漿料的處理方法以及該方法中使用的處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及漿料的處理方法以及該方法中使用的處理裝置，不使用分散介質（磨 珠)，通過通液處理即能夠將在化學、醫藥、電子、食品、飼料及其它各種領域中使用的作為 固體/液體系處理材料的漿料微粒子化。
【背景技術】
[0002] 公知有不使用分散介質（磨珠)而對作為固體/液體系處理材料的油性、水性、尤其 是水性的從低粘度到中粘度（1~l〇〇dPa · s)的漿料進行混勻、分散處理的裝置。例如，日 本國特開2014-76441號公報所記載的處理裝置具備：具有處理材料的供給口和排出口的 器皿(容器)，能夠旋轉地設在器皿內的旋轉體，以及形成在器皿的內表面與旋轉體的外周 面之間、上述處理材料流動的環狀微小間隙，在上述旋轉體的表面設有刻紋。進而，也提出 了由在外周面上沿圓周方向隔開間隔地形成有沿長度方向延伸的帶狀突起的筒狀體構成 上述旋轉體的方案。根據該裝置，能夠對漿料中的固體粒子(粉體)進行微粉碎，但在作為固 體粒子是含有非常微細的納米粉的混合材料的情況下，發現了作為粉體的部分凝聚的所謂 不溶物或阻塞物的發生，有不能夠充分微粉碎化的情況。
[0003] 在發生上述這種不溶物或阻塞物的情況下，也考慮使用珠磨機。但是，由于珠磨機 是將處理材料與分散介質（磨珠）一同在器皿內攪拌，將處理材料分散的裝置，所以分散介 質有因伴隨著攪拌運動的沖擊或摩擦而磨損、破損的情況。這種分散介質的磨損產生的污 染物質混入處理材料中，擔心產生品質特性上所不希望的現象。尤其是在含有納米粒子的 混合系中，必須以高的線速度進行處理，除此之外，也導致粒子自身因分散介質而破損的現 象，特性的均質化困難。此外，在進行分散處理之際，若處理材料的溫度上升則對品質帶來 惡劣影響，因此是不希望的。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種漿料的處理方法及其處理裝置，能夠不使用分散介質 (磨珠)地對作為固體/液體系的混合物并具有從低粘度到中粘度的漿料進行壓縮、膨脹、剪 斷處理，分散成沒有不溶物或阻塞物的均質的處理材料。
[0005] 上述日本國特開2014-76441號的申請涉及本申請人的申請，發現了通過環型濕 式分散裝置能夠不發生作為粉體材料的部分凝聚的不溶物、阻塞物地微粒子化，但如上所 述，在含有非常微細的納米粉的混合材料的情況下，有部分凝聚的粉碎不充分的情況。由于 作為固體物質含有納米粉的混合系中粉體的凝聚力強，所以需要能夠更可靠地微粉碎的方 法。因此，發現了并用超聲波照射進行分散的方法能夠對不溶物或阻塞物施加沖擊力而進 行粉碎。即、在不使用分散介質的濕式分散裝置中，作為固體/液體系的混合流體的漿料從 入口進入器皿(容器）內，在通過器皿之際受到壓縮、膨脹、剪斷作用并向出口一側流出。靠 近該出口設置超聲波發生裝置，當向處理材料照射超聲波時，通過超聲波振動產生氣穴，發 生微小氣泡。當該微小氣泡破滅時，在氣泡的周圍產生高沖擊力。其結果，微小氣泡周邊的 部分凝聚物因該高沖擊力而破碎，被介質地分散。
[0006] 在超聲波發生裝置中外加超聲波振動的區域主要是超聲波喇叭的頂端部分。因 此，為了向處理材料均勻地施加超聲波振動，僅簡單地在器皿的出口附近設置超聲波發生 裝置并不能夠高效地進行分散。通過發明人的實驗可知，重要的是器皿的流出口的大小相 對于超聲波發生裝置的超聲波喇叭的頂端部分的大小、超聲波喇叭的側面與超聲波喇叭的 周圍的壁面之間的尺寸。
[0007] 根據本發明，提供一種漿料的處理方法及其裝置，在固體/液體系處理材料的制 造時，不使用分散介質并且并用超聲波裝置，對預先混勻的粘度范圍為1~l〇〇dPa *s的低 粘度到中粘度的粘性流體的漿料進行混勻、分散。本發明的漿料的處理方法的特征在于，使 從供給口進入到器皿(容器）內的處理材料(漿料）向形成在旋轉體與器皿的內壁之間的環 狀微小間隙流入，使旋轉體旋轉而對處理材料進行壓縮、膨脹、剪斷處理，將通過了環狀微 小間隙的處理材料從器皿的內側流出口向具有排出口的超聲波室流出，在該超聲波室內， 與超聲波室的排出口一側的壁面之間以及與上述內側流出口之間隔開2~5_的間隔設置 超聲波喇叭，通過該超聲波喇叭向在超聲波室中流動的處理材料照射超聲波。
[0008] 此外，根據本發明，提供一種漿料的處理裝置而解決了上述問題，該處理裝置的特 征在于，具備：具有處理材料的供給口和內側流出口的器皿(容器)，能夠旋轉地設在器皿內 的旋轉體，形成在旋轉體的外周面與器皿的內壁面之間的環狀微小間隙，與器皿的內側流 出口連通地設置并具有排出口的超聲波室，以及設在超聲波室中的超聲波喇叭，上述超聲 波喇叭以超聲波喇叭與上述內側流出口的間隔以及超聲波喇叭與超聲波室的排出口一側 的壁面之間的間隔為2~5_的方式接近排出口一側設置。
[0009] 本發明如上所述地構成，在固體/液體系處理材料的制造時，作為預先混勻的粘 度范圍為1~100dPa*s的低粘度到中粘度的粘性流體的處理材料的漿料從供給口進入器 皿(容器)內，向形成在旋轉體與器皿的內壁之間的環狀微小間隙流入。通過該旋轉體旋轉， 處理材料中的固體粒子被壓縮、膨脹、剪斷處理而微粒子化。當通過了環狀微小間隙的處理 材料從內側流出口向超聲波室流出時，通過超聲波喇叭向處理材料照射超聲波。
[0010] 此時，若超聲波喇叭與超聲波室的排出口一側的壁面以及上述內側流出口的間隔 形成為6mm以上，則不溶物或阻塞物未充分粉碎。若與超聲波室的壁面以及上述內側流出 口的間隔形成為1_以下，則因看到有處理材料的溫度升溫的傾向而不希望。
[0011] 在本發明中，上述超聲波喇叭與超聲波室的排出口一側的壁面的間隔以及與上述 內側流出口的間隔形成為2~5_。這樣，由于將超聲波喇叭接近排出口一側地設置，所以 超聲波振動能夠強力地作用在即使接近上述環狀微小間隙地使旋轉體旋轉也未微細化的 漏掉的不溶物或阻塞物上并且平均地外加超聲波振動。這樣一來，不溶物或阻塞物可靠地 被粉碎。此外，由于未發現溫度的上升，所以不會對制品的品質產生影響，能夠均質地分散。 除此之外，由于不使用分散介質（磨珠)，所以器皿的內壓也能夠降低，不會發生分散介質的 磨損等產生的污染物質。由于不像通常的珠磨機那樣使用介質分離裝置(分離機)，所以能 夠以低能量高效率地進行分散處理。
【附圖說明】
[0012] 圖1表示本發明的一實施例，是將器皿部分以截面表示的主視圖； 圖2是表示旋轉體的一例的局部的立體圖； 圖3是超聲波室的說明圖。
【具體實施方式】
[0013] 本發明能夠與化學、醫藥、電子、陶瓷、食品、飼料及其它領域的固體/液體系的處 理材料的微粒子化相對應。如圖1所示，本發明的處理裝置具有器皿(容器）1和在該器皿 內旋轉的旋轉體(轉子)2。器皿1具有接受對處理材料進行了預備混勻的漿料的供給口 3， 和使漿料從器皿中流出的內側流出口 4。雖然省略了圖示，但在器皿的周圍設有使冷卻水等 調溫介質流通的外套。上述旋轉體2借助與驅動馬達(省略圖示）連結的驅動軸5旋轉。
[0014] 在上述器皿1的內壁面和旋轉體2的外周面之間形成有環狀的微小間隙6,從上述 供給口 3進入到器皿1內的漿料在該環狀微小間隙6中流動。該微小間隙6的尺寸形成為 約為1. 〇~l〇mm，優選形成為約為2. 0~5. 0mm。此時，作為向器皿內供給的處理材料，以 粘度范圍約為1~lOOdPa · s的低粘度~中粘度的粘性糊劑為宜。
[0015] 上述旋轉體2形成為截面為圓形的筒狀體，通過旋轉體的旋轉，處理材料在微小 間隙內連續地受到壓縮、剪斷作用。在本發明的實施例中，如圖2所示，形成為在旋轉體2 的外周面上沿圓周方向設置凹部7、形成了沿長度方向延伸的帶狀突起8的筒狀體。這樣， 若在旋轉體上形成沿長度方向延伸的帶狀突起8,則在該帶狀突起的部分，處理材料受到壓 縮、剪斷作用，在突起之間的凹部7,受到開放、膨脹作用。這種壓縮、剪斷作用和開放、膨脹 作用在從供給口 3-側向內側流出口 4一側流動期間重復作用在處理材料上。由于由多個 輥對處理材料進行分散的通常的輥式磨碎機一般