JP2000005585A

JP2000005585A - 撹拌機及び撹拌装置

Info

Publication number: JP2000005585A
Application number: JP19506998A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Konishi; 慶明小西; Akio Shiraishi; 昭夫白石
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【解決手段】撹拌軸２に混合羽根３と剪断羽根４とが
所定間隔離間して取り付けられた多段翼式の撹拌機１で
あって、混合羽根３は羽根面が撹拌軸２の軸方向に直交
する面に対して回転方向に向けて傾斜された形状を有す
る複数の板状の羽根からなり、剪断羽根４は撹拌軸２の
軸方向に直交する面に対してほぼ平行になるように取り
付けられた複数の板状の羽根からなる。【効果】液状物に混合と剪断とを同時に与えることが
でき、また、広範囲の粘度域の液状物に使用することが
できるので、例えば対象とする液状物の粘度が大きく変
化する場合であっても、撹拌機を代える必要もなく、ま
た、撹拌の目的に対応するために複数のモーター及び撹
拌軸を必要とすることもなく、広範囲の粘度域の液状
物、撹拌の目的が異なる液状物の製造に対応することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体等の混合用材
料を撹拌して、混合溶液、乳化液、分散液等の液状物を
製造する際に使用される撹拌機及び撹拌装置であって、
特に低粘度から高粘度に至るまでの広範囲の粘度の液状
物を製造する場合に好適に使用することができる撹拌
機、及びインラインで液状物を混合、分散、移送するこ
とができる撹拌装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
液体等の混合用材料を混合して、乳化、分散等を行うた
めに一般的に使用される撹拌機としては、低粘度域の液
状物を得ることを目的として撹拌、混合する場合は、例
えば液体を撹拌羽根の径方向に押し出すタービン翼、上
下流を生じさせるプロペラ翼又は角度付ファンタービン
翼等が用いられており、粘度が１Ｐａ・ｓ以上の高粘度
域の液状物を得ることを目的とする場合は、例えばター
ビン翼やプロペラ翼を多段に装着した多段翼、アンカー
型翼、スクリュー翼、二重リボン等が用いられている。
しかしながら、上記翼を用いた撹拌機はいずれも主に液
体の流動を生じさせるためのものであり、剪断力を強く
かけることはできない。

【０００３】一方、液状物の剪断、溶質の分散を目的す
る湿式の分散器としては、コロイドミル等のように高速
回転しているローターとケーシングとの間で強い剪断力
を加える装置が利用されている。しかしながら、このよ
うな装置は、構造が複雑でコストが高く、また、粒子径
の大きい固体が含まれている場合、ローターとケーシン
グとの間に粒子が詰まったりする場合があった。更に、
撹拌する液状物の粘度及び剪断，分散の有無等によって
必要となる動力、回転数が異なるために、混合、分散、
乳化の程度によって系の粘度が大きく変化したり、剪
断、分散を同時に行う場合には、複数のモーター及び撹
拌軸が必要であった。

【０００４】一方、インラインで剪断混合する撹拌装置
としては、剪断、分散等の目的によりラインミキサー又
はラインホモミキサー等の機能の異なった特別な装置を
用意する必要があり、更に、これらの撹拌装置で移送能
力がないものについては、更にポンプの設置が必要であ
った。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、上記のような問題がなく、簡単な構造で撹拌及び剪
断の両方の機能を与えることができ、低粘度から高粘度
までの液状物の混合が可能で、粉体の液中への分散等も
効率的に行うことができる撹拌機を提供することを目的
とする。更に、本発明は、簡単な構造で液状物をインラ
インで混合、分散、移送をすることが可能な撹拌装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため鋭意検討した結果、液状物を送って混合す
る機能を有する羽根と、主として液状物に剪断を与える
機能を有する羽根とを併用することによって液状物の混
合と剪断とを同時に行うことができ、広範囲の粘度域に
対応できる撹拌機が得られ、また、特定形状の撹拌翼に
よっても低粘度域から高粘度域に至るまでの広範囲の液
状物に有効に使用できる撹拌機が得られ、更に、これら
の撹拌機を円筒状のケーシング内に取り付けることによ
って、インラインでの液状物の効率的な撹拌、移送が可
能となることを見出し、本発明をなすに至った。

【０００７】即ち、本発明は、（１）撹拌軸に混合羽根
と剪断羽根とが所定間隔離間して取り付けられた多段翼
式の撹拌機であって、上記混合羽根は羽根先端側が基端
側羽根面に対してねじられた形状、羽根面が上記撹拌軸
の軸方向に直交する面に対して回転方向に向けて傾斜さ
れた形状、又は羽根面が上記撹拌軸の軸方向に直交する
面に対して回転方向に向けて傾斜され、且つその羽根先
端側が羽根面に対してねじられた形状のいずれかの形状
を有する複数の板状の羽根からなり、上記剪断羽根は上
記撹拌軸の軸方向に直交する面に対してほぼ平行になる
ように取り付けられた複数の板状若しくは棒状の羽根、
又は基端部が上記混合羽根側と反対の方向に向けて折り
曲げられた複数の板状若しくは棒状の羽根からなること
を特徴とする撹拌機、及び（２）円板の外周縁から中心
に向かう切り込みを所定間隔で偶数本形成することによ
って得られた偶数個の切片の基端部を一個置きに上方向
に向けて折り曲げてなる羽根を撹拌軸に取り付けたこと
を特徴とする撹拌機を提供する。ここで、撹拌の目的に
よっては、上記（２）の撹拌機の折り曲げられた羽根又
はそのままの羽根のいずれか一方を羽根先端側が基端側
羽根面に対してねじられた形状を有するものとすると、
より好適である。

【０００８】そして、更に、（３）円筒状のケーシング
内に上記（１）又は（２）の撹拌機を上記撹拌軸がケー
シングの長さ方向に沿うように配設したことを特徴とす
る撹拌装置、及び（４）円板の外周縁から中心に向かう
切り込みを所定間隔で偶数本形成することによって得ら
れた偶数個の切片の基端部を交互に上下方向に向けて折
り曲げた羽根を撹拌軸に取り付けた撹拌機を円筒状のケ
ーシング内に上記撹拌軸がケーシングの長さ方向に沿う
ように配設したことを特徴とする撹拌装置を提供する。
ここで、撹拌の目的によっては、上記（４）の撹拌装置
の上方向又は下方向に折り曲げられた羽根のいずれか一
方の羽根を羽根先端側が基端側羽根面に対してねじられ
た形状を有するものとすると、より好適である。

【０００９】本発明の（１）の撹拌機は、羽根先端側が
基端側羽根面に対してねじられた形状、羽根面が上記撹
拌軸の軸方向に直交する面に対して回転方向に向けて傾
斜された形状、又は羽根面が上記撹拌軸の軸方向に直交
する面に対して回転方向に向けて傾斜され、且つその羽
根先端側が羽根面に対してねじられた形状のいずれかの
形状を有する複数の板状の羽根からなる混合羽根と、撹
拌軸の軸方向に直交する面に対してほぼ平行になるよう
に取り付けられた複数の板状若しくは棒状の羽根、又は
基端部が上記混合羽根側と反対の方向に向けて折り曲げ
られた複数の板状若しくは棒状の羽根からなる剪断羽根
とが所定間隔離間して撹拌軸に取り付けられているの
で、混合羽根によって送られてきた液状物に対してその
送り方向と直角方向に剪断羽根が回転して剪断力を与え
るため、撹拌、混合と剪断とを同時に効率的に行うこと
ができ、従って、液状物中への固体の分散溶解、水相中
への油相の分散、油相中への水相の分散等を効率的に行
うことができ、更に、低粘度から高粘度までの広範囲に
亘る液状物の混合、製造に対応することが可能となり、
特にチキソトロピー性の液、ペースト等の撹拌を行う場
合、混合と剪断とが同時に行われるために液状物が剪断
によって構造破壊し、その結果、系の見掛け粘度が低下
して、混合が容易となるので、より効果的である。

【００１０】更に、本発明の（２）の撹拌機によれば、
円板の外周縁から中心に向かう切り込みを所定間隔で偶
数本形成することによって得られた偶数個の切片の基端
部を一個置きに上方向に向けて折り曲げてなる羽根を撹
拌軸に取り付けたので、羽根先端部が上下になり、これ
によって撹拌翼全体としての撹拌力が上述したプロペラ
型や平羽根型のものに比べて増大されて、低粘度から高
粘度までの広範囲に亘る液状物の混合、製造に対応する
ことが可能となり、この（２）の撹拌機の場合、上記折
り曲げた又はそのままの羽根のいずれか一方の羽根をそ
の先端側が基端側羽根面に対してねじられた形状を有す
るものとすると、ねじられた羽根が上記（１）の撹拌機
の混合羽根と同様に機能し、ねじられていない方の羽根
が剪断羽根として機能するので、上記（１）の撹拌機と
同様に混合と剪断とを同時に行うことができる。

【００１１】そして、本発明の（３）の撹拌装置によれ
ば、円筒状のケーシング内に上記（１）又は（２）の撹
拌機を上記撹拌軸がケーシングの長さ方向に沿うように
配設したので、ケーシング内で広範囲の粘度域の液状物
を効率的に撹拌、混合することができ、更に、その際の
液状物の流動によって液状物をポンプなどの装置を用い
なくても移送することができる。

【００１２】また、本発明の（４）の撹拌装置によれ
ば、円板の外周縁から中心に向かう切り込みを所定間隔
で偶数本形成することによって得られた偶数個の切片の
基端部を交互に上下方向に向けて折り曲げた羽根を撹拌
軸に取り付けた撹拌機を円筒状のケーシング内に上記撹
拌軸がケーシングの長さ方向に沿うように配設したの
で、上記（３）の撹拌装置と同様にケーシング内で広範
囲の粘度域の液状物を効率的に混合、撹拌することがで
き、且つポンプ等を用いなくても液状物を移送すること
ができる。ここで、上記上下方向のいずれか一方の羽根
の先端側が基端側羽根面に対してねじられた形状を有す
るものであれば、混合と剪断とを同時に与えることがで
き、より強い混合力を与えることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態及び実施例】以下、本発明を図面を
参照して、更に詳細に説明する。図１は、本発明の第一
構成例を示す撹拌機１の側面図である。この撹拌機１
は、撹拌軸２に混合羽根３と剪断羽根４とが所定間隔離
間して取り付けられたものである。ここで、混合羽根３
は、その羽根面がそれぞれ撹拌軸２の軸方向に直交する
面に対して回転方向に傾斜、即ちそれぞれ各羽根面を一
側端部から他側端部にかけて水平面Ａに対して同一の角
度αで傾斜するように円筒状の撹拌軸取り付け部５に取
り付けられた羽根であり、剪断羽根４は、それぞれ羽根
面が撹拌軸２の軸方向と直交する、即ち水平面Ａと平行
になるように円筒状の撹拌軸取り付け部６に取り付けら
れた板状の羽根である。

【００１４】上記混合羽根３の枚数は、特に制限される
ものではないが、３〜８枚、特に４〜６枚であることが
好ましい。枚数が少なすぎると十分な混合が得られない
場合があり、多すぎると制作・加工が難しくなる場合が
ある。そして、各混合羽根３の傾斜角度αとしては、羽
根面が水平面Ａ、即ち撹拌軸２の軸方向に対し直交する
面に対して３０〜６０゜の角度を有するように羽根面全
体を回転方向に傾斜させることが好ましい。この角度が
小さすぎると十分な流動が得られなくなる場合があり、
大きすぎると剪断羽根４側へ（図中、下向き）の流動が
得られなくなる場合がある。なお、撹拌効率を考慮すれ
ば、混合羽根３を傾斜させる向きは、撹拌軸２の回転に
よって液状物を混合する時に、液状物の流れの方向、即
ち吐出側が剪断羽根４側となるようにすることが望まし
い。なお、図１〜４，６，８において矢印Ｂは、撹拌軸
２の回転する方向を示している。

【００１５】また、本発明の場合、上記混合羽根３に代
えて図２に示す撹拌機１１の混合羽根１３のように、そ
れぞれ羽根面が撹拌軸２の軸方向と直交する、即ち水平
面Ａと平行になるように撹拌軸取り付け部５に取り付け
られた板状の羽根の各羽根面の先端側１３ａを上向き又
は下向きにねじって、羽根面を先端部から基端部にかけ
て水平面Ａに対してねじれた形状を有する羽根を使用す
ることもできる。この場合、ねじれ角度としては、羽根
面先端部における水平面に対するねじれ角度βが３０〜
６０゜となるように先端部を上方向又は下方向に基端部
に対してねじると好適である。この角度が小さすぎると
十分な流動が得られなくなる場合があり、大きすぎると
剪断羽根４側へ（図中、下向き）の流動が得られなくな
る場合がある。なお、この混合羽根１３の場合も、上記
混合羽根３と同様に液状物の流れの方向、即ち吐出側が
剪断羽根４側となるようにすることが望ましい。

【００１６】更に、本発明の場合、上記混合羽根３，１
３に代えて、図３に示す撹拌機２１のように、その羽根
面がそれぞれ撹拌軸２の軸方向に直交する面に対して回
転方向に傾斜、即ちそれぞれ各羽根面を一側端部から他
側端部にかけて水平面に対して同一の角度で傾斜するよ
うに円筒状の撹拌軸取り付け部５に取り付けられた羽根
２３を、更にそれぞれ各羽根面の先端側２３ａを上向き
又は下向きにねじって、プロペラ羽根のように羽根面を
先端側２３ａを基端側に対してねじった形状を有する混
合羽根２３を使用することもできる。この場合、傾斜・
ねじれ角度としては、羽根先端部における水平面に対す
る傾斜・ねじれ角度γが３０〜６０゜となるように羽根
面を傾斜させた羽根の先端部を基端部に対してねじると
好適である。この角度が小さすぎると十分な流動が得ら
れなくなる場合があり、大きすぎると下向きの流動が得
られなくなる場合がある。なお、この混合羽根２３の場
合も、傾斜及びねじる向きは液状物の流れの方向、即ち
吐出側が剪断羽根４側となるようにすることが望まし
い。

【００１７】そして、上記混合羽根３，１３，２３と併
用する剪断羽根４の枚数は、特に制限されるものではな
いが、３〜８枚、特に４〜６枚であることが好ましい。
枚数が少なすぎると十分な剪断が得られない場合があ
り、多すぎると制作・加工が難しくなる場合がある。ま
た、羽根面が水平面Ａに対して平行な図１〜３の剪断羽
根４に代えて、図４に示す撹拌機３１のように、羽根面
が水平面Ａに対して平行となるように撹拌軸取り付け部
６に取り付けられた羽根の基端部３４ｂを混合羽根３と
は逆の方向（図４では下方向）に折り曲げた剪断羽根３
４を使用することもでき、この場合、水平面Ａに対する
折り曲げ角度δとしては、羽根面が水平面Ａ、即ち撹拌
軸２の軸方向に対し直交する面に対して４５゜以下、特
に０〜３０゜の角度とすることが好ましい。上記範囲以
外では、剪断羽根の用をなさない場合がある。なお、本
発明の場合、剪断羽根４，３４としては、板状の羽根の
みならず、棒状の羽根も使用することができ、棒状の羽
根の場合、３〜１２本、特に４〜８本であることが望ま
しい。

【００１８】なお、上記混合羽根３，１３，２３及び剪
断羽根４，３４は、それぞれ回転半径及び羽根の枚数が
一致する必要はない。

【００１９】上記混合羽根３，１３，２３及び剪断羽根
４，３４は、それぞれ上述したような所定の形状となる
ように円筒状の撹拌軸取り付け部５，６に例えば溶接な
どの適宜手段で固設され、後述するように円筒状のケー
シング等の内部に垂下される撹拌軸２をそれぞれの撹拌
軸取り付け部５，６に挿通した後、所定間隔離間して撹
拌軸２に固定されて２段翼式の撹拌機を構成するが、本
発明の場合、混合羽根及び剪断羽根がそれぞれ一体であ
る必要はなく、それぞれ同一形状又は異なった形状の羽
根を適宜組み合わせて３段翼式、４段翼式の撹拌機とす
ることもできる。また、使用する撹拌槽、ケーシングな
どの大きさに合わせて、複数組の混合羽根と剪断羽根と
を軸方向に所定間隔離間して撹拌軸に取り付けても好適
であり、この場合、撹拌軸への取り付けはいずれの組に
おいても、混合羽根が流動する液状物の上流側となり、
上述したように混合羽根の吐出側に剪断羽根が配設され
ることが望ましい。

【００２０】また、撹拌軸における混合羽根と剪断羽根
との間隔は、液状物に混合と剪断とを同時に与える際の
効率を考慮すれば、混合羽根の取付部と剪断羽根の取付
部との距離が混合羽根の回転半径以下とすることが望ま
しい。

【００２１】上記多段翼式の撹拌機によれば、撹拌軸を
回転させ、これと一体に混合羽根と剪断羽根とを回転さ
せることによって、混合羽根によって送られてきた流体
に対してその送り方向と直角方向に剪断羽根が回転して
剪断力を与えるため、対象（液状物）に混合と剪断とを
同時に効率良く与えることができ、液中への固体の分
散、溶解、エマルションの形成、高粘度の液状物の混合
撹拌などを効率的に行うことができ、特にチキソトロピ
ー性の液状物、ペーストなどに効果的である。

【００２２】そして、これらのように多段翼式の撹拌機
は、撹拌目的が例えば主として混合である場合は、混合
羽根の径を大きくしたり、羽根幅を広げる等によって混
合羽根の羽根面積を大きくすることによって、混合効果
を高めることができ、一方、剪断を特に強く行いたい場
合、又は過度の剪断を避けたい場合には、それぞれの目
的に沿うように混合羽根と剪断羽根との径を変えれば良
く、容易に目的とする混合、剪断のバランスを調整する
ことができる。

【００２３】次に、図５は、本発明の更に他の構成例を
説明する撹拌機に使用する撹拌翼４８の斜視図であり、
図６はこの撹拌翼４８を用いた撹拌機４１の側面図であ
る。この撹拌翼４８は、円板基体の周方向に沿って互い
に等間隔離間した偶数箇所の外周縁位置からそれぞれ中
心部近傍に至る偶数本の切り込みを径方向に形成するこ
とにより、略扇形状の偶数個の切片を形成すると共に、
これら切片を１個置きにその基端部を上方向に向けて折
曲することにより、羽根先端部が交互に上・水平となる
ように上方向羽根４３と水平羽根４４とを形成し、且つ
上記円板基体の中心部に貫通孔（図示せず）を穿設し、
この貫通孔の周縁部に円筒状の撹拌軸取り付け部７を突
設したものである。ここで、上記羽根４３，４４の合計
枚数は、偶数枚であれば、特に制限されるものではない
が、６〜１６枚、特に８〜１２枚であることが好まし
い。枚数が少なすぎると本発明の効果が十分に得られな
い場合があり、多すぎると製作加工が難しくなる場合が
ある。

【００２４】そして、上方向羽根４３の上方向への折り
曲げ角度θ（図６参照）としては、羽根面が水平面Ａ
（図６参照）、即ち撹拌軸２の軸方向に対し直交する面
に対してそれぞれ上方向に２０〜４５゜の角度を有する
ように上記切片の基端部を上方向に折り曲げることが好
ましい。上記範囲以外では、羽根先端部を交互に上下す
ることによる効果が十分に得られない場合がある。

【００２５】ここで、この撹拌翼４８の場合、撹拌の目
的によっては、このようにして上方向に折り曲げた上方
向羽根４３を、吐出側が水平羽根４４となるように羽根
面の先端側をねじって、羽根面を先端部から基端部にか
けて水平面に対してねじれた形状とすることもできる。
この場合、ねじれ角度としては、羽根面先端部における
羽根面に対する角度が３０〜６０゜となるように先端部
を基端部に対してねじると好適である。この角度が小さ
すぎると十分な流動が得られなくなる場合があり、大き
すぎると剪断羽根４４側への（図中、下向きへの）流動
が得られなくなる場合がある。なお、上方向羽根４３に
代えて水平羽根４４を、上方向羽根４３が吐出側となる
ようにねじってもよい。

【００２６】そして、図６に示す撹拌機４１は、上記撹
拌翼４８を撹拌軸２に取り付けたものであり、この撹拌
機４１によれば、広範囲の粘度域の液状物を効率的に混
合、撹拌することができ、更に羽根面をねじったもので
あれば、上記同様に混合と剪断とを同時に与えることが
でき、特にこの撹拌機４１の場合、例えばレーザーによ
る方法及び高圧水流による方法等によって円板に所定の
切り込みを形成して撹拌翼４８を製造することができる
ので、羽根の加工が行い易く、製造コストを低廉化する
ことが可能である。

【００２７】更に、図７及び図８は、後述する本発明の
撹拌装置の一構成例に使用する撹拌翼５８の斜視図及び
この撹拌翼５８を撹拌軸２に取り付けた撹拌機５１の側
面図である。この撹拌機５８は、上記撹拌翼４８と同様
に円板基体から略扇形状の偶数個の切片を形成すると共
に、これら切片の基端部を交互に上下方向に向けて折曲
することにより、上方向羽根５３及び下方向羽根５４を
形成し、且つ上記円板基体の中心部に貫通孔（図示せ
ず）を穿設し、この貫通孔の周縁部に円筒状の撹拌軸取
り付け部７を突設してなるものである。そして、この撹
拌翼５８の場合、上方向羽根５３及び下方向羽根５４の
上方向、下方向への折り曲げ角度θ′（図８参照）とし
ては、羽根面が水平面Ａ（図８参照）、即ち撹拌軸２の
軸方向に対し直交する面に対してそれぞれ上方向又は下
方向に２０〜４５゜の角度を有するように上記切片の基
端部を上方向又は下方向に折り曲げることが好ましい。
上記範囲以外では、目的とする混合、剪断が得られない
場合がある。

【００２８】ここで、上記撹拌翼５８の場合も、撹拌の
目的によっては、上記と同様に上方向羽根５３又は下方
向羽根５４のいずれか一方をその羽根面の先端側を他方
の羽根が吐出側となるように基端側に対してねじって、
羽根面を先端部から基端部にかけてねじれた形状とする
こともできる。

【００２９】図９〜１３は、それぞれ本発明の撹拌装置
の構成例を説明する撹拌装置１０１〜１０５の模式図で
あり、図中１０は上述したいずれかの撹拌機であり、こ
の撹拌機１０は、円筒状のケーシング２０の内部に撹拌
軸２がケーシング２０の長さ方向に沿うように配設され
ている。ここで、ケーシング２０は、図９〜１１に示す
ように両端面が閉塞していてもよく、また、図１２に示
すように両端面が開口してもよく、更に、図１３に示す
ように一端面（図では下端面）が閉塞していてもよい
が、いずれの場合であっても、１種又は２種以上の流体
を供給するための入り口を少なくとも１つ以上有し、更
に混合、剪断を与えられた液状物をケーシング外に移送
する出口を有し、１種類又は複数種類の液体（分散液）
を混合、剪断した後、移送することができるようになっ
ている。なお、図９〜１３における矢印は、ケーシング
内外を出入する流体の流れの方向を示すものである。

【００３０】ここで、本発明の撹拌装置に取り付けられ
る撹拌機１０は、１体以上の混合羽根３０と１体以上の
剪断羽根４０とからなり、本発明の場合、図９〜１３に
示すように、混合（上方向）羽根３０と剪断（水平又は
下方向）羽根４０とをそれぞれ１体づつ使用したものを
１組として、複数組を使用しても好適であり、この場
合、それぞれの組において混合羽根３０がケーシング２
０内に供給される流体の入り口側、即ちケーシング２０
内の液状物の上流側となり、上述したように混合羽根３
０の吐出側に剪断羽根４０が配設されてケーシング２０
内の液状物の下流側となることが望ましい。なお、この
ように混合羽根３０と剪断羽根４０とを組み合わせたも
のを撹拌軸２に複数組取り付ける場合、各組間の撹拌軸
２の軸方向における離間距離は、特に制限されるもので
はないが、撹拌効率などを考慮すれば、混合羽根３０又
は剪断羽根４０のうち回転半径の大きい方の０．２〜２
倍、特に０．３〜１．５倍が好適である。なお、撹拌機
１０は、図１１に示すように、混合、剪断を与えた液状
物の移送を補助する送り羽根３５をケーシング２０の出
口近傍となるように取り付けても好適であり、この送り
羽根３５の形状は特に制限されるものではないが、出口
側に吐出能力を持った形状を有する羽根、例えば平形傾
斜翼、プロペラ翼等が効果的である。

【００３１】なお、上記撹拌機１０は、一段翼式の上記
撹拌翼４８，５８を用いたものであってもよいのは勿論
である。

【００３２】そして、本発明の撹拌装置に使用する円筒
状のケーシング２０は、上述したように流体の出入り口
を有するものであり、その内径は、特に制限されるもの
ではないが、ケーシング内での混合、剪断効率、液状物
（流体）をポンプなどを用いないでも移送可能とするこ
とを考慮すれば、ケーシング２０の内径（半径）は、混
合羽根３０又は剪断羽根４０の回転半径のいずれか大き
い方に対し、１．００１〜２倍、特に１．００１〜１．
５４倍であることが望ましい。

【００３３】更に、上記ケーシング２０は、図１１に示
すようにケーシング２０内の流体が通過可能な隔壁５０
を複数箇所（図では１カ所）に設けて、この隔壁５０に
よってケーシング内を区切って、各々の区間に必要に応
じて同一又は異種の液体を供給する入り口をそれぞれ設
け、区間毎に同一又は異種の液体又は固体等の流体を混
合しながら移送しても好適であり、このような撹拌装置
は、乳化・分散及び固体、粉体の液中への混合、剪断、
移送を行う際に特に有用である。

【００３４】また、本発明の撹拌装置の場合、図１２に
示す撹拌装置１０４のように、ケーシング２０の上端及
び下端が開口しており、その開口部によってケーシング
２０内を液状物が出入りするようにし、このケーシング
２０内に上記撹拌機１０を撹拌軸２がケーシング２０の
軸方向に沿うように垂下、固定したものであってもよ
く、この撹拌装置１０４は、例えば液状物が入った槽２
００内にケーシング２０が液状物に浸漬されるように図
示しない固定部材でケーシング２０及び撹拌軸２を固定
して使用すると、撹拌対象（液状物）が比較的大量であ
って、且つ混合と剪断とを同時に与えながら循環させる
という操作を比較的長時間与えたい場合に特に効果的で
ある。

【００３５】更に、本発明の撹拌装置は、図１３に示す
撹拌装置１０５のように、有底のケーシング２０を混合
槽３００の底面に下側に突出し、且つ混合槽３００内と
ケーシング２０内を液状物が出入りするように混合槽３
００と一体に連設して、このケーシング２０の底面に液
状物の出入り口（図面では出口）を設け、このケーシン
グ２０内に上記撹拌機１０を固定的に設置するか、又
は、上下動できる構成で設置して、ケーシング２０内の
液状物等の混合、剪断と混合槽３００内の液状物等の混
合、剪断との両方を行えるようにすることもでき、この
撹拌装置１０５によっても、撹拌、混合分散、剪断、移
送を自在とすることができる。なお、撹拌装置を混合槽
外部に接続し、外部循環により２種以上の液体又は固体
の混合、分散、剪断をしてもよいのは勿論である。

【００３６】上記撹拌装置は、いずれも上記ケーシング
２０と撹拌機１０とを具備し、撹拌機１０は図示しない
モータによって撹拌軸２を回転させ、これと一体に混合
羽根３０及び剪断羽根４０を回転させることによってケ
ーシング２０内に仕込まれた混合用材料に混合と剪断と
を同時に与えて混合溶液、乳化液又は分散液等の液状物
を調製すると共に、この液状物のケーシング内における
流動によって、ポンプなどを用いることなくケーシング
から移送することができるものであり、低粘度域から高
粘度域に至るまでの広範囲の粘度を有する液状物を調
製、移送する際に好適に使用することができ、特にＢ型
粘度計を使用して２５℃における粘度を測定するとき、
粘度が０．００１〜１０Ｐａ・ｓの液状混合用材料に、
その他の混合用材料を混合、溶解させたり、微小粒子等
を分散させたり、油相又は水相と乳化剤等を適宜配合し
て乳化させたりして、目的とする液状物を好適に調製、
移送することができる。

【００３７】具体的には、例えば水のみ、又は水にグリ
セリン等の多価アルコール、食塩等の無機塩類などの水
溶性物質を適宜溶解した粘度０．００１Ｐａ・ｓ以上、
１．０Ｐａ・ｓ未満程度の低粘度域の液状物、また、液
体自体に粘性がある石鹸、第４級アンモニウム塩等の界
面活性剤を適宜量配合した液状物、ヒドロキシエチルセ
ルロース等の増粘剤を適宜量配合した粘度１〜１０Ｐａ
・ｓ程度の高粘度域の液状物を挙げることができる。

【００３８】これらの液状物の中でも、特に界面活性剤
配合の液状物の場合、チクソトロピー性が生じて製造時
に混入した気泡が抜けにくくなり、また、起泡性も生じ
やすいので、界面活性剤配合の系の混合、分散、乳化に
好適に使用され、このような系が高粘度の場合、更に有
用である。

【００３９】本発明の撹拌装置は、撹拌中に系の粘度が
上述したような低粘度域から高粘度域に又は高粘度域か
ら低粘度域に変化する液状物を製造する場合に特に好適
である。このような液状物としては、０．００１〜０．
５Ｐａ・ｓ、特に０．００１〜０．１Ｐａ・ｓの低粘度
域と、１〜１０Ｐａ・ｓの高粘度域との間で系が変化す
るものが好適であり、とりわけ粘度変化が５０〜１００
００倍、より好ましくは、１０００〜１００００倍であ
るものに有効に用いられる。

【００４０】このような液状物として、具体的には、膜
形成物質を含有した油相に水相を加え、これらを撹拌、
混合することによって、液晶構造体を形成する場合に、
液晶構造体が形成されるに従って系の粘度が増加するも
のを挙げることができる。また、界面活性剤、油相及び
水相を混合することによって、Ｏ／Ｗ型又はＷ／Ｏ型エ
マルジョン等のエマルジョンを形成する場合も液体の粘
度が低粘度域から高粘度域に変化する。更に、液晶添加
法による乳化液体の製造のように、油相に水相を添加、
混合して得られる高粘度の液晶構造体に水相を添加し
て、低粘度のＯ／Ｗ型エマルジョンを製造するケースの
場合、系の粘度は、高粘度域から低粘度域に変化する。

【００４１】そして、本発明の撹拌装置によれば、使用
する羽根の形状、羽根の配設数、ケーシングの形状等に
よって剪断力や移送吐出力の強弱を容易にコントロール
することできる。

【００４２】なお、本発明の構成は、上記構成に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変更して差し支えない。

【００４３】次に、本発明を実施例及び比較例を用いて
より詳細に説明する。

【００４４】［実施例１〜３及び比較例１，２］撹拌軸
上部にいずれも羽根径６０ｍｍの混合羽根（６枚羽根：
混合羽根のねじれ角度は羽根面（水平面）に対して３０
゜、吐出方向は下方）、その下部に剪断羽根（６枚羽
根：剪断羽根の基端部を混合羽根と反対側に水平面に対
して３０゜折曲）を表１の構成となるように取り付け
て、５００ｍｌ容のビーカーを混合槽として以下の分散
実験を行った。結果を表１に併記する。なお、表１の羽
根間隔は、混合羽根と剪断羽根の取付部の距離である。＜分散実験＞上記ビーカー内に水５００ｍｌを入れた
後、上記撹拌機を上部の混合羽根の最上部が水面から３
０ｍｍ水没するように設置して、撹拌軸の回転が３５０
ｒｐｍとなるように運転させながら、ベントナイト粉末
５ｇをビーカー内に瞬時に投入して、目視観察によって
完全に分散するまでの時間を計測した。

【００４５】

【表１】

【００４６】［実施例４］図１４に示すようにケーシン
グ２０（内径６８ｍｍ）が長さ方向中間部に配設された
隔壁５０（通過口３０ｍｍ）によって円筒長さ１２０ｍ
ｍ（上流側Ｃ）及び５０ｍｍ（下流側Ｄ）となるように
仕切られて、上流側Ｃの区間に油相及び水相の供給口が
設けられ、下流側Ｄの区間に水相の供給口及び撹拌後の
液状物（製品）の排出口が設けられた２層連続型のケー
シングであり、撹拌機１０がそれぞれ直径４６ｍｍ（上
流側Ｃ）、直径６６ｍｍ（下流側Ｄ）の円板の外周縁か
ら中心に向かう切り込みを高圧水流により等間隔で１２
本形成し、切片の基端部を交互に上下方向に向けてそれ
ぞれ水平面に対して３０゜折り曲げ、上流側の羽根の先
端部のねじり角度を羽根面に対して３０゜とした撹拌翼
をケーシング２０の区切られたそれぞれの区間に３体づ
つ等間隔でそれぞれ混合羽根側が上流側となるように撹
拌軸２に取り付けたものであり、モーターＭにより各撹
拌翼が回転する撹拌装置を実施例４の装置として使用し
た。

【００４７】上記撹拌装置を表２に示す撹拌条件で使用
して、下記組成の油相と水相とから油相と少量の水で液
晶を形成させ、更に水と混合する転相乳化法によって乳
化組成物を製造し、得られた乳化物の油滴平均粒径を粒
度分布測定機［ＨＯＲＩＢＡＬＡ−９２０（堀場製作所
製）］を用いて測定した。結果を表２に併記する。＜油相及び水相の組成＞油相アーカードＴ−８００（商品名、ライオンアクゾ製）０．２ｋｇアーカードＴ−８００（商品名、ライオンアクゾ製）３．０ｋｇ水相エマレックス７４０（商品名、日本エマルジョン製）０．２ｋｇエチレングリコール１．０ｋｇ塩化カルシウム０．１ｋｇ水１５．５ｋｇ

【００４８】

【表２】

【００４９】表２の結果によれば、本発明の撹拌装置は
簡単な装置であるにもかかわらず、良好な乳化能力を備
えていることが認められる。

【００５０】

【発明の効果】本発明の撹拌機によれば、液状物に混合
と剪断とを同時に与えることができ、また、低粘度域か
ら高粘度域の液状物に至るまで広範囲の液状物に使用す
ることができるので、例えば対象とする液状物の粘度が
大きく変化する場合であっても、撹拌機を代える必要も
なく、また、撹拌の目的に対応するために複数のモータ
ー及び撹拌軸を必要とすることもなく、広範囲の粘度域
の液状物、撹拌の目的が異なる液状物の製造に対応する
ことができる。

【００５１】そして、本発明の撹拌装置によれば、簡単
な装置で液体及び固体等の流体を効率的に混合、撹拌す
ることができ、これによって得られた液状物の移送を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撹拌機の第一構成例を説明する側面図
である。

【図２】本発明の撹拌機の第二構成例を説明する側面図
である。

【図３】本発明の撹拌機の第三構成例を説明する側面図
である。

【図４】本発明の撹拌機の第四構成例を説明する側面図
である。

【図５】本発明の第五構成例の撹拌機に使用する撹拌翼
の斜視図である。

【図６】上記撹拌機の側面図である。

【図７】本発明の撹拌装置の一構成例に使用する撹拌翼
を説明する斜視図である。

【図８】上記撹拌翼を用いた撹拌機の側面図である。

【図９】本発明の撹拌装置の第一構成例を説明する模式
図である。

【図１０】本発明の撹拌装置の第二構成例を説明する模
式図である。

【図１１】本発明の撹拌装置の第三構成例を説明する模
式図である。

【図１２】本発明の撹拌装置の第四構成例を説明する模
式図である。

【図１３】本発明の撹拌装置の第五構成例を説明する模
式図である。

【図１４】本発明の実施例に使用した撹拌装置の説明図
である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１，５１，１０撹拌機２撹拌軸３，１３，２３，３０混合羽根４，３４，４０剪断羽根２０ケーシング１０１，１０３，１０４，１０５撹拌装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G035 AB38 AB40 AB41 AB46 4G078 AA01 AA06 AA13 AB01 AB05 AB09 AB20 BA01 BA05 BA09 CA01 CA06 CA10 DA01 DA19 DA21 DA26 DA28 EA08 EA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撹拌軸に混合羽根と剪断羽根とが所定間
隔離間して取り付けられた多段翼式の撹拌機であって、
上記混合羽根は羽根先端側が基端側羽根面に対してねじ
られた形状、羽根面が上記撹拌軸の軸方向に直交する面
に対して回転方向に向けて傾斜された形状、又は羽根面
が上記撹拌軸の軸方向に直交する面に対して回転方向に
向けて傾斜され、且つその羽根先端側が羽根面に対して
ねじられた形状のいずれかの形状を有する複数の板状の
羽根からなり、上記剪断羽根は上記撹拌軸の軸方向に直
交する面に対してほぼ平行になるように取り付けられた
複数の板状若しくは棒状の羽根、又は基端部が上記混合
羽根側と反対の方向に向けて折り曲げられた複数の板状
若しくは棒状の羽根からなることを特徴とする撹拌機。
【請求項２】円板の外周縁から中心に向かう切り込み
を所定間隔で偶数本形成することによって得られた偶数
個の切片の基端部を一個置きに上方向に向けて折り曲げ
てなる羽根を撹拌軸に取り付けたことを特徴とする撹拌
機。
【請求項３】上記折り曲げられた羽根又は折り曲げな
い羽根のいずれか一方の羽根の先端側が基端側羽根面に
対してねじられた形状を有する請求項２記載の撹拌機。
【請求項４】円筒状のケーシング内に請求項１，２又
は３の撹拌機を上記撹拌軸がケーシングの長さ方向に沿
うように配設したことを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】円板の外周縁から中心に向かう切り込み
を所定間隔で偶数本形成することによって得られた偶数
個の切片の基端部を交互に上下方向に向けて折り曲げた
羽根を撹拌軸に取り付けた撹拌機を円筒状のケーシング
内に上記撹拌軸がケーシングの長さ方向に沿うように配
設したことを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】上記上方向又は下方向に折り曲げられた
羽根のいずれか一方の羽根の先端側が基端側羽根面に対
してねじられた形状を有する請求項５記載の撹拌装置。