(57)【要約】【課題】金属の磨耗滓の発生を抑制することを可能とする撹拌装置及び撹拌子を提供する。【解決手段】材料を投入して撹拌処理するための金属製の撹拌容器３と、撹拌容器３の内周面３ａに縁部が接して掻き取りながら摺動する樹脂製の掻取子２３とを備えた撹拌装置であって、掻取子２３は、撹拌容器３の内周面３ａに摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさが樹脂をフッ素樹脂としたときよりも小さくなる樹脂で形成され、金属製の撹拌容器３の内周面の傷付きによる金属滓の発生を抑制したことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を投入して撹拌処理するための金属製の撹拌容器と、
前記撹拌容器の内周面に縁部が接して掻き取りながら摺動する樹脂製の掻取子と、を備えた撹拌装置であって、
前記掻取子は、前記撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさが前記樹脂をフッ素樹脂単成分としたときよりも小さくなる樹脂で形成され、前記金属製の撹拌容器の内周面の傷付きによる金属滓の発生を抑制した、
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項1記載の撹拌装置であって、
前記攪拌容器は、ステンレス製であり、
前記耐摩耗性樹脂は、ポリブチルナフタレート（ＰＢＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ）の何れかである、
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項1記載の撹拌装置であって、
前記攪拌容器は、ステンレス製であり、
前記耐摩耗性樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)とフッ素樹脂(ＰＴＦＥ)の複合材である、
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載の撹拌装置であって、
前記樹脂の磨耗滓の粒子の大きさは、平均粒子径が０．１ｍｍを下回る、
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の撹拌装置に用いる掻取子であって、
前記撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさが前記樹脂をフッ素樹脂としたときよりも小さくなる樹脂で形成された、
ことを特徴とする掻取子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食材、医薬品、漢方薬等の被撹拌物を撹拌処理するために供される撹拌装置及び掻取子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の攪拌装置として、食材に関しては、例えば特許文献１の掻取押し付け式加熱撹拌釜が知られている。この加熱撹拌装置は、攪拌容器である加熱釜内に回転駆動される撹拌部を備えている。撹拌部は、先端に耐熱、耐摩耗性の樹脂製の掻取羽根を有し、掻取羽根が加熱釜の内周面に接し、掻き取り摺動する。
【０００３】
したがって、加熱釜内に食材等の被撹拌物を投入し、加熱釜を加熱しながら撹拌部を回転駆動して加熱釜内の被撹拌物を加熱撹拌することができる。この加熱撹拌では、回転する撹拌部が、加熱された被撹拌物を加熱釜の内周面から掻き取り、且つ回転撹拌することで被撹拌物全体を混合する。
【０００４】
この撹拌処理では、掻取羽根により加熱釜内を掻き取ることで、加熱釜内周面へ食材の焦げ付きを防止するようにしている。
【０００５】
またこの掻取りは、粘度の高い物質を金属壁から加熱する場合、器壁に接触する物質を周期的に掻取る事で入れ替え、加熱を加速できる効果もある。
【０００６】
そして、かかる従来の加熱撹拌釜では、掻取羽根の材料として主にフッ素樹脂の一種であるＰＴＦＥ、例えばポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）が使用されている。この耐熱性、耐摩耗性の掻取羽根の使用による焦げ付き防止と伝熱促進は効果的であった。
【０００７】
しかし、調理後の加熱釜内周面を見たとき、金属面に多くの傷の発生が見られ、調理釜の耐久性低下及び、金属面の傷付き時等に発生した金属磨耗滓が食材へ混入することが懸念された。
【０００８】
ここで、一般には、金属よりかなり軟らかいＰＴＦＥ等で金属面が傷つくということは考え難いところ、実際には金属の磨耗滓が発生していることが判明した。
【０００９】
特に加熱撹拌釜の内容物が、潤滑性が低い水だけの場合に掻取すると金属の磨耗滓が顕著に出た。（問題点１）
【００１０】
金属の磨耗滓が出ると掻取羽根の樹脂の摺動面に金属の磨耗滓が食い込み、摺動面の磨耗滓が加熱撹拌釜の表面に接触して傷が深くなる問題があった。（問題点２）
【００１１】
金属面の傷は、金属壁の磨耗による釜の耐用年数の減少と、傷部分に食品が付着して微量残存するため、洗浄を入念に行う必要が生じる。
【００１２】
また、この金属の磨耗滓は、被攪拌物である食材等に混入することになる。（問題点３）
【００１３】
このような金属の磨耗滓は、ごく僅かであり、人体に影響は無いものの、食材の品質向上のためには金属の磨耗滓の発生をできるだけ減少させることが肝要となる。
【００１４】
かかる金属磨耗の抑制は、食材の加熱撹拌釜のみならず、医薬、漢方薬等の経口物質、塗り薬、化粧品等を撹拌処理する場合にも加熱、非加熱に係わらず課題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第４２２６６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
解決しようとする問題点は、樹脂の掻取子と金属の表面との摺動にも係わらず金属面に傷がつき、金属の磨耗滓が発生していた点である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、金属の磨耗滓の発生を抑制することを可能とするため、材料を投入して撹拌処理するための金属製の撹拌容器と、前記撹拌容器の内周面に縁部が接して掻き取りながら摺動する樹脂製の掻取子と、を備えた撹拌装置であって、前記掻取子は、前記撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさを前記樹脂がフッ素樹脂単体であるときよりも小さくなる樹脂で形成され、前記金属製の撹拌容器の内周面の傷付きによる金属滓の発生を抑制したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の調理装置は、上記構成であるから、撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさの制御により、撹拌処理における金属の磨耗滓及び壁面金属に磨耗傷の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】加熱撹拌釜を、一部を断面にして示す正面図である。（実施例１）
【図２】撹拌部の要部を示す断面図である。（実施例１）
【図３】磨耗滓の発生状況を示す比較試験結果の図表である。（実施例１）
【図４】磨耗滓の発生状況の結果を総合的に示す図表である。（実施例１）
【図５】（Ａ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の磨耗滓の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の接触面の低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。（実施例１）
【図６】（Ａ）は、全芳香族ポリエステル製の掻取羽根の磨耗滓の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、全芳香族ポリエステル製の掻取羽根の接触面の低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真、（Ｅ）は、全芳香族ポリエステル製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｆ）は、同高倍率の写真である。（実施例１）
【図７】（Ａ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根の接触面の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。（実施例１）
【図８】（Ａ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根の羽接触面（羽根面）の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。（実施例１）
【図９】（Ａ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根の羽接触面（羽根面）の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。（実施例１）
【図１０】ＰＴＦＥ製の掻取羽根の場合の磨耗滓を捕集した濾紙の写真である。（実施例１）
【図１１】（Ａ）は、１ｍｍスケールの低倍率、（Ｂ）は１ｍｍスケールの高倍率である。
【図１２】水中の磨耗滓の発生状況を示し、（Ａ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根による結果、（Ｂ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根による結果、（Ｃ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根による結果の各加熱釜内周面、（Ｄ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根による結果、（Ｅ）は、Ｓ３００製の掻取羽根による結果である。（実施例１）
【図１３】掻取羽根の磨耗状況を示し、（Ａ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の状況、（Ｂ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根の状況、（Ｃ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根の状況、（Ｄ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根の状況、（Ｅ）は、Ｓ-３００製の掻取羽根の状況を示す写真である。（実施例１）
【図１４】ＰＢＮ磨耗滓を観察試料として分離回収し拡大鏡で観察した結果の写真である。（実施例１）
【図１５】ＰＢＮ磨耗滓のレーザー法による粒度分布測定結果のグラフである。（実施例１）
【図１６】画像解析式粒度分布測定装置の画像測定結果を示す写真である。（実施例１）
【図１７】粒度分布測定結果中のサンプルを拡大したものであり、（Ａ）は、１００倍、（Ｂ）、（Ｃ）は、４００倍である。（実施例１）
【図１８】（Ａ）は、接着で起こる磨耗の状況の説明図、（Ｂ）は、アブレシブ磨耗（アブレージョン＝ざらつき磨耗）の状況の説明図、（Ｃ）は、表面疲れ磨耗（疲労磨耗）の状況の説明図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００２０】
金属の磨耗滓の発生を抑制することを可能にするという目的を、材料を投入して撹拌処理するための金属製の撹拌容器と、前記撹拌容器の内周面に縁部が接して掻き取りながら摺動する樹脂製の掻取子と、を備えた撹拌装置であって、前記掻取子は、前記撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさが前記樹脂をフッ素樹脂としたときよりも小さくなる樹脂で形成され、前記金属製の撹拌容器の内周面の傷付きによる金属滓の発生を抑制したことで実現した。
【００２１】
前記攪拌容器は、ステンレス製であり、前記耐摩耗性樹脂は、ポリブチルナフタレート（ＰＢＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ）の何れかであってもよい。
【００２２】
前記攪拌容器は、ステンレス製であり、前記耐摩耗性樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)とフッ素樹脂(ＰＴＦＥ)の複合材であってもよい。
【００２３】
前記樹脂の磨耗滓の粒子の大きさは、平均粒子径が０．１ｍｍを下回るのがよい。
【００２４】
前記撹拌装置に用いる掻取子であって、前記撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさが前記樹脂をフッ素樹脂としたときよりも小さくなる樹脂で形成されたことで実現した。
【実施例】
【００２５】
［全体概要構成］
図１は、本発明の実施例１に係る撹拌装置として掻取押し付け式の加熱撹拌釜を示し一部を断面にした正面図である。
【００２６】
［材質の表記］
本明細書では、記述の都合上、以下のように、樹脂材料名を、略称を用いて表記する。
ＰＴＦＥ：テフロン（登録商標）（ポリテトラフロロエチレン単成分）
ＰＢＮ  ：ポリブチレンナフタレート樹脂
Ｓ３００：スミカスーパーＳ３００（登録商標）（芳香族ポリエステルとＰＴＦＥのブレンド樹脂）
ＰＰＳ  ：テクトロンＨＰＶ（登録商標）（ポリフェニレンサルファイト樹脂）
ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ：ＳＵＳＴＡＰＥＥＫＧＬＤ１４０ＦＧ（登録商標）（ＰＥＥＫ(ポリエチルエーテルエーテルケトン)とＰＴＦＥのブレンド品）
なお、後ろ側の括弧は、前側の登録商標と同格の物質を示す。他の項における材質の表記も同様である。
【００２７】
本実施例の掻取押し付け式の加熱撹拌釜１は、加熱釜３と撹拌部５とを備えている。
【００２８】
加熱釜３は、材料を投入して撹拌処理するための金属製の撹拌容器であり、例えばステンレスで形成されている。加熱釜３の内表面３ａが鏡面仕上げであり、後述する掻取羽根が摺動する。加熱釜３は、金属製であれば銅などの材質を適用することもできる。
【００２９】
加熱釜３は、横置きの円筒部７上にホッパー部９を設けたものである。円筒部７の軸心部には、回転軸１１が回転自在に支持されている。回転軸１１は、駆動モータ１２によって回転駆動されるようになっている。回転軸１１には、所定間隔で撹拌部５が取り付けられ、回転駆動によって加熱釜３内の被撹拌物を撹拌可能としている。
【００３０】
加熱釜３に投入される被撹拌物は、流動性のある食材とした。流動性は、良くても悪くても良い。流動性の悪い食材としては、例えば含水粉体や餡等の粉体や固体又は粘性の高い物質或いは塑性流動する物質等を対象とし、加熱撹拌する。
【００３１】
［撹拌部］
図２は、撹拌部の要部を示す断面図である。
【００３２】
各撹拌部５は、図１、図２のように、アーム１３と、該アーム１３の先端に設けられた掻取羽根１５と、アーム１３と掻取羽根１５との間に設けられた付勢部材としてのコイルばね１７とを備えている。
【００３３】
アーム１３は、基端側が回転軸１１に対して支持されている。アーム１３の先端には、掻取羽根１５取付用のブラケット部１９が設けられている。ブラケット部１９は、回転軸１１の軸心に対し平面から見てθの角度を持って設定されている。
【００３４】
掻取羽根１５は、加熱釜３の内表面３ａに対して正転時の回転方向（矢印ａ方向）に対し後方（矢印ｂ方向）へ後傾となるように傾斜配置されている。掻取羽根１５は、アーム１３のブラケット部１９に回転軸２０により結合された結合部２１に撹拌子として羽根部２３が支持された構成である。
【００３５】
コイルばね１７は、ブラケット部１９の基部に対して取り付けられている。コイルばね１７と掻取羽根１５との間には、円筒形状のシリンダ２５が設けられている。
【００３６】
すなわち、コイルばね１７は、正転時及び静止時にシリンダ２５を介して掻取羽根１５を結合部２１の回転を介して加熱釜３の内表面３ａ側へ押し付け付勢している。
【００３７】
また、シリンダ２５は、掻取羽根１５が反転すると、結合部２１の回転によって押し上げられ、コイルばね１７の付勢力に抗して移動する。従って、掻取羽根１５は、コイルばね１７の付勢力に抗して回転軸２０周りに揺動可能となっている。
【００３８】
羽根部２３は、加熱釜３の内表面３ａに縁部２３ａが接して内周面２３ｓを掻き取りながら摺動する構成であり、耐摩耗性樹脂で先端の断面が図２のように鋭角に形成されている。この耐摩耗性樹脂の羽根部２３は、金属の内表面３ａに摺動するときの樹脂の磨耗滓の発生量が「ＰＴＦＥ」より少なく、その平均粒径が１００μｍ以下で、且つ、大きな粒子の大きさが最大でも、概ね1mm以下の粒径となるような樹脂である。
【００３９】
耐摩耗性樹脂の具体例は、「ＰＢＮ」、「ＰＰＳ」、「ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ」、ＰＢＮ製、ＰＰＳ製、又は、ＰＥＥＫとＰＴＦＥの複合材製は、ＰＴＦＥ製に比較して樹脂の磨耗滓が小さく、且つ少ない性状である。
【００４０】
そして、加熱釜３に材料を投入し、撹拌部５を所定の周期毎に正転及び反転させる。例えば、あん煉りの場合、正転を３回転行わせた後、反転を３回転行わせ、水分蒸発により材料が目的重量となるまでこれを繰り返す。
【００４１】
正転及び反転を所定周期毎に繰り返すと、逆方向の回転力によって材料が撹拌部５と供回りするのを抑制又は解消することができ、材料を流動させることができる。
【００４２】
そして、正転時には、撹拌部５の掻取羽根１５によって材料の掻き取りを行うことができる。すなわち、掻取羽根１５は、回転方向後方側へ後傾しているため、加熱釜３の内表面３ａに対する掻き取り作用のための角度が鋭角をなしながら摺動回転する。このため、掻取羽根１５は、材料を加熱釜３の内表面３ａから離反するように案内流動させる。従って、材料は、加熱釜３の内表面３ａで加熱された部分とその内側の加熱されていない部分とが混合されて全体として加熱撹拌が行われる。
【００４３】
また、正転時には、コイルばね１７の付勢力と共に材料の抵抗によって掻取羽根１５が加熱釜３の内表面３ａに押し付けられるため、確実に掻き取りを行わせることができる。
【００４４】
一方、反転時には、撹拌部５の掻取羽根１５によって材料の押し付けを行うことができる。すなわち、掻取羽根１５は、正転時の回転方向後方側へ後傾しているため、反転時の加熱釜３の内表面３ａに対する掻き取り作用のための角度が鈍角をなしながら回転する。このため、掻取羽根１５は、内側の非加熱の材料を加熱釜３の内表面３ａ側に向けて案内流動させる。
【００４５】
かかる掻取羽根１５による撹拌動作において、羽根部２３は、加熱釜３の内表面３ａに対する掻き取り作用のための角度が鋭角をなしながら摺動回転するも、調理後に内表面３ａの傷は殆ど見られず、磨耗滓も少なく微粉であった。
【００４６】
ここで、本発明実施例に関する概要を述べる。
【００４７】
背景技術に述べた問題の中で、問題点３は、耐摩耗性の樹脂を採用すれば、樹脂磨耗滓量が減少すると予想されるが、金属磨耗滓量については予測できない。問題点１は、金属よりかなり軟らかいＰＴＦＥ等の樹脂で金属面が傷つくというコンセプトは通常では予測できない。問題点２も、その現象が金属磨耗滓の形状と掻取羽根の物性等により影響されると思われるが、どのような機構・原因で進行するか、明確ではなく、予測が困難である。
【００４８】
即ち、これ等の性能を総合的に保持する掻取材料の特定は、単に物性値を比較するのみでは困難であり、発明者は試行錯誤の結果、食品機械の加熱壁面を焦げ付き防止のため或いは、伝熱促進のため掻取る時に、金属表面を磨耗させない性能が樹脂の磨耗滓の粒子の大きさに関係することを見出した。
【００４９】
具体的には、掻取摺動により発生する樹脂の磨耗滓の粒子の大きさが０．１ｍｍ以下である場合に、金属表面を磨耗させない性能を発揮する。
【００５０】
このような、機能を発揮させることのできる樹脂は、特に限定されないが、発明者の試験によれば、フッ素樹脂単成分の樹脂より優れた樹脂として、ＰＢＮ、ＨＰＶ、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ等がある。
【００５１】
後述する試験の範囲で、前記粒子の大きさに関係することは明らかであるが、この関係が磨耗理論からも妥当であることを説明する。
【００５２】
磨耗の種類は  凝着磨耗、アブレシブ磨耗、疲労磨耗、トライボ化学磨耗に分けられる。
【００５３】
金属面と樹脂面が摺動摩擦する場合、硬度の大きい金属は磨耗せず、硬度の小さい樹脂が磨耗する。
【００５４】
しかしながら、加熱攪拌機において、現実に金属面の磨耗、損傷が生じているのは、以下のような機構によると考えられる。
【００５５】
金属面も樹脂面との摺動により応力を受け、この応力により、金属面に疲労磨耗が起こり、金属面が極少量磨耗し、金属の磨耗滓が生成する。
【００５６】
次に、発生した金属磨耗滓の一部が樹脂面に埋め込まれ、この金属磨耗滓と金属面とが摺動し、金属面のアブレシブ磨耗が発生し、金属磨耗滓の発生量が増加する。増加した金属磨耗滓の一部が更に樹脂面に埋め込まれ、金属磨耗滓量の増大による金属面とのアブレシブ磨耗が加速される。
【００５７】
即ち、金属磨耗滓が掻取羽根の掻取樹脂面に埋め込まれる程度が金属面の磨耗に大きな影響を与える。
【００５８】
そこで、どのようにして金属磨耗滓が掻取り樹脂面に埋め込まれるかを考察する。
【００５９】
後に説明するが、金属磨耗滓が掻取樹脂面に埋め込まれる頻度は、樹脂側の磨耗滓の大きさが影響すると思われるので、その理論（磨耗滓が大きくなる機構）を先ず解説する。
【００６０】
文献（トライポロジスト、52、10(2007)735）によれば、電子顕微鏡で摩擦過程を観察すると、磨耗面の間で磨耗滓が生成する機構は、いきなり磨耗滓となる切り子が生成するのではなく、摩擦面の間で移着粒子と呼ばれる摩耗滓のもとが次第に摩擦界面に蓄えられていく。この過程を移着粒子の成長過程という。
【００６１】
その後，掛かっている剪断力に耐えられなくなり、移着粒子は界面からもぎ取られ摩擦滓として摩擦面外に出て行く。発生した小さい粒子が大きくなってから系外に出て行くことは消しゴム滓の生成過程の観察でも確認されている。
【００６２】
まとめると、磨耗滓の粒子の大きさが大きい場合は、摩擦面における移着粒子の蓄積量が多いという事になる。
【００６３】
ＰＴＦＥの磨耗滓は、後述の写真に示すように、膜状の樹脂が絡み合って円柱状の形状となっており、消しゴムの磨耗滓の形状に酷似しており、掻取樹脂の磨耗滓の粒子の大きさはこの機構にて決まる。
【００６４】
掻取樹脂磨耗滓の大きさと金属磨耗滓が樹脂に食い込むことの因果関係は次の通りである。
【００６５】
金属磨耗滓が摩擦樹脂表面に食い込む過程は、先ず摩擦面で金属面の疲労磨耗等により微量の金属磨耗滓が生成する。この金属磨耗滓の一部が摩擦面の樹脂移着粒子に取り込まれる。移着粒子中の金属磨耗滓が摩擦に伴う応力により摩擦界面の樹脂本体に食い込む。
【００６６】
樹脂本体摩擦面に金属磨耗滓が食い込むと摩擦面で金属同志（金属磨耗滓と金属壁面）の磨耗が起こり、更に金属磨耗滓が発生する。この金属磨耗滓の一部が前述の機構で摩擦面の樹脂に取り込まれ金属壁の磨耗が加速する。(トライボ化学磨耗の理論によると、金属磨耗滓は酸化反応等により金属面より硬くなるので磨耗滓が磨耗せず金属面側の磨耗がより進行する。)
【００６７】
従って、生成した金属磨耗滓を極力、摩擦面の掻取樹脂面に食い込ませないことが、金属面の磨耗を抑制するポイントである。
【００６８】
先に説明したように、大きな樹脂磨耗滓が生成する場合は摩擦界面(樹脂表面側)に多量の移着粒子(樹脂磨耗物質)が蓄積され、移着粒子が大きくなってから樹脂表面から離れて行く。
【００６９】
摩擦で、微量生成した金属磨耗滓がこの移着粒子(樹脂磨耗物質)と接触する場合、移着粒子の量が多いほど、金属磨耗滓が移着粒子(樹脂磨耗物質)に取り込まれる確率が増加する。
【００７０】
結局、移着粒子が多ければ、摩擦面に留まる金属磨耗滓が多くなると考えられる。すると、金属磨耗滓が摩擦面の樹脂に食い込む量も多くなる。(羽根上の樹脂磨耗滓に含有された金属磨耗滓が摩擦運動により圧迫され、磨耗してない羽根本体の樹脂部分に移動させられる機構)
即ち、樹脂磨耗滓の大きさが大きい場合、移着粒子(樹脂磨耗物質)が大きく、取り込まれた金属磨耗滓量が増大し、掻取羽根の摩擦面に埋め込まれる金属磨耗滓の量が増大するので、摩擦金属面の磨耗が進行する。
【００７１】
以上をまとめると、樹脂磨耗滓の大きさが大きくなると、掻取羽根の磨耗滓生成部分の保有移着粒子(樹脂磨耗物質)量が多いので、この摩擦部分に金属磨耗滓が取り込まれる可能性が高くなり、掻取樹脂本体に金属磨耗滓が打ち込まれる可能性が高まるというメカニズムである。
【００７２】
掻取樹脂磨耗滓が小粒子の場合は樹脂磨耗滓生成部分の保有樹脂量が少なく、ここに金属磨耗滓を含む可能性が小さくなり、金属壁面を傷つけない。
【００７３】
後述の試験結果を予め整理すると樹脂磨耗滓粒子サイズと金属面の磨耗は、図３の図表のようになった。
【００７４】
図３のように、樹脂磨耗滓の形状が大きい、ＰＴＦＥ、スミカスーパーＳ３００（以下単に「Ｓ３００」と称する。）は、金属磨耗滓の発生量が多く、樹脂磨耗滓の形状が微細なＰＢＮ、ＰＰＳ、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫは金属磨耗滓の発生が少ない結果となっている。ＰＴＦＥ、Ｓ３００は、樹脂の掻取羽根の金属壁接触部表面に金属磨耗滓の付着が認められる。
【００７５】
整理すると、以下のように、発生する金属磨耗滓量と樹脂磨耗滓の粒子の大きさとは相関性を持つ。
・樹脂磨耗滓の大きさ
ＰＴＦＥ＞Ｓ３００＞＞ＰＢＮ、ＰＰＳ、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ
・金属磨耗滓量
ＰＴＦＥ＞Ｓ３００＞＞ＰＢＮ、ＰＰＳ＞ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ
【００７６】
従って、磨耗滓の大きさが微細となる樹脂を掻取材として採用すれば、本条件(食品調理での焦げ付き防止等)での金属壁の掻取において、金属磨耗滓の発生を抑制し、金属壁面の傷を抑制することができる。
【００７７】
なお、Ｓ３００は、ＰＰＳ、ＰＢＮと比較すると、樹脂磨耗滓の量で見る場合に、磨耗量に大差なく、類似している。しかし、その磨耗樹脂滓の粒径で見ると、Ｓ３００の粒径は、ＰＰＳ、ＰＢＮの粒径よりも大きく、金属磨耗滓の発生も多くなった。
【００７８】
［比較試験］
発明者等は実施例の加熱釜３を用い、内容積３００Ｌとして羽根部２３に関する比較試験を行った。
【００７９】
実施例品と同様な梶原工業株式会社製（東京都台東区松が谷２−１３−１３）の加熱撹拌機（ＫＨ−３）の３００Ｌ型で比較試験を行った。本機は複数の掻取羽根１５を備えるが、その内の1本、３番目の羽根のみをセットした。なお、３番羽根というのは図１の右から３番目の羽根を意味している。
【００８０】
この掻取羽根１５の材質をＰＴＦＥ製の羽根部と、４種の樹脂、ＰＢＮ製、ＰＰＳ製、Ｓ３００、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫの羽根部とについて、比較試験を３回ずつ行った。
【００８１】
（試験方法）
比較試験方法は、加熱撹拌機（ＫＨ−３）に３番羽根のみをセットし、市水１５０ｋｇ投入、撹拌１８ｒ／ｍｎ（正転）、製品温調９０℃で蒸気加熱を継続し、５時間で終了した。
【００８２】
蒸気加熱の水運転５時間後、水中に浮遊する磨耗滓、羽根及び内缶接触面の状況を確認した。水を全量濾過後濾紙に通し紙上の滓を回収、重量を測定した。羽根部２３と加熱釜３の内表面３ａ及び濾紙を観察した。羽根部２３の変化、滓の発生状況は拡大鏡による撮影を行った。ステンレス磨耗滓は、水中沈殿物と濾紙残渣の目視、羽根部２３の内表面３ａの目視で判断した。
【００８３】
（比較結果）
結果は、図４〜図１０の通りとなった。図4は、磨耗滓の発生状況の結果を総合的に示す図表である。図５（Ａ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の磨耗滓の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の接触面の低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。図６（Ａ）は、全芳香族ポリエステル製の掻取羽根の磨耗滓の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、全芳香族ポリエステル製の掻取羽根の接触面の低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真、（Ｅ）は、全芳香族ポリエステル製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｆ）は、同高倍率の写真である。図７（Ａ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根の接触面の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。図８（Ａ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根の接触面の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。図９（Ａ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根の羽接触面（羽根面）の低倍率の写真、（Ｂ）は、同高倍率の写真、（Ｃ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根の磨耗滓を濾紙で採集した低倍率の写真、（Ｄ）は、同高倍率の写真である。図１０は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の場合の磨耗滓を捕集した濾紙の写真である。
【００８４】
なお、図４〜図９において低倍率、高倍率の程度は、同条件で撮影した１ｍｍスケールの拡大写真で代用表示する。図１１（Ａ）は、１ｍｍスケールの低倍率、（Ｂ）は１ｍｍスケールの高倍率である。図１１（Ａ）の低倍率が、図４〜図９における低倍率を表し、図１１（Ｂ）の高倍率が、図４〜図９における高倍率を表わす。
【００８５】
図５〜図９は、図４における写真の拡大写真であり、例えば図４中の各写真における左上段の写真は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の磨耗滓の低倍率の写真であり、これを図５（Ａ）に示している。他の写真も同様である。掻取羽根の接触面は、加熱釜に対する接触面である。
【００８６】
図１０のように、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の磨耗滓は、大きいもので数ｍｍのケシゴムの屑状の磨耗滓がかなりの量あるのが視認できる。
【００８７】
図４〜図１０のように、比較試験を行った4種の樹脂による掻取羽根、ＰＰＳ製、ＰＢＮ製、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製、Ｓ３００製はＰＴＦＥ製と比較し、かなり磨耗滓量が少なく、耐摩耗性に優れている。また、磨耗滓の大きさも小さくなっており、ＰＰＳ製、ＰＢＮ製、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫＧ製は、磨耗滓が微量で且つ形状がＰＴＦＥ製と異なり微粒子で、目立ちにくい利点もある。
【００８８】
Ｓ３００製は、ＰＴＦＥ製と比較し、かなり磨耗滓量が少なく、耐摩耗性に優れているが、滓の形状がＰＴＦＥ製より小さいが類似形状である。
【００８９】
一方、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製はＳ３００製と同様、ＰＴＦＥを構成物に含むが磨耗滓量は大幅に少なく、形状も、より微粒である。
【００９０】
（比較試験時の羽根の目視の状況）
（フッ素樹脂羽根）
フッ素樹脂製の掻取羽根は、加熱釜との接触面に金属磨耗滓が付着し、黒く汚れて、羽根先端がめくれ上がっていた。樹脂の膜状の磨耗滓が消しゴム屑状に絡み合って大粒子を形成していた。加熱釜の内表面の磨耗痕も時間と共に増大した。
【００９１】
（ＰＰＳ、ＰＢＮ、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ羽根）
発生した摩耗滓は非常に微細で量、大きさ共にフッ素樹脂をはるかに下回った。羽根先端がめくれる傾向も見受けられなかった。加熱釜の内表面の磨耗痕は殆どなく、目視の判定は困難であった。
【００９２】
（Ｓ３００羽根）
羽根は、接触面に少量の金属磨耗滓が付着し、樹脂の磨耗滓は量的には多くないが、膜状で消しゴム屑状に絡み合ってフッ素樹脂の場合と類似し、フッ素樹脂よりも一回り小さい、中粒子を形成していた。加熱釜の内表面にも若干の傷が生じていた。
【００９３】
図１２は、水中の磨耗滓の発生状況を示し、（Ａ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根による結果、（Ｂ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根による結果、（Ｃ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根による結果、（Ｄ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根による結果、（Ｅ）は、Ｓ３００製の掻取羽根による結果である。
【００９４】
図１２（Ａ）のように、ＰＴＦＥ製は、磨耗滓が多量に見えた。図１２（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）のように、ＰＢＮ製、ＰＰＳ製、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製は、磨耗滓が見えなかった。Ｓ３００製は、磨耗滓がごく少量見えた。
【００９５】
図１３は、掻取羽根の磨耗状況を示し、（Ａ）は、ＰＴＦＥ製の掻取羽根の状況、（Ｂ）は、ＰＢＮ製の掻取羽根の状況、（Ｃ）は、ＰＰＳ製の掻取羽根の状況、（Ｄ）は、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の掻取羽根の状況、（Ｅ）は、Ｓ３００製の掻取羽根の状況を示す写真である。
【００９６】
図１３（Ａ）のように、ＰＴＦＥ製の羽根部は加熱釜の内表面への接触面が黒く汚れて、羽根先端がめくれ上がっていた。始めは小さな粒状の摩耗粉が発生するが、時間とともに薄皮状に伸び広がっていた。
【００９７】
図１３（Ｂ）、（Ｃ）のように、ＰＢＮ製、ＰＰＳ製の羽根部は、発生した摩耗粉も目視で明らかにＰＴＦＥ製より少なかった。羽根部先端がめくれる傾向も見受けられなかった。
【００９８】
図１３（Ｄ）のように、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫ製の羽根部は、発生した摩耗粉も目視で殆ど認められず少なかった。羽根部２３先端がめくれる傾向も見受けられなかった。
【００９９】
図１３（Ｅ）のように、Ｓ３００製の羽根部２３は加熱釜の内表面への接触面が薄く黒く汚れていた。羽根部２３先端がめくれる傾向があり、薄皮状の磨耗物が見受けられる。
【０１００】
この辺の状況は図４の拡大鏡の写真を見ると、良く判る。
【０１０１】
拡大したので、一部しか見えないが、
（Ａ）ＰＴＦＥの場合、白い樹脂に金属磨耗滓が食い込んでいるのが見える。
（Ｂ）ＰＢＮでは樹脂のみでステンレス粉は見えない
（Ｃ）ＰＰＳでは極少量であるが、ステンレス粉が樹脂に食い込んでいるのが見える。
（Ｄ）ＳＵＳＴＡＰＥＥＫでは樹脂表面に白い傷状の磨耗痕があるが、ステンレス粉は見えない。
（Ｅ）Ｓ３００では磨耗物がフイルム状に付着し、筋上にステンレス粉が食い込んでいるのが見える。
【０１０２】
［ＰＴＦＥ製掻取羽根の問題点］
ここで、以上より、再度ＰＴＦＥ製の羽根部の問題点を挙げる。
１）磨耗滓が発生する。水を攪拌すると磨耗滓が水面に浮いてくる。
２）加熱釜３の内表面３ａに傷が付く。特に、何も入れない時、或いは水を入れて加熱釜３を掻き取ると内表面３ａに傷が急速に付く。
３）使用中、ＰＴＦＥ製掻取羽根の掻取面に金属屑が食い込み、更に使用を続けると、食い込んだ金属屑と内表面３ａの金属同士が接触し、壁面の傷が更に深くなった。
４）ＰＴＦＥの磨耗滓は数ｍｍの大粒子が多く発生し、磨耗して発生した金属磨耗滓を含有していた。
【０１０３】
［磨耗試験結果］  
ステンレスの加熱釜３の内表面３ａへの傷のつけ具合はＰＢＮ製、ＰＰＳ製、ＰＥＥＫ製ともごく少なく殆どなく、ＰＴＦＥ製からの改善は非常に大きかった。Ｓ３００製は、加熱釜の内表面に傷が少量発生したが、ＰＴＦＥ製からの改善はかなりあった。
【０１０４】
羽根部２３の樹脂摺動面に対する磨耗した金属磨耗滓の食い込みは、ＰＥＥＫ製、ＰＢＮ製は殆ど見られず、ＰＰＳ製は極少量の食い込みが見られるものの、ＰＴＦＥ製からの改善はかなり大きかった。
【０１０５】
金属磨耗量は、ＰＥＥＫ製、ＰＢＮ製、ＰＰＳ製、Ｓ３００は少なく、ＰＴＦＥ製からの改善も大きかった。
【０１０６】
［ＰＢＮの大規模磨耗試験］
（樹脂磨耗滓）
金属磨耗が少ない樹脂製掻取羽根の磨耗機構を検討するため、ＰＢＮ製羽根を用い、大規模磨耗試験を行い、磨耗滓を回収し磨耗滓の形状を調査した。
【０１０７】
実施例1の装置において、加熱撹拌機（KH-3）に６本の掻取羽根全てにＰＢＮ樹脂製の掻取羽根をセットし、市水１５０ｋｇを投入し、撹拌１８ｒ／ｍｉｎ（正転）、製品温調９０℃で蒸気加熱を継続し、５時間で終了した。
【０１０８】
生成したＰＢＮ磨耗滓中に目視で粒子が確認できる大粒子が若干(数個)あったので観察試料として分離回収した。
【０１０９】
これを拡大鏡で観察した結果を図１４（Ａ）〜図１４（Ｊ）に示す。図１４（Ａ）〜（Ｊ）は、粒子径の各大きさの拡大写真を示している。図１４の粒子中の直線で示すように、粒子径の測定は、最大寸法で行った。
【０１１０】
粒子の大きさは０．２〜１ｍｍ（大きいもので１ｍｍ弱、おおよそが０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲）で白色の薄い皮状で金属磨耗滓は含有されていない。
【０１１１】
処理液中に微粒子が浮遊していたので、静置し、透明な上澄みを分離し濃縮し、最終的に微粒子の希薄スラリーを少量得た。
【０１１２】
これを、光学顕微鏡観察、レーザー法粒度分布測定、画像法粒度分布測定の試料とした。用いた測定器は、マスターサイザー３０００ (マルバーン社製)である。
【０１１３】
レーザー法による粒度分布測定結果は、図１５に示す。図１５のように平均粒径約５０μｍ程度であった。小さい粒子から粒子重量を積算し、積算重量が全体の５０％になった時点での粒子径を平均粒径としている。平均粒径の取り方については特に限定されず、種々の手法を用いることができる。
【０１１４】
図１６は、画像解析式粒度分布測定装置の画像測定結果を示す写真である。この装置は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ３０００と呼ばれる分析計であり、希薄試料液をセルの中に通し、粒子一個ずつを連続撮影する。その測定写真の一例が図１６である。
【０１１５】
図１６のように、ＰＢＮの粒子も薄皮状であることがわかった。
【０１１６】
更に、光学顕微鏡でこの試料を観察した。
【０１１７】
図１７は、粒度分布測定結果中のサンプルを拡大したものであり、（Ａ）は、１００倍、（Ｂ）、（Ｃ）は、４００倍である。観察の結果、図１７のように、ＰＢＮの粒子も数十ミクロン程度の大きさで薄い皮状の粒子であった。
【０１１８】
［磨耗の考察］
金属壁を掻取りした時、金属に傷をつけ難い樹脂を試行錯誤の結果見出す事ができたが、どのような樹脂が問題を解決できるか、考察する。
【０１１９】
（磨耗理論）
磨耗理論によると、２材料間の滑りで磨耗が発生するメカニズムは、４種類がある。
【０１２０】
図１８（Ａ）は、接着で起こる磨耗の状況の説明図、図１８（Ｂ）は、アブレシブ磨耗（アブレージョン＝ざらつき磨耗）の状況の説明図、図１８（Ｃ）は、表面疲れ磨耗（疲労磨耗）の状況の説明図である。
【０１２１】
（接着で起こる磨耗：凝着磨耗）
図１８（Ａ）のように、ミクロに見た場合、面は平坦ではなく凹凸があり、接触点は極一部である。
【０１２２】
面同士の滑り運動により接触点は変形し、接触面は大きくなる。この時生じた応力により面の一部に破断が発生し、磨耗が生じる。接着点で摩耗粒子になる確率を「摩耗係数（wear  coefficient)」と呼び「ｋ」で表す。 滑りあう金属で接着摩耗係数は異なり、荷重がある大きさになると突然増えたりする。ステンレス鋼−ステンレス鋼  ｋ＝21/1000
【０１２３】
（摩耗粉の大きさ）
金属などは単結晶から構成されているが、摩耗が２固体間で起き摩耗粉となる金属では摩耗素子（１５ナノメートル前後から５０ナノメートル前後）の素となる粒子が起因して大きな摩耗粉を作り上げていると考えられている。これを摩耗素子と呼んでいる。粉砕法では製造出来ない大きさで、原子や分子やクラスターなどからビルトアップ法で作られるサイズと考えられている。
【０１２４】
（アブレシブ摩耗：アブレージョン＝ざらつき磨耗）
図１８（Ｂ）のように、すべりあう物体の表面に凸凹があり、界面で凸凹がかみ合って抵抗し、摩擦・摩耗粉を生じる。これを「掘り起こし（plowing)摩耗」と呼ぶ。アブレシブ摩耗係数＝ｋabrで表される。掘り起こし方は２つ考えられる。
ａ．硬い物が柔らかい物を削る。
ｂ．すべり面に硬い物がはさまれ、片方の面に埋め込まれて、反対側の面を削る。
【０１２５】
固い摩耗粉が柔らかい相手金属（樹脂・その他の場合もある）に埋まり、 膜厚が薄くなった場合や圧力がかかった時、相手金属と摺動してしまうことで、固い金属同士の摩耗が起こる。
【０１２６】
（表面疲れ磨耗：疲労磨耗）
図１８（Ｃ）のように、垂直荷重と摩擦力がくり返し作用することによる疲労によって摩耗が起こる。通常は金属表面層にクラックを生じ、それが内部に進行し、クラックから金属粒子が摩耗粒子と言うかたちで 切り離されることをさす。一般的に「金属疲労」と呼ばれるものの微視的な状態を指すこともできる。
【０１２７】
潤滑液の粘度は影響が大きく、低粘度になるにつれ疲労寿命は短くなる傾向にある。
【０１２８】
添加剤に含まれる分子など(Ｐ−リンやＳ−イオウ）の摺動面への吸着力が強いか弱いかで疲労寿命は変わる。添加剤が表面金属を硬くするように作用することは耐摩耗性に有効と思われる。
【０１２９】
最も影響が大きいと思われるのが凝着力に起因する疲労を低下させるように働く成分になると思われるが周囲の環境（温度・金属成分など）にも大きく影響を受ける。
【０１３０】
（トライボ化学摩耗）
摩擦する固体表面での化学反応に環境が影響を及ぼし、摩耗を早めたり、押さえたりする。
【０１３１】
機械の運動条件により上記摩耗機構と同時的に発生する場合が多く、このような反応を「トライボ化学反応」といい、オイルや添加剤の研究分野となっている。
基本的には、表面凸部が熱的、機械的に活性化されると、異なる表面層の形成が起こる場合がある。表面層は一般的に脆性破壊し易くなると言える。
【０１３２】
(磨耗滓が大きくなる機構)
大きな摩耗粉が生じるのは，摩擦面の間で摩耗粉のもとが次第に成長していくからである。文献（トライポロジスト、52、10(2007)735）によると、電子顕微鏡で摩擦過程を観察すると、摩耗粉のもと(移着粒子)が、摩擦界面に蓄えられ、かかっている剪断力に耐えられなくなると、移着粒子は界面からもぎとられ大きな摩耗粉として摩擦面外に出る。発生した小さい粒子が大きくなってから系外に出ていくことは消しゴム滓生成過程の観察でも確認されている。
【０１３３】
以上の理論から、問題とするステンレスの内表面３ａを樹脂製の羽根部２３で掻き取る時に発生する磨耗のメカニズムを考察する。
【０１３４】
樹脂製の羽根部２３の磨耗は、凝着磨耗、ざらつき磨耗、疲労磨耗である。樹脂は、金属に対し強度が弱いのでこのような磨耗機構が起こる可能性がある。
ステンレスの内表面３ａの磨耗は、ざらつき磨耗、疲労磨耗である。初期は疲労磨耗のみである。
【０１３５】
内表面３ａの磨耗で見ると、金属の材料強度が樹脂に比べ非常に高いので、凝着磨耗の場合、変形は主に樹脂側である羽根部２３で発生し、金属側である内表面３ａでは磨耗が起こる可能性は極めて低いと考えられる。
【０１３６】
ざらつき磨耗の場合、金属磨耗滓が樹脂の羽根部２３及び磨耗滓に食い込んで固定された場合に発生する。但し、初期は金属磨耗滓がないので、ある程度金属磨耗滓が発生し蓄積した段階で発生すると思われる。
【０１３７】
疲労磨耗の場合、金属の内表面３ａの凸部の一部に応力が集中し、疲労が起きる可能性が考えられる。実際に内表面３ａ側の磨耗が発生している点を考慮すると、疲労磨耗で微量の金属磨耗滓が生成し、次いでざらつき磨耗により金属製の内表面３ａの磨耗が進行すると考えられる。
【０１３８】
ＰＴＦＥ製の掻取羽根１５の場合は、図５（Ｃ）、（Ｄ）の写真にあるように、羽根部２３表面に金属磨耗滓が付着しており、ざらつき磨耗で金属製内表面３ａの磨耗が進行すると考えられる。
【０１３９】
Ｓ３００製の羽根部２３の場合は、ＰＴＦＥに比べ金属磨耗滓の生成量は少ないが、図１３（Ｅ）の写真にあるように、羽根部２３の表面に金属磨耗滓が付着しておりざらつき磨耗で金属性内表面３ａの磨耗が進行すると考えられる。
【０１４０】
ＰＰＳ、ＰＢＮ、ＰＥＥＫの樹脂については、金属磨耗滓の付着はなく、内表面３ａの磨耗は僅少に留まっていた。
【０１４１】
これをＰＴＦＥ製の羽根部２３で考えると、疲労磨耗で発生した金属粉が羽根部２３に付着している。
【０１４２】
掻取樹脂に金属磨耗粉が付着するかどうかが、内表面３aの磨耗に大きな影響を与える。
【０１４３】
（金属製内表面の疲労摩耗）
掻取の目的は付着物を内表面３ａから引き離すのが目的であり、付着物に対し鋭角に羽根部２３を当て、付着物と内表面３ａとの間に羽根部２３を入れ込む動きをさせる。
【０１４４】
これは羽根部２３を内表面３ａ側に押付ける力となるが、この方向には羽根部２３は移動できないので大きな抗力が発生し、内表面３ａに大きな圧縮力が作用し、摩擦力が更に高まる作用をもたらす。
【０１４５】
付着物のない、内表面３ａと羽根部２３との接触でも、この関係は同様の作用をもたらすと思われる。
【０１４６】
即ち、内表面３ａも拡大すれば凹凸があり、表面に凹凸のある羽根部２３と摺動することになるので、羽根部２３に生じる応力は羽根部２３の進行方向の反対方向となる。
【０１４７】
羽根部２３は、コイルばね１７により内表面３ａに追従するよう動き得る。しかし、羽根の進行方向及び反対方向には動かないので、羽根部２３の支持機構から抗力を受け、この応力を解消する。しかしながら、この抗力には構造上、内表面３ａを圧縮する成分があり、摩擦により発生する応力は増大する。
【０１４８】
このため、金属面に疲労に起因する磨耗が発生すると考えられる。
【０１４９】
［焦げ付き防止］
あん煉り、食品加工に実際に使用し、掻取による焦げ付き防止効果を比較したが、ＰＴＦＥ製と同等の防止効果であった。
【０１５０】
焦げ付き防止は、加熱される加熱釜３の金属製の内表面３ａと掻取羽根１５とが密着しながら掻き取ることで行われる。
【０１５１】
金属製の内表面３ａは厳密に言えば凹凸があり、真円からも外れているので、掻取羽根１５と金属面は完全には接触せず、一部には隙間が生じる。
【０１５２】
羽根部２３を上記実施例のようにスプリング等の力により内表面３ａに押付け変形させる事で密着度を上げる事が焦げ付き防止の効果を得るには重要である。即ち、羽根部２３の素材の弾性率は低い方が好ましい。
【０１５３】
曲げ弾性率は、ＰＴＦＥ：550MPaに比較してＰＢＮ：1920MPa、ＰＰＳ：3900 MPaと弾性率が大きく、押付け力による変形が少ないので、掻取不良による焦げ付きが懸念されたが、実用上、差が見られなかった。
【０１５４】
［滓の形状と磨耗金属が樹脂に食い込むことの因果関係の説明］
先に説明したように、大きな滓が生成する場合は磨耗界面(即ち樹脂表面)に多量の磨耗物質が蓄積されて、粒子が大きくなってから樹脂表面から離れて行く。
【０１５５】
生成した微量の金属磨耗滓がこの樹脂磨耗物質と接触することになり、金属滓が磨耗面に留まり、樹脂に食い込む可能性が高まると思われる。
【０１５６】
試験結果を見ると、樹脂磨耗滓の形状が大きい、ＰＴＦＥ、Ｓ３００は、金属磨耗滓の発生量が多く、樹脂磨耗滓が微細なＰＢＮ、ＰＰＳ、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫＧＬＤ１４０ＦＧは金属磨耗滓の発生が少ない結果となっている。樹脂の接触部表面にＰＴＦＥ、Ｓ３００は、金属磨耗滓の付着が認められる。
【０１５７】
［掻取材料としての適性］
ＰＢＮ、ＰＰＳ、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫは、旧厚生省の食品容器の基準(昭和34年厚生省告示第370号)は何れも満たしている。更に、既存物質、MSDS等の既存情報ではＰＢＮ、ＰＰＳ、ＳＵＳＴＡＰＥＥＫに問題はない。
【０１５８】
［色］
清潔感から白色が望ましいとされている。ＰＢＮ製は白で最適、ＰＰＳ製は青であるが、磨耗滓が混入した場合、目視判別できるので好ましい場合がある。
【０１５９】
［その他］
なお、本実施例の加熱撹拌釜１は、材料として食材の加熱撹拌処理を行なう撹拌装置として構成したが、医薬、漢方薬等の経口物質、塗り薬、医薬品、化粧品等を加熱、非加熱に係わらず撹拌処理する撹拌装置として構成することもできる。
【０１６０】
また、加熱撹拌釜１は、回転軸が横方向に配置された横型であるが、回転軸が縦方向に配置された縦型として構成することもできる。回転軸が縦方向に配置される構成では、回転軸を傾斜させて配置することもできる。この場合、撹拌容器としては、底部が半球状に形成され、この底部に円筒状の胴部が結合された形状となる。
【符号の説明】
【０１６１】
１  掻取り押し付け式の加熱撹拌釜（撹拌装置）
３  加熱釜（撹拌容器）
３ａ  内表面
２３  羽根部（掻取子）
２３ａ  縁部
【図１】
2017217577.tif 000003
【図２】
2017217577.tif 000004
【図３】
2017217577.tif 000005
【図４】
2017217577.tif 000006
【図５】
2017217577.tif 000007
【図６】
2017217577.tif 000008
【図７】
2017217577.tif 000009
【図８】
2017217577.tif 000010
【図９】
2017217577.tif 000011
【図１０】
2017217577.tif 000012
【図１１】
2017217577.tif 000013
【図１２】
2017217577.tif 000014
【図１３】
2017217577.tif 000015
【図１４】
2017217577.tif 000016
【図１５】
2017217577.tif 000017
【図１６】
2017217577.tif 000018
【図１７】
2017217577.tif 000019
【図１８】
2017217577.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月28日(2017.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を投入して撹拌処理するための金属製の撹拌容器と、
前記撹拌容器の内周面に縁部が接して掻き取りながら摺動する樹脂製の掻取子と、を備えた撹拌装置であって、
前記掻取子は、前記撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさが前記樹脂をフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）単成分としたときよりも小さくなる樹脂で形成され、
前記攪拌容器は、ステンレス製であり、
前記樹脂は、ポリブチルナフタレート（ＰＢＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）とフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の複合材の何れかであり、
前記金属製の撹拌容器の内周面の疲労磨耗により生成する金属磨耗滓が前記樹脂の磨耗滓を介して前記掻取子の摩擦界面の樹脂本体に食い込むのを抑制し、
前記金属製の撹拌容器の内周面の傷付きによる金属滓の発生を抑制した、
ことを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌装置であって、
前記材料は、食材等の経口物質、塗り薬、化粧品である、
ことを特徴とする撹拌装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、食材、医薬品、漢方薬等の被撹拌物を撹拌処理するために供される撹拌装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、金属の磨耗滓の発生を抑制することを可能とするため、材料を投入して撹拌処理するための金属製の撹拌容器と、前記撹拌容器の内周面に縁部が接して掻き取りながら摺動する樹脂製の掻取子と、を備えた撹拌装置であって、前記掻取子は、前記撹拌容器の内周面に摺動して発生するときの樹脂の磨耗滓の大きさが前記樹脂をフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）単成分としたときよりも小さくなる樹脂で形成され、前記攪拌容器は、ステンレス製であり、前記樹脂は、ポリブチルナフタレート（ＰＢＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）とフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の複合材の何れかであり、前記金属製の撹拌容器の内周面の疲労磨耗により生成する金属磨耗滓が前記樹脂の磨耗滓を介して前記掻取子の摩擦界面の樹脂本体に食い込むのを抑制し、前記金属製の撹拌容器の内周面の傷付きによる金属滓の発生を抑制したことを特徴とする。