トップ :: B 処理操作 運輸 :: B01 物理的または化学的方法または装置一般

【発明の名称】 回転ロール式分散機
【発明者】 【氏名】渡辺 隆夫

【氏名】橋本 真一

【氏名】上原 宏仁

【要約】 【課題】

【構成】タンク5内の中央付近で一方向に高速回転するセンターロール2と、その外方に近接して配置されていて前記センターロール2よりも低速で自転しながら公転する2つのサイドロール3、3を備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タンク内の中央付近で一方向に回転するセンターロールと、その外方に近接して自転しながら公転するサイドロールとを備えていることを特徴とする回転ロール式分散機。
【請求項2】
センターロールを回転させるモータとサイドロールを回転させるモータの回転数を異ならしめ、センターロールとサイドロールとの周速差により被処理物を分散させることを特徴とする請求項1記載の回転ロール式分散機。
【請求項3】
センターロールとサイドロール間を加圧するための手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の回転ロール式分散機。
【請求項4】
センターロールとサイドロールの外周面をテーパー状に形成することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の回転ロール式分散機。
【請求項5】
センターロールとサイドロールのいずれかに、両ロールを相対的に上下動させる手段を設けたことを特徴とする請求項4記載の回転ロール式分散機。
【請求項6】
タンクの内壁に当接するスクレーパ装置を備えたことを特徴とする請求項1記載の回転ロール式分散機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、タンク内で近接する少なくとも2つのロールを回転させ、両ロールの隙間にある被処理物をすりつぶす感じで分散する形式の装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、インキ、塗料などの被処理物を混合・分散させるに当っては、通常、ローターを有するミキサーを回転させて被処理物を混合し、その後、前記ミキサーにより混合された被処理物を水平方向に配置した3つのロール間に供給する方式が採られている。つまり、混合の後に分散の工程が必要ということである。3つのロールを水平方向に配置した装置は、通常、3本ロールミルと呼ばれており、例えば、特許文献1に示すものなどが知られている。
【0003】
【特許文献1】特開平11−216349号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように、被処理物を水平方向に配置した3つのロール間に供給しただけでは、被処理物を十二分に混合・分散することができないという欠点を有している。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、このような欠点を解消することを目的とするものであって、タンク内の中央付近で一方向に回転するセンターロールと、その外方に近接して自転しながら公転するサイドロールとを備えていることを特徴とするものである。
この分散機によれば、被処理物を2つのロール間に供給するだけでなく、一方向に回転するセンターロールの外方でサイドロールを自転しながら公転させるので、被処理物の混練、分散を十二分に行うことができる。ビーズなどの媒体を用いない新規な混練、分散機であるということができる。
【0006】
センターロールを回転させるモータとサイドロールを回転させるモータの回転数を異ならしめ、センターロールとサイドロールとの周速差により被処理物を分散させるとよい。このようにすると、被処理物の混練、分散精度が大幅に向上する。しかも、センターロールとサイドロールとは別駆動のため、前記周速比を任意に設定できる。
【0007】
センターロールとサイドロール間を加圧するための手段を備えておくとよい。この手段を利用することで、センターロールとサイドロール間の押付力を容易に調整できる。
【0008】
センターロールとサイドロールの外周面をテーパー状に形成することが望ましい。このようにすると、センターロールとサイドロールの隙間とその間の押付力を容易に調整できる。
【0009】
センターロールとサイドロールのいずれかに、両ロールを相対的に上下動させる手段を設けておくとよい。この手段を利用するだけで、センターロールとサイドロールのいずれか一方のロールを、極めて容易に他方のロールに対して動かすことができるので、両ロールの隙間とその間の押付力の調整を極めて容易に行うことができる。
【0010】
タンクの内壁に当接するスクレーパ装置を備えておくとよい。このスクレーパ装置が備えられていると、タンクの内壁に付着する被処理物の一部がこのスクレーパ装置でかき取られてタンク内面が現われ出るので、それだけ冷却効果を上げることができる。また、スクレーパ装置は容易に他の部材に取り付けることができるので、様々な寸法のタンクに対応させることができる。
【発明の効果】
【0011】
請求項1記載の発明によれば、被処理物を2つのロール間に供給するだけでなく、一方向に回転するセンターロールの外方でサイドロールを自転しながら公転させるので、被処理物の混練、分散を十二分に行うことができる。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、センターロールとサイドロールとの周速差を利用して被処理物の混練、分散を行うので、その精度が大幅に向上する。しかも、センターロールとサイドロールとは別駆動のため、前記周速比を任意に設定できる。
【0013】
請求項3記載の発明によれば、センターロールとサイドロール間の押付力を容易に調整できる。
【0014】
請求項4記載の発明によれば、センターロールとサイドロールの隙間とその間の押付力を容易に調整できる。
【0015】
請求項5記載の発明によれば、センターロールとサイドロールのいずれか一方のロールを、極めて容易に他方のロールに対して動かすことができるので、両ロールの隙間とその間の押付力の調整を極めて容易に行うことができる。
【0016】
請求項6記載の発明によれば、タンクの内壁に付着する被処理物の一部がこのスクレーパ装置でかき取られてタンク内面が現われ出るので、それだけ冷却効果を上げることができる。また、スクレーパ装置は容易に他の部材に取り付けることができるので、様々な寸法のタンクに対応させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明による回転ロール式分散機の実施の形態の一例を、図面に基づいて詳細に説明する。図1が本発明による回転ロール式分散機の概略図で、(a)は正面図、(b)はその側面図である。
この分散機はいわゆる縦型であって、機体1の上部から一方向に回転する1つのセンターロール2が垂直下方に、その左右に近接して正・逆回転する2つのサイドロール3、3が垂直下方に延び出させてある。そして、1つのセンターロール2とその左右に近接して配置されている2つのサイドロール3、3は、図1(b)に示すように、前記機体1に取り付けた底無しの容器4から下方に突出した状態にある。
【0018】
一方、容器4の直下にはタンク5が前記容器4と軸線を揃えて配置されている。このタンク5は上下動可能であり、上へ動いたとき図1(a)に示すように前記容器4と合体して1つの密閉状の室が形成される。
なお、ここでは、容器4もタンク5も透明の材質のもので形成されている場合を例示してあるので、図1では、それらを通していずれも内部が見えるように作図してある。
【0019】
図2に示すように、1つのセンターロール2は垂直方向に保持された軸2aの下端に取り付けられており、モータMの回転により一方向に回転する。そして、前記軸2aの外方を囲うように回転筒6が軸線を揃えて配置されており、この回転筒6の外周には歯車6aが固定してある。この回転筒6は正・逆回転するモータMの回転により正・逆方向に回転する。モータMは一方向に高速回転し、モータMはモータMより低速で正・逆方向に回転するようにしてある。
なお、図2において、図面符号7は、前記センターロール2の軸2aに取り付けた回転体2bと前記モータMに取り付けた回転体mとに渡し掛けた無端帯、図面符号8は、前記回転筒6に取り付けた回転体6bと前記モータMに取り付けた回転体mとに渡し掛けた無端帯である。
【0020】
一方、前記2つのサイドロール3、3は、前記センターロール2の軸2aおよびその周囲を取り囲んでいる回転筒6を挟んでその左右において、垂直方向に保持されている2本の軸3a、3aの下端に取り付けられており、前記両軸3a、3aの上端には歯車3b、3bがそれぞれ固定してある。そして、両歯車3b、3bは前記歯車6aと噛み合っている。従って、前記モータMの正・逆回転により回転筒6が正・逆回転するのに連動して、両歯車3b、3bは前記歯車6aの回りを公転しながら自転する。
【0021】
上述したように、前記タンク5は上下動可能であるが、例えば、図1(a)に示すように、タンク5を保持する保持部材5aの基部を垂直方向に配置したシリンダ9と連結しておき、油圧ポンプ10により前記シリンダ9を作動させることにより、前記保持部材5aとともにタンク5を機体1の垂直方向の壁面に沿って上下動させることができる。
【0022】
そして、上述したように、このタンク5は上へ動いたとき図1(a)に示すように前記容器4と合体して1つの密閉状の室Aを形成し、タンク5内を含めてこの室A全体を真空ポンプ11により真空にし、この真空の下で分散作業を行うことができるようにしてある。
なお、タンク5が下がっている状態では、図1(b)に示すように、センターロール2とその左右に位置するサイドロール3、3は底無しの容器4から突出しており、タンク5が上へ動くことによりその中に納まるので、タンク5内に収納されている被処理物の分散が可能である。
【0023】
前記容器4は上下2つに分離できるようにしてあり、その接合部および分離させ得る下側の容器と上へ動いた前記タンク5の接合部とを、図2、図4で示すように緊締具12で締め付けて1つの密閉状の室Aを形成するとともに、室A内の密閉状態を保持し得るようにしてある。
【0024】
次に、この分散機の作用等について説明する。図1(b)に示すように、底無しの容器4の下方において、タンク5が下がっている状態でその中に被処理物を投入する。そして、前記油圧ポンプ10により前記シリンダ9を作動させることにより、前記保持部材5aとともにタンク5を機体1の垂直方向の壁面に沿って動かし、その上方に位置する底無しの容器4と合体させ、容器4と上へ動いた前記タンク5の接合部を前記緊締具12で締め付けて1つの密閉状の室Aを形成する。
【0025】
この状態において前記真空ポンプ11を作動させ、タンク5内を含めて室A全体を真空にする。そして、前記モータMとモータMとを動かす。すると、モータMの駆動により前記回転体m、前記無端帯7および回転体2bを介して垂直方向の軸2aとともにセンターロール2が一方向に回転する。
一方、モータMの駆動により前記回転体m、前記無端帯8および回転体6bを介して前記センターロール2の軸2aの外方を囲んでいる回転筒6が正・逆回転し、それに伴って回転筒6およびその外周面に取り付けられている歯車6bも正・逆回転する。すると、この歯車6bと噛み合っている左右2つのサイドロール3、3の歯車3b、3bが1つの歯車6bの回りを自転しながら公転し、それに合わせて、歯車3b、3bが取り付けられている左右2本の軸3a、3aと左右2つのサイドロール3、3とが一方向に回転するセンターロールの外方で自転しながら公転する。
【0026】
上述したように、1つのセンターロール2とその左右に配置されている2つのサイドロール3、3とは近接しているので、タンク5内において、一方向に回転するセンターロールとその外方に近接して配置されていて自転しながら公転する左右2つのサイドロール3、3との間に被処理物を供給できるだけでなく、一方向に回転するセンターロールの外方でサイドロールを自転しながら公転させるので、タンク5内の被処理物を単に分散させるだけでなく、十二分に分散させることができる。
【0027】
特に、1つのセンターロール2とその左右に近接して配置されている2つのサイドロール3、3からなる3つのロール2、3、3による前記動きにより、例えば、粉体と液体とを混練することができ、また、3つのロール2、3、3の分散機能により、粉体の粉砕、ペーストの分散を行うことができる。さらに、上述したように、タンク5内を含めて室A全体を密閉状態、真空状態にできるので、窒素ガスの置換、真空脱泡も可能である。従って、本機1台で粉砕、混練、分散、脱泡が可能であり、ビーズなどの媒体を用いない粉砕、混練、分散、脱泡機能を備えた新規な装置であるということができる。
【0028】
モータMは一方向に高速回転し、モータMはモータMより低速で正・逆方向に回転するようにしてあるので、1つのセンターロール2は一方向に高速回転し、その左右に近接して配置されている2つのサイドロール3、3はセンターロール2よりも低速で自転しながら公転する。
このように、1つのセンターロール2とその外方に近接して配置されているサイドロール3との周速差を利用して被処理物の粉砕、混練、分散を行うので、その精度が大幅に向上する。しかも、センターロール2とサイドロール3とは別駆動のため、前記周速比を任意に設定できる。
【0029】
1つのセンターロール2とその左右に近接して配置されている2つのサイドロール3、3は上下とも同径のストレート形状としてもよいし、1つのセンターロール2と2つのサイドロール3、3の外周面をいずれもテーパー状としてもよい。後者の場合においては、例えば、図5に誇張して示すように、1つのセンターロール2は下方に行くに従って徐々に細くなるようなテーパー状とし、2つのサイドロール3、3は下方に行くに従って徐々に太くなるようなテーパー状とすることができる。このようにすると、センターロール2とサイドロール3の隙間Cとその間の押付力を容易に調整できる。
【0030】
なお、図5には示さないが、現実には、1つのセンターロール2と2つのサイドロール3、3の上端径をいずれも同一にするとともに、センターロール2にあってはその下端径を上端径より例えば1mm程度小さくし、サイドロール3、3にあってはその下端径を上端径より例えば1mm程度大きくすることができる。
【0031】
そして、ここでは、センターロール2とサイドロール3付近に、両ロール間を加圧するための手段が備えられている。この手段として、例えば図2に示すように、ネジ13をサイドロール3の外方に配置する場合を挙げることができる。このネジ13を締め付けてサイドロール3の軸3aを内方へわずかに押し付け、あるいは、ネジ13を緩めることによって、両ロール間の押付力を容易に調整できる。
センターロール2、サイドロール3が上下とも同径のストレート形状の場合にも、当然適用することができ、前記ネジ13を備えることによって、上下とも同径のセンターロール2とサイドロール3間の押付力を容易に調整できる。
【0032】
また、ここでは、センターロール2とサイドロール3のいずれかに、両ロール2、3を相対的に上下動させる手段が設けられている。この手段としては、例えば図2に示すように、前記回転筒6の頂部に締付部材14を取り付けておき、これをセンターロール2の軸2aの上端部と係合させる場合を挙げることができる。
この締付部材14を締め付けると、センターロール2とともにその軸2aを下方へ動かすことができ、逆に、締付部材14を緩めると、センターロール2とともにその軸2aを上方へ動かすことができる。
【0033】
このように、この締付部材14を利用することにより、極めて簡単にセンターロール2をサイドロール3に対して動かすことができるので、両ロール2、3の隙間とその間の押付力の調整を極めて容易に行うことができる。
この締付部材14を利用する場合のほか、サイドロール3側をセンターロール2に対して上下させるようにしてもよい。この場合には、例えば、サイドロール3に締付部材を螺着しておけば、それを締め付けたり、緩めたりすることにより、センターロール2に対してサイドロール3を上下させることができる。
【0034】
さらに、ここでは、図3の鎖線および図4に断面して示すように、タンク5の内壁に当接するスクレーパ装置15が備えられている。このスクレーパ装置15が備えられていると、タンク5の内壁に付着する被処理物の一部がこのスクレーパ装置15でかき取られてタンク5の内面が現われ出るので、それだけ冷却効果を上げることができる。
なお、スクレーパ装置15は2つのサイドロール3の軸3aの外方を覆っている外カバー3cから延び出させた腕3dに取り付けられているので、サイドロール3の公転と同じように動く。
また、スクレーパ装置15は前記腕3dを用いるなどして例えば外カバー3cなどに容易に取り付けることができるので、様々な寸法のタンクに対応させることができる。
【0035】
図1(a)において、図面符号16は冷却水の入口バルブ、図面符号17は冷却水の出口バルブで、いずれもパイプ16a、17aにより前記タンク5に接続されており、タンク5内での分散作業中において被処理物とタンク5の冷却を可能ならしめている。
また、前記センターロール2については、その軸2aからロール2に達するように冷却水を流すことができるようにしておけば、センターロール2自体の冷却効果は勿論のこと、タンク5内全体にわたる冷却効果を上げることができる。
なお、図1において、図面符号18はエアパージ式の制御盤である。
【産業上の利用可能性】
【0036】
ここに例示した分散機を用いて分散できるものとしては、例えば、ニッケル、シリカ、ガラス、有機・無機の顔料、染料などの様々なペースト状のもの、あるいは、カーボン、シアニーブルー、グリーンなどの有機・無機の顔料、染料などの様々な粉体などを挙げることができる。そして、センターロール2、サイドロール3をいずれもセラミック製とすることで、コンタミ不純物を嫌う材料の粉砕、混練、分散が可能である。従って、例えば、電子部品業界でのペーストの分散、プラズマ業界でのガラスの粉砕、混練、分散、熱硬化、光硬化等コンタミ不純物を嫌う材料の粉砕、混練、分散、液晶業界での材料の表面改質のための粉砕、混練、分散などに、広く適応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明による回転ロール式分散機の一例を示す概略図で、(a)は全体の正面図、(b)はその側面図である。
【図2】図1に示す回転ロール式分散機の一部拡大の断面図である。
【図3】図1に示す回転ロール式分散機における3つのロールの配置状態を示す平面図である。
【図4】図1に示す回転ロール式分散機のタンク内壁に当接するようにスクレーパ装置を備えた状態を示す断面図である。
【図5】図1に示す回転ロール式分散機における3つのロールがテーパー状に形成されている状態と、センターロールとサイドロール間の隙間の調整状況を示す概略図である。
【符号の説明】
【0038】
1…機体、2…センターロール、2a…軸、3…サイドロール、3a…軸、3b…歯車、5…タンク、6…回転筒、6a…歯車、13…ネジ、14…締付部材、15…スクレーパ装置、A…室、C…隙間、M、M…モータ。
【出願人】 【識別番号】591111868
【氏名又は名称】浅田鉄工株式会社
【出願日】 平成18年9月1日(2006.9.1)
【代理人】 【識別番号】100103654
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 邦彦

【識別番号】100118522
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 典彦


【公開番号】 特開2008−55367(P2008−55367A)
【公開日】 平成20年3月13日(2008.3.13)
【出願番号】 特願2006−237255(P2006−237255)