特開 2024-6158 撹拌体及びそれを備える撹拌装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024006158

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】撹拌体及びそれを備える撹拌装置

(51)【国際特許分類】

   B01F 27/1151 20220101AFI20240110BHJP

   B01F 27/112 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 27/1152 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 27/192 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 27/808 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 27/90 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 27/93 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 23/43 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 23/53 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 23/60 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 27/13 20220101ALI20240110BHJP

   B01F 101/21 20220101ALN20240110BHJP

   B01F 101/24 20220101ALN20240110BHJP

   B01F 101/22 20220101ALN20240110BHJP

   B01F 101/06 20220101ALN20240110BHJP

【ＦＩ】

B01F27/1151

B01F27/112

B01F27/1152

B01F27/192

B01F27/808

B01F27/90

B01F27/93

B01F23/43

B01F23/53

B01F23/60

B01F27/13

B01F101:21

B01F101:24

B01F101:22

B01F101:06

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106785

(22)【出願日】2022-07-01

(71)【出願人】

【識別番号】304026696

【氏名又は名称】国立大学法人三重大学

(71)【出願人】

【識別番号】000115991

【氏名又は名称】ロート製薬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢野 賢一

(72)【発明者】

【氏名】谷口 裕規

(72)【発明者】

【氏名】長光 陽平

(72)【発明者】

【氏名】平山 良之

【テーマコード（参考）】

4G035

4G078

【Ｆターム（参考）】

4G035AB38

4G035AB46

4G035AB48

4G078AA03

4G078AB09

4G078AB20

4G078BA05

4G078BA09

4G078CA13

4G078DA01

4G078DA23

4G078DA28

4G078DC01

4G078DC02

4G078DC06

(57)【要約】

【課題】剪断性能及び吐出性能を両立させた撹拌体及びそれを備える撹拌装置を提供する。
【解決手段】撹拌体１は、回転して被撹拌物を剪断する剪断部材２と、剪断部材２の回転軸Ｌ１の一方側に配置されると共に被撹拌物を剪断部材２に向かって吐出する撹拌翼３と、を備え、剪断部材２は、複数の貫通孔２１２を有する本体部２１と、本体部２１から回転軸Ｌ１の一方側に突出する突起部２２と、を備え、突起部２２は、貫通孔２１２よりも本体部２１の縁２１ａ側に設けられている。撹拌装置は、撹拌体１と、被撹拌物を収容する撹拌槽と、撹拌体１を回転させる駆動部と、を備え、剪断部材２は、撹拌翼３よりも撹拌槽の底部側に配置されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転して被撹拌物を剪断する剪断部材と、
前記剪断部材の回転軸の一方側に配置されると共に前記被撹拌物を前記剪断部材に向かって吐出する撹拌翼と、を備え、
前記剪断部材は、複数の貫通孔を有する本体部と、前記本体部から前記回転軸の一方側に突出する突起部と、を備え、
前記突起部は、前記貫通孔よりも前記本体部の縁側に設けられている、撹拌体。

【請求項2】

前記突起部には、隙間又は貫通孔が設けられている、請求項１に記載の撹拌体。

【請求項3】

前記突起部は、前記回転軸の軸方向視において前記回転軸の回転方向に沿った形状に形成されている、請求項２に記載の撹拌体。

【請求項4】

前記本体部は、網目状に形成された網目部を備え、
前記貫通孔は、前記網目部に設けられている、請求項１に記載の撹拌体。

【請求項5】

前記網目部は、前記剪断部材の回転中心から径方向外側に延びる線部を備えている、請求項４に記載の撹拌体。

【請求項6】

前記撹拌翼の前記回転軸の軸方向の他方端は、前記突起部の前記軸方向の一方端よりも前記本体部側に配置されている、請求項１に記載の撹拌体。

【請求項7】

請求項１～６の何れか１項に記載の撹拌体と、
前記被撹拌物を収容する撹拌槽と、
前記撹拌体を回転させる駆動部と、を備え、
前記剪断部材は、前記撹拌翼よりも前記撹拌槽の底部側に配置されている、撹拌装置。

【請求項8】

前記撹拌槽の底部に回転可能に取り付けられる軸部材を備え、
前記撹拌体は、前記撹拌槽の底部と近接した位置で前記軸部材に固定されている、請求項７に記載の撹拌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撹拌体及びそれを備える撹拌装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、化粧品、洗剤、医薬品や食品の製造において、複数の材料を撹拌するために撹拌装置が用いられてきた。撹拌装置には、材料（被撹拌物）を撹拌するための撹拌体が設けられている。特に化粧品分野においては、液だれや水分の蒸発を防止するために液体の粘性を高める水系増粘剤が用いられることがある。水系増粘剤を薬液に投入して撹拌装置で撹拌すると、水系増粘剤が凝縮して凝縮体が形成され、薬液の成分に偏りが生じる。そのため、撹拌後に分散装置を用いて凝縮体を剪断し、薬液の成分を均一化させる作業を要していた。

【0003】

撹拌後に分散装置を用いることは、分散装置への移し替えや凝縮体の剪断などに時間がかかる。また、撹拌装置から分散装置への移し替えなどの自動化が困難である。そのため、分散装置を用いずに凝縮体を剪断可能な撹拌装置が望まれている。具体的には、凝縮体を剪断する剪断性能と液体の成分を均一にする吐出性能とを両立させた撹拌体が望まれている。

【0004】

特許文献１には、撹拌翼と、ディスク部に貫通孔を有する剪断部材と、を備える撹拌体が開示されている。これにより、撹拌翼によって吐出された被撹拌物を剪断部材で剪断することができる。しかしながら、当該撹拌体の構成では撹拌翼によって吐出された被撹拌物が回転軸から離れる方向に流動しやすいと考えられ、当該撹拌体の剪断性能は低いと考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－８２４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで、本開示の目的は、剪断性能及び吐出性能を両立させた撹拌体及びそれを備える撹拌装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の撹拌体は、回転して被撹拌物を剪断する剪断部材と、前記剪断部材の回転軸の一方側に配置されると共に前記被撹拌物を前記剪断部材に向かって吐出する撹拌翼と、を備え、前記剪断部材は、複数の貫通孔を有する本体部と、前記本体部から前記回転軸の一方側に突出する突起部と、を備え、前記突起部は、前記貫通孔よりも前記本体部の縁側に設けられている。

【0008】

斯かる構成によれば、撹拌翼によって被撹拌物を剪断部材に向かって吐出することができ、剪断部材に設けられた貫通孔に流動した被撹拌物を本体部で剪断することができる。また、突起部を設けることによって、突起部と衝突した被撹拌物が貫通孔に流動しやすくなり、剪断部材の剪断性能を向上させることができる。これにより、剪断性能及び吐出性能を両立させることができる。

【0009】

本開示の撹拌装置は、前記撹拌体と、前記被撹拌物を収容する撹拌槽と、前記撹拌体を回転させる駆動部と、を備え、前記剪断部材は、前記撹拌翼よりも前記撹拌槽の底部側に配置されている。

【0010】

斯かる構成によれば、撹拌体によって剪断性能及び吐出性能を両立させた撹拌装置とすることができ、撹拌槽内の被撹拌物を効率よく撹拌することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態に係る撹拌装置の概要図

【図2】同実施形態に係る撹拌体の斜視図

【図3】同実施形態に係る撹拌体の平面図

【図4】図３のIV－IV線断面図

【図5】測定条件を説明するための撹拌装置の概要図

【図6】実施例１に係る撹拌体で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図7】実施例２に係る撹拌体の斜視図

【図8】実施例２に係る撹拌体で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図9】実施例３に係る撹拌体の斜視図

【図10】実施例３に係る撹拌体で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図11】実施例４に係る撹拌体の斜視図

【図12】実施例４に係る撹拌体で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図13】実施例５に係る撹拌体の斜視図

【図14】実施例５に係る撹拌体で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図15】比較例１に係る撹拌体の斜視図

【図16】比較例１に係る撹拌体で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図17】比較例２に係るディスパー翼の斜視図

【図18】比較例２に係るディスパー翼で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図19】比較例３に係る平パドル翼の斜視図

【図20】比較例３に係る平パドル翼で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【図21】比較例４に係るパルセータ翼の斜視図

【図22】比較例４に係るパルセータ翼で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、一実施形態に係る撹拌体及び撹拌装置について、図１～図４を参照しながら説明する。なお、各図（図５～図２２も同様）において、図面の寸法比と実際の寸法比とは、必ずしも一致しておらず、また、各図面の間での寸法比も、必ずしも一致していない。

【0013】

以下の説明で用いられる上方向及び下方向は、撹拌装置を設置した状態における上方向及び下方向を意味する。軸方向Ｄ１は、後述する回転軸Ｌ１の延びる方向をいい、径方向Ｄ２は、回転軸Ｌ１から垂直に延びる方向をいい、周方向Ｄ３は、回転軸Ｌ１周りの方向（回転軸Ｌ１の回転方向）をいう。径方向Ｄ２のうち、回転軸Ｌ１に近い側を内側といい、回転軸Ｌ１から遠い側を外側という。

【0014】

図１に示すように、本実施形態に係る撹拌装置１００は、化粧品、洗剤、医薬品や食品などの材料である被撹拌物を撹拌するために用いられる。被撹拌物は、流動性を有するものであればよく、液体、粒子状や粉末状の固体、及び、これらの混合物を含む。

【0015】

撹拌装置１００は、被撹拌物を撹拌する撹拌体１と、被撹拌物を収容する撹拌槽１０１と、撹拌体１を回転させる駆動部１０２と、を備えている。撹拌体１は、軸部材１０３を介して駆動部１０２に固定されていることが好ましい。

【0016】

撹拌槽１０１は、底部１０１ａと周壁部１０１ｂと蓋部１０１ｃとを備えている。底部１０１ａの形状は、平板状で示しているが、これに限定されない。例えば、底部１０１ａの形状は、皿形状、半楕円形状、半球形状、円錐形状などであってもよい。周壁部１０１ｂの形状は、円筒状である。

【0017】

軸部材１０３は、撹拌槽１０１の中心軸Ｌ２からずれた位置に取り付けられている（偏心取付されている）。これにより、撹拌槽１０１を乱流状態とし、被撹拌物の撹拌効率を向上させることができる。軸部材１０３の回転軸Ｌ１の偏心距離Ｌｎ２は、撹拌槽１０１の内径Ｄｍ３の１０％以上であることが好ましく、２０％以上であることがより好ましい。本実施形態において、偏心距離Ｌｎ２は、例えば、４７．５ｍｍであり、撹拌槽１０１の内径Ｄｍ３の２５％である。

【0018】

本実施形態において、軸部材１０３（回転軸Ｌ１）は、撹拌槽１０１の中心軸Ｌ２と実質的に平行に配置されているが、これに限られない。例えば、軸部材１０３は、撹拌槽１０１の中心軸Ｌ２に対して傾斜して配置されていてもよい。

【0019】

軸部材１０３は、撹拌槽１０１の底部１０１ａに回転可能に取り付けられていることが好ましい。これにより、撹拌槽１０１の蓋部１０１ｃに軸部材１０３が取り付けられた場合と比べ、撹拌槽１０１への被撹拌物の投入を容易にすることができる。また、撹拌槽１０１内に作業者の手が入りやすくなり、撹拌槽１０１内の清掃を容易にすることができる。さらに、少量の被撹拌物でも撹拌が可能となり、化粧品などの多品種少量生産が可能となる。なお、軸部材１０３を撹拌槽１０１の蓋部１０１ｃに取り付けてもよい。

【0020】

駆動部１０２は、不図示の駆動モータと減変速機とを備えている。駆動モータとしては、電動モータ、エアーモータ、油圧モータなどが挙げられる。減変速機としては、ギア減速機、ベルト減速機、機械式変速機などが挙げられる。駆動部１０２は、撹拌槽１０１の底部１０１ａ側（下側）に配置されているが、これに限られない。例えば、駆動部１０２を撹拌槽１０１の蓋部１０１ｃ側（上側）に配置してもよい。また、駆動部１０２は、例えば、電動ドライバなどであってもよい。

【0021】

撹拌体１は、撹拌槽１０１内に配置され、軸部材１０３に固定されている。撹拌体１は、撹拌槽１０１の底部１０１ａと近接した位置に配置されていることが好ましい。撹拌体１の配置高さＨ１は、底部１０１ａから５ｍｍ～２０ｍｍであることが好ましい。これにより、沈降性の高い被撹拌物であっても被撹拌物を撹拌することができる。また、撹拌槽１０１に対し少量の被撹拌物であっても被撹拌物を撹拌することができる。本実施形態において、撹拌体１の配置高さＨ１は、例えば、底部１０１ａから７ｍｍである。

【0022】

撹拌体１は、回転して被撹拌物を剪断する剪断部材２と、剪断部材２の回転軸Ｌ１の一方側に配置されると共に被撹拌物を剪断部材２に向かって吐出する撹拌翼３と、を備えている。本実施形態において、剪断部材２は、撹拌翼３よりも撹拌槽１０１の底部１０１ａ側に配置されている。

【0023】

図２～図４に示すように、剪断部材２は、複数の貫通孔２１２を有する本体部２１と、本体部２１から回転軸Ｌ１の一方側に突出する突起部２２と、を備えている。本体部２１の径Ｄｍ１（幅又は長さ）は、撹拌翼３の径Ｄｍ２と実質的に同じ（±５％の差を含む）又はそれ以上であることが好ましい（図３参照）。これにより、剪断部材２に流動する被撹拌物を増やすことができ、撹拌体１の剪断性能を向上させることができる。本実施形態において、本体部２１は、円板状に形成されているが、これに限られない。例えば、本体部２１は、多角形板状や曲板状に形成されていてもよい。

【0024】

貫通孔２１２は、軸方向Ｄ１に沿って本体部２１を貫通している孔である。貫通孔２１２を設けた本体部２１が回転することによって、貫通孔２１２に流動した被撹拌物を本体部２１で剪断することができる。これにより、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。本実施形態において、貫通孔２１２は、略四角形状に形成されているが、これに限られない。例えば、貫通孔２１２は、円形状や三角形状などに形成されていてもよい。

【0025】

貫通孔２１２は、並列されていることが好ましい。本実施形態において、貫通孔２１２は、径方向Ｄ２に沿って並列されている。また、貫通孔２１２は、周方向Ｄ３に沿って並列されている。貫通孔２１２は、上記に限られず、例えば、多角形状を表すように並列されていてもよい。

【0026】

貫通孔２１２の径方向Ｄ２の幅Ｗ１は、他の貫通孔２１２の径方向Ｄ２の幅Ｗ１と実質的に同じである。貫通孔２１２の周方向Ｄ３の長さＬｎ１は、径方向Ｄ２の外側に向かって大きくなっている。貫通孔２１２の長さＬｎ１（面積）は、径方向Ｄ２の内側に位置する他の貫通孔２１２の長さＬｎ１（面積）よりも大きく、周方向Ｄ３に並列された他の貫通孔２１２の長さ（面積）と実質的に同じである。貫通孔２１２の幅Ｗ１、長さＬｎ１、面積は、上記に限られない。例えば、全ての貫通孔２１２の幅Ｗ１、長さＬｎ１、面積が実質的に同じであってもよい。

【0027】

突起部２２は、貫通孔２１２よりも本体部２１の縁２１ａ側に設けられている。これにより、突起部２２と衝突した被撹拌物が貫通孔２１２に流動しやすくなり、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。本実施形態において、突起部２２は、本体部２１の縁２１ａに設けられているが、これに限られない。

【0028】

突起部２２には、隙間Ｇ１又は貫通孔２２３が設けられていることが好ましい。これにより、隙間Ｇ１又は貫通孔２２３に流動した被撹拌物を突起部２２で剪断することができ、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。突起部２２は、少なくとも１つ以上の突起２２１を備えていることが好ましい。本実施形態において、突起部２２は、複数の突起２２１を備えており、隣り合う突起２２１の間に隙間Ｇ１が設けられている。本実施形態における隙間Ｇ１は、長方形状（スリット状）の貫通孔２２３ともいえる。なお、突起部２２は、隙間Ｇ１又は貫通孔２２３を有していなくてもよい。

【0029】

突起部２２は、軸方向Ｄ１視において回転軸Ｌ１の回転方向（周方向Ｄ３）に沿った形状に形成されていることが好ましい。突起２２１は、円弧状（湾曲形状）に形成されていることがより好ましい。本実施形態において、突起部２２は、突起２２１を補強する補強部２２２を備えており、補強部２２２は、各突起２２１の軸方向Ｄ１の一方端を連結している。突起部２２は、軸方向Ｄ１視において突起２２１と補強部２２２とによって円環状をなしている。なお、突起部２２は、上記に限られない。

【0030】

図３に示すように、突起２２１の径方向Ｄ２に対する角度θ１は、７０度を超えていることが好ましい。これにより、突起２２１と衝突した被撹拌物が貫通孔２１２に流動しやすくなり、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。突起２２１の角度θ１は、８０度以上であることがより好ましく、８５度以上であることがさらに好ましい。

【0031】

隙間Ｇ１（又は貫通孔２２３）の周方向Ｄ３に沿った幅Ｗ３（円弧角度θ３）は、突起２２１の周方向Ｄ３に沿った幅Ｗ２（円弧角度θ２）の６０％以下であることが好ましい。これにより、貫通孔２１２に流動する被撹拌物を増やすことができ、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。隙間Ｇ１（又は貫通孔２２３）の幅Ｗ３（円弧角度θ３）は、突起２２１の幅Ｗ２（円弧角度θ２）の４０％以下であることがより好ましく、２０％以下であることがさらに好ましい。隙間Ｇ１の幅Ｗ３は、１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。本実施形態において、例えば、突起２２１の幅Ｗ２は１７．２ｍｍ（円弧角度θ２は、３３、４度）であり、幅Ｗ３は、３．５ｍｍ（円弧角度θ３は、６．６度）である。

【0032】

突起２２１の設置数は、突起２２１の幅Ｗ２（円弧角度θ２）と隙間Ｇ１の幅Ｗ３（円弧角度θ３）とによって定まる。突起２２１の設置数は、後述する羽根３１の枚数よりも多いことが好ましい。本実施形態において、突起２２１の設置数は、例えば、９つである。

【0033】

図４に示すように、突起部２２の高さＨ２は、１ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、突起部２２を設けることによる剪断性能の向上効果を確保することがきできる。突起部２２の高さＨ２は、５ｍｍ以上であることがより好ましく、１０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。突起部２２の高さＨ２は、撹拌翼３の高さＨ３よりも低いことが好ましい。これにより、突起部２２を設けることによる撹拌翼３の吐出性能の低下を抑制することができる。本実施形態において、例えば、突起部２２の高さＨ２は、１０ｍｍであり、撹拌翼３の高さＨ３は、１３ｍｍである。

【0034】

突起部２２の径方向Ｄ２の内側面は、回転軸Ｌ１と実質的に平行（１０度以下の傾きを含む）であることが好ましい。これにより、被撹拌物を貫通孔２１２に流動させやすくなり、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。

【0035】

本体部２１は、図１の軸部材１０３が挿通される挿通孔２１１を備えている。挿通孔２１１は、軸方向Ｄ１に沿って本体部２１を貫通する孔である。挿通孔２１１の中心は、回転軸Ｌ１と実質的に一致する。挿通孔２１１は、多角形状やその他の回り止め形状に形成されていることが好ましい。これにより、回転によって本体部２１と軸部材１０３との固定が解除されることを抑制できる。本実施形態において、挿通孔２１１は、例えば、六角形状である。

【0036】

図２～図４に示すように、本体部２１は、網目状に形成された網目部２１３を備えている。貫通孔２１２は、網目部２１３に設けられている。網目部２１３は、剪断部材２の回転中心（回転軸Ｌ１）から径方向外側に延びる複数の第１線部２１３ａを備えている。本実施形態において、第１線部２１３ａは、直線状に延びている、即ち、放射状に延びているが、これに限られない。例えば、第１線部２１３ａは、曲線状に延びていてもよい。第１線部２１３ａの幅Ｗ４（図３参照）は、実質的に一定であるが、これに限られない。例えば、第１線部２１３ａは、径方向Ｄ２の外側に向かって幅広に形成されていてもよい。

【0037】

第１線部２１３ａは、周方向Ｄ３に並列されている。第１線部２１３ａの設置数は、突起２２１や後述する第２線部２１３ｂの設置数よりも多いことが好ましい。第１線部２１３ａの設置数は、１０本以上であることが好ましく、２０本以上であることがさらに好ましい。これにより、被撹拌物が第１線部２１３ａに衝突しやすくなり、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。第１線部２１３ａの設置数は、２６本以下であることが好ましい。これにより、貫通孔２１２に被撹拌物が詰まることを抑制できる。本実施形態において、第１線部２１３ａの設置数は、例えば、２１本である。

【0038】

網目部２１３は、周方向Ｄ３に沿って延びる複数の第２線部２１３ｂを備えていることが好ましい。第２線部２１３ｂは、複数の第１線部２１３ａを連結している。これにより、第１線部２１３ａの強度を向上させることができる。本実施形態において、第２線部２１３ｂは、円環状に形成されているが、これに限られない。例えば、第２線部２１３ｂは、角環状に形成されていてもよく、一部が途切れた断続的な環状に形成されていてもよい。第２線部２１３ｂの幅Ｗ５（図３参照）は、実質的に一定であり、第１線部２１３ａの幅Ｗ４と実質的に同じであるが、これに限られない。

【0039】

第２線部２１３ｂは、径方向Ｄ２に並列されている。第２線部２１３ｂの配置数は、８本以下であることが好ましい。これにより、貫通孔２１２に被撹拌物が詰まることを抑制できる。第２線部２１３ｂの配置数は、６本以下であることがより好ましい。本実施形態において、第１線部２１３ａの設置数は、例えば、５本である。第２線部２１３ｂは、本体部２１の縁２１ａを形成しているが、これに限られない。

【0040】

撹拌翼３は、軸方向Ｄ１の一方側から他方側に向かって吐出している。本実施形態において、撹拌翼３は、図１の撹拌槽１０１の上から下に向かって吐出しているが、これに限られない。撹拌翼３の軸方向Ｄ１の他方端は、突起部２２の軸方向Ｄ１の一方端よりも本体部２１側に配置されていることが好ましい。これにより、被撹拌物が貫通孔２１２に流動しやすくなり、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。撹拌翼３は、本体部２１と接して固定されていることがより好ましい。これにより、剪断部材２と撹拌翼３とを共通の駆動で一体的に回転させることができる。
なお、撹拌翼３は、上記に限られず、図１の軸部材１０３を介して剪断部材２から離れた位置に固定されていてもよい。

【0041】

図３に示すように、撹拌翼３の径Ｄｍ２は、図１の撹拌槽１０１の内径Ｄｍ３や被撹拌物の粘度によって適宜設定される。被撹拌物の粘度が大きくなるにつれて、撹拌槽１０１の内径Ｄｍ３に対する撹拌翼３の径Ｄｍ２を大きくすることが好ましい。撹拌翼３の径Ｄｍ２は、撹拌槽１０１の内径Ｄｍ３の２５％以上であることが好ましい。これにより、撹拌槽１０１において撹拌されない領域が生じることを抑制できる。本実施形態において、径Ｄｍ２は、例えば、６０ｍｍであり、撹拌槽１０１の内径Ｄｍ３の３２％である。

【0042】

撹拌翼３は、少なくとも１枚以上の羽根３１と、羽根３１が固定される軸部３２と、を備えている。羽根３１は、２枚であることが好ましい。これにより、羽根３１の枚数を増やすことによる吐出性能の低下を抑制できる。

【0043】

羽根３１は、回転軸Ｌ１と直交する面（例えば、水平面）に対して傾斜している。撹拌翼３は、傾斜パドル翼やプロペラ翼であることが好ましい。回転軸Ｌ１と直交する面に対する羽根３１の径方向Ｄ２の外側端の傾斜角度は、２０度～７０度であることが好ましく、３５度～５５度であることがより好ましい。これにより、剪断部材２に流動する被撹拌物を増やすことができ、撹拌体１の剪断性能を向上させることができる。本実施形態において、例えば、羽根３１は、スクリュー状にねじられた羽根（プロペラ羽根）であり、ねじれ回転数が０．０９５６回（上記傾斜角度は３５．８度）である。なお、上記傾斜角度とねじれ回転数との関係式は下記の数１となる。
［数１］
傾斜角度＝ｔａｎ^－１（Ｈ３／（Ｄｍ２×π×ねじれ回転数））×１８０／π

【0044】

軸部３２は、図１の軸部材１０３が挿通される挿通孔３２１を備えている。挿通孔３２１の中心は、回転軸Ｌ１と実質的に一致する。挿通孔３２１は、図４の本体部２１に設けられた挿通孔２１１と実質的に同じ形状である。

【0045】

剪断部材２及び撹拌翼３の各パラメータ（羽根３１のねじり回転数、突起２２１の高さＨ２、突起２２１の幅Ｗ２（円弧角度θ２）、突起２２１の設置数、第１線部２１３ａの設置数、第２線部２１３ｂの設置数など）は、例えば、本体部２１の貫通孔２１２や突起２２１の隙間Ｇ１における液中での剪断応力や被撹拌物の漏れ率などから、ＣＦＤ（Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ：数値流体力学）解析によって決定してもよい。

【実施例0046】

撹拌体１及び撹拌装置１００の効果を具体的に示すため、撹拌体１の実施例及び比較例について図２～図２２を参照しながら、以下に説明する。

【0047】

＜剪断性能及び吐出性能の評価＞
図５に示す撹拌槽１０１に粉末を含む被撹拌物を投入し、後述する実施例又は比較例の撹拌体で１分撹拌した。そして、撹拌の５分後に、被撹拌物の液面での粉体の割合と被撹拌物の粘度とを測定して剪断性能及び吐出性能の評価をした。

【0048】

被撹拌物は、１．３ブチレングリコールとアクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（水系増粘剤）とを混合したものである。液体である１．３ブチレングリコールを先に撹拌槽１０１に投入し、その後、粉末状のアクリル酸・メタクリル酸アルキル共重合体（４０ｇ）を１０分かけて篩を通して投入した。

【0049】

撹拌後の被撹拌物の液面での粉体の割合は、画像処理装置を用いて測定した。具体的には、被撹拌物の液面の写真を撮影し、その写真の粉体部分が白色、その他が黒色となるように画像処理を施し、任意の領域ａ～ｃにおける白色部分の面積割合をそれぞれ測定した。撹拌後の被撹拌物の粘度は、回転式粘度計（ＮＤＪ－５Ｓ）を用いて測定した。

【0050】

図５に示すように、測定条件は、撹拌槽１０１の内径Ｄｍ３が１９０ｍｍ、被撹拌物の液高さＨ４が７４ｍｍ（２Ｌ相当）、撹拌体１の配置高さＨ１が撹拌槽１０１の底部１０１ａから７ｍｍ、回転軸Ｌ１の偏心距離Ｌｎ２が撹拌槽１０１の中心軸Ｌ２から４７．５ｍｍ、撹拌体１の回転速度が１３４６ｒｐｍである。駆動部１０２は、蓋部１０１ｃに固定されたマキタ製電動ドライバである。

【0051】

＜実施例１＞
実施例１は、図２～図４に示す上記実施形態に係る撹拌体１である。具体的には、羽根３１のねじれ回転数が０．０９５６回、突起部２２の高さＨ２が１０ｍｍ、突起２２１の円弧角度θ２が３３．４度、突起２２１の設置数が９つ、第１線部２１３ａの設置数が２１本、第２線部２１３ｂの設置数が５本である。本体部２１の径Ｄｍ１及び撹拌翼３の径Ｄｍ２は、それぞれ６０ｍｍである。撹拌翼３の高さＨ３は、１３ｍｍである。径Ｄｍ１（比較例２～４を除く）、径Ｄｍ２及び高さＨ３については、他の実施例及び比較例についても同様である。図６は、実施例１に係る撹拌体１で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0052】

＜実施例２＞
実施例２は、図７に示す撹拌体１である。具体的には、羽根３１のねじれ回転数が０．１２０７回、突起部２２の高さＨ２が５ｍｍ、突起２２１の円弧角度θ２が３０度、突起２２１の設置数が６つ、第１線部２１３ａの設置数が１８本、第２線部２１３ｂの設置数が５本である。図８は、実施例２に係る撹拌体１で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0053】

＜実施例３＞
実施例３は、図９に示す撹拌体１である。具体的には、実施例２に係る撹拌体１に対し、第１線部２１３ａの設置数を１２本に変更した撹拌体１である。図１０は、実施例３に係る撹拌体１で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0054】

＜実施例４＞
実施例４は、図１１に示す撹拌体１である。具体的には、実施例２に係る撹拌体１に対し、突起２２１の円弧角度θ２を１０度に変更し、第１線部２１３ａの設置数を１２本に変更した撹拌体１である。図１２は、実施例４に係る撹拌体１で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。
＜実施例５＞
実施例５は、図１３に示す撹拌体１である。具体的には、実施例２に係る撹拌体１に対し、羽根３１のねじれ回転数を０．０２８３回に変更し、第１線部２１３ａの設置数を１２本に変更した撹拌体１である。図１４は、実施例５に係る撹拌体１で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0055】

＜比較例１＞
比較例１は、図１５に示す撹拌体Ｃ１である。撹拌翼Ｃ３は、実施例２における撹拌翼３と同じであるが、剪断部材Ｃ２は、貫通孔２１２（網目部２１３）を備えない点で実施例２における剪断部材２と異なる。図１６は、比較例１に係る撹拌体Ｃ１で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0056】

＜比較例２＞
比較例２は、図１７に示すディスパー翼Ｃ４である。図１８は、比較例２に係るディスパー翼Ｃ４で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0057】

＜比較例３＞
比較例３は、図１９に示す一般的な平パドル翼Ｃ５である。図２０は、比比較例３に係る平パドル翼Ｃ５で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0058】

＜比較例４＞
比較例４は、図２１に示す一般的なパルセータ翼Ｃ６である。図２２は、比較例４に係るパルセータ翼Ｃ６で被撹拌物を撹拌した後の被撹拌物の液面における粉体の割合を示す画像である。

【0059】

【表1】

【0060】

【表2】

【0061】

表１は、実施例１～５及び比較例１の構成を示している。表２は、実施例１～５及び比較例１～４の測定結果を示している。被撹拌物の液面での粉体の割合は、数値が低いほど被撹拌物の液面に浮かんだ粉体が剪断されていることを示している。被撹拌物の粘度は、数値が高いほど増粘剤である粉体が剪断されていることを示している。

【0062】

表２に示すように、剪断性能の優れたディスパー翼Ｃ４（比較例２）、吐出性能の優れた平パドル翼Ｃ５（比較例３）及びパルセータ翼Ｃ６（比較例４）は、液面での粉体の割合が高く、被撹拌物の粘度が低い傾向にある。この結果から、液面での粉体の割合が低く、且つ、被撹拌物の粘度が高い撹拌体１は、剪断性能及び吐出性能が共に優れていると判断できる。したがって、実施例１～５に係る撹拌体１は、剪断性能及び吐出性能が共に優れている（を両立している）と評価できる。

【0063】

表１及び表２に示すように、剪断部材において、突起の高さＨ２が大きくなると剪断性能が向上すると考えられる（実施例１～５及び比較例１）。突起の円弧角度θ２が大きくなると剪断性能が向上する傾向にある（実施例３及び４）。突起２２１の設置数が増えると剪断性能が向上する傾向にある（実施例１～５及び比較例１）。即ち、突起２２１間の隙間Ｇ１の円弧角度θ３（幅Ｗ３）が小さくなると剪断性能が向上すると考えられる（図３参照）。これらの結果より、突起２２１の軸方向Ｄ１の一方側や隙間Ｇ１から流れ出る被撹拌物の流量（漏れ率）を小さくすると、剪断部材２の剪断性能が向上すると考えられる（図４参照）。

【0064】

また、剪断部材において、第１線部２１３ａを設置したほうが剪断性能が向上する傾向にある（実施例３及び比較例１）。これにより、図３の貫通孔２１２を設けると剪断性能が向上する傾向にある。第１線部２１３ａの設置数が増えると剪断性能が向上する傾向にある（実施例１～３）。これより、貫通孔２１２の設置数が増えると剪断性能が向上すると考えられる。

【0065】

撹拌翼において、羽根のねじれ回転数が大きくなると、撹拌体の剪断性能が向上すると考えられる（実施例３及び５）。一方、ねじれ回転数が一定の値を超えると撹拌翼の吐出性能が下がると考えられる（実施例１～５）。

【0066】

［１］
以上より、本実施形態に係る撹拌体１は、回転して被撹拌物を剪断する剪断部材２と、剪断部材２の回転軸Ｌ１の一方側に配置されると共に被撹拌物を剪断部材２に向かって吐出する撹拌翼３と、を備え、剪断部材２は、複数の貫通孔２１２を有する本体部２１と、本体部２１から回転軸Ｌ１の一方側に突出する突起部２２と、を備え、突起部２２は、貫通孔２１２よりも本体部２１の縁側に設けられている。

【0067】

斯かる構成によれば、撹拌翼３によって被撹拌物を剪断部材２に向かって吐出することができ、剪断部材２に設けられた貫通孔２１２に流動した被撹拌物を本体部２１で剪断することができる。また、突起部２２を設けることによって、突起部２２と衝突した被撹拌物が貫通孔２１２に流動しやすくなり、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。これにより、剪断性能及び吐出性能を両立させることができる。その結果、被撹拌物の撹拌に要する時間を削減することができ、例えば、化粧品や医薬品の品質を確保した上で、化粧品や医薬品の生産性を向上させることができる。

【0068】

［２］
また、上記［１］に係る撹拌体１において、突起部２２には、隙間Ｇ１又は貫通孔２２３が設けられている、という構成が好ましい。

【0069】

斯かる構成によれば、突起部２２に設けた隙間Ｇ１又は貫通孔２２３から被撹拌物を流動させることができ、撹拌体１の吐出性能を向上させることができる。また、その隙間Ｇ１又は貫通孔２２３に流動した被撹拌物を突起部２２で剪断することができ、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。

【0070】

［３］
また、上記［１］又は［２］に係る撹拌体１において、突起部２２は、回転軸Ｌ１の軸方向Ｄ１視において回転軸Ｌ１の回転方向（周方向Ｄ３）に沿った形状に形成されている、という構成が好ましい。

【0071】

斯かる構成によれば、剪断部材２の周方向Ｄ３に沿って突起部２２を回転させることによって、液中における突起部２２の剪断応力を向上させることができる。これにより、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。

【0072】

［４］
また、上記［１］～［３］の何れか１つに係る撹拌体１において、本体部２１は、網目状に形成された網目部２１３を備え、貫通孔２１２は、網目部２１３に設けられている、という構成が好ましい。

【0073】

斯かる構成によれば、被撹拌物が貫通孔２１２に流動しやすくなり、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。また、多数の細かい貫通孔２１２を設けることができ、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。

【0074】

［５］
また、上記［４］に係る撹拌体１において、網目部２１３は、剪断部材２の回転中心から径方向Ｄ２の外側に延びる線部（第１線部２１３ａ）を備えている、という構成が好ましい。

【0075】

斯かる構成によれば、剪断部材２の回転方向（周方向Ｄ３）と線部（第１線部２１３ａ）とを略直交させることができ、被撹拌物が線部（第１線部２１３ａ）によって剪断されやすくなる。これにより、剪断部材２の剪断性能を向上させることができる。

【0076】

［６］
また、上記［１］～［５］の何れか１つに係る撹拌体１において、撹拌翼３の回転軸Ｌ１の軸方向Ｄ１の他方端は、突起部２２の軸方向Ｄ１の一方端よりも本体部２１側に配置されている、という構成が好ましい。

【0077】

斯かる構成によれば、撹拌翼３によって吐出された被撹拌物が貫通孔２１２に流動しやすくなり、撹拌体１の剪断性能を向上させることができる。

【0078】

［７］
また、本実施形態に係る撹拌装置１００は、上記［１］～［６］の何れか１つに係る撹拌体１と、被撹拌物を収容する撹拌槽１０１と、撹拌体１を回転させる駆動部１０２と、を備え、剪断部材２は、撹拌翼３よりも撹拌槽１０１の底部１０１ａ側に配置されている。

【0079】

斯かる構成によれば、撹拌体１によって剪断性能及び吐出性能を両立させた撹拌装置１００とすることができ、撹拌槽１０１内の被撹拌物を効率よく撹拌することができる。

【0080】

［８］
また、上記［７］に係る撹拌装置１００において、撹拌槽１０１の底部１０１ａに回転可能に取り付けられる軸部材１０３を備え、撹拌体１は、撹拌槽１０１の底部１０１ａと近接した位置で軸部材１０３に固定されている、という構成が好ましい。

【0081】

斯かる構成によれば、沈降性の高い被撹拌物を効果的に撹拌することができる。また、軸部材１０３を撹拌槽１０１の底部１０１ａに取り付けることにより、撹拌体１が底部１０１ａと近接した位置に設けられた撹拌装置１００において軸部材１０３の長さを短くすることができ、撹拌槽１０１内の清掃を容易にすることができる。

【0082】

なお、撹拌体１及び撹拌装置１００は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、また、上記した作用効果に限定されるものではない。また、撹拌体１及び撹拌装置１００は、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に一つ又は複数選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

【0083】

（Ａ）本実施形態において、撹拌体１は、１つの撹拌翼３を備えているが、これに限られない。例えば、撹拌体１は、軸方向Ｄ１に並列される複数の撹拌翼３を備える、という構成であってもよい。

【0084】

（Ｂ）本実施形態において、網目部２１３は、径方向Ｄ２に沿って延びる第１線部２１３ａと、第１線部２１３ａと交わると共に周方向Ｄ３に沿って延びる第２線部２１３ｂと、を備えているが、これに限られない。例えば、網目部２１３は、直線状の第１線部２１３ａ及びそれと直交する直線状の第２線部２１３ｂを備え、格子状をなしている、という構成であってもよい。

【0085】

（Ｃ）本実施形態において、撹拌翼３は、本体部２１と接して固定され、剪断部材２と一体的に回転しているが、これに限られない。例えば、撹拌翼３は、軸部材１０３と異なる軸部材に固定され、剪断部材２と異なる回転をしていてもよい。即ち、剪断部材２と撹拌翼３とを別々に回転させてもよい。この場合、剪断性能を向上させる観点から、剪断部材２の回転速度は、撹拌翼３の回転速度よりも速いことが好ましい。

【符号の説明】

【0086】

１…撹拌体、２…剪断部材、２１…本体部、２１ａ…縁、２１１…挿通孔、２１２…貫通孔、２１３…網目部、２１３ａ…第１線部、２１３ｂ…第２線部、２２…突起部、２２１…突起、２２２…補強部、２２３…貫通孔、３…撹拌翼、３１…羽根、３２…軸部、３２１…挿通孔、１００…撹拌装置、１０１…撹拌槽、１０１ａ…底部、１０１ｂ…周壁部、１０１ｃ…蓋部、１０２…駆動部、１０３…軸部材、Ｇ１…隙間、Ｌ１…回転軸、Ｌ２…中心軸

【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】