(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理材料の供給口と吐出口を有する分散室に筒状の外周ステ−タ−とその内方に位置する筒状の内周ステ−タ−を設けて処理材料が流入する環状の処理間隙を形成し、該処理間隙内を外側間隙と内側間隙に区画するよう回転可能なロ−タ−を該処理間隙に挿入し、該ロ−タ−の回転により上記処理材料が上記処理間隙内で分散媒体と共に上記外側間隙を通り上記内側間隙に流れ該外側間隙に還流するよう上記ロ−タ−に循環口を形成し、上記内周ステ−タ−に上記分散媒体を分離して処理材料のみを吐出口へ吐出させるよう媒体分離装置を設けた媒体循環型ミルにおいて、上記内周ステ−タ−の外側面に上記ロ−タ−の内側面に近接し該ロ−タ−の軸方向に沿って延びる突片を突設したことを特徴とする媒体循環型ミル。
【請求項２】
上記突片の先端とロ−タ−の内側面間の間隙は、分散媒体の粒径の４倍以上の間隙である請求項１に記載の媒体循環型ミル。
【請求項３】
上記突片の横断面形状は多角形状である請求項１または２に記載の媒体循環型ミル。
【請求項４】
上記突片の横断面形状は、外周が曲面に形成されている断面形状である請求項１または２に記載の媒体循環型ミル。
【請求項５】
上記循環口は、ロ−タ−の回転方向に対し後向きに傾斜して開口している請求項１ないし４のいずれかに記載の媒体循環型ミル。
【請求項６】
処理材料の供給口と吐出口を有する分散室に筒状の外周ステーターとその内方に位置する筒状の内周ステーターを設けて処理材料が流入する環状の処理間隙を形成し、該処理間隙内を外側間隙と内側間隙に区画するよう回転可能な筒状のローターを該処理間隙に挿入し、該ローターの回転により上記処理材料が上記処理間隙内で分散媒体と共に上記外側間隙を通り上記内側間隙に流れ該外側間隙に還流するよう上記ローターに循環口を形成し、上記内周ステーターに上記分散媒体を分離して処理材料のみを吐出口へ吐出させるよう媒体分離装置を設けた媒体循環型ミルにおいて、上記ローターの内側の横断面形状を長円乃至略楕円形状または中心を上記内周ステーターの中心からずらした偏心円形状に形成したことを特徴とする媒体循環型ミル。
【請求項７】
処理材料の供給口と吐出口を有する分散室に筒状の外周ステーターとその内方に位置する筒状の内周ステーターを設けて処理材料が流入する環状の処理間隙を形成し、該処理間隙内を外側間隙と内側間隙に区画するよう回転可能な筒状のローターを該処理間隙に挿入し、該ローターの回転により上記処理材料が上記処理間隙内で分散媒体と共に上記外側間隙を通り上記内側間隙に流れ該外側間隙に還流するよう上記ローターに循環口を形成し、上記内周ステーターに上記分散媒体を分離して処理材料のみを吐出口へ吐出させるよう媒体分離装置を設けた媒体循環型ミルにおいて、上記ローターの内側の横断面形状は多角形状であり、上記循環口は該多角形状の角部に設けられていることを特徴とする媒体循環型ミル。
【請求項８】
上記循環口は、ロ−タ−の回転方向に対して後向きに傾斜して開口していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の媒体循環型ミル。
【請求項９】
上記循環口は、ローターの内側の横断面の多角形状の辺の延長線上に設けられ、ローターの回転方向に対して後向きに傾斜して開口している請求項７に記載の媒体循環型ミル。
【請求項１０】
上記ローターの内側の横断面形状は、六角形である請求項９に記載の媒体循環型ミル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体粒子が液体中に懸濁している固液スラリ−溶液等の処理材料を液送ラインで移送中に予備分散するようにしたパイプラインビ−ズミルや分散媒体を循環させてバッチ式に分散処理できるようにした浸漬型分散機等の媒体循環型ミルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固液スラリ−溶液等の処理材料を湿式媒体分散機等の分散機で分散処理する際、該分散機に処理材料を供給する前に、処理材料を攪拌する前処理（プレミックス）が行われているが、この前処理だけで固体（粉体）の一次粒子化は不可能であり、多くの二次凝集体がパイプライン内に沈殿することが知られている。そこで、本願出願人は、先に、固液スラリ−溶液等の処理材料を分散処理する場合、液送ラインを処理材料が通過する間に二次凝集体をほぐして予備分散できるようにした下記の如き構成のパイプラインビ−ズミルを提案した。
【０００３】
処理材料を送液する配管に接続される材料供給口を一側に有し他側に上記送液配管の他端に接続される材料吐出口を有する分散室を形成し、上記分散室に上記材料供給口側に開口する筒状の外周ステ−タ−と該外周ステ−タ−の内方に存し上記材料吐出口側に開口する内周ステ−タ−を設け、両ステ−タ−間に処理間隙を形成し、該処理間隙内を外側間隙と内側間隙に区画するよう筒状のロ−タ−を上記処理間隙に挿入すると共に該ロ−タ−を回転する駆動軸を設け、上記処理間隙に分散媒体を収納し、上記ロ−タ−の回転に伴って上記分散媒体が上記外側間隙を通り内側間隙に流れ上記外側間隙に還流するよう上記ロ−タ−に循環口を形成し、上記内周ステ−タ−に処理材料を上記吐出口へ流出する流出口を形成し、該流出口に分散媒体を処理材料から分離するスクリ−ンを設けたパイプラインビ−ズミル。
【０００４】
上記パイプラインビ−ズミルにおいて、外周ステ−タ−と内周ステ−タ−により形成した処理間隙に供給された処理材料は、該処理間隙内で分散媒体（ビ−ズ）と混合され、ロ−タ−の回転により外周ステ−タ−の内側面とロ−タ−の外側面間に形成された外側間隙から該ロ−タ−の内側面と内周ステ−タ−の外側面間に形成された内側間隙に入り、遠心力作用によりロ−タ−に形成した循環口を通って外側間隙に戻り、該外側間隙と内側間隙を循環して流動する間に上記分散媒体により微粒子化される。
【０００５】
上記パイプラインビ−ズミルによれば、前処理された処理材料の二次凝集体の解砕に有効であることが確認され、簡単な微粒子化をする場合には、繰り返して上記パイプラインビ−ズミルを通過させることにより、所望の分散結果が得られることも認められた。また、上記パイプラインビ−ズミルの分散室とほぼ同様の構成は、バッチ式に分散処理を行うようにした特開２００１−３８１８４号公報に記載の浸漬型分散機にも用いられており、バッチ式でも効率よく分散処理することができる。
【０００６】
上記パイプラインビ−ズミルや上記浸漬型分散機等の媒体循環型ミルは、上述のように効率よく分散処理等を行うことができるが、処理材料の種類や性状によっては、内側間隙に入った処理材料がロ−タ−の内側面に付着し、さらにはこの付着面に分散媒体（ビ−ズ）が入り込んだりして処理能力を低下させたり、洗浄の際に簡単に除去できなくなるという問題を生じることがあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決課題は、上記のような媒体循環型ミルにおいて、ロ−タ−の内側面に処理材料が付着しないようにし、上記洗浄等の問題を生じないようにした媒体循環型ミルを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記のようなロ−タ−の内側面に処理材料が付着しないようにするため、ロ−タ−の内側面に沿って流れる処理材料の流動を変化させ若しくはロ−タ−の内側面に沿って流動する処理材料に圧縮、解放を繰り返すことにより流れを乱流状態にしてロ−タ−の内側面に処理材料が付着しないようにした媒体循環型ミルが提供される。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、処理材料の供給口と吐出口を有する分散室に筒状の外周ステ−タ−とその内方に位置する筒状の内周ステ−タ−を設けて処理材料が流入する環状の処理間隙を形成し、該処理間隙内を外側間隙と内側間隙に区画するよう回転可能なロ−タ−を該処理間隙に挿入し、該ロ−タ−の回転により上記処理材料が上記処理間隙内で分散媒体と共に上記外側間隙を通り上記内側間隙に流れ該外側間隙に還流するよう上記ロ−タ−に循環口を形成し、上記内周ステ−タ−に上記分散媒体を分離して処理材料のみを吐出口へ吐出させるよう媒体分離装置を設けた媒体循環型ミルにおいて、上記内周ステ−タ−の外側面に上記ロ−タ−の内側面に近接し該ロ−タ−の軸方向に沿って延びる突片を突設したことを特徴とする媒体循環型ミルが提供され、上記突片によりロ−タ−の内側面に沿って流動する処理材料の流れが変化し、処理材料が該内側面に付着しないようにでき、上記課題が解決される。
【００１０】
また、本発明によれば、上記処理材料の供給口と吐出口を有する分散室に筒状の外周ステ−タ−とその内方に位置する筒状の内周ステ−タ−を設けて処理材料が流入する環状の処理間隙を形成し、該処理間隙内を外側間隙と内側間隙に区画するよう回転可能なロ−タ−を該処理間隙に挿入し、該ロ−タ−の回転により上記処理材料が上記処理間隙内で分散媒体と共に上記外側間隙を通り上記内側間隙に流れ該外側間隙に還流するよう上記ロ−タ−に循環口を形成し、上記内周ステ−タ−に上記分散媒体を分離して処理材料のみを吐出口へ吐出させるよう媒体分離装置を設けた媒体循環型ミルにおいて、上記ロ−タ−の内側の横断面形状を四角形、六角形等の多角形、長円乃至略楕円形状または中心を上記内周ステーターの中心からずらした偏心円形状に形成したことを特徴とする媒体循環型ミルが提供され、上記ロ−タ−が回転すると内側の横断面形状が上記の如き断面形状に形成されているので処理材料は圧縮されたり、解放されたりし、該ロ−タ−の内側面に付着しないようになり、上記課題を解決することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、上述したように送液ラインの途中に設けるパイプラインビ−ズミルや、バッチ式に分散処理できるようにした浸漬型分散機等の媒体循環型ミルに適用することができるが、図に示す実施例では、固液スラリ−溶液等の処理材料を送液する配管（Ｌ）の途中に分散室（１）を設けて二次凝集体を解砕するようにしたパイプラインビ−ズミルに適用した実施例が示されている。
【００１２】
上記分散室（１）を形成する本体（２）は、一側に上流側の上記配管（Ｌ）に接続される材料供給口（３）を有し、他端に下流側の配管（Ｌ）に接続される材料吐出口（４）が形成される。該本体（２）は、入口側部材（５）と中間部材（６）と吐出側部材（７）をそれぞれボルト（８）…で連結して構成されており、上記入口側部材（５）には上記材料供給口（３）、流入室（９）及びガラスビ−ズ、セラミックスビ−ズその他の分散媒体（ビ−ズ）(10)の投入口(11)が形成され、軸シ−ル部(12)及び蓋板(13)を通して図示を省いたモ−タ−で駆動される駆動軸(14)が本体内に延びている。
【００１３】
上記駆動軸(14)には、上記流入室（９）に入った処理材料の流動に、中間部材（６）を通って材料吐出口側へ向う軸流を生じさせるよう軸流翼(15)が設けられている。該軸流翼(15)としては、図に示すように流入室に入った処理材料を中間部材（６）側へ掻き下げる作用を奏する掻下げ羽根を用いることが好ましいが、軸流プロペラ等を用いることもできる。
【００１４】
上記中間部材（６）には、中心に向かって内方に突出し逆円錐状に下方に傾斜する流入口(16)を形成するための内方突出縁(17)及び外周ステ−タ−(18)が設けられ、また上記吐出側部材（７）には上記材料吐出口（４）に通じる流出口（図示略）を有する内周ステ−タ−(19)が設けられている。該外周ステ−タ−(18)及び内周ステ−タ−(19)は、それぞれ筒状に形成され、材料供給口側に開口する外周ステ−タ−(18)の内方に材料吐出口側に開口する内周ステ−タ−(19)が設けられ、両ステ−タ−間に環状で有底の処理間隙(20)が形成されている。なお、該処理間隙(20)には上記分散媒体(10)…が収納される。
【００１５】
上記処理間隙(20)には、該処理間隙内を外側間隙(21)と内側間隙(22)に区画し先端側で外側間隙(21)と内側間隙(22)を連通するよう筒状のロ−タ−(23)が処理間隙の開口側から挿入されている。該ロ−タ−(23)は、上記駆動軸(14)の下端に取付けられる略截頭円錐状のロ−タ−端面部(24)と該ロ−タ−端面部(24)に連結された筒状のロ−タ−本体(25)を有し、上記駆動軸により上記処理間隙(20)内で回転する。なお、上記処理間隙(20)の幅、特に外側間隙(21)の幅は、通常のアニュラ−タイプの媒体分散機と同程度に形成され、上記分散媒体によるずり力を効率よく処理材料に作用できる幅にされている。
【００１６】
上記ロ−タ−(23)が回転した際、上記処理材料及び分散媒体(10)…は、上記ロ−タ−によって処理間隙(20)内で流動するが、このとき外側間隙(21)を通り内側間隙(22)に流れた分散媒体が該内側間隙(22)から上記外側間隙(21)に還流するよう上記ロ−タ−(23)には循環口(26)が形成されている。
【００１７】
なお、上記内周ステ−タ−(19)の流出口には、分散媒体(10)…を処理材料から分離するよう小孔、スリット、網目等の流通孔を有する媒体分離装置(27)が形成されている。図においては、説明上、網体で筒状に形成したスクリ−ンを図示しているが、流出口にスクリ−ンを取り付けるようにしたり、その他の適宜の媒体分離構造に形成することができる。また上記ロ−タ−のロ−タ−端面部の内面下部と上端に流出口を設けた内周ステ−タ−を組み合せ、両部材間に分散媒体の通過を阻止する程度のギャップを形成し、いわゆるギャップセパレ−タ−を構成するようにしてもよい（図示略）。
【００１８】
上記処理間隙(20)には、約６０〜９０％程度の分散媒体(10)…が充填され、上流側の配管（Ｌ）から上記材料供給口（３）を通って分散室内に送られた処理材料は、上記分散室（１）の流入口(16)から処理間隙(20)の外側間隙(21)へ入り、内側間隙(22)へ流動する。この間に、ロ−タ−(23)により運動を与えられた分散媒体(10)は、該分散媒体間に生じる衝撃力、摩砕力によって処理材料中の二次凝集体をほぐしたり固体粒子を微粒子化し、処理材料は予備分散され、この予備分散された処理材料のみがスクリ−ン等の媒体分離装置(27)を通って上記材料吐出口（４）から下流側の配管（Ｌ）へ流れる。なお、分散室の周囲やロ−タ−等の適宜の部位にジャケットを設けて調温するようにしてもよい。
【００１９】
浸漬型分散機の場合は、上記入口側部材（５）を除去し、タンク内に収納した処理材料中に分散室を浸漬し、上記流入口(16)を供給口として処理材料が直接分散室内に流入するようにし、上記処理を行った後、タンク内に流出した処理材料を再び上記流入口から分散室内に循環させて上記処理を繰り返し、所望の分散処理を行うように構成すればよい。
【００２０】
而して、図１に示すように、上記ロ−タ−（２３）は、内周ステ−タ−（１９）と同芯に設けられ、内側の横断面形状は円形に形成されているが、上記内周ステ−タ−（１９）の外側面には、上記ロ−タ−（２３）の内側面に近接し、該ロ−タ−（２３）の中心軸に沿って延びる突片（２８）が突設されている。該突片（２８）は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように断面三角形状、四角形状等の多角形状にしたり、同図（Ｃ）に示すように円形、楕円形等の外周が曲面に形成された断面形状を有する棒状体に作られ、支持板（２９）に取り付けられている。多角形状にする場合、処理材料がロ−タ−の内側面に対して斜めに流動するように角部（３０）を流れに対向させるようにしてある（図２（Ａ））が、図２（Ｂ）に示すように乱流を生じさせるよう平面（３１）を流れに対向させるようにしたり、図２（Ｄ）に示すように背面側に補助部材（３２）を設けてもよい。
【００２１】
上記突片(28)の長さは、ロ−タ−(23)の内側面の軸方向長さ以内の適宜の長さとし、該突片(28)とロ−タ−(23)の内側面間の間隙は、ロ−タ−の回転に支障を与えないよう使用分散媒体の粒径（ビ−ズ径）の少なくとも約４倍程度とすることが好ましい。
【００２２】
上記構成により、ロ−タ−(23)が回転した際、該ロ−タ−の内側面に沿って流動する処理材料は、上記突片(28)の部分で抵抗を受けて流動が変化し、ロ−タ−の内側面への付着が阻止される。
【００２３】
図３は、他の実施例を示し、基本的な構成は、図１に示す実施例と同じであるが、ロ−タ−(23)の内側面の断面形状が相違している。すなわち、該ロ−タ−の内側面は、ロ−タ−が回転した際、処理材料を圧縮したり、解放したりできるよう内周ステ−タ−(19)の外側面とロ−タ−内側面の間隔が周方向に変化する異型断面形状に形成されている。異型断面形状としては、例えば図４（Ａ),（Ｂ）に示すように四角形(33)、六角形(34)等の多角形状や、図４（Ｃ）の如き、長円(35)乃至略楕円にしたり、図４（Ｄ）のようにロ−タ−の内側面の円形の中心を内周ステ−タ−(19)の中心からずらした偏心円(36)とすることができる。
【００２４】
上記の構成により、ロ−タ−(23)が回転すると、上記内周ステ−タ−(19)の外側面とロ−タ−(23)の内側面間の間隔が広い部分(37)では、処理材料は解放され、狭い部分(38)では圧縮され、この解放と圧縮が繰り返して行われることにより、処理材料をロ−タ−(23)の内側面に付着しないようにすることができる。なお、上記実施例に示す如き突片を併用するようにしてもよい。
【００２５】
実験によれば、ロ−タ−（２３）の内側の横断面形状を六角形に形成すると、内周ステ−タ−（１９）に設けるスクリ−ン等の媒体分離装置の径を大きくとれ、吐出流量を増大することができ、また圧縮、解放の回数も多くなり、ロ−タ−内側面への処理材料の付着も確実に防ぐことができた。
【００２６】
上記ロ−タ−（２３）に形成する循環口（２６）は、ロ−タ−（２３）の軸径方向に沿って図４に示すように放射状に開口させてもよいが、図２（Ａ）や図５に示すようにロ−タ−（２３）の回転方向、矢印（３９）に対して後向きに傾斜する開口を設けて循環口（２６ａ）  とすると、処理材料や分散媒体の流動が円滑に行われ、好ましい結果が得られる。特に、図５に示すように、ロ−タ−（２３）の内側の横断面形状を断面多角形状に形成したときは、その多角形の辺の延長線上（接線方向）に後向きに傾斜して開口する循環口（２６ｂ）  を設けるとよい。そのようにすると、上記処理材料や分散媒体は、圧縮が解放されたところでロ−タ−の内側面に沿って接線方向に少ない抵抗でロ−タ−の外側面側（外側間隙）へ流出し、そのような流動が繰り返され、ロ−タ−内側面への処理材料の付着が一層防止される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成され、外周ステ−タ−と内周ステ−タ−間に環状の処理間隙を形成し、該処理間隙にロ−タ−を挿入して該処理間隙を外側間隙と内側間隙に区画し、該ロ−タ−の回転により処理材料と分散媒体を上記外側間隙と内側間隙をめぐって循環させ分散処理するようにした媒体循環型ミルにおいて、上記内周ステ−タ−の外側面に上記ロ−タ−の内側面に近接し該ロ−タ−の軸方向に沿って延びる突片を突設したので、上記ロ−タ−の内側面に沿って流動する処理材料の流れを変化させて該ロ−タ−の内側面に処理材料が付着しないようにすることができる。
【００２８】
また、上記の如き媒体循環型ミルにおいて、上記ロ−タ−の内側面の断面形状を四角形、六角形等の多角形、長円、略楕円、偏心円その他の異型断面形状に形成したので、上記ロ−タ−が回転すると内周ステ−タ−の外側面とロ−タ−の内側面の間隔が周方向で広狭に変化し、狭い部分で処理材料は圧縮され、広い部分で解放され、圧縮、解放を繰り返すことにより処理材料の流動に変化を与えてロ−タ−内側面への処理材料の付着を防止することができる。
【００２９】
以上のように、本発明によれば、処理材料がロ−タ−内側面へ付着しないようにでき、分散効率を高め、かつ洗浄作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】内周ステ−タ−を平面からみた説明図で、（Ａ）はロ−タ−を含めた説明図、（Ｂ）〜（Ｄ）は他の実施例を示す説明図。
【図３】本発明の他の実施例を示す一部の断面図。
【図４】  ローターの内側の横断面形状を示す説明図であって、（Ａ）は四角形、（Ｂ）は六角形、（Ｃ）は長円、（Ｄ）は偏心円を示す各説明図。
【図５】  ローターの内側の横断面形状を六角形状にした他の実施例の説明図。
【符号の説明】
１  分散室    ２  本体    18  外周ステ−タ−    19  内周ステ−タ−
20  処理間隙    21  外側間隙    22  内側間隙    23  ロ−タ−
26  循環口    28  突片    33  四角形    34  六角形    35  長円
36  偏心円
【図１】
0004035837.tif 000002
【図２】
0004035837.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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