JPH10128091A

JPH10128091A - 分散装置

Info

Publication number: JPH10128091A
Application number: JP30592696A
Authority: JP
Inventors: Takemi Matsumoto; 武巳松本; Ryuichi Shibazaki; 竜一柴崎
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-05-19

Abstract

(57)【要約】【課題】容器１１の内部におけるスラリａの固体粒子
の密度の偏在状態を解消し、これによって固体粒子ａが
液体内に均一分散したサスペンジョンとしてのスラリを
得る。【解決手段】分散装置は、固体粒子のサスペンジョン
であるスラリａが収納された容器１１と、この容器１１
の中のスラリａに浸漬されると共に、粒子状のメディア
１４が収納された少なくとも一部壁部がスラリを通過可
能なバレル１２と、このバレル１２内に配置され、駆動
源１８の駆動により駆動される撹拌子１５と、この撹拌
子１５に前記駆動源１８から駆動力を導入する開口部１
３ａを除いて、バレル１２の上面を覆う蓋体１３とを有
する。さらに、容器１１の中のスラリａに浸漬してオー
ガ２１が設けられている。このオーガ２１には、伝達ア
ーム２２及びオーガ軸２０を介して駆動原１８の回転が
伝達され、バレル１２の周囲を公転すると共に、自転す
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、セラミック粉末等
の固体粒子を液体に均一に分散する分散装置に関し、特
に、撹拌子を内蔵したバレルの中で、スラリと共にビー
ズ状のメディアを撹拌し、それらを互いに接触させて撹
拌を行うバレル方式の撹拌装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来知られているこの種のバレル方式の
分散装置の例を図８により説明する。この分散装置は、
上面を開口した容器１を有し、この容器１にセラミック
粉末等の固体粒子を液体に分散したサスペンジョン（懸
濁液）であるスラリａを導入する。このスラリａの容器
１への導入と排出は、バルブを介して容器１に接続され
た配管７を介して行う。この容器１内にバレル２が浸漬
されている。このバレル２は、周面及び底面がスラリを
透過する壁からなっており、その上面は蓋体３で覆われ
ている。このバレル２内部には、多数の粒状（ビーズ
状）のメディア４が収納される。

【０００３】このバレル２は、図示してないアクチュエ
ータにより移動され、容器１の中のスラリａに浸漬さ
れ、さらに取り出されるが、この図示してないアクチュ
エータは、それに固定されたモータ等の駆動源８を有し
ている。この駆動源８の回転軸６は、前記アクチュエー
タに固定された軸受６ａとバレル２の底壁に取りつけら
れた軸受６ｂとに軸支されている。前記バレル２の蓋体
３は、その中央に開口部３ａを有しており、この開口部
３ａから前記回転軸６がバレル２内に挿入されている。

【０００４】この駆動源８の回転軸６の先端側にあっ
て、バレル２の中に挿入された部分には、棒状の撹拌子
５が放射状に複数本突設されている。また、前記アクチ
ュエータに固定された軸受６ａから放射状に突出された
複数のアーム１０から支持柱９が下方に垂下され、この
下端に前記バレル２の蓋体３が連結され、これによっ
て、前記アクチュエータにバレル２が吊り下げられた状
態で取り付けられている。

【０００５】このような分散装置では、容器１内のスラ
リａがバレル２の蓋体３の開口部３ａからバレル２内に
入り、駆動源８により回転される撹拌子５により、その
スラリａがバレル２内でメディア４と共に撹拌される。
これによって、スラリ内部のセラミック粉末等の固体粒
子が液体の中に均一に分散される。このバレル２内のス
ラリは、このようにして分散されながら、その周壁や底
壁からその外部に浸透する。このようなバレル方式の分
散装置は、このような拡散を連続的に行うことにより、
容器１内のスラリａが次第に均一に分散させることを図
ったものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のような分散装置
では、スラリを均一に分散するバレル２は容器１の中央
にあり、そのスラリの入り口は、容器１の中央上部とな
る蓋体３の開口部３ａである。このため、容器１内のス
ラリａのうち、中央上部にあるスラリａがバレル２内に
入り込む。ところが、容器１の内部のスラリａにおい
て、その中に分散している固体粒子は、重力や遠心力の
影響を受けて容器１の底部と周辺部に集まりやすい。す
なわち、分散系におけるスラリ中の固体粒子が、コロイ
ドのような完全分散系を保ち得ないような粒子のサイズ
を有している場合は、液体内部での固体粒子は重力や遠
心力の影響を受け、容器１内の底部や周辺部に固体粒子
が偏ることになる。

【０００７】この結果、図８において二点鎖線より上内
側のエリアに比べ、下外側のエリアの固体粒子の密度が
高くなりやすい。このため、比較的固体粒子の密度が低
い中央上部にあるエリアのスラリａのみがバレル２内に
入り込むため、分散効率が悪く、均一な分散が行い難い
という課題があった。本発明は、このような従来の分散
装置における課題に鑑み、容器の内部におけるスラリの
固体粒子の密度の偏在状態を解消し、これによって固体
粒子が液体内に均一分散したサスペンジョンとしてのス
ラリを得ることができる分散装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明では、容器１１に撹拌手段を設け、容器１１
に収納されたスラリａの上部と下部或いは周辺部と中央
部とで、スラリａを混合させ、均一にすることにした。
すなわち、分散装置は、固体粒子のサスペンジョンであ
るスラリａが収納された容器１１と、この容器１１の中
のスラリａに浸漬されると共に、粒子状のメディア１４
が収納された少なくとも一部壁部がスラリを通過可能な
バレル１２と、このバレル１２内に配置され、駆動源１
８の駆動により駆動される撹拌子１５と、この撹拌子１
５に前記駆動源１８から駆動力を導入する開口部１３ａ
を除いて、バレル１２の上面を覆う蓋体１３とを有す
る。本発明では、このようなバレル方式の分散装置にお
いて、容器１１の中のスラリａを撹拌し、その下部と上
部及び／または周辺部と中央部とを混合させ、均一化さ
せる撹拌手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】より具体的には、容器１１の中のスラリａ
に浸漬され、バレル１２の周囲を公転すると共に、自転
するオーガ２１を設けることがあげられる。また、下端
部が容器１１の中のスラリａに浸漬され、バレル１２の
周囲を回転する撹拌翼２５を設ける。さらに、容器１１
の中のスラリａに浸漬され、バレル１２の周りを囲むよ
うに配置されると共に、上下動されるドーナツ状円盤か
らなる撹拌盤２６を設ける。この場合は、撹拌盤２６を
回転させると共に、その下面に突片状の撹拌子２７を設
けるとよい。このような機械的な撹拌手段の他に、容器
１１の底壁及び／または周壁から、その中のスラリａを
引き出して容器１１の上部中央に強制的に還流させるス
ラリ還流路３３を設ける。このスラリ還流路３３は、バ
レル１５の上部に直接スラリを還流させる。

【００１０】このような分散装置では、固体粒子の密度
が高くなりやすい容器１１の底部や周辺部のスラリａと
容器の上部や中央部のスラリａとが混合されるため、容
器１１内のスラリａ全体の固体粒子の密度が均一とな
る。例えば、容器１１の中のスラリａに浸漬され、バレ
ル１２の周囲を公転すると共に、自転するオーガ２１を
設けたものでは、オーガ２１の自転によってスラリａが
上方または下方に強制流動される。また、オーガ２１の
公転により、容器１１のバレルの周辺部のスラリａが撹
拌される。

【００１１】また、下端部が容器１１の中のスラリａに
浸漬され、バレル１２の周囲を回転する撹拌翼２５を設
けたものでは、容器１１内のバレル１２の周辺部のスラ
リａが撹拌できる。さらに、容器１１の中のスラリａに
浸漬され、バレル１２の周りを囲むように配置されると
共に、上下動されるドーナツ状円盤からなる撹拌盤２６
を設けたものでは、撹拌盤２６の上下により、容器１１
のバレル１２の周囲の部分のスラリａを上下に撹拌でき
る。さらに、撹拌盤２６を回転させ、その下面に突片状
の撹拌子２７を設けると、容器１１内のバレル１２の周
辺部のスラリａを水平方向にも撹拌できる。

【００１２】他方、容器１１の底壁及び／または周壁か
ら、その中のスラリａを引き出して容器１１の上部中央
に強制的に還流させるスラリ還流路３３を設けたもので
は、固体粒子の密度の高い容器１１の底部や周辺部のス
ラリａを、容器１１の底部や周辺部に強制的に送り込
み、固体粒子の密度の低いスラリａと混合できるので、
スラリａの固体粒子の密度の均一化が可能となる。特
に、スラリ還流路３３により、容器１１の底壁及び／ま
たは周壁からその中のスラリａを引き出してバレル１５
の上部にスラリを還流させることにより、比較的固体粒
子の密度が高いスラリａを、直接バレル１２内に送り込
んで、メディア１４と共に撹拌できるので、分散効率が
良くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
本発明による分散装置の第一の例を図１と図２に示す。
この分散装置は、上面を開口した容器１１を有し、この
容器１１にセラミック粉末等の固体粒子を液体に分散し
たサスペンジョン（懸濁液）であるスラリａが収納され
ている。このスラリａの容器１１への導入と排出は、バ
ルブを介して容器１１に接続された配管１７を介して行
う。この容器１１内にバレル１２が浸漬されている。こ
のバレル１２は、周面及び底面がスラリを透過する壁か
らなっており、その上面は蓋体１３で覆われている。こ
のバレル１２の内部には、多数の粒状（ビーズ状）のメ
ディア１４が収納される。

【００１４】このバレル１２は、図示してないアクチュ
エータにより移動され、容器１の中のスラリａに浸漬さ
れ、さらに取り出される。この図示してないアクチュエ
ータは、それに固定されたモータ等の回転を発生する駆
動源１８を有している。この駆動源１８の回転軸１６
は、前記アクチよュエータに固定された軸受１６ａとバ
レル１２の底壁に取りつけられた軸受１６ｂとに軸支さ
れている。前記バレル１２の蓋体１３は、その中央に開
口部１３ａを有しており、この開口部１３ａから前記回
転軸１６がバレル１２内に挿入されている。

【００１５】この駆動源１８の回転軸１６の先端側にあ
って、バレル１２の中に挿入された部分には、ボスが設
けられ、このボスから棒状の撹拌子１５が放射状に複数
本突設されている。また、前記アクチュエータに固定さ
れた軸受１６ａから放射状に突出された複数のアーム２
３から支持柱１９が下方に垂下され、この下端に前記バ
レル１２の蓋体１３が連結され、これによって、前記ア
クチュエータにバレル１２が固定されている。

【００１６】さらに、前記駆動原１８の回転軸１６の基
部に、その回転軸１６を中心として矢印で示すように回
転する伝達アーム２２が取りつけられ、このこの伝達ア
ーム２２の先端にオーガ軸２０が連結されている。この
オーガ軸２０は伝達アーム２２の先端から垂下され、オ
ーガ軸２０の先端に設けたオーガ２１が容器１１の周壁
とバレル１２の周壁との間のスラリａに浸漬されてい
る。オーガ軸２０には、伝達アーム２２の内部に設けた
図示してない伝達機構を介して矢印で示すように前記駆
動原１８から回転が伝達される。なお、伝達アーム２２
及びオーガ軸２０は、図１及び図２に矢印で示すように
反転するのが好ましい。

【００１７】このような分散装置では、前記伝達アーム
２２の回転によってオーガ２１がバレル１２の周りを公
転するため、容器１の周辺部のスラリａが円周方向に流
動され、撹拌される。同時に、このオーガ２１は、オー
ガ軸２０を中心として自転するため、容器１の周辺部の
スラリａが上下方向に流動され、撹拌される。スラリａ
に含まれる固体粒子は、重力や撹拌子１５で発生される
流動による遠心力の影響を受けるので、容器１１の底部
に近い程、また周辺部に近い程、スラリａ中の固体粒子
の密度が高くなる。しかし、前記の撹拌により、スラリ
ａの水平方向及び上下方向の撹拌が行われるため、前記
のようなスラリａの固体粒子の密度の不均一性が解消さ
れる。

【００１８】この状態で、容器１１内のスラリａのう
ち、中央上方にあるスラリａがバレル１２の蓋体１３の
開口部１３ａからバレル１２内に入り、駆動源１８によ
り回転される撹拌子１５により、そのスラリａがバレル
１２内でメディア１４と共に撹拌される。これによっ
て、スラリ内部のセラミック粉末等の固体粒子が液体の
中に均一に分散される。このバレル２内のスラリは、こ
のようにして分散されながら、その周壁や底壁からその
外部に浸透する。

【００１９】次に、図３及び図４に示した分散装置の例
について説明すると、この分散装置の基本的な構成は、
前記図１及び図３に示したものと同じである。但し、こ
の例では、前記駆動原１８の回転軸１６の基部に、その
回転軸１６を中心として矢印で示すように回転する回転
アーム２４が取りつけられ、このこの回転アーム２４の
先端に撹拌翼２５が連結されている。この撹拌翼２５は
回転アーム２４の先端から垂下され、その先端部が容器
１１の周壁とバレル１２の周壁との間に挿入され、その
スラリａに浸漬されている。この撹拌翼２５の容器１１
の底面近くにある先端部は、図３に示すように、それが
回転する方向に湾曲されている。なお、回転アーム２４
は、図３及び図４に矢印で示すように反転するのが好ま
しい。

【００２０】このような分散装置では、前記回転アーム
２４の回転によって撹拌翼２５がバレル１２の周りを回
転するため、容器１の周辺部のスラリａが円周方向に流
動され、撹拌される。また、この撹拌翼２５の先端部が
湾曲していることにより、容器１１の底面近くのスラリ
ａが上下方向に流動され、撹拌される。

【００２１】次に、図５及び図６に示した分散装置の例
について説明すると、この分散装置の基本的な構成は、
やはり前記図１及び図３に示したものと同じである。但
し、この例では、前記駆動原１８の回転軸１６の基部
に、その回転軸１６を中心として矢印で示すように回転
する４本の回転伝達アーム２９が放射状に等間隔で延設
され、この回転伝達アーム２９の先端にそれぞれロッド
３１が垂直に、且つ昇降自在に取り付けられている。な
お、回転アーム２９は、図５及び図６に矢印で示すよう
に反転するのが好ましい。

【００２２】回転伝達アーム２９の先端部には、ラック
・ピニオン機構が構成されており、これにより、前記ロ
ッド３１が昇降される。すなわち、ロッド３１の上端寄
りの部分にラック３０が形成され、前記回転アーム２９
の先端近くに回転自在に取り付けられたピニオン２８が
このラック３０に噛み合っている。このピニオン２８
は、前記回転伝達アーム２９に内蔵した図示してない伝
達機構により、モータ１８の回転が伝達される。このた
め、ロッド３１は、回転伝達アーム２９の回転に伴って
図５に矢印及び二点鎖線と実線とで示すように上下動さ
れる。

【００２３】なお、このリッド３１の昇降機構は、容器
１１が比較的浅く、長いストロークを必要としない場合
は、エアシリンダやオイルシリンダのようなシリンダ機
構を使用することもできる。また、ボールねじ等のスク
リュ機構を使用してもよい。ロッド３１の下端側は、回
転伝達アーム２９の先端部から垂下され、その先端部が
リング状の撹拌盤２６に連結されている。このリング状
の撹拌盤２６は、容器１１の周壁の内側にあって、バレ
ル１２の周壁の外側に配置され、その部分のスラリａに
浸漬されている。すなわち、円板２８の中心の開口部内
にバレル１２が存在する。この撹拌板２６の下面から
は、突片状の撹拌子２７が突設されている。撹拌板２６
が最も低い位置に下降したとき、撹拌子２７の下端は、
容器１１の底面近くに達する。

【００２４】このような分散装置では、前記回転伝達ア
ーム２９の回転によって撹拌盤２６がバレル１２の周り
を回転するため、撹拌盤２６に設けた突片状の撹拌子２
７によって、容器１の周辺部のスラリａが円周方向に流
動され、撹拌される。また、回転伝達アーム２９の回転
に伴って、図５に実線と二点鎖線で示すように、撹拌盤
２６が前記ラック３０とピニオン２８とのラック・ピニ
オン機構により上下動するため、容器１１の周辺部のス
ラリａが上下方向に流動され、撹拌される。

【００２５】次に、図７に示した分散装置の例について
説明すると、この図７では上部の作図が省略してある
が、分散装置そしての基本的な構成は、やはり前記図１
及び図３に示したものと同じである。但し、この例で
は、オーガ２１により容器１内のスラリａを撹拌する代
わりに、配管３３を使用し、容器１内のスラリをポンプ
３２で流動させることによって撹拌する手段を採用して
いる。すなわち、容器１１の底壁及び周壁とバレル１２
の蓋体１３とに配管３３を接続すると共に、その間にポ
ンプ３２を設けている。

【００２６】このような分散装置では、ポンプ３２で発
生する吐出圧により、容器１１の底部と周辺部からスラ
リａを取り出し、配管３３を通してこのスラリａをバレ
ル１２の蓋体１３からその上部に配送する。このため、
容器１１の底部及び周辺部にある固体粒子の密度が比較
的高いスラリａが直接バレル１２に送り込まれ、そこで
メディア１４と共に撹拌されて分散される。このため、
結果として容器１１内のスラリａが撹拌され、その固体
粒子の密度が均一化される。

【００２７】図７に示す例では、ポンプ３２を備えた配
管３３が１つだけ示されているが、容器１１の周囲に複
数組配管すると、より効果が高い。また、配管３３の上
部はバレル１２の蓋体１３に接続されているが、それを
バレル１２の外の容器１１の上部に接続してもよい。但
し、容器１１の底部及び周辺部の固体粒子の密度が比較
的高いスラリａを、直接バレル１２に送り込むことがで
きる点で、配管３３の上部はバレル１２の蓋体１３に接
続するのが有利である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、容
器１１の内部におけるスラリａの固体粒子の密度の偏在
状態を解消し、これによって固体粒子ａが液体内に均一
分散したサスペンジョンとしてのスラリａを得ることが
できる分散装置を提供することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分散装置の例を示すバレルを移動
するアクチュエータ機構を除いた縦断側面図である。

【図２】同分散装置の例を示すバレルを移動するアクチ
ュエータ機構を除いた平面図である。

【図３】本発明による分散装置の他の例を示すバレルを
移動するアクチュエータ機構を除いた平面図である。

【図４】図３におけるＡ−Ａ線縦断面図である。

【図５】本発明による分散装置の他の例を示すバレルを
移動するアクチュエータ機構を除いた縦断側面図であ
る。

【図６】同分散装置の例を示すバレルを移動するアクチ
ュエータ機構を除いた平面図である。

【図７】本発明による分散装置の他の例を示すバレルを
移動するアクチュエータ機構及び駆動原部分を除いた縦
断側面図である。

【図８】分散装置の従来例を示すバレルを移動するアク
チュエータ機構を除いた縦断側面図である。

【符号の説明】

１１容器１２バレル１４メディア１３バレルの蓋体１３ａ蓋体の開口部１５撹拌子１８駆動源２１オーガ２５撹拌翼２６撹拌盤２７撹拌盤の撹拌子３２スラリ還流路のポンプ３３スラリ還流路ａスラリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体粒子のサスペンジョンであるスラリ
（ａ）が収納された容器（１１）と、この容器（１１）
の中のスラリ（ａ）に浸漬されると共に、粒子状のメデ
ィア（１４）が収納された少なくとも一部壁部がスラリ
を通過可能なバレル（１２）と、このバレル（１２）内
に配置され、駆動源（１８）の駆動により駆動される撹
拌子（１５）と、この撹拌子（１５）に前記駆動源（１
８）から駆動力を導入する開口部（１３ａ）を除いて、
バレル（１２）の上面を覆う蓋体（１３）とを有する分
散装置において、容器（１１）の中のスラリ（ａ）を撹
拌し、その下部と上部及び／または周辺部と中央部とで
スラリａを移動して混合し、均一化させる撹拌手段を設
けたことを特徴とする分散装置。
【請求項２】固体粒子のサスペンジョンであるあスラ
リ（ａ）が収納された容器（１１）と、この容器（１
１）の中のスラリ（ａ）に浸漬されると共に、粒子状の
メディア（１４）が収納された少なくとも一部壁部がス
ラリを通過可能なバレル（１２）と、このバレル（１
２）内に配置され、駆動源（１８）の駆動により駆動さ
れる撹拌子（１５）と、この撹拌子（１５）に前記駆動
源（１８）から駆動力を導入する開口部（１３ａ）を除
いて、バレル（１２）の上面を覆う蓋体（１３）とを有
する分散装置において、容器（１１）の中のスラリ
（ａ）に浸漬され、バレル（１２）の周囲を公転すると
共に、自転するオーガ（２１）を設けたことを特徴とす
る分散装置。
【請求項３】固体粒子のサスペンジョンであるあスラ
リ（ａ）が収納された容器（１１）と、この容器（１
１）の中のスラリ（ａ）に浸漬されると共に、粒子状の
メディア（１４）が収納された少なくとも一部壁部がス
ラリを通過可能なバレル（１２）と、このバレル（１
２）内に配置され、駆動源（１８）の駆動により駆動さ
れる撹拌子（１５）と、この撹拌子（１５）に前記駆動
源（１８）から駆動力を導入する開口部（１３ａ）を除
いて、バレル（１２）の上面を覆う蓋体（１３）とを有
する分散装置において、下端部が容器（１１）の中のス
ラリ（ａ）に浸漬され、バレル（１２）の周囲を回転す
る撹拌翼（２５）を設けたことを特徴とする分散装置。
【請求項４】固体粒子のサスペンジョンであるあスラ
リ（ａ）が収納された容器（１１）と、この容器（１
１）の中のスラリ（ａ）に浸漬されると共に、粒子状の
メディア（１４）が収納された少なくとも一部壁部がス
ラリを通過可能なバレル（１２）と、このバレル（１
２）内に配置され、駆動源（１８）の駆動により駆動さ
れる撹拌子（１５）と、この撹拌子（１５）に前記駆動
源（１８）から駆動力を導入する開口部（１３ａ）を除
いて、バレル（１２）の上面を覆う蓋体（１３）とを有
する分散装置において、容器（１１）の中のスラリ
（ａ）に浸漬され、バレル（１２）の周りを囲むように
配置されると共に、上下動されるドーナツ状円盤からな
る撹拌盤（２６）を設けたことを特徴とする分散装置。
【請求項５】撹拌盤（２６）を回転させると共に、そ
の下面に突片状の撹拌子（２７）を設けたことを特徴と
する請求項４に記載の分散装置。
【請求項６】固体粒子のサスペンジョンであるあスラ
リ（ａ）が収納された容器（１１）と、この容器（１
１）の中のスラリ（ａ）に浸漬されると共に、粒子状の
メディア（１４）が収納された少なくとも一部壁部がス
ラリを通過可能なバレル（１２）と、このバレル（１
２）内に配置され、駆動源（１８）の駆動により駆動さ
れる撹拌子（１５）と、この撹拌子（１５）に前記駆動
源（１８）から駆動力を導入する開口部（１３ａ）を除
いて、バレル（１２）の上面を覆う蓋体（１３）とを有
する分散装置において、容器（１１）の底壁及び／また
は周壁から、その中のスラリ（ａ）を引き出して容器
（１１）の上部中央に強制的に還流させるスラリ還流路
（３３）を設けたことを特徴とする分散装置。
【請求項７】スラリ還流路（３３）は、バレル（１
５）の上部にスラリを送り込むことを特徴とする請求項
６に記載の分散装置。