JP5491963B2 - シェーカー - Google Patents

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本発明は、種類の異なる液体同士または液体と固体とを攪拌、混合するために使用されるシェーカーに関するものである。
従来から、液体等を攪拌、混合するものとして、図18に示すような、シェーカーが使用されている。このシェーカーは液体等を収容する部分の容積が広く設けられており、この広い容積部分を有効に利用することで、液体等の攪拌、混合の効率向上が図られている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、このものは、攪拌、混合するものの種類によっては、固体が液体に溶けきれずに容器内に残ってしまうという問題がある。また、油性の液体と水性の液体とを、攪拌、混合しにくいという問題もある。
一方、近年の健康ブームにより、消費者は食品全体に対して、より体に良いものを求めるようになってきている。例えば、飲料にしても、アルカリイオン水等のように、健康に良いとされる機能性のある飲料が好まれるようになってきている。そして、このような機能性のある飲料を製造する装置も広く販売されるようになっている。しかしながら、これらの装置は、一般的に高価であり、また、使用の際にその都度、機能性を付与するための操作を必要とし、煩雑な手間がかかるという問題がある。
特開2005−152353号公報
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、特別な操作をしなくても、内容物の攪拌、混合の効率向上が図られ、しかも、その攪拌、混合動作に伴って、内容物自体に磁気処理効果を付与することのできる、優れたシェーカーの提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、2つの液体収容部が筒状のくびれ部によって互いに連通した状態で連結された内側容器と、これを収容する外側容器と、内側容器を外側容器に固定する固定具とを有し、上記内側容器と外側容器との間に空隙が形成されたシェーカーであって、上記くびれ部の周囲に、一対の永久磁石が相対向する配置で設けられていることを、その要旨とする。
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。そして、その研究の過程で、シェーカー内の液体に磁気処理を施すことによって、その液体の分子集団を細分化すると、溶解性が向上するのではないかと想起した。そして、液体に効果的に磁気処理を施すことについて検討を重ねた結果、シェーカーの液体収容部にくびれ部分を設け、このくびれ部分に、永久磁石を相対向させた状態で設置すると、液体等の内容物(以下「内容物」という)をシェイクする度に、その内容物に、磁気処理効果が与えられることを突き止めた。すなわち、磁気処理効果は、磁力線密度によって与えられ、磁力線密度が高いほど高い磁気処理効果が得られものであり、また、磁力線密度は磁石間の距離が近づくほど距離の2乗に反比例して上昇するので、磁石間の距離が近くなれば磁気処理効果も高くなる。したがって、このくびれ部分に永久磁石を設けることで、磁石間の距離を近くすることができ、シェーカーの通常の操作(シェイク)を行うだけで、上記くびれ部分を通過する内容物に、より高い磁気処理効果を施すことができる。
以上のように、本発明のシェーカーは、2つの液体収容部が筒状のくびれ部によって互いに連通した状態で連結された内側容器と、これを収容する外側容器と、内側容器を外側容器に固定する固定具とを有し、上記内側容器と外側容器との間に空隙が形成されたシェーカーであって、上記くびれ部の周囲に、一対の永久磁石が相対向する配置で設けられている。そのため、一対の永久磁石間の距離が近く、磁力間密度が高くなっているため、上記くびれ部を内容物が通過する度に、この内容物に繰り返し高い磁気処理効果を与えることができる。
また、上記一対の永久磁石に、その一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ磁気回路が備えられていると、この磁力を閉回路とすることができるため、磁力を有用に回収でき、磁束密度を損なうことなく、より有効に内容物に磁気処理効果を与えることができる。また、この磁気回路は磁性金属であるため、シェーカー外部への若干の防磁効果も得られる。
そして、上記くびれ部内壁の、相対向する部分に、突起部が設けられていると、この突起部によって、内容物の流れを、層流状態から乱流状態へと変化させることができ、内容物の攪拌、混合の効率をより高くすることができる。これは、内容物に固体が含まれる場合に特に有効であり、この場合、シェイクする度に、上記突起部に固体を勢いよく衝突させてこれを破砕することができるため、さらに内容物の攪拌、混合を効率よく行うことができる。
また、上記内側容器と外側容器との空隙に、シェイク時に電荷を生じさせるための粉末体または顆粒体が封入されていると、シェイクの度に、これらに電荷が発生し、この電荷は内側容器を経て内容物に移動する。そして、電荷が付与された内容物が、上記くびれ部の周囲に設けられた永久磁石の間を通過することで、電場が発生し、電流が流れローレンツ力が発生し、このローレンツ力により、上記磁気処理効果をさらに高めることができる。
そして、上記粉末体または顆粒体が、セラミックス、ポリアミド、アクリル樹脂、木炭からなる群から選ばれた少なくとも一つの材質からなるものであって、その平均粒径が0.1μm〜2mmであると、シェイク時により電荷が生じやすくなり、発生するローレンツ力を高めることができる。
なお、本発明において、「粉末体」とは、物質が砕けて細かくなった、いわゆる粉状のものをいい、「顆粒体」とは、粉状のものが集合した、いわゆる粒状のものをいう。
本発明の一実施例の斜視図である。 上記実施例の縦断面図である。 図2のA−A断面図である。 図3のB−B断面図である。 図3のC−C断面図である。 図3のD−D断面図である。 上記実施例における磁気回路の説明図である。 (a)は、上記実施例の磁界の説明図、(b)は、通常の磁界の説明図である。 他の実施例の縦断面図である。 図9のA’−A’断面図である。 図10のB’−B’断面図である。 上記他の実施例の説明図である。 さらに他の実施例の縦断面図である。 図13のA”−A”断面図である。 図14のB”−B”断面図である。 図14のC”−C”断面図である。 さらに他の実施例における説明図である。 従来例の斜視図である。
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
図1は、本発明を実施するための形態であるシェーカー21の斜視図である。このシェーカー21は、略紡錘形の形状であって、全体が、帯電防止性を有するシリコーンゴムからなる外層1で被覆されている。そして、その上部に、内容物を出し入れする注ぎ口2が突出形成されている。図2にその縦断面図を示し、以下、図3はそのA−A断面図、図4は図3のB−B断面図、図5は同じく図3のC−C断面図、図6は同じく図3のD−D断面図を示す。なお、各図において、その内部形状等は模式的に示されている(以下の図においても同じ)。
より詳しく説明すると、上記シェーカー21は、図2〜図6の各図に示すように、外層1の内側に、内側容器3と外側容器5とを有する構造になっている。そして、上記内側容器3は、非磁性のステンレス鋼で形成されており、その形状が、2つの収容部が角筒状のくびれ部4によって連通状態で連結された、略砂時計形状になっている。なお、2つの収容部は、くびれ部4の中心で溶接され一体化している。この内側容器3を収容する外側容器5は、非磁性のステンレス鋼で形成されており、胴体中央で上下分割された容器を、ねじ込み式の嵌合で一体化している。また、内側容器3と外側容器5とは、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)からなる固定具6によって、鉛直,水平方向にずれないように固定されている。そして、上記内側容器3と外側容器5との間の空隙7の、上記くびれ部4の周囲に、一対の永久磁石8が互いに相対向した状態で設けられている。また、上記内側容器3と外側容器5との空隙7には、平均粒径10μmのセラミックス粉末9(マイナスイオンセラミックスパウダーTIP/日本トピー株式会社製)が、移動できる空間があるように封入されている。そして、上記内側容器3の、くびれ部4内壁の、相対向する部分に、固体を粉砕するのに適した円錐形状のステンレス鋼(内側容器3と同じ)からなる複数の突起部10が、上記くびれ部4の内壁の全面に、一定の間隔を空けて分布形成されている。
さらに、上記くびれ部4付近の構造を詳しく説明すると、図4に示すように、上記一対の永久磁石8には、一方のN極と、他方のS極とを結ぶ磁気回路11が備えられている。この磁気回路11は、上記永久磁石8を磁石面の漏れがないように囲んだ状態となっている。そして、この磁気回路11は、図7に示すように、凹形に加工された帯状部材(パーマロイ:Fe‐Niの合金製)12、12’を接合することによって形成されている。すなわち、上記2つの部材(帯状部材12、12’)各両端部を、それぞれ折り返すように加工し、この折り返された部分同士を互いに突き合せることによって、略四角形状の上記磁気回路11とすることができる。
この構成によれば、液体や固体等からなる内容物を中にいれると、シェイクの度に内容物がくびれ部4を通過し、このくびれ部4に設けられた永久磁石8によって、効率よく磁気処理を行うことができる。また、シェイクの度にセラミックス粉末9が、空隙7内を移動して摩擦や振動により電荷を発生させるため、この電荷が内側容器3を伝わり、上記内容物に付与される。そして、この電荷を有する上記内容物が、磁力が発生しているくびれ部4を通過することで、ローレンツ力を発生させ、さらに上記磁気処理の効率を高めることができる。
また、上記くびれ部4内壁の全面に複数の突起部10が設けられているため、シェイクの度に内容物がこの突起部10に衝突して、その流れが層流から乱流とへと変化して、攪拌、混合されやすくなる。このとき、内容物に固体が含まれていると、固体が衝撃で破砕されて細かくなり、攪拌、混合の効率がさらに上がる。そして、上記のような乱流状態となった内容物に対して、磁気処理がされるため、さらに高い磁気処理効果を得ることができる。
さらに、永久磁石8に磁気回路11が付属しているため、図8(a)に示すように、この間に閉回路16を作ることができ、一般的な磁界〔図8(b)を参照〕に比べ、より有効に磁力を回収することができる。したがって、永久磁石8の磁力を、より効率よく内容物に磁気効果を与えることができる。
そして、上記外層1が、帯電防止性を有するシリコーンゴムからなるため、シェイク時に静電気が発生した場合であっても不快な刺激が人の手に伝わりにくくなる。また、外層1が外側容器5全体を包含するように設けられているため、内側容器3内の内容物の温度が外に伝わりにくくなり、内容物の温度に関係なく快適にシェイクすることができる。そして、上記外層1には、表面に、周方向に複数の凸部13が形成されており、この凸部が滑り止めの働きを奏するため、より強い力でシェイクでき、液体の攪拌、混合の効率がさらに良くなる。
なお、上記の例において、内側容器3は、非磁性のステンレス鋼からなるが、チタン鋼等の金属からなるようにしてもよい。また、磁性を有する金属からなるようにしてもよい。磁性を有する金属を用いた場合には、内側容器3が磁化し、漏れ磁束が多くなるため、有効な磁場印加を行うためには、非磁性のステンレス鋼が好ましく用いられる。しかし、磁性を有する金属を用いた場合であっても、磁束密度の大きい永久磁石を用いることのより、この弱点を補え、磁性金属により新たに誘起される磁場も液体の攪拌混合効率の向上に寄与するため、これらは適宜に選択して用いられる。なお、上記内側容器3は、永久磁石のみにおいても充分な効果が得られるため、合成樹脂を用いることもできる。しかし、内面の耐摩耗性や強度の点において、ステンレス鋼が好ましく用いられる。
また、上記の例において、外側容器5は、非磁性のステンレス鋼からなるが、これに代えて、非磁性の、アルミニウム鋼、チタン鋼等の金属鋼や、合成樹脂からなるようにしても同等の効果が得られる。これらは、加工性の点の点において、アルミニウム鋼、合成樹脂が好ましく用いられ、強度の点において、ステンレス鋼が好ましく用いられる。なお、上記例では、胴体中央部で上下分割されたものを、ねじ込み式の嵌合で一体化して外側容器5としているが、プッシュロックによる嵌合、または溶接、融着によって一体化することもできる。
そして、上記の例において、固定具6はNBRからなるが、その他の天然ゴム、合成ゴム、合成樹脂からなるようにしてもよい。なお、この固定具6は、外側容器5と内側容器3とをしっかりと保持させるものであると同時に、シェイク時の振動を吸収し過ぎないものであることが必要である。なかでも、加工が容易な点において、NBR、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリルゴム(AVM)を用いることが好ましい。なお、上記固定具6は、内側容器3が合成樹脂からなる場合には、内側容器3の成形時、例えば、ブロー成形時に一体形成してもよい。
さらに、上記の例において、上記一対の永久磁石8によって形成される磁場印加中心部の磁束密度は、約240mTであるが、サイズの大きなシェーカーを作製する場合や、より強い磁気処理効果を期待する場合等においては、これ以上の磁束密度を実現するようにしてもよい。一方、上記一対の永久磁石8によって形成される磁場印加中心部の磁束密度が100mTより低いと、実用的なサイズのシェーカーにおいて、期待どおりの磁気処理効果を得ることができない傾向がみられる。しかし、上記磁場印加中心部の磁束密度が100mTより低い場合であっても、上記一対の永久磁石8のいずれか一方に接する内側容器3内壁(内容物がいずれか一方の永久磁石8と最も近くなる部位)において測定する磁束密度が50mT以上ある場合には、より多くの回数シェイクすることで、内容物全体に期待する磁気処理効果を行き渡らせることができる。
さらに、上記の例において、突起部10は、異種金属接触腐食等による劣化を防止するため、内側容器3と同じ材質のステンレス鋼で形成している。このとき、突起部10を溶接によって取り付けることもできるが、内側容器3と同時にプレス成形により一体化形成すると、一工程で形成することができる点で好適である。また、内側容器3が合成樹脂の場合には、内側容器3のブロー成形時に一体に形成することができる。そして、突起部10の形状は、三角錐等の多角錘や、円柱、角柱等であってもよい。さらに、上記の例において、複数の突起部10が、くびれ部4の内壁の全面に分布するように形成されているが、内壁の一部に分布するように形成してもよい。このとき、突起部10は、くびれ部4の内壁の空間を挟んで対称位置に対になるよう形成すると、攪拌、混合の効率が向上するので好ましい。なお、この突起部10は、必ずしも設けなくてもよい。
そして、上記の例において、内側容器3と外側容器5との容積の比率は、100mL/200mL=0.5であるが、0.35〜0.55の比率とするようにしてもよい。すなわち、上記比率が高すぎると、内側容器3と外側容器5の間の空隙7が狭すぎて、セラミック粉末9に電荷が発生しにくくなる傾向がみられ、逆に低すぎると、電荷を発生させるために多量のセラミック粉末9を必要とし、コストが無駄に高くなる傾向がみられるためである。
そして、上記の例において、内側容器3のくびれ度合いを示す、内側容器3の最小面積と最大面積との比率は、3.52cm2/12.69cm2=約0.28であるが、0.2〜0.3とするようにしてもよい。すなわち、上記比率が高すぎると、磁気処理効果を充分に得られず、攪拌、混合効率の改善効果が得られにくい傾向がみられ、逆に低すぎると、内容物がくびれ部4を通過しにくくなり、かえって攪拌、混合の効率が低下する傾向がみられるためである。
また、上記の例において、磁気回路11は、2つの帯状部材12,12’が接合によって形成されたものを用いているが、初めから略四角形状に形成された1つの部材からなるものを用いてもよい。そして、永久磁石8の設置場所等によっては、3つ以上の帯状部材からなるものを用いてもよい。しかし、製造効率や取り付け容易性の点で、2つの帯状部材を接合して作製した磁気回路が優れている。また、磁気回路11は、永久磁石8の外面を完全に覆うように配置し、永久磁石8の磁束密度に応じて厚みを調整することで、シェーカー21外部への磁気漏れを抑える効果を付与できる。なお、パーマロイに代えて、磁性を有するその他の合金を用いることもできる。また、磁気回路11は、必ずしも設けなくてもよい。
そして、上記の例において、平均粒径10μmのセラミックス粉末9(粉末体)を用いているが、平均粒径0.1μm〜2mmのものを用いてもよい。特に好ましくは、5〜200μmのものである。粒径が小さすぎると、流動性、化学的活性が高まるものの、高価になり過ぎる傾向がみられ、逆に、大きすぎると、シェイク時に発生する音が大きくなり、爽快感が得られるものの、流動性が低下する傾向がみられるからである。また、セラミックスだけでなく、金属酸化物、金属、合成樹脂、天然高分子、無機材料、チャコールパウダー(木炭粉砕品)などを用いても、セラミックスと同等の効果を奏することができる。そして、粉末体の代わりに、顆粒体を用いても同等の効果を奏することができる。なかでも、ポリアミド、アクリル樹脂等の摩擦帯電列にばらつきのある材料を組み合わせて用いると、電荷を帯びやすいため、好適である。なお、本発明において、上記平均粒径は、例えば、レーザー回析散乱式粒度分布測定器を用いて測定することができる。そして、その粒子径は、母集団から任意に抽出される試料を用いて、上記測定器を利用して導出される値である。また、目開きの異なる複数の篩を用いて、上記粉末体または顆粒体がその各目開きを通過する割合を測定し、積算(累積)重量百分率が50%の粒度を平均粒度とすることもできる。なお、上記セラミックス粉末9(粉末体)は、必ずしも設けなくてもよい。
さらに上記の例において、外層1は、帯電防止性を有するシリコーンゴムであるが、帯電防止性がないシリコーンゴムや、その他の合成ゴム等のエラストマーを用いても形成することができる。なかでも、加工容易性とのバランスに優れる点で合成樹脂が好ましく用いられる。また、上記の例において、外層1は外側容器5全体を包含するようになっているが、外側容器5をバンドを巻くように一部分のみ包含するようにしてもよい。さらに、外層1には、シェーカーを保持し易くするための、コーヒーカップの持ち手のようなリング状の突起を設けるようにしてもよい。また、外層1を外側容器5の上下2つに分離させて形成し、この上下2つの外層1をベルト等で結ぶようにして、シェーカーを保持し易くするようにしてもよい。そして、この外層1は、例えば、外側容器5がステンレス鋼である場合には、その表面を研磨することにより、光沢感のある美麗な外観を実現できるため、必ずしも必要ではない。
図9は、本発明を実施するための他の形態であるシェーカー22の縦断面図である。図10は図9のA’−A’断面図、図11は図10のB’−B’断面図、図12はその説明図である。基本的な構成は、図2に示したシェーカー内部の構成と同様であり、同一部分に同一番号を付して、その説明を省略する。なお、このシェーカー22は、注ぎ口2の代わりに、蓋体部14が形成され、図12に示すように、この蓋体部14と本体部15とが嵌合されることで、シェーカーの密封性が確保されるようになっている。また、くびれ部4の周囲に、磁気回路11を備えた永久磁石8が二対備えられている。
このように構成すると、内容物の出し入れを本体部15の広い開口部から行うことができるため、よりスムーズに行えるようになり、シェーカーとしての利便性が高くなる。また、開口部を広くしているため、この開口部の外周壁にねじ山を設けるようにすると、ポンプディスペンサー等を別途取り付けることができる。例えば、ポンプディスペンサーが取り付けられると、このポンプ頭部を押すだけで内容物を取り出すことができるため、よりシェーカーの利便性を高めることができる。さらに、永久磁石8が二対、互いに距離を置いて備えられているため、磁気処理回数が多くなり、内容物に対し、より高い磁気処理効果が期待できる。
図13は、本発明を実施するためのさらに他の形態であるシェーカー23の縦断面図である。このシェーカーは、外側容器5が略円筒形状に形成されている。図14は図13のA”−A”断面図、図15はそのB”−B”断面図、図16は同じく図14のC”−C”断面図、図17はその説明図である。なお、このシェーカー23も、注ぎ口2の代わりに、蓋体部14が形成され、図17に示すように、この蓋体部14と本体部15とが嵌合することで、シェーカーの密封性が確保されるようになっている。そして、くびれ部4の周囲に、磁気回路11を備えた大型の永久磁石8が一対備えられている。
このように構成すると、内容物の出し入れを本体部15の広い開口部から行うことができるため、よりスムーズに行えるようになり、シェーカーとしての利便性が高くなる。また、全体が略円筒形状に形成されているから、コンパクトに収納でき、持ち運びにも好適となる。さらに、内容物を収容する部分(収容部)の容積を広くしているため、一度に大量の内容物を入れることができ、また、全体が上下に長い形状であるため、くびれ部4の上下方向の幅も長くすることができ、この部分に大型の永久磁石8を取り付けることができるため、攪拌、混合の効率がよくなる。
つぎに、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
〔実施例、比較例〕
まず、明細書の段落〔0019〕〜〔0021〕および図1〜図6に示した本発明のシェーカーA(実施例1品)と、図18に示したステンレス鋼製の市販のシェーカーB(比較例1品)とを準備した。
〔酸化還元電位実験〕
水道水100mLを、上記シェーカーA(実施例1品)およびB(比較例1品)を用いてそれぞれ10秒間シェイクを行い、シェイク前後の水について、酸化還元電位(ORP)の測定を行った。実験は各3回行い、その結果を下記の表1に示す。
Figure 0005491963
上記表1の結果から、3回の全ての実験において、実施例1品は、比較例1品に対して、シェイク前後の電位差が大きくなり、磁力の影響を受けていることがわかった。
〔浸透率実験〕
つぎに、同じ容器から取り分けたコーヒー溶液50mLを、上記シェーカーA(実施例1品)およびB(比較例1品)を用いて、それぞれ10秒間シェイクを行い、シェイク後の各コーヒーについて、17cm×22cmの浸透性のペーパーフィルター(コンフォートエコペーパータオル200/日本製紙クレシア社製)を4つ折りにして同じ深さまで浸し、1時間後にこの紙を同時に引き抜いて、容器に残ったコーヒー溶液の残量(g)の測定を行った。実験は各2回行い、その結果を下記の表2に示す。
Figure 0005491963
表2の結果から、実施例1品を用いてシェイクを行うと、比較例1品を用いた場合に比べ、コーヒー溶液の浸透率は約6%も高くなることがわかった。
〔混合性実験〕
市販のサラダ油(日清サラダ油/日清オイリオグループ社製)80mLと水道水80mLとの混合液を、上記シェーカーA(実施例1品)およびB(比較例1品)を用いて、180秒間シェイクを行い、シェイク後の各混合液について、透明の容器に移し替え、移し替えてから3分経過後、1時間経過後、1週間経過後、の合計3回、その混合液の状態について、目視で観察を行った。結果を下記の表3に示す。
Figure 0005491963
表3の結果から、実施例1品は、市販品に比べ、攪拌、混合の効率が著しく向上し、その状態が持続することがわかった。また、図9および図13のシェーカーも同様の効果が得られた。さらに、実施例1品からセラミックス粉末9を抜き取ったシェーカーおよび実施例1品の一対の永久磁石8(磁場印加中心部の磁束密度:約240mT)に代えて、磁場印加中心部の磁束密度が約100mTとなる一対の永久磁石を用いたシェーカーについても実施例1品と同様の効果が得られたが、その効果は、実施例1品のシェーカーの方がやや優れていた。
このように、本発明のシェーカーは、内容物に高い磁気処理効果を与えることができるため、その内容物自体が磁気処理効果を有すると同時に、異なる液体同士の溶解性、攪拌、混合の程度を著しく向上させることができるという優れた効果を奏している。
本発明のシェーカーは、種類の異なる液体同士または液体と固体とを攪拌、混合するためのものとして、好適に用いられる。また、その用途は、飲料等の食用に限らず、化粧料等の非食用にも広く用いることができる。
3 内側容器
4 くびれ部
5 外側容器
7 空隙
8 永久磁石
9 セラミックス粉末

Claims (5)

  1. 2つの液体収容部が筒状のくびれ部によって互いに連通した状態で連結された内側容器と、これを収容する外側容器と、内側容器を外側容器に固定する固定具とを有し、上記内側容器と外側容器との間に空隙が形成されたシェーカーであって、上記くびれ部の周囲に、一対の永久磁石が相対向する配置で設けられていることを特徴とするシェーカー。
  2. 上記一対の永久磁石に、その一方の磁極と他方の磁極とを結ぶ磁気回路が備えられている請求項1記載のシェーカー。
  3. 上記くびれ部内壁の、相対向する部分に、突起部が設けられている請求項1または2記載の記載のシェーカー。
  4. 上記内側容器と外側容器との空隙に、シェイク時に電荷を生じさせるための粉末体または顆粒体が封入されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のシェーカー。
  5. 上記粉末体または顆粒体が、セラミックス、ポリアミド、アクリル樹脂、木炭からなる群から選ばれた少なくとも一つの材質からなるものであって、その平均粒径が0.1μm〜2mmである請求項4記載のシェーカー。
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