(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌物が入れられる攪拌容器と、
前記攪拌容器を回転させる回転部と、
前記攪拌物に含まれる凝集物を磨り潰す磨り潰し部および前記攪拌物を前記磨り潰し部に呼び込む呼び込み部を有し、前記攪拌物とともに前記攪拌容器に入れられる攪拌子と、
を備え、
前記攪拌子は、略円柱形の外形を有し、
前記磨り潰し部は、前記攪拌容器の内底面に対向する対向面を有し、
前記呼び込み部は、前記攪拌容器の前記内底面と鋭角を為し、前記対向面と前記攪拌子の側面とを繋ぐ傾斜部を有する、
攪拌装置。
【請求項２】
前記攪拌子は、中心部に中心孔を備え、
前記呼び込み部は、前記中心孔をさらに有する、
請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
前記呼び込み部は、前記攪拌子の底部に形成された溝をさらに有する、
請求項１または請求項２に記載の攪拌装置。
【請求項４】
前記溝は、前記攪拌子の前記対向面に繋がる部分であって前記攪拌容器の内底面と鋭角を為す傾斜部を有する、
請求項３に記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記溝は、前記攪拌子と同心の螺線形状を有する、
請求項３または請求項４に記載の攪拌装置。
【請求項６】
前記回転部は、前記攪拌容器の回転により、前記攪拌子の底部が前記攪拌容器の前記内底面に押し付けられる押し付け力の作用を前記攪拌子に与える、
請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の攪拌装置。
【請求項７】
攪拌物に含まれる凝集物を、攪拌容器の内面との間で磨り潰す磨り潰し部と、
前記攪拌物を前記磨り潰し部に呼び込む呼び込み部と、
を備える攪拌子であって、
略円柱形の外形を有し、
前記磨り潰し部は、前記攪拌容器の内底面に対向する対向面を有し、
前記呼び込み部は、前記攪拌容器の前記内底面と鋭角を為し、前記対向面と前記攪拌子の側面とを繋ぐ傾斜部を有する、
攪拌子。
【請求項８】
外形が上下対称に形成される、請求項７に記載の攪拌子。
【請求項９】
外形が略円柱形の攪拌子であって、攪拌容器の内底面に対向する対向面、側面、および、前記内底面と鋭角を為し前記対向面と前記側面とを繋ぐ傾斜部を有する攪拌子を用意する段階と、
前記攪拌容器に攪拌物および前記攪拌子を入れる段階と、
前記攪拌容器を回転部により回転させる段階と、
を備え、
前記攪拌容器を回転させる段階は、前記内底面と前記傾斜部との間に前記攪拌物を呼び込み、前記内底面と前記対向面との摺動により、前記攪拌物に含まれる凝集体を磨り潰す段階を有する、
攪拌方法。
【請求項１０】
前記攪拌子は、中心部に中心孔を備え、
前記攪拌容器を回転させる段階は、前記中心孔に前記攪拌物を呼び込み、前記内底面と前記対向面との摺動により、前記攪拌物に含まれる凝集体を磨り潰す段階を有する、
請求項９に記載の攪拌方法。
【請求項１１】
前記攪拌容器を回転させる段階は、前記攪拌子の前記対向面を前記攪拌容器の前記内底面に押し付ける押し付け力を前記攪拌子に与える段階を有する、
請求項９または請求項１０に記載の攪拌方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、攪拌装置、攪拌子、及び、攪拌方法に関する。本発明は、特に、円形の外周面を有して、攪拌物に含まれる凝集物を効率よく磨り潰す攪拌装置、攪拌子、及び、攪拌方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を攪拌するときに用いられる攪拌子が知られている。例えば、特許文献１には、かまぼこ形状で、底面中央部が隆起した攪拌子が開示されている。特許文献１に記載された攪拌子は、攪拌子の下部に鉄芯が埋設されており、転倒しないように工夫されている。特許文献２には、攪拌容器を自転させながら、公転軸の周りを公転させる、遊星式攪拌装置が開示されている。
【特許文献１】特開平４−５７２３８号公報
【特許文献２】特開２０００−８４３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された攪拌子は、底面中央部が隆起しているので、特許文献２に記載された遊星式攪拌装置で使用した場合には、上下方向に飛び跳ねやすい。更に、突起または角を有するので、攪拌容器内で滑らかに摺動できない。その結果、特許文献１に記載された攪拌子は、液体中で１次粒子が凝集した凝集物を分散させる用途には使用できなかった。特に、１次粒子が数ミクロンからサブミクロンの粒子の場合には細かく分散させることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、攪拌物が入れられる攪拌容器と、前記攪拌容器を回転させる回転部と、前記攪拌物に含まれる凝集物を磨り潰す磨り潰し部および前記攪拌物を前記磨り潰し部に呼び込む呼び込み部を有し、前記攪拌物とともに前記攪拌容器に入れられる、外周面が円形の攪拌子とを備える攪拌装置が提供される。
【０００５】
本発明の第２の形態においては、攪拌物に含まれる凝集物を、攪拌容器の内面との間で磨り潰す磨り潰し部と、前記攪拌物を前記磨り潰し部に呼び込む呼び込み部と、円形の外周面とを備える攪拌子が提供される。本発明の第３の形態においては、外形が略円柱形の攪拌子であって、攪拌容器の内底面に対向する対向面、側面および前記内底面と鋭角を為し前記対向面と前記側面とを繋ぐ傾斜部を有する攪拌子を用意する段階と、前記攪拌容器に攪拌物および前記攪拌子を入れる段階と、前記攪拌容器を回転部により回転させる段階とを備え、前記攪拌容器を回転させる段階では、前記内底面と前記傾斜部との間に前記攪拌物を呼び込み、前記内底面と前記対向面との摺動により、前記攪拌物に含まれる凝集体を磨り潰す攪拌方法が提供される。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、以下、図面を参照して、実施形態について説明するが、図面の記載において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して重複する説明を省く場合がある。なお、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なる場合がある。説明の都合上、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれる場合がある。
【０００８】
図１は、本実施形態の攪拌装置１０を水平方向に垂直な平面で切断した断面図を示す。攪拌装置１０は、攪拌容器１００と、回転部１０４と、攪拌子１０８とを備え、内部に入れられた攪拌物２０に含まれる凝集物２４を磨り潰す。攪拌容器１００は、有底の円筒形状であってよく、攪拌容器１００は、蓋部１１０と、周壁部１１２と、底板部１１４と、キャスタ１１６とを有する。蓋部１１０は、攪拌容器１００の上部に配され、円板形状であってよい。周壁部１１２は、円筒形状であってよく、攪拌容器１００の外側に面した外壁面１２２と、攪拌容器１００の内側に面した内壁面１２４とを含む。底板部１１４は、攪拌容器１００の底部に配され、円板形状であってよい。底板部１１４は、攪拌容器１００の外側に面した外底面１３２と、攪拌容器１００の内側に面した内底面１３４とを含む。内底面１３４は、内壁面１２４とともに、内面１１８を形成する。キャスタ１１６は、例えば、ボールキャスタが用いられ、底板部１１４の外底面１３２に配されて、攪拌容器１００の滑り摩擦を低減する。
【０００９】
蓋部１１０、周壁部１１２、底板部１１４は、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ゴム等の樹脂であってもよく、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属であってもよい。底板部１１４は、周壁部１１２と一体に形成されてもよく、底板部１１４は、周壁部１１２と滑らかに結合されてもよい。攪拌容器１００は、ポリプロピレン製で内径が５６ｍｍの円筒形状であってもよい。なお、実施形態において、蓋部１１０が配される側を上側、底板部１１４が配される側を下側と記載する場合がある。しかしながら、このような記載は、攪拌容器１００の使用を図示の方向に限定するものではない。
【００１０】
回転部１０４は、いわゆる遊星式の回転装置であってよく、攪拌容器１００を回転させる。回転部１０４は、攪拌容器１００を、水平に対して垂直な公転軸Ａ１の周りに公転させつつ、攪拌容器１００を自転させてもよい。回転部１０４は、公転容器１４０と、クランク１５０と、軸受１５２と、シャフト１５４とを有する。回転部１０４は、モータ１５６と、バランスウエイト１５８と、支持部１６０と、脚部１６２とを有する。公転容器１４０は、内径が攪拌容器１００の外径より大きな有底の円筒形状であってよく、公転容器１４０の内部には攪拌容器１００が配置される。
【００１１】
公転容器１４０は、筒壁部１４２と、筒底部１４４と、軸部１４６とを含む。筒壁部１４２は、公転容器１４０の自転軸Ａ２に沿って延伸する円筒形状であってよい。筒底部１４４は、筒壁部１４２の一端と結合して、公転容器１４０の底部に配され、円板形状であってよく、筒壁部１４２と一体に形成されても良い。筒壁部１４２、筒底部１４４は、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ゴム等の樹脂であってもよく、ステンレス等の金属であってもよい。軸部１４６は、筒底部１４４の外側に配され、筒底部１４４の中心から回転部１０４の外側に向かって、公転容器１４０の自転軸Ａ２に沿って延伸する。公転容器は、フッ素樹脂製で内径が１００ｍｍの円筒形状であってもよい。
【００１２】
クランク１５０は、水平方向に延伸する角柱形状であってよく、公転容器１４０を支持する。軸受１５２は、クランク１５０の一端に配され、公転容器１４０の軸部１４６が挿通されることで、軸受１５２は、公転容器１４０を回転可能に支持する。モータ１５６は、シャフト１５４を介してクランク１５０と結合され、公転軸Ａ１を中心としてクランク１５０を回転させる。クランク１５０の他端には、バランスウエイト１５８が配されても良い。支持部１６０は、モータ１５６を支持する枠体であってよく、脚部１６２は、支持部１６０を下方から支持してよい。なお、公転容器１４０と支持部１６０とを、例えば、弾性部材を介して結合させることで、公転容器１４０の自転を抑制できる。
【００１３】
次に、図１を用いて、回転部１０４の動作の概要を説明する。モータ１５６等により、公転容器１４０は、自転を抑制しつつ、公転軸Ａ１を中心に公転できる。公転容器１４０が公転すると、内部に配置された攪拌容器１００は、公転容器１４０に伴って公転軸Ａ１を中心に公転する。公転を開始した攪拌容器１００は、遠心力の作用により、筒底部１４４の内面上を滑るようにして、筒壁部１４２の内面に押し付けられる。攪拌容器１００は、外壁面１２２と筒壁部１４２との間に作用する摩擦力等により、筒壁部１４２の内面上を転がるようにして、自転軸Ａ３を中心に自転する。ここで、公転容器１４０の自転軸Ａ２は、公転軸Ａ１側に向かって傾斜角Ｓ１を有して傾斜してもよい。これにより、公転容器１４０は、公転中、常に公転軸Ａ１側に傾斜する。従って、攪拌容器１００に作用する遠心力は、攪拌容器１００を筒壁部１４２に押し付ける力と、攪拌容器１００を筒底部１４４に押し付ける力の２つの成分を有する。
【００１４】
攪拌子１０８は、攪拌容器１００の内部に、攪拌物２０とともに入れられる。攪拌子１０８の外径は、内壁面１２４の半径より小さくてもよい。攪拌子１０８は、公転容器１４０が公転すると、公転容器１４０に伴って公転軸Ａ１を中心に公転する。公転を開始した攪拌子１０８は、遠心力Ｆ１の作用により、攪拌容器１００の内壁面１２４に押し付けられる。攪拌子１０８は、外壁面１２２との間に作用する摩擦力等により、内壁面１２４上を転がるように、自転軸Ａ４を中心として自転する。ここで、公転容器１４０の自転軸Ａ２が公転軸Ａ１側に傾斜している場合には、攪拌子１０８に作用する遠心力Ｆ１は、攪拌子１０８を内壁面１２４に押し付ける「押し付け力Ｆ２」と、攪拌子１０８を内底面１３４に押し付ける「押し付け力Ｆ３」の２つの成分を有する。これにより、公転容器１４０は、攪拌容器１００の回転により、攪拌子１０８が攪拌容器１００の内壁面１２４に押し付けられる押し付け力Ｆ２の作用、及び、攪拌子１０８が攪拌容器１００の内底面１３４に押し付けられる押し付け力Ｆ３の作用を攪拌子１０８に与える。
【００１５】
図２は、攪拌容器１００、攪拌子１０８、公転容器１４０の回転運動の概要を表す。公転容器１４０は、自転を抑制しながら、例えば時計回りに公転軸Ａ１の周りを公転する。攪拌容器１００は、公転容器１４０とともに、公転軸Ａ１の周りを時計回りに公転する。公転容器１４０の自転が抑制されているので、攪拌容器１００は、公転容器１４０の公転方向とは逆向きに、つまり、反時計回りに自転する。攪拌子１０８は、攪拌容器１００とともに公転軸Ａ１の周りを時計回りに公転して、攪拌容器１００の自転により、攪拌容器１００の自転と同じ向きに、つまり、反時計回りに自転する。なお、公転容器１４０が公転軸Ａ１の周りを時計方向に回転している場合について説明したが、公転容器１４０の回転方向はこれに限られるものではない。
【００１６】
また、図１および図２においては、公転容器１４０が自転を抑制しつつ公転軸Ａ１を中心に公転することで、攪拌容器１００が公転容器１４０の筒壁部１４２の内面上を転がるようにして自転軸Ａ３を中心に自転する場合について説明したが、回転部１０４が攪拌容器１００を回転させる方法は、これに限られるものではない。他の方法としては、例えば、攪拌容器１００を公転容器１４０の内部に固定して、公転容器１４０を自転軸Ａ２を中心に回転させながら公転軸Ａ１を中心に公転させることで、攪拌容器１００が自転しながら公転軸Ａ１を中心に公転するようにしてもよい。このとき、攪拌容器１００は、自転軸Ａ３が公転容器１４０の自転軸Ａ２と略同一直線上になるように公転容器１４０に固定されてもよい。また、攪拌容器１００の外径が公転容器１４０の内径と略同一であり、攪拌容器１００の外壁面１２２が公転容器１４０の筒壁部１４２に接するように固定されてもよい。
【００１７】
図３は、本実施形態の攪拌子１０８を表す側面図の一例を示す。図４は、本実施形態の攪拌子１０８を表す底面図の一例を示す。以下、図３および図４を用いて、攪拌子１０８を説明する。図３に示す通り、攪拌子１０８は、自転軸Ａ４を対称軸とする回転体形状を有してよい。これにより、攪拌子１０８の磨耗を低減させることができる。攪拌子１０８は、自転軸Ａ４に垂直で、攪拌子１０８の中心を含む平面Ｐを対称面として、面対称に形成されてもよい。これにより、攪拌子１０８の外形が上下対称に形成される。
【００１８】
まず、攪拌子１０８の機能を説明する。攪拌子１０８は、磨り潰し部２００と、呼び込み部２０２とを有する。磨り潰し部２００は、攪拌物２０に含まれる凝集物２４を磨り潰す機能を有する。磨り潰し部２００は、攪拌物２０に含まれる凝集物２４を、攪拌容器１００の内面１１８との間で磨り潰す。攪拌物２０に含まれる一次粒子２２は、凝集して凝集物２４を形成している。攪拌子１０８は、適度な力で凝集物２４を磨り潰すことで、凝集物２４を解砕して、一次粒子２２にまで分散させることができる。
【００１９】
呼び込み部２０２は、攪拌物２０を磨り潰し部２００に呼び込む機能を有する。呼び込み部２０２は、磨り潰し部２００に連結して配されても良い。これにより、磨り潰し部２００に凝集物２４が効率的に供給されるので、効率よく一次粒子２２を分散させることができる。なお、磨り潰し部２００および呼び込み部２０２の機能は、攪拌子１０８の複数の箇所で発揮される。さらに、両機能は明確に区別できるものではなく、磨り潰し部２００を構成する部材が呼び込み部２０２の機能を有してもよく、呼び込み部２０２を構成する部材が磨り潰し部２００の機能を有してもよい。
【００２０】
次に、攪拌子１０８の構成の一例を、図３を参照して説明する。攪拌子１０８は、外周面２１０と、対向面２４０と、上面２５０とを有する。外周面２１０は、攪拌子１０８の自転軸Ａ４方向に延伸して、対向面２４０と上面２５０とを繋ぐように形成される。外周面２１０は、円形の外形を有してよく、例えば、自転軸Ａ４方向に延伸する略円柱形の外形を有してよい。これにより、攪拌子１０８は、自転軸Ａ４方向に延伸する円周面を有するので、攪拌容器１００の内壁面１２４と当接する面積が大きくなり、攪拌子１０８および内壁面１２４の磨耗が減少したり、攪拌子１０８が攪拌容器１００の内部を安定して回転することができる。外周面２１０は、攪拌容器１００の内壁面１２４の形状に合わせて形成されてもよく、上記略円柱形の外形の自転軸Ａ４方向の少なくとも一端において、端部に向かうほど外径が小径となってもよい。
【００２１】
外周面２１０は、側面２１２と、外周傾斜部２１４とを含む。側面２１２は、攪拌子１０８の自転軸Ａ４方向の中央近傍に配されてよい。側面２１２は、略円柱形状の外形を有してよい。側面２１２は、攪拌容器１００の内壁面１２４と対向するよう形成されてよい。側面２１２は、磨り潰し部２００の一例であってよい。外周傾斜部２１４は、側面２１２と、対向面２４０または上面２５０とを繋ぐように配される。外周傾斜部２１４は、側面２１２から対向面２４０または上面２５０に向かうほど、小径になってよい。外周傾斜部２１４は、呼び込み部２０２の一例であってよい。
【００２２】
外周傾斜部２１４は、テーパー部２２２と、Ｒ部２２４と、テーパー部２２６と、Ｒ部２２８とを有してよい。テーパー部２２２およびＲ部２２４は、側面２１２より上面２５０側に配されてよく、テーパー部２２６およびＲ部２２８は、側面２１２より対向面２４０側に配されてよい。テーパー部２２２およびテーパー部２２６は、側面２１２と対向面２４０または上面２５０を直線的に繋ぎ、テーパー部２２２およびテーパー部２２６は、円錐形の一部を切り出した外形を有する。Ｒ部２２４およびＲ部２２８は、側面２１２と対向面２４０または上面２５０とを滑らかに繋ぐ。
【００２３】
テーパー部２２２は、上面２５０と鋭角Ｓ２をなしてよく、テーパー部２２６は、対向面２４０と鋭角Ｓ２をなしてよい。これにより、対向面２４０を含む面と外周面２１０との距離は、テーパー部２２６に沿って側面２１２から対向面２４０に向かうにつれて、徐々に狭くなる。テーパー部２２２、テーパー部２２６、Ｒ部２２４、Ｒ部２２８は、呼び込み部２０２の一例であってよく、例えば、テーパー部２２６が、平面でなく、Ｒ部２２８若しくは側面２１２と対向面２４０とを滑らかにつなぐ曲面であってもよい。
【００２４】
対向面２４０は、攪拌子１０８が攪拌容器１００に入れられたとき、攪拌容器１００の内底面１３４に対向するように配される。図４に示す通り、対向面２４０は、平坦面であってよい。対向面２４０は、磨り潰し部２００の一例であってよい。上面２５０は、攪拌子１０８の対向面２４０に対向する位置に配される。上面２５０は、対向面２４０と略平行に配されてよい。
【００２５】
図５は、別の実施形態の攪拌子５０８を示す。図５は、攪拌子５０８を攪拌子５０８の中心近傍で自転軸Ａ４方向に切断した場合の断面図を示す。図５は、攪拌容器１００に攪拌物２０及び攪拌子５０８を入れて、攪拌容器１００を回転部１０４により回転させている状態の概要を表す。
【００２６】
まず、攪拌子５０８の構成の一例を説明する。攪拌子５０８は、外周面５１０と、底部５３０と、上面２５０とを有する。外周面５１０は、外周面２１０に対応して、攪拌子５０８の自転軸Ａ４方向に延伸して、上面２５０と対向面５４０とを繋ぐように形成される。外周面５１０は、側面５１２と、Ｒ部５２４と、Ｒ部５２８とを含む。側面５１２は、側面２１２に対応して、略円柱形の外形を有してよい。Ｒ部５２４は、側面５１２と上面２５０とを滑らかに繋いでよく、Ｒ部５２８は、側面５１２と対向面５４０とを滑らかに繋いでよく、Ｒ部５２８は、攪拌容器１００の内底面１３４と鋭角Ｓ４をなしてよい。Ｒ部５２８は、呼び込み部２０２の一例であってよい。
【００２７】
底部５３０は、対向面５４０と、溝５４２とを含む。ここで、「底部」とは、自転軸Ａ４に垂直で攪拌子５０８の中心を含む平面Ｐよりも対向面５４０側の部分をいう。対向面５４０は、底部５３０において、攪拌容器１００の内底面１３４に対向しており、対向面５４０は平坦面であってよい。これにより、対向面５４０は、内底面１３４と対向面５４０との摺動により、攪拌物２０に含まれる凝集物２４を磨り潰して、一次粒子２２にまで分散させる。対向面５４０は、磨り潰し部２００の一例であってよい。
【００２８】
溝５４２は、底部５３０において、攪拌子５０８の底面に形成されてよい。溝５４２は、径方向の全長にわたって延伸する直線形状であってよく、例えば、溝５４２の幅Ｗは５００μｍ程度であってよく、溝５４２の深さＤは、５００μｍ程度であってよい。溝５４２は、底面の中心を通るように配されてよく、これにより、底部５３０において、攪拌子５０８の底面に一対の対向面５４０が形成される。溝５４２は、呼び込み部２０２の一例であってよく、溝５４２は、溝壁部５４４と、溝傾斜部５４６および溝傾斜部５４８と有する。溝壁部５４４は、コの字型の断面を有してよく、溝傾斜部５４６および溝傾斜部５４８は、溝壁部５４４の開放端の両端と、対向面５４０とを繋ぐ平面であってよい。溝傾斜部５４６および溝傾斜部５４８は、攪拌容器１００の内底面１３４と鋭角Ｓ３を為してもよい。溝５４２の配される位置は底面に限られず、側面５１２または外周傾斜部２１４に配されてもよい。
【００２９】
次に、凝集物２４が磨り潰される機構について、図５を用いて説明する。攪拌子５０８は、自転ながら攪拌容器１００内を摺動する。このとき、攪拌子５０８は、内底面１３４とＲ部５２８との隙間を介して、内底面１３４と対向面５４０との隙間に攪拌物２０を呼び込む。ここで、攪拌子５０８が攪拌物２０を「呼び込む」とは、攪拌子５０８の自転により攪拌物２０を攪拌子５０８の近傍へ引き寄せる場合に限られない。攪拌子５０８が内底面１３４上を摺動するときに、攪拌子５０８の進行方向に存在する攪拌物２０の上を通過する場合も「呼び込む」に含まれる。さらに、攪拌容器１００内の攪拌物２０の流れにより、攪拌物２０が攪拌子５０８に衝突若しくは近接する場合も「呼び込む」に含まれる。
【００３０】
Ｒ部５２８は、側面５１２と対向面５４０とを滑らかに連結しているので、底部５３０と内底面１３４との間の隙間は、側面５１２から対向面５４０に向かうにつれて、徐々に狭くなる。対向面５４０は、Ｒ部５２８と連結されているので、凝集物２４は、内底面１３４と対向面５４０との隙間に直接もぐりこむことができない。攪拌物２０には様々な大きさの凝集物２４が含まれるが、凝集物２４は、その大きさに応じた位置までしか対向面５４０に近づくことができず、凝集物２４は、内底面１３４とＲ部５２８に呼び込まれて、対向面５４０に向かうにつれて、凝集物２４は徐々に解砕されて徐々に小さくなる。
【００３１】
内底面１３４とＲ部５２８との隙間を通過して、内底面１３４と対向面５４０との隙間に呼び込まれた凝集物２４は、内底面１３４と対向面５４０との摺動により、磨り潰されて解砕される。凝集物２４は一次粒子２２が凝集して形成されるので、凝集物２４は一次粒子２２にまで分散される。以上の構成によれば、対向面５４０に呼び込まれるときの凝集物２４の大きさをそろえることができ、一箇所に力が加わって、一次粒子２２が粉砕されることを抑制できる。
【００３２】
ここで、例えば、公転容器１４０の自転軸Ａ２が公転軸Ａ１側に傾斜している場合には、回転部１０４は、攪拌子５０８の対向面５４０を攪拌容器１００の内底面１３４に押し付ける押し付け力Ｆ３を、攪拌子５０８に与える。これにより、攪拌子５０８が内底面１３４に押し付けられながら、攪拌容器１００内を摺動する。その結果、対向面５４０が凝集物２４を磨り潰す力が増加する。さらに、攪拌子５０８は、攪拌容器１００内で安定して内底面１３４上を摺動することができる。
【００３３】
なお、攪拌子５０８は、内壁面１２４とＲ部５２４との間にも攪拌物２０を呼び込む。呼び込まれた攪拌物２０に含まれる凝集物２４は、徐々に解砕されて小さくなりながら、側面５１２と内壁面１２４との隙間に呼び込まれる。攪拌子５０８は、側面５１２と内壁面１２４との摺動により、凝集物２４を磨り潰してもよい。例えば、攪拌子５０８を攪拌装置１０に適用すれば、攪拌容器１００に攪拌物２０及び攪拌子５０８を入れる段階と、攪拌容器１００を回転部１０４により回転させる段階とを備える撹拌方法が提供できる。当該撹拌方法の攪拌容器１００を回転させる段階では、内底面１３４とＲ部５２８との間に攪拌物２０を呼び込み、内底面１３４と対向面５４０との摺動により、攪拌物２０に含まれる凝集物２４を磨り潰す。
【００３４】
図６は、溝の断面形状別の例を表す。溝６４２は、溝壁部６４４と、溝傾斜部６４６および溝傾斜部６４８とを有する。溝壁部６４４は、コの字型の断面を有する。溝傾斜部６４６および溝傾斜部６４８は、溝壁部６４４の開放端の両端と、対向面５４０とを滑らかに結合してよい。
【００３５】
図７は、溝の断面形状別の例を表す。溝７４２は、溝傾斜部７４６および溝傾斜部７４８を有する。溝傾斜部７４６は、対向面５４０に対して傾斜した面であってよく、溝傾斜部７４８は、溝傾斜部７４６に対向して、対向面５４０に対して傾斜した面であってよい。溝傾斜部７４６および溝傾斜部７４８は、一方の端部でお互いに結合される。溝傾斜部７４６および溝傾斜部７４８の他方の端部は、対向面５４０と結合され、断面がＶ字型もしくは三角形の溝７４２が形成される。
【００３６】
図８は、溝の平面形状について、別の例を表す攪拌子５０８の底面図を示す。攪拌子５０８は、円弧形状の溝８４２を有してもよく、溝８４２の配置は、複数の溝８４２が、底面の中心から外側に向けて広がるように配されてよい。溝８４２は、底面の中心近傍に対向面５４０が形成されるように配されてよく、溝８４２は、円弧の内側から外側に向かう方向Ｒ１が、攪拌子５０８の回転方向Ｒ２と略同一となるように配されてよい。これにより、溝８４２は、攪拌物２０を呼び込みやすくなる。溝８４２は、底面の中心近傍まで延伸してよく、溝８４２は、底面の中心近傍で他の溝と連結してもよい。
【００３７】
図９は、溝の平面形状について、別の例を表す攪拌子５０８の底面図を示す。攪拌子５０８は、円弧形状の溝９４２を有してもよい。溝９４２は、円弧の内側から外側に向かう方向Ｒ１が溝８４２と逆向きになるよう配されてよい。
【００３８】
図１０は、溝の平面形状について、別の例を表す攪拌子５０８の底面図を示す。攪拌子５０８は、直線形状の溝１０４２を複数有してもよく、溝１０４２の配置は、複数の溝１０４２が、放射状に配されてよい。溝１０４２は、底面の中心近傍に対向面５４０が形成されるように配されてよく、溝１０４２は、底面の中心近傍まで延伸してよい。溝１０４２は、底面の中心近傍で他の溝と連結してもよい。
【００３９】
図１１は、溝の平面形状について、別の例を表す攪拌子５０８の底面図を示す。攪拌子５０８は、攪拌子５０８と同心の螺線形状を有する溝１１４２を有してもよい。溝１１４２は、螺線の内側から外側へ向かう方向Ｒ３が、攪拌子５０８の回転方向Ｒ２と略同一となるように配されてよい。これにより、溝の内部に凝集物２４を取り込みやすくなる。溝１１４２は、螺線の外側から内側へ向かう方向Ｒ４が、攪拌子５０８の回転方向Ｒ２と略同一となるように配されてもよい。
【００４０】
図１２は、別の実施形態の攪拌子１２０８の断面図を示す。図１２は、攪拌子１２０８を攪拌子１２０８の中心近傍で自転軸Ａ４方向に切断した場合を示す。図１２は、攪拌容器１００に攪拌物２０及び攪拌子１２０８を入れて、攪拌容器１００を回転部１０４により回転させている状態の概要を表す。図１３は、本実施形態の攪拌子１２０８を表す底面図の一例を示す。以下、図１２および図１３を用いて、攪拌子１２０８を説明する。
【００４１】
同図に示す通り、攪拌子１２０８は、対向面１２４０と、上面１２５０と、中心孔１２６０とを備える。対向面１２４０および上面１２５０は、それぞれ、攪拌子５０８の対向面５４０および上面２５０に相当して、対向面１２４０は、内底面１３４に対向して配され、上面１２５０は、対向面１２４０に対向して配される。攪拌子１２０８は、中心部に中心孔１２６０を備えてよい。中心孔１２６０は、対向面１２４０および上面１２５０を貫通して配されてよく、中心孔１２６０は、中心孔１２６０の中心が自転軸Ａ４の近傍に配されてよい。これにより、攪拌子１２０８はドーナツ形の外形を有してよい。
【００４２】
中心孔１２６０は、中心孔傾斜部１２６２と、中心孔傾斜部１２６４と、内周面１２６６とを含む。中心孔傾斜部１２６２は、中心孔１２６０の上面１２５０側の端部に配され、中心孔傾斜部１２６２は、内周面１２６６と上面１２５０とを繋ぐ。中心孔傾斜部１２６４は、中心孔１２６０の対向面１２４０側の端部に配され、中心孔傾斜部１２６４は、内周面１２６６と上面１２５０とを繋ぐ。中心孔傾斜部１２６２および中心孔傾斜部１２６４は、自転軸Ａ４に沿って、それぞれ、上面１２５０側または対向面１２４０側に向かうにつれて、内径が増加してよい。
【００４３】
中心孔１２６０は、呼び込み部２０２の一例であってよい。つまり、攪拌子１２０８は、中心孔１２６０を介して内底面１３４と対向面１２４０との隙間に攪拌物２０を呼び込み、内底面１３４と対向面１２４０との摺動により、攪拌物２０に含まれる凝集物２４を磨り潰してよい。なお、この場合においても、例えば、公転容器１４０の自転軸Ａ２が公転軸Ａ１側に傾斜している場合には、回転部１０４は、攪拌子１２０８の対向面１２４０を攪拌容器１００の内底面１３４に押し付ける押し付け力Ｆ３を、攪拌子１２０８に与える。攪拌子１２０８も、攪拌子５０８と同様に、溝５４２等を有してもよい。
【００４４】
図１４は、本実施形態の攪拌子１４０８を表す側面図の一例を示す。図１５は、本実施形態の攪拌子１４０８を表す底面図の一例を示す。以下、図１４および図１５を用いて、攪拌子１４０８を説明する。攪拌子１４０８は、側面５１２に溝１４１６を有してよく、溝１４１６の断面形状および平面形状は、溝５４２等と同様に形成できる。攪拌子１４０８は、底面に溝１４４２が形成されてよく、溝１４４２の断面形状は、円弧状であってもよく、溝１４４２の平面形状は、底面の内側から外側にむかって広がる形状であってもよい。溝１４４２の平面形状は、例えば、一端で連結された２本の円弧と、Ｒ部５２８の端部により囲まれた形状であってもよく、三角形または略扇形であってもよい。溝１４４２の深さは、５００μｍ程度であってよい。溝１４４２は、攪拌子１４０８の自転に伴い、攪拌物２０を呼び込みやすい向きに配されてよい。これにより、呼び込んだ攪拌物２０を効果的に底面の中心近傍に向けて押し込むことができる。
【実施例１】
【００４５】
銅粉と樹脂溶液を含む導電ペーストを用いて本実施形態の効果を確認した。銅粉は、平均粒子径が１．２μｍの銅粉を使用した。粒子径は、湿式法により計測した。樹脂溶液は、フェノキシ樹脂をトリグライムに溶解させて調整した。フェノキシ樹脂は、重量％で３０％に調整した。導電ペースト試料は、銅粉１３．８ｇ、樹脂溶液９．４ｃｃ、トリグライム５ｃｃを混合して調整した。攪拌容器１００は、ポリプロピレン製で容量が１５０ｃｍ３の容器を使用した。回転部１０４は、遊星式の回転装置を使用した。撹拌容器１００を公転容器１４０に固定して、公転容器１４０が２６１ｒｐｍで自転しながら、３４０ｒｐｍで公転するよう設定した。
【００４６】
攪拌の効果は、銅粉の分散度を、ＪＩＳ  Ｋ５４００の４．７．２線条法に準じて評価した。つまり、つぶゲージの溝によくかき混ぜた試料を注ぎ、スクレーパーを用いてしごいて、溝の中に厚さが連続した試料層を形成した。試料層を観察して、試料面に１０ｍｍ以上連続した線条が、１つの溝について３本以上並んで現れた箇所の目盛りを読み取って、分散度とした。単位はμｍで表した。分散度は、数値がより小さいほど、銅粉がよく分散していることを示す。撹拌前の導電ペースト試料は分散しておらず、１００μｍまで測定できるつぶゲージでは、分散度は測定できなかった。
【００４７】
実施例１では、側面２１２の外径が２０ｍｍ、対向面２４０と上面２５０の間の厚みが１０ｍｍで、材質がステンレスの攪拌子１０８を用いた。実験は、以下の手順で行った。攪拌容器１００に上記の通り調整した導電ペースト試料と、攪拌子１０８を入れた。攪拌容器１００を回転部１０４にセットして、回転部１０４を所定の速度で回転させた。攪拌時間を変えて、分散度を測定した。表１に、実施例１の実験結果を示す。表中、分散度は「ツブ」として記載する。表１に示す通り、攪拌時間が経過するにしたがって、「ツブ」が小さくなり、よく分散していることがわかる。
【表１】
0004971207.tif 000002
【実施例２】
【００４８】
実施例２では、側面２１２の外径が２５ｍｍ、対向面２４０と上面２５０の間の厚みが１０ｍｍで、材質がステンレスの攪拌子１０８を用いた。その他の条件は、実施例１と同様にして、実験した。表１に、実施例２の実験結果を示す。表１に示す通り、攪拌時間が経過するにしたがって、「ツブ」が小さくなり、よく分散していることがわかる。
【００４９】
（比較例１）
次に、比較例１として、攪拌子を入れないで実験した。その他の条件は、実施例１と同様にして、実験した。表１に、比較例１の実験結果を示す。表１に示す通り、攪拌時間が経過しても、「ツブ」の値はほとんど変化しなかった。
【００５０】
（比較例２）
次に、比較例２として、直径１０ｍｍのジルコニアボールを用いて実験した。攪拌容器１００に導電ペースト試料と、ジルコニアボールを１個入れた。攪拌時間は３０分とした。その他の条件は、実施例１と同様にした。表１に、比較例２の実験結果を示す。表１に示す通り、３０分間攪拌しても、「ツブ」の値は比較例１とほとんど変わらなかった。
【００５１】
（比較例３）
次に、比較例３として、直径１０ｍｍのジルコニアボールを２個用いて実験した。攪拌容器１００に導電ペースト試料と、ジルコニアボールを２個入れた。その他の条件は、比較例２と同様にした。表１に、比較例３の実験結果を示す。表１に示す通り、３０分間攪拌しても、「ツブ」の値は比較例１とほとんど変わらなかった。
【００５２】
（比較例４）
次に、比較例３として、直径１０ｍｍのジルコニアボールを３個用いて実験した。攪拌容器１００に導電ペースト試料と、ジルコニアボールを３個入れた。その他の条件は、比較例２と同様にした。表１に、比較例４の実験結果を示す。表１に示す通り、３０分間攪拌しても、「ツブ」の値は比較例１とほとんど変わらなかった。
【００５３】
図１６に、実験結果を表すグラフを示す。比較例１、乃至、比較例４では、３０分間攪拌しても「ツブ」の値がほとんど変化していない。一方、実施例１および実施例２では、攪拌時間が経過するにつれて、「ツブ」が急激に減少しているのがわかる。以上より、本実施形態の攪拌装置、攪拌子、及び、攪拌方法により、攪拌物に含まれる凝集物を効果的に分散させることができる。特に、粒子径が数ミクロンからサブミクロンの１次粒子が凝集した凝集物を含む樹脂溶液であっても、凝集物を細かく分散させることができる。これにより、塗布面にツブが発生したり、例えばスジ状の塗布ムラが発生することを抑制できる樹脂溶液、導電ペースト等が得られる。
【００５４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることは当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態の攪拌装置１０を水平方向に垂直な平面で切断した断面図を示す。
【図２】攪拌容器１００、攪拌子１０８、公転容器１４０の回転運動の概要を表す。
【図３】本実施形態の攪拌子１０８を表す側面図の一例を示す。
【図４】本実施形態の攪拌子１０８を表す底面図の一例を示す。
【図５】別の実施形態の攪拌子５０８を示す。
【図６】溝の断面形状別の例を表す。
【図７】溝の断面形状別の例を表す。
【図８】溝の平面形状について別の例を表す、攪拌子５０８の底面図を示す。
【図９】溝の平面形状について別の例を表す、攪拌子５０８の底面図を示す。
【図１０】溝の平面形状について別の例を表す、攪拌子５０８の底面図を示す。
【図１１】溝の平面形状について別の例を表す、攪拌子５０８の底面図を示す。
【図１２】別の実施形態の攪拌子１２０８の断面図を示す。
【図１３】本実施形態の攪拌子１２０８を表す底面図の一例を示す。
【図１４】本実施形態の攪拌子１４０８を表す側面図の一例を示す。
【図１５】本実施形態の攪拌子１４０８を表す底面図の一例を示す。
【図１６】実験結果を表すグラフを示す。
【符号の説明】
【００５６】
１０  攪拌装置
２０  攪拌物
２２  一次粒子
２４  凝集物
１００  攪拌容器
１０４  回転部
１０８  攪拌子
１１０  蓋部
１１２  周壁部
１１４  底板部
１１６  キャスタ
１１８  内面
１２２  外壁面
１２４  内壁面
１３２  外底面
１３４  内底面
１４０  公転容器
１４２  筒壁部
１４４  筒底部
１４６  軸部
１５０  クランク
１５２  軸受
１５４  シャフト
１５６  モータ
１５８  バランスウエイト
１６０  支持部
１６２  脚部
２００  磨り潰し部
２０２  呼び込み部
２１０  外周面
２１２  側面
２１４  外周傾斜部
２２２  テーパー部
２２４  Ｒ部
２２６  テーパー部
２２８  Ｒ部
２４０  対向面
２５０  上面
５０８  攪拌子
５１０  外周面
５１２  側面
５２４  Ｒ部
５２８  Ｒ部
５３０  底部
５４０  対向面
５４２  溝
５４４  溝壁部
５４６  溝傾斜部
５４８  溝傾斜部
６４２  溝
６４４  溝壁部
６４６  溝傾斜部
６４８  溝傾斜部
７４２  溝
７４６  溝傾斜部
７４８  溝傾斜部
８４２  溝
９４２  溝
１０４２  溝
１１４２  溝
１２０８  攪拌子
１２４０  対向面
１２５０  上面
１２６０  中心孔
１２６２  中心孔傾斜部
１２６４  中心孔傾斜部
１２６６  内周面
１４０８  攪拌子
１４１６  溝
１４４２  溝
【図１】
0004971207.tif 000003
【図２】
0004971207.tif 000004
【図３】
0004971207.tif 000005
【図４】
0004971207.tif 000006
【図５】
0004971207.tif 000007
【図６】
0004971207.tif 000008
【図７】
0004971207.tif 000009
【図８】
0004971207.tif 000010
【図９】
0004971207.tif 000011
【図１０】
0004971207.tif 000012
【図１１】
0004971207.tif 000013
【図１２】
0004971207.tif 000014
【図１３】
0004971207.tif 000015
【図１４】
0004971207.tif 000016
【図１５】
0004971207.tif 000017
【図１６】
0004971207.tif 000018