脱泡機とは？　撹拌脱泡機との違い

製造現場で使われる接着剤や、医療品、化粧品などには2種類以上の素材を混ぜ合わるという工程があります。

大気中で2種類以上の素材を混ぜ合わたり素材を充填したりすると、気体が混入してしまいます。気体を含んだままの素材を使うと、作った材料や製品に影響を及ぼす可能性があるため除去が必要です。

不純物である気体（泡）を除去するための装置が脱泡機です。似たような名前の撹拌脱泡機とどう違うのか、それぞれどのような機械なのか、順に見てみましょう。

脱泡機とは

脱泡機とは、液状の素材（接着剤や充填剤など）に混入した不純物である気体（泡）を除去する装置です。どんな機能や種類があるのか、実際に活用されている業界などについて見てみましょう。

脱泡機の機能

脱泡機は、液状の材料に混入した気体（泡）を取り除く装置です。目視できる泡を取り除くだけではなく、圧力や温度変化によって気泡となって現れる窒素や酸素などの溶存ガスを真空や加圧、超音波によって取り除きます。材料に気泡が残っていると、見た目が悪いだけでなく、製品の効力や性能が下がる原因にもなりかねません。

脱泡機の種類

材料に不純物である気体が含まれると、製品本来の性能や効力が発揮できなくなることがあるため、脱泡機で気体を除去します。素材を混ぜる方式に種類があるように、脱泡にも撹拌・遠心・超音波・真空といった方式があり、方式によって脱泡機の種類が分かれます。気体の排除法が簡易的なものは撹拌と超音波で、脱泡力は弱めです。脱泡力に精度を求める場合は真空式を用います。

脱泡機の活躍業界

脱泡機が活躍している業界は幅広く様々です。粘性のある素材を混ぜる、大量の素材を混ぜたい、人の手で混ぜると時間がかかる、ムラができるなどといった場合に活用できます。

身近な食品や化粧品、医療品などから、化学材料、鉱物など生産現場から研究開発まで幅広い分野で混ぜることに特化して活躍しています。

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撹拌脱泡機とは

撹拌脱泡機は、その名のとおり撹拌と脱泡が同時に処理できる装置です。どのような機能を備えているのか、脱泡機と何が違うのか、撹拌脱泡機が活躍している業界と併せて見てみましょう。

撹拌脱泡機の機能

撹拌脱泡機は、材料の撹拌や分散とともに脱泡が同時に処理できる装置です。高速で自転公転させ、材料に適した撹拌と脱泡が同時に短時間で行えます。あるいは、撹拌羽根でかき混ぜながら、真空装置によって脱泡します。大多数では、前者の自転公転方式の機械が見られます。

自転公転方式では、自転により撹拌を促す力、公転で脱泡を促す力が生じ、自転と公転の相互作用により渦巻流と上下対流が発生。遠心力と流れの間に生じるせん断力により分散効果の高い撹拌が行われます。処理精度を高めたいときは、真空下で脱泡処理を行います。

脱泡機との違い

撹拌脱泡機が脱泡機と大きく違うのは、撹拌と脱泡が同時に処理できる点です。脱泡機は気泡を除去する脱泡はできますが、撹拌はできません。材料に混入し圧力や温度変化によって気泡となる窒素や酸素などの溶存ガスを取り除くことに特化しています。撹拌脱泡機は、真空装置や遠心力を利用して材料の撹拌と脱泡が同時に行える装置です。

撹拌脱泡機の活躍業界

化学産業での機能性接着剤やペースト状の材料、医療産業での軟膏、人工骨の材料、化粧品産業でのメイクアップ材料などの事例があります。自転公転方式の撹拌脱泡機は、材料が高粘度で取り扱いに困っている、羽根などで粒子形状を壊したくない、容器や装置の洗浄が面倒といった問題に応えることが可能です。撹拌脱泡機は多種多様な物質を混ぜ合わせるシーンにおいて、様々な分野や業界で活躍しています。

真空撹拌機とは

撹拌脱泡機のなかでも、さらに処理精度を高めたい場合や、シビアな条件が求められる現場で活躍するのが「真空撹拌機」です。真空撹拌機とは、密閉された容器や槽内を真空ポンプによって減圧し、空気がほとんど存在しない真空環境を保ちながら材料を混ぜ合わせる（撹拌する）装置のことです。メーカーによっては「真空撹拌脱泡機」とも呼ばれ、撹拌と脱泡の精度を極限まで高めたハイエンドな位置づけになります。

真空撹拌機を導入するメリット

最大のメリットは、エポキシ樹脂やシリコーンゴムのような高粘度（ドロドロとした硬い）材料であっても、サブミクロンレベルの微細な気泡まで完全に除去できる点です。

一般的な撹拌機や大気圧下での遠心脱泡機では、表面の泡は抜けても材料の内部に極小の気泡（マイクロバブル）が閉じ込められたままになってしまうことがあります。しかし真空環境下では、材料内に残った気泡が周囲の減圧によって急激に膨張し、浮力が増して表面に押し上げられ破裂します。このメカニズムにより、短時間でムラのない完璧な脱泡が可能になります。また、酸素を排除した状態で処理を行うため、空気に触れると劣化してしまう材料の「酸化防止」や、吸湿による不良を防ぐ効果も期待できます。

真空撹拌機の主な仕組み（方式）

素材を混ぜる仕組みによって、主に以下の2つの方式が採用されています。用途や材料の性質に合わせて選定することが重要です。

自転・公転方式（プロペラレス）
材料を入れた容器そのものを回転（自転）させながら、さらに大きな軌道で回転（公転）させる方式です。強力な遠心力で材料に対流を起こし、同時に真空減圧を行うことで、撹拌羽根を使わずに数分で均一な撹拌と完全脱泡を実現します。羽根の洗浄といったメンテナンスの手間がなく、材料をシリンジ（注射器）や専用カップのまま処理・充填できるため、高価な材料のロスを最小限に抑えたい場合に最適です。比重の違う材料同士を混ぜ合わせるのにも向いています。
羽根撹拌方式（真空槽一体型）
透明なアクリル製や金属製の真空タンクの中にプロペラやパドルなどの撹拌羽根（ブレード）を固定し、材料を直接かき混ぜる方式です。容器の内壁ギリギリで羽根を回転させることで、高粘度の材料でも強力に練り合わせることができます。一度に大量の材料を処理するプラントや、温度調節（加熱・冷却）を伴う大規模な製造ラインでよく用いられます。

真空撹拌機が活躍する業界や用途

真空撹拌機は、微小な気泡の混入が製品の致命的な欠陥（ショートや強度低下など）に直結する分野で広く導入されています。電子デバイス業界では、スマートフォンなどの精密部品に使われる導電性接着剤や、LED用蛍光体ペーストの調合に欠かせません。また、歯科技工の分野では、気泡が入ると型取りの精度が落ちる原因になってしまうため、石膏の練和に専用の真空撹拌機が使われています。その他、再生医療用の特殊ゲルの開発から化粧品産業まで、最先端のモノづくりを品質面から強力に支えています。

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