(57)【要約】  【課題】  混合量を増大させて産業上大規模に使用可能であって、更に複数の流動体の混合比の高精度化および混合時間の短縮化も実現する生成手段および混合装置を提供する。  【解決手段】  複数種類の流動体を糸状の線状流動体または粒状の単位流動体に分断するような生成手段１００、および、これら異種同士の線状流動体または単位流動体を隣接して配置する配置手段２００と、を備え、異種同士の流動体を自然拡散により混合するような混合装置１０００とした。【選択図】  図１０
2006068705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一種類の流動体が吐出される複数の吐出孔からなる吐出孔群と、
吐出孔群の複数の吐出孔の上流側近傍に配置され、流動体を等圧力とした上で複数の吐出孔へ送る等圧力空間と、
を有し、密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体別に吐出孔群および等圧力空間をそれぞれ備える生成手段であって、
吐出孔群から二以上の種類の線状流動体を吐出生成することを特徴とする生成手段。
【請求項２】
請求項１に記載の生成手段において、
ある種の流動体を吐出する吐出孔群と異種の流動体を吐出する吐出孔群とが隣りあって交互に配置されることを特徴とする生成手段。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の生成手段において、
流動体を供給する供給部と、
供給部と等圧力空間とで連通する流路と、
を備え、
前記流路は流路抵抗が等しい複数のラインからなることを特徴とする生成手段。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の生成手段において、
流動体を供給する供給部と、
供給部と等圧力空間とで連通する流路と、
を備え、
前記流路は一の流路による圧力均等化部であることを特徴とする生成手段。
【請求項５】
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
ある種類の線状流動体の二方に他の種類の線状流動体が隣接し、さらに多層に配置する配置手段と、
ある種類の線状流動体と、この線状流動体の二方に隣接する他の種類の線状流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする混合装置。
【請求項６】
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
ある種類の線状流動体の四方に他の種類の線状流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の線状流動体と、この線状流動体の四方に隣接する他の種類の線状流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする混合装置。
【請求項７】
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
二以上の種類の線状流動体をそれぞれの種類で小片に分割して単位流動体を生成するとともに、ある種類の単位流動体の二方に他の種類の単位流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の単位流動体と、この単位流動体の二方に隣接する他の種類の単位流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする混合装置。
【請求項８】
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
二以上の種類の線状流動体をそれぞれの種類で小片に分割して単位流動体を生成するとともに、ある種類の単位流動体の四方に他の種類の単位流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の単位流動体と、この単位流動体の四方に隣接する他の種類の単位流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする混合装置。
【請求項９】
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
二以上の種類の線状流動体をそれぞれの種類で小片に分割して単位流動体を生成するとともに、ある種類の単位流動体の六方に他の種類の単位流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の単位流動体と、この単位流動体の六方に隣接する他の種類の単位流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする混合装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の混合装置において、
前記生成手段は、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸に回転する受容体による手段であり、
回転により受容体上に積層されて同心円の中心軸方向に沿って二方で異種の線状流動体が隣接することを特徴とする混合装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の混合装置において、
前記生成手段は、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置されるとともに、端部のみ吐出孔と封鎖部とが交互に配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸に回転する受容体による手段であり、
回転により受容体上に積層されて、封鎖部により形成された不在空間内に隣接する線状流動体が移動し、同心円の中心軸方向および半径方向に沿って四方で異種の線状流動体が隣接することを特徴とする混合装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の混合装置において、
前記生成手段は、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸にして生成手段と相対的に回転する刃状部を含む手段であり、
刃状部が線状流動体を掻き取って同心円の接線方向に沿って二方で異種の単位流動体が隣接することを特徴とする混合装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の混合装置において、
前記生成手段は多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、端部のみ吐出孔と封鎖部とが交互に配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸にして生成手段と相対的に回転する刃状部を含む手段であり、
刃状部が異種の線状流動体を掻き取って、封鎖部により形成された不在空間内に隣接する線状流動体が移動し、同心円の接線方向および半径方向に沿って四方で異種の単位流動体が隣接することを特徴とする混合装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の混合装置において、
前記生成手段は、縦方向と横方向との複数平行線の交点上に多数吐出孔が所定間隔で格子状に配置され、横方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、縦方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は、横方向および縦方向で間隔が吐出孔と一致する孔部が設けられた移動体と、移動体を横方向にｎピッチ往復動させる駆動部と、
を備え、
線状流動体を切断して形成した単位流動体の四方に他の種類の単位流動体を接触させることを特徴とする混合装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の混合装置において、
前記生成手段は、縦方向と横方向との複数平行線の交点上に多数吐出孔が所定間隔で格子状に配置され、ある種の線状流動体を吐出する吐出孔の縦方向および横方向の四方に隣接して異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は、横方向および縦方向で間隔が吐出孔と一致する孔部が設けられた移動体と、移動体を吐出部配列方向にｎピッチ往復動させる駆動部と、を備え、
線状流動体を切断して形成した単位流動体の六方に他の種類の単位流動体を接触させることを特徴とする混合装置。
【請求項１６】
請求項５〜請求項１５の何れか一項に記載の混合装置において、
前記生成手段は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の生成手段とすることを特徴とする混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二以上の流動体の混合に供される生成手段および混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の産業分野において、液体 、ゲル状物、練状物、粉体 、粒体 、または、粒体と液体との混合物（スラリー）というような流動性を有する物質（以下本明細書中ではこれらを総称する場合、単に流動体という。）が取り扱われている。
【０００３】
このような流動体を混合することは化学分野を筆頭にあらゆる生産分野で行われている。混合時に、混合対象によっては流動体の混合比・混合時間を厳密に管理することもある。例えば、特許文献１で開示されているアラミド繊維の製造方法では、その段落番号［００２２］に記載のように、芳香族ジカルボン酸クラロイドと芳香族ジアミンとを混合して反応させる重合時に芳香族ジカルボン酸クラロイド／芳香族ジアミンのモル比（混合比）＝１．０００／１〜１．００２／１の範囲内を目標とすべき旨記載され、極めて厳密な混合比が要求されている。
そして段落番号［００２７］〜［００３０］に記載のように溶液重合反応を行った重合溶液に中和剤を入れて中和する際、中和反応時の重合溶液が十分に混和混練されて均一化されていることが好ましいことから、撹拌下で実施するのが適当である旨記載されている。換言すれば、充分な混合には時間を要することが暗に記載されている。
【０００４】
重合は、混合比、反応温度、反応時間、撹拌効果によって影響されるため、これら要因を考慮して混合したいという要請があった。また、重合に限るものではないが、化学分野で行われる混合で混合比、混合時間を厳密に制御したいという要請があった。
このように、厳密な混合を行う装置・方法に係る発明が、例えば特許文献２〜５に開示されている。
【０００５】
特許文献２（特表平１１−５１４５７３号公報、発明の名称「分散液を調製し分散液相で化学反応を行う方法」）および特許文献３（特表平１０−５１２１９７号公報、発明の名称「スタティックなマイクロミキサ」）に記載された従来技術は、流体Ａ及び流体Ｂのそれぞれを、複数通路の配列により糸状の流体に分割して分散室中へ放出し、糸状の流体Ａ及び流体Ｂを交互に配置して混合比・混合時間を制御するものである。
【０００６】
また、特許文献４（独国特許出願公開ＤＥ１９９６１２５７Ａ１号公報、「マイクロミキサー」）に記載された従来技術は、リング体の外周から流体を流入させてリング体の内部空間に複数の流体を線状にして吐出させ、線状の流体をリング体の内部で混合させるようなマイクロミキサーである。
【０００７】
また、特許文献５（独国特許出願公開ＤＥ１０１４８６１５Ａ１号公報、「実行化学プロセスのための手順および装置」）に記載された従来技術は、経路用孔、流体収納空間用孔または混合空間用孔が設けられた板を複数枚積層して経路、流体収納空間および混合空間を形成し、経路から流出する流体を混合空間で混合するような装置である。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−７４１２３号公報（段落番号００２２，００２７〜００３０）
【特許文献２】特表平１１−５１４５７３号公報  （Ｆｉｇ．１）
【特許文献３】特表平１０−５１２１９７号公報  （Ｆｉｇ．３）
【特許文献４】独国特許出願公開ＤＥ１９９６１２５７Ａ１号公報  （Ｆｉｇ．１ａ）
【特許文献５】独国特許出願公開ＤＥ１０１４８６１５Ａ１号公報  （Ｆｉｇ．８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した特許文献２〜５記載の従来技術では、以下の（１）〜（３）のような問題を有するものであった。
【００１０】
（１）特許文献２〜５記載の従来技術では、液体のように粘性が小さい流動体では混合が可能であるが、例えばゲルなど粘性が大きい流体では、圧力損失が大きいため実用的でなかった。
粘性の大小に拘らず、使用したいという要請があった。
【００１１】
（２）また、特許文献２，３，５の従来技術では、研究室レベルでは問題ないが、生産に利用する場合は混合できる量が少なく、規模が小さく使い勝手が悪いものであった。
【００１２】
（３）さらにまた、特許文献２〜５記載の従来技術では、間隔をおいた放出孔から放出された線状（糸状）の複数流体を互いに直接的に接触させるための方策はない。従って、気体や粘性の低い流体の場合のように流動性の高い流体の場合は自然に広がって互いに拡散混合するが、粘性の高い流体同士の場合は互いが直接的に接触することの手段が無く、複数流体が適正に拡散混合することが保証されなかった。
さらに特許文献２，３，５の従来技術は同種の線状流動体の接触面積が広く、混合に時間を要するものであった。この点について図を参照しつつ説明する。図３３は従来技術の混合を説明する説明図である。図３３（ａ）で示すように、線状流動体が吐出されて二方（図３３（ａ）では上下）で異なる線状流動体が隣接するが、他の二方（図３３（ａ）では左右）は同種の線状流動体が隣接し、さらに線状流動体が吐出される方向（図３３（ａ）では前後であり、以下、本明細書中では線方向という）では同種の流動体が連続するため、同種の線状流動体が接触する面積が広く、異種の線状流動体が接触する面積が狭い。このような場合、拡散距離が長く、後に詳述するが自然拡散に時間を要し、この点で混合時間の短縮が困難であった。
また特許文献４では図３３（ｂ）で示すように三種の線状流動体が接触するが、隣接する二面のみの接触であり、この点で拡散距離が長く、接触面積が少なくて自然拡散に時間を要し、混合時間の短縮が困難であった。
【００１３】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、混合量を増大させて産業上大規模に使用可能であって、複数の流動体の混合比の高精度化および混合時間の短縮化も実現する生成手段および混合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の請求項１に係る生成手段は、
同一種類の流動体が吐出される複数の吐出孔からなる吐出孔群と、
吐出孔群の複数の吐出孔の上流側近傍に配置され、流動体を等圧力とした上で複数の吐出孔へ送る等圧力空間と、
を有し、密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体別に吐出孔群および等圧力空間をそれぞれ備える生成手段であって、
吐出孔群から二以上の種類の線状流動体を吐出生成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係る生成手段は、
請求項１に記載の生成手段において、
ある種の流動体を吐出する吐出孔群と異種の流動体を吐出する吐出孔群とが隣りあって交互に配置されることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項３に係る生成手段は、
請求項１または請求項２に記載の生成手段において、
流動体を供給する供給部と、
供給部と等圧力空間とで連通する流路と、
を備え、
前記流路は流路抵抗が等しい複数のラインからなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項４に係る生成手段は、
請求項１または請求項２に記載の生成手段において、
流動体を供給する供給部と、
供給部と等圧力空間とで連通する流路と、
を備え、
前記流路は一の流路による圧力均等化部であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項５に係る混合装置は、
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
ある種類の線状流動体の二方に他の種類の線状流動体が隣接し、さらに多層に配置する配置手段と、
ある種類の線状流動体と、この線状流動体の二方に隣接する他の種類の線状流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項６に係る混合装置は、
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
ある種類の線状流動体の四方に他の種類の線状流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の線状流動体と、この線状流動体の四方に隣接する他の種類の線状流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項７に係る混合装置は、
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
二以上の種類の線状流動体をそれぞれの種類で小片に分割して単位流動体を生成するとともに、ある種類の単位流動体の二方に他の種類の単位流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の単位流動体と、この単位流動体の二方に隣接する他の種類の単位流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項８に係る混合装置は、
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
二以上の種類の線状流動体をそれぞれの種類で小片に分割して単位流動体を生成するとともに、ある種類の単位流動体の四方に他の種類の単位流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の単位流動体と、この単位流動体の四方に隣接する他の種類の単位流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項９に係る混合装置は、
密度または分子量が異なる二以上の種類の流動体をそれぞれの種類で線状流動体として生成する生成手段と、
二以上の種類の線状流動体をそれぞれの種類で小片に分割して単位流動体を生成するとともに、ある種類の単位流動体の六方に他の種類の単位流動体が隣接するように配置する配置手段と、
ある種類の単位流動体と、この単位流動体の六方に隣接する他の種類の単位流動体と、が自然拡散により混合することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１０に係る混合装置は、
請求項５に記載の混合装置において、
前記生成手段は、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸に回転する受容体による手段であり、
回転により受容体上に積層されて同心円の中心軸方向に沿って二方で異種の線状流動体が隣接することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１１に係る混合装置は、
請求項６に記載の混合装置において、
前記生成手段は、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置されるとともに、端部のみ吐出孔と封鎖部とが交互に配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸に回転する受容体による手段であり、
回転により受容体上に積層されて、封鎖部により形成された不在空間内に隣接する線状流動体が移動し、同心円の中心軸方向および半径方向に沿って四方で異種の線状流動体が隣接することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項１２に係る混合装置は、
請求項７に記載の混合装置において、
前記生成手段は、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸にして生成手段と相対的に回転する刃状部を含む手段であり、
刃状部が異種の線状流動体を掻き取って同心円の接線方向に沿って二方で異種の単位流動体が隣接することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項１３に係る混合装置は、
請求項８に記載の混合装置において、
前記生成手段は多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、平行線方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、端部のみ吐出孔と封鎖部とが交互に配置される手段であり、
前記配置手段は同心円の中心軸と同軸にして生成手段と相対的に回転する刃状部を含む手段であり、
刃状部が異種の線状流動体を掻き取って、封鎖部により形成されたる不在空間内に隣接する線状流動体が移動し、同心円の接線方向および半径方向に沿って四方で異種の単位流動体が隣接することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の請求項１４に係る混合装置は、
請求項８に記載の混合装置において、
前記生成手段は、縦方向と横方向との複数平行線の交点上に多数吐出孔が所定間隔で格子状に配置され、横方向にはある種の線状流動体を吐出する吐出孔に隣りあって異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置され、また、縦方向では同種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は、横方向および縦方向で間隔が吐出孔と一致する孔部が設けられた移動体と、移動体を横方向にｎピッチ往復動させる駆動部と、
を備え、
線状流動体を切断して形成した単位流動体の四方に他の種類の単位流動体を接触させることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の請求項１５に係る混合装置は、
請求項９に記載の混合装置において、
前記生成手段は、縦方向と横方向との複数平行線の交点上に多数吐出孔が所定間隔で格子状に配置され、ある種の線状流動体を吐出する吐出孔の縦方向および横方向の四方に隣接して異種の線状流動体を吐出する吐出孔が配置される手段であり、
前記配置手段は、横方向および縦方向で間隔が吐出孔と一致する孔部が設けられた移動体と、移動体を吐出部配列方向にｎピッチ往復動させる駆動部と、を備え、
線状流動体を切断して形成した単位流動体の六方に他の種類の単位流動体を接触させることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の請求項１６に係る混合装置は、
請求項５〜請求項１５の何れか一項に記載の混合装置において、
前記生成手段は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の生成手段とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
以上のような本発明によれば、混合量を増大させて産業上大規模に使用可能であって、複数の流動体の混合比の高精度化および混合時間の短縮化も実現する生成手段および混合装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態の生成手段および混合装置について説明する。まず、理解を容易にするため、混合比の正確化・混合時間の短縮化という混合能力の向上原理について説明する。図１〜図３は混合原理を説明する説明図である。従来技術における流動体の混合とは、例えば、図１（ａ）で示すように、第一流動体Ａが満たされたビーカに第二流動体Ｂを入れ、図１（ｂ）で示すように撹拌棒１００００により掻き回して混ぜ合わせると、図１（ｃ）で示すように、第一流動体Ａと第二流動体Ｂとの拡散距離が短縮するとともに接触面積が増え、自然拡散により混合していく。この混合はより多く掻き回して混ぜ合わせると、接触面積が更に増えて自然拡散により混合されていく。
【００３２】
この自然拡散の混合時間について説明する。図２（ａ）で示すように、第一流動体Ａと第二流動体Ｂとが分離して入れられた場合を想定する。仮にある第一流動体Ａと第二流動体Ｂとの距離ｘがそれぞれ１ｃｍ＝１０ｍｍの場合に拡散時間が１日＝８６４００秒であると想定する。ここで、図２（ｂ）で示すように、分子の自然拡散による混合では，混合に要する時間は距離ｘの二乗に比例するため、仮に距離ｘが半分の５ｍｍになると混合に要する時間は１／４となる。そして図２（ｃ）で示すように第一流動体Ａと第二流動体Ｂとの距離ｘが５０μｍの場合、図２（ａ）と比較して距離は５０μｍ／１０ｍｍ＝１／２００となるので、拡散時間は以下のようになる。
【００３３】
【数１】
2006068705.tif 000003
【００３４】
このように混合時間を数秒以内とすることができる。また、拡散距離が１０μｍでは図２（ａ）と比較して距離は１０μｍ／１０ｍｍ＝１／１０００となるので拡散時間は以下のようになる。
【００３５】
【数２】
2006068705.tif 000004
【００３６】
距離を短縮することで一日要していた混合時間が０．１秒以内まで短縮できる。
【００３７】
このように図２（ｃ）のような多数層状にするだけで混合時間が短縮されるが、より好ましくは図３（ａ）で示すように、モザイク状とすると、二方向の反応だけでなく、四方向の反応となり、更に混合時間が速くなる。また、混合もより均一となる。
【００３８】
また、更に好ましくは、図３（ｂ）で示すような立体的に交互のモザイクとする六方向の反応となり、更に混合時間が速くなる。また、混合もより均一となる。
しかしながら、図３（ｂ）で示すような三次元の配置は角砂糖のような固体であれば配置可能であるが、流動体では配置が困難であり工夫が必要である。
【００３９】
そこで本発明では、図３（ｃ）で示すように、まず、第一流動体Ａから線状・糸状の第一線状流動体Ａ’を形成し、第二流動体Ｂから線状・糸状の第二線状流動体Ｂ’を形成する。
この際、第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’とが交互に隣接して四方で異なるように配置されている。更にこれら第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’をそれぞれ所定の単位長さとなるように切断分割して第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”を形成して、図３（ｄ）で示すように第一，第二単位流動体Ａ”，Ｂ”を交互に積み重ねていく。すると図３（ｅ）で示すように、ある種類の単位流動体の六方で異なる種類の単位流動体を配置することとなる。
このように配置できれば、第一，第二単位流動体Ａ”，Ｂ”が流れてほぼ図３（ｂ）で示すような配置とすることができ、混合時間の短縮化・均一な混合を実現できる。
この単位流動体の大きさを小さくするほど自然拡散により、各成分粒子の配列がなんの規則性も無く，確率的にランダムな状態である統計的な完全混合状態へ近づけることができる。 
【００４０】
まとめると、混合する流動体を線状または粒状（単位大きさ）に小さく分割すること、そして、ある種類の流動体の周囲に異種の流動体を配置すること、で混合比の精密化・混合時間の短縮を実現する。
また、従来技術では困難であった粘性が高い流動体でも線状または単位に小さく分割することで、多様な混合を実現する。
【００４１】
以上の点を踏まえてまず本発明の生成手段について説明する。この生成手段は、粘性が大きい流体でも圧力損失を少なくして線状流動体を生成するものであり、混合装置の性能向上のため必要なものである。図４は生成手段を説明する説明図であり、図４（ａ）はＣ−Ｃ線断面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図４（ｃ）は正面図、図４（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図、図４（ｅ）は流動体の吐出位置図である。
生成手段１００は、第一供給部１、第二供給部２、第一流路３、第二流路４、第一等圧力空間５、第二等圧力空間６、第一吐出孔群７、第二吐出孔群８を備えている。
【００４２】
第一供給部１は、図４（ｃ）の上下方向への貫通孔であり、第一流動体Ａを供給する。第二供給部２は、図４（ｃ）の上下方向への貫通孔であり、第二流動体Ｂを供給する。
第一流路３は、第一供給部１と連通しており、第一流動体Ａを通流させる。第二流路４は第二供給部２と連通しており、第二流動体Ｂを通流させる。
第一等圧力空間５は、第一流路３に連通する空間であり、第一流動体Ａの圧力を均等化する。第二等圧力空間６は、第二流路４に連通する空間であり、第二流動体Ｂの圧力を均等化する。
第一吐出孔群７では、複数の吐出孔が配置され、第一流動体Ａを線状にし、第一線状流動体Ａ’を吐出する。第二吐出孔８では、複数の吐出孔が配置され、第二流動体Ｂを線状にし、第二線状流動体Ｂ’を吐出する。
【００４３】
このような生成手段１００は、第一供給部１用の孔、第二供給部２用の孔、第一流路３用の溝、第一等圧力空間５用の溝、第一吐出孔群７が形成された第一板と、 第一供給部１用の孔、第二供給部２用の孔、第二流路４用の溝、第二等圧力空間６用の溝、第二吐出孔群８が形成された第二板と、をそれぞれ多数準備し、これら第一板と第二板とを交互に積層して、接着や拡散接合により一体にすることで形成する。
【００４４】
このような生成手段１００ではこれら第一流路３および第二流路４は、図４（ａ）〜（ｄ）でも明らかなように、図４（ｃ）の上下方向では交互に積層配置されており、第一供給部１には上下方向に一段おきに複数層の第一流路３が連接され、また、第二供給部２には上下方向に一段おきに複数層の第二流路４が連接される。
また、第一流路３は左右方向に複数列のライン（流路）となっており、第一等圧力空間５の各領域にむら無く第一流動体Ａを供給する。第二流路４は左右方向に複数列のライン（流路）となっており、第二等圧力空間６の各領域にむら無く第二流動体Ｂを供給する。
このような生成手段１００から図４（ｅ）で示すような配置で第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’が吐出される。
【００４５】
このような生成手段１００における第一等圧力空間５，第二等圧力空間６の果たす機能について説明する。なお、以下、第一等圧力空間５，第二等圧力空間６は共通なため、区別なく単に等圧力空間という。同様に第一供給部１，第二供給部２を単に供給部、第一流路３，第二流路４を単に流路、第一吐出孔群７，第二吐出孔群８を単に吐出孔群という。
等圧力空間の第一の機能は圧力損失を小さくすることである。
生成手段１００では、等圧力空間を供給部と吐出孔群の間に設けたので、等圧力空間の上流側である流路の形状や個数は、等圧力空間の下流側である吐出孔の孔径や個数と無関係に決めることができる。例えば断面積の大きい流路を複数個配置することも可能である。こうすることにより、ここを流動体が通るときの圧力損失を小さくすることができる。
また、等圧力空間の下流である吐出孔側においては、吐出孔径を小さくしたい場合でも、等圧力空間と吐出孔群の出口までの距離Ｌを小さくとれるので、ここを通過する流動体の圧力損失を小さくすることができる。
以上のように等圧力空間を設けて、その前後の流路で機能を分けたので、従来技術である特許文献２，３，５で見られるように吐出孔径と同じ断面積のまま供給部まで流路を長く形成する場合と比較すると全体の圧力損失をはるかに小さいものとすることができる。特に粘性の大きい流体に適用する場合はその差は顕著になる。
次に等圧力空間の第二の機能である均等圧力による吐出性能の均一化について述べる。
供給部から等圧力室までは複数の流路で流動体が供給されるので流路によって圧力損失は微妙にばらつく。しかし等圧力空間の体積を流路に対し十分な大きさにすることにより、すべての流路からの流動体が合流した後、等圧力空間の全域にわたって均等な圧力とすることができる。従ってこの等圧力空間から吐出孔群を通って吐出される流動体は各孔間での吐出量のばらつきがなく、均一な吐出性能が得られる。
以上に述べた等圧力空間の２つの機能により、粘性の高い流体でも圧力損失が小さくかつ均一な吐出性能が得られることになる。
そして等圧力空間の第三の機能として、上記の結果、生成手段１００の大規模化が可能になったことである。
従来技術においては、例えば文献２の場合各列当たりの孔数を増加して装置を大規模化しようとすれば、全体形状を孔数比にほぼ比例して拡大することになり、流路の断面形状は同じままその全長が長くなるので、流動体の圧力損失は更に大きくなり装置として成り立たないこともあり得る。それに対し本願の場合はこれらの圧力損失についての制約が少なく、装置の大規模化が可能になる。
【００４６】
続いて、この生成手段の変形形態について図を参照しつつ説明する。図５は生成手段を説明する説明図であり、図５（ａ）はＣ−Ｃ線断面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図５（ｃ）は正面図、図５（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図、図５（ｅ）は流動体の吐出位置図である。
この形態では先の形態と殆ど同じであるが、図５（ａ）〜（ｅ）で示すように第一流路３，第二流路４を一の空間による流路とした点が相違するものであり、第一流路３，第二流路４は圧力均等化部として機能する。このようにしても最終的に第一等圧力空間５，第二等圧力空間６により確実に等圧化されて第一吐出孔群７，第二吐出孔群８へ送るため、各吐出孔から等圧でほぼ等量吐出できる。
【００４７】
続いて、この生成手段の変形形態について説明する。図６は他の形態の生成手段の構成図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は底面図、図６（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図、図６（ｄ）はＥ−Ｅ線断面図である。図７は生成手段の動作説明図であり、図７（ａ）は線状流動体生成状況の側面図、図７（ｂ）は線状流動体生成状況の平面図である。
この生成手段１００も、第一供給部１、第二供給部２、第一流路３、第二流路４、第一等圧力空間５、第二等圧力空間６、第一吐出孔群７、第二吐出孔群８を備えている。
これらは先に図５を掲げて説明した生成手段１００と同様の機能を有する構成であるが、製造方法が相違している。以下、同じ符号を付して重複する説明を省略し、製造方法について説明する。
【００４８】
この生成手段１００では、ボール盤・フライス盤などを用いて図６（ａ）の方向から第一供給部１、第二供給部２、第一等圧力空間５、第二等圧力空間６を穿設し、また、第一流路３、第二流路４をワイヤ式放電加工機で加工して形成する。さらに図６（ｂ）の方向から第一吐出孔群７、第二吐出孔群８を穿設する。最終的に図６（ｃ），（ｄ）のように蓋９，１０により一方を塞いで他方から第一流動体Ａ，第二流動体Ｂを供給できるようにする。
このような生成手段１００では、ボール盤・フライス盤・ワイヤ式放電加工機など通常の装置を用いて穿設・切削形成するものであり、コスト低減なども可能となる。
そしてこの生成手段１００でも、図７（ａ），（ｂ）で示すように吐出孔群７と吐出孔群８とを交互に配置することで、第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が交互に吐出される。
【００４９】
続いて、生成手段の更なる変形形態について説明する。図８は他の形態の生成手段の構成図であり、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は底面図、図８（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図、図８（ｄ）はＥ−Ｅ線断面図である。図９は生成手段の動作説明図であり、図９（ａ）は線状流動体生成状況の側面図、図９（ｂ）は線状流動体生成状況の平面図である。
この生成手段１００も、第一供給部１、第二供給部２、第一等圧力空間５、第二等圧力空間６、第一吐出孔群７、第二吐出孔群８を備えている。
これらは先に図６，７を掲げて説明した生成手段１００において、第一流路３と第一等圧力空間５とを共通とし、また、第二流路４と第二等圧力空間６とを共通にして、更なる小型化・加工工程の削減を図るような生成手段１００である。以下、同じ符号を付して重複する説明を省略し、製造方法について説明する。
【００５０】
この生成手段１００では、ボール盤・フライス盤・ワイヤ式放電加工機などを用いて図８（ａ）の方向から第一供給部１、第二供給部２を穿設し、また、第一等圧力空間５、第二等圧力空間６をワイヤ式放電加工機で加工して形成する。さらに図８（ｂ）の方向から第一吐出孔群７、第二吐出孔群８を穿設する。最終的には図８（ｃ），（ｄ）のように蓋９，１０により一方を塞いで他方から第一流動体Ａ，第二流動体Ｂを供給できるようにする。
このような生成手段１００では、ボール盤・フライス盤・ワイヤ式放電加工機など通常の装置を用いて切削形成するものであり、コスト低減なども可能となる。
そしてこのような生成手段１００でも、図９（ａ），（ｂ）で示すように吐出孔群７と吐出孔群８とを交互に配置することで、第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が交互に吐出される。
【００５１】
以上、生成手段１００の各種形態について図４〜図９を参照しつつ説明した。これら生成手段１００は、何れも第一吐出孔群７，第二吐出孔群８の上流側近傍で、それぞれ第一等圧力空間５，第二等圧力空間６を形成したため、粘性の低い液体・粉体などはもちろんのこと、例えば、ゲル状物、練状物、または、粒体と液体との混合物（スラリー）というような粘性の高い流動体であっても使用できるようになり、粘性の大小の制約がなくなり、混合に用いる生成手段とすることができる。
【００５２】
続いて、上記生成手段を含む混合装置について説明する。先に説明した従来技術では研究室レベルでは問題ないが、生産に利用する場合は一時に混合できる量が少なく、規模が小さく使い勝手が悪かった点を改良し、産業的に大規模に生産が可能となるような混合装置について説明する。
【００５３】
図１０は本形態の混合装置の構成図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は生成手段の底面図である。図１１は混合の説明図であり、図１１（ａ）は混合された流動体の断面図、図１１（ｂ）は自然拡散の説明図である。
混合装置は生成手段１００、配置手段２００を備えている。
生成手段１００は、図１０（ａ）で示すように、配置手段２００の上側であって、図１０（ｂ）で示すように、回転体形状である配置手段２００の中心軸を中心とする同心円上に吐出孔群の吐出孔が配置される。本形態では生成手段１００から第一線状流動体Ａ’（図１０で白）および第二線状流動体Ｂ’（図１０で黒）が吐出される。
【００５４】
生成手段１００では、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向には第一線状流動体Ａ’を吐出する吐出孔に隣接して第二線状流動体Ｂ’を吐出する吐出孔が交互に配置され、また、平行線方向では同種の吐出孔が配置される手段である。好ましくは第一線状流動体Ａ’を吐出する吐出孔の数と第二線状流動体Ｂ’を吐出する吐出孔の数とを同じにする。先に図４〜図９を用いて説明した生成手段１００と比較すると、回転体の円周に沿って吐出孔が設けられているが相違するが、他の点は同じである。
配置手段２００は吐出孔の同心円の中心軸を回転軸として回転する円盤状または容器状の受容体による手段である。回転体は、例えば、皿・容器・腕といったものであり、混合物を収容するものであれば良い。円盤または容器を回転させつつ、混合物を収容する。
このような混合装置１０００によれば、回転により受容体上に第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’が積層されて図１１（ａ）で示すように、二方（図１１（ａ）では上下方向）のみに異種の第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が隣接して、混合物を弦巻状に上側に順次重ねていくことで、多層に積層される。そして、図１１（ｂ）で示すように、第一線状流動体Ａ’の二方に第二線状流動体Ｂ’が隣接し、また、第二線状流動体Ｂ’の二方に第一線状流動体Ａ’が隣接しているが、これら第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が次第に流れていき自然拡散により混合する。
【００５５】
このような本形態によれば、第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’の二面で接触させるものであり、この点では従来技術と同じ混合能力であるが、多層に積層でき、かつ一層当たりの孔数を多くできるため従来よりも多くの第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’を混合させることができ、大規模な混合が可能となって製造業に適用可能となる。
【００５６】
なお、上記した配置手段２００が更に高速で回転できるようになされ、つもった混合物を遠心力で移動させて、混合時間の短縮を図るようにしても良い。
また、混合物の上面から生成手段１００までの距離Ｌ（図１０（ａ）参照）がほぼ一定になるようにすると混合比がより正確となるため、積層して混合物の嵩が上昇するにつれて、配置手段２００を少しずつ下げるか、または、配置手段２００の下部から混合物を排出するような構成を採用しても良い。
【００５７】
続いて、図１０，図１１を用いて説明した混合装置を改良し、混合能力をより高めた混合装置について説明する。図１２は本形態の混合装置の構成図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は生成手段の底面図である。図１３は混合の説明図であり、図１３（ａ）は吐出された流動体の断面図、図１３（ｂ）は混合された流動体の断面図、図１３（ｃ）は自然拡散の説明図である。
混合装置１０００は、生成手段１００、配置手段２００を備えている点は同じであるが、吐出孔の配置を異ならせた点（後述）が相違する。
生成手段１００は、図１２（ａ）で示すように、配置手段２００の上側であって、図１２（ｂ）で示すように、回転体形状である配置手段２００の中心軸を中心とする同心円上に吐出孔群の吐出孔が配置される。本形態では生成手段１００から第一線状流動体Ａ’（図１２で白）および第二線状流動体Ｂ’（図１２で黒）が吐出される。
【００５８】
生成手段１００では、図１２（ｂ）で示すように、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向には第一線状流動体Ａ’を吐出する吐出孔に隣接して第二線状流動体Ｂ’を吐出する吐出孔が交互に配置され、また、線方向では同種の吐出孔が配置される手段である。また、端部のみ吐出孔１０１と封鎖部１０２とを交互に配置する手段である。この封鎖部１０２とは、吐出孔を封鎖したか、あるいは初めから吐出孔を造らなかったものである。この点以外は、先に説明した形態と同じである。
配置手段２００は吐出孔の同心円の中心軸と同軸に回転する円盤状または容器状の受容体による手段である。回転体は、例えば、皿・容器・腕といった円盤状または容器状の受容体ものであり、混合物を収容するものであれば良い。同心円の中心軸を回転軸として円盤または容器を回転させつつ、混合物を収容する。
【００５９】
このような混合装置１０００によれば、回転により受容体上に第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’が積層されるが、封鎖部を配置したことにより図１３（ａ）で示すように第一線状流動体Ａ’の間に第二線状流動体Ｂ’が入り込んで、図１３（ｂ）で示すように混合し、四方（図１３（ｂ）では左右方向・上下方向）に異種の第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が隣接した状態で、この混合物を弦巻状に上側に順次重ねていくことで、多層に積層される。
そして、図１３（ｃ）で示すように、第一線状流動体Ａ’の四方に第二線状流動体Ｂ’が隣接し、また、第二線状流動体Ｂ’の四方に第一線状流動体Ａ’が隣接しているが、これら第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が次第に流れていき自然拡散により混合する。
【００６０】
本形態によれば、第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’を四面で接触させるものであり、従来技術と比較しても拡散距離を短縮するとともに接触面積を増加、つまり混合能力を高めるともに大量に混合できるようにして大規模な実施を可能とし、製造業にも適用可能としたものである。
【００６１】
なお、上記した配置手段２００が更に高速で回転できるようになされ、つもった混合物を遠心力で移動させて、混合時間の短縮を図るようにしても良い。
また、混合物の上面から生成手段１００までの距離Ｌ（図１２（ａ）参照）がほぼ一定になるようにすると混合比がより正確となるため、積層して混合物の嵩が上昇するにつれて、配置手段２００を少しずつ下げるか、または、配置手段２００の下部から混合物を排出するような構成を採用しても良い。
【００６２】
続いて、混合装置１０００の改良形態について説明する。
吐出孔の配置を変更して、第一線状流動体Ａ’の四方から第二線状流動体Ｂ’を接触できるようにする形態である。図１４は、吐出孔の配置の説明図であり、図１４（ａ）は第一配置図、図１４（ｂ）は第二配置図、図１４（ｃ）は第一，第二線状流動体の配置図、図１４（ｄ）は、第一，第二単位流動体の配置図である。
なお、図１４（ｄ）の第一，第二単位流動体の配置は第一，第二線状流動体に係るこの改良形態に関するものではなく、後述されるものであるが、便宜上この図１４に一括して記載するものである。
【００６３】
図１４（ａ）の第一配置図のように、第一列で第一線状流動体Ａ’の吐出孔と封鎖部とを交互に配置する。そして第二列で第二線状流動体Ｂ’の吐出孔と封鎖部とを交互に配置する。この際、円周方向では第一列の封鎖部に第二列の第二線状流動体Ｂ’が入り込んで補間するように配置する。第三列は、封鎖部と第一線状流動体Ａ’の吐出孔とを交互に配置する。この際、円周方向では第二列の第二線状流動体Ｂ’に第三列の第一線状流動体Ａ’が接触する位置に配置する。そして第四列で第二線状流動体Ｂ’の吐出孔と封鎖部とを交互に配置する。この際、円周方向では第三列の封鎖部に第四列の第二線状流動体Ｂ’が入り込んで補間するように配置する。
第一吐出孔群７，第二吐出孔群８をこのような配置とすると、図１４（ｃ）で示したように、第一線状流動体Ａ’の四方に第二線状流動体Ｂ’が位置するとともに、混合時に隙間を少なくして密着させることができ、混合能力を高めることができる。
【００６４】
また、図１４（ｂ）の第二配置図のようにしても良い。第一列で第一線状流動体Ａ’の吐出孔と封鎖部とを交互に配置する。そして第二列で封鎖部と第二線状流動体Ｂ’の吐出孔とを交互に配置する。この際、円周方向では第一列の封鎖部に第二列の第二線状流動体Ｂ’が入り込んで補間するように配置する。第三列は、第二線状流動体Ｂ’の吐出孔と封鎖部とを交互に配置する。この際、円周方向では第一列の第一線状流動体Ａ’に第三列の第二線状流動体Ｂ’が接触する位置に配置する。そして第四列で封鎖部と第一線状流動体Ａ’の吐出孔とを交互に配置する。この際、円周方向では第三列の封鎖部に第四列の第一線状流動体Ａ’が入り込んで補間するように配置する。
【００６５】
第一吐出孔群７，第二吐出孔群８をこのような配置とすると、図１４（ｃ）で示したように第一線状流動体Ａ’の四方に第二線状流動体Ｂ’が位置するとともに、混合時に隙間を少なくして密着させることができ、混合能力を高めることができる。また、図１４（ａ）と比較すると、同じ流動体が二列配置できるようになり、生成手段１００の構造を簡素化できる。例えば、図１５は生成手段を説明する説明図であり、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）は正面図である。このように吐出孔群の配置が中間用第一吐出孔群７ａ、端部用第一吐出孔群７ｂ、中間用第二吐出孔群８ａを図のように配置すれば、先に図１４（ｂ）で説明したような混合を達成でき、密度を高めている。なお、図示しないが、図１４（ａ）で示すような配置としても良い。
【００６６】
続いて、更に混合能力を高めた混合装置について説明する。図１０〜図１５で示した混合装置は、線状流動体を二方または四方で接触させるものであったが、以後説明する混合装置は単位流動体を生成して混合する形態である。以下、図を参照しつつ説明する。
図１６は本形態の混合装置の構成図であり、図１６（ａ）は正面図、図１６（ｂ）は生成手段の底面図である。図１７は混合の説明図であり、図１７（ａ）は混合直前の混合体の断面図、図１７（ｂ）は掻き取り時の混合体の説明図である。
混合装置１０００は生成手段１００、切削用刃状部３００を備えている。
生成手段１００は、先に説明したようなものであり、図１６（ａ）で示すように、配置手段２００の上側であって、図１６（ｂ）で示すように、切削用刃状部３００の回転軸を中心とする同心円上に吐出孔群の吐出孔が配置される。本形態では生成手段１００から第一線状流動体Ａ’（図１６（ａ）で白）および第二線状流動体Ｂ’（図１６（ａ）で黒）が吐出される。
【００６７】
生成手段１００では、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向には第一線状流動体Ａ’を吐出する吐出孔に隣接して第二線状流動体Ｂ’を吐出する吐出孔が交互に配置され、また、平行線方向では同種の吐出孔が配置される手段である。
切削用刃状部３００は吐出孔の同心円の中心軸と同軸に回転する刃状の部材であり、吐出される第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’を吐出孔の直近で切断する。そして切削用刃状部３００に付着する第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’は、吐出孔がないところで掻き取られる。掻き取る方向は刃の向き（同心円の接線方向）と平行である。
【００６８】
このような混合装置１０００によれば、切削用刃状部３００が所定速度で回転して第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’を掻き取るが、生成手段１００からの吐出時に図１７（ａ）のように第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’を配置したことにより、図１７（ｂ）で示すように、粒状である第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”が二方で隣接した状態とすることができる。このような状態で下側にある容器内に落下して自然拡散していき、混合する。
【００６９】
本形態によれば、第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を二面で接触させるものであり、従来技術と比較しても拡散距離を大幅に減少させて混合能力を高めるともに大量に混合できるようにして大規模な実施を可能として製造業にも適用可能としたものである。
【００７０】
続いて、更に混合能力を高めた混合装置について説明する。図１６，図１７で示した混合装置は、第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を二方で接触させるものであったが、以後説明する混合装置は第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を四方で隣りあうようにして自然拡散により混合する形態である。以下、図を参照しつつ説明する。
図１８は本形態の混合装置の構成図であり、図１８（ａ）は正面図、図１８（ｂ）は生成手段の底面図である。図１９は混合の説明図であり、図１９（ａ）は切断前の流動体を示す図、図１９（ｂ）は切断後の流動体を示す図、図１９（ｃ）は自然拡散の説明図である。
混合装置１０００は生成手段１００、切削用刃状部３００を備えている。
生成手段１００は、先に説明したようなものであり、図１８（ａ）で示すように、配置手段２００の上側であって、図１８（ｂ）で示すように、切削用刃状部３００の回転軸を中心とする同心円上に吐出孔群の吐出孔が配置される。本形態では生成手段１００から第一線状流動体Ａ’（図１８（ａ）で白）および第二線状流動体Ｂ’（図１８（ａ）で黒）が吐出される。
【００７１】
生成手段１００では、多数同心円と多数平行線との交点に吐出孔が配置され、同心円周方向には第一線状流動体Ａ’を吐出する吐出孔に隣りあって第二線状流動体Ｂ’を吐出する吐出孔が交互に配置され、また、線方向では同種の吐出孔が配置される手段である。また、端部のみ吐出孔と封鎖部とを交互に配置する手段である。この封鎖部とは、吐出孔を封鎖したか、あるいは初めから吐出孔を造らなかったものである。これ以外は、先に説明した形態と同じである。
切削用刃状部３００は吐出孔の同心円の中心軸と同軸に回転する刃状の部材であり、吐出される第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’を吐出孔の直近で切断する。そして刃状部３００に付着する第二単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”は、吐出孔がないところで掻き取られる。掻き取る方向は刃の向きと平行方向（同心円の径方向）である。
【００７２】
このような混合装置によれば、図１９（ａ）のように第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’を吐出し、切削用刃状部３００が所定速度で回転して掻き取って第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を生成するが、図１９（ｂ）で示すように、第一単位流動体Ａ”の間に後列の第二単位流動体Ｂ”が入り込んで、図１９（ｃ）で示すように、粒状である第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”が四方で隣りあった状態とすることができる。このような状態で下側にある容器内に落下して四方で隣接しつつ自然拡散していき、混合する。
【００７３】
このような混合装置によれば、図１８（ａ）で示すように、封鎖部を配置したことにより第一単位流動体Ａ”の間に第二単位流動体Ｂ”が入り込んで図１９（ｂ）で示すように、四方に異種の第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”が隣りあって配置され、図１９（ｃ）で示すような状態となる。このように第一単位流動体Ａ”の四方には第二単位流動体Ｂ”が、また第二単位流動体Ｂ”の四方には第一単位流動体Ａ”が配置されており、自然拡散により混合する。
【００７４】
続いて、本形態で更に混合能力を高めた混合装置について説明する。先の混合装置と同様に第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を四方で隣接させて自然拡散により混合する形態である。以下、図を参照しつつ説明する。
図２０は混合の説明図であり、図２０（ａ）は切断前の流動体を示す図、図２０（ｂ）は切断後接続方向に寄せられて、二方で互いに直接接触している状態の流動体を示す図、図２０（ｃ）は図２０（ｂ）の状態から更に刃に平行な方向に掻き寄せられて、四方で互いに直接接触している状態における自然拡散の説明図である。
混合装置１０００は生成手段１００、図２０（ｂ）で示すように直交する切削用刃状部３００，掻き取り用刃状部３０１を備えている。
切削用刃状部３００は吐出孔の同心円の中心軸と同軸に回転する刃状の部材であり、吐出される第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’を吐出孔の直近で切断する。そして切削用刃状部３００に付着する第二単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”は、吐出孔がないところで掻き取られる。掻き取る方向は刃の向きと平行方向（同心円の径方向）である。
さらに掻き取り用刃状部３０１は切削用刃状部３００に直交して移動するようになされ、図２０（ｃ）で示すように第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”を寄せ集める。
【００７５】
このような混合装置によれば、図２０（ａ）のように第一線状流動体Ａ’および第二線状流動体Ｂ’を吐出し、切削用刃状部３００が所定速度で回転して掻き取って第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を生成し、図２０（ｂ）で示すように、第一単位流動体Ａ”の間に後列の第二単位流動体Ｂ”が入り込んだ状態になる。更にこれを掻き取り用刃状部３０１で切削用刃状部３００と平行な方向に掻き取ることにより、図２０（ｃ）で示すように、粒状である第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”が四方で確実に隣接した状態とすることができる。このような状態で下側にある容器内に落下して自然拡散していき、混合する。
【００７６】
このような混合装置によれば、図１８（ａ）で示すように、封鎖部を配置したことにより第一単位流動体Ａ”の間に第二単位流動体Ｂ”が入り込んで図２０（ｂ）で示すように、四方に異種の第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”が確実に隣接し、図２０（ｃ）で示すような状態となる。このように第一単位流動体Ａ”の四方には第二単位流動体Ｂ”が、また第二単位流動体Ｂ”の四方には第一単位流動体Ａ”が配置されており、自然拡散により混合する。
【００７７】
これら本形態によれば、第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を四面で接触させる（特に図２０で示す形態では確実に接触させる）ものであり、従来技術と比較しても混合距離を減少させ、つまり混合能力を高めるともに大量に混合できるようにして大規模な実施を可能として製造業にも適用可能としたものである。
【００７８】
なお、生成手段１００を、先に説明した図１４（ａ）の第一配置図、図１４（ｂ）の第二配置図による吐出孔を配置するものとしても、図１４（ｄ）で示すように第一単位流動体Ａ”および第二単位流動体Ｂ”を四面で接触させるような混合物とすることができ、同様の効果を奏しうる。
【００７９】
続いて、第一単位流動体Ａ”と第二単位流動体Ｂ”とを四方で隣接させる他の形態について図を参照しつつ説明する。図２１は、本形態の混合装置の構造を説明する説明図であり、図２１（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２１（ｂ）は底面図である。混合装置１０００は、図２１（ａ）で示すように、生成手段４００、配置手段５００を備えている。生成手段４００は、ベース４０１、構造ばね４０２、供給本体部４０３を備える。配置手段５００は、モータ５０１、孔付板５０２を備えている。
【００８０】
ベース４０１は、図示しない天井部に固定されている。このベース４０１の両端には構造ばね４０２が取付けられ、さらにこれら構造ばね４０２に孔付板５０２が取付けられている。これらベース４０１、構造ばね４０２および孔付板５０２により、正面視長方形状の構造体となっており、孔付板５０２は振動方向Ａに移動しやすくなっている。この孔付板５０２にリニアモータ５０１が取付けられ、孔付板５０２を振動方向Ａに所定速度で移動させる。
供給本体部４０３には、第一供給部４０３ａに連通する第一吐出孔４０３ｃ、第二供給部４０３ｂに連通する第二吐出孔４０３ｄが形成されている。これら第一吐出孔４０３ｃ，第二吐出孔４０３ｄは孔付板５０２の孔５０２ａに対向するようになされている。
【００８１】
図２２は、混合装置各部の好適な寸法例の説明図であり、図２２（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２２（ｂ）は底面図である。例えば、第一供給部４０３ａ、第二供給部４０３ｂは直径を３００μｍの孔とし、第一吐出孔４０３ｃ、第二吐出孔４０３ｄの直径を５０μｍ〜１００μｍの孔とし、第一吐出孔４０３ｃ、第二吐出孔４０３ｄのピッチを３００〜５００μｍとする。孔付板５０２は、１００ｍｍ×１００ｍｍ四方の板である。このため四万個の孔を配置できる。供給部本体４０３と孔付板５０２との距離ｂは例えば１μｍとして、流動体がスキマに入り込まないようにしていわゆる差し込み現象を防止する。
このような混合装置は一例であり、これら数値は混合する流動体の粘度・混合時間などにより適宜選択される。
【００８２】
続いてこのような混合装置１０００による混合について説明する。図２３は混合を説明する説明図であり、図２３（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２３（ｂ）は底面図である。図２４は単位流動体の配置を説明する説明図である。
図２３（ａ）で示すように、第一供給部４０３ａに第一流動体Ａを、また、第二供給部４０３ｂに第二流動体Ｂをそれぞれ供給すると、図２３（ｂ）で示すような配置で第一吐出孔４０３ｃから第一線状流動体Ａ’が、第二吐出孔４０３ｄから第二線状流動体Ｂ’が、それぞれ供給される。これら第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’は孔付板５０２の対向する孔５０２ａへ流入するが、モータ５０１により孔５０２ａが移動して図２３（ａ）で示すように、第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が切断されて第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”になるとともに、第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”が交互に配置される。これにより、図２４のように第一単位流動体Ａ”の四方では第二単位流動体Ｂ”が配置され、同じく第二単位流動体Ｂ”の四方では第一単位流動体Ａ”が配置される。
【００８３】
このような供給本体部４０３を、図２５（ａ），（ｂ）で示すように、第一等圧力空間４０３ｅ，第二等圧力空間４０３ｆとの間に、第一流路４０３ｇ，第二流路４０３ｈを形成した形態でも本発明の実施は可能である。
【００８４】
なお、他の形態の混合装置１０００による混合について説明する。図２６は混合を説明する説明図であり、図２６（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２６（ｂ）は底面図である。
図２６（ａ）で示すように、第一供給部４０３ａに第一流動体Ａを、また、第二供給部４０３ｂに第二流動体Ｂをそれぞれ供給すると、図２６（ｂ）で示すような配置で第一吐出孔４０３ｃから第一線状流動体Ａ’が、第二吐出孔４０３ｄから第二線状流動体Ｂ’が、それぞれ供給される。これら第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’は孔付板５０２の対向する孔５０２ａへ流入するが、モータ５０１により孔５０２ａが移動して図２６（ａ）で示すように、第一線状流動体Ａ’，第二線状流動体Ｂ’が切断されて第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”になるとともに、第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”が交互に配置され、図２６（ｂ）に示すように切削用刃状部３００で切削方向に切削し、更に掻き寄せ用刃状部３０１で切削用刃状部３００に平行な方向に掻き寄せることにより、図２４のように第一単位流動体Ａ”の四方では第二単位流動体Ｂ”が配置され、同じく第二単位流動体Ｂ”の四方では第一単位流動体Ａ”が配置される。
【００８５】
これら何れの場合でも図２４で示すように上面側・底面側（図２３（ｂ），図２５（ｂ），２６（ｂ）から見た側）では第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”が二方から接触しているが、側面側（図２３（ａ），図２５（ａ），２６（ａ）から見た側）では四方から接触している。
このように本形態では第一単位流動体Ａ”の四方に第二単位流動体Ｂ”が、また、第二単位流動体Ｂ”の四方に第一単位流動体Ａ”が配置されるものであり、拡散距離を減少させて混合時間を短縮させ、混合能力を増している。
【００８６】
続いて、更に混合能力を高めた構成について説明する。図２７は混合装置の改良形態の説明図である。図２８は単位流動体の配置を説明する説明図である。図２１を用いて説明した先の形態では第一吐出孔４０３ｃと、第二吐出孔４０３ｄとが、それぞれ一列となるように配置されているが、図２７（ａ）で示す第一吐出孔４０３ｃと、第二吐出孔４０３ｄとを、図２７（ｂ）で示すように前後方向・左右方向で交互に配置する。なお、この場合、流路等を形成せずに、各第一吐出孔４０３ｃと、第二吐出孔４０３ｄにチューブなどで直接流路を供給することで対処する。
このような混合装置１０００を動作させると、図２７（ｃ）で示すように、上下方向で第一単位流動体Ａ”，第二単位流動体Ｂ”が交互に配置され、孔付板５０２から落下して積層した流動体は、図２８で示すように、第一単位流動体Ａ”の六方に第二単位流動体Ｂ”が、また、第二単位流動体Ｂ”の六方に第一単位流動体Ａ”が配置される。
このような混合物は、混合距離が短縮するとともに六方で自然拡散するため、混合時間が極めて速くなる。また、混合比も厳密に制御しやすいという利点もある。
このように本形態では第一単位流動体Ａ”の六方に第二単位流動体Ｂ”が、また、第二単位流動体Ｂ”の六方に第一単位流動体Ａ”が配置されるものであり、混合能力を増している。
【００８７】
また、他の形態について説明する。図２９，図３０，図３１は混合装置の改良形態の説明図である。例えば、図２６で示すような列状に同じ流動体を吐出するような生成手段である供給本体部４０３を用いて同様に六方から単位流動体を隣接させるものである。本形態では、混合装置１０００は、図２９，図３０で示すように、切削用刃状部３００、掻き寄せ用刃状部３０１、掻き落とし用刃状部３０２、供給本体部４０３、孔付板５０２、エアーシリンダ６０１，６０２，６０３、混合物撹拌槽７００を備えている。
この際、図３１（ｂ）で示すように切削用刃状部３００、掻き寄せ用刃状部３０１、を共に４５°傾けて配置する。
【００８８】
この際、流動体が吐出されない位置で孔付板５０２を停止する。まず、エアーシリンダ６０１が切削用刃状部３００を移動させると、切削用刃状部３００がストロークＡだけ移動して停止する。すると、図３１（ｃ）で示すように切削用刃状部３００に付着する。
続いて、エアーシリンダ６０２が掻き寄せ用刃状部３０１を移動させると、掻き寄せ用刃状部３０１がストロークＢだけ移動して停止する。すると、図３１（ｄ）で示すような状態で切削用刃状部３００および掻き寄せ用刃状部３０１に付着する。
続いて、エアーシリンダ６０３が掻き落とし用刃状部３０２を移動させると、掻き落とし用刃状部３０２がストロークＣだけ移動して停止する。すると、図３１（ｄ）で示すような状態で切削用刃状部３００および掻き寄せ用刃状部３０１に対して上から掻き落とし用刃状部３０２が降下してきて、下側に掻き落とす。すると図２８で示すような固まりが混合物拡散槽７００内へ落下する。最終的に混合物拡散槽内７００で拡散して混合物を生成する。
その後、エアーシリンダ６０１〜６０３をそれぞれ稼働して、切削用刃状部３００、掻き寄せ用刃状部３０１および掻き落とし用刃状部３０２を元の位置に戻す。その後に、孔付板５０２の振動を再開して、同様の混合を繰り返す。
【００８９】
以上、混合装置の各種形態について説明した。本形態では更に各種の変形形態が可能である。例えば、本形態では流動体として液体・ゲルなどを念頭において説明した。しかしなら、図３２の他の流動体による混合装置の説明図で示すように、流動体が粘性を有する粒体であり、粒体を交互に配置する混合装置であっても良い。このような場合でもある種類の粒の六方に他の種類の粒が配置されるため、混合能力を高めることができる。
【００９０】
また、さらに混合能力を増すため、吐出孔から線状流動体を放出した後で捻るようにしても良い。また、吐出孔から線状流動体を放出した後で引っ張るようにしても良い。また、吐出孔から線状流動体を放出した後でロールで圧縮するようにしても良い。これら構成は適宜選択されるが、何れも混合能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】混合原理を説明する説明図である。
【図２】混合原理を説明する説明図である。
【図３】混合原理を説明する説明図である。
【図４】生成手段を説明する説明図であり、図４（ａ）はＣ−Ｃ線断面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図４（ｃ）は正面図、図４（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図、図４（ｅ）は流動体の吐出位置図である。
【図５】生成手段を説明する説明図であり、図５（ａ）はＣ−Ｃ線断面図、図５（ｂ）はＡ−Ａ線断面図、図５（ｃ）は正面図、図５（ｄ）はＢ−Ｂ線断面図、図５（ｅ）は流動体の吐出位置図である。
【図６】他の形態の生成手段の構成図であり、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は底面図、図６（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図、図６（ｄ）はＥ−Ｅ線断面図である。
【図７】生成手段の動作説明図であり、図７（ａ）は線状流動体生成状況の側面図、図７（ｂ）は線状流動体生成状況の平面図である。
【図８】他の形態の生成手段の構成図であり、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は底面図、図８（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図、図８（ｄ）はＥ−Ｅ線断面図である。
【図９】生成手段の動作説明図であり、図９（ａ）は線状流動体生成状況の側面図、図９（ｂ）は線状流動体生成状況の平面図である。
【図１０】混合装置の構成図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は生成手段の底面図である。
【図１１】混合の説明図であり、図１１（ａ）は混合された流動体の断面図、図１１（ｂ）は自然拡散の説明図である。
【図１２】混合装置の構成図であり、図１２（ａ）は正面図、図１２（ｂ）は生成手段の底面図である。
【図１３】混合の説明図であり、図１３（ａ）は吐出された流動体の断面図、図１３（ｂ）は混合された流動体の断面図、図１３（ｃ）は自然拡散の説明図である。
【図１４】吐出孔の配置の説明図であり、図１４（ａ）は第一配置図、図１４（ｂ）は第二配置図、図１４（ｃ）は第一，第二線状流動体の配置図、図１４（ｄ）は、第一，第二単位流動体の配置図である。
【図１５】生成手段を説明する説明図であり、図１５（ａ）は平面図、図１５（ｂ）は正面図である。
【図１６】混合装置の構成図であり、図１６（ａ）は正面図、図１６（ｂ）は生成手段の底面図である。
【図１７】混合の説明図であり、図１７（ａ）は混合直前の混合体の断面図、図１７（ｂ）は掻き取り時の混合体の説明図である。
【図１８】混合装置の構成図であり、図１８（ａ）は正面図、図１８（ｂ）は生成手段の底面図である。
【図１９】混合の説明図であり、図１９（ａ）は切断前の流動体を示す図、図１９（ｂ）は切断後の流動体を示す図、図１９（ｃ）は自然拡散の説明図である。
【図２０】混合の説明図であり、図２０（ａ）は切断前の流動体を示す図、図２０（ｂ）は切断後接続方向に寄せられて、二方で互いに直接接触している状態の流動体を示す図、図２０（ｃ）は図２０（ｂ）の状態から更に刃に平行な方向に掻き寄せられて、四方で互いに直接接触している状態における自然拡散の説明図である。
【図２１】本形態の混合装置の構造を説明する説明図であり、図２１（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２１（ｂ）は底面図である。
【図２２】混合装置各部の好適な寸法例の説明図であり、図２２（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２２（ｂ）は底面図である。
【図２３】混合を説明する説明図であり、図２３（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２３（ｂ）は底面図である。
【図２４】単位流動体の配置を説明する説明図である。
【図２５】混合を説明する説明図であり、図２５（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２４（ｂ）は底面図である。
【図２６】混合を説明する説明図であり、図２６（ａ）はＦ−Ｆ線断面図、図２６（ｂ）は底面図である。
【図２７】混合装置の改良形態の説明図である。
【図２８】単位流動体の配置を説明する説明図である。
【図２９】混合装置の改良形態の説明図である。
【図３０】混合装置の改良形態の説明図である。
【図３１】混合装置の改良形態の説明図である。
【図３２】他の流動体による混合装置の説明図である。
【図３３】従来技術の混合を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０００：混合装置
１００：生成手段
１：第一供給部
２：第二供給部
３：第一流路
４：第二流路
５：第一等圧力空間
６：第二等圧力空間
７：第一吐出孔群
７ａ：中間用第一吐出孔群
７ｂ：端部用第一吐出孔群
８ａ：中間用第二吐出孔群
８：第二吐出孔群
９：蓋
１０：蓋
１０１：吐出孔
１０２：封鎖部
２００：配置手段
３００：切削用刃状部刃状部
３０１：掻き寄せ用刃状部
３０２：掻き落とし用刃状部
４００：生成手段
４０１：ベース
４０２：構造ばね
４０３：供給本体部
４０３ａ：第一供給部
４０３ｂ：第二供給部
４０３ｃ：第一吐出孔
４０３ｄ：第二吐出孔
５００：配置手段
５０１：モータ
５０２：孔付板
５０２ａ：孔
６０１：エアーシリンダ
６０２：エアーシリンダ
６０３：エアーシリンダ
７００：混合物撹拌槽
Ａ：第一流動体
Ｂ：第二流動体
Ａ’：第一線状流動体
Ｂ’：第二線状流動体
Ａ”：第一単位流動体
Ｂ”：第二単位流動体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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