(57)【要約】【課題】攪拌槽および／または攪拌羽根に付着する原料を容易に清掃できる攪拌装置、および、原料を排出した後にまだ残存する残原料を、簡単、かつ、確実に排出することのできる残原料の排出方法を提供すること。【解決手段】混合槽２と、混合槽２内に設けられ、粉体を攪拌するための回転羽根４とを備える混合装置１において、混合槽２の内部の表面および回転羽根４の表面を、これら表面に付着する粉体の剥離を向上させるための被覆層２０で被覆する。この混合装置１を用いて、粉体を攪拌し、第１排出工程においてその攪拌された粉体を排出した後に、第２排出工程において混合槽２にまだ残存する残粉体を、回転羽根４の回転速度Ｒ２を第１排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ１に対して増加させることにより、排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌槽と、
前記攪拌槽内に設けられ、原料を攪拌するための攪拌羽根とを備え、
前記攪拌槽の内部の表面および／または前記攪拌羽根の表面を、これら表面に付着する原料の剥離を向上させるための被覆層で被覆していることを特徴とする、攪拌装置。
【請求項２】
前記被覆層が、少なくとも、前記攪拌槽の底部の表面に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
前記攪拌槽は、一側が開放され、原料を収容するための収容部と、前記収容部の開放口を閉鎖するための蓋部とを備え、
前記収容部の表面と前記蓋部の表面とが、前記被覆層によって被覆されており、
前記収容部の表面を被覆する被覆層は、前記蓋部の表面を被覆する被覆層よりも、ビッカーズ硬さが高いことを特徴とする、請求項１または２に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記収容部の表面を被覆する被覆層は、ビッカーズ硬さがＨｖ５００〜３０００であり、摩擦係数が０．０５〜０．２であることを特徴とする、請求項３に記載の攪拌装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の攪拌装置を用いて、原料を攪拌し、その攪拌された原料を排出した後に、前記攪拌槽にまだ残存する残原料を、前記攪拌羽根の回転速度を前記排出時における前記攪拌羽根の回転速度に対して増加させることにより、排出することを特徴とする、残原料の排出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置および残原料の排出方法、詳しくは、各種原料を攪拌する攪拌装置、および、その攪拌装置における残原料の排出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種原料の攪拌装置として、回転軸が垂直である機械攪拌式の高速流動型混合機などが知られている。
このような混合機においては、混合槽内に垂直に設けられた回転軸に、その回転軸から径方向に延びる攪拌羽根（インペラ）が設けられている。そして、この混合機では、混合槽内に原料を投入して、回転軸の高速回転により、攪拌羽根を高速攪拌させて、原料を高速流動させて、混合、造粒、粉砕、分散、ゲル化などの処理をするようにしている。
【０００３】
また、このような混合機として、例えば、攪拌羽根として、下羽根と上羽根とを備えるミキサー装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、特許文献１に記載されるミキサー装置などの高速流動型混合機は、バッチ式であるため、投入する原料が前のバッチの原料と異なる場合には、前のバッチの混合が終了し、その原料を排出した後に、前のバッチの原料の混入を防止すべく、混合槽の内面や攪拌羽根の表面の清掃を実施している。
【０００４】
また、上記した高速流動型混合機における混合槽の内面や攪拌羽根の表面は、上記した清掃を容易とするため、通常、バフ仕上げされている。
【特許文献１】特開２００１−２６９５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、上記した高速流動型混合機において、バフ仕上げされていても、原料によっては、混合槽の内面や攪拌羽根の表面に強固に付着する場合があり、そのような場合には、作業者がヘラなどを用いて、これら表面に付着した原料を取り除く必要があり、非常に煩雑である。
さらにまた、上記の原料の排出時に、原料の流動性などに起因して、原料が攪拌槽内から排出されにくい場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、攪拌槽および／または攪拌羽根に付着する原料を容易に清掃できる攪拌装置、および、原料を排出した後にまだ残存する残原料を、簡単、かつ、確実に排出することのできる残原料の排出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、攪拌装置であって、攪拌槽と、前記攪拌槽内に設けられ、原料を攪拌するための攪拌羽根とを備え、前記攪拌槽の内部の表面および／または前記攪拌羽根の表面を、これら表面に付着する原料の剥離を向上させるための被覆層で被覆していることを特徴としている。
この攪拌装置では、攪拌槽の内部の表面および／または攪拌羽根の表面を、これら表面に付着する原料の剥離を向上させるための被覆層で被覆しているので、攪拌された原料がこれら表面に付着しても、容易に原料を剥離することができ、容易に清掃できる。そのため、作業効率の向上を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記被覆層が、少なくとも、前記攪拌槽の底部の表面に設けられていることを特徴としている。
攪拌槽の底部は、攪拌される原料が絶えず接触するので、原料がとりわけ強固に付着する。
しかし、この攪拌装置では、被覆層が、少なくとも、攪拌槽の底部の表面に設けられているので、その表面に付着する原料を、容易に剥離することができ、容易に清掃できる。そのため、作業効率の向上を図ることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記攪拌槽は、一側が開放され、原料を収容するための収容部と、前記収容部の開放口を閉鎖するための蓋部とを備え、前記収容部の表面と前記蓋部の表面とが、前記被覆層によって被覆されており、前記収容部の表面を被覆する被覆層は、前記蓋部の表面を被覆する被覆層よりも、ビッカーズ硬さが高いことを特徴としている。
【００１０】
一般に、上記した被覆層は、そのビッカーズ硬さが低い場合には、原料の剥離をより一層向上させる一方で、原料との接触により摩耗され易い。
そして、この攪拌装置では、収容部は攪拌時において原料が常時接触する一方、蓋部は接触の頻度がそれより少ない。
そのため、収容部は、ビッカーズ硬さが高い被覆層で被覆することによって、その被覆層の耐久性が向上される。一方、蓋部は、それよりもビッカーズ硬さが低い被覆層で被覆することによって、原料の剥離をより一層向上させる。
【００１１】
その結果、被覆層の耐久性の向上と作業効率の向上とを同時に図ることができる。
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記収容部の表面を被覆する被覆層は、ビッカーズ硬さがＨｖ５００〜３０００であり、摩擦係数が０．０５〜０．２であることを特徴としている。
この攪拌装置では、収容部の表面を被覆する被覆層が、ビッカーズ硬さがＨｖ５００〜３０００であり、摩擦係数が０．０５〜０．２であるので、良好な原料の剥離を確保しつつ、耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、残原料の排出方法であって、請求項１〜４のいずれかに記載の攪拌装置を用いて、原料を攪拌し、その攪拌された原料を排出した後に、前記攪拌槽にまだ残存する残原料を、前記攪拌羽根の回転速度を前記排出時における前記攪拌羽根の回転速度に対して増加させることにより、排出することを特徴としている。
この残原料の排出方法では、攪拌装置における攪拌槽の内部の表面および／または攪拌羽根の表面を、これら表面に付着する原料の剥離を向上させるための被覆層で被覆しているので、攪拌羽根の回転速度を排出時における攪拌羽根の回転速度に対して増加させるのみで、攪拌槽にまだ残存する残原料を、良好に排出することができる。
【００１３】
そのため、残原料を、確実、かつ、簡単に排出しつつ、作業効率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の攪拌装置によれば、攪拌された原料が攪拌槽の内部の表面および／または攪拌羽根の表面に付着しても、容易に原料を剥離して、容易に清掃できる。そのため、作業効率を向上させることができる。
また、本発明の残原料の排出方法によれば、残原料を、確実、かつ、簡単に排出しつつ、作業効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の攪拌装置の一実施形態としての混合装置を示す要部側断面図である。
図１において、この混合装置１は、垂直軸回転式の粉体混合装置（高速流動型混合機）であって、攪拌槽としての混合槽２と、攪拌羽根としての回転羽根４と、モータ１６とを備えている。
混合槽２は、ステンレス、鉄などの金属からなり、上方が開放され、原料としての粉体を収容するための収容部としてのタンク３と、そのタンク３の開放口を閉鎖するための蓋部としての上蓋７とを備えている。
【００１６】
タンク３は、略水平方向に配置される略円板形状の底壁５と、その底壁５の周端部から上方に向かって湾曲状に立設される側壁６とから連続して一体的に形成されている。また、タンク３には、混合した粉体を排出するための排出部８が設けられている。
排出部８は、ステンレス、鉄などの金属からなり、側壁６の下部に配置されている。排出部８は、タンク３から連通して形成されており、排出管１８と、その排出管１８の下端部において、下方に向かって開放される排出口９と、排出管１８とタンク３との間を開閉するための開閉ゲート１０とを備えている。開閉ゲート１０には、圧力シリンダ１１が設けられており、開閉ゲート１０は、その圧力シリンダ１１の駆動により開閉動作される。
【００１７】
上蓋７は、略円板形状に形成されている。また、上蓋７には、上蓋７を揺動自在に支持するためのヒンジ部１７がタンク３の側壁６に設けられており、上蓋７は、ヒンジ部１７の連結軸を中心とする揺動により、タンク３の開放口に対して開閉動作される。
また、上蓋７には、上蓋７からタンク３内に垂下するように、攪拌する粉体の流動性を向上するための略矩形板状のバッフル１２が設けられている。なお、このバッフル１２は、ステンレス、鉄などの金属から形成されている。
【００１８】
回転羽根４は、ステンレス、鉄などの金属からなり、粉体を攪拌するためのものであって、混合槽２内に設けられ、タンク３の底壁５の中央部を上下方向に貫通し、その底壁５の下方において、軸受け１９に回転自在に支持される回転軸１３と、下羽根１４および上羽根１５とを備えている。
下羽根１４は、その回転軸１３から略水平方向（径方向外方）に向かって延びるように形成されており、タンク３の底壁５と間隔を隔てて配置され、その底壁５に沿って形成されている。
【００１９】
上羽根１５は、下羽根１４の上方で、下羽根１４と間隔を隔てて配置されており、回転軸１３から略水平方向（径方向外方）に向かって延びるように形成されている。
モータ１６は、混合槽２の側方に配置されており、モータ１６の図示しないピニオンシャフトと回転軸１３とが図示しないプーリ機構を介して連結されている。
これにより、モータ１６の駆動によって、その動力が図示しないプーリ機構を介して回転軸１３に伝達され、これによって、下羽根１４および上羽根１５が、水平方向に回転される。
【００２０】
そして、この混合装置１では、混合槽２の内部の表面および回転羽根４の表面を、これら表面に付着する粉体の剥離を向上させるための被覆層２０で被覆している。
より具体的には、被覆層２０は、第１被覆層２１と第２被覆層２２とを含み、第１被覆層２１は、タンク３の内部における底壁５の表面および側壁６の表面と、排出部８の排出管１８の内部の表面および開閉ゲート１０のタンク３側の表面と、バッフル１２の表面と、タンク３の底壁５から上方に突出する回転軸１３の表面と、下羽根１４の表面および上羽根１５の表面とを被覆している。また、第２被覆層２２は、上蓋７の表面（下面）を被覆している。
【００２１】
第１被覆層２１は、炭素を主体とする被膜であって、そのビッカーズ硬さが、例えば、第２被覆層２２のビッカーズ硬さよりも高く、具体的には、Ｈｖ５００〜３０００、好ましくは、Ｈｖ５５０〜１５００である。第１被覆層２１のビッカーズ硬さが、上記した範囲にない場合には、良好な粉体の剥離を確保しつつ、耐久性を向上させることができない場合がある。
【００２２】
また、第１被覆層２１は、その摩擦係数が、例えば、０．０５〜０．２である。
また、第１被覆層２１の体積抵抗率は、１０６〜１０１２Ω・ｃｍ、好ましくは、１０６〜１０７Ω・ｃｍである。また、第１被覆層２１の厚みは、例えば、０．１〜１００μｍ、好ましくは、１〜２０μｍである。
このような第１被覆層２１は、具体的には、「ＷＩＮ  ＫＯＴＥ」（トーカロ（株）製）を用いることができる。
【００２３】
第１被覆層２１を、上記した表面に被覆するには、例えば、上記した各部材、すなわち、タンク３、排出管１８、開閉ゲート１０、バッフル１２、回転軸１３、下羽根１４および上羽根１５を、混合装置１に組み付ける前に、予めそれぞれ被覆する。第１被覆層２１を被覆する方法としては、例えば、焼入などの熱的方法による被覆、例えば、電気めっき、塗装、イオンプレーティング、真空蒸着などによる物理的方法による被覆、例えば、無電解めっきなどの化学的方法による被覆などが用いられる。
【００２４】
また、第２被覆層２２は、樹脂（具体的には、シリコン樹脂など）を主体とする被膜であって、そのビッカーズ硬さは、例えば、５００より小さくなるように設定されている。また、第２被覆層２２は、その硬度が、鉛筆硬度で、例えば、Ｈ以上であり、具体的には、２Ｈ程度である。なお、鉛筆硬度は、鉛筆硬度試験により測定した、第２被覆層２２のすり傷に基づいて表示される。
【００２５】
また、第２被覆層２２は、その摩擦係数が、例えば、上記した第１被覆層２１の摩擦係数と同様である。
また、第２被覆層２２の厚みは、具体的には、１〜１０μｍ、好ましくは、１〜２μｍである。
このような第２被覆層２２は、具体的には、「ｔｔ−ｋｏｔｅ」（トーカロ（株）製）を用いることができる。
【００２６】
第２被覆層２２を、上記した表面に被覆するには、例えば、上記した部材、すなわち、上蓋７を、混合装置１に組み付ける前に、予め被覆する。第２被覆層２２を被覆する方法としては、例えば、化学コーティングなどの化学処理による被覆などが用いられる。
そして、このような混合装置１は、金属粉、セラミックス粉、樹脂ペレット、木粉などの粉体を攪拌して、例えば、混合、造粒、粉砕、分散、ゲル化などの処理をするために用いられる。
【００２７】
すなわち、上記した粉体を、この混合装置１のタンク３内に投入し、回転羽根４の回転によって、上記した処理に供している。
次に、この混合装置１を用いて、本発明の残原料の排出方法としての一実施形態である残粉体の排出方法ついて、説明する。
この方法では、まず、モータ１６の駆動によって回転羽根４を予め回転させる。回転羽根４の回転速度Ｒ１は、周速で、例えば、５〜８０ｍ／ｓ、好ましくは、１０〜４０ｍ／ｓに設定する。
【００２８】
次いで、この方法では、この混合装置１の混合槽２に、上記した粉体を投入する。
混合装置１の混合槽２に粉体を投入するには、まず、上蓋７を上方に揺動して、タンク３の開放口を開放し、開放されたタンク３内に、粉体を投入する。その後、上蓋７を下方に揺動して、タンク３の開放口を閉鎖した後、回転羽根４を回転させる。
これによって、投入した粉体を、回転羽根４の回転によって、流動させて、また、バッフル１２により、粉体の流動性をさらに向上させながら、粉体を攪拌する。
【００２９】
次いで、この方法では、その攪拌された粉体を排出する（第１排出工程）。
攪拌された粉体を排出するには、排出部８における圧力シリンダ１１の駆動に基づく開閉ゲート１０の開動作により、回転羽根４を回転させたまま、排出部８における排出管１８を介して、残粉体を排出口９から排出する。
また、必要により、回転羽根４の回転を停止させて、無回転状態のまま、残粉体を排出口９から排出することもできる。すなわち、この場合には、第１排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ１は、周速で０ｍ／ｓとなる。
【００３０】
なお、ほとんどの粉体は、この第１排出工程によって排出されるが、わずかな粉体が、混合槽２のタンク３の底壁５や回転羽根４の下羽根１４の周囲に、まだ残存する。
次いで、この方法では、上記した排出後に、混合槽２にまだ残存する残粉体を排出する（第２排出工程）。
まだ残存する残粉体を排出するには、回転羽根４の回転速度Ｒ２を第１排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ１に対して増加させる。
【００３１】
すなわち、第２排出工程において、第１排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ１に対して、回転羽根４を高速（回転速度Ｒ２）で回転させる。この第２排出工程における回転羽根の回転速度Ｒ２は、第１排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ１より高ければ制限されず、第１排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ１を１００％とした場合（第１排出工程において、回転羽根４の回転速度Ｒ１が０ｍ／ｓの場合を除く。）には、例えば、２００〜２０００％、好ましくは、２００〜６００％に設定する。より具体的には、第２排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ２は、周速で、例えば、１０〜１００ｍ／ｓ、好ましくは、２０〜６０ｍ／ｓに設定する。
【００３２】
なお、第１排出工程において、必要により、回転羽根４の回転を停止させていた場合には、この第２排出工程では、回転羽根４を、例えば、適宜の回転速度Ｒ２で回転させるだけでよい。
これにより、第１バッチ目としての粉体の投入、攪拌および排出の処理において、第１排出工程から第２排出工程までの間では、途中で回転羽根４を停止させることなく（第１排出工程において、回転羽根４の回転を停止させていた場合を除く。）、回転羽根４を連続運転したまま、残粉体を含む粉体の排出を続けることができる。
【００３３】
そして、この攪拌装置１では、混合槽２のタンク３の内部における底壁５の表面、側壁６の表面および上蓋７の表面（下面）と、回転羽根４の回転軸１３の表面と、下羽根１４の表面および上羽根１５の表面とを、これら表面に付着する粉体の剥離を向上させるための被覆層２０で被覆しているので、攪拌された粉体がこれら表面に付着しても、容易に粉体を剥離することができ、容易に清掃できる。そのため、作業効率の向上を図ることができる。
【００３４】
また、混合槽２のタンク３の底壁５は、攪拌される粉体が絶えず接触するので、粉体がとりわけ強固に付着する。
しかし、この混合装置１では、被覆層２０、すなわち、第１被覆層２１が、混合槽２のタンク３の底壁５の表面に設けられているので、その表面に付着する粉体を、容易に剥離することができ、容易に清掃できる。そのため、作業効率の向上を図ることができる。
【００３５】
また、一般に、上記した被覆層２０は、そのビッカーズ硬さが低い場合には、粉体の剥離をより一層向上させる一方で、粉体との接触により摩耗され易い。
そして、この混合装置１では、タンク３は混合時において粉体が常時接触する一方、上蓋７は接触の頻度がそれより少ない。
そのため、タンク３は、ビッカーズ硬さが高い第１被覆層２１で被覆することによって、その第１被覆層２１の耐久性が向上される。一方、上蓋７は、それよりもビッカーズ硬さが低い第２被覆層２２で被覆することによって、粉体の剥離をより一層向上させる。
【００３６】
その結果、被覆層２０の耐久性の向上と作業効率の向上とを同時に図ることができる。
また、タンク３の表面を被覆する第１被覆層２１は、ビッカーズ硬さがＨｖ５００〜３０００であり、摩擦係数が０．０５〜０．２である場合には、良好な粉体の剥離を確保しつつ、耐久性を向上させることができる。
また、この粉体の排出方法によれば、混合槽２のタンク３の内部における底壁５の表面および側壁６の表面と、回転羽根４の回転軸１３の表面と、下羽根１４の表面および上羽根１５の表面とを、これら表面に付着する粉体の剥離を向上させるための被覆層２０、より具体的には、第１被覆層２１で被覆しているので、第２排出工程において、第１排出工程における回転羽根４の回転速度Ｒ１に対して、回転羽根４を高速（回転速度Ｒ２）で回転させるのみで、混合槽２のタンク３の底壁５や回転羽根４の下羽根１４の周囲にまだ残存する残粉体を、良好に排出することができる。
【００３７】
そのため、残粉体を、確実、かつ、簡単に排出しつつ、作業効率の向上を図ることができる。
なお、上記した混合装置１における説明では、被覆層２０を、混合槽２の内部の表面および回転羽根４の表面の両方に設けたが、これに制限されず、例えば、混合槽２の内部の表面のみに設けることもでき、また、回転羽根４の表面のみに設けることもできる。
【００３８】
また、上記した混合装置１における説明では、第１被覆層２１を、タンク３の内部における底壁５の表面および側壁６の表面の両方に設けたが、これに制限されず、例えば、タンク３の底壁５の表面のみに設けることもできる。
また、上記した混合装置１における説明では、タンク３の底壁５を、略水平方向に配置したが、その配置はこれに制限されず、図示しないが、例えば、底壁６を、排出部８に向かって下向きに傾斜する斜め方向に配置することもできる。なお、このような場合には、回転羽根４は、斜め方向に向かって延び、タンク３の底壁５に沿って形成される。これによって、残粉体のより良好な排出を達成することもできる。
【００３９】
また、上記した説明では、本発明の攪拌装置として混合装置１を例示して説明したが、原料を攪拌して処理する装置であればこれに限定されず、例えば、造粒装置、粉砕装置、分散装置、ゲル化装置などの各種の攪拌装置を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の攪拌装置の一実施形態としての混合装置を示す要部側断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      混合装置
２      混合槽
３      タンク
４      回転羽根
５      底壁
７      上蓋
２０    被覆層
２１    第１被覆層
２２    第２被覆層
【図１】
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