(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に液体と粉体を投入する供給口を設け、下部に排出口を設けたケーシングの内部に回転円盤を設け、該回転円盤により前記ケーシング内部を上部混練室と下部混練室に区分し、かつ該回転円盤の上面と下面とにそれぞれスクレーパを固定した連続混練装置において、
前記下部混練室に液体を補給する液体供給管を連結すると共に、該下部混練室の内壁にリング板を取り付け、該リング板の内周端を前記回転円盤下面側のスクレーパに設けた切り欠きに非接触状態に挿入し、該挿入状態下にスクレーパを前記リング板に対して相対移動可能にした液体と粉体の連続混練装置。
【請求項２】
前記ケーシング上部の供給口に、供給液体の溢流筒を上方に立ち上がるように連結し、該溢流筒の入口に粉体供給管を臨ませた請求項１に記載の液体と粉体の連続混練装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液体と粉体の連続混練装置に関し、さらに詳しくは液体と粉体の混合物の見掛け粘度を低粘度化することが可能であり、特に液状シリコーンのような液状ポリマーに粉末充填材を配合したコンパウンドの低粘度品を製造するのに好適な液体と粉体の連続混練装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液状シリコーンゴムコンパウンドは射出成形、圧縮成形等の成形用に供されるほか、型取り材や建築用シーリング材等の材料として種々の加工に供される。この液状シリコーンゴムコンパウンドは、液状シリコーンに補強性シリカ等の粉末充填剤を配合した粘性を有する混合物であって、上記のように加工に供するときの加工性は、その見掛け粘度が低いほどよく、高くなるほど低下することがよく知られている。
【０００３】
見掛け粘度の小さい液状シリコーンゴムコンパウンドを製造する方法は、液状シリコーンゴムに対して配合する粉末充填剤の分散性を出来るだけ高くするように混練することである。従来、液体と粉体の混練をコンパクトな構造で効率的に行うようにした装置として、ケーシング内に上部混練室と下部混練室とに区分する回転円盤を設け、その回転円盤にスクレーパを取り付けた構成からなる特公昭５３−３８８２８号公報や特公平２−２６１０号公報に記載のような連続混練装置が提案されている。
【０００４】
しかし、これら従来の混練装置は、ヒュームドシリカのような微粉末充填剤の配合量が１０パーセント前後もの高配合になると、そのコンパウンド（混合物）の見掛け粘度を成形等の加工性に支障をきたさない程度まで短時間に低コストで低粘度化することはほとんど不可能であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液体と粉末との混合物の見掛け粘度を低粘度化することを可能にする液体と粉末の連続混練装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、液体と粉体の混合物の粘度が一定の場合、より多くの粉体を配合することができる液体と粉末の連続混練装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、上部に液体と粉体を投入する供給口を設け、下部に排出口を設けたケーシングの内部に回転円盤を設け、該回転円盤により前記ケーシング内部を上部混練室と下部混練室に区分し、かつ該回転円盤の上面と下面とにそれぞれスクレーパを固定した連続混練装置において、
前記下部混練室に液体を補給する液体供給管を連結すると共に、該下部混練室の内壁にリング板を取り付け、該リング板の内周端を前記回転円盤下面側のスクレーパに設けた切り欠きに非接触状態に挿入し、該挿入状態下にスクレーパを前記リング板に対して相対移動可能にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成において、上部混練室に投入された液体と粉体は回転円盤上面のスクレーパにより第１段目の混練を受け、次いで下部混練室に移動して回転円盤下面のスクレーパにより第２段目の混練操作を受ける。この第２段目の混練操作において、液体と粉体の混合物はリング板の上に流下すると共にスクレーパの切り欠きとの間で強い剪断を与えられるため粉体の分散性を向上し、かつそこに液体供給管から新たに液体の補給を受けるため見掛け粘度を著しく低下させることになる。
【０００８】
本発明に適用される液体としては、水，水飴，食用油，液状化合物、液状ポリマー等が例示される。液状ポリマーとしては、液状シリコーン，液状ポリブタジエン，液状エポキシ樹脂等が例示される。また、粉体としては、小麦粉，金属粉，粉末充填材等が例示される。粉末充填剤としては、ヒュームドシリカ，湿式シリカ，炭酸カルシウム，カーボンブラック等が例示される。
【０００９】
本発明の連続混練装置は、粘性を有し、かつ粉体の配合によって更に粘性を上げるような液体、特に液状シリコーンのような液状ポリマーに多量の微粉末充填剤を配合したシリコーンゴムコンパウンドを製造する場合に有効である。
以下、本発明を図に示す実施例によって具体的に説明する。
図１は本発明の連続混練装置の縦断面図、図２は側面図である。また、図３〜図５は図１のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ矢視による断面を示している。
【００１０】
これらの図において、２０は混練装置本体、３０はその原料供給部である。本体２０の外殻を形成する円筒状のケーシング１は、その上板１ａの中央に液体／粉体の混合物を受け入れる供給口２を設け、また下部を倒立円錐状の傾斜面１ｂに形成し、その傾斜面１ｂに排出口３を設けている。また、下部中央には円錐部１９が設けられ、傾斜面１ｂとの間に環状のＶ溝底部を形成している。
【００１１】
原料供給部３０の外殻を形成する円筒状のケーシング４は、側面に液体供給管５を接線方向に連結すると共に、その内側に貯液槽６を形成している。一方、本体２０の供給口２の上方には、倒立円錐状の溢流管７が貯液槽６側に立ち上がるように連結され、さらに溢流管７の入口に粉体供給管８の下端が臨んでいる。
この原料供給部３０には、原料の粘性液体が液体供給管５から供給され、また原料の粉体が粉体供給管８から供給される。液体供給管５から供給された液体は貯液槽６に貯留されたのち、溢流管７の上縁から内壁に沿って流下し、これに粉体供給管８から供給された粉体が混合して供給口２に投下される。
【００１２】
混練装置本体２０のケーシング１の内部には、供給口２に対面するように回転円盤９が水平に設けられており、この回転円盤９によってケーシング内部が第１段目の混練を行う上部混練室１０と、第２段目の混練を行う下部混練室１１とに区分されている。回転円盤９は回転中心を回転軸１５の上端に固定され、また回転軸１５は軸受部１５ａに支持されてケーシング１の外側に延長している。この回転軸１５の下端にはプーリが固定され、このプーリ１６に図示しない原動機から回転動力が入力されるようになっている。その回転数としては、４００〜１５００ｒｐｍの範囲が好ましい。
【００１３】
上記回転円盤９は、上面、外周、下面にそれぞれ３個ずつのスクレーパ１２，１３，１４を等角度に取り付けており、これらスクレーパの攪拌作用や掻き取り作用により混合物を混練操作する。上部混練室１０のスクレーパ１２は上板１ａに付着した混合物を掻き落とし、スクレーパ１３は上部混練室１０と下部混練室１１との境界においてケーシング内側壁に付着した混合物を掻き落とし、また下部混練室１１のスクレーパ１４はケーシング下部の傾斜面１ｂに付着した混合物を掻き取ることによって混練を行うようになっている。
【００１４】
これらスクレーパ１２，１３，１４の数は、必ずしも図示のように３個ずつである必要はなく、１個以上の任意の数を設ければよく、またスクレーパ相互に異なった数であってもよい。このうち回転円盤９の外周に設けたスクレーパ１３は、必要により設置を省略するようにしてもよい。また、回転円盤９上面には、必要により多数のピンを立設し、これらのピンによる攪拌作用によって一層の攪拌混合を促進するようにしてもよい。
【００１５】
下部混練室１１には、さらに高度の混練効果を得るために、次のような構成が設けられている。
まず、下部混練室１１の側壁に、液体を補給するための液体供給管１８が接線方向に取り付けられている。このようにケーシング壁面の接線方向に取り付けることにより、内部の混合物に対する液体の混練効果を促進することができる。また、この液体供給管１８の取付け位置は、排出口３から回転円盤９の回転方向に測ったときの開き角θが１８０°〜２７０°の範囲になるようにするのがよく、これによって液体補給による混練性を上げやすくする。
【００１６】
また、下部混練室１１内に設けたスクレーパ１４は、半径方向及び上下方向に延びる板状または格子板状になっているが、その半径方向外端から内側に向けて水平に延びる切り欠き１４ａを設けている。また、この切り欠き１４ａの位置に対応して、ケーシング１の内壁にリング板１７が固定され、このリング板１７の内周端部が切り欠き１４ａの中に交差するように挿入されている。
【００１７】
上述した連続混練装置において、下部混練室１１を上記構成にしたことにより、供給口２から上部混練室１０に投入された液体／粉体混合物は、回転円盤９上を半径方向外側に移動しながら、スクレーパ１２の攪拌や掻き取りによって第１段目の混練操作を受ける。第１段目の混練を受けた混合物は、回転円盤９の外周縁部からリング板１７上に落下し、ここでスクレーパ１４の狭隘な切り欠き１４ａとの間で強く扱かれて剪断される。この剪断は、リング板１７と狭隘な切り欠き１４ａとの間で受けるため一段と強く、それによって粉体が液体中に一層均一に分散されることになる。
【００１８】
リング板１７で剪断を受けた混合物は、さらに傾斜面１ｂに落下すると共に、スクレーパ１４の端部によって掻き取られながら剪断を受け、さらに粉体は分散するため、混合物の見掛け粘度は低粘度化していく。また、さらに液体供給管１８から新たに原料の液体が補給され、スクレーパ１４で剪断を受けるため、さらに低粘度化して排出口３から取り出される。
したがって、上記連続混練装置によると、液体に対する粉体の配合量が多い場合であっても、その混合物の見掛け粘度を著しく低粘度化させることができる。
【００１９】
【実施例】
室温で粘度１５，０００センチポイズの両末端水酸基封鎖ジメチルポリシロキサン１００部に疎水性ヒュームドシリカ（日本アエロジル社製，商品名アエロジルＲ−９７２）１０部を配合して低粘度のシリコーンゴムコンパウンドを製造するに当たり、下記３水準の本発明装置、比較装置１、比較装置２を使用した。
【００２０】
得られた３種類のシリコーンゴムコンパウンドについて、フローテスター（ノズル径１ｍｍ，管長１０ｍｍ，荷重２ｋｇ）により剪断速度５０ｓｅｃ−１の見掛け粘度を測定したところ、表１の結果が得られた。
この結果から、本発明の連続混練装置によれば、他の比較装置に比べて、原料の混合比率を同一にしながら、最も低粘度化することができることがわかった。
【００２１】
0003591874.tif 000002
【００２２】
0003591874.tif 000003
【００２３】
0003591874.tif 000004
【００２４】
0003591874.tif 000005
【００２５】
【発明の効果】
上述したように本発明の連続混練装置は、回転円盤により区分した下部混練室に液体供給管を設けて液体を新たに補給するようにすると共に、この下部混練室内のスクレーパに切り欠きを設け、その切り欠きにケーシング内壁に固定したリング板の内周端を交差挿入する構成したので、この切り欠きとリング板との間で混合物に強い剪断を与えることによって粉体の分散性を向上し、かつそこに新たに液体を補給することによって、混合物の見掛け粘度を著しく低下させることができる。
そのため粉体の配合量が一定の場合には、より低粘度品を製造することが可能であり、また粘度が一定の場合には、より多くの粉体を配合することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例からなる連続混練装置の縦断面図である。
【図２】図１の連続混練装置の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ矢視図である。
【符号の説明】
１  ケーシング                    ２  供給口
３  排出口                        ５，１８  液体供給管
７  溢流管                        ８  粉体供給管
９  回転円盤                    １０  上部混練室
１１  下部混練室                  １２，１３，１４  スクレーパ
１４ａ  切り欠き                  １７  リング板
２０  混練装置本体                ３０  原料供給部
【図１】
0003591874.tif 000006
【図２】
0003591874.tif 000007
【図３】
0003591874.tif 000008
【図４】
0003591874.tif 000009
【図５】
0003591874.tif 000010