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1、(10)申请公布号 CN 103958042 A (43)申请公布日 2014.07.30 C N 1 0 3 9 5 8 0 4 2 A (21)申请号 201280058435.0 (22)申请日 2012.05.28 B01F 7/30(2006.01) B01F 7/16(2006.01) (71)申请人株式会社井上制作所 地址日本神奈川县 (72)发明人井上政宪 长井圣二 河原友春 (74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人肖日松 李婷 (54) 发明名称 行星式混合机 (57) 摘要 一种行星式混合机，使用于化学、医疗、电子、 陶瓷、药品、食品、饲料等其。
2、他各种制品的制造工 序中，在使框型搅拌叶片在罐内进行行星运动而 对固体/液体类的处理材料进行搅拌、混合、捏 炼、捏合等时，避免材料附着于框型搅拌叶片的纵 边部。框型搅拌叶片(20)的纵边部(22)以从罐 内壁远离的一侧的内方前端(27)之间的间隔宽 而罐内壁侧的外方前端(28)之间的相对间隔窄 的方式构成为下述截面形状，该截面形状具有朝 向罐内壁倾斜的两个倾斜面(25、26)、将该倾斜 面的外方前端(28)之间连结的边缘面(29)、将上 述倾斜面的内方前端(27)之间连结的弧状的内 侧面(30)。由于纵边部的内侧面(30)形成为弧 状，因而由于材料的流动而不停滞，防止附着、粘 着。 (85)P。
3、CT国际申请进入国家阶段日 2014.05.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/063600 2012.05.28 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/179365 JA 2013.12.05 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103958042 A CN 103958042 A 1/1页 2 1.一种行星式混合机，通过在罐内自转、公转的多个框型搅拌叶片而对固体/液体类 的处理材料进行分散、搅拌、捏炼等，其。
4、特征在于， 上述框型搅拌叶片为由纵边部和横片部形成框体的框型搅拌叶片，使上述纵边部以从 罐内壁远离的一侧的内方前端之间的间隔宽而罐内壁侧的外方前端之间的相对间隔窄的 方式构成为下述截面形状，该截面形状具有朝向罐内壁倾斜的两个倾斜面、将该倾斜面的 外方前端之间连结的边缘面、将上述倾斜面的内方前端之间连结的弧状的内侧面。 2.根据权利要求1所述的行星式混合机，其中， 上述内侧面形成为在通过边缘面的中心的中心线状上具有中心的圆弧。 3.根据权利要求1所述的行星式混合机，其中， 从上述边缘面到内侧面的宽度d相对于上述框型搅拌叶片的直径D而为0.1450.3 的宽度。 4.根据权利要求1所述的行星式混合。
5、机，其中， 上述边缘面的宽度b为上述倾斜面的内方前端之间的宽度W的415%。 5.根据权利要求1所述的行星式混合机，其中， 上述倾斜面的外方前端之间的夹角为80100，该倾斜面的外方前端相对于罐内壁 倾斜的倾斜角度为4050。 6.根据权利要求1所述的行星式混合机，其中， 上述倾斜面的内方前端之间的宽度W相对于框型搅拌叶片的直径D而为0.20.05的 宽度。 权 利 要 求 书CN 103958042 A 1/6页 3 行星式混合机 技术领域 0001 本发明涉及一种行星式混合机，使用于化学、医药、电子、陶瓷、食品、饲料等其他 各种领域，通过使形成为框型的搅拌叶片(框型叶片)在罐(容器、搅拌槽。
6、)内进行行星运 动，能够对固体/液体类处理材料进行搅拌、混合、捏炼、捏合处理等。 背景技术 0002 用于对固体/液体类的不限于油性、水性的从低粘度到高粘度(3,000Pa) 的处理材料进行搅拌、混合、捏炼、捏合等的处理作业多使用双轴混合机(例如具有两支框 型搅拌叶片的混合机等)、三轴混合机(例如具有三支框型搅拌叶片的混合机或将两支框 型搅拌叶片和一支涡轮叶片组合的混合机等)、四轴混合机(例如分别具有两支框型搅拌 叶片和两支涡轮叶片的混合机)等其他的行星式混合机，如图4所示，使多个框型搅拌叶片 1以在罐2内遍及整体地运动的方式公转、自转而成批(分批)式地进行处理。作为框型搅 拌叶片，通常，由截。
7、面大致三角形(例如参照专利文献1)或截面大致六边形(例如参照专 利文献2)的杆材形成为具有纵边部3和横边部4的大致矩形的框型，并构成为由纵边部3 的倾斜面5、6形成的边缘面(锐角部分)7从搅拌叶片的中心观察朝向外侧。而且，在使框 型搅拌叶片旋转时，使得该纵边部3的边缘面7向罐2的内壁接近地移动，在边缘面与罐内 壁之间对处理材料施加剪应力(剪切应力)而进行捏炼作业等处理。因此，在成批式的情 况下，在框型搅拌叶片与罐(搅拌槽)内壁之间对材料施加剪应力的时机是不连续的，在框 型搅拌叶片具有行星运动轨迹的捏炼机中，该框型搅拌叶片每自转一次，时机为两次。 0003 如果观察在上述框型搅拌叶片的纵边部的周。
8、边或罐内壁间流动的装料时的粉体 或捏炼时的材料的流动，则如图5所示，首先，框型搅拌叶片1的纵边部3向图5的箭头8 方向(圆周方向)移动时，罐内的材料的一部分被相对于纵边部3的移动方向位于前面侧 的前方侧面9按压而沿着与该侧面邻接的前面侧的前方倾斜面5向外侧方向(半径方向) 流动。流动到该倾斜面5的前端的材料进入与罐2的内壁的间隙10，在罐内壁与边缘面之 间被压缩的同时伴随旋转而被施加剪应力，被搅拌、混合、捏炼、捏合等。关于通过了该搅拌 叶片的前端与罐内壁的间隙10的材料，压缩被释放而沿着相对于移动方向后面侧的后方 倾斜面6膨胀。 0004 另一方面，碰到上述前方侧面9而未向上述罐的内壁方向(半。
9、径方向)流动的材 料从纵边部3的前方侧面9向内方(后方)的内侧面11方向弯曲而沿圆周方向(切线方 向)流动，此时发现在上述前方侧面9、内侧面11及后方侧面12产生材料的附着(粘着) 物13的现象。尤其是，框型搅拌叶片1，由于如上述那样使纵边部3以由倾斜面5、6形成的 边缘面(锐角部分)7朝向外侧方向的方式形成为截面大致三角形状或截面大致六边形状， 因而内侧面11成为平坦的平面部分，该内侧面11的两端经由与上述前方侧面9和后方侧 面12成直角的角部而接连设置。因此，伴随沿上述圆周方向(切线方向)流动的材料的流 动而产生朝向平坦的平面方向的负压或滞留现象，其结果是，如图5所示的那样材料容易 成为被。
10、向该内侧面11或后方侧面12的角部方向吸引而附着的倾向。 说 明 书CN 103958042 A 2/6页 4 0005 如此材料附着(粘着)于框型搅拌叶片时，需要中断捏炼作业而将附着物13刮去 的作业，但该刮去作业是伴有危险性的作业。并且，若不进行这样的刮去作业，则不能均匀 地进行处理，尤其是，在经过将材料硬揉后进行稀释的工序的处理方法的情况下，容易成为 麻点或结块的主要原因，结块等可能在稀释途中混入而引起品质不良。而且，为了如上述那 样在作业的途中进行刮去作业，不能使作业连续化。并且，由于作业中不能将罐密闭，因而 在使用挥发性有机溶剂那样的情况下，溶剂可能扩散而产生环境污染的问题。 000。
11、6 现有技术文献 专利文献 专利文献1：日本实公昭45-27504公报(实用新型注册权利要求书、图4)； 专利文献2：日本特开2010-99553号公报。 发明内容 0007 发明要解决的问题 本发明的解决课题为提供一种行星式混合机，如上述那样使框型搅拌叶片(框型叶 片)在罐内进行行星运动而进行分散、搅拌、混合、捏炼、捏合等处理，在该行星式混合机 中，避免材料附着、粘着于材料容易附着的框型搅拌叶片的框体的内侧面，不需要在作业途 中的刮去，缩短捏炼、捏合等的处理时间，也不会产生麻点或结块。 0008 用于解决问题的手段 为了解决上述问题点，在本发明中，具有如上述那样形成向罐内壁方向倾斜的倾斜面 。
12、的截面形状的纵边部的框型搅拌叶片中，使框型搅拌叶片的框体的内侧面形成为材料平滑 地流动的形状，使材料产生流动变化而能够防止材料向搅拌叶片的附着、粘着。 0009 根据本发明，提供一种行星式混合机，能够解决上述课题：通过在罐内自转、公转 的多个搅拌叶片对固体/液体类的处理材料进行分散、搅拌、捏炼等，其特征在于，上述搅 拌叶片为由纵边部和横边部形成框体的框型搅拌叶片，使上述纵边部以从罐内壁远离的一 侧的内方前端之间的间隔宽而罐内壁侧的外方前端之间的相对间隔窄的方式构成为下述 截面形状，该截面形状具有朝向罐内壁倾斜的两个倾斜面、将该倾斜面的外方前端之间连 结的边缘面、将上述倾斜面的内方前端之间连结的。
13、弧状的内侧面。 0010 而且，上述框型搅拌叶片的纵边部的宽度与材料在罐内的圆周方向(切线方向) 的流动关系较大，纵边部的宽度过窄时，材料的移动量变少，过宽时材料的圆周方向的移动 量过多而引起材料与框型搅拌叶片一起旋转。其结果是，不能可靠地使搅拌捏炼作业作用 于材料，不能缩短捏炼时间。 0011 因此，根据本发明，提供一种行星式混合机，在上述行星式混合机中，使框型搅 拌叶片的纵边部的从边缘面到内侧面的宽度d相对于框型搅拌叶片的直径D而形成为 0.1450.3的宽度，能够可靠地搅拌、捏炼材料。 0012 并且，上述框型搅拌叶片的纵边部的边缘面为最接近罐内壁时在与罐内壁之间压 缩材料且使剪应力作用。
14、的部分，该宽度窄至成为线状的程度时，几乎看不到材料在流动方 向的压缩、膨胀作用，均匀的捏炼花费处理时间。另一方面，该宽度过宽时，与罐内壁的接近 面积变大，剪应力也变大，但发热变大且需要大的负载动力，捏炼也不优选。 0013 因此，根据本发明，提供上述行星式混合机，在上述行星式混合机中，使框型搅拌 说 明 书CN 103958042 A 3/6页 5 叶片的纵边部的边缘面的宽度b形成为上述倾斜面的内方前端之间的宽度W的415%，能 够以短时间高效地进行搅拌、捏炼作业。 0014 在上述行星式混合机中，框型搅拌叶片的纵边部的前方倾斜面的倾斜角度(材料 陷入角度)1或后方倾斜面的倾斜角度(负压角度)。
15、2、两个倾斜面的外方前端之间的夹 角(边缘角度)也重要，在边缘角度小于80的情况下，材料的圆周方向的移动成为 主体，在与罐内壁之间产生的剪应力变少。另一方面，在为100以上的情况下，朝向与罐内 壁之间的材料的陷入变少，捏炼时间花费较长。 0015 因此，根据本发明，提供上述行星式混合机，在上述行星式混合机中，使上述倾斜 面的外方前端之间的夹角为80100，使各倾斜面的外方前端相对于罐内壁倾斜的倾 斜角度为4050，能够高效地将材料揉入，在材料的流动方向上有效地重复压缩、膨胀， 以短时间进行处理。 0016 此外，在上述行星式混合机中，框型搅拌叶片的纵边部的厚度(宽度)相对于搅拌 叶片的直径过大。
16、时，在粘度高的材料或膨胀性的材料的情况下，搅拌、捏炼处理时发现搅拌 叶片彼此的接触、搅拌叶片与罐内壁的接触。因此，根据本发明，提供上述行星式混合机，在 上述行星式混合机中，使上述框型搅拌叶片的纵边部的倾斜面的内方前端之间的宽度(厚 度)W相对于框型搅拌叶片的直径D而形成为0.20.05的宽度(厚度)，使搅拌叶片彼此 不干涉。 0017 发明效果 本发明如上述那样构成，在通过在罐内自转、公转的多个搅拌叶片对固体/液体类的 处理材料进行分散、搅拌、捏炼等的行星式混合机中，上述搅拌叶片为由纵边部和横边部形 成框体的框型搅拌叶片，使上述纵边部以从罐内壁远离的一侧的内方前端之间的间隔宽而 罐内壁侧的外方。
17、前端之间的相对间隔窄的方式构成为下述截面形状，该截面形状具有朝向 罐内壁倾斜的两个倾斜面、将该倾斜面的外方前端之间连结的边缘面、将上述倾斜面的内 方前端之间连结的弧状的内侧面，因此使框型搅拌叶片在罐内公转、自转时，框型搅拌叶片 的纵边部以边缘面向罐内壁接近的方式旋转，沿着前方倾斜面向罐内壁侧方向流动的材料 被送入边缘面与罐内壁之间而被压缩的同时由伴随旋转的剪应力搅拌、捏炼等，然后，沿着 后方倾斜面膨胀。另一方面，虽然从上述前方倾斜面的内方前端向框型搅拌叶片的框体的 内方(后方)流动的材料朝向将倾斜面的内方前端之间连接的内侧面，但该内侧面形成为 弧状，因此不产生停滞地流动，沿着该内侧面引起流动变。
18、形，能够不产生材料如以往那样附 着、粘着于内侧面、前方倾斜面、后方倾斜面的现象。因此，无需如以往那样在作业途中将附 着、粘着物从搅拌叶片刮去的作业，是安全的，也消除了附着物等落下而成为麻点或结块混 入膏体那样的问题，能够以短时间制造无麻点或结块的特性的优异的膏体，能够实现大幅 度的作业提高。并且无需在搅拌、捏炼等处理中进行刮去作业，因此能够在将罐密闭的状态 下使作业连续化，即便是包含挥发性有机物的材料，也不会产生环境污染的问题，因此在稀 释时也能够使流动性良好，能够在早期实现均一化。 0018 并且，在本发明的上述行星式混合机中，使框型搅拌叶片的纵边部的从边缘面到 内侧面的宽度d相对于框型搅拌。
19、叶片的直径D而形成为0.1450.3的宽度、特别优选 0.150.25的宽度时，材料不会与框型搅拌叶片一起旋转而能够可靠地向圆周方向(切线 方向)流动，能够通过上述纵边部的前方倾斜面将材料准确地送入与罐内壁之间而高效地 说 明 书CN 103958042 A 4/6页 6 进行搅拌、捏炼等的作用。 0019 而且，在上述行星式混合机中，使框型搅拌叶片的纵边部的边缘面的宽度b形成 为上述倾斜面的内方前端之间的宽度W的415%、优选612%的宽度时，能够使材料在 流动方向的边缘面与罐内壁之间的压缩、膨胀作用可靠地作用。由此，能够以短时间进行均 匀的捏炼作业，材料的发热也少，也不需要较大的负载动力，。
20、能够经济地进行处理。并且，使 框型搅拌叶片的上述倾斜面的外方前端之间的夹角(边缘角)为80100、优选85 90，并使倾斜面相对于罐内壁的倾斜角度形成为4050时，能够使材料可靠地陷入罐 内壁与边缘面之间而进行高粘度或半固体状的捏炼(硬揉)。而且，通过基于前方倾斜面及 后方倾斜面的压缩、膨胀作用，从而能够以少量的液状成分对粉粒体进行表面涂层，捏炼、 稀释变得良好，能够缩短作业时间。 0020 而且，根据本发明，通过如上述那样使上述框型搅拌叶片的纵边部的倾斜面的内 方前端之间的宽度W相对于框型搅拌叶片的直径D而形成为0.20.05的宽度，强度提高， 没有搅拌叶片彼此的接触，也没有伴随接触的污染的。
21、产生，获得良好的结果。 附图说明 0021 图1是表示本发明的一实施例、对一部分进行剖视的主视图。 0022 图2是本发明的框型搅拌叶片的主视图和其纵边部的说明图。 0023 图3是表示本发明的框型搅拌叶片的纵边部的作用的说明图。 0024 图4是表示行星式混合机的构成的说明图。 0025 图5是表示以往的框型搅拌叶片的纵边部的作用的截面图。 具体实施方式 0026 本发明能够在化学、医药、电子、陶瓷、食品、饲料等其他各种制品的制造工序中使 用，行星式混合机的主体15具有通过升降缸16而上下运动的搅拌头17，多支搅拌轴19经 由在该搅拌头17上设置的驱动电机18等驱动单元而公转、自转，在该搅拌。
22、轴的下端安装的 框型搅拌叶片(框型叶片)20在罐(容器、搅拌槽)21内整体地进行行星运动。该框型搅 拌叶片20形成为具有纵边部22和横边部23的大致矩形的框型，可使用位于上边的横边部 和位于下边的横边部朝向同一方向的图4所示的那种框型搅拌叶片、或上边和下边的方向 为规定角度、例如相差45、90的框型扭曲搅拌叶片，在图1所示的实施例中示出了框型 扭曲搅拌叶片。 0027 如图2所示，上述框型搅拌叶片20在框体的上部具有与搅拌轴19连结的连接筒 部24，上方的横边部23接连设置于该连接筒部24，纵边部22的上端接连设置于该横边部 的外方端，该纵边部22扭曲的同时向下方延伸，在该纵边部22的下端接连。
23、设置有向方向与 上述上方的横边部相差90的方向延伸的下方的横边部23。 0028 如图2所示，上述框型搅拌叶片20的纵边部22的截面形状具有相对的前方倾斜 面25和后方倾斜面26，该倾斜面25、26以框体的内侧即从罐21的内壁远离的一侧的内方 前端27之间的相对间隔宽而罐内壁侧的外方前端28之间的相对间隔窄的方式朝向罐内壁 倾斜。该外方前端28之间由边缘面29连结，该边缘面29在框型搅拌叶片旋转时向罐21 的内壁接近的同时通过。在上述内方前端27之间接连设置有内侧面30，但该内侧面30形 说 明 书CN 103958042 A 5/6页 7 成为弧状。作为该弧状面，在图2所示的实施例中，如图3。
24、所示，形成为以将内方前端27之 间连结的线与通过上述边缘面29的中心的中心线的交点为中心的圆弧，但也能够形成为 在上述中心线上中心存在于比上述交点更靠边缘面方向处的圆弧，或椭圆等其他适宜的平 滑的曲面。 0029 并且，上述框型搅拌叶片的纵边部22的从边缘面29到内侧面30的外侧缘的宽度 d相对于框型搅拌叶片20的直径D而形成为约0.1450.3的宽度、特别优选约0.15 0.25的宽度。上述边缘面29的宽度b形成为上述内方前端27之间的宽度(厚度)W的约 415%的宽度(厚度)、优选约612%的宽度(厚度)。上述倾斜面25、26的夹角(边 缘角度)形成为约80100、优选约8590，前方倾斜。
25、面25的倾斜角度(材料陷入 角度)1及后方倾斜面26的倾斜角度(负压角度)2形成为约4050。而且，上述 内方前端27之间的宽度(厚度)W相对于框形搅拌叶片20的直径D而形成为约0.20.05 的宽度(厚度)。 0030 行星式混合机如上述那样用于各种用途，通常，对于处理材料，在材料供给时进行 所述“粉体混合”后，向粉粒体添加少量的液状成分而进行粉粒体的表面处理。该工序是粉 体混合且使活性化的粉粒体不活性化并将凝集粉碎的工序。在接下来的工序中，进一步添 加少量的液状成分，通过高粘度下的高剪切作用而硬揉，最后稀释，形成为膏体状而取出。 剪切应力由材料粘度与剪切速度的积表示，已知高粘度下的硬揉可获。
26、得高剪切，因此优选 如上述那样进行硬揉。 0031 如上述那样材料由行星式混合机硬揉，但为了避免捏炼时膏体因发热而产生特性 劣化，优选在旋转速度为约0.51.5/sec、温度为约60以下的条件下进行运转。这 是因为1.5/sec以上时，发热变多，在材料特性上，难以将材料温度保持为60以下。 0032 在株式会社井上制作所制罐容量15升的三轴行星式混合机中使用本发明的上述 框型搅拌叶片来处理上述那样的从材料的粉体装料到稀释膏体为止的过程时，如图3所 示，框型搅拌叶片20自转、公转时，边缘面29每向罐21的内壁接近而从搅拌叶片的前方倾 斜面25向边缘面29方向流动的材料进入边缘面29与罐21的内壁。
27、之间的间隙31而被压 缩、剪切，然后，在后方倾斜面26膨胀，从而高效地分散、混合、捏炼、捏合等。另一方面，从 框型搅拌叶片的前方倾斜面25向框体的内侧流动的材料沿弧状的内侧面30不产生停滞地 流动，该流动变形使得以往那样的材料向框体的内侧面等的附着、粘着消失，不需要基于人 工的刮去作业。 0033 标号说明 15 主体 20 框型搅拌叶片 21 罐 22 纵边部 23 横边部 25 前方倾斜面 26 后方倾斜面 27 内方前端 28 外方前端 说 明 书CN 103958042 A 6/6页 8 29 边缘面 30 内侧面 说 明 书CN 103958042 A 1/5页 9 图 1 说 明 书 附 图CN 103958042 A 2/5页 10 图 2 说 明 书 附 图CN 103958042 A 10 3/5页 11 图 3 说 明 书 附 图CN 103958042 A 11 4/5页 12 图 4 说 明 书 附 图CN 103958042 A 12 5/5页 13 图 5 说 明 书 附 图CN 103958042 A 13 。