JPH0866626A

JPH0866626A - 撹拌装置

Info

Publication number: JPH0866626A
Application number: JP6228795A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Izumi; 央泉; Toshiharu Taniguchi; 登志治谷口
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1996-03-12
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JP3578360B2

Abstract

(57)【要約】【目的】塗料などの粘性が高く、撹拌槽内で液面レベ
ルが上下する液体について、凝集塊などが沈澱せず、ま
た液体内に気泡を巻き込まないように、均一に撹拌する
ことができる撹拌装置の提供を目的とする。【構成】一の円板について、周方向に沿って略等間隔
で、外周縁から中心近傍に向け複数の切り込みを設け、
その切り込みのうち円板の回転方向に対し後ろ側を槽底
方向に折り曲げた撹拌翼１と、上記撹拌翼１による回転
体の下面の形状に対向する形状を槽底２ａに有する撹拌
槽２とを装備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接着剤、塗料などの粘
性の高い液体を均一に撹拌するための撹拌装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】接着剤や塗料などの液体を物に塗布する
場合、図４に示すようにその液体１６をポンプ１４・フ
ィルター１５を介し、循環させながら行うのが一般的で
ある。接着剤などの塗布工程において、処理槽１３から
戻って来た液体１６を撹拌装置１２で十分に撹拌し、液
体１６に含まれる成分の比率を均一に保つ必要がある。
特に近年、液体１６を塗布する対象物１７の高品質化に
より、塗膜を高レベルで均一にする必要から、液体１６
の中に気泡や異物が混入すると種々の不都合がある。

【０００３】従来、使用されている一般的な撹拌装置
を、図５の(ａ)から(ｅ)に示した。各撹拌装置に装備さ
れる撹拌翼は、(ａ)をパドル翼１８、(ｂ)をタービン翼
１９、(ｃ)をプロペラ翼２０、(ｄ)をアンカー翼２１、
(ｅ)をリボン翼２２、と言う。構造の簡単なパドル翼１
８、タービン翼１９、プロペラ翼２０などが通常よく使
用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上で紹介した従来の
撹拌装置（図５(ａ)〜(ｅ)参照）により、接着剤などの
粘性の高い液体を撹拌する場合、次に示すような不都合
がある。

【０００５】(１) パドル翼１８、タービン翼１９、プ
ロペラ翼２０によると、円周方向の流れの発生が中心と
なり、半径方向、軸方向の流れの発生が不十分となる。
通常プロペラ翼２０は、プロペラ状の翼の回転による軸
方向推力で、軸方向の流れを発生させる効果があるが、
粘度の高い液体の場合その効果は少なくなることからで
ある。従って撹拌翼の回転軸附近や撹拌槽の底部が撹拌
されにくく、前記液体の凝集塊などが撹拌槽の底部に沈
澱する。特に、プロペラ翼２０では、液面附近も撹拌さ
れない傾向がある。ここでこれらの弊害を改善し前記撹
拌翼で撹拌の効率を上げるために前記撹拌翼の回転数を
上げた場合、円周方向の流れが大きくなり、前記液体に
働く遠心力が増大する。かかる遠心力により撹拌槽に溜
められた液体の表面の中心部が低下し、液体内に気泡を
巻き込むこととなる。

【０００６】(２) アンカー翼２１によると、撹拌槽の
底部を撹拌し凝集塊などの沈澱物の堆積を防止する効果
はあるが、軸方向の流れの発生が不十分であり、軸方向
の撹拌が十分に行われない。

【０００７】(３) リボン翼２２によると、粘性の高い
液体における軸方向の撹拌に優れるが、構造が複雑であ
ることから取り扱いに不便であり、耐久性に劣る。ま
た、処理槽での液体の消費により撹拌槽の液面レベルが
低下すると、リボン翼２２が液面から突出し、液体中に
気泡を巻き込む原因となる。

【０００８】以上のように従来の撹拌装置はそれぞれ別
々の撹拌能力を持つため、一の撹拌装置では、粘性が高
く、かつ液面レベルが上下する液体について、回転軸附
近や撹拌槽の底部などの全体について液体を均一に、し
かも液体中の気泡を巻き込まずに撹拌するのに不都合が
ある。

【０００９】かかる不都合を軽減するため、以下の改善
策が取られている。

【００１０】(Ａ) 前記撹拌翼は回転軸方向の流れによ
る撹拌、半径方向の流れによる撹拌などの個々の性質を
持つため、双方の機能が必要な場合には撹拌翼を複数段
に組み合わせ対処していた。本例の先行技術として、特
開昭６０−６４６２１号が挙げられる。

【００１１】(Ｂ) 一の撹拌翼に回転軸方向の流れによ
る撹拌、半径方向の流れによる撹拌などの別個の性質を
持つ二種類の撹拌翼を組み込んで対処していた。本例の
先行技術として、特開平４−２２４３１号が挙げられ
る。

【００１２】しかし、(Ａ)についても撹拌翼を複数段に
組み合わせるため主撹拌翼と補助撹拌翼が必要であり、
補助撹拌翼の取り付け位置は主撹拌翼の動きを妨害しな
いようにするため制約を受け、回転軸を長くして撹拌槽
底部に取り付ける等の自由度が少なく、応用範囲が狭か
った。また、構造が複雑になり、撹拌翼の分解、組み立
ての手間が増加した。さらに、(Ｂ)についても塗料など
の粘性の高い液体を撹拌する場合、プロペラ翼(ｃ)と同
様に回転軸方向の流れが不十分であり、撹拌槽底部や軸
心部の撹拌が十分に行われない。従って、(Ａ)及び(Ｂ)
の双方とも前記不都合を効果的に改善するものではな
い。

【００１３】本発明は上述の従来の不都合を解決するた
めになされたもので、塗料などの粘性が高く、撹拌槽内
で液面レベルが上下する液体について、凝集塊などが沈
澱せず、また液体内に気泡を巻き込まないように、均一
に撹拌することができる撹拌装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の撹拌装置は、円筒状の撹拌槽の槽底付近
に、円板状の撹拌翼を設置した撹拌装置において、円板
の周方向に沿って略等間隔で、外周縁から中心近傍に向
け複数の切り込みを設け、その切り込みのうち円板の回
転方向に対し後ろ側を、槽底方向に折り曲げることによ
り前記撹拌翼を形成し、また、前記撹拌槽の槽底を、前
記撹拌翼の回転によりえがかれる立体の下面形状に対応
する形状に形成している。

【００１５】請求項２記載のように、請求項１記載の撹
拌装置のうち、前記撹拌翼の直径を前記撹拌槽の直径の
５０％から８０％に設定し、また前記撹拌翼のうち折り
曲げた部分の面積を前記円板の面積の８％から１５％に
設定するとよい。

【００１６】請求項３記載のように、請求項１記載の撹
拌装置の前記撹拌翼について、円板の周方向に沿って１
８０°間隔で２カ所の切り込みを設けるとよい。

【００１７】

【作用】上記の構成を有する本発明の撹拌装置によれ
ば、塗料などの粘性の高い液体について以下に示す理由
により、前記従来のプロペラ翼、タービン翼のような円
周方向の流れによる撹拌、リボン翼のような軸方向の流
れによる撹拌、かつアンカー翼のような槽底の撹拌を行
うことができる。従って、液体の滞留による沈澱物の発
生を防止でき、液体の組成比率を均一に保つことができ
る。

【００１８】プロペラ翼は回転により軸方向の推力
を発生するが、粘性の高い液体の場合その効果は少な
い。一方本撹拌翼においてもまた前記折り曲げた部分の
回転により、プロペラ翼と同様の軸方向の推力を発生す
るが、本撹拌翼の場合小さな切り込み部分以外は円板に
よりふさがれているので、撹拌翼での液体の流束断面積
が小さい。従って、プロペラ翼の場合と同様の回転数を
与えた場合、プロペラ翼に比べ撹拌翼での軸方向の流速
が大きくなる。このため粘性の高い液体においても軸方
向の流れによる撹拌が可能となる。

【００１９】通常のプロペラ翼の場合、羽根車によ
り押し上げられた液体の代わりに循環している液体がす
ぐに補充される。しかし本撹拌装置によると、円板状の
撹拌翼により槽底部が覆われ、撹拌翼と槽底との間は、
ある程度密閉された状態となる。特に粘性の高い液体の
場合その密閉性は高い。従って折り曲げた部分により押
し上げられた液体の代わりに、すぐに循環している液体
が補充されず、撹拌翼より下の部分は圧力が低くなる。
この圧力差のため液体が、撹拌翼の円板周縁と槽筒との
狭い隙間から槽底部に比較的高速で流れ込み、槽底に沈
澱した異物を巻き上げ槽底部の撹拌が十分におこなえる
結果となる。また、撹拌翼の回転体の形状と槽底部の形
状とは対向し、撹拌翼の折り曲げた部分と槽底とは近接
しているので、アンカー翼と同様に槽底部の撹拌効果が
ある。さらに、槽底の中心部、周縁部が盛り上がってい
るので沈澱物が堆積せず、撹拌が不十分になり易い所を
補っている。

【００２０】円板状の撹拌翼のうち槽底方向に折り
曲げた部分は、上述の軸方向の流れによる撹拌と共に、
プロペラ翼と同様の効果により円周方向の流れを起こ
し、円周方向の撹拌も可能とする。

【００２１】また、本撹拌装置によると以下に示す理由
により液体中に気泡を巻き込むことはない。

【００２２】撹拌翼を撹拌槽の低い位置に設置する
ことから、液面レベルが底下してもリボン翼のように撹
拌翼が液面に出ることがない。

【００２３】上述のように本撹拌装置によると、比
較的低回転で液体を撹拌できることから、上記円周方向
の流れを小さく抑えることができる。このため渦の発生
により液面が下がり気泡を巻き込むことから回避でき
る。

【００２４】請求項２記載の撹拌装置では、円板状の撹
拌翼により槽底部を被覆する割合、つまり撹拌翼と槽底
との間の密閉性が大きいため、撹拌翼の下部に液体が補
充されにくいことによる前記圧力差も大きくなる。従っ
て、撹拌翼の円板周縁と槽筒との狭い隙間から槽底部に
流れ込む液体の速度も大きく、槽底に沈澱した異物を巻
き上げ槽底部の撹拌がより一層効果的におこなえること
となる。

【００２５】請求項３記載の撹拌装置は、切り込み数が
最少の場合である。なぜなら切り込みが一箇所の場合、
円板状の撹拌翼に懸かる力に偏りが生じ、撹拌翼と回転
軸の結合部に不具合を生じることからである。また撹拌
翼の折り曲げ部分の形状は、羽根車の役割を与える関係
上ある程度一定であることから、本撹拌装置の場合、円
板状の撹拌翼により槽底部を被覆する割合、つまり撹拌
翼と槽底との間の密閉性を大きくし易くなる。このため
に上述した槽底部の撹拌が効果的におこなえることとな
り易い構成である。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の撹拌装置を具体化した実施例
を図を参照して説明する。

【００２７】図１は本実施例に係る撹拌翼の平面図、図
２は図１の撹拌翼の正面図、図３は本実施例に係る撹拌
装置の断面図である。

【００２８】本実施例の撹拌翼１は、図１に示すように
一の円板について、周方向に沿って１８０°間隔で２箇
所に、外周縁から中心近傍に向け切り込み８を設ける。
またその切り込み８により分けられた両側のうち、円板
の回転方向に対し後ろ側の一定部分９を、当該円板の中
心１０を通る直線１１を軸にして槽底方向に折り曲げ
る。その折り曲げ角は、円板に対して４５°〜９０°に
する。４５°以下では軸方向の推力が小さく、９０°以
上では軸方向の推力が生じないことからである。また、
図２に示すように折り曲げた部分９の下部９ａは、槽底
２ａの形状に沿うように折り曲げ軸１１と平行に切り取
る。また、前記撹拌翼１のうち折り曲げた部分９の面積
を前記円板の面積の８％から１５％に設定する。前記比
率が８％以下の場合、羽根車が小さすぎて軸方向の推力
による軸方向の撹拌が不十分となり、１５％以上の場
合、撹拌翼１による上記密閉性がなくなることからであ
る。かかる観点から上記比率は、好ましくは９．５％か
ら１２．５％にするとよい。

【００２９】本実施例の撹拌槽２は、図３に示すように
円筒状の槽筒２ｂについて、槽底２ａと槽蓋２ｃにより
槽筒２ｂの下面と上面とをふさぐように形成されてい
る。また、槽底２ａは、上記撹拌翼１による回転体の下
面の形状に対向する形状になっている。つまり、槽底２
ａの中心部と周縁部が高く、中心部と周縁部との間（排
出口５の周辺）が低く形成されている。また槽筒２ｂに
は、液の取り入れ口６が設けられ、槽底２ａの低くくぼ
んだ部分に排出口５が設けられている。

【００３０】本実施例は、図３に示すように前記撹拌槽
２に前記撹拌翼１が回転軸３を介して取り付けられてい
る。また、回転軸３は、可変速電動機４により駆動され
ている。このとき撹拌翼１の直径は、撹拌槽２の直径の
２０％から９０％、好ましくは５０％から８０％にす
る。前記比率があまりに小さすぎると、上述の撹拌翼１
による密閉性が得られず、大きすぎると密閉しすぎて液
体が槽底２ａに流れなくなることからである。撹拌翼１
は、槽底２ａから１０mm〜４０mm程度の位置に設置す
る。４０mm以上の場合アンカー翼２１（図５参照）と同
様の槽底２ａを撹拌する効果が無く、１０mm以下の場合
撹拌翼１と撹拌槽２が接近しすぎて、撹拌翼１の少しの
揺れでも両者が接触してしまうことからである。

【００３１】本実施例に係る撹拌装置により以下に示す
実験を行った。図３に示す撹拌装置において、撹拌槽２
の直径を２１０mm、撹拌翼１の直径を１２０mmとし、撹
拌翼１の下端が槽底２ａから３０mmの高さに設置した。
この撹拌槽２の中に、熱可塑性ウレタン樹脂、カーボン
ブラック、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）、ＭＥＫ（メ
チルエチルケトン）からなる塗料を約半分の高さまで入
れ、撹拌翼１の回転数が８０rpmで一週間連続して撹拌
した。その結果、撹拌中には本撹拌槽２内の塗料が液面
で気泡を巻き込むことなく動揺し、また一週間後にも槽
底２ａに、堆積物は生じなかった。つまり撹拌は十分行
われたと言える。

【００３２】一方、従来のプロペラ翼２０（図５参照、
３枚羽根を用いた）により上記と同様の実験を行った。
その結果、撹拌中には液面の動揺がほとんど無く、一週
間後には槽底２ａの全域、特に周縁部で塗料の凝集塊が
堆積し、撹拌は不十分であった。このため撹拌翼１の回
転数を１５０rpmにして同様の実験を行った結果、撹拌
中には液面が激しく動揺し、気泡の巻き込を生じてい
た。また一週間後、槽底２ａの中心附近には堆積物が発
見できなかったが、槽底２ａの周縁部には上記と同様の
堆積物が見られた。つまりこれでも撹拌は改善されなか
った。

【００３３】以上の結果から、本実施例の撹拌装置によ
れば従来（図５参照）のプロペラ翼２０、タービン翼１
９のような円周方向の撹拌と共に、リボン翼２２のよう
な軸方向の撹拌が可能となり、かつアンカー翼２１のよ
うな槽底２ａ（図３参照）の撹拌の効果も発揮する。こ
のため塗料などのような粘性の高い液体の撹拌に有効で
ある。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
塗料などの粘性の高い液体を撹拌する場合、本発明の撹
拌装置によれば次のような効果がある。

【００３５】(1) プロペラ翼は軸方向の推力を発生する
が粘性の高い液体の場合その効果は小さい。一方本撹拌
翼の場合、円板の折り曲げた部分が上記プロペラ翼と同
様に軸方向の推力を発生するが、小さな切り込み部分以
外は円板によりふさがれているので、撹拌翼と同一面上
での流束断面積が小さくなる。この結果撹拌翼の回転数
がプロペラ翼と同じ場合、プロペラ翼に比べ軸方向の流
速が大きくなる。このため粘性の高い液体においても軸
方向の流れによる撹拌が可能となる。

【００３６】(2) 通常のプロペラ翼の場合、羽根車によ
り押し上げられた液体の代わりに循環している液体がす
ぐに補充されるが、本撹拌装置の場合、円板状の撹拌翼
により槽底部が覆われ、撹拌翼と槽底との間はある程度
密閉された状態となる。従って折り曲げた部分により押
し上げられた液体の代わりに、すぐに循環している液体
が補充されず、撹拌翼より下の部分の圧力は低下する。
この時生じる圧力差のため、液体が撹拌翼の円板周縁と
槽筒との狭い隙間から槽底部に比較的高速で流れ込み、
槽底に沈澱した異物を巻き上げ槽底部の撹拌が十分にお
こなえる結果となる。また、撹拌翼の回転体の形状と槽
底部の形状とは対向し、撹拌翼の折り曲げた部分と槽底
とは近接しているので、アンカー翼と同様に槽底部の撹
拌効果がある。さらに、槽底の中心部、周縁部が盛り上
がっているので沈澱物が堆積せず、撹拌が不十分になり
易い所を補っている。

【００３７】(3) 円板状の撹拌翼のうち槽底方向に折り
曲げた部分が、プロペラ翼と同様の効果を発揮し粘性の
高い液体の場合、上記軸方向の流れの他に円周方向の流
れも生じさせる。このため円周方向の撹拌も可能とな
る。

【００３８】(4) 撹拌翼を撹拌槽の低い位置に設置する
ことから、液面レベルが底下してもリボン翼のように撹
拌翼が液面に出ることがない。このため液体中に気泡を
巻き込むことを防止できる。

【００３９】(5) 通常撹拌翼を高回転で駆動すると、遠
心力が働き、渦による液面の中心部の低下をもたらす。
このことは液体に気泡を巻き込む原因や、撹拌翼が液面
に出ることによる気泡の巻き込みなどの原因となる。一
方、本撹拌装置によると、上述の効果により比較的低回
転で液体を撹拌できることから、液体中に気泡を巻き込
むことが防止できる。

【００４０】(6) 撹拌翼の構造が簡単であることから、
製造、取り扱い、整備などが容易である。

【００４１】(7) 請求項２記載の撹拌装置では、上述の
ように撹拌翼と槽底との間の密閉性が大きいため、撹拌
翼の下部に液体が補充されにくいことによる前記圧力差
も大きくなる。この圧力差の大きさと、撹拌翼の円板周
縁と槽筒との隙間の狭さが相俟って、槽底部に流れ込む
液体の速度も大きく、槽底に沈澱した異物を巻き上げ槽
底部の撹拌がより一層効果的におこなえることとなる。

【００４２】(8) 切り込みが一箇所の場合、円板状の撹
拌翼に懸かる力に偏りが生じ、撹拌翼と回転軸の結合部
に不具合を生じることから、請求項３記載の撹拌装置
は、切り込みの数が最少の場合である。また、撹拌翼の
折り曲げ部分は、羽根車の役割を与える関係上ある程度
一定の形状であることから、本撹拌装置の場合は、撹拌
翼により槽底部を被覆する割合、つまり撹拌翼と槽底と
の間の密閉性を大きくし易くなる。このために上述した
槽底部の撹拌が効果的におこなえることとなり易い構成
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る撹拌翼を示す平面図であ
る。

【図２】図１の撹拌翼を示す正面図である。

【図３】本発明の実施例に係る撹拌装置を示す断面図で
ある。

【図４】塗料等を塗布する一般的な行程を示すシステム
図である。

【図５】従来の一般的な撹拌装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１撹拌翼２撹拌槽３回転軸４可変速電動機５排出口６取り入れ口７撹拌装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の撹拌槽の槽底附近に、円板状の
撹拌翼を設置した撹拌装置において、円板の周方向に沿って略等間隔で、外周縁から中心近傍
に向け複数の切り込みを設け、その切り込みのうち円板
の回転方向に対し後ろ側を、槽底方向に折り曲げること
により前記撹拌翼を形成し、また、前記撹拌槽の槽底を、前記撹拌翼の回転によりえ
がかれる立体の下面形状に対応する形状に形成したこと
を特徴とする撹拌装置。
【請求項２】前記撹拌翼の直径を前記撹拌槽の直径の
５０％から８０％に設定し、また前記撹拌翼のうち折り
曲げた部分の面積を前記円板の面積の８％から１５％に
設定した請求項１記載の撹拌装置。
【請求項３】前記撹拌翼について、円板の周方向に沿
って１８０°間隔で２カ所の切り込みを設けた請求項１
記載の撹拌装置。