撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法
【課題】確実に撹拌槽全域に大きな循環流を形成して、被撹拌物を早期に且つ均一に撹拌混合することが可能な撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法を提供する。
【解決手段】被撹拌物を収容する撹拌槽と、撹拌槽内に挿入した状態で軸線Ｏ１回りに回転可能に支持された回転軸と、軸線Ｏ１方向の上下に多段状に配置されて回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備える撹拌装置において、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは、それぞれ、回転軸に対して傾斜して設けられており、中段翼１１の上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂは、回転軸の回転方向Ｔの略同位置に配置され、上段翼１２を構成する撹拌翼１２ａ、１２ｂは、軸線Ｏ１方向の上下に隣り合う下方の撹拌翼に対して回転軸の回転方向Ｔ前方側に配置され、且つ軸線Ｏ１方向の平面視で下方の撹拌翼の上端側に下端側が重なるように配置されている。
【解決手段】被撹拌物を収容する撹拌槽と、撹拌槽内に挿入した状態で軸線Ｏ１回りに回転可能に支持された回転軸と、軸線Ｏ１方向の上下に多段状に配置されて回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備える撹拌装置において、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは、それぞれ、回転軸に対して傾斜して設けられており、中段翼１１の上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂは、回転軸の回転方向Ｔの略同位置に配置され、上段翼１２を構成する撹拌翼１２ａ、１２ｂは、軸線Ｏ１方向の上下に隣り合う下方の撹拌翼に対して回転軸の回転方向Ｔ前方側に配置され、且つ軸線Ｏ１方向の平面視で下方の撹拌翼の上端側に下端側が重なるように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば樹脂などの被撹拌物を撹拌するための撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば樹脂や溶剤（被撹拌物）を撹拌混合しつつ合成する際に、被撹拌物を収容する撹拌槽と、撹拌槽内に回転可能に支持された回転軸と、撹拌槽内で回転可能に回転軸に固定されて被撹拌物を撹拌する複数の撹拌翼とを備えた撹拌装置が多用されている。この種の撹拌装置Ａには、例えば図１６から図１８に示すように、撹拌翼１として、回転軸２に対して傾斜して径方向かつ上方に延びる第１の上部翼３と、第１の上部翼３の下方に配置され、回転軸２に対して傾斜して径方向且つ下方に延びる第２の上部翼４と、第２の上部翼４に接近して配置され、撹拌槽５の底部５ａ付近まで回転軸２から下方に、かつ径方向に延びる下部翼６とを有し、これら複数の撹拌翼１を回転軸２の軸線Ｏ１方向に多段状に配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。また、この撹拌装置Ａでは、第１及び第２の上部翼３、４が、下部翼６と略同一の半径で延出する部分を有し、かつ回転軸２の軸線Ｏ１方向に所定の間隔で接近して配置され、第１の上部翼３の下辺部３ａ及び第２の上部翼４の上辺部４ａが互いに軸線Ｏ１方向に重複するように配置される。
【０００３】
このような構成の複数の撹拌翼１を備えた撹拌装置Ａでは、回転軸Ｏ１を回転方向Ｔに回転させることにより、第１の上部翼３が撹拌槽５内の被撹拌物Ｈを下方に移動させ、第２の上部翼４が第１の上部翼３との重複部分に発生する吸引力により被撹拌物Ｈを撹拌槽５の底部５ａに移動させる。すなわち、第１の上部翼３と第２の上部翼４とによって、図１６に示すように、上方の被撹拌物Ｈを下方に向けて移動させる下降流Ｓ１が形成される。そして、この下降流Ｓ１によって下方に移動した被撹拌物Ｈは、下部翼６が形成する側方流Ｓ２によって、撹拌槽５の底部５ａに沿って内壁面５ｂに向けて（径方向外側に向けて）移動し、内壁面５ｂに沿う上昇流Ｓ３の形成によって上方に移動する。これにより、回転軸２の回転に従い撹拌槽５内全域に、被撹拌物Ｈが下降流Ｓ１によって回転軸２近傍を上方から下方に移動し、上昇流Ｓ３によって内壁面５ｂ近傍を下方から上方に移動する循環流Ｓが形成され、この大きな循環流Ｓの形成により被撹拌物Ｈが好適に撹拌混合される。
【特許文献１】特開平９−７５６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の撹拌装置Ａにおいて、図１６及び図１７に示すような、直径に対し高さが大きく、多量の被撹拌物Ｈを同時に撹拌混合処理するように形成した竪型撹拌槽５を備える場合には、図１６及び図１９の被撹拌物Ｈの流動解析結果に示すように、撹拌翼１が撹拌槽５の上方（被撹拌物Ｈの上方）に配置されないために、大きな下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３が撹拌槽５内の高さ方向中央付近から下方側に形成されて、すなわち被撹拌物Ｈの上方（撹拌槽５の上方）に循環流Ｓが形成されず、上方の被撹拌物Ｈの下方への引き込みが小さくなって、長時間の撹拌を行った場合においても均一に混合できないという問題が生じてしまう。なお、被撹拌物Hの流動解析結果を示す図１９では、強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示している。
【０００５】
特に、高粘度の合成樹脂を製造する場合、すなわち粘度の低い樹脂原料（被撹拌物）を撹拌槽内に収容し、数時間撹拌しつつ反応させて例えば１２万ｍＰａ・ｓ程度の高粘度の合成樹脂を製造するような場合には、所望の粘度に達した段階で反応停止剤を撹拌槽内に添加し高粘度の合成樹脂（被撹拌物）と反応停止剤（被撹拌物）とを撹拌混合することで合成樹脂の反応を停止させるが、このとき、上記の撹拌装置Ａのように、被撹拌物を早期に均一に撹拌混合できない場合には、反応停止剤が十分に混合されていない部分で反応が継続してしまい、この部分の合成樹脂が必要以上に高粘度化し、製造した合成樹脂の撹拌槽内における品質がばらついてしまうという問題が生じる。
【０００６】
これに対し、例えば図２０から図２２に示すように、第１の上部翼３と同形同大の撹拌翼７（１）を回転軸２の上方に所定の間隔をあけて平行配置し、すなわち第１の上部翼３と同様の撹拌翼７を多段状に増設し、且つこの増設した撹拌翼７を回転軸２の回転方向Ｔの略同位置に配置して、上方の被撹拌物Ｈを撹拌できるようにした場合においても、第１の上部翼３と増設した撹拌翼７とが軸線Ｏ１方向の上下に重なるため、図２０及び図２３の被撹拌物Ｈの流動解析結果（強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示）に示すように、各撹拌翼３、７で形成される下降流Ｓ１が軸線Ｏ１方向の上下で分断されてしまい、被撹拌物Ｈの上方から下方に達する大きな循環流Ｓが形成できない。すなわち、第１の上部翼３及び増設した撹拌翼７が軸線Ｏ１方向上下に重なっているため、回転時に、各撹拌翼３、７の回転方向Ｔ後方側の裏面３ｂ、７ａにそれぞれ発生する負圧領域Ｆが、図２２に示すように上下に連続的に繋がらず、上方から下方に向けて形成される下降流Ｓ１が各撹拌翼３、７毎に分断されてしまう。このため、撹拌槽５の上方の被撹拌物Ｈを底部５ａまで移動させるような大きな循環流Ｓが撹拌槽５内全域に形成できず、やはり被撹拌物Ｈの混合に多くの時間を要したり、均一な混合を行なうことができないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑み、確実に撹拌槽全域に大きな循環流を形成して、被撹拌物を早期に且つ均一に撹拌混合することが可能な撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００９】
本発明の撹拌装置は、被撹拌物を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備える撹拌装置において、前記複数の撹拌翼は、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分され、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼は、それぞれ、前記回転軸に対して傾斜して設けられており、前記中段翼の上下二段の撹拌翼は、前記回転軸の回転方向の略同位置に配置され、前記上段翼を構成する撹拌翼は、前記軸線方向の上下に隣り合う下方の撹拌翼に対して前記回転軸の回転方向前方側に配置され、且つ前記軸線方向の平面視で前記下方の撹拌翼の上端側に下端側が重なるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の高粘度合成樹脂の製造方法は、樹脂原料を撹拌装置で撹拌しつつ合成して高粘度の合成樹脂を製造する方法において、前記撹拌装置が、前記樹脂原料を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備えるとともに、前記複数の撹拌翼が、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分されており、前記回転軸を回転させた際に、前記中段翼及び前記上段翼を構成する複数の撹拌翼の前記回転軸の回転方向後方側且つ上方側を向くそれぞれの裏面側に前記撹拌槽の上方から下方に向けて連続する負圧領域を形成することによって、前記回転軸近傍に前記樹脂原料を上方から下方に移動させる下降流を形成し、該下降流で前記撹拌槽の底部側に移動した前記樹脂原料を前記撹拌槽の内壁面に向けて移動させる側方流を前記下段翼によって形成し、前記撹拌槽の内壁面に沿って下方から上方に前記樹脂原料を移動させる上昇流を形成して、前記樹脂原料を前記撹拌槽内の全域で循環させる循環流を形成しながら撹拌することを特徴とする。
【００１１】
この撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法においては、中段翼及び上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、回転軸に対して傾斜して設けられ、上段翼の撹拌翼が、下方の撹拌翼に対して回転方向前方側にずらして配置されるとともに下方の撹拌翼と一部が重なるように配置されていることによって、中段翼と上段翼の撹拌翼を、それぞれの裏面が回転軸を中心に略らせん状に繋がるように配置することができる。これにより、回転軸を回転させて被撹拌物（樹脂原料、合成樹脂）を撹拌した際に、各撹拌翼の裏面に生じる負圧領域を、上方から下方に向けて略らせん状に連続して形成することができる。よって、回転軸近傍の被撹拌物をこの連続した負圧領域によって上方から下方に連続的に移動させる強力な下降流を形成することができ、撹拌槽内の全域に大きな循環流を形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法によれば、撹拌槽内の被撹拌物を分断されることのない連続した循環流を形成して撹拌することができるため、高粘度の被撹拌物を撹拌混合する場合においても、早期に且つ均一に撹拌混合することができる。よって、高粘度の合成樹脂を製造する場合においても、粘度が上昇した樹脂原料と反応停止剤とを早期に且つ均一に撹拌混合することができるため、従来の撹拌装置のように未混合部分の樹脂原料の反応が継続してしまい必要以上に高粘度化することを防止でき、撹拌槽内の合成樹脂の粘度のばらつきを解消して高品質の合成樹脂を製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態による撹拌装置は、前記回転軸の軸線方向の最上方に配置された前記上段翼の撹拌翼を、前記中段翼を構成する撹拌翼及び前記上段翼を構成する他の撹拌翼よりも小さく形成することによって、被撹拌物を撹拌した際に、最上方の上段翼の撹拌翼の表面で押されて上方の被撹拌物に作用する側方流を小さくすることができる。これにより、上方の被撹拌物を下方に引き込む下降流が最上方の撹拌翼による側方流で弱められることがなく、強力な引き込み力をもった下降流を形成して上方の被撹拌物を下方に移動させることができ、より確実に、早期に且つ均一に被撹拌物を撹拌混合することが可能になる。
【００１４】
また、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、略四半楕円形状に形成され、円弧側を前記回転軸に対し径方向外側に配して設けられるとともに、前記中段翼の下段の撹拌翼は、長辺と円弧が繋がる先端を前記回転方向後方側の下方に配して設けられ、該中段翼の下段の撹拌翼よりも上方に配された前記中段翼の上段の撹拌翼及び前記上段翼の撹拌翼は、前記先端を前記回転方向前方側の上方に配して設けられている。これにより、最上方の上部翼の先端付近及び最下方の中段翼の先端付近において、すなわち下降流の始端側と終端側において、撹拌に伴い側方流が生じることをより確実に防止できる。よって、確実に強力な下降流を形成することができ、早期に且つ均一に被撹拌物を撹拌混合することが可能になる。
【００１５】
さらに、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼を、それぞれ、前記被撹拌物を撹拌させる翼本体部と該翼本体部に交差して延びる延出部とを備えて略Ｔ字状に形成し、前記延出部を前記回転軸に固定して設けた場合には、延出部の回転方向前後に隙間が形成されるため、回転軸近傍を下降流によって移動する被撹拌物をこの隙間を通じて上方から下方に移動させることができ、回転軸近傍の被撹拌物が中段翼や上段翼の撹拌翼と供回りすることを防止できる。これにより、確実に大きな循環流を形成することができる。
【００１６】
また、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼を、それぞれ、略三日月状に形成して、凸円弧側を径方向外側に配して設けた場合には、中段翼及び上段翼の撹拌翼を、それぞれの裏面が確実に略らせん状に繋がるように配置することができ、確実に上方から下方に連続する負圧領域を形成することができる。これにより、被撹拌物を上方から下方に連続して移動させる強力な下降流を確実に形成することが可能になる。
【実施例】
【００１７】
以下、図１から図１１を参照し、本発明の実施例による撹拌装置及び高粘度の合成樹脂を製造する方法について説明する。本実施例は、例えば１０ｍＰａ・ｓ程度の粘度の低い樹脂原料（被撹拌物）を撹拌槽内に収容し、数時間撹拌しつつ反応させて高粘度化し、所望の粘度に達した段階で反応停止剤（被撹拌物）を添加しつつ撹拌混合することによって合成樹脂（被撹拌物）の反応を停止させる高粘度の合成樹脂の製造方法に関するものである。
【００１８】
本実施例の撹拌装置Ｃは、図１に示すように、約１２ｍ３の合成樹脂を収容可能な有底円筒状の竪型撹拌槽５と、この撹拌槽５内の中心部に垂設状態で挿入されつつ軸線Ｏ１回りに回転可能に支持された回転軸２と、撹拌槽５内で回転可能に回転軸２に上下多段状に固定された複数の撹拌翼１とを備えて構成されている。
【００１９】
複数の撹拌翼１は、図１から図４に示すように、回転軸２の下端側に設けた一つの撹拌翼６からなる下段翼１０と、下段翼１０の上方に設けられた上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂからなる中段翼１１と、中段翼１１の上方に設けられた上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂからなる上段翼１２とに区分されている。なお、本実施例では、中段翼１１と上段翼１２の各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂのそれぞれに対し、回転軸２の軸線Ｏ１を中心とした対称位置にも撹拌翼１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄが設けられており、これらの撹拌翼１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄにより、他の中段翼１１と上段翼１２が構成されている。
【００２０】
下段翼１０の一つの撹拌翼６は、回転軸２の軸線Ｏ１を中心として両端部を径方向外側に配するように延設した略平板状のパドル翼であり、互いに反対方向を向く一対の表面６ａが軸線Ｏ１に平行するように配設されている。また、このパドル翼６は、回転軸２の下端から下方に延出するように設けられており、延出した下端が撹拌槽５の底部５ａに近接されてこの底部５ａの形状に沿う円弧状に形成されている。さらに、パドル翼６の幅方向両端（軸線Ｏ１に直交する径方向両端）には、回転軸２の回転方向Ｔ後方側に約４５°の角度をもって折れ曲る折曲部６ｂが設けられている。
【００２１】
中段翼１１を構成する上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、それぞれ、同形同大の四半楕円形状（楕円をほぼ長径と短径に沿って四分割した形状）に形成され、ボス１３を介して回転軸２に固定されている。また、これらの撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、それぞれ長辺（長径）の短辺（短径）側（後端１４側）が回転軸２に固定され、且つ円弧側を径方向外側に配した状態で固定されている。さらに、このとき、各撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、表面１５が回転軸２の回転方向Ｔ前方側で下方側を向き、裏面１６が回転方向Ｔ後方側で上方側を向くように、回転軸２に対して傾斜して設けられている。そして、上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）は、長辺と円弧が繋がる先端（上端）１７が上方に配されるように長辺を上方に傾斜させて設けられている。一方、下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）は、長辺と円弧が繋がる先端（下端）１７が下方に配されるように長辺を下方に傾斜させて設けられている。さらに、上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）と下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）は、回転軸２の回転方向Ｔの同位置に固定されて、互いに上下方向（回転軸２の軸線Ｏ１方向）に間隔をあけて平行配置されている。これにより、中段翼１１を構成する上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、軸線Ｏ１方向の平面視で、互いの後端１４側（それぞれの上端側と下端側）を重ねて略楕円形状を呈するように配置されている。
【００２２】
上段翼１２を構成する上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）は、本実施例において、中段翼１１の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）と同形同大の四半楕円形状に形成されている。また、これらの撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）は、中段翼１１と同様に、ボス１３を介して回転軸２に固定されており、それぞれ長辺の短辺側（後端１４側）が回転軸２に固定され、且つ円弧側を径方向外側に配した状態で固定されている。さらに、表面１５が回転軸２の回転方向Ｔ前方側で下方側を向き、裏面１６が回転方向Ｔ後方側で上方側を向くように、回転軸２に対して傾斜して設けられている。一方で、上段翼１２の全ての撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）は、長辺と円弧が繋がる先端（上端）１７が上方に配されるように長辺を上方に傾斜させて設けられている。
【００２３】
さらに、上段翼１２の上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）は、図３及び図４に示すように、それぞれ、上下に隣り合う中段翼１１の上段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１１ｂ（１１ｄ）に対し、回転軸２の回転方向Ｔ前方側に４５°の角度をもってずらして配置されている。さらに、上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）は、下段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１２ａ（１２ｃ）に対し、回転軸２の回転方向Ｔ前方側に４５°の角度をもってずらして配置されている。また、このとき、中段翼１１の上段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１１ｂ（１１ｄ）と上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）、及び上段翼１２の下段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１２ａ（１２ｃ）と上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）は、軸線Ｏ１方向の平面視で下方の撹拌翼の先端（上端）１７側に後端（下端）１４側が重なるように配置されている。これにより、上段翼１２の上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）と、上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）に対し上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）が４５°の位相差で配置された中段翼１１の上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、図４に示すように、各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の裏面１６が回転軸２の軸線Ｏ１を中心に捩れる略らせん状に繋がって配置される。
【００２４】
ここで、本実施例では、上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）が中段翼１１の上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）に対し、且つ上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）が上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）に対して、回転軸２の回転方向Ｔ前方側に４５°の角度をもってずらして配置されるものとしたが、上下に隣り合う撹拌翼（１１ｂと１２ａ、１２ａと１２ｂ）（１１ｄと１２ｃ、１２ｃと１２ｄ）同士の先端側と後端側が重なり、各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の裏面１６が略らせん状に繋がって配置することができれば、９０°未満の角度でずらして配置すればよく、好ましくは３０°〜６０°の範囲の角度でずらして配置すればよい。
【００２５】
ついで、上記のように構成した本実施例の撹拌装置Ｃを用いて高粘度の合成樹脂（被撹拌物）Ｈを製造する方法について説明し、本実施例の撹拌装置Ｃ及び高粘度合成樹脂Ｈの製造方法の作用及び効果について説明する。
【００２６】
本実施例では、例えば１０ｍ３のアクリル樹脂やアルキド樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステルなどの樹脂原料（被撹拌物）Ｈを投入する。この樹脂原料Ｈは、例えば１０ｍＰａ・ｓ程度の粘度の低い状態であり、数時間撹拌して反応させると高分子量化してゆき、徐々にその粘度が高くなってゆく。そして、樹脂原料Ｈの粘度を調整したり、不揮発分量の調整を行なうために、１ｍＰａ・ｓ程度の低粘度の例えばトルエンやキシレン、メタノールなどの溶剤（被撹拌物）を所定量添加してさらに撹拌混合し、例えば１２万ｍＰａ・ｓ程度の高粘度の合成樹脂Ｈを製造する。ついで、このように、所定の粘度に調整した合成樹脂Ｈに、例えば４ｍＰａ・ｓ程度の反応停止剤（被撹拌物）を２ｍ３添加するとともに撹拌混合して合成樹脂Ｈの反応を停止させ、所定粘度の合成樹脂Ｈを１２ｍ３製造する。
【００２７】
ここで、上記のように合成樹脂Ｈを製造する際には、樹脂原料Ｈの粘度上昇が緩やかに進行する場合には比較的均一に撹拌混合がなされるが、急激に粘度が上昇する樹脂原料Ｈも多々あり、また、例えば樹脂原料Ｈの配合精度に狂いが生じていたり、仕込みの順序を間違えるなどした場合には、必要以上の熱量が樹脂原料Ｈに生じて、撹拌混合不良により撹拌槽５内の合成樹脂（樹脂原料）Ｈに局部的な過加熱部分や濃度ムラが発生し合成樹脂Ｈが異常反応する場合がある。このため、添加した反応停止剤を素早く撹拌混合して、濃度ムラなどを失くすことが、撹拌槽５内の合成樹脂Ｈを均一に保ってその品質を安定化させるために重要である。
【００２８】
これに対し、本実施例の撹拌装置Ｃにおいては、高粘度化した樹脂原料Ｈに溶剤や反応停止剤を添加して、これらを撹拌混合するように回転軸２を回転させた際に、中段翼１１及び上段翼１２のそれぞれの撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の回転方向Ｔ前方側且つ下方側を向く表面１５が、被撹拌物（樹脂原料、溶剤、反応停止剤）Ｈを押圧して下方に移動させる。さらに、中段翼１１と上段翼１２の各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）が、それぞれの裏面１６を略らせん状に繋げるように配置されているため、図２０から図２３に示したように従来の撹拌装置Ｂでは負圧領域Ｆが分断されるのに対し、図４のように、本実施例の撹拌装置Ｃでは、回転とともに略らせん状に繋がる撹拌翼（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の裏面１６に生じた負圧領域Ｆが、被撹拌物Ｈの液面側の上方から撹拌槽５の底部５ａ側の下方に向けて略らせん状に連続して形成される。そして、このように略らせん状に連続した負圧領域Ｆが形成されることによって、被撹拌物Ｈの流動解析結果（強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示）を示す図５のように、撹拌槽５内の回転軸２近傍に上方から下方に連続する強力な下降流Ｓ１が形成されることになり、この部分の被撹拌物Ｈが強力に下方に移動する。また、このように順次上方から下方に移動した被撹拌物Ｈは、パドル翼６の回転方向Ｔ後方側を向く表面６ａ近傍に生じる負圧部に引き込まれて、撹拌槽５の底部５ａに沿い内壁面５ｂに向けて流れる側方流Ｓ２によって側方に移動する。そして、側方流Ｓ２の形成により内壁面５ｂに達した被撹拌物Ｈは、この内壁面５ｂに沿って上方に流れる強力な上昇流Ｓ３によって上方に移動する。これにより、図２０から図２２に示した比較例の撹拌装置Ｂと比較して、図６に示すように、撹拌槽５内の全域に、被撹拌物Ｈを上方から下方へ、下方から側方へ、側方から上方へ移動させる大きな循環流Ｓ、すなわち分断されていない循環流Ｓが形成され、このような大きな循環流Ｓによって、高粘度化した樹脂原料Ｈと低粘度の溶剤や反応停止剤とが早期に且つ均一に撹拌混合される。
【００２９】
また、本実施例では、最上方に位置する上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）が幅の小さい先端１７側を上方に向け、且つ中段翼１１の下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）が幅の小さい先端１７側を下方に向けているため、下降流Ｓ１の始端側と終端側に回転軸２の回転による大きな側方流が作用することがない。このため、被撹拌物Ｈの上方側（液面側）の下方への引き込み力が大きくなり、また、大きな下降流Ｓ１をもって確実に被撹拌物Ｈがパドル翼６側に流れる。これにより、パドル翼６で生じる側方流Ｓ２ひいては撹拌槽５の内壁面５ｂに沿って上方に流れる上昇流Ｓ３が強力に形成され、強力な循環流Ｓが形成される。すなわち、四半楕円形状の幅の大きい後端１４側を下降流Ｓ１の始端側や終端側に配置した場合、例えば図７に示すように、中段翼１１の下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）を先端１７と後端１４を逆にした場合には、上方から下方に連続する略らせん状の負圧領域Ｆを形成することが可能である反面、回転軸２の回転によって下降流Ｓ１の終端付近（パドル翼６による側方流よりも上方）に側方流Ｓ４が形成されてしまう。この場合には、この側方流Ｓ４により下降流Ｓ１および上昇流Ｓ３が分断されたりその流れが弱まってしまうため、本実施例のような好適な循環流Ｓが形成されず、被撹拌物Ｈの撹拌混合の効率が低下してしまう。
【００３０】
また、これに関連して、本実施例では、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）が全て同形同大に形成されているが、図８及び図９に示すように、上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）、すなわち上方の被撹拌物Ｈの下方に引き込むための撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）を、中段翼１１の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）や上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）よりも小さく形成してもよく、このように構成した場合には、さらに下降流Ｓ１の始端側に側方流が形成されることが抑制でき、強力な引き込み力をもって上方の被撹拌物Ｈを下方に移動させることができる。また、同じく図８及び図９に示すように、中段翼１１の上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）の後端１４に下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）の後端１４側に重なるように延びるフィン２０を設けることによって、上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）の軸線Ｏ１方向の隙間を通じて陽圧側の表面１５側から負圧側の裏面１６側に被撹拌物Ｈが移動して、中段翼１１の上段及び下段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）の裏面１６側に形成される連続した負圧領域Ｆのバランスが崩れて下降流Ｓ１が分断されたり弱まったりすることを確実に防止できる。
【００３１】
さらに、本実施例では、上段翼１２の各撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）を、下方の撹拌翼に対して回転方向Ｔ前方側に４５°ずらして配置することにより、上方から下方に向かって連続する負圧領域Ｆを形成し、強力な下降流Ｓ１を形成するようにした。これに対し、図１０に示すように、上段翼１２の各撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）を、下方の撹拌翼に対して回転方向Ｔ後方側に４５°の角度をもってずらして配置した場合には、各撹拌翼の裏面１６が軸線Ｏ１方向に重なって略対向配置されてしまうため、負圧領域が連続性を失い、被撹拌物Ｈの流動解析結果（強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示）を示す図１１のように下降流Ｓ１ひいては循環流Ｓが分断されることになる。
【００３２】
したがって、本実施例の撹拌装置Ｃ及び高粘度合成樹脂Ｈの製造方法によれば、撹拌槽５内の被撹拌物Ｈを、分断されない連続した循環流Ｓを形成して撹拌することができるため、高粘度の被撹拌物Ｈを撹拌混合する場合においても、早期に且つ均一に撹拌混合することが可能になる。これにより、高粘度の合成樹脂Ｈを製造する場合においても、粘度が上昇した合成樹脂Ｈと反応停止剤とを早期に且つ均一に撹拌混合することができるため、従来の撹拌装置Ａ、Ｂのように、未混合部分の樹脂の反応が継続し必要以上に高粘度化することを防止でき、撹拌槽５内にばらつきが生じることを解消できる。よって、高品質の合成樹脂Ｈを確実に製造することが可能になる。
【００３３】
また、最上方に位置する上段翼１２の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）が、幅の小さい先端１７側を上方に向け、且つ中段翼１１の下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）が、幅の小さい先端１７側を下方に向けて設けられていることにより、下降流Ｓの始端側と終端側に回転軸２の回転によって大きな側方流が作用することを防止でき、強力な下降流Ｓ１ひいては循環流Ｓを形成することで、確実に、早期に且つ均一に被撹拌物Ｈを撹拌混合することが可能になる。
【００３４】
さらに、最上方に位置する上段翼１２の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）を、中段翼１１及び上段翼１２の他の撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ）よりも小さく形成することによって、下降流Ｓ１の始端側が側方流により弱まることを防止でき、より確実に強力な下降流Ｓ１ひいては循環流Ｓを形成することが可能になる。
【００３５】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施例では、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）が、四半楕円形状に形成されているものとしたが、各撹拌翼を、例えば図１２及び図１３に示すように、被撹拌物Ｈを撹拌させる翼本体部２１ａとこの翼本体部２１ａに交差するように延びる延出部２１ｂとを備えて略Ｔ字状に形成し、延出部２１ｂの延出方向一端を回転軸２に固定して設けてもよい。そして、この場合には、翼本体部２１ａと回転軸２との間に、すなわち延出部２１ｂを挟んで回転軸２の回転方向Ｔ前後の位置に、隙間Ｄが形成されるため、翼本体部２１ａの裏面１６側に形成した上方から下方に連続する負圧領域Ｆによって流れる被撹拌物Ｈの下降流Ｓ１をこの隙間を通じて下方に流すことができる。これにより、高粘度の被撹拌物Ｈが回転軸２近傍において中段翼１１や上段翼１２の撹拌翼と供回りすることを防止でき、確実に大きな循環流Ｓを形成することが可能になる。
【００３６】
また、例えば図１４及び図１５に示すように、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼２２を三日月状に形成してもよく、この場合には、凸円弧側を径方向外側に配して回転軸２に固定することによって、上下に隣り合う撹拌翼２２同士の先端１７側と後端１４側同士を重ね合わせて、確実に上方から下方に連続する略らせん状の負圧領域Ｆを形成することができる。これにより、被撹拌物Ｈを上方から下方に連続して移動させる強力な下降流Ｓ１を確実に形成することができる。
【００３７】
また、本実施例では、各段の撹拌翼を回転軸２の軸線Ｏ１を中心に対称配置することにより、回転軸２の軸線Ｏ１回りに上方から下方に捩れて延びる略らせん状の負圧領域Ｆを２条形成しているが、各段の撹拌翼の数を増やして３条以上の略らせん状の負圧領域Ｆを形成するように構成してもよい。さらに、本実施例では、上段翼１２が上下二段で形成されているものとしたが、上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）を取り除いて一段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）で上段翼１２を構成したり、逆に三段以上となるように撹拌翼を増設して上段翼１２を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例による撹拌装置を示す正面図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】図１のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図４】本発明の実施例による撹拌装置の撹拌翼を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例による撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【図６】本発明の実施例による撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の循環流の形成状況を示す図である。
【図７】本発明の実施例による撹拌装置に対する比較例として示した他の撹拌装置の正面図である。
【図８】本発明の実施例による撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図９】図８のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１０】本発明の実施例による撹拌装置に対する比較例として示した他の撹拌装置の正面図である。
【図１１】図１０の撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【図１２】本発明の実施例による撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図１３】図１２のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１４】本発明の実施例による撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図１５】図１４のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１６】従来の撹拌装置を示す正面図である。
【図１７】図１６のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１８】図１６の撹拌装置の撹拌翼を示す斜視図である。
【図１９】図１６の撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【図２０】図１６の従来の撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図２１】図２０のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図２２】図２０の撹拌装置の撹拌翼を示す斜視図である。
【図２３】図２０の撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 撹拌翼
２ 回転軸
３ 第１の上部翼
３ａ 下辺部
３ｂ 裏面
４ 第２の上部翼
４ａ 上辺部
５ 撹拌槽
５ａ 底部
５ｂ 内壁面
６ パドル翼（撹拌翼）
６ａ 表面
６ｂ 折曲部
７ 撹拌翼
７ａ 裏面
１０ 下段翼
１１ 中段翼
１１ａ 下段の撹拌翼（中段翼）
１１ｂ 上段の撹拌翼（中段翼）
１１ｃ 下段の撹拌翼（中段翼）
１１ｄ 上段の撹拌翼（中段翼）
１２ 上段翼
１２ａ 下段の撹拌翼（上段翼）
１２ｂ 上段の撹拌翼（上段翼）
１２ｃ 下段の撹拌翼（上段翼）
１２ｄ 上段の撹拌翼（上段翼）
１３ ボス
１４ 後端
１５ 表面
１６ 裏面
１７ 先端
２０ フィン
２１ａ 翼本体部
２１ｂ 延出部
２２ 撹拌翼
Ａ 従来の撹拌装置
Ｂ 比較例
Ｃ 撹拌装置
Ｄ 間隙
Ｆ 負圧領域
Ｈ 被撹拌物
Ｓ 循環流
Ｓ１ 下降流
Ｓ２ 側方流
Ｓ３ 上昇流
Ｓ４ 側方流
Ｔ 回転方向
Ｏ１ 回転軸の軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば樹脂などの被撹拌物を撹拌するための撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば樹脂や溶剤（被撹拌物）を撹拌混合しつつ合成する際に、被撹拌物を収容する撹拌槽と、撹拌槽内に回転可能に支持された回転軸と、撹拌槽内で回転可能に回転軸に固定されて被撹拌物を撹拌する複数の撹拌翼とを備えた撹拌装置が多用されている。この種の撹拌装置Ａには、例えば図１６から図１８に示すように、撹拌翼１として、回転軸２に対して傾斜して径方向かつ上方に延びる第１の上部翼３と、第１の上部翼３の下方に配置され、回転軸２に対して傾斜して径方向且つ下方に延びる第２の上部翼４と、第２の上部翼４に接近して配置され、撹拌槽５の底部５ａ付近まで回転軸２から下方に、かつ径方向に延びる下部翼６とを有し、これら複数の撹拌翼１を回転軸２の軸線Ｏ１方向に多段状に配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。また、この撹拌装置Ａでは、第１及び第２の上部翼３、４が、下部翼６と略同一の半径で延出する部分を有し、かつ回転軸２の軸線Ｏ１方向に所定の間隔で接近して配置され、第１の上部翼３の下辺部３ａ及び第２の上部翼４の上辺部４ａが互いに軸線Ｏ１方向に重複するように配置される。
【０００３】
このような構成の複数の撹拌翼１を備えた撹拌装置Ａでは、回転軸Ｏ１を回転方向Ｔに回転させることにより、第１の上部翼３が撹拌槽５内の被撹拌物Ｈを下方に移動させ、第２の上部翼４が第１の上部翼３との重複部分に発生する吸引力により被撹拌物Ｈを撹拌槽５の底部５ａに移動させる。すなわち、第１の上部翼３と第２の上部翼４とによって、図１６に示すように、上方の被撹拌物Ｈを下方に向けて移動させる下降流Ｓ１が形成される。そして、この下降流Ｓ１によって下方に移動した被撹拌物Ｈは、下部翼６が形成する側方流Ｓ２によって、撹拌槽５の底部５ａに沿って内壁面５ｂに向けて（径方向外側に向けて）移動し、内壁面５ｂに沿う上昇流Ｓ３の形成によって上方に移動する。これにより、回転軸２の回転に従い撹拌槽５内全域に、被撹拌物Ｈが下降流Ｓ１によって回転軸２近傍を上方から下方に移動し、上昇流Ｓ３によって内壁面５ｂ近傍を下方から上方に移動する循環流Ｓが形成され、この大きな循環流Ｓの形成により被撹拌物Ｈが好適に撹拌混合される。
【特許文献１】特開平９−７５６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の撹拌装置Ａにおいて、図１６及び図１７に示すような、直径に対し高さが大きく、多量の被撹拌物Ｈを同時に撹拌混合処理するように形成した竪型撹拌槽５を備える場合には、図１６及び図１９の被撹拌物Ｈの流動解析結果に示すように、撹拌翼１が撹拌槽５の上方（被撹拌物Ｈの上方）に配置されないために、大きな下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３が撹拌槽５内の高さ方向中央付近から下方側に形成されて、すなわち被撹拌物Ｈの上方（撹拌槽５の上方）に循環流Ｓが形成されず、上方の被撹拌物Ｈの下方への引き込みが小さくなって、長時間の撹拌を行った場合においても均一に混合できないという問題が生じてしまう。なお、被撹拌物Hの流動解析結果を示す図１９では、強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示している。
【０００５】
特に、高粘度の合成樹脂を製造する場合、すなわち粘度の低い樹脂原料（被撹拌物）を撹拌槽内に収容し、数時間撹拌しつつ反応させて例えば１２万ｍＰａ・ｓ程度の高粘度の合成樹脂を製造するような場合には、所望の粘度に達した段階で反応停止剤を撹拌槽内に添加し高粘度の合成樹脂（被撹拌物）と反応停止剤（被撹拌物）とを撹拌混合することで合成樹脂の反応を停止させるが、このとき、上記の撹拌装置Ａのように、被撹拌物を早期に均一に撹拌混合できない場合には、反応停止剤が十分に混合されていない部分で反応が継続してしまい、この部分の合成樹脂が必要以上に高粘度化し、製造した合成樹脂の撹拌槽内における品質がばらついてしまうという問題が生じる。
【０００６】
これに対し、例えば図２０から図２２に示すように、第１の上部翼３と同形同大の撹拌翼７（１）を回転軸２の上方に所定の間隔をあけて平行配置し、すなわち第１の上部翼３と同様の撹拌翼７を多段状に増設し、且つこの増設した撹拌翼７を回転軸２の回転方向Ｔの略同位置に配置して、上方の被撹拌物Ｈを撹拌できるようにした場合においても、第１の上部翼３と増設した撹拌翼７とが軸線Ｏ１方向の上下に重なるため、図２０及び図２３の被撹拌物Ｈの流動解析結果（強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示）に示すように、各撹拌翼３、７で形成される下降流Ｓ１が軸線Ｏ１方向の上下で分断されてしまい、被撹拌物Ｈの上方から下方に達する大きな循環流Ｓが形成できない。すなわち、第１の上部翼３及び増設した撹拌翼７が軸線Ｏ１方向上下に重なっているため、回転時に、各撹拌翼３、７の回転方向Ｔ後方側の裏面３ｂ、７ａにそれぞれ発生する負圧領域Ｆが、図２２に示すように上下に連続的に繋がらず、上方から下方に向けて形成される下降流Ｓ１が各撹拌翼３、７毎に分断されてしまう。このため、撹拌槽５の上方の被撹拌物Ｈを底部５ａまで移動させるような大きな循環流Ｓが撹拌槽５内全域に形成できず、やはり被撹拌物Ｈの混合に多くの時間を要したり、均一な混合を行なうことができないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑み、確実に撹拌槽全域に大きな循環流を形成して、被撹拌物を早期に且つ均一に撹拌混合することが可能な撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００９】
本発明の撹拌装置は、被撹拌物を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備える撹拌装置において、前記複数の撹拌翼は、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分され、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼は、それぞれ、前記回転軸に対して傾斜して設けられており、前記中段翼の上下二段の撹拌翼は、前記回転軸の回転方向の略同位置に配置され、前記上段翼を構成する撹拌翼は、前記軸線方向の上下に隣り合う下方の撹拌翼に対して前記回転軸の回転方向前方側に配置され、且つ前記軸線方向の平面視で前記下方の撹拌翼の上端側に下端側が重なるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の高粘度合成樹脂の製造方法は、樹脂原料を撹拌装置で撹拌しつつ合成して高粘度の合成樹脂を製造する方法において、前記撹拌装置が、前記樹脂原料を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備えるとともに、前記複数の撹拌翼が、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分されており、前記回転軸を回転させた際に、前記中段翼及び前記上段翼を構成する複数の撹拌翼の前記回転軸の回転方向後方側且つ上方側を向くそれぞれの裏面側に前記撹拌槽の上方から下方に向けて連続する負圧領域を形成することによって、前記回転軸近傍に前記樹脂原料を上方から下方に移動させる下降流を形成し、該下降流で前記撹拌槽の底部側に移動した前記樹脂原料を前記撹拌槽の内壁面に向けて移動させる側方流を前記下段翼によって形成し、前記撹拌槽の内壁面に沿って下方から上方に前記樹脂原料を移動させる上昇流を形成して、前記樹脂原料を前記撹拌槽内の全域で循環させる循環流を形成しながら撹拌することを特徴とする。
【００１１】
この撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法においては、中段翼及び上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、回転軸に対して傾斜して設けられ、上段翼の撹拌翼が、下方の撹拌翼に対して回転方向前方側にずらして配置されるとともに下方の撹拌翼と一部が重なるように配置されていることによって、中段翼と上段翼の撹拌翼を、それぞれの裏面が回転軸を中心に略らせん状に繋がるように配置することができる。これにより、回転軸を回転させて被撹拌物（樹脂原料、合成樹脂）を撹拌した際に、各撹拌翼の裏面に生じる負圧領域を、上方から下方に向けて略らせん状に連続して形成することができる。よって、回転軸近傍の被撹拌物をこの連続した負圧領域によって上方から下方に連続的に移動させる強力な下降流を形成することができ、撹拌槽内の全域に大きな循環流を形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の撹拌装置及び高粘度合成樹脂の製造方法によれば、撹拌槽内の被撹拌物を分断されることのない連続した循環流を形成して撹拌することができるため、高粘度の被撹拌物を撹拌混合する場合においても、早期に且つ均一に撹拌混合することができる。よって、高粘度の合成樹脂を製造する場合においても、粘度が上昇した樹脂原料と反応停止剤とを早期に且つ均一に撹拌混合することができるため、従来の撹拌装置のように未混合部分の樹脂原料の反応が継続してしまい必要以上に高粘度化することを防止でき、撹拌槽内の合成樹脂の粘度のばらつきを解消して高品質の合成樹脂を製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態による撹拌装置は、前記回転軸の軸線方向の最上方に配置された前記上段翼の撹拌翼を、前記中段翼を構成する撹拌翼及び前記上段翼を構成する他の撹拌翼よりも小さく形成することによって、被撹拌物を撹拌した際に、最上方の上段翼の撹拌翼の表面で押されて上方の被撹拌物に作用する側方流を小さくすることができる。これにより、上方の被撹拌物を下方に引き込む下降流が最上方の撹拌翼による側方流で弱められることがなく、強力な引き込み力をもった下降流を形成して上方の被撹拌物を下方に移動させることができ、より確実に、早期に且つ均一に被撹拌物を撹拌混合することが可能になる。
【００１４】
また、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、略四半楕円形状に形成され、円弧側を前記回転軸に対し径方向外側に配して設けられるとともに、前記中段翼の下段の撹拌翼は、長辺と円弧が繋がる先端を前記回転方向後方側の下方に配して設けられ、該中段翼の下段の撹拌翼よりも上方に配された前記中段翼の上段の撹拌翼及び前記上段翼の撹拌翼は、前記先端を前記回転方向前方側の上方に配して設けられている。これにより、最上方の上部翼の先端付近及び最下方の中段翼の先端付近において、すなわち下降流の始端側と終端側において、撹拌に伴い側方流が生じることをより確実に防止できる。よって、確実に強力な下降流を形成することができ、早期に且つ均一に被撹拌物を撹拌混合することが可能になる。
【００１５】
さらに、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼を、それぞれ、前記被撹拌物を撹拌させる翼本体部と該翼本体部に交差して延びる延出部とを備えて略Ｔ字状に形成し、前記延出部を前記回転軸に固定して設けた場合には、延出部の回転方向前後に隙間が形成されるため、回転軸近傍を下降流によって移動する被撹拌物をこの隙間を通じて上方から下方に移動させることができ、回転軸近傍の被撹拌物が中段翼や上段翼の撹拌翼と供回りすることを防止できる。これにより、確実に大きな循環流を形成することができる。
【００１６】
また、前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼を、それぞれ、略三日月状に形成して、凸円弧側を径方向外側に配して設けた場合には、中段翼及び上段翼の撹拌翼を、それぞれの裏面が確実に略らせん状に繋がるように配置することができ、確実に上方から下方に連続する負圧領域を形成することができる。これにより、被撹拌物を上方から下方に連続して移動させる強力な下降流を確実に形成することが可能になる。
【実施例】
【００１７】
以下、図１から図１１を参照し、本発明の実施例による撹拌装置及び高粘度の合成樹脂を製造する方法について説明する。本実施例は、例えば１０ｍＰａ・ｓ程度の粘度の低い樹脂原料（被撹拌物）を撹拌槽内に収容し、数時間撹拌しつつ反応させて高粘度化し、所望の粘度に達した段階で反応停止剤（被撹拌物）を添加しつつ撹拌混合することによって合成樹脂（被撹拌物）の反応を停止させる高粘度の合成樹脂の製造方法に関するものである。
【００１８】
本実施例の撹拌装置Ｃは、図１に示すように、約１２ｍ３の合成樹脂を収容可能な有底円筒状の竪型撹拌槽５と、この撹拌槽５内の中心部に垂設状態で挿入されつつ軸線Ｏ１回りに回転可能に支持された回転軸２と、撹拌槽５内で回転可能に回転軸２に上下多段状に固定された複数の撹拌翼１とを備えて構成されている。
【００１９】
複数の撹拌翼１は、図１から図４に示すように、回転軸２の下端側に設けた一つの撹拌翼６からなる下段翼１０と、下段翼１０の上方に設けられた上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂからなる中段翼１１と、中段翼１１の上方に設けられた上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂからなる上段翼１２とに区分されている。なお、本実施例では、中段翼１１と上段翼１２の各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂのそれぞれに対し、回転軸２の軸線Ｏ１を中心とした対称位置にも撹拌翼１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄが設けられており、これらの撹拌翼１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄにより、他の中段翼１１と上段翼１２が構成されている。
【００２０】
下段翼１０の一つの撹拌翼６は、回転軸２の軸線Ｏ１を中心として両端部を径方向外側に配するように延設した略平板状のパドル翼であり、互いに反対方向を向く一対の表面６ａが軸線Ｏ１に平行するように配設されている。また、このパドル翼６は、回転軸２の下端から下方に延出するように設けられており、延出した下端が撹拌槽５の底部５ａに近接されてこの底部５ａの形状に沿う円弧状に形成されている。さらに、パドル翼６の幅方向両端（軸線Ｏ１に直交する径方向両端）には、回転軸２の回転方向Ｔ後方側に約４５°の角度をもって折れ曲る折曲部６ｂが設けられている。
【００２１】
中段翼１１を構成する上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、それぞれ、同形同大の四半楕円形状（楕円をほぼ長径と短径に沿って四分割した形状）に形成され、ボス１３を介して回転軸２に固定されている。また、これらの撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、それぞれ長辺（長径）の短辺（短径）側（後端１４側）が回転軸２に固定され、且つ円弧側を径方向外側に配した状態で固定されている。さらに、このとき、各撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、表面１５が回転軸２の回転方向Ｔ前方側で下方側を向き、裏面１６が回転方向Ｔ後方側で上方側を向くように、回転軸２に対して傾斜して設けられている。そして、上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）は、長辺と円弧が繋がる先端（上端）１７が上方に配されるように長辺を上方に傾斜させて設けられている。一方、下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）は、長辺と円弧が繋がる先端（下端）１７が下方に配されるように長辺を下方に傾斜させて設けられている。さらに、上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）と下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）は、回転軸２の回転方向Ｔの同位置に固定されて、互いに上下方向（回転軸２の軸線Ｏ１方向）に間隔をあけて平行配置されている。これにより、中段翼１１を構成する上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、軸線Ｏ１方向の平面視で、互いの後端１４側（それぞれの上端側と下端側）を重ねて略楕円形状を呈するように配置されている。
【００２２】
上段翼１２を構成する上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）は、本実施例において、中段翼１１の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）と同形同大の四半楕円形状に形成されている。また、これらの撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）は、中段翼１１と同様に、ボス１３を介して回転軸２に固定されており、それぞれ長辺の短辺側（後端１４側）が回転軸２に固定され、且つ円弧側を径方向外側に配した状態で固定されている。さらに、表面１５が回転軸２の回転方向Ｔ前方側で下方側を向き、裏面１６が回転方向Ｔ後方側で上方側を向くように、回転軸２に対して傾斜して設けられている。一方で、上段翼１２の全ての撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）は、長辺と円弧が繋がる先端（上端）１７が上方に配されるように長辺を上方に傾斜させて設けられている。
【００２３】
さらに、上段翼１２の上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）は、図３及び図４に示すように、それぞれ、上下に隣り合う中段翼１１の上段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１１ｂ（１１ｄ）に対し、回転軸２の回転方向Ｔ前方側に４５°の角度をもってずらして配置されている。さらに、上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）は、下段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１２ａ（１２ｃ）に対し、回転軸２の回転方向Ｔ前方側に４５°の角度をもってずらして配置されている。また、このとき、中段翼１１の上段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１１ｂ（１１ｄ）と上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）、及び上段翼１２の下段の撹拌翼（下方の撹拌翼）１２ａ（１２ｃ）と上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）は、軸線Ｏ１方向の平面視で下方の撹拌翼の先端（上端）１７側に後端（下端）１４側が重なるように配置されている。これにより、上段翼１２の上下二段の撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）と、上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）に対し上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）が４５°の位相差で配置された中段翼１１の上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、図４に示すように、各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の裏面１６が回転軸２の軸線Ｏ１を中心に捩れる略らせん状に繋がって配置される。
【００２４】
ここで、本実施例では、上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）が中段翼１１の上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）に対し、且つ上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）が上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）に対して、回転軸２の回転方向Ｔ前方側に４５°の角度をもってずらして配置されるものとしたが、上下に隣り合う撹拌翼（１１ｂと１２ａ、１２ａと１２ｂ）（１１ｄと１２ｃ、１２ｃと１２ｄ）同士の先端側と後端側が重なり、各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の裏面１６が略らせん状に繋がって配置することができれば、９０°未満の角度でずらして配置すればよく、好ましくは３０°〜６０°の範囲の角度でずらして配置すればよい。
【００２５】
ついで、上記のように構成した本実施例の撹拌装置Ｃを用いて高粘度の合成樹脂（被撹拌物）Ｈを製造する方法について説明し、本実施例の撹拌装置Ｃ及び高粘度合成樹脂Ｈの製造方法の作用及び効果について説明する。
【００２６】
本実施例では、例えば１０ｍ３のアクリル樹脂やアルキド樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステルなどの樹脂原料（被撹拌物）Ｈを投入する。この樹脂原料Ｈは、例えば１０ｍＰａ・ｓ程度の粘度の低い状態であり、数時間撹拌して反応させると高分子量化してゆき、徐々にその粘度が高くなってゆく。そして、樹脂原料Ｈの粘度を調整したり、不揮発分量の調整を行なうために、１ｍＰａ・ｓ程度の低粘度の例えばトルエンやキシレン、メタノールなどの溶剤（被撹拌物）を所定量添加してさらに撹拌混合し、例えば１２万ｍＰａ・ｓ程度の高粘度の合成樹脂Ｈを製造する。ついで、このように、所定の粘度に調整した合成樹脂Ｈに、例えば４ｍＰａ・ｓ程度の反応停止剤（被撹拌物）を２ｍ３添加するとともに撹拌混合して合成樹脂Ｈの反応を停止させ、所定粘度の合成樹脂Ｈを１２ｍ３製造する。
【００２７】
ここで、上記のように合成樹脂Ｈを製造する際には、樹脂原料Ｈの粘度上昇が緩やかに進行する場合には比較的均一に撹拌混合がなされるが、急激に粘度が上昇する樹脂原料Ｈも多々あり、また、例えば樹脂原料Ｈの配合精度に狂いが生じていたり、仕込みの順序を間違えるなどした場合には、必要以上の熱量が樹脂原料Ｈに生じて、撹拌混合不良により撹拌槽５内の合成樹脂（樹脂原料）Ｈに局部的な過加熱部分や濃度ムラが発生し合成樹脂Ｈが異常反応する場合がある。このため、添加した反応停止剤を素早く撹拌混合して、濃度ムラなどを失くすことが、撹拌槽５内の合成樹脂Ｈを均一に保ってその品質を安定化させるために重要である。
【００２８】
これに対し、本実施例の撹拌装置Ｃにおいては、高粘度化した樹脂原料Ｈに溶剤や反応停止剤を添加して、これらを撹拌混合するように回転軸２を回転させた際に、中段翼１１及び上段翼１２のそれぞれの撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の回転方向Ｔ前方側且つ下方側を向く表面１５が、被撹拌物（樹脂原料、溶剤、反応停止剤）Ｈを押圧して下方に移動させる。さらに、中段翼１１と上段翼１２の各撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）が、それぞれの裏面１６を略らせん状に繋げるように配置されているため、図２０から図２３に示したように従来の撹拌装置Ｂでは負圧領域Ｆが分断されるのに対し、図４のように、本実施例の撹拌装置Ｃでは、回転とともに略らせん状に繋がる撹拌翼（１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）の裏面１６に生じた負圧領域Ｆが、被撹拌物Ｈの液面側の上方から撹拌槽５の底部５ａ側の下方に向けて略らせん状に連続して形成される。そして、このように略らせん状に連続した負圧領域Ｆが形成されることによって、被撹拌物Ｈの流動解析結果（強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示）を示す図５のように、撹拌槽５内の回転軸２近傍に上方から下方に連続する強力な下降流Ｓ１が形成されることになり、この部分の被撹拌物Ｈが強力に下方に移動する。また、このように順次上方から下方に移動した被撹拌物Ｈは、パドル翼６の回転方向Ｔ後方側を向く表面６ａ近傍に生じる負圧部に引き込まれて、撹拌槽５の底部５ａに沿い内壁面５ｂに向けて流れる側方流Ｓ２によって側方に移動する。そして、側方流Ｓ２の形成により内壁面５ｂに達した被撹拌物Ｈは、この内壁面５ｂに沿って上方に流れる強力な上昇流Ｓ３によって上方に移動する。これにより、図２０から図２２に示した比較例の撹拌装置Ｂと比較して、図６に示すように、撹拌槽５内の全域に、被撹拌物Ｈを上方から下方へ、下方から側方へ、側方から上方へ移動させる大きな循環流Ｓ、すなわち分断されていない循環流Ｓが形成され、このような大きな循環流Ｓによって、高粘度化した樹脂原料Ｈと低粘度の溶剤や反応停止剤とが早期に且つ均一に撹拌混合される。
【００２９】
また、本実施例では、最上方に位置する上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）が幅の小さい先端１７側を上方に向け、且つ中段翼１１の下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）が幅の小さい先端１７側を下方に向けているため、下降流Ｓ１の始端側と終端側に回転軸２の回転による大きな側方流が作用することがない。このため、被撹拌物Ｈの上方側（液面側）の下方への引き込み力が大きくなり、また、大きな下降流Ｓ１をもって確実に被撹拌物Ｈがパドル翼６側に流れる。これにより、パドル翼６で生じる側方流Ｓ２ひいては撹拌槽５の内壁面５ｂに沿って上方に流れる上昇流Ｓ３が強力に形成され、強力な循環流Ｓが形成される。すなわち、四半楕円形状の幅の大きい後端１４側を下降流Ｓ１の始端側や終端側に配置した場合、例えば図７に示すように、中段翼１１の下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）を先端１７と後端１４を逆にした場合には、上方から下方に連続する略らせん状の負圧領域Ｆを形成することが可能である反面、回転軸２の回転によって下降流Ｓ１の終端付近（パドル翼６による側方流よりも上方）に側方流Ｓ４が形成されてしまう。この場合には、この側方流Ｓ４により下降流Ｓ１および上昇流Ｓ３が分断されたりその流れが弱まってしまうため、本実施例のような好適な循環流Ｓが形成されず、被撹拌物Ｈの撹拌混合の効率が低下してしまう。
【００３０】
また、これに関連して、本実施例では、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）が全て同形同大に形成されているが、図８及び図９に示すように、上段翼１２の上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）、すなわち上方の被撹拌物Ｈの下方に引き込むための撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）を、中段翼１１の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）や上段翼１２の下段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）よりも小さく形成してもよく、このように構成した場合には、さらに下降流Ｓ１の始端側に側方流が形成されることが抑制でき、強力な引き込み力をもって上方の被撹拌物Ｈを下方に移動させることができる。また、同じく図８及び図９に示すように、中段翼１１の上段の撹拌翼１１ｂ（１１ｄ）の後端１４に下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）の後端１４側に重なるように延びるフィン２０を設けることによって、上下二段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）の軸線Ｏ１方向の隙間を通じて陽圧側の表面１５側から負圧側の裏面１６側に被撹拌物Ｈが移動して、中段翼１１の上段及び下段の撹拌翼１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）の裏面１６側に形成される連続した負圧領域Ｆのバランスが崩れて下降流Ｓ１が分断されたり弱まったりすることを確実に防止できる。
【００３１】
さらに、本実施例では、上段翼１２の各撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）を、下方の撹拌翼に対して回転方向Ｔ前方側に４５°ずらして配置することにより、上方から下方に向かって連続する負圧領域Ｆを形成し、強力な下降流Ｓ１を形成するようにした。これに対し、図１０に示すように、上段翼１２の各撹拌翼１２ａ、１２ｂ（１２ｃ、１２ｄ）を、下方の撹拌翼に対して回転方向Ｔ後方側に４５°の角度をもってずらして配置した場合には、各撹拌翼の裏面１６が軸線Ｏ１方向に重なって略対向配置されてしまうため、負圧領域が連続性を失い、被撹拌物Ｈの流動解析結果（強力な下降流Ｓ１及び上昇流Ｓ３のみを矢印にて図示）を示す図１１のように下降流Ｓ１ひいては循環流Ｓが分断されることになる。
【００３２】
したがって、本実施例の撹拌装置Ｃ及び高粘度合成樹脂Ｈの製造方法によれば、撹拌槽５内の被撹拌物Ｈを、分断されない連続した循環流Ｓを形成して撹拌することができるため、高粘度の被撹拌物Ｈを撹拌混合する場合においても、早期に且つ均一に撹拌混合することが可能になる。これにより、高粘度の合成樹脂Ｈを製造する場合においても、粘度が上昇した合成樹脂Ｈと反応停止剤とを早期に且つ均一に撹拌混合することができるため、従来の撹拌装置Ａ、Ｂのように、未混合部分の樹脂の反応が継続し必要以上に高粘度化することを防止でき、撹拌槽５内にばらつきが生じることを解消できる。よって、高品質の合成樹脂Ｈを確実に製造することが可能になる。
【００３３】
また、最上方に位置する上段翼１２の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）が、幅の小さい先端１７側を上方に向け、且つ中段翼１１の下段の撹拌翼１１ａ（１１ｃ）が、幅の小さい先端１７側を下方に向けて設けられていることにより、下降流Ｓの始端側と終端側に回転軸２の回転によって大きな側方流が作用することを防止でき、強力な下降流Ｓ１ひいては循環流Ｓを形成することで、確実に、早期に且つ均一に被撹拌物Ｈを撹拌混合することが可能になる。
【００３４】
さらに、最上方に位置する上段翼１２の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）を、中段翼１１及び上段翼１２の他の撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ）よりも小さく形成することによって、下降流Ｓ１の始端側が側方流により弱まることを防止でき、より確実に強力な下降流Ｓ１ひいては循環流Ｓを形成することが可能になる。
【００３５】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施例では、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ（１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ）が、四半楕円形状に形成されているものとしたが、各撹拌翼を、例えば図１２及び図１３に示すように、被撹拌物Ｈを撹拌させる翼本体部２１ａとこの翼本体部２１ａに交差するように延びる延出部２１ｂとを備えて略Ｔ字状に形成し、延出部２１ｂの延出方向一端を回転軸２に固定して設けてもよい。そして、この場合には、翼本体部２１ａと回転軸２との間に、すなわち延出部２１ｂを挟んで回転軸２の回転方向Ｔ前後の位置に、隙間Ｄが形成されるため、翼本体部２１ａの裏面１６側に形成した上方から下方に連続する負圧領域Ｆによって流れる被撹拌物Ｈの下降流Ｓ１をこの隙間を通じて下方に流すことができる。これにより、高粘度の被撹拌物Ｈが回転軸２近傍において中段翼１１や上段翼１２の撹拌翼と供回りすることを防止でき、確実に大きな循環流Ｓを形成することが可能になる。
【００３６】
また、例えば図１４及び図１５に示すように、中段翼１１及び上段翼１２を構成する撹拌翼２２を三日月状に形成してもよく、この場合には、凸円弧側を径方向外側に配して回転軸２に固定することによって、上下に隣り合う撹拌翼２２同士の先端１７側と後端１４側同士を重ね合わせて、確実に上方から下方に連続する略らせん状の負圧領域Ｆを形成することができる。これにより、被撹拌物Ｈを上方から下方に連続して移動させる強力な下降流Ｓ１を確実に形成することができる。
【００３７】
また、本実施例では、各段の撹拌翼を回転軸２の軸線Ｏ１を中心に対称配置することにより、回転軸２の軸線Ｏ１回りに上方から下方に捩れて延びる略らせん状の負圧領域Ｆを２条形成しているが、各段の撹拌翼の数を増やして３条以上の略らせん状の負圧領域Ｆを形成するように構成してもよい。さらに、本実施例では、上段翼１２が上下二段で形成されているものとしたが、上段の撹拌翼１２ｂ（１２ｄ）を取り除いて一段の撹拌翼１２ａ（１２ｃ）で上段翼１２を構成したり、逆に三段以上となるように撹拌翼を増設して上段翼１２を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例による撹拌装置を示す正面図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】図１のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【図４】本発明の実施例による撹拌装置の撹拌翼を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例による撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【図６】本発明の実施例による撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の循環流の形成状況を示す図である。
【図７】本発明の実施例による撹拌装置に対する比較例として示した他の撹拌装置の正面図である。
【図８】本発明の実施例による撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図９】図８のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１０】本発明の実施例による撹拌装置に対する比較例として示した他の撹拌装置の正面図である。
【図１１】図１０の撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【図１２】本発明の実施例による撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図１３】図１２のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１４】本発明の実施例による撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図１５】図１４のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１６】従来の撹拌装置を示す正面図である。
【図１７】図１６のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１８】図１６の撹拌装置の撹拌翼を示す斜視図である。
【図１９】図１６の撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【図２０】図１６の従来の撹拌装置の変形例を示す正面図である。
【図２１】図２０のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図２２】図２０の撹拌装置の撹拌翼を示す斜視図である。
【図２３】図２０の撹拌装置を用いて被撹拌物を撹拌した場合の被撹拌物の流動状況を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 撹拌翼
２ 回転軸
３ 第１の上部翼
３ａ 下辺部
３ｂ 裏面
４ 第２の上部翼
４ａ 上辺部
５ 撹拌槽
５ａ 底部
５ｂ 内壁面
６ パドル翼（撹拌翼）
６ａ 表面
６ｂ 折曲部
７ 撹拌翼
７ａ 裏面
１０ 下段翼
１１ 中段翼
１１ａ 下段の撹拌翼（中段翼）
１１ｂ 上段の撹拌翼（中段翼）
１１ｃ 下段の撹拌翼（中段翼）
１１ｄ 上段の撹拌翼（中段翼）
１２ 上段翼
１２ａ 下段の撹拌翼（上段翼）
１２ｂ 上段の撹拌翼（上段翼）
１２ｃ 下段の撹拌翼（上段翼）
１２ｄ 上段の撹拌翼（上段翼）
１３ ボス
１４ 後端
１５ 表面
１６ 裏面
１７ 先端
２０ フィン
２１ａ 翼本体部
２１ｂ 延出部
２２ 撹拌翼
Ａ 従来の撹拌装置
Ｂ 比較例
Ｃ 撹拌装置
Ｄ 間隙
Ｆ 負圧領域
Ｈ 被撹拌物
Ｓ 循環流
Ｓ１ 下降流
Ｓ２ 側方流
Ｓ３ 上昇流
Ｓ４ 側方流
Ｔ 回転方向
Ｏ１ 回転軸の軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撹拌物を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備える撹拌装置において、
前記複数の撹拌翼は、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分され、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼は、それぞれ、前記回転軸に対して傾斜して設けられており、
前記中段翼の上下二段の撹拌翼は、前記回転軸の回転方向の略同位置に配置され、前記上段翼を構成する撹拌翼は、前記軸線方向の上下に隣り合う下方の撹拌翼に対して前記回転軸の回転方向前方側に配置され、且つ前記軸線方向の平面視で前記下方の撹拌翼の上端側に下端側が重なるように配置されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌装置において、
前記回転軸の軸線方向の最上方に配置された前記上段翼の撹拌翼は、前記中段翼を構成する撹拌翼及び前記上段翼を構成する他の撹拌翼よりも小さく形成されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撹拌装置において、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、略四半楕円形状に形成され、円弧側を前記回転軸に対し径方向外側に配して設けられるとともに、
前記中段翼の下段の撹拌翼は、長辺と円弧が繋がる先端を前記回転方向後方側の下方に配して設けられ、該中段翼の下段の撹拌翼よりも上方に配された前記中段翼の上段の撹拌翼及び前記上段翼の撹拌翼は、前記先端を前記回転方向前方側の上方に配して設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の撹拌装置において、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、前記被撹拌物を撹拌させる翼本体部と該翼本体部に交差して延びる延出部とを備えて略Ｔ字状に形成され、前記延出部を前記回転軸に固定して設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の撹拌装置において、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、略三日月状に形成され、凸円弧側を径方向外側に配して設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】
樹脂原料を撹拌装置で撹拌しつつ合成して高粘度の合成樹脂を製造する方法において、
前記撹拌装置が、前記樹脂原料を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備えるとともに、前記複数の撹拌翼が、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分されており、
前記回転軸を回転させた際に、前記中段翼及び前記上段翼を構成する複数の撹拌翼の前記回転軸の回転方向後方側且つ上方側を向くそれぞれの裏面側に前記撹拌槽の上方から下方に向けて連続する負圧領域を形成することによって、前記回転軸近傍に前記樹脂原料を上方から下方に移動させる下降流を形成し、該下降流で前記撹拌槽の底部側に移動した前記樹脂原料を前記撹拌槽の内壁面に向けて移動させる側方流を前記下段翼によって形成し、前記撹拌槽の内壁面に沿って下方から上方に前記樹脂原料を移動させる上昇流を形成して、前記樹脂原料を前記撹拌槽内の全域で循環させる循環流を形成しながら撹拌することを特徴とする高粘度合成樹脂の製造方法。
【請求項１】
被撹拌物を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備える撹拌装置において、
前記複数の撹拌翼は、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分され、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼は、それぞれ、前記回転軸に対して傾斜して設けられており、
前記中段翼の上下二段の撹拌翼は、前記回転軸の回転方向の略同位置に配置され、前記上段翼を構成する撹拌翼は、前記軸線方向の上下に隣り合う下方の撹拌翼に対して前記回転軸の回転方向前方側に配置され、且つ前記軸線方向の平面視で前記下方の撹拌翼の上端側に下端側が重なるように配置されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項２】
請求項１記載の撹拌装置において、
前記回転軸の軸線方向の最上方に配置された前記上段翼の撹拌翼は、前記中段翼を構成する撹拌翼及び前記上段翼を構成する他の撹拌翼よりも小さく形成されていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の撹拌装置において、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、略四半楕円形状に形成され、円弧側を前記回転軸に対し径方向外側に配して設けられるとともに、
前記中段翼の下段の撹拌翼は、長辺と円弧が繋がる先端を前記回転方向後方側の下方に配して設けられ、該中段翼の下段の撹拌翼よりも上方に配された前記中段翼の上段の撹拌翼及び前記上段翼の撹拌翼は、前記先端を前記回転方向前方側の上方に配して設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の撹拌装置において、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、前記被撹拌物を撹拌させる翼本体部と該翼本体部に交差して延びる延出部とを備えて略Ｔ字状に形成され、前記延出部を前記回転軸に固定して設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の撹拌装置において、
前記中段翼及び前記上段翼を構成する撹拌翼が、それぞれ、略三日月状に形成され、凸円弧側を径方向外側に配して設けられていることを特徴とする撹拌装置。
【請求項６】
樹脂原料を撹拌装置で撹拌しつつ合成して高粘度の合成樹脂を製造する方法において、
前記撹拌装置が、前記樹脂原料を収容する撹拌槽と、該撹拌槽内に挿入した状態で軸線回りに回転可能に支持された回転軸と、前記軸線方向の上下に多段状に配置されて前記回転軸に固定された複数の撹拌翼とを備えるとともに、前記複数の撹拌翼が、前記回転軸の下端側に設けられて前記回転軸の軸線中心の径方向外側に延出した下段翼と、該下段翼の上方に設けられた上下二段の中段翼と、該中段翼の上方に設けられた少なくとも一段以上の上段翼とに区分されており、
前記回転軸を回転させた際に、前記中段翼及び前記上段翼を構成する複数の撹拌翼の前記回転軸の回転方向後方側且つ上方側を向くそれぞれの裏面側に前記撹拌槽の上方から下方に向けて連続する負圧領域を形成することによって、前記回転軸近傍に前記樹脂原料を上方から下方に移動させる下降流を形成し、該下降流で前記撹拌槽の底部側に移動した前記樹脂原料を前記撹拌槽の内壁面に向けて移動させる側方流を前記下段翼によって形成し、前記撹拌槽の内壁面に沿って下方から上方に前記樹脂原料を移動させる上昇流を形成して、前記樹脂原料を前記撹拌槽内の全域で循環させる循環流を形成しながら撹拌することを特徴とする高粘度合成樹脂の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００８−３６４８０（Ｐ２００８−３６４８０Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１１０９６（Ｐ２００６−２１１０９６）
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（０００００２８８６）大日本インキ化学工業株式会社 (2,597)
【出願人】（５９９１３２５８０）ディックテクノ株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２日（２００６．８．２）
【出願人】（０００００２８８６）大日本インキ化学工業株式会社 (2,597)
【出願人】（５９９１３２５８０）ディックテクノ株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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