(57)【要約】【課題】高硬度のものが含まれる粉体と液体とを混練する混練装置であって，攪拌羽根の回転軸に設けられた軸シール部材の摩耗を抑制し，長期にわたって使用可能な混練装置および混練物の製造方法を提供すること。【解決手段】混練装置１は，攪拌羽根を内部に備えた混練部２３と，混練部２３より低い位置に設けられ液体を収容する液体タンク１２と，混練部２３と液体タンク１２とを連結する循環経路と，粉体ホッパ１３とを有し，攪拌羽根の回転軸３１と，混練部２３の開口と回転軸３１との間の隙間をシールする軸シール部材３２とを有し，循環経路には，液体タンク１２と混練室の底面部とを結ぶ下部経路２８と，混練室の底面部より高く軸シール部材３２より低い位置の側面開口と液体タンク１２とを結ぶ上部経路２７とがあり，さらに，液体タンク１２に収容されている液体を一時的に混練室へ強制的に送り込む送り込み部を有する。【選択図】図１
2013248546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な攪拌羽根を内部に備えた混練室と，前記混練室より低い位置に設けられ液体を収容する液体タンクと，前記混練室と前記液体タンクとを液体の循環ができるように連結する循環経路と，前記混練室へ粉体を投入する粉体投入部とを有する混練装置において，
前記混練室の内部から上方へ突き抜けて配置され，前記攪拌羽根を回転させる回転軸と，
前記攪拌羽根より上方の位置で前記混練室の開口と前記回転軸との間の隙間をシールする軸シール部材とを有し，
前記循環経路には，
前記液体タンクと前記混練室の底面部とを結ぶ下部経路と，
前記混練室の側面部における底面部より高く前記軸シール部材より低い位置の側面開口と前記液体タンクとを結ぶ上部経路とがあり，
さらに，前記液体タンクに収容されている液体を一時的に前記混練室へ強制的に送り込む送り込み部を有することを特徴とする混練装置。
【請求項２】
請求項１に記載の混練装置において，前記送り込み部は，
前記混練室に対する前記液体タンクの相対的な高さを，一時的に通常時の高さより高い位置にする昇降装置であることを特徴とする混練装置。
【請求項３】
請求項１に記載の混練装置において，前記送り込み部は，
前記液体タンクの内部を一時的に加圧して前記液体タンク内の液面を押し下げる加圧装置であることを特徴とする混練装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１つに記載の混練装置において，
前記上部経路に設けられ，前記混練室から前記液体タンクへの流れを許容し，前記液体タンクから前記混練室への流れを阻止する一方向弁を有することを特徴とする混練装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の混練装置において，
前記軸シール部材が，ラビリンスシールであることを特徴とする混練装置。
【請求項６】
回転可能な攪拌羽根を内部に備えた混練室と，前記混練室より低い位置に設けられ液体を収容する液体タンクと，前記混練室と前記液体タンクとを液体の循環ができるように連結する循環経路と，前記混練室へ粉体を投入する粉体投入部とを有する混練装置による，液体と粉体との混練物の製造方法において，
前記混練装置として，
前記混練室の内部から上方へ突き抜けて配置され，前記攪拌羽根を回転させる回転軸と，
前記攪拌羽根より上方の位置で前記混練室の開口と前記回転軸との間の隙間をシールする軸シール部材とを有し，
前記循環経路には，
前記液体タンクと前記混練室の底面部とを結ぶ下部経路と，
前記混練室の側面部における底面部より高く前記軸シール部材より低い位置の側面開口と前記液体タンクとを結ぶ上部経路とがあり，
さらに，前記液体タンクに収容されている液体を一時的に前記混練室へ強制的に送り込む送り込み部を有するものを用い，
前記液体タンクに，前記送り込み部を作動させない場合の液面が前記側面開口に達さず，前記送り込み部を作動させた場合の液面が前記側面開口に達し前記軸シール部材に達しない量の液体を収容し，
前記送り込み部により一時的に液面を前記側面開口に到達させた状態で前記攪拌羽根の回転を開始させ，
その後，前記送り込み部による強制的な送り込みを解除して前記攪拌羽根の回転を続行しつつ前記粉体投入部から粉体を投入することで混練物を製造することを特徴とする混練物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，粉体と液体とを混練してペースト状としたものを製造するための混練装置およびその混練装置を用いた混練物の製造方法に関する。さらに詳細には，例えば二次電池の電極板の製造工程において，粉体である電極活物質と液体である溶媒とを混練して電極活物質ペーストを製造するために用いられる混練装置および混練物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，例えばリチウムイオン二次電池等において，金属箔に電極活物質ペーストを塗工することにより製造された電極板を有するものがある。塗工前の電極活物質ペーストは，通常，粉体状の電極活物質と液体状の溶媒とを混合することにより製造される。そして，製造されたペーストでは，電極活物質が，偏り無く適切に分散された状態となって溶媒中に混じっていることが求められる。
【０００３】
粉体と液体とを混合して混合物を製造する混練装置には，従来より様々な分野において使用されているものがある。例えば，特許文献１には，粉体と溶媒とを，あらかじめある程度混合しつつ溶解装置に送出するためのミキシングノズルが開示されている。このミキシングノズルによれば，粉体ホッパから混合室へ粉体供給管を通して粉体が供給されると同時に，粉体供給管の内壁面に沿って渦流状に液体が供給される。これにより，粉体を詰まり無く連続供給して，液体に溶解させることができるとされている。
【０００４】
一方，電極活物質ペーストを製造するための混練装置としては，液体を攪拌羽根で攪拌しつつ，その中へ粉体を少量ずつ投入して混練する混練装置が使用されることが多い。例えば，液体を循環経路に循環させ，その循環経路中に，攪拌羽根を備えた混練室を設けたものがある。このような混練装置としては，混練室内にて液体の一部と投入された粉体とを攪拌・混合してから，混合物を循環経路中へと送出することを繰り返すものが知られている。このような装置では，混練室から外部への液体の漏出を防止するためのシール部材が設けられている。例えば，攪拌羽根の回転軸は混練室内から外部へ突き抜けて配置されるため，回転軸と混練室の開口との間に軸シール部材が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８４１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，電極活物質ペーストを製造する場合の粉体である電極活物質には，一般的に，かなり高硬度のものが含まれている。前述の軸シール部材にこの高硬度の粉体が接触すると，軸シール部材の摩耗劣化の原因となる。摩耗劣化した軸シール部材の交換は，コストも時間もかかる作業である。そのため，軸シール部材の摩耗劣化をできるだけ抑制したいという要望があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，高硬度のものが含まれる粉体と液体とを混練する混練動作を行っても，攪拌羽根の回転軸に設けられた軸シール部材の摩耗を抑制し，長期にわたって使用可能な混練装置および混練物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の混練装置は，回転可能な攪拌羽根を内部に備えた混練室と，混練室より低い位置に設けられ液体を収容する液体タンクと，混練室と液体タンクとを液体の循環ができるように連結する循環経路と，混練室へ粉体を投入する粉体投入部とを有する混練装置であって，混練室の内部から上方へ突き抜けて配置され，攪拌羽根を回転させる回転軸と，攪拌羽根より上方の位置で混練室の開口と回転軸との間の隙間をシールする軸シール部材とを有し，循環経路には，液体タンクと混練室の底面部とを結ぶ下部経路と，混練室の側面部における底面部より高く軸シール部材より低い位置の側面開口と液体タンクとを結ぶ上部経路とがあり，さらに，液体タンクに収容されている液体を一時的に混練室へ強制的に送り込む送り込み部を有するものである。
【０００９】
本発明の混練装置によれば，上部経路と下部経路とを介して，混練室と液体タンクとを液体が循環する。そして，混練室内で回転する攪拌羽根によって，混練室内において液体と粉体とが混練される。ここで，上部経路は，混練室の側面部における底面部より高く軸シール部材より低い位置と液体タンクとを結ぶように配置されている。そのため，上部経路を完全には充満しない量の液体を液体タンクに収容すれば，液体の液面は，軸シール部材に到達しない高さとなる。すなわち，本発明の混練装置を用いれば，混練処理中の液体が軸シール部材に接触しないように配置させることができる。さらに，本発明の混練装置は，送り込み部を有しているので，このように低い液面位置までの液体の量であっても，液体の循環を開始させることができる。従って，高硬度のものが含まれる粉体と液体とを混練する混練動作を行っても，攪拌羽根の回転軸に設けられた軸シール部材の摩耗を抑制し，長期にわたって使用可能な混練装置となっている。
【００１０】
さらに本発明では，送り込み部は，混練室に対する液体タンクの相対的な高さを，一時的に通常時の高さより高い位置にする昇降装置であることが望ましい。このようなものであれば，混練室に対して相対的に液体タンクを高い位置にすれば，重力によって混練室へ液体が送り込まれる。従って，この昇降装置は，送り込み部として機能することができる。
【００１１】
さらに本発明では，送り込み部は，液体タンクの内部を一時的に加圧して液体タンク内の液面を押し下げる加圧装置であってもよい。加圧装置によって液体タンク内の液体を加圧することによっても，一時的に混練室へ液体を送り込むことができる。従って，この加圧装置は，送り込み部として機能することができる。
【００１２】
さらに本発明では，上部経路に設けられ，混練室から液体タンクへの流れを許容し，液体タンクから混練室への流れを阻止する一方向弁を有することが望ましい。このようになっていれば，上部経路を逆流する流れは阻止される。
【００１３】
さらに本発明では，軸シール部材が，ラビリンスシールであることが望ましい。ラビリンスシールは，非接触タイプのシールであるので，長寿命でメンテナンスフリーである。さらに，ラビリンスシールは，わずかながら空気を通すことができるので，加圧装置で加圧した場合に，混練室内に残留する空気を逃がすことができる。
【００１４】
また本発明は，回転可能な攪拌羽根を内部に備えた混練室と，混練室より低い位置に設けられ液体を収容する液体タンクと，混練室と液体タンクとを液体の循環ができるように連結する循環経路と，混練室へ粉体を投入する粉体投入部とを有する混練装置による，液体と粉体との混練物の製造方法であって，混練装置として，混練室の内部から上方へ突き抜けて配置され，攪拌羽根を回転させる回転軸と，攪拌羽根より上方の位置で混練室の開口と回転軸との間の隙間をシールする軸シール部材とを有し，循環経路には，液体タンクと混練室の底面部とを結ぶ下部経路と，混練室の側面部における底面部より高く軸シール部材より低い位置の側面開口と液体タンクとを結ぶ上部経路とがあり，さらに，液体タンクに収容されている液体を一時的に混練室へ強制的に送り込む送り込み部を有するものを用い，液体タンクに，送り込み部を作動させない場合の液面が側面開口に達さず，送り込み部を作動させた場合の液面が側面開口に達し軸シール部材に達しない量の液体を収容し，送り込み部により一時的に液面を側面開口に到達させた状態で攪拌羽根の回転を開始させ，その後送り込み部による強制的な送り込みを解除して攪拌羽根の回転を続行しつつ粉体投入部から粉体を投入することで混練物を製造することを特徴とする混練物の製造方法にも及ぶ。
【００１５】
本発明の製造方法では，液体の収容と，攪拌羽根の回転開始との順序は問わないものとする。つまり，先に攪拌羽根を回転させ始めておいて，液体タンクに所定量の液体を投入するようにしても，本発明の製造方法の範囲内に含まれるものとする。なお，本発明の製造方法による製造物には，粉体と液体との混練物であるペーストのみならず，ペーストを基材に塗工した塗工物（乾燥させた物を含む），帯状の塗工物を捲回してなる捲回物，捲回物を他のものとともに容器に封入した封入物をも含まれる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の混練装置および混練物の製造方法によれば，高硬度のものが含まれる粉体と液体とを混練する混練動作を行っても，攪拌羽根の回転軸に設けられた軸シール部材の摩耗を抑制し，長期にわたって使用可能なものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本形態に係る混練装置の混練動作中の状態を示す概略構成図である。
【図２】混練部の断面図である。
【図３】混練動作の準備期間における第１の形態に係る混練装置の概略構成図である。
【図４】混練動作の準備期間における第２の形態に係る混練装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下，本発明を具体化した形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，例えば、リチウムイオン二次電池の正極板や負極板に使用される電極活物質ペーストを製造するために，電極活物質を含む粉体と溶媒等の液体とを混練する混練装置である。
【００１９】
「第１の形態」
本形態に係る混練装置１の混練動作中の概略構成を図１に示す。本形態の混練装置１は，混練装置部１１と液体タンク１２と粉体ホッパ１３とを有している。そして，混練装置部１１は，床に設置されたフレーム２１を有し，このフレーム２１に，混練部２３，モーター２４，駆動伝達部２５が取り付けられている。
【００２０】
液体タンク１２と混練部２３とは，２つの経路である上部経路２７，下部経路２８によって連通されている。上部経路２７と下部経路２８によって，液体タンク１２と混練部２３とが，液体の循環ができるように連結されている。上部経路２７と下部経路２８が，循環経路の一部となっている。さらに，粉体ホッパ１３と混練部２３とは，粉体配管２９によって連通されている。
【００２１】
混練部２３は，後述するように，内部に混練室が形成されているものであり，混練室内で回転する攪拌羽根を有している。攪拌羽根の回転軸３１は，混練部２３の内部から上方に突き抜けて，上下方向に伸びて配置されている。図１では，攪拌羽根の回転軸３１の一部が混練部２３の上方に見えている。回転軸３１は，駆動伝達部２５を介して，モーター２４によって回転駆動されるようになっている。混練部２３内には，混練部２３の開口と回転軸３１との間の隙間をシールするための軸シール部材３２が設けられている。
【００２２】
循環経路のうちの上部経路２７は，混練部２３の側面部と，液体タンク１２の上部とを結んで設けられている。上部経路２７は，混練部２３の内部から液体タンク１２へ向かって混練材料を送出するための配管である。上部経路２７は，液体タンク１２の上部に設けられた接続箇所３４に開口している。そして，上部経路２７と液体タンク１２との接続箇所３４には，上部経路２７から液体タンク１２へ流入する向きの流れのみを許容する逆止弁３５が設けられている。この逆止弁３５が，一方向弁に相当する。
【００２３】
また，下部経路２８は，混練部２３の下端部と，液体タンク１２の下部とを結んで設けられている。下部経路２８は，液体タンク１２から混練部２３の内部へ向かって混練材料を送出するための配管である。下部経路２８は，液体タンク１２の底面３７の最も低い箇所に設けられた接続箇所３６に開口している。液体タンク１２の底面３７は，接続箇所３６に向かってなだらかに下がる漏斗形状となっている。なお，接続箇所３６には弁は設けられていない。
【００２４】
粉体ホッパ１３は，粉体を収容し，混練部２３の内部へ向かって粉体を供給するためのものである。本形態では，粉体ホッパ１３は，混練部２３より高い位置に配置されており，粉体は重力によって粉体配管２９を混練部２３に向かって流れ落ちるようになっている。なお，粉体配管２９には，粉体の供給を許容または停止するための開閉弁３９が設けられている。
【００２５】
なお，本形態の混練装置１は，図１に示すように，液体タンク１２が混練部２３より低い位置に設けられている。混練部２３の下端部は，上部経路２７と液体タンク１２との接続箇所３４とほぼ同じ高さに位置している。少なくとも，液体タンク１２の底は，混練部２３の底より低い位置にある。
【００２６】
次に，混練部２３の内部構成を，図２の断面図に示す。混練部２３は，ハウジング４１を有し，その内側に混練のための空間として混練室４２が形成されている。混練室４２中には，攪拌羽根４４が回転可能に設けられている。攪拌羽根４４の回転軸３１は，上下に伸びる向きに配置されている。回転軸３１は，前述のモーター２４によって回転駆動されるようになっており（図１参照），それによって攪拌羽根４４が回転される。
【００２７】
本形態の攪拌羽根４４は，図２に示すように，外側羽根４６と内側羽根４７とにより構成されている。外側羽根４６と内側羽根４７とは，互いに固定されており，一体的に回転される。外側羽根４６は，複数の羽根部４６ａと，羽根部４６ａを連結する略リング状の土台部分４６ｂとを有している。羽根部４６ａは，土台部分４６ｂの縁辺部から一定の角度ピッチで間欠的に突設されている。従って，一断面である図２では，羽根部４６ａによりその内外が区画されているように見えるが，実際には，外側羽根４６の内周側と外周側とは連通されている。羽根部４６ａと羽根部４６ａとの間に，隙間があるからである。
【００２８】
内側羽根４７は，略円盤状のホイール部４７ａとホイール部４７ａの外周に間欠的に設
けられた羽根部４７ｂとを有している。ホイール部４７ａは，回転軸３１に取り付けられている。羽根部４７ｂは，そのホイール部４７ａの縁辺から，上下に突設された羽根部材である。本形態では，羽根部４７ｂは，外側羽根４６の羽根部４６ａと同じピッチで間欠的に形成されている。
【００２９】
このため，羽根部４７ｂと羽根部４７ｂと間には隙間４７ｃがある。図２の断面図では，羽根部４７ｂが隙間４７ｃにより上下に分断されているように見えるが，これは，羽根部４７ｂおよび隙間４７ｃが螺旋状に斜めに形成されているためである。また，羽根部４７ｂのホイール部４７ａには，上下の空間を連通させる貫通穴４７ｄが所々に形成されている。
【００３０】
外側羽根４６は，内側羽根４７の羽根部４７ｂに下側からねじ止めされている。そして，外側羽根４６の羽根部４６ａと内側羽根４７の羽根部４７ｂとの間には，上方に開放する環状の隙間が形成されている。この隙間内に，略円筒形状の固定羽根４９が位置している。つまり，固定羽根４９は，外側羽根４６の羽根部４６ａと内側羽根４７の羽根部４７ｂとに挟まれて配置されている。
【００３１】
固定羽根４９には，その内面側と外面側とを連通する複数の透過スリット４９ａが形成されている。固定羽根４９は，ハウジング４１の混練室４２の天井に固定されており，回転しない。つまり，固定羽根４９は，攪拌羽根４４の一部ではない。
【００３２】
ハウジング４１には，図２に示すように，３箇所の開口５１，５２，５３が形成されている。混練室４２の底部には，液体タンク１２から液体Ｌを受け入れる液供給口５１が形成されている。混練室４２の側方には，液体タンク１２へ液体Ｌを送り出す液送出口５２が形成されている。混練室の上方には，粉体ホッパ１３から粉体を受け入れる粉体投入口５３が形成されている。
【００３３】
これら３箇所の開口５１，５２，５３は，いずれも，混練室４２に連通されている。液供給口５１は，図２に示すように，混練室４２の底面に開口している。そして，液供給口５１には，図１に示した下部経路２８が接続されている。
【００３４】
液送出口５２は，外側羽根４６の羽根部４６ａおよび内側羽根４７の羽根部４７ｂのピッチの間の切り欠き部分と，固定羽根４９の透過スリット４９ａとを介して混練室４２
と連通している。液送出口５２は，液供給口５１や混練室４２の底面より高く，軸シール部材３２より低い位置に形成されている。この液送出口５２が，側面開口に相当する。液送出口５２には，上部経路２７が接続されている。
【００３５】
そして，粉体投入口５３は，内側羽根４７のホイール部４７ａの上側の空間と連通している。混練室４２のうち，ホイール部４７ａの上側の空間は，内側羽根４７のピッチの間の隙間や貫通穴４７ｄなどを介して，ホイール部４７ａの下側の空間に連通している。従って，粉体投入口５３からホイール部４７ａの上側の空間に投入される粉体は，液供給口５１からホイール部４７ａの下側の空間に供給される液体Ｌに，混練室４２の内部で混じることができる。粉体投入口５３には，粉体配管２９が接続されている。
【００３６】
さらに，ハウジング４１内の混練室４２より上方の位置において，回転軸３１とハウジング４１との間の隙間をシールする軸シール部材３２が設けられている。この軸シール部材３２は，回転軸３１の回転を許容しつつ，軸周りのシールを行うものである。本形態では，軸シール部材３２として，半径方向にラビリンス通路が形成されたラビリンスシールを用いている。ラビリンスシールは，非接触タイプのシールである。
【００３７】
ラビリンスシールによって，ハウジング４１から外部への液体や粉体の漏出は防止されている。ただし，本形態のラビリンスシールのラビリンス通路には，グリース等の充填はなされていない。従って，ラビリンス通路を介して，混練室４２とハウジング４１の外部とはわずかながら連通している。つまり，このシールは完全な気密ではなく，空気はわずかながら逃げることができる。
【００３８】
さらに，本形態の混練装置１の液体タンク１２は，図３に示すように，上下方向に移動可能にされている。例えば，液体タンク１２を床に支持している脚部６２の長さが可変なものとなっている。図中に実線で示しているのは，脚部６２をのばし，液体タンク１２を上の位置に配置した状態である。そして，図中に破線で示したのが下の位置の配置であり，本形態の混練装置１の混練動作中には，この配置となる。なお，この下の位置の配置は，図１に示した液体タンク１２の配置である。
【００３９】
さらに，図３に示した上の位置と，図１に示した下の位置との配置変更ができるように，上部経路２７および下部経路２８は，少なくとも液体タンク１２の移動に追随できる柔軟性を有するものである。上部経路２７および下部経路２８は，例えば柔軟素材で形成されたホースや屈曲部が蛇腹状となっているもの等が適している。
【００４０】
混練部２３を含む混練装置部１１は移動しないため，脚部６２の伸縮による液体タンク１２の移動によって，混練部２３と液体タンク１２との相対的な高さ関係が変更される。なお，本形態の混練装置１における上部経路２７と液体タンク１２との接続箇所３４の位置は，液体タンク１２を上の位置に配置した場合に上部経路２７がほぼ水平の配置となるように決定されている。
【００４１】
次に，本形態の混練装置１による混練動作について説明する。本形態の混練装置１による混練動作を開始する前には，まず，脚部６２をのばして，液体タンク１２を，図３に示した上の位置とする。そして，この状態で液体タンク１２内にあらかじめ決められた必要量の液体Ｌを注入する。液体Ｌは，混練用の溶媒である。
【００４２】
図３に示したように，上の位置の液体タンク１２に注入された液体Ｌの液面の高さＰは，図１に示した混練動作中の液面の高さＨより高い位置である。そして，この状態における液面の高さＰが，混練部２３内の混練室４２の上端と同程度となるように，液量に対して，脚部６２の伸び量および液体タンク１２の上の位置が決定されている。つまり，上の位置で液体タンク１２に決まった量の液体Ｌを注入すれば，混練室４２の内部や上部経路２７の内部にもひとりでに液体Ｌが充満するように，各部の配置が決定されている。この段階では，少なくとも液送出口５２に達し，軸シール部材３２には達しない程度の高さまで，混練室４２内に液体Ｌが充満される。
【００４３】
つまり，本形態の混練装置１は，混練動作を開始する前に，液体タンク１２を上の位置に配置することにより，液体タンク１２に収容されている液体Ｌを一時的に混練室４２内へ強制的に送り込むことができる。従って，本形態の混練装置１では，伸縮可能な脚部６２が，昇降装置であり，送り込み部に相当する。
【００４４】
また，液量に対して適切な配合となるように，あらかじめ決めた量の粉体が粉体ホッパ
１２に収容される。例えば，電極活物質ペーストを製造する場合には，粉体ホッパ１２に電極活物質を主成分とする粉体が，液体タンク１２には電極活物質用の混練溶媒が，それぞれあらかじめ決められた量だけ用意される。そして，これらが混練装置１によって混練されることにより，最終的にはあらかじめ決められた配分の電極活物質ペーストが製造される。なお，この段階では，粉体配管２９の開閉弁３９は閉止されており，粉体の供給は行われていない。
【００４５】
液体タンク１２を上の位置に維持したまま，粉体の投入は行わずに，モーター２４の回転を開始して，液体Ｌを循環させ始める。この段階では，液面の高さＰが混練室４２の上端と同程度であるので，攪拌羽根４４の回転によって，混練室４２の内部の液体Ｌの飛沫が軸シール部材３２に付着することもあり得る。しかしこの段階では，液体Ｌには粉体は混じっていないので，たとえ付着しても軸シール部材３２の摩耗の原因とはならない。
【００４６】
この配置では，混練部２３の混練室４２および上部経路２７，下部経路２８の内部を含む循環経路は，重力によって液体Ｌで満たされている。図２に示した混練部２３の液供給口５１や液送出口５２も，液体Ｌで満たされている。この状態で回転軸３１がモーター２４によって回転駆動されると，混練室４２の内部で攪拌羽根４４が高速回転する。そして，攪拌羽根４４の回転により，遠心力によって，混練室４２内を満たす液体Ｌの一部が液送出口５２に向かって押し出される。
【００４７】
液送出口５２から押し出された液体Ｌは，上部経路２７に押し込まれ，上部経路２７の接続箇所３４から液体タンク１２内へ戻る。なお，逆止弁３５は，この向きの流れを許容している。液体タンク１２が上の位置であれば，混練室４２内の液体Ｌの液面の位置は，重力によって，液体タンク１２に収容されている液体の液面Ｐと等しい高さに維持される。すなわち，混練室４２内の液面の位置は，混練室４２を満たす高さに維持される。さらに，循環経路内に液体Ｌが充満しているので，混練室４２から押し出された液体Ｌに相当する量の液体Ｌが，下部経路２８から混練室４２内へ流入する。
【００４８】
攪拌羽根４４が回転し続けることにより，液体タンク１２，混練室４２，上部経路２７，下部経路２８を含む循環経路内を満たして液体Ｌの循環が安定する。液体Ｌの循環が安定していれば，循環経路内に相当量の空気の流入がない限り，経路の配置を多少変更しても，液体Ｌは循環し続ける。つまり，攪拌羽根４４の回転を続行して，液体タンク１２を下の位置まで下げても，液体Ｌの循環を継続させることができる。ハウジング４１と回転軸３１との間には軸シール部材３２があるので，空気は，混練室４２内へあまり流入しない。
【００４９】
この結果，液体タンク１２中の液体Ｌは，図１中に矢印で示すように，液体タンク１２→下部経路２８→混練部２３→上部経路２７→液体タンク１２の順に循環する。なお，この液体Ｌは，混練動作の開始時には液体のみであるが，混練動作の進行とともに，粉体ホッパ１３から供給された粉体が混じってペースト状となる。混練動作の終了時には，液体タンク１２には，完成したペーストが収容される。以下では，製造途中のペーストも含んで，単に液体Ｌという。
【００５０】
そこで，液体Ｌの循環が安定してから，脚部６２の長さを短くして，液体タンク１２の位置を下の位置まで下げる。下の位置は，図１に示した混練動作中の通常時の高さ位置である。この位置では，液体タンク１２に収容されている液体Ｌの液面の高さＨは，少なくとも混練部２３内の軸シール部材３２の下端部より下方である。望ましくは，液面の高さＨは，混練部２３の混練室４２の上端部より下方である。望ましくは，液面の高さＨは，混練室４２の液送出口５２より下方である。さらに望ましくは，この図に示したように，液面の高さＨが混練室４２の底面の高さ位置より下方であるとよい。
【００５１】
さらに，液体タンク１２を図１に示した下の位置まで下げてから，粉体の投入を始める。混練動作中には，粉体配管２９の開閉弁３９は開放されており，粉体ホッパ１３から粉体配管２９を介して粉体投入口５３へ粉体が供給される。
【００５２】
液体タンク１２が下の位置であれば，液体タンク１２内の液体Ｌの液面の高さＨは，軸シール部材３２の下端部より下方にある。つまり，混練室４２内の液体Ｌは，液体タンク１２内の液体Ｌに対して，持ち上げられた状態にある。従って，液体Ｌは，混練室４２の範囲を超えてさらに上方へ上がることはない。これにより，下の位置では，混練室４２の内部の粉体を含む液体Ｌが，軸シール部材３２に接触するおそれはない。よって，粉体を含む液体Ｌに接触して，軸シール部材３２が摩耗するおそれはない。
【００５３】
粉体が適切に液体Ｌ中に分散されてペーストが完成したら，本形態の混練装置１は，モーター２４を停止して，攪拌羽根４４の回転を停止する。なお，本形態の混練装置１は，粉体ホッパ１３の粉体がすべて供給された後も，しばらく液体Ｌの循環と混練を継続して行う。そのため，粉体投入口５３から空気が吸入されないように，粉体配管２９に設けた開閉弁３９を閉止するとよい。粉体ホッパ１３に粉体が無くなったことを検知するセンサなどがあれば，その検知結果を受けて開閉弁３９を制御することができるのでさらに好ましい。あるいは，開閉弁３９の開弁時間によって，粉体の投入量を管理するようにしてもよい。
【００５４】
以上詳細に説明したように本形態の混練装置１によれば，運転中には液面の高さＨが，混練部２３の軸シール部材３２より低い位置に配置されている。従って，軸シール部材３２に粉体を含む液体が接触することはないので，軸シール部材３２の摩耗は抑制されている。さらに，軸シール部材３２として非接触タイプのラビリンスシールを用いれば，メンテナンスフリーな装置となる。これにより，高硬度のものが含まれる粉体と液体とを混練する混練装置１であって，攪拌羽根４４の回転軸３１に設けられた軸シール部材３２の摩耗を抑制し，長期にわたって使用可能なものとなっている。
【００５５】
なお，ここでは液体タンク１２が上下に移動するとしたが，相対的に上下するように，混練装置部１１を上下させることによって実現することも可能である。また，液体タンク１２の全体が上下する代わりに，タンクの底面だけが上下する二重底構造であってもよい。また，上部経路２７と液体タンク１２との接続箇所３４の位置を，液体タンク１２を上の位置とした場合に上部経路２７が水平となる配置としたが，これに限るものではない。液体タンク１２を下の位置とした場合に上部経路２７が水平となる配置としてもよいし，その２つの配置の中間の位置としてもよい。
【００５６】
また本形態では，液体タンク１２への液体Ｌの注入より先に，モーター２４の回転を開始してもよい。つまり，液体Ｌが充填されていない状態で攪拌羽根４４を回転させておき，回転状態を維持して液体Ｌを注入していくのである。また，軸シール部材３２としてもラビリンスシールに限らず，どのようなものを用いることもできる。ただし，非接触シールとすれば，シールの摩耗がほとんど無く，メンテナンスフリーな装置となるのでより好ましい。
【００５７】
「第２の形態」
第２の形態に係る混練装置２の概略構成を図４に示す。本形態の混練装置２は，第１の形態の混練装置１と初動のための構成が異なるのみであり，共通する構成部分には共通の符号を付して，説明を省略する。第２の形態の混練装置２においても，混練動作中の状態は，図１に示した第１の形態の混練装置１と同様である。
【００５８】
本形態の混練装置２は，第１の形態の混練装置１とは異なり，伸縮する脚部を有していない。本形態の混練装置２の液体タンク１２の位置は常に下の位置であり，液体タンク１２と混練部２３との相対的な上下位置は変更されない。従って，上部経路２７や下部経路２８は，柔軟なものでなくてよい。
【００５９】
本形態の混練装置２は，加圧装置６５を有している。加圧装置６５は，液体タンク１２の内部を一時的に加圧して，液体タンク１２に収容されている液体の液面を押し下げる装置である。例えば，液体タンク１２に上方から空気を注入することにより，液体Ｌの液面を下方へ向けて加圧する装置である。
【００６０】
本形態の混練装置２による混練動作を行う場合には，まず，液体タンク１２内にあらかじめ決められた必要量の液体Ｌを注入する。このときの液面は，高さＨよりやや高い高さＳである。そしてこの状態では，混練室４２および上部経路２７は，液体Ｌがいくらかは入っているとしても，満たされてはいない。混練室４２内には，かなりの量の空気が残っている。
【００６１】
次に，加圧装置６５によって液体タンク１２内部の加圧を開始する。これにより，液体タンク１２内の液体Ｌの液面が下向きに押し下げられる。これにより，下部経路２８を介して，混練部２３内へ液体Ｌが押し上げられる。つまり，加圧装置６５によって，液供給口５１から混練室４２内へ，液体Ｌが強制的に送り込まれる。従って，加圧装置６５が，送り込み部に相当する。
【００６２】
なお，上部経路２７の接続箇所３４には逆止弁３５があるので，液体タンク１２に空気を注入したとしても，液体タンク１２から上部経路２７内へ直接向かう空気の流れは発生しない。そして，混練部２３の軸シール部材３２が非接触のラビリンスシールなので，ラビリンス通路から空気をある程度逃がすことができる。つまり，混練室４２中に残っていた空気を軸シール部材３２から逃がしながら，混練室４２や上部経路２７を液体Ｌで満たすことができる。
【００６３】
そして，液面の高さがＳからＨとなるまで，液体Ｌを押し込む。液面が高さＨとなったら，加圧装置６５による加圧状態を維持したまま，回転軸３１の回転を開始させる。これにより，攪拌羽根４４によって混練部２３から上部経路２７へと，液体Ｌが押し出され，液体Ｌの循環が開始される。そして，液体Ｌの循環が安定するまで攪拌羽根４４の回転速度を上げる。このときの回転速度は，混練動作時と同じ速度まで上昇させてもよいし，それより遅い速度であってもよい。
【００６４】
本形態でも，循環経路内が液体Ｌで充満された状態で，攪拌羽根４４によって液体Ｌが循環されることにより，液体Ｌの循環が安定する。液体Ｌの循環が安定したら，加圧装置６５による加圧を停止する。これにより，液体タンク１２内の液体Ｌに掛かる圧力が大気圧となる。大気圧となっても，攪拌羽根４４の回転を継続することにより，液体Ｌの循環は継続される。
【００６５】
この後，開閉弁３９を開いて，粉体ホッパ１３からの粉体の供給を開始する。また，攪拌羽根４４の回転速度は，混練動作中の適切な速度とする。これにより，混練装置２は，図１に示した運転時の状態となる。
【００６６】
以後の混練動作は，第１の形態の混練装置１と同様である。このようにすれば，本形態の混練装置２によっても，粉体が少しでも混じった液体Ｌは，軸シール部材３２に付着するおそれはない。
【００６７】
なお，本形態では，軸シール部材３２としてラビリンスシールを選択しているので，ラビリンス通路から混練部２３内の空気を抜くことができる。しかし，シールの種類は，これに限るわけではない。例えば，ラビリンス通路が軸方向に形成されているラビリンスシール，ラビリンス通路にグリース等を充填したもの，あるいは，接触型のシール（オイルシールやメカニカルシールリング等）を軸シール部材３２として採用することもできる。ただし，空気を抜くことのできないシール部材を選択する場合には，別の箇所に空気を抜くためのベントを設けるとよい。
【００６８】
以上詳細に説明したように本形態の混練装置２によっても，運転中には液面の高さＨが，混練部２３の軸シール部材３２より低い位置に配置されている。従って，軸シール部材３２に粉体を含む液体が接触することはないので，軸シール部材３２の摩耗は抑制されている。これにより，高硬度のものが含まれる粉体と液体とを混練しても，攪拌羽根４４
の回転軸３１に設けられた軸シール部材３２の摩耗を抑制し，長期にわたって使用可能なものとなっている。そのうえ，運転開始時には，液体タンク１２の内部を高圧空気で加圧するだけで，混練室４２の内部等に残留する空気をラビリンス通路から排出することができるので好ましい。
【００６９】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，逆止弁３５に代えて，上部経路２７を開閉するための開閉弁を設けたものとすることもできる。その場合には，混練装置１，２の動作に合わせて，開閉弁を開閉制御すればよい。またあるいは，上部経路２７の接続箇所３４を，混練動作中の液体Ｌの液面の高さＨよりも下方に設けることとすれば，逆止弁３５は無くてもよい。またあるいは，送り込み部として，下部経路２８に液体タンク１２から混練部２３へ向けて液体Ｌを送出するポンプを設けることとしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１，２  混練装置
１２  液体タンク
１３  粉体ホッパ
２７  上部経路
２８  下部経路
３１  回転軸
３２  軸シール部材
３５  逆止弁
４２  混練室
４４  攪拌羽根
６２  脚部
６５  加圧装置
Ｌ  液体
【図１】
2013248546.tif 000003
【図２】
2013248546.tif 000004
【図３】
2013248546.tif 000005
【図４】
2013248546.tif 000006