JPH0699428A - 高粘性物質の連続処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】雫形状の厚肉状の撹拌翼部材３ａ，３ｂを１８
０度の位相で重ねあわせて一組の撹拌翼を構成し、これ
らを多段に組み合わせて撹拌翼を構成し、翼部材間の翼
隙間の値を処理液の操作の目的に応じて調整する。 【効果】撹拌翼部材同士が微小な隙間で交錯することに
より広く強い剪断作用を確保出来、また隙間の大きさを
調整して剪断強さを制御することにより反応の温度制御
が容易になり、さらに撹拌翼容積を小さく出来るので処
理液の滞留時間を長く出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高粘度流体、スラリー状
物質、粉体など各種状態の物質を撹拌する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は、例えば、文献（プラスチ
ック Ｖｏｌ．４１ Ｎｏ．７ Ｐ３９頁）に記載され
るようにポリマーの改質やポリマーの合成には押出し機
が使用されている。押出し機は高粘度処理に適している
が一般に滞留時間が短いために反応時間を要するような
ポリマーの合成については重合反応に必要な滞留時間を
与えることが出来ず、また数種類のポリマーを混合し、
新しいポリマーを製造する際に反応を伴って副成物を生
成するときには表面更新性能が悪いという問題が在る。
また滞留時間を長くするために押出し機の軸方向の長さ
を長くする方法があるが、装置の構成上の制約などから
反応に必要な滞留時間を満足させることが困難である。
そこで反応に必要な滞留時間を確保するために押出し機
を複数個直列に連結し、滞留時間を確保している。この
ような構成にした場合、装置の設置スペースが大きくな
り、装置の価格が高価になるという問題があった。ま
た、押出し機を反応の伴うポリマーの製造に用いた場
合、ポリマーの撹拌時の剪断による発熱と反応による発
熱とにより運転中の温度制御が困難となる問題があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、押出
し機のスクリューの溝の部分に被処理液を保持して撹拌
するため液の保有量が少なく、容積効率が悪いという問
題が在った。また、スクリュウを高速で回転するため処
理液が撹拌熱で温度上昇し、反応温度の制御が困難とな
る問題がある。本発明の目的は高粘度の被処理液の保持
量を増し、容積効率を高め、反応の温度制御が容易な高
粘性物質の連続処理装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、容器の内容
積に比べて体積の少ない雫形状の厚板状の撹拌翼部材で
撹拌翼を構成し容積効率を上げると共に、翼部材間の隙
間量を調整することにより達成される。

【０００５】

【作用】容器の内容積に比べて体積の小さい雫形状の厚
板状の撹拌翼部材で撹拌翼を構成することにより、被処
理液は容器の内壁面と撹拌翼部材及び、微小な隙間で交
差する翼部材同士により広範囲に高い剪断力を与えられ
ポリマーの製造に最適な撹拌性能を得ることができる。
さらに、微小な隙間の値を調整することにより、撹拌翼
の剪断作用による発熱量を制御することができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２によ
り説明する。図１において、１は横長円筒状の本体容器
で外周を熱媒ジャケット等の加熱手段（図示せず）で覆
われており、内部長手方向に２本の回転軸２が本体容器
１を貫通する。これらのそれぞれの回転軸に雫形の撹拌
翼部材３が翼部材の面内を貫通するように取り付けられ
ている。本体容器１の一端下部（図１の左側）には処理
液の入口のズル１０が、他端下部には被処理液の出口ノ
ズル１１が、さらに容器１の上部には揮発物の出口ノズ
ル１２が設けられている。出口ノズル１１の内部には処
理液の抜き出しスクリュー１３が設けられている。図２
は本体容器１の横断面図である。図２において、回転軸
２には撹拌翼部材３ａ，３ｂが取り付けられ、撹拌翼部
材３ａ，３ｂは雫形の頭部の部分を１８０度の位相で重
ね合わせて一組の撹拌翼を構成する。又、他方の軸にも
撹拌翼部材３ｃ，３ｄにより雫形の頭部の部分を１８０
度の位相で組み合わせて一組の撹拌翼を構成し、一方の
軸に設けた一組の撹拌翼とで一段の撹拌翼を構成する
が、この場合、一方の軸の撹拌翼と他方の軸の撹拌翼は
同一の位相で取り付ける。この時、一段の撹拌翼のうち
雫形の撹拌翼部材３ａと３ｃ及び３ｂと３ｄは同一回転
面内に在りお互いは交錯しない。しかし、３ａと３ｄ及
び３ｂと３ｃは回転軸２の間で微小な間隔Ｄ1ですれ違
う構造となる。一段の撹拌翼で、軸が１回転する間に撹
拌翼部材は２回すれ違うことになる。次の段の撹拌翼は
前段の撹拌翼の取付け位置から所定の角度（本実施例で
は９０度の場合を示す）程ずらして取り付けられ、以下
の段も同様に取り付けて撹拌翼を構成する。この時、各
段の撹拌翼部材間の隙間Ｄ１は処理液の入口側と出口側
で隙間の量を変えて構成している。本実施例では入口側
の隙間量Ｄ１を小さく設定し、出口側ではＤ１を大きく
設定している。

【０００７】以上の構成の装置において、入口のズル１
０より連続して供給された処理液は撹拌翼部材で撹拌さ
れて重合反応等の処理が行われ、高粘度の液となる。こ
の過程で生成される副成物は揮発物除去ノズルにより系
外に排出される。本装置を用いてポリマーアロイやポリ
マーブレンド等の操作を行う場合、入口ノズル１０から
供給された数種類のポリマーや添加剤、相溶化剤等の物
質は撹拌翼部材によって撹拌混合されるが、撹拌翼は高
速で回転しているので容器本体と撹拌翼及び撹拌翼部材
間で強い剪断作用を受ける。従来の重縮合系の反応に使
われている撹拌翼は処理液の混合性能を主体にしていた
ので軸長手方向の撹拌翼設置段数が比較的少なく処理液
に広く、強い剪断作用を与えることができなかった。本
装置のように軸の長手方向に、高密度に撹拌翼を設置す
ると処理液に十分な剪断作用を与えることが出来、ポリ
マーアロイやポリマーブレンド等の操作には最適な状態
となる。また、軸の横断面内には厚肉状の撹拌翼部材が
一対在るだけで容器の全横断面に占める撹拌翼の面積が
小さく処理液からの副成物除去性能が良くなる。さら
に、容器の容積効率が良いために処理液量が増加し、装
置の滞留時間を長くすることが容易に出来る利点が有
る。そして、一組の撹拌翼は一回の回転で容器の壁面と
相手の軸表面を掻き取るために完全なセルフクリーニン
グが行われ、製造物の品質低下を防止できる利点が有
る。

【０００８】また、本実施例では撹拌翼部材間の剪断力
の大きさを翼部材間の隙間Ｄ１の値により調整してい
る。即ち、装置入口側では処理液は反応やブレンドの操
作が開始されたばかりであるので、反応やブレンドの条
件に早く到達させるために隙間Ｄ１を小さく設定し、装
置出口側では目的の操作を終えた処理液の調整段階にあ
るので、隙間Ｄ１を大きくして剪断作用による発熱を少
なくし、処理液の熱劣化を防止している。

【０００９】本実施例では隙間を入口側で小さく、出口
側で大きくした例を説明したが、反応操作の目的に応じ
て、撹拌翼部材間の隙間Ｄ１の設定を調整しても良い。
例えば、処理液に強い剪断作用を与えかつ処理液の発熱
を抑制したいような場合には、翼隙間の大きさを小さい
設定と大きい設定とを交互に設定して、強い剪断作用が
連続しないような配置にすることも可能である。さら
に、本撹拌装置に翼隙間の大きさを回転中に自動的に調
整出来るような装置を取り付けると、反応操作条件に応
じて理想的な剪断強さを選択出来、高品質のポリマーを
製造することが出来る。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、雫形状の厚肉状の撹拌
翼部材を１８０度の位相で重ねあわせて一組の撹拌翼を
構成し、さらにこれらを多段に組み合わせて撹拌翼を構
成し、撹拌翼部材間の隙間量を調整することにより、処
理液に広く、強い剪断作用を与えると共に剪断強さを制
御して発熱による温度上昇を抑制し、装置の滞留時間を
容易に確保し、しかも高品質の製造物を生産できる利点
が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の高粘性物質の連続処理装置
の概略図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１…本体、２…回転軸、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ…撹拌
翼部材、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…撹拌翼部材、１０…
入口ノズル、１１…出口ノズル、１２…揮発物の出口ノ
ズル、１３…抜き出しスクリュー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 尚志 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平に設置された略円筒状容器内の長手方
   向に平行な２軸を設置し、これらの軸にそれぞれ多段状
   の撹拌翼部材を設け、該撹拌翼部材の外周端が容器内周
   面と微小な隙間を保って回転し、さらに互いの軸外周面
   とも微小な隙間を保つ様に構成された高粘性物質の連続
   処理装置において、前記２軸上に雫形の厚板状の撹拌翼
   部材を多段に重ね合わて撹拌翼を構成する翼を備え、一
   方の軸には２枚の撹拌翼部材を１８０度ずらして１組の
   撹拌翼を形成し、該撹拌翼を所定の位相角を持って軸方
   向に複数段設置すると共に、他方の軸には２枚の撹拌翼
   部材を１８０度ずらして形成した１組の撹拌翼を一方の
   軸に取り付けた撹拌翼と０度或は９０度の位相角を持つ
   ように構成して１段の撹拌翼とし、該撹拌翼を軸長手方
   向に複数段設置し、各組の撹拌翼の取付け間隔を軸長手
   方向に任意の間隔で設置したことを特徴とする高粘性物
   質の連続処理装置。
2. 【請求項２】前記撹拌翼は、一段の一方の軸に取り付け
   た一組の撹拌翼の撹拌翼部材と次段の他方の軸に取り付
   けた一組の撹拌翼の撹拌翼部材とが任意の微小の隙間を
   保って交差し、軸の長手方向で各段の隙間の値を変化さ
   せて構成したことを特徴とする請求項１記載の高粘性物
   質の連続処理装置。
3. 【請求項３】前記撹拌翼の各段は、各段の隙間は処理液
   の入口側で小さく、出口側で大きくしたことを特徴とす
   る請求項２記載の高粘性物質の連続処理装置。
4. 【請求項４】前記撹拌翼の各段は、各段の隙間が広い部
   分と狭い部分が交互になるように構成したことを特徴と
   する請求項２記載の高粘性物質の連続処理装置。