(57)【要約】【課題】攪拌ロータの回転速度や分散対象物の粘度に依存せず、メディアの循環の流れを安定化する。【解決手段】ベセル１１と、ベセル１１内に配置されベセル１１に支持されるスクリュー１３と、ベセル１１内にスクリュー１３と同軸上にスクリュー１３の周囲を取り囲むように配置される筒形の攪拌ロータ１４とを備える。攪拌ロータ１４は第１の駆動手段にて、スクリュー１３は第２の駆動手段にて、それぞれ独立して回転駆動され、ベセル１１内に充填されたメディアを、攪拌ロータ１４の内部と外部との間で循環させる。スクリューシャフト１３には、半径方向外方に攪拌ロータ１４の内周面を越えるまで延び攪拌ロータ１４の内部から外部に案内する第１案内面４１ａを有する回転案内板部４１が設けられている。【選択図】  図１
2020179361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散対象物の入口より送り込まれる分散対象物を分散する分散機であって、
ベセルと、
前記ベセル内に配置されるスクリューと、
前記ベセル内において、前記スクリューと同軸上に、前記スクリューの周囲を取り囲むように配置される筒形の攪拌ロータと、
前記攪拌ロータに先端部が連結されるロータシャフトと、
前記ロータシャフトの基端部に連係され、前記ロータシャフトを回転駆動する第１の駆動手段と、
前記スクリューに先端部が連結され、前記ロータシャフトとは反対側に延びるスクリューシャフトと、
前記スクリューシャフトの基端部に連係され、前記スクリューシャフトを回転駆動する第２の駆動手段と、を備え、
前記ベセル内に充填されたメディアを前記攪拌ロータの内部と外部との間で循環させて、前記分散対象物を分散させ、
前記スクリューシャフトには、前記攪拌ロータの開放側と間隔をあけて、半径方向外方に前記攪拌ロータの内周面を越えるまで延び、前記攪拌ロータの内部から外部に前記メディアを案内する第１案内面を有する回転案内部が設けられていることを特徴とする、二軸式分散機。
【請求項２】
前記回転案内部は、半径方向外方に前記攪拌ロータの外周面を越えるまで延びる、
請求項１に記載の二軸式分散機。
【請求項３】
前記回転案内部は、板状である、
請求項１又は２に記載の二軸式分散機。
【請求項４】
前記回転案内部は、前記分散対象物の入口から送り込まれる分散対象物を、前記攪拌ロータの外部に案内する第２案内面を有する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項５】
前記スクリューシャフトは、前記回転案内部中央の前記スクリューシャフト基端側に第１案内部が隣接して設けられ、
前記第１案内部は、前記回転案内部に向かって外径が徐々に大きくなり、前記分散部対象物の入口より前記ベセル内に投入される分散対象物を、前記回転案内部の半径方向外方に案内するものである、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項６】
前記スクリューシャフトは、前記回転案内部中央の前記スクリューシャフト先端側に第２案内部が隣接して設けられ、
前記第２案内部は、前記回転案内部側に向かって外径が徐々に大きくなり前記メディアを前記回転案内部の半径方向外方に案内するものである、
請求項１乃５のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項７】
前記攪拌ロータは、周壁を構成する筒状部と、前記筒状部の一端を閉じ前記ロータシャフトが連結される肩部と、を有し、
前記肩部に、前記攪拌ロータの内部と外部とを連通する開孔が形成され、
前記スクリューは、前記スクリューシャフトが連結される本体部と、前記本体部の外周に螺旋状に設けられた羽根と、を有し、
前記スクリューの回転により、前記メディアが前記開孔を通じて、前記攪拌ロータの内部と外部との間を循環する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項８】
前記スクリューと、前記スクリューを覆う前記攪拌ロータとの間に第１クリアランスを有し、
前記攪拌ロータと、前記攪拌ロータを覆う前記ベセルとの間に第２クリアランスを有し、
前記スクリューと前記攪拌ロータの回転により、前記メディアが、前記第１クリアランスから前記第２クリアランスを経て、前記開孔を通じて、前記第１クリアランスに戻るように循環流通する、
請求項７に記載の二軸式分散機。
【請求項９】
前記メディアと前記分散対象物の混合物が、前記攪拌ロータと前記ベセルとの間を流通した後に、前記分散対象物を前記メディアから分離させる分離機構をさらに備える、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項１０】
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段は、対向二軸型あるいは同心二軸型のいずれかを備える、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項１１】
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段は、互いに同方向あるいは異方向で回転させ、回転数を制御可能である、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料、インキ、レジストインキ、封止材（ＬＥＤ、半導体などに使用する接着剤）、ハンダペースト、ＰＤＰ用ペースト、電池スラリーなど、高粘度製品まで対応するメディア型の二軸式分散機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分散機には様々なタイプがある。例えば、数個のローラーで分散対象物をずりせん断するローラー型の分散機、圧縮気体により粒子同士を衝突させて分散する分散機、外周にピンや突片を具備する複数の円盤や円筒状のアジテーターを回転させて分散する回転型の分散機、多数のメディアを入れてこれらの衝突やせん断力により分散するメディア型の分散機などである。
【０００３】
メディア型の分散機の１つとして、メディアとしてビーズを用いて分散対象物を分散させる分散機が知られている。
【０００４】
このような分散機としては、例えば、塗料・インキを製造する顔料分散工程において、高粘度ペースト中の顔料が均一分散されるようにした分散機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この分散機は、ベセルに回転可能に支持されるロータが略円筒状にされ、その内側に回転可能であるスクリューが配置され、前記ロータ及びスクリューの回転により軸方向の流れを生じさせ、その流れによって円筒状ロータの内側と外側との間でメディア（ビーズ）を循環させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのような分散機では、高粘度ペースト中の顔料を均一に分散しようとしても、メディアが、流路以外の部分に偏在するなどして、メディアの循環流が悪くなり、送液能力が低下するおそれがある。
【０００７】
具体的には、ロータの回転軸回りなどにメディアが偏り、メディアの循環が悪くなり、メディアパッキングなどを引き起こし、内圧上昇や温度上昇の要因となる。また、高粘度や高流量で分散対象物を分散する場合も、分散対象物の流動が悪くなり、メディアの偏りが生じ、均一に分散されない場合や、メディアの偏りが原因でベセル内圧が上昇して運転ができない場合がある。
【０００８】
本発明は、攪拌ロータの回転速度や分散対象物の粘度に依存せず、メディアの循環流を安定的に確保できる二軸式分散機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る一の態様の二軸分散機は、分散対象物の入口より送り込まれる分散対象物を分散する分散機であって、ベセルと、前記ベセル内に配置されるスクリューと、前記ベセル内において、前記スクリューと同軸上に、前記スクリューの周囲を取り囲むように配置される筒形の攪拌ロータと、前記攪拌ロータに先端部が連結されるロータシャフトと、前記ロータシャフトの基端部に連係され、前記ロータシャフトを回転駆動する第１の駆動手段と、前記スクリューに先端部が連結され、前記ロータシャフトとは反対側に延びるスクリューシャフトと、前記スクリューシャフトの基端部に連係され、前記スクリューシャフトを回転駆動する第２の駆動手段とを備え、前記ベセル内に充填されたメディアを前記攪拌ロータの内部と外部との間で循環させて前記分散対象物を分散させ、前記スクリューシャフトには、前記攪拌ロータの開放側と間隔をあけて、半径方向外方に前記攪拌ロータの内周面を越えるまで延び、前記攪拌ロータの内部から外部に前記メディアを案内する第１案内面を有する回転案内部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、攪拌ロータの回転速度や分散させる分散対象物の粘度や供給量に依存せず、メディアの循環流を安定化でき、分散対象物が高粘度あるいは高流量であっても、メディアを偏在させることなく、均一に分散することが可能である。そして、回転案内部によって、前記メディアが攪拌ロータの内部から外部（攪拌ロータの外周面とベセルの内周面）との間に案内され、スムーズな流れが実現される。また、前記回転案内部は、半径方向外方に前記攪拌ロータの外周面を越えるまで延びていること、板状であることが望ましく、このようにすれば、よりスムーズな流れが実現され、また入口側への逆流を抑制する。
【００１１】
また、前記回転案内部は、前記分散対象物の入口から送り込まれる前記分散対象物を、前記攪拌ロータの外部に案内する第２案内面を有する、ことが望ましい。このようにすれば、前記分散対象物の入口から送り込まれる前記分散対象物が、攪拌ロータの内周面とスクリューとの間ではなく、攪拌ロータの外周面とベセルの内周面との間に案内され、よりスムーズな流れが実現される。
【００１２】
また、前記スクリューシャフトは、前記回転案内部中央の前記スクリューシャフト基端側に第１案内部が隣接して設けられ、前記第１案内部は、前記回転案内部に向かって外径が徐々に大きくなり前記分散部対象物の入口より前記ベセル内に投入される前記分散対象物を前記回転案内部の半径方向外方に案内するものである、ことが望ましい。このようにすれば、第１案内部によって、分散対象物が回転案内部の半径方向外方に案内され、スムーズな流れが実現される。
【００１３】
さらに、前記スクリューシャフトは、前記回転案内部中央の前記スクリューシャフト先端側に第２案内部が隣接して設けられ、前記第２案内部は、前記回転案内部側に向かって外径が徐々に大きくなり前記メディアを前記回転案内部の半径方向外方に案内するものである、ことが望ましい。このようにすれば、第２案内部によって、メディアが、前記回転案内部の半径方向外方に案内され、スムーズな流れが実現される。
【００１４】
また、前記攪拌ロータは、周壁を構成する筒状部と、前記筒状部の一端を閉じ前記ロータシャフトが連結される肩部と、を有し、前記肩部に、前記攪拌ロータの内部と外部とを連通する開孔が形成され、前記スクリューは、前記スクリューシャフトが連結される本体部と、前記本体部の外周に螺旋状に設けられた羽根と、を有し、前記スクリューの回転により、前記メディアが前記開孔を通じて、前記攪拌ロータの内部と外部との間を循環する、ようにすることができる。このようにすれば、スクリューの回転により、メディアが攪拌ロータの内部と外部との間を確実に循環することになり、分散対象物が安定して分散される。
【００１５】
前記スクリューと、前記スクリューを覆う前記攪拌ロータとの間に第１クリアランスを有し、前記攪拌ロータと、前記攪拌ロータを覆う前記ベセルとの間に第２クリアランスを有し、前記スクリューと前記攪拌ロータの回転により、前記メディアが、前記第１クリアランスから前記第２クリアランスを経て、前記開孔を通じて、前記第１クリアランスに戻るように循環流通する、ようにすることができる。このようにすれば、分散対象物が、攪拌ロータとベセルの間で、メディアが偏在することなく分散が促進され、均一に分散される。
【００１６】
また、前記メディアと前記分散対象物の混合物が前記攪拌ロータと前記ベセルとの間を流通した後に、前記分散対象物を前記メディアから分離させる分離機構をさらに備える、ようにすることができる。このようにすれば、分散後の分散対象物のみを得ることができる。
【００１７】
これらの場合、前記分離機構は軸方向に対して水平方式であっても、垂直方式であってもよい。また、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段は、対向二軸型あるいは同心二軸型のいずれかを備える。このようにすれば、設置場所に応じて対応できる。
【００１８】
そして、前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段が、互いに同方向あるいは異方向で回転させ回転数を制御可能である。このようにすれば、分散対象物の粘度や供給量に依存することなく、分散対象物に応じた分散が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、攪拌ロータの回転速度や分散させる分散対象物の粘度に依存せず、メディアの循環の流れを安定化できるので、高粘度の分散対象物であっても、メディアを偏在させることなく、分散することが可能である。特に、回転案内部によって、投入される分散対象物の流れを確保しつつ、前記メディアを、前記攪拌ロータの内部から外部に案内するので、スムーズな流れが実現される
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態である二軸式分散機の説明図である。
【図２】メディアの流れを示す二軸式分散機の要部拡大図である。
【図３】攪拌ロータの周速が１０ｍ／ｓで、スクリューの周速が３．０ｍ／ｓという条件下で、回転案内板がある場合とない場合とについての比較試験の結果を示す図である。
【図４】攪拌ロータの周速が１０ｍ／ｓで、スクリューの周速が４．０ｍ／ｓという条件下で、回転案内板がある場合とない場合とについての比較試験の結果を示す図である。
【図５】攪拌ロータの周速が１０ｍ／ｓで、スクリューの周速が５．０ｍ／ｓという条件下で、回転案内板がある場合とない場合とについての比較試験の結果を示す図である。
【図６】攪拌ロータの周速が１０ｍ／ｓで、スクリューの周速が６．０ｍ／ｓという条件下で、回転案内板がある場合とない場合とについての比較試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る一実施形態の二軸式分散機について説明する。本実施形態は、一例として、塗料製造工程の顔料分散工程において、高粘度ペースト中の顔料に適用した場合について説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
（１．二軸式分散機の構造）
図１は本実施形態の二軸式分散機の説明図、図２はメディアの流れを示す二軸式分散機の要部拡大図である。図１に示すように、二軸式分散機１は、ベセル１１と、ペースト入口１２と、スクリュー１３と、筒形の攪拌ロータ１４と、ペースト出口１５とを主要な構成要素として備える。また、ベセル１１内には、メディアが、例えばベセル１１の内部空間の３０〜９５％を占めるように充填されている。メディアとして、本実施形態では、粒子状の分散媒体であるビーズを用いているが，これに制限されるものではない。ビーズは、二軸式分散機１によって分散される分散対象物よりも、比重及び径が大きいビーズが用いられている。なお、ビーズの硬さ、粒子径などは、分散対象物（原料ペースト）の種類、粘度、比重などに応じて、適宜選択される。
【００２３】
ペースト入口１２は、ベセル１１内に高粘度ペーストを供給するための投入口であり、ペースト出口１５は、ベセル１１内から分散された高粘度ペーストを排出するための排出口である。スクリュー１３は、本体部の外周に螺旋状の羽根が連続して設けられており、ベセル１１内に回転可能に配置されている。攪拌ロータ１４は、ベセル１１内にスクリュー１３の周囲を取り囲むように配置され、スクリュー１３と同軸の回転軸回りに回転可能にベセル１１に支持されている。
【００２４】
また、分散された高粘度ペーストをメディアから分離する分離機構として、ギャップセパレータＧがベセル１１とペースト出口１５との間に配置されている。なお、ギャップセパレータＧは分離機構の一例であり、分離機構は、メディアから分散された高粘度ペーストを分離することができるものであれば、スクリーン機構や遠心分離機構であってもよい。また、前記分離機構は軸方向に対して水平方式であっても、垂直方式であってもよい。
【００２５】
攪拌ロータ１４は、筒状部１４ａと、筒状部１４ａの一端を閉じる肩部１４ｂとを有し、肩部１４ｂがロータシャフト１６の先端部に連結され、ロータシャフト１６を介して、ベセル１１の外部から第１の駆動手段（例えば、モータ）によって回転駆動される。つまり、ロータシャフト１６の基端部に、前記第１の駆動手段が連係されている。ロータシャフト１６は、シール材（図示せず）を介して延びており、これによって、ベセル１１の外部と内部との密封性が維持される。
【００２６】
攪拌ロータ１４は、筒状部１４ａの開放側から、スクリュー１３に連結されたスクリューシャフト１７が、ロータシャフト１６とは反対方向に延びるように突出している。攪拌ロータ１４（ロータシャフト１６）は、スクリュー１３（スクリューシャフト１７）とは同軸上である。
【００２７】
スクリューシャフト１７には、第２の駆動手段（例えば、モータ）が連結され、前記第２の駆動手段によってベセル１１の外部から回転駆動される。スクリューシャフト１７は、シール材（図示せず）を介して延びており、これによって、ベセル１１の外部と内部との密封性が維持される。前記第２の駆動手段は、前記第１の駆動手段とは独立しており、攪拌ロータ１４の回転とは独立して、スクリュー１３の回転が制御される。ここで、前記第１及び第２の駆動手段は、対向二軸型としても同心二軸型としてもよい。また、前記第１及び第２の駆動手段は、互いに同方向あるいは異方向に回転させることができ、回転数を制御することも可能である。
【００２８】
攪拌ロータ１４の肩部１４ｂにはメディア循環用の複数の循環孔１４ｃ（開孔）が設けられている。攪拌ロータ１４の外周には、メディアの運動を促進し分散効率を高めるために複数のピン１８が設けられ、それに対応してベセル１１の内周にも複数のピン１９が設けられている。
【００２９】
また、スクリュー１３や攪拌ロータ１４には、過熱を回避するために、第１冷却水流路（攪拌ロータ）３１、第２冷却水流路（スクリュー）３２を設けられている。また、ベセル１１の過熱を回避するために、ベセルジャケット１１ａが第３冷却水流路（ベセル）として機能するようになっている。
【００３０】
第１冷却水流路（攪拌ロータ）３１は、冷却水が、第１冷却水入口（攪拌ロータ）３１ａからロータシャフト１６を経て攪拌ロータ１４内に流入して攪拌ロータ１４内を循環し、循環後ロータシャフト１６を経て第１冷却水入口（攪拌ロータ）３１ａと並んでいる第１冷却水出口（攪拌ロータ）（図示せず）から排出されるようになっている。
【００３１】
第２冷却水流路（スクリュー）３２は、冷却水が、第２冷却水入口（スクリュー）３２ａからスクリューシャフト１７を経てスクリュー１３内に流入してスクリュー１３内を循環し、スクリューシャフト１７を経て第２冷却水入口（スクリュー）３２ａと並んでいる第２冷却水出口（スクリュー）（図示せず）から排出されるようになっている。
【００３２】
第３冷却水流路（ベセル）としてのベセルジャケット１１ａは、冷却水が、第３冷却水入口（ベセル）１１ｂからベセルジャケット１１ａに流入してベセルジャケット１１ａ内を循環し、第３冷却水出口（ベセル）１１ｃから排出されるようになっている。
【００３３】
また、攪拌ロータ１４の外周面とベセル１１の内周面との間（第２クリアランス）にメディアを案内する第１案内面４１ａを有する回転案内板部４１(円板状の回転案内部）がスクリューシャフト１７に設けられている。回転案内板部４１は、攪拌ロータ１４（筒状部１４ａ）の開放側と間隔をあけて半径方向外方に攪拌ロータ１４を越えるまで延びている。
【００３４】
また、回転案内板部４１は、ペースト入口１２から送り込まれる、高粘度ペーストを、攪拌ロータ１２の内周面とスクリュー１３との間（第１クリアランス）ではなく、攪拌ロータ１４の外周面とベセル１１の内周面との間（第２クリアランス）に案内する第２案内面４１ｂも有する。
【００３５】
さらに、スクリューシャフト１７には、回転案内板部４１中央のスクリューシャフト基端側に第１案内部４２が、スクリューシャフト先端側に第２案内部４３がそれぞれ隣接して設けられている。第１案内部４２は、回転案内板部４１に向かって外径が徐々に大きくなり、ペースト入口１２より送り込まれる高粘度ペーストを回転案内板部４１の半径方向外方に案内するようになっている。一方、第２案内部４３は、回転案内板部４１側に向かって外径が徐々に大きくなり、攪拌ロータ１４の内部からの前記メディアの流れを回転案内板部４１の半径方向外方に案内するようになっている。
【００３６】
（２．二軸式分散機の動作）
続いて、二軸式分散機１の動作について説明する。
ペースト入口１２から、ベセル１１内部に、高粘度ペーストが投入され、スクリュー１３および攪拌ロータ１４が回転されると、攪拌ロータ１４とスクリュー１３との回転によって、メディアとペーストとの混合物の軸方向の流れが生じる。これにより、攪拌ロータ１４の外部から、循環孔１４ｃを経て、攪拌ロータ１４の内部に戻り、第２案内部４３によって攪拌ロータ１４の外部に案内され、再び外部に出るという、メディアの循環流が発生する。
【００３７】
つまり、スクリュー１３が回転することで、スクリュー１３によってメディアを送るので、メディアを攪拌ロータ１４の内部から外部に送り出し、攪拌ロータ１４の外周面とベセル１１の内周面との間にスムーズに流れるようにし、無理なく循環流を生じさせることができる。この流れによって、ペースト入口１２から送り込まれ回転案内部４１によって案内される高粘度ペーストを、攪拌ロータ１４の外部（攪拌ロータ１４の外周面とベセル１１の内周面との間）に吸い出す効果が発揮され、スムーズな流れの実現に寄与する。
【００３８】
また、攪拌ロータ１４の内部からのメディアの流れが、第２案内部４３によって案内されるだけでなく、回転案内板部４１（第１案内面４１ａ）に衝突することにより、メディアの流れの方向が強制的に変えられ、攪拌ロータ１４の外部（攪拌ロータ１４の外周面とベセル１１の内周面との間）に流れるように案内される。
【００３９】
ペースト入口１２から送り込まれた高粘度ペーストは、第１案内部４２及び回転案内板部４１（第２案内面４１ｂ）によって回転案内板部４１の半径方向外方に案内され、メディアと共に、攪拌ロータ１４の外部を、開放側から肩部１４ｂ側に流れ、その際、ピン１８，１９により分散作用を受けて、攪拌ロータ１４の肩部１４ｂに前記混合物が達する。
【００４０】
そして、分散された高粘度ペーストは、肩部１４ｂに対応して配置されているギャップセパレータＧによって、ペーストがメディアから分離させられる。メディアから分離されたペーストはペースト出口１５を経て受けタンク（図示せず）に送られる。残りのペーストとメディアとの混合物は、循環孔１４ｃを通じて攪拌ロータ１４の内部に戻され、攪拌ロータ１４の内部を通って再び循環する。
【００４１】
このように、ベセル１１内においてはメディアが循環するため、高粘度の分散ペーストにおいても、メディアの偏在が発生せず、効率よく顔料を分散せしめることができる。
攪拌ロータ１４を回転駆動する第１の駆動手段とは別の、第２の駆動手段にてスクリュー１３を回転駆動するようにしているので、攪拌ロータ１４の回転速度や製品の粘度に依存せず、メディアを循環させることができる。また、スクリュー１３の回転速度を任意に設定できるので、回転速度を変化させることで、再始動性の改善、分散力の制御が可能となる。
【００４２】
つまり、スクリュー１３が全く回転しない構造であると、攪拌ロータ１４の低回転時にはメディアが攪拌ロータ１４の内部と外部との間で循環しないことが容易に想像できる。スクリュー１３が回転すると、スクリュー１３によってメディアを流動させるのでので、メディアを攪拌ロータ１４の内部から外部に送り出し、無理なく循環流を生じさせることができる。また、停止時には、ペーストの粘度が上昇し、メディアが流動しなくなり、攪拌ロータ１４の再起動が不能となる。そのような場合にも、スクリュー１３を回転させれば、メディアを強制的に流動させることができるので、攪拌ロータ１４を再起動させることができる。
【００４３】
（３．比較試験）
回転案内板部４１を有する場合と、回転案内板部を有しない場合とについて、比較試験（ベセル内圧力と吐出量（送液量）との関係についての試験）を行った。試験条件は、次の通りである。なお、ベセル内圧力としては、ペースト入口１２に圧力センサ（図示せず）を設け、前記圧力センサの測定値を用いた。
【００４４】
−試料−
高粘度ペースト（黒）
粘度：５０Pa・ｓ
【００４５】
−分散機仕様−
１．ミル容量：３．０Ｌ
２．使用メディア径：φ１．２ｍｍ
３．メディア充填率：８０％
４．攪拌ロータの周速：１０ｍ／ｓ
５．スクリューの周速：３．０〜６．０ｍ／ｓ
【００４６】
−試験結果−
図３〜図６に示す通りである。攪拌ロータ１４の周速を１０ｍ／ｓで固定し、スクリュー１３の周速を３．０〜６．０ｍ／ｓの範囲で変化させたところ、スクリュー１３の周速が４．０ｍ／ｓを越える付近で、回転案内板部４１を有する場合は、回転案内板部４１を有しない場合よりも、吐出量が増大することがわかる。これは、スクリュー１３と一緒に回転する回転案内板部４１を設けることでメディアが円滑に循環するので、同じベセル内圧力でも吐出量が増大していると推測される。
【００４７】
また、回転案内板部４１を有しない場合において、吐出量１８００ｇ／ｍｉｎ付近でベセル内圧力が急上昇しているのは、メディアがギャップセパレータＧ付近に偏在（滞留）し、円滑な流れを妨げているためであると推測される。メディアがギャップセパレータＧ付近に偏在すると圧力が高くなるので、回転案内板部４１を設け、スクリュー１３を回転させることで、メディアの偏在が生じにくくなり、同じ吐出量であってもベセル内圧力が低くなっている。メディアの偏在は、分散対象物の均一な分散の妨げるなどの分散性能に影響するものであるので、この試験結果からスクリュー１３を回転するだけでなく、スクリュー１３と一緒に回転する回転案内板部４１を設けることで、分散性能が向上する、といえる。
【００４８】
（４．その他の実施形態）
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。
【００４９】
(i)例えば、上記した実施形態では、高粘度ペースト中の顔料を分散する例について説明したが、顔料以外の高粘度の分散対象物に適用してもよく、また、分散対象物の粉砕目的に適用することもできる。
【００５０】
(ii)また、上記した実施形態では、攪拌ロータの回転軸が水平方向に配設される横型の分散機について説明したが、回転軸が垂直方向に沿って配設される縦型の分散機に適用することも可能である。
【００５１】
(iii)また、上記した実施形態では、回転案内部を板状の回転案内板部が設けられた分散機について説明したが、板状の周縁部が立ち上がった回転案内部が設けられた分散機とすることも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  二軸式分散機
１１    ベセル
１１ａ  ベセルジャケット（第３冷却水流路）
１１ｂ  第３冷却水入口（ベセル）
１１ｃ  第３冷却水出口（ベセル）
１２    ペースト入口
１３    スクリュー
１４    攪拌ロータ
１４ａ  筒状部
１４ｂ  肩部
１４ｃ  循環孔（開孔）
１５    ペースト出口
１６    ロータシャフト
１７    スクリューシャフト
１８，１９  ピン
３１    第１冷却水流路（攪拌ロータ）
３１ａ  第１冷却水入口（攪拌ロータ）
３２    第２冷却水流路（スクリュー）
３２ａ  第２冷却水入口（スクリュー）
４１    回転案内板部
４１ａ  第１案内面
４１ｂ  第２案内面
４２    第１案内部
４３    第２案内部
Ｇ      ギャップセパレータ
【図１】
2020179361.tif 000003
【図２】
2020179361.tif 000004
【図３】
2020179361.tif 000005
【図４】
2020179361.tif 000006
【図５】
2020179361.tif 000007
【図６】
2020179361.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月6日(2020.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散対象物の入口より送り込まれる分散対象物を分散する分散機であって、
ベセルと、
前記ベセル内に配置されるスクリューと、
前記ベセル内において、前記スクリューと同軸上に、前記スクリューの周囲を取り囲むように配置される筒形の攪拌ロータと、
前記攪拌ロータに先端部が連結されるロータシャフトと、
前記ロータシャフトの基端部に連係され、前記ロータシャフトを回転駆動する第１の駆動手段と、
前記スクリューに先端部が連結され、前記ロータシャフトとは反対側に延びるスクリューシャフトと、
前記スクリューシャフトの基端部に連係され、前記スクリューシャフトを回転駆動する第２の駆動手段と、を備え、
前記攪拌ロータは、周壁を構成する筒状部と、前記筒状部の一端を閉じ前記ロータシャフトが連結される肩部と、を有し、
前記肩部に、前記攪拌ロータの内部と外部とを連通する開孔が形成され、
前記スクリューは、前記スクリューシャフトが連結される本体部と、前記本体部の外周に螺旋状に設けられた羽根と、を有し、
前記スクリューの回転により、前記ベセル内に充填されたメディアを前記攪拌ロータの肩部に設けられた開孔を通じて、前記攪拌ロータの内部と外部との間で循環させて、前記分散対象物を分散させ、
前記スクリューシャフトには、前記攪拌ロータの開放側と間隔をあけて、半径方向外方に前記攪拌ロータの内周面を越えるまで延び、前記攪拌ロータの内部から外部に前記メディアを案内する第１案内面を有する回転案内部が設けられていることを特徴とする、二軸式分散機。
【請求項２】
前記回転案内部は、半径方向外方に前記攪拌ロータの外周面を越えるまで延びる、
請求項１に記載の二軸式分散機。
【請求項３】
前記回転案内部は、板状である、
請求項１又は２に記載の二軸式分散機。
【請求項４】
前記回転案内部は、前記分散対象物の入口から送り込まれる分散対象物を、前記攪拌ロータの外部に案内する第２案内面を有する、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項５】
前記スクリューシャフトは、前記回転案内部中央の前記スクリューシャフト基端側に第１案内部が隣接して設けられ、
前記第１案内部は、前記回転案内部に向かって外径が徐々に大きくなり、前記分散部対象物の入口より前記ベセル内に投入される分散対象物を、前記回転案内部の半径方向外方に案内するものである、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項６】
前記スクリューシャフトは、前記回転案内部中央の前記スクリューシャフト先端側に第２案内部が隣接して設けられ、
前記第２案内部は、前記回転案内部側に向かって外径が徐々に大きくなり前記メディアを前記回転案内部の半径方向外方に案内するものである、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項７】
前記スクリューと、前記スクリューを覆う前記攪拌ロータとの間に第１クリアランスを有し、
前記攪拌ロータと、前記攪拌ロータを覆う前記ベセルとの間に第２クリアランスを有し、
前記スクリューと前記攪拌ロータの回転により、前記メディアが、前記第１クリアランスから前記第２クリアランスを経て、前記開孔を通じて、前記第１クリアランスに戻るように循環流通する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項８】
前記メディアと前記分散対象物の混合物が、前記攪拌ロータと前記ベセルとの間を流通した後に、前記分散対象物を前記メディアから分離させる分離機構をさらに備える、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【請求項９】
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段は、対向二軸型あるいは同心二軸型のいずれかを備える、
請求項１乃至８のいずれか1項に記載の二軸式分散機。
【請求項１０】
前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段は、互いに同方向あるいは異方向で回転させ、回転数を制御可能である、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の二軸式分散機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る一の態様の二軸分散機は、分散対象物の入口より送り込まれる分散対象物を分散する分散機であって、ベセルと、前記ベセル内に設置されるスクリューと、前記ベセル内において、前記スクリューと同軸上に、前記スクリューの周囲を取り囲むように配置される筒形の攪拌ロータと、前記攪拌ロータに先端部が連結されるロータシャフトと、前記ロータシャフトの基端部に連係され、前記ロータシャフトを回転駆動する第１の駆動手段と、前記スクリューに先端部が連結され、前記ロータシャフトとは反対側に延びるスクリューシャフトと、前記スクリューシャフトの基端部に連係され、前記スクリューシャフトを回転駆動する第２の駆動手段とを備え、前記攪拌ロータは、周壁を構成する筒状部と、前記筒状部の一端を閉じ前記ロータシャフトが連結される肩部と、を有し、前記肩部に、前記攪拌ロータの内部と外部とを連通する開孔が形成され、前記スクリューは、前記スクリューシャフトが連結される本体部と、前記本体部の外周に螺旋状に設けられた羽根と、を有し、前記スクリューの回転により、前記ベセル内に充填されたメディアを前記攪拌ロータの肩部に設けられた開孔を通じて、前記攪拌ロータの内部と外部との間で循環させて前記分散対象物を分散させ、前記スクリューシャフトには、前記攪拌ロータの開放側と間隔をあけて、半径方向外方に前記攪拌ロータの内周面を越えるまで延び、前記攪拌ロータの内部から外部に前記メディアを案内する第1案内面を有する回転案内部が設けられていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このようにすれば、攪拌ロータの回転速度や分散させる分散対象物の粘度や供給量に依存せず、メディアの循環流を安定化でき、分散対象物が高粘度あるいは高流量であっても、メディアを偏在させることなく、均一に分散することが可能である。そして、スクリューの回転により、メディアが攪拌ロータの内部と外部との間を確実に循環することになり、分散対象物が安定して分散される。そして、回転案内部によって、前記メディアが攪拌ロータの内部から外部（攪拌ロータの外周面とベセルの内周面）との間に案内され、スムーズな流れが実現される。また、前記回転案内部は、半径方向外方に前記攪拌ロータの外周面を越えるまで延びていること、板状であることが望ましく、このようにすれば、よりスムーズな流れが実現され、また入口側への逆流を抑制する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
つまり、スクリュー１３が全く回転しない構造であると、攪拌ロータ１４の低回転時にメディアが攪拌ロータ１４の内部と外部との間で循環しないことが容易に想像できる。スクリュー１３が回転すると、スクリュー１３によってメディアを流動させるので、メディアを攪拌ロータ１４の内部から外部に送り出し、無理なく循環流を生じさせることができる。また、停止時には、ペーストの粘度が上昇し、メディアが流動しなくなり、攪拌ロータ１４の再起動が不能となる。そのような場合にも、スクリュー１３を回転させれば、メディアを強制的に流動させることができるので、攪拌ロータ１４を再起動させることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、回転案内板部４１を有しない場合において、吐出量１８００ｇ／ｍｉｎ付近でベセル内圧力が急上昇しているのは、メディアがギャップセパレータＧ付近に偏在（滞留）し、円滑な流れを妨げているためであると推測される。メディアがギャップセパレータＧ付近に偏在すると圧力が高くなるので、回転案内板部４１を設け、スクリュー１３を回転させることで、メディアの偏在が生じにくくなり、同じ吐出量であってもベセル内圧力が低くなっている。メディアの偏在は、分散対象物の均一な分散を妨げるなどの分散性能に影響するものであるので、この試験結果からスクリュー１３を回転するだけでなく、スクリュー１３と一緒に回転する回転案内板部４１を設けることで、分散性能が向上する、といえる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020179361.tif 000009