JPH0411934A - 塗料攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は塗料撹拌装置に関し、詳しくは円筒状容器の内
部側壁に沿ってスパイラル状の溝が設けられている円筒
状容器を用いた、低粘度分散系塗料の撹拌効果の高い塗
料撹拌装置に関する。

［従来の技術］ 従来、顔料分散系塗料の撹拌には各種形状の撹拌翼や回
転撹拌子等の撹拌手段が用いられており、この撹拌手段
の回転によって塗料を機械的にかき混ぜて物理的化学的
に必粟な混合状態にしている。

被処理液を容器内全体に均一に拡散させるために、塗料
の粘性、比重、表面張力、湿潤性等を考慮して撹拌系を
設計しており、通常、低速、低粘度撹拌機の場合には、
撹拌槽の径に対する撹拌翼の径の比が４０〜６０％とな
るように設計されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例のように、撹拌翼や回転撹拌
子等の撹拌手段を用いて塗料を攪拌する場合には液表面
からの空気の巻込みが問題である。

即ち、撹拌手段、例えば撹拌翼の周辺の流体が撹拌翼の
回転の遠心力によって攪拌タンク内部側壁方向に放出さ
れると同時にその放出された分を埋めるように撹拌翼の
軸に沿ってその上方から流体が流れ込み、次の時点にお
いて、撹拌翼は上記点から回転角度を進めた所で上記運
動を繰り返し、これが連続して行なわれるので、結果と
して撹拌タンク内部側壁に沿って上方に向う流と、撹拌
軸に沿って下方に流れ込む流とからなる旋回流が生じる
。

回転子を用いた系も同様であり、その為、撹拌翼等を用
いる撹拌方法の場合、液表面からの空気（気体）の巻込
みが本質的な問題としてあった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点即ち空気
（気体）の巻込みの生じない塗料撹拌装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の塗料撹拌装置は、円筒状容器及び撹拌手段を有
しており且つ該円筒状容器の内部側壁に沿ってスパイラ
ル状の溝が設けられている塗料撹拌装置であって、該ス
パイラル状の溝の下方側の溝側壁面と該溝の底面とがな
す角度が１００〜１５０°、好ましくは１１０〜１３５
°であり、且つ水平面に対する該スパイラルの角度が１
０〜６０°、好ましくは２０〜４５＠であることを特徴
とする。

本発明の塗料撹拌装置におけるスパイラル状の溝の形成
については、円筒状容器の内部側壁を研削して形成して
も、あるいは円筒状容器の内部側壁面にスパイラル状に
延びた突出部を設けてその突出部と突出部との間にスパ
イラル状の溝を形成してもよい。

本発明の塗料撹拌装置を用いて塗料を撹拌する場合には
、上記のスパイラル状の溝に沿って円筒状容器の上部か
ら下部に向かって進む際の回転方向と、撹拌翼や撹拌回
転子等の回転手段の回転方向とが同一になるようにする
。このようにすることにより、主として、円筒状容器の
内部側壁に沿って下方に向かう流と撹拌軸に沿って上方
に向かう流とを含む旋回流が生じる。このような旋回流
によって、撹拌容器の下部に沈降しやすい顔料分散系塗
料も噴き上げられ、充分に拡散され１す ることになる。また、同時に、円筒状容器の内部側壁に
沿って上方に向かう流と撹拌軸に沿って下方に向かう流
とを含む旋回流も幾らか生じるので、結果として空気の
巻き込みが少なくなる。

本発明の塗料撹拌装置、その作用及びその使用態様を以
下に図面を参照して説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は本発明の塗
料撹拌装置の一部分の模式図であり、これらの図中には
顔料分散系塗料を撹拌した場合の塗料の流動状態も模式
的に示されている。第１図において、ｌは塗料撹拌容器
、２は撹拌容器壁、３はスパイラル状の溝、４は溝と溝
との間の台形部、５は塗料の模式法、６は撹拌の回転軸
、７は撹拌翼、αは水平面に対するスパイラルの角度、
βはスパイラル状の溝の下方側の溝側壁面と該溝の底面
とがなす角度である。

［問題点を解決するための手段（及び作用）］第１図（
ａ）〜（ｄ）に示した塗料撹拌装置においては、回転方
向に対して若干上向きに面を開いた撹拌翼７を６　Ｏｒ
ｐｍ乃至３００　ｒｐｍの速度で回転させる。

撹拌翼７は水平面に対し、若干上向きの角度、例えば１
０度乃至８０度の角度をもって開いており、その回転に
より押し出された塗料の模式法５は、該撹拌翼７から、
撹拌容器壁２に沿った円周方向と斜め上方の方向とをも
って飛び出す。

撹拌翼７から飛び出した塗料の模式法５は撹拌容器壁２
に向かって斜めに衝突し、そこで壁に沿った方向と壁に
対向する方向の力をうける（第１図（ｂ）参照）。この
とき、壁に沿った方向の力がスパイラル状の満３の壁、
即ち台形部４で規制されている為に、塗料の模式法は上
記溝３に沿って流動する（第１図（ｃ）参照）。従って
、スパイラル状の溝３に沿って円筒状容器の上部から下
部に向かって進む際の回転方向と撹拌翼７の回転方向と
が同一になるようにすると、上記撹拌翼７によって押し
出された、塗料の模式法５は撹拌容器壁２のスパイラル
状の溝３に沿って下方に向って流れ、遂には、撹拌容器
２の底に達し、更に、最初に押し出された塗料分を補な
うように撹拌翼７の回転軸６に沿って、上方に押し上が
ってくる（第１図（ｄ）参照）。

撹拌容器壁２に斜め上方に向う方向であたった塗料の模
式法５力の成分は、円周方向の力の他に上方に向かう分
力も含んでいる為、壁２に沿って上方に向かい、そして
塗料液表面において撹拌翼７の回転軸６の方向に向かい
、更に軸にそって下方に向かう成分も幾らか生じる。

尚、本発明の塗料撹拌装置においては、前記の角度βが
１００〜１５０＠であるので、スパイラル溝にあたった
塗料はなだらかに下方に向けて落下する。

次に本発明の塗料撹拌装置を用いて、実際に電子写真感
光体用顔料分散系の塗料を塗布した例で説明する（下記
塗料中、特に第−層の導電層用塗料が該当する）。

第２図（ａ）において、１１は円筒状支持体であり、こ
れは円筒状支持体の保持を兼用する回転軸１２に固定さ
れる。又、回転軸１２は回転モーター１３により所定の
回転速度で回転される。

一方１、ビーム状の塗布液１４を吐出するためのガン１
５は、横送り機構の架台１６に乗せられており、円筒状
支持体１１の回転軸方向と平行方向に移動する。また、
ガン１５は、導出管１７及びフィルター１８を経由して
タンク１９に接続されている。エアーパイプ２０で導入
された圧縮エアーにより、ゲージ−２１で定めた圧力に
タンク１９内の塗料は加圧され、フィルター１８及び導
出管１７を経由してガン１５の先端ノズルチップ（不図
示）から吐出される。

この装置を用いて実際に塗布する場合、ガンの横送り機
構のスイッチとガン・ニードルのエアースイッチをセッ
トし、円筒状支持体１１の所定位置からビーム１４を吐
出する。同時に回転モーター１３のスイッチも入れ、円
筒状支持体保持の回転軸１２を回転させる。第２図（ｂ
）に示したように、ガン１５の先端に設けられたノズル
チップ２２から吐出したビーム状の塗布液１４は、円筒
状支持体ｌｌ上にネジを切ったようなパターン２３で糸
巻き状（らせん状）に付着し、レベリングすることによ
り塗膜２４が成膜される。レベリングによる塗膜の生成
工程は、以下に示すとおりである。すなわち、第３図（
ａ）に示すように円筒状支持体１１上に付着した糸巻き
状塗料は、塗料の衝突エネルギーおよび塗料と被塗布物
のとの界面張力の為、徐々に幅広く拡がっていき、隣接
する塗料がたがいに接触し被塗布物の塗布面をすきまな
（おおう。そして、塗料の拡散性ならびに塗料と被塗布
物との界面張力により適切な時間経過後、ピッチに応じ
て生じていた当初の塗膜凹凸がレベリングされて、平滑
な面として成膜される（第３図（ｂ）　参照）。なお、
糸巻き状に付着する塗料は、塗料の端部どうじが重なり
合うように付着してもよい。

更に、塗料の溶剤蒸気の制御する為にフードを併用すれ
ば表面をより平滑にすることも可能である。

ビームにより形成する糸巻きラインのピッチは、回転速
度とガンの送り速度によって決まる。

又、単位面積上の塗布液の量は吐出量が一定であればガ
ンの送り速度によって決まる。

υ　・　ｄ ΔＶｕ：単位面積当りの吐出量（ＣＧ／分・ｃｒｒｆ）
Ｐ　　：吐出圧（ｋｇｆ／　ｃ　ｒｔ？　）ｒ　　：吐
出口径（ｃｍ） 、ｄ　　＝オリフィスのベアリング長（ｃｍ）υ　　：
送り速度（ｃｍ／分） また、ビームのピッチ巾に関しては、次の関係がある。

υ ＰＷ　　　ＱＣ ＲＯ ＰＷ：ビームピッチ巾（ｃｍ） ＲＯ：円筒状支持体回転数（ｒｐｍ　）顔料分散系の導
電層用塗料としてフェノール樹脂１０部、酸化スズと酸
化アンチモンで表面処理した酸化チタン１１重量部、ア
ルミナで表面処理した酸化チタン１１部、メタノール４
部及びメチルセロソルブ９部並びに分散用として１ｍｍ
φの硬質ガラスピーズを材料と同容量入れ、サンドミル
分散機で２時間分散した。分散された塗料をメタノール
とメチルセロソルブの１対１の混合溶剤で固形分が４０
％になるように希釈した。このとき塗料の粘度は１５ｃ
ｐであった。

この塗料を前記で説明した導電層塗布用タンクに入れ、
ビームガンの先端に口径１５０μｍのノズルチップを取
り付け、タンクに０．５ｋｇｆ／ｃｒｒｒのエア圧力を
かけてガンの塗料吐出量を測定したところ毎分５ｇであ
った。

次に、ガンと被塗布物との距離を２０ｍｍに調節し、径
８０ｍｍφ、長さ３６０ｍｍのアルミシリンダーを１３
　Ｏｒｐｍで回転させ、ガンの送り速度を毎分１５０ｍ
ｍにして導電層を塗布した。塗布工程時塗料が−Ｆ］１
．２ｍｍの巾で糸状にシリンダー上に付着し、続いて塗
布されて重なりあった塗料のラインどうしが混合してレ
ベリングが始まり、５分後に表面粗さが０．２μｍ以下
の平滑な面となり、ビームのピッチムラはな（なった。

この塗膜を強制排気して溶剤を蒸発させた後、１４０℃
の乾燥炉で３０分間硬化させた。このときの導電層の膜
厚は２０μｍであった。

前記導電層を塗布したアルミシリンダーを冷却して室温
に戻した後、下引き層としてポリアミド樹脂１部及びメ
トキシメチル変性６ナイロンのポリアミド樹脂３部をメ
タノール１３０部と１−ブタノール６６部との混合物に
溶解し下引き履用塗料を作った。

この塗料を下引き履用塗料タンクに入れ、ビームガンの
先端に口径１００μｍのノズルチップを取り付け、タン
クに０．６ｋｇｆ／ｃｒｒ？の圧力をかけてガンの塗料
吐出量を測定したところ毎分３ｇであった。このガンと
被塗布物との距離を２０＋＋＋＋ｎに調節し、導電層の
塗布しであるシリンダーを１２　Ｏｒｐｍで回転させ、
ガンの送り速度を毎分２５０ｍｍにして下引き層を塗布
した。導電層上に付着した下引き層のビームの巾は約２
．５ｍｍで、糸状に塗料が付着し、続いて、塗布されて
重なりあった塗料のライン同志が混合してレベリングが
始まり、５分後に表面粗さが０．１μｍの平滑な面とな
り、ビームのピッチムラはなくなった。この塗膜を強制
排気して溶剤を蒸発させた後、９０℃の乾燥炉で１０分
間乾燥させた。この時、この下引き層の膜厚は０．５μ
ｍであった。

前記下引き層を塗布したアルミシリンダーを冷却して室
温に戻した６次に、電荷発生層としてポリ（ビニルアセ
テート−ビニルアルコール−ビニルベンザール）１０部
を９０部のシクロヘキサノンに溶解し、この溶液に有機
ジスアゾ顔料を固形分として２５部加え、さらに３００
部のシクロヘキサノンと２５０部のテトラヒドロフラン
を加えて、全体の量と等容量の１ｍｍ径の硬質ガラスピ
ーズとともにサンドミル中で９００　ｒｐｍで、４０ｈ
ｒ分散し、ビーズを分離したのちシクロヘキサンを加え
て固形分を０．５％に調整した。この塗料を電荷発生層
塗布用タンクに入れ、ビームガンの先端に口径７５μｍ
のノズルチップを取り付け、タンクに０．５ｋｇｆ／ｃ
ｒｒｆの圧力をかけてガンの塗料吐出量を測定したとこ
ろ毎分１．１ｇであった。

次に、このガンと被塗布物との距離を１０ｍｍに調節し
、導電層及び下引き層を塗布しであるシリンダーを６　
Ｏｒｐｍで回転させながらビームガンを毎分１００ｍｍ
でシリンダーの母線方向に移動させ、電荷発生層を塗布
した。下引き層上に付着した電荷発生層のビームの巾は
約１．５ｍｍで、糸状に塗料が付着し、つづいて、塗布
されて重なりあった塗料のライン同志が混合してレベリ
ングが始まり、５分後に塗布膜が均一化されて濃度ムラ
のない面となり、ビームのピッチムラはなくなった。

この塗膜を強制排気して溶剤を蒸発させた後、９０℃の
乾燥炉で５分間乾燥させた。この時の電荷発生層の膜厚
は０，１５μｍであった。

前記電荷発生層を塗布したアルミシリンダーを冷却して
室温に戻した。次に電荷輸送層としてポリカーボネート
樹脂１０部とヒドラゾン化合物（Ｐ−（Ｎ、Ｎ−ジエチ
ルアミノ）ベンズアルデヒド＝Ｎ’　−ａ−ナフチル−
Ｎｏ−フェニルヒドラゾン）９．５部を１００部のモノ
クロロベンゼンと４０部のジクロロメタンに溶解した。

この塗料を電荷輸送層用塗布タンクに入れ、ビームガン
の先端に口径１５０μｍのノズルチップを取り付け、タ
ンクに０．６ｋｇｆ／ｃｍ’の圧力をかけてガンの塗料
吐出量を測定したところ毎分１２．５ｇであった。

次に、このガンと被塗布物との距離を２０ｍｍに調節し
、電荷発生層まで塗布しであるアルミシリンダーを１２
　Ｏｒｐｍで回転させながらビームガンを毎分２００ｍ
ｍでシリンダーの母線方向に移動させて電荷輸送層を塗
布した。

電荷発生層上に付着した電荷輸送層のビームの巾は約２
．０ｍｍで糸状に塗料が付着しつづいて、塗布されて重
なりあった塗料のライン同志が混合されてレベリングが
始まり、５分後に表面粗さが０．２μｍ以下の平滑な面
となり、ビームのピッチムラはなくなった。この塗膜を
強制排気して溶剤を蒸発させた後、１２０℃の乾燥炉中
で６０分間乾燥させた。この時の塗膜の膜厚は２０μｍ
であった。

このようにして完成させたＯＰＣ感光体を複写機（キャ
ノン製　ＮＰ−３５２５）に取り付け、画像を出したと
ころ、従来のディッピング塗工で作られたものと同じ画
質が得られた。また、この感光体を耐久テストにかけて
１０万枚の画像出しを行なったところ最後まで鮮明で高
画質の画像を保った。

前記した本発明の塗料撹拌装置の各撹拌条件（撹拌翼の
開き角度、壁スパイラルの角度、スパイラル壁の開き角
度）を変えて、電子写真用塗料、特に第１層のＣＰＬ層
に着目した実験を行なった。表１〜表３に第１層塗膜の
気泡巻込み欠陥と撹拌原因の電位不良率及び総評をまと
めた。

表１〜表３において、 撹拌翼開き角度は、第４図に示すように、撹拌翼の表面
と水平面とがなす角度であり、壁スパイラル角度（α）
は第１図（ａ）に示したａ、即ち水平面に対するスパイ
ラルの角度であり、 スパイラル壁開き角度（β）は第１図（ａ）に示したβ
、即ちスパイラル状の溝の下方側の溝側壁面と該溝の底
面とがなす角度であり、評価欄の記号は次の通りである
： ○：ディッピング法により塗工したものと同程度、 △：ディッピング法により塗工したものより若干少る程
度、 ×：ディッピング法により塗工したものより劣る。

前記の表１〜表３中のデータから分るように、本発明の
塗料撹拌装置においては、スパイラル状の溝の下方側の
溝側壁面と該溝の底面とがなす角度が１００〜１５０＠
、好ましくは１１０〜１３５°であり、且つ水平面に対
するスパイラルの角度が１０〜６０°、好ましくは２０
〜４５゜である。

［発明の効果］ 撹拌中の顔料分散系塗料の滞留部分をな（し、再分散を
効果的におこなう事ができる。

又、塗料タンクの下部領域においてのみ、主な再分散の
流動がおこる為、気体の巻き込みを抑制でき、塗料中気
泡の塗膜付着による欠陥をな（すことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の塗料撹拌装置の一部分
の模式図であり、（ａ）はスパイラル壁に向う塗料の流
動を模式化した図であり、（ｂ）及び（Ｃ）は塗料が壁
にあたったときにかかる力と方向をあられしており、（
ｄ）は壁にあたった塗料のその後の流動を図示したもの
である。 第２図（ａ）〜（ｂ）は実際に塗料を塗布する装置の説
明図である。 第３図（ａ）〜（ｂ）は塗膜の生成工程を示す概略説明
図である。 第４図は撹拌翼開き角度の説明図である。 図中、 １は塗料撹拌容器、 ２は撹拌容器壁、 ３はスパイラル状溝、 ４は台形部、 ５は塗料の模式法、 ６は撹拌の翼の回転軸、 ７は撹拌翼、 αは水平面に対するスパイラルの角度、βはスパイラル
状の溝下方側の溝側壁面と該溝の底面とがなす角度であ
る。 代理人　　弁理士　　山　下　積　平 必 Ｓ 図 第 図 第 図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒状容器及び撹拌手段を有しており且つ該円筒状容器
   の内部側壁に沿ってスパイラル状の溝が設けられている
   塗料撹拌装置であって、該スパイラル状の溝の下方側の
   溝側壁面と該溝の底面とがなす角度が１００〜１５０゜
   であり、且つ水平面に対する該スパイラルの角度が１０
   〜６０゜であることを特徴とする塗料撹拌装置。