JPH0156825B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、例えば、塗料、染料、印刷インキ、
磁気テープ、チヨコレート原料等種々の被分散材
料（以下単に「材料」という。）を微細に分散さ
せる装置に関する。

【従来技術】

上記種々の材料を微細に分散させるための分散
装置としては、各種の型式のものが提案されてい
るが、その代表的なものがメデイア型分散装置で
ある。 このメデイア型分散装置は、第８図に示すよう
に、送入口２及び送出口３を有する円筒状のドラ
ム１内に回転自在のシヤフト４を設け、このシヤ
フト４の外周面及び前記ドラム１の内壁面に突起
状又は円板状の撹拌具５を設けると共に、ドラム
１内に分散媒体（メデイア）として金属、硝子、
セラミツク等から成るボール９から成るメデイア
を多数充填したもので、例えば材料と水とを所定
の比率で混合した混合液から成る原料を前記送入
口２からドラム内に導き、この混合液とボール９
とをシヤフト４の高速回転により充填しつつ、ボ
ール９の衝撃によつて混合液内の材料を微細な粒
子に分散させた後、ドラム１の送出口３から外部
へ送り出すものである。そして、ドラム１の周囲
及び前記シヤフト４内には、それぞれ冷媒の入口
７及び出口８に連通するジヤケツト６及び図示せ
ざる中空部が形成され、該部を循環する冷媒によ
つて、駆動時加熱されるドラム１とシヤフト４の
冷却がなされる。

【従来技術の問題点】

上記メデイア型分散装置は、その特徴として分
散効率が高いという利点を有する反面、分散媒体
としてドラム内に充填されるボール９等のメデイ
アが必須であり、また、ドラム１内の材料とメデ
イアとの撹拌効率を高めるために、ドラム９内壁
及びシヤフト４に設けられる撹拌具５が不可欠で
あり、ドラム１が大径とならざるを得ず、設置ス
ペースが広くなるという欠点を有する。 また、メデイア９自体が使用により破砕し、交
換の頻度がたかく、且つ、メデイア９等を有する
ため起動トルクが極めて大きく、運転にも大きな
動力を必要とするため大馬力の駆動源を必要と
し、動力消費の大きなことと合わせてコストの高
いものとなる。そして、原料と共に撹拌するに際
してボール９とドラム１等との摩擦により高温に
加熱されるため加熱による原料の劣化等を防止す
るため、ドラムの周囲に熱交換装置を設け冷却す
る必要があり、装置全体が大型となるという欠点
をも有する。

【目的】

本発明は、上記従来技術の欠点を解消すべく開
発されたもので、その目的とするところは、分散
媒体としてのボール及び撹拌具を不要とし、従来
装置に比べ小馬力の駆動源により、装置全体のコ
ンパクト化、設置面積の縮小化が可能で、加熱防
止のための冷却機構が不要であると共に、例え
ば、塗料、印刷インキ等特に微細な分散が要求さ
れる材料をも所要の粒子サイズに分散可能な分散
装置を提供することにある。

【構成】

本発明は、上記目的を達成すべく、材料の供給
管３６と送出口１６を備える分散層１０を成す中
空円筒状のベツセル内に、ころがり軸受２０を幅
方向に隣接して重畳的に配設し、これらのころが
り軸受に回転自在のミルシヤフト１７を挿着した
ことを特徴とする。

【作用】

従つて、本発明においては、供給管３６を経て
分散層１０を成す中空円筒状のベツセル内に送り
込まれた材料が、分散層内に幅方向に隣接して重
畳的に配設したころがり軸受２０内を順次通過し
て、ミルシヤフト１７の回転による前記ころがり
軸受の回転によつて材料の分散を行うものであ
る。

【実施例】

以下、本発明の詳細を実施例を示す図面に基づ
き説明する。 第１図〜第４図に示すように、本発明に係る分
散装置は、四本の溝形鋼を平面方形状に連結し、
その対向二辺に他の溝形鋼の両端を連結して成る
基盤６０上に、二本の溝形鋼を一定間隔を介して
対峙させ、上端で平板により連結して成る支持枠
６１、及び四本の脚部を有する支持台６２が固定
され、この支持台６２上に固設されるモータ４４
及び変速機４０と、支持台６２の下方で基盤６０
上に固設され、ホツパーへの連結口３４を備える
ギヤポンプ３５と、該ギヤポンプ３５に一端が連
通し、配管途中にドレン分離器４７を備える供給
管３６と、この供給管３６の他端に連通し、前記
支持枠６１にブラケツト６３により支持され、内
部に回転自在のミルシヤフト１７を有する分散層
１０と、この分散層１０の上方側面に設けられる
送出口１６と、前記支持枠６１にブラケツト６４
により支持されるモータ３０から構成される。 第１図において、分散層１０は二のベツセル１
１，１２及びベツセル１２上方のデリバリボツク
ス１３から成り、垂直に立設される。すなわち、
これらベツセル１１，１２及びデリバリボツクス
１３はいずれも円筒状を成し、その内径は等し
く、それぞれ開口端外周縁にはフランジ５１〜５
６を有し、ベツセル１１のフランジ５２とベツセ
ル１２のフランジ５３、ベツセル１２のフランジ
５４とデリバリボツクス１３のフランジ５５がそ
れぞれ互いに固着され、一の分散層１０を形成す
る。分散層１０上部のデリバリボツクス１３の側
面には、材料の送出口１６が設けられる。 また、分散層１０を構成するベツセル１１下端
の開口部外周縁に固設したフランジ５１の下面
は、連結管１９の上端外周縁を挿着したフランジ
１４の上面と固着され、また、連結管１９の下端
には、一端がギヤポンプ３５に連通する供給管３
６の他端が連結される。これにより、分散層１０
とギヤポンプ３５とは連結管１９及び供給管３６
を介して連通する。 分散層１０内の中央にはミルシヤフト１７が挿
入される。このミルシヤフト１７の軸下端は分散
層１０底部近傍に位置し、後述の軸受２０を支持
すべくミルシヤフト１７の直径より大径のエンド
プレート３３がボルト止めされ、また軸上端には
分散層１０の上方でプーリ２８が取り付けられ、
このプーリ２８はモータ３０の出力軸に楔着され
るプーリ３１にＶベルト２９を介して連結され
る。 分散層１０を構成するデリバリボツクス１３上
部を固設したフランジ５６上面にはこれと外径を
等しくするフランジ１５が固着される。このフラ
ンジ１５の内径は前記ミルシヤフト１７の直径よ
り微かに大径に形成され、該ミルシヤフト１７の
回転許容間隙を備えている。また、前記フランジ
１５の上面にはフランジタイプのハウジングを備
えるすべり軸受１８が固着され、このすべり軸受
１８内周の軸受面がミルシヤフト１７を回転自在
に支持すると共に、上端面が、ミルシヤフト１７
の上端に取り付けられる前記プーリ２８の下面を
支持する。 分散層１０内には、ミルシヤフト１７下端にボ
ルト止めした前記エンドプレート３３の後述のト
ツプデイスク２７との間に複数の例えば20〜40個
のころがり軸受２０がそれぞれ中間デイスク２５
を介して軸受２０の幅方向に重畳的に配設されて
いる。 すなわち、これらころがり軸受２０は、第５図
及び第７図に示すように、例えば、内輪２１と外
輪２２との間に保持器５７を介して連結される複
数の円筒状ころ２３を幅方向で二列介在させて成
る複列球面ころ軸受で、各ころがり軸受２０に
は、複数のころ２３及び保持器５７と内輪２１及
び外輪２２との間に間隙２４が存在し、軸受内径
はミルシヤフト１７を圧入装着可能な長さ、軸受
外径は分散層１０の内壁内に略密接状態で挿入可
能な長さである。 また、前記複数のころがり軸受２０間に設けら
れる中間デイスク２５は、いずれも第６図及び第
７図に示すように、同心円の環状を成し、内径は
ミルシヤフト１７を圧入装着可能な径で、その外
径は前記各ころがり軸受２０の外輪２２の内径よ
り微かに小さく形成され、外周を四等分する対向
位置にはそれぞれ切欠２６が形成される。この切
欠２６は略コ字状を成し、中間デイスク２５の中
心に向かう底縁がころがり軸受２０の内輪２１と
外輪２２との間に位置している。 第７図中最上位に位置するころがり軸受２０ｃ
の上面には、トツプデイスク２７が設けられる。
このトツプデイスク２７は全体が円板状を成し、
分散層１０内壁との間に材料の通過許容間隙が形
成される。そして、トツプデイスク２７の下面外
周縁には一連の環状段部３２が形成され、この段
部３２が最上位のころがり軸受２０ｃを通過した
原料をデリバリボツクス１３へ送り出す。従つ
て、環状段部３２の直径は前記中間デイスク２５
の外径と同径かそれ以下で、少なくとも中間デイ
スク２５の対向する切欠２６間の長さ以上であ
る。 そして、前記ミルシヤフト１７をこれら中間デ
イスク２５を介設したころがり軸受２０に挿着
し、外輪２２は分散層１０の内壁面に略密接状態
で配設される。 本発明に使用する軸受は、前述の球面ころ軸受
に限定されるものではなく、例えば内輪と外輪と
の間に複数のボールを幅方向に二列介在させて成
る自動調心玉軸受、その他種々の軸受を使用する
ことができる。また、ころがり軸受２０内に形成
される間隙２４の大きさ、中間デイスク２５の外
径及び切欠２６の形状、大きさ、トツプデイスク
２７の外径及び環状段部３２形成個所の直径等
は、材料の粒子の大きさ、材料と水から成る混合
液の粘性の高さ等を考慮して、適宜変更が可能で
ある。また中間デイスク２５は、採用するころが
り軸受の種類によつては不用となることもあり、
ころがり軸受の内輪及び又は外輪と一体にフラン
ジ状に形成したものでもよい。 第２図〜第４図において、３５は一対のギヤの
噛合、回転により材料の連続供給を行うギヤポン
プで、供給管３６及び連結管１９を介して分散層
１０へ連通される。このギヤポンプ３５の入力軸
に設けたスプロケツト３７はチエーン３８を介し
て、変速機４０の出力軸に設けたスプロケツト３
９に連結され、また、変速機４０の入力軸に楔着
されるプーリ４１はＶベルト４２を介して、モー
タ４４の出力軸に楔着されるプーリ４３に連結さ
れる。 分散層１０とギヤポンプ３５との間に設けられ
る供給管３６の配管途中にはドレン分離器４７が
介設され、このドレン分離器４７から分岐管を介
してストツプバルブ４６が設けられ、ドレン排出
口を成す。また、ドレン分離器４７とギヤポンプ
３５との間にもストツプバルブ４５が介設されて
いる。 次に上記実施例の作用を説明する。 今、例えば材料と水とを所定の比率で混合した
流動物状の原料が、ギヤポンプ３５により連続的
に供給管３６及び連結管１９を経て分散層１０の
底部へ送り込まれる。 分散層１０内のミルシヤフト１７は、モータ３
０の回転を伝えるＶベルト２９及びプーリ２８に
よつて回転し、このミルシヤフト１７を挿着した
各ころがり軸受２０の内輪２１もミルシヤフト１
７と共に回転している。これにより、各ころがり
軸受２０内の複数のころ２３は内輪２１と外輪２
２との間を転動している。 前記分散層１０の底部に至つた原料は、最下位
のころがり軸受２０ａの下面からその内輪２１及
び外輪２２と保持器５７及びころ２３との間に存
在する間隙２４内へ進入する。そして、内輪２１
の回転による遠心力を受けつつ、前記ギヤポンプ
３５からの圧力によつて、外輪２２の内壁に沿つ
て間隙２４内を上昇し、原料の粒子は、各ころが
り軸受２０の回転する内輪２１との摩擦及び内輪
２１と外輪２２間で転動する複数のころ２３の衝
撃により次第に微細に分散され、前記間隙中最少
間隙以下の粒子となつた後、このころがり軸受２
０ａの直上の回転している中間デイスク２５ａに
よりさらに分散され、中間デイスク２５ａに形成
された切欠２６、及び中間デイスク２５ａ外周と
ころがり軸受２０ａの外輪２２内周との間の間隙
からころがり軸受２０ａの外に液流を変化しつつ
送り出され、更に上方の重畳されたころがり軸受
２０ｂの下面からこのころがり軸受２０ｂの間隙
２４内へ進入し、順次下方から上方のころがり軸
受２０へ各中間デイスク２５を介して分散されな
がら移送される。 このようにして、原料は、分散層１０内で幅方
向に隣接して重畳的に設けられた複数のころがり
軸受２０を順次通過して分散される。 そして、最上位のころがり軸受２０ｃを通過し
た原料は、このころがり軸受２０ｃの上面に設け
られたトツプデイスク２７の下面周縁の環状段部
３２からころがり軸受２０ｃの外へ送り出され、
デリバリボツクス１３を経て送出口１６から分散
層１０の外部へ送り出される。 上記単一工程による処理で原料は約10μ以下に
分散される。 尚、超微細な分散処理、例えば、磁気テープの
酸化磁性鉄粉等の処理については、本願発明装置
を二台接続し、連続処理することにより行うこと
ができる。 また、分散処理に際しては、各ころがり軸受２
０が原料と摩擦して加熱し、微かに膨張するた
め、これら各部材間に形成される間隙２４が縮小
することとなり、より微細な分散が可能となる。

【効果】

以上のように、本発明は、材料の供給管と送出
口を備える分散層を成す中空円筒状のベツセル内
に、ころがり軸受を幅方向に重畳的に多数配設
し、これらのころがり軸受に回転自在のミルシヤ
フトを挿着したので、起動トルクが極めて少く、
前記軸受の回転による遠心力で極めて微細な分散
を小馬力の駆動源で短時間に低コストで行うこと
を可能とした。さらに、分散媒体としてのボール
が不要なため、材料とボールとの撹拌効率を考慮
してミルシヤフト及び分散層を成すベツセル（ド
ラム）内壁に円板状又は突起状の撹拌具を設ける
必要もなくベツセル（ドラム）を小径にすること
ができ、従来装置に比べ全体がコンパクト化さ
れ、設置スペースの縮小化が可能となつた。 また、ころがり軸受内のころ或いはボールが内
輪と外輪との間を円滑に転動するだけなので、従
来装置のように、メデイア自体が破砕して分散効
果が落ちることがなく、大馬力の駆動源を必要と
せず、また、ドラム等とメデイアとの摩擦、衝突
により過加熱となることがなく、従つて熱交換器
等の冷却機構が必須のものでなくなつた。 また、原料に応じて使用するころがり軸受の種
類、数及びミルシヤフトの回転数を調整し、材料
の粒子を所要の大きさに分散させることができ、
塗料、印刷インキ等微細な分散が要求される材料
についても確実に分散させることができる。 また、本願装置を従来装置と連結し、或いは複
数の本願装置を連結して使用すれば、超微細な分
散も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は、本発明の実施例を示すもの
で、第１図は分散室１０の全体を示す中央縦断面
図、第２図〜第４図はそれぞれ全体の構成を示
し、第２図は背面図、第３図は平面図、第４図は
側面図、また、第５図は軸受２０の要部拡大図、
第６図は中間デイスク２５の拡大平面図、第７図
は第４図の要部拡大図である。第８図は従来のメ
デイア型分散装置を示す中央縦断面図である。 １０……分散層、１１，１２……ベツセル、１
３……デリバリボツクス、１６……送出口、１７
……ミルシヤフト、２０，２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ……軸受、２１……内輪、２２……外輪、２３
……ころ、２４……間隙、２５，２５ａ……中間
デイスク、３０……モータ、３３……エンドプレ
ート、３５……ギヤポンプ、３６……供給管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 材料の供給管と送出口を備える分散層を成す
   中空円筒状のベツセルと、このベツセル内に、こ
   ろがり軸受を幅方向に重畳的に多数配設し、これ
   らのころがり軸受に回転自在のミルシヤフトを挿
   着したことを特徴とする分散装置。 ２ 前記ころがり軸受が単列、複列又は４列の球
   面ころ軸受、又は自動調心玉軸受から成る特許請
   求の範囲第１項記載の分散装置。