説明

混練装置

【課題】 均一な混練が行え、効率よく混練作業が行える混練装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 混練材料を収容する混練槽と、該混練槽に収容された混練材料を混練する並列した2本のロータを備える混練装置において、前記混練槽底部中央の棟状の凸部が交換可能に構成されていることを特徴とする。更に、前記棟状の凸部を構成する主材料の線膨張係数が、7×10−5(1/℃)以上であることを特徴とする。更に、これらの混練装置を用いて混練する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、混練装置に関し、特に、良好な混練が行える混練装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
中、高粘度から超高粘度材料の混練、捏和処理は、混練槽内に混練材料を入れ、混練槽内に並列に設置され、強力に反対方向に回転するブレ−ド(ロータ)を備えた混練装置(例えば特許文献1など)で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−305514号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の混練装置では、混練後の希釈工程において均一な希釈分散ができるよう混練槽底部中央の棟状部の壁面とロータ翼とのクリアランスを比較的広くとらなくてはならず、高いせん断力を掛けることが困難であったり、混練槽底部中央の棟状の凸部に混練材料の一部が蓄積し易く、均一な混練が行えなかったり、蓄積した混練材料を除去する作業が必要なため、混練作業の効率が低下するなどの問題点があった。
【0005】
本発明では、均一な混練が行え、効率よく混練作業が行える混練装置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】
【0006】
本発明者らは、混練装置について鋭意検討した結果、混練装置を下記の構成にすれば、均一な混練が行え、効率よく混練作業が行える混練装置を提供できることを見出し、本発明をなすに至った。
【0007】
すなわち、混練材料を収容する混練槽と、該混練槽に収容された混練材料を混練する並列した2本のロータを備える混練装置において、前記混練槽底部中央の棟状の凸部が交換可能に構成されていることを特徴とする。
【0008】
前記棟状の凸部を構成する主材料の線膨張係数が、7×10−5(1/℃)以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
混練材料を収容する混練槽と、該混練槽に収容された混練材料を混練する並列した2本のロータを備える混練装置において、前記混練槽底部中央の棟状の凸部が交換可能に構成されているために、この部分における、ロータ翼と槽内面とのクリアランスを、混練材量の種類、混練目的に応じて、変えることができるので、幅広い材料の混練に対応することができる。また、棟状の凸部を構成する主材料の線膨張係数が好ましい範囲に設定されているので、混練時に槽内の温度が上昇すると、棟状の凸部が上下左右に膨張し、この部分におけるロータ翼と槽内面とのクリアランスが小さくなるので、凸部に混練物が蓄積しにくくなり、また、混練におけるせん断力も大きくなる。
【0010】
更に、本発明の混練装置により分散性の良い磁性塗料を得る事が出来、表面性・充填性が良い磁気テープを得る事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、図面を参照して、本発明の混練装置について説明する。図1に従来の代表的な一例の混練装置の断面構造図を示す。従来の混練装置1aは、混練材料を収容する混練槽10の内部に、混練槽に収容された混練材料を混練する並列した2本のロータ2を備えている。ロータ2は、ロータ軸2aとロータ翼2bとから構成されている。ロータ2が回転するとロータ翼2bの最外部は図面の1点破線のように円筒面を描くが、この円筒面と混練槽10の内面は所定のクリアランスd1を保つように設計されている。また、二つのロータの円筒面は外周面が重ならず、所定のクリアランスd2を保つように設計されている。クリアランスd2は、大きいほうが混練後の希釈分散が均一に行い易いが、凸部100の上部に混練物が蓄積し易くなる。
【0012】
一般的に、クリアランスd1は、大きいと混練材料の混合効率が良くなるが、材料に大きなせん断力は掛けられなくなり、小さいと材料に大きなせん弾力が掛けられるために、材料を分散する力は大きくなるが、混合効率が低下するという傾向があるため、使用する混練材量の種類、混練目的に応じて、適宜設計されている。
【0013】
混練装置1aは、このような構成になっているために、図1に示したように矢印の方向にロータが回転すると、図2のDのように混練槽10の底部中央の棟状凸部100の上部に混練物が付着蓄積し易い傾向にある。
【0014】
棟状凸部100にこのように混練材料が付着しても、すぐに外れて他の混練材料と混ざるようであれば、特に問題はないが、混練初期に付着したものが混練工程中そのまま付着し続ける傾向があるため、ここの付着した混練材料は十分に混練されないという問題点が生じる。そこで、通常、混練物が付着すると、必要に応じてロータの回転を止めて、付着物を外す作業を行うので、作業が煩雑になったり、効率が低下する問題が生じる。
【0015】
本発明の混練装置はこのような問題に対応するもので、以下具体的に説明する。図3に本発明の、一例の混練装置の断面構造図を示す。本発明の混練装置1bは、ロータ2の構成は、従来のものと同様である。
【0016】
混練槽10の前面部10aは取り外し可能になっており、固定ピン120により固定されている。
【0017】
混練槽10の底部の構造が、従来のものと異なり、底部中央の棟状凸部130が交換可能に構成されている。
【0018】
棟状凸部130の底部130aは楔形状に加工されており混合槽10の底部に内嵌固定できるようになっている。このため、混練材量の種類、混練目的に応じて、この部分におけるロータ翼22とのクリアランスd1を変えることができる。このため、棟状凸部130の上部に付着する混練物の付着量を抑制することができる。
【0019】
また、棟状凸部130を構成する材料の線膨張係数の大きなものにすることにより、混練の進行に伴う、混練槽10内の温度上昇に伴い、熱膨張により棟状凸部130を大きくすることが可能となるので、図5に示したように、混練の進行に伴い、ロータ翼2bとのクリアランスを小さくすることができる(d1a→d1b)。クリアランスが小さくなると、棟状凸部100の上部に付着する混練物を抑制することができるとともに、混練物により大きなせん断力を掛けることができるため、混練材料を良好に分散することができる。
【0020】
棟状凸部130のロータ軸方向の熱膨張に対しては、棟状凸部130と混練槽10の内面との間にパッキン(弾性材料)110を設置して対応することができる。
【0021】
また、混練が進行し、希釈工程を行なうときは混練槽10の温度が下がるのでのクリアランスを大きくすることもできる。これにより、希釈効率がよくなり均一な分散をすることができる。
【0022】
棟状凸部100を構成する材料の線膨張係数の好ましい範囲は、混練装置のスケール、混練材料の種類、混練の目的等により異なるが、7×10−5(1/℃)以上であることが好ましい。
【実施例】
【0023】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例中の部は、重量部である。また、実施例および比較例中の平均粒子径は、数平均粒子径である。
【0024】
実施例1
(1)混練工程成分
・金属磁性粉末 (平均粒子径35nm) 100部
・塩化ビニル系共重合体 25.6部
(日本ゼオン社製MR−555)
・ポリエステルポリウレタン樹脂 7.7部
(含有−SONa基:1.0×10−4当量/g)
・フェニルホスホン酸 4.6部
・トルエン 163部
・シクロヘキサノン 163部
(2)希釈工程成分
・トルエン 305部
・シクロヘキサノン 305部
【0025】
上記の磁性塗料の成分において(1)の混練工程成分を予め高速混合しておき、その混合粉末を図3で示した混練機(混練容量50L、棟状凸部の材質は、ポリエチレン樹脂(線膨張率:11×10(1/℃)))で混練した。さらに希釈成分を加え希釈をして、磁性塗料としPETフイルム上に簡易アブリケータで塗布し評価用磁気シートを作製した。
【0026】
実施例2
混練機の棟状凸部の材質を、ポリカーボネート樹脂(線膨張率:7×10(1/℃))に変更した以外は実施例1と同様にして、評価用磁気シートを作成した。
【0027】
実施例3
混練機の棟状凸部の材質を、テフロン(登録商標)樹脂(線膨張率:5.5×10(1/℃))に変更した以外は実施例1と同様にして、評価用磁気シートを作成した。
【0028】
比較例1
混練機を図1のものに変更した以外は実施例1と同様にして、評価用磁気シートを作成した。
【0029】
得られた磁気シートは下記の方法で評価し、その結果を表1に示した。
【0030】
<付着混練物の評価>
希釈工程前に、目視にて付着混練物Dの評価を行った。比較例1の混練機を用いて混練した場合の付着混練物Dを基準とし、減少した場合は○、大幅に減少した場合は◎とした。
【0031】
<磁性層の表面写真>
偏光顕微鏡を用いて、倍率100倍で撮影した。図6(a)は実施例1の表面写真、図6(b)は比較例1の表面写真である。
【0032】
<磁気層の表面粗さRa>
評価用磁気シートの磁性層をZYGO社製汎用三次元表面構造解析装置NewView5000による走査型白色光干渉法にてScan Lengthを5μmで測定した。測定視野は、350μm×260μmである。磁性層の中心線平均表面粗さをRaとして求めた。
【0033】
<磁気特性>
評価用の磁気シートに、外部磁場0.8MA/m(10kOe)をかけ、常法に従って、長手方向(磁場配向方向)の磁気特性(角型(Br/Bm)、異方性磁界分布(SFD))を測定した。測定には、東英工業製の試料振動型磁束計VSM−P7を用いた。
【0034】
<混練装置のクリアランス>
棟状凸部とロータ翼とのクリアランスを、混練前(d1a)、希釈直前(d1b)に混練槽の前面部を外して測定した。
【0035】
表1に評価結果を示した。
【0036】
【表1】

【0037】
表1から判るように、混練槽底部中央の棟状の凸部が交換可能に構成されている混練槽で磁性塗料を混練することで、従来技術である比較例と比べて付着混練物Dの付着量が減少していることがわかる。また、磁気シートのSFD値から、従来技術である比較例と比べてよく分散がなされていることがわかり、本発明の混練装置を用いれば、均一に効率よく混練することが可能であることがわかる。
【0038】
更に、本発明の混練装置を用いた磁気シートのRaとBr/Bmから、従来技術の比較例と比べると、表面性・充填性に優れていることが判り、更に、線膨張係数が7.0×10(1/℃)より大きい棟状凸部を用いることで、更に特性の良い磁気シートが得られる事が判る。
【0039】
図6(a)実施例1の磁性層の表面写真と(b)比較例1の磁性層の表面写真を比較しても、その表面性は一目瞭然である。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】従来の代表的な一例の混練装置の断面構造図である。
【図2】従来の混練装置の、混練槽底部中央の棟状の凸部に混練材料が蓄積する様子を示す模式図である。
【図3】本発明の、一例の混練装置の断面構造図である。
【図4】本発明の、一例の混練装置の平面図である。
【図5】本発明の、一例の混練装置の、混練槽底部中央の棟状の凸部の断面拡大図である。
【図6】(a)実施例1で作成した評価用磁気シートの磁性層の表面写真である。
【0041】
(b)比較例1で作成した評価用磁気シートの磁性層の表面写真である。
【符号の説明】
【0042】
1a 従来の混練装置
1b 本発明の一例の混練装置
2 ロータ
2a ロータ軸
2b ロータ翼
10 混練槽
10a 前面部
100 棟状凸部
110 パッキン
120 固定ピン
130 棟状凸部(着脱可能)
130a 棟状凸部の底部
D 付着混練物

【特許請求の範囲】
【請求項1】
混練材料を収容する混練槽と、該混練槽に収容された混練材料を混練する並列した2本のロータを備える混練装置において、前記混練槽底部中央の棟状の凸部が交換可能に構成されていることを特徴とする混練装置。
【請求項2】
前記棟状の凸部を構成する主材料の線膨張係数が、7×10−5(1/℃)以上であることを特徴とする請求項1に記載の混練装置。
【請求項3】
非磁性支持体上に磁性塗料を塗布してなる磁気記録媒体の製造方法であって、該磁性塗料が磁性粉末と結合剤と有機溶媒とを含む磁性塗料原料を請求項1または請求項2に記載の混練装置で混練する工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−110493(P2011−110493A)
【公開日】平成23年6月9日(2011.6.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−268856(P2009−268856)
【出願日】平成21年11月26日(2009.11.26)
【出願人】(000005810)日立マクセル株式会社 (2,366)
【Fターム(参考)】