認為是對材料賦予壓縮、剪斷、膨脹作用 而對處理材料進行分散的裝置,所以上述凹部7以及帶狀突起8的作用恰好能夠視為宛如 被輥式磨碎機進行了分散處理的作用,能夠更可靠且均勻地微粒子化。
[0016] 在上述旋轉體2的表面或帶狀突起8的表面上,能夠通過滾花加工形成刻紋9。刻 紋9的形狀能夠形成為水平線狀、斜線狀等平紋狀的滾花,或四方紋、交叉紋、輪胎紋等菱 紋狀壓花。此外,由刻紋9形成的微小突起形成為高度約為1. 0~0. 1_,優選形成為約為 0. 6 ~0. 3mm。
[0017] 與上述器皿1的內側流出口 4對置地設有具有排出口 11的超聲波室10。在該超 聲波室10內設有超聲波發生裝置12的超聲波喇叭13,向流入到超聲波室10的處理材料 照射超聲波振動。超聲波喇叭13的排出口 11 一側的側面與超聲波室10的排出口 11 一側 的內壁之間的尺寸A1以及超聲波喇叭13的頂端與內側流出口 4之間的尺寸A2優選設成 2~5mm程度。在圖1所示的實施例中,A1、A2設成了相同程度的尺寸,但也能夠在上述范 圍內使A1、A2的尺寸不同。通過該超聲波振動產生氣穴,在漿料中發生微小氣泡。
[0018] 用于通過氣穴發生微小氣泡的超聲波的振幅為根據處理材料的液體種類而最佳 的振幅數。眾所周知,氣穴在處理材料的表面張力大的液體中容易發生。一般來說,在液體 為溶劑系的情況下,由于表面張力小到大致20~30mN/m,所以難以發生氣穴。另一方面, 在液體為水系的情況下,由于表面張力為73mN/m,所以容易發生氣穴。例如,若設輸出為 600W、振動頻率為20kHz、超聲波喇叭的頂端部的直徑為36mm、振幅為14~40 μ m,則與振幅 值無關而始終發生氣穴。振動越大,發生的微小氣泡破滅之際的沖擊力越強,能夠對不溶物 或阻塞物帶來大的損壞而破壞。
[0019] 上述內側流出口 4以處理材料流出的方式形成為節流孔狀的形狀,優選形成為與 超聲波喇叭13的頂端部的形狀類似的形狀。而且,為了能夠可靠地向從內側流出口 4流出 的處理材料照射超聲波,可將內側流出口的直徑形成得比超聲波喇叭13的頂端部的大小 要小。根據實驗的結果,內側流出口的直徑dl可為超聲波喇叭13的頂端部的直徑d2的大 約百分之八十左右,若比其更大地形成,則確認不溶物或阻塞物的存在。最大也就是與超聲 波喇叭的頂端部的直徑相同的直徑。若這樣構成,則當從超聲波喇叭發生約20kHz、即每秒 20000次的振動時,從超聲波喇叭的頂端部發生大的振動能量。由于該振動波及從內側流出 口流出的液體整體,在液體中產生超聲波振動,所以借助氣穴在液體中產生真空的微小氣 泡,該氣泡成為加壓狀態而壓碎。該破壞時的沖擊成為壓力波,作用在作為粉體的部分凝聚 的不溶物或阻塞物上,不溶物或阻塞物被粉碎。
[0020] 若將上述超聲波喇叭13設在超聲波室10的中心,則擔心處理材料不受到超聲波 處理而旁路地流出。即、若設在超聲波室10中的排出口 11與內側流出口 4的位置接近,并 且位于超聲波室10的中心的超聲波喇叭13的頂端部與內側流出口 4的間隔以及超聲波喇 叭13的側面與排出口 11的間隔相等,則處理材料容易從內側流出口 4向排出口 11旁路。 為此,若將超聲波喇叭13的設置位置自超聲波室10的中心01偏芯地設成超聲波喇叭13 的與排出口 11相反一側的側面與超聲波室的內表面之間的間隔B比超聲波喇叭13的排出 口 11 一側的側面與排出口 11之間的間隔A1大,則流量阻力降低,能夠控制成不發生旁路。 若用附圖進行說明,則如圖3所示,超聲波喇叭13的排出口 11 一側的側面與超聲波室10 的內壁之間的尺寸A1比與排出口 11對置一側的超聲波喇叭13的側面與超聲波室10的內 壁之間的尺寸B小。作為攪拌流動特性上優選的偏芯位置,若設超聲波室的直徑為D,則超 聲波室的中心01與超聲波喇叭的中心02的間隔C為C = 0. 2D~0. 25D的位置。 實施例
[0021 ] 鋰離子二次電池的水系負極材料為含有納米粉的電極材料和水系溶劑的混合物, 通過混合機將該水系負極材料預混合而制作出漿料液。在該漿料液中含有納米粉的粉體。 使用圖1所示的裝置,超聲波裝置是輸出為600W、振動頻率為20kHz、超聲波喇叭的頂端部 的直徑為36mm、振幅為40 μ m、內側流出口的直徑為28mm。使超聲波喇叭的排出口一側的側 面與超聲波室的內壁之間的尺寸A1以及超聲波喇叭的頂端與內側流出口之間的尺寸A2進 行各種變化,調查了包含在處理材料中的作為部分凝聚的不溶物或阻塞物如何被粉碎。同 時,也調查了從排出口排出的處理材料的溫度有無上升。測試結果如表1所示。
評價 部分凝聚的破滅〇:已破滅, X :未破滅, 處理材料的溫度〇:未升溫, Λ :稍稍升溫, X :升溫了。
[0023] 比較例 通過混合機將實施例中使用的鋰離子二次電池的水系負極材料預混合而制作出漿料 液。處理裝置使用了從圖1所示的裝置除去了超聲波室的裝置。在從器皿中排出的處理材 料中殘留有部分凝聚物,發現了不溶物或阻塞物。
[0024] 如上所述,通過在器皿中并設超聲波室行分散處理,能夠消除處理材料中的不溶 物或阻塞物。尤其是若將超聲波喇叭設置成超聲波喇叭的排出口一側的側面與超聲波室的 內壁之間的尺寸A1以及超聲波喇叭的頂端與內側流出口之間的尺寸A2約為2~5_,更優 選為3~5mm,則能夠可靠地粉碎不溶物或阻塞物,同時處理材料的溫度也不會上升。這樣 一來,能夠不使處理材料的品質變化地均質分散。
【主權項】
1. 一種漿料的處理方法,是作為固體/液體系處理材料的漿料的處理方法,其特征在 于,使從供給口進入到器皿內的處理材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 處理材料從內側流出口向具有排出口的超聲波室流出,在該超聲波室中設置超聲波喇叭, 該超聲波喇叭與排出口一側的超聲波室的壁面之間以及該超聲波喇叭與上述內側流出口 之間隔開2~5_的間隔,從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。2. 如權利要求1所述的漿料的處理方法,其特征在于,上述超聲波喇叭從自超聲波室 的中心向排出口 一側偏芯的位置向處理材料照射超聲波。3. -種漿料的處理裝置,其特征在于,具備:具有處理材料的供給口和內側流出口的 器皿,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以及超聲波室的壁面 之間的間隔為2~5_的方式接近排出口一側設置。4. 如權利要求3所述的漿料的處理裝置,其特征在于,上述超聲波喇叭的中心自超聲 波室的中心向排出口一側偏芯。5. 如權利要求3所述的漿料的處理裝置,其特征在于,上述旋轉體由筒狀體構成,在外 周面上沿圓周方向設有凹部,形成了沿長度方向延伸的帶狀突起。6. 如權利要求5所述的漿料的處理裝置,其特征在于,在上述旋轉體的帶狀突起的表 面設有刻紋。
【專利摘要】提供一種漿料的處理方法及其裝置,在制造化學、醫療、電子、陶瓷、藥品、食品、飼料及其它的固定/液體系處理材料之際,不使用分散介質(磨珠),能夠不產生不溶物或阻塞物而均質地對預備混勻的具有粘度范圍為1~100dPa·s的低粘度到中粘度的粘性的漿料進行混勻、分散。將旋轉體能夠旋轉地設在具有處理材料的供給口和內側流出口的器皿內。在器皿的內表面與旋轉體的外周面之間形成有處理材料流動的環狀微小間隙。與器皿的內側流出口相連地設有具有排出口的超聲波室。超聲波喇叭設在接近內側流出口與排出口并隔開2~5mm的間隔的位置。
【IPC分類】B02C19/18
【公開號】CN105413834
【申請號】CN201510177782
【發明人】井上芳隆, 長島順一
【申請人】株式會社井上制作所
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年4月15日
【公告號】EP2995370A1, US20160074826