JPH11262646A - 分散装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗料やインキ等の顔料などの固形物を含む液状
の配合物をガラス球、鋼球などの分散媒体により分散せ
しめる媒体分散装置において、短時間で分散効果の高
い、また分散媒体の衝突による摩耗に対して耐久性があ
り且つ修復が容易である連続的に分散処理可能な分散装
置を提供する。 【解決手段】送出口４１を設けたタンク４０上方部に内
接固定されたバスケット２０内と、該バスケット２０の
側壁２２上部に設けたベッセル３０内で分散室５０を形
成し、該分散室５０内に攪拌羽根１２を有する回転駆動
する攪拌軸１１を設置及び分散媒体５１を収容し、また
前記分散室５０に供給口３１を設けた固形物を含む配合
物を分散せしめる分散装置において、前記バスケット２
０の側壁２２に前記配合物を通過する小孔２６を多数穿
設し、底壁２３を前記小孔２６を設けていないメクラ底
板で形成することにより、連続的に良好な分散処理が可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、塗料、染
料、インキなどの顔料の固形物を含む液状の配合物を、
媒体及び攪拌羽根により微細に分散させる処理を、特に
連続的に処理する分散装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】塗料やインキ等の顔料などの固形物を含
む塗料組成物の製造は、一般に顔料、樹脂ワニス、溶
剤、さらに添加物などから成る液状の配合物を高濃度に
分散させて行われている。従来よりこの分散工程では、
一般的にサンドミル、ボールミル、バスケットミルなど
のサンド、鋼球などの分散媒体を用いて前記配合物を攪
拌し、分散処理する媒体分散装置が用いられている。

【０００３】これらの媒体分散装置の内、サンドミルは
分散装置であり、分散媒体としてサンド又はガラス球を
主として用い、顔料などの固形物を含む前記配合物をタ
ンク内に圧送し、タンク内に設けられた攪拌翼により強
制的に流動せしめ、前記配合物を分散させるものであ
る。分散された配合物は機外に送出され、タンク内には
新たな配合物が供給される。一方、ボールミルは分散媒
体として主として鋼球を用い、配合物をタンク内に供給
して１回ごとに分散処理するバッチ式媒体分散装置であ
る。

【０００４】また、バスケットミルは、タンク内に前記
配合物を装填し、該タンク内に設けられた攪拌軸の先端
に攪拌羽根を付設し、該攪拌羽根を回転駆動装置により
回転することにより、配合物の分散を行うものである。
この分散効果を上げるために、前記攪拌羽根の外側を、
側壁及び底壁に小孔が多数穿設されている細かいメッシ
ュの金網などから成るバスケットで囲み、該バスケット
内にガラス球、鋼球などの分散媒体を投入し、攪拌羽根
の回転により前記配合物内の固形物の大きな粒子が、前
記バスケット内で磨砕混合作用により分散されるという
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の媒体分散装置に
あっては、以下の問題点があった。

【０００６】サンドミルでは、連続的に分散処理を行え
るが、前処理として固形物と液とを混合しておく必要が
あり、また洗浄が困難という問題があった。

【０００７】加えて、連続式の分散装置では、多品種少
量生産には品種替えの点でバッチ式の分散装置より劣っ
ている。

【０００８】ボールミルでは、タンクそのものが分散室
を形成するために、媒体の充填量が多くなり全体として
大きな構造となってしまうことや、回転駆動トルクが極
めて大きく、動力消費が大きくなるという問題があっ
た。

【０００９】また、バスケットミルは上記問題点は解消
するものの、攪拌羽根の回転により分散媒体がバスケッ
ト側壁周辺に集まり、少なくとも攪拌軸周辺の配合物は
全く分散されずにバスケット底壁の小孔から流出してタ
ンク内下方に沈殿してしまうという配合物の循環の上で
問題が生じた。

【００１０】さらに、バスケット内に投入した前記分散
媒体は、攪拌羽根が回転するとその回転遠心力によりバ
スケット、特に側壁の小孔が多数穿設されている板材又
は細かいメッシュの金網などに衝撃を与えるために、側
壁が磨耗し頻繁に交換しなければならないことや、バス
ケットの洗浄の際、小孔に詰まった顔料をピンなどで突
いて除去するなど、洗浄作業が繁雑であるという問題が
あった。

【００１１】以上の問題点を解決するために、本出願人
は少量多品種向きのバッチ式媒体分散装置として短時間
で分散効果が高く、またバスケット内の分散媒体の衝撃
による摩耗に対して耐久性があり、かつ部分的な交換を
容易にできると共に、洗浄も簡単に行える分散装置（以
下、リングミルと称する）を開発した（特公平８−１７
９３０号公報）。

【００１２】本発明は途上の問題点を解決するために、
さらに、前記リングミルの利点を生かしながらを連続処
理を可能にし、分散性能が良くしかも大量生産可能な分
散装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の固形物を含む配合物を分散せしめる連続式
の媒体による分散装置においては、配合物の送出口４１
を有するタンク４０に、前記配合物を通過する小孔２６
を設けたバスケット２０を収納し該バスケット２０上に
配合物の供給口３１を有するベッセル３０を装着し前記
タンク及びベッセルで分散室５０を形成すると共に、該
分散室５０内に分散媒体５１を収容し、且つ前記バスケ
ット及びベッセル内に攪拌羽根１２を有する攪拌軸１１
を設けたことを特徴とする。

【００１４】前記バスケット２０の底壁２３を前記小孔
２６を設けていないメクラ底板で形成し、側壁２２にの
み小孔２６を形成することで、分散効果を上げることが
できる。

【００１５】また、前記ベッセル３０の周囲又は前記ベ
ッセル３０の周囲及び前記タンク４０の底壁を、配合物
を攪拌する際に生じる摩擦熱により高温となる前記配合
物を冷却する手段として、冷媒の入口３３及び出口３４
に連通するジャケット３２で形成する。

【００１６】さらに、前記バスケット２０の側壁２２に
穿設された小孔は、バスケット２０の側壁２２の少なく
とも一部に、側壁平板２４と、側壁２２の周囲方向で前
記側壁平板２４より短い隙間板２５とをそれぞれ交互に
複数個重ねて、上下に対向する隙間板２５とで形成され
るスリットから成る小孔２６を設けても良い。

【００１７】なお、前記底壁２３の内面をテーパ状にす
ることが好ましい。

【００１８】そして、前記攪拌羽根１２に、該攪拌羽根
１２の回転軌跡に対して垂直方向に突起体を設け、好ま
しくは複数の前記攪拌羽根１２に前記突起体を２以上の
異なる回転軌跡上に配設せしめると効果的である。

【００１９】また、前記タンク４０の底壁を傾斜させ、
該底壁の最下部又は該最下部に接する側壁下方に送出口
４１を設けることが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】図面を参照して説明すると、図１
において、側壁上部が外周方向に突出したフランジを有
するタンク４０内に、該タンク４０の内径より小さい外
径を有するバスケット２０を、該バスケット２０の側壁
２２上部のバスケット外周方向に突出して設けた固定フ
ランジ２１を介して固定する。

【００２１】前記タンク４０の底壁は傾斜しており、該
底壁の最下部に接する側壁下方に送出口４１を備え、ま
た、前記底壁は冷媒の入口３３及び出口３４を有するジ
ャケット３２で形成されている。

【００２２】前記バスケット２０の側壁２２上方には、
ベッセル３０が前記固定フランジ２１を介して、前記バ
スケット２０に固定され、前記バスケット２０内と前記
ベッセル３０内で分散室５０を形成し、該分散室５０内
に、ガラス球、鋼球、セラミック球、ジルコニア球など
の分散媒体５１を収容している。前記ベッセル３０の外
側壁は、冷媒の入口３３及び出口３４を有するジャケッ
ト３２を周設形成され、また、前記側壁上方にはフィー
ドポンプ６０に連通する供給口３１が設けられ、さらに
該供給口３１上方にはドレーン排出口３５が設けられて
いる。

【００２３】そして、前記分散室５０内には、図示せざ
る回転駆動機構に連結した攪拌軸１１が設置され、該攪
拌軸１１には複数の支持体１３を介して攪拌羽根１２が
設けられている。

【００２４】また、前記バスケット２０は、側壁２２に
多数の小孔を設けているが、バスケット２０の底壁２３
はメクラ底壁となっているために、液体中では重量物で
ある固形物は液体中を下方に落下しようとするが、バス
ケット２０外へ落下することはない。この分散室５０内
では、攪拌羽根１２の回転によって分散室５０内を周回
する渦流が生じており、かかる渦流によって固形物は分
散室５０内を周回移動する。

【００２５】さらに、前記攪拌羽根１２の回転によって
生じた渦流は、分散室５０内に投入された分散媒体５１
を分散室５０の側壁内周で攪拌しているので、配合物及
び配合物中の固形物は攪拌羽根１２によって生じた渦流
によって分散室５０内を周回し、バスケット２０の側壁
２２に設けられた小孔２６からバスケット２０外へ流出
しようとする。したがって、かかる配合物及び配合物中
の固形物はバスケット２０の側壁２２の内側、すなわち
小孔２６近辺に集合している分散媒体５１中を常に通過
し、固形物相互及び固形物と分散媒体５１間のずり応力
により細かく分散されてバスケット２０外へ流出する。
そのため配合物の分散効果は極めて良好である。

【００２６】バスケット２０の側壁に設けられる小孔２
６は、細孔あるいはスリットが多数穿設されている金属
製薄板材、又は細かいメッシュの金網であっても良い
が、分散媒体５１等の衝突による摩耗や小孔２６の大き
さの変更、バスケット２０の側壁２２特にスリット部分
が摩耗、破損した場合の修理の便を考えれば、図２〜３
に示すように、側壁２２の厚さ方向に一定幅を持つ平板
である側壁平板２４と、側壁２２の周囲方向で前記側壁
平板２４より短い隙間板２５とをそれぞれ交互に複数重
ね、隙間板２５は側壁２２の周囲の適宜位置に配置し、
上下に方向する側壁平板２４、２４と側壁周囲方向に対
向する隙間板２５、２５で構成したスリットから成る小
孔２６に形成するのが好適である。

【００２７】すなわち、このように構成されたスリット
は、小孔２６の大きさの変更が隙間板２５の板厚のみを
変化させることにより可能であり、単一のバスケットに
より種々の用途に応じた分散処理に対応することができ
る。また、スリットが摩耗、破損した場合も摩耗、破損
したスリットのみを交換又は修理すればよく、迅速にし
かも経済的にバスケット２０の修復を行うことができ
る。

【００２８】この側壁平板２４と隙間板２５の重合は、
固定フランジ２１の下面にメクラ側壁２８を側壁２２の
全周に設け、該メクラ側壁２８の下面に側壁２２の全周
に及んで側壁平板２４と隙間板２５を交互に重ねて側壁
２２を形成するが、前記メクラ側壁２８及び側壁平板２
４の全周の同一位置に複数の固定穴を設け、さらに前記
隙間板２５に固定穴を設けて、例えばワッシャなどの形
状にし、メクラ側壁２８、側壁平板２４、隙間板２５の
それぞれの固定穴に側壁固定ロッド２７を挿通せしめ
て、該側壁固定ロッド２７の上に設けたネジ部を前記固
定フランジ２１に螺着し、底壁２３を側壁固定ロッド２
７の下端に設けたネジ部を介してナットで固定する。

【００２９】また、前記バスケット２０の底壁２３は、
その内面を中心から側壁２２方向に下降するテーパ状に
しており、したがってバスケット２０底部に前記配合物
が滞留しない。

【００３０】上記のように構成された分散装置をより詳
細に説明すると、供給口３１から投入された配合物は、
ベッセル３０内を通りバスケット２０内に流入する。バ
スケット２０の底壁２３はメクラ底板であり、配合物内
の沈殿しやすい固形物の粒子はバスケット２０の底壁２
３から下方に落下することなくバスケット２０内とベッ
セル３０内で形成される分散室５０内に滞留する。

【００３１】前記分散室５０内の攪拌羽根１２が攪拌軸
１１の回転駆動により回転すると、該攪拌羽根１２の回
転により生じた渦流により、分散室５０内の配合物及び
該配合物内の固形物は、分散媒体５１とのずり応力及び
固形物相互のずり応力により細かい粒子に分散される。
この際、前記攪拌羽根１２の遠心力で、分散室５０に収
容された分散媒体５１は分散室５０の側壁又はバスケッ
ト２０の側壁２２の内周に沿って押圧され、底壁がメク
ラのためバスケット２０の側壁２２に設けられた小孔２
６からバスケット２０外へ流出しようとする配合物は、
常にバスケット２０の側壁２２の内周に沿ってバスケッ
ト２０内を周回する分散媒体５１中を通過して、細かく
分散され、バスケット２０からタンク４０内に流出され
る。

【００３２】また、前記分散室５０内は分散媒体５１と
配合物及び分散媒体５１と前記分散室内壁との摩擦及び
衝撃により高温に加熱されるために、その加熱による原
料の劣化を防ぐために前記ベッセル３０の周囲及び前記
タンク４０の底壁を、前記配合物の冷却手段として冷媒
の入口３３及び出口３４に連通するジャケット３２で形
成している。

【００３３】なお、小孔２６の幅より大きい粒子はバス
ケット２０内に止まり、固形物間のずり応力及び分散媒
体５１と固形物間のずり応力によりさらに細かく分散さ
れる。

【００３４】また、バスケット２０の側壁２２に、側壁
平板２４と隙間板２５との重ね合わせによってスリット
を形成した場合には、異なる配合物の分散に際して、配
合物中に含まれる固形物の粒径に応じてバスケット２０
の側壁２２に設けられた小孔２６の大きさを変える場合
には、隙間板２５の厚みを変更すれば良く、単一のバス
ケットで各種配合物の分散を行うことができる。

【００３５】かように、分散処理終了後、別の種類の配
合物を分散する場合には、その前に分散装置を洗浄する
必要があるが、この時スリット内に固着した固形物はヘ
ラ等で比較的容易に洗浄できる。また、側壁平板２４が
分散媒体５１との衝突により摩耗、破損した場合には、
複数重ねた側壁平板２４の中で、摩耗、破損した部分の
みを修理及び交換すれば良い。

【００３６】さらに、前記底壁２３の内面をテーパにす
ることは、液切れを早めるためである。

【００３７】タンク４０内に収容された分散後の配合物
は、該タンク４０に設けられた送出口４１から回収され
る。ここで、前記タンク４０の底壁を傾斜させ、該底壁
の最下部又は該最下部に接する側壁下方に送出口４１を
設けると、配合物をタンク４０内に滞留させることなく
効率的に送出口４１から回収することができる。

【００３８】すなわち、前記供給口３１から常時配合物
を供給し、分散された配合物を送出口から回収すること
で連続的に分散処理を行うことができる。また、前記供
給口３１と前記送出口４１とを循環ポンプなどの循環装
置を介して連通させても良い。

【００３９】なお、分散装置の上方から配合物を供給
し、該分散装置の下方より分散後の配合物を回収するこ
とにより、前記分散室５０内の分散媒体５１が分散室５
０の下方に密集して、該分散媒体５１間及び分散媒体５
１と配合物間のずり応力が増大して、分散効果が上が
る。

【００４０】例えば、塗料やインキ等の顔料などの固形
物と樹脂ワニス、溶剤さらに添加物などから成る液状の
配合物をフィードポンプ６０により供給口３０から投入
する。投入された前記配合物は分散室５０内に流入し、
攪拌羽根１２の回転運動により攪拌され、分散室５０内
の分散媒体５１と配合物間のずり応力で配合物内の固形
物が細かく分散されるが、分散された固形物の粒子や、
液などの流動体は攪拌羽根１４の回転による遠心力によ
って、バスケット２０の側壁２２に設けられたスリット
から成る小孔２６を通過してタンク４０内へ流入する。

【００４１】タンク５０内に流入した分散後の配合物
は、送出口４１から回収されるが、常時供給口３１から
配合物を供給ないしは循環し、配合物を分散後、送出口
４１より回収することで、連続的に分散処理を行う。

【００４２】次に、分散効果をより一層高めるための攪
拌羽根の実施例について説明すると、図４に示すような
攪拌軸１１に付設した攪拌羽根１２に、該攪拌羽根１２
の回転軌跡に対して垂直方向に突起体１４を設け、しか
も複数の攪拌羽根１２に設けたそれぞれの突起体１４を
２以上の異なる回転軌跡面上に配置せしめるものであ
る。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４４】供給口から送出口に至る配合物の通過経路
に、攪拌羽根の回転により配合物を攪拌する分散室を有
し、該分散室を形成するバスケットの側壁にのみ配合物
の通過する小孔を設けることにより、分散効果が高く、
しかも、前記小孔を前記バスケットの側壁を長さの異な
る側壁平板及び隙間板で形成してスリットとすること
で、前記バスケットの修復を容易である分散処理を連続
的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における分散装置の全体図であ
る。

【図２】バスケットの側壁の部分詳細図である。

【図３】バスケットの側壁の部分斜視図である。

【図４】他の実施例における攪拌羽根の平面図である。

【符号の説明】 １０ 分散装置本体 １１ 攪拌軸 １２ 攪拌羽根 １３ 攪拌羽根支持体 １４ 突起体 ２０ バスケット ２１ 固定フランジ ２２ 側壁 ２３ 底壁 ２４ 側壁平板 ２５ 隙間板 ２６ 小孔 ２７ 側壁固定ロッド ２８ メクラ側壁 ３０ ベッセル ３１ 供給口 ３２ ジャケット ３３ 冷媒入口 ３４ 冷媒出口 ３５ ドレーン排出口 ４０ タンク ４１ 送出口 ５０ 分散室 ５１ 分散媒体 ６０ フィードポンプ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配合物の送出口を有するタンクに、前記
   配合物を通過する小孔を設けたバスケットを収納し該バ
   スケット上に配合物の供給口を有するベッセルを装着し
   前記タンク及びベッセルで分散室を形成すると共に、該
   分散室内に分散媒体を収容し、且つ前記バスケット及び
   ベッセル内に攪拌羽根を有する攪拌軸を設けたことを特
   徴とする分散装置。
2. 【請求項２】前記バスケットは、側壁に前記配合物を通
   過する小孔を多数穿設し、底壁を前記小孔を設けていな
   いメクラ底板で形成した請求項１記載の分散装置。
3. 【請求項３】前記ベッセルの外周に又は前記ベッセルの
   外周及び前記タンクの底壁に、冷媒の入口及び出口に連
   通するジャケットを設けた請求項１又は２記載の分散装
   置。
4. 【請求項４】前記バスケットの側壁に穿設された小孔
   は、バスケットの側壁の少なくとも一部に、側壁平板
   と、側壁の周囲方向で前記側壁平板より短い隙間板とを
   それぞれ交互に複数個重ねて、上下に対向する隙間板と
   で形成されるスリットから成る小孔であることを特徴と
   する請求項１，２又は３記載の分散装置。
5. 【請求項５】前記底壁の内面がテーパ状である請求項１
   〜４いずれか１項記載の分散装置。
6. 【請求項６】前記攪拌羽根に、該攪拌羽根の回転軌跡に
   対して垂直方向に突起体を設け、好ましくは複数の前記
   攪拌羽根に前記突起体を２以上の異なる回転軌跡上に配
   設せしめた請求項１〜５いずれか１項記載の分散装置。
7. 【請求項７】前記タンクの底壁を傾斜させ、該底壁の最
   下部又は該最下部に接する側壁下方に送出口を設けた請
   求項１〜６いずれか１項記載の分散装置。