JPH04339788A - チキソトロピーの性質を有する液状物の移送又は循環方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、降伏値を有し、かつチ
キソトロピーの性質を有する液状物の移送又は循環方法
およびこの方法に用いることができる循環用タンクに関
する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】インキや塗料などの分野にお
いて、降伏値を有し、かつチキソトロピーの性質を有す
る液状物は数多く取扱われている。例えば、有機顔料を
樹脂溶液に分散した顔料ペーストやインキは、通常、降
伏値を有し、かつ強いチキソトロピーの性質を示すもの
である。

【０００３】一般に顔料等を連続型分散機、例えば連続
式のサンドミル、アトライターなどを用いて分散する時
、分散機内で分散物が滞留分布を持っており分散時間が
異なるため良好な分散性を得るには連続型分散機を数パ
ス通過させる必要がある。分散度は色相、彩度に大きく
影響するものであり、その色材本来の色とするため、ほ
とんどの原色の分散に２パス以上を要しており、３〜５
パスが平均的である。また難分散顔料の分散も必要であ
り、この場合には、より多くのパス回数が必要となる。

【０００４】パス回数を複数回とするためには、次の方
法を用いることが考えられる。 （１）必要なパス回数と同じ数の分散機を直列につなぐ
方法。 しかしながら、例えばサンドミルにおいて、直列につな
いで多連結を行なうと、分散機の圧損による機構上の問
題やイニシャルコストが高くつくなどの問題があり、２
連式までが一般的である。 （２）１パスしたものを第１のタンクで受け、このもの
を分散機に通して２パスさせ第２のタンクで受け、この
ものを分散機に通して３パスさせて再び第１のタンクで
受け、順次、同様にして分散パス回数を重ねる方法。 第１および第２のタンクの位置を固定してこの方法を行
なうと、タンクや配管内に残存物が残るため、２パスし
た分散物は第２のタンクを第１のタンクの位置に移動し
て受け、また３パスした分散物は第１のタンクを洗浄し
て、もとの第１のタンクの位置で受けることが行なわれ
るが、洗浄や移動の手間がかかる。 （３）分散機で１パスしたものをタンクに受け、このタ
ンクから分散機に送り出し、２パスされたものを再び同
一のタンクに受けるという循環を繰返す方法。 この方法では分散パス回数の多い分散物とパス回数の少
ない分散物とがタンク内で混合したり、分散パス回数の
少ない分散物の一部がタンク内に残留しやすいという問
題がある。分散エネルギー効率を無視して、例えば３パ
ス必要なところを例えば７〜８パスして分散度を得よう
としても、必要な分散パス回数を得られない分散物が残
存しやすく、また過剰分散となる可能性がある。

【０００５】一般的に多くの分散体のレオロジー特性は
、その流動曲線によって後記図１に示す（Ａ）、（Ｂ）
、（Ｃ）に大別でき、（Ａ）はダイラタント流体、（Ｂ
）はニュートン流体、（Ｃ）は降伏値を有する擬塑性流
体である。（Ｃ）降伏値を有する擬塑性流体である分散
体は分散が進むにつれて右方向に移動する。例えばフタ
ロシアニングリーン顔料を樹脂溶液とともにサンドミル
で分散し、分散パス回数をかえた時の顔料ペーストの流
動曲線は後記図２のとおりであり、分散パス回数が多く
なるにしたがって、ずり速度が０である時のずり応力で
ある降伏値も含め、ずり応力が増大し、右の方に変化し
ていく。

【０００６】図３は図２に示したフタロシアニングリー
ン顔料と樹脂溶液との分散１パスの分散体における、一
定のずり速度（２００ｓｅｃ−１）下でのずり応力と時
間との関係を示したものであり、一定速度のせん断をか
けていくと、ずり応力が変化していくが、ずり応力が低
下していくものがチキソトロピーの性質を有するもので
あり、図３から明らかなように、上記分散体はチキソト
ロピー性であり、図２から明らかなように降伏値を有す
る。

【０００７】上記分散体に一定のずり速度でせん断をか
けていくと分散体の内部構造が破壊され、ずり応力が低
下し、時間の経過とともに一定値に落ちつく。図４は、
この一定値に落ちついた分散体について、ずり速度を０
にしてからの経過時間とずり応力との関係を示したもの
であり、時間の経過とともに分散体の構造が回復され、
ずり応力が増大していく。

【０００８】本発明者は上記（Ｃ）降伏値を有する擬塑
性流体、すなわち降伏値を有し、かつチキソトロピーの
性質を有する液状物である顔料ペーストを複数回のパス
回数にて連続的に分散する際に前記（１）、（２）、（
３）の方法における問題がなく容易に連続分散できる方
法を得るべく検討を行なった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、降伏値を
有し、かつチキソトロピーの性質を有する液状物につい
て、連続的に分散を繰返す場合の受けタンクにおいて、
液状物がタンクに入った後、タンク内での滞留時間の長
いものから順にタンク外に出ていくようにすれば、例え
ば前記（Ｃ）の方法において、分散パス回数の異なるも
のを同一タンクに受けても、タンク内での滞留時間の長
いもの（分散パス回数の多いもの）から順に出ていくた
め、分散パス回数の少ない分散物の一部がタンク内に残
留することがなく、分散物が同一の分散パス回数を受け
、効率よく分散できる点に着目した。

【００１０】本発明者らは、降伏値を有し、かつチキソ
トロピーの性質を有する液状物をタンク内に一時的に滞
留させ、タンク下部から送り出す際に滞留時間の長いも
のから順に出ていくようにすることを、タンク内の液状
物とタンク壁面との付着力が妨害していること、またタ
ンク内壁面を掻き取り、タンク内壁面近傍の液状物にせ
ん断をかけることによって、チキソトロピーの性質を有
する液状物の内壁面近傍における粘度を低下させること
ができ、液状物とタンク内壁面との付着を防止できるた
め、内壁面近傍の液状物が内側の液状物に比べて移動が
遅れることを解消でき、自重、ポンプによる吸引などに
よってタンク内の液状物が滞留時間の長いものから順に
出ていくようにできることを見出し本発明を完成させる
に至った。

【００１１】すなわち本発明は、降伏値を有し、かつチ
キソトロピーの性質を有する液状物が容器の上部から入
り、該容器内に滞留した後、該容器の下部の液状物流出
口から出ていく液状物の移送又は循環方法であって、該
容器の内壁面に沿って円運動する掻き取り機の回転によ
って内壁面近傍の液状物を掻き取ることによって該容器
内の液状物が滞留時間の長いものから順次、該容器下部
に移動し、容器外に出ていくようにしてなることを特徴
とするチキソトロピーの性質を有する液状物の移送又は
循環方法を提供するものである。

【００１２】さらに、本発明は、上記方法に用いること
ができる循環用タンク、すなわち、内壁が円筒状部分を
主体とし、下部に液状物流出口を有する容器、および該
容器内壁面に沿って円運動する掻き取り機を具備してな
る液状物の移送又は循環用タンクを提供するものである
。

【００１３】本発明方法に用いることができる移送又は
循環用タンクの一例を後記図５に示す。図５を参考にし
て本発明方法および本発明の移送又は循環用タンクにつ
いて説明する。

【００１４】図５において、前工程から配管によって送
られてきた、降伏値を有し、かつチキソトロピーの性質
を有する液状物１が容器の上部から容器内に入ると、容
器内に入るまでの配管内でせん断が加えられているため
、初期は流動性を示し展延するが、容器内に入ってせん
断が除かれると、前記図４に示したように徐々に流動性
が失われ、いわゆるプリン状を呈するようになる。

【００１５】本発明方法においては、容器の内壁面に沿
って掻き取り機２が回転によって円運動するため、タン
ク内部の液状物が混合されることなく容器内壁面に付着
した液状物が掻き取られると同時に、容器内壁面近傍の
液状物にせん断が加えられる。液状物はチキソトロピー
性であるためせん断を加えられた容器内壁面近傍の液状
物の粘度は低下し、容器内壁面と液状物との付着が防止
でき、先に入った液状物が液状物流出口３から容器外に
出ていくと、後に入った液状物が壁面との付着によって
妨害されず層状に降下できるため、滞留時間の長い液状
物から順次、容器下部に移動し、容器外に出ていくよう
になる。

【００１６】本発明方法において、容器の内壁面におい
て、この面に沿って掻き取り機が円運動する部分は円筒
状、円錐状、円錐台状または同じ中心軸を有するこれら
の形状の組合せであることが必要であり、これらの形状
が容器内壁面の全部又は大部分を占めることが好ましく
、特に液状物を層状に降下させるという点から、容器の
内壁面は円筒状を主体とするものであることが好ましい
。

【００１７】本発明において、掻き取り機２が円運動す
ることによって容器内壁に付着している液状物が掻き取
られるが、掻き取り機２と容器内壁が接触ないしは接触
に極く近い状態にあることが必要である。

【００１８】上記掻き取り機２の回転速度は、容器の大
きさ、液状物の種類によって適宜かわるものであるが、
通常、０．５〜１０ｒｐｍの範囲である。

【００１９】掻き取り機の形状は、中心軸を中心として
、容器の内壁に沿って回転し、内壁に付着した内壁近傍
部の液状物にせん断を加えたり、この液状物を掻き取っ
たりできるものであれば特に限定されるものではなく、
例えば、容器の内壁に沿った形に加工された棒状体、円
筒体、針金のような線状体などであることができる。

【００２０】後記図５において、容器内壁面は円筒と円
錐とを同一中心軸上に組合せたものであって円筒状部分
が大部分を占めるものであり、この内壁に沿って円運動
する掻き取り機２は棒状体を六角形状に組合せたもので
あり、回転の中心軸４は、容器内壁面の中心軸上にある
。回転の中心軸４はモータ５によって回転される。掻き
取り機２は図５においては六角形状であって内壁面に沿
って２箇所で掻き取りを行なうようになっているが、異
なる形状であってもよく、例えば六角形状のものを２個
直角に組合せて上から見ると十字の形とし、内壁面に沿
って４箇所で掻き取るようにしたもの、また、六角形を
縦に半分にした片側だけで、内壁面に沿って１箇所で掻
き取るようにしたものであってもよい。

【００２１】掻き取り機は、回転、掻き取りに対して十
分な強度を有していることが必要であり、例えば、ステ
ンレス鋼、アルミニウム、鉄鋼などであることができ、
容器内壁と接触ないしは接触に極く近い状態にある、掻
き取り機の掻き取り部分は、これらの材質にテフロン、
ポリエチレンなどのプラスチックスの被覆を施したもの
など、弾力性を有するものであることが、液状物の掻き
取り易さなどの点から好ましい。また掻き取り機の形状
は洗浄のしやすさなどから簡素なものであることが好ま
しい。

【００２２】本発明方法において、掻き取り機を容器の
内壁面に沿って円運動させるには、従来公知の方法が使
用でき、例えば掻き取り機を容器内壁に沿うようにセッ
トし、容器内壁の円筒などの中心軸を中心にしてモータ
で回転させればよい。

【００２３】また本発明方法において、掻き取り機によ
る掻き取り効果、容器内壁近傍の液状物の粘度低下効果
の増大や、掻き取り機と器壁との摩擦抵抗の減少などを
目的として、容器内の液状物表面より上方から容器内壁
面に沿って、又は内壁面近傍の液状物表面に向かって少
量の溶剤を加えてもよい。この溶剤の添加は１箇所から
行なってもよいし、数箇所から行なってもよく、図５に
おいては溶剤添加口６が２箇所に設けられている。

【００２４】本発明方法において容器内に入った液状物
は容器内を降下して、下部から容器外へ出ていくが、出
口である液状物流出口３は、容器の中心軸線上の最下部
にあることが、液状物を滞留時間の長いものから順次、
容器下部に移動させるという点で好ましい。また液状物
を容器外へ出すには液状物の自重によってもよいが、通
常、ポンプが配管に設けられ、ポンプによって次工程へ
送られる。本発明において、例えば前工程が分散３パス
工程であれば、次工程は分散４パス工程であることがで
きるが分散以外の工程であってもよい。

【００２５】また、本発明タンクは冷却機能を有してい
てもよく図５においては、タンク内壁と外壁の間に冷却
用コイルが巻かれており、冷却水が冷却水入口７から冷
却水出口８に流れるようになっている。本発明方法によ
って扱われる、降伏値を有し、かつチキソトロピーの性
質を有する液状物は特に限定されるものではない。

【００２６】

【発明の効果】本発明方法によって、降伏値を有し、か
つチキソトロピーの性質を有する液状物をタンク内に導
入した順序どおりに次工程に送ることができるようにな
るため、上記のような液状物を数多く取扱うインキ工業
、塗料工業における製造工程の簡素化に役立つ。特に分
散工程において、連続的にパス回数多く分散する際に、
連続分散機１個で本発明方法によって効率よく分散を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　分散系のレオロジー特性を示す流動曲線の
図である。

【図２】　　フタロシアニングリーン顔料ペーストの分
散パス回数による流動曲線の変化を示す図である。

【図３】　　分散１パスしたフタロシアニングリーン顔
料ペーストのずり応力とずり速度２００ｓｅｃ−１の一
定のせん断を加えている経過時間との関係を示す図であ
る。

【図４】　　図３において、せん断をかけて、ずり応力
が一定値にまで低下した分散１パスしたフタロシアニン
グリーン顔料ペーストからせん断を取除いてからの経過
時間とずり速度２００ｓｅｃ−１で測定したずり応力の
関係を示す図である。

【図５】　　本発明の移送又は循環用タンクの一実施例
を示す断面のモデル図である。

【符号の説明】

１　　液状物 ２　　掻き取り機 ３　　液状物流出口 ４　　回転の中心軸 ５　　モータ ６　　溶剤添加口 ７　　冷却水入口 ８　　冷却水出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　降伏値を有し、かつチキソトロピーの
   性質を有する液状物が容器の上部から入り、該容器内に
   滞留した後、該容器の下部の液状物流出口から出ていく
   液状物の移送又は循環方法であって、該容器の内壁面に
   沿って円運動する掻き取り機の回転によって内壁面近傍
   の液状物を掻き取ることによって該容器内の液状物が滞
   留時間の長いものから順次、該容器下部に移動し、容器
   外に出ていくようにしてなることを特徴とするチキソト
   ロピーの性質を有する液状物の移送又は循環方法。
2. 【請求項２】　　容器内の液状物表面より上方から、容
   器内壁面に沿って、又は内壁面近傍の液状物表面に向か
   って、少量の溶剤を加えてなる請求項１記載の液状物の
   移送又は循環方法。
3. 【請求項３】　　内壁が円筒状部分を主体とし、下部に
   液状物流出口を有する容器、および該容器内壁面に沿っ
   て円運動する掻き取り機を具備してなる液状物の移送又
   は循環用タンク。