JP2001113146A - 固形物の溶解装置、および溶解方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単であり、固形物を溶解するのに要
する時間を少なくし、固形物の形状にかかわらず、不溶
解物が装置内部等に付着することなく良好に溶解させ得
る固形物の溶解装置、および溶解方法を提供すること。 【解決手段】 円柱状の容器１２内部に、容器１２の中
心軸を基軸１４とする攪拌羽根１６が備えられた、固形
物を溶媒に溶解するための溶解装置であって、攪拌羽根
１６が、容器１２底面形状および側面形状に沿って、基
軸１４から張り出した形状であり、攪拌羽根１６の先端
部と、前記中心軸と、の間に遮蔽部材１８が、容器１２
の上部から張り出すように配されてなることを特徴とす
る固形物の溶解装置、および溶解方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂およびゴム類
等の固形物（本発明において、「固形物」というとき
は、完全な固体のみならず、ゲル状、軟質体等液状以外
の性状であって、溶媒に溶解することが望まれる物質を
全て含むこととする。）を溶媒に溶解するための固形物
の溶解装置、および溶解方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂およびゴム類等の固形物を溶
解する手段としては、例えば特公昭５２−２２０１０号
公報のように回転羽根を用いた装置が広く知られてい
る。また一般に分散装置としては、特開昭６０−４８１
２６号公報のように籠状筐体内に物質を入れて攪拌を行
うものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、合成ゴム等のゴム類および樹脂類は、溶解を行う前
の固形物の状態では、シート状やペレット状である場合
が多く、これを通常の攪拌装置で溶解しようとすると、
容器の隅のように溶液がこれら被溶解物質を剪断する力
が弱い箇所、或いは、回転羽根の端部や籠上筐体のよう
に溶液の流れが集中する箇所に、不溶解物質が付着して
しまい、溶解に要する時間を長引かせる欠点があった。
またこのような欠点を補うためゴムや樹脂等の被溶解物
質を溶解前に微細なチップ状に裁断することが行われる
が、溶媒にこれら被溶解物質を投入すると、該被溶解物
質表面より溶解が始まるため、被溶解物質の不溶解部分
同士が結着し、前述した欠点が十分に改善されないケー
スも見られた。

【０００４】したがって本発明の目的は、以上の課題を
解決するものであって、詳しくは、構造が簡単であり、
固形物を溶解するのに要する時間を少なくし、固形物の
形状にかかわらず、固形物の不溶解部分が装置内部等に
付着することなく良好に溶解させ得る固形物の溶解装
置、および溶解方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成される。すなわち第１の本発明は、円柱状
の容器内部に、該容器の中心軸を基軸とする攪拌羽根が
備えられた、固形物を溶媒に溶解するための溶解装置で
あって、前記攪拌羽根が、前記容器底面形状および側面
形状に沿って、前記基軸から張り出した形状であり、前
記攪拌羽根の先端部と、前記中心軸と、の間に遮蔽部材
が、前記容器の上部から張り出すように配されてなるこ
とを特徴とする固形物の溶解装置である。

【０００６】第１の本発明によれば、前記円柱状の容器
に、樹脂およびゴム類等の固形物と、それを溶解するた
めの溶媒とを投入し、基軸を中心として前記攪拌羽根を
回転させることで、前記容器内には液流が発生し、ま
た、前記容器底面および側面と、前記攪拌羽根との間に
剪断力が生じるとともに、前記遮蔽部材と前記攪拌羽根
との間にも剪断力が生じるため、効率的に固形物に剪断
力を付与することができる。したがって、簡単な構造で
ありながら強力に固形物を剪断および溶解することがで
き、固形物を溶解するのに要する時間を大幅に短縮する
ことができる。

【０００７】また、前記攪拌羽根が、前記容器底面形状
および側面形状に沿った形状であるため、前記容器底面
および側面と、前記攪拌羽根との間に剪断力が生じ、容
器内に液の滞留する箇所を生じさせにくく、固形物の形
状にかかわらず、固形物の不溶解部分が装置内部等に付
着することなく良好に固形物を溶解することができる。

【０００８】第１の本発明においては、前記攪拌羽根
が、基軸を中心として点対称に複数配されてなることが
好ましい。前記攪拌羽根を複数配することで、より効率
的に前記容器底面および側面と、前記攪拌羽根との間の
剪断力、および、前記遮蔽部材と前記攪拌羽根との間の
剪断力を生じさせ得るため、より固形物の溶解性が良好
となる。また、前記攪拌羽根が、基軸を中心として点対
称に配されているため、前記攪拌羽根全体の重心が基軸
となり、基軸を中心として安定的に前記攪拌羽根を回転
させることができる。

【０００９】第１の本発明において、前記容器底面およ
び側面と、前記攪拌羽根との間隙（最短距離）として
は、３０ｍｍ以下とすることが望ましい。当該間隙を小
さくすることで、両者の間に働く剪断力を強力にせしめ
ることができる。

【００１０】第１の本発明において、前記遮蔽部材と前
記攪拌羽根との間隙（最短距離）としては、３０ｍｍ以
下とすることが望ましい。当該間隙を小さくすること
で、両者の間に働く剪断力を強力にせしめることができ
る。

【００１１】第１の本発明において、前記円柱状の容器
に、樹脂およびゴム類等の固形物と、それを溶解するた
めの溶媒とを投入し、基軸を中心として前記攪拌羽根を
回転させた際に、前記攪拌羽根の先端部が、前記容器内
の液面近傍もしくは液面よりも突出した位置に来るよう
に、前記攪拌羽根が前記容器の底面近傍から立ち上がっ
た形状であることが望ましい。前記攪拌羽根の先端部が
前記容器内の液面近傍もしくは液面よりも突出した位置
に配されていることにより、液面近傍に液の滞留部分を
発生させること無く、良好に固形物を溶解することがで
きる。

【００１２】さらに、第１の本発明においては、前記攪
拌羽根の上方であって遮蔽部材と干渉しない位置に、前
記基軸を中心とする一般的な形状の攪拌羽根を設けるこ
とが望ましい。第１の本発明の構成に、さらに通常の攪
拌羽根を設けることにより、前記溶媒および固形物の攪
拌力がより一層高められ、極めて良好に固形物を溶解す
ることができる。

【００１３】なお、本発明において、攪拌羽根における
「容器底面形状および側面形状に沿って、基軸から張り
出した形状」とは、攪拌羽根の各箇所における、容器底
面または側面からの最短距離を一定に保った状態となる
ように、基軸から張り出した形状のことを言う。また攪
拌羽根における、容器底面からの最短距離と、容器側面
からの最短距離とは、異なっていてもよく、攪拌羽根−
容器底面間と、攪拌羽根−容器側面間と、がそれぞれ一
定の最短距離を保っていればよい。

【００１４】ただし、上記「距離を一定に保つ」と言っ
ても、常に正確に一定の距離を保つ必要は無く、容器底
面または容器側面に対して、攪拌羽根がある程度傾斜し
ている場合、あるいは、攪拌羽根自体にある程度凹凸を
有する場合であっても、実質的に容器底面形状および側
面形状に沿った形状であれば、上記本発明に言う攪拌羽
根の形状の概念に含まれるものとする。

【００１５】第２の本発明は、固形物を溶媒に溶解する
ための溶解方法であって、第１の本発明の溶解装置の容
器内部に前記固形物および前記溶媒を投入し、基軸を中
心として攪拌羽根を回転させることにより、前記固形物
を前記溶媒に溶解することを特徴とする固形物の溶解方
法である。

【００１６】第２の本発明によれば、前記基軸を中心と
して前記攪拌羽根を回転させることで、前記容器内には
液流が発生し、また、前記容器底面および側面と、前記
攪拌羽根との間に剪断力が生じるとともに、前記遮蔽部
材と前記攪拌羽根との間にも剪断力が生じるため、効率
的に固形物に剪断力を付与することができる。したがっ
て、強力に固形物を剪断および溶解することができ、固
形物を溶解するのに要する時間を大幅に短縮することが
できる。

【００１７】また、前記容器底面および側面と、前記攪
拌羽根との間に剪断力が生じ、固形物の形状にかかわら
ず、不溶解物が装置内部等に付着することなく良好に固
形物を溶解することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を好ましい実施の形
態を挙げて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
である固形物の溶解装置１０の斜視図である。図１にお
いて、１２は円柱状の容器であり、内部に容器１２の中
心軸を基軸１４とする攪拌羽根１６が備えられている。
攪拌羽根１６は、基軸１４の下方先端部で基軸１４と接
続し、当該接続部１４’を中心として、容器１２の底面
形状に沿って側面方向に一対の腕部１６ａ，１６ａ’が
張り出し、かつ、腕部１６ａ，１６ａ’の端部で上方に
立ち上げられ、容器１２の側面形状に沿って直立部位１
６ｂ，１６ｂ’を形成してなる。

【００１９】また、攪拌羽根１６の直立部位１６ｂと、
基軸１４との間には、基軸１４と平行な遮蔽部材１８
が、容器１２の上部から張り出すように（上から降りて
くるように）配されている。遮蔽部材１８は、容器１２
の蓋２０に取り付けられている。ただし、遮蔽部材１８
は、他の担持手段により担持されて、当該箇所に配され
ても構わない。

【００２０】図２は、図１に示す本実施形態の溶解装置
１０の断面図である。図２に示すように攪拌羽根１６の
形状は、腕部１６ａ，１６ａ’において容器１２の底面
形状に沿って、これと平行となっており、直立部位１６
ｂ，１６ｂ’において容器１２の側面形状に沿って、こ
れと平行となっている。すなわち、本実施形態のように
容器１２の底面形状が平面状であれば、それと平行に基
軸１４の接続部１４’から張り出し、かつ、容器１２の
側面に到達する前に上方に立ち上げられ、容器１２の側
面と平行な直立部位を有する形状であることが、本発明
に規定する攪拌羽根の形状となる。なお、基軸１４の接
続部１４’の底面方向への張り出しは、攪拌羽根１６の
形状には含まれない。

【００２１】本実施形態においては、攪拌羽根１６の腕
部１６ａ，１６ａ’と、容器１２の底面との最短距離Ａ
は、攪拌羽根１６の直立部位１６ｂ，１６ｂ’と、容器
１２の側面との最短距離Ｂに対して、若干小さくなって
いる。本発明においては、このように、最短距離Ａおよ
びＢとは、必ずしも同一でなくてもよい。

【００２２】また遮蔽部材１８においても、攪拌羽根１
６の腕部１６ａ，１６ａ’と、遮蔽部材１８との最短距
離Ｃは、攪拌羽根１６の直立部位１６ｂ，１６ｂ’と、
遮蔽部材１８との最短距離Ｄに対して、若干小さくなっ
ている。こちらも、両者が同一である必要は無く、攪拌
羽根１６や基軸１４と干渉しない位置であれば、如何な
る箇所に遮蔽部材１８を設けても構わない。なお、本発
明における「攪拌羽根の先端部と、中心軸と、の間」と
の規定は、攪拌羽根が回転した際に描く軌跡と、中心軸
（本実施形態においては基軸１４と同一軸）との間を意
味するものであり、攪拌羽根が回転した時のそれぞれの
位置における攪拌羽根と中心軸との間のことを指すもの
では、勿論無い。

【００２３】当該溶解装置１０を用いて樹脂およびゴム
類等の固形物を溶媒に溶解するには、容器１２に、前記
固形物と溶媒とを投入し、不図示のモーターにより基軸
１４を中心として攪拌羽根１６を回転させる。すると、
容器１２内には前記溶媒の液流が発生し、該液流に乗っ
て前記固形物が容器１２内を回転する。前記液流は、液
内部では基軸１４から容器１２側面方向へ、液面近傍で
は容器１２側面から基軸１４する方向へ向かい、液面が
全体としてすり鉢状になる。

【００２４】当該液流の発生により、容器１２底面およ
び側面と、攪拌羽根１６との間に剪断力が生じるととも
に、遮蔽部材１８と攪拌羽根１６との間にも剪断力が生
じるため、液流に乗って容器１２内を移動する前記固形
物が、これら剪断力の作用を受ける部位に巻き込まれ、
溶解が容易な微細な片へと次々に裁断されて行く。そし
て、前記液流の中で前記固形物と溶媒とが効率的に混ぜ
合わせられ、前記固形物がすばやく溶解する。

【００２５】このように本実施形態の溶解装置１０によ
れば、効率的に固形物に剪断力を付与することができ、
簡単な構造でありながら強力に固形物を剪断および溶解
することができ、固形物を溶解するのに要する時間を大
幅に短縮することができる。

【００２６】また、攪拌羽根１６が、容器１２底面形状
および側面形状に沿った形状であるため、容器１２底面
および側面と、攪拌羽根１６との間に剪断力が生じ、容
器内に液の滞留する箇所を生じさせにくく、固形物の形
状にかかわらず、不溶解物が装置内部（容器１２の内壁
面、攪拌羽根１６等）に付着することなく良好に固形物
を溶解することができる。

【００２７】最短距離ＡおよびＢは、小さければ小さい
ほど、容器１２の底面または側面と、攪拌羽根１６との
間の剪断力が高くなるため好ましいが、あまりに近づけ
すぎると、装置の設計上、精度が維持できず、攪拌羽根
１６の回転時に容器１２の底面または側面とぶつかって
しまう（干渉を起こしてしまう）場合がある。したがっ
て、かかる問題の生じない範囲で、最短距離ＡおよびＢ
を小さく設定することが望ましい。具体的には、最短距
離ＡおよびＢは、３０ｍｍ以内とすることが好ましく、
１０ｍｍ以内とすることがより好ましい。

【００２８】同様に最短距離ＣおよびＤは、攪拌羽根１
６の回転時に遮蔽部材１８と干渉を起こしてしまうこと
の無い範囲で、小さく設定することが望ましく、具体的
には、最短距離ＣおよびＤは、３０ｍｍ以内とすること
が好ましく、１０ｍｍ以内とすることがより好ましい。

【００２９】攪拌羽根１６の形状としては、本実施例に
おいては図３に示す如く、Ｅ−Ｅ断面が矩形状のものを
用いたが、本発明においてはこれに限定されるものでは
なく、例えば、三角形状、多角形状、およびそれらの角
が丸められた形状、円形状、楕円形状等如何なる形状で
あってもよい。

【００３０】図３におけるＥ−Ｅ断面の形状を図４
（ａ）に示す。本実施形態においては、このように偏平
の、矩形の断面形状を有する攪拌羽根１６を、容器１２
内に発生する液流方向と長手方向とが一致する向きに配
して用いている。このように、攪拌羽根１６の長手方向
と液流方向とを一致させることで、液体にかかる剪断力
を強力なものとすることができる。また、それと共に、
溶解すべき固形物自体の攪拌羽根１６への付着を防止す
ることもできる。

【００３１】攪拌羽根１６の図３におけるＥ−Ｅ断面に
相当する断面形状の、本発明における他の例について、
図４の（ｂ）〜（ｉ）に挙げる。これらの中でも、既述
の如く、偏平状の断面であり、容器１２内に発生する液
流方向と長手方向とが一致する向きに配されている
（ｂ）〜（ｈ）が好ましく、液の流れに対し先鋭的な形
状の（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）、および（ｈ）が剪断力を
より高め、固形物の攪拌羽根１６への付着を防止する上
で好ましい。

【００３２】ただし、先鋭的な形状でない方が、液流を
強力に生じさせるには好ましいため、固形物や溶媒の種
類、組み合わせ、固形物の形状、遮蔽部材の形状等に応
じて、好ましくは図４の（ａ）〜（ｉ）の中から前記断
面形状を適宜選択すればよい。また、前記断面形状とし
ては、攪拌羽根の全ての部位で同一である必要は無く、
例えば、攪拌羽根１６のＥ−Ｅ断面形状と、Ｆ−Ｆ断面
形状とが異なっていてもよい。

【００３３】攪拌羽根１６の先端部（直立部位１６ｂ，
１６ｂ’の端部）としては、容器１２に、固形物および
溶媒とを投入し、基軸１４を中心として攪拌羽根１６を
回転させた際に、容器１２内の液面近傍もしくは液面よ
りも突出した位置に来ることが望ましい。すなわち、攪
拌羽根１６の回転による攪拌により、容器１２内の固形
物を含む溶媒の液面は、基軸１４を中心としてすり鉢状
となり、容器１２側面に行くにしたがって液面が上が
る。この上昇した液面近傍もしくは液面よりも突出した
位置に来るように攪拌羽根１６の先端部位置を配するこ
とで、液面近傍に固形物の滞留を発生させること無く、
良好に固形物を溶解することができる。ここで「液面近
傍」としては、前記上昇した液面から下方に１００ｍｍ
以内であることが好ましく、３０ｍｍ以内であることが
より好ましい。

【００３４】攪拌羽根１６は、本実施形態においては基
軸１４を中心として一対（２つ）設けられているが、２
つに限定されるものではなく、１つでも３つ以上でも問
題無い。ただし、攪拌羽根１６は、基軸１４を中心とし
て点対称に複数配されてなることが好ましい。攪拌羽根
１６を複数配することで、より効率的に容器１２底面お
よび側面と、攪拌羽根１６との間の剪断力、および、遮
蔽部材１８と攪拌羽根１６との間の剪断力を生じさせ得
るため、より固形物の溶解性が良好となる。また、攪拌
羽根１６が、基軸１４を中心として点対称に配されてい
れば、攪拌羽根１６全体の重心が基軸１４となり、基軸
１４を中心として安定的に攪拌羽根１６を回転させるこ
とができる。また、勿論複数の攪拌羽根とすることが、
攪拌効率の観点からは有利である。

【００３５】本実施形態において、遮蔽部材１８の形状
としては、容器１２内に発生する液流方向の断面形状と
して、攪拌羽根１６の図３におけるＥ−Ｅ断面の形状に
準じた形状、すなわち、例えば図４（ａ）〜（ｉ）に示
す形状を何れも選択することができる。なお、遮蔽部材
１８の前記断面形状は、何れの箇所においても同一であ
る必要は無く、たとえば液面付近は矩形状、先端部付近
は円形状等であっても問題無い。勿論、遮蔽部材１８の
前記断面形状は、攪拌羽根１６の同断面形状と同一にす
る必要は無く、固形物や溶媒の種類、組み合わせ、固形
物の形状、攪拌羽根１６の形状等に応じて、適宜選択す
ればよい。

【００３６】本実施形態において、遮蔽部材１８は基軸
１４と平行に配されているが、本発明においては、本発
明の効果を損ねない範囲で、基軸１４（中心軸）と前記
遮蔽部材とがある程度の傾きを有していても構わない。
具体的には、前記中心軸と前記遮蔽部材との為す角が、
±３０°以下であることが好ましく、±１０°以下であ
ることがより好ましい。

【００３７】本実施形態においては、遮蔽部材１８が１
つのみの形態を示したが、本発明において、遮蔽部材の
数は２個以上であっても差し支えない。図５に、遮蔽部
材の様々な態様を示す。図５（ａ）は、前記断面形状が
矩形である板状の遮蔽部材１８ａが２つ対になって、蓋
２０ａに接続している態様を示すものである。蓋２０ａ
の中心には穴２２ａが設けられている。図１に示す遮蔽
部材１８および蓋２０に代えて、遮蔽部材１８ａを下に
向け、基軸１４が穴２２ａに貫通するように容器１２に
被せることにより、２つの遮蔽部材１８ａが容器１２内
に配される。

【００３８】図５（ｂ）は、前記断面形状が、液流にし
たがって曲面を描くような円弧状である遮蔽部材１８ｂ
が２つ対になって、蓋２０ｂに接続している態様を示す
ものである。蓋２０ｂの中心には穴２２ｂが設けられて
いる。図１に示す遮蔽部材１８および蓋２０に代えて、
遮蔽部材１８ｂを下に向け、基軸１４が穴２２ｂに貫通
するように容器１２に被せることにより、２つの遮蔽部
材１８ｂが容器１２内に配される。

【００３９】図５（ｃ）は、前記断面形状が、円形であ
る遮蔽部材１８ｃが４つ、蓋２０ｃの中心を基準とする
点対称に配されて、蓋２０ｃに接続している態様を示す
ものである。蓋２０ｃの中心には穴２２ｃが設けられて
いる。図１に示す遮蔽部材１８および蓋２０に代えて、
遮蔽部材１８ｃを下に向け、基軸１４が穴２２ｂに貫通
するように容器１２に被せることにより、４つの遮蔽部
材１８ｃが容器１２内に配される。

【００４０】本実施形態において、容器１２の径として
は、１５０ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲が好ましく、１５
０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲がより好ましい。１５０ｍｍ
未満であると、仕込み量（目標固形分）にもよるが、容
器１２内に固形分が密集するため、攪拌羽根１６を回転
させるための手段（モータ等）に大きな負荷がかかって
しまう。また、攪拌羽根１６自体や遮蔽部材１８への負
荷も大きく、曲がりなどの変形を起こすこともあるため
好ましくない。一方、１０００ｍｍを超えると、攪拌羽
根１６の回転数にもよるが、容器１２内で固形物の動き
が鈍くなり、溶解にかかる時間が長くなってしまうため
好ましくない。

【００４１】また、容器１２の高さとしては、特に制限
はないが、攪拌時の容器１２開口部周縁からの溢出を防
ぐために、容器１２内に投入する固形物および溶媒によ
る液面に対し十分な高さを確保することが望ましい。な
お、あまりに高い位置に液面が来ると、攪拌羽根１６の
先端位置を如何に液面近傍もしくは液面より突出した位
置に配しても、攪拌効率が低下し、逆に液面が低すぎる
と液の飛び散り、あるいは、固形分の飛び散りによる容
器１２内面への固形分の付着が問題となる場合がある。

【００４２】基軸１４を中心として攪拌羽根１６を回転
させる、当該回転数（ｒｐｍ）としては、既述の如く回
転により液面がすり鉢状となるため、液面の上昇部分が
蓋に達しない程度、あるいは、液面の下降部分が基軸１
４の下端近傍に達しない程度とすることが望ましい。実
際には、好ましい回転数は、攪拌羽根１６の形状、遮蔽
部材１８の形状、およびこれらの配置、容器１２の径・
高さ、溶媒の種類（特に粘度）および量、固形物の形状
および量、等の各要素により大幅に異なってくるので、
これらを考慮して最適の値に適宜調整すればよい。

【００４３】図６は、本発明の第２の実施形態である固
形物の溶解装置６０の断面図である。図６において、６
２は円柱状の容器であり、内部に容器６２の中心軸を基
軸６４とする攪拌羽根６６が備えられている。容器６２
は、底面の周端の角が取られ、アールを形成している。
攪拌羽根６６は、基軸６４の下方先端部で基軸６４と接
続し、当該接続部６４’を中心として、容器６２の底面
形状に沿って側面方向に一対の腕部６６ａ，６６ａ’が
張り出し、腕部６６ａ，６６ａ’の端部で、容器６２底
面周端のアールに沿った形状に上方に立ち上げられ、容
器６２の側面形状に沿って直立部位６６ｂ，６６ｂ’を
形成してなる。すなわち、基軸６４および攪拌羽根６６
は、図７に斜視図を示した形状となっている。

【００４４】また、攪拌羽根６６の直立部位６６ｂと、
基軸６４との間には、基軸６４と平行な遮蔽部材６８
が、容器６２の上部から張り出すように（上から降りて
くるように）配されている。遮蔽部材６８は、容器６２
の蓋７０に取り付けられている。ただし、遮蔽部材６８
は、他の担持手段により担持されて、当該箇所に配され
ても構わない。

【００４５】本実施形態においても、固形物を溶媒に溶
解する際の基本的な動作、作用および効果は、第１の実
施形態と同様である。ただし、容器６２の底面周端の角
が取られているため、当該箇所に液の滞留がより発生し
にくく、固形物を完全に溶解させることがより容易とな
る。

【００４６】本実施形態において、攪拌羽根６６の図７
におけるＨ−Ｈ断面形状は、円形状であるが、かかる断
面形状に関する考え方も第１の実施形態と同様であり、
本発明においては、かかる形状に限定されない。

【００４７】本実施形態において、容器６２底面および
側面と、攪拌羽根６６との間隙、および、遮蔽部材６８
と攪拌羽根６６との間隙、に関する考え方も第１の実施
形態と同様であるが、本実施形態においては、容器６２
底面周端および攪拌羽根６６のアール部において注意を
要する。当該箇所においては、容器６２と攪拌羽根６６
との最短距離Ｉ、および、遮蔽部材６８と攪拌羽根６６
との最短距離Ｇ、を基準として、前記第１の実施形態の
考え方が論じられる。

【００４８】その他、攪拌羽根６６の先端部位置、攪拌
羽根６６の数、遮蔽部材６８の形状・位置・数・態様、
容器６２の径および高さ、液面の高さ、等については、
前記第１の実施形態と同様である。

【００４９】図８は、本発明の第３の実施形態である固
形物の溶解装置８０の断面図である。図８において、８
２は円柱状の容器であり、内部に容器８２の中心軸を基
軸８４とする攪拌羽根８６が１つ備えられている。容器
８２は、底面形状が偏平半球面状となっている。攪拌羽
根８６は、基軸８４の下方先端部で基軸８４と接続し、
容器８２の底面形状に沿って側面方向に張り出し、端部
で容器８２の側面形状に沿って立ち上げられてなる。

【００５０】また、攪拌羽根８６の先端部と、基軸８４
との間には、基軸８４と平行な遮蔽部材８８が、容器８
２の上部から張り出すように（上から降りてくるよう
に）配されている。遮蔽部材８８は、容器８２の蓋９０
に取り付けられている。ただし、遮蔽部材８８は、他の
担持手段により担持されて、当該箇所に配されても構わ
ない。

【００５１】本実施形態においても、固形物を溶媒に溶
解する際の基本的な動作、作用および効果は、第１の実
施形態と同様である。ただし、容器８２の底面形状が偏
平半球面状であること、攪拌羽根８６を一つのみしか有
しないこと、の２点が異なる。したがって、容器８２の
底部に液の滞留がより発生しにくく、固形物を完全に溶
解させることがより容易となる。また、攪拌羽根８６が
１つのみであることより、基軸８４を中心とする攪拌羽
根８６の回転の安定性に欠け、攪拌効率も若干劣るもの
の、装置としての簡略化を図ることが可能となる。

【００５２】本実施形態において、容器８２底面および
側面と、攪拌羽根８６との間隙、および、遮蔽部材８８
と攪拌羽根８６との間隙、に関する考え方も第１の実施
形態と同様であるが、本実施形態においては、容器８２
底面および攪拌羽根６６のアール部において注意を要す
る。当該箇所においては、容器８２と攪拌羽根８６との
最短距離ＫまたはＬ、および、遮蔽部材８８と攪拌羽根
８６との最短距離Ｊ、を基準として、前記第１の実施形
態の考え方が論じられる。

【００５３】その他、攪拌羽根８６の先端部位置、攪拌
羽根８６の形状・数、遮蔽部材８８の形状・位置・数・
態様、容器８２の径および高さ、液面の高さ、等につい
ては、前記第１の実施形態と同様である。

【００５４】図９は、本発明の第４の実施形態である固
形物の溶解装置１００の斜視図である。第４の実施形態
は、第１の実施形態と基本構成が共通し、さらに本実施
形態特有の構成が付加されたものであるため、図９にお
いて、第１の実施形態と同一の機能を有する部材につい
ては図１と同一の符号を付して、その詳細な説明は省略
することとする。

【００５５】本実施形態においては、攪拌羽根１６（よ
り詳細には攪拌羽根１６の腕部１６ａ，１６ａ’）の上
方であって、遮蔽部材１８と干渉しない位置に、基軸１
４を中心とする一般的な形状の攪拌羽根２４が設けられ
ている。

【００５６】当該溶解装置１００を用いて樹脂およびゴ
ム類等の固形物を溶媒に溶解するには、容器１２に、前
記固形物と溶媒とを投入し、不図示のモーターにより基
軸１４を中心として攪拌羽根１６および一般的な形状の
攪拌羽根２４を回転させる。容器１２内には前記溶媒の
液流が発生し、該液流に乗って前記固形物が容器１２内
を回転する。このとき前記液流は、一般的な形状の攪拌
羽根２４が加わることにより、攪拌羽根１６のみで付与
される液流がより強くなり、前記固形物は液内を激しく
移動する。

【００５７】すると、容器１２底面および側面と、攪拌
羽根１６との間に剪断力が生じるとともに、遮蔽部材１
８と攪拌羽根１６との間にも剪断力が生じるため、液流
に乗って容器１２内を移動する前記固形物が、これら剪
断力の作用を受ける部位に巻き込まれ、溶解が容易な微
細な片へと裁断されて行く。そして、前記激しい液流の
中で前記固形物と溶媒とが効率的に混ぜ合わせられ、前
記固形物がすばやく溶解する。

【００５８】このように本実施例の溶解装置１００によ
れば、極めて効率的に固形物に剪断力および攪拌力を付
与することができ、簡単な構造でありながら強力に固形
物を剪断および溶解することができ、固形物を溶解する
のに要する時間をより大幅に短縮することができる。

【００５９】本実施形態における一般的な形状の攪拌羽
根２４とは、図１０に示す形状のものである。図１０
（ａ）は一般的な形状の攪拌羽根２４の正面図、図１０
（ｂ）は一般的な形状の攪拌羽根２４の平面図であり、
さらに図１０（ｃ）は一般的な形状の攪拌羽根２４の斜
視図である。図１０に示す通り、一般的な形状の攪拌羽
根２４は、基軸１４を中心として点対称に４つの羽根が
配された形状をしており、かつ、これらの羽根が一般的
な形状の攪拌羽根２４の回転方向に対して一定の角度を
為すように傾けられている。

【００６０】攪拌羽根２４の個々の羽根の長さとして
は、遮蔽部材１８にぶつからない（干渉しない）長さで
あれば問題無く、かかる干渉しない範囲でより長いもの
とすることが、攪拌効率向上の観点から望ましい。

【００６１】本実施例においては、図１０に示す一般的
な形状の攪拌羽根２４を「一般的な形状の攪拌羽根」と
して用いたが、かかる「一般的な形状の攪拌羽根」は、
従来公知のあらゆる攪拌羽根を、用途に応じて選択し得
る。

【００６２】以上、本発明を好ましい実施の形態を挙げ
て説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。例えば、上記各実施形態においては、基軸は
容器の上部から投入される形態を示したが、容器の底面
を貫通する基軸が下方から伸び、攪拌羽根の上方には軸
となる棒の存在しない構成であってもよい。この場合、
遮蔽部材は、基軸の延長線である容器の中心軸と、攪拌
羽根との間に配される。

【００６３】また、上記各実施形態においては、攪拌羽
根を回転することで液流（さらには液中における剪断
力）を生じさせたが、攪拌羽根は容器との関係で相対的
に回転させればよく、すなわち、攪拌羽根自体は固定し
ておき、容器の方を回転させたり、双方を逆方向に回転
させることにより液流を生じさせてもよい（本発明にお
いて、かかる構成も「攪拌羽根を回転」の概念に含める
ものとする）。

【００６４】さらに、上記実施形態では、攪拌羽根とし
て、かなり忠実に容器底面および側面に沿った形状のも
のを挙げて説明したが、本発明においては、例えば、第
１の実施形態および第２の実施形態にそれぞれ示す形状
の、容器および攪拌羽根を、相互に入れ替えた構成（す
なわち、攪拌羽根の容器底面に対応する箇所と、容器側
面に対応する箇所と、の繋ぎ目のいわゆる立ち上がり部
分の形状が、容器底面の周縁部の形状と異なり、一方が
アールを有し、他方がアールを有しない構成）であって
も、全体として攪拌羽根が容器底面および側面に実質的
に沿った形状となっていれば問題ない。

【００６５】本発明の固形物の溶解装置には、容器周囲
に溶液温度制御のためのジャケットを設けることで、溶
解中の固形物および溶媒の温度を一定に制御することも
できる。かかるジャケットは、前記固形物および溶媒の
冷却および加温双方を目的とすることができる。

【００６６】以上、本発明の溶解装置を説明したが、本
発明の溶解方法は、かかる本発明の溶解装置を用いて固
形物を溶媒に溶解する方法である。すなわち、本発明の
溶解方法は、固形物を溶媒に溶解するための溶解方法で
あって、前記本発明の溶解装置の容器内部に前記固形物
および前記溶媒を投入し、その後、前記基軸を中心とし
て周端攪拌羽根を回転させることにより、前記固形物を
前記溶媒に溶解することを特徴とする。

【００６７】本発明の溶解方法によれば、前記基軸を中
心として前記攪拌羽根を回転させることで、前記容器内
には液流が発生し、また、前記容器底面および側面と、
前記攪拌羽根との間に剪断力が生じるとともに、前記遮
蔽部材と前記攪拌羽根との間にも剪断力が生じるため、
効率的に固形物に剪断力を付与することができる。した
がって、強力に固形物を剪断および溶解することがで
き、固形物を溶解するのに要する時間を大幅に短縮する
ことができる。

【００６８】また、前記容器底面および側面と、前記攪
拌羽根との間に剪断力が生じ、固形物の形状にかかわら
ず、不溶解物が装置内部等に付着することなく良好に固
形物を溶解することができる。

【００６９】本発明の溶解装置および溶解方法に適用で
きる固形物としては、特に限定されないが、例えば、ブ
タジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプロピレ
ンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルブタジエン
ゴム、クロロピレンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、
シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピ
クロロヒドリンゴム、プロピレンオキサイドゴム、エチ
レン酢酸ビニルゴム、エチレンアクリル酸エステルゴ
ム、ノボルネンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴム類、天然
ゴム類や熱可塑性の合成樹脂等を挙げることができる。

【００７０】また本発明の溶解装置および溶解方法に適
用できる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、
ケトン類、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、シクロヘキサノン、ｎ−ヘキサン、アルコール類等
を挙げることができ、これら１種を単独で、あるいは２
種以上を適宜混合して使用することができる。

【００７１】

【実施例】次に、本発明を実施例を挙げて、より具体的
に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるも
のではない。 （実施例１）本実施例においては、図１および図２に示
す溶解装置を用いた。当該溶解装置の詳細は以下の通り
である。なお、各最短距離を示す記号は、図２中の記号
を用いた。

【００７２】１）容器１２ ・内径：２０８ｍｍ ・高さ：３５０ｍｍ

【００７３】２）攪拌羽根１６（板状） ・腕部１６ａ，１６ａ’の全長：１９０ｍｍ（最短距離
Ｂが９ｍｍ） ・腕部１６ａ，１６ａ’の幅：３０ｍｍ ・腕部１６ａ，１６ａ’の厚み：４ｍｍ ・直立部位１６ｂ，１６ｂ’の長さ（高さ）：２００ｍ
ｍ（攪拌時、液面からの先端部の高さ約＋５０ｍｍ） ・直立部位１６ｂ，１６ｂ’の幅：３０ｍｍ ・直立部位１６ｂ，１６ｂ’の厚み：４ｍｍ ・最短距離Ａ：７ｍｍ

【００７４】３）遮蔽部材１８（円柱状） ・直径：８ｍｍ ・最短距離Ｃ：７ｍｍ ・最短距離Ｄ：７ｍｍ

【００７５】先ず、容器１２にメチルイソブチルケトン
２５００ｇを投入し、続いて厚さ３〜５ｍｍ（平均４ｍ
ｍ）、３０ｍｍ角に裁断されたフッ素ゴム（フッ素ゴム
（昭和電工・デュポン社製、商品名：ＶＩＴＯＮ Ｅ−
６０Ｃ）１００重量部、カーボンブラック（ヴァンデル
ビルト社製、商品名：テルマックスＭＴ）１０重量部、
酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：＃３
０）１５重量部からなるもの）を１０００ｇ投入し、基
軸１４を中心として攪拌羽根１６を１８０ｒｐｍで回転
して、溶解を実施した。溶解終了までの時間は、３時間
であった。このときの溶液の固形分濃度を測定したとこ
ろ、２８．６重量％であった。また、容器１２内壁面、
攪拌羽根１６および遮蔽部材１８を確認したところ、固
形物の付着は確認されなかった。

【００７６】（実施例２）実施例１において、攪拌羽根
１６（板状）を図７に示す攪拌羽根６６（パイプ状）に
代え、遮蔽部材１８の直径を７ｍｍに変えた他は、実施
例１と同様の溶解装置を用いた。攪拌羽根６６の詳細は
以下の通りである。なお、各記号は、図７中の記号を用
いた。

【００７７】・全長Ｋ：１９０ｍｍ（最短距離Ｂが９ｍ
ｍ） ・高さＬ：２００ｍｍ（攪拌時液面からの先端部の高さ
約＋５０ｍｍ） ・Ｈ−Ｈ断面における直径：７ｍｍ ・アール部の曲率半径Ｒ：１０ｍｍ ・最短距離Ａ：７ｍｍ

【００７８】攪拌羽根６６の回転数を２００ｒｐｍに変
えたことを除き、実施例１と同様にして、溶解を実施し
た。溶解終了までの時間は、３時間であった。このとき
の溶液の固形分濃度を測定したところ、２８．６重量％
であった。また、容器１２内壁面、攪拌羽根６６および
遮蔽部材１８を確認したところ、固形物の付着は確認さ
れなかった。

【００７９】（実施例３）実施例１において、攪拌羽根
１６の位置を、最短距離Ａが４０ｍｍ（攪拌時液面から
の先端部の高さ約＋９０ｍｍ）になるように変えた他
は、実施例１と同様の溶解装置を用い、溶解を実施し
た。溶解終了までの時間は、１２時間であった。このと
きの溶液の固形分濃度を測定したところ、２８．６重量
％であった。また、容器１２内壁面、攪拌羽根１６およ
び遮蔽部材１８を確認したところ、固形物の付着は確認
されなかった。

【００８０】（実施例４）実施例１において、攪拌羽根
１６を腕部１６ａ，１６ａ’の全長が１４０ｍｍ（最短
距離Ｂが３４ｍｍ）のものに代え（攪拌時液面からの攪
拌羽根１６先端部の高さ約＋６０ｍｍ）、これに対応し
て、最短距離ＣおよびＤを変えることが無いように遮蔽
部材１８の位置を移動した他は、実施例１と同様の溶解
装置を用い、溶解を実施した。溶解終了までの時間は、
１２時間であった。このときの溶液の固形分濃度を測定
したところ、２８．６重量％であった。また、容器１２
内壁面、攪拌羽根１６および遮蔽部材１８を確認したと
ころ、固形物の付着は確認されなかった。

【００８１】（実施例５）実施例１において、遮蔽部材
１８の位置を、最短距離Ｃおよび最短距離Ｄ共に５０ｍ
ｍとなるように変えた他は、実施例１と同様の溶解装置
を用い、溶解を実施した。溶解終了までの時間は、１４
時間であった。このときの溶液の固形分濃度を測定した
ところ、２８．６重量％であった。また、容器１２内壁
面、攪拌羽根１６および遮蔽部材１８を確認したとこ
ろ、固形物の付着は確認されなかった。

【００８２】（実施例６）本実施例においては、図９に
示す溶解装置１００を用いた。これは、実施例１におい
て用いた溶解装置１０に対して、さらに攪拌羽根１６
（より詳細には攪拌羽根１６の腕部１６ａ，１６ａ’）
の上方であって、遮蔽部材１８と干渉しない位置に、基
軸１４を中心とする一般的な形状の攪拌羽根２４（図１
０に示すもの）が設けられたものである（攪拌時液面か
らの攪拌羽根１６先端部の高さ約＋４５ｍｍ）。攪拌羽
根２４以外の各構成は、実施例１と同様のものとした。
一般的な形状の攪拌羽根２４の詳細は以下の通りであ
る。

【００８３】・羽根（一対）の全長：９０ｍｍ ・羽根の厚み：３ｍｍ ・回転方向に対する傾斜角度：３０°

【００８４】先ず、容器１２にメチルイソブチルケトン
２５００ｇを投入し、続いて厚さ３〜５ｍｍ（平均４ｍ
ｍ）、３０ｍｍ角に裁断されたフッ素ゴム（フッ素ゴム
（昭和電工・デュポン社製、商品名：ＶＩＴＯＮ Ｅ−
６０Ｃ）１００重量部、カーボンブラック（ヴァンデル
ビルト社製、商品名：テルマックスＭＴ）１０重量部、
酸化マグネシウム（協和化学工業社製、商品名：＃３
０）を１０００ｇ投入し、基軸１４を中心として攪拌羽
根１６および一般的な攪拌羽根２４を１８０ｒｐｍで回
転して、溶解を実施した。溶解終了までの時間は、２．
５時間であった。このときの溶液の固形分濃度を測定し
たところ、２８．６重量％であった。また、容器１２内
壁面、攪拌羽根１６、一般的な攪拌羽根２４および遮蔽
部材１８を確認したところ、固形物の付着は確認されな
かった。

【００８５】（比較例１）実施例１において、遮蔽部材
１８を除した他は、実施例１と同様の溶解装置（攪拌時
液面からの攪拌羽根１６先端部の高さ約＋４５ｍｍ）を
用い、溶解を実施した。溶解終了までの時間は、１５時
間であった。このときの溶液の固形分濃度を測定したと
ころ、２４重量％であった（すなわち、フッ素ゴムは完
全には溶解していなかった。）。また、容器１２内壁面
および攪拌羽根１６を確認したところ、攪拌羽根１６表
面にかなりの量の固形物の付着が確認された。

【００８６】（比較例２）実施例６において、攪拌羽根
１６を除した他は（すなわち、攪拌用として一般的な形
状の攪拌羽根２４のみを配した構成）、実施例１と同様
の溶解装置を用い、溶解を実施した。溶解終了までの時
間は、１５時間であった。このときの溶液の固形分濃度
を測定したところ、２３重量％であった（すなわち、フ
ッ素ゴムは完全には溶解していなかった。）。また、容
器１２内壁面、遮蔽部材１８および攪拌羽根２４を確認
したところ、攪拌羽根２４全面および容器１２内面の底
部から側面にかけて、かなりの量の固形物の付着が確認
された。

【００８７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、固
形物を溶解するのに要する時間を少なくし、不溶解物が
装置内部等に付着することなく良好に固形物を溶解する
ことができる。

【００８８】また、本発明によれば、溶解しようとする
固形物の形状が、例えばシート状あるいは塊状の場合で
あっても、攪拌羽根−容器底面および側面間、攪拌羽根
−遮蔽部材間に強力な剪断力が発生するため、良好な溶
解性が達成され、これら被溶解物たる固形物の裁断工程
を省くこともできる。

【００８９】さらに、本発明の溶解装置は簡単な構造で
あるため、投入した材料を溶解後回収する際に、装置内
部に残存してしまうような材料のロスも少なく、洗浄等
のメンテナンスも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態である固形物の溶解
装置の斜視図である。

【図２】 図１に示す固形物の溶解装置の断面図であ
る。

【図３】 図１に示す固形物の溶解装置における攪拌羽
根の斜視図である。

【図４】 本発明における攪拌羽根の断面形状の各種例
を示す模式図である。

【図５】 本発明における遮蔽部材の様々な態様を示す
斜視図である。

【図６】 本発明の第２の実施形態である固形物の溶解
装置の斜視図である。

【図７】 図６に示す固形物の溶解装置における攪拌羽
根の斜視図である。

【図８】 本発明の第３の実施形態である固形物の溶解
装置の断面図である。

【図９】 本発明の第４の実施形態である固形物の溶解
装置の断面図である。

【図１０】 図９に示す固形物の溶解装置における一般
的な形状の攪拌羽根の斜視図である。

【符号の説明】

１０，６０，８０，１００ 溶解装置 １２，６２，８２ 容器 １４，６４，８４ 基軸 １６，６６，８６ 攪拌羽根 １８，６８，８８ 遮蔽部材 ２０，７０，９０ 蓋 ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 穴 ２４，２６ 一般的な形状の攪拌羽根

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状の容器内部に、該容器の中心軸を
   基軸とする攪拌羽根が備えられた、固形物を溶媒に溶解
   するための溶解装置であって、 前記攪拌羽根が、前記容器底面形状および側面形状に沿
   って、前記基軸から張り出した形状であり、 前記攪拌羽根の先端部と、前記中心軸と、の間に遮蔽部
   材が、前記容器の上部から張り出すように配されてなる
   ことを特徴とする固形物の溶解装置。
2. 【請求項２】 固形物を溶媒に溶解するための溶解方法
   であって、請求項１に記載の溶解装置の容器内部に前記
   固形物および前記溶媒を投入し、基軸を中心として攪拌
   羽根を回転させることにより、前記固形物を前記溶媒に
   溶解することを特徴とする固形物の溶解方法。