JPH0521015B2 - - Google Patents
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- JPH0521015B2 JPH0521015B2 JP59042889A JP4288984A JPH0521015B2 JP H0521015 B2 JPH0521015 B2 JP H0521015B2 JP 59042889 A JP59042889 A JP 59042889A JP 4288984 A JP4288984 A JP 4288984A JP H0521015 B2 JPH0521015 B2 JP H0521015B2
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- dispersion
- stirring blade
- tank
- stirring
- solid
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
- B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
- B01F27/93—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with rotary discs
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、サンドミルと通称される分散装置を
用いて固液系懸濁液を均一化する固体分散液の製
造方法に関するものである。 〔技術の背景〕 顔料などの固体を粉砕しながら液体分散媒に分
散懸濁させて混合組成物を得る分散装置は、顔
料、塗料、インク等の製造に広く用いられてい
る。このような分散装置としては、例えば米国特
許第2855156号明細書に記載されたものが知られ
ている。しかしながら、従来の分散装置において
は、その容量が小さい場合にはほぼ均一な懸濁状
態にある混合物組成物を比較的短時間で得ること
が可能であるが、その容量が例えば40以上と大
きい場合には被処理物の分散処理に長時間を要
し、生産効率が低いという問題点がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、分散装置の容量の大小にかか
わらず必要な分散処理時間が短く、従つて高い生
産効率で固体分散液を製造することのできる固体
分散液の製造方法を提供することにある。 本発明の目的は、液体分散媒とこれに分散懸濁
される固体粒子とよりなる固液系被処理物を、分
散槽に供給しつつ、該槽内に充填された分散補助
媒体とともに、該槽内に設けられた回転軸を共有
する２以上のデイスク状撹拌翼によつて撹拌し、
撹拌翼の最外周端面と該槽の内面間において分散
作用が発揮される分散装置を用いて固体分散液を
製造する方法において、 分散槽の有効容積をＶ、 ｎ個の撹拌翼のｉ番目の撹拌翼の直径をDi、 ｉ番目の撹拌翼の最外周端の厚さをHi としたとき、ｉ番目の撹拌翼の最外周端面積Si
と、ｉ番目の撹拌翼の最外周端周速度viとの関係
が、式 15≦o 〓i Si・vi／Ｖ≦45（sec-1） （ただし、Si＝π・Di・Hi、 vi＝８〜12ｍ／secである。） を満足することを特徴とする固体分散液の製造方
法によつて達成される。 以下、本発明を第１図に示す分散装置を例にと
つて詳細に説明する。 第１図は堅型の分散装置の概略を示す縦断正面
図である。第１図において、１は有底円筒状の分
散槽本体（以下、「ベセル本体」という。）１１と
このベセル本体１１の上部周端縁に沿つて立設さ
れる網目状のフイルター１２とからなる分散槽
（以下、「ベセル」という。）である。このベセル
１内にはその軸方向に沿てつ伸び、図示しない駆
動手段によつて回転する回転軸２が設けられ、こ
の回転軸２には、ほぼ同一の直径を有する複数の
デイスク状撹拌翼３が互いに軸方向に離間して固
定されている。ベセル本体１１の底部には、液体
分散媒とこれに分散懸濁される顔料、磁性粉末な
どの固体粒子との混合物よりなる被処理物をポン
プ５によつてベセル１内に供給するパイプ４が接
続されており、またベセル本体１１の外周には温
度制御用の流体が供給されるジヤケツト６が形成
されている。７は被処理物の吐出口である。この
ような構成の分散装置においては、被処理物は、
供給パイプ４を介してベセル１内に連続的に供給
され、ベセル１内において適量の分散補助媒体、
例えばガラスビーズ、スケールボール、砂と共に
撹拌されながら上昇し、そしてフイルター１２に
よつて分散補助媒体と分離された後吐出口７より
流出する。 ここに、分散補助媒体としては、相当直径0.5
〜４mm、真比重2.0〜8.0ｇ／cm3のものが適宜選定
され、これはみかけ上ベセルの有効容積の50〜90
％を占めるよう充填される。また、被処理物のベ
セルへの供給流量は、ベセル内の真の空隙内での
被処理物の平均滞留時間が１〜60分間、好ましく
は５〜30分間になるよう制定される。 しかして、本発明においては、以上のような構
成の分散装置において、 ベセルの有効容積をＶ、 ｎ個の撹拌翼の内のｉ番目の撹拌翼の外周端面
積をSi、 ｉ番目の撹拌翼の外周の周速度をvi、 としたとき、 o 〓i Si・vi／Ｖ の値が15sec-1以上でかつ45sec-1以下、好ましく
は18〜30sec-1となる条件下において、被処理物
の分散処理を行つて、固体分散液を製造する。 ここにおいて、ベセルの有効容積Ｖとは、ベセ
ル１内の全体積より回転軸２および撹拌翼３の占
める体積を減じた体積である。そして、有効容積
Ｖは実用上の点より通常40以上の大容量が好ま
しいとされる。 ｉ番目の撹拌翼の最外周端面積Siとは、デイス
ク状の撹拌翼３においては、第２図に示すように
デイスクの直径をDicm、外周における厚さをHicm
とすれば下記式で表される面積である。 Si＝π・Di・Hi〔cm2〕 また、ｉ番目の撹拌翼の最外周端の周速度viと
は、撹拌翼３の回転数をNr.p.m.とすると下記式
で表される速度であり、８〜12ｍ／secの範囲と
される。 vi＝NπDi／60〔cm／sec〕 すなわち、 o 〓i Si・vi／Ｖ とは、撹拌翼の最外周端面積と周速度との積の、
ベセルの有効容積に対する平均値を表し、撹拌翼
の外周のおける分散作用効果の大きさを示す尺度
となるものである。 なお、撹拌翼の直径Diは、通常、ベセルの内径
の0.6〜0.9倍、好ましくは0.7〜0.85倍とされる。
また、撹拌翼の個数ｎは、４〜20が一般的であ
る。 〔発明の効果〕 本発明の固体分散液の製造方法は、上述のよう
に、式 o 〓i Si・vi／Ｖ の値を15sec-1以上で45sec-1以下という特定の範
囲内とし、viを８〜12ｍ／secとすることにより、
後述する実施例からも明らかなように、小容量の
場合のみならず容量40以上の中・大型の場合に
おいても短時間で被処理物の分散処理を行うこと
ができ、優れた分散処理効率を有する。 また、本発明は、液体分散媒に固体粒子を分散
させるものであればどのような系にでも適用する
ことができ、例えば、液体分散媒がスラリー状の
ものであつても適用可能である。 なお、式 o 〓i Si・vi／Ｖ の値が45超える場合には、Siを大きくする必要が
あることから撹拌翼の重量の増大を招いたり、vi
を大きくするために動力の大きなモーターを必要
とし、そのため撹拌に要する消費エネルギーが増
大し、また回転軸の摩耗などによる装置の劣化が
著しくなつて実用上好ましくない。このような撹
拌翼の重量の増大に伴う問題は、撹拌デイスクの
材質として例えば高密度ポリエチレンなどの軽量
な強化プラスチツクを用いることによつて軽減さ
れる。 本発明の発明者らは、この種の分散装置におけ
る分散作用は、マクロ的にみれば、撹拌翼の相互
間の流動領域における分散作用よりむしろ撹拌翼
の回転による遠心力が作用する領域（第２図およ
び第３図において模式的に散点を付して示す。）
における分散作用が支配的であることを究明し、
これに基き、本発明においては、ベセル内の撹拌
翼の回転による遠心力に基く分散への作用力を定
量化する因子として既述の o 〓i Si・vi／Ｖ を採用し、その値の範囲を定めたものである。 従つて、各撹拌翼間の間隔（ピツチ）は任意に
選定することができるが、装置のバランスという
観点からは、すべて等ピツチのものが好ましい。 〔実験例〕 本発明の効果を確認する目的で以下の実験を行
なつた。 実験装置：堅型サンドミル「RSシールメデイ
アミル SGI−30RSC」（株式会社井上製作所製） 有効容積 100 分散補助媒体（直径1.3mmのガラスビーズ）のみ
かけ充填率 70％ 被処理物（磁性塗料）の組成： 磁性酸化鉄 510部 カーボンブラツク 20部 塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂 40部 レシチン 30部 メチルエチルケトン 180部 トルエン 220部 ただし、「部」は重量部を表す。 実験方法：磁性塗料200を毎分５の流量で
サンドミル内に供給し、磁性塗料の分散度が一定
となるまでこの塗料の循環を継続した。分散度の
評価は、磁性塗料の塗膜の入射角60°における光
沢度（JIS Z8741に準ずる。）が100％となるのに
必要な分散時間、すなわちサンドミル内における
塗料の平均滞留時間の合計によつた。 実験は、第１表に示す６種のデイスク状撹拌翼
の条件（Ａ〜Ｆ）についてそれぞれ行なつた。結
果を同じく第１表に示す。なお、撹拌翼の直径は
いずれも24.6cmであり、翼の周速度ｖは回転数を
調整して10ｍ／secとした。
用いて固液系懸濁液を均一化する固体分散液の製
造方法に関するものである。 〔技術の背景〕 顔料などの固体を粉砕しながら液体分散媒に分
散懸濁させて混合組成物を得る分散装置は、顔
料、塗料、インク等の製造に広く用いられてい
る。このような分散装置としては、例えば米国特
許第2855156号明細書に記載されたものが知られ
ている。しかしながら、従来の分散装置において
は、その容量が小さい場合にはほぼ均一な懸濁状
態にある混合物組成物を比較的短時間で得ること
が可能であるが、その容量が例えば40以上と大
きい場合には被処理物の分散処理に長時間を要
し、生産効率が低いという問題点がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、分散装置の容量の大小にかか
わらず必要な分散処理時間が短く、従つて高い生
産効率で固体分散液を製造することのできる固体
分散液の製造方法を提供することにある。 本発明の目的は、液体分散媒とこれに分散懸濁
される固体粒子とよりなる固液系被処理物を、分
散槽に供給しつつ、該槽内に充填された分散補助
媒体とともに、該槽内に設けられた回転軸を共有
する２以上のデイスク状撹拌翼によつて撹拌し、
撹拌翼の最外周端面と該槽の内面間において分散
作用が発揮される分散装置を用いて固体分散液を
製造する方法において、 分散槽の有効容積をＶ、 ｎ個の撹拌翼のｉ番目の撹拌翼の直径をDi、 ｉ番目の撹拌翼の最外周端の厚さをHi としたとき、ｉ番目の撹拌翼の最外周端面積Si
と、ｉ番目の撹拌翼の最外周端周速度viとの関係
が、式 15≦o 〓i Si・vi／Ｖ≦45（sec-1） （ただし、Si＝π・Di・Hi、 vi＝８〜12ｍ／secである。） を満足することを特徴とする固体分散液の製造方
法によつて達成される。 以下、本発明を第１図に示す分散装置を例にと
つて詳細に説明する。 第１図は堅型の分散装置の概略を示す縦断正面
図である。第１図において、１は有底円筒状の分
散槽本体（以下、「ベセル本体」という。）１１と
このベセル本体１１の上部周端縁に沿つて立設さ
れる網目状のフイルター１２とからなる分散槽
（以下、「ベセル」という。）である。このベセル
１内にはその軸方向に沿てつ伸び、図示しない駆
動手段によつて回転する回転軸２が設けられ、こ
の回転軸２には、ほぼ同一の直径を有する複数の
デイスク状撹拌翼３が互いに軸方向に離間して固
定されている。ベセル本体１１の底部には、液体
分散媒とこれに分散懸濁される顔料、磁性粉末な
どの固体粒子との混合物よりなる被処理物をポン
プ５によつてベセル１内に供給するパイプ４が接
続されており、またベセル本体１１の外周には温
度制御用の流体が供給されるジヤケツト６が形成
されている。７は被処理物の吐出口である。この
ような構成の分散装置においては、被処理物は、
供給パイプ４を介してベセル１内に連続的に供給
され、ベセル１内において適量の分散補助媒体、
例えばガラスビーズ、スケールボール、砂と共に
撹拌されながら上昇し、そしてフイルター１２に
よつて分散補助媒体と分離された後吐出口７より
流出する。 ここに、分散補助媒体としては、相当直径0.5
〜４mm、真比重2.0〜8.0ｇ／cm3のものが適宜選定
され、これはみかけ上ベセルの有効容積の50〜90
％を占めるよう充填される。また、被処理物のベ
セルへの供給流量は、ベセル内の真の空隙内での
被処理物の平均滞留時間が１〜60分間、好ましく
は５〜30分間になるよう制定される。 しかして、本発明においては、以上のような構
成の分散装置において、 ベセルの有効容積をＶ、 ｎ個の撹拌翼の内のｉ番目の撹拌翼の外周端面
積をSi、 ｉ番目の撹拌翼の外周の周速度をvi、 としたとき、 o 〓i Si・vi／Ｖ の値が15sec-1以上でかつ45sec-1以下、好ましく
は18〜30sec-1となる条件下において、被処理物
の分散処理を行つて、固体分散液を製造する。 ここにおいて、ベセルの有効容積Ｖとは、ベセ
ル１内の全体積より回転軸２および撹拌翼３の占
める体積を減じた体積である。そして、有効容積
Ｖは実用上の点より通常40以上の大容量が好ま
しいとされる。 ｉ番目の撹拌翼の最外周端面積Siとは、デイス
ク状の撹拌翼３においては、第２図に示すように
デイスクの直径をDicm、外周における厚さをHicm
とすれば下記式で表される面積である。 Si＝π・Di・Hi〔cm2〕 また、ｉ番目の撹拌翼の最外周端の周速度viと
は、撹拌翼３の回転数をNr.p.m.とすると下記式
で表される速度であり、８〜12ｍ／secの範囲と
される。 vi＝NπDi／60〔cm／sec〕 すなわち、 o 〓i Si・vi／Ｖ とは、撹拌翼の最外周端面積と周速度との積の、
ベセルの有効容積に対する平均値を表し、撹拌翼
の外周のおける分散作用効果の大きさを示す尺度
となるものである。 なお、撹拌翼の直径Diは、通常、ベセルの内径
の0.6〜0.9倍、好ましくは0.7〜0.85倍とされる。
また、撹拌翼の個数ｎは、４〜20が一般的であ
る。 〔発明の効果〕 本発明の固体分散液の製造方法は、上述のよう
に、式 o 〓i Si・vi／Ｖ の値を15sec-1以上で45sec-1以下という特定の範
囲内とし、viを８〜12ｍ／secとすることにより、
後述する実施例からも明らかなように、小容量の
場合のみならず容量40以上の中・大型の場合に
おいても短時間で被処理物の分散処理を行うこと
ができ、優れた分散処理効率を有する。 また、本発明は、液体分散媒に固体粒子を分散
させるものであればどのような系にでも適用する
ことができ、例えば、液体分散媒がスラリー状の
ものであつても適用可能である。 なお、式 o 〓i Si・vi／Ｖ の値が45超える場合には、Siを大きくする必要が
あることから撹拌翼の重量の増大を招いたり、vi
を大きくするために動力の大きなモーターを必要
とし、そのため撹拌に要する消費エネルギーが増
大し、また回転軸の摩耗などによる装置の劣化が
著しくなつて実用上好ましくない。このような撹
拌翼の重量の増大に伴う問題は、撹拌デイスクの
材質として例えば高密度ポリエチレンなどの軽量
な強化プラスチツクを用いることによつて軽減さ
れる。 本発明の発明者らは、この種の分散装置におけ
る分散作用は、マクロ的にみれば、撹拌翼の相互
間の流動領域における分散作用よりむしろ撹拌翼
の回転による遠心力が作用する領域（第２図およ
び第３図において模式的に散点を付して示す。）
における分散作用が支配的であることを究明し、
これに基き、本発明においては、ベセル内の撹拌
翼の回転による遠心力に基く分散への作用力を定
量化する因子として既述の o 〓i Si・vi／Ｖ を採用し、その値の範囲を定めたものである。 従つて、各撹拌翼間の間隔（ピツチ）は任意に
選定することができるが、装置のバランスという
観点からは、すべて等ピツチのものが好ましい。 〔実験例〕 本発明の効果を確認する目的で以下の実験を行
なつた。 実験装置：堅型サンドミル「RSシールメデイ
アミル SGI−30RSC」（株式会社井上製作所製） 有効容積 100 分散補助媒体（直径1.3mmのガラスビーズ）のみ
かけ充填率 70％ 被処理物（磁性塗料）の組成： 磁性酸化鉄 510部 カーボンブラツク 20部 塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂 40部 レシチン 30部 メチルエチルケトン 180部 トルエン 220部 ただし、「部」は重量部を表す。 実験方法：磁性塗料200を毎分５の流量で
サンドミル内に供給し、磁性塗料の分散度が一定
となるまでこの塗料の循環を継続した。分散度の
評価は、磁性塗料の塗膜の入射角60°における光
沢度（JIS Z8741に準ずる。）が100％となるのに
必要な分散時間、すなわちサンドミル内における
塗料の平均滞留時間の合計によつた。 実験は、第１表に示す６種のデイスク状撹拌翼
の条件（Ａ〜Ｆ）についてそれぞれ行なつた。結
果を同じく第１表に示す。なお、撹拌翼の直径は
いずれも24.6cmであり、翼の周速度ｖは回転数を
調整して10ｍ／secとした。
【表】
実験の結果の評価：以上実験結果より
o
〓i
Si・vi／Ｖ
の値が本発明の範囲内にある条件Ｃ、Ｄおよび条
件Ｅの場合には、 o 〓i Si・vi／Ｖ の値が本発明の範囲外にある従来使用されてきた
撹拌装置における条件ＡおよびＢの場合に比し
て、必要分散時間が格段に短く、従つて本発明の
サンドミルは優れた分散処理効率を有することが
確認された。 以上本発明の一実施例について述べたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば横型
の分散装置においても、また撹拌翼としていわゆ
る「朝顔型」と称されるものなど一般に使用され
るものを用いた分散装置においてもそのまま適用
することができる。
件Ｅの場合には、 o 〓i Si・vi／Ｖ の値が本発明の範囲外にある従来使用されてきた
撹拌装置における条件ＡおよびＢの場合に比し
て、必要分散時間が格段に短く、従つて本発明の
サンドミルは優れた分散処理効率を有することが
確認された。 以上本発明の一実施例について述べたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば横型
の分散装置においても、また撹拌翼としていわゆ
る「朝顔型」と称されるものなど一般に使用され
るものを用いた分散装置においてもそのまま適用
することができる。
第１図は分散装置を示す縦断正面図、第２図お
よび第３図はそれぞれ分散装置の要部を拡大して
示す縦断正面図および横断平面図である。 １……分散槽、１１……分散槽本体、１２……
フイルター、２……回転軸、３……デイスク状撹
拌翼、４……供給パイプ、５……ポンプ、６……
ジヤケツト、７……吐出口。
よび第３図はそれぞれ分散装置の要部を拡大して
示す縦断正面図および横断平面図である。 １……分散槽、１１……分散槽本体、１２……
フイルター、２……回転軸、３……デイスク状撹
拌翼、４……供給パイプ、５……ポンプ、６……
ジヤケツト、７……吐出口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液体分散媒とこれに分散懸濁される固体粒子
とよりなる固液系被処理物を、分散槽に供給しつ
つ、該槽内に充填された分散補助媒体とともに、
該槽内に設けられた回転軸を共有する２以上のデ
イスク状撹拌翼によつて撹拌し、撹拌翼の最外周
端面と該槽の内面間において分散作用が発揮され
る分散装置を用いて固体分散液を製造する方法に
おいて、 分散槽の有効容積をＶ、 ｎ個の撹拌翼のｉ番目の撹拌翼の直径をDi、 ｉ番目の撹拌翼の最外周端の厚さをHi としたとき、ｉ番目の撹拌翼の最外周端面積Si
と、ｉ番目の撹拌翼の最外周端の周速度viとの関
係が、式 15≦o 〓i Si・vi／Ｖ≦45（sec-1） （ただし、Si＝π・Di・Hi、 vi＝８〜12ｍ／secである。） を満足することを特徴とする固体分散液の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59042889A JPS60187324A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 固体分散液の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59042889A JPS60187324A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 固体分散液の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60187324A JPS60187324A (ja) | 1985-09-24 |
| JPH0521015B2 true JPH0521015B2 (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=12648595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59042889A Granted JPS60187324A (ja) | 1984-03-08 | 1984-03-08 | 固体分散液の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60187324A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8701263D0 (en) * | 1987-01-21 | 1987-02-25 | Ecc Int Ltd | Forming concentrated aqueous suspension |
| JP3782485B2 (ja) * | 1995-06-14 | 2006-06-07 | 株式会社日本触媒 | カーボンブラックの表面改質処理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5016161A (ja) * | 1973-06-13 | 1975-02-20 | ||
| JPS50122758A (ja) * | 1974-03-14 | 1975-09-26 |
-
1984
- 1984-03-08 JP JP59042889A patent/JPS60187324A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5016161A (ja) * | 1973-06-13 | 1975-02-20 | ||
| JPS50122758A (ja) * | 1974-03-14 | 1975-09-26 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60187324A (ja) | 1985-09-24 |
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