JP2014205100A - Agitation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、攪拌装置に関するものである。 The present invention relates to a stirring device.
従来、樹脂組成物の他、薬剤、食品等に含まれる粒子を分散・混合および造粒する撹拌装置として、例えば、特許文献1に記載されているものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a stirring device that disperses, mixes, and granulates particles contained in drugs, foods, and the like in addition to a resin composition, for example, those described in Patent Document 1 are known.
この撹拌装置は、粒子を貯留する貯留槽の底面から回転軸を、この貯留槽内に突出させ、さらに、回転軸の先端部に回転翼が設けられた構成をなしている。 This stirring device has a configuration in which a rotating shaft protrudes into the storage tank from the bottom surface of a storage tank that stores particles, and a rotating blade is provided at the tip of the rotating shaft.
かかる構成の撹拌装置では、回転軸を回転させることにより、その先端部に設けられた回転翼が回転し、この回転翼の回転により生じる遠心力で、粒子は、回転軸からその外側方向(半径方向)に移動するとともに、回転翼による上昇力により跳ね上げられる。
このような回転翼の回転により粒子に作用する遠心力および上昇力により、貯留槽中の粒子に、渦巻状をなす曲線で流れる曲線流(渦巻流)が形成され、この曲線流により、粒子同士が分散・混合される。
In the stirring device having such a configuration, by rotating the rotating shaft, the rotating blade provided at the tip of the rotating device rotates, and the centrifugal force generated by the rotation of the rotating blade causes the particles to move outward (radius) from the rotating shaft. And is lifted up by the ascending force of the rotor blades.
Due to the centrifugal force and upward force acting on the particles due to the rotation of the rotor blades, a curved flow (swirl flow) flowing in a spiral shape is formed in the particles in the storage tank. Are dispersed and mixed.
しかしながら、分散・混合すべき粒子中に、重さが異なる2種以上のものが含まれると、この重さが異なることに起因して、粒子に作用する遠心力および上昇力に差が生じ、その結果、重さが軽い粒子が回転軸側、重さが重い粒子が貯留槽の側面側に滞留する傾向を示すため、重さがが異なる粒子同士を優れた分散性をもって分散・混合させることができないという問題がある。 However, when two or more kinds of particles having different weights are contained in the particles to be dispersed and mixed, due to the difference in weights, a difference occurs in centrifugal force and ascending force acting on the particles, As a result, particles with a light weight tend to stay on the rotating shaft side and particles with a heavy weight on the side of the storage tank. Therefore, particles with different weights can be dispersed and mixed with excellent dispersibility. There is a problem that can not be.
本発明の目的は、分散・混合すべき粒子を優れた分散性をもって分散することができる攪拌装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a stirring device capable of dispersing particles to be dispersed and mixed with excellent dispersibility.
このような目的は、下記(1)〜(4)に記載の本発明により達成される。
(1) 分散・混合すべき粒子を貯留する貯留槽と、該貯留槽の底部に回転可能に配置された回転翼とを有する攪拌装置であって、
前記回転翼は、前記貯留槽の底部で回転する際に中心に位置するハブ部と、該ハブ部から放射状に突出して設けられた複数の羽根部とを備え、
前記羽根部は、角柱が延伸する延伸方向に対して直交する直交方向に捻られたものであることを特徴とする攪拌装置。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (4).
(1) A stirrer having a storage tank for storing particles to be dispersed and mixed, and a rotary blade disposed rotatably at the bottom of the storage tank,
The rotary blade includes a hub portion located at the center when rotating at the bottom of the storage tank, and a plurality of blade portions provided radially projecting from the hub portion,
The stirrer characterized in that the blade part is twisted in an orthogonal direction orthogonal to an extending direction in which the prism is extended.
(2) 前記羽根部は、四角柱が前記直交方向に捻られたものである上記(1)に記載の攪拌装置。 (2) The stirring device according to (1), wherein the blade portion is a quadrangular prism twisted in the orthogonal direction.
(3) 前記羽根部は、正角柱が前記直交方向に捻られたものである上記(1)または(2)に記載の攪拌装置。 (3) The stirrer according to (1) or (2), wherein the blade portion has a regular prism twisted in the orthogonal direction.
(4) 前記羽根部は、前記貯留槽の底面に沿って、前記ハブ部に配設されている上記(1)ないし(3)のいずれか1項に記載の攪拌装置。 (4) The stirring device according to any one of (1) to (3), wherein the blade portion is disposed in the hub portion along a bottom surface of the storage tank.
本発明によれば、回転翼が備える羽根部が、角柱が延伸する延伸方向に対して直交する直交方向に捻られたものであることで、かかる回転翼を備える攪拌装置は、粒子を優れた分散性をもって分散することができる。 According to the present invention, since the blade portion included in the rotating blade is twisted in the orthogonal direction orthogonal to the extending direction in which the prism extends, the stirring device including the rotating blade has excellent particles. It can be dispersed with dispersibility.
以下、本発明の攪拌装置を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて、詳細に説明する。 Hereinafter, the stirring device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
本発明の攪拌装置は、分散・混合すべき粒子を貯留する貯留槽と、該貯留槽の底部に回転可能に配置された回転翼とを有するものであり、前記回転翼は、前記貯留槽の底部で回転する際に中心に位置するハブ部と、該ハブ部から放射状に突出して設けられた複数の羽根部とを備え、前記羽根部は、角柱が延伸する延伸方向に対して直交する直交方向に捻られたものであることを特徴とする。 The stirring device of the present invention includes a storage tank that stores particles to be dispersed and mixed, and a rotary blade that is rotatably arranged at the bottom of the storage tank. A hub portion located at the center when rotating at the bottom portion, and a plurality of blade portions that project radially from the hub portion, the blade portions being orthogonal to the extending direction in which the prisms extend It is characterized by being twisted in the direction.
ここで、回転翼が回転する際に、ハブ部から放射状に突出して設けられた複数の羽根部により、貯留槽に貯留された粒子に対して遠心力が作用するため、貯留槽中の粒子に渦巻状をなす曲線で流れる曲線流(対流)が形成される。 Here, when the rotor blades rotate, the centrifugal force acts on the particles stored in the storage tank by the plurality of blade parts that protrude radially from the hub part. A curvilinear flow (convection) flowing in a spiral curve is formed.
この際、従来の攪拌装置では、貯留槽に貯留された粒子のうち、重さが軽いものがハブ部側、重さが重いものが貯留槽の側面側に滞留する傾向を示すため、粒子同士を優れた分散性をもって分散・混合させることができないという問題が生じる。 At this time, in the conventional agitation device, among the particles stored in the storage tank, those having a light weight tend to stay on the hub portion side, and those having a heavy weight tend to stay on the side surface side of the storage tank. Has a problem that it cannot be dispersed and mixed with excellent dispersibility.
これに対して、本発明では、羽根部を、角柱が延伸する延伸方向に対して直交する直交方向に捻られた構成のものとしている。羽根部をかかる構成のものとすることにより、ハブ部側に滞留する粒子に対しては、貯留槽の側面側に向かう力を作用させ、貯留槽の側面側に滞留する粒子に対しては、ハブ部側に向かう力を作用させることができるため、貯留槽に貯留された重量の異なる粒子同士を優れた分散性をもって分散・混合させることができる。 On the other hand, in this invention, it is set as the thing of the structure twisted by the orthogonal | vertical direction orthogonal to the extending | stretching direction where a prism extends | stretches a blade | wing part. By making the blade part have such a configuration, for particles staying on the hub part side, a force directed to the side surface side of the storage tank is applied, and for particles staying on the side surface side of the storage tank, Since a force toward the hub portion can be applied, particles having different weights stored in the storage tank can be dispersed and mixed with excellent dispersibility.
<攪拌装置>
<<第1実施形態>>
図1は、本発明の攪拌装置の第1実施形態を示す縦断面図、図2は、図1に示す攪拌装置が備える回転翼の斜視図(図2(a)は、回転翼の斜視図、図2(b)は、図2(a)に示す二点鎖線で囲まれた領域を部分的に拡大した部分拡大斜視図)、図3は、図1に示す攪拌装置において回転翼の固定箇所を部分的に拡大した部分拡大縦断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図1〜3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
<Agitator>
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the stirring device of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a rotor blade provided in the stirring device shown in FIG. 1 (FIG. 2A is a perspective view of the rotor blade). 2 (b) is a partially enlarged perspective view in which the region surrounded by the two-dot chain line shown in FIG. 2 (a) is partially enlarged. FIG. 3 shows the fixing of the rotor blades in the stirring device shown in FIG. It is the partial expansion longitudinal cross-sectional view which expanded the location partially. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 1 to 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
図1に示す攪拌装置100は、各部材を収納する外箱10と、分散・混合すべき粒子(粉体)を貯留する貯留槽30と、粒子を貯留槽30に供給する粒子供給部20と、貯留槽30の底部に回転可能に配置された回転翼(第1の回転翼)70と、回転翼70を回転させる駆動部(第1の駆動部)80と、これら各部の作動を制御する制御部15とを有している。
An
外箱10は、攪拌装置100を構成する各部材を収納する攪拌装置100の筐体をなす。
The
この外箱10は、例えば、金属または合成樹脂で構成され、その上面において開口している。
The
また、外箱10の底部には、その縁部において等間隔に、それぞれ、外箱10を床上に支えるための脚部11が設けられている。なお、複数の脚部11のうちの少なくとも1つが高さを可変し得るネジ脚で構成されており、ネジ脚が備えるネジを回転させることで外箱10すなわち攪拌装置100が水平に保たれる。
Moreover, the
貯留槽30は、外箱10の内部に配置されており、分散・混合すべき粒子(粉体)を貯留し、この貯留槽30の底部に配置された回転翼70の回転により、貯留槽30において、粒子が均一に分散・混合される。
The
本実施形態では、この貯留槽30は、1槽構成をなすものであり、その上面に備える開口部12で開口しており、下側半分が有底円筒状の形状をなし、上側半分が内径が上側に向かって漸減する漏斗状の形状をなしている。このような状態で、貯留槽30は、貯留槽30および外箱10にそれぞれ設けられた支持柱35および支持柱37と、これら支持柱35、37が両端に接続された支持板36とを介して、外箱10の内壁に支持されている。
In the present embodiment, the
また、貯留槽30の底面33には、貯留槽30内に貯留された粒子に、渦巻状をなす曲線で流れる曲線流を生じさせるための回転翼70が配置されており、本発明では、この回転翼70の構成に特徴を有するが、その説明は後に行うこととする。
In addition, on the
さらに、貯留槽30の底面33の中心には、回転軸90を挿通するための挿通孔31が設けられ、この挿通孔31に挿通された回転軸90の先端部に回転翼70が接続されている。
Further, an
駆動部80は、貯留槽30の底面側の外部に配置され、回転翼70を回転させる。
この駆動部80は、回転翼70の中心から軸線に沿ってその下方へ延設された回転軸(第1の回転軸)90と、この回転軸90の下端に接続されかつ回転軸90をその軸周りに回転させるモーター(第1のモーター)81とを有し、モーター81を回転させることにより、回転軸90を介して、回転翼70を回転させる。
The
The
さらに、回転軸90は、その先端に形成されたネジ穴98を備えている。また、後述するとおり、回転翼70は、ハブ部71と、羽根部72とを備え、また、ハブ部71は、円筒状をなす第1の部材73と、その先端側で螺合により固定された円錐状をなす第2の部材74とを備えている。かかる構成の回転軸90と、回転翼70とにおいて、ネジ穴98に、止ネジ75を、第1の部材73の中心に形成された挿通孔76に挿通した状態で螺合することで、回転翼70に回転軸90が固定される。すなわち、回転翼70と回転軸90とが連結される。
Furthermore, the rotating
回転翼70に対する回転軸90の固定を、以上のような構成とすることで、回転軸90を回転させることで回転翼70を、貯留槽30の底面33で回転させることができる。また、止ネジ75を、ドライバー等を用いてネジ穴98から取り外すことで、回転軸90から回転翼70が離脱される。
By fixing the
粒子供給部20は、これを介して、粒子を貯留槽30内に供給するものであり、回転翼70の回転により樹脂組成物に曲線流を生じさせる前、すなわち回転翼70の回転より以前に、貯留槽30に粒子を供給する。
Through this, the
この粒子供給部20は、外箱10の上面で開口する貯留槽30の開口部12を塞ぐように設けられた蓋部41を有している。この蓋部41は、外箱10の上面にヒンジ部を介して結合されており、これにより、開口部12に開閉自在に設けられる。なお、この蓋部41の開閉は、手動で行うものであってもよいし、制御部15の作動により、自動で行うものであってもよい。
The
この蓋部41が開けられている際に、開口部12を介して、貯留槽30の内部に、粒子が供給される。
When the
また、開口部12の縁部には環状をなすシール材13が設けられており、このシール材13の上面側が、蓋部41を閉じた際に、蓋部41の底面側に当接することで、貯留槽30と蓋部41とで密閉された密閉空間14が形成される。このような密閉空間14により、シール材13が変形し蓋部41底面側へ押圧することで、内部に収納される回転翼70が回転したとしても、その密閉性が維持される。
Further, an
制御部15は、外箱10の上部に設けられ、例えば、CPUやメモリー等が組み合わされることで構成され、粒子供給部20、回転翼70および駆動部80等の各部の作動、すなわち、攪拌装置100の各部の作動を制御する。これにより、分散・混合すべき粒子の貯留槽30への供給、貯留槽30における粒子の分散・混合が実施される。
The
さて、前述のとおり、本発明では、貯留槽30の底面33に配置される回転翼70の構成に特徴を有する。
As described above, the present invention is characterized in the configuration of the
すなわち、回転翼70は、貯留槽30の底部で回転する際に中心に位置するハブ部71と、このハブ部71から放射状に突出して設けられた複数の羽根部72とを備え、羽根部72は、角柱が延伸する延伸方向に対して直交する直交方向に捻られたものであることを特徴とする。
That is, the
ハブ部71は、複数の羽根部72を支持するとともに、回転軸90からの出力を羽根部72に伝えるためのものである。
The
このハブ部71は、本実施形態では、図3に示すように、その下側に位置する円筒状をなす第1の部材73と、上側に位置する円錐状をなす第2の部材74とで構成され、これらは、第1の部材73の下側に形成された雄螺子と第2の部材74の下側に形成された雌螺子との螺合により固定(接合)されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
羽根部72は、ハブ部71から放射状に突出して複数(本実施形態では3つ)設けられており、ハブ部71に連結する回転軸90の回転により、貯留槽30に貯留された粒子に遠心力を作用させるためのものである。そして、この遠心力の作用により、貯留槽30中の粒子に渦巻状をなす曲線で流れる曲線流が形成される。
The
このような曲線流を形成させる羽根部72は、本実施形態では、四角柱が延伸する延伸方向(図2中、X軸方向)に対して直交する直交方向(図2中、Z軸方向)に捻られたものである。
In this embodiment, the
このように四角柱を前記直交方向で捻るものとすることにより、四角柱を構成する4つの側面は、それぞれ、四角柱の延伸軸(中心軸)に対して傾斜した傾斜面を構成する。 By thus twisting the quadrangular column in the orthogonal direction, the four side surfaces constituting the quadrangular column each constitute an inclined surface inclined with respect to the extension axis (center axis) of the quadrangular column.
そのため、回転翼70を回転させると、図2(b)に示すように、ハブ部71側に滞留する粒子のうち四角柱の側面(傾斜面)に接触するものに対して、貯留槽30の側面側に向かう力を作用させることができ、さらに、貯留槽30の側面側に滞留する粒子のうち四角柱の側面に接触するものに対しては、ハブ部71側に向かう力を作用させることができる。したがって、主として粒子のうち重さが軽いものがハブ部71側、粒子のうち重さが重いものが貯留槽30の側面側に滞留する傾向を示すが、かかる傾向を確実に抑制または防止することができるため、貯留槽30に貯留された重量の異なる粒子同士を優れた分散性をもって分散・混合させることができる。すなわち、貯留槽30に貯留された粒子同士を均一に分散・混合させることができる。
Therefore, when the
なお、四角柱の側面(傾斜面)は、それぞれ、凹面および平面のいずれであっても良いが、凹面で構成されているのが好ましい。四角柱の側面を凹面とすることで、この側面(凹面)で捉えた粒子を、羽根部72の回転により、側面から離脱してしまうのを的確に抑制または防止することができる。そのため、ハブ部71側に滞留する粒子を貯留槽30の側面側に確実に移動させることができ、さらに、貯留槽30の側面側に滞留する粒子をハブ部71側に確実に移動させることができる。
The side surfaces (inclined surfaces) of the quadrangular prisms may be either concave surfaces or flat surfaces, but are preferably configured with concave surfaces. By making the side surface of the quadrangular prism concave, it is possible to accurately suppress or prevent the particles captured by this side surface (concave surface) from separating from the side surface due to the rotation of the
また、羽根部72は、本実施形態では、貯留槽30の底面33に沿うようにして、ハブ部71の第1の部材73の側面に配設されている。これにより、貯留槽30の底面33から粒子に曲線流を形成することができるため、粒子同士をより優れた分散性をもって分散・混合させることができる。
Moreover, the blade |
さらに、羽根部72は、四角柱を前記直交方向に捻る捻れ角度が180°のものであるが、この捻れ角度は、90°以上、360°以下であるのが好ましく、120°以上、180°以下であるのがより好ましい。捻れ角度をかかる範囲内に設定することにより、前記延伸軸に向かって湾曲した凹面を確実に形成することができ、さらに、この凹面を前記延伸軸に対して適切な角度で傾斜したものとすることができるため、粒子同士をより優れた分散性をもって分散・混合させることができる。
Further, the
なお、本明細書中において、「捻れ角度」とは、四角柱を前記直交方向に捻った際に、前記延伸方向(軸方向)から見たときの、四角柱を構成する1つの側面の基端側の一辺と、先端側の一辺とがなす角度のことを言う。 In the present specification, “twist angle” refers to a base of one side surface constituting a quadrangular column when the quadrangular column is twisted in the orthogonal direction and viewed from the extending direction (axial direction). It means the angle formed by one side of the end side and one side of the tip side.
また、貯留槽30に貯留される粒子のうち最大粒径を有するものの直径をA[mm]とし、前記直交方向における縦断面に形成される四角形の四辺のうち最長の一辺の長さをB[mm]としたとき、1<B/Aなる関係を満足するのが好ましく、1.5<B/A<100,000なる関係を満足するのがより好ましい。B/Aをかかる範囲内に設定することにより、羽根部72に接触した粒子を、四角柱を捻ることにより形成された前記傾斜面で確実に捉えることができる。そのため、ハブ部71側に滞留する粒子のうち四角柱の側面に接触するものに対して、貯留槽30の側面側に向かう力を作用させることができ、さらに、貯留槽30の側面側に滞留する粒子のうち四角柱の側面に接触するものに対しては、ハブ部71側に向かう力を作用させることができる。
In addition, the diameter of the particles having the maximum particle size among the particles stored in the
回転翼70の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種樹脂材料および各種金属材料が用いられ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)のような樹脂材料、超硬合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、SUS201、SUS301、SUS304、SUS316、SUS420、SUS403等のステンレス鋼、チタンまたはチタン合金のような金属材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせたものを好適に用いることができる。
The constituent material of the
なお、回転翼70を金属材料で構成する場合、その表面が、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナ、窒化ケイ素アルミナ、ハイドロキシアパタイト、ジルコニアのようなセラミックス材料で表面処理が施されているものであってもよい。
When the
次に、上述した攪拌装置100を用いて、粒子(粉体)を分散・混合する方法を、以下で説明する。すなわち、攪拌装置100の動作について説明する。
Next, a method of dispersing and mixing particles (powder) using the above-described
<1> まず、蓋部41を開き、開口部12を介して、貯留槽30の内部に、粒子(粉体)を供給する。
すなわち、粒子供給部20を介して、貯留槽30の内部に、粒子を供給する。
<1> First, the
That is, the particles are supplied into the
この粒子としては、各粒子が同一の構成材料で構成されるものであってもよいし、異なる構成材料で構成される2種以上の粒子を含んでおり、各粒子が異なる構成材料で構成されるものが含まれていてもよい。なお、各粒子が同一の構成材料で構成される場合には、異なる粒径を有する各粒子同士を、均一な粒度分布で分散・混合することを目的とし、各粒子が異なる構成材料で構成されるものを含む場合には、これら構成材料が異なる粒子同士を、均一に分散・混合することを目的として、攪拌装置100を用いて粒子を分散・混合する。なお、粒子同士を均一に分散・混合すことができない原因は、各粒子の重さ、形状および大きさ等が異なることが考えられる。なお、この各粒子の重さが異なるのは、粒子の粒径が異なること、粒子の構成材料の比重が異なること等による。
As this particle, each particle may be composed of the same constituent material, or two or more kinds of particles composed of different constituent materials are included, and each particle is composed of different constituent materials. May be included. When each particle is composed of the same constituent material, each particle is composed of a different constituent material for the purpose of dispersing and mixing particles having different particle sizes with a uniform particle size distribution. In the case of including particles, the particles are dispersed and mixed using the
また、粒子の構成材料としては、特に限定されず、例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、溶融球状シリカ、溶融破砕シリカ、結晶シリカ等のシリカ粉末等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物等のような無機材料、アルミニウムまたはアルミニウム合金、SUS201、SUS301、SUS304、SUS316、SUS420、SUS403等のステンレス鋼、チタンまたはチタン合金のような金属材料、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリフェリレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂のような樹脂材料、アルミナ、ハイドロキシアパタイトのようなセラミックス材料等が挙げられる。 Further, the constituent material of the particles is not particularly limited. For example, silicates such as talc, calcined clay, unfired clay, mica, glass, titanium oxide, alumina, fused spherical silica, fused crushed silica, crystalline silica, etc. Oxides such as silica powder, carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate, hydrotalcite, hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sulfuric acid such as barium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfite Inorganic materials such as salts or sulfites, borates such as zinc borate, barium metaborate, aluminum borate, calcium borate, sodium borate, nitrides such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, aluminum Or aluminum alloy, SUS201, SUS301, SUS304, SUS 16, stainless steel such as SUS420 and SUS403, metal material such as titanium or titanium alloy, polyethylene resin, polycarbonate resin, polymethylmethacrylate resin, polyimide resin, polysulfone resin, polyferylene sulfide resin, polyetheretherketone resin, polyacetal Resin, liquid crystal polymer resin, polybutylene terephthalate resin, polytetrafluoroethylene resin, epoxy resin, phenoxy resin, silicone resin, oxetane resin, phenol resin, (meth) acrylate resin, polyester resin (unsaturated polyester resin), diallyl phthalate resin Resin materials such as maleimide resin and bismaleimide-triazine resin, and ceramic materials such as alumina and hydroxyapatite. That.
<2> 次に、蓋部41を閉じ、この状態で、回転翼70を回転させる。
すなわち、制御部15は、駆動部80の作動を制御することにより、回転軸90を回転させ、この回転により、回転軸90に連結する回転翼70を貯留槽30の底面33で回転させる。
<2> Next, the
That is, the
この回転翼70の回転により、ハブ部71から突出する羽根部72が回転し、これに起因して、貯留槽30に貯留された粒子に遠心力が作用するため、貯留槽30中の粒子に渦巻状をなす曲線で流れる曲線流(渦巻流)が形成される。
Due to the rotation of the
さらに、羽根部72は、四角柱が延伸する延伸方向に対して直交する直交方向に捻られたものであることに起因して、ハブ部71側に滞留する粒子のうち四角柱の側面に接触するものに対して、貯留槽30の側面側に向かう力を作用させることができ、さらに、貯留槽30の側面側に滞留する粒子のうち四角柱の側面に接触するものに対しては、ハブ部71側に向かう力を作用させることができる。したがって、粒子のうち重さが軽いものがハブ部71側、粒子のうち重さが重いものが貯留槽30の側面側に滞留するのを確実に抑制または防止することができるため、貯留槽30に貯留された重量の異なる粒子同士を優れた分散性をもって分散・混合させることができる。
Further, the
また、回転翼70の回転速度は、分散・混合すべき粒子の種類等によっても若干異なるが、10〜5000rpm程度であるのが好ましく、50〜3000rpm程度であるのがより好ましい。これにより、貯留槽30に貯留された重量の異なる粒子同士をより優れた分散性をもって分散・混合させることができる。なお、本発明の攪拌装置では、前述のとおり、羽根部が前記直交方向に捻られたものであるため、高効率に粒子同士を分散・混合させることができる。したがって、前記範囲のように比較的低い回転速度、すなわち穏和な条件であっても、粒子同士を分散・混合させることができることから、粒子が摩耗することや、粒子が溶融すること(粉体溶融)を的確に抑制または防止することができる。
The rotational speed of the
<3> 次に、樹脂組成物における分散が完了した後に、回転翼70の回転を停止し、その後、蓋部41を開き、貯留槽30の内部から、分散・混合された粒子を取り出す。
<3> Next, after the dispersion in the resin composition is completed, the rotation of the
以上のような工程を経ることにより、均一に分散・混合された粒子を得ることができる。 Through the above steps, uniformly dispersed and mixed particles can be obtained.
なお、本実施形態では、ハブ部71から突出して設けられた羽根部72が、前記直交方向における縦断面の辺の長さが隣接するもので異なる四角柱が前記直交方向に捻られたものである場合について説明したが、かかる場合に限定されず、羽根部72は、例えば、前記直交方向における縦断面の各辺の長さが等しい正四角柱が前記直交方向に捻られたものであってもよいし、四角柱とは異なる多角柱が前記直交方向に捻られたものであってもよい。
In the present embodiment, the
ただし、本実施形態のように、羽根部72を、四角柱が前記直交方向に捻られたものとすることで、前記直交方向における縦断面の各辺の長さを、四角柱の側面で粒子を捉えるのに十分な大きさに、容易に設定することができる。そのため、ハブ部71側に滞留する粒子のうち四角柱の側面に接触するものに対して、貯留槽30の側面(側壁)側に向かう力を確実に作用させることができ、さらに、貯留槽30の側面側に滞留する粒子のうち四角柱の側面に接触するものに対しては、ハブ部71側に向かう力を確実に作用させることができる。
However, as in the present embodiment, the
さらに、本実施形態のように、羽根部72を、正角柱が前記直交方向に捻られたものとすることで、前記直交方向における縦断面の各辺の長さを、均一な大きさを有するものとすることができる。そのため、ハブ部71側に滞留する粒子のうち正角柱の各側面に接触するものに対して、貯留槽30の側面側に向かう力を均一に作用させることができ、さらに、貯留槽30の側面側に滞留する粒子のうち正角柱の各側面に接触するものに対しては、ハブ部71側に向かう力を均一に作用させることができる。
Further, as in the present embodiment, the
また、本実施形態では、羽根部72が、四角柱が前記直交方向に一定の捻れ角度で捻られたものである場合について説明したが、かかる場合に限定されず、羽根部72は、例えば、その基端(ハブ部71)側で前記捻れ角度が大きく、その先端(貯留槽30の側面)側で前記捻れ角度が小さくなっているものであってもよいし、これとは逆に、その基端(ハブ部71)側で前記捻れ角度が小さく、その先端(貯留槽30の側面)側で前記捻れ角度が大きくなっているものであってもよい。
Moreover, in this embodiment, although the blade |
さらに、本実施形態では、攪拌装置100を用いて粒子(粉体)を分散・混合する場合について説明したが、これに限定されず、粒子(粉体)の造粒に、攪拌装置100を用いることもできる。
Furthermore, in this embodiment, the case where particles (powder) are dispersed and mixed using the
この場合、前記工程<1>〜<3>のうち工程<1>において、貯留槽30の内部に、造粒すべき粒子とバインダーとを供給することにより、粒子を造粒することができる。
In this case, in the step <1> among the steps <1> to <3>, the particles can be granulated by supplying the particles to be granulated and the binder into the
造粒すべき粒子としては、特に限定されないが、例えば、前述した無機材料、樹脂材料およびセラミックス材料等が挙げられる。また、この粒子は、同一の材料で構成される1種の粒子が造粒されてもよいし、異なる材料で構成される2種以上の粒子が混在して造粒されてもよい。 Although it does not specifically limit as particle | grains which should be granulated, For example, the inorganic material mentioned above, a resin material, a ceramic material, etc. are mentioned. In addition, one kind of particles composed of the same material may be granulated, or two or more kinds of particles composed of different materials may be mixed and granulated.
また、バインダーとしては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアロアミド、エチレンビニル共重合体、パラフィン、ワックス、アルギン酸ソーダ、寒天、アラビアゴム、レジン、ショ糖等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合せて用いることができる。なお、このバインダーは、貯留槽30の内部に供給される際に、固体状または液状のいずれをなすものであってもよいし、さらに、固体状をなす場合、粉体状をなしていてもよい。
The binder is not particularly limited. For example, polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), zinc stearate, lithium stearate, calcium stearate, ethylene bisstearamide, ethylene vinyl copolymer, paraffin, Examples thereof include wax, sodium alginate, agar, gum arabic, resin, sucrose, and the like, and one or more of these can be used in combination. The binder may be either solid or liquid when supplied to the inside of the
なお、バインダーの配合量は、特に限定されないが、通常、粒子とバインダーとの混合物に対して好ましくは5〜30重量%の範囲内に設定される。 In addition, the compounding quantity of a binder is although it does not specifically limit, Usually, it is preferably set in the range of 5 to 30 weight% with respect to the mixture of particle | grains and a binder.
<<第2実施形態>>
以下、本発明の攪拌装置の第2実施形態について説明する。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, 2nd Embodiment of the stirring apparatus of this invention is described.
図4は、本発明の攪拌装置の第2実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the stirring device of the present invention. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 4 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
以下、図4に示す攪拌装置100について説明するが、図1に示す攪拌装置100との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
Hereinafter, the stirring
図4に示す攪拌装置100では、貯留槽30の底部に回転する回転翼(第1の回転翼)70に加えて、さらに、その上方に回転可能に配置された第2の回転翼77を備えること以外は、図1に示した攪拌装置100と同様である。
In addition to the rotating blade (first rotating blade) 70 that rotates at the bottom of the
すなわち、本実施形態では、第2の回転翼77は、回転翼(第1の回転翼)70の上方に、これに接触しないように、回転翼70のハブ部71に対して左右対称に、それぞれ、4個ずつ貯留槽30内に配置されている。また、これら左右対称に配置された4個の第2の回転翼77は、それぞれ、回転翼70の羽根部72に対して直交する方向に配置され、これらのうちハブ部71側に位置する2個と、貯留槽30の側面側に位置する2個とが互いに対向するように配置されている。
That is, in the present embodiment, the
このような第2の回転翼77は、これらに接続された第2の駆動部の作動により回転される。そして、この回転により、回転翼70の回転により生じた渦巻状をなす曲線で流れる曲線流にその上部で乱流を発生させることができるため、曲線流の流れが複雑化する。これにより、曲線流は単調な渦巻状をなす形状から脱却し、その結果、粒子の内部における動きが複雑化するため、粒子同士がより優れた分散性をもって分散・混合されることとなる。
Such a
また、第2の回転翼77を回転させる第2の駆動部85は、貯留槽30の側面側の外部に配置されている。
Further, the
この第2の駆動部85は、第2の回転翼77の中心から軸線に沿ってその左右方向へ貫通して延設され、その両端が貯留槽30の側面で固定された第2の回転軸95と、この第2の回転軸95の基端(左側の端部)に接続されかつ第2の回転軸95をその軸周りに回転させる第2のモーター86とを有し、第2のモーター86を回転させることにより、第2の回転軸95を介して、回転翼70を回転させる。
The
また、第2の駆動部85は、貯留槽30および外箱10にそれぞれ設けられた支持柱87および支持柱89と、これら支持柱87、89が両端に接続された支持板88とを介して、外箱10の内壁に支持されている。
In addition, the
このような構成の本実施形態の攪拌装置100も、前記第1実施形態の攪拌装置100と同様にして使用することができ、前記第1実施形態の攪拌装置100と同様の効果が得られる。
The
なお、本実施形態では、第2の回転翼77は、貯留槽30に8つ設けられている場合について説明したが、その個数はこれに限定されるものではない。また、その形状は、先端部が湾曲したものに限定されず、曲線流に乱流を発生させることができるものであれば、いかなる形状をなすものであってもよい。
In the present embodiment, the case where eight
以上、本発明の攪拌装置について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。 As mentioned above, although the stirring apparatus of this invention was demonstrated, this invention is not limited to these.
例えば、本発明の攪拌装置の各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することもできる。 For example, the configuration of each part of the stirring device of the present invention can be replaced with any one that can exhibit the same function, or can be added with any configuration.
具体的には、本発明の攪拌装置を、貯留槽の底面付近に排出口が設けられたものとし、分散・混合された粒子の取り出しの際に、回転翼を回転させることで、この排出口に粒子を押し、これにより、排出口を介して、粒子を取り出すようにしてもよい。 Specifically, in the stirring device of the present invention, a discharge port is provided near the bottom surface of the storage tank, and when the dispersed and mixed particles are taken out, the discharge port is rotated. It is also possible to push the particles into the particles and thereby take out the particles through the outlet.
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to this.
<攪拌装置>
(実施例)
回転翼70が、図2に示すように、羽根部72として、四角柱が前記直交方向に捻られたものを備える、攪拌装置を実施例の攪拌装置として用意した。
<Agitator>
(Example)
As shown in FIG. 2, a stirring device provided with a
(比較例)
回転翼70Bが、図5に示すように、羽根部72Bとして、その先端に上方に湾曲した湾曲部73Bと、粒子をすくい上げる傾斜面74Bとを有するものを備える、攪拌装置を比較例の攪拌装置として用意した。
(Comparative example)
As shown in FIG. 5, the
<粉体>
攪拌装置を用いて分散・混合すべき粉体(粒子)として、アルミナ粉体(比重:3.60、平均粒径:3.0mm)と、SUS粉体(比重:7.93、平均粒径:3.0mm)とを、これらの粉体の数がほぼ同数となるように用意した。
<Powder>
As powder (particles) to be dispersed and mixed using a stirrer, alumina powder (specific gravity: 3.60, average particle size: 3.0 mm) and SUS powder (specific gravity: 7.93, average particle size) : 3.0 mm) was prepared so that the number of these powders was approximately the same.
<攪拌装置を用いた粉体の分散・混合>
<1> まず、実施例および比較例の攪拌装置について、それぞれ、攪拌装置の貯留槽を平面視で視た際に、その左側半分にアルミナ粉体を配置し、さらに、右側半分にSUS粉体を配置した。
<Dispersion and mixing of powder using stirrer>
<1> First, regarding the stirring devices of Examples and Comparative Examples, when the storage tank of the stirring device is viewed in plan view, alumina powder is disposed on the left half thereof, and SUS powder is further disposed on the right half. Arranged.
<2> 次に、実施例および比較例の攪拌装置において、それぞれ、回転翼を、100rpmの回転速度で回転させることにより、アルミナ粉体とSUS粉体とを分散・混合させた。 <2> Next, in the stirring devices of Examples and Comparative Examples, alumina powder and SUS powder were dispersed and mixed by rotating the rotary blades at a rotation speed of 100 rpm.
<3> そして、実施例および比較例の攪拌装置において、それぞれ、回転翼の回転開始後、30sec、60secおよび300secの時点で、ハブ部の中心と貯留槽の側面とを結ぶ線分の中点付近において、分散・混合された粉体(粒子)の一部を採取した。 <3> Then, in the stirring devices of Examples and Comparative Examples, the midpoints of line segments connecting the center of the hub portion and the side surface of the storage tank at 30 sec, 60 sec and 300 sec after the start of rotation of the rotor blades, respectively. In the vicinity, a part of the dispersed (mixed) powder (particles) was collected.
以上のようにして採取した粉体における、SUS粉体の個数比率[%]の結果を、図6に示す。 FIG. 6 shows the result of the number ratio [%] of the SUS powder in the powder collected as described above.
図6から明らかなように、実施例の攪拌装置では、前記中点付近におけるSUS粉体の個数比率が57%程度となっており、アルミナ粉体とSUS粉体とがほぼ均一に分散・混合していることが判った。 As apparent from FIG. 6, in the stirring apparatus of the example, the number ratio of the SUS powder in the vicinity of the midpoint is about 57%, and the alumina powder and the SUS powder are dispersed and mixed almost uniformly. I found out.
これに対して、比較例の攪拌装置では、前記中点付近におけるSUS粉体の個数比率が25%程度となっており、前記中点付近には、重さが軽いアルミナ粉体が偏在しており、貯留槽の側面側には、重さが重いSUS粉体が偏在している結果となった。 On the other hand, in the stirring device of the comparative example, the number ratio of the SUS powder in the vicinity of the midpoint is about 25%, and light alumina powder is unevenly distributed in the vicinity of the midpoint. As a result, SUS powder having a heavy weight was unevenly distributed on the side surface side of the storage tank.
100 攪拌装置
10 外箱
11 脚部
12 開口部
13 シール材
14 密閉空間
15 制御部
20 粒子供給部
30 貯留槽
31 挿通孔
33 底面
35 支持柱
36 支持板
37 支持柱
41 蓋部
70 回転翼
71 ハブ部
72 羽根部
73 第1の部材
74 第2の部材
75 止ネジ
76 挿通孔
77 第2の回転翼
70B 回転翼
72B 羽根部
73B 湾曲部
74B 傾斜面
80 駆動部
81 モーター
85 第2の駆動部
86 第2のモーター
87 支持柱
88 支持板
89 支持柱
90 回転軸
95 第2の回転軸
98 ネジ穴
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転翼は、前記貯留槽の底部で回転する際に中心に位置するハブ部と、該ハブ部から放射状に突出して設けられた複数の羽根部とを備え、
前記羽根部は、角柱が延伸する延伸方向に対して直交する直交方向に捻られたものであることを特徴とする攪拌装置。 A stirrer having a storage tank for storing particles to be dispersed and mixed, and a rotor blade rotatably disposed at the bottom of the storage tank,
The rotary blade includes a hub portion located at the center when rotating at the bottom of the storage tank, and a plurality of blade portions provided radially projecting from the hub portion,
The stirrer characterized in that the blade part is twisted in an orthogonal direction orthogonal to an extending direction in which the prism is extended.
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