JPH07313862A - ミル式分散機とこれを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の分散方法 - Google Patents

ミル式分散機とこれを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の分散方法

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JPH07313862A
JPH07313862A JP6114848A JP11484894A JPH07313862A JP H07313862 A JPH07313862 A JP H07313862A JP 6114848 A JP6114848 A JP 6114848A JP 11484894 A JP11484894 A JP 11484894A JP H07313862 A JPH07313862 A JP H07313862A
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JP
Japan
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fine particles
solid fine
dispersing
conical
mill
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Application number
JP6114848A
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English (en)
Inventor
Shigeaki Takeshima
重明 竹島
Naoki Fujinami
直樹 藤波
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Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】高粘度溶液中に固体微粒子を分散させる際に、
比較的小さな駆動力で優れた品質にすることのできる、
安価かつ小型化されたミル式分散機と、これを用いた高
粘度溶液中への固体微粒子の分散方法を提供する。 【構成】このミル式分散機は、円錐頂部に原料供給口13
を、また底部に分散液吐出口14を有する円錐状中空容器
3の中心部に、円錐状ロータ2を回転自在に装着したも
のであり、これを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の
分散方法は、ミル式分散機の原料供給口13より固体微粒
子を添加した高粘度溶液を加圧供給し、円錐状ロータ2
の回転および円錐状ロータ2の周側壁と円錐状中空容器
3の内側壁との間隙を通過させて固体微粒子を高粘度溶
液中に均一に分散させ、分散液吐出口より系外に排出す
ることで行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高粘度溶液中に固体微
粒子を均一に分散させるのに有用なミル式分散機と、こ
れを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の分散方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、インラインで高粘度の溶液中に固
体微粒子を分散させるために、例えば界面活性剤等を用
いる化学的エネルギー方式や、剪断力、キャビテーショ
ン、圧力変動、衝突力、ポテンシャルコア(スリット)
などを応用した機械的方式などの種々の方法がとられて
きた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前者の化学
的エネルギー方式は製品の品質を損ねる恐れがあり、ま
た剪断力、衝突力、ポテンシャルコアなどを与える機械
的方式は大駆動力を必要とした。さらにキャビテーショ
ンや圧力変動を与える機械的方式は、とくに高粘度溶液
( 500cP以上からアスファルトエマルジョンの粘度ま
で、とくには 1,000cP以上)に不向きであった。したが
って、本発明の目的は、高粘度溶液中に固体微粒子を分
散させる際に、比較的小さな駆動力で、優れた品質の製
品を得ることのできる、安価かつ小型化されたミル式分
散機およびこれを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の
分散方法を提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題の
解決のため、まず既存の剪断方式の一つであるミル式分
散機に着目して検討を進めた。ミル式分散機は、図4に
示すように、シャフトa、ロータb、ステータc、ベア
リングd、メカニカルシールe、シールf、冷却フィン
g、冷却水供給口h、間隙調整装置i、モータ入力軸j
などからなっていて、ステータc内でのロータbの回転
により遠心作用と水撃力を起こさせ、原料に衝撃を与え
て分散させるもので、構造が簡単な反面、モータに 3,0
00〜20,000rpm もの高回転が要求される。またロータb
とステータcとのそれぞれの接触面には回転方向に直交
する方向に溝ないし溝模様を施すことで水撃力などの衝
突力を増加させている。そこで、本発明者らはこの分散
機を原料が間隙を通過しながら撹拌される構造とするこ
とにより、モータが低回転(小出力)で済むように改善
し、本発明に到達した。すなわち、本発明によるミル式
分散機は、円錐頂部に原料供給口を、また底部に分散液
吐出口を有する円錐状中空容器の中心部に、円錐状ロー
タを回転自在に装着したことを特徴とするものであり、
これを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の分散方法
は、請求項1記載のミル式分散機の原料供給口より固体
微粒子を添加した高粘度溶液を加圧供給し、円錐状ロー
タの回転および円錐状ロータの周側壁と円錐状中空容器
の内側壁との間隙を通過させて、固体微粒子を高粘度溶
液中に均一に分散させ、分散液吐出口より系外に排出す
ることを特徴とするものである。
【0005】以下、本発明を例示した図1〜図3により
詳細に説明する。図1は本発明によるミル式分散機の一
例を示す縦断面図、図2は図1に示したミル式分散機の
要部の分解縦断面図、図3は本発明のミル式分散機を用
いた高粘度溶液中への固体微粒子の分散方法の一例を示
す工程図である。本発明のミル式分散機は、図1〜図2
に示すように、駆動軸1、円錐状ロータ2、円錐状中空
容器(ステータ)3、ブロック4、カップリング5、モ
ータ6、ベアリング7、基盤8、シール9、パッキン1
0、間隙調整用ねじ(狭める)11、間隙調整用ねじ(広
げる)12、原料供給口13、分散液吐出口14、ボルト15な
どからなっている。駆動軸1は基盤8上に固設されたブ
ロック4に、ベアリング7およびシール9を介して、回
動自在に水平に配設されている。駆動軸1の基部はカッ
プリング5を介してモータ6に連接され、先端部には円
錐状ロータ2が先端部を包み込むような形でボルト15に
よりねじ止めされている。なお、駆動軸1の先端部の断
面形状は円形でもよいが、四角形とすることで耐久性を
一層向上させ駆動力を無駄なく伝達しボルト15が緩むの
を防止することができる。円錐状中空容器3はその基縁
16の内周壁をブロック4の周側壁17にパッキン10を介し
て嵌合・装着され、間隙調整用ねじ11および12によって
軸方向に移動できるようになっている。なお、円錐状中
空容器3の円錐頂部には原料供給口13が、また底部には
分散液吐出口14が設けられている。
【0006】円錐状ロータ2の周側壁は頂角θの大小に
よって円板状のものから錐針状のものまで任意に選択す
ることができるが、一般に頂角θが大きくなると回転半
径が大きくなるため、慣性重量が大きくなり大きな駆動
力が必要になる。反対に頂角θが小さくなると遠心力を
大きくするのが難しくなる。このため、頂角θは60°前
後とするのが好ましい。円錐状ロータ2の周側壁の頂角
θと円錐状中空容器3の内側壁の頂角φとの関係には、
θ=φとθ>φの2種類があるが、擦り合わせる時間を
より長くしたい場合にはθ=φを選ぶのがよい。円錐状
ロータ2の周側面には溝や模様をつけてもよいが、特殊
な加工をしなくても十分に良好な結果が得られるので平
滑な面のままでもよい。
【0007】ベアリング7としてはラジアル荷重、両方
向のアキシアル荷重、モーメント荷重などを負荷できる
ように適宜背面組み合わせ型のアンギュラ玉軸受けを選
択するのが好ましい。シール9には駆動軸1からの被圧
力流体の漏れを防ぐためにメカニカルシールを用いるの
一般的であるが、メカニカルシールは比較的高価で、か
つ大きいので、安価かつ小型にするためにドイツ:メル
ケル社製のポリテトラフルオロエチレン製のものなどに
採用されているシャフトシールリングを用いるのが好ま
しい。パッキン10には耐薬品性、潤滑性などの観点か
ら、テフロン製のOリングが好ましい。間隙調整用ねじ
11、12は微調整用としてはピッチが小さいほど好ましい
が、調整量の目視確認の容易なピッチが 0.5〜2mm、と
くには 1.0± 0.2mmのボルトを用いるのが好ましい。ボ
ルト15は、その頭に原料供給口13から入った原料が最初
に衝突するため、掃除および分解組立のし易さを考え
て、ボルト頭部を円錐台状で、かつ二面カットとするの
が好ましい。
【0008】
【作用】つぎに、本発明のミル式分散機を用いて高粘度
溶液中への固体微粒子の分散を行う場合について、図3
に示した工程図に基づいて説明する。原料は原料貯蔵タ
ンク22よりポンプ等の輸送手段(図示せず)により一旦
圧送タンク23に送り込まれた後、圧送タンク23内で撹拌
されながら、加圧空気供給バルブ24からの2〜5kg/cm2
の圧空によって押し出されて、バルブ25を経て本発明の
ミル式分散機21に送り込まれる。このミル式分散機21で
は、原料供給口13より機内に入った原料は、円錐状ロー
タ2の周側壁と円錐状中空容器3の内側壁との間隙(0
〜2mmに調整可能)を通過し分散液吐出口14より印刷機
26に送られる。この間隙を通過する際、原料は進行方向
に対し直角方向に回転する円錐状ロータ2により撹拌さ
れ、通過距離が長くなり、かつ擦り合わせにより固体微
粒子が団子状に固まるのを防止する。
【0009】なお、原料供給口13より分散液吐出口14ま
で原料を送る力は、圧送タンク23へ送り込まれる圧空に
よるものだけからなっており、円錐状ロータ2の回転力
はあまり関与していない。つまり、後方から入ってくる
原料に押されて前進する訳で、より撹拌されることにな
る。これに加えて、円錐状ロータ2の周側壁と円錐状中
空容器3の内側壁とが円錐状をしていて、しかも原料供
給口13より分散液吐出口14に向かうにつれて(間隙は一
定だが直径の増加により)間隙の断面積が大きくなる構
造であることは、原料の滞留時間が分散液吐出口14に向
かうにつれて長くなることであり、駆動軸1からの距離
(円錐状中空容器3の内側壁の半径)も大きくなるの
で、回転速度(周速度)も速くなり、撹拌が進むことに
なる。また、原料供給口13より分散液吐出口14に向け
て、円錐状中空容器3の内側壁が下がり勾配になってい
て、その最下部に分散液吐出口14が設けられているの
で、原料の品種変更時の掃除が容易である。(これに対
し、図4に示した従来機ではステータcの内面の傾斜が
上り勾配の上、分散液吐出口が上部に設けられているの
で、分散機停止時に原料が機内にかなり残留してい
た。)
【0010】
【実施例】つぎに、本発明の具体的態様を例示した図に
基づいて説明する。図3に示す原料貯蔵タンク22に、粘
度 2,900cPの合成ゴムからなる接着剤4kgと平均粒径60
μm のカーボン粒子 0.1kgとを投入し、ポンプ(図示せ
ず)により容量4リットルの圧送タンク23に一旦送り込
んだ後、圧送タンク23内で 50rpmで撹拌しながら4kg/c
m2の圧空をかけて押し出し、ミル式分散機21に送り込ん
だ。ミル式分散機21ではモータ出力 0.2kWで円錐状ロー
タ2を100rpmで回転させ、円錐状ロータ2の周側壁と円
錐状中空容器3の内側壁との間隙を1mmとしたところ、
分散液が分散液吐出口14より 40cc/分で排出されて印刷
機26に送られた。この分散液を厚さ 0.3mm、大きさ 400
× 400mmのPETフィルム面に厚さ10μm でベタ塗りし
たが、微粒子の塊や縞模様を生ずることがなく、全く問
題がなかった。図4に示した従来の装置は、寸法: 450
× 950× 350mm、重さ: 150kg以上、出力:1〜 7.5k
W、吐出量:50〜170cc/分のもので、価格が 100万円以
上したが、本発明の装置では、寸法: 150× 470× 155
mm、重さ:23kg以上、出力: 0.2kW、吐出量: 40cc/分
のもので、価格が17万円に過ぎなかった。しかも、本発
明のものは、円錐状ロータの周側壁、円錐状中空容器の
内側壁共、溝や模様を付けていないので、安価な上、掃
除がし易い利点がある。
【0011】
【発明の効果】以上のように、本発明によるミル式分散
機は、安価な上、高粘度溶液中に固体微粒子を分散させ
る際に、比較的小さな駆動力で、優れた品質の製品を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のミル式分散機の一例を示す縦断正面図
である。
【図2】図1に示したミル式分散機の要部の分解縦断面
図である。
【図3】本発明のミル式分散機を用いた高粘度溶液中へ
の固体微粒子の分散方法を示す工程図である。
【図4】従来の分散機を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
1…駆動軸、 2…円錐状ロー
タ、3…円錐状中空容器(ステータ)、 4…ブロッ
ク、5…カップリング、 6…モータ、
7…ベアリング、 8…基盤、9…シ
ール、 10…パッキン、11…間隙
調整用ねじ(狭める)、 12…間隙調整用ねじ(広げ
る)、13…原料供給口、 14…分散液
吐出口、15…ボルト、 16…基
縁、17…周側壁、 21…本発明の
ミル式分散機、22…原料貯蔵タンク、 23
…圧送タンク、24…加圧空気供給バルブ、 25
…バルブ、26…印刷機。a…シャフト、
b…ロータ、c…ステータ、
d…ベアリング、e…メカニカルシール、
f…シール、g…冷却フィン、 h
…冷却水、i…間隙調整装置、 j…モ
ータ入力軸。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円錐頂部に原料供給口を、また底部に分散
    液吐出口を有する円錐状中空容器の中心部に、円錐状ロ
    ータを回転自在に装着したことを特徴とするミル式分散
    機。
  2. 【請求項2】請求項1記載のミル式分散機の原料供給口
    より固体微粒子を添加した高粘度溶液を加圧供給し、円
    錐状ロータの回転および円錐状ロータの周側壁と円錐状
    中空容器の内側壁との間隙を通過させることによって、
    固体微粒子を高粘度溶液中に均一に分散させ、分散液吐
    出口より系外に排出することを特徴とする高粘度溶液中
    への固体微粒子の分散方法。
JP6114848A 1994-05-27 1994-05-27 ミル式分散機とこれを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の分散方法 Pending JPH07313862A (ja)

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JP6114848A JPH07313862A (ja) 1994-05-27 1994-05-27 ミル式分散機とこれを用いた高粘度溶液中への固体微粒子の分散方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007307494A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Yamazaki Co Ltd 気体混入水生成装置及び加湿装置
KR20190103240A (ko) * 2017-01-05 2019-09-04 아시자와ㆍ파인테크 가부시키가이샤 분산 장치, 탈포 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007307494A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Yamazaki Co Ltd 気体混入水生成装置及び加湿装置
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Effective date: 20040414

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040906