JP3676412B2

JP3676412B2 - 連続混合撹拌装置

Info

Publication number: JP3676412B2
Application number: JP03015595A
Authority: JP
Inventors: 真一林; 順星島
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: JPH08196888A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、容器内に複数の液体を導入後、これを混合撹拌し吐出する連続混合撹拌装置に係り、容器内部の撹拌子を容器外部の回転磁界装置の磁気的結合力にて回転可能にした構成により、例えば、２液混合型接着剤のような高粘度液体であっても、容易に均質に混合撹拌可能で連続的に所定量の高粘度液体を吐出可能にした連続混合撹拌装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂などの成形品の製造過程ないし樹脂注型や塗布などにおいて、原材料である有機物液体、無機液体、各種の粉末粒子・油性粒子と前述の液体からなる種々の懸濁液・乳濁液などの混合撹拌手段として、混合撹拌性能、装置の大きさ・操作簡便さ・制御性、混合撹拌部の分解掃除など保守点検の簡便性、異物の混入、撹拌液体の漏洩さらには温度制御性などの点から、混合撹拌する容器内部の撹拌子を磁気的結合力で回転させる磁気式の連続混合撹拌装置が注目されている。
【０００３】
かかる連続混合撹拌装置では、混合撹拌性能を向上させるために撹拌子の形状は翼状などからなり、概して複雑であり、また、粘度の高い液体にも対応できるように撹拌子は永久磁石を内蔵し、さらに撹拌子の回転を安定に保持するための軸受け機構を装備する構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年の電子・機械工業では軽薄短小の指向から、使用される各種部品及びその製造・組立においても軽薄短小化が求められており、従って使用される合成樹脂などの必要使用量の微量化、特に１ｃｍ³程度以下への対応が迫られている。
【０００５】
しかるに、該連続混合撹拌装置の容器内に導入された液体は、容器内壁面近傍では壁面への付着と液体自身の粘性のために、また該撹拌子の回転軸近傍では混合撹拌に必要なだけの運動量が得られないために、十分に混合撹拌されず不均一な状態で該容器から吐出されてしまうという問題がある。
この現象は、容器内全容積に対する該容器内壁面近傍と該撹拌子回転軸近傍の容積が大きいほど顕著であるので、前述の合成樹脂などの必要使用量の微量化に対応して該容器を小さくするほど大きくなることは明白であり、また前述の微量の液体を大きい容積の容器で対応しても十分に混合撹拌されないことも明白である。
【０００６】
また、翼状などの撹拌子は複雑形状でありまた永久磁石内蔵の撹拌子は寸法が大きいために、該容器の容積・寸法が大きくなり、ひいては装置が大きくなり操作性、制御性が悪くなり、また分解掃除など保守点検の簡便性に欠けるという問題がある。
さらに、撹拌子に回転軸受け機構を装備した連続混合撹拌装置では、回転軸との摩擦により軸受けが磨滅し、磨滅粉という異物が混入するという問題がある。
【０００７】
この発明は、上述した連続混合撹拌装置についての従来の問題点に鑑み、混合撹拌容器に導入される液体の必要使用量の微量化に対応でき、また装置の体積が小さくて操作性、制御性にすぐれ、保守点検が簡便であり、さらに異物の混入のない連続混合撹拌装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するために、混合撹拌する撹拌子について種々検討した結果、軟磁性体からなる平板状の撹拌子を、円筒状容器内に遊離独立して回転自在に配設し、該円筒状容器外に配設した回転磁界装置にて同期回転させることにより、該円筒状容器に導入される液体の必要使用量の微量化（１ｃｍ³以下）に対応できることを知見し、装置の体積が極めて小さくて操作性、制御性にすぐれ、保守点検が簡便であり、異物の混入のない連続混合撹拌装置の実現が可能となり、この発明を完成した。
【０００９】
すなわち、この発明は、
上端部材付円筒部とその下部のホッパー状吐出口を有する非磁性材からなる円筒状容器と、前記円筒状容器内に当該円筒状容器縦断面形状に相似した平板状の軟磁性体からなる撹拌子を遊離独立して配設し、該撹拌子と磁気的に結合する回転磁界装置を該容器外周部に配設した構成からなり、上記撹拌子が該磁界内でその側端部を該円筒状容器の内周に当接させて自立回転自在でかつ上記回転磁界装置により同期回転することを特徴とする連続混合撹拌装置である。
【００１０】
また、この発明は、上記の構成において、
上記回転磁界装置は、該撹拌子の回転面内で該回転中心に対して対称位置に配置され、該回転中心方向に異磁極を対向させた２個の永久磁石を回転自在に配設してなることを特徴とする連続混合撹拌装置、
円筒状容器内容積が１ｃｍ³以下であることを特徴とする連続混合撹拌装置、
を併せて提案する。
【００１１】
この発明において、該円筒状容器内に複数の液体を導入するために該容器円筒部の上端部材には複数の導入口が設けられ、該上端部材や前記ホッパー部を、該円筒状容器の円筒状部分から分離できるように、別部材とすることができる。また、該円筒状容器の材料は、アルミ、真鍮、ＳＵＳ３０４などの非磁性金属、これらの金属に樹脂被覆した複合材、アルミナ、ステアタイト、硝子などの窯業製品、テフロン、ナイロンなどの樹脂などの、非磁性材を用いることができる。また、内部の撹拌子に磁力を作用させ易いように薄肉材で構成することが望ましい。
【００１２】
また、この発明において、該円筒状容器に導入される液体を十分に混合撹拌し、均一な状態で該容器から吐出させるために、該撹拌子の寸法は、該容器寸法との比率で表すと、幅は該容器内径の０．６〜０．９、長さは該回転磁界装置の回転軸方向長さと同程度で該容器内長さの０．６〜０．９が好ましい。
【００１３】
また、該撹拌子の形状は、混合撹拌をさらに促進するために１個または複数個の孔の空いた平板状とすることもでき、これらの形状は対象とする液体の性状に合わせて適宜選択される。また、該撹拌子の材料は、純鉄、珪素鋼、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、パーマロイ、低炭素鋼、軟鋼などの軟磁性体を用いることができる。
【００１４】
また、この発明において、該回転磁界装置を構成する磁石は、フェライト磁石、アルニコ磁石、希土類コバルト系磁石などの永久磁石が使用できるが、資源的に豊富な軽希土類元素（Ｒ）を用い、Ｂ、Ｆｅを主成分として３０ＭＧＯｅ以上の極めて大きい磁気エネルギー積を示す、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石を使用することにより、著しく小型化することができる。
さらに、前記回転磁界装置は、電磁石を用いることができ、例えば、円周上に３個以上配置した巻線に電流を入力し、電気制御することにより、該撹拌子の回転軸の周りに回転磁界を発生させることもできる。
【００１５】
【作用】
この発明による連続混合撹拌装置の作用を図面に基づいて詳述する。図１Ａ，Ｂは連続混合撹拌装置の主要部を説明する平面断面図と側面断面図である。
薄肉で非磁性の円筒状容器１には、ここでは上端部材１１に２個の導入口２ａ，２ｂ及びホッパー部１２下端に吐出口３が設けられており、また該円筒状容器内には軟磁性体からなる平板状の撹拌子４が該円筒状容器１とは遊離独立して回転自在に配設されており、さらに該撹拌子４の想定回転軸５の回りに回転磁界を発生して該撹拌子４と磁気的に結合された回転磁界装置６が該円筒状容器１の外周部に配設されている。
該回転磁界装置６は、ここでは想定回転軸５すなわち回転中心に対して対称位置に配置されて半径方向にそれぞれ磁極がＮ−ＳとＳ−Ｎの互いに逆方向に磁化された２個の永久磁石７ａ，７ｂにより、該円筒状容器１の一直径方向に磁界が形成され、前記２個の永久磁石７ａ，７ｂを、図示しない回転駆動装置により回転自在に配設して前記磁界が回転されることにより構成されている。
【００１６】
上記の連続混合撹拌装置において、該円筒状容器は薄肉で非磁性であるから該回転磁界装置６の２個の永久磁石７ａ，７ｂにより形成される一直径方向の磁場は、磁気誘導作用により軟磁性体で平板状である該撹拌子４のそれぞれ対向する側端部４ａ、側端部４ｂに該永久磁石の磁極と逆極を誘導して、該撹拌子４との間に強い吸引力を生起させることになり、よって該回転磁界装置６が回転することにより、磁気的に結合された該撹拌子４は該円筒状容器１の外部から無接触で回転されることになる。
【００１７】
ところで、前記撹拌子４は、該円筒状容器１と遊離独立して回転自在であるから回転軸が平行に移動自在であり、また該回転磁界装置６と吸引力で磁気的に結合されているので、２個の永久磁石７ａ，７ｂの磁気誘導効果の吸引力の平衡状態と混合撹拌する液体の負荷状態により、該撹拌子４の想定回転軸５は該円筒状容器１の中心軸から偏心して公転することになり、よって該撹拌子４の側端部が該円筒状容器１の内周に摺動して自転回転することになる。
【００１８】
かくして、上述したように混合撹拌容器に導入された液体は、該容器内壁面近傍では液体の壁面への付着が防止され、さらに、該撹拌子４の想定回転軸５が偏心して公転しかつ該撹拌子４の形状が平板であるため、回転軸近傍でも混合撹拌に必要な運動量が液体に付与され、よって十分に混合撹拌されて均一な状態で該容器から吐出される。また、この作用は該容器の容積の大小に左右されるものではない。
【００１９】
また、前記撹拌子４は軟磁性体からなる単純な平板形状であるため、寸法を著しく小型化でき、さらに併せて、導入口２ａ，２ｂが該円筒状容器の上端部材１１に設けられ、かつ前記上端部材１１が円筒状部分と分離可能に別部材であるために、該容器１の容積、寸法を極めて小さくでき、ひいては装置が小型化でき、また分解掃除など保守点検が非常に簡便となる。更に、撹拌子に軸受け機構がないので異物が混入するという現象もない。
【００２０】
【実施例】
上述の図１に示すこの発明による連続混合撹拌装置を下記諸元で製作した。
円筒状容器の材質はＳＵＳ３０４、寸法は外径５．０ｍｍ、内径４．０ｍｍ、長さ８．０ｍｍ、上端部材に設けた導入口は２個で各内径１．２ｍｍ、ホッパー部に設けた吐出口は、内径１．０ｍｍ、撹拌子の材質は軟鋼、寸法は幅３．０ｍｍ、厚み１．０ｍｍ、長さ６．０ｍｍである。
また、回転磁界装置の２個の永久磁石の、残留磁化Ｂｒ＝１２．９ｋＧ、保磁力ｉＨｃ＝１２．３ｋＯｅ（住友特殊金属製、ＮＥＯＭＡＸ−４１Ｈ）、寸法は長さ６．０ｍｍ、幅３．０ｍｍ、厚み３．０ｍｍ、２個の永久磁石の間隔は５．４ｍｍであった。
【００２１】
前記連続混合撹拌装置に合成樹脂接着剤の粘度３０００ｃｐｓの主材と、粘度３０００ｃｐｓの硬化材をそれぞれ導入口から導入し、回転速度９０ｒｐｍで混合撹拌した後、吐出口から０．０１ｃｍ³／ｓｅｃの割合で吐出させた。
得られた混合液は、言うまでもなく異物の混入がなく均一に混合撹拌されていたので、そのまま機械部品の接着に用いた。
【００２２】
さらに、ポットライフの短い接着剤の毎回吐出量の微量化に対しても、前記容器の容積が極めて小さく主材と硬化材の導入から吐出までの時間が短いため、連続して長時間使用することができた。
ちなみに、前記作業を終えて、別種の合成樹脂を混合撹拌するために、該容器の導入口が設けられた上端部材を開いて分解掃除を試みたところ、該撹拌子及び該円筒状容器内壁から先の合成樹脂接着剤は悉く排出されており、分解掃除は非常に簡便であった。
【００２３】
【発明の効果】
実施例に明らかなように、この発明による薄肉の非磁性材で形成された容積が極めて小さい円筒状容器内に軟磁性体からなる平板状の撹拌子を遊離独立して回転自在に配設し、該容器外に配設した回転磁界装置にて同期回転させることにより、該容器内に導入された高粘度（数千〜数十万ｃｐｓ）で必要使用量が微量（０．０１ｃｍ³）の液体を異物の混入を伴わずに十分に混合撹拌でき、得られた均一な状態の混合液を吐出して連続して長時間の実用に供することができる。さらに、撹拌子の形状が単純であることと円筒状容器の容積・寸法が小さいことから、装置の体積が小さくて操作性・制御性にすぐれ、保守点検が簡便である。
すなわち、本発明の連続混合撹拌装置は、近年の電子・機械工業で求められている軽薄短小化指向の各種部品及びその製造・組立てにおいて使用される設備として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａはこの発明の連続混合撹拌装置の主要部を説明する平面断面図であり、Ｂはその側面断面図である。
【符号の説明】
１円筒状容器
２ａ，２ｂ導入口
３吐出口
４撹拌子
４ａ，４ｂ側端部
５想定回転軸
６回転磁界装置
７ａ，７ｂ永久磁石
１１上端部材
１２ホッパー部

Claims

上端部材付円筒部とその下部のホッパー状吐出口を有する非磁性材からなる円筒状容器と、前記円筒状容器内に当該円筒状容器縦断面形状に相似した平板状の軟磁性体からなる撹拌子を遊離独立して配設し、該撹拌子と磁気的に結合する回転磁界装置を該容器外周部に配設した構成からなり、上記撹拌子が該磁界内でその側端部を該円筒状容器の内周に当接させて自立回転自在でかつ上記回転磁界装置により同期回転することを特徴とする連続混合撹拌装置。
請求項１の回転磁界装置は、該撹拌子の回転面内で該回転中心に対して対称位置に配置され、該回転中心方向に異磁極を対向させた２個の永久磁石を回転自在に配設してなることを特徴とする連続混合撹拌装置。
請求項１の円筒状容器内容積が１ｃｍ³以下であることを特徴とする連続混合撹拌装置。