JP2000516533A

JP2000516533A - 分散装置

Info

Publication number: JP2000516533A
Application number: JP10523446A
Authority: JP
Inventors: 英雄清水; 誠土肥
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 2000-12-12
Also published as: DE69621352D1; DE69621352T2; EP0881951A1; EP0881951B1; WO1998022220A1; US6029920A

Abstract

(57)【要約】ベッセル内の粒状メディアを撹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、撹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を目的とするものである。分散装置の構成は、被分散材料の給排口を備えたベッセル内に第１，第２の回転軸を互に平行にかつ回転可能に配置し、上記第１，第２の回転軸に軸方向に適宜間隔に備えた複数の撹拌羽根を軸方向に交互に位置するように配置し、かつ前記ベッセル内に前記被分散材料の分散処理を行う粒状メディアを充填してなる分散装置において、前記第１，第２の回転軸に備えた撹拌羽根の回転領域の１部が重なる構成であり、かつ前記ベッセルの内周面は、前記第１，第２の回転軸に備えた各撹拌羽根の回転外周に沿う２つの円弧状曲面を接合した態様の形状であって、かつ第１，第２の回転軸は同方向に回転する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】分散装置技術分野本発明は、例えば粉体顔料をワニス、溶剤等に高濃度に分散させたミルベース原料である被分散材料の分散処理を行う分散装置に係り、さらに詳細には、分散装置におけるベッセル内の被分散材料の移動距離を長くして、被分散材料の分散処理を充分に行い得るようにした分散装置に関する。背景技術例えば印刷インキ、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。溶剤等に粉体顔料を分散させる工程では、顔料一次粒子が凝集した状態の二次粒子の粉体顔料をワニス、溶剤中に粉砕、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。従来、分散装置としては、サンドミル、グレインミル、ボールミル、アトライター等が知られている。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構成として、図７に示すごとき構成のものがある。すなわち、円筒形状のベッセル１０１を水平に設けた横型であって、上記ベッセル１０１内に回転軸１０３を水平にかつ回転可能に配置し、この回転軸１０３に、放射方向に突出したピン状の複数の撹拌羽根１０５を軸方向に適宜間隔に設け、そして前記ベッセル１０１内に、被分散材料の分散処理を行うために、例えば鋼、セラミックス、石等からなる球状の粒状メディア１０７を充填した構成である。上記構成において、回転軸１０３をモータ等によって回転し、ベッセル１０１の一端側に備えた原料供給口１０９からミルベース原料を供給すると、回転軸１０３に備えた複数の撹拌羽根１０５によって粒状メディア１０７が撹拌されるので、ミルベース原料の分散処理が行われることになる。そして、分散処理されたミルベースが、ベッセル１０１の他端側に備えた排出口１１１から連続的に排出されることになる。上記構成においては、供給口１０９からベッセル１０１内へ供給されたミルベース原料は一様に分散されず、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１１１から排出されることがあり、分散処理が充分に行われないことがあるという問題がある。また、粒状メディア１０７の動きについて観察すると、回転軸１０３に設けた撹拌羽根１０５の回転に追従して粒状メディア１０７が共回りする傾向にあり、分散処理に有効に機能しないことがあるという問題がある前記ショートパスを抑制するために、ベッセル１０１に対する粒状メディア１０７の充填率を高くすると、ショートパスをある程度防止することができるが、粒状メディア１０７の充填率を高くしすぎると、ベッセル１０１内において排出口１１１側へ粒状メディア１０７が偏るチョーキング現象を生じ、安定な運転ができなくなるという新たな問題がある。そこで、一般的には、粒状メディアの充填率は７５〜８０％として運転されている。また、従来の構成として、図８に示すごとき構成のものがある。この構成は、円筒形状のベッセル１０１を垂直に設けた竪型であって、撹拌羽根１０５を備えた回転軸１０３が垂直にかつ回転可能に配置してある。この構成は、横型を竪型にしたもので、ベッセル１０１の上部に開口して備えた供給口１０９からベッセル１０１内へミルベース原料を供給すると共に回転軸１０３を回転して粒状メディア１０７を撹拌することによって、ミルベース原料の分散処理が行われ、ベッセル１０１の下部に備えた排出口１１１から分散処理後のミルベースが排出されることになる。なお、上記排出口１１１には、粒状メディア１０７が排出されることを防止する例えば格子あるいは網状の粒状メディア分離機構１１３が設けてあると共に、排出口１１１を開閉可能の原料排出バルブ１１５が設けてある。上記構成は、ベッセル１０１が水平な横型を垂直にした構成にすぎないので、前述した横型と同様の問題を有するものである。さらに、従来の構成として、図９，図１０に示すごとき構成のものがある。この構成は、概略的には垂直な円筒形状のベッセル１０１内に第１，第２の回転軸１１７Ａ，１１７Ｂを垂直に配置し、この第１，第２の回転軸１１７Ａ，１１７Ｂに互いに９０°位相のずれたプレート状の第１，第２の撹拌羽根１１９Ａ，１１９Ｂを設け、上記各撹拌羽根１１９Ａ，１１９Ｂの干渉を生じないように回転する構成である。上記構成においては、第１，第２の撹拌羽根１１９Ａ，１１９Ｂの回転軌跡の１部が重なり合うものの、第１，第２の撹拌羽根１１９Ａ，１１９Ｂがプレート状であることにより、ベッセル１０１内においてミルベース原料等の１部が共回りする傾向にあると共に、領域１２１Ａ，１２１Ｂ付近は撹拌羽根１１９Ａ，１１９Ｂの回転領域外にあり、この部分のミルベース原料の分散処理が行われ難く不均一になる傾向にあるという問題がある。さらに、本発明に関係あると思われる先行例としては、特開平１−２２４０５７号公報（先行例１）、米国特許第４６７３１３４号明細書（先行例２）、米国特許第３１９９７９２号明細書（先行例３）、米国特許第４９１９３４７号明細書（先行例４）および米国特許第４９９８６７８号明細書（先行例５）等がある。上記先行例１においては、断面形状が長円形状のベッセル内に第１，第２の回転軸を垂直にかつ回転可能に設け、上記第１，第２の回転軸に設けた第１，第２の撹拌羽根の回転軌跡の１部が重り合う構成であるが、第１，第２の撹拌羽根の回転方向にみて、上記第１，第２の撹拌羽根の回転軌跡が重なり合う部分の前後両側に、ベッセル内面と上記回転軌跡に囲繞された断面形状がほぼ三角状のデッドスペースが生じ、このデッドスペースに位置するミルベース原料の分散処理が充分に行われ得ず不均一になり易いという問題がある。先行例２には複数の回転軸に撹拌羽根を設けた構成が開示されているが、先行例２の構成においても、撹拌羽根の回転軌跡とベッセル内面との間にほぼ三角形状のデッドスペースを生じるものであって、先行例１として同様の問題点を有するものである。先行例３の図８には、円弧状の曲面を２つ合わせた形状のベッセル内に第１，第２の回転軸を垂直にかつ回転可能に設け、上記第１，第２の回転軸に３方向に延伸した撹拌羽根を設けた構成が開示されているが、上記撹拌羽根はプレート状であり、かつ互に反対方向に回転されるものであり、さらに互いの回転軌跡が接する構成であるから、デッドスペースの問題は解消されるものの、例えば粒状メディア等は撹拌羽根と共回りする傾向が強く、ミルベース原料の充分な分散処理に問題がある。先行例４には、円弧状の曲面を２つ合せた形状のベッセル内に、周面に多数の凹凸を形成した筒状の第１，第２のローターを配置した構成が開示されている。この構成においては、筒状の第１，第２のローターの外周はかみ合っておらず、従ってローターの回転軌跡が互に重り合うものではない。また、ローターの製造が複雑化するという問題がある。先行例５には、回転自在な垂直な円筒形状のベッセルの偏心した位置に回転軸を垂直にかつ回転可能に配置し、この回転軸に、外周縁付近に複数の穴を形成した複数の円板を軸方向に重ねて備えた構成が開示されている。この構成においては、ベッセルを回転すると共にベッセルの偏心位置に配置した回転軸を回転する構成であるので、全体的構成が複雑化するという問題がある。発明の開示本発明は、前述のごとき従来の諸問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、被分散材料の給排口を備えたベッセル内に第１，第２の回転軸を互いに平行にかつ回転可能に配置し、上記第１，第２の回転軸に軸方向に適宜間隔に備えた複数の撹拌羽根を軸方向に交互に位置するように配置し、かつ前記ベッセル内に前記被分散材料の分散処理を行う粒状メディアを充填してなる分散装置において、前記第１，第２の回転軸に備えた撹拌羽根の回転領域の１部が重なる構成であり、かつ前記ベッセルの内周面は、前記第１，第２の回転軸に備えた各撹拌羽根の回転外周に沿う２つの円弧状曲面を接合した態様の形状である。上記構成により、第１，第２の回転軸を回転すると共にベッセルの供給口から被分散材料の供給を行うと、ベッセル内においては粒状メディアが撹拌羽根によって撹拌され、被分散材料の分散処理が行われる。この際、ベッセルの内周面は、第１，第２の回転軸に備えた各撹拌羽根の回転外周に沿って設けた２つの円弧状の曲面を接合した態様の構成であり、かつ各撹拌羽根の回転領域の１部が重る構成であるから、ベッセル内において粒状メディアの撹拌が行われ難いデッドスペースがなく、かつ第１，第２の回転軸の回転方向を同方向とすることにより、各撹拌羽根の回転領域が重なり合う部分においては各撹拌羽根の進行方向が逆方向となり、粒状メディアが互に衝突しあう態様となって共回りすることが防止される。第１，第２の回転軸の回転方向が異方向の場合においても、各撹拌羽根の回転領域が重なり合う部分で、粒状メディアが互いに衝突しあい共回りが乱される。すなわち、両回転軸の回転方向は、同方向に限定されるものではないが、同方向よりも異方向の方が好ましい。したがって、上記回転領域が重なり合う部分において被分散材料の分散処理が充分に行われることとなり、溶剤中の顔料粒子がより微細になると共に濃度差がなくより均一になるものである。請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、第１，第２の回転軸は水平であり、かつ上記第１，第２の回転軸の軸心を含む平面が垂直であるから、第１，第２の回転軸を上下の関係に配置した構成である。したがって、下側の回転軸の位置する室内の粒状メディアには、上側の回転軸の位置する室内の粒状メディアの荷重が作用し、かつ下側の室は粒状メディアが充満した態様となるので、より効果的な分散処理を行うことができるものである。請求項３に係る発明は、請求項１に記載の発明において、第１，第２の回転軸は水平であり、かつ上記第１，第２の回転軸の軸心を含む平面が水平であるから、第１，第２の回転軸を互いに隣接して水平な横方向に配置した構成である。したがって、第１，第２の回転軸が位置する各室内の粒状メディアの量はほぼ等しく、上記各室に対する被分散材料の蛇行を生じ易いものである。よって、供給口から排出口に至る被分散材料の行程が長くなり、分散処理が充分に行われ得るものである。請求項４に係る発明は、請求項１に記載の発明において、第１，第２の回転軸は水平であり、かつ上記第１，第２の回転軸の軸心を含む平面が垂直状態と水平状態との間で変更可能であるから、第１，第２の回転軸の配置関係が水平の場合と垂直な場合との間で種々変更でき、両方の特性を活しての分散処理を効果的に行うことができる。請求項５に係る発明は、請求項１に記載の発明において、第１，第２の回転軸は垂直であり、かつ上記第１，第２の回転軸の軸心を含む平面は垂直であるから、第１，第２の回転軸が位置する各室は垂直であり、各室内の粒状メディアの量はほぼ等しく、各室に対する被分散材料の蛇行を生じ易く、請求項３に係る発明と同様の効果を奏するものである。請求項６に係る発明は、請求項１，２，３，４又は５に記載の発明において、第１の回転軸又は第２の回転軸の少なくとも一方の回転軸に少なくとも１個の盤状の羽根を設けてなるものであるから、当該盤状の羽根によって被分散材料が軸に沿って移動することを阻害される傾向にあって、被分散材料の蛇行を促進する。よって、上記蛇行が効果的に行われて行程が長くなり、分散処理がより効果的に行われるものである。請求項７に係る発明は、請求項１，２，３，４，５又は６に記載の発明において、第１，第２の回転軸の半径をｒＡ，ｒＢ，第１，第２の回転軸に備えた各撹拌羽根の回転半径をＲＡ，ＲＢ，第１，第２の回転軸の軸心間隔寸法をＬとするとき、ｒＢ＋ＲＡ＝ｒＡ＋ＲＢ＜Ｌ≦０．９（ＲＡ＋ＲＢ）の関係にあるから、第１，第２の回転軸に備えた撹拌羽根の回転領域の１部は必ず重なり合うものであり、当該重なり合い部分において粒状メディアの共回りを阻止することができるものである。請求項８に係る発明は、請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の発明において、第１，第２の回転軸の外周面から第２，第１の回転軸に備えた撹拌羽根の回転外周との間隔および上記撹拌羽根の回転外周からベッセル内面との間隔が、粒状メディアの平均直径の３倍以上で約１０倍以下であるから、第１，第２の回転軸と各撹拌羽根との間隙及び各撹拌羽根とベッセル内面との間隙に粒状メディアの詰りを生じることがなく、また、上記間隙が大きすぎることによって分散処理が低下することがないものである。請求項９に係る発明は、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８に記載の発明において、第１，第２の回転軸の回転方向は同一方向であるから、各撹拌羽根の回転領域が重り合う位置においては、各撹拌羽根の進行方向が逆方向となり、共廻りする傾向にある粒状メディアの共回りを効果的に阻止することができるものである。図面の簡単な説明図１は本発明の第１例に係る分散装置を概念的に示す断面説明図である。図２は図１における２−２線部分の断面説明図である。図３は本発明の第２例に係る分散装置を概念的に示す断面説明図である。図４は図３における４−４線部分の断面説明図である。図５は本発明の第３例に係る分散装置を概念的に示す断面説明図である。図６は比較例および本発明に係る分散装置を概念的かつ略図的に示した説明図である。図７は従来の第１例の分散装置を概念的に示した断面説明図である。図８は従来の第２例の分散装置を概念的に示した断面説明図である。図９は従来の第３例の分散装置を概念的に示した断面説明図である。図１０は図９の平断面説明図である。発明を実施するための最良の形態以下、この発明の実施の形態の例を、図面を用いて詳細に説明する。図１，図２を参照するに、第１例に係る分散装置１は、軸心が水平な筒状のベッセル３を備えており、このベッセル３内には、互いに平行な第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂを水平にかつ回転可能に備えている。そして、上記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂには、放射方向に突出延伸したピン状の複数の撹拌羽根７Ａ，７Ｂを軸方向に適宜間隔に備えている。より詳細には、前記ベッセル３の内面は、図２に示すように、前記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂに備えた第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転外周に沿う円弧状曲面９Ａ，９Ｂを接合した態様の形状である。換言すれば、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂを配置した断面形状がほぼ３／４円弧状の第１，第２の室１１Ａ，１１Ｂを接合した態様であって、いわゆるマユ形を呈している。上記ベッセル３は前記円弧状曲面９Ａ，９Ｂを備えた内壁の周囲に外壁１３を備えて、内壁と外壁１３との間に、冷却媒体の入口１５Ａ、出口１５Ｂに連通した冷却室１５Ｃが形成してある。そして、上記ベッセル３の一端側には、例えば粉体顔料をワニス、溶剤等に高濃度に分散させたミルベース原料の供給口１７を備えた第１の蓋部材１９がボルト等のごとき適宜の固定具（図示省略）を介して取り外し可能に固定してある。前記ベッセル３の他端側には前記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂを水平にかつ回転可能に支持した第２の蓋部材２１が適宜の固定具を介して着脱可能に取付けてある。この第２の蓋部材２１には排出口２３が設けてあり、この第２の蓋部材２１とベッセル３との間には、ベッセル３内に充填した粒状メディア２５と分散処理された被分散材料（ミルベース）とを分散するために、例えば網状または格子状の粒状メディア分離機構２７が配置してある。上記粒状メディア２５は、例えば球状または偏平状あるいは無定形状の鋼、セラミックス、石等よりなるものであって、球状の場合には平均粒径が０．２ｍｍ〜１５ｍｍのものが使用される。そしてベッセル３内における粒状メディア２５の充填率は７０〜９５％である。前記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂには冷却媒体を循環し得るように冷却媒体通路が設けてあるが、冷却媒体通路は必ずしも必要ではない。この第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂに備えた前記第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂは、本例においては４本のピンを１組として放射方向に十字形に突出して設けてあるが、ピンの本数は４本に限ることなく任意の本数で良いものである。また、ピンの断面形状は円形に限ることなく、その他の任意の形状としても良いものである。上記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂに備えた第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂは、図１に示すように、各回転軸５Ａ，５Ｂの軸方向に交互に配置してあり、かつ上記第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転領域２９Ａ，２９Ｂは、図２に示すように、１部が重なり合う構成である。前記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂは、モータ（図示省略）によって同方向に等速回転されるようになっている。この際、第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの周速は６ｍ／ｓ〜１７ｍ／ｓであることが望ましく、かつ両者の周速が等しいことが望ましい。前記構成において、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの半径をｒＡ，ｒＢとし、第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転半径をＲＡ，ＲＢとし、かつ第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの軸心間隔の寸法をＬとすると、ｒＢ＋ＲＡ＝ｒＡ＋ＲＢ＜Ｌ≦０．９×（ＲＡ＋ＲＢ）の条件を満す関係にある。そして、前記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの周面から第２，第１の撹拌羽根７Ｂ，７Ａの回転外周との間隔および第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転外周からベッセル３の内面との間隔は、前記粒状メディア２５の平均直径の３倍以上で約１０倍以下の寸法である。したがって、第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂと、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂ及び第１，第２の室１１Ａ，１１Ｂの内面９Ａ，９Ｂとの間に、粒状メディア２５を挾み込むようなことがないと共に、第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂと前記内面９Ａ，９Ｂとの間隔が大き過ぎることによって撹拌能率が低下するがごとき問題がないものである。以上のごとき構成において、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂを同方向に回転し、供給口１７からミルベース原料（被分散材料）をベッセル３内に供給すると、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂに備えた複数の撹拌羽根７Ａ，７Ｂによってベッセル３内の粒状メディア２５が駆動撹拌され、被分散材料は上記粒状メディア２５と混合した状態となって撹拌され分散処理される。この際、被分散材料は、第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転により、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂが位置する第１，第２の室１１Ａ，１１Ｂ内を交互に移動するように蛇行を生じ、その移動行程が長くなる。上記第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転により、ベッセル３内の粒状メディア２５は撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転に追従して共回りする傾向にあるが、第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転領域２９Ａ，２９Ｂが重なり合う部分においては第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの移動方向が逆であるので、共回りする傾向にある粒状メディア２５は上記重なり合う部分において互いに衝突し、共回りが有効に阻止されると共に衝突に起因して撹拌が効果的に行われる。よって、上記重なり合う部分において被分散材料の分散処理がより効果的に行われるものである。そして、分散処理された後の被分散材料は粒状メディア分離機構２７によって粒状メディア２５から分離され、排出口２３から外部へ排出される。既に理解されるように、被分散材料は第１，第２の室１１，１１を交互に移動するように蛇行し、移動行程が長くなると共に、第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転領域が重なり合う部分において、粒状メディア２５に衝突する態様の現象を生じて撹拌が効果的に行われるので、粒状メディア２５の充填量を少なくすることが可能である。前記構成に係る分散装置の効果を確認するために、比較実験を行った。（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、図１，図２に示すごとき構成の本発明に係る分散機にて分散し、顔料分散ベースを調整した。この顔料分散ベース（８８部）にメラミン樹脂（１２部）を混合し、アルキッド／メラミン塗料を調整した。比較対象としては、図７に示すごとき構成の従来の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に係る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。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／メラミン樹脂系で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ミリ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験例の色差ΔＬ値から求め、比較例を１００として、着色力＝（１００−ΔＬ×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。また、前記塗料をフォードカップ＃４で２０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に係る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。光沢:２０°および６０°変角光沢値また、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３，図４は第２例の分散装置１Ａを示すものである。この分散装置１Ａは、第１例に示したベッセル３と断面形状が同一のベッセル３Ａを垂直に設け、このベッセル３Ａの上部に供給口１７Ａを設け、かつ底部には前述した従来の構成と同様の排出口１１１，粒状メディア分離機構１１３およびバルブ１１５を設けた構成である。その他の構成は、前述した第１例の構成とほぼ同一であるから、同一機能を奏する部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。この第２例においては、ベッセル３の軸心および第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂが垂直であり、かつ上記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの軸心を含む平面は垂直である。したがって、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂが位置する各室１１Ａ，１１Ｂは水平方向に隣接する態様であり、各室１ＩＡ，１１Ｂ内の粒状メディア量はほぼ等しく、供給口１７Ａからベッセル３Ａ内へ供給された被分散材料は各室１１Ａ，１１Ｂ間を蛇行して排出口１１１に至るものであって、前述した第１例と同様の効果を奏するものである。この第２例の構成による分散装置の効果を確認するために比較実験を行った。（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、図３，図４に示したごとき構成の本発明に係る分散機にて分散し、顔料分散ベースを調整した。この顔料分散ベース（８８部）にメラミン樹脂（１２部）を混合し、アルキッド／メラミン塗料を調整した。比較対象としては、図８に示すごとき従来の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２に示したように本発明に係る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。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／メラミン樹脂系で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ミリ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験例の色差ΔＬ値から求め、比較例を１００として、着色力＝（１００−ΔＬ×１０）で示した。表１に示したように本発明に係る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。また、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。ところで、図１，図２に示した分散装置１は、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの軸心を含む平面が水平であって、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの位置する各室１１Ａ，１１Ｂを水平に配置した構成であるが、上記第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの軸心を含む平面が垂直である構成とすることもできる。すなわち、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの位置する各室１１Ａ，１１Ｂを上下に配置する構成とすることも可能である。この構成においては、ベッセル内の下側の室に粒状メディアが充満し、かつ上側の室の粒状メディアの重量が下側の室内の粒状メディアに作用することとなり、下側の室内においてはより効果的な分散処理が行われることになる。既に理解されるように、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの軸心を含む平面を水平に、又は垂直に配置することが可能であるから、ベッセル本体を水平軸心回りに回動可能の構成とすることにより、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの軸心を含む平面を、水平状態と垂直状態との間で変更可能であり、ベッセル内の各室１１Ａ，１１Ｂの上下を逆にすることが可能である。この場合、ベッセル内の各室１１Ａ，１１Ｂの位置関係を水平、垂直に変更でき、各室１１Ａ，１１Ｂが水平な関係にある場合と垂直な関係にある場合との両方の特性を活かしての分散処理を行うことができる。図５は第３例を示すものである。この第３例においては、図１，図２に示した第１例の構成とほとんど同様であり、相違する構成は、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂにそれぞれ円盤３１Ａ，３１Ｂを適宜間隙に設けて、供給口１７からベッセル内に供給された被分散材料が第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂに沿う方向へ移動するショートパスを防止し、かつ第１，第２の室１１Ａ，１１Ｂを被分散材料が蛇行する傾向を促進した構成である。なお、その他の構成は、前述した第１例の構成と同一であるから、同一機能を奏する構成部分には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。上記構成においては、供給口１７からベッセル３内へ供給された被分散材料は、各円盤３１Ａ，３１Ｂによって、排出口２３へ向けて直線的に移動することが確実に阻止されて、第１，第２の室１１Ａ，１１Ｂの間を蛇行しつつ排出口２３に至るので、被分散材料の移動行程が長くなり、より効果的な分散処理が行われ得るものである。なお、既に理解されるように、図５に示す構成において第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂの配置関係が上下の関係となるように構成することも可能である。また、図３に示した竪型の構成においても、第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂにそれぞれ円盤３１Ａ，３１Ｂを設けても良いものである。ところで、図６に概略的に示す構成（Ａ），（Ｂ）の比較例の分散装置と本発明に係る構成（Ｃ），（Ｃ’），（Ｄ），（Ｄ’）および（Ｅ）の分散装置により、前述した実験と同様の実験を行った結果は表３に示すとおりであり、本発明に係る分散装置の分散処理が充分に行われることが確認された。なお、表３において、分散装置型式の符号（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｃ’）および（Ｄ’）は、図６に概略的に示した分散装置の形式を示すものである。図６において、型式（Ａ）は、前述した図７に示した構成に相当するものである。型式（Ｂ）は、水平な円筒形状のベッセル内に第１，第２の回転軸５Ａ，５Ｂを配置し、かつ第１，第２の回転軸に備えた第１，第２の撹拌羽根７Ａ，７Ｂの回転領域が重なり合うことのない構成としたものである。上記型式（Ａ），（Ｂ）は比較例である。図６に示す型式（Ｃ）は前述した図１，図２に示すごとき構成の分散装置に相当する構成である。型式（Ｄ）は型式（Ｃ）の構成を９０°回転した構成に相当するものである。型式（Ｅ）は、前述した図３，図４に示すごとき構成の分散装置に相当する構成である。そして、型式（Ｃ’）は、前述した図５の分散装置に相当するもので、型式（Ｃ）において円板を備えた構成に相当するものである。さらに型式（Ｄ’）は、型式（Ｃ’）の構成を９０゜回転した構成に相当するもので、型式（Ｄ）において円板を備えた構成に相当するものである。以上、種々の例について説明したが、この発明は、前述した実施の形態の例にのみ限定されるものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述した実施の形態においては、第１，第２の回転軸を同方向へ回転する旨説明した。しかし、場合によっては第１，第２の回転軸を反対方向に回転することも可能であるが、同方向であることが望ましい。さらに、第１，第２の回転軸を同方向に回転することと反対方向へ回転することとを任意時間毎に繰り返す構成とすることも可能である。さらに、図１，図３に示した構成において、ベッセルの内面の適宜範囲に亘って、ベッセルの内面に沿って被分散材料が直線的に移動することを防止する円弧状の邪魔板を、撹拌羽根と干渉しないように内方向へ僅かに突出して配置する構成とすることも可能である。また、第１，第２の回転軸に備えたピン状の撹拌羽根に代えて、円盤状の撹拌羽根を複数配置する構成とすることも可能である。この場合、上記円盤状の撹拌羽根には適宜大きさ、形状の複数の貫通穴が設けてあっても、また設けてなくても良いものであり、さらに貫通穴を設けた円盤状の撹拌羽根と、貫通穴を有しない円盤状の撹拌羽根とが混在していても良いものである。さらに、第１，第２の回転軸に備えた第１，第２の撹拌羽根の回転半径を異にすることも可能である。産業上の利用分野以上のごとき実施の形態例の説明より理解されるように、請求項１に係る発明によれば、第１，第２の回転軸を回転すると共にベッセルの供給口から被分散材料の供給を行うと、ベッセル内においては粒状メディアが撹拌羽根によって撹拌され、被分散材料の分散処理が行われる。この際、ベッセルの内周面は、第１，第２の回転軸に備えた各撹拌羽根の回転外周に沿って設けた２つの円弧状の曲面を接合した態様の構成であり、かつ各撹拌羽根の回転領域の１部が重る構成であるから、ベッセル内において粒状メディアの撹拌が行われ難いデッドスペースがなく、かつ第１，第２の回転方向を同方向とすることにより、各撹拌羽根の回転領域が重なり合う部分においては各撹拌羽根の進行方向が逆方向となり、粒状メディアが衝突しあう態様となって共回りすることが防止される。したがって、被分散材料の分散処理が効果的に行われることとなり、溶剤中の顔料粒子がより微細になると共に濃度差がなくより均一になるものである。請求項２に係る発明によれば、下側の回転軸の位置する室内の粒状メディアには、上側の回転軸の位置する室内の粒状メディアの荷重が作用し、かつ下側の室は粒状メディアが充満した態様となるので、より効果的な分散処理を行うことができるものである。請求項３に係る発明によれば、第１，第２の回転軸が位置する各室内の粒状メディアの量はほぼ等しく、上記各室に対する被分散材料の蛇行を生じ易いものである。よって、供給口から排出口に至る被分散材料の行程が長くなり、分散処理が充分に行われ得るものである。請求項４に係る発明によれば、第１，第２の回転軸の配置関係が水平の場合と垂直な場合との間で種々変更でき、両方の特性を活しての分散処理を効果的に行うことができる。請求項５に係る発明によれば、第１，第２の回転軸が位置する各室は垂直であり、各室内の粒状メディアの量はほぼ等しく、各室に対する被分散材料の蛇行を生じ易く、被分散材料の移動行程が長くなり、分散処理がより効果的に行われる。請求項６に係る発明によれば、盤状の羽根によって被分散材料が軸に沿って移動することを阻害される傾向にあって、被分散材料の蛇行を促進する。よって、上記蛇行が効果的に行われて分散処理がより効果的に行われるものである。請求項７に係る発明によれば、第１，第２の回転軸に備えた撹拌羽根の回転領域の１部は必ず重なり合うものであり、当該重なり合い部分において粒状メディアの共回りを阻止することができるものである。請求項８に係る発明によれば、第１，第２の回転軸と各撹拌羽根との間隙及び各撹拌羽根とベッセル内面との間隙に粒状メディアの詰りを生じることがなく、また、上記間隙が大きすぎることによって分散処理が低下することがないものである。請求項９に係る発明によれば、各撹拌羽根の回転領域が重なり合う位置においては、各撹拌羽根の進行方向が逆方向となり、共回りを効果的に阻止することができるものである。

【手続補正書】【提出日】平成１０年７月２９日（１９９８．７．２９）【補正内容】（１）請求の範囲を別紙の通り補正する。（２）明細書の第６頁第１２行の「請求項１に係る発明は、」を「本発明の第１の態様は、」に補正する。（３）明細書の第７頁第２１行〜第２２行の「請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、」を「本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、」に補正する。（４）明細書の第８頁第５行〜第６行の「請求項３に係る発明は、請求項１に記載の発明において、」を「本発明の第３の態様は、上記第１の態様において、」に補正する。（５）明細書の第８頁第１４行〜第１５行の「請求項４に係る発明は、請求項１に記載の発明において、」を「本発明の第４の態様は、上記第１の態様において、」に補正する。（６）明細書の第８頁第２１行〜第２２行の「請求項５に係る発明は、請求項１に記載の発明において、」を「本発明の第５の態様は、上記第１の態様において、」に補正する。（７）明細書の第９頁第１行の「請求項３に係る発明」を「上記第３の態様」に補正する。（８）明細書の第９頁第３行〜第４行の「請求項６に係る発明は、請求項１，２，３，４又は５に記載の発明において、」を「本発明の第６の態様は、上記第１，２，３，４又は５の態様において、」に補正する。（９）明細書の第９頁第１１行〜第１２行の「請求項７に係る発明は、請求項１，２，３，４，５又は６に記載の発明において、」を「本発明の第７の態様は、上記第１，２，３，４，５又は６の態様において、」に補正する。（10）明細書の第９頁第２０行〜第２１行の「請求項８に係る発明は、請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の発明において、」を「本発明の第８の態様は、上記第１，２，３，４，５，６又は７の態様において、」に補正する。（11）明細書の第９頁第２２行〜第２３行の「攪拌羽根の回転外周との間隔」を「攪拌羽根の回転外周への間隔」に補正する。（12）明細書の第９頁第２３行〜第２４行の「ベッセル内面との間隔が、」を「ベッセル内面への間隔が、」に補正する。（13）明細書の第１０頁第５行〜第６行の「請求項９に係る発明は、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８に記載の発明において、」を「本発明の第９の態様は、上記第１，２，３，４，５，６，７又は８の態様において、」に補正する。（14）明細書の第１３頁第１９行〜第２０行の「第２，第１の攪拌羽根７Ｂ，７Ａの回転外周との間隔」を「第２，第１の攪拌羽根７Ｂ，７Ａの回転外周への間隔」に補正する。（15）明細書の第１３頁第２１行の「ベッセル３の内面との間隔は、」を「ベッセル３の内面への間隔は、」に補正する。（16）明細書の第２７頁第３行の「請求項１に係る発明によれば、」を「本発明の第１の態様によれば、」に補正する。（17）明細書の第２７頁第２０行の「請求項２に係る発明によれば、」を「本発明の第２の態様によれば、」に補正する。（18）明細書の第２７頁第２５行の「請求項３に係る発明によれば、」を「本発明の第３の態様によれば、」に補正する。（19）明細書の第２８頁第５行の「請求項４に係る発明によれば、」を「本発明の第４の熊様によれば、」に補正する。（20）明細書の第２８頁第９行の「請求項５に係る発明によれば、」を「本発明の第５の態様によれば、」に補正する。（21）明細書の第２８頁第１４行の「請求項６に係る発明によれば、」を「本発明の第６の態様によれば、」に補正する。（22）明細書の第２８頁第１９行の「請求項７に係る発明によれば、」を「本発明の第７の態様によれば、」に補正する。（23）明細書の第２８頁第２３行の「請求項８に係る発明によれば、」を「本発明の第８の態様によれば、」に補正する。（24）明細書の第２９頁第３行の「請求項９に係る発明によれば、」を「本発明の第９の態様によれば、」に補正する。請求の範囲（1）分散される材料の供給口及び排出口を有するベッセルと、相互に平行に且つ回転可能に、前記ベッセル内に配置された第１及び第２の回転軸と、軸方向に任意の間隔だけ互いに離れて前記第１及び第２の回転軸に設けられ、軸方向に交互に配置された複数の攪拌羽根と、前記材料の分散処理を行うために設けられ、前記ベッセル内に入れられた粒状メディアと、を備えた分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転部分は、重なり合い、前記ベッセルは、前記第１及び第２の回転軸に設けられた前記攪拌羽根の回転外端に沿って形成された２つの曲面状の円周弧の組み合わせによって形成された内面を有し、前記第１及び第２の回転軸は、水平に配置され、前記第１及び第２の回転軸を含む面は、垂直面であることを特徴とする分散装置。（2）分散される材料の供給口及び排出口を有するベッセルと、相互に平行に且つ回転可能に、前記ベッセル内に配置された第１及び第２の回転軸と、軸方向に任意の間隔だけ互いに離れて前記第１及び第２の回転軸に設けられ、軸方向に交互に配置された複数の攪拌羽根と、前記材料の分散処理を行うために設けられ、前記ベッセル内に入れられた粒状メディアと、を備えた分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転部分は、重なり合い、前記ベッセルは、前記第１及び第２の回転軸に設けられた前記攪拌羽根の回転外端に沿って形成された２つの曲面状の円周弧の組み合わせによって形成された内面を有し、前記第１及び第２の回転軸は、水平に配置され、前記第１及び第２の回転軸を含む面は、水平面であることを特徴とする分散装置。（3）分散される材料の供給口及び排出口を有するベッセルと、相互に平行に且つ回転可能に、前記ベッセル内に配置された第１及び第２の回転軸と、軸方向に任意の間隔だけ互いに離れて前記第１及び第２の回転軸に設けられ、軸方向に交互に配置された複数の攪拌羽根と、前記材料の分散処理を行うために設けられ、前記ベッセル内に入れられた粒状メディアと、を備えた分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転部分は、重なり合い、前記ベッセルは、前記第１及び第２の回転軸に設けられた前記攪拌羽根の回転外端に沿って形成された２つの曲面状の円周弧の組み合わせによって形成された内面を有し、前記第１及び第２の回転軸は、水平に配置され、前記第１及び第２の回転軸を含む面は、垂直状態と水平状態とに変更可能であることを特徴とする分散装置。（4）請求項１，２，又は３の何れか１つに記載の分散装置であって、前記第１又は第２の回転軸の少なくとも一方に、少なくとも１つの盤状の羽根が設けられていることを特徴とする分散装置。（5）請求項１，２，３又は４の何れか１つに記載の分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸の半径をｒＡ，ｒＢ、前記第１及び第２の回転軸に設けられた各攪拌羽根の回転半径をＲＡ，ＲＢ、前記第１及び第２の回転軸の軸芯間隔をＬとするとき、ｒＢ＋ＲＡ＝ｒＡ＋ＲＢ＜Ｌ≦０．９×（ＲＡ＋ＲＢ）の関係が成り立つことを特徴とする分散装置。（6）請求項１，２，３，４．又は５の何れか１つに記載の分散装置であって、前記各第１及び第２の回転軸の外面から前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転外端への距離と、前記攪拌羽根の回転外端から前記ベッセルの内面への距離とは、前記粒状メディアの平均直径の３倍以上で約１０倍以下であることを特徴とする分散装置。（7）請求項１，２，３，４，５又は６の何れか１つに記載の分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸の回転方向は、同じであることを特徴とする分散装置。

Claims

【特許請求の範囲】（1）（削除）（2）分散される材料の供給口及び排出口を有するベッセルと、相互に平行に且つ回転可能に、前記ベッセル内に配置された第１及び第２の回転軸と、軸方向に任意の間隔だけ互いに離れて前記第１及び第２の回転軸に設けられ、軸方向に交互に配置された複数の攪拌羽根と、前記材料の分散処理を行うために設けられ、前記ベッセル内に入れられた粒状メディアと、を備えた分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転部分は、重なり合い、前記ベッセルは、前記第１及び第２の回転軸に設けられた前記攪拌羽根の回転外端に沿って形成された２つの曲面状の円周弧の組み合わせによって形成された内面を有し、前記第１及び第２の回転軸は、水平に配置され、前記第１及び第２の回転軸を含む面は、垂直面であることを特徴とする分散装置。（3）分散される材料の供給口及び排出口を有するベッセルと、相互に平行に且つ回転可能に、前記ベッセル内に配置された第１及び第２の回転軸と、軸方向に任意の間隔だけ互いに離れて前記第１及び第２の回転軸に設けられ、軸方向に交互に配置された複数の攪拌羽根と、前記材料の分散処理を行うために設けられ、前記ベッセル内に入れられた粒状メディアと、を備えた分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転部分は、重なり合い、前記ベッセルは、前記第１及び第２の回転軸に設けられた前記攪拌羽根の回転外端に沿って形成された２つの曲面状の円周弧の組み合わせによって形成された内面を有し、前記第１及び第２の回転軸は、水平に配置され、前記第１及び第２の回転軸を含む面は、水平面であることを特徴とする分散装置。（4）分散される材料の供給口及び排出口を有するベッセルと、相互に平行に且つ回転可能に、前記ベッセル内に配置された第１及び第２の回転軸と、軸方向に任意の間隔だけ互いに離れて前記第１及び第２の回転軸に設けられ、軸方向に交互に配置された複数の攪拌羽根と、前記材料の分散処理を行うために設けられ、前記ベッセル内に入れられた粒状メディアと、を備えた分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転部分は、重なり合い、前記ベッセルは、前記第１及び第２の回転軸に設けられた前記攪拌羽根の回転外端に沿って形成された２つの曲面状の円周弧の組み合わせによって形成された内面を有し、前記第１及び第２の回転軸は、水平に配置され、前記第１及び第２の回転軸を含む面は、垂直状態と水平状態とに変更可能であることを特徴とする分散装置。（5）（削除）（6）請求項２，３，又は４の何れか１つに記載の分散装置であって、前記第１又は第２の回転軸の少なくとも一方に、少なくとも１つの盤状の羽根が設けられていることを特徴とする分散装置。（7）請求項２，３，４，又は６の何れか１つに記載の分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸の半径をｒＡ，ｒＢ、前記第１及び第２の回転軸に設けられた各攪拌羽根の回転半径をＲＡ，ＲＢ、前記第１及び第２の回転軸の軸芯間隔をＬとするとき、ｒＢ＋ＲＡ＝ｒＡ＋ＲＢ＜Ｌ≦０．９×（ＲＡ＋ＲＢ）の関係が成り立つことを特徴とする分散装置。（8）請求項２，３，４，６，又は７の何れか１つに記載の分散装置であって、前記各第１及び第２の回転軸の外面から前記第１及び第２の回転軸に設けられた攪拌羽根の回転外端との距離と、前記攪拌羽根の回転外端から前記ベッセルの内面との距離とは、前記粒状メディアの平均直径の３倍以上で約１０倍以下であることを特徴とする分散装置。（9）請求項２，３，４，６，７，又は８の何れか１つに記載の分散装置であって、前記第１及び第２の回転軸の回転方向は、同じであることを特徴とする分散装置。