JP2000271463A - インライン動的ミキシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、複数の液体を連続的にインラ
イン混合する場合において、液体中の泡が集合、滞留す
ることのないインライン動的ミキシング装置を提供する
ことにある。また異なった流量、粘度等の液体を単一の
ミキシング装置で効率的に均一混合できるインライン動
的ミキシング装置を提供することにある。 【解決手段】排出口と少なくとも２つの注入口を備えた
ケーシング部に撹拌手段を有するインライン動的ミキシ
ング装置において、前記ケーシング部内の排出口近傍に
液流規制板を設け、また、前記ケーシング部が筒状の胴
ケーシング部と排出ケーシング部および注入ケーシング
部とからなり、各々のケーシング部端面が着脱自在なる
構造をなし、内容積の異なる胴ケーシング部が交換でき
るようにしたことを特徴とするインライン動的ミキシン
グ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特性の異なった複数
の液体を、連続して均一に混合させるインライン動的ミ
キシング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、特性の異なった複数の液体を均
一に混合し、反応、濃度調整等を行うために、所定容量
のタンクに攪拌機を装備し、混合する液体をタンクに投
入しながら攪拌混合する、いわゆるバッチ式タンク混合
方式が用いられている。

【０００３】前記バッチ式タンク混合方式は、反応性に
富む液体同士を混合した場合には、局所的な凝集や副反
応等の混合不良が発生したり、また速やかにタンク全体
を均一に混合できないという問題がある。また、タンク
内で複数の液体を均一に混合した各種塗布液を塗布装置
に供給し、支持体に塗布、乾燥を行う、例えばシート状
のコーティング材料を製造する工程においては、作成し
た各種塗布液の液物性や品質が時間経過と共に変化して
しまうため、一定した品質のコーティング材料を得るこ
とが困難である。

【０００４】これに対し、複数の液体を均一に混合する
別の方法として、インライン型ミキシング方法が用いら
れている。このインライン型ミキシング方法には、管状
のミキシング容器内に螺旋状の板や多孔板を装着し、混
合する液体を管内に連続して送液し、その液体自身の流
体運動によって混合する、いわゆるインライン静的ミキ
シング装置と、ミキシング容器内に通常回転駆動する攪
拌翼を設け、容器内に連続して送液された複数の液体を
強制的に混合するインライン動的ミキシング装置とが挙
げられる。このインライン型ミキシング装置は、前記バ
ッチ式タンク混合方法に比べ、小型の設備で効率よく、
また、予め別々に調整しておいた複数の液体を、塗布す
る直前にインライン方式によって連続的に均一に混合で
きる利点を有しているため、前記したような各種塗布液
を支持体に塗布する工程に多く用いられている。

【０００５】これらインライン型ミキシング装置の内、
インライン静的ミキシング装置は、駆動動力を必要とせ
ず、構造が比較的簡単で取り扱いやすい反面、ミキシン
グ装置に供給する液体の流量が低い場合や高粘度の場合
には、ミキシング容器内の流体の流れが層流となり、液
体同士を均一に混合できないことがある。また、供給す
る液体の流量を増加させた場合にも、混合が不十分なま
ま装置排出口から排出されてしまい、液体同士を均一に
混合することができない。

【０００６】一方、インライン動的ミキシング装置は、
ミキシング容器の一方から連続的に供給した複数の液体
を、混合容器内に設けた攪拌翼を回転させて均一に混合
するもので、前記インライン静的ミキシング装置よりも
高い混合性能が得られるものである。

【０００７】しかしながら、前記インライン動的ミキシ
ング装置は混合容器内に設けた攪拌翼を回転させなが
ら、複数の液体を混合させるものであり、攪拌翼の回転
軸に液体中に含まれる微少な気泡が集合し、集合した微
少な気泡は、攪拌翼の回転運動によって生成した旋回流
に沿って成長しながら滞留してしまう。やがて成長した
気泡は浮力を増し、ミキシング装置内の液流れに沿って
排出口から排出してしまう。

【０００８】前記したような各種塗布液を支持体に塗
布、乾燥を行ってコーティング材料を製造する工程にお
いては、インライン動的ミキシング装置内で発生した気
泡を含んだままの塗布液を塗布装置に供給し、塗布、乾
燥すると、塗布膜に泡筋、ピンホール等の泡故障が発生
し、均一で良好な塗布膜を形成することができない。前
記の泡故障は塗布品の品質を低下させるばかりでなく、
塗布品から泡故障を除去するために多くの労力を要した
り、塗布品の歩留まりを大きく低下させるという問題が
あった。

【０００９】また、インライン動的ミキシング装置に複
数の液体を供給し、混合する場合において、用途、目的
によって送液する液体の種類や流量、また液体の粘度が
異なることがあるが、従来は同一のミキシング装置を用
いるのが一般的であった。同一のミキシング装置を用い
て複数の液体を供給して混合する場合、ミキシング装置
の内容積に見合った送液流量であれば液体同士を十分に
均一混合することが可能であるが、送液する液体の流量
が多い場合、あるいは液体の粘度が高い場合には、複数
の液体は混合が不十分なままミキシング装置から排出さ
れてしまい、ミキシング後の工程、例えば各種塗布液を
支持体に塗布、乾燥を行ってコーティング材料を製造す
る工程において、一定の品質を持つコーティング材料を
得ることが困難であった。

【００１０】前記問題に対し、混合容器内に設けた攪拌
翼の回転数を高速にして複数の液体を均一に混合させる
手段が講じられるが、この場合、均一混合性を向上させ
ることは可能であっても、攪拌翼を高速回転させた場合
に生じるキャビテーション作用によって液体中に多量の
泡が発生し、前記同様、塗布膜に泡筋、ピンホール等の
泡故障を発生させてしまい、好ましい手段ではない。

【００１１】また、異なった液体の流量、粘度等に応じ
て、いくつものミキシング装置を備えたり、複数のミキ
シング装置を多段階つなぎあわせる等の手段が取られる
が、幾つもの液体の特性に応じたミキシング装置を揃え
るには限界があり、設備コスト、保管スペース、ミキシ
ング装置の交換手間等の問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記問題に対して本発
明の目的は、複数の液体を連続的にインライン混合する
場合において、液体中の泡が集合、滞留することのない
インライン動的ミキシング装置を提供することにある。
また異なった流量、粘度等の液体を単一のミキシング装
置で効率的に均一混合できるインライン動的ミキシング
装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、 １．排出口と少なくとも２つの注入口を備えたケーシン
グ部と、前記ケーシング部内を撹拌する手段を有するイ
ンライン動的ミキシング装置であって、該ケーシング部
内の排出口近傍に液流規制板を設けたことを特徴とする
インライン動的ミキシング装置。 ２．排出口と少なくとも２つの注入口を備えたケーシン
グ部と、前記ケーシング部内を撹拌する手段を有するイ
ンライン動的ミキシング装置であって、該ケーシング部
は筒状の胴ケーシング部と排出口を備えた排出ケーシン
グ部、および少なくとも２つの注入口を備えた注入ケー
シング部とからなり、前記胴ケーシング部の両端面と前
記排出ケーシング部および前記注入ケーシング部の片端
面とは互いに着脱自在なる構造をなし、内容積の異なる
胴ケーシング部が交換できるようにしたことを特徴とす
るインライン動的ミキシング装置によって達成された。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明によるインライン動的ミキ
シング装置は、例えばハロゲン化銀感光材料の塗布製造
工程に好ましく用いることができる。一般にハロゲン化
銀感光材料は、貯蔵タンクに保温された写真乳剤塗布液
を塗布装置に供給し、次いで支持体に塗布、乾燥して製
造される。貯蔵タンクと塗布装置との間には、前記写真
乳剤塗布液を塗布装置に供給するための送液ポンプ、送
液量を検出するための流量計、塗布直前に前記写真乳剤
塗布液に硬膜剤、増感染料、シャープネス染料等の液体
加剤を連続的にインライン混合するためのインライン型
動的ミキシング装置等から構成される。

【００１５】本発明によるインライン動的ミキシング装
置は、排出口と少なくとも２つの注入口を備えた撹拌手
段を有するケーシング部内の排出口近傍に液流規制板を
設けることにより、送液した液体中における泡の集合、
滞留を抑制し、塗布工程等における泡故障を防止するも
のである。

【００１６】さらに本発明によるインライン動的ミキシ
ング装置は、排出口と少なくとも２つの注入口を備えた
撹拌手段を有するケーシング部が、筒状の胴ケーシング
部と排出ケーシング部および注入ケーシング部とからな
り、各々のケーシング部が着脱自在なる構造で内容積の
異なる胴ケーシング部が交換できることにより、異なっ
た流量、粘度等の液体を単一のミキシング装置で効率的
に均一混合できるようにするものである。

【００１７】以下に、本発明によるインライン動的ミキ
シング装置について、本発明の一実施例である図１、図
２、および図３を用いて詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明によるインライン動的ミキシ
ング装置の概略断面図、図２は液流規制板装着部の部分
断面図、図３は胴ケーシングの断面図である。

【００１９】図１において、胴ケーシング３にはへルー
ル継手２ａを介して排出ケーシング１が、またへルール
継手２ｂを介して注入ケーシング５が接合されている。
胴ケーシング３、排出ケーシング１、および注入ケーシ
ング５の接合端面は同一口径、同一形状をなしており、
この接合端面は弾性ゴム、シリコンおよびテフロン等の
パッキンシールを挟み込み、クランプバンド等で接合す
ることができる。排出ケーシング１には液排出口１３
が、注入ケーシング５には液注入口４ａおよび４ｂが付
設されている。液注入口４ａおよび４ｂから連続的に送
液された２つの液体は、注入ケーシング５下部に取り付
けた攪拌翼９によって均一に混合され、排出ケーシング
１に設けた液排出口１３から排出される。攪拌翼９は注
入ケーシング５のシール８とへルール継手２ａに装着し
た軸サポート１０および上部軸受け１１によって保持さ
れ、モーター６の回転軸とをカップリング７で連結して
回転駆動される。液注入口４は、用途目的に応じた必要
数を設けてもよい。

【００２０】本発明による液流規制板１２は、液排出口
１３方向に向けた形状の板を軸サポート１０に装着し、
攪拌翼９の回転軸によって発生した微少な気泡が集合し
たり、攪拌翼９の回転運動によって生成する旋回流に沿
って成長した気泡が滞留することを抑制する。すなわ
ち、攪拌翼の回転運動によって生成する旋回流は、攪拌
翼９上部から液排出口１３に向かう箇所で最も強く発生
することから、該当部に旋回流を規制するための液流規
制板１２を設ければよい。

【００２１】本発明による液流規制板を設けたインライ
ン動的ミキシング装置は、各種塗布液を支持体に塗布、
乾燥を行って均一で良好な塗布膜のコーティング材料を
製造する工程において特に効果的である。通常、前記コ
ーティング材料を製造する工程では、タンクに貯蔵され
た塗布液を塗布装置に供給して塗布される。タンクから
塗布装置との間には、送液ポンプ、流量計等の機器と配
管等から構成されるが、前記塗布液を塗布装置で塗布す
る際に、前記の機器および配管内や塗布液中にある気泡
を送液しながら塗布装置またはその直前で除去するが、
本発明による液流規制板を設けたインライン動的ミキシ
ング装置は、送液されてきた塗布液の気泡をミキシング
装置内で集合、滞留させることなく速やかに排出できる
ため、均一で良好な塗布膜のコーティング材料を得るも
のである。

【００２２】本発明による液流規制板は、例えば図２に
示すような形状のものを用いることができるが、その形
状は、排出ケーシング１の断面に対し、およそ１／１０
〜１／２の断面積を持つものであれば任意の形状でよ
い。断面積が１／１０以下では泡の集合、滞留を抑制す
る液流規制効果が弱く、１／２以上の断面積とした場合
には、インライン動的ミキシング装置本来の攪拌混合能
力を低下させてしまうことがある。本発明による液流規
制板は、ミキシング装置内の攪拌流や通常の使用形態に
おいて、変形、振動、折れ等の起こらない、厚さ１〜１
０ｍｍ程度のものを用いることができる。

【００２３】本発明による胴ケーシングは、ミキシング
装置に送液する液体の流量、粘度等に応じて適切な容
量、任意の胴形状のものを用いることができる。送液す
る液体の流量が多く、また液体の粘度が高い場合や、複
数の液体を十分均一混合ならしめたい場合には、図３に
示すように胴ケーシング３の中間部分の内径を大きくし
て、均一な混合度合いを確保する。また、図示しない胴
ケーシングの液体流れ方向長さを長くし、前記胴ケーシ
ング長と同一軸長の攪拌翼とを用いて混合性を確保して
もよい。さらに、ミキシング装置の攪拌効率を改善する
ために、胴ケーシング３内部に、例えば図３ｃに示した
ような邪魔板１４を取り付けてもよい。

【００２４】各種塗布液を支持体に塗布、乾燥を行って
コーティング材料を製造する工程においては、特にミキ
シング装置内で行う攪拌、混合に要する処理時間を一定
に保つことは一定の品質を有したコーティング材料を得
るのに重要である。異なった流量の液体を単一のミキシ
ング装置で効率的に均一混合し、ミキシング装置の処理
滞留時間を一定とするために、処理流量に見合った胴ケ
ーシング部を容易に着脱交換できる本発明は、前記処理
滞留時間を調整する装置として有効である。

【００２５】本発明によるインライン動的ミキシング装
置に用いる攪拌翼は、ケーシング内部の液体を攪拌し、
混合できものであればよく、形状としては、例えばプロ
ペラ型、タービン型、パドル型等のものを用いることが
できる。また、攪拌翼の翼枚数、攪拌翼の翼長さ、攪拌
軸に取り付ける攪拌翼数等は、適宜設計することができ
る。

【００２６】本発明に用いられる塗布装置としては、カ
ーテン、スライドホッパー、エクストルージョン等各種
公知のものがある。

【００２７】

【実施例】次に、本発明を更に具体的に説明するために
実施例を述べるが、本発明はこれらに限定されるもので
はなく、特許請求の範囲内において各種の応用が行える
ものである。

【００２８】実施例１ 図１に示すようなミキシング部の内容積が１Ｌのインラ
イン動的ミキシング装置に、１０％ゼラチン溶液にアニ
オン系界面活性剤を加えたＡ液と、着色染料として赤色
２号を０．０１％含有する染料液Ｂ液とを別々に調液
し、それぞれ５５００ｍｌ／ｍｉｎと５００ｍｌ／ｍｉ
ｎの流量で同時に連続して送液した。この時インライン
動的ミキシング装置の攪拌翼は４００ＲＰＭの速度で回
転させ、ミキシング装置から排出した塗布液を塗布幅１
０００ｍｍのスライドホッパー型塗布装置で１００ｍ／
ｍｉｎの塗布速度でウェブに塗布し、乾燥を行った。

【００２９】本発明として図２ａに示した液流規制板を
図１に示すインライン動的ミキシング装置に装着し、前
述した条件でＡ＋Ｂの混合液を１０分間塗布した。ま
た、図２ｂに示した液流規制板をも同様の条件で塗布、
乾燥し、肉眼で見られる０．０３ｍｍ以上の泡故障の数
を計測した。比較例として液流規制板を装着しない他
は、本発明と同一条件でＡ＋Ｂ液をインライン動的ミキ
シング装置にて混合し、塗布、乾燥後の泡故障を計測し
た。

【００３０】本発明による液流規制板図２ａおよび図２
ｂを用いて塗布した泡故障は、１平方ｍ当たり０．１個
以下であったのに対し、比較例は１平方ｍ当たり０．３
個〜２個の泡故障が認められ、特に塗布開始時に泡故障
の発生が多かった。

【００３１】

【発明の効果】前述したように、本発明によるインライ
ン動的ミキシング装置は、前記ミキシング装置のケーシ
ング部内に液流規制板を設けたことで、液体中の泡が集
合、滞留しないため、泡故障のない均一で良好な塗布膜
のコーティング材料を製造することができ、コーティン
グ材料の生産歩留まりが大幅に向上する。また、胴ケー
シング部を着脱自在に交換できることにより、異なった
流量や粘度の液体を単一のミキシング装置で効率的に均
一混合することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】概略断面図

【図２】液流規制板設置部の部分断面図

【図３】胴ケーシングの断面図

【符号の説明】

１ 排出ケーシング ２ａ，ｂ ヘルール継手 ３ 胴ケーシング ４ａ，ｂ 液注入口 ５ 注入ケーシング ６ モータ ７ カップリング ８ シール ９ 攪拌翼 １０ 軸サポート １１ 上部軸受け １２ 液流規制板 １３ 液排出口 １４ 邪魔板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排出口と少なくとも２つの注入口を備え
   たケーシング部と、前記ケーシング部内を撹拌する手段
   を有するインライン動的ミキシング装置であって、該ケ
   ーシング部内の排出口近傍に液流規制板を設けたことを
   特徴とするインライン動的ミキシング装置。
2. 【請求項２】 排出口と少なくとも２つの注入口を備え
   たケーシング部と、前記ケーシング部内を撹拌する手段
   を有するインライン動的ミキシング装置であって、該ケ
   ーシング部は筒状の胴ケーシング部と排出口を備えた排
   出ケーシング部、および少なくとも２つの注入口を備え
   た注入ケーシング部とからなり、前記胴ケーシング部の
   両端面と前記排出ケーシング部および前記注入ケーシン
   グ部の片端面とは互いに着脱自在なる構造をなし、内容
   積の異なる胴ケーシング部が交換できるようにしたこと
   を特徴とするインライン動的ミキシング装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインライン動的ミキシ
   ング装置において、前記ケーシング部は筒状の胴ケーシ
   ング部と排出口を備えた排出ケーシング部、および少な
   くとも２つの注入口を備えた注入ケーシング部とからな
   り、前記胴ケーシング部の両端面と前記排出ケーシング
   部および前記注入ケーシング部の片端面とは互いに着脱
   自在なる構造をなし、内容積の異なる胴ケーシング部が
   交換できるようにしたことを特徴とするインライン動的
   ミキシング装置。