JPH06351A

JPH06351A - 分散装置

Info

Publication number: JPH06351A
Application number: JP16084492A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Kubo; 信明久保
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-11
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: JP2828834B2

Abstract

(57)【要約】【目的】効率良く分散媒体を循環させる。【構成】サンドミル３は、ガラスビーズを用いて処理
液を攪拌分散するための装置である。この装置は、筒状
の容器１２と攪拌部１３と分離排出部２２と処理液供給
管路４と循環管路１１とを備えている。容器１２は、ガ
ラスビーズと処理液とを充填可能なものである。攪拌部
１３は、容器１２内に回転可能に配置されている。分離
排出部２２は、容器１２の一端に配置され、ガラスビー
ズから処理液を分離して排出するものである。処理液供
給管路４は、容器１２の外壁に沿って延びる中間部６を
有し、その先端が容器１２の他端に連通している。循環
管路１１は、分離排出部２２の近傍において容器１２と
中間部６とを連通するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、分散装置、特に、分散
媒体を用いて塗料や薬品等の処理対象を分散する摩砕型
ミル（サンドミルまたはビーズミルと略称）に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗料の製造工程では、塗料等の顔料を粉
砕して均一に分散するために分散装置が用いられてい
る。この種の分散装置では、予め５０〜９０容積％のガ
ラスビーズ等の分散媒体を円筒状の容器に投入し、容器
下部より顔料とワニス等からなる処理液を送り込む。そ
して、ディスク等を付けた軸を容器内で回転させ、分散
媒体の流動速度差によって生じる剪断力等により顔料の
粉砕・分散を行う。また、容器上部に設けられた分離排
出部により分散媒体と処理液とを分離し、処理液だけを
容器外へ排出する。

【０００３】この種の分散装置では、高粘度，大流量の
処理液を分散させると、分散媒体が分離排出部に集中す
る。分散媒体が分離排出部に集中すると容器内の圧力及
び温度が上昇するとともに負荷が増大し、分散効率が悪
くなる。これを防止するために、分散媒体を循環させる
ものが知られている（特開昭５７−１４７４４９号公報
等）。この分散装置では、処理液の供給管路に連通する
循環管路が分離排出部近傍に設けられており、遠心力に
より分散媒体を循環管路に排出して、処理液の供給管路
から再度分散媒体を供給する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成では、
容器内のディスクの回転により生じる遠心力を用いて分
散媒体を循環させているが、供給管路までの循環管路長
が長い。このため、高粘度の処理液を扱ったり、流量を
大きくした場合には、循環管路において分散媒体に対す
る抵抗が大きくなり、十分に分散媒体を循環させること
ができなくなる。分散媒体が循環できなくなると、容器
内の分散媒体が分離排出部の近傍に集中し、温度，圧力
が上昇し、高負荷になるという問題が生じる。

【０００５】また、装置をスケールアップすると循環管
路長を長くする必要があり、さらに抵抗も大きくなり、
分散媒体が循環しなくなる。本発明の目的は、効率良く
分散媒体を循環させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る分散装置
は、分散媒体を用いて処理対象を分散するための装置で
ある。この装置は、筒状の容器と攪拌部と分離排出部と
処理対象供給管路と循環管路とを備えている。筒状の容
器は、分散媒体と処理対象とを充填可能なものである。
攪拌部は、容器内に回転可能に配置されている。分離排
出部は、容器の一端に配置され、分散媒体から処理対象
を分離して排出するものである。処理対象供給管路は、
容器の外壁に沿って延びる中間部を有し、その先端が容
器の他端に連通している。循環管路は、分離排出部の近
傍において容器と中間部とを連通するものである。

【０００７】

【作用】本発明に係る分散装置では、容器に分散媒体と
処理対象とが充填され、攪拌部により分散媒体と処理対
象とが攪拌されると、処理対象供給管路から供給された
処理対象が、分散され、処理対象だけが分離排出部から
排出される。このとき、分散媒体は、攪拌部の遠心効果
により、循環管路を通って供給管路の中間部に排出され
る。排出された分散媒体は、処理対象供給管路中を中間
部から先端へ、処理対象の流れによって運ばれ、再度容
器内に供給される。

【０００８】ここでは、循環管路が容器の外壁に沿って
延びる中間部に連通しているので管路長が短くなり、分
散媒体に対する抵抗が小さくなり、遠心力により分散媒
体を確実に循環させることができる。このため、処理対
象が高粘度となりまた処理対象の流量が増えても効率良
く分散媒体を循環できる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を採用した塗料製
造システムの一部を示している。図において、塗料製造
システムは、顔料やワニス等を混合してペースト状の処
理液を作る前練りを行うディゾルバ１と、前練りされた
ペースト状の処理液を圧送するポンプ２と、ポンプ２に
より圧送された処理液中の顔料をワニス中に均一に混合
し分散するための分散装置としてのサンドミル３とから
主に構成されている。ポンプ２とサンドミル３との間に
は、処理液供給配管４が設けられている。処理液供給配
管４は、ポンプ２から上方に立ち上がる後端部５と、後
端部５からサンドミル３の外壁に沿って立ち下がる中間
部６と、中間部６からサンドミル３の下端に延びる先端
部７とを有している。

【００１０】サンドミル３は、下端に配置された処理液
供給口８と、上端の一側に配置されたビーズ排出口９
と、上端の他側に配置された処理液排出口１０とを有し
ている。処理液供給口８には、処理液供給配管４の先端
部７が接続されている。ビーズ排出口９には、中間部６
の上端に連通するビーズ循環配管１１が接続されてい
る。また処理液排出口１０には、図示しない次工程に処
理液を供給するための配管が接続されている。

【００１１】サンドミル３は、図２及び図３に示すよう
に、分散媒体としてのガラスビーズと処理液とを充填す
るための円筒状の容器１２と、容器１２内において回転
自在に支持された攪拌部１３と、攪拌部１３と容器１２
との間を封止するためのメカニカルシール１４とを備え
ている。容器１２の周囲には、ウォータージャケット１
５が配置されている。ウォータージャケット１５は、図
示しない導入口より導入され排出口から排出される冷却
水によって冷却され得るようになっている。これにより
容器１２内が温度制御され得る。容器１２の下面には、
底蓋１６が配置されている。底蓋１６の中心部には処理
液供給口８が設けられている。容器１２の上端には、フ
ランジ１７が設けられている。フランジ１７の図３左端
には処理液排出口１０が設けられている。またフランジ
１７の図３右端には、ビーズ排出口９が設けられてい
る。ビーズ排出口９は、容器１２内の内壁上端から斜め
上方に延び、さらに水平に延びている。なおビーズ排出
口９は、平面的には容器１２の接線方向に延びている
（図２）。

【００１２】フランジ１７と底蓋１６と容器１２の内周
面とで囲まれる空間２３には、攪拌部１３を構成する回
転軸１８と、回転軸１８の軸長方向に等間隔で設けられ
たディスク１９とが配置されている。各ディスク１９
は、切欠き円盤型であり、図２に示すように中心部が一
体化された４枚の羽根から構成されている。容器１２の
フランジ１７下面には処理液とビーズとを分離して処理
液を排出するためのギャップセパレータ方式の分離排出
部２２が配置されている。なお、処理液排出口１０は、
分離排出部２２の上方において容器１２内と連通してい
る。また、ビーズ排出口９は分離排出部２２の近傍に形
成されている。

【００１３】次に上述の実施例の動作について説明す
る。容器１２内に、ガラスビーズを空間２３の容積の８
０％程度充填し、処理液をポンプ２により処理液供給配
管４を介して容器１２内の空間２３に供給する。そし
て、図示しないモータの回転により、ディスク１９を回
転させると、処理液とビーズとが攪拌され、剪断力等に
より処理液に含まれる顔料が分散される。そして、処理
液とビーズとの混合液体は空間２３内を除々に上昇し、
処理液は分離排出部２２を通過して処理液排出口１０か
ら次の工程へ送られる。

【００１４】このときビーズも処理液の上昇に応じて上
昇する。上昇したビーズは、攪拌部１３の遠心力の作用
により、ビーズ排出口９から循環配管１１に排出され
る。循環配管１１の先端は処理液供給配管４の中間部６
に連通しているので、排出されたビーズは、中間部６を
処理液供給の流れに乗って下方に移動し、先端部７及び
処理液供給口８を経由して再度容器１２内に供給され
る。これにより、ビーズが循環する。

【００１５】ここで、循環配管１１は、中間部６に連通
する短い配管であり、その部分には遠心力が強く働くの
で、ビーズを確実に排出することができる。中間部に搬
出されたビーズは、処理液の流れによって、確実に処理
液供給口８まで搬送される。すなわち、循環配管１１を
短くし、ビーズを遠心効果で移動させる距離を短くした
ので、ビーズが確実に容器１２内から排出できる。ま
た、循環管路１１から先の循環は、処理液供給管路４を
用いているので、処理液の流れに乗ってビーズが確実に
循環する。ここでは、処理液の粘度が高くなったり、流
量が増えたりしても、循環管路の管路長が短いので配管
抵抗が過大にならない。従って処理液の高粘度化、大流
量化を行っても、確実にビーズの循環を行うことができ
る。また、装置をスケールアップしても循環管路の管路
長があまり長くならないので、配管抵抗が過大にならず
ビーズの循環効率を高く維持できる。

【００１６】〔実験例〕本実施例と同等の装置（容器１
２の容量が１．４リッター）を用いて実験を行い、ビー
ズ循環速度と流量との関係を得た。その結果を図４に示
す。ここでは、ディスク１９を周速１０ｍ／ｓで一定回
転させた。この場合、ビーズ循環速度は、流量の増加と
ともに減少する傾向にある。これは、流量が増加する
と、ビーズを上昇させる力（容器内の流速）がディスク
１９の回転による遠心力に比較して大きくなるためであ
ると思われる。しかしながら、２０００ｃｃ／ｍｉｎの
流量においてもビーズが循環することを確認できた。

【００１７】また、流量を一定にした場合には、図５に
示すように、ディスク１９の周速を上げて行くと、ビー
ズ循環速度は速くなった。つまり、ディスク１９の遠心
効果によるビーズの排出効果が大きいことがわかった。
次に、ビーズを循環させない場合と本実施例装置でビー
ズを循環させた場合とでの、容器１２内の圧力，モータ
電流及び処理液温度の変化を調べた。図６にそれらの時
間による変化を、また図７にそれらの流量による変化を
示す。ここで、実線は本実施例装置でビーズを循環させ
た場合を示し、点線は従来例としてビーズを循環をさせ
なかった場合を示している。また、○は圧力を、△は電
流値をそれぞれ示している。ここでは、ビーズを循環さ
せることにより圧力，電流及び温度ともに低下すること
が確認された。また、図７に示すように、流量が多くな
ると、ビーズ循環の有無により圧力の差及び電流値の差
が大きくなることがわかった。このように、ビーズ循環
を確実に行うと、ビーズの容器１２上部での閉塞現象を
緩和でき、圧力，電流及び温度が下がることがわかっ
た。

【００１８】最後に、循環管路１１を長くした場合と短
くした場合とを比較した結果を図８に示す。図８は、時
間を変化させた場合の圧力，電流及び温度の変化を示し
ている。ここでは、点線が循環管路が長い従来例の場合
を示し、実線が循環管路が短い本実施例の場合を示して
いる。図から明らかなように、圧力，電流値とも循環管
路が短い方が低くなることが分かった。これは、循環管
路１１の配管長を短くすることにより、遠心力による効
果をより強くビーズが受けることになり、ビーズの循環
速度が速くなるからと思われる。

【００１９】このように、本実施例装置では、処理液供
給配管４の中間部６を容器１２の外壁に沿って設け、循
環配管１１を中間部６に連通させたので、遠心力の作用
を受ける循環配管１１の長さが短くなって、配管抵抗が
小さくなる。これにより、ビーズの循環速度を速くで
き、高粘度・大流量化に対応できるようになる。〔他の実施例〕（ａ）前記実施例では、ディスク１９として切欠き円
盤型を用いたが、円盤タイプ等各種ディスクタイプを用
いてもよいし、図１０に示すピンタイプを用いてもよ
い。

【００２０】ピンタイプでは、回転軸１８の軸長方向に
適当な間隔でリング部３０が設けられており、リング部
３０の周方向において適当な間隔でピン３１が径方向に
突出して設けられている。また、隣接するリング部３０
の間において、容器１２の内壁には、内方に突出する複
数のピン３２が周方向に等間隔で配置されている。この
ピン３１とピン３２とにより、処理液とビーズとが攪拌
され、ビーズの流動速度差によって生じる剪断力等によ
り処理液を粉砕分散し、分散処理を行う。（ｂ）前記実施例では、縦型のサンドミルを例に説明
したが、横型のサンドミルによっても本発明を実施でき
る。（ｃ）前記実施例ではギャップセパレータ型の分離排
出部２２を用いたが、スクリーンセパレータ型でもよ
い。（ｄ）ビーズ排出口９の位置は前記実施例に限定され
るものではなく、分離排出部１２近傍において最上のデ
ィスク１９より上の位置であればどのような位置でもよ
く、また方向は接線方向ではなくてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係る分散装置では、処理対象供
給管路の中間部を容器の外壁に沿って延びるように設
け、分離排出部の近傍において容器と中間部とを連通す
る循環管路を設けたので、循環管路の管路長が短くな
り、効率良く分散媒体を循環させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用した塗料製造システム
の概略図。

【図２】図１のII−II横断面図。

【図３】図２のIII −III 縦断面図。

【図４】ビーズ循環速度と流量との関係を示すグラフ。

【図５】ビーズ循環速度と周速との関係を示すグラフ。

【図６】ビーズ循環の有無の効果を示すグラフ。

【図７】ビーズ循環の有無の効果を示すグラフ。

【図８】循環管路長の効果を示すグラフ。

【図９】他の実施例の図３に相当する図。

【符号の説明】

３サンドミル４処理液供給配管６中間部１１循環配管１２容器１３攪拌部２２分離排出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分散媒体を用いて処理対象を分散するため
の分散装置であって、前記分散媒体と前記処理対象とを充填可能な筒状の容器
と、前記容器内に回転可能に配置された攪拌部と、前記容器の一端に配置され、前記分散媒体から前記処理
対象を分離して排出する分離排出部と、前記容器の外壁に沿って延びる中間部を有し、その先端
が前記容器の他端に連通する処理対象供給管路と、前記分離排出部の近傍において前記容器と前記中間部と
を連通する循環管路と、を備えた分散装置。