專利名稱：涂料制造方法及涂料制造系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種涂料制造方法及涂料制造系統。
背景技術：
以往，在涂料制造過程中，當制造水性涂料和包含相溶性不良的添加物的涂料時，大多使用具有高的剪切力的槳葉式攪拌機和高速溶解器(也稱為擴散器)。但是，槳葉翼式攪拌機和高速溶解器存在如下問題當增加槳葉和高速溶解器葉片的轉速時，會因渦流而卷入氣泡；當要降低轉速進行處理時，難以得到為了使水性顏料和相溶性差的添加劑分散于涂料介質中所需要的剪切力。因此，在制造這種分散困難的涂料制造工序中，取代高速溶解器等，使用卷入氣泡少的勻質攪拌機(轉子/定子式均化器)(參照例如專利文獻1)。
專利文獻1特開昭57-42324號公報將高速溶解器等變更為高速溶解器存在如下問題包含附屬電氣設備的變更的成本增大，高速攪拌機的清洗性差。
發明內容
因此，本發明的目的在于，提供一種涂料制造方法及涂料制造系統，從而可以在不卷入氣泡的情況下發揮高分散性，在制作成本方面有利，而且生產設備的清洗性也得到改善。
為了實現上述目的，本發明的涂料制造方法的特征在于，在罐內投入待混合分散的液態的涂料原料，利用泵吸引前述罐內的涂料原料，通過該泵使所吸引的涂料原料通過流路節流部后由浸沒到前述罐內的涂料原料中的噴出口噴出，由此進行攪拌及混合分散。
優選將前述泵設置在前述罐外，使前述罐內的原料涂料通過泵在外部流路和前述罐之間循環。
而且，權利要求1記載的涂料制造方法的特征在于，優選將前述泵浸沒設置在前述罐內的涂料原料中。
優選將前述流路節流部的平均流速設定為5～100m/s。
優選前述涂料原料為水性涂料原料或油性涂料原料。
優選前述流路節流部是將具有多個噴嘴孔的噴嘴板由涂料原料流的上游側向下游側排列而成的，相鄰的各噴嘴板的噴嘴孔，其下游側的多個噴嘴孔與上游側的一個噴嘴孔局部地相對。
優選具有多個噴嘴孔的多個前述噴嘴板是由涂料原料流的上游側向下游側接合的，或者是隔著墊片以規定間距由涂料原料流的上游側向下游側排列的。
優選前述噴嘴板在相鄰噴嘴孔間的涂料原料流入側端部具有尖銳部。
另外，為了實現上述目的，本發明的涂料制造系統的特征在于，具有用于收容待混合分散的涂料原料的罐；吸引前述罐內的涂料原料并噴出至前述罐內的涂料原料中的泵；以及介于該泵和涂料原料的噴出口之間的流路節流部；將前述噴出口配置在浸沒到前述罐內的涂料原料中的位置上。
優選將前述泵設置在前述罐外，該泵的吸引口和前述罐的排出口用管連接，將連接在前述泵的噴出口的循環用配管的前端設定為前述涂料原料的噴出口，在前述循環用配管的前端部或中途位置設有前述流路節流部。
優選前述泵為水底泵，配置在前述罐內。
前述流路節流部可以由多個節流孔形成。
優選前述流路節流部的最小孔徑為0.3～30mm。
根據本發明，通過組合泵、流路節流部、配管這些比較廉價的設備，可以得到和昂貴的現有裝置同等甚至以上的分散性，而且通過泵使清洗液僅在噴嘴、配管中流動，即可容易地進行清洗。
圖1是概略地表示本發明的涂料制造系統的優選實施方式的系統圖。
圖2是圖1的系統中所組裝的流路節流部的放大剖面圖。
圖3是圖2的流路節流部的III-III線剖面圖。
圖4是表示圖2所示的流路節流部的另一方式的放大剖面圖。
圖5是表示圖2所示的流路節流部的又一方式的放大剖面圖。
標號說明1 涂料制造系統2 罐3 泵4 噴出口5 流路節流部6 循環用配管7 噴嘴孔
8 噴嘴板15 尖銳部16 墊片具體實施方式
下面，參照圖1～圖5來說明本發明的優選實施方式。另外，對所有附圖中的相同構成部分標注相同的標號，在下面的說明中有時省略重復說明。
圖1是概略地表示用于實施本發明的涂料制造方法的涂料制造系統的系統圖。
涂料制造系統1具有用于收容待混合分散的涂料原料的罐2；吸引罐2內的涂料原料，經由循環用配管6噴出至罐2內的涂料原料中的泵3；以及介于泵3和涂料原料的噴出口4之間的流路節流部5；噴出口4配置在浸沒到罐2內的涂料原料中的位置上。
在圖示的例子中，泵3設置在罐2的外部，泵3的吸引口和罐2的排出口2a用管連接，使連接在泵3的噴出口上的循環用配管6的前端浸沒到涂料原料中。在循環用配管6的中途位置設有流路節流部5。流路節流部5也可以設在循環用配管6的前端部上。作為泵3，例如可以使用隔膜泵。
另外，雖然沒有圖示，但在水性涂料的情況下，也可以將泵3形成水底泵，配置在罐2內。此時，例如可以在水底泵的噴出口上連接流路節流部5，使其沒入水中。關于水底泵的固定方式，例如可以在水底泵上設置支撐部件(沒有圖示)，將該支撐部件固定在罐2的外部；或者也可以在水底泵上設置吸盤等而吸附固定在罐2內。
如圖2所示，流路節流部5是將具有多個噴嘴孔7…的多個噴嘴板8…從涂料原料流的上游側向下游側疊合而成的。將多個噴嘴板8…接合，防止其彼此分離。
在圖示的例子中，通過收容于外殼9中而接合，從而不會分離。外殼9設有收容噴嘴板8的筒狀部10、在筒狀部10的兩端用螺栓11固定的圓錐形的蓋部12、12。蓋部12在圓錐形部分12a的兩端設有通過螺栓固定于筒狀部10且與噴嘴板8抵接的法蘭盤12b和用于連接配管6的接頭部12c。另外，在圖2中，標號13表示密封襯墊，虛線箭頭表示涂料流；在圖3中，標號14表示在筒狀部10的內周壁上沿其長度方向延伸的用于對噴嘴板8就行定位的定位用凸條。
各噴嘴板8，通過有規則地排列的俯視呈矩形剖面形狀的噴嘴孔7形成俯視呈格子狀(參照圖3)。在圖示的例子中，噴嘴孔7的尺寸在全部噴嘴板8…中相同，噴嘴孔7的位置因相鄰的噴嘴板8而異，如圖2及圖3所示，相對于上游側的一個噴嘴孔7，下游側的4個噴嘴孔7…以部分重疊地連通的方式配置，在構成流路節流部5的噴嘴的軸線方向上，下游側的4個噴嘴孔7…的一部分與上游側的一個噴嘴孔7相對。在圖示的例子中，將噴嘴孔7的位置不同的2種噴嘴板8…相互疊合裝配。
噴嘴板8，將相鄰的噴嘴孔7和噴嘴孔7隔開的部分的剖面形狀，具有形成以流入側為頂點的三角形狀的尖銳部15，尖銳部15對流入的涂料原料進一步施加剪切力。尖銳部15不一定在相鄰的噴嘴孔7、7間的整個區域上形成，至少在與上游側的噴嘴孔7相對的部位形成。將噴嘴板8的相鄰的噴嘴孔7和噴嘴孔7之間隔開的部分的剖面形狀，并不限于圖示的三角形狀，也可以是流入側具有頂點的六邊形(參照圖5)、五邊形、四邊形或其他多邊形，或者也可以是將流入側作為上邊的梯形。
噴嘴孔7，除了設定為圖示的尖細噴嘴之外，還可以設定為前細后粗噴嘴等公知的噴嘴孔形狀。另外，垂直于噴嘴孔7的軸方向的剖面形狀不限于圖示的矩形，可以采用圓形、三角形等各種形狀。
圖4是表示構成流路節流部的噴嘴的另一實施方式的縱向剖面圖。在圖4所示的方式中，通過使圓環狀墊片16介于相鄰的噴嘴板8之間，在噴嘴板8之間設置規定的間隙，這一點與上述實施方式不同，其他構成與上述實施方式相同。
流路節流部5，在圖示的例子中雖然例示了噴嘴，但并不特別限于節流孔等，也可以采用通過縮小流路來加快流速的流路節流部。
下面，對涂料制造系統1的動作的一例進行說明。
首先，在罐2內投入待混合分散的液態的涂料原料。制造的涂料有水性涂料、油性涂料、透明涂料等，在本發明的涂料制造系統中，投入罐中的涂料原料是已經特別利用預煉及超微粉粉碎機等完成預分散的一例。涂料原料是使顏料糊和溶劑、添加劑等混合而成的。另外，所謂前述顏料糊是指使作為顏料的凝聚體的2次粒子在樹脂等展色劑中分散混合到1次粒子中而成的粘度比較高的混合糊。另外，所謂前述溶劑，在水性涂料中為水、在油性涂料中為展色劑或載色劑。
在罐2內注入規定量的涂料原料后，驅動泵3。罐2內的涂料原料被泵3吸引，從泵3壓送至循環用配管6。在循環用配管6中壓送的涂料原料，通過設置在循環用配管6上的流路節流部5后，由浸沒在罐2內的涂料原料中的循環用配管6的噴出口4噴出。
通過從噴出口4噴出涂料原料，在罐2內產生攪拌流而進行攪拌，同時進行顏料及添加劑等的分散。
涂料原料在依次高速通過各噴嘴板8的噴嘴孔7內時反復進行壓縮和膨脹，因而受到剪切力。另外，從上游側的一個噴嘴孔7噴出的涂料原料，通過被相鄰的下游側的多個噴嘴孔7分割送出，可以促進均勻分散及微粒化。另外，流入到構成流路節流部5的噴嘴中的涂料原料與尖銳部碰撞，從而促進剪切。而且，涂料原料從流路節流部5噴出至罐2內的涂料原料液中時，由于向罐2內的涂料原料中的膨脹、在涂料原料中湍流的發生及向罐2內的涂料原料噴流的碰撞等，受到剪切力，促進微粒化。
如圖4所示的實施方式所示，只要使墊片16介于噴嘴板8…之間，在墊片16的空間內就會發生膨脹，剪切力增大。
當這樣地使涂料原料(例如1kL)循環所需時間(例如0.3～3小時)時，使顏料及添加劑等微粒化，可以比高速攪拌機(轉子/定子式均化器)發揮的微粒化能力還高。
流路節流部5內的平均流速是這種微粒化效果的重要因素。適于微粒化的流速為，流路節流部5內的流速為2m/s以上、優選為5m/s以上。通常認為，流路節流部5內的平均流速越快越好，但如果考慮待分散或調合的涂料的粘度、泵性能等因素，則為100m/s以下。
另外，在通常處理的涂料原料的粘度范圍(0.001～10Pa.s)中，為了得到上述微粒化效果所需的流速，優選將流路節流部5的最小孔徑(噴嘴孔7的最小孔徑)設定為0.3～30mm。
另外，根據需要，也可以將以不會因渦流而卷入氣泡程度的低速旋轉的槳葉翼等大型翼配置在罐2內。
上述系統，可以通過組合泵、流路節流部、配管這些比較廉價的設備來進行實施，從而可以得到和昂貴的現有裝置同等甚至以上的分散性。另外，通過將泵3的吸引口和罐2中通常設置的排出口用配管連接，利用配管連接在泵的噴出口上的配管的前端浸沒在罐內等這樣簡單的裝配操作即可實施，可以直接使用現有設備。而且，由于上述系統通過泵使清洗液僅在噴嘴、配管中流動即可進行清洗，因此還具有容易清洗的優點。
另外，作為流路節流部，通過具有如圖2～圖5所示結構的噴嘴使涂料原液循環，可以得到高的分散性，即使是難以有效分散的水性涂料的分散和含有相溶性不良的添加物的涂料原料，也可以使其有效地分散。
工業適用性本發明可以用于涂料制造領域、特別是水性涂料的制造和包含相溶性不良的添加物的涂料的制造、使顏料糊和添加物等在涂料溶液中微粒化而進行攪拌及分散混合的涂料的調合工序等。
權利要求
1.一種涂料制造方法，其特征在于，在罐內投入待混合分散的液態的涂料原料，利用泵吸引所述罐內的涂料原料，通過該泵使所吸引的涂料原料通過流路節流部后由浸沒在所述罐內的涂料原料中的噴出口噴出，由此進行攪拌及混合分散。
2.如權利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，將所述泵設置在所述罐外，使所述罐內的原料涂料通過泵在外部流路和所述罐之間循環。
3.如權利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，將所述泵浸沒設置在所述罐內的涂料原料中。
4.如權利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，將所述流路節流部的平均流速設定為5～100m/s。
5.如權利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，所述涂料原料為水性涂料原料。
6.如權利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，所述涂料原料為油性涂料原料。
7.如權利要求1所述的涂料制造方法，其特征在于，所述流路節流部是將具有多個噴嘴孔的噴嘴板由涂料原料流的上游側向下游側排列而成的；相鄰的各噴嘴板的噴嘴孔，其下游側的多個噴嘴孔與上游側的一個噴嘴孔局部地相對。
8.如權利要求7所述的涂料制造方法，其特征在于，所述具有多個噴嘴孔的多個噴嘴板是由涂料原料流的上游側向下游側接合的。
9.如權利要求7所述的涂料制造方法，其特征在于，所述具有多個噴嘴孔的多個噴嘴板是隔著墊片以規定間距由涂料原料流的上游側向下游側排列的。
10.如權利要求7所述的涂料制造方法，其特征在于，所述噴嘴板在相鄰噴嘴孔間的涂料原料流入側端部具有尖銳部。
11.一種涂料制造系統，其特征在于，具有用于收容待混合分散的涂料原料的罐；吸引所述罐內的涂料原料并噴出至所述罐內的涂料原料中的泵；以及介于該泵和涂料原料的噴出口之間的流路節流部；將所述噴出口配置在浸沒到所述罐內的涂料原料中的位置。
12.如權利要求11所述的涂料制造系統，其特征在于，將所述泵設置在所述罐外，該泵的吸引口和所述罐的排出口用管連接，將連接在所述泵的噴出口上的循環用配管的前端設定為所述涂料原料的噴出口，在所述循環用配管的前端部或中途位置設有所述流路節流部。
13.如權利要求11所述的涂料制造系統，其特征在于，所述泵為水底泵，配置在所述罐內。
14.如權利要求11所述的涂料制造系統，其特征在于，所述流路節流部是由多個節流孔形成的。
15.如權利要求11所述的涂料制造系統，其特征在于，所述流路節流部的最小孔徑為0.3～30mm。
全文摘要
本發明提供一種涂料制造方法及涂料制造系統，其可以在涂料制造工序中不卷入氣泡的情況下進行適當的攪拌及分散混合，在成本方面有利，容易清洗。所述涂料制造系統具有用于收容待混合分散的涂料原料的罐(2)；吸引罐(2)內的涂料原料并噴出至罐(2)內的涂料原料中的泵(3)；以及設于該泵(3)和涂料原料的噴出口(4)之間的流路節流部(5)；將噴出口(4)配置在浸沒到所述罐內的涂料原料中的位置，由此進行攪拌及混合分散。
文檔編號B01F5/02GK101040013SQ20058003526
公開日2007年9月19日 申請日期2005年11月10日 優先權日2004年11月18日
發明者澤田英典, 開正彥 申請人:關西涂料株式會社