JP3432241B2

JP3432241B2 - 混合装置及び混合方法

Info

Publication number: JP3432241B2
Application number: JP12246493A
Authority: JP
Inventors: 昌一郎入江; 元信阿部; 宣人秋山
Original assignee: A&A Material Corp
Current assignee: A&A Material Corp
Priority date: 1993-05-25
Filing date: 1993-05-25
Publication date: 2003-08-04
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: CN1044864C; CN1095642A; GB2278293B; GB9325090D0; JPH06327956A; US5403087A; MY110164A; GB2278293A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維質原料と粉体原料
とを均一に効率良く混合するための混合装置及びそれを
用いた繊維質原料と粉体原料との混合方法に関するもの
であり、特に半湿式状態(繊維が湿った状態で低い圧力
で加圧しても水がしみ出してこない状態にある)の繊維
質原料の表面に繊維質原料を傷めることなく粉体原料を
均一に効率良く付着できるように混合するための混合装
置及びそれを用いた繊維質原料と粉体原料との混合方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】繊維質原料と粉体原料とを混合する混合
装置として、現在使用されているものとしてオムニミキ
サー(Omni mixer)やアイリッヒミキサー(Eirich Intens
ivemixer)を挙げることができる。オムニミキサーは撹
拌羽根を用いず、揺動盤上に可撓自在のゴムボールを取
り付けた装置で拡散混合するもので、混合物を加速し、
その速度・方向等に変化を与えてランダム方向に飛散さ
せながら混合を行うものであり、バッチ方式での混合に
は適しているが、連続方式の混合には不適である。ま
た、オムニミキサーの混合運動は対流混合、剪断混合、
拡散混合を含むものであるが、混合原料に剪断力が加わ
ると、原料の損傷等が生ずることがあり、更に、繊維質
原料自体が細い場合には混合中に繊維が互いに絡み合
い、均一な混合を行えない場合もある。

【０００３】また、アイリッヒミキサーは円筒容器中で
特殊な羽根を用いて混合を行うものであり、オムニミキ
サーと同様にバッチ方式の混合には適しているが、連続
方式の混合には不適である。また、アイリッヒミキサー
では、原料に負荷が掛かる場合があり、特に繊維質原料
の場合には原料が破壊する等の問題を生ずることもあ
る。

【０００４】次に、連続混合に適した混合装置として、
例えば特開昭63−49238号公報に記載されたピンタイプ
の連続混合装置を挙げることができる。しかし、特開昭
63−49238号公報に記載された連続混合装置は、粉体に
液体を添加して均一にすることを目的としており、繊維
質原料と粉体とを均一に混合することを目的としたもの
ではなく、回転軸に対して直角に取り付けられた複数組
の混合ピン(削欠面を有する)という構造であることから
繊維質原料と粉体原料とを均一に混合するという点で必
ずしも充分とは言えない。

【０００５】その他の先行技術としては、特公昭59−51
329号公報に開示されている混合装置や、特公昭63−544
16号公報に開示されているミキサー等を例示することが
できる。しかし、これらの装置はいずれも原料に相当の
負荷が掛かり、例えば混合する原料の少なくとも１種が
半湿式状態である場合、混合の際に原料全体あるいは局
所的に負荷が掛かり過ぎ、半湿式状態にある原料から水
分がしぼり出されることになり、均一混合を妨げる原因
となると共に原料を損傷する原因ともなるため好ましい
ものとは言えない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】繊維質原料や粉体原料
のような原料物質の混合に際しては、繊維質原料を傷め
ることなく、均一に混合することが重要であるが、上述
のような装置においては混合の際に原料の損傷を伴う恐
れがあり、繊維質原料と粉体原料を連続的に均一に混合
するための装置としては不適である。

【０００７】従って、本発明の目的は、繊維質原料、特
に半湿式状態にある繊維質原料と粉体原料を均一に効率
良く混合するための混合装置及び混合方法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係る繊維
質原料と粉体原料とを混合するための混合装置は、繊維
質原料と粉体原料とを混合するための混合装置におい
て、該混合装置が、Ｖ字型またはＹ字型に分岐した形態
の混合用ピンを有し、互いに逆方向に回転する２本の主
軸を備え、主軸が取り付けられている一端に繊維質原料
と粉体原料を投入し、繊維質原料と粉体原料とが主軸の
長さ方向に沿って移動しながら混合され、主軸が取り付
けられているもう一方の端部に得られた混合物を取り出
す構成で、かつ主軸に設置された混合用ピンのうち、繊
維質原料と粉体原料の原料投入側に配設された混合用ピ
ンのＶ字型またはＹ字型がなす平面は、主軸を回転する
際に繊維質原料と粉体原料とを原料投入側に押し出す力
が働く角度で主軸に固定されており、原料投入側と取り
出し側の中間部分に配設された混合用ピンは、Ｖ字型ま
たはＹ字型がなす平面が主軸の長さ方向に対して平行と
なる角度で主軸に固定されており、かつ原料の取り出し
側に設置された混合用ピンのＶ字型またはＹ字型がなす
平面は、主軸を回転する際に混合物を取り出し側に押し
出す力が働く角度で主軸に固定されている構成の混合槽
を備えてなることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明に係る繊維質原料と粉体原料
との混合方法は、上記構成を有する混合装置の原料投入
側へ繊維質原料及び粉体原料を投入し、該原料を互いに
逆方向に回転する主軸の長さ方向に沿って取り出し口に
向って移動させながら混合し、得られた混合物を取り出
し側から回収することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に係る混合装置は、互いに逆方向に回転
する２本の主軸に取り付けられた二軸回転混合機の主軸
に取り付けられた混合用ピンの形状がＶ字型またはＹ字
型に分岐した形態とし、更に、主軸に設置された混合用
ピンのうち、繊維質原料と粉体原料の原料投入側に配設
された混合用ピンのＶ字型またはＹ字型がなす平面は、
主軸を回転する際に繊維質原料と粉体原料とを原料投入
側に押し出す力が働く角度で主軸に固定されており、原
料投入側と取り出し側の中間部分に配設された混合用ピ
ンは、Ｖ字型またはＹ字型がなす平面が主軸の長さ方向
に対して平行となる角度で主軸に固定されており、かつ
原料の取り出し側に設置された混合用ピンのＶ字型また
はＹ字型がなす平面は、主軸を回転する際に混合物を取
り出し側に押し出す力が働く角度で主軸に固定されてい
るとろに特徴があり、混合用ピンを上記構成とすること
により、繊維質原料を破壊することなく、他の粉体原料
と均一に混合することができ、特に、半湿式状態の繊維
質原料と粉体原料との混合を効率良く均一に行うことが
可能となる。

【００１１】

【実施例】

実施例１本発明の混合装置の１実施態様を添付図面を使用して以
下に詳細に説明する。図１は本発明の混合装置の１実施
態様を示す概略図であり、混合槽(1)には、互いに逆方
向に回転する２本の主軸(2)が設置されている。この２
本の主軸(2)の表面には、その円周方向と垂直な多数の
混合用ピン(3)が設置されている。

【００１２】混合用ピン(3)の形状はＶ字型またはＹ字
型であり、このような形状の混合用ピンを使用すること
により、一方の原料である繊維質原料に余り負荷を掛け
ることなく、即ち、繊維質原料の形状を破壊することな
しに、繊維質原料と粉体原料の均一な混合を行うことが
できる。ここで、混合用ピン(3)のＶ字またはＹ字をな
す分岐角度が１５°より狭いか、または１００°よりも
広いと分岐させた混合用ピンを用いた効果を得られ難く
なる。なお、互いに逆方向に回転する２本の主軸におけ
る混合用ピン(3)の設置位置、即ち、混合用ピンの噛み
合わせは主軸の断面方向においては図２に示すようにす
ることが望ましい。また、混合用ピン(3)の主軸(2)の長
さ方向について配列は図３に示すような組み合わせとす
ることが望ましい。なお、図２及び図３においては、簡
略化のために後述する混合用ピン(3)のＶ字型またはＹ
字型がなす平面が主軸(2)の長さ方向と平行な状態で主
軸(2)が混合用ピン(3)に固定された状態での混合用ピン
(3)の取り付け位置を示すものである。また、混合用ピ
ン(3)の断面形状は特に限定されるものではなく、任意
の形状であることができる。更に、混合用ピン(3)と公
知のパドルとを併用することもできるが、この場合、混
合用ピン(3)が占める割合(数)は全体の５０％以上であ
ることが望ましい。

【００１３】なお、効率良く繊維質原料と粉体原料とを
混合するためには、図４に示すように、主軸(2)に設置
された混合用ピン(3)のうち、繊維質原料と粉体原料の
原料投入側に配置される混合用ピン(3)のＶ字型または
Ｙ字型がなす平面が、主軸(2)を回転する際に繊維質原
料と粉体原料とを原料投入側に押し出す力が働く角度で
混合用ピン(3)を主軸(2)に固定することが好ましい。な
お、上記角度は主軸(2)の長さ方向に対して５〜４５
°、好ましくは１０〜３０°の範囲である。また、この
角度は原料投入側程大きく、中央部に進むにつれて小さ
くすることもできる。また、混合用ピン(3)のＶ字型ま
たはＹ字型がなす平面の角度は２本の主軸(2)が互いに
逆方向に回転しているためにそれぞれの主軸によりその
傾斜方向は逆向きとなることは言うまでもない。また、
混合用ピン(3)のＶ字型またはＹ字型をなす平面を主軸
(2)を回転させた時に原料を押し返す力を受ける角度と
することにより、原料投入側で投入された原料は押し返
す力を受けるが、この力は弱いものであるため原料を連
続的に投入することにより、原料は混合されながら主軸
(2)の長さ方向に沿って原料取り出し側へ移動する。こ
れは混合用ピン(3)としてＶ字またはＹ字に分岐したピ
ンを使用するためである。また、このような角度で混合
用ピン(3)を固定するのは、主軸(2)の長さの原料投入側
約１０〜４５％、好ましくは３０％程度である。

【００１４】また、得られた原料混合物を効率良く回収
するために、原料取り出し側に設置される混合用ピン
(3)のＶ字型またはＹ字型がなす平面は、主軸(2)を回転
する際に混合物を取り出し側に押し出す力が働く角度で
主軸(2)で混合用ピン(3)を固定することが望ましい。な
お、上記角度は主軸(2)の長さ方向に対して５〜４５
°、好ましくは１０〜３０°の範囲である。また、この
角度は中央部に近い部分程小さく、原料取り出し側に進
むにつれて大きくすることもできる。このような角度で
混合用ピン(3)を固定するのは、主軸(2)の長さの原料取
り出し側約１０〜４５％、好ましくは３０％程度であ
る。

【００１５】更に、原料投入側と取り出し側の中央部に
配置される混合用ピン(3)は、Ｖ字型またはＹ字型がな
す平面が主軸(2)の長さ方向と平行となるように混合用
ピン(3)を主軸(2)に固定することが好ましい。このよう
な角度で混合用ピン(3)を固定するのは、主軸(2)の長さ
の原料投入側と原料取り出し側の中間の約１０〜８０
％、好ましくは４０％程度である。

【００１６】なお、本発明の混合装置においては、原料
投入側が高く、取り出し側が低くなるよう、混合槽及び
主軸に傾斜をつけても良い。この場合、傾斜角度は２０
°以下が望ましく、これよりも大きいと混合が不充分と
なる危険がある。

【００１７】本発明の混合装置は、上述のような形状の
混合用ピン(3)を有する主軸(2)が２本備えられた混合槽
(1)を備えてなるものであり、主軸(2)は互いに逆方向に
回転し、繊維質原料及び粉体原料は主軸(2)が取り付け
られている一端から混合槽(1)内に投入され、主軸(2)の
長さ方向に沿って原料は移動しながら混合され、得られ
た混合物は主軸(2)が取り付けられている他端より取り
出される。なお、繊維質原料及び粉体原料の主軸(2)の
長さ方向に沿っての移動は、混合槽(1)自体を主軸(2)の
長さ方向に傾斜させたり、原料を連続的に供給し、得ら
れた混合物を連続的に取り出すことにより達成すること
ができる。

【００１８】なお、本発明の混合装置において、原料投
入側への原料の供給手段及び取り出し側からの取り出し
手段はは特に限定されるものではなく、例えばベルトコ
ンベヤーにより原料を原料投入側から連続的に供給する
と共に取り出し側に設置されたベルトコンベヤーにより
混合後の原料を取り出し、任意の次工程に移動させるこ
とができる。

【００１９】また、本発明の混合装置は、上述の構成の
混合槽(1)を用途や処理量等に応じて複数個並列または
直列に配置した構成とすることもできる。

【００２０】実施例２図１に示す混合装置を使用して竹繊維とセメントとの混
合を行った。なお、混合装置の仕様は下記の通りであ
る：混合槽：幅１ｍ×長さ４ｍ×高さ１.５ｍ(内寸法) 主軸：直径１６５.２ｍｍ×長さ３.９ｍ混合用ピンの形状及び寸法：図５の通り。混合用ピンの配列：主軸の長さ方向に１５０ｍｍの間隔
(図３のＡ)で９０°づつずらして固定。原料投入側及び
取り出し側の混合用ピン(両端よりそれぞれ１.２ｍ)の
Ｖ字がなす平面の角度は主軸の長さ方向に対して２０°
であり、中央部の１.５ｍは長さ方向に対して平行な状
態にある。

【００２１】上述のような形状の混合槽を備えてなる混
合装置の２本の主軸(2)を図６に示す方向に回転数７５
ｒｐｍでそれぞれ回転させ、主軸(2)が取り付けられて
いる一端に半湿潤状態の竹繊維(含水率１５０％、平均
直径０.２ｍｍ、平均長さ２５ｍｍ)を１６ｋｇ／分、普
通ポルトランドセメント(JIS R5210)を１９ｋｇ／分の
割合でベルトコンベアにより連続的に供給し、混合し、
主軸が取り付けられている反対側の端部から得られた混
合物を取り出したところ、セメントは竹繊維の表面に均
一に付着した状態になっており、十分均一に混合されて
いることが確認された。また、竹繊維の損傷も観察され
なかった。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、繊維質原料、特に半湿
式状態にある繊維質原料と粉体原料とを均一に効率良く
混合するための混合装置及び混合方法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の混合装置の１実施態様を示す概略図で
ある。

【図２】２本の主軸に固定された混合用ピンの噛み合わ
せの１実施態様を示す縦断面図である。

【図３】２本の主軸に固定された混合用ピンの噛み合わ
せの１実施態様を示す上断面図である。

【図４】混合用ピンのＶ字型またはＹ字型がなす面の主
軸の長さ方向に対する角度と主軸の部位の関係を示す図
である。

【図５】実施例２で使用した混合用ピンの形状及び寸法
を示す図である。

【図６】実施例２で使用した混合装置の概要及び主軸の
回転方向を示す図である。

【符号の説明】

１混合槽２主軸３混合用ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋山宣人神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央２丁目５番５号株式会社アスク内 (56)参考文献実開平５−16226（ＪＰ，Ｕ) 実公昭63−28996（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭51−4549（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01F 7/00 - 7/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維質原料と粉体原料とを混合するため
の混合装置において、該混合装置が、Ｖ字型またはＹ字
型に分岐した形態の混合用ピンを有し、互いに逆方向に
回転する２本の主軸を備え、主軸が取り付けられている
一端に繊維質原料と粉体原料を投入し、繊維質原料と粉
体原料とが主軸の長さ方向に沿って移動しながら混合さ
れ、主軸が取り付けられているもう一方の端部に得られ
た混合物を取り出す構成で、かつ主軸に設置された混合
用ピンのうち、繊維質原料と粉体原料の原料投入側に配
設された混合用ピンのＶ字型またはＹ字型がなす平面
は、主軸を回転する際に繊維質原料と粉体原料とを原料
投入側に押し出す力が働く角度で主軸に固定されてお
り、原料投入側と取り出し側の中間部分に配設された混
合用ピンは、Ｖ字型またはＹ字型がなす平面が主軸の長
さ方向に対して平行となる角度で主軸に固定されてお
り、かつ原料の取り出し側に設置された混合用ピンのＶ
字型またはＹ字型がなす平面は、主軸を回転する際に混
合物を取り出し側に押し出す力が働く角度で主軸に固定
されている構成の混合槽を備えてなることを特徴とする
混合装置。
【請求項２】Ｖ字型ないしＹ字型に分岐した混合用ピ
ンの分岐角度が１５〜１００°である、請求項１記載の
混合装置。
【請求項３】原料投入側と取り出し側の中間部分に配
設された混合用ピンは、Ｖ字型またはＹ字型がなす平面
が主軸の長さ方向に対して平行となる角度で主軸に固定
されている、請求項１記載の混合装置。
【請求項４】原料投入側に配設された混合用ピンは、
Ｖ字型またはＹ字型がなす平面が主軸の長さ方向に対し
て原料投入側に５〜４５°の角度を有する、請求項１記
載の混合装置。
【請求項５】取り出し側に配設された混合用ピンは、
Ｖ字型またはＹ字型がなす平面が主軸の長さ方向に対し
て原料取り出し側に５〜４５°の角度を有する、請求項
１記載の混合装置。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項記載の
混合装置の原料投入側へ繊維質原料及び粉体原料を投入
し、該原料を互いに逆方向に回転する主軸の長さ方向に
沿って取り出し口に向って移動させながら混合し、得ら
れた混合物を取り出し側から回収することを特徴とする
繊維質原料と粉体原料との混合方法。