JP2013188656A

JP2013188656A - 攪拌方法

Info

Publication number: JP2013188656A
Application number: JP2012055279A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Asaji; 正博浅地; Hiroshi Sawada; 浩澤田; Takahiro Inoue; 孝啓井上; Yukitatsu Hamano; 幸達濱野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-26

Abstract

【課題】粘度又は比重の異なる物質を効率良く攪拌できる攪拌方法を提供する。
【解決手段】攪拌容器７に第一物質を収容する。この後、攪拌容器７に第一物質１１よりも粘度又は比重が小さい第二物質１２を収容する。この攪拌容器７を公転及び自転させる。第二物質１２を攪拌容器７に収容する前に第一物質１１に中空フィラー１３を混合する。攪拌容器７の公転及び自転の時に攪拌容器７の内部を減圧する。
【選択図】図１

Description

本発明は物質を収容した攪拌容器を公転及び自転させることで物質を攪拌する攪拌方法に関する。

特許文献１には、溶剤を収容した容器を公転させつつ自転させることで、溶剤を攪拌・脱泡する装置が開示されている。

特開平７−２８９８７３号公報

ところで、特許文献１のような装置を用いて粘度又は比重の異なる物質を攪拌するにあたっては、材料の計量や配合の手順等の理由により、粘度又は比重の大きい物質を小さい物質よりも容器の底部側に収容する場合がある。しかし、このように粘度又は比重の大きい物質を容器の底部側に配置すると、容器の公転に伴う遠心力により当該物質が容器の底部側に押し付けられ、粘度又は比重の異なる物質同士が混ざり難くなる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、粘度又は比重の異なる物質を効率良く攪拌できる攪拌方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の攪拌方法は、攪拌容器に第一物質を収容し、この後、前記攪拌容器に前記第一物質よりも粘度又は比重が小さい第二物質を収容し、この攪拌容器を公転及び自転させる攪拌方法であって、前記第二物質を前記攪拌容器に収容する前に前記第一物質に中空フィラーを混合し、前記攪拌容器の公転及び自転の時に前記攪拌容器の内部を減圧することを特徴とする。

また、前記第一物質に固体が含まれることが好ましい。

また、前記第一物質に繊維が含まれることが好ましい。

また、前記中空フィラーが、減圧により破裂するもの、又は一部が欠損したものを用いることが好ましい。

また、本発明の他の攪拌方法は、攪拌容器に第一物質を収容し、この後、前記攪拌容器に前記第一物質よりも粘度又は比重が小さい第二物質を収容し、この攪拌容器を公転及び自転させる攪拌方法であって、前記第二物質を前記攪拌容器に収容する前に前記攪拌容器に中空フィラーを収容し、次いで前記第一物質を収容し、その後に前記攪拌容器に前記第二物質を収容し、前記攪拌容器の公転及び自転の時において、前記攪拌容器の内部を減圧することを特徴とする。

本発明にあっては、攪拌容器の公転及び自転による攪拌時に攪拌容器内を減圧することにより、中空フィラーに含まれる気体によって攪拌容器内の物質において上昇流を生じさせることができ、これにより粘度又は比重が異なる第一物質と第二物質を効率良く攪拌することができる。

（ａ）〜（ｄ）は本発明の攪拌方法を順に示す説明図である。攪拌装置の説明図である。第一物質、第二物質、及び中空フィラーを収容した攪拌前における攪拌容器を示す説明図である。

以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。本実施形態では、粘度又は比重の異なる第一物質１１及び第二物質１２を例えば図２に示す攪拌装置１を用いて攪拌するものである。

攪拌装置１は、公転軸２、公転体３、アーム５、容器ホルダー６、及び攪拌容器７を備えている。公転軸２は軸方向が鉛直であり、図示しないモーター等で構成される公転用駆動手段の駆動により図２の矢印Ａ１に示すようにその軸心を中心に回転させることができる。

公転体３は水平な直線棒状に形成されており、公転体３の平面視における中心部には公転軸２が連結されている。前記公転用駆動手段を駆動して公転軸２を回転することで、公転軸２を中心にして公転体３を水平面で回転させることができる。

公転体３の両端部にはアーム支持部４が設けられている。各アーム支持部４にはアーム５が連結されている。各アーム５はその上端部をアーム支持部４に回転自在に連結することで、アーム５に吊り下げられている。各アーム支持部４には図示しないモーター等で構成される自転用駆動手段が設けられている。各アーム支持部４に設けられたアーム５は、前記自転用駆動手段を駆動することでアーム支持部４を中心に回転する。このアーム５の回転中心線８は下側程遠心側に位置するように傾斜している。

容器ホルダー６は上面が開口した容器状に形成されており、各アーム５の下端部に連結されている。攪拌容器７は各容器ホルダー６の内側に出し入れ可能に収納される。

各容器ホルダー６で保持される攪拌容器７の上面には、攪拌する物質を攪拌容器７内に投入するための投入口９が形成されている。各攪拌容器７は投入口９を公転体３の中心側に傾けた斜め上方に向けた状態で容器ホルダー６に取り付けられる。また、各攪拌容器７は、底部の中心を通る中心線１０が対応するアーム５の回転中心線８と一致するように容器ホルダー６に取り付けられる。すなわち、各攪拌容器７の中心線１０は、下側程遠心側に位置するように傾斜している。なお、攪拌容器７は有底円筒状に形成されたものであるが、攪拌容器７の形状はこれに限定されるものではなく、矩形箱状等に形成されてもよい。

自転用駆動手段により回転中心線８を中心にアーム５を回転したとき、対応する容器ホルダー６に保持された攪拌容器７は、中心線１０を中心に回転（自転）する。

攪拌装置１を用いて攪拌を行うには、まず、投入口９より攪拌容器７に被攪拌物を収容し、この攪拌容器７を対応する容器ホルダー６にセット（配置）する。そして、公転用駆動手段を駆動して公転体３を公転軸２を中心に回転させ、同時に自転用駆動手段を駆動してアーム５をアーム支持部４を中心に回転させる。公転体３の回転に伴い、公転体３に設けられた攪拌容器７は、公転軸２を中心にして略水平に公転する。すなわち、本実施形態では公転軸２の中心軸線１４が攪拌容器７の公転中心線となる。同時にアーム５の回転により、攪拌容器７は対応するアーム５の回転中心線８を中心に自転する。すなわち、本実施形態ではアーム５の回転中心線８が攪拌容器７の自転中心線となる。このように攪拌容器７が自転・公転することで、攪拌容器７内に収容された被攪拌物質は攪拌される。

本実施形態では、既述の攪拌装置１を用いて、第一物質１１と第一物質１１よりも粘度又は比重の小さい第二物質１２を攪拌する。なお、第二物質１２は、第一物質１１と比較して粘度と比重の両者が小さいもの、粘度のみが小さいもの、又は比重のみが小さいもののいずれであってもよい。

本実施形態では、第一物質１１を、不飽和ポリエステル樹脂に水酸化アルミニウム又はガラス繊維を混合したペースト状のコンパウンドとしている。また、第二物質１２をスチレンモノマーとしている。なお、第一物質１１及び第二物質１２は前記のものに限定されるものではなく、第二物質１２の粘度又は比重が第一物質１１よりも小さいものであれば、従来から知られている他の物質を採用しても構わない。

第一物質１１と第二物質１２の攪拌を行うにあたっては、まず粘度又は比重が大きい第一物質１１を攪拌容器７に収容し、この後、粘度又は比重が小さい第二物質１２を攪拌容器７に収容する。すなわち、攪拌前の攪拌容器７内にあっては、図３に示されるように、第一物質１１が攪拌容器７の底部側に位置し、第二物質１２が攪拌容器７の投入口９側（底部と反対側）に位置する。そして、この後に攪拌容器７を公転及び自転させる。なお、第一物質１１及び第二物質１２は容器ホルダー６にセットする前の攪拌容器７に投入してもよいし、容器ホルダー６にセットした後の攪拌容器７に投入してもよい。

また、本実施形態では、前記第二物質１２を攪拌容器７に収容する前の段階で、第一物質１１に中空フィラー１３（図３参照）を混合する。中空フィラー１３としては、包埋した空気を中空フィラー１３の外部に放出できるよう、攪拌容器７の公転及び自転の時に中空フィラー１３に加わる圧力又は剪断力で破裂するもの、又は予め一部が欠損したものを用いることが好ましい。また、中空フィラー１３としては、水中での浮遊率（浮水率）が２０〜９０ｗｔ％のものが好ましい。具体的には、本実施形態の中空フィラー１３はシラスバルーンである。なお、中空フィラー１３はこれに限定されるものではなく、フライアッシュバルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン等その他の物質であってもよい。また、前記中空フィラー１３の第一物質１１への混合は、第二物質１２を攪拌容器７に投入する前であれば、第一物質１１を攪拌容器７に投入する前に行ってもよいし、第一物質１１を攪拌容器７に投入した後に行ってもよい。また、後者の場合、攪拌容器７に中空フィラー１３を投入した後に第一物質１１を投入することが好ましいが、攪拌容器７に第一物質１１を投入した後に中空フィラー１３を投入してもよい。

前記中空フィラー１３を混合した第一物質１１と第二物質１２を収容した攪拌前の攪拌容器７内は、図３に示されるように、多数の中空フィラー１３を含む第一物質１１で構成された下側の層と、この上に積層された中空フィラー１３を含まない第二物質１２の層とに二分された状態となる。

そして、この攪拌容器７を前記のように公転及び自転させ（図１（ａ））、この公転及び自転を開始する時あるいは公転及び自転の開始した後に攪拌容器７内を減圧する（図１（ｂ））。このように攪拌容器７内を減圧負圧環境にした状態で、攪拌容器７を公転及び自転させた場合、中空フィラー１３に包埋されていた空気は膨張又は中空フィラー１３から放出されて物質内を上昇する。このため、攪拌容器７に収容された物質の内部においては、図１（ｂ）に示されるように公転による遠心力に逆らう上昇流が生じる。この場合、粘度又は比重が大きい第一物質１１は前記上昇流により中空フィラー１３と共に投入口９側に移動する。このため、粘度又は比重が異なる第一物質１１と第二物質１２を効率良く攪拌することができる。

前記減圧により、攪拌容器７内の圧力は真空に近くすることが好ましく、具体的には２００ｔｏｒｒ以下まで減圧することが好ましい。なお、前記攪拌容器７内の減圧は攪拌容器７を減圧環境下に配置することによって行ってもよいし、攪拌容器７の投入口９を蓋等で閉塞し、攪拌容器７内のみを減圧することで行ってもよい。また、前記減圧は、減圧と加圧（開放）を交互に繰り返して、段階的に攪拌容器７内を減圧してもよいし、公転及び自転の時に減圧のみを継続して行ってもよい。

また、前記では攪拌装置１を用いて第一物質１１と第二物質１２を攪拌する例につき説明したが、第一物質１１と第二物質１２を攪拌する装置は、従来から知られている他の公転・自転攪拌装置を用いてもよい。

以上説明した本実施形態の攪拌方法は、攪拌容器７に第一物質１１を収容し、この後、攪拌容器７に第一物質１１よりも粘度又は比重が小さい第二物質１２を収容し、この攪拌容器７を公転及び自転させるものである。そして、このような攪拌方法において、第二物質１２を攪拌容器７に収容する前に第一物質１１に中空フィラー１３を混合し、攪拌容器７の公転及び自転の時に攪拌容器７の内部を減圧する。これにより、攪拌容器７の公転及び自転による攪拌時には、前記中空フィラー１３に含まれる気体によって攪拌容器７内の物質において上昇流を生じさせることができる。このため、攪拌容器７に粘度又は比重の大きい第一物質１１を第二物質１２よりも先に収容するにも拘わらず、粘度又は比重が異なる第一物質１１と第二物質１２を効率良く攪拌することができる。

また、例えば攪拌容器７の底部に突起を設けた場合にも、攪拌性を向上することができる。しかし、このような突起を設けると、攪拌容器７が洗浄し難くなり、また、攪拌容器に材料が残りやすくなる。また、公転及び自転の速度を段階的に上げることでも、攪拌性を向上することができる。しかし、このように公転及び自転の速度を段階的に上げると、攪拌時間や工数が増し、可使時間の短い物質を攪拌するのに不向きである。この点、本実施形態においては、前記攪拌方法により効率良く物質を攪拌できるため、前記突起を省略したり、公転及び自転の速度を段階的に上げる制御をする必要がなく有利である。

また、本実施形態では第一物質１１に固体である水酸化アルミニウム又はガラス繊維が含まれている。このように固体が含まれた第一物質１１を前記攪拌方法により攪拌することで、第一物質１１における固体も均一に攪拌することができる。

また、本実施形態では中空フィラー１３として、減圧により破裂するもの、又は一部が欠損したものを用いている。このため、前記減圧時には中空フィラー１３に含まれる気体を中空フィラー１３から出し、この気体（気泡）により前記上昇流を生じさせることができる。

なお、上記の実施の形態は、中空フィラー１３と第一物質１１を混合した後に、第二物質１２を攪拌容器７に投入する形態を示した。しかし、中空フィラー１３を攪拌容器７に投入した後、第一物質１１を攪拌容器７に投入し、混合することなしに、第二物質１２を攪拌容器７に投入するような、三層構造にしてもよい。この場合も同様に、中空フィラー１３に包埋されていた空気は膨張又は中空フィラー１３から放出されて物質内を上昇するため、粘度又は比重が異なる第一物質１１と第二物質１２を効率良く攪拌することができる。

（実施例）
不飽和ポリエステル樹脂（昭和電工製リゴラックＭ−５８０）に水酸化アルミニウム（昭和電工製ハイジライトＨ−３２）を１：２の比率で混合したペースト状のコンパウンドを第一物質とした。このコンパウンドには、中空フィラーとしてのシラスバルーン（丸中白土製マールライト７３２Ｃ）を前記コンパウンドに対して予め２．５ｗｔ％含有させた。また、スチレンモノマーを第二物質とした。そして、前記シラスバルーンを含むコンパウンドとスチレンモノマーを攪拌装置（クラボウ製マゼルスターＫＫＶ−３５００）を用いて４：１の比率で希釈した。

具体的には、まず、攪拌容器７に前記シラスバルーンを含むコンパウンドを投入し、次に前記スチレンモノマーを投入し、これを攪拌装置にセットした。そして、公転数１９０ｒｐｍ、自転数７０ｒｐｍ、真空圧２０Ｔｏｒｒにて２７０秒間攪拌を実施し、この際、９０秒間隔で真空のＯＮ−ＯＦＦを繰り返した。

（比較例）
実施例と同条件でシラスバルーンを含有させていないコンパウンドとスチレンモノマーを攪拌した。

実施例では、コンパウンドとスチレンモノマーが均一に希釈されたのに対して、比較例では十分な攪拌がなされず一部コンパウンドの沈降が見られた。すなわち、シラスバルーンを含有させた場合の拡散性向上の効果が確認された。

７攪拌容器
１１第一物質
１２第二物質
１３中空フィラー

Claims

攪拌容器に第一物質を収容し、この後、前記攪拌容器に前記第一物質よりも粘度又は比重が小さい第二物質を収容し、この攪拌容器を公転及び自転させる攪拌方法であって、前記第二物質を前記攪拌容器に収容する前に前記第一物質に中空フィラーを混合し、前記攪拌容器の公転及び自転の時において、前記攪拌容器の内部を減圧することを特徴とする攪拌方法。
前記第一物質に固体が含まれることを特徴とする請求項１に記載の攪拌方法。
前記第一物質に繊維が含まれることを特徴とする請求項２に記載の攪拌方法。
前記中空フィラーが、前記攪拌容器の公転及び自転の時に破裂するもの、又は一部が欠損したものを用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の攪拌方法。
攪拌容器に第一物質を収容し、この後、前記攪拌容器に前記第一物質よりも粘度又は比重が小さい第二物質を収容し、この攪拌容器を公転及び自転させる攪拌方法であって、前記第二物質を前記攪拌容器に収容する前に前記攪拌容器に中空フィラーを収容し、次いで前記第一物質を収容し、その後に前記攪拌容器に前記第二物質を収容し、前記攪拌容器の公転及び自転の時において、前記攪拌容器の内部を減圧することを特徴とする攪拌方法。