(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケーシングの内部の処理室に、軸方向に沿って複数の撹拌翼が設けられた２本の回転軸を互いに平行に配し、前記各回転軸を回転駆動して各撹拌翼で前記処理室に供給された被処理物を混練撹拌する混練撹拌装置において、前記各回転軸のそれぞれに軸方向の同一位置で固定された２つの撹拌翼を一組とし、そのうちの複数組の撹拌翼は、それぞれが回転軸の軸方向と直交する断面において３つの頂点を有する同形の正三角形状に形成され、一定方向に一定量だけ偏心した状態で回転軸の外周に固定されており、各回転軸を同一方向に同一回転速度で回転させたときに、一方の撹拌翼の一つの頂点が他方の撹拌翼の輪郭に近接する状態を維持しながら偏心回転して、互いの外周に付着した被処理物を除去し合うものであることを特徴とする混練撹拌装置。
【請求項２】
前記複数組の撹拌翼が、前記各回転軸を同一方向に同一回転速度で回転させたときに、少なくとも一つの頂点を前記処理室の内壁に近接させた状態で偏心回転して、処理室の内壁に付着した被処理物を除去するものであることを特徴とする請求項１に記載の混練撹拌装置。
【請求項３】
前記正三角形状に形成された撹拌翼を、その正三角形の中心から１つの頂点に向かう方向と反対の方向にずれた位置が前記回転軸の軸心に一致するように回転軸に固定したことを特徴とする請求項１または２に記載の混練撹拌装置。
【請求項４】
前記被処理物として重合度の低い重縮合系樹脂を供給され、供給された重縮合系樹脂を撹拌して重合度を高める重合装置として用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の混練撹拌装置。
【請求項５】
前記撹拌翼に肉抜き部を設け、前記重縮合系樹脂が前記撹拌翼で撹拌される間にその肉抜き部で薄膜状となるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の混練撹拌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体、液体、高粘度流体等の混練撹拌を行う混練撹拌装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体、液体、高粘度流体等の混練撹拌を行う混練撹拌装置には、被処理物として重合度の低い重縮合系樹脂を供給され、供給された樹脂を撹拌して重合度を高める重合装置として用いられるものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
このうち、特許文献１に記載された混練撹拌装置（重合装置）は、筒状ケーシングの処理室内に重縮合系樹脂を撹拌する板状の撹拌翼を軸方向に沿って多数配置し、これらの各撹拌翼に肉抜き部（穴）を設けて、樹脂が撹拌翼で撹拌される間にその肉抜き部で薄膜状となって、重合反応や溶剤等の揮発が促進されるようにしている。
【０００４】
一方、特許文献２に記載された装置は、処理室内に互いに平行に配される２本の回転軸に、円板状に形成した撹拌翼を一定方向に一定量だけ偏心した状態で軸方向に沿って多数設け、軸方向の同一位置で固定される２つの撹拌翼を一組として、各回転軸を同一方向に同一回転速度で回転させたときに、各組の撹拌翼が互いに近接した状態を維持しながら回転し、互いの外周に付着した樹脂を除去し合うとともに、処理室の内壁に付着した樹脂を除去するようにして、セルフクリーニング機能を持たせている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１２９０８号公報
【特許文献２】実開昭６２−１２３２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載された混練撹拌装置（重合装置）では、撹拌翼の外周や処理室の内壁に樹脂が凝着することによって、撹拌翼どうしの間、あるいは処理室内壁と撹拌翼との間で固化した樹脂が噛み込み、運転中にトラブルが生じやすいという問題がある。
【０００７】
一方、上記特許文献２に記載された装置では、前述のセルフクリーニング機能により撹拌翼の外周や処理室の内壁に付着した樹脂をある程度除去できるが、撹拌翼が円板状であるため、付着した樹脂を除去する力は弱く、かえってその外周面で樹脂を相手の撹拌翼や処理室内壁に押し付けて凝着を促進してしまう場合もあり、樹脂の噛み込みによるトラブルを十分に防止することはできない。
【０００８】
そこで、本発明は、セルフクリーニング性能に優れ、安定して長時間運転できる混練撹拌装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明では、筒状ケーシングの内部の処理室に、軸方向に沿って複数の撹拌翼が設けられた２本の回転軸を互いに平行に配し、前記各回転軸を回転駆動して各撹拌翼で前記処理室に供給された被処理物を混練撹拌する混練撹拌装置において、前記各回転軸のそれぞれに軸方向の同一位置で固定された２つの撹拌翼を一組とし、そのうちの少なくとも一組の撹拌翼は、それぞれが回転軸の軸方向と直交する断面において３つの頂点を有する同形の正三角形状に形成され、一定方向に一定量だけ偏心した状態で回転軸に固定されており、各回転軸を同一方向に同一回転速度で回転させたときに、一方の撹拌翼の一つの頂点が他方の撹拌翼の輪郭に近接する状態を維持しながら偏心回転して、互いの外周に付着した被処理物を除去し合うものとした。
【００１０】
すなわち、各回転軸の軸方向の同一位置に配される少なくとも一組の撹拌翼を同形の正三角形状に形成することにより、その撹拌翼が偏心回転するときに、一方の撹拌翼の一つの頂点で他方の撹拌翼の外周に付着した被処理物を掻き取って確実に除去できるようにしたのである。
【００１１】
また、前記少なくとも一組の撹拌翼は、前記各回転軸を同一方向に同一回転速度で回転させたときに、少なくとも一つの頂点を前記処理室の内壁に近接させた状態で偏心回転して、処理室の内壁に付着した被処理物を掻き取って確実に除去できるものとすることが望ましい。
【００１２】
上記の構成においては、前記正三角形状に形成された撹拌翼を、その正三角形の中心から１つの頂点に向かう方向と反対の方向にずれた位置が前記回転軸の軸心に一致するように回転軸に固定することが望ましい。このようにすれば、撹拌翼が１つの頂点を装置の外側に向けてバランスよく偏心回転し、スムーズな撹拌動作が得られるようになる。
【００１３】
本発明は、前記被処理物として重合度の低い重縮合系樹脂を供給され、供給された重縮合系樹脂を撹拌して重合度を高める重合装置として用いられる混練撹拌装置に対して、特に有効に適用できる。
【００１４】
また、上記のように重合装置として用いる場合は、前記撹拌翼に肉抜き部を設け、前記重縮合系樹脂が前記撹拌翼で撹拌される間にその肉抜き部で薄膜状となるようにすることにより、重合反応や溶剤等の揮発を促進して処理効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の混練撹拌装置は、上述したように、処理室内の互いに平行な２本の回転軸の軸方向の同一位置に偏心状態で固定される少なくとも一組の撹拌翼を、同形の正三角形状に形成し、その撹拌翼が偏心回転するときに、一方の撹拌翼がその一つの頂点で他方の撹拌翼の外周に付着した被処理物を掻き取って確実に除去できるようにしたものであるから、従来の円板状の撹拌翼を用いたものよりもセルフクリーニング性能に優れ、安定して長時間運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の混練撹拌装置の縦断正面図
【図２】図１の横断平面図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図１の撹拌翼の配列の一部の斜視図
【図５】図１の撹拌翼の動作の説明図
【図６】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ撹拌翼の変形例を示す断面図（図３に対応）
【図７】第２実施形態の混練撹拌装置の撹拌翼の配置を示す平面図
【図８】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図７のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿った断面図
【図９】図７の撹拌翼の動作の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図６は第１の実施形態を示す。この混練撹拌装置は、被処理物として重合度の低い重縮合系樹脂を供給され、供給された樹脂を撹拌して重合度を高める重合装置として用いられるものであり、図１乃至図３に示すように、同径の２つの円が交差する断面形状を有する筒状ケーシング１の内部の処理室２に、軸方向に沿って多数の撹拌翼３が設けられた２本の回転軸４が互いに平行に配されている。
【００１８】
前記ケーシング１は、一端側上部に供給口５が、他端側下部に排出口６がそれぞれ設けられ、その供給口５と排出口６を除く外周面に加熱・冷却用のジャケット７が設けられている。また、各回転軸４は、それぞれの両端部をケーシング１から突出させており、その一方の突出端部に図示省略したモータが連結されている。
【００１９】
そして、各回転軸４を回転駆動することにより、ケーシング１の供給口５から処理室２に供給された重縮合系樹脂を撹拌翼３で混練撹拌しながらケーシング１の他端側へ送り、重合度の高くなった樹脂を排出口６から排出するようになっている。
【００２０】
ここで、前記各撹拌翼３は、図３および図４に示すように、回転軸４の軸方向と直交する断面において３つの頂点を有し、中央部に肉抜き部３ａが設けられた正三角形状の枠体であり、後述するセルフクリーニング機能が得られるように、その正三角形の各辺縁部を一様に凸円弧状に張り出させている。そして、その正三角形の中心から１つの頂点に向かう方向と反対の方向に一定距離ずれた位置が回転軸４の軸心に一致するように、すなわち一定方向に一定量だけ偏心した状態で、回転軸４に固定されている。各撹拌翼３がこのような偏心形態をとることにより、１つの頂点を装置の外側に向けてバランスよく偏心回転し（図５参照）、スムーズな撹拌動作を行うことができる。
【００２１】
また、これらの撹拌翼３は、各回転軸４のそれぞれに軸方向の同一位置で固定されたものどうしが同位相で互いに近接し（図２、３、４参照）、かつ各回転軸４の軸方向に沿って６０°ずつ位相がずれていく（図１、２、４参照）ように配置されている。
【００２２】
図５は、各回転軸４のそれぞれに軸方向の同一位置で固定された２つ一組の撹拌翼３について、各回転軸４を同一方向に（図中では右回りに）同一回転速度で回転させたときに撹拌翼３の位置関係が変化していく様子を示したものである。各組の撹拌翼３は、その一方の撹拌翼３の一つの頂点が他方の撹拌翼３の輪郭に近接する状態を維持しながら偏心回転して、互いの外周に付着した樹脂を除去し合うと同時に、少なくとも一方の撹拌翼３がその一つの頂点を処理室２の内壁に近接させて処理室２内壁に付着した樹脂を除去するようになっている。
【００２３】
この混練撹拌装置は、上記のように、各組の正三角形状の撹拌翼３が偏心回転するときに、一方の撹拌翼３の一つの頂点で他方の撹拌翼３の外周に付着した樹脂を掻き取って確実に除去できるとともに、少なくとも一方の撹拌翼３の頂点で処理室２内壁に付着した樹脂を掻き取って確実に除去できるので、従来の円板状の撹拌翼を用いたものよりもセルフクリーニング性能に優れ、処理室内での固化樹脂の噛み込みによるトラブルを確実に防止でき、安定して長時間運転することができる。
【００２４】
また、各撹拌翼３の中央部に肉抜き部３ａを設けているので、樹脂が撹拌翼３で撹拌される間にその肉抜き部３ａで薄膜状となって重合反応や溶剤等の揮発が促進され、効率よく処理を行うことができる。
【００２５】
さらに、各撹拌翼３を偏心させて回転軸４に固定しているので、処理室２の断面積に対する撹拌翼３の面積の割合が小さく、大きな処理能力が得られる。ここで、撹拌翼３の偏心量（正三角形の中心と回転軸４軸心との距離）は、その正三角形の中心と１つの頂点との距離の１０％以上とすることが望ましい。
【００２６】
あるいは、撹拌翼を回転軸に同心に固定したものと同程度の処理能力を確保しながら、装置全体をコンパクト化することもできる。このとき、処理室の長手方向寸法を短くすれば、回転軸も短くして撓みにくくすることができ、撹拌翼どうしの接触による摩耗粉の混入を防止できるようになる。
【００２７】
なお、この混練撹拌装置は、一般的な粉体、液体、高粘度流体等の被処理物を混練攪拌したり、被処理物からの気体の分離処理や、液体または高粘度流体と気体との反応処理に用いたりすることができる。そして、このような使用方法を採った場合も、上述のように従来よりも優れたセルフクリーニング性能を有することにより、安定して長時間運転することができる。
【００２８】
図６は撹拌翼３の変形例を示す。このうち、図６（ａ）は、撹拌翼３の偏心回転時に装置の外側を向く正三角形の２辺に、１辺につき２つずつ肉抜き部３ｂ、３ｃを開口させた例、図６（ｂ）は、撹拌翼３の肉抜き部３ｄを、偏心回転時に装置の外側を向く正三角形の２辺のうちの回転方向（図中の矢印）後ろ側の１辺に開口させた例である。これらの変形例の撹拌翼３のうちのいずれかを採用すれば、図１乃至図５に示した枠体の例と同様、樹脂が撹拌翼３の肉抜き部３ｂ、３ｃ、３ｄで薄膜状となって効率よく処理を行うことができる。一方、図６（ｃ）は、撹拌翼３を肉抜き部のない平板状に形成した例である。このように肉抜き部をなくせば、処理効率は下がるが、製作は容易になる。
【００２９】
図７乃至図９は第２の実施形態を示す。この実施形態では、図７および図８に示すように、第１実施形態（図１乃至図５の例）と同様の肉抜き部８ａを有する正三角形枠状の撹拌翼８を、第１実施形態よりも大きく偏心させた状態で、回転軸４の軸方向に沿って撹拌翼８と交互に配した連結部材９により回転軸４に固定している。
【００３０】
前記各撹拌翼８は、第１実施形態と同様に、偏心した状態で回転軸４に固定され、各回転軸４のそれぞれに軸方向の同一位置で固定されたものどうしが同位相で互いに近接し、かつ各回転軸４の軸方向に沿って位相がずれていくように配置されている。第１実施形態と異なるのは、各撹拌翼８を回転軸４の軸心から外して配置することにより偏心量を大きくとっている点と、回転軸４の軸方向で隣り合う撹拌翼８どうしの位相のずれを１２０°としている点である。
【００３１】
前記各連結部材９は、図６（ｃ）に示した肉抜き部のない撹拌翼３と同じ正三角形状の平板片であり、回転軸４に同心に取り付けられて、回転軸４の軸方向で隣り合うものどうしでその間に配された撹拌翼８の回転軸４軸心側の一部を挟持している。
【００３２】
図９は、各回転軸４のそれぞれに軸方向の同一位置で固定された２つの撹拌翼８を一組とし、各回転軸４を同一方向に（図中では右回りに）同一回転速度で回転させたときに、回転軸４の軸方向に並ぶ３組の撹拌翼８の位置関係が変化していく様子を示す。なお、この図では、撹拌翼８の動作をわかりやすくするため、２組の撹拌翼８に異なる方向のハッチングを施している。各組の撹拌翼８は、第１実施形態と同様、一方の撹拌翼８の一つの頂点が他方の撹拌翼８の輪郭に近接する状態を維持しながら偏心回転して、互いの外周に付着した樹脂を除去し合うと同時に、少なくとも一方の撹拌翼８が処理室２の内壁に付着した樹脂を除去するようになっている。また、図示は省略するが、このときには、各連結部材９も、軸方向の同一位置に配されたものどうしで互いの外周に付着した樹脂を除去し合う。
【００３３】
この第２実施形態では、第１実施形態と同様に高いセルフクリーニング性能を有し、安定して長時間運転できるうえ、第１実施形態に比べて撹拌翼８の偏心量を大きくとっているため、処理室２の断面積に対する撹拌翼８の面積の割合が小さく、大きな処理能力が得られる。
【００３４】
なお、上述した各実施形態では、各回転軸４に処理室２の全長にわたって撹拌翼３、８を設けたが、供給口５の下方に被処理物を排出側へ送るスクリュを、排出口６の上方には被処理物を逆送りするスクリュを設けてもよい。また、撹拌翼自体を、供給口５の下方では被処理物を排出側へ送るヘリカル形に、排出口６の上方では被処理物を逆送りする逆ヘリカル形に形成してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  ケーシング
２  処理室
３  撹拌翼
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  肉抜き部
４  回転軸
５  供給口
６  排出口
８  撹拌翼
８ａ  肉抜き部
９  連結部材
【図１】
0005645133.tif 000002
【図２】
0005645133.tif 000003
【図３】
0005645133.tif 000004
【図４】
0005645133.tif 000005
【図５】
0005645133.tif 000006
【図６】
0005645133.tif 000007
【図７】
0005645133.tif 000008
【図８】
0005645133.tif 000009
【図９】
0005645133.tif 000010