搅拌机的制作方法

文档序号:13077176阅读:247来源:国知局
搅拌机的制作方法与工艺

本发明涉及搅拌机,特别涉及使用于被处理流体的乳化、分散或混合处理的搅拌机的改良。



背景技术:

作为进行流体的乳化、分散或混合处理的装置,对于搅拌机提出过各种方案,目前正在寻求能够良好地处理包括纳米颗粒等颗粒直径小的物质的被处理流体的方案。

例如,作为众所周知的搅拌机之一,已知有砂磨机、均化器。

然而,在砂磨机中,会出现由颗粒的表面的结晶状态被破坏、损伤所导致的功能降低的问题。而且,产生异物的问题也很严重。

在高压均化器中,无法解决机械的稳定运转的问题、必要功率大的问题等。

另外,旋转式均化器以往是作为预混器而使用的,但在进行纳米分散、纳米乳化时,为了进一步进行纳米化的精加工则需要精加工机。

(关于专利文献)

与此相对,本申请发明人提出了专利文献1~3的搅拌机的方案。该搅拌机具备:具有多片叶片的转子;敷设在所述转子的周围并且具有多条狭缝的网筛。转子与网筛通过相对地旋转,在包括狭缝的网筛的内壁与叶片之间的微小的空隙中对被处理流体进行剪切,并且通过狭缝从网筛的内侧向外侧以断续射流的形式排出被处理流体。

这种搅拌机如专利文献2的“<以往的技术>”所示那样,通过调整叶轮(即转子)的转速,使得搅拌条件进行变化。并且,在专利文献2所涉及的发明中,提出了能够将转子的叶片前端与网筛的内壁之间的间隙选择成任意宽度的搅拌机,由此实现了与流体对应的能力提高的最佳化。另外,在专利文献3中,获得了通过使断续射流的频率z(khz)大于特定的值从而使得微颗粒化的效果急剧增大这样的见解,基于此,提出了可实现对于以往搅拌机不可能的区域的微颗粒化的搅拌机。

对于这些专利文献,都是转子的叶片前端的周向的宽度与设于网筛的狭缝的周向的宽度在固定的条件下(具体是在以两者的宽度大致相等、或是转子的叶片前端的宽度稍大的程度进行了固定的条件下),或是变更与网筛的内壁之间的间隙,或是变更断续射流的频率z(khz),从而实现其发明。

根据迄今为止的本申请人的开发了解到,借助断续射流在速度界面产生液-液间(液体与液体之间)的剪切力,可进行乳化、分散或混合的处理,于是推测该液-液间的剪切力在实现被处理流体的微细化特别是纳米分散、纳米乳化等极其细微的分散、乳化的方面会有效地发挥作用,但现状是还不十分清楚该作用。

(本发明的由来)

本发明的发明人尝试了利用专利文献1~3所示的装置来促进被处理流体的微细化以实现更加微细的分散、乳化,首先,若从在包含狭缝的网筛的内壁与叶片之间的微小空隙处进行被处理流体的剪切这一点出发,为了实现剪切的高效化,认为增加每单位时间的剪切次数是有效的,因而基于增加每单位时间的剪切次数的观点进行了研究。

作为实现手段,已知的是像这些专利文献所示那样使转子的转速(叶片的前端部的旋转圆周速度)变化,但是,在将转子的转速(叶片的前端部的旋转圆周速度)固定的条件下,认为减小狭缝的宽度以增加狭缝的数量或是增加转子的叶片个数是有效的。

然而,在产生断续射流的情况下,若狭缝的宽度过大,则经过狭缝的被处理流体的压力会降低,另一方面,若狭缝的宽度过小,则经过狭缝的被处理流体的流量会降低,故而存在无法良好地产生断续射流的可能。其结果是,在减小狭缝的宽度而增加狭缝的数量的方面存在界限。

另一方面,在研究了增加转子的叶片个数的情况下,若在保证叶片的宽度相同的状态下增加转子的叶片个数,则叶片彼此之间的空间容积降低,依靠叶片获得的被处理流体的排出量降低,故而要减小叶片的宽度并增加叶片个数。这样,当减小叶片的宽度并增加叶片个数来进行试验时,却与预测相反,无法促进被处理流体的微细化。

于是,并非增加每单位时间的剪切次数,而是着眼于依靠断续射流实现的液-液间的剪切力,研究了通过提高该剪切力以促进被处理流体的微细化。

参照图6来说明对依靠该断续射流获得的液-液间的剪切力的产生机理进行探讨而得的结果。当通过转子的旋转而使得叶片12进行旋转移动时,在叶片12的旋转方向的前面侧,被处理流体的压力上升。由此,被处理流体从位于叶片12的前面侧的狭缝18以断续射流被排出。其结果是,在网筛9的外侧的被处理流体与以断续射流被排出的被处理流体之间产生液-液间的剪切力。因此,通过提高排出的断续射流的流速能够提高液-液间的剪切力,但在提高转子的转速方面也存在机械上的界限。

于是,在进行了进一步的研究之后明确的是,在叶片12的旋转方向的后面侧,被处理流体的压力降低,从而产生了被处理流体从位于后面侧的狭缝18被吸入的现象。其结果达成了以下认知,即:在网筛9的外侧,相对于单纯静止的被处理流体,并不是来自狭缝18的被处理流体的断续射流的排出,而是产生了正反流动(排出和吸入),由于两种流动的界面处的相对速度差,在被处理流体彼此之间产生了液-液间的剪切力。

基于该观点,重新研究了图6中的(c)、(d)所示的现有例,从增大叶片12彼此之间的空间等观点出发,在机械强度等允许的范围内减小叶片12的厚度,将其前端部21的宽度也设小。为此,明确了虽然排出和吸入的变化周期缩短而频繁地进行,但是存在被处理流体不能充分地追随排出和吸入的状态变化这样的可能性。

先行技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第2813673号公报

专利文献2:日本专利第3123556号公报

专利文献3:日本专利第5147091号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供能够使借助断续射流的作用施加于被处理流体的剪切变得更有效的搅拌机。

另外,其目的在于提供该剪切变得有效从而能够实现纳米分散、纳米乳化等极其细微的分散、乳化的搅拌机。

用于解决课题的方法

本发明是根据提高因断续射流产生的被处理流体的正反流动(自狭缝的排出和吸入)的界面处的相对速度差这样的新观点尝试改进搅拌机而获得的发明。具体而言,发现了能够提高被处理流体的正反流动的相对速度差的网筛、设于网筛的狭缝、转子的叶片以及叶片的前端之间的关系,完成了本发明。

于是,本发明针对以下搅拌机进行了改进,即:该搅拌机包括转子和网筛,转子具有多个叶片且旋转,网筛敷设在转子的周围,网筛在其周向上包括多个狭缝和位于相邻的狭缝彼此之间的网筛部件,叶片的前端部和狭缝具备在上述狭缝的长度方向处于相互重叠的相同位置上的一致区域,通过转子和网筛之中的至少转子旋转,转子和网筛相对地旋转,由此,被处理流体经过狭缝以断续射流从网筛的内侧朝外侧排出。

本发明提供同时满足下述的条件1和条件2的搅拌机。

(条件1)

一致区域中的

叶片的前端部的旋转方向的宽度(b)、

狭缝的周向的宽度(s)和

网筛部件的周向的宽度(t)

的关系为:

b≥2s+t。

(条件2)

一致区域中的

叶片的前端部的旋转方向的宽度(b)和

网筛的最大内径(c)的关系为:

b≥0.1c。

如前述那样,对于图6中的(c)、(d)所示的现有例,存在被处理流体无法充分追随排出和吸入的状态变化的可能性。本申请发明人着眼于该点,发现了以下内容而完成了本发明,即:将叶片(特别是其前端部)、网筛以及狭缝的关系特定成满足上述的条件1和条件2,从而提高被处理流体相对于排出和吸入的状态变化的追随性,提高被处理流体的正反流动(排出和吸入)的界面处的相对速度差,能够相比以往增大在液-液间产生的剪切力。

本发明的作用虽然未必完全被阐明,但还是参照图6中的(a)、(b)对本申请发明人所思考的本发明的作用进行详细说明。对于本发明的搅拌机,由于叶片12的前端部的宽度变大,在排出与吸入之间产生被处理流体静止的期间,排出和吸入的状态变化缓和地进行,其结果,被处理流体良好追随于叶片12的动作以及随之而来的狭缝18的开闭变化。由此,被处理流体的正反流动(排出和吸入)的界面处的相对速度差变大,能够增大在被处理流体彼此之间产生的剪切力。

要直接测定该被处理流体的正反流动(排出和吸入)的速度是困难的,但如后述的实施例所示那样,对于本发明的实施方式所涉及的搅拌机,确认了与以往的搅拌机相比能够显著地促进被处理流体的微颗粒化。

在本发明中,狭缝的周向的宽度能够以产生断续射流为条件进行变更,优选的是狭缝的周向的宽度(s)为0.2~4.0mm,更优选的是为0.5~2.0mm。

优选的是,网筛按以下方式实施,即:随着从向网筛的内部导入被处理流体的导入口沿轴向远离,叶片以及网筛的直径变小。

若考量轴向上的狭缝与导入口的关系,则存在以下倾向:接近导入口的部位,自狭缝的排出量增多,相反地,在远离导入用的开口的部位,自狭缝的排出量减少。因而,通过构成为随着从导入口沿轴向远离而叶片以及网筛的直径变小,能够使网筛的轴向上的排出量均匀化。由此,能够抑制气蚀的产生,能够降低机械故障。

通过使多个狭缝在周向为相同的宽度,且在周向按等间隔形成,能够在周向上以更均匀的条件实现被处理流体的处理。但是,并不妨碍使用多个宽度不同的狭缝,也不妨碍以多个狭缝间之的间隔不均匀的方式来实施。

通过设定成网筛不旋转,在各个控制中仅考虑转子的转速即可,而通过使网筛朝与转子相反的方向旋转,能够形成适于纳米分散、纳米乳化等极其细微的分散、乳化的结构。

另外,叶片的大小只要满足条件1以及条件2就能进行各种变更来实施,但若叶片彼此之间的空间的容积过小,则也会存在处理量降低的可能性,故而优选的是,与上述转子的旋转轴正交的面中的上述叶片的截面面积的总和小于上述网筛内的空间的截面面积。在此,优选的是,将与上述旋转轴正交的面中的上述叶片的截面面积的总和设为下述特定式1、2中的y,将与上述旋转轴正交的面中的网筛内的空间的截面面积设为下述的特定式1、2中的z,此时,y和z满足下述特定式2。特定式1的x,是指由上述旋转轴的外周面和网筛的内周面规定的区域中与上述旋转轴正交的截面的面积。并且,x、y、z都是指上述一致区域中的部分。

x-y=z(特定式1)

y<z(特定式2)

优选的是,在上述一致区域的多个截面之中的至少一处截面满足特定式2,更优选的是,在所有截面满足特定式2。

另外,本申请也能够如下述那样掌握。

本发明提供搅拌机,该搅拌机包括转子和网筛,转子具有多个叶片且旋转,网筛敷设在转子的周围,网筛在其周向上包括多个狭缝和位于相邻的狭缝彼此之间的网筛部件,叶片的前端部和狭缝具备处于在转子的旋转轴的轴向位置彼此相同的位置上的一致区域,通过转子和网筛之中的至少转子旋转,转子和网筛相对地旋转,由此,被处理流体经过狭缝以断续射流从网筛的内侧朝外侧排出,在该搅拌机中同时满足下述的条件1和条件2。

(条件1)

一致区域中的

叶片的前端部的旋转方向的宽度(b)、

狭缝的周向的宽度(s)和

网筛部件的周向的宽度(t)

的关系为:

b≥2s+t。

(条件2)

一致区域中的

叶片的前端部的旋转方向的宽度(b)和

网筛的最大内径(c)的关系为:

b≥0.1c。

发明的效果

本发明对断续射流进行了进一步的研究,能够提供使借助断续射流的作用施加于被处理流体的剪切变得更有效的搅拌机。

另外,作为上述剪切变得有效的结果,能够提供可实现纳米分散、纳米乳化等极其细微的分散、乳化的搅拌机。

进而,能够提供可获得颗粒直径的分布小且颗粒直径一致的颗粒的搅拌机。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的搅拌机的使用状态的主视图。

图2是该搅拌机的主要部分放大纵截面图。

图3是表示本发明的其他实施方式的搅拌机的使用状态的主视图。

图4是本发明的另一实施方式的搅拌机的使用状态的主视图。

图5是本发明的再一实施方式的搅拌机的使用状态的主视图。

图6中的(a)是应用了本发明的实施方式的搅拌机的主要部分放大图,(b)是表示其作用的主要部分放大图,(c)现有例的搅拌机的主要部分放大图,(d)表示其作用的主要部分放大图。

图7是应用了本发明的实施方式的搅拌机的主要部分截面图。

图8是本发明的实施例以及比较例的试验装置的说明图。

图9是本发明的实施例1a以及比较例1a的试验结果的曲线图。

图10是本发明的实施例1b以及比较例1b的试验结果的曲线图。

图11是本发明的实施例2的试验结果的曲线图。

具体实施方式

以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。

首先,参照图1、图2对能够应用本发明的搅拌机的一例的基本的结构进行说明。

该搅拌机具有预定进行乳化、分散或混合等处理的配置在被处理流体内的处理部1和配置于处理部1内的转子2。

处理部1为中空的壳体,通过支承管3的支承,配设于收纳被处理流体的收容容器4或被处理流体的流路。在该例中表示了处理部1设置在支承管3的前端,从收容容器4的上部向内部下方插入的情况,但不限定于该例,例如像图3所示,处理部1也可以实施为由支承管3以从收容容器4的底面提高方突出的方式支承的结构。

处理部1具备:具有从外部向内部吸入被处理流体的吸入口5的吸入室6和与吸入室6导通的搅拌室7。搅拌室7由具有多个狭缝18的网筛9规定其外周。

另外,在本说明书中说明的是,网筛9由空间即狭缝18和位于狭缝18彼此之间的实际部件即网筛部件19构成。因此,所谓网筛9是指包括形成于多个网筛部件19的狭缝18在内的整体,所谓网筛部件19是指位于相邻的狭缝18彼此之间的一根一根实际存在的部件。

该吸入室6与搅拌室7由隔壁10划分,并且经由设置于隔壁10的导入用的开口11导通。但是,该吸入室6、隔壁10并非必需,例如,既可以不设置吸入室6,将搅拌室7的上端整体形成导入用的开口,将收容容器4内的被处理流体直接导入搅拌室7内,另外也可以不设置隔壁10,构成不划分吸入室6和搅拌室7的一个空间。

上述转子2为在周向具有多片叶片12的旋转体,在叶片12与网筛9之间保持微小的间隙并旋转。可以在使转子2旋转的结构中采用各种旋转驱动结构,在该例中,在旋转轴13的前端设置有转子2,可旋转地收容在搅拌室7内。更详细地,旋转轴13插通于支承管3,进而,以通过吸入室6、隔壁10的开口11而到达搅拌室7的方式配设,在其前端(图中的下端)安装有转子2。旋转轴13的后端与电动机14等旋转驱动装置连接。电动机14适合使用具有数值控制等控制系统的结构或置于计算机的控制下的结构。

在该搅拌机中,在旋转的叶片12因转子2的旋转而通过网筛9的内壁面时,借助对存在于两者间的被处理流体施加的剪切力来进行乳化、分散或混合。并且,通过转子2的旋转向被处理流体提供动能,该被处理流体通过狭缝18进一步加速,在形成断续射流的同时向搅拌室7的外部流出。借助该断续射流,通过在速度界面产生液-液的剪切力,也能进行乳化、分散或混合的处理。

网筛9形成为截面圆形的筒状。该网筛9优选为例如像圆锥形的表面形状那样,以其直径随着从导入用的开口11开始远离(随着图2的例子中朝向下方)而逐渐地变小的方式形成的形状。在轴向形成固定直径的情况下,在导入用的开口11附近(图2中的上方)来自狭缝18的排出量多,相反地,在远的地方排出量减少(图2中的下方)。其结果是,存在产生不能控制的气蚀的情况,恐怕存在导致机械故障的危险。

狭缝18虽然示出的是在旋转轴13的轴向(图的例中的上下方向)呈直线状延伸的情况,但也可以为螺旋状等弯曲延伸的情况。另外,狭缝18的形状未必一定要为细长的空间,也可以为多边形、圆形、椭圆形等。另外,狭缝18在周向等间隔地形成多个,但也可以错开间隔地形成,不妨设置多种形状、大小的狭缝18。

狭缝18可以适当变更其导程角地进行实施。除了如图示那样跟旋转轴13正交的平面与狭缝18延伸的方向所成的导程角为90度的、沿上下方向呈直线状延伸的结构之外,也可以是具备规定的导程角的螺旋状的结构等在上下方向弯曲延伸的结构。

转子2的叶片12可以是在横截面(与旋转轴13的轴向垂直的截面)中从转子2的中心呈放射状地以固定的宽度呈直线状地延伸的情况,此外也可以随着朝向外侧而使宽度逐渐放大,还可以在弯曲的同时向外侧延伸。

另外,这些叶片12能够适当变更其前端部21的导程角。例如,除了跟旋转轴13正交的平面与前端部21延伸的方向所成的导程角是90度的沿上下方向呈直线状延伸的结构以外,还可以是具有规定的导程角的螺旋状结构等在上下方向弯曲地延伸的结构。

这些构成部件的形状为,叶片12的前端部和狭缝18具备在狭缝18的长度方向处于相互重叠的相同位置上的一致区域。并且,借助转子2的旋转,能够在该一致区域中的叶片12与网筛部件19之间实现被处理流体的剪切,并且,能够给与伴随叶片12的旋转而经过狭缝18的被处理流体以动能,以便产生断续射流。

网筛9与叶片12的间隙能够在产生上述的剪切和断续射流的范围内适当变更,但通常优选为大约0.2~4.0mm。另外,该间隙在采用图2所示那样的整体为锥状的网筛9的情况下,通过将搅拌室7和转子2中的至少一方设成能够沿轴向移动,能够容易地进行调整。

另外,作为搅拌机的其他结构,可以采用图4以及图5所示的结构。

首先,在图4的例子中,为了达成收容容器4内的被处理流体的整体的搅拌均匀化,在收容容器4内配置了另外的搅拌装置。具体而言,也可以设置用于对收容容器4内整体进行搅拌的搅拌翼15,使其与搅拌室7一体地旋转。在该情况下,搅拌翼15和包含网筛9在内的搅拌室7一起旋转。此时,搅拌翼15以及搅拌室7的旋转方向既可以与转子2的旋转方向相同,也可以与之相反。即,包含网筛9在内的搅拌室7的旋转与转子2的旋转相比,为低速的旋转(具体而言,网筛的旋转的圆周速度为0.02~0.5m/s左右),因而对上述的剪切、断续射流的产生无实质性影响。

另外,作为图5的例子,将搅拌室7能够转动地支承于支承管3,在搅拌室7的前端连接第二电动机20的旋转轴,能够使网筛9高速旋转。该网筛9朝与配置在搅拌室7的内部的转子2的旋转方向相反的旋转方向进行旋转。由此,网筛9与转子2的相对旋转速度增加。

在前述的搅拌机中,本发明被以如下方式应用。

关于本发明所涉及的搅拌机,借助断续射流,在速度界面处产生液-液间的剪切力,从而乳化、分散或混合的处理。此时,对于本发明的实施方式的搅拌机,例如能够使用图6中的(a)、(b)以及图7所示的转子2以及网筛9。对于该例子的转子2以及网筛9,在网筛9中发挥剪切作用的一致区域(即,叶片12的前端部21与网筛9的狭缝18在狭缝18的长度方向处于相互重叠的相同位置的区域)处,满足以下的第一条件和第二条件这两个条件。

(第一条件)

叶片12的前端部21的旋转方向的宽度(b)、

狭缝18的周向的宽度(s)和

网筛部件19的周向的宽度(t)的关系,

满足b≥2s+t的条件。

换言之,转子2中的叶片12的前端部21的旋转方向的宽度设定得比相邻的两个狭缝18的两端缘间的距离大。

(第二条件)

叶片12的前端部21的旋转方向的宽度(b)和

网筛9的最大内径(c)的关系,

满足b≥0.1c的条件。

换言之,叶片12的前端部21相对于网筛9的最大内径被设定成规定的比率以上。

本申请发明所涉及的搅拌机如前述那样,在一致区域处,满足上述的第一条件和第二条件这两个条件。关于转子2的旋转轴的轴向位置,只要是一致区域则任何位置均可,但优选至少在旋转轴13的轴向位置为网筛9的最大内径的位置处满足第一条件和第二条件这两个条件。

通过使转子2以及网筛9满足这两个条件,对于该搅拌机,能够在速度界面处增大液-液间的剪切力,能够实现纳米分散、纳米乳化等非常微细的分散、乳化,在该方面极其有效,鉴于该认知而完成了发明。

关于该断续射流的作用,与图6中的(c)、(d)所示的现有例对比着来说明。

首先,如前述那样,断续射流是通过叶片12的旋转而产生的,对此进行更为详细的说明,在叶片12的旋转方向的前面侧,被处理流体的压力上升。由此,被处理流体从位于叶片12的前面侧的狭缝18以断续射流被排出。另一方面,在叶片12的旋转方向的后面侧,由于被处理流体的压力降低,被处理流体从位于后面侧的狭缝18被吸入。其结果是,在网筛9的外侧,在被处理流体中产生正反流动(排出和吸入),由于两种流动的界面处的相对速度差,在被处理流体彼此间产生液-液间的剪切力。

对于图6中的(c)、(d)所示的现有例,由于叶片12的前端部21的宽度小,所以被处理流体难以追随排出和吸入的状态变化,其结果,形成被处理流体的正反流动(排出和吸入)的界面处的相对速度差比较小的状态,其剪切力也变小。

另一方面,对于图6中的(a)、(b)所示的本发明的实施方式,由于叶片12的前端部21的宽度大,所以在排出/吸入之间产生被处理流体静止的期间。由此,被处理流体良好地追随狭缝18被叶片12开闭的变化,被处理流体的正反流动(排出和吸入)的界面处的相对速度差变大,能够使被处理流体彼此之间产生的剪切力变大。良好地实现以上构成的条件是上述的第一条件以及第二条件。

(关于一致区域)

叶片12的前端部21和狭缝18至少具备在狭缝18的长度方向处于相互重叠的相同位置上的一致区域。通常,叶片12的长度设成为狭缝18的长度以上,在狭缝18的全长上,叶片12处在与狭缝18相互重叠的相同位置,但也可以使叶片12的长度比狭缝18的长度短地进行实施。在本发明中,在规定叶片12与狭缝18的关系的情况下,只要没有特别说明,就是指一致区域中的关系。

(关于网筛)

网筛9如前述那样,也能够作为锥形等直径变化的形式来进行实施。在本发明中,在内径变化的情况下,只要没有特别说明,最大内径就是指一致区域中的网筛9的最大内径。

(关于狭缝以及网筛部件)

狭缝18既可以是与转子2的旋转轴的轴向平行地延伸的形式,也可以是呈螺旋状延伸的形式等相对于轴向具有角度的形式。在任何情况下,对于本发明,只要没有特别说明,狭缝18的周向的宽度(s)就是指一致区域中的网筛9的周向(换言之是与转子2的旋转轴的轴向正交的方向)的长度。对于转子2的旋转轴的轴向位置,只要是一致区域就可以是任意位置,但优选至少旋转轴13的轴向位置是网筛9的最大内径的位置。该狭缝18的周向的宽度(s)优选0.2~4.0mm,更优选0.5~2.0mm,能够以产生断续射流为条件适当变更地加以实施。

网筛部件19的周向的宽度(t)(换言之是相邻的狭缝18彼此之间的周向的距离)能够适当变更地加以实施,但优选是狭缝18的周向的宽度(s)的0.1~10倍,更优选是0.5~2倍左右。若网筛部件19的周向的宽度(t)过大,则剪切次数变少,导致处理量降低,若过小,则会有与狭缝18连续的情况实质上相同或是机械的强度显著降低的情况存在。

(关于转子)

转子2如前述那样是具有多片叶片12的旋转体。在一致区域中,叶片12的前端部21满足条件1和条件2,从而发挥本发明的作用效果。另外,若叶片12的前端部21的宽度过大,则叶片12与叶片12之间的空间的容积会变得过小,有可能产生使处理量白白降低等的问题。从该点出发,虽然也根据网筛9的内径进行变化,但优选的是将转子2设定成,在由旋转轴13的外周面和网筛9的内周面规定的区域中,与旋转轴13正交的面中的叶片12的截面面积的总和小于网筛9内的空间的截面面积。如上述那样,将一致区域中与旋转轴13正交的面中的叶片12的截面面积的总和设为下述特定式1、2中的y,同样将一致区域中与旋转轴13正交的面中网筛9内的空间的截面面积设为下述的特定式1、2中的z,此时优选的是y和z满足下述特定式2。特定式1的x是指在一致区域中由旋转轴13的外周面和网筛9的内周面规定的区域的、与旋转轴13正交的截面的面积。

x-y=z(特定式1)

y<z(特定式2)

优选在一致区域的多个截面之中的至少一处的截面满足特定式2,更优选在所有截面满足特定式2。

并且,如图2所示那样,使用随着远离导入用的开口11(图2的例之中随着朝向下方)其直径变小的网筛9,与旋转轴13正交的面的轴向位置是一致区域中成为网筛9的最大内径的位置,此时,优选y/z为0.2以上且小于1,更优选y/z为0.34以上且0.6以下,进一步优选y/z为0.34以上且0.5以下。y/z能够根据旋转轴13的直径、叶片12的直径、叶片12的旋转方向的宽度、网筛9的内径等算出。

(优选的应用条件)

能够应用本发明的条件1以及条件2并且考虑以当前技术力适合量产的网筛9、狭缝18、转子2的数值条件如下所述。

网筛9的最大内径:30~500mm(其中上述的一致区域中的最大直径)

网筛9的转速:15~390次/s

狭缝18的个数:20~500个

转子2的最大外径:30~500mm

转子2的转速:15~390次/s

当然,这些数值条件表示的是一例,例如,随着旋转控制等的将来的技术进步,本发明并不排除采用上述条件以外的条件。

实施例

以下,列举实施例以及比较例对本发明进行更具体的说明。但是,本发明并不限定于下述的实施例。

(实施例1以及比较例1)

作为实施例1(即,实施例1a和实施例1b)以及比较例1(即,比较例1a和比较例1b),采用本发明的第一实施方式(图1、图2)所涉及的搅拌机,进行了针对两种被处理流体的处理试验(实施例1a/比较例1a和实施例1b/比较例1b)。

对于进行颜料的分散处理的实施例1a/比较例1a,作为被处理流体,使用铜酞菁/十二基硫酸钠/纯水=2/0.2/97.8(重量比)。

对于进行树脂类的乳化处理的实施例1b/比较例1b,作为被处理流体,使用异丁烯酸甲酯单体/aqualonkh-10/纯水=10/1/89(重量比)。其中,aqualonkh-10是(日本)第一工业制药生产的界面活性剂。

对于上述被处理流体,利用图8所示的试验装置中的泵,将外部容器(具备搅拌器的1l高型烧杯)内的预备混合品导入至保有搅拌机的处理容器(350cc)中,将处理容器内液封,进而利用泵向处理容器内导入被处理流体,由此由排出口将被处理流体排出,使其在处理容器与外部容器之间循环,同时使搅拌机的转子以20000rpm旋转,从而从网筛排出,在表1的条件下进行微颗粒化处理。另外,无论在哪个例子中网筛都不旋转。

另外,表1所记载的狭缝宽度和网筛部件的宽度,是与旋转轴13正交的面的轴向位置成为一致区域中的网筛9的最大内径的位置处的狭缝宽度和网筛部件的宽度。

在实施例1中,同时具备前述的条件1和条件2,相对于此,在比较例1中,不同时满足条件1和条件2。

实施例1

(条件1)3.6>2×0.8+1.19=2.79

(条件2)3.6>0.1×30.4=3.04

比较例1

(条件1)2.4<2×0.8+1.19=2.79

(条件2)2.4<0.1×30.4=3.04

对于实施例1以及比较例1,将直至最长的处理时间45分后为止的在多个点处测量出来的颗粒的颗粒直径(d50、d90)以及颗粒直径的变动系数(c.v.)示出在图9以及图10中。所谓颗粒直径的变动系数是指构成表示所得的颗粒的均匀度的程度的指标的参数,根据颗粒的颗粒直径分布中的平均颗粒直径(d50)和标准偏差,利用变动系数(c.v.)(%)=标准偏差÷平均颗粒直径(d50)×100的式求得。该变动系数的值越小,所得的颗粒的颗粒直径的分布就越小,作为颗粒的均匀性高。

由图9以及图10所示可知,对于实施例1,与比较例1相比,对应于处理时间颗粒直径以及颗粒直径的变动系数显著降低。

(实施例2)

接着,根据实施例2,对即便是比实施例1大的直径的转子以及网筛是否也对应于处理时间颗粒直径显著降低的情形进行了确认。在表1中示出处理条件,在图11中示出试验结果。处理装置除了根据处理量而使整体大型化(外部容器:具备搅拌装置的300l箱体、处理容器(8.5l))的方面之外,与实施例1实质上相同。被处理流体采用的是,粉碎成分:糊精;分散介质:植物油。

对于该实施例2,由表1可知,也同时具备前述的条件1和条件2。

实施例2

(条件1)11.3>2×1.1+1.90=4.10

(条件2)11.3>0.1×95.4=9.54

由图11所示可知,对于实施例2,对应于处理时间颗粒直径(d50以及d90)也显著降低。

[表1]

附图标记说明

1处理部

2转子

3支承管

4收容容器

5吸入口

6吸入室

7搅拌室

9网筛

10隔壁

11开口

12叶片

13旋转轴

14电动机

15搅拌翼

18狭缝

19网筛部件

20第二电动机

21前端部

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