JPS62183843A - 分散撹拌機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は塗料、薬品などの分野で、溶剤、顔料その他
添加剤などの原料〔媒質〕をガラス、スチール等の粒状
媒体とともに攪拌し分散処理を行うために用いられるグ
レインミル、ボールミルと称される如き分散攪拌機に関
するもので、詳しくはより高度な分散処理を行なうため
に開発された分散攪拌機にかかる発明である。

〔従来の技術〕

従来、第１２図に示すように、外周面にジャケット（Ｂ
）を形成し冷却可能であって、固定されたベセル（Ａ）
内に回転軸（Ｃ）を配設し、該回転軸（Ｃ）に設けた複
数のディスク（Ｄ）　、　（Ｄ）によってベセル（Ａ）
内に供給される媒質を攪拌し分散せしめる分散攪拌機が
知られている。

そして、より高度な分散処理を必要とする場合は、複数
の分散攪拌機を用い、１つの分子Ｐｌ’ａ拌機によって
処理された媒質を別、の分散攪拌機に導入し、同じ処理
を繰返し行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の複数の分散攪拌機を用いるものでは、それだけ余
分な機械設備および設置スペースを“　　　必要とし不
経済であるばかりでなく、媒質が一方向にのみ流動する
従来の分散攪拌機では、機内の最短距離を通過してしま
い〔ショートパス〕十分な分散処理が行なわれないまま
機外に排出される媒質が存在し、高品位の高度に分散処
理された製品を得にくいという欠点があった。

上記欠点に鑑み、本発明は１台の分散攪拌機で、高度な
分散処理が可能であるとともに、従来のようにショート
パスの可能性の少ない分散攪拌機を発明したものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明分散攪拌機は、ケーシングをなす固定ベセル（１
）の内部に媒質が軸方向に流通可能な筒状の回転ベセル
（２）と、その内方に複数のディスク＋４１．　（４１
を有する攪拌軸（３）を配設する。

固定ベセル（１）内に回転ベセル（２）を配設すること
によって、固定ベセル（１）内の空間を、固定ベセル（
１）と回転ベセル（２）との空間（５）および回転ベセ
ル（２）内方の空間（６）とに区画するとともに、雨空
間（５）、　＋６）は回転ベセル（２）軸方向の両端部
において媒質が流通可能とする。

そして、上記空間（５）および（６）の一部に媒質を一
方向に移動せしめる循環手段を設けることによって固定
へセル（１）内の媒質が前記空間＋５）、　＋６）を循
環し得るものとするとともに、回転ベセル（２）の回転
と攪拌軸（３）の回転を異ならせ、空間（５）および（
６）のいずれにおいても分散作用を行なわせるようにし
たものである。

〔作　用〕

導入口（７）より固定ベセル（１）内に導入された媒質
は循環手段の助けによって空間（５）内を一方向〔図面
の上方〕へ移動し、この間に分散作用がなされる。

回転ベセル（２）の一端部〔上端部〕に到達した媒質は
回転ベセル（２）内方の空間（６）に導入され、この空
間（６）ではディスク（４１，（４）によって攪拌され
分散作用を受けつつ前記空間（５）とは逆方向に移動し
、他端部〔図面の下端〕へ到達した媒質は再度空間（５
）に導入され、空間（５）における分散作用を受ける。

このように、固定ベセル（１）内の媒質は空間（５）と
空間（６）とを循環可能となるが、この間に十分に分散
処理された媒質のみが、媒体との分離器（８）を通って
排出口（９）より機外に排出される。

しかして、例え空間（５）あるいは（６）内をショート
バスした媒質が存在しても、これは何度でも空間（５）
と（６）とを循環することになり、十分に分散処理がな
された均質な媒質のみが排出されることになる。

〔実施例〕

以下、本発明分散攪拌機の実施例を添付の図面に基づい
て説明する。

第１図ないし第１０図は本発明を縦型の分散攪拌機に応
用した実施例を示している。

図に示すように、フレームを構成する円筒状の固定ベセ
ル（１１の外周面にはジャケットａ・を設け、導入口α
Ｄより導入され排出口側から排出される冷却水によって
冷却、即ちベセル内の温度制御をなし得るようにしであ
る。

固定ベセル（１）内には、回転ベセル（２）および攪拌
軸（３）を配設するが、回転ベセル（２）は固定ベセル
よりも短い円筒状とし、その上端と固定ベセルの天壁（
１ａ）との間および下端と固定ベセルの底壁（ｌｂ）と
の間にそれぞれ隙間を保持し媒質が流通可能な状態で保
持している。そして、筒状の回転ベセルの下端はアーム
部材ａｓ、ａｓによって中心部において、固定ベセルの
底壁（１ｂ）を貫通する回転軸（財）に固定し回転自在
とする。

一方、回転ベセル（２）の内方に配設する攪拌軸（３）
は固定ベセルの天壁（１ａ）を貫通させて保持し、回転
ベセ７Ｌ；　１２）の回転軸Ｑ４１および攪拌軸（３）
は、それぞれ別の動力〔図示していない〕によって駆動
される。

この種分散攪拌機は、あらかじめベセル内にビーズなど
の媒体を投入しておき、順次導入される媒質を媒体とと
もに攪拌することによって導入された媒質の分散処理を
行ない、分散処理が完了したものは媒体と分離して媒質
のみを機外に排出するものである。そこで、図示実施例
では固定ベセル（１）の天壁（１ａ）にギャップセパレ
ーターとして公知の分離器（８）とこれに続く排出口（
９）を設けている。

この分離器は固定部分と一定寸法〔媒体の粒子直径より
も小さな隙間〕を保持して回転する円板（８ａ）との隙
間を通過させることによって媒体と媒質とを分離させる
ものであるが、これを攪拌軸（２）に装着することによ
ってベセルの中心部に位置させている。

分離器（８）をベセルの中心部に位置させることによっ
て、ベセル内の媒質のうち、より分散処理の進行したも
ののみを排出することができる訳である。その理由は、
分散処理を行う媒質は一般に処理の進行したものが未進
行のものに比較し比重が小さいため、処理の進行したも
のが回転の中心部に集まる傾向があるためで、空間（５
）からベセル上部に循環してきた媒質のうち処理が進行
したものは分離器（８）を通って機外に俳出されるが、
未進行のものは回転ベセル（２）の内方の空間（６）に
循環されることになる。

なお、回転ベセル（２）と攪拌軸（３）とは異なる回転
とすることによって、空間（５）および空間（６）のい
ずれかにおいても媒質の分散処理が行なわれるようにす
るが、この回転は異なる回転方向とする場合と、同方向
であって回転速度を異ならせる方法とがある。

回転方向が異なるものでは回転ベセル（２）と攪拌軸と
が相対的により高速回転として作用するため、空間（６
）内における媒質の攪拌がより能率的に行なわれる傾向
がある。これに対し、回転方向が同じもの、例えば、回
転ベセル（２）の回転数よりも高速で撹拌軸（３）が回
転するものでは、ベセル内の媒質の渦流傾向が顕著とな
り、比重の軽い媒質がベセルの中心部に集中し易いもの
となるであろう。要は、固定ベセルと回転ベセル、回転
ベセルと攪拌軸との間に相対的な回転効果を得られるも
のであればよい。

次に、ベセル内における分散撹拌作用に付いて説明する
。

本発明では、回転ベセル（２）によって区画される空間
（５）および（６）のいずれの空間においても分散攪拌
作用を行なわせるものであるが、空間（６）内部におけ
る分散攪拌は従来の１つのベセル方式のものと同様、デ
ィスク＋４１．　（４１によって行なわれる。

そこで、空間（５）における分散撹拌作用に付いて説明
すると、第１図、第２図に示す実施例では、固定ベセル
（１１の内周面および回転ベセル（２）の外周面には何
ら特別な攪拌手段を設けていない。しかしながら、回転
ベセル（２）が回転することによって、相対向している
固定ベセルの内周面と回転ベセルの外周面とに相対的な
移動を生じるため、この面と面の移動による分散撹拌効
果を得ることができる。この場合、固定ベセル（１）と
回転ベセル（２）との隙間Ｘを例えば５〜１０關という
ように、なるべく小さなものとすると効果的である。

もっとも、この隙間Ｘは媒質とともに攪拌される媒体の
粒子直径によって制限され、好ましい隙間Ｘが設計され
る。

これに対し、第３図、第４図に示す実施例では、回転ベ
セル（２）の外周面に複数のピン０５１．ＱＪを、また
固定ベセル（１）の内周面には高さを異ならせて前記ピ
ンａｓ、ａｓ＋と衝突しない位置に、別の複数のピンＱ
１９．αＱ突設し、空間（５）内の媒質に対する撹拌効
果を高めるようにしている。

もっとも、このピンＱ５１およびＱ６１はずれか一方で
あってもよい。

また、第５図に示す実施例では回転ベセル（２）の外周
面に、例えば上下方向の一定間隔に複数の環状ディスク
ａηを突設するとともに、固定ベセル（１１の内周面に
は前記場合と同様内向きのピンＱ１９．０９を突設して
いる。

さらに、第１０図に示す実施例では回転ベセル（２）を
角筒状〔図面上断面六角形であるが、例えば四角、ある
いは入角あるいはそれ以上の多面体とする〕としている
。

このように、回転ベセル（２）を角筒状とした場合、そ
の稜線αＳ、　ａυによる攪拌効果と、固定ベセル（１
）の内面との寸法変化による攪拌効果とを生じ、この効
果は空間（５）ばかりでなく空間（６）内においても同
様の攪拌効果を得ることができる。

以上述べたように、空間（５）内における媒質の分散攪
拌作用は、固定ベセルの内面と回転ベセルの外面との相
対的移動による効果や、ピン０り。

Ｑ６）あるいは円環状のディスクａηおよび回転ベセル
の断面形状、またはこれらの図示以外の組合せによって
、より効果的に設計することが可能である。

本発明では、ベセル内の媒質を空間＋５１と（６）とに
循環させるものであるが、単に回転ベセル（２）と攪拌
軸（３）とに異なる回転を与えるのみでは、十分な循環
効果を得ることができない。そこでベセル内の媒質を循
環方向へ強制的に移動させる循環手段を設ける。

この循環手段はどのような方法であってもよい訳である
が、第１図、第２図に示す実施例では、回転ベセル（２
）の外周面に翼部材α９．αΦを設け、空間（５）内の
媒質を強制的に上方へ移動せしめ、その反作用として空
間（６）の下端より空間（５）内への媒質の循環を促進
せしめている。

これに対し、第３図に示す実施例では、回転ベセル（２
）の下方に位置し回転ベセル（２）の回転軸α荀に固定
される円板（２〜としている。これは、回転ベセル（２
）の下方に回転ベセルとともに回転する円板ｔ２のを配
置することにより、該部分の媒質に遠心力を生せしめる
ものである。媒質の循環効果を高めるためには上記円板
（イ）を、第６図に示すような翼部材（２１）としても
よい。

第７図に示す実施例は、回転ベセル（２）の外周の全部
または一部に螺旋状突起物（２２）を突設し、空間（５
）内の媒質に上昇力を与えるものである。

もっとも、分散攪拌機では、一般的な混合装置や攪拌装
置と異なり、媒質中にビーズなどの媒体を混入し、分散
効果を高めているため媒体自体を破損すような回転部材
を内蔵することは好ましくない。その意味で上記螺旋状
突起物は図示例のように丸みのあるものとするのがよい
。

第９図に示す実施例は、回転ベセル（２）を支持するア
ーム部材を翼形アーム部材（１３’）となし、軸方向へ
の媒質の循環効果を得るものである。

以上述べた媒質の循環手段は、いずれも回転ベセル（２
）の回転力を利用したものであるが、これとは別の回転
部材である攪拌軸（３）の回転力を利用することもでき
る。第８図に示す実施例は、攪拌軸（３）の下端に翼部
材（２３）を装着し、空間（６）内の媒質に対し下方へ
の流れを付与している。

このように、媒質の循環手段は空間（５）および（６）
のいずれの部分にあってもよく、また、この循環手段は
ベセル内の媒質に大きな流れを生ぜしめるのが目的では
ない。要は、媒質に対しある程度の循環流が得られるも
のであればよく、上記実施例以外に、別の動力を用いる
ものなど、任意のものを利用することができる。

第１図ないし第１０図に示す実施例は縦型の分散攪拌機
に応用したものであるが、本発明は第１１図に示すよう
な横型の分散攪拌機や傾斜型の分散攪拌機に応用するこ
ともできるのは勿論である。この場合、基本的な構造は
縦型のものと何ら変る所はない。

〔発明の効果〕

従来の分散攪拌機では、処理物質、処理目的によって十
分に分散させることができず、より高度な分散処理を必
要とする場合は複数台の分散攪拌機を通過させていたた
め、機械の設置スペースや工程が増えるなどの欠点があ
った。また、例え、複数台の分散攪拌機を通過させて処
理するとしても、一台の分散攪拌機においてベセル内を
ショートパスした媒質は所望の分散処理がなされないま
ま機外に排出されるため、均質な分散製品を得に（いと
いう欠点があった。

これに対し、本発明分散攪拌機によれば、固定ベセル内
に回転ベセルを設け、該回転ベセルによって２つの空間
に区画し、機内に導入された媒質が上記２つの空間を十
分に分散されるまで循環するようにしたため、均一な品
質の高度に分散された製品を、１台の分散攪拌機によっ
て得ることができ、従来の分散攪拌機による場合の欠点
を如く解決することができる特長がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１図ないし第１１図は、本発明分散攪拌機
の実施例を示すもので、 第１図は縦断面図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、 第３図は別の実施例を示す縦断面図、 第４図は第３図のｒＶ−ＩＶ線断面図、第５図はさらに
別の実施例を示す横断面図、第６図は循環手段の変形実
施例を示す横断面図、 第７図は回転ベセルの変形実施例を示す正面図、 第８図は循環手段の変形実施例を示すベセル下半部の縦
断面図、 第９図は循環手段の変形実施例を示す回転ベセルの下方
斜視図、 第１０図は回転ベセルの変形実施例を示す横断面図、 第１１図は横型の分散攪拌機に応用した実施例を示す部
分切断の正面図、 第１２図は従来例を示す概略の縦断面図、である。 （１）−固定ベセル、　（２）一回転ベセル、　（３）
・−・攪拌軸、　（４１−ディスク、　（５１，（６）
・・−空間、（７）・・・導入口、　（８）・−分離器
、　（９）・−・排出口、α叱・−アーム部材、　Ｏａ
−・−回転軸、　０す、　Ｑ［９−−一一−ピン、　α
クー・環状ディスク、　ＯＩ−・−・稜線、　α１゜（
２１）　、　（２３）・・・翼部材、　（２ｍ−・・円
板。 第３図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定ベセル（１）内に複数のディスク（４）、（４
   ）を有する攪拌軸（３）を配設し、固定ベセル（１）内
   に供給される媒質を媒体とともに攪拌し、分散処理され
   た媒質を機外に排出する分散攪拌機において、固定ベセ
   ル（１）の内部には媒質が軸方向に流通可能な筒状の回
   転ベセル（２）と、その内方に複数のディスク（４）、
   （４）を有する攪拌軸（３）を配設し、該回転ベセル（
   ２）によって固定ベセル（１）内の空間を固定ベセル（
   １）と回転ベセル（２）との空間（５）および回転ベセ
   ル（２）内方の空間（６）とに区画し、該回転ベセル（
   ２）の軸方向の両部において空間（５）と（６）とを導
   通せしめ、かつ、前記両空間（５）、（６）の一部に媒
   質を一方向に移動せしめる循環手段を設け、固定ベセル
   （１）内の媒質が空間（５）、（６）を循環可能とする
   とともに、回転ベセル（２）の回転と攪拌軸（３）の回
   転を異ならせ、空間（５）および（６）のいずれにおい
   ても分散作用を行なわせるようにし、分散処理の進行し
   た媒質のみを排出する排出手段を設けたことを特徴とす
   る分散攪拌機。 ２、空間（５）における媒質の分散作用は、固定ベセル
   （１）の内周面と回転ベセル（２）の外周面との隙間Ｘ
   を少なくし、上記２つの面の相対的移動による攪拌作用
   によって行なわしめてなる特許請求の範囲第１項記載の
   分散攪拌機。 ３、空間（５）における媒質の分散作用は、回転ベセル
   （２）の外周面に突設した複数の環状ディスク（１７）
   、（１７）によって行なわしめてなる特許請求の範囲第
   １項記載の分散攪拌機。 ４、空間（５）における媒質の分散作用は、回転ベセル
   の外周面に突設した複数のピン（１５）、（１５）によ
   って行なわしめてなる特許請求の範囲第１項記載の分散
   攪拌機。 ５、空間（５）における媒質の分散作用は、固定ベセル
   （１）の内周面に突設した複数のピン（１６）、（１６
   ）によって行なわしめてなる特許請求の範囲第１項、第
   ３項ないし第４項記載の分散攪拌機。 ６、媒質の循環手段は、回転ベセル（２）の下方に位置
   し、回転ベセルの回転軸（１４）に固定される円板（２
   ０）である特許請求の範囲第１項ないし第５項記載の分
   散攪拌機。 ７、媒質の循環手段は、回転ベセル（２）の下方に位置
   し、回転ベセルの回転軸（１４）に固定される翼部材（
   ２１）である特許請求の範囲第１項ないし第５項記載の
   分散攪拌機。 ８、媒質の循環手段は、回転ベセル（２）の外周面の一
   部に設けた翼部材（１９）である特許請求の範囲第１項
   ないし第５項記載の分散攪拌機。 ９、媒質の循環手段は、回転ベセル（２）の外周面の一
   部に形成した螺旋状突起物（２２）である特許請求の範
   囲第１項ないし第５項記載の分散攪拌機。 １０、媒質の循環手段は、攪拌軸（３）の下端に設けた
   翼部材（２３）である特許請求の範囲第１項ないし第５
   項記載の分散攪拌機。 １１、回転ベセル（２）を、角筒状としてなる特許請求
   の範囲第１項ないし第１０項記載の分散攪拌機。 １２、回転ベセル（２）と攪拌軸（３）とを異なる方向
   に回転せしめてなる特許請求の範囲第１項ないし第１１
   項記載の分散攪拌機。 １３、回転ベセル（２）と攪拌軸（３）とは同方向であ
   って、異なる回転数で回転せしめてなる特許請求の範囲
   第１項ないし第１１項記載の分散攪拌機。