JP2014004540A - Stirring defoaming apparatus, stirring defoaming method, control program and recording medium - Google Patents

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充朗 佐藤
Keiko Mori
圭子 森
Morimichi Ito
盛通 伊藤
Hidetsugu Kawai
英嗣 河合
Katsuhiro Yamamoto
勝博 山本
Masahito Sumikawa
雅人 住川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stirring defoaming apparatus which achieves a more uniform dispersion state of a material.SOLUTION: A stirring defoaming apparatus 11, in which a container 12 containing a material M is rotated while revolved around a predetermined revolution axis L1, comprises: a revolution motor 22 for revolving the container 12; a rotation motor 21 for rotating the container 12; and a control unit 23 for controlling the revolution motor 22 and the rotation motor 21 so that a magnitude F of a force, working on microvolume elements of the material M due to the revolution, and a magnitude f of a force, working on the microvolume elements of the material M due to the rotation, satisfy F<f.

Description

本発明は、材料を撹拌脱泡する撹拌脱泡装置に関する。   The present invention relates to a stirring deaerator for stirring and defoaming a material.

従来、撹拌脱泡装置として、被撹拌脱泡材料(以下、単に「材料」という。)を収容した容器を容器ホルダに保持して公転させながら、その公転軌道上で自転させるような構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a configuration in which a container containing a material to be stirred (hereinafter simply referred to as “material”) is rotated while holding a container holder and revolving while rotating is known. (For example, refer to Patent Document 1).

このような自公転式の撹拌脱泡装置においては、容器の公転は、発生する大きな遠心力によって材料を遠心方向へ移動させることを目的とする。一方、容器の自転は、容器内壁と材料との間の摩擦力による捻じりトルクによって、材料に渦巻状の対流を生じさせることを目的とする。具体的には、容器の公転によって発生する遠心力によって、容器内の内壁に材料を押し付けて、材料に内在する気泡を外部に放出すると共に、容器の自転運動によって生じる対流によって容器内の材料を撹拌するようになっている。   In such a self-revolving type stirring and defoaming device, the purpose of the revolution of the container is to move the material in the centrifugal direction by the large centrifugal force generated. On the other hand, the purpose of the rotation of the container is to generate a spiral convection in the material by a twisting torque caused by a frictional force between the inner wall of the container and the material. Specifically, the centrifugal force generated by the revolution of the container presses the material against the inner wall of the container to release the air bubbles contained in the material to the outside, and the material in the container is convected by the rotational movement of the container. It is designed to stir.

特許第2711964号公報(1998年2月10日発行)Japanese Patent No. 2711964 (issued February 10, 1998)

しかしながら、発明者らは、特許文献1に記載の技術では、公転による遠心力と自転による摩擦力との力の大小関係によって撹拌時の樹脂の挙動が異なるとの知見を得た。まず、材料の十分な脱泡を行うためには大きい回転速度で公転運動を行い、遠心力を大きくする必要がある。材料を容器内壁や容器底面に押しつける力が大きいほど、材料に内在する気泡を外部に放出しやすくなるからである。しかし、公転の遠心力に対して自転による摩擦力が相対的に小さい場合、材料は容器内壁に押し付けられるばかりで渦巻状の対流の発生が弱くなり、撹拌性能が低下する。つまり、発明者らは、十分な撹拌脱泡性能を得るためには、大きい回転速度で公転運動を行い、かつ自転回転によって発生する摩擦力が公転回転によって発生する遠心力を上回るような条件下で撹拌脱泡を行う必要があるとの知見を得た。   However, the inventors have found that with the technique described in Patent Document 1, the behavior of the resin during stirring differs depending on the magnitude relationship between the centrifugal force due to revolution and the frictional force due to rotation. First, in order to sufficiently degas the material, it is necessary to perform a revolving motion at a high rotational speed and increase the centrifugal force. This is because the larger the force pressing the material against the inner wall of the container or the bottom of the container, the easier it is to release bubbles contained in the material to the outside. However, when the frictional force due to rotation is relatively small with respect to the centrifugal force of revolution, the material is only pressed against the inner wall of the container, and the generation of spiral convection is weakened and the stirring performance is lowered. In other words, in order to obtain sufficient stirring and defoaming performance, the inventors performed a revolving motion at a large rotational speed, and a condition in which the frictional force generated by the rotational rotation exceeds the centrifugal force generated by the rotational rotation. And obtained the knowledge that it is necessary to carry out stirring and defoaming.

また、市販装置では、機構上の簡便さから、自公転速度比が一定である場合が多いが、そのときには、自転回転によって発生する摩擦力が公転回転によって発生する遠心力を上回るように自転速度比率を大きくすることができない。そのため、大きい公転速度条件下では材料に渦巻状の対流を発生させることが困難な場合もある。   In addition, in commercial devices, the rotation speed ratio is often constant due to the simplicity of the mechanism, but at that time, the rotation speed is such that the frictional force generated by rotation rotation exceeds the centrifugal force generated by rotation rotation. The ratio cannot be increased. Therefore, it may be difficult to generate a spiral convection in the material under a high revolution speed condition.

本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであり、その目的は、材料の分散状態をより均一にする撹拌脱泡装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stirring and defoaming device that makes the dispersed state of the material more uniform.

上記課題を解決するために、本発明に係る撹拌脱泡装置は、材料を収容した容器を、所定の公転軸を中心に公転させながら自転させる撹拌脱泡装置であって、前記容器を公転させる公転駆動部と、前記容器を自転させる自転駆動部と、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように、前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御する制御手段とを備えることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, a stirring and defoaming apparatus according to the present invention is a stirring and defoaming apparatus that rotates a container containing a material while revolving around a predetermined revolution axis, and revolves the container. A revolution drive unit, a rotation drive unit for rotating the container, a magnitude F of a force acting on a minute volume element of the material accommodated in the container by revolution, and a minute amount of the material accommodated in the container by rotation. Control means for controlling the revolution drive unit and the rotation drive unit so that the magnitude f of the force acting on the volume element satisfies F <f.

上記構成によれば、制御手段は、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFが自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfより小さくなるような公転速度および自転速度で公転および自転するように公転駆動部および自転駆動部を制御する。   According to the above configuration, the control means is configured such that the magnitude F of the force acting on the minute volume element of the material accommodated in the container by revolution is the force acting on the minute volume element of the material accommodated in the container by rotation. The revolution drive unit and the rotation drive unit are controlled so as to revolve and rotate at a revolution speed and a rotation speed that are smaller than the size f.

これにより、材料には渦巻状の対流が発生するため、材料の分散状態をより均一にすることができる。   Thereby, since spiral convection is generated in the material, the dispersed state of the material can be made more uniform.

また、前記撹拌脱泡装置の前記制御手段は、ある期間において、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御し、他の期間において、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさF’と、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさf’とが、F’>f’を満たすように前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御することが好ましい。   In addition, the control means of the stirring and defoaming device includes, in a certain period, a magnitude F of a force acting on a microvolume element of the material accommodated in the container by revolution, and a material accommodated in the container by rotation. The revolving drive unit and the rotation driving unit are controlled so that the magnitude f of the force acting on the minute volume element satisfies F <f, and the material accommodated in the container by revolving in other periods The revolution F so that the magnitude F ′ of the force acting on the minute volume element and the magnitude f ′ of the force acting on the minute volume element of the material accommodated in the container by rotation satisfy F ′> f ′. It is preferable to control the driving unit and the rotation driving unit.

上記構成によれば、ある期間において、制御手段は、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFが自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfより小さくなるような公転速度および自転速度で公転および自転するように公転駆動部および自転駆動部を制御する。これにより、材料には渦巻状の対流が発生するため、材料の分散状態を均一にする。   According to the above configuration, in a certain period, the control means is configured such that the magnitude F of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by revolution is the microvolume element of the material accommodated in the container by rotation. The revolution drive unit and the rotation drive unit are controlled so as to revolve and rotate at a revolution speed and a rotation speed that are smaller than the magnitude f of the force acting on the motor. As a result, spiral convection occurs in the material, so that the material is uniformly dispersed.

また、他の期間において、制御手段は、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさF’が自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfより大きくなるような公転速度および自転速度で公転および自転するように公転駆動部および自転駆動部を制御する。これにより、材料は、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさF’によって、容器の内壁に押し付けられるため、材料内の気泡を外部に放出することができる。よって、材料の十分な脱泡を行うことができる。   In another period, the control means acts on the microvolume element of the material accommodated in the container by rotation by the magnitude F ′ of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by revolution. The revolution drive unit and the rotation drive unit are controlled so as to revolve and rotate at a revolution speed and a rotation speed that are larger than the magnitude f of the force. As a result, the material is pressed against the inner wall of the container by the magnitude F ′ of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by revolution, so that the bubbles in the material can be discharged to the outside. . Therefore, sufficient defoaming of the material can be performed.

したがって、撹拌脱泡装置は、材料の撹拌および脱泡を好適に行うことができる。   Therefore, the stirring and defoaming apparatus can suitably perform stirring and defoaming of the material.

また、前記撹拌脱泡装置において、自転半径をr、前記材料の微小体積要素の面の面積をS、材料粘度をμ、自転角速度をω、前記材料の嵩をhとしたとき、前記自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfは、 In the agitation deaerator, when the rotation radius is r, the area of the surface of the minute volume element of the material is S, the material viscosity is μ, the rotation angular velocity is ω 2 , and the bulk of the material is h, the rotation The magnitude f of the force acting on the microvolume element of the material contained in the container by

を満たすことが好ましい。 It is preferable to satisfy.

上記構成によれば、前記制御手段が、上記式によって与えられるfがF<fを満たすように前記公転駆動部および自転駆動部を制御することにより、前記撹拌脱泡装置は、材料の撹拌および脱泡をより好適に行うことができる。   According to the above configuration, the stirring and defoaming device controls the revolution driving unit and the rotation driving unit so that f given by the above formula satisfies F <f, whereby the stirring and defoaming device Defoaming can be performed more suitably.

また、前記撹拌脱泡装置において、自転半径をr、前記材料の微小体積要素の面の面積をS、材料粘度をμ、前記ある期間における自転角速度をω、前記他の期間における自転角速度をω’、前記材料の嵩をhとしたとき、前記ある期間における前記自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfは、 In the stirring and deaerator, the rotation radius is r, the area of the surface of the minute volume element of the material is S, the material viscosity is μ, the rotation angular velocity in the certain period is ω 2 , and the rotation angular velocity in the other period is ω 2 ′, where the volume of the material is h, the magnitude f of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the rotation in the certain period is:

を満たし、前記他の期間における前記自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさf’は、 And the magnitude f ′ of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the rotation in the other period is:

を満たすことが好ましい。 It is preferable to satisfy.

上記構成によれば、前記制御手段が、ある期間においては、上記式によって与えられるfがF<fを満たすように前記公転駆動部および自転駆動部を制御し、他の期間においては、上記式によって与えられるf’がF’>f’を満たすように前記公転駆動部および自転駆動部を制御することにより、前記撹拌脱泡装置は、材料の撹拌および脱泡をより好適に行うことができる。   According to the above configuration, the control means controls the revolution driving unit and the rotation driving unit so that f given by the above formula satisfies F <f in a certain period, and the above formula in the other period. By controlling the revolution drive unit and the rotation drive unit so that f ′ given by F ′ satisfies f ′> f ′, the stirring and defoaming device can more suitably perform stirring and defoaming of the material. .

上記課題を解決するために、本発明に係る撹拌脱泡方法は、材料を収容した容器を、所定の公転軸を中心に公転させる公転駆動部と、該容器を自転させる自転駆動部とを備えた撹拌脱泡装置の撹拌脱泡方法であって、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように、前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御する制御工程を含んでいることを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, a stirring and defoaming method according to the present invention includes a revolution driving unit that revolves a container containing a material around a predetermined revolution axis, and a rotation driving unit that rotates the container. The stirring and defoaming method of the stirring and defoaming apparatus, wherein the force F acts on the microvolume element of the material accommodated in the container by revolution, and the microvolume of the material accommodated in the container by rotation. It includes a control step of controlling the revolution driving unit and the rotation driving unit so that the magnitude f of the force acting on the element satisfies F <f.

上記構成によれば、本発明に係る撹拌脱泡装置と同様の効果を奏する。   According to the said structure, there exists an effect similar to the stirring deaeration apparatus which concerns on this invention.

また、本発明に係る撹拌脱泡装置としてコンピュータを動作させる制御プログラムであって、コンピュータを前記手段として機能させるための制御プログラム、および、そのような制御プログラムが記録されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に含まれる。   Also, a control program for operating a computer as the stirring and defoaming apparatus according to the present invention, a control program for causing the computer to function as the means, and a computer-readable record in which such a control program is recorded Media are also included in the scope of the present invention.

本発明に係る撹拌脱泡装置は、材料を収容した容器を、所定の公転軸を中心に公転させながら自転させる撹拌脱泡装置であって、前記容器を公転させる公転駆動部と、前記容器を自転させる自転駆動部と、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように、前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御する制御手段とを備えることを特徴としている。   The stirring and defoaming device according to the present invention is a stirring and defoaming device that rotates a container containing a material while revolving around a predetermined revolution axis, the revolving drive unit for revolving the container, and the container Rotation driving unit for rotating, magnitude F of force acting on the minute volume element of the material accommodated in the container by revolution, magnitude of force acting on the minute volume element of the material accommodated in the container by rotation and a control means for controlling the revolution drive unit and the rotation drive unit so that f satisfies F <f.

これにより、材料には渦巻状の対流が発生するため、材料の分散状態をより均一にすることができる。   Thereby, since spiral convection is generated in the material, the dispersed state of the material can be made more uniform.

本実施形態に係る、撹拌脱泡装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the stirring deaeration apparatus based on this embodiment. 本実施形態に材料中の微小体積要素が受ける公転遠心力を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the revolution centrifugal force which the micro volume element in a material receives in this embodiment. 容器内に収容された材料の円筒座標系における座標の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the coordinate in the cylindrical coordinate system of the material accommodated in the container. 本実施形態に係る撹拌脱泡装置が材料の撹拌を行う際における、当該材料の流速のy軸方向での流速分布の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the flow-velocity distribution in the y-axis direction of the flow velocity of the said material when the stirring and defoaming apparatus which concerns on this embodiment performs stirring of a material. 本実施形態に係る撹拌脱泡装置が材料の撹拌を行う際における、当該材料の流速のz軸方向での流速分布の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the flow-velocity distribution in the z-axis direction of the flow velocity of the said material when the stirring and defoaming apparatus which concerns on this embodiment performs stirring of a material. 本実施形態に係る撹拌脱泡装置が材料の撹拌を行う際に微小体積要素にかかる公転遠心力と自転摩擦力のベクトルの向きの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the direction of the vector of the revolution centrifugal force and rotational friction force which are applied to a microvolume element when the stirring deaeration apparatus which concerns on this embodiment stirs material. 本実施形態に係る撹拌脱泡装置が材料の撹拌を行う際における、回転速度に対する材料にかかる公転遠心力および自転摩擦力の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the revolution centrifugal force and autorotation frictional force concerning a material with respect to a rotational speed when the stirring and defoaming apparatus which concerns on this embodiment performs stirring of a material. 本実施形態の比較例としての撹拌脱泡方法の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the stirring defoaming method as a comparative example of this embodiment. 本実施形態の比較例の撹拌脱泡方法で材料を撹拌した際における材料の状態の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the state of material when material is stirred with the stirring defoaming method of the comparative example of this embodiment. 本実施形態に係る撹拌脱泡装置による撹拌脱泡方法の流れの一例を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed an example of the flow of the stirring defoaming method by the stirring defoaming apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る撹拌脱泡装置による撹拌脱泡方法で材料を撹拌した際における材料の状態の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the state of the material at the time of stirring material by the stirring defoaming method by the stirring defoaming apparatus which concerns on this embodiment. 比較例の撹拌脱泡方法にて蛍光体樹脂の撹拌脱泡を行った際の、蛍光体樹脂の色度分布を示す図である。It is a figure which shows chromaticity distribution of fluorescent substance resin at the time of carrying out stirring defoaming of fluorescent substance resin with the stirring defoaming method of a comparative example. 本実施形態における撹拌脱泡装置の撹拌脱泡方法にて蛍光体樹脂の撹拌脱泡を行った際の、蛍光体樹脂の色度分布を示す図である。It is a figure which shows chromaticity distribution of fluorescent substance resin at the time of carrying out stirring defoaming of fluorescent substance resin with the stirring defoaming method of the stirring defoaming apparatus in this embodiment.

以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。すなわち、以下の実施の形態で説明するすべての構成が本発明にとって必須であるとは限らない。また、本発明は、以下の内容を組み合わせたものを含む。   Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. That is, all the configurations described in the following embodiments are not necessarily essential to the present invention. Moreover, this invention includes what combined the following content.

〔撹拌脱泡装置の構成〕
まず、本実施形態に係る撹拌脱泡装置11について、図1を参照して説明する。撹拌脱泡装置11は、被撹拌脱泡材料(液状材料、粉末材料等の異種材料)を撹拌し脱泡するための装置である。図1は撹拌脱泡装置11の概略構成図である。図1に示すように、撹拌脱泡装置11は、容器12、容器ホルダ13、ホルダ受け部14、台座15、自転モータ(自転駆動部)21、公転モータ(公転駆動部)22および制御部(制御手段)23を備えている。なお、本実施形態においては、被撹拌脱泡材料を材料Mとして説明する。
[Configuration of stirring deaerator]
First, the stirring deaerator 11 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The stirring defoaming device 11 is a device for stirring and defoaming an agitated defoaming material (a different material such as a liquid material or a powder material). FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a stirring deaerator 11. As shown in FIG. 1, the stirring and defoaming device 11 includes a container 12, a container holder 13, a holder receiver 14, a pedestal 15, a rotation motor (rotation drive unit) 21, a revolution motor (revolution drive unit) 22, and a control unit ( Control means) 23. In the present embodiment, the stirring defoaming material is described as material M.

ホルダ受け部14は、容器12を保持している容器ホルダ13を、当該ホルダ受け部14の内部に装着している。ホルダ受け部14は、台座15上に設置されている。   The holder receiver 14 has a container holder 13 holding the container 12 mounted inside the holder receiver 14. The holder receiver 14 is installed on the pedestal 15.

公転モータ22は、公転回転軸(公転軸)L1を中心に台座15を回転させる駆動モータである。公転モータ22が公転することにより、台座15上に設置されたホルダ受け部14、ホルダ受け部14に装着した容器ホルダ13および容器12、並びに、容器12内に収容された材料Mを矢印Aの方向に回転(公転)させる。   The revolution motor 22 is a drive motor that rotates the pedestal 15 about a revolution rotation shaft (revolution shaft) L1. When the revolution motor 22 revolves, the holder receiver 14 installed on the pedestal 15, the container holder 13 and the container 12 attached to the holder receiver 14, and the material M accommodated in the container 12 are indicated by the arrow A. Rotate (revolve) in the direction.

自転モータ21は、自転回転軸L2を中心にホルダ受け部14を矢印Bの方向に回転(自転)させる駆動モータである。なお、自転モータ21は、ベルト、プーリー、ベアリング等(図示なし)を介してホルダ受け部14を回転させる構成であってもよい。   The rotation motor 21 is a drive motor that rotates (rotates) the holder receiving portion 14 in the direction of arrow B around the rotation axis L2. Note that the rotation motor 21 may be configured to rotate the holder receiving portion 14 via a belt, a pulley, a bearing, or the like (not shown).

なお、自転モータ21がホルダ受け部14を回転させる方向および公転モータ22が台座15を回転させる方向はこれに限定されず、図1に示す方向とは逆方向であってもよい。つまり、自転モータ21がホルダ受け部14を回転させる方向と、公転モータ22が台座15を回転させる方向とが反対方向であればよい。このように公転方向と自転方向とが異なる撹拌脱泡装置11は、公転および自転によって発生する対流によって容器12内の材料Mを撹拌することが可能になる。   The direction in which the rotation motor 21 rotates the holder receiving portion 14 and the direction in which the revolution motor 22 rotates the base 15 are not limited to this, and may be opposite to the direction shown in FIG. That is, the direction in which the rotating motor 21 rotates the holder receiving portion 14 and the direction in which the revolving motor 22 rotates the pedestal 15 may be opposite to each other. As described above, the stirring and defoaming device 11 having different revolution direction and rotation direction can stir the material M in the container 12 by convection generated by the revolution and rotation.

制御部23は、自転モータ21および公転モータ22を制御する。具体的には、自転モータ21および公転モータ22の回転速度を制御する。   The control unit 23 controls the rotation motor 21 and the revolution motor 22. Specifically, the rotational speeds of the rotation motor 21 and the revolution motor 22 are controlled.

また、図1に示すように、本実施形態において、公転回転軸L1と自転回転軸L2とは平行であるように構成されているが、公転回転軸L1と自転回転軸L2とは平行であることに限定されない。   Further, as shown in FIG. 1, in this embodiment, the revolution rotation axis L1 and the rotation rotation axis L2 are configured to be parallel, but the revolution rotation axis L1 and the rotation rotation axis L2 are parallel. It is not limited to that.

なお、本実施形態において、撹拌脱泡装置11として用いる撹拌脱泡装置としては、例えば、EME社製のV−mini300、シンキー社製のARV−310等が挙げられる。   In this embodiment, examples of the stirring and defoaming device used as the stirring and defoaming device 11 include V-mini300 manufactured by EME, ARV-310 manufactured by Shinky, and the like.

〔撹拌脱泡装置の撹拌脱泡方法について〕
本実施形態における撹拌脱法装置11の撹拌脱泡方法は、公転による遠心力と自転による摩擦力との力の大小関係によって撹拌時の材料M(樹脂)の挙動が異なる。まず、公転および自転によって材料Mが受ける力について以下に説明する。ここで、説明を簡便にするために、材料Mが受ける力を、材料M中の微小体積要素が受ける力に代表させて扱う。この説明の中で、Mは材料全体を指し、材料M中の微小体積要素(例えば、一粒子分の体積要素)を微小体積要素71とし、微小体積要素71の質量をmとする。ここで微小体積要素71は立方体を想定する。
[About the stirring deaeration method of the stirring deaerator]
In the stirring and defoaming method of the stirring and degassing apparatus 11 in this embodiment, the behavior of the material M (resin) during stirring differs depending on the magnitude relationship between the centrifugal force due to revolution and the frictional force due to rotation. First, the force received by the material M due to revolution and rotation will be described below. Here, in order to simplify the description, the force received by the material M is represented by the force received by the microvolume element in the material M. In this description, M indicates the entire material, and a microvolume element (for example, a volume element for one particle) in the material M is a microvolume element 71 and the mass of the microvolume element 71 is m. Here, the minute volume element 71 is assumed to be a cube.

なお、撹拌脱泡装置11は図1に示すように公転回転軸L1と自転回転軸L2とが平行である構成を例に説明を行うが、公転回転軸L1と自転回転軸L2とが平行でない撹拌脱泡装置についても、以下に述べる理論は成立する。   In addition, although the stirring defoaming apparatus 11 demonstrates as an example the structure by which the revolution rotating shaft L1 and the rotation rotating shaft L2 are parallel as shown in FIG. 1, the revolution rotating shaft L1 and the rotating rotating shaft L2 are not parallel. The theory described below also holds true for the stirring deaerator.

(公転遠心力について)
まず、公転によって材料Mが受ける力(公転遠心力)について図2を参照して説明する。図2は、本実施形態に材料中の微小体積要素が受ける公転遠心力を説明するための概念図である。なお、図2において、Rは公転半径、ωは公転角速度、Fは微小体積要素71に作用する遠心力(公転遠心力)、31は公転遠心力Fの力の方向ベクトルを示している。
(Revolving centrifugal force)
First, the force (revolving centrifugal force) applied to the material M by revolution will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the revolving centrifugal force received by the microvolume element in the material according to the present embodiment. In FIG. 2, R represents the revolution radius, ω 1 represents the revolution angular velocity, F represents the centrifugal force (revolution centrifugal force) acting on the minute volume element 71, and 31 represents the direction vector of the force of the revolution centrifugal force F.

公転によって材料M中の微小体積要素71が受ける公転遠心力Fは、公転半径R、質量m、公転角速度ωを用いて、以下の式(1)のように表すことができる。 The revolution centrifugal force F received by the minute volume element 71 in the material M by revolution can be expressed by the following equation (1) using the revolution radius R, the mass m, and the revolution angular velocity ω 1 .

また、公転遠心力Fの向きは、図2のベクトル31で示すように公転遠心方向である。   The direction of the revolving centrifugal force F is the revolving centrifugal direction as indicated by a vector 31 in FIG.

(自転摩擦力について)
自転によって材料Mが受ける力(自転摩擦力)について、図3から図5を参照して説明する。自転摩擦力を求めるにあたり、まず、材料Mの流速について図3を参照して説明する。図3は、容器内に収容された材料の円筒座標系における座標の一例を示す図である。なお、本実施形態において、容器12は円柱状であるとするが、容器12の形状はこれに限定されるものではない。
(Rotational friction force)
The force (spinning frictional force) received by the material M due to rotation will be described with reference to FIGS. In obtaining the rotational friction force, first, the flow rate of the material M will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of coordinates in the cylindrical coordinate system of the material accommodated in the container. In the present embodiment, the container 12 is assumed to be cylindrical, but the shape of the container 12 is not limited to this.

図3に示すように、容器12の内側の底面(以下、単に底面と呼ぶ)における自転中心を原点41とし、自転中心から容器12の高さ方向(自転回転軸L2方向)をz軸とし、自転中心から半径方向をy軸とする。また、上記2軸(y軸およびz軸)に垂直な方向をx軸とする。   As shown in FIG. 3, the rotation center on the inner bottom surface (hereinafter simply referred to as the bottom surface) of the container 12 is the origin 41, the height direction of the container 12 from the rotation center (the direction of the rotation axis L2) is the z axis, The radial direction from the center of rotation is taken as the y-axis. A direction perpendicular to the two axes (y axis and z axis) is defined as an x axis.

また、容器12には、材料Mが収容されており、当該材料Mの高さ(嵩)はhであるとする。また、容器12の底面の半径(自転半径)をrとする。また、材料M内におけるyz平面において、y座標とz座標が共に正の値となる領域を平面42とする。また、平面42内におけるy軸に平行な線分を線分43、線分43と容器12の内側の側面(以下、内壁と呼ぶ)との接点を接点44、線分43とz軸との交点を交点45とする。ここで、線分43がz=zを満たす線分であるとき、接点44の座標は(0,r,z)、交点45の座標は(0,0,z)と表すことができる。   The container 12 contains a material M, and the height (bulk) of the material M is h. Further, the radius (spinning radius) of the bottom surface of the container 12 is r. In addition, in the yz plane in the material M, an area where both the y coordinate and the z coordinate are positive values is defined as a plane 42. Further, a line segment parallel to the y axis in the plane 42 is a line segment 43, and a contact point between the line segment 43 and the inner side surface of the container 12 (hereinafter referred to as an inner wall) is a contact 44, and the line segment 43 and the z axis are Let the intersection be an intersection 45. Here, when the line segment 43 is a line segment that satisfies z = z, the coordinates of the contact point 44 can be expressed as (0, r, z), and the coordinates of the intersection 45 can be expressed as (0, 0, z).

また、平面42内におけるz軸に平行な線分を線分46、線分46と容器12の底面(y軸)との接点を接点47、線分46と材料Mの表面(z=hを満たす面)との交点を交点48とする。ここで、線分46がy=yを満たす線分であるとき、接点47の座標は(0,y,0)、交点48の座標は(0,y,h)と表すことができる。   Further, a line segment parallel to the z-axis in the plane 42 is a line segment 46, a contact point between the line segment 46 and the bottom surface (y-axis) of the container 12 is a contact point 47, and the line segment 46 and the surface of the material M (z = h). The intersection point with the surface to be filled is defined as an intersection point 48. Here, when the line segment 46 is a line segment that satisfies y = y, the coordinates of the contact point 47 can be expressed as (0, y, 0), and the coordinates of the intersection point 48 can be expressed as (0, y, h).

また、線分43と線分46との交点を交点49とすると、交点49の座標は、(0,y,z)で表すことができる。   If the intersection of the line segment 43 and the line segment 46 is an intersection point 49, the coordinates of the intersection point 49 can be represented by (0, y, z).

また、撹拌時において交点49(座標(0,y,z))における材料Mの速度(流速)をu(0,y,z)とする。なお、材料Mの微小体積要素71の座標は、(0,r,0)であるとする。 Further, the velocity (flow velocity) of the material M at the intersection 49 (coordinates (0, y, z)) during stirring is defined as u x (0, y, z). It is assumed that the coordinates of the minute volume element 71 of the material M are (0, r, 0).

ここで、材料Mの平面42の交点49における流速u(0,y,z)は、y=yにおける線分43上の材料Mの流速u(y)と、z=zにおける線分46上の材料Mの流速u(z)との和で表されるとする。 Here, the flow velocity u x (0, y, z) at the intersection 49 of the plane 42 of the material M is equal to the flow velocity u x (y) of the material M on the line segment 43 at y = y and the line segment at z = z. Suppose that it is represented by the sum of the flow velocity u x (z) of the material M on 46.

平面42における線分43上の材料Mにどのような流速分布が発生するかについて、図4を参照して説明する。図4は、本実施形態に係る撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際における、材料Mの流速のy軸方向での流速分布を説明するための図である。   With reference to FIG. 4, what kind of flow velocity distribution is generated in the material M on the line segment 43 in the plane 42 will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the flow velocity distribution in the y-axis direction of the flow velocity of the material M when the stirring and defoaming device 11 according to the present embodiment stirs the material M.

図4では、容器12の内壁を内壁51として説明する。また、上述したように、線分43は平面42内におけるy軸に平行な線分であり、接点44は線分43と容器12の内壁51との接点であり、交点45は線分43とz軸との交点である。接点44の座標は(0,r,z)であり、交点45の座標は(0,0,z)である。   In FIG. 4, the inner wall of the container 12 is described as the inner wall 51. As described above, the line segment 43 is a line segment parallel to the y-axis in the plane 42, the contact 44 is a contact point between the line segment 43 and the inner wall 51 of the container 12, and the intersection 45 is a line segment 43 and This is the intersection with the z-axis. The coordinates of the contact 44 are (0, r, z), and the coordinates of the intersection 45 are (0, 0, z).

また、容器12の底面の半径rと自転角速度ωとを用いて、容器12の内壁51の自転周速度は、rωで表すことができる。 Further, the rotational peripheral speed of the inner wall 51 of the container 12 can be represented by rω 2 using the radius r of the bottom surface of the container 12 and the rotational angular speed ω 2 .

撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際、自転中心である接点45から半径方向に対して、材料Mの流速uが図4に示すような累乗関数(流速分布)を示すと仮定すると、y=yにおける線分43上の材料Mの流速u(y)は、以下の式(2)で表すことができる。 When stirring defoaming device 11 performs agitation of the material M, assuming the contact 45 is a rotation center with respect to the radial direction, the flow velocity u x of the material M to indicate a power function (flow velocity distribution) as shown in FIG. 4 Then, the flow velocity u x (y) of the material M on the line segment 43 at y = y can be expressed by the following equation (2).

撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際、容器12の内壁51と線分43との接点である接点44に位置する材料Mは、内壁51との摩擦力により、容器12の内壁51に引きずられるように動く。そのため、y=rのとき、線分43上(つまり、接点44)に位置する材料Mは、自転角速度をωとすると、以下の式(3)で表す流速で動くとみなす。 When the stirring and defoaming device 11 stirs the material M, the material M located at the contact 44 that is a contact between the inner wall 51 of the container 12 and the line segment 43 causes the inner wall 51 of the container 12 to be frictional with the inner wall 51. It moves to be dragged by. Therefore, when y = r, the line segment 43 above (i.e., the contact 44) material M located, when the rotational angular velocity and omega 2, considered to move at a flow rate expressed by the following equation (3).

つまり、y=rのとき線分43上に位置する材料Mは、自転周速度rωの半分の速度で動くとみなす。また、自転の中心である交点45に位置する材料Mは動かないため、y=0のとき、線分43上(つまり、交点45)に位置する材料Mの流速は、u=0である。 That is, the material M located on the line segment 43 when y = r is considered to move at half the speed of rotation peripheral speed rω 2. In addition, since the material M located at the intersection 45 that is the center of rotation does not move, when y = 0, the flow velocity of the material M located on the line segment 43 (that is, the intersection 45) is u x = 0. .

式(2)に式(3)およびu=0を代入することにより得られる連立方程式より、以下の式(4)となる。 From the simultaneous equations obtained by substituting Equation (3) and u x = 0 into Equation (2), the following Equation (4) is obtained.

よって、y=yにおける線分43上の材料Mの流速u(y)は、以下の式(5)で表すことができる。 Therefore, the flow velocity u x (y) of the material M on the line segment 43 at y = y can be expressed by the following equation (5).

したがって、撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際における、材料Mの流速の容器半径方向(y軸方向)の流速分布は、図4に破線で示すような分布になる。   Therefore, the flow velocity distribution in the container radial direction (y-axis direction) of the flow velocity of the material M when the stirring and defoaming device 11 stirs the material M becomes a distribution as shown by a broken line in FIG.

次に、平面42における線分46上の材料Mにどのような流速分布が発生するかについて、図5を参照して説明する。図5は、本実施形態に係る撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際における、材料Mの流速のz軸方向での流速分布を説明するための図である。   Next, what kind of flow velocity distribution is generated in the material M on the line segment 46 in the plane 42 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the flow velocity distribution in the z-axis direction of the flow velocity of the material M when the stirring and defoaming device 11 according to the present embodiment stirs the material M.

図5では、容器12の底面を底面61として説明する。また、上述したように、線分46は平面42内におけるz軸に平行な線分であり、接点47は線分46と容器12の底面61との接点であり、交点48は線分46と材料Mの表面(z=hを満たす面)との交点である。接点47の座標は(0,y,0)であり、交点48の座標は(0,y,h)である。   In FIG. 5, the bottom surface of the container 12 is described as the bottom surface 61. Further, as described above, the line segment 46 is a line segment parallel to the z-axis in the plane 42, the contact point 47 is a contact point between the line segment 46 and the bottom surface 61 of the container 12, and the intersection point 48 is This is the intersection with the surface of the material M (the surface satisfying z = h). The coordinates of the contact 47 are (0, y, 0), and the coordinates of the intersection 48 are (0, y, h).

また、自転角速度ωを用いて、容器12の底面61の自転周速度は、yωで表すことができる。 In addition, the rotational peripheral speed of the bottom surface 61 of the container 12 can be expressed by yω 2 using the rotational angular speed ω 2 .

撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際、接点47から容器12の高さ方向(z軸方向)に対して、材料Mの流速uが図5に示すような累乗関数(流速分布)を示すと仮定すると、z=zにおける線分46上の材料Mの流速u(z)は、以下の式(6)で表すことができる。 When stirring defoaming device 11 performs agitation of the material M, of the vessel 12 from the contact 47 with respect to the height direction (z axis direction), power function, such as flow rate u x of the material M is shown in FIG. 5 (flow velocity distribution ), The flow velocity u x (z) of the material M on the line segment 46 at z = z can be expressed by the following equation (6).

撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際、容器12の底面61と線分46との接点である接点47に位置する材料Mは、容器12の底面61に引きずられるように動く。そのため、z=0のとき、線分46上(つまり、接点47)に位置する材料Mは、自転角速度をωとすると、以下の式(7)で表す流速で動くとみなす。 When the stirring deaerator 11 stirs the material M, the material M located at the contact 47 that is a contact between the bottom surface 61 of the container 12 and the line segment 46 moves so as to be dragged to the bottom surface 61 of the container 12. Therefore, when z = 0, the upper segment 46 (i.e., the contact 47) material M located, when the rotational angular velocity and omega 2, considered to move at a flow rate expressed by the following equation (7).

つまり、z=0のとき線分46上に位置する材料Mは、容器12の底面61の自転周速度yωの半分の速度で動くとみなす。また、材料表面である交点48に位置する材料Mの流速は0であるとみなす。つまり、z=hのとき、線分46上(つまり、交点48)に位置する材料Mの流速は、u=0である。 That is, when z = 0, the material M located on the line segment 46 is considered to move at a speed half the rotation speed yω 2 of the bottom surface 61 of the container 12. Further, it is assumed that the flow velocity of the material M located at the intersection 48 that is the material surface is zero. That is, when z = h, the flow velocity of the material M located on the line segment 46 (that is, the intersection point 48) is u x = 0.

式(6)に式(7)およびu=0を代入することにより得られる連立方程式より、以下の式(8)および式(9)となる。 From the simultaneous equations obtained by substituting equation (7) and u x = 0 into equation (6), the following equations (8) and (9) are obtained.

よって、z=zにおける線分46上の材料Mの流速u(z)は、以下の式(10)で表すことができる。 Therefore, the flow velocity u x (z) of the material M on the line segment 46 at z = z can be expressed by the following formula (10).

したがって、撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際における、材料Mの流速の容器高さ方向(z軸方向)の流速分布は、図5に破線で示すような分布になる。   Therefore, the flow rate distribution in the container height direction (z-axis direction) of the flow rate of the material M when the stirring deaerator 11 stirs the material M has a distribution as shown by a broken line in FIG.

撹拌時において、図3における交点49(座標(0,y,z))における材料Mの流速u(0,y,z)は、u(y)とu(z)との和で表されるため、以下の式(11)となる。 At the time of stirring, the flow velocity u x (0, y, z) of the material M at the intersection 49 (coordinate (0, y, z)) in FIG. 3 is the sum of u x (y) and u x (z). Therefore, the following expression (11) is obtained.

よって、このu(0,y,z)の各軸方向の流速分布(速度勾配)は、以下の式(12)および式(13)となる。 Therefore, the flow velocity distribution (velocity gradient) in the respective axial directions of u x (0, y, z) is expressed by the following equations (12) and (13).

ここで、材料Mが粘性流体である場合、材料Mが隣接した層の間に相対運動をともなって流れるときに粘性が現れ、材料M内に生じている流速分布を平均化しようとする作用を及ぼす。この作用によって座標(0,y,z)において発生する摩擦応力τは、以下の式(14)で表すことができる。 Here, when the material M is a viscous fluid, viscosity appears when the material M flows with relative motion between adjacent layers, and an action to average the flow velocity distribution generated in the material M is performed. Effect. The frictional stress τ x generated at this coordinate (0, y, z) can be expressed by the following equation (14).

次に、容器12の自転によって、図3示す材料M中の微小体積要素71が受ける力(自転摩擦力)をfとする。微小体積要素71における容器12の内壁51方向(y軸方向)の接触面積をS、容器12の底面61方向(z軸方向)の接触面積をSとすると、自転摩擦力fは、摩擦応力τと、材料粘度μとを用いて、以下の式(15)で表される。 Next, let f be the force (spinning frictional force) received by the minute volume element 71 in the material M shown in FIG. When the contact area of the minute volume element 71 in the direction of the inner wall 51 (y-axis direction) of the container 12 is S 1 and the contact area of the container 12 in the direction of the bottom surface 61 (z-axis direction) is S 2 , the rotational friction force f is the friction. Using the stress τ x and the material viscosity μ, it is expressed by the following equation (15).

ここで、微小体積要素71の座標は(0,r,0)であるため、材料M中の微小体積要素71が受ける力(自転摩擦力)fは、微小体積要素71の面の面積S(ここで微小体積要素71は立方体を想定しているため、S=S=S)を用いて、以下の式(16)で表される。 Here, since the coordinates of the minute volume element 71 are (0, r, 0), the force (rotational friction force) f received by the minute volume element 71 in the material M is the area S ( Here, since the minute volume element 71 is assumed to be a cube, it is expressed by the following equation (16) using S = S 1 = S 2 ).

なお、上記の数式においてA及びBは、共に定数を表している。   In the above formula, A and B both represent constants.

(公転遠心力と自転遠心力との関係)
以上より、撹拌脱泡装置11が容器12を自公転させているとき、微小体積要素71が受ける力(公転遠心力Fおよび自転摩擦力f)を図6に示す。図6は、本実施形態に係る撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際に微小体積要素71にかかる公転遠心力Fと自転摩擦力fのベクトルの向きの一例を説明するための図である。
(Relationship between revolving centrifugal force and rotational centrifugal force)
From the above, FIG. 6 shows the forces (revolving centrifugal force F and rotational friction force f) received by the microvolume element 71 when the stirring and defoaming device 11 revolves the container 12. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the vector directions of the revolving centrifugal force F and the rotational friction force f applied to the minute volume element 71 when the stirring deaerator 11 according to the present embodiment stirs the material M. It is.

図6において、y軸と半径(公転半径)Rの円の接線とが成す角をθとする。図6に示すように、微小体積要素71にかかる公転遠心力Fは、微小体積要素71を公転遠心方向に押し下げようとする力として働く。一方、微小体積要素71にかかる自転摩擦力fは、微小体積要素71を旋回させ対流を発生させる力として働く。微小体積要素71の位置、つまり、微小体積要素71と自転中心とを結ぶ直線(y軸、線分43)と半径(公転半径)Rの円の接線とが成す角θが、(π/2)<θ<(3π/2)の範囲では、公転遠心力Fのベクトルと自転摩擦力fのベクトルは、逆向きになる。特に、θ=πのとき、公転遠心力Fのベクトルと自転摩擦力fのベクトルとは、真逆を向く。   In FIG. 6, the angle formed by the y-axis and the tangent of a circle of radius (revolution radius) R is θ. As shown in FIG. 6, the revolution centrifugal force F applied to the minute volume element 71 works as a force that pushes the minute volume element 71 down in the revolution centrifugal direction. On the other hand, the rotational frictional force f applied to the minute volume element 71 works as a force for turning the minute volume element 71 to generate convection. The position θ of the minute volume element 71, that is, the angle θ formed by the straight line (y axis, line segment 43) connecting the minute volume element 71 and the center of rotation and the tangent of the circle of radius (revolution radius) R is (π / 2). ) <Θ <(3π / 2), the vector of the revolution centrifugal force F and the vector of the rotational friction force f are opposite to each other. In particular, when θ = π, the vector of the revolution centrifugal force F and the vector of the rotational friction force f are opposite to each other.

このときF>fであれば、微小体積要素71はFによって押し返され、θ>πの範囲に進めないため、渦巻状の対流は発生しないとみなす。このように公転による遠心力(公転遠心力)と自転による摩擦力(自転摩擦力)との大小関係によって、撹拌時の材料Mの挙動が異なる。   At this time, if F> f, the minute volume element 71 is pushed back by F and cannot advance to the range of θ> π, so that it is considered that spiral convection does not occur. Thus, the behavior of the material M at the time of stirring differs depending on the magnitude relationship between the centrifugal force due to revolution (revolving centrifugal force) and the frictional force due to rotation (rotational frictional force).

回転速度に対する公転による力の大きさと自転による力の大きさとの大小関係をグラフで表したものを図7に示す。図7は、撹拌脱泡装置11が材料Mの撹拌を行う際における、回転速度に対する微小体積要素71にかかる公転遠心力(公転による力)の大きさFおよび自転摩擦力(自転による力)の大きさfの一例を示す図である。なお、図7で用いた撹拌脱泡装置11は、自公転回転速度比(自転回転速度:公転回転速度)が一定(1:2)である。図7において、横軸は回転速度を、縦軸は材料Mにかかる力の大きさを示す。ここでは、材料Mの流れを非ニュートン流れ(疑塑性流体)であるとしたため、自転の回転速度(自転速度)の上昇にともない材料Mの粘度が低下している。   FIG. 7 is a graph showing the magnitude relationship between the magnitude of the force due to revolution with respect to the rotation speed and the magnitude of the force due to rotation. FIG. 7 shows the magnitude F of the revolving centrifugal force (force due to revolution) and the rotational friction force (force due to rotation) applied to the microvolume element 71 with respect to the rotation speed when the stirring deaerator 11 stirs the material M. It is a figure which shows an example of the magnitude | size f. In addition, the stirring and defoaming apparatus 11 used in FIG. 7 has a constant revolution speed ratio (spinning rotation speed: revolution rotation speed) (1: 2). In FIG. 7, the horizontal axis represents the rotation speed, and the vertical axis represents the magnitude of the force applied to the material M. Here, since the flow of the material M is assumed to be a non-Newtonian flow (a pseudoplastic fluid), the viscosity of the material M decreases as the rotation speed (rotation speed) of the rotation increases.

図7に示すように、ある公転回転速度(図7においては、Brpm)を閾値にして、公転による力の大きさFと自転による力の大きさfとの大小関係が入れ替わる。つまり、図7における公転回転速度が0rpmより大きくBrpmより小さい(自転回転速度が0rpmより大きくB’rpmより小さい)速度である速度領域は自転摩擦力が支配的な領域であり、図7における公転回転速度がBrpmより大きい(自転回転速度がB’rpmより大きい)速度である速度領域は公転遠心力が支配的な領域である。   As shown in FIG. 7, the magnitude relationship between the magnitude F of the force due to revolution and the magnitude f of the force due to rotation is switched with a certain revolution speed (Brpm in FIG. 7) as a threshold value. In other words, the speed region in which the revolution speed in FIG. 7 is greater than 0 rpm and less than B rpm (the revolution speed is greater than 0 rpm and less than B ′ rpm) is the area where the rotational friction force is dominant, and the revolution in FIG. The speed region where the rotational speed is higher than B rpm (the rotational rotational speed is higher than B ′ rpm) is a region where the revolution centrifugal force is dominant.

(撹拌脱泡方法について)
次に、撹拌脱泡装置11の撹拌脱泡方法について具体的に説明する。なお、以下では、まず比較例としての撹拌脱泡方法を説明したあと、本実施形態の撹拌脱泡装置11における撹拌脱泡方法について説明する。なお、比較例のような撹拌脱泡方法では、材料Mの十分な脱泡を行うため大きな回転速度で撹拌脱泡を行う場合が多い。つまり、公転遠心力が支配的な領域(つまり、図7において、F>fとなる領域)であるケースが多い。そのため、比較例の撹拌脱泡方法では、公転遠心力が支配的な領域(図7において、公転速度がBrpmより大きい速度)で撹拌脱泡を行うとする。
(About stirring defoaming method)
Next, the stirring defoaming method of the stirring defoaming apparatus 11 will be specifically described. In addition, below, after first explaining the stirring defoaming method as a comparative example, the stirring defoaming method in the stirring defoaming apparatus 11 of this embodiment is demonstrated. In addition, in the stirring and defoaming method as in the comparative example, in order to sufficiently degas the material M, the stirring and defoaming is often performed at a high rotation speed. That is, there are many cases where the revolving centrifugal force is a dominant region (that is, a region where F> f in FIG. 7). Therefore, in the stirring and defoaming method of the comparative example, it is assumed that stirring and defoaming is performed in a region where the revolution centrifugal force is dominant (in FIG. 7, the revolution speed is higher than Brpm).

<比較例>
まず、図8および図9を参照して、本実施形態の比較例に係る撹拌脱泡方法について説明する。図8は、比較例としての撹拌脱泡方法の流れの一例を示すフローチャートである。
<Comparative example>
First, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the stirring defoaming method which concerns on the comparative example of this embodiment is demonstrated. FIG. 8 is a flowchart showing an example of a flow of a stirring and defoaming method as a comparative example.

図8に示すように、比較例における撹拌脱泡方法は以下のステップS81およびステップS82によって行われる。   As shown in FIG. 8, the stirring and defoaming method in the comparative example is performed by the following steps S81 and S82.

ステップS81:材料Mが収容された容器12を容器ホルダ13に保持させる。   Step S81: The container 12 containing the material M is held by the container holder 13.

ステップS82:撹拌脱泡装置11を運転して容器ホルダ13を公転させながら自転させる。   Step S82: The stirring deaerator 11 is operated to rotate the container holder 13 while revolving.

図9は、比較例の撹拌脱泡方法で材料Mを撹拌した際における材料Mの状態の具体例を示す図である。図9に示すように、比較例の撹拌脱泡方法では、公転遠心力が支配的な領域(つまり、F>fとなる領域)で撹拌脱泡を行っているため、材料Mは遠心方向に押し付けられ、容器12に張り付いたような形状になっている。   FIG. 9 is a diagram illustrating a specific example of the state of the material M when the material M is stirred by the stirring and defoaming method of the comparative example. As shown in FIG. 9, in the stirring and defoaming method of the comparative example, since the stirring and defoaming is performed in a region where the revolution centrifugal force is dominant (that is, a region where F> f), the material M is in the centrifugal direction. The shape is such that it is pressed and stuck to the container 12.

したがって、比較例の撹拌脱泡方法では、材料Mは容器12の内壁51に押し付けられ、対流の発生が弱くなり、均一分散状態まで至らないことがわかる。   Therefore, it can be seen that, in the stirring and defoaming method of the comparative example, the material M is pressed against the inner wall 51 of the container 12, and the generation of convection becomes weak and does not reach a uniform dispersion state.

<撹拌脱泡装置11における撹拌脱泡方法>
次に、図10および図11を参照して、本実施形態の撹拌脱泡装置11における撹拌脱泡方法について説明する。図10は、本実施形態における撹拌脱泡方法の流れの一例を示すフローチャートである。
<Agitation defoaming method in the agitation deaerator 11>
Next, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, the stirring defoaming method in the stirring defoaming apparatus 11 of this embodiment is demonstrated. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the flow of the stirring and defoaming method in the present embodiment.

図10に示すように、本実施形態の撹拌脱泡装置11における撹拌脱泡方法は、以下のステップによって行われる。   As shown in FIG. 10, the stirring and defoaming method in the stirring and defoaming apparatus 11 of the present embodiment is performed by the following steps.

ステップS111:材料Mが収容された容器12を容器ホルダ13に保持させる。   Step S111: The container 12 containing the material M is held by the container holder 13.

ステップS112:撹拌脱泡装置11を運転して容器ホルダ13を公転させながら自転させる。具体的には、撹拌脱泡装置11の制御部23は、公転遠心力が支配的な領域(つまり、F>fとなる速度)で、自転モータ21および公転モータ22を回転させる。   Step S112: The stirring deaerator 11 is operated to rotate the container holder 13 while revolving. Specifically, the control unit 23 of the stirring and defoaming device 11 rotates the rotation motor 21 and the revolution motor 22 in a region where the revolution centrifugal force is dominant (that is, a speed satisfying F> f).

ステップS113:撹拌脱泡装置11を運転して容器ホルダ13をステップS112より小さい公転速度で公転させながら自転させる。具体的には、撹拌脱泡装置11の制御部23は、自転摩擦力が支配的な領域(つまり、F<fとなる速度)で、自転モータ21および公転モータ22を回転させる(制御工程)。   Step S113: The stirring deaerator 11 is operated to rotate the container holder 13 while revolving at a revolution speed smaller than that of Step S112. Specifically, the control unit 23 of the stirring and defoaming device 11 rotates the rotation motor 21 and the revolution motor 22 in a region where the rotation friction force is dominant (that is, a speed satisfying F <f) (control process). .

図11は、撹拌脱泡装置11による撹拌脱泡方法で材料Mを撹拌した際における材料Mの状態の具体例を示す図である。まず、ステップS112では、制御部23は、F>fとなる速度で自転モータ21および公転モータ22を動作させているため、図9に示すように材料Mは遠心方向に押し付けられる。その後、制御部23は、F<fとなる速度で自転モータ21および公転モータ22を動作させているため、図11に示すように、材料Mは渦巻状の対流が発生した形状になる。   FIG. 11 is a diagram illustrating a specific example of the state of the material M when the material M is stirred by the stirring and defoaming method using the stirring and defoaming device 11. First, in step S112, since the control unit 23 operates the rotation motor 21 and the revolution motor 22 at a speed satisfying F> f, the material M is pressed in the centrifugal direction as shown in FIG. Thereafter, since the control unit 23 operates the rotation motor 21 and the revolution motor 22 at a speed satisfying F <f, the material M has a shape in which spiral convection is generated as shown in FIG.

なお、上述した閾値(図7においては、Brpm)は、例えば、自転半径rと公転半径Rとの比率、自転角速度ωと公転角速度ωとの比率、材料粘度μ、材料の嵩h、自転軸の傾きなどによって変化する。 The threshold value (Brpm in FIG. 7) is, for example, the ratio between the rotation radius r and the revolution radius R, the ratio between the rotation angular velocity ω 2 and the revolution angular velocity ω 1 , the material viscosity μ, the material volume h, It changes depending on the inclination of the rotation axis.

上述したステップS112において、材料Mの十分な脱泡を行うために公転速度を大きくすると、図7に示すように公転による力の大きさFと自転による力の大きさfとの大小関係より、公転の遠心力が支配的な挙動を示す。したがって、材料Mは、容器12の内壁51に押し付けられることにより、十分な脱泡が行われる。   In Step S112 described above, when the revolution speed is increased in order to sufficiently degas the material M, the magnitude relationship between the magnitude F of the force due to revolution and the magnitude f of the force due to rotation as shown in FIG. The centrifugal force of revolution shows the dominant behavior. Therefore, the material M is sufficiently degassed by being pressed against the inner wall 51 of the container 12.

その後、ステップS113において、ステップS112の公転速度より小さい回転速度、具体的には自転摩擦力が支配的になる速度で、自転および公転をさせることにより、図7に示すように公転による力Fと自転による力fとの大小関係より、自転の摩擦力が支配的な挙動を示す。したがって、撹拌脱泡装置11は、材料Mに渦巻状の対流を発生させ撹拌を促進させることができるため、材料Mの撹拌状態を、均一分散まで進行させることができる。   Thereafter, in step S113, by rotating and revolving at a rotational speed smaller than the revolution speed in step S112, specifically, the speed at which the rotational friction force is dominant, as shown in FIG. Due to the magnitude relationship with the force f due to rotation, the frictional force of rotation shows a dominant behavior. Therefore, since the stirring deaerator 11 can generate a spiral convection in the material M to promote stirring, the stirring state of the material M can be advanced to uniform dispersion.

なお、上述したステップS112とステップS113は、逆であってもよいが、ステップS112をステップS113の前に行うことがより好ましい。   In addition, although step S112 and step S113 mentioned above may be reverse, it is more preferable to perform step S112 before step S113.

<本実施形態による実験結果>
次に、本実施形態に係る実験結果について説明する。本発明者らは、図8に示した撹拌脱泡方法、および、本実施形態にかかる撹拌脱泡装置11の撹拌脱泡方法にて材料(蛍光体樹脂)の撹拌脱泡を行い、撹拌脱泡を行った蛍光体樹脂を塗布したLEDパッケージの色度を計測した。蛍光体樹脂は、蛍光体・シリコーン樹脂主剤・シリコーン樹脂硬化剤の順で容器12に収容した。なお、上記シリコーン樹脂は、室温での粘度がおよそ500cPのものであり、使用した撹拌脱泡装置は自公転回転速度比が1:2のものである。
<Experimental results according to this embodiment>
Next, experimental results according to this embodiment will be described. The present inventors stir and degas the material (phosphor resin) by the stirring and defoaming method shown in FIG. 8 and the stirring and defoaming method of the stirring and defoaming apparatus 11 according to this embodiment, The chromaticity of the LED package coated with the foamed phosphor resin was measured. The phosphor resin was accommodated in the container 12 in the order of phosphor, silicone resin main component, and silicone resin curing agent. The silicone resin has a viscosity of about 500 cP at room temperature, and the stirring and defoaming apparatus used has a rotation / revolution speed ratio of 1: 2.

図12は、図8に示した撹拌脱泡方法にて上記蛍光体樹脂の撹拌脱泡を行った際の、蛍光体樹脂の色度分布を示す図である。また、図13は、本実施形態における撹拌脱泡装置11の撹拌脱泡方法にて上記蛍光体樹脂の撹拌脱泡を行った際の、蛍光体樹脂の色度分布を示す図である。なお、図12および図13において、横軸は塗布順(塗布量(滴))を示し、縦軸は色度yを示す。また、各色度点は、それぞれの方法を用いて撹拌した蛍光体樹脂を塗布して形成されたLEDパッケージの色度を、塗布量ごとに計測し、プロットしたものである。   FIG. 12 is a diagram showing the chromaticity distribution of the phosphor resin when the phosphor resin is stirred and defoamed by the stirring and defoaming method shown in FIG. FIG. 13 is a diagram showing the chromaticity distribution of the phosphor resin when the phosphor resin is stirred and defoamed by the stirring and defoaming method of the stirring and defoaming device 11 in the present embodiment. 12 and 13, the horizontal axis indicates the application order (application amount (droplet)), and the vertical axis indicates the chromaticity y. Each chromaticity point is obtained by measuring and plotting the chromaticity of an LED package formed by applying a phosphor resin stirred using each method for each application amount.

撹拌脱泡が十分ではない場合、蛍光体樹脂内での蛍光体の濃度分布にばらつきが起こる。したがって、撹拌脱泡が十分ではない場合、LEDパッケージの色度分布にばらつきが発生する。   If stirring and defoaming is not sufficient, the phosphor concentration distribution in the phosphor resin varies. Therefore, when stirring and defoaming is not sufficient, the chromaticity distribution of the LED package varies.

図12に示すように、LEDパッケージの色度分布には、ばらつきが発生していることが分かる。図8に示した撹拌脱泡方法では、図9に示すように、蛍光体樹脂は、容器12の内壁51に押し付けられ、渦巻状の対流の発生が弱くなる。その結果として、蛍光体樹脂は、均一分散状態まで撹拌が進まず、当該蛍光体樹脂を塗布したLEDパッケージの色度yにばらつきが発生したと考えられる。   As shown in FIG. 12, it can be seen that the chromaticity distribution of the LED package varies. In the stirring and defoaming method shown in FIG. 8, as shown in FIG. 9, the phosphor resin is pressed against the inner wall 51 of the container 12, and the generation of spiral convection is weakened. As a result, it is considered that the phosphor resin was not stirred until it was uniformly dispersed, and the chromaticity y of the LED package coated with the phosphor resin varied.

一方、図13に示すように、本実施形態による撹拌脱泡方法では、色度yのばらつきが大幅に抑えられていることが分かる。本実施形態における撹拌脱泡方法では、図7に示すように自転の摩擦力が支配的な挙動を示す回転速度で回転を行っているため、蛍光体樹脂には図11に示すように渦巻状の対流が発生した。その結果として、蛍光体樹脂は、撹拌が促進され、均一分散状態まで撹拌が進行した。そのため、色度yのばらつきが低減したと考えられる。   On the other hand, as shown in FIG. 13, in the stirring defoaming method according to the present embodiment, it can be seen that the variation in chromaticity y is greatly suppressed. In the stirring and defoaming method in the present embodiment, since rotation is performed at a rotation speed at which the frictional force of rotation is dominant as shown in FIG. 7, the phosphor resin has a spiral shape as shown in FIG. Convection occurred. As a result, the phosphor resin was agitated and the agitation progressed to a uniformly dispersed state. Therefore, it is considered that the variation in chromaticity y is reduced.

なお、本実施形態において、自公転回転速度が所定の比率(例えば、1:2)である撹拌脱泡装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明における撹拌脱泡装置11は、自公転回転速度比が一定でない撹拌脱泡装置であってもよい。   In addition, in this embodiment, although the stirring and defoaming apparatus whose auto-revolution rotation speed is a predetermined ratio (for example, 1: 2) is used, this invention is not limited to this. The stirring and defoaming device 11 in the present invention may be a stirring and defoaming device in which the revolution speed ratio is not constant.

このように、本実施形態に係る撹拌脱泡装置11は、材料Mを収容した容器12を、所定の公転軸(公転回転軸L1)を中心に公転させながら自転させる撹拌脱泡装置である。撹拌脱泡装置11は、容器12を公転させる公転モータ22と、容器12を自転させる自転モータ21と、公転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように、公転モータ22と自転モータ21とを制御する制御部23とを備えている。   As described above, the stirring and defoaming device 11 according to the present embodiment is a stirring and defoaming device that rotates the container 12 containing the material M while revolving around a predetermined revolution axis (revolution rotation axis L1). The stirring and defoaming device 11 includes a revolving motor 22 for revolving the container 12, a revolving motor 21 for revolving the container 12, and a magnitude F of a force acting on a micro volume element of the material M accommodated in the container 12 by revolving. The control unit 23 that controls the revolution motor 22 and the rotation motor 21 so that the magnitude f of the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by rotation satisfies F <f. I have.

上記構成によれば、制御部23は、公転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさFが自転によって容器12に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさfより小さくなるような公転速度および自転速度で公転および自転するように公転モータ22および自転モータ21を制御する。   According to the above configuration, the control unit 23 causes the magnitude F of the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by revolution to act on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by rotation. The revolving motor 22 and the revolving motor 21 are controlled so as to revolve and revolve at a revolving speed and a revolving speed that are smaller than the magnitude f of the force.

これにより、材料Mには渦巻状の対流が発生するため、材料Mの分散状態をより均一にすることができる。   Thereby, since spiral convection is generated in the material M, the dispersion state of the material M can be made more uniform.

また、本実施形態に係る撹拌脱泡装置11の制御部23は、ある期間において、公転によって容器12内に収容された材料の微小体積要素に働く力Fと、自転によって容器12内に収容された材料の微小体積要素に働く力fとが、F<fを満たすように公転モータ22および自転モータ21を制御し、他の期間において、公転によって容器12に収容された材料Mの微小体積要素に働く力F’と、自転によって容器12に収容された材料Mの微小体積要素に働く力f’とが、F’>f’を満たすように公転モータ22および自転モータ21とを制御する。   In addition, the control unit 23 of the stirring and defoaming apparatus 11 according to the present embodiment is accommodated in the container 12 by rotation and the force F acting on the minute volume element of the material accommodated in the container 12 by revolution. The revolving motor 22 and the rotating motor 21 are controlled so that the force f acting on the minute volume element of the selected material satisfies F <f, and in other periods, the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by revolution. The revolution motor 22 and the rotation motor 21 are controlled so that the force F ′ acting on the rotation force F ′ and the force f ′ acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by rotation satisfy F ′> f ′.

上記構成によれば、ある期間において、制御部23は、公転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさFが自転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさfより小さくなるような公転速度および自転速度で公転および自転するように公転モータ22および自転モータ21を制御する。これにより、材料Mには渦巻状の対流が発生するため、材料の分散状態を均一にする。   According to the above configuration, in a certain period, the control unit 23 causes the magnitude F of the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by revolution to be adjusted in the material M accommodated in the container 12 by rotation. The revolving motor 22 and the revolving motor 21 are controlled so as to revolve and revolve at a revolving speed and a revolving speed that are smaller than the magnitude f of the force acting on the minute volume element. As a result, spiral convection occurs in the material M, so that the material is uniformly dispersed.

また、他の期間において、制御部23は、公転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさF’が自転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさfより大きくなるような公転速度および自転速度で公転および自転するように公転モータ22および自転モータ21を制御する。これにより、材料Mは、公転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさF’によって、容器12の内壁に押し付けられるため、材料M内の気泡を外部に放出することができる。よって、材料Mの十分な脱泡を行うことができる。   In another period, the control unit 23 determines that the magnitude F ′ of the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by revolution is the minute volume of the material M accommodated in the container 12 by rotation. The revolving motor 22 and the revolving motor 21 are controlled so as to revolve and revolve at a revolving speed and a revolving speed that are larger than the magnitude f of the force acting on the element. Thereby, since the material M is pressed against the inner wall of the container 12 by the magnitude F ′ of the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by revolution, the bubbles in the material M are released to the outside. can do. Therefore, sufficient defoaming of the material M can be performed.

したがって、撹拌脱泡装置11は、材料Mの撹拌および脱泡を好適に行うことができる。   Therefore, the stirring and defoaming device 11 can suitably perform stirring and defoaming of the material M.

なお、上述したF<fを満たすように公転モータ22と自転モータ21とを制御するためには、一般に様々なパラメータを考慮に入れる必要がある。本発明者の得た知見によれば、F<fを満たすように、材料の微小体積要素における質量m、公転半径R、自転半径r、公転角速度ω、自転角速度ω、材料粘度μ、容器12内の材料の嵩hを選定すればよい。 In order to control the revolution motor 22 and the rotation motor 21 so as to satisfy F <f described above, it is generally necessary to take various parameters into consideration. According to the knowledge obtained by the present inventor, mass m, revolution radius R, revolution radius r, revolution angular velocity ω 1 , revolution angular velocity ω 2 , material viscosity μ, material viscosity μ, so that F <f is satisfied. The bulk h of the material in the container 12 may be selected.

特に、本発明者は、例えば、公転半径R=180mm、自転半径r=30mm、自転公転回転速度比=1:2の撹拌脱泡装置11において、材料密度が1.11g/cm、材料粘度μ=500mPa・s、材料の嵩h=20mmの場合、公転回転速度600rpm以下(自転回転速度300rpm以下)であれば、より好適に材料を撹拌できるという知見を得た。 In particular, the present inventor, for example, in the stirring deaerator 11 having a revolution radius R = 180 mm, a revolution radius r = 30 mm, and a revolution revolution speed ratio = 1: 2, the material density is 1.11 g / cm 3 , the material viscosity. In the case of μ = 500 mPa · s and the volume h of the material = 20 mm, it was found that the material can be more suitably stirred if the revolution speed is 600 rpm or less (rotational speed 300 rpm or less).

換言すれば、公転半径R=180mm、自転半径r=30mm、自転公転回転速度比1:2であるとき、公転回転速度が600rpm以下となるように制御すれば、材料密度が1.11g/cm、材料粘度μ=500mPa・s、材料の嵩h=20mmの場合に特に好適に用いることができる。 In other words, when the revolution radius R = 180 mm, the revolution radius r = 30 mm, and the revolution revolution speed ratio 1: 2, the material density is 1.11 g / cm by controlling the revolution revolution speed to be 600 rpm or less. 3. It can be particularly preferably used when the material viscosity μ = 500 mPa · s and the material volume h = 20 mm.

また、比較例における撹拌脱泡方法で、十分な撹拌脱泡を行う場合、撹拌脱泡時間を長くすることが考えられる。しかし、撹拌脱泡時間が長くなると、撹拌脱泡により発生する摩擦熱の影響、または、撹拌脱泡装置自身の発熱の影響で、容器内の材料の温度が変化する場合がある。材料の温度が変化すると、当該材料の物性が変化する場合があり、それに伴い、仕上がり状態の品質基準となる粘度、撹拌状態、気泡の量およびサイズ、フィラーの分散、ホットライフ(可使時間)などに大きく影響を及ぼす場合がある。   Moreover, when performing sufficient stirring defoaming by the stirring defoaming method in a comparative example, it is possible to lengthen stirring defoaming time. However, when the stirring and defoaming time becomes long, the temperature of the material in the container may change due to the influence of frictional heat generated by the stirring and defoaming or the heat generated by the stirring and defoaming device itself. When the temperature of a material changes, the physical properties of the material may change. Along with this, viscosity, agitation state, amount and size of bubbles, dispersion of filler, hot life (pot life) that will be the quality standard of the finished state May have a significant impact on

しかし、本実施形態における撹拌脱泡装置11の撹拌脱泡方法によれば、制御部23が、公転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように公転モータ22および自転モータ21を制御することにより、材料の撹拌が行われる。また、制御部23が、公転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさF’が自転によって容器12内に収容された材料Mの微小体積要素に働く力の大きさf’より大きくなるような公転速度および自転速度で公転および自転するように公転モータ22および自転モータ21を制御することにより、材料Mの脱泡が行われる。   However, according to the stirring and defoaming method of the stirring and defoaming device 11 in the present embodiment, the control unit 23 rotates with the magnitude F of the force acting on the microvolume element of the material M accommodated in the container 12 by revolution. The material is agitated by controlling the revolution motor 22 and the rotation motor 21 so that the magnitude f of the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 satisfies F <f. . Moreover, the magnitude F ′ of the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by the revolution of the control unit 23 is the force acting on the minute volume element of the material M accommodated in the container 12 by the rotation. By controlling the revolving motor 22 and the revolving motor 21 so as to revolve and revolve at a revolving speed and a revolving speed that are larger than the size f ′, the material M is defoamed.

このように、材料Mの脱泡を行う際の自転および/または公転の回転速度と、材料Mの撹拌を行う際の自転および/または公転の回転速度とを異ならせることにより、同じ回転速度で自転および公転を行う場合に比べて、短い時間で十分な脱泡および撹拌を行うことができる。   As described above, the rotational speed of rotation and / or revolution when the material M is defoamed is different from the rotational speed of rotation and / or revolution when the material M is stirred, so that the rotational speed is the same. As compared with the case where rotation and revolution are performed, sufficient defoaming and stirring can be performed in a short time.

(プログラム及び記録媒体について)
また、上述した撹拌脱泡装置11の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
(About programs and recording media)
Moreover, each block of the stirring deaerator 11 described above may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a CPU as follows.

すなわち、撹拌脱泡装置11、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである撹拌脱泡装置11の制御プログラム(認証プログラム)のプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記撹拌脱泡装置11に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   That is, the stirring deaerator 11, a CPU (central processing unit) that executes a command of a control program that realizes each function, a ROM (read only memory) that stores the program, and a RAM (random access memory) that expands the program And a storage device (recording medium) such as a memory for storing the program and various data. The object of the present invention is to enable the computer to read the program code (execution format program, intermediate code program, source program) of the control program (authentication program) of the stirring and defoaming apparatus 11 which is software for realizing the above-described functions. This can also be achieved by supplying the recorded recording medium to the stirring and degassing apparatus 11 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM(登録商標)/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include a tape system such as a magnetic tape and a cassette tape, a magnetic disk such as a floppy (registered trademark) disk / hard disk, and an optical disk such as a CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM (registered trademark) / flash ROM.

また、撹拌脱泡装置11を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR(high data rate)、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   Moreover, the stirring deaerator 11 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Also, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR (high data rate), mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、自転公転方式の撹拌脱泡装置の製造分野に広く利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used in the field of manufacturing a rotation / revolution type stirring deaerator.

11 撹拌脱泡装置
12 容器
13 容器ホルダ
14 ホルダ受け部
15 台座
21 自転モータ(自転駆動部)
22 公転モータ(公転駆動部)
23 制御部(制御手段)
31 ベクトル
41 原点
42 平面
43 線分
44 接点
45 交点
46 線分
47 接点
48 交点
49 交点
51 内壁
61 底面
71 微小体積要素
L1 公転回転軸
L2 自転回転軸
M 材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Stirring deaerator 12 Container 13 Container holder 14 Holder receiving part 15 Base 21 Rotation motor (rotation drive part)
22 Revolution motor (revolution drive unit)
23 Control unit (control means)
31 Vector 41 Origin 42 Plane 43 Line segment 44 Contact point 45 Intersection point 46 Line segment 47 Contact point 48 Intersection point 49 Intersection point 51 Inner wall 61 Bottom surface 71 Small volume element L1 Revolution rotation axis L2 Rotation axis M Material

Claims (7)

材料を収容した容器を、所定の公転軸を中心に公転させながら自転させる撹拌脱泡装置であって、
前記容器を公転させる公転駆動部と、
前記容器を自転させる自転駆動部と、
公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように、前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御する制御手段とを備えることを特徴とする撹拌脱泡装置。
A stirring and defoaming device for rotating a container containing a material while revolving around a predetermined revolution axis,
A revolution drive unit for revolving the container;
A rotation drive unit for rotating the container;
The magnitude F of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the revolution and the magnitude f of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the rotation are F <f A stirring and defoaming device comprising: a control unit that controls the revolution driving unit and the rotation driving unit so as to satisfy the above condition.
前記制御手段は、
ある期間において、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御し、
他の期間において、公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさF’と、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさf’とが、F’>f’を満たすように前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御することを特徴とする請求項1に記載の撹拌脱泡装置。
The control means includes
In a certain period, the magnitude F of the force acting on the minute volume element of the material accommodated in the container by revolution and the magnitude f of the force acting on the minute volume element of the material accommodated in the container by rotation. , Controlling the revolution driving unit and the rotation driving unit so as to satisfy F <f,
In other periods, the magnitude F ′ of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by revolution, and the magnitude f of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by rotation. 2. The stirring and defoaming device according to claim 1, wherein the revolution driving unit and the rotation driving unit are controlled to satisfy “F”> f ′.
自転半径をr、前記材料の微小体積要素の面の面積をS、材料粘度をμ、自転角速度をω、前記材料の嵩をhとしたとき、前記自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfは、
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の撹拌脱泡装置。
The material accommodated in the container by the rotation when the rotation radius is r, the area of the surface of the minute volume element of the material is S, the material viscosity is μ, the rotation angular velocity is ω 2 , and the volume of the material is h. The magnitude f of the force acting on the microvolume element of
The stirring and defoaming device according to claim 1, wherein:
自転半径をr、前記材料の微小体積要素の面の面積をS、材料粘度をμ、前記ある期間における自転角速度をω、前記他の期間における自転角速度をω’、前記材料の嵩をhとしたとき、前記ある期間における前記自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfは、
を満たし、
前記他の期間における前記自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさf’は、
を満たすことを特徴とする請求項2に記載の撹拌脱泡装置。
The rotation radius is r, the area of the surface of the microvolume element of the material is S, the material viscosity is μ, the rotation angular velocity in the certain period is ω 2 , the rotation angular velocity in the other period is ω 2 ′, and the volume of the material is When h, the magnitude f of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the rotation in the certain period is:
The filling,
The magnitude f ′ of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the rotation in the other period is:
The stirring and defoaming apparatus according to claim 2, wherein:
材料を収容した容器を、所定の公転軸を中心に公転させる公転駆動部と、該容器を自転させる自転駆動部とを備えた撹拌脱泡装置の撹拌脱泡方法であって、
公転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさFと、自転によって前記容器内に収容された材料の微小体積要素に働く力の大きさfとが、F<fを満たすように、前記公転駆動部と前記自転駆動部とを制御する制御工程を含んでいることを特徴とする撹拌脱泡方法。
A stirring and defoaming method of a stirring and defoaming device comprising a revolution driving unit that revolves a container containing a material around a predetermined revolution axis, and a rotation driving unit that rotates the container,
The magnitude F of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the revolution and the magnitude f of the force acting on the microvolume element of the material accommodated in the container by the rotation are F <f A stirring and defoaming method comprising a control step of controlling the revolution driving unit and the rotation driving unit so as to satisfy the above condition.
請求項1から4の何れか1項に記載の撹拌脱泡装置としてコンピュータを動作させる制御プログラムであって、コンピュータを前記手段として機能させるための制御プログラム。   A control program for operating a computer as the stirring and defoaming device according to any one of claims 1 to 4, wherein the computer functions as the means. 請求項6に記載の制御プログラムが記録されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the control program according to claim 6 is recorded.
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JP2015227855A (en) * 2014-06-03 2015-12-17 株式会社日立ハイテクノロジーズ Agitation device, agitation method and automatic analysis device having agitation device
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