JP4074696B2 - 分散装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、塗料やインキの顔料等の固形物を含む液状の配合物を分散させる分散装置に関し、より詳細には、ビーズカーボン等の比較的硬度の高い固形物の分散を行うことのできる分散装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗料やインキ等の、固形物を含む塗料組成物の製造は、例えば、樹脂ワニスと顔料を混合してペーストを得る前練り工程、前記前練り工程により得られたペーストをボールミル、ロールミル、サンドグラインドミル等の分散装置により分散して樹脂ワニス中に顔料を均一に分散したミルベースを得る分散工程、前記分散工程により得られたミルベースをデイゾルバー等により溶剤、樹脂ワニス、必要に応じて添加剤と混合・溶解する溶解工程を経て製造される。
【０００３】
そして、近年においては、前述の分散工程と溶解工程を同時に行うことができるという作業性の良さから、バスケットミルが塗料やインキ等の製造に使用されている。
【０００４】
このバスケットミルは、かく拌槽内に顔料、溶剤、樹脂ワニス、必要に応じて添加剤等を混合した液体（以下、「配合物」という）を充填し、該かく拌槽の上方から前記配合物中に到達する長さに設けられたかく拌軸の先端にかく拌羽根を付設し、該かく拌羽根を前記かく拌軸を介して回転駆動装置で回転することにより、配合物間のずり応力で凝集した顔料粒子（二次粒子）を顔料粒子単体（一次粒子）にほぐすと共に、溶剤、樹脂ワニス、添加剤等を混合して前記液体中に顔料粒子を分散するものであり、前記かく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金属製薄板材、又は細かいメッシュの金網でなるバスケット（篭体）で囲み、該バスケット内にガラス球、鋼球、セラミック球等の分散媒体を投入し、かく拌羽根を回転させると、前記配合物内の固形物の大きな粒子は前記バスケット内で磨砕混合作用により砕かれて微細化し、微細化された顔料粒子はバスケットの底壁及び側方の前記小孔やメッシュから流出し、かく拌槽内を対流して再度バスケットの上方からバスケット内に流入してさらに細かく砕かれて配合物中で分散されるよう構成されている（例えば、特開昭６０−１２２０３３号、特開昭６１−２９３５３６号公報参照）。
【０００５】
このようなバスケットミルあっては、バスケット内で分散された配合物をバスケットの底壁および側壁に穿設した小孔から流出させ、バスケットの底壁下方に流出した配合物はバスケット底壁下方に設けた液流動用羽根の回転により、バスケット上方に対流させ、再度上方からバスケット内に流入させて分散するのであるが、配合物中の顔料の二次粒子等の固形物は液体中では重量物であるために、相当量が分散されずバスケット底壁の小孔からかく拌槽底面へそのまま落下する。すなわち、篭体内に投入した分散媒体はかく拌羽根が回転することにより生ずる回転遠心力によってバスケット側壁周辺に集まってしまうので、少なくともかく拌軸周辺の配合物は全く分散されることのないままバスケット底壁の小孔からそのままバスケット下方に流出し、また、かく拌軸下方に沈殿する傾向にあるので、これらの要因を考慮していかに短時間で分散効果を上げるかということは依然として大きな課題であった。
【０００６】
また、前述のように小孔を多数形成したバスケットを備えた分散装置にあっては、配合物中の凝集した顔料粒子により目詰まりしやすく、特に、通常のカーボンが粉状で非常に軽く、浮遊しやすいため作業環境を阻害するので、粒径１mm前後に形成したビーズカーボン等の顔料を含む配合物を分散すると、該ビーズカーボン等の顔料が分散されないままバスケットに形成された小孔に詰まってしまい、このビーズカーボンによるバスケットの目詰まりにより配合物がバスケットの内外を循環できなくなる。そのために、従来のバスケットミルにあってはビーズカーボン等のように１次粒子の凝集が強く２次粒子が硬くほぐれにくい顔料等の固形物を含む配合物を分散することはできない。
【０００７】
このような問題点を解消すべく、バスケットの底壁を小孔を設けていないメクラ底壁で形成し、側壁のみに小孔を形成した分散装置、及び前記分散装置の小孔を側壁平板と、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、上下に対向する側壁平板と側壁の周囲方向に対向する隙間板とで形成されるスリットより成る小孔とした分散装置が本発明の出願人により既に出願されている（特公平８−１７９３０号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特公平８−１７９３０号公報に掲載の分散装置にあっては、前述のようにバスケットの底壁をメクラとしたことによりバスケット内部における配合物の滞留時間が長くなり、従来のバスケットミルに比較して短時間で配合物の分散を行うことができる。
【０００９】
また、バスケットの側壁にスリット状の小孔を形成した分散装置にあっては、ビーズカーボン等の高硬度で、粒子の粗い顔料を含む配合物の分散に使用した場合であってもバスケットの小孔が目詰まりし難く、このような配合物であっても分散を行い得る。
【００１０】
しかし、前述の分散装置によりビーズカーボン等を含む配合物を分散する場合、配合物中のビーズカーボン等の顔料の固形物を所望の粒度となるまで微細なものとするには長時間を要し、また長時間の分散による摩擦熱により配合物が加熱され、配合物中の溶剤等が揮発すれば、製品の品質の変化や工程中の原料ロスが生ずる他、揮発した溶剤等が作業環境内の雰囲気に溶け込んで作業環境を悪化させる。
【００１１】
また、前述の従来の分散装置により得られた黒色塗料は、剪断力が弱いため、色合いの深みに欠ける。
【００１２】
一方、円筒状のドラム内にスチールやアルミナ等の球体より成る分散媒体と共に前練りされたペーストを入れて前記ドラムを回転させて分散する前述のボールミルや、回転速度の異なる複数のロール間に前練りしたペーストを通過させ、ロール間の速度差によってペーストに与えられる剪断力により分散を行う前述のロールミルにより分散を行う場合、ビーズカーボンを原料として色合いに深みのある黒色塗料を製造することができる。
【００１３】
しかし、前述のように前記ボールミルやロールミルを使用して分散を行った場合には、最終的な塗料やインキを得るためには前記ボールミルやロールミルを使用した分散工程により得られたミルベースを更に既知のディゾルバー等を使用して樹脂ワニス、溶剤、添加剤に溶解する溶解工程を経る必要がある他、前述のボールミルにあっては分散に長時間を要すると共に、分散媒体とドラムの内壁との衝突により発生する騒音が著しく、該装置を設置するに際しては防音対策が必要である等、周辺環境の整備のためのコストが嵩む等の問題点を有する。
【００１４】
また、前述のロールミルにあっては、前述のボールミルに比較して騒音の発生等の問題は少ないものの、硬度の高いビーズカーボン等の固形物を含むペーストを分散するためにはロール間を、高圧力とした状態で強力に回転させる必要があり、モータ等の駆動源が大型化して装置を大型・高価とするだけでなく、前記ロールの高出力の回転を得るために消費電力等が増大する等の問題点がある。
【００１５】
そこで本発明の目的は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであり、バスケットミル及び前記特公平８−１７９３０号公報の分散装置と同様、顔料粒子等の固形物の分散と溶解を同時に行うことができ、従って作業性が良く、また、ビーズカーボン等の高硬度の固形物を含む配合物の分散作業を短時間で行うことができ、しかも色合いに深みのある黒色塗料を製造することのできる剪断力ないし衝撃摩砕力のきわめて高い分散装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の別の目的は、前述の分散装置にあって、かく拌槽内に充填された配合物を良好に対流させて、配合物中の固形物がかく拌槽の底部に沈殿することを防止し、良好にバスケツト内に導入して分散し得る構成を備えた分散装置を提供することにある。
【００１７】
更に、本発明の別の目的は、前述の分散装置に配合物の加熱を防止し得る機構を設けることで、配合物中の溶剤等の揮発を防止し、製品の品質の変化や工程中の原料ロス、作業環境の悪化を防止し得る分散装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
昇降自在な分散装置本体１０に回転可能な回転軸１２を設け、この回転軸１２を分散媒体３７が収容されたバスケット２０内に挿入すると共に、該バスケット２０内に位置する前記回転軸１２に複数の分散ピン１４を有し、かく拌槽６０内に充填された、例えば塗料やインキ等のように、顔料等の固形物を含んだ液状の配合物６５を分散せしめる分散装置において、
前記バスケット２０は、バスケット２０内に配合物６５を導入する開口３８の形成された蓋板２２と、この蓋板２２で上端を被蓋された円筒状の上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）で区画され、前記蓋板２２の開口３８から導入された配合物６５を予備的に分散する予備分散室２０１（２０１ａ，２０１ｂ）と、
前記上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）の下端に連結され、下端を小孔を設けていないメクラ底板２９で被蓋された円筒状の下部側壁２４２で区画され、前記予備分散室２０１で予備分散された配合物６５を導入してこれを更に細かく分散する仕上分散室２０２を備え、
前記予備分散室２０１（２０１ａ，２０１ｂ）を区画する上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）を小孔を設けないメクラに形成し、一方、前記仕上分散室２０２を区画する下部側壁２４２の少なくとも下方に、前記仕上分散室２０２内の配合物６５をバスケット２０外に流出する小孔３５を円周方向に多数形成すると共に、ロッド１３を介して分散装置本体１０に前記バスケット２０を固定すると共に、前記蓋板２２に形成された開口３８を介して前記予備分散室２０１の上部から仕上分散室２０２内に至る前記回転軸１２を挿入し、予備分散室２０１内をかく拌する分散ピン１４１（１４１ａ，１４１ｂ）及び仕上分散室２０２内をかく拌する分散ピン１４２をそれぞれ前記回転軸１２に多段に複数対付設し、
前記バスケット２０とかく拌槽６０の内壁間に駆動手段４８により回転駆動する液流動用軸４６を配置し、該液流動用軸４６に液流動用羽根４７を付設し、該液流動用羽根４７を前記かく拌槽６０内で、かつ前記バスケット２０と干渉しない位置に設け、更に前記蓋板２２上又は、前記蓋板上方又は、前記予備分散室２０１の上方又は、前記予備分散室又は、仕上分散室２０２の内、少なくともいずれか一の位置に固定盤７２を設け、この固定盤７２に、前記回転軸１２が回転可能に挿入されると共に配合物を通過させる開口を形成し、この固定盤７２上にあって、複数の回転軌跡上で各固定ピン７４を順次に植設した固定側分散ピンと、前記固定盤７２に平行に対向して回転駆動可能に前記回転軸１２に設けた可動盤７１上にあって、前記各固定ピン７４とは異なる複数の回転軌跡上で、且つ、各固定ピン７４に対して可及的に接近した位置で、可動ピン７３を順次に植設した可動側分散ピンとを備え、前記各固定ピン７４と各可動ピン７３との相互間で、前記配合物を分散し得るように構成したことを特徴とし、これにより予備分散室、仕上分散室における分散を促進すると共に、上記可動側分散ピンを蓋板若しくは蓋板上方に設ければ、前記予備分散室２０１に配合物が入る前にさらに予備的に分散することによって、分散効果及び作業効率を高めることができる。
【００１９】
前記予備分散室２０１は、前記蓋板２２の直近下方に位置する１次予備分散室２０１ａと、前記１次予備分散室と連続して形成された２次予備分散室２０１ｂとから成り、前記１次予備分散室２０１ａ内をかく拌する分散ピン１４１ａ及び２次予備分散室２０１ｂ内をかく拌する分散ピン１４１ｂを前記回転軸にそれぞれ複数対付設すると共に、前記１次予備分散室２０１ａ及び２次予備分散室２０１ｂのそれぞれを仕上分散室２０２と同等以上の高さに形成することもできる。
【００２０】
前記仕上分散室２０２の側壁下方に形成された小孔３５は、側壁平板２７と、側壁の周囲方向で前記側壁平板２７よりも短い隙間板２８とをそれぞれ交互に複数個重ねて、上下に対向する側壁平板２７と側壁の周囲方向に対向する隙間板２８とで形成されるスリットから成る小孔３５として形成することもできる。
【００２１】
また、前記液流動用軸４６及び液流動用羽根４７は、前記バスケット２０を中心とした対称位置に２又はそれ以上の複数個配置すれば好適である。
【００２２】
さらに、前記予備分散室２０１を被蓋する蓋板２２に中空室４０を形成すると共に、又は前記蓋板２２の中空室４０に代えて予備分散室２０１の側壁に中空室４４を形成し、該中空室４０（及び／又は４４）を前記ロッド１３に形成した冷却媒体の流路を介して冷却媒体供給源に連通すれば好適である。
【００２３】
加えて、前記バスケット２０の蓋板２２に設けられた開口３８内で前記かく拌軸１２に螺旋状の導入羽根１８を付設することもできる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態につき添付図面を参照して説明する。
【００２６】
本発明の分散装置は、図１に示すように昇降自在に構成された回転駆動機構１１の先端下方に設置されて、顔料等の固形物を含む配合物６５の充填されたかく拌槽６０内に没入されて該かく拌槽６０内の配合物６５を分散し得るものであり、鋼球、ガラス球、セラミック球、ジルコニア球等より成る分散媒体３７を、バスケット内外を循環する配合物６５と共に収容するバスケット２０と、前記バスケット２０内に挿入され、該バスケット２０内で回転する回転軸１２、前記回転軸１２に付設され、回転軸１２の回転に伴って回転してバスケット２０内に収容された分散媒体３７をかく拌する分散ピン１４（１４１ａ，１４１ｂ，１４２）、及び前記バスケット２０とかく拌槽６０の内壁間に配置され、かく拌槽６０内に充填された配合物６５を対流させる液対流用軸４６及び該液対流用軸に付設された液対流用羽根４７より成る。
【００２７】
前記バスケット２０は、円筒状に形成された小孔を設けていない上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）と前記円筒状の上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）の上端を被蓋する蓋板２２とにより区画された予備分散室２０１（２０１ａ，２０１ｂ）と、前記上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）の下端に連結され、その外周に、配合物６５が通過する多数の小孔３５が形成され、下端を小孔を設けていないメクラ底壁２９で被蓋された円筒状の下部側壁２４２により区画された仕上分散室２０２とを備える。
【００２８】
前記予備分散室２０１（２０１ａ，２０１ｂ）は、前記蓋板２２に設けられた開口３８を介して導入された配合物６５を予備的に分散し、この予備分散された配合物６５を後述の仕上分散室２０２に供給するものであり、前記蓋板２２に形成された開口３８を介して予備分散室２０１（２０１ａ，２０１ｂ）内に挿入された回転軸１２と、この回転軸１２に付設された複数対の分散ピン１４１（１４１ａ，１４１ｂ）が回転自在に配置され、この分散ピン１４１（１４１ａ，１４１ｂ）の回転により予備分散室２０１内に収容された配合物６５及び分散媒体３７がかく拌可能に構成されている。
【００２９】
この予備分散室２０１内に配置された分散ピン１４１（１４１ａ，１４１ｂ）は、前述の回転軸１２に分散ピン支持体１５を介して付設されたもので、例えば回転軸１２を中心として等角度に水平方向に植設された複数の分散ピン１４を、前記回転軸１２の長さ方向に所定の間隔で複数段付設する。図１及び図２に示す本発明の実施形態にあっては、一の分散ピン支持体１５に２本づつ３段の計６本の分散ピン１４を回転軸１２を中心に９０°ずつ位置ずれさせて、平面十字状とし、この分散ピン支持体１５を予備分散室２０１内に回転軸１２の長さ方向に４組配置している。
【００３０】
そして、このうち上２組の分散ピン支持体１５に付設された分散ピン１４１ａが旋回する予備分散室２０１により１次予備分散室２０１ａが、下２組の分散ピン支持体１５に付設された分散ピン１４１ｂによりかく拌される予備分散室２０１により２次予備分散室２０１ｂが形成される。
【００３１】
前記１次予備分散室２０１ａ及び２次予備分散室２０１ｂは、それぞれが後述する仕上分散室２０２の高さと同等以上の高さを備えており、本実施形態にあっては、蓋板２２を除くバスケット２０全体の高さ８００mm、仕上分散室２０２の高さを２００mm、１次、２次予備分散室２０１ａ，２０１ｂの高さをそれぞれ３００mmに形成している。
【００３２】
なお、本実施形態にあってはバスケット２０の直径を約４６０mmとしている。従って前記バスケット２０の高さは、従来の同種の分散装置のバスケットに比較して約３〜４倍の高さを有し、１次予備分散室２０１ａ、２次予備分散室２０１ｂ、仕上分散室２０２の各々が、従来の分散装置におけるバスケット内に形成された分散室と同様の容量を備える。
【００３３】
前記予備分散室２０１（２０１ａ，２０１ｂ）を形成する側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）は、例えば金属板等を単に円筒状に形成し、これに蓋板２２及び後述の下部側壁２４２を固定するための固定穴を設けたのみの単純な構成とすることもできるが、本実施形態にあっては前記上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）内に中空室４４を形成すると共に、前記蓋板２２を介して前記上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）の上方に位置するロッド１３内に同様に冷却媒体の流路を形成し、前記ロッド１３を介して上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）の中空室４４を冷却媒体供給源に連通して上部側壁２４１（２４１ａ，２４１ｂ）内に形成された中空室４４内で冷却媒体を循環し得るように構成することもでき、この場合には分散媒体３７がかく拌された際に相互に衝突して生ずる熱及び配合物との摩擦熱が好適に冷却され、配合物６５の加熱による溶剤の揮発や該揮発による製品の品質の変化等を防止することができる。
【００３４】
前記予備分散室２０１（２０１ａ，２０１ｂ）の上部を画定する蓋板２２は、中央部に回転軸１２を挿通し、かつ、かく拌槽６０内の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６５をバスケット２０内に導入するための開口３８が形成されている。
【００３５】
この蓋板２２は、一枚の円盤状の金属板等により形成することもできるが、好適には図２及び図３に示すように、内部に中空室４０が形成され、この中空室４０内に冷却水等の冷却媒体を循環し得る構成とした蓋板２２を使用する。
【００３６】
この蓋板２２は、本実施形態にあっては蓋板２２の上壁を成す載頭円錐状の傾斜面２３と、前記開口３８を形成する円筒状の内壁４３とにより、上蓋２２に中空室４０を画定している。
【００３７】
この中空室４０内には、図５〜図７に示すように、中空室４０を４等分する位置に順次、邪魔板７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄが中空室４０の高さ方向に取り付けられている。
【００３８】
邪魔板７０ａは、前記中空室４０の縦断面と同一形状の直角三角形状を成し、邪魔板７０ａにより上蓋２２の中空室４０を区画し、台形状の邪魔板７０ｂ、７０ｄ及び三角形状の邪魔板７０ｃは、中空室４０の縦断面全体を覆う形状、ないし面積を有するものではなく、それぞれ中空室４０の底面４２側又は傾斜面２３側に取り付けられて傾斜面２３側、又は底面４２側をそれぞれ冷却媒体が通過可能な流路として形成している。
【００３９】
図５において、５２ａ〜５２ｄは螺孔を示し、分散装置本体１０に垂下固定した４本のロッド１３がそれぞれ取り付けられる。螺孔５２ａ〜５２ｄは、図６に示すように、上蓋２２の底面４２外周のフランジ部３６上に設けたブラケット５５に、垂直方向に雌ネジ部を有して形成され、前記螺孔５２ａ，５２ｄの２のブラケット５５には水平方向に連通孔５６を穿設形成し前記螺孔５２に連通する。従って図５において、前記螺孔５２ａ，５２ｂは邪魔板７０ａと７０ｂ，７０ｄ間の中空室４０ａ，４０ｄとそれぞれ連通する。他の螺孔５２ｂ，５２ｃには、前記連通孔５６は設けられていない。
【００４０】
そして、この螺孔５２ａ，５２ｂにはその内部に冷却媒体が通過する流路を有するロッド１３の下端に設けた雄ねじ部を螺合して結合される。他の螺孔５２ｂ，５２ｃにも同様に、ロッド１３の下端に設けた雄ねじ部を前記螺孔の雌ネジ部に螺合して連結され、バスケット２０を分散装置本体１０に固定している。前記螺孔５２ａ，５２ｄに連結された２本のロッド１３，１３の流路は、分散装置本体１０を介して図示せざる冷却媒体供給源に連通している。
【００４１】
なお、本実施形態にあっては、前記蓋板２２に形成された中空室４０と、上部側壁２４１内に形成された中空室４４を連通して、ロッド１３を介して供給された冷却媒体が蓋板２２及び上部側壁２４１のいずれの中空室４０，４４内をも循環し得るように構成している。
【００４２】
配合物６５をバスケット２０内に導入する前記蓋板２２に形成された開口３８は、本実施形態では回転軸１２をバスケット２０内に挿入するための挿通孔と共通の穴として形成されており、前記回転軸１２の外径よりも大きく形成された開口３８に回転軸１２が挿通され、開口３８の周縁と前記回転軸１２の外周間の隙間から配合物６５がバスケット内に導入される。
【００４３】
本実施形態にあっては、バスケット２０内に積極的に配合物６５を導入するために、前記開口３８に挿入された回転軸１２の外周に螺旋状の導入羽根１８を設け、回転軸１２の回転によりこの導入羽根１８が同時に回転してバスケット２０の内方に向かう配合物６５の対流が生ずるように構成している。
【００４４】
以上のように構成されたバスケット２０の予備分散室２０１の下端には、多数の小孔３５の形成された円筒状の下部側壁２４２と、その下端を被蓋するメクラ底壁２９により区画された仕上分散室２０２が形成される。
【００４５】
このように、仕上分散室２０２をメクラの底板２９で区画することは、液体中を下方に落下しようとする、液体中では重量物である固形物を仕上分散室２０２外へ流出し難くし、そのため小孔３５を底壁２９に設けた場合よりも下部側壁２４２にのみ設けた場合の方が固形物が仕上分散室２０２内に滞留する時間が長く、配合物６５中の固形物はより微細に砕かれて分散される。
【００４６】
また、下部側壁２４２にのみ小孔３５を形成し、上部側壁２４１をメクラに形成することで、バスケット２０の上部に形成された開口３８よりバスケット２０内に導入された配合物６５は、１次予備分散室２０１ａ、２次予備分散室２０１ｂ、仕上分散室２０２を順次通過して各室内の配合物と共に分散媒体３７をかく拌する分散ピン１４（１４１ａ，１４１ｂ，１４２）の回転により強制的に旋回された分散媒体３７と接触して磨砕され、また配合物間のずり応力により順次細かに分散される。
【００４７】
この仕上分散室２０２を区画する下部側壁２４２に設けられる小孔３５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によって形成されるものであっても良いが、分散媒体３７等の衝突による摩耗や小孔３５の大きさ（幅）の変更、下部側壁２４２、特にスリット部分が損傷、変形した場合の修理の便等を考えれば、これを図３及び図４に示すように、下部側壁２４２の厚さ方向に一定幅を持つ平板である側壁平板２７と、下部側壁２４２の周囲方向で前記側壁平板２７より短い隙間板２８とをそれぞれ交互に複数個重ね、隙間板２８を下部側壁２４２の周囲の適宜位置に配置し、上下に方向する側壁平板２７，２７と側壁周囲方向に対向する隙間板２８，２８で構成したスリットから成る小孔３５に形成するのが好適である。
【００４８】
すなわち、このように、下部側壁２４２に形成される小孔３５をスリット状に構成すれば、小孔３５を設けた部分の下部側壁２４２の壁厚を容易に増すことができ、壁厚の増した分だけ下部側壁２４２の寿命を向上させることができる。また、このようにして構成されたスリット３５は、下部側壁２４２の厚み方向へ常に一定幅で形成されているので、メッシュの金網等のように小孔３５周辺が摩耗した場合であっても小孔の大きさにバラツキが生じない。
【００４９】
また、スリットから成る小孔３５の大きさ（幅）の変更に際しては、隙間板２８の板厚のみを変化させることによって調整できるので、隙間板２８の板厚を変更することで単一のバスケットによって種々の用途に応じた分散作業に対応することができる。
【００５０】
さらに、各々が独立した複数の側壁平板２７と隙間板２８の重合によってスリット３５が形成されているので、例え分散媒体３７などの衝突等により側壁平板の一部が摩耗してスリットの幅が広がり、又はスリットに配合物などが挟まった場合であっても摩耗した側壁平板２７のみを交換又は修理することでスリット形状を元の好適な状態に復元することができ、修理の手間がかからず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。
【００５１】
この側壁平板２７と隙間板２８の重合は、蓋板２２の下面に前述のメクラに形成された上部側壁２４１を設け、該上部側壁２４１の下面に下部側壁２４２を成す側壁平板２７と隙間板２８を交互に複数個重ねて側壁２４を構成するが、前記上部側壁２４１及び下部側壁２４２を成す側壁平板２７の全周の同一位置に複数の固定穴を、本実施形態では１２個設け、さらに前記隙間板２８に固定穴を設けて例えばワッシャ等の形状にし、上部側壁２４１、側壁平板２７、隙間板２８のそれぞれの固定穴に側壁固定ロッド２５を挿通せしめて、該側壁固定ロッド２５の上に設けたネジ部を蓋板２２に螺着し、底壁２９を側壁固定ロッド２５の下端に設けたネジ部を介してナット３４で固定する。
【００５２】
したがって、前述の実施形態では前記スリット３５は、下部側壁２４２の全面に形成される。
【００５３】
そして、前記仕上分散室２０２の底部を画定する底壁２９は、前記配合物６５が流通するスリットあるいは細かいメッシュの網等の小孔を設けずメクラ底板３９にしている。
【００５４】
従来のバスケットミルにあっては側壁の全面及び底壁に小孔が設けられていたために、バスケット２０内で分散ピン１４を回転させるとバスケット２０内に生じた渦流により、バスケット２０内に導入された配合物６５は最寄りの小孔３５より外部に放出されて十分に分散されないために、バスケット２０外に排出された配合物６５を対流させて繰り返しバスケット２０内に導入して分散する必要があった。従って、所望の分散効果を得るのに長時間を要するものであった。しかし、本願分散装置のバスケット２０によれば、バスケット２０の側壁２４の下方にのみ配合物６５がバスケット２０外へ流出し得る小孔３５を設けたので、バスケット２０の蓋板２２に設けられた開口３８よりバスケット２０内に導入された配合物６５は、バスケット２０内を長い距離分散媒体３７と衝突しながら通過するのでかく拌された分散媒体３７及び配合物間のずり応力により微細に分散される。
【００５５】
さらに、メクラ底板３９は、その内面を中心から側壁２４方向に下降するテーパ状に形成することもでき、また該メクラ底板３９の底板３９の側壁２４側に、分散作業時においては分散媒体抜き穴用蓋３２により被蓋されている分散媒体抜き穴３１を穿設することもできる。
【００５６】
底板２９をこのように形成した場合、分散作業の終了後におい配合物６５中よりバスケット２０を取り出した際に配合物６５のはけが良く、また、前記分散媒体抜き穴用蓋３２を取り外すことによりバスケット２０中から分散媒体３７を容易に抜き取ることができ、この際、バスケット２０を傾斜させたり逆さまにするなどの手間を必要としない。
【００５７】
以上のように構成された下部側壁２４２及びメクラ底壁３９により画定された仕上分散室２０２内には、前述の予備分散室２０１内を通過して回転軸１２の先端が配置され、この回転軸１２の先端に、仕上分散室２０２内に収容された分散媒体３７をかく拌する分散ピン１４２が付設されている。
【００５８】
なお、この仕上分散室２０２内に配置された分散ピン１４２の構成は、前述の予備分散室２０１における分散ピン１４１と同様であるが、本実施形態にあっては仕上分散室２０２を予備分散室２０１の各分散室２０１ａ，２０１ｂに比較して高さを低く形成したことから、一の分散ピン支持体１５のみを配置し、この分散ピン支持体１５に前述の各予備分散室２０１ａ，２０１ｂに配置された分散ピン１４１の半分の６本の分散ピン１４２を付設している。
【００５９】
以上のように構成されたバスケット２０は、その蓋体２２の螺孔５２ａ〜５２ｄに連結されたロッド１３を介して分散装置本体１０の下方に連結され、また後述の回転駆動機構１１のモータ４１に連動される回転軸１２の先端に分散ピン支持体１５を介して設けた分散ピン１４を回転可能に前記バスケット２０内に配置すると共に、前記バスケット２０内に分散媒体３７を収容して配合物の充填されたかく拌槽６０内に没入される。
【００６０】
このようにかく拌槽６０内に没入されたバスケット２０の外方とかく拌槽６０内壁間には、図１に示すように、回転駆動手段であるモータ４８により回転駆動される液流動用軸４６が設けられ、この液流動用軸４６に液流動用羽根４７をかく拌槽内で、前記バスケット２０に干渉しない位置、例えばバスケット２０の底壁２９より下方に位置して設ける。
【００６１】
本実施形態にあっては回転駆動機構１１の架台に設置したモータ４８に直結して下方に設けた液流動用軸４６の先端に液流動用羽根４７を設け、該液流動用羽根４７がバスケット２０の下方に位置するようにしたものであり、本実施形態にあっては、前記バスケット２０を中心に対称の位置に２本の液流動用軸４６を配置し、その先端にそれぞれ液流動用羽根４７を付設している。従って、かく拌槽６０の底部に沈殿しがちな配合物６５中の固形物を好適に対流させることができ、従って分散効率を向上させることができる。
【００６２】
このように、液流動用羽根４７を回転軸１２とは別に設けた液流動用軸４６に、すなわち、かく拌槽６０内下方で、かつ前記バスケット２０の外方に離反して設けたので、例えばバスケット２０をかく拌槽６０内で上方に移動させた場合であっても液流動用羽根４７は固形物が沈殿しがちなかく拌槽の下方の配合物を流動させているので、バスケット２０の停止位置に影響されることなく固形物を含む配合物を万遍なく対流させることができる。
【００６３】
以上のように構成された本発明の分散装置は、図１に示すように前記分散装置のバスケット２０内で回転する回転軸１２を駆動する回転駆動機構１１、昇降装置５０等と組み合わされて全体装置を構成する。
【００６４】
図１において、昇降装置５０の昇降シャフト５３の上部に回転駆動機構１１を設置し、該回転駆動機構１１の先端下方に本発明の分散装置を設置する。
【００６５】
昇降装置５０は昇降装置本体５１の内部に図示せざる油圧シリンダによって昇降シャフト５３の上部に設置した回転駆動機構１１を任意位置に停止調節可能とするための上昇バルブ５７および下降バルブ５８を設け、前記回転駆動機構１１を案内するガイドシャフト５４を設けている。
【００６６】
回転駆動機構１１はモータ４１の回転軸に図示せざる変速装置を設置し、該変速装置の変速ハンドル等により変速調整された回転力をＶベルト等の伝達手段を介して分散装置本体１０の後述する回転軸１２に連動している。そして、回転軸１２の回転速度を測定する回転計１６を設けている。
【００６７】
分散装置は、前記回転駆動機構１１の下方に４個のロッド１３を介してバスケット２０の側壁２４上部のバスケット外周方向に突出したフランジ部３６に連結してバスケット２０を分散装置本体１０に固定し、該バスケット２０内に、前記回転駆動機構１１のモータ４１に連動される回転軸１２の先端に分散ピン支持体１５を介して設けた分散ピン１４を回転可能に設置し、前記バスケット２０内にガラス球、鋼球、セラミック球、ジルコニア球等の分散媒体３７を、充填率を６５〜８５％で収容している。
【００６８】
なお、図１に示すかく拌槽６０は槽内の液が流出し易いように底壁がテーパになっており、該テーパの先端付近にドレンバルブ６１を設け、さらに車輪６２を設けて移動自在とすることができる。
【００６９】
本発明の分散装置は、更に図８に示すように予備分散室２０１（２０１ａ）に先立つ前処理としての付加的分散機構として謂わばさらに予備的な予備分散を行う可動側分散ピン及び固定側分散ピンから成る構成を備えている。
【００７０】
図８（Ａ）、（Ｂ）において、７２は固定盤で、側壁２４の上端面に架設固定され固定盤７２の中心部に前記回転軸１２及び配合物６５を通過させる開口３８を備え、前記固定盤７２に平行に対峙して回転軸１２に、回転軸１２によって回転駆動される可動盤７１を設ける。
【００７１】
そして、前記固定盤７２上には、複数の、本実施例では６の同心円上の（可動盤７１に対する相対的な）回転軌跡上で各固定ピン７４を順次にこの実施例では、各固定ピン７４は前記固定盤７２上の中心から前記同心円上に外周縁に向かって、１２本づづ、順次植設され、一方、前記可動盤７１上には、前記各固定ピン７４の回転軌跡に可及的に接近した６の回転軌跡上で交互に入り込む、可動ピン７３を、前記可動盤７１上の中心近傍から前記同心円上に外周縁に向かって、同じく１２本づつ、順次植設して、これらの固定、可動の各ピン７３，７４の相互間で衝撃摩砕力により配合物の粉砕あるいは研磨による分散作用を得られるように位置して構成する。
【００７２】
なお、前記固定及び可動の各ピン７３，７４の本数は、外周に向かうに従い中心側よりも本数を多くして密度を増やすようにしてもよい。
【００７３】
この実施例では、前記固定及び可動の各ピン７３，７４は、分散ピン１４と同一の断面形状および径でなり、固定及び可動の各ピン７３，７４外周間各軌跡のクリヤランスは、０．５mmとしているが、これに限定されるものではなく、断面正方形等の矩形、楕円等であってもよい。
【００７４】
なお、図８の実施例では、図２における前記蓋板２２に関する構成を変更したものを示したが、これに限定されることなく、図２における蓋板２２の上方に前記付加的分散機構を設けてもよく、また、前記予備分散室２０１の上方あるいは、予備分散室２０１内あるいは仕上分散室２０２内のいづれかあるいは両方に設けるなどは、実施に応じて任意である。また、図２における蓋板２２の傾斜面２３としての上面部材を図８における固定盤７２と同等の構成としてこの付加的分散機構を蓋板２２上に設けることもできる。
【００７５】
さらに、図８の実施形態においても、図２における導入羽根１８を開口３８内に設けることもできる。
【００７６】
以上のように構成された本発明の分散装置を含む全体装置の作用について説明する。
【００７７】
塗料やインキ等の顔料等の固形物と樹脂ワニス、溶剤さらに必要に応じて加えられた添加剤などから成る液状の配合物６５を、前記かく拌槽６０内に充填し、前述のように該槽内に本発明の分散装置本体１０を配置する。
【００７８】
昇降装置５０の上昇バルブ５７を開くと、昇降装置本体５１内の図示せざるシリンダが作動し、昇降シャフト５３の上昇に伴ってガイトシャフト５４に案内されて回転駆動機構１１が上昇すると共に、該回転駆動機構１１の先端部に設けた分散装置本体１０のバスケット２０も上昇する。この状態で前記配合物６５の装填されたかく拌槽６０を移動し、バスケット２０の下方の所定位置に設置し、昇降装置５０の下降バルブ５８を開いて分散装置本体１０のバスケット２０をかく拌槽６０の前記配合物６５内に下降させる。
【００７９】
回転駆動機構１１のモータ４１を駆動すると、図示せざるＶベルト等の伝達手段を介して分散装置本体１０の回転軸１２が回転駆動され、作業者は回転計１６を見ながら変速ハンドル等によって回転軸１２の回転速度を調節する。
【００８０】
回転軸１２の回転により、バスケット２０内に設けた分散ピン１４（１４１ａ，１４１ｂ，１４２）がバスケット２０内で回転してバスケット内の分散媒体３７をかく拌すると共に、かく拌槽６０内の配合物６５は、前記回転軸１２に設けられた液導入羽根１８により生じた対流によりバスケット２０上面の蓋板２２に設けられた開口３８を経てバスケット２０内に導入される。
【００８１】
図８の付加的分散機構を設けることにより、固定、可動の各ピン７３，７４の相互間で衝撃摩砕力により配合物の粉砕あるいは研磨による予備的な分散作用を受け開口３８を通過し、あるいは、図２の実施形態では、前記開口３８よりバスケット２０内に導入された配合物６５は、先ずバスケット２０内の１次予備分散室２０１ａ内で、分散ピン１４１ａによりかく拌された分散媒体３７と衝突し、分散媒体３７間の衝突による摩砕力及びずり応力により予備分散されて、分散媒体３７中を通過して第２分散室２０１ｂに導入される。
【００８２】
２次予備分散室２０１ｂに導入された配合物６５は、同様に分散ピン１４１ｂによりかく拌された分散媒体３７中を通過して分散されると共に、分散媒体３７中を通過して仕上分散室２０２内に導入されるが、２次予備分散室２０１ｂ内に収容されている分散媒体３７には、１次予備分散室２０１ａ内に収容されている分散媒体３７の重量も加わっているので、２次予備分散室２０１ｂ内でかく拌されている分散媒体３７は、かく拌された際に生ずる衝撃力が増強されており、従って１次予備分散室２０１ａで予備分散された配合物は、２次予備分散室２０１ｂ内で、更に微細に分散されて、その下方に連続する仕上分散室２０２内に導入される。
【００８３】
この仕上分散室２０２内に配置されている分散媒体３７は、前述の１次予備分散室２０１ａ及び２次予備分散室２０１ｂ内に配置された分散媒体３７の重量も加わって、該分散媒体３７がかく拌された際に生ずる衝撃力は、前記予備分散２０１における衝撃力を遙かに上回っており、従ってこの仕上分散室２０２を通過することにより、配合物６５中の固形物は短時間で略完全に分散される。
【００８４】
このように、本発明の分散装置にあっては、従来の分散装置における個々のバスケット内に形成される分散室に相当する１次予備分散室２０１ａ、２次予備分散室２０１ｂ、仕上分散室２０２が縦方向に連続して形成されているので、従来における分散装置のバスケットに比較して格段に処理能力が向上されており、しかも仕上分散室２０２に収容されている分散媒体３７に対しては、１次予備分散室２０１ａ及び２次予備分散室２０１ｂ内に配置された分散媒体３７の重量も加わっているため、その分散能力は飛躍的に向上する。
【００８５】
従って、配合物６５中の固形物はバスケット内を一回通過するだけで従来の分散装置に比較してより微細に砕かれて分散される。その結果、前述のビーズカーボンの如き高硬度の固形物を含む配合物であっても短時間で良好に分散することができ、また、ビーズカーボンを含む配合物の分散により深い色合いを有する黒色塗料を製造することができる。
【００８６】
なお、前述のように分散装置のバスケット２０を内部に３つの室を形成し得る縦長の形状に形成したことにより、内部に収容される分散媒体の量も増加して該分散媒体をかく拌した際に生ずる熱量も増大するが、図示せざる冷却媒体供給源より供給された冷却水等の冷却媒体は、ロッド１３内に形成された冷却媒体の流路を介して蓋板２２及び上部側壁２４１内に形成された中空室４４内を循環しているので、かく拌作業時に生じた熱は、この蓋板２２及び上部側壁２４１内に形成された中空室４０，４４内を循環する冷却媒体３７により好適に冷却され、従って配合物６５が過度に加熱されることにより生ずる溶剤の揮発、該揮発に伴う製品の品質の低下、工程中の原料ロス、作業環境の悪化等を好適に防止し得る。
【００８７】
このようにして溶剤、樹脂ワニス、添加剤中に分散された顔料等の固形物は、分散ピン１４の回転による遠心力によって、下部側壁２４２に設けられたスリットから成る小孔３５を通過してバスケット２０の外へ流出する。この際、配合物６５中の固形物は、略完全に分散されているため小孔３５に対する目詰まりがなく、粒度の粗い固形物を含む配合物であっても良好に分散することができる。
【００８８】
前記スリット３５を通過してバスケット２０の外へ流出した配合物６５は、この流出作用または、前記かく拌槽内下方で、かつ前記バスケット２０の外方に離反して設けた液流動用羽根４７により上方へと対流され、再びバスケット２０内へ流入する。
【００８９】
バスケット２０内で分散された固形物の粒子中で、前記隙間板２８の板厚によって決定されるスリット３５の幅よりも大きい粒子はスリット３５を通過できないのでバスケット２０内でさらに細かく分散される。したがって隙間板２８の板厚を調整することによって配合物の種類に応じ分散状態を調整することができる。
【００９０】
以上のようにして分散処理終了後、モータ４１を停止し、上昇バルブ５７を開いて分散装置本体１０のバスケット２０をかく拌槽６０から上昇させ、次いでかく拌槽６０を搬出する。前記メクラ底板３９の内面を外方に向かって下方に傾斜するテーパ状に形成した場合には、バスケット２０をかく拌槽６０内の配合物６５から取り出す時に、バスケット２０内の配合物６５の液切れが良くなるために、配合物６５が無駄にならず効果的である。
【００９１】
別の種類の配合物６５の分散を行う前に、分散装置本体１０を完全に洗浄し、次の分散処理も同様に行う。前記メクラ底板３９の分散媒体抜き穴３１からバスケット２０内の分散媒体３７を簡単に抜くことができ、分散媒体３７を別途に洗浄することかできる。
【００９２】
【発明の効果】
以下に、本願装置及び前出特公平８−１７９３０号（従来例）による同一素材のビーズカーボンの処理比較例を挙げる。
【００９３】
【表１】

【００９４】
本願例が処理能力約３倍、処理効果の粒度、光沢ともに優れていることが判明した。
【００９５】
以上説明した本発明の構成により、本発明の分散装置は、顔料粒子等の固形物の分散と溶解を同時に行うことができ、従って作業性が良く、また、ビーズカーボン等の高硬度の固形物を含む配合物の分散作業を短時間で行うことができ、しかも色合いに深みのある黒色塗料を製造することのできる剪断力ないし衝撃摩砕力のきわめて高い分散装置を提供することができた。
【００９６】
さらに、バスケットの蓋板及び／又はメクラ側壁に冷却媒体の流路である中空室を形成した本発明の分散装置にあっては、分散媒体の摩擦により生じた熱を好適に冷却することができ、配合物が加熱して配合物中の溶剤等の揮発を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の分散装置を含む機構の全体構成図。
【図２】 本発明の分散装置の要部詳細図。
【図３】 本発明の分散装置のバッケット側壁の部分詳細図。
【図４】 本発明のバスケットの小孔（スリット）部の部分斜視図
【図５】 本発明のバスケットの蓋板の平面図。
【図６】 本発明のバスケットの蓋板の正面断面図。
【図７】 邪魔板の正面図。
【図８】 本発明の実施形態である付加的分散機構を示すもので、
同図（Ａ）は、固定側及び可動側分散ピンの配置状態を示す模式的な平面図、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）Ｂ−Ｂ線における最前列の固定側及び可動側分散ピンの配置状態を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０ 分散装置本体
１１ 回転駆動機構
１２ 回転軸
１３ ロッド
１４（１４１ａ，１４１ｂ，１４２） 分散ピン
１５ 分散ピン支持体
１６ 回転計
１８ 導入羽根
２０ バスケット（篭体）
２０１ 予備分散室
２０１ａ １次予備分散室
２０１ｂ ２次予備分散室
２０２ 仕上分散室
２２ 蓋板
２３ 傾斜面
２４ 側壁
２４１（２４１ａ，２４１ｂ） 上部側壁
２４２ 下部側壁
２５ 側壁固定ロッド
２７ 側壁平板
２８ 隙間板
２９ 底壁
３１ 分散媒体抜き穴
３２ 分散媒体抜き穴用蓋
３４ ナット
３５ 小孔（スリット）
３６ フランジ部
３７ 分散媒体
３８ 開口
３９ メクラ底板
４０ 中空室（蓋板の）
４１ モータ
４２ 底面
４３ 内壁
４４ 中空室（メクラ側壁の）
４６ 液流動用軸
４７ 液流動用羽根
４８ モータ
５０ 昇降装置
５１ 昇降装置本体
５２ａ〜５２ｄ 螺孔
５３ 昇降シャフト
５４ ガイドシャフト
５５ ブラケット
５６ 連通孔
５７ 上昇バルブ
５８ 下降バルブ
６０ かく拌槽
６１ ドレンバルブ
６２ 車輪
６５ 配合物
７０ａ〜７０ｄ 邪魔板
７１ 可動盤
７２ 固定盤
７３ 可動ピン
７４ 固定ピン

Claims (7)

1. 昇降自在な分散装置本体に回転可能な回転軸を設け、この回転軸を分散媒体が収容されたバスケット内に挿入すると共に、該バスケット内に位置する前記回転軸に複数の分散ピンを有し、かく拌槽内に充填された、固形物を含む液状の配合物を分散せしめる分散装置において、
   前記バスケットは、バスケット内に配合物を導入する開口の形成された蓋板とこの蓋板で上端を被蓋された円筒状の上部側壁で区画され、前記蓋板の開口から導入された配合物を予備的に分散する予備分散室と、
   前記上部側壁の下端に連結され、下端を小孔を設けていないメクラ底板で被蓋された円筒状の下部側壁で区画され、前記予備分散室で予備分散された配合物を導入してこれを更に細かく分散する仕上分散室を備え、
   前記予備分散室を区画する上部側壁を小孔を設けないメクラに形成し、一方、前記仕上分散室を区画する下部側壁の少なくとも下方に、前記仕上分散室内の配合物をバスケット外に流出する小孔を円周方向に多数形成すると共に、
   ロッドを介して分散装置本体に前記バスケットを固定すると共に、前記蓋板に形成された開口を介して前記予備分散室の上部から仕上分散室内に至る前記回転軸を挿入し、予備分散室内をかく拌する分散ピン及び仕上分散室内をかく拌する分散ピンをそれぞれ前記回転軸の長さ方向に多段に複数対付設し、
   前記バスケットとかく拌槽の内壁間に駆動手段により回転駆動する液流動用軸を配置し、該液流動用軸に液流動用羽根を付設し、該液流動用羽根を前記かく拌槽内で、かつ前記バスケットと干渉しない位置に設け、更に、前記蓋板上、前記蓋板上方、前記予備分散室の上方、前記予備分散室、又は仕上分散室の内、少なくともいずれかに固定盤を設け、この固定盤に、前記回転軸が回転可能に挿入されると共に配合物を通過させる開口を形成し、この固定盤上にあって、複数の回転軌跡上で各固定ピンを順次に植設した固定側分散ピンと、前記固定盤に平行に対向して回転駆動可能に前記回転軸に設けた可動盤上にあって、前記各固定ピンとは異なる複数の回転軌跡上で、且つ、各固定ピンに対して可及的に接近した位置で、可動ピンを順次に植設した可動側分散ピンとを備え、前記各固定ピンと各可動ピンとの相互間で、前記配合物を分散し得るように構成したことを特徴とする分散装置。
2. 前記予備分散室は、前記蓋板の直近下方に位置する１次予備分散室と、前記１次予備分散室と連続して形成された２次予備分散室とから成り、前記１次予備分散室及び２次予備分散室内をかく拌する分散ピンを前記回転軸にそれぞれ複数対付設すると共に、前記１次予備分散室及び２次予備分散室のそれぞれを仕上分散室と同等以上の高さに形成したことを特徴とする請求項１記載の分散装置。
3. 前記仕上分散室の側壁下方に形成された小孔は、側壁平板と、側壁の周囲方向で前記側壁平板よりも短い隙間板とをそれぞれ交互に複数個重ねて、上下に対向する側壁平板と側壁の周囲方向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記載の分散装置。
4. 前記液流動用軸及び液流動用羽根を、前記バスケットを中心とした対称位置に複数配置したことを特徴とする請求項１記載の分散装置。
5. 前記予備分散室を被蓋する蓋板に中空室を形成し、該中空室を前記ロッドに形成した冷却媒体の流路を介して冷却媒体供給源に連通したことを特徴とする請求項１記載の分散装置。
6. 予備分散室を形成する上部側壁に中空室を形成し、該中空室を前記ロッドに形成した冷却媒体の流路を介して冷却媒体供給源に連通したことを特徴とする請求項１記載の分散装置。
7. 前記バスケットの蓋板に設けられた開口内で前記かく拌軸に螺旋状の導入羽根を付設した請求項１記載の分散装置。

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