(57)【要約】【課題】振動撹拌により粉体と液体とを均一混合する。【解決手段】内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシング１２と、ケーシング１２内に配置され、モータ１８に接続された軸部１４と該軸部１４の周囲に取り付けられた撹拌羽根１６とからなる撹拌体と、ケーシング１２の内部に粉体３４を導入するためにケーシング１２に設けられた粉体導入口５２と、ケーシング１２の内部に液体２４を挿入するために粉体導入口５２と近接してケーシング１２に設けられた液体導入口５０と、粉体導入口５２に装着される粉体導入管３０と、粉体導入管３０内に配置され、モータ３２に接続された導入体３６と、を含む粉体と液体との撹拌混合装置である。【選択図】        図１
2004160445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなる撹拌体と、
前記ケーシングの内部に液体または粉体を導入する２つ以上の導入口と、を有し、
前記ケーシングの内部には、前記流通路を仕切り板によって仕切った１つ以上の攪拌室が設けられ、
前記仕切り板には、１つ以上の孔が設けられていることを特徴とする撹拌混合装置。
【請求項２】
請求項１に記載の攪拌混合装置において、
さらに、前記攪拌羽根には、１つ以上の孔が設けられていることを特徴とする攪拌混合装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の攪拌混合装置において、
前記孔の数及び／又は前記孔の大きさを変化させて、前記ケーシング内部の攪拌度合いを変えることを特徴とする攪拌混合装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の攪拌混合装置において、
さらに、前記攪拌羽根は、攪拌面積の異なる形状の羽根から１つ以上選択されて形成されていることを特徴とする攪拌混合装置。
【請求項５】
内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、
前記ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなる撹拌体と、
前記ケーシングの内部に粉体を導入するために前記ケーシングに設けられた粉体導入口と、
前記ケーシングの内部に液体を挿入するために前記粉体導入口と近接して前記ケーシングに設けられた液体導入口と、
前記粉体導入口に装着される粉体導入管と、
を含むことを特徴とする粉体と液体との撹拌混合装置。
【請求項６】
請求項５に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、
前記粉体導入口と前記液体導入口は、前記ケーシングの上部又は下部のいずれかに設けられていることを特徴とする粉体と液体との撹拌混合装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、
更に、前記ケーシングの上部又は下部には、前記ケーシングの他の部分と連通可能な予備撹拌混合室が設けられ、
前記粉体導入口と前記液体導入口は、前記ケーシング上部又は下部であって前記予備撹拌混合室内に設けられていることを特徴とする粉体と液体との撹拌混合装置。
【請求項８】
請求項７に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、
前記撹拌体の軸部周囲には、複数の形状の撹拌羽根からなる群から少なくとも１種以上の形状の撹拌羽根を選択して取り付けられていることを特徴とする粉体と液体との撹拌混合装置。
【請求項９】
請求項５に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、
更に、前記振動源への流体の侵入を防止しつつ前記振動源側からの液体流出を許容する前記ケーシング内に配設された少なくとも２つのパッキングを有し、
前記液体導入口は、前記粉体導入口より上方又は下方に位置し、前記２つのパッキングの間に形成された空間内に前記液体導入可能に設けられていることを特徴とする粉体と液体との撹拌混合装置。
【請求項１０】
振動撹拌羽根を有するケーシング内に、粉体と液体とを同時又は間欠に導入して振動撹拌することを特徴とする粉体と液体との撹拌混合方法。
【請求項１１】
予め２種以上の粉体を混合して混合粉体を形成する混合粉体形成工程と、
前記ケーシング内に前記混合粉体と前記液体とを同時又は間欠に導入して振動撹拌する工程と、
を有することを特徴とする粉体と液体との撹拌混合方法。
【請求項１２】
流体が流通する同一流通路内において、攪拌度合いを随時変化させることを特徴とする攪拌混合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撹拌混合装置及び撹拌混合方法、特に汎用性の高い粉体と液体との撹拌混合装置及び撹拌混合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、粉体に液体を添加して混合する場合、液体に粉体を添加して混合する場合、及び粉体と液体とを単に同時に添加し混合した場合には、液体中で粉体の二次凝集粒（いわゆる、ダマ）が生じてしまい、また一旦発生した二次凝集を再度液体中に分散させることは極めて難しいことが知られている。特に、この現象は、粉体を高粘度の液体に混合した場合に顕著に発生する。
【０００３】
そこで、近年、粉体と液体との混合時に二次凝集を生じさせないようにして均一に混合する装置及び方法が提案されてきている。
【０００４】
従来、上部に液体と粉体と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内部に回転円盤を設け、該回転円盤によりケーシング内部を上部混練室と下部混練室に区分けし、また回転円盤の上部にスクレーパを取り付け、また回転円盤の下位置に回転円盤とは非接触状態で独立して回転する回転スクレーパを取り付け、供給口から投入された粉体と液体とを回転円盤を回転させ混合し、下部混練室に移動した混合物を回転円盤より低速回転する回転スクレーパにより混合掻き取りして排出口から外部に連続的に移動させる液体と粉体との連続混合装置が提案されている（例えば、特許文献１乃至特許文献３）。
【０００５】
また、回転混合盤を介して粉体と液体を混合する連続混合装置において、液体を噴霧供給し粉体と液体との均一混合を行う装置も提案されている（例えば、特許文献４乃至特許文献５）。
【０００６】
また、石炭粉等の粉体と水等の液体値を混合してスラリとする方法において、スクリューポンプ内に粉体を送り、更にそのスクリューポンプの途中から液体を供給して粉体と液体とを混合して昇圧し、スクリューポンプの吐出口で圧力を下げてスラリ化する方法も提案されている（例えば、特許文献６）。
【０００７】
更に、本願出願人も、２種類以上の物質を内部に収納するケーシングと、ケーシング内に配置された擂り子とを有し、前記ケーシング内側面又は擂り子の外側面の少なくとも一方側に凹凸を形成し、更に前記ケーシングと擂り子を相対的に往復移動させて、ケーシング内側面と擂り子の外側面との隙間に生じる狭圧力によって、前記２種類以上の物質のうち、少なくとも１種以上を分散する分散装置が提案されている（特許文献７）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１９４９５号公報
【特許文献２】
特開２００１−６２２７３号公報
【特許文献３】
特開２００２−１６６１５４号公報
【特許文献４】
特開２００２−２４８３３０号公報
【特許文献５】
特開２００１−１９８４４７号公報
【特許文献６】
特開２００１−６５８５０号公報
【特許文献７】
特開２０００−２４６１３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のいずれの混合装置及び混合方法においても、未だその均一混合が不十分であったり、また混合可能な粉体と液体との組み合わせが限定されていたりと今一歩であった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、特に、混合する粉体と液体との組み合わせがほとんど限定されずに汎用性に富む、また粉体と液体との均一混合に優れた粉体と液体との撹拌混合装置及び撹拌混合方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の撹拌混合装置及び撹拌混合方法は、以下に示す特徴を有する。
【００１２】
（１）内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、前記ケーシング内に配置され振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた攪拌羽根とからなる攪拌体と、前記ケーシングの内部に液体又は粉体を導入する２つ以上の導入口と、を有し、前記ケーシングの内部には、前記流通路を仕切り板によって仕切った１つ以上の攪拌室が設けられ、前記仕切り板には、１つ以上の孔が設けられている攪拌混合装置である。
【００１３】
仕切り板に１つ以上の孔を設けることによって、該仕切り板間に形成される攪拌室内の攪拌度合いを他の攪拌室と異ならせることができる。
【００１４】
（２）上記（１）に記載の攪拌混合装置において、さらに、攪拌羽根には１つ以上の孔が設けられている攪拌混合装置である。
【００１５】
攪拌羽根に１つ以上の孔を設けることによって、該攪拌羽根において孔の形成された部分の振動可能範囲に位置する攪拌室内の攪拌度合いを他の攪拌室と異ならせることができる。
【００１６】
（３）上記（１）または（２）に記載の攪拌混合装置において、前記孔の数及び／または前記孔の大きさを変化させて、前記ケーシング内部の攪拌度合いを変える攪拌混合装置である。
【００１７】
前記孔の数や孔の大きさを変えることにより、仕切り板や攪拌羽根における攪拌面積を変化させることができる。この攪拌面積を変えることによって、各攪拌内の攪拌度合いを所望の粗や密に変化させることができる。
【００１８】
（４）上記（１）または（２）に記載の攪拌混合装置において、さらに、攪拌羽根は、攪拌面積の異なる形状の羽根から１つ以上選択されて形成されている攪拌混合装置である。
【００１９】
攪拌面積の異なる形状の羽根を組み合わせることによって、ケーシング内の流通路における攪拌度合いを変えることができる。
【００２０】
（５）内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシングと、前記ケーシング内に配置され、振動源に接続された軸部と該軸部の周囲に取り付けられた撹拌羽根とからなる撹拌体と、前記ケーシングの内部に粉体を導入するために前記ケーシングに設けられた粉体導入口と、前記ケーシングの内部に液体を挿入するために前記粉体導入口と近接して前記ケーシングに設けられた液体導入口と、を含むことを特徴とする粉体と液体との撹拌混合装置である。
【００２１】
ケーシング内の撹拌体を振動させることによって、粉体導入管から導入される粉体が滞留することなくケーシング内に供給される。このため、目詰まりすることなく、かつ、ほぼ常に一定量の粉体を供給することができるため、連続で均一な粉体と液体との混合を行うことができる。また、螺旋羽根を有する導入体又は一軸偏心ポンプは、粉体導入管から粉体を比較的早い速度でケーシング内に導入することができるため、粉体と液体とのスラリー状混合物や粘度の高い混合物を製造することも可能となる。更に、ケーシング内で撹拌体を振動させて粉体と液体とを混合することによって、例えばスラリーや粘度の高い混合物の製造であっても、二次凝集を生じさせることなく、均一な混合を行うことができる。
【００２２】
（６）上記（５）に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、前記粉体導入口と前記液体導入口は、前記ケーシングの上部又は下部のいずれかに設けられている粉体と液体との撹拌混合装置である。
【００２３】
供給される粉体と液体とを早期に接触させることによって、より二次凝集の発生を生じにくくすることができる。
【００２４】
（７）上記（５）又は（６）に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、更に、前記ケーシングの上部又は下部には、前記ケーシングの他の部分と連通可能な予備撹拌混合室が設けられ、前記粉体導入口と前記液体導入口は、前記ケーシング上部又は下部であって前記予備撹拌混合室内に設けられている粉体と液体との撹拌混合装置である。
【００２５】
予備撹拌混合室を設けることにより、本振動撹拌の前に、粉体と液体とを予備的に振動撹拌してほぼ均一に混合しておくことにより、更なる二次凝集の発生を防止することができる。
【００２６】
（８）上記（７）に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、前記撹拌体の軸部周囲には、複数の形状の撹拌羽根からなる群から少なくとも１種以上の形状の撹拌羽根を選択して取り付けられている粉体と液体との撹拌混合装置である。
【００２７】
撹拌体の軸周囲に、複数の形状の撹拌羽根からなる群から、撹拌混合する粉体と液体と性質等に応じて適宜選択された少なくとも１種以上の撹拌羽根を取り付けることによって、撹拌の均一性や撹拌効率の向上を図ることができる。例えば、粉体を上部から導入する場合、互いに重ならないように配置された撹拌羽根を上部に取り付けることによって、供給された粉体が撹拌羽根に堆積しにくくなり、予備振動撹拌時に粉体と液体とをほぼ均一に混合することができる。更に、かかる場合に、撹拌体の軸中央部及び下部周囲に螺旋羽根を取り付けることによって、この撹拌体を振動させた際に、粉体と液体との混合物に大きな乱流を発生させることができるため、撹拌混合効率が向上する。
【００２８】
（９）上記（５）に記載の粉体と液体との撹拌混合装置において、更に、前記振動源への流体の侵入を防止しつつ前記振動源側からの液体流出を許容する前記ケーシング内に配設された少なくとも２つのパッキングを有し、前記液体導入口は、前記粉体導入口より上方又は下方に位置し、前記２つのパッキングの間に形成された空間内に前記液体導入可能に設けられている粉体と液体との混合装置である。
【００２９】
上述の２つのパッキング内に設けられた空間内から液体を導入することによって、液体導入口より下方又は上方の粉体導入口から供給された粉体を、上方又は下方から流れてくる液体と速やかに接触されることができるため、粉体がケーシング内で上方に舞い上がって、ケーシング上部内壁に付着したり、また撹拌体上部に固着することを防止することができる。これにより、粉体と液体との配合比通りに速やかに撹拌混合することができる。
【００３０】
（１０）振動撹拌羽根を有するケーシング内に、粉体と液体とを同時又は間欠に導入して振動撹拌する粉体と液体との撹拌混合方法である。
【００３１】
大きな剪断力をかけることなく、粉体と液体とを振動撹拌によって均一に混合することができる。
【００３２】
（１１）予め２種以上の粉体を混合して混合粉体を形成する混合粉体形成工程と、前記ケーシング内に前記混合粉体と前記液体とを同時又は間欠に導入して振動撹拌する工程と、を有する粉体と液体との撹拌混合方法である。
【００３３】
振動撹拌により、例えば特性の異なる２種類以上の粉体と液体とを同時又は間欠に均一混合させることができる。
【００３４】
（１２）流体が流通する同一流通路内において、攪拌度合いを随時変化させる攪拌混合方法である。
【００３５】
前記同一流通路内において、混合物の攪拌混合特性に応じて、粗攪拌と密攪拌とを適宜組み合わせて均一攪拌混合を行うことができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の撹拌混合装置及び撹拌混合方法について、図面に基づいて説明する。
【００３７】
実施の形態１．
図１に示すように、本実施の形態の粉体と液体との攪拌混合装置１０（以下「撹拌混合装置１０」という）は、内部に流体が流通される流通路が設けられたケーシング１２を有し、ケーシング１２の内部には、振動源であるモータ１８に接続された軸部１４と、軸部１４の周囲に取り付けられた撹拌羽根１６とからなる撹拌体が設けられている。
【００３８】
また、ケーシング１２の上部には、粉体３４をケーシング１２内部に導入するための粉体導入口５２と、この粉体導入口５２の近傍であって液体２４をケーシング内部に導入するための液体導入口５０とが設けられている。これにより、供給される粉体と液体とが接触して二次凝集の発生が更に抑制される。
【００３９】
そして、液体導入口５０は、バルブ４０とポンプ２２とを介して液体貯留槽２０と接続され、液体貯留槽２０には混合用の液体２４が貯留されている。一方、粉体導入口５２は、バルブ４２を介して粉体導入管３０が接続されており、粉体導入管３０の上部は、漏斗状の形状になっていることが好ましい。更に粉体導入管３０には、粉体を比較的速い速度で導入可能なように、回転駆動源であるモータ３２に接続された導入軸部と導入軸部の周囲に取り付けられた螺旋羽根を有する導入体（図示せず、例えばスクリューフィーダ）や、一軸偏心ポンプ（例えば、モーノポンプ（兵神装備株式会社製））が設けられている。また、粉体導入管３０は、ケーシング１２に対して、斜め方向に取り付けることが好ましい。これにより、より円滑に粉体が導入できると共に、粉体導入管３０とケーシング１２とを接続するパイプ内に粉体３４の滞留を防止することができる。
【００４０】
また、ケーシング１２の下部には、供給口５４，５６が設けられ、更に供給口５４，５６は、それぞれバルブ４４，４６を介して外部と接続可能となっている。更に、図示しないが、図１に示すケーシング１２に更に第２の液体を導入する供給口を設けてもよい。
【００４１】
次に、本実施の形態の撹拌混合装置１０の動作について以下に説明する。
【００４２】
まず、バルブ４４，４６を閉じ、バルブ４０，４２を開ける。次いで、ほぼ同時にポンプ２２とモータ３２とを駆動させて、液体２４と粉体３４とをケーシング１２に導入する。一方、モータ１８を駆動させて、ケーシング１２内の撹拌体を振動させる。なお、このケーシング内の撹拌体の振動によって、粉体３４は、よりスムーズにケーシング１２内に導入される。そして、一定量で一定比率の粉体３４と液体２４を導入後、バルブ４０，４２を閉じて、供給を停止させ、一定時間振動撹拌後、ケーシング１２内にて均一混合された粉体３４と液体２４と混合物を、供給口５６を排出口としてバルブ４６を開けて、外部に搬送する。
【００４３】
上述では、撹拌混合装置１０をバッチ方式で撹拌混合する方法について述べたが、これに限るものではなく、例えば、バルブ４０，４２を常時開状態にしておき、一定比率で粉体３４と液体２４とをケーシング１２内に導入し、一方、供給口５６を排出口とし、バルブ４６を常時開状態としておき、連続して粉体と液体との混合を行う連続方式として上述の撹拌混合装置１０を用いてもよい。
【００４４】
実施の形態２．
本実施の形態では、図１の撹拌混合装置において、実施の形態１の液体導入口５０の代わりに、供給口５６を用い、バルブ４６を介してポンプ２２及び液体貯留槽２０と接続すると共に、実施の形態１の粉体導入口５２の代わりに、供給口５４を用い、バルブ４４を介して粉体導入管３０と接続し、更に、実施の形態１の液体導入口５０を排出口として用い、液体と粉体との混合物を外部に搬送させる構成とした以外は、実施の形態１と同様の構成であるため、同一の構成には同一の符号を付しその構成の説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態のように、下から、粉体３４と液体２４とをケーシング１２内に導入することによって、重力に逆らって、振動撹拌されるために、ケーシング１２内での乱流量がより大きくなり、例えばスラリーや高粘度の混合物の均一撹拌には適している。
【００４６】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１の図１に示す液体導入口５０の代わりに、図２に示す供給口５８を用いることとした以外は、実施の形態１と同様の構成であるため、同一の構成には同一の符号を付しその構成の説明を省略する。
【００４７】
ケーシング１２は、その内部の撹拌混合部分から撹拌体を振動させる振動源であるモータへの流体の侵入を防止するために、二重のパッキング構造になっている。すなわち、図２に示すように、撹拌混合部分近傍に逆Ｕ字パッキング６０がパッキング止め６４により取り付けられ、一方、モータ近傍のコイル近傍には、逆Ｕ字パッキング６２がパッキング止め６６により取り付けられ、二重パッキング構造を形成している。この逆Ｕ字パッキング６０，６２は、一端が上述のパッキング止め６４，６６によって固定され、一方他端は自由端として軸部１４に接するように配設されている。従って、逆Ｕ字パッキング６０，６２は、上方からの液体や流体の下方への流入を許容するものの、下方からの液体や流体の侵入を阻止することができる構造になっている。この逆Ｕ字パッキング６０，６２の間の空間に供給口５８を形成し、実施の形態１の液体導入口５０の代わりに、この供給口５８に図１に示すバルブ４０及びポンプ２２を介して液体貯留槽２０を接続してもよい。
【００４８】
上述のように、二重パッキング構造の空間内に液体２４を導入することによって、粉体導入口５２から供給した粉体３４が、速やかに上方から流れてくる液体２４と接触し、粉体３４がケーシング１２の上部に舞い上がり、ケーシング１２の上部内壁へ付着したり、また撹拌体上部に固着することを防止できる。これにより、常時、粉体と液体との混合比を維持することができ、混合精度をより向上させることができる。なお、本実施の形態では、図１に示す撹拌混合装置１０のモータ１８を上方に配置した場合について説明したが、これに限るものではなく、モータ１８を下方に配置し撹拌混合装置１０を上下反転させた構成にして、撹拌混合を行ってもよい。
【００４９】
実施の形態４．
本実施の形態において、実施の形態１，２，３のいずれかに記載の構成と同一の構成には同一の符号を付し、その構成の説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態では、図３に示すように、ケーシング１２の上部にケーシング１２の他の部分と連通可能に設けられた予備撹拌混合室１００が設けられている。そして、ケーシング１２内の撹拌体１４は、予備撹拌混合室１００内に相当する部分では、棒状又は上面に丸みを有する板状の羽根１６ａが互いに重ならないように、例えば３０〜９０°ずつずらして取り付けられ、一方、ケーシング１２の中央部及び下部に相当する部分には、それぞれ螺旋羽根１６ｂが取り付けられている。
【００５１】
従って、粉体を粉体導入口５２から、また液体を液体導入口５０からケーシング１２内に導入した場合、導入された粉体は、上面に丸みを有する撹拌羽根１６ａ上に堆積することなく、更に撹拌体１４を振動させることによって、導入された液体と予備撹拌混合室１００内でほぼ均一に混ぜ合わせることができ、その混合比の精度を維持できると共に、堆積を防止しているため、撹拌体１４の運転に支障をきたすおそれもなく、連続混合運転が可能となる。
【００５２】
一方、予備撹拌混合室１００内でほぼ均一に混ぜ合わされた粉体と液体との混合物は、撹拌体を振動させることによって、螺旋羽根１６ｂによりケーシング１２内により大きな乱流が形成され、これによって、十分に均一に混合させることができる。
【００５３】
なお、十分に混合された混合物は、供給口５６を排出口として用いることによって、外部に搬送させることができる。
【００５４】
本実施の形態では、仕切り板８０によって予備撹拌混合室１００と他のケーシング内部とを連通可能に仕切り、また予備撹拌混合室１００以外のケーシング内をも仕切り板８０により仕切ることによって、乱流効果を高めている。但し、これに限るものでなく、粉体と液体との性質などにより容易に撹拌混合可能である場合には仕切り板８０がなくてもよい。また、本実施の形態では、図３に示すような、撹拌羽根１６ａ，１６ｂを用いたがこれに限るものではなく、例えば図４の（ａ）から（ｄ）に示すものを、適宜上下を選択して用いてもよい。更に、上記撹拌羽根１６ａの代わりに、板状の羽根に２つ以上の孔を設けた撹拌羽根を用いてもよい。また、撹拌羽根１６ｂは、軸方向に同相で螺旋羽根が設けられているが、これに限るものではなく、一定間隔で、軸方向に対して異相に螺旋羽根を取り付けてもよい。なお、上述の撹拌体は、実施の形態１，２，３のいずれの構成にも適用してよい。なお、図４の（ｄ）に示す螺旋羽根にエッジを設けたものを用いることによって、撹拌羽根の振動時に渦流が発生し、より撹拌効率が向上する。
【００５５】
また、図３に示す撹拌混合装置は、上部に予備撹拌混合室１００が設けられた構成が示されているが、これに限るものではなく、ケーシング下方より、粉体と液体とをケーシング内に導入する場合には、ケーシング底部と図３に示す下方の仕切り板８０と間に形成された空間が、予備撹拌混合室となり、同様に、予備撹拌することができる。
【００５６】
実施の形態５．
図５では、粉体導入管３１の一端は、ボールバルブ９２を介して粉体導入口５２に接続され、また粉体導入管３１の他端は、２方向に分岐し、一方端には粉体３４を供給する漏斗が一体に接続され、他方端には粉体３４を押圧可能なピストン９０が進退可能に挿入されている。従って、ボールバルブ９２を図５のように開状態にして、ピストン９０を進出させ粉体３４を押圧することによって、粉体３４をケーシング１２内に導入することができる。一方、ボールバルブ９２を図５の状態から９０°回転させて閉状態にしてピストンを退行させることによって、粉体３４のケーシング１２への導入を停止させることができる。これにより、間欠的に粉体３４をケーシング１２内に導入することができる。更に、ボールバルブ９２を閉状態にすれば、液体により、粉体導入管３１内が湿潤することがなく、安定的に粉体３４を導入することができる。
【００５７】
実施の形態６．
図６には、本実施の形態の攪拌混合装置２００の内部構成の概略が示されている。なお、本実施の形態において、実施の形態１，２，３のいずれかに記載の構成と同一の構成には同一の符号を付し、その構成の説明を省略する。
【００５８】
本実施の形態では、図６に示すように、ケーシング１２の内部は、仕切り板８０ａ，８０ｂによって複数の攪拌室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに連通可能に仕切られている。そして、ケーシング１２内の撹拌体１４は、撹拌室１１０ａに相当する部分では、棒状又は上面に丸みを有する板状の羽根１６ａが互いに重ならないように、例えば３０〜９０°ずつずらして取り付けられ、一方、ケーシング１２の中央部の攪拌室１１０ｂに相当する部分では、孔９０ａが設けられた螺旋羽根１６ｂが取り付けられ、さらにケーシング１２の下部の攪拌室１１０ｃに相当する部分には、孔９０ｂが設けられた螺旋羽根１６ｃが取り付けられている。
【００５９】
また、図７には、図６のＡ−Ａ’線に沿った断面図が示されており、仕切り板８０ａには、径の小さい孔８２ａが設けられている。一方、図８には、図６のＢ−Ｂ’線に沿った断面図が示されており、仕切り板８０ｂには径の大きな孔８２ｂが設けられている。
【００６０】
さらに、詳細に説明すると、本実施の形態では、ケーシング１２内で、粗−密−粗の順に混合攪拌を行うために、以下のように構成されている。すなわち、攪拌室１１０ａでは、粗攪拌を行うために、この攪拌室１１０ａに相当する部分の攪拌羽根は、攪拌面積の小さい棒状または上面丸みを有する板状の羽根１６ａである。一方、攪拌室１１０ｂでは、密攪拌を行うため、この攪拌室１１０ｂに相当する部分の攪拌羽根は、攪拌面積を大きくするために、螺旋羽根１６ｂに形成された孔９０ａの径は小さく、また形成される孔９０ａの数も少なく、さらに、仕切り板８０ａに形成された孔８２ａの径も小さく、また孔８２ａの数も少ない。また、攪拌室１１０ｃでは、粗攪拌を行うため、攪拌室１１０ｃに相当する部分の攪拌羽根は、攪拌羽根１６ｂより攪拌面積を小さくするために、螺旋羽根１６ｃに形成された孔９０ｂの径は大きく、また形成される孔９０ｂの数も多い、さらに、仕切り板８０ｂに形成された孔８２ｂの径も大きく、また孔８２ｂの数も多い。
【００６１】
従って、粉体を粉体導入口５２から、また液体を液体導入口５０からケーシング１２内に導入した場合、導入された粉体は、上面に丸みを有する撹拌羽根１６ａ上に堆積することなく、更に撹拌体１４を振動させることによって、導入された液体と撹拌室１１０ａ内で、粗攪拌することができ、さらに攪拌羽根上に被混合物の堆積を防止することができるため、撹拌体１４の運転に支障をきたすおそれもなく、連続混合運転が可能となる。
【００６２】
一方、攪拌室１１０ａにおいて混合された粉体と液体との混合物は、仕切り板８０ａを介して少量ずつ攪拌室１１０ｂに導入され、さらに撹拌体１４を振動させることにより、攪拌面積の大きい螺旋羽根１６ｂによって大きな乱流が形成され、これにより、十分に密に攪拌混合される。
【００６３】
攪拌室１１０ｂにおいて密に攪拌された混合物は、仕切り板８０ｂを介して攪拌室１１０ｃに多量に導入され、さらに攪拌体１４の振動により、攪拌面積の小さい螺旋羽根１６ｃによって小さな乱流が形成され、粗く攪拌され、十分に攪拌して混合状態が整えられた混合物は、供給口５６を排出口として用いることによって、外部に搬送させることができる。
【００６４】
上述したように、本発明の攪拌混合装置２００によれば、攪拌室内における仕切り板及び／又は攪拌羽根に形成された孔の径を小さくしたり、その孔の数を少なくしたりすることによって、該攪拌室内を密に攪拌することができ、一方、攪拌室内における仕切り板及び／又は攪拌羽根に形成された孔の径を大きくしたり、その孔の数を多くしたりすることによって、該攪拌室内を粗く攪拌することができる。
【００６５】
また、上述の実施の形態では、粗−密−粗の攪拌を行っているが、これに限るものではなく、粗−密、密−粗、密−粗−密に攪拌するために、ケーシング１２内の攪拌羽根の孔の数と径、仕切り板の孔の数と径を適宜選択して構成してもよい。また、上記実施の形態では、粗又は密攪拌を１つの攪拌室にて完結させているが、これに限るものではなく、攪拌室を多段にして複数の攪拌室を連結させて粗又は密攪拌を行ってもよい。さらに、本実施の形態では、攪拌羽根として棒状又は板状の羽根や螺旋状の羽根を用いたがこれに限るものではなく、図４に示した（ａ）から（ｄ）の羽根を適宜選択し、さらにこれらの羽根に攪拌度合いに応じて、径及び数を考慮して孔を形成してもよい。
【００６６】
なお、上述の実施の形態１から実施の形態５において、粉体と液体との混合を例に挙げて説明したが、本発明の攪拌混合装置はこれに限るものではなく、液体導入口５０に粉体を導入して、粉体と粉体との混合を行うこともでき、また粉体導入口５２から液体を導入することによって、液体と液体との混合を行うことができる。さらに、供給口５４から液体を導入することによって、少なくとも３成分の粉体−粉体−液体、粉体−液体−液体を混合することができる。
【００６７】
次に、本実施の形態の撹拌混合方法について説明する。
【００６８】
本実施の形態の撹拌混合方法は、例えば図１に示すような撹拌混合装置１０を用いて、振動撹拌羽根を有するケーシング内に、粉体と液体とを同時に導入して振動撹拌する粉体と液体との撹拌混合方法である。
【００６９】
更に、本実施の形態の他の撹拌混合方法では、予め２種以上の粉体を混合して混合粉体を形成する混合粉体形成工程と、前記ケーシング内に前記混合粉体と前記液体とを同時に導入して振動撹拌する工程と、を有する撹拌混合方法である。
【００７０】
例えば、ペースト剤と溶媒とを混合して第１の混合物を製造した後、更に第１の混合物に硬化剤等を添加して第２の混合物を製造する場合には、第１の混合物が高粘度である場合、硬化剤を更に均一に混合することは困難であった。しかし、本実施の形態の撹拌混合方法を用いることによって、２種以上の粉体を予め混合しておき、これらの粉体との混合体を液体に混合すれば、上述の方法に比べ著しく容易になる。
【００７１】
また、本実施の形態の他の攪拌混合方法は、同一流通路において、随時攪拌混合度合いを変化させている。これにより、攪拌しにくいものを粗く攪拌し、粗く攪拌された混合物を次に密に攪拌することによって、均一に混合することができる。さらに、密攪拌後、粗攪拌することによって、攪拌混合物の状態を整える、たとえば泡が混入した混合物から脱泡することができる。
【００７２】
本実施の形態の撹拌混合装置及び撹拌混合方法は、例えば、シリコーン油の製造、シリコーンゴムなどのシリコーン系製品、塗料、化粧品、食品の製造、セメント等のスラリーの製造にも用いることができる。特に、市販のニーダなどの撹拌機と同様の高粘度の混合物を製造することができる。更に、粉体と液体の重量比が１対１程度のものであっても、均一に混合することが可能であることが実験により分かっている。
【００７３】
【実施例】
本発明の撹拌混装置を用いた粉体と液体との撹拌混合の例を以下に示す。なお、以下の実施例は一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００７４】
実施例１．
化粧用ファンデーションの製造：
【表１】
2004160445.tif 000003
【００７５】
上記表１の粉体原料を予め粉砕混合した後、上記油剤を添加混合してファンデーション用のバルク１００重量部とした。その後、本発明の図１に示す混合装置の液体導入口５０から１，３−ブチレングリコールと精製水とからなる液体５重量部を、また粉体導入口５２からバルク１００重量部を、それぞれケーシング１２内に供給し、均一になるように振動撹拌により混合した。次いで、得られた混合物を円型中皿に充填し、プレス成形を行い、５０℃で９時間乾燥させた。得られたプレス品の落下試験強度（中皿に充填された固形粉体化粧料をコンパクト容器内に装着し、このコンパクト容器を高さ５０ｃｍのところから厚さ２ｃｍの合板上に落下させ、はがれが発生するまでの落下回数を測定する）を評価した。その結果、５０回と良好であった。
【００７６】
実施例２．
ケイ素系高分子被覆粉体の製造：
粉体として球状シリカＵＳ−１０（三菱レイヨン（株）製、平均粒子径１０μｍ）１００ｇを図１に示す本発明の撹拌混合装置の粉体導入口から供給し、一方、液体としてフェニルポリシラン５ｇをトルエン６５ｇに溶解させ、本発明の撹拌混合装置の液体導入口から供給し、１分間振動撹拌を行いスラリーを得た。このスラリーを温度８０℃、６ｋＰａの圧力でトルエンを３０ｇ留去させ、トルエン中に均一に分散し流動性を有するフェニルポリシラン処理球状シリカを得た。次に、このフェニルポリシラン処理球状シリカ含有トルエン相と、水３５ｇとを本発明の撹拌混合装置にそれぞれ添加して、振動撹拌を行うと、水がフェニルポリシラン処理球状シリカ含有トルエン相と混ざり流動性が低下した。その後、トルエン３５ｇと水３０ｇとを同時に留去させると、フェニルポリシラン処理球状シリカはほとんど凝集することなく、球状の形状であることが確認された。
【００７７】
実施例３．
液状シリコーンゴム組成物の製造：
分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖された直鎖状ジメチルポリシロキサン（粘度１０，０００ｃＳｔ）４５部と、１，１，１，３，５，７，７，７−オクタメチル−３，５−ジヒドロキシテトラシロキサン３部とを混合し、更にシリコン粉末（NIPSIL  LP（登録商標）、日本シリカ社製）５５部を混合して予備混合粉体を製造した。更に、この予備混合粉体を、本発明の撹拌混合装置の粉体導入口から供給し、一方、上記ジメチルポリシロキサン１１６部を本発明の撹拌混合装置の液体導入口から供給し、導入口から下流にしたがって、１０℃から２８０℃に徐々に昇温してゆき、排出口より得られた液状シリコーンゴムベースを得た。更に、得られた液状シリコーンゴムベース１００部に対して、直鎖ジメチルポリシロキサン２５部、架橋剤としてメチルハイドロジェンポリシロキサン３部、白金触媒として塩化白金酸の１％イソプロピルアルコール溶液０．３部、反応抑制剤としてエチニルシクロへキサノール０．３重量部を加えて混合し、１２０℃１０分間硬化させてシートを製造した。ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じて３００回／粉の速度で１００％伸張の往復運動（０〜１００％の間で繰り返し伸張）をさせてシートの試験片が破壊されるまで往復回数を測定したところ、耐久疲労性は１２５０万回と良好であった。
【００７８】
以上、例示した用途に本発明の撹拌混合装置を用いることによって、粉体と液体との均一混合を行うことができる。その結果、上述のいずれの製品も良好な性能を有することが判明した。なお、上述の用途以外において、本発明の撹拌混合装置及び撹拌混合装置を用いることにより、あらゆる粉体と液体との組み合わせ、あらゆる粉体と液体との混合比、及びあらゆる粘度における、均一撹拌混合された混合物及び均一反応された反応物をも製造することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、たとえば、あらゆる種類の粉体と液体とを振動撹拌により容易に均一混合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１，２の撹拌混合装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態３の撹拌混合装置の二重パッキング構造を説明する図であって、図１のＡ部分の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施の形態４の撹拌混合装置のケーシング部分構成を示す概略図である。
【図４】本発明の実施の形態４の撹拌混合装置に用いる撹拌体の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態５の撹拌混合装置における粉体導入側の拡大概略図である。
【図６】本発明の実施の形態５の攪拌混合装置のケーシング内部の構成を示す概略図である。
【図７】図６のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０  撹拌混合装置、１２  ケーシング、１４  軸部、１６  撹拌羽根、１８，３２  モータ、２０  液体貯留槽、２２  ポンプ、２４  液体、３０  粉体導入管、３４  粉体、３６  導入体、４０，４２，４４，４６  バルブ、５０  液体導入口、５２  粉体導入口、  ５４，５６  供給口。
【図１】
2004160445.tif 000004
【図２】
2004160445.tif 000005
【図３】
2004160445.tif 000006
【図４】
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【図５】
2004160445.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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