３】
一方、横型シリンダタイプでは、上述のような不具合がないために近年盛んに用いられるようになっている。横型シリンダタイプの分散装置では、起動トルクが小さくシリンダや回転軸の保守が簡単で装置が安価であるという利点を有している。
このような横型シリンダタイプの一例として下記特許文献１に記載されたメディア攪拌型ミルがある。
このメディア攪拌型ミルは図９に示す構成を有している。このミル１はシリンダ２内にメディアとしてビーズが予め収容されており、回転可能な回転軸３を有すると共に回転軸３には所定間隔で攪拌ディスク４が装着されている。この攪拌ディスク４は周方向にビーズが通過可能な幅の切り込み溝を所定間隔で形成し、切り込み溝の内側にビーズの通過可能な貫通孔を有している。
このメディア攪拌型ミル１は導入口５から練肉ベースインキ等のスラリーが供給されると、回転軸３と攪拌ディスク４の回転によってビーズ６と共にスラリーが破砕され分散させられる。このミル１によれば、特にスラリーが高粘性であったり圧送量が多かったりしても、ビーズ６は供給されるスラリーと共にシリンダ２の出口側に押し流されてスラリーは出口の隙間から排出されるが、ビーズ６は出口付近で滞留する。その後にビーズ６は回転軸３や攪拌ディスク４で飛ばされたり、攪拌ディスク４の貫通孔を通して入り口側に送られることで循環運動を行うことになる。そのため、スラリーが高粘性であったり圧送量が多かったりしても、ビーズ６が出口側に偏在することを抑制して循環されるために、スラリーの破砕と分散を行うことができるとしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２２５２７９号公報
【特許文献２】
特開平６−１１４２５４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなメディア攪拌型ミル１では、回転軸３の外径をＤ１、シリンダ２の内径をＤ２とすると比Ｄ１／Ｄ２は０．３以下に設定され、回転軸３の外周面付近の周速が比較的小さいためにビーズ６の動きが小さく、且つシリンダ２内周面と回転軸３及び攪拌ディスク４とで構成する空間をなす破砕室（練肉ゾーン）の容積が大きい。そのため、図１０に示すように回転軸３からシリンダ２の内周面までの距離が大きく、ビーズ６の運動が小さくなるために、特に粘弾性の高いスラリーの流動が著しく低下する。また、シリンダ２の内周面の近傍は攪拌効率も悪いため、スラリーとビーズ６により形成された固着物が生成、固着し易く、分散不良、負荷上昇による回転軸３の安定運転ができないという不具合があった。
特に粘度が５０００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度スラリーでは負荷が大きくてビーズ６の流動性を阻害し、ビーズ６やスラリーの固まりが回転軸３や攪拌ディスク４と一体で流動する供回りという現象が生じることがある。そのため回転軸３にかかる負荷が大きく分散処理が進まないという欠点があり、スラリーの処理液がシリンダからでてこないという不具合が生じることもある。
また特許文献２ではシリンダの吐出側に絞り弁を配置して、弁を絞ることでシリンダ内を加圧して分散処理する技術が開示されている。内圧の上昇によりスラリーのショートパスの発生をある程度抑制できるが、粒状メディアの過密接触による摩擦熱や急激な軸負荷上昇を招き、スラリーの物性に悪影響を与えたり、安全運転できない等の欠点があった。しかも、そのためにスラリーの分散状態の均一さが失われるという不具合を生じる。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みて、動力の増大を招くことなく被処理物の分散処理を効率良く行えるようにした分散装置及び分散方法を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、内部の熱の上昇を抑制して被処理物の物性に悪影響を与えることなく分散処理することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シリンダ内に回転体を設けると共に回転体から径方向外側に突出する攪拌部材が回転体の長手方向に所定間隔で配設され、シリンダ内に注入される被処理物をメディアと共に攪拌して分散処理するに際して、シリンダ内に設けた回転体の外径Ｄ１とシリンダの内径Ｄ２との比Ｄ１／Ｄ２を０．４〜０．７の範囲に設定し、前記シリンダには、一端面に被処理物であるスラリーの導入口、前記一端面に対向する他端面に排出口を形成し、前記複数の攪拌部材の内、前記排出口に近いものを、前記回転体に対して偏心して取り付け、前記シリンダ内には、排出口のシリンダに連通する開口との間に隙間を介してセパレータを取り付け、前記隙間を、前記メディアを通さずスラリーを通過させるように設定し、前記セパレータを、前記回転体に対して偏心配置したことを特徴とする。
回転体の外径Ｄ１が大きいことで回転時に回転体の外周面付近のメディアに大きな運動エネルギーを与えてシリンダ内周面付近に滞留するビーズや被処理物に衝突させてこれを分散処理して運動ロスを低減することができ、シリンダ内の被処理物の破砕と攪拌による分散処理を、シリンダ内の容積が低減したにもかかわらず効率的に行え、処理品質と生産性をともに向上できる。しかも処理に要する動力の増大を招くことがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による分散装置は、シリンダ内に回転体を設けると共に回転体から径方向外側に突出する複数の攪拌部材が回転体の長手方向に所定間隔で配設され、シリンダ内に注入される被処理物をメディアと共に攪拌して被処理物を分散処理するようにした分散装置であって、回転体の外径をＤ１とし、シリンダの内径をＤ２として、Ｄ１／Ｄ２を０．４〜０．７の範囲に設定してある。
シリンダに対して回転体を回転させると、回転体の外径Ｄ１が大きいことで回転体の外周面付近のメディアに大きな運動エネルギーを与えてシリンダ内周面付近に滞留するビーズや被処理物に衝突させて被処理物を分散処理して運動ロスを低減することができ、被処理物が順次シリンダ内に供給されるからシリンダ内の被処理物の破砕と攪拌による分散処理をシリンダ内の容積が低減したにもかかわらず効率的に行える。比Ｄ１／Ｄ２が０．４に満たないと回転体とシリンダ間距離の増大に伴う粒状のメディアの運動エネルギーロスが大きく、被処理物のショートパス及び分散不良を招き、処理効率が低下する欠点がある。一方、比Ｄ１／Ｄ２が０．７を越えると回転体と攪拌部材の外径との寸法差が小さくなりすぎて、攪拌部材による効果が十分に得られなかったり、メディアの対流不良による過密状態を招き易い等の不具合がある。
尚、被処理物は印刷インキ等のスラリーや被処理液体等でもよい。
【０００９】
更に攪拌部材の配列ピッチＰと回転体の外径Ｄ１との比Ｄ１／Ｐを１．４〜３．０の範囲に設定してもよく、シリンダ内におけるメディアの運動が良好で投入された被処理物が層流を形成して送られ処理品質が向上する。１．４以上であれば攪拌部材の間隔が大きすぎずメディアの運動低下を防いで被処理物の破砕や分散を十分に行うことができ、しかも３．０以下であれば攪拌部材間が狭くなりすぎずメディアの偏在や偏流を生じることがなく安定した運転ができる。
尚、攪拌部材の配列ピッチＰは必ずしも一定である必要はなく、被処理物の性状に応じて配列ピッチＰを任意に変化させて配列するようにしてもよい。例えば、被処理物の導入口から排出口に向かって漸次ピッチＰが狭くなるように配設すると、分散力を段階的に強めることができる。
回転体内には冷却手段を設けていてもよく、更にはシリンダの外側にも冷却手段を設けていても良く、温度上昇で被処理物の物性が変化するのを抑制でき、特にグラビアインキ等のように熱変性し易い被処理物に有用である。
攪拌部材としては、例えば円盤形状のもの、好ましくは外周端から径方向内側に向けて延びる切り込み溝と貫通穴の少なくとも一方を設けた円盤状部材を、回転軸に複数取付けるようにしたものを採用できる。また、攪拌部材として回転軸の外周側にピン状の部材を複数取付けたもの等を採用してもよい。メディアをシリンダー内に均一に分散させ、適度に循環させてショートパスを防ぐことを考慮した場合、複数の貫通穴の他に、ディスク外周部に開口する複数の切り込み溝を設けたディスク型が好ましい。特に、被処理物が高粘性の場合、メディアを速く移動させて循環力を大きくするために、攪拌部材１つあたりの切り込み溝の数を、破砕室の容積にもよるが、３〜１５条、好ましくは４〜１２条に設定し、貫通穴の数を３〜８個程度に設定するのが好ましい。
【００１０】
本発明による分散方法は、シリンダ内で回転体と該回転体より径方向外側に突出する攪拌部材とを設け、回転体の外径をＤ１とし、シリンダの内径をＤ２として比Ｄ１／Ｄ２が０．４〜０．７の範囲に設定されていて、シリンダ内に被処理物であるスラリーを投入し、回転体と攪拌部材を回転させてスラリーをメディアと共に攪拌して分散処理するようにしたことを特徴とする。
高粘度の被処理物であっても低粘度の被処理物であっても、回転体の周速があがり且つ回転体とシリンダ内周面との距離が小さくなることで、メディアを飛散させる運動エネルギーが高くロスが少ない状態でシリンダ内周面付近の被処理物やメディアに衝突するために被処理物の分散処理を効率的にできる。また、低粘度の場合に生じがちなメディアの局所過密やチョーキング現象も抑制することができる。
尚、攪拌部材の配列ピッチをＰとして、回転体の外径Ｄ１との比Ｄ１／Ｐが１．４〜３．０の範囲に設定されていてもよく、これによってより確実に被処理物の分散処理を進めることができる。
【００１１】
【実施例】
図１乃至図３は本発明の第一実施例による分散装置を示すものであって、図１は分散装置の縦断面による概略構成図、図２は図１に示す分散装置の部分側面図、図３は攪拌ディスクの平面図である。
図１及び図２に示す実施例による分散装置１０は例えばメディア攪拌型ミル等であって、略円筒型のシリンダ１１を有しており、シリンダ１１の一端面１１ａには例えばインキ等のスラリー（被処理物）の導入口１２が形成され、一端面１１ａに対向する他端面１１ｂにはシリンダ１１内に投入されて分散して練肉処理されたスラリーを排出するための排出口１３が形成されている。排出口１３のシリンダ１１に連通する開口１３ａには若干の隙間Ｃを介してセパレータ１４が取り付けられ、セパレータ１４と開口１３ａとの間の隙間Ｃを通って分散されて練肉処理されたスラリーが排出されることになる。尚、隙間Ｃはシリンダ１１内に収容されたメディア、例えば粒状のビーズ２２を通さないが、これより小径のスラリーを通過させるように設定されている。
またシリンダ１１内には排出口１３及びセパレータ１４を貫通して主軸１５がシリンダ１１と略同軸に挿通されて、シリンダ１１内面に対して回転可能に配設されている。主軸１５内には冷却水等の冷却媒体が循環する内側冷却路１６が冷却手段として形成されており、これによってシリンダ１１内部のスラリーを冷却することになる。内側冷却路１６は例えば冷却水を供給する入り口管１６ａと戻り管１６ｂとで構成されている。シリンダ１１の外周面にも冷却水等の冷却媒体を循環させてシリンダ１１内を冷却する外側冷却路２０が設けられている。
シリンダ１１内には主軸１５と同軸にセパレータ１４側からリング状の仲介物１７を介して複数の攪拌ディスク１８（攪拌部材）と複数の回転体１９とが交互に同軸に配設されている。
【００１２】
図３は攪拌部材の一例としての攪拌ディスク１８を示すものであり、攪拌ディスク１８は回転体１９より外径が大きい略円板形状を呈している。攪拌ディスク１８には切り込み溝２１がその外周面に沿って周方向に所定間隔で複数（図では４条）設けられており、切り込み溝２１は外周面から径方向内側に向けて且つ回転方向前方に偏心しつつ湾曲して延在している。この切り込み溝２１はその周方向の幅がビーズ２２の外径より大きく形成され、ビーズ２２の通過を許している。
また攪拌ディスク１８の周方向に隣り合う切り込み溝２１，２１間には回転体１９側に寄った位置に貫通穴２３が所定間隔で穿孔されている。この貫通穴２３もビーズ２２が通過可能であり、シリンダ１１内で排出口１３側に寄せられた多数のビーズ２２が通過して導入口１２側に移動可能としている。
隣り合う攪拌ディスク１８、１８間に位置する回転体１９は攪拌ディスク１８よりも小径とされた略円筒形状とされており、その内部には内側冷却路１６が循環している（図示せず）。攪拌ディスク１８と回転体１９とは主軸１５と同軸に交互に配設され且つ主軸１５と一体に回転可能に固着されている。
【００１３】
尚、図１では攪拌ディスク１８が両端に位置しているが、これとは逆に回転体１９が両端に位置する構成でもよく、要するに攪拌ディスク１８と回転体１９が交互に配設されているか、或いは長軸状の回転体１９上に所定間隔で攪拌ディスク１８が配列されていればよい。シリンダ１１の内周面１１ｃと攪拌ディスク１８及び回転体１９との間の空間はビーズ２２とスラリーが収容される破砕室２４（練肉ゾーン）を構成する。
また、攪拌部材の他の例を図４〜図７に示す。図４は図３に示す攪拌ディスク１８よりも切り込み溝２１と貫通穴２３の数が多く配列された攪拌ディスク１８を示している。尚、符号１９は回転体を示している。図５は切り込み溝２１のみを所定間隔で設け、貫通穴２３を形成しない攪拌ディスク１８を示す。図６は貫通穴２３を回転体１９の周囲に所定間隔で穿孔した攪拌ディスク１８を示す。図７は攪拌部材として攪拌ディスクに変えてピンを回転体１９の外周面に放射状に配列させた攪拌ピンを示すものである。
【００１４】
またシリンダ１１内には粒状のビーズ２２が多数収納されており、これらビーズ２２は回転体１９及び攪拌ディスク１８の回転によってシリンダ１１の内周面１１ｃにはじき飛ばされて投入されたスラリーや滞留するビーズ２２に衝突してスラリーを破砕したり分散するものであり、これを繰り返しつつ順次排出口１３側に送られることになる。
ビーズ２２は例えば略球状を呈しており、その平均粒径は０．２〜３ｍｍ程度に設定されている。またビーズ２２はシリンダ１１内の空間容積の６５〜９５％程度収容されており、破砕すべき顔料等を含むスラリーの性状、例えば破砕の容易さや破砕前の粒径等によって収容％が適宜設定される。また使用されるビーズ２２の材質はスラリーの材質、例えば粘度、比重、粉砕や分散の要求粒度等によって選択され、例えばガラスビーズ、ジルコンビーズ、ジルコニアビーズ、スチールボール等が使用されるが、一般的に比重が高くて摩耗しにくい材質のものが好ましい。インキ等のスラリーの粘性が高ければビーズ２２も比重の高い物を選択する。
尚、スチールビーズは衝突や摩擦等で一般的に黒い鉄粉を生じるので、墨系のインキ等に使用され、白っぽいインキの場合にはジルコニア等のビーズを用いる。スラリーが粘性の低い場合には一般にガラスビーズを用いることが多い。
また一般にスラリーの投入時の初期粒径に対して５〜６倍の粒径を有するビーズ２２を用いるとよい。スラリーの分散処理に際して、１段階の分散装置で所望の粒径になるまで処理する場合と、粒径の異なるビーズをそれぞれ収容した複数の分散装置を用いて複数段階の処理工程を経て所望の粒径に段階的に分散処理する場合とがある。
【００１５】
また回転体１９の外径をＤ１とし、シリンダ１１の内径をＤ２とした場合、両者の比Ｄ１／Ｄ２は０．４〜０．７の範囲に設定されている。比Ｄ１／Ｄ２をこの範囲に設定すれば、回転体１９の外周面の周速を大きく設定できる上にシリンダ内周面１１ｃまでの距離を小さく設定できて、ビーズ２２の飛散による運動エネルギーロスが小さく効率的なスラリーの破砕や分散を行える。０．４に満たないと回転体１９の外径が小さくなるためにシリンダ内周面１１ｃとの距離が増大し、ビーズ２２の運動エネルギーロスが大きく、ショートパス及び分散不良を招き易い欠点がある。しかも内側冷却路１６のスペースが取りにくく、回転体１９表面に十分な冷却面積が構造上得られない欠点がある。攪拌ディスク１８に切り込み溝２１がないとビーズ２２の攪拌や飛散効率が著しく低下する。
また隣り合う攪拌ディスク１８，１８間のピッチをＰとした場合、回転体１９の外径Ｄ１との比Ｄ１／Ｐは１．４〜３．０の範囲に設定されている。比Ｄ１／Ｐをこの範囲に設定すればシリンダ１１内におけるビーズ２２の運動を良好に保てるので、投入されたスラリーの流速によるビーズ２２の偏流やチョーキング現象を防止できる。１．４以上であれば攪拌ディスク１８の間隔が大きすぎずビーズ２２の動きの悪化を防いで被処理物の破砕や分散を十分に行うことができ、しかも３．０以下であれば攪拌ディスク１８の間隔が狭くなりすぎずビーズ２２の偏在や偏流を防いで安定した運転ができる。
尚、攪拌ディスク１８の配列ピッチＰは必ずしも一定間隔である必要はなく、被処理物の性状に応じてピッチＰを変えて取付けるようにしてもよい。例えば、導入口１２から排出口１３に向かって漸次ピッチＰを狭めていくと、分散力を段階的に強めていくことができる。
【００１６】
本実施例による分散装置１０は上述の構成を有しており、次に分散方法について説明する。
図１及び図２に示す分散装置１０において、シリンダ１１内にはビーズ２２がシリンダ１１の内周面１１ｃと攪拌ディスク１８及び回転体１９との間の破砕室２４内に予め収容されている。導入口１２からスラリーをシリンダ１１内に連続して供給すると共に、図示しない駆動源に連結された主軸１５を所定速度で回転させることで攪拌ディスク１８及び回転体１９が一体回転する。このとき攪拌ディスク１８は外周部速度が７〜１８ｍ／ｓ程度、好ましくは１０〜１５ｍ／ｓ程度となる。
図３で攪拌ディスク１８を矢印方向へ回転させることによって、スラリーはビーズ２２と共に攪拌、分散される。ビーズ２２は攪拌ディスク１８によってシリンダ１１の内周面１１ｃへはじき飛ばされ内周面１１ｃ近辺に滞留するスラリーやビーズ２２に衝突してスラリーの粒子を破砕し細粒化する。これと一体に回転する回転体１９は大径化されているために外周面の周速が高く、回転体１９の外周面付近に滞留するビーズ２２やスラリーは遠心力でシリンダ内周面１１ｃに向けて飛ばされる。
【００１７】
ここで従来の分散装置では比Ｄ１／Ｄ２が０．３以下と小さいためにシリンダ内周面までの移動距離が大きく、しかも移動の際に衝突するスラリーの粘弾性のために運動エネルギーのロスが大きかった。特にスラリーが高粘度特性の場合のエネルギーロスは大きい。また、シリンダ１１の内周面１１ｃ付近を外側冷却路２０で冷却すると、この領域のスラリーがより高粘度になってエネルギーロスの一層の増大を引き起こしていた。
しかしながら、本実施例によれば比Ｄ１／Ｄ２が０．４以上と大きくなるために破砕室２４の断面積（容積）は減少するが、シリンダ内周面１１ｃとの距離が短いために高速ではじき飛ばされたビーズ２２の運動エネルギーがシリンダ内周面１１ｃ付近の比較的高粘性のスラリーにも十分作用して破砕できるためにエネルギーロスをなくすことができる。
このように回転体１９近辺やシリンダ内周面１１ｃ近辺のデッドスペースがなくなり、このスペース内のスラリーを分散できてビーズ２２も移動でき、スラリーの均一な微粒化と分散を行える。
【００１８】
そしてシリンダ１１内の破砕室２４内のビーズ２２とスラリーは導入口１２から連続して供給されるスラリーの供給圧力によって漸次排出口１３側に送られる。セパレータ１４と排出口１３の開口１３ａとの隙間Ｃはビーズ２２は通さないが微粒化されたスラリーを通過させるために、分散処理されたスラリーのみが排出口１３から排出されて回収される。
すると排出口１３付近に残されたビーズ２２は図１及び図２に示すように排出口１３側の攪拌ディスク１８とシリンダ他端面１１ｂとの間に滞留することになるが、この攪拌ディスク１８の貫通穴２３を通過して導入口１２側に戻される。この場合、排出口１３に近い攪拌ディスク１８を回転体１９に対してわずかに偏心させて取り付けておくとビーズ２２をはじき飛ばし易くビーズ２２の還流度を上げることができる。また排出側では通常ビーズ２２が過充填状態になるが、セパレータ１４を回転体１９に対して偏心配置させると、ビーズ２２のはじき飛ばし効果が大きくなり、ビーズ還流を一層促進させることができる。
このようにしてビーズ２２をシリンダ１１内で回転体１９の長手方向に循環させながら導入口１２から順次供給されるスラリーを連続して分散処理して排出できる。本実施例によると比Ｄ１／Ｄ２を大きく設定したために従来の分散装置よりも破砕室２４の断面積が２０〜３０％程度減少したが、回転体１９の外径が増大して周速を２倍以上に向上できるためシリンダ１１内での分散処理効率は上昇しスラリーの滞留時間が短くなった。しかも分散効率がよいために、従来の分散装置以上の処理品質を得られる。
また従来の分散装置では、スラリーの送液量を増大させるとシリンダ内圧が増大して熱エネルギーに変換され、スラリーの物性に影響を与えることがあったが、本実施例による分散装置１０ではスラリーの滞留時間が短くなるので、通常の送液量である１００〜３００ｋｇ／ｈの範囲では、内圧上昇は０〜０．０１ＭＰａの範囲にすぎず、ほとんど問題は生じない。しかも本実施例ではシリンダ１１の外側冷却路２０で冷却すると共に回転体１９内の内側冷却路１６でも冷却することによっても内部温度の上昇を抑制できる。
【００１９】
上述のように本実施例によれば、シリンダ１１内でのビーズ２２に大きな運動エネルギーを与えると共に運動ロスを低減し、シリンダ１１内のスラリーの破砕と攪拌による分散処理を、破砕室２４の容積が低減したにもかかわらず効率的で良好に行え、処理品質を向上できる。しかも処理に要する動力の増大を招くことがない。しかも低粘度（例えば１００ｍＰａ・ｓ）のスラリーから高粘度（例えば１０００００ｍＰａ・ｓ）のスラリーまで広範囲に亘って分散処理できる。
【００２０】
次に本発明の第二実施例を図８により説明する。
図８に示す分散装置は第一実施例とほぼ同一の構成を有しており、同一部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
図８に示す分散装置３０において、シリンダ１１内に設けた主軸３１上には所定間隔で複数の攪拌ディスク１８が取り付けられており、隣り合う攪拌ディスク１８，１８間には主軸３１の外周面に円筒状のカラーリング３２が回転体としてそれぞれ装着されている。カラーリング３２の外周面は第一実施例による回転体１９の外周面と同等の外径Ｄ１を有しており、比Ｄ１／Ｄ２とＤ１／Ｐの数値範囲も第一実施例と同一である。そしてカラーリング３２と攪拌ディスク１８は主軸３１と一体回転することになる。
そのため、第二実施例による分散装置３０も第一実施例と同様の作用効果を奏するといえる。特に本実施例によれば、カラーリング３２を交換することでその外径Ｄ１や攪拌ディスク１８のピッチＰを適宜調整できるので、スラリーの種類や分散度合い等を調整できる利点がある。
【００２１】
尚、上述の各実施例では、攪拌ディスク１８は主軸１５，３１に対して基本的に同軸に取り付けるようにしたが、必ずしも同軸でなくてもよく偏心して取り付けるようにしてもよい。
また攪拌ディスク１８と回転体１９またはカラーリング３２は別体のものに限定されることなく、一体に構成してもよい。この場合、主軸１５、３１も一体に構成してもよいし、別部材としてもよい。
また攪拌ディスク１８について切り込み溝２１や貫通穴２３の数は任意に設定できる。
尚、上述の実施例では被処理物として印刷インキを用いたが、本発明はこれに限定されることなく、製缶塗料、メタル、自動車塗料、電池や磁性塗料、パルプ等各種のスラリーや被処理液体等に適用できる。
【００２２】
［試験例］
次に本発明の試験例について説明する。
試験に用いる実施例１，２，３，４，５，６，７，８と比較例１，２，３，４，５，６，８はいずれも第一実施例による分散装置１０と同一構成を有しており、下記の表１及び表２に示す通り、回転体１９の外径φＤ１（ｍｍ）が相違している。そのため、比Ｄ１／Ｄ２、Ｄ１／Ｐ、破砕室２４の容積、軸動力等で相違することになる。尚、表１及び２で攪拌ディスク１８の厚さは８ｍｍである。
先ず実施例１〜５と比較例１〜５について試験を行った。
（１）試料１，２
スラリーである試料１，２はいずれも下記成分を有するグラビアベースインキを用いた。

また試料１、２は次の手順で作成した。
上記グラビアベースインキをそれぞれ４００Ｌ（リットル）オープンタンクに仕込み、１０インチディスク径の単軸攪拌機で回転速度１０００ｍｉｎ^−１で１時間攪拌し、このうち２００ｋｇを分散装置（メディア攪拌型ミル）での分散テストに用いた。攪拌処理後の粘度は試料１で２５００ｍＰａ・ｓ、試料２で１５００ｍＰａ・ｓである。
粘度はＢ型粘度計（リオン（株）製）のビスコテスターＶＴ０４型を使用して測定した。測定温度は２５℃である。
【００２３】
（２）試料１，２の運転テスト共通条件

（３）分散性の評価について
▲１▼ 生産性比較
処理した試料１，２をグラインドゲージを用いてツブ法で計測し、最大５μｍとなったときの時間当たりの処理量で評価した。インキ処理量の値が大きいのは同じ品質に対して能力が勝っていることを示す。分散効率は、同一試料に対して
分散効率＝実施例の処理量／比較例の処理量
として比較した。
▲２▼ 品質
分散処理して得たグラビアベースインキを２５μｍＰＥＴフィルムにバーコータ＃７で展色し、そのフィルム展色面の６０°鏡面反射値光沢計にて品質評価を行った。試料１，２のグラビアインキは光沢値が高いほど品質が高い。
尚、バーコータとは、塗膜を一定の厚さに迅速且つ正確に塗布するもので、ロッドの表面に細線が巻かれており、その細線の太さにより番号が設定されている。使用したバーコータは材質：ＳＵＳ３０４、ロッド：８φ×３００（有効長２５０）ｍｍ、種類；Ｎｏ．７、第一理科（株）製。
また光沢計は村上色彩技術研究所製ＧＭ−３型光度計を使用し、６０°反射値を評価値とした。鏡面光沢度の測定方法はＪＩＳＺ８７４１による。
（４）比較評価
試料１，２について下記表１に示すように比Ｄ１／Ｄ２の相違する実施例１と比較例１による分散装置で運転して、結果を比較した。また同様にして実施例２〜５と比較例２〜５についてそれぞれ運転して結果を比較した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
次に実施例６〜８と比較例６、８について別の試料を用いて試験を行った。
（１）試料３，４
スラリーである試料３，４はいずれも下記成分を有する平版ベースインキを用いた。

試料３、４は次の手順で作成した。
試料３については、８インチディスク径の単軸攪拌機で回転速度１０００ｍｉｎ^−１で２時間攪拌し、このうち５０ｋｇを分散装置（メディア攪拌型ミル）での分散テストに用いた。試料３の粘度は５８０００ｍＰａ・ｓである。
試料４は、同芯２軸攪拌機で２時間攪拌した。内側部の高速攪拌翼は７００ｍｉｎ^−１で、外側部の定速攪拌翼は２０ｍｉｎ^−１で回転させた。このうち８００ｋｇを分散装置（メディア攪拌型ミル）での分散テストに用いた。試料４の粘度は１５０００ｍＰａ・ｓである。
粘度測定は試料１，２と同一測定器を用いて同一条件で行った。
【００２６】
（２）試料３，４の運転テスト共通条件

（３）分散性の評価について
▲１▼ 生産性比較
分散処理した試料をグラインドゲージを用いてツブ法で計測し、最大１０μｍとなったときの時間当たりの処理量で評価した。その他は試料１，２の場合と同一である。グラインドメータによる練和度の評価方法はＪＩＳＫ５７０１−１の４．３．２による。
（４）比較評価
試料３，４について下記表２に示すように比Ｄ１／Ｄ２の相違する実施例６、７と比較例６による分散装置で運転して、結果を比較した。また同様にして実施例８と比較例８についてそれぞれ運転して結果を比較した。
尚、比較例６では、ビーズの流動停滞（対流不良）を招き、分散装置の内圧が０．４ＭＰａ以上となり、負荷が大きく増大し運転続行が不能となった。
【００２７】
【表２】

【００２８】
上記表１及び表２により同一試料を用いた実施例と比較例とをそれぞれ比較評価すると、各実施例の場合、各比較例と同等の品質を得るのに処理量（処理能力）が２５〜４０％増大した。単一の破砕室２４（練肉ゾーン）当たりの処理量では４８〜９６％効率が向上した。しかも軸動力は１０〜２０％低減でき、省エネルギーを達成できる。軸動力当たりの処理量は４０〜８５％増大させることができた。処理量の向上と共に試料１，２ではグラビアベースインキの品質（光沢）の向上が得られた。
また高粘度の試料３を用いた実施例６，７では高粘度のスラリーを好適に処理できることを確認できた。実施例６，７は、比較例６に示すような従来装置では処理不可能であった高粘度インキを、ビーズ流動停滞に伴う分散不良やビーズの局所過充填による内圧・軸動力異常を招くことなく安定生産できることを確認できた。
【００２９】
【発明の効果】
上述のように本発明による分散装置及び分散方法によれば、回転時に回転体の外周面付近のメディアに大きな運動エネルギーを与えて被処理物等に衝突させて分散処理して運動ロスを低減することができ、シリンダ内の被処理物の破砕と攪拌による分散処理を、シリンダ内の容積が低減したにもかかわらず効率的に行えて処理品質を向上できる。しかも処理に要する動力の増大を招くことがない。
【００３０】
更に攪拌部材の配列ピッチＰと回転体の外径Ｄ１との比Ｄ１／Ｐを１．４〜３．０の範囲に設定したため、シリンダ内におけるメディアの運動が良好で投入された被処理物を効率良く分散処理できると共に層流を形成して送られ、処理効率と品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による分散装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す分散装置の要部構成図である。
【図３】図１に示す分散装置に装着される攪拌ディスクの平面図である。
【図４】攪拌ディスクの第一変形例を示す平面図である。
【図５】攪拌ディスクの第二変形例を示す平面図である。
【図６】攪拌ディスクの第三変形例を示す平面図である。
【図７】攪拌ディスクの第四変形例を示す平面図である。
【図８】第二実施例による分散装置の概略構成図である。
【図９】従来の分散装置の概略構成図である。
【図１０】図９に示す分散装置においてビーズが滞留した状態を示す図である。
【符号の説明】
１分散装置１１シリンダ１１ａ一端面１１ｂ他端面１２導入口１３排出口１３ａ開口１４セパレータ１６内側冷却路（冷却手段）１８攪拌ディスク（攪拌部材）１９回転体２０外側冷却路（冷却手段）２２ビーズ（メディア）２４破砕室３２カラーリング（回転体）Ｃ隙間

Claims

シリンダ内に回転体を設けると共に該回転体から径方向外側に突出する複数の攪拌部材が回転体の長手方向に所定間隔で配設され、前記シリンダ内に注入される被処理物を粒状のメディアと共に攪拌して被処理物を分散処理するようにした分散装置であって、
前記回転体の外径をＤ１とし、前記シリンダの内径をＤ２として、Ｄ１／Ｄ２が０．４〜０．７の範囲に設定され、
前記シリンダには、一端面（１１ａ）に被処理物であるスラリーの導入口（１２）、前記一端面（１１ａ）に対向する他端面（１１ｂ）に排出口（１３）が形成され、
前記複数の攪拌部材の内、前記排出口（１３）に近いものが、前記回転体（１９）に対して偏心して取り付けられており、
前記シリンダ内には、排出口（１３）のシリンダ（１１）に連通する開口（１３ａ）との間に隙間（Ｃ）を介してセパレータ（１４）が取り付けられ、
前記隙間（Ｃ）は、前記メディア（２２）を通さずスラリーを通過させるように設定され、
前記セパレータ（１４）は、前記回転体（１９）に対して偏心配置されてなる分散装置。
前記攪拌部材の配列ピッチをＰとすると、回転体の外径Ｄ１との比Ｄ１／Ｐが１．４〜３．０の範囲に設定されてなる請求項１記載の分散装置。
前記回転体内には被処理物を冷却するための冷却手段が設けられてなる請求項１または２記載の分散装置。
前記攪拌部材は円盤形状を有している請求項１乃至３のいずれか記載の分散装置。
前記攪拌部材はその外周端から径方向内側に向けて延びる切り込み溝を有している請求項１乃至４のいずれか記載の分散装置。
前記攪拌部材は前記メディアの通過可能な貫通穴を有している請求項１乃至５のいずれか記載の分散装置。
請求項１の分散装置を用いて被処理物を分散処理する分散方法であって、
前記シリンダ内に被処理物を投入し、前記回転体と攪拌部材を回転させて前記被処理物を粒状のメディアと共に攪拌して分散処理するようにした分散方法。
前記攪拌部材の配列ピッチをＰとすると、回転体の外径Ｄ１との比Ｄ１／Ｐが１．４〜３．０の範囲に設定されてなる請求項７記載の分散方法。
前記攪拌部材はその外周端から径方向内側に向けて延びる切り込み溝を有している請求項７または８記載の分散方法。
前記攪拌部材は、円盤形状を有していて、その外周端から径方向内側に向けて延びる切り込み溝と前記メディアの通過可能な貫通穴とを設けている請求項７乃至９のいずれか記載の分散方法。