JP2006204980A - パドル並びにそれを用いた混合機及び混合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 気泡の巻き込みが少なく、短時間で均一に混合対象物を攪拌混合可能なパドル並びにそれを用いた混合機及び混合方法を提供する。
【解決手段】 混合容器５とともに回転する内容物としての混合対象物８に、相対回転しないように浸漬されて混合対象物８を攪拌混合するパドル６であって、混合容器５の略中央部に上下方向に挿入される軸部１０と、軸部１０から混合容器５の内面側へ延びるアーム部１１と、アーム部１１の外端部から混合容器５の内面に沿って上方又は下方へ延びる攪拌部１２とを備え、軸部１０にアーム部１１と攪拌部１２とからなるパドル本体部１３を少なくとも１対設け、軸部１０から攪拌部１２までのアーム部１１の長さを少なくとも１対のパドル本体部１３において異なる値に設定したパドルを用いた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建築用シーリング材などを攪拌混合するのに好適なパドル並びにそれを用いた混合機及び混合方法に関する。

２成分形建築用シーリング材として、安価で手軽に利用できることから、ポリウレタン系シーリング材がコンクリート建築物で広く採用されている。シーリング材を構成する基剤と硬化剤との重量比は、従来１：３であったが、最近では、作業性に優れコスト的にも有利なため、１：４のものが広く採用されている。また、この種のシーリング材を目地に施工するに際しては、基剤と硬化剤とを攪拌混合して、これを吐出ガンに収納し、吐出ガンから吐出させながら目地に施工することになる。

前記シーリング材の混合機としては、混合対象物としての基剤と硬化剤とを収容する混合容器と、混合容器を回転駆動する駆動手段と、混合容器内に挿入されるパドルとを備え、混合対象物を収容した混合容器を駆動手段の回転台に固定設置するとともに、該混合容器内にパドルを挿入して、混合対象物を混合容器とともに回転させながら、混合容器内の混合対象物をパドルで攪拌混合するように構成した混合機が広く普及している。また、パドルとしては、混合容器の略中央部内に上下方向に挿入される軸部と、軸部の下端部から混合容器の内面付近まで延びる１対のアーム部と、両アーム部の外端部から上方へ延びる攪拌部とを有し、倒立Ｊ字状の支持シャフトを用いて混合機の機台に固定支持可能なものが提案され、実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平７−３９７４０号公報

本発明者らは、前記特許文献１に記載の混合機を用いて建築用シーリング材を攪拌混合するにあたり、パドルの形状が混合時間の短縮化や、混合物に対する気泡の巻き込み量の低減等に、何らかの影響を及ぼすのではないかとの発想に基づいて、パドルの各部の寸法を種々変更してシーリング材を攪拌混合する試験を行った。その結果、軸部から攪拌部までのアーム部の長さを左右のアーム部において異なる値に設定することで、均一混合までに要する攪拌時間を短縮できることを見出して、本発明を完成するに至った。

本発明の目的は、気泡の巻き込みが少なく、短時間で均一に混合対象物を攪拌混合可能なパドル並びにそれを用いた混合機及び混合方法を提供することである。

本発明に係るパドルは、混合容器とともに回転する内容物としての混合対象物に、相対回転しないように浸漬されて混合対象物を攪拌混合するパドルであって、前記混合容器の略中央部に上下方向に挿入される軸部と、前記軸部から混合容器の内面側へ延びるアーム部と、前記アーム部の外端部から混合容器の内面に沿って上方又は下方へ延びる攪拌部とを備え、前記軸部にアーム部と攪拌部とからなるパドル本体部を少なくとも１対設け、前記軸部から攪拌部までのアーム部の長さを少なくとも１対のパドル本体部において異なる値に設定したものである。

ここで、前記攪拌部の上下方向の長さを少なくとも１対のパドル本体部において異なる値に設定すること、前記少なくとも１対のパドル本体部を軸部の高さ方向に複数組設けること、前記パドルとして、略凹字状の板状部材の途中部に前記軸部を固定したものを用いること、前記混合対象物が２成分形建築用シーリング材であること、前記建築用シーリング材が、基剤と硬化剤との重量比が１：４〜１：１０の範囲のポリウレタン系の２成分形シーリング材であること、などが好ましい実施例である。

本発明に係る混合機は、混合対象物を収容する混合容器と、前記混合容器を機台に回転自在に支持する回転台と、前記回転台を回転駆動する駆動手段と、一端を機台に固定し、他端を回転台に設置した混合容器内の混合対象物に浸漬した前記パドルとを備えたものである。

本発明に係る混合方法は、前記混合機の回転台に混合対象物を収容した混合容器をセットし、混合容器内にパドルを挿入セットした状態で、混合対象物を混合容器とともに回転させながら、パドルにより混合対象物を攪拌混合するものである。

本発明に係るパドル並びにそれを用いた混合機及び混合方法によれば、軸部から攪拌部までのアーム部の長さを少なくとも１対のパドル本体部において異なる値に設定するという簡単な構成で、混合対象物を効率的に攪拌混合することが可能となり、混合対象物を均一に攪拌混合するまでに要する時間を大幅に短縮することが可能となる。

ここで、前記攪拌部の上下方向の長さを少なくとも１対のパドル本体部において異なる値に設定したり、前記少なくとも１対のパドル本体部を軸部の高さ方向に複数組設けたりすると、混合対象物を均一に攪拌混合するまでに要する時間をより一層短縮することが可能となる。

また、前記パドルとして、略凹字状の板状部材の途中部に前記軸部を固定したものを用いると、パドルの製作コストを低減できる。

更に、前記混合対象物が２成分形建築用シーリング材のような高粘度の混合対象物である場合には、攪拌時間を大幅な短縮できる。つまり、前記混合機を用いて、低粘度の混合対象物を攪拌混合することも可能であるが、低粘度の混合対象物は高粘度の混合対象物と比較して均一に攪拌混合するまでに要する時間が短く、攪拌混合時間の短縮によるメリットが少ないので、高粘度の混合対象物を攪拌混合するのに好適である。特に、基剤と硬化剤との重量比が１：４〜１：１０の範囲のポリウレタン系の２成分形シーリング材である場合には、短時間で混合対象物を攪拌混合することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、混合機１は、機台２に内装した駆動手段（図示略）と、駆動手段における上下方向の回転軸３の上端部に固定した回転台４と、混合対象物８を収容した混合容器５と、混合容器５内に挿入可能なパドル６と、パドル６を機台２に対して着脱可能に固定支持するパドル支持手段７とを備えている。

この混合機１を用いて混合対象物８を混合する際には、混合対象物８を混合容器５に収容して、これを回転台４に相対回転しないように設置するとともに、該混合容器５の略中央部内にパドル６を挿入して、パドル支持手段７によりパドル６を機台２に固定支持した状態で、駆動手段により回転台４を回転駆動して、混合対象物８を混合容器５とともに回転させながら、混合容器５内の混合対象物８をパドル６で混合することになる。

パドル６は、混合容器５の略中央部に上下方向に挿入される軸部１０と、軸部１０から混合容器５の内面側へ延びるアーム部１１と、アーム部１１の外端部から上方へ延びる攪拌部１２とを備え、アーム部１１と攪拌部１２とからなる略Ｌ字状の左右１対のパドル本体部１３により、混合対象物８を攪拌混合するように構成されている。尚、アーム部１１と攪拌部１２の容器内面に接する部分にはゴム（図示略）が配置されていることが望ましい。本実施例では、パドル６として、金属製軸部１０の下端部に、金属板からなる略凹字状の部材をその途中部において溶接接合して、左右のアーム部１１を形成したものを用いたが、金属板をプレス成形して軸部１０及び左右のアーム部１１を形成した一体品や、平坦な合成樹脂板をカットして軸部１０及び左右のアーム部１１を形成した一体品や、射出成形などにより製作した一体成形品を用いることもできる。また、パドル６の素材としては、金属材料や合成樹脂材料に限らず木材などを用いることもできる。更に、本実施例では、２枚のパドル本体部１３を軸部１０の周りに１８０°の間隔をあけて設けたが、軸部１０の周りに一定角度おきに３枚以上の複数枚設けたり、少なくとも１対のパドル本体部１３を上下に複数組設けたりすることも可能である。更に、攪拌部１２の上端部と軸部１０とを連結する第２のアーム部を設けることも可能である。

左右１対のパドル本体部１３は、軸部１０から攪拌部１２までのアーム部１１の長さＬ１、Ｌ２が、左右のパドル本体部１３間において異なる値になるように設定されている。但し、アーム部１１の長さＬ１、Ｌ２に加えて、攪拌部１２の上下方向の長さＨやアーム部１１の上下方向の長さＤを左右のパドル本体部１３間において異なる値に設定することもできる。左右のアーム部１１の長さの差は、混合容器５のサイズにもよるが、長い方のアーム部１１の長さの４５％未満又は９５％を超える場合には、混合性の改善効果が低下するので、４５％〜９５％、好ましくは８０％〜９０％に設定することになる。

パドル支持手段７は、機台２の上面一側に立設固定した支柱１５と、支柱１５に着脱自在に取り付けた側面視が倒立Ｊ字状の支持パイプ１６とを備えている。支持パイプ１６の遊端部は、回転台４の略中央部の上方位置に上下方向に配置され、この支持パイプ１６の遊端部にパドル６の軸部１０の上端部を内嵌させて溶接やビスなどにより固定することによって、軸部１０が混合容器５の略中央部に位置するように、パドル６が機台２に固定支持されている。但し、パドル支持手段７としては、パドル６を混合容器５の略中央部に固定支持できるものであれば、任意の構成のものを採用することができる。

混合容器５は、単一部材で構成することも可能であるが、硬質な外容器２０と、コンパクトに折り畳み可能な内容器２１とからなる二重容器で構成し、内容器２１を外容器２０に対して相対回転不能に内嵌装着できるものを採用することが好ましい。つまり、シーリング材や接着剤などを収容する混合容器においては、内容物の使用後に容器内面に付着したシーリング材や接着剤などを綺麗に除去することが困難で、これをそのまま再利用できないことから通常は廃棄処分しているが、単一部材からなる容器の場合には、攪拌混合時などにおける容器の保形性を十分に確保するため、容器全体を金属材料や硬質プラスチック等で構成する必要があり、廃棄物が嵩高くなる。それに対して、外容器２０と内容器２１の２重容器で構成すると、シーリング材や接着剤が付着した内容器２１のみをコンパクトに折り畳んで廃棄処分し、外容器２０は繰り返して使用できるので、無駄が少なく、しかも廃棄物を減容化できるので好ましい。

内容器２１としては、柔軟性のあるフィルム材で構成された筒部材２２と、筒部材２２の下端開口部を閉鎖する底板２３と、筒部材２２の上端の開口部に取付けた上部環状枠２４と、筒部材２２の高さ方向の途中位置で、内容器２１の高さの半分より少し低い位置に取付けた胴部環状枠２５とを備え、硬質樹脂材料からなる底板２３及び両環状枠２４、２５をフィルム材からなる筒部材２２に対してヒートシールや超音波シール、高周波誘導シール等により融着したものを好適に採用できる。

混合対象物８は、攪拌混合を要するものであれば任意の組成からなるものを採用でき、接着剤やシーリング材、塗料やグリース等の工業用品に限らず、マヨネーズやラード等の食品類などを採用できる。特に、攪拌混合に多くの時間を要する２成分形の接着剤や建築用シーリング材など、高粘度の混合対象物を好適に採用できる。建築用シーリング材としては、基剤と硬化剤との重量比が１：４〜１：１０の範囲のポリウレタン系の２成分形シーリング材が、硬化するまでの時間を短縮する上で好ましい。尚、着色の目的でトナーを同時に混合することが多いが、本発明においてはこれも２成分形シーリング材の概念に含んでいる。

混合機１を用いて混合対象物８を攪拌混合する際には、先ず、混合対象物８を充填した混合容器５を回転台４に設置し、パドル６の軸部１０が回転台４の略中心線上に位置するように、支持部材を用いてパドル６を機台２に固定する。そして、回転台４とともに混合容器５を回転させて、パドル本体部１３で混合対象物８を攪拌混合することになる。

次に、パドル６の評価試験について説明する。
パドル６として、図２に示すパドル本体部１３の各部の寸法Ｈ，Ｌ１，Ｌ２，Ｗ，Ｄを表２に示すように設定した現行パドルとテストパドル１〜７を用いた。

混合対象物８として、ペンギンシール９０００（サンスター技研株式会社製、２成分形ポリウレタン系シーリング材、容量６リットル、基剤と硬化剤の重量比率１：４）を用い、混合容器５として、ペンギンシール９０００に付属の直径２１７ｍｍの内容器２１と、この内容器２１に相対回転不能に嵌合する外容器２０を用いた。また、混合機１として、軽量型ミキスタ（ミキスタ工業社製）を用いた。

混合機１の回転台４に混合容器５を設置するとともに、パドル本体部１３を混合対象物８の中央部に浸漬して、試験対象のパドル６を混合機１に固定し、この状態で回転台４を３６ｒｐｍの回転速度で回転させて、回転台４とともに混合容器５を回転させながら、混合対象物８を８分間攪拌混合した場合と、１５分間攪拌混合した場合とにおける、混合対象物８の硬化状態をそれぞれ測定した。硬化状態の測定は、設定時間だけ攪拌混合した後の混合対象物８を刃物で縦方向に２つ割りにカットして、切断面における完全硬化部分と未硬化部分（ペースト状部分）を目視にて判別しながら、全断面積に対するそれぞれの面積比率を求めた。そして、表２に示すような測定結果を得た。

表２から、攪拌時間１５分では、現行パドル、テストパドル１〜４、６が完全硬化となりますが、攪拌時間８分では、テストパドル２、６以外は未硬化部分が生じた。このことから、混合性に関しては、テストパドル２、６が他のパドルよりも優れ、攪拌部１２の高さＨを現行パドルよりも高く設定するか、あるいは、左右のアーム部１１の長さＬ１、Ｌ２に差を持たせることで混合性を改善できことが判る。

また、現行パドル及びテストパドル２、６に関しては、切断面における気泡の個数を数えて、攪拌混合時における混合対象物８へのエアの巻き込み量を測定した。表２に示すように、現行パドルは５２個、テストパドル６は４８個であるのに対して、テストパドル２は１８６個であり、エアの巻き込み量に関して現行パドル及びテストパドル６は、テストパドル２よりも優れており、エアの巻き込みによるシーリング性能の低下を防止できることが判る。

更に、テストパドル２、６に関しては、上記試験以外に、攪拌時に内容器２１が破損しないこと検証するため、前記と同じ混合機１、混合容器５、混合対象物８を用いて混合対象物８を３０分間攪拌混合した場合における、内容器２１の破損の有無を検査するとともに、最適な攪拌時間の選定のため、前記と同じ混合機１、混合容器５、混合対象物８を用いて、混合対象物８を６分間攪拌混合した場合における、混合対象物８の硬化状態を前記と同様の手法で求めた。その結果を表３、表４に示す。

表３から、テストパドル２、６においても、現行パドルと同様に、廃棄物の減容化が可能な内容器２１に混合対象物８を入れた状態で、混合対象物８を無理なく攪拌混合できることが判る。また、表４から、攪拌時間が６分の場合には、両テストパドル２、６において未硬化部分が発生することから、６分以上攪拌する必要があることが判る。

以上のことから、テストパドル２は、左右のアーム部１１の長さＬ１、Ｌ２を異なる値に設定するという簡単な構成で、左右のアーム部１１の長さを同じに設定した現行パドルと比較して、気泡の混入を少なくしつつ、短時間で均一にシーリング材を攪拌混合できることが判る。

混合機及び混合容器の要部縦断面図 パドルの正面図

符号の説明

１ 混合機 ２ 機台
３ 回転軸 ４ 回転台
５ 混合容器 ６ パドル
７ パドル支持手段 ８ 混合対象物
１０ 軸部 １１ アーム部
１２ 攪拌部 １３ パドル本体部
１５ 支柱 １６ 支持パイプ
２０ 外容器 ２１ 内容器
２２ 筒部材 ２３ 底板
２４ 上部環状枠 ２５ 胴部環状枠

Claims (8)

1. 混合容器とともに回転する内容物としての混合対象物に、相対回転しないように浸漬されて混合対象物を攪拌混合するパドルであって、
   前記混合容器の略中央部に上下方向に挿入される軸部と、前記軸部から混合容器の内面側へ延びるアーム部と、前記アーム部の外端部から混合容器の内面に沿って上方又は下方へ延びる攪拌部とを備え、
   前記軸部にアーム部と攪拌部とからなるパドル本体部を少なくとも１対設け、
   前記軸部から攪拌部までのアーム部の長さを少なくとも１対のパドル本体部において異なる値に設定した、
   ことを特徴とするパドル。
2. 前記攪拌部の上下方向の長さを少なくとも１対のパドル本体部において異なる値に設定した請求項１記載のパドル。
3. 前記少なくとも１対のパドル本体部を軸部の高さ方向に複数組設けた請求項１又は２記載のパドル。
4. 前記パドルとして、略凹字状の板状部材の途中部に前記軸部を固定したものを用いた請求項１〜３のいずれか１項記載のパドル。
5. 前記混合対象物が２成分形建築用シーリング材である請求項１〜４のいずれか１項記載のパドル。
6. 前記建築用シーリング材が、基剤と硬化剤との重量比が１：４〜１：１０の範囲のポリウレタン系の２成分形シーリング材である請求項５記載のパドル。
7. 混合対象物を収容する混合容器と、
   前記混合容器を機台に回転自在に支持する回転台と、
   前記回転台を回転駆動する駆動手段と、
   一端を機台に固定し、他端を回転台に設置した混合容器内の混合対象物に浸漬した請求項１〜６のいずれか１項記載のパドルと、
   を備えたことを特徴とする混合機。
8. 前記請求項７記載の混合機の回転台に混合対象物を収容した混合容器をセットし、混合容器内にパドルを挿入セットした状態で、混合対象物を混合容器とともに回転させながら、パドルにより混合対象物を攪拌混合することを特徴とする混合方法。
   

Images