JPH08318145A - 連続式分散装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安全性、効率性向上の見地から、ベッセル内
の粒状メディアを攪拌羽根によって分散させることによ
り、被分散材料の分散処理を充分に成し、攪拌羽根のエ
ネルギーを顔料分散に有効に利用することを可能とし、
粒状メディアの充填量を縮小することができ、更にミル
ベースのショートパス、チョーキング現象の発生を防止
し、安全性を確保するとともに、高い粉砕効率、分散効
率が得られ、経済的にも有利な連続式分散装置を得るこ
と。 【構成】 被分散材料の給排口を有するベッセル２と、
それぞれ攪拌羽根４を有し、前記ベッセル２内に配置さ
れた平行な２本の回転軸と、及び前記ベッセル２内に充
填された粒状メディア６を有する連続式分散装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベッセル内の粒状メデ
ィアを攪拌羽根により分散させることにより、被分散材
料を分散する連続式分散装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷インキ、塗料の製造では、粉体顔料
をワニス、溶剤等に高濃度に分散させたミルベースが使
用される。この分散工程では、顔料一次粒子が凝集した
二次粒子からなる粉体顔料をワニス中に粉砕、分散し
て、粗大粒子の存在しない微細な顔料粒子とすることが
印刷インキ、塗料の着色力を向上させるために好まし
い。分散装置としては、従来、サンドミル、グレインミ
ル、ボールミル等が知られている。このような分散装置
の内、分散処理を連続的に行う方式のものでは、図３に
示すように、ベッセル１０２に通じている原料供給口１
１から連続的にミルベース原料を供給し、ベッセル１０
２内で分散処理を行った後、連続的に原料排出口１１２
から分散処理されたミルベースが排出されるようになっ
ている。しかしながら、供給されたミルベース原料は、
ベッセル内１０２で一様に分散されず、いわゆるショー
トパスが生じて粗大な顔料粒子を含むミルベースが排出
口より出てきてしまうという問題点があった。更に、粒
状メデイアの動きを観察すると、回転軸１０３に取付け
られている攪拌羽根１０４と共回りしており顔料分散に
有効にエネルギーが使われていない。

【０００３】粒状メディアの充填率を高くすることによ
って、ショートパスをある程度防止することができる
が、メディアの充填率を高くし過ぎると、ベッセル内部
でメディアが排出口側に偏るチョーキング現象が起こ
り、安定な運転ができなくなる。このため、粒状メデイ
アの充填率は約７５〜８０％として運転されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みて成されたものであって、ミルベースのショート
パスを防止することができ、また、粒状メディアの共回
りを防止して攪拌羽根のエネルギーを顔料分散に有効に
利用することができ、更にチョーキング現象の防止をす
ることができ、これによって上記の連続分散装置の問題
点を解消し、高い粉砕効率、分散効率が得られ、経済的
にも有利な連続分散装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の連続式分散装置は、被分散材料の給排口を有す
るベッセルと、それぞれ攪拌羽根を有し前記ベッセル内
に配置された平行な２本の回転軸と、及び前記ベッセル
内に充填された粒状メディアを有することを特徴として
いる。

【０００６】

【作用】被分散材料を原料供給口からベッセル内に供給
する。ベッセル内では、回転軸と攪拌羽根が回転し、こ
れによって粒状メディアが駆動され、被分散材料は粒状
メディアと混合した状態で、攪拌羽根に送られて隣り合
う室Ａ、Ｂ間を蛇行する。この状態で被分散材料は、ベ
ッセルの入口側端から出口側端まで送られて分散処理が
成される。次いで、粒状メディア分離機構が処理剤の被
分散材料は粒状メディアから分離されて、原料排出口か
ら排出される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の詳細を図面に基づいて説明
する。

【０００８】この発明の連続式分散装置１は、ベッセル
２とベッセル２の少なくとも一端面を通って、ベッセル
２内を通過する平行な２本の回転軸３ａ、３ｂとを有し
ている。ベッセル２の内部形状は、一例として回転軸３
ａを含む空間Ａと回転軸３ｂを含む空間Ｂがそれぞれ円
筒状であって２つの空間Ａ、Ｂが部分的に重なった繭形
筒状のものを図示したが、空間Ａ、Ｂは４角筒状、６角
筒状、８角筒状でもよく、また軸方向に横断面形状が変
化するコーン形状とすることもできる。且つ、空間Ａ、
Ｂ内に粒状メディア６が充填される。

【０００９】ベッセル２の容量は、粒状メディア６の大
きさによって異なるが、０．５リットルより大きなもの
であれば実用上使用できる。回転軸３ａ、３ｂには同一
円周上に取り付けられた複数のピン５から構成される攪
拌羽根４が取り付けられている。ピン５の断面形状は円
形でよいが、４角形状、６角形状、８角形状の断面であ
ってもよい。

【００１０】攪拌羽根４は２本のピンを１対として対称
に取り付ければよいが、４本あるいは８本のピンを同一
円周上に対称に取り付けてもよい。また、攪拌羽根４は
粒状メディア６が、貫通できる穴を形成した盤状ディス
クあるいは朝顔型のディスクであってもよく、さらに従
来一般に使用されている一軸のサンドミル等に使われる
各種攪拌羽根や攪拌ディスクはそのまま利用することが
できる。攪拌羽根４の回転半径は攪拌羽根４の先端とベ
ッセル２の内面とが成す間隔Δｒが、粒状メディア６の
径の少なくとも３倍にすることが好ましい。

【００１１】回転軸３ａ、３ｂの内部には冷却水用の通
路７が設けられており、内部には冷却水が循環できるよ
うになっている。回転軸は動力（図示せず）により駆動
され、攪拌羽根４が周速６ｍ／秒〜１７ｍ／秒で回転す
るようになっている。また、ベッセル２の外側には冷却
用の流路８が設けられている。ベッセル２の入口側の端
部には、例えば、粉体顔料とワニス若しくは溶剤等から
成る被分散材料の原料供給口１１が設けられ、この原料
供給口１１から被分散材料が連続的に供給される。また
ベッセル２の出口側の端部には粒状メディア分離機構１
３、１４が設けられ、最端部の粒状メディア分離機構１
４には原料排出口１２が設けられている。粒状メディア
分離機構１３、１４は本図に拘らず公知の粒状メディア
分離機構を採用することは可能である。

【００１２】粒状メディア６は、形状が球状、偏平状又
は無定形の鋼、セラミックス、石等であり、球状のメデ
ィアを採用した場合、平均粒径が０．２〜３ｍｍのもの
が使用できる。ベッセル２内における粒状メディア６の
充填率は７０〜９５％である。

【００１３】このように構成された連続式分散装置にお
いて、被分散材料の分散処理を行う場合は次のようにす
る。

【００１４】まず、被分散材料を原料供給口１１からベ
ッセル２内に供給する。ベッセル２内では、回転軸３
ａ，３ｂと攪拌羽根４が回転し、これによって粒状メデ
ィア６が駆動され、被分散材料は粒状メディア６と混合
した状態で、攪拌羽根４に送られて隣り合う室Ａ、Ｂ間
を蛇行する。この状態で被分散材料は、ベッセル２の入
口側端から出口側端まで送られて分散処理が成される。
次いで、粒状メディア分離機構１３、１４が処理剤の被
分散材料は粒状メディア６から分離されて、原料排出口
１２から排出される。

【００１５】（他の実施例）上記の実施例では、回転軸
３ａ、３ｂを含む仮想の平面は水平であるがこの他に、
２本の回転軸３ａ、３ｂを含む仮想の平面が垂直になる
ようにすることにより、粒状メディア６の重量が繭形筒
状の下部に掛り、より一層の分散効果を得ることができ
る。更に２本の回転軸３ａ、３ｂを含む仮想の平面を、
水平から垂直まで可変できるようにすることで、顔料の
分散の難易度に応じた分散力が得られ、エネルギーの有
効活用ができる。

【００１６】また、ベッセル２内を通る２本の回転軸３
ａ、３ｂの攪拌羽根を数箇所ピン５に替えてお互いに重
なることなく交互に円盤を設けることで、被分散材料が
一つの回転軸方向にのみ移動するショートパスを防ぎ、
且つ被分散材料が空間Ａから空間Ｂ、空間Ｂから空間Ａ
と移動しながら処理されるため、非常に高い分散能力が
得られる。

【００１７】

【実験例】

実験例１〜７、比較例１〜７ 顔料（１２部）、アルキッド樹脂（３８部）、キシレン
（４０部）の配合で混合し、本発明の分散機にて分散
し、顔料分散ベースを調整した。この顔料分散ベース
（８８部）にメラニン樹脂（１２部）を混合し、アルキ
ッド／メラニン塗料を調整した。比較対象としては、従
来の１軸型サンドミルで実験例と同組成、同時間分散し
て得た塗料を用いた。上記塗料の粒度分布を測定した結
果、表１に示したように本発明の分散機を使用した方が
比較例の分散機を使用したものより顔料の粒径は小さ
く、優れた分散性を示した。

【００１８】

【表１】

【００１９】また、上記塗料を酸化チタンのベース塗料
（酸化チタンの分散ペースト、酸化チタンをアルキッド
／メラニン樹脂系で５０ＰＨＲとなるように分散したも
の）で顔料と酸化チタンの比率が１／１０となるように
希釈し、淡色塗料を調整した。この淡色塗料をアート紙
に６ミルアプリケーターで塗布し１０分間静置した後、
１４０℃で３０分間焼き付けた塗膜の着色力を測定し
た。着色力は比較例を基準とした実施例の色差ΔＬ値か
ら求め、比較例を１００として、着色力＝（１００−Δ
Ｌ×１０）で示した。表１に示したように本発明の分散
機を使用した方が比較例の分散機を使用したものよりも
着色力は高かった。

【００２０】また、前記塗料をフォードカップ＃４で２
０秒となるように粘度調整し、中塗りした塗板（予めプ
ライマー塗料を塗装し、水研ぎした鋼版）に乾燥塗膜の
厚さが約３０μｍとなるようにエアースプレーで塗装し
１０分間静置した後、１４０℃で３０分間焼き付けた。
この塗板の光沢を測定した結果、表１に示したように本
発明の分散機を使用した方が比較例の分散機を使用した
ものより優れた塗膜光沢を示した。

【００２１】

【発明の効果】従来の分散装置は、ベッセルが一室で構
成されているため、粒状メディアは攪拌羽根の回転する
遠心力でベッセル内で密度分布が生じ、粒状メディアの
密度の小さいところの被分散材料は分散不十分のまま排
出口から排出されてしまう。しかしながら、本発明の分
散装置ではベッセルが二室以上に分離しているため、左
右に隣り合う二室間を蛇行することになるので、被分散
材料のベッセル内の実質的な移動距離が長くなり、十分
な粉砕、分散ができる。

【００２２】また回転軸３ａ、３ｂを同方向に回転させ
ることにより、攪拌羽根４が重なっている空間Ａ、Ｂの
重なり部分、即ち繭形中央部のくびれ部分で粒状メディ
ア６の共回りが制限され、衝突も起こり、顔料分散に対
し非常に有効にエネルギーが使われる。また２室Ａ、Ｂ
間を蛇行させることによって、被分散材料のショートパ
スを防止することができる。更に、処理中の被分散材料
に混入する粒状メディアを２室Ａ、Ｂの間で、合流、分
流させることで、粒状メディアの共回りを防止する。

【００２３】また、この発明では分散処理が十分に成さ
れるところから、粒状メディアの充填量を小さくするこ
とができるので、チョーキング現象の発生も防止するこ
とができる。

【００２４】本発明は以上のような利点を備えているた
め、同容量の分散装置で比較した場合、印刷インキミル
ベースの生産能力は約５０％向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の縦断面図

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ部断面図

【図３】従来の分散装置を示す縦断面図

【符号の説明】

１ 連続式分散装置 ２ ベッセル ３ａ、３ｂ回転軸 ４ 攪拌羽根 ５ ピン ６ 粒状メディア ７ 通路 ８ 流路 １１ 原料供給口 １２ 原料排出口 １３ 粒状メディア分離機構 １４ 粒状メディア分離機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被分散材料の給排口を有するベッセル
   と、それぞれ攪拌羽根を有し前記ベッセル内に配置され
   た平行な２本の回転軸と、及び前記ベッセル内に充填さ
   れた粒状メディアを有することを特徴とする連続式分散
   装置。
2. 【請求項２】 ２本の回転軸の中心線を含む平面が水平
   である請求項１記載の連続式分散装置。
3. 【請求項３】 ２本の回転軸の中心線を含む平面が垂直
   である請求項１記載の連続式分散装置。
4. 【請求項４】 ２本の回転軸の中心線を含む平面が水平
   から垂直まで可変できる請求項１記載の連続式分散装
   置。
5. 【請求項５】 前記攪拌羽根は、隣りの回転軸の攪拌羽
   根と軸方向に交互に位置するように回転軸に取付けられ
   ていることを特徴とする請求項１，２，３及び４記載の
   連続式分散装置。