(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともケーシングと、
ケーシングの一方の端部に摺動部材を介して回動自在に嵌通された回転軸と、
前記回転軸に着脱自在に取り付けられた１または複数の攪拌翼と、
複数の流入口と、
前記ケーシングの一方の端部に相対する他方の端部に設けられた流出口と、
からなるダイナミックミキサーであって、
前記ケーシングの内壁に第１の流路形成部材と、前記回転軸に第２の流路形成部材とがそれぞれ取り付けられ、前記第２の流路形成部材の外縁部が前記第１の流路形成部材の外縁部より外側に、かつ、前記ケーシングの一方の端部側に位置するように設けられ、
前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材とは、着脱自在に取り付けられてなるとともに、
前記流入口の少なくとも１つが第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの一方の端部側に設けられ、他の流入口が第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの他方の端部側に設けられる
ことを特徴とするダイナミックミキサー。
【請求項２】
少なくともケーシングと、
ケーシングの一方の端部に摺動部材を介して回動自在に嵌通された回転軸と、
前記回転軸に着脱自在に取り付けられた１または複数の攪拌翼と、
複数の流入口と、
前記ケーシングの一方の端部に相対する他方の端部に設けられた流出口と、
からなるダイナミックミキサーであって、
前記ケーシングの内壁に第１の流路形成部材と、前記回転軸に第２の流路形成部材とがそれぞれ取り付けられ、前記第２の流路形成部材の外縁部が前記第１の流路形成部材の外縁部より外側に、かつ、前記ケーシングの一方の端部側に位置するように設けられ、
前記流入口の少なくとも１つが第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの一方の端部側に設けられ、他の流入口が第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの他方の端部側に設けられるとともに、
前記第２の流路形成部材の外縁部と前記ケーシングとの間に位置するように設けられた、前記他の流入口の少なくとも１つの流入口から洗浄液が流入される
ことを特徴とするダイナミックミキサー。
【請求項３】
前記洗浄液の流入口が、前記第２の流路形成部材の外縁部を向いて設置されていることを特徴とする請求項２に記載のダイナミックミキサー。
【請求項４】
前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材とによって形成される流路が略Ｓ字状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
【請求項５】
前記第２の流路形成部材が、前記ケーシングの一方の端部側に取り付けられた前記攪拌翼よりケーシングの一方の端部側に取り付けられてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
【請求項６】
前記第２の流路形成部材の外縁部が、前記第１の流路形成部材に向かって屈曲部を有することを特徴とする請求項５に記載のダイナミックミキサー。
【請求項７】
前記ケーシングの一方の端部がケーシング上面となり、前記回転軸が略垂直に設けられてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
【請求項８】
前記ダイナミックミキサーに流入される流体が、反応硬化型樹脂の主剤と硬化剤、洗浄液であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
【請求項９】
第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの一方の端部側に設けられた前記流入口から主剤が流入されることを特徴とする請求項８に記載のダイナミックミキサー。
【請求項１０】
前記ケーシングに温調装置が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
【請求項１１】
前記摺動部材がメカニカルシールであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂の攪拌に用いられ、特に繊維強化樹脂（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ，以下ＦＲＰともいう。）の成形に用いられる樹脂に好適なダイナミックミキサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
２種類以上の液体をインラインで混合する装置に、ダイナミックミキサーが知られている。この混合装置は２つ以上の流路から流れてきた液体を１つのケーシングの中を通しつつ、回転軸につながれた攪拌翼によって、液体を攪拌・混合する構造になっている。この回転軸はケーシングに設けられた穴を抜け、外部に設けられた回転駆動源と連結され、回転軸とケーシングの穴との間には、ケーシング内部の気密性を保つためのシール機構が設けられているのが一般的である。使用する液体が、混合によって硬化する種類のものである時、このシール機構のシール部に混合液が滞留して付着してしまうと、シール部で樹脂の硬化が起こり、シール摺動面の潤滑剤となる液体の供給が途切れ、シール部の摺動面が損傷を受けてシール不良が発生するという問題がある。
【０００３】
この対策として、このシール機構の部分に混合液が付着しないよう、シール機構の周辺を気体で満たしておく方法が考えられる。しかし、熱硬化性樹脂の注入成形のように、樹脂を型に高圧で注入する場合等では、ケーシング内も高い圧力によって空間を圧縮して樹脂が満たされてしまうし、更に、成形品への気泡の混入を防止すべく、型内および混合装置のケーシング内を予め真空状態にしてから樹脂を注入成形する場合等においては、樹脂を高圧注入した際にはケーシング内は完全に樹脂で満たされてしまうため、シール機構へ混合液が付着することを避けるのは難しかった。
【０００４】
そこで、シール機構の部分に付着した樹脂を取り除くため、有機系溶剤等の洗浄液でシール部を含めたケーシング内を、適当なタイミングで洗浄する方法などが提案されているが、一旦シール部を洗浄すると、シール摺動面の潤滑剤となる液体が失われ、結局シール機能を短期間で低下させてしまうことが起きていた。
【０００５】
この問題に対し、特許文献１には、混合液がシール部材まで達しないように主剤と硬化剤の流路を分け、攪拌時に硬化剤がシール部まで達しない位置に硬化剤の導入口を配置したミキサーが開示されている。ミキサーの攪拌翼とケーシングの構造は、洗浄液が回り込みやすい形状になっており、短時間での洗浄を可能とする技術が開示されているが、１度使用した後では、ケーシング内は洗浄により空になってしまうので、再び使用する際に硬化剤が逆流しシール部に達し付着してしまうという問題があった。さらに、ケーシング内を使用後に洗浄してしまうため、再使用する際、主剤と硬化剤が混合しないように攪拌すると、シール部が乾燥していており摩耗によるシール機能の低下といった問題も起きていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４４８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、熱硬化性樹脂等を供給するダイナミックミキサーにおいて、装置内のシール機構が過酷な使用環境におかれても、長期間に亘ってシール不良トラブルの発生なく、安定して使用可能なダイナミックミキサーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用するものであるすなわち、
（１）少なくともケーシングと、
ケーシングの一方の端部に摺動部材を介して回動自在に嵌通された回転軸と、
前記回転軸に着脱自在に取り付けられた１または複数の攪拌翼と、
複数の流入口と、
前記ケーシングの一方の端部に相対する他方の端部に設けられた流出口と、
からなるダイナミックミキサーであって、
前記ケーシングの内壁に第１の流路形成部材と、前記回転軸に第２の流路形成部材とがそれぞれ取り付けられ、前記第２の流路形成部材の外縁部が前記第１の流路形成部材の外縁部より外側に、かつ、前記ケーシングの一方の端部側に位置するように設けられ、
前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材とは、着脱自在に取り付けられてなるとともに、
前記流入口の少なくとも１つが第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの一方の端部側に設けられ、他の流入口が第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの他方の端部側に設けられる
ことを特徴とするダイナミックミキサー。
（２）少なくともケーシングと、
ケーシングの一方の端部に摺動部材を介して回動自在に嵌通された回転軸と、
前記回転軸に着脱自在に取り付けられた１または複数の攪拌翼と、
複数の流入口と、
前記ケーシングの一方の端部に相対する他方の端部に設けられた流出口と、
からなるダイナミックミキサーであって、
前記ケーシングの内壁に第１の流路形成部材と、前記回転軸に第２の流路形成部材とがそれぞれ取り付けられ、前記第２の流路形成部材の外縁部が前記第１の流路形成部材の外縁部より外側に、かつ、前記ケーシングの一方の端部側に位置するように設けられ、
前記流入口の少なくとも１つが第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの一方の端部側に設けられ、他の流入口が第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの他方の端部側に設けられるとともに、
前記第２の流路形成部材の外縁部と前記ケーシングとの間に位置するように設けられた、前記他の流入口の少なくとも１つの流入口から洗浄液が流入される
ことを特徴とするダイナミックミキサー。
（３）前記洗浄液の流入口が、前記第２の流路形成部材の外縁部を向いて設置されていることを特徴とする（２）に記載のダイナミックミキサー。
（４）前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材とによって形成される流路が略Ｓ字状であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
（５）前記第２の流路形成部材が、前記ケーシングの一方の端部側に取り付けられた前記攪拌翼よりケーシングの一方の端部側に取り付けられてなることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
（６）前記第２の流路形成部材の外縁部が、前記第１の流路形成部材に向かって屈曲部を有することを特徴とする前記（５）に記載のダイナミックミキサー。
（７）前記ケーシングの一方の端部がケーシング上面となり、前記回転軸が略垂直に設けられてなることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
（８）前記ダイナミックミキサーに流入される流体が、反応硬化型樹脂の主剤と硬化剤、洗浄液であることを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
（９）第１の流路形成部材の外縁部より前記ケーシングの一方の端部側に設けられた前記流入口から主剤が流入されることを特徴とする前記（８）に記載のダイナミックミキサー。
（１０）前記ケーシングに温調装置が取り付けられていることを特徴とする前記（１）〜（９）のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
（１１）前記摺動部材がメカニカルシールであることを特徴とする前記（１）〜（１０）のいずれかに記載のダイナミックミキサー。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱硬化性樹脂等を供給するダイナミックミキサーにおいて、装置内のシール機構が過酷な使用環境におかれても、長期間に亘ってシール不良トラブルの発生なく、安定して使用可能なダイナミックミキサーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明におけるダイナミックミキサーの実施形態の概略断面図である。
【図２】本発明におけるダイナミックミキサーの他の実施形態における概略断面図である。
【図３】本発明におけるダイナミックミキサーのさらに他の実施形態における概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明のダイナミックミキサーの好ましい実施形態を、図を参照しながら説明する。具体的には、ダイナミックミキサーを用いて反応硬化型樹脂を混合する場合について、説明する。なお、本発明は、以下の説明によって何ら制限されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明のダイナミックミキサーの一実施例を示す概略断面図である。該装置は、主に、ケーシング１０、摺動部材２０、回転軸３０、攪拌翼（４０ａ〜４０ｅ）、流入口（５０ａ〜５０ｃ）、流出口６０、第１の流路形成部材７０、第２の流路形成部材８０からなる。以下、それら各部位の詳細を説明する。
【００１３】
ケーシング１０は主に反応硬化型樹脂を混合するために留めておく容器の役割をする。      
【００１４】
摺動部材２０は、回転軸３０をケーシング１０内で用いる際に、回転軸３０を潤滑に摺動させるとともに、ケーシング１０内の混合液が漏れ出さないためのシールの役割をする。
【００１５】
回転軸３０は、主剤５５と硬化剤５６を混合するための攪拌翼を固定するもので、一方の端部がモータ３１に繋がっており、モータの回転を攪拌翼に伝える役割をする。
【００１６】
攪拌翼（４０ａ〜４０ｅ）は主剤５５と硬化剤５６を混合する役割を果たし、１または複数の段数が回転軸に固定されている。
【００１７】
流入口（５０ａ〜５０ｃ）は、主剤５５、硬化剤５６、洗浄液５７をケーシング１０内に流入させる役割をするもので、主剤５５、硬化剤５６、洗浄液５７を供給するタンクから流入口（５０ａ〜５０ｃ）に至る流路の途中には、流路の開閉を行うためのバルブ（５１ａ〜５１ｃ）や各液体を送り込むためのポンプ（５２ａ〜５２ｃ）が設けられており、必要に応じて流量の調節や各液体の入切を行う。
【００１８】
流入口のうちの１つ５０ａは、第１の流路形成部材７０の外縁部よりケーシング１０の一方の端部側（摺動部材２０が設けられた側）に設けられ、他の流入口５０ｂ、５０ｃは、ケーシング１０の他方の端部側（流出口６０が設けられた側）に設けられている。このように流入口の位置を特定することで、流入口５０ａから流入した流体は、第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０とで形成される領域７１に滞留させることができるとともに、他方の流入口から流入する液体が領域７１に安易に流入することを防止し、ケーシング１０内（特に後述する液面５８近傍から領域７１内）で予期しない混合を防止することができる。これにより摺動部材２０への混合液の付着による硬化が原因となるシール不良トラブルの発生を防ぐことが出来る。
【００１９】
流出口６０は、ケーシング１０内で攪拌翼（４０ａ〜４０ｅ）によって攪拌された混合液をケーシング１０の外に送り出す役割をするもので、流出口６０に接続された流路には、流路を開閉するためのバルブ（５１ｄ）が設けられている。
【００２０】
第１の流路形成部材７０は、ケーシング１０内に流入した主剤５５を主剤のみで満たされる領域７１を形成する役割を果たし、また、主剤と硬化剤の混合領域８１に送り込む際の流路となる。第１の流路形成部材７０はケーシング１０の内壁に取り付けられており着脱が自由な構造である。
【００２１】
第２の流路形成部材８０とは、ケーシング１０内に流入した主剤５５を主剤のみで満たされる領域７１に留めておく役割を果たし、また、主剤と硬化剤の混合領域８１に送り込む際の流路となる。第２の流路形成部材８０は回転軸３０に取り付けられており着脱が自由な構造である。第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０の位置関係は、第２の流路形成部材８０の外縁部は第１の流路形成部材７０の外縁部よりも外側に、かつ、ケーシング１０内の摺動部材２０側に位置している。これにより略Ｓ字状の流路が形成され、領域７１が主剤５５で満たされた際に、略Ｓ字状の流路の主剤５５と硬化剤５６の混合領域８１側の出口に主剤５５の液面５８が形成される。この液面５８が、硬化剤５６が逆流してきた際に蓋になり、混合液が摺動部材２０まで達するのを防ぐ役割を果たす。また、第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０で形成される流路により主剤５５のみで満たされる領域７１を満たすことができるので、摺動部材２０を常に潤滑させておくことが可能である。
【００２２】
ケーシング１０、攪拌翼４０の材質に関しては、混合液や洗浄液の種類等によって腐食や劣化等の影響を受けないものが好ましく、攪拌翼４０であればステンレスや鉄、アルミ等が好ましく、更には、めっき処理が行われていることも好ましい。ケーシング１０においては、攪拌翼４０の材質と同様の物であることが好ましく、更に攪拌時の様子が確認出来ること等からガラスも好ましい。
【００２３】
また、ダイナミックミキサーは、回転軸３０が略垂直に設けられることが好ましい。上述したように、第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０とによって主剤５５の液面５８を形成するには、回転軸３０が略垂直であると、液面５８がほぼ均一に形成され、主剤５５が混合領域８１に流出することを防止することができる。また、混合液を流す際に回転軸３０が略垂直であると、余分な機構を設けずとも混合液が重力により自然に流すことができる。
【００２４】
以上の様な部位からなるダイナミックミキサーで反応硬化型樹脂は次の様に攪拌される。反応硬化型樹脂内に気泡を残存させないように、まず、バルブ（５１ｄ）より下流側の流路を、図示しない真空ラインにつないでケーシング１０内を減圧する。一定の真空度に達したら、モータ３１を起動し、回転軸３０、攪拌翼（４０ａ〜４０ｅ）を回転させる。同時にポンプ（５２ａ,５２ｂ）を起動して、主剤５５と硬化剤５６を流入口（５０ａ,５０ｂ）よりケーシング１０内に流入する。流入された主剤５５は第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０によって形成された流路を通って、主剤と硬化剤の混合領域８１に流れ込み、攪拌翼（４０ａ〜４０ｅ）によって硬化剤５６と攪拌される。攪拌された混合液は、流出口６０、バルブ（５１ｄ）を通過して排出される。一定量の主剤５５と硬化剤５６が攪拌され混合液として排出した後、バルブ（５１ｄ）より下流側の流路を廃棄ラインに切替え、バルブ（５１ａ,５１ｂ）を閉にするとともに、バルブ（５１ｃ）を開にして洗浄液５７をポンプ（５１ｃ）で流入口（５０ｃ）からケーシング１０内に流入させる。その際に攪拌翼（４０ａ〜４０ｅ）は回転させたままにしておく。洗浄終了後は、バルブ（５１ｃ）を閉にする。すると、ケーシング１０内にある洗浄液は重力によって下に流れ落ちて、廃棄ライン側から空気が流入し、混合領域８１は空気で満たされる。しかし、洗浄作業を通じて、第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０によって形成される主剤５５の液面５８は不変、すなわち、領域７１は主剤５５で満たされた状態を維持している。その後、再びケーシング１０内を真空にしてバルブ（５１ａ，５１ｂ）を開にして、再び主剤５５と硬化剤５６を流入する。再スタートしても、領域７１は主剤５５のみで満たされたままなので、硬化剤５６は領域７１にまで侵入することはなく、摺動部材２０も主剤５５で潤滑に保たれているため、摩耗も起きず、シール機能の低下も防ぐことができる。
【００２５】
なお、図１に示す形態においては主剤５５の流入口（５０ａ）がケーシング１０に対して横向きに設けられているが、第１の流路形成部材７０の外縁部よりも摺動部材２０側にあれば、どの様な向きでもよい。但しケーシング１０内に流れ込んだ際の流れ等を鑑みた場合、下向きもしくは横向きであることが好ましい。また流入口（５０ａ）からは、主剤５５が流入されるとあるが、硬化剤５６と逆になっていてもよい。
【００２６】
攪拌翼（４０ａ〜４０ｅ）は、主剤５５、硬化剤５６をすばやくムラなくまぜられる構造であることが好ましい。具体的には、プロペラ型やパドル型、フラットパドル型、タービン型であることが好ましい。段数、形状についてはこれに限定されることはなく、ケーシングの形状等によって適宜設定することができる。
【００２７】
摺動部材２０は、回転軸と共に摺動し、かつ、ケーシング１０内の液体が漏れることが無い部材であることが好ましい。メカニカルシールであることがより好ましい。
【００２８】
洗浄液５７の流入口５０ｃは、主剤５５と硬化剤５６の混合液を漏れなく洗浄できるようにケーシングから下向きについていることが好ましい。第２の流路形成部材の外縁部とケーシングとの間に位置するように流入口５０ｃが設けられていると、ケーシング１０内を効率よく洗浄することが可能である。特に、流入口５０ｃが、第２の流路形成部材８０の外縁部に向かうように設置されていると、第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０とによって形成される主剤５５の液面５８の周縁部に固着した樹脂（主剤５５と硬化剤５６が混合して固着した樹脂）を確実に除去することができ、主剤５５と硬化剤５６との混合を再開する際にも、主剤５５が目詰まりすることなく、所定量供給できるようになる。さらに、洗浄液５７は主剤５５に混ざることがないように流入口５０ｃを設置しておけば、主剤５５と硬化剤５６との混合を再開する際に、供給直後から所望の混合液を供給でき、廃棄量を低減できる点からもより好ましい。
【００２９】
また、図示していないものの、ケーシングに温調機能が取り付けられていることも好ましい。反応硬化型樹脂を攪拌する場合、温度が上がってしまうと、攪拌中に樹脂の硬化が促進してしまうので、攪拌する反応硬化型樹脂の性状や、供給する成形品にあわせて温度を適宜設定できることが好ましい。また攪拌後に注入用バルブなどがある場合、事前に昇温しておくことで注入用バルブでの昇温時間の短縮も可能である。取付方法には特に制限はなく、ケーシング外周に巻き付けたり、埋め込んだりすることが可能である。ケーシング全体として均一に温調できるようにすることが好ましい。
【００３０】
図２には、本発明におけるダイナミックミキサーの他の実施形態におけるケーシング内の概略断面図を示してある。図１と同様、第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０は、主剤５５を主剤のみで満たされる領域７１に留めておける液面を形成できる位置関係を有していればよい。特に主剤のみで満たされる領域７１への硬化剤５６の流入を極端に防ぐ場合や硬化剤の粘度が非常に低く流入しやすい場合等は、図２の様に第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０で形成される流路がラビリンス形状である場合流入を防ぎやすくなる。第１の流路形成部材７０と第２の流路形成部材８０は、より好ましくは最少の屈曲回数で構成されているとよい。
【００３１】
また、図３に示す他の実施形態のように、硬化剤５６と洗浄液５７の流入口（５０ｂ）を共通化させることもできる。流入させる流体の性状に応じて、このように装置を簡略化しても、図１のようなダイナミックミキサーと同様の効果が発揮される。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、２種類の反応硬化型樹脂以外にも、複数の液体や紛体等を混合させるミキサー全般に応用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０    ケーシング
２０    摺動部材
３０    回転軸
３１    モータ
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ  攪拌翼
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  流入口
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  バルブ
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ  ポンプ
５５    主剤
５６    硬化剤
５７    洗浄液
５８    液面
６０    流出口
７０    第１の流路形成部材
７１    主剤のみで満たされる領域
８０    第２の流路形成部材
８１    主剤と硬化剤の混合領域
【図１】
0005652213.tif 000002
【図２】
0005652213.tif 000003
【図３】
0005652213.tif 000004