JPH0334961B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、顔料の凝集した粗大粒子と微粒状粒
子を含む顔料懸濁液から、重量で沈降させること
により、粗大粒子を分離するための装置に関す
る。

化学繊維工業においては、糸（単繊維を含む）
を主として艶消しするため、顔料例えば二酸化チ
タンを使用する。この使用のためには、顔料粒子
が微粒状であることが重要である。なぜならば(1)
粗大の凝集した顔料粒子は、糸を紡糸する場合に
紡糸ノズルの取付部品内に沈積して紡糸装置に好
ましくない圧力上昇を与え、特にその結果紡糸ノ
ズルを交換せねばならなくなり、(2)粗大な凝集し
た顔料粒子は反射極大を高い波長の方へ押しやつ
て糸に黄色を帯びさせ、(3)粗大な凝集した顔料粒
子は光の散乱を減少して糸を灰色化し、そして(4)
粗大な凝集した顔料粒子は単繊維に強度低下の作
用をするからである。

しかし現在の化学繊維工業では、顔料工業から
提供される粉末状顔料の包装物は、大粒子と微粒
子の混合物（製造法に由来する）から成る。その
ほか化学繊維工業では、糸の原料物質例えば重合
体に、その紡糸前に顔料を懸濁液の形で添加せね
ばならない。しかしこの懸濁液中で微細な顔料粒
子（一次粒子）は、比較的大きい粗大な二次粒子
に凝集する。したがつて顔料工業から提供される
顔料の懸濁液は、粗大な凝集した粒子と微細粒子
とを含有する。糸の艶消しのためには微細な顔料
粒子だけが役立つので、粗大な凝集した顔料粒子
は、この懸濁液から分離されねばならない。

刊行物に未載であるがこの分野で公知の技術に
よれば、粗大な凝集した粒子及び微粒状粒子を含
有する懸濁液から、粗大な凝集した粒子を下記の
ように重力で沈降させて分離する。

粗大粒状の凝集した粒子と微粒状の粒子を含む
顔料粒子（二酸化チタン粒子）の水性懸濁液を、
高さ860mmで直径895mmの円筒状沈降容器に上方か
ら導入する。この容器は円筒形の外套、顔料懸濁
液の流入口を備えたふた及び底から成り、これは
粗大な凝集した顔料粒子を排出するための排出口
と、微粒状の顔料粒子を含有する懸濁液を排出す
るための流出装置を備えている。この流出装置
は、容器内に約50mm突入する結合部（これはその
上部の内側にねじ山を有する）と、この結合部に
ねじ込みできる管（これによつて結合部が封鎖さ
れる）から成つている。

懸濁液を容器の下部で結合部の上縁の下で、約
24時間放置して粗大の凝集した顔料粒子を沈澱さ
せる。次いで管（これは容器のふたを貫通してい
るので外部から操作できる）を結合部からはずし
て、主として微粒状の顔料粒子を含有する懸濁液
を、結合部を通して容器から下方へ流出させるこ
とができる。容器の下部には結合部の上縁より下
に、主として粗大な凝集した顔料粒子を含有する
懸濁液が残留する。６回の装入後に、容器を水で
洗浄する。

この方法及びそこで使用する装置の欠点は、(1)
24時間の滞留時間によつて、比較的大きい粒径例
えば約2.5μｍ以上の粗大な凝集した顔料粒子だけ
を100％まで分離しうるにすぎないこと、(2)洗浄
によつて水及び得られた顔料粒子を大量が失われ
ること及び(3)非連続的装置だけが可能であること
である。

本発明の課題は、粗大で凝集した粒子と微粒状
粒子を含有する懸濁液から、粗大で凝集した顔料
粒子を分離するための冒頭に記載の方法におい
て、下記の点で改善された装置を見出すことであ
つた。(1)既知方法と比較して同じ導通量で、より
小さい粒径例えば約1.0μｍ以上の粗大な凝集した
顔料粒子を100％まで分離しうること、(2)洗浄が
必要でないこと及び(3)連続操作が可能であるこ
と。

本発明はこの課題を解決するもので、水槽が、
相互に平行してかつ水平に対し90゜より小さい角
度に傾けて固定配置された多数の板を有し、さら
にこの水槽が、粗大粒状の凝集した粒子及び微粒
状の粒子を含有する顔料懸濁液を水槽に供給する
ための、水槽の下部に達する流入用装置Ａ、主と
して微粒状の顔料粒子を含有する懸濁液を水槽か
ら排出するための、水槽の上部に存在する排出用
又は溢流用の装置Ｂ、水槽の下部から懸濁液の短
絡流れを避けるため、かつ主として微粒状の顔料
粒子を含有する懸濁液を排出用又は溢流用の装置
へ導くための、水槽の上部で前記の板のない水槽
の空間の上部を遮蔽する板Ｃ及び主として粗大粒
状の凝集した顔料粒子を含有する懸濁液を水槽か
ら排出するための、水槽の下部に存在する排出用
装置を備えていることを特徴とする、顔料が凝集
した粗大粒子と微粒状粒子を含む顔料懸濁液か
ら、重力で沈降させることにより、粗大粒子を分
離するための装置である。

この装置において、遮蔽板が水平に対し40〜
60°の角度で傾いて設置されていること、ならび
に流入用装置が分配管と結合しており、この分配
管が水槽の内部及び下部を水平に伸びており、そ
して粗大粒状の凝集した粒子及び微粒状の粒子を
含有する顔料懸濁液を水槽に導入するための開口
を備えていることは、特に有利である。

本発明の利点は次のとおりである。(1)本発明は
既知方法と同じ導通量で、より小さい粒径の粗大
凝集状の顔料粒子の分離を可能にし、これによつ
てきわめて微細粒の顔料が得られること、(2)連続
操作が可能であること及び(3)洗浄を行う必要がな
いので、これによつて既知方法の場合よりも廃水
の量が著しく減少すること。

いわゆる薄板清浄装置又は薄板分離装置を、廃
水例えば地上水又は冷却水から汚泥を分離して純
水を得るために（ウムヴエルト、ウント・テクニ
ーク1984、７(6)18頁参照）、ならびに微生物細胞
を分離するために（バイオテクノロジー・アン
ド・バイオエンジニヤリング1984、26(6)640〜641
頁参照）使用することは既知である。しかし全く
別の化学繊維工業の技術分野で、粗大の凝集した
粒子と微細粒子を含有する顔料懸濁液から、粗大
の凝集した顔料粒子を分離するため、すなわち艶
消し用の微粒状の顔料粒子を採取するために、こ
の技術を利用することが知られていない。

以下図面について説明する。

第１図は、本発明に用いられる水槽の一部切断
斜視図であり、第２図はこの装置の変形を示す一
部切断斜視図である。

第１図は矩形の水槽１の側壁の一部を切断した
もので、その中に相互に平行して固定され、かつ
水平に対し約50゜の角度に傾けて配置された多数
の板２が設置されている。水槽１は下部４が漏斗
状に形成されている。水槽１は流入装置３を有
し、これは粗大の凝集した粒子及び微細粒子を含
有する顔料懸濁液を水槽１に供給するために、水
槽１の下部４に連絡している。

さらに水槽１は、その上部６に、主として微粒
状の顔料粒子を含有する懸濁液を水槽１から排出
するための、排出用又は溢流用の装置５を備えて
いる。

そのほか水槽１の上部６には、板９が備えられ
ており、これにより板２が存在しない水槽１の空
間が上からふたをされる（遮蔽される）。この板
９は、水槽１の下部４からの懸濁液の短絡流れを
避ける作用を有し、これによつて板２の上側に上
つて来る主として、微粒状の顔料粒子を含有する
懸濁液が、この板９の上を通つて排出又は溢流用
の装置５に導かれる。

最後に水槽１はその下部４に、主として粗大な
凝集した顔料粒子を含有する懸濁液を水槽１から
排出するための流出装置７を備えている。

第２図の装置が第１図のそれと違う点は、流入
装置３が分配管８と連結されていることであつ
て、これは水槽の内側及び下部４において本質的
に水平に（第２図によれば相互に平行に）伸びて
いる。分配管８は、粗大な凝集した顔料粒子及び
微粒状の顔料粒子を含有する懸濁液を水槽１に導
入するための開口を有している。

第１図の装置によつて、粗大な凝集した粒子と
微細粒子を含有する二酸化チタン粒子の水性懸濁
液から、粗大な凝集した二酸化チタン粒子を分離
する場合について以下に説明する。

水槽１は特殊鋼製板から作製され、次の内部寸
法を有する。高さが1000mm、長さも1000mm、そし
て幅が400mm。水槽１に備えられている板２はい
ずれも特殊鋼で作られ、相互に平行に固定され、
かつ水平に対し50°の角度で傾けて配置されてい
る。板２はいずれも長さが500mm、幅が400mmで、
垂直の相互の間隔が11.5mmである。

LW−Ｓ型の二酸化チタン粉末（ザハトレーベ
ン社製変性アナターゼ）及び脱塩水から、分散装
置を用いて下記の懸濁液を製造した。

水の密度1000Kg／m³に対する二酸化チタンの密
度は3900Kg／m³。この水の電気伝導度は0.25μsで
あつた。懸濁液の濃度は約22重量％（６容量％）
であつた。

この懸濁液を流入装置３を経て水槽１に連続的
に供給し、板２の間を下方から上方へ向けて水槽
１を導通させた。水槽１が懸濁液により充満した
のち、懸濁液の一部を流出装置７を経て、他の一
部を溢流装置５を経て、水槽１から排出した。溢
流装置５を経て水槽１から排出される懸濁液の量
の調節は、流入装置３を経て水槽１に供給される
懸濁液の量、及び流出装置７を経て水槽１から排
出させる懸濁液の量により行われた。溢流装置５
を経て水槽１から排出された懸濁液の量は0.4
m³／24時間であつた。12時間後に次のことについ
て定常状態が確かめられた。

(a) 溢流装置５を経て、主として微粒状の顔料粒
子を含有する懸濁液が、水槽１から排出され
た。

(b) 流出装置７を経て、主として粗大で凝集した
顔料粒子を含有する懸濁液が、水槽１から排出
された。

溢流装置５を経て水槽１から排出された主とし
て微粒状の顔料粒子を含有する懸濁液を評価する
ため、過試験を行つた。この試験は、過技術
上の普通の手動過板により行われ、懸濁液を真
空装置により、目幅が5μｍで面積が20cm²の金網
板を通して吸引過した。

懸濁液中に存在する顔料粒子の微粒度の尺度と
しては、金網板が完全閉塞するまで得られた
液中の固形物含量が用いられ、これは7000ｇであ
つた。

比較のため、技術水準に相当する先に記載の公
知方法により得られた主として微粒状の顔料粒子
を含有する懸濁液について、同様に過試験を行
つた。

この比較例では、同じ出発懸濁液を同じ量（導
通量）すなわち0.4m³／24時から出発した。過
試験結果によると、この場合の液の固形物含量
は、わずかに400ｇであつた。

これらの測定値すなわち7000ｇと400ｇを比較
すると、本発明の方法及び装置は既知の方法と比
較して、粗大な凝集した顔料粒子を分離する点
で、格段に優れていることが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いられる水槽の一部切断斜
視図、第２図はその流入装置における変形を示す
斜視図であつて、１は水槽本体、２はその内部に
傾けて平行に配置された板、３は懸濁液の流入装
置、４は水槽の底部、５は溢流装置、７は排出口
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水槽が、相互に平行してかつ水平に対し90゜
   より小さい角度に傾けて固定配置された多数の板
   を有し、さらにこの水槽が、粗大粒状の凝集した
   粒子及び微粒状の粒子を含有する顔料懸濁液を水
   槽に供給するための、水槽の下部に達する流入用
   装置Ａ、主として微粒状の顔料粒子を含有する懸
   濁液を水槽から排出するための、水槽の上部に存
   在する排出用又は溢流用の装置Ｂ、水槽の下部か
   らの懸濁液の短絡流れを避けるため、かつ主とし
   て微粒状の顔料粒子を含有する懸濁液を排出用又
   は溢流用の装置へ導くための、水槽の上部で前記
   の板のない水槽の空間の上部を遮蔽する板Ｃ及び
   主として粗大粒状の凝集した顔料粒子を含有する
   懸濁液を水槽から排出するための、水槽の下部に
   存在する排出用装置を備えていることを特徴とす
   る、顔料の凝集した粗大粒子と微粒状粒子を含む
   顔料懸濁液から、重力で沈降させることにより、
   粗大粒子を分離するための装置。 ２ 遮蔽板が水平に対し40〜60゜の角度で傾いて
   設置されていることを特徴とする、第１請求項に
   記載の装置。 ３ 流入用装置が分配管と結合しており、この分
   配管が水槽の内部及び下部を水平に伸びており、
   そして粗大粒状の凝集した粒子及び微粒状の粒子
   を含有する顔料懸濁液を水槽に導入するための開
   口を備えていることを特徴とする、第１又は第２
   請求項に記載の装置。