JP2008006411A

JP2008006411A - 混練装置

Info

Publication number: JP2008006411A
Application number: JP2006181864A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Motoyama; 剛元山
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17

Abstract

【課題】長時間の混練を連続して行った場合においても被混練物同士が熱で反応したり変質したりすることのない混練装置の提供。
【解決手段】被混練物を収容する混練容器１１と、混練容器１１を貫通する自転軸２０の周りに混練容器１１を自転させるプーリ２１、ベルト２２、プーリ５２と、混練容器１１の外部に位置する公転軸４０の周りに混練容器を公転させる腕状部材３０と、混練容器１１の外側に設けられ、混練容器１１が自転および公転中に混練容器１１の内部を冷却する揮発性液体を収容する外部容器１２とを備える混練装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、混練装置に係り、特に、長時間の混練においても被混練物の温度上昇を押さえることのできる混練装置に関する。

粉体同士、粉体と液体、または液体同士の混練には自転公転ミキサが広く使用されている。

自転公転ミキサとしては、たとえば下端に駆動装置からの駆動力が伝道される公転軸と、上端に容器に取り付けられた自転軸を、一端が公転軸の上端に接合され、他の一端を自転軸が回動自在に貫入したアームにて間隔をおいて相対させるとともに、公転軸が貫入し公転軸の回転によっては回転しない固定プーリーと、自転軸の下端に接合され自転軸とともに回転するプーリーとをベルトによって係合した混練攪拌装置が知られている（特許文献１）。

自転公転ミキサは、粉体同士、粉体と液体、または液体同士など、互いに混練しようとする２以上の原料からなる被混練物を容器に収容し、この容器を自転させるとともに公転させる。これによって被混練物は短時間で均一に混練される。
特公平６−１８６２２号公報

しかしながら、前記自転公転ミキサにおいても混練時間が長くなると、被混練物同士の摩擦によって発熱し、温度が上昇することがある。

被混練物の温度が上昇すると、被混練物同士が反応したり分解したりすることがある。また、被混練物が粉体と液体との場合には、一度均一に混練した粉体と液体とが、液体の粘性が低下することにより再分離することがある。

したがって、従来の自転公転ミキサで長時間の混練を行おうとすると、短時間の混練後、被混練物を冷却し、再び短時間を混練をおこなうということを繰り返さなければならず、非常に煩雑であった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、長時間の混練を連続して行った場合においても被混練物同士が熱で反応したり変質したりすることのない混練装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、被混練物を収容する混練容器と、前記混練容器を貫通する自転軸の周りに前記混練容器を自転させる混練容器自転手段と、前記混練容器の外部に位置する公転軸の周りに前記混練容器を公転させる混練容器公転手段と、前記混練容器の外側に設けられ、前記混練容器が自転および公転中に前記混練容器を冷却する混練容器冷却手段とを備えてなることを特徴とする混練装置に関する。

前記混練装置においては、被混練物を混練中においては、混練容器は周囲から冷却手段によって冷却されるから、被混練物が摩擦によって容器内で過熱されることが防止される。

したがって、温度上昇によって被混練物中の特定の成分が反応、分解したり、被混練物が粉体と液体との混合物である場合に一旦完全に混合された混合物が再び元の粉体と液体とに分離したりすることが効果的に防止される。

請求項２に記載の発明は、前記混練容器冷却手段が、前記混練容器の外側に設けられ、揮発性液体が収容される揮発性液体容器である請求項１に記載の混練装置に関する。

前記混練装置においては、揮発性液体容器に収容された揮発性液体が蒸発するときの蒸発熱で、混練容器内の被混練物が冷却される。

したがって、混練容器の外側に被混練物を冷却するための特別な機械装置を設ける必要がない。また、既存の自転公転ミキサの混練容器の外側に揮発性液体容器を後付することにより上記混練装置を作製できる。

以上説明したように本発明によれば、長時間の混練を連続して行った場合においても被混練物同士が熱で反応したり変質したりすることのない混練装置が提供される。

１．実施形態１
実施形態１に係る混練装置１は、たとえばＳｉＣ焼結材を製造するための焼結原料であるＳｉＣ粉体と黒鉛粉体と液状フェノール樹脂との混練物の調整に使用され、図１に示すように、ＳｉＣ粉体と黒鉛粉体と液状フェノール樹脂との混合物のような被混練物が収容される円筒形缶状の混練缶体１０と、混練缶体１０を自転させる自転軸２０と、一旦に公転軸４０が固定され、他端において混練缶体１０を自転軸２０を介して軸支する腕状部材３０と、公転軸４０を支承する公転軸承け５０と、公転軸４０を回転させるモータ６０と、モータ６０および公転軸受け５０が固定されている基台８０とを備える。

公転軸４０の下端にはプーリ４１が、モータ６０の軸６１にはプーリ６２が固定され、プーリ４１とプーリ６２との間にはベルト４２が掛け渡されている。モータ６０の回転力はプーリ６２、ベルト４２、およびプーリ４１を介して公転軸４０に伝達される。

自転軸２０は、公転軸４０に対して傾いた状態で腕状部材３０に支承されている。したがって、混練缶体１０も、公転軸４０に対して軸線が傾いた状態で腕状部材３０に装着されている。自転軸２０の下端にはプーリ２１が装着されている。一方、公転軸受け５０の上面には、プーリ５２が公転軸４０に対して同心になるように固定されている。プーリ５２とプーリ２１とにはベルト２２が掛け渡されている。腕状部材３０の下面には、ベルト２２の方向を転換するベルト受けローラ３２が設けられている。

図２および図３に示すように、混練缶体１０は、内側に位置する混練容器１１と、混練容器１１の外側に位置する外部容器１２とを備える。外部容器１２は混練容器１１と同心に設けられている。外部容器１２と混練容器１１との間には、混練容器１１を外部容器１２の内側に固定する固定部材１４および固定部材１５が設けられている。混練容器１１は蓋１３で密閉できるように構成されている。

混練容器１１には、ＳｉＣ粉体と黒鉛粉体と液状フェノール樹脂との混合物のような被混練物が挿入される。被混練物としては、他に、粉体同士、粉体と液体、または液体同士など、互いに混練しようとする２以上の原料の混合物があげられる。具体的にはセラミックス焼結体を製造するためのセラミックス粉体とバインダと溶媒との混合物や、塗料を製造するための顔料とビヒクルと溶媒との混合物、および異なる色彩を有する２種類以上の塗料などがある。

一方、外部容器１２と混練容器１１との間の空間には揮発性液体が収容される。揮発性液体としては、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのＣ１〜Ｃ３低級アルコール類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどのＣ４〜Ｃ８脂肪族炭化水素類などが使用できる。したがって、前記空間は、本発明の揮発性液体容器に相当する。

混練缶体１０としては、図４に示すように、外部容器１２と混練容器１１との間の開口部近傍に円環状のスペーサ１６を挿入して外部容器１２の内側に同心に混練容器１１を固定してもよい。前記態様の混練缶体１０においては、スペーサ１６の円環の一部を除去することにより、混練容器１１と外部容器１２との間に揮発性液体が蒸発した気体が逃げる開口部１４Ａが形成される。

以下、混練装置１の作用について説明する。

最初に、混練容器１１に被混練物を投入し、蓋１３を閉じて密閉する。次に、外部容器１２と混練容器１１との間の空間に揮発性液体を注入する。

そしてモータ６０を回転させると、モータ６０の回転はプーリ６２、ベルト４２、およびプーリ４１を介して公転軸４０に伝達され、これによって腕状部材３０が、たとえば図２において矢印ａに示すように時計回り方向に回転する。ここで、プーリ５２は公転軸承け５０に対して、言い換えれば基台８０に対して固定されているから、腕状部材３０から見ると反時計回り方向に回転している。そして、腕状部材３０に対して反時計回り方向のプーリ５２の回転はベルト２２にプーリ２１に伝達され、自転軸２０を介して混練缶体１０に伝達され、図２において矢印ｂで示すように混練缶体１０も軸線の回りに反時計回り方向に自転する。

したがって、混練容器１１に装入された被混練物、たとえばＳｉＣ粉末−黒鉛粉末−液状フェノール樹脂の混合物は、四方八方から遠心力を受けて均一に混練される。

ここで、混練が長時間に及び、被混練物が摩擦熱で加熱されると、その熱は混練容器１１を介して揮発性液体に伝達される。そして前記熱で揮発性液体が蒸発すると、揮発性液体の蒸発潜熱によって揮発性液体そのものが先ず冷却され、次いで伝熱によって被混練物そのものが冷却される。したがって、原料粉末の反応や変質が効果的に防止される。

図１は、実施形態１に係る混練装置の構成の概略を示す全体部である。図２は、実施形態１に係る混練装置の腕状部材と混練缶体との運動の関係を示す拡大説明図である。図３は、実施形態１に係る混練装置の混練缶体の構成を示す部分拡大図である。図４は、実施形態１に係る混練装置の混練缶体の別の例について構成を示す部分拡大図である。

符号の説明

１混練装置
１０混練缶体
１１混練容器
１２外部容器
１３蓋
１４Ａ開口部
１４固定部材
１５固定部材
１６スペーサ
２０自転軸
２１プーリ
２２ベルト
３０腕状部材
３２ローラ
４０公転軸
４１プーリ
４２ベルト
５２プーリ
６０モータ
６１プーリ
６２プーリ
８０基台

Claims

被混練物を収容する混練容器と、
前記混練容器を貫通する自転軸の周りに前記混練容器を自転させる混練容器自転手段と、
前記混練容器の外部に位置する公転軸の周りに前記混練容器を公転させる混練容器公転手段と、
前記混練容器の外側に設けられ、前記混練容器が自転および公転中に前記混練容器を冷却する混練容器冷却手段と
を備えてなることを特徴とする混練装置。
前記混練容器冷却手段は、前記混練容器の外側に設けられ、揮発性液体が収容される揮発性液体容器である請求項１に記載の混練装置。