CN112313001A - 搅拌机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种搅拌机，所述搅拌机借助于断续喷射流的作用，更有效地进行对被处理流体施加的剪切，可以谋求处理能力的提高。本发明的搅拌机同心地配备有：具有多个板状的叶片(12)且进行旋转的旋转器(2)、以及附设于旋转器(2)的周围的筛网(9)。筛网(9)在其周向上配备有多个狭缝(18)、以及位于相邻的狭缝(18)彼此之间的筛网构件(19)。通过旋转器(2)旋转，被处理流体通过狭缝(18)，作为断续喷射流从筛网(9)的内侧向外侧排出。在叶片(12)的前端部(21)的前端作用面(30)在旋转方向上的宽度(b)比叶片(12)的基端部(32)在旋转方向上的宽度(B)小。

Description

搅拌机
技术领域
本发明涉及搅拌机，特别是涉及用于被处理流体的乳化、分散或者混合处理的搅拌机的改进。
背景技术
作为进行流体的乳化、分散或者混合处理的装置，提出了各种搅拌机，但是，在当今，要求对于包含纳米颗粒等颗粒直径小的物质的被处理流体进行良好的处理。
例如，对于广为人知的搅拌机，作为乳化、分散机的一种，已知有球磨机及均化器。
但是，在球磨机中，由颗粒表面的结晶状态被破坏、损伤而引起的功能下降成为问题。另外，产生异物的问题也很大，频繁地更换或补充研磨球的成本也大。
在高压均化器中，机械的稳定工作的问题及需要大的必要的动力的问题没有被解决。
另外，旋转式均化器过去作为预混器来使用，但是，对于进行纳米分散或纳米乳化，为了进一步进行纳米化的精加工，需要精加工机。
(关于专利文献)
对此，本发明人已经提出过专利文献1至4的搅拌机。该搅拌机配备有具有多个叶片的旋转器、以及附设在旋转器的周围并且具有多个狭缝的筛网。旋转器和筛网通过相对地旋转，在包含狭缝的筛网的内壁与叶片之间的微小的间隙中进行被处理流体的切断，并且，作为通过狭缝的断续喷射流，从筛网的内侧向外侧喷出被处理流体。
专利文献1至3的搅拌机，如专利文献2的“<现有技术>”所示，通过调整叶轮(即，旋转器)的转速，使搅拌条件变化。并且，在根据专利文献2的发明中，提出了能够将旋转器的叶片前端与筛网的内壁之间的间隙选择为任意的宽度的搅拌机，由此，谋求应对流体的能力的提高最佳化。另外，在专利文献3中，通过使断续喷射流的频率Z(kHz)比特定的值大，获得微颗化的效果急剧变大的认识，以此为基础，提出了使得在过去的搅拌机中不可能的区域的微颗化成为可能的搅拌机。
在专利文献1至3中，均为这样的发明：旋转器的叶片前端的周向的宽度与设置于筛网的狭缝的周向的宽度在一定的条件下(具体地说，在两者的宽度大致相等，或者旋转器的叶片前端的宽度稍大的固定条件下)，通过变更与筛网的内壁之间的间隙，或者变更断续喷射流的频率Z(kHz)，完成该发明。
通过至此为止的本申请人的开发，得知通过利用断续喷射流在速度界面产生液－液间的剪切力，进行乳化、分散或者混合的处理，推测出该液－液间的剪切力对于实现被处理流体的微细化，特别是，对于实现纳米分散、纳米乳化等极微细的分散、乳化有效地发挥作用，但是，目前的现状是对于该作用还不是十分明了。
(本发明的经过)
本发明的发明人，利用专利文献1～3所示的装置，促进了被处理流体的微细化，试图实现更微细的分散及乳化，首先，从在包含有狭缝的筛网的内壁与叶片之间的微小的间隙中进行被处理流体的剪切这一点考虑，为了谋求剪切的高效化，增加每单位时间的剪切次数是有效的，因此，从增加每单位时间的剪切次数的角度进行研究。
作为这样的手段，如在这些专利文献中所示，已知有使旋转器的转速(叶片的前端部的旋转圆周速度)变化，但是，设想在使旋转器的转速(叶片的前端部的旋转圆周速度)恒定的条件下，缩小狭缝的宽度并增加狭缝的数目，或者，增加旋转器的叶片的个数，或者，采用上述这两种方式是有效的。
但是，在产生断续喷射流的情况下，当狭缝的宽度过大时，通过狭缝的被处理流体的压力下降，断续喷射流的流速变慢，另一方面，当缩小狭缝的宽度时，断续喷射流的流速变快，但是，当狭缝的宽度过小时，压力损失变大，通过狭缝的被处理流体的流量会下降，因此，存在着不能良好地产生断续喷射流的风险。其结果是，缩小狭缝的宽度并增加狭缝的数目是有限度的。
另外，当缩小狭缝宽度并增加狭缝的数目时，会产生大的气穴，诱发空洞化现象。气穴一般经历气泡的初始生成、成长、伴随着压力上升而气泡破裂的过程。在该气泡破裂时，以数千个大气压的能量引起侵蚀。这种侵蚀造成机械损伤的很大的原因，气穴的抑制成为非常重要的因素。
另外，遗憾的是，在目前的流动解析模拟技术中，正确的气穴的解析是难以做到的。
另一方面，在研究增加旋转器的叶片的个数的情况下，当在保持叶片的宽度相同的状态下，增加旋转器的叶片的个数时，叶片彼此之间的空间容积变低，由叶片产生的被处理流体的排出量会下降，因此，变为缩小叶片的宽度并增加叶片的个数。这样，缩小叶片的宽度并增加叶片的个数而进行了试验，与预测相反，不能促进被处理流体的微细化。
另外，通过进一步提高旋转器的转速来谋求搅拌机的处理能力的提高。通过提高旋转器的转速，经过狭缝从筛网的内侧向外侧排出的被处理流体的排出流量增加，断续喷射流的速度提高。在这种情况下，以下各点成为问题。
声速在常温的空气中约为340m/sec，在水中约为1500m/sec，但是，在因气穴而混入了气泡的情况下，水中的声速显著降低。含有气泡的空隙率为0.2的水中的声速变成30m/sec以下，空隙率为0.4的水中的声速变成约20m/sec。在专利文献1至3中，认为穿过筛网的断续喷射流的速度接近于含有上述气泡的水中的速度，当超过声速时，会产生冲击波，引起机械损伤。因此，尽可能地抑制由气穴引起的气泡的产生，冲击波的问题也不得不解决。
因此，不仅增加每单位时间的剪切次数，还着眼于由断续喷射流产生的液－液间的剪切力，进行了通过提高该剪切力来促进被处理流体的微细化和抑制气穴的产生的研究。
参照图8(A)说明由该断续喷射流引起的液－液间的剪切力的产生机理。当通过旋转器的旋转而使叶片12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，被处理流体变成断续喷射流而从位于叶片12的前面侧的狭缝18被排出。其结果是，在筛网9的外侧的被处理流体与变成断续喷射流而被排出的被处理流体之间，产生液－液间的剪切力。另外，由于断续的喷射流的缘故，难以产生伴生流的效果更高。从而，通过提高排出的断续喷射流的流速，可以提高液－液间的剪切力，但是，对于加快旋转器的转速，也是存在机械上的限度的。
进而，在叶片12的旋转方向的后面侧，通过被处理流体的压力降低，产生被处理流体从位于叶片12的后面侧的狭缝18被吸入的现象。其结果认为，在筛网9的外侧，对于仅仅是静止的被处理流体而言，不会排出来自于狭缝18的被处理流体的断续喷射流，而是产生正反的流动(排出和吸入)，利用在两种流动的界面处的相对的速度差，在非稳态的被处理流体彼此之间产生液－液间的剪切力，这样，通过正反的流动(排出和吸入)不是稳态流动，而是非稳态流动，而产生水锤作用。借助于这种水锤作用的效果，与稳态的流动相比，冲击压力差别悬殊的大，产生更大的剪切力，处理能力提高。
在专利文献4中，着眼于由断续喷射流引起的液－液间的剪切力，规定旋转器的叶片的前端部的宽度与筛网的狭缝宽度的关系，谋求断续喷射流的高效化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第2813673号公报
专利文献2：日本特许第3123556号公报
专利文献3：日本特许第5147091号公报
专利文献4：国际公开第2016/152895号
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的是提供一种搅拌机，所述搅拌机能够利用断续喷射流的作用更有效地进行对被处理流体实施的剪切，谋求处理能力的提高。
另外，其目的是提供一种搅拌机，所述搅拌机能够有效地进行剪切，从而，实现纳米分散、纳米乳化等极微细的分散、乳化。
解决课题的手段
本发明是作为从提高在由断续喷射流产生的被处理流体的正反的流动(从狭缝排出和吸入)的界面处的相对的速度差的新的视角出发，试图进行搅拌机的改进的结果而形成的发明。具体地说，是通过改变旋转器的叶片的形状来实现能够提高被处理流体的正反流动的相对速度差的搅拌机的发明。
从而，本发明是对搅拌机进行改进的发明，所述搅拌机同心地配备有具备多个板状的叶片并且进行旋转的旋转器、以及附设在所述旋转器的周围的筛网，所述筛网在周向上配备有多个狭缝、以及位于相邻的所述狭缝彼此之间的筛网构件，通过所述旋转器和所述筛网之中的至少旋转器旋转，被处理流体通过所述狭缝作为断续喷射流从所述筛网的内侧向外侧排出。
在根据本发明的搅拌机中，其特征在于，同心地配备有具备多个板状的叶片并且进行旋转的旋转器、以保持所述旋转器的排出压力为目的的间隔壁、以及附设在所述旋转器的周围的筛网，所述叶片的前端部的前端作用面在旋转方向上的宽度(b)比所述叶片的基端部在旋转方向上的宽度(B)小。
另外，本发明可以作为这样的方案来实施：所述筛网形成截面为圆形的筒状，将设置于所述筛网的内壁面的多个所述狭缝的开口作为流入开口，所述叶片的前端部的前端作用面在旋转方向上的宽度(b)比所述流入开口在周向上的宽度(Si)大。
另外，本发明可以作为这样的方案来实施：所述叶片配备有所述前端作用面、位于比所述前端作用面靠所述叶片在旋转方向上的前方的前面、以及位于比所述前端作用面靠所述叶片在旋转方向上的后方的后面，所述前面和所述后面是在从所述叶片的前端侧起一半以上处，两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面。
另外，本发明可以作为这样的方案来实施：所述叶片的前端部由所述前端作用面和后隙面来规定，所述前端作用面是设置于所述叶片的最前端以便使得与所述筛网的所述内壁面的间隔保持为微小间隔的面，所述后隙面是位于比所述前端作用面靠所述叶片的旋转方向的后方的面，并且，是设置成使得与所述筛网的内壁面的间隔比所述微小间隔大的面。
另外，在根据本发明的搅拌机中，其特征在于，通过所述旋转器的旋转，多个板状的叶片旋转移动，在所述叶片在旋转方向上的前面侧，被处理流体的压力上升，由此，被处理流体成为断续喷射流而从位于所述叶片的前面侧的狭缝排出，在所述叶片在旋转方向上的后面侧，被处理流体的压力降低，由此，从位于所述叶片的后面侧的狭缝吸入被处理流体，所述叶片的前端部由所述前端作用面和后隙面来规定，所述前端作用面是设置于所述叶片的最前端以便使得与所述筛网的所述内壁面的间隔保持为微小间隔的面，所述后隙面是位于比所述前端作用面靠所述叶片在旋转方向上的后方的面，并且，是设置成使得与所述筛网的所述内壁面的间隔比所述微小间隔大的面，对于所述叶片，通过在所述前端部设置所述后隙面，与在所述前端部不设置所述后隙面的情况相比，被处理流体的吸入速度变快。
虽然本发明的作用未必完全清楚，但是，参照图6、图8更详细地对本发明人所考虑的本发明的作用进行说明。
如前面所述，当通过旋转器2的旋转而使叶片12旋转移动时，在叶片12在旋转方向上的前面侧，被处理流体的压力上升。从而，被处理流体变成断续喷射流而从位于叶片12的前面侧的狭缝18排出。另一方面，在叶片12在旋转方向上的后面侧，被处理流体的压力降低，由此，从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入被处理流体。
这时，在图8(A)的双点划线表示的现有技术例及图8(B)所示的现有技术例中，叶片12的前端部21(前端作用面30)在旋转方向上的宽度(b)与叶片12的基端侧在旋转方向上的宽度(B)大致相同，比较大(宽)。利用该宽度大(宽)的前端部21(前端作用面30)，会产生阻力(吸入阻力)，受到该阻力，被处理流体的吸入速度变慢。
另外，因从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入的被处理流体碰到叶片12的前端部21(前端作用面30)(或者，因受到由叶片12的前端部21(前端作用面30)产生的阻力(吸入阻力))，而使得被处理流体的压力极端降低，产生气穴。
进而，若对于断续喷射流的形成进行考察，则在叶片12在旋转方向上的前面侧，接近狭缝18的叶片前端部位附近的被处理流体的压力高是有利的。但是，如图8(B)所示，在高速旋转时，对于被处理流体的压力，叶片中央的部位附近的压力会变得最高，可以说对于断续喷射流的形成而言大多是不必要的(图中H表示叶片中央的部位附近的压力变得最高的部分)。同样地，在叶片12在旋转方向上的后面侧，通过被处理流体的压力降低，从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入被处理流体，但是，在现有技术例的情况下，如图8(B)所示，对于被处理流体的压力，叶片中央的部位附近的压力会变得最低(图中L表示叶片中央的部位附近的压力变得最低的部分)。
与此相对，在图6(A)、(B)所示的本发明的搅拌机中，叶片12的前端部21由前端作用面30和后隙面31来规定。前端作用面30是设置在叶片12的最前端以便使得与筛网9的内壁面的间隔保持为微小间隔的面，后隙面31是位于比前端作用面30靠叶片12在旋转方向上的后方的面，并且，是设置成使得与筛网9的内壁面的间隔比所述微小间隔大的面。
并且，设置成使得前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小、叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比狭缝18的流入开口28在周向上的宽度(Si)大(B>b>Si)。
通过这样构成，可以减小由叶片12的前端部21产生的阻力(吸入阻力)，可以增加非稳态的水锤作用的效果。具体地说，在如图6(A)、(B)所示的本发明的搅拌机中，通过在前端部21设置后隙面31，与在前端部21不设置后隙面31的情况相比，在筛网内部产生空间，可以减小吸入阻力，因此，与现有技术相比，从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入的被处理流体的流动变快。即，通过在前端部21设置后隙面31，与在前端部21不设置后隙面31的情况相比，可以加快从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入的被处理流体的吸入速度(下面，也称作吸入速度)。
通过从狭缝18吸入的被处理流体的流动变快，即使断续喷射流的排出速度恒定，在被处理流体的正反的流动(排出和吸入)的界面处的相对的速度差也变大。由此，可以加大在被处理流体彼此之间产生的剪切力。从而，即使断续喷射流的排出速度恒定，若从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入的被处理流体的流动变快，则断续喷射流的效果也会增加。另外，在图6(A)、(B)所示的本发明的搅拌机中，由于从狭缝18吸入的被处理流体即使碰到叶片12的前端部21，也会一边被后隙面31引导一边被吸入，因此，通过抑制极端的压力下降，抑制气穴的产生，也抑制气泡的产生，因此，由气穴引起侵蚀的危险性也降低。
直接测定该被处理流体的流动速度是困难的，但是，如后面的实施例中所示，在根据本发明的实施方式的搅拌机中，与现有的搅拌机相比，确认为能够显著地促进被处理流体的微粒化。
另外，在根据图8(A)的实线所示且图8(C)所示的本发明的另外的实施方式的搅拌机中，叶片12的前面33和后面34成为在距所述叶片的前端侧一半以上处，两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面s。
当考察以此为基础的断续喷射流的形成时，由于在距所述叶片的前端侧一半以上处变成斜面状的收窄面s，因此，在叶片中央的部位附近的被处理流体的压力变得最高的部分H向靠叶片前端移动，可以抑制断续喷射流的形成时的浪费。另外，由于收窄，叶片的占有体积减少，因此，每一次旋转的排出量增加，断续喷射流的排出速度增加。
对于由叶片12的后面34侧的负压引起的吸引作用，由于后面34也成为斜面状的收窄面s，因此，在叶片中央的部位附近的被处理流体的压力变得最低的部分L向靠叶片前端移动，吸入力增加。
作为上面所述的结果，正反的流动之差的绝对值大幅度增加，水锤作用的效果显著增加。
这样，由于断续喷射流易于排出且易于吸入，其结果是，气穴的产生也可以降低。
进而，在根据图9所示的本发明的又一个另外的实施方式的搅拌机中，叶片12的前面33和后面34成为在距所述叶片的前端侧一半以上处，两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面s，并且，叶片12的前端部21由前端作用面30和后隙面31来规定，因此，认为起到根据图6(A)、(B)所示的本发明的实施方式的搅拌机、和由图8(A)的实线所示并且图8(C)所示的本发明的另外的实施方式的搅拌机这两者的作用效果。
当多个板状的叶片不足3个时，每单位时间的剪切次数变得过低，当增加叶片的个数而超过12个时，叶片彼此之间的空间容积变低，存在着叶片对被处理流体的排出量会降低的风险，因此，叶片的个数大于等于3个小于等于12个是适当的，不过，可以根据装置的大小或预定的转速等其它条件的改变而进行改变更地实施。
优选地，对于筛网这样来实施：从将被处理流体导入其内部的导入口起，随着在轴向上远离，叶片及筛网的直径变小，不过，即使叶片及筛网的直径没有变化，或者，相反地，叶片及筛网的直径变大，也没有关系。
若考虑轴向上的筛网与导入口的关系，则存在着在靠近导入口的部位，从狭缝的排出量多，反之，在远离导入口的部位，从狭缝的排出量减少的倾向。因此，通过构成为随着从导入口起在轴向上远离，叶片及筛网的直径变小，可以使筛网在轴向上的排出量均匀化。从而，可以抑制气穴的产生，降低机械故障。
多个板状的叶片在其前端作用面中，在旋转方向上为相同的宽度，并且，在旋转方向上等间隔地形成，由此，在旋转方向上，能够以更均匀的条件进行被处理流体的处理。但是，在其前端作用面中采用多个宽度不同的板状的叶片也无妨，多个板状的叶片之间的间隔不均匀也没有关系。
多个狭缝在周向上宽度相同，并且，在周向上等间隔地形成，由此，在周向上，能够以更均匀的条件进行被处理流体的处理。不过，采用多个宽度不同的狭缝也无妨，多个狭缝之间的间隔不均匀也没有关系。
由于筛网是不旋转的，因此，在单独的控制中，只考虑旋转器的转速就可以，但是，相反地，通过使筛网在与旋转器相反的方向上旋转，可以适合于纳米分散、纳米乳化等极微细的分散、乳化。
发明的效果
本发明对于断续喷射流进一步进行研究，可以提供一种借助于断续喷射流的作用更有效地进行对被处理流体施加的剪切，能够谋求处理能力提高的搅拌机。
另外，作为有效地进行所述剪切的结果，可以提供能够实现纳米分散、纳米乳化等极微细的分散、乳化的搅拌机。
进而，可以提供能够获得颗粒直径的分布狭窄、颗粒直径一致的颗粒的搅拌机。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施方式的搅拌机的使用状态的正视图。
图2是该搅拌机的要部放大纵剖视图。
图3是表示根据本发明的另外的实施方式的搅拌机的使用状态的正视图。
图4是表示根据本发明的进一步的另外的实施方式的搅拌机的使用状态的正视图。
图5是表示根据本发明的更进一步的另外的实施方式的搅拌机的使用状态的正视图。
图6(A)是表示根据应用本发明的实施方式的搅拌机的要部放大图，(B)是表示其作用的要部放大图。
图7是根据应用本发明的实施方式的搅拌机的要部立体图。
图8(A)是根据应用本发明的另外的实施方式的搅拌机的要部放大图(用实线表示)和现有技术例的搅拌机的要部放大图(用双点划线表示)，(B)是现有技术例的搅拌机的要部放大图，(C)是根据应用本发明的另外的实施方式的搅拌机的要部放大图。
图9是根据应用本发明的进一步的另外的实施方式的搅拌机的要部放大图。
图10(A)～(H)是根据应用本发明的实施方式的搅拌机的要部放大图。
图11是本发明的实施例及比较例的试验装置的说明图。
图12(A)～(E)是本发明的实施例及比较例中使用的搅拌机的要部放大图。
具体实施方式
下面，基于附图，说明本发明的实施方式，在图6～图9、图12中，R表示旋转方向。
首先，参照图1、图2，说明可以应用本发明的搅拌机的一个例子的基本结构。
该搅拌机配备有向预定进行乳化、分散或者混合等处理的被处理流动体内配置的处理部1、以及配置在处理部1内的旋转器2。
处理部1为中空的壳体，通过被支承于支承管3，配置在容纳被处理流动体的收容容器4或者被处理流动体的流路中。在该例中，表示为处理部1被设置在支承管3的前端，从收容容器4的上部向内部下方插入的情况，但是，并不局限于该例，例如，也可以如图3所示，处理部1被支承管3从收容容器4的底面向上方突出地支承。
处理部1配备有：具有从外部向内部吸入被处理流动体的吸入口5的吸入室6、以及与吸入室6导通的搅拌室7。搅拌室7的外周由具有多个狭缝18的筛网9限定。
另外，在本说明书中，将筛网9作为这样的部件进行说明：该筛网9由作为空间的狭缝18、作为位于狭缝18彼此之间的实际构件的筛网构件19构成。从而，筛网9是指包括多个形成在筛网构件19上的狭缝18在内的整体，所谓筛网构件19是指位于相邻的狭缝18彼此之间的一个一个的实在的构件。同样地，所谓筛网9的内壁面或者外壁面是指包括多个形成在筛网构件19上的狭缝18在内的整体的内壁面或者外壁面。
另外，将设置在筛网9的内壁面上的多个狭缝18的开口作为流入开口28，将设置在筛网9的外壁面上的多个狭缝18的开口作为流出开口29。
该吸入室6和搅拌室7由间隔壁10划分，并且，经由设置于间隔壁10的导入用的开口(导入口)11导通。但是，该吸入室6并非必须的，例如，也可以不设置吸入室6，而使搅拌室7的整个上端成为导入用的开口，将收容容器4内的被处理流动体直接导入到搅拌室7内。设置间隔壁10的目的在于，保持在被处理流动体作为断续喷射流通过狭缝18从筛网9的内侧向外侧排出时的压力。
旋转器2是在周向上配备有多个板状的叶片12的旋转体，旋转器2与筛网9(在具有间隔壁10的情况下，为旋转器2、筛网9与间隔壁10)同心地配置，在叶片12与筛网9之间保持微小的余隙，并且旋转。对于使旋转器2旋转的结构，可以采用各种旋转驱动结构，在该例中，旋转器2设置在旋转轴13的前端，被能够旋转地收容在搅拌室7内。更详细地说，旋转轴13被贯通插入于支承管3，进而，被配置成通过吸入室6、间隔壁10的开口11而到达搅拌室7，旋转器2被安装在旋转轴13的前端(图中的下端)。旋转轴13的后端被连接于电动机14等旋转驱动装置。优选地，电动机14采用具有数值控制等控制系统的电动机、或者处于计算机的控制之下的电动机。
通过旋转器2旋转，该搅拌机在旋转的叶片12通过筛网构件19的内壁面时，借助于施加给存在于两者之间的被处理流动体的剪切力，进行乳化、分散或者混合。与此同时，借助于旋转器2的旋转，对被处理流动体给予动能，该被处理流动体从狭缝18通过，由此，被进一步加速，一边形成断续喷射流一边流出到搅拌室7的外部。借助于该断续喷射流，还通过在速度界面上产生液－液之间的剪切力，进行乳化、分散或者混合的处理。
筛网9呈截面为圆形的筒状。该筛网9例如优选地像圆锥形的表面形状那样，随着从导入用的开口11向轴向远离(在图2的例子中，随着趋向下方)，其直径逐渐变小。虽然在轴向上直径恒定也没有关系，但是，在这种情况下，在靠近导入用的开口11的地方(图2中的上方)，从狭缝18的排出量多，相反地，在远离导入用的开口11的地方排出量减少(图2中的下方)。其结果是，存在着产生不能控制的气穴的情况，存在着产生机械故障的风险，因此，如图1、2所示，优选地，筛网9优选为圆锥台形状的表面形状。
狭缝18由在叶片12的旋转方向上隔开间隔地配置的近前侧端面22和里侧端面25来规定。
狭缝18表示为在旋转轴13的轴向上(在图中的例子中，为上下方向)呈直线状延伸，但是，也可以是螺旋状等弯曲延伸的狭缝。另外，在周向上，等间隔地形成有多个狭缝18，但是，也可以错开间隔地形成，设置多种形状、大小的狭缝18也无妨。
对于狭缝18，可以适当地变更其导程角来实施。如图所示，除了正交于旋转轴13的平面与狭缝18的延伸方向所成的导程角为90度的在上下方向上呈直线状地延伸的狭缝之外，也可以是具有规定的导程角的螺旋状的狭缝等、在上下方向上弯曲地延伸的狭缝。
旋转器2的叶片12在横截面(与旋转轴13的轴向正交的截面)中，可以是从旋转器2的中心呈放射状地以一定的宽度呈直线状延伸的叶片，也可以是随着趋向外侧而宽度逐渐变大，或者相反地宽度逐渐变小的叶片，但是，对于叶片12的前端部21的形态、宽度的条件等，遵从权利要求书中所述的条件。
叶片12的基端部32称作叶片12与旋转轴13连接的部分。
另外，这些叶片12的前端部21的导程角可以适当地变更。例如，除了正交于旋转轴13的平面与前端部21的延伸方向所成的导程角为90度的在上下方向上呈直线状延伸的叶片之外，也可以是具有规定的导程角的螺旋状的叶片等、在上下方向上弯曲地延伸的叶片。
这些各个结构部件的形状为，叶片12的前端部21和狭缝18的至少一部分在狭缝18的长度方向(在图示的例子中，为上下方向)上位于相互重叠的同一位置。并且，借助于旋转器2的旋转，在该重叠的同一位置处的叶片12与筛网构件19之间，能够进行被处理流体的剪切，并且，对伴随着叶片12的旋转而通过狭缝18的被处理流体施加动能，以便产生断续喷射流。在本发明中，在规定叶片12与狭缝18的关系的情况下，只要是没有特别说明，则是指在同一位置处的关系。
筛网9与叶片12的余隙(后面所述的叶片12的前端部21处的前端作用面30与筛网9的内壁面的间隔)可以在产生所述剪切和断续喷射流的范围内适当地变更，但是，通常优选约为0.2～2.0mm的微小间隔。另外，在采用如图2所示的整体为锥形的筛网9的情况下，通过能够将搅拌室7和叶片12中的至少任一方在轴向上移动，可以容易地调整该余隙。
另外，作为搅拌机的其它的结构，可以采用图4及图5所示的结构。
首先，在图4的例子中，为了进行收容容器4内的被处理流动体的整体的搅拌均匀化，在收容容器4内配置有单独的搅拌装置。具体地说，可以将收容容器4内整体的搅拌用的搅拌翼15设置成与搅拌室7一体地旋转。在该情况下，使搅拌翼15和包含有筛网9的搅拌室7一起旋转。这时，搅拌翼15及搅拌室7的旋转方向可以与旋转器2的旋转方向为同一方向，也可以是相反方向。即，由于包含有筛网9的搅拌室7的旋转与旋转器2的旋转相比为低速的旋转(具体地说，筛网的旋转的圆周速度为0.02～0.5m/s左右)，因此，对于所述剪切、断续喷射流的产生没有实质性的影响。
另外，图5的例子也可以为，使搅拌室7相对于支承管3能够旋转，将第二电动机20的旋转轴连接于搅拌室7的前端，能够使筛网9高速旋转。该筛网9的旋转方向为向着与配置在搅拌室7的内部的旋转器2的旋转方向相反的方向旋转。由此，筛网9与旋转器2的相对旋转速度增加。
在所述搅拌机中，如下所述地应用本发明。
对于根据本发明的搅拌机，利用断续喷射流在速度界面中产生液－液之间的剪切力，由此，进行乳化、分散或混合的处理。这时，在根据本发明的实施方式的搅拌机中，例如，可以使用在图6(A)、(B)、图7、图8(A)、(C)、图9及图10中所示的叶片12和筛网9。
对于根据本发明的搅拌机，在旋转器2的叶片12的前端部21，配备有前端作用面30，被设置成使得旋转器2的叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小。前端作用面30是以与筛网9的内壁面的间隔保持为约0.2～2.0mm的微小间隔的方式设置于叶片12的最前端的面。另外，优选地，设置成使得在叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比狭缝18的流入开口28在周向上的宽度(Si)大。例如，作为旋转器2的叶片12，可以列举出图6～图9所示的叶片。前端作用面30只要是使得与筛网9的内壁面的间隔保持在约0.2～2.0mm的微小间隔的面，可以沿着筛网9的内壁面为圆弧状，也可以是平坦的。
在图6(A)、(B)所示的本发明的实施方式中，旋转器2的叶片12的前端部21由前端作用面30和后隙面31来规定。前端作用面30，如前面所述，是以与筛网9的内壁面的间隔保持为约0.2～2.0mm的微小间隔的方式设置于叶片12的最前端的面，后隙面31是位于比前端作用面30靠叶片12在旋转方向上的后方的面，并且，是以与筛网9的内壁面的间隔比约0.2～2.0mm的微小间隔大的方式设置的面。并且，设置成使得在叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小，在叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比狭缝18的流入开口28在周向上的宽度(Si)大(B>b>Si).
具体地说，在图6(A)、(B)所示例子中，对于旋转器2的叶片12从基端部32向外侧延伸，叶片12在旋转方向上的宽度为恒定的宽度(基端部32、前端部21一起的叶片12在旋转方向上的宽度：B)的情况，在前端部21设置有后隙面31，后隙面31以随着趋向外侧而向叶片在旋转方向上的前方行进的方式倾斜。在图6(A)、(B)中，用双点划线表示的部位表示在前端部21没有设置后隙面31的情况。在图7中，表示图6(A)所示的叶片12的立体图。
作为后隙面31，除了如图6(A)、(B)及后面所述的图9所示，以随着趋向外侧而向叶片12在旋转方向的前方行进的方式倾斜的情况之外，虽然图中没有表示出，但是，也可以具有前端作用面30和后隙面31距轴心的距离阶梯式变化的阶梯差。
另外，对于旋转器2的叶片12的前端部21由前端作用面30和后隙面31规定的结构，优选地，在叶片12的前端部21与狭缝18在狭缝18的长度方向(在图示的例子中，为上下方向)上相互重叠的同一位置处全部形成上面所述的结构，但是，在上述同一位置处部分地形成为上面所述结构也没有关系。
另外，在用图8(A)的实线表示且在图8(C)中所示的本发明的其它的实施方式中，叶片12的前面33和后面34形成为在从叶片12的前端侧起一半以上处两者间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面s，叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小。
具体地说，在用图8(A)的实线表示且在图8(C)中所示的方式中，旋转器2的叶片12从基端部32向外侧伸出，随着趋向外侧，叶片12在旋转方向上的宽度逐渐变窄(基端部32在旋转方向上的宽度：B，前端部21在旋转方向上的宽度：b)。
优选地，叶片12的前面33和后面34为在从叶片12的前端侧起一半以上处两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面s，优选地，在从叶片12的前端侧起2/3以上处成为斜面上的收窄面s。
另外，在图9所示的本发明的进一步的另外的实施方式中，叶片12的前面33和后面34，在从叶片12的前端侧起一半以上处，成为两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面s，并且，叶片12的前端部21由前端作用面30和后隙面31来规定。
具体地说，对于旋转器2的叶片12从基端部32向外侧伸出，随着趋向外侧，叶片12在旋转方向上的宽度逐渐变窄(基端部32在旋转方向上的宽度：B，前端部21在旋转方向上的宽度：Ba)的叶片，在前端部21设置后隙面31，后隙面31以随着趋向外侧而向叶片在旋转方向上的前方行进的方式倾斜。在图9中用双点划线表示的部位表示在前端部21不设置后隙面31的情况。另外，在用图8(A)的实线表示且在图8(C)中所示的情况下，前面33与后面34大致对称，与此相对，在图9中所示的情况下，前面33以更大的角度倾斜。此外，如图12(D)所示，也可以在板状的叶片上设有扭转角度。
认识到通过将旋转器2的叶片12的形状形成前面所述的结构，在该搅拌机中，可以在速度界面中加大液－液间的剪切力，在实现纳米分散、纳米乳化等非常微细的分散、乳化这一点上是极为有效的，由此完成了本发明。
对于该断续喷射流的作用，与图8(A)的双点划线所示的现有技术例及图8(B)所示的现有技术例对比来进行说明。
首先，如前面所述，断续喷射流是通过叶片12的旋转而产生的，但是，若更详细地进行说明，则在叶片12的旋转方向的前面侧，被处理流体的压力上升。从而，被处理流体变成断续喷射流，从位于叶片12的前面侧的狭缝18排出。另一方面，在叶片12的旋转方向的后面侧，被处理流体的压力下降，由此，从位于后面侧的狭缝18吸入被处理流体。其结果是，在筛网9的外侧，在被处理流体中产生正反的流动(排出和吸入)，借助于在两种流动的界面中的相对的速度差，在被处理流体彼此之间产生液－液之间的剪切力。
这时，在图8(A)的双点划线所示的现有技术例以及图8(B)所示的现有技术例中，叶片12的前端部21(前端作用面30)在旋转方向上的宽度(b)与叶片12的基端侧在旋转方向上的宽度(B)大致相同，比较大(宽)。会因该宽度大(宽)的前端部21(前端作用面30)而产生阻力(吸入阻力)，受到该阻力，被处理流体的吸入速度变慢。
另外，通过从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入的被处理流体碰到叶片12的前端部21(前端作用面30)(或者，通过受到由叶片12的前端部21(前端作用面30)产生的阻力(吸入阻力))，被处理流体的压力极端地降低，产生不少的气穴。
而且，若对于断续喷射流的形成进行考察，则在叶片12的旋转方向的前面侧，靠近狭缝18的叶片前端部位附近的被处理流体的压力高是有利的。但是，如图8(B)所示，在高速旋转时，对于被处理流体的压力，叶片中央的部位附近的压力会变得最高，可以说对于断续喷射流的形成浪费了很多(图中H表示叶片中央的部位附近的压力变得最高的部分)。同样地，在叶片12的旋转方向的后面侧，被处理流体的压力下降，由此，从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入被处理流体，但是，在现有技术例的情况下，如图8(B)所示，对于被处理流体的压力，叶片中央的部位附近的压力会变得最低(图中L表示叶片中央的部位附近的压力变得最低的部分)。
与此相对，在图6(A)、(B)所示的根据本发明的实施方式的搅拌机中，叶片12的前端部21由前端作用面30和后隙面31来规定，前端作用面30是以与筛网9的内壁面的间隔保持为微小间隔的方式设置在叶片12的最前端的面，后隙面31是位于比前端作用面30靠叶片12的旋转方向的后方的面，并且，是设置成使得与筛网9的内壁面的间隔比所述微小间隔大的面，设置成使得叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小，叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比狭缝18的流入开口28在周向上的宽度(Si)大(B>b>Si)。通过形成这样的结构，可以减小由叶片12的前端部21产生的阻力(吸入阻力)，可以增加非稳态的水锤作用的效果。具体地说，在图6(A)、(B)所示的根据本发明的实施方式的搅拌机中，通过在前端部21设置后隙面31，与在前端部21不设置后隙面31的情况相比，在筛网内部产生空间，可以减小吸入阻力，因此，与现有技术相比，从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入的被处理流体的流动变快。即，通过在前端部21设置后隙面31，与在前端部21不设置后隙面31的情况相比，可以加快从狭缝18吸入的被处理流体的吸入速度(下面，也称作吸入速度)。由于通过从狭缝18吸入的被处理流体的流动变快，即使断续喷射流的排出速度恒定，在被处理流体的正反的流动(排出和吸入)的界面处的相对速度差也变大，因此，可以加大在被处理流体彼此之间产生的剪切力。从而，即使断续喷射流的排出速度恒定，当从位于叶片12的后面侧的狭缝18吸入的被处理流体的流动变快时，断续喷射流的效果也会增加。另外，在图6(A)、(B)所示的根据本发明的实施方式的搅拌机中，从狭缝18吸入的被处理流体即使碰到叶片12的前端部21，也会一边被后隙面31引导一边被吸入，因此，通过抑制极端的压力下降来抑制气穴的产生，气泡的产生也被抑制，因此，由气穴引起的侵蚀的危险性也降低。
另外，在根据图8(A)的实线所示和在图8(C)中所示的本发明的另外的实施方式的搅拌机中，叶片12的前面33和后面34，在从所述叶片的前端侧起的一半以上处，变成两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面s。
若对以此位为基础的断续喷射流的形成进行考察，则由于在从所述叶片的前端侧起一半以上处变成斜面状的收窄面s，因此，在叶片中央的部位附近的被处理流体的压力变得最高的部分H向靠近叶片前端移动，可以抑制断续喷射流形成时的浪费。另外，由于变得收窄，叶片的占有体积减少，因此，每一次旋转的排出量增加，断续喷射流的排出速度增加。
对于由叶片12的后面34侧的负压引起的吸引作用，由于后面34也成为斜面状的收窄面s，因此，叶片中央的部位附近的被处理流体的压力变得最低的部分L向靠近叶片前端移动，吸入力增加。
上述的结果为，正反的流动之差的绝对值大幅度增加，水锤作用的效果显著增加。
这样，由于断续喷射流易于排出，易于吸入，因此，其结果是，气穴的产生也可以降低。
进而，在图9所示的根据本发明的进一步的另外的实施方式的搅拌机中，由于叶片12的前面33和后面34，在从所述叶片的前端侧起一半以上处，变成两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面s，并且，叶片12的前端部21由前端作用面30和后隙面31来规定，因此，可以认为起到根据图6(A)、(B)所示的本发明的实施方式的搅拌机、以及图8(A)的实线所示并且在图8(C)中所示的本发明的另外的实施方式的搅拌机这两者的作用效果。
(关于筛网)
如前面所述，筛网9也可以作为锥形等直径变化的筛网来实施。在本发明中，在内径变化的情况下，除非特别说明，否则所谓最大内径是指叶片12的前端部21与狭缝18在狭缝18的长度方向上相互重叠的同一位置处的筛网9的最大内径(c)。
(关于狭缝及筛网构件)
狭缝18可以是与旋转器2的旋转轴的轴向平行地延伸的狭缝，也可以是呈螺旋状地延伸等相对于轴向具有角度的狭缝。在任何情况下，在本发明中，除非特别说明，否则所谓狭缝18在周向上的宽度是指如前面所述，叶片12的前端部21与狭缝18在狭缝18的长度方向上相互重叠的同一位置处的筛网9在周向(换句话说，相对于旋转器2的旋转轴的轴向正交的方向)上的长度。在旋转器2的旋转轴的轴向位置上，只要是上述同一位置，则任何位置都可以，但是，优选地，至少旋转轴13的轴向位置是成为筛网9的最大内径(c)的位置。作为狭缝18在周向上的宽度的一个例子，可以列举出流入开口28在周向上的宽度(Si)和流出开口29在周向上的宽度(So)。
对于狭缝18在周向上的宽度，例如，如图8(A)或图10(H)所示，流出开口29在周向上的宽度(So)和流入开口28在周向上的宽度(Si)可以是相同的，也可以如图6(A)、(B)、图9、图10(A)～(G)所示，设置成使得流出开口29在周向上的宽度(So)比流入开口28在周向上的宽度(Si)小。当设置成使得流出开口29在周向上的宽度(So)比流入开口28在周向上的宽度(Si)时，借助于喷嘴效应，通过筛网9的断续喷射流的流速被加速，因此是优选的。另外，在图6(A)、(B)、图9、图10(G)中，表示出了这样的狭缝18：除了设置成使得流出开口29在周向上的宽度(So)比流入开口28在周向上的宽度(Si)小之外，还使规定出狭缝18的整个近前侧端面22向叶片12的旋转方向上的前方倾斜，并且，使规定出该狭缝18的整个里侧端面25向叶片12的旋转方向上的后方倾斜，但是，如图10(A)、(D)、(E)所示，在除了设置成使得流出开口29在周向上的宽度(So)比流入开口28在周向上的宽度(Si)小之外，还使近前侧端面22的至少通向狭缝18内的流入侧的区域23向叶片12的旋转方向上的前方倾斜的情况下，由筛网的筛网构件19和近前侧端面22构成的流入开口28的边缘24成为钝角(β)的边缘，与作为图8(A)或图10(H)所示的狭缝处的流入开口28的边缘的几乎为直角(α)的边缘相比，流入开口的边缘24处的极端压力下降被减轻，被处理流体被有效地转换成喷射流。另外当然，被处理流体的压力损失降低，气穴的产生被抑制，气泡的产生也被抑制。其结果是，与过去相比，由于通过狭缝18从筛网9的内侧向外侧排出的断续喷射流的速度变快，在被处理流体的正反的流动(排出和吸入)的界面处的相对速度差变大，因此，可以增大在被处理流体彼此之间产生的剪切力，因此，是优选的。如图10(B)、(C)所示，在狭缝18处，即使在流入开口28的边缘24、27具有圆角的方式中，近前侧端面22的至少通向狭缝18内的流入侧的区域23包含在向多个叶片12的旋转方向上的前方倾斜的区域。
据此，通过将旋转器2的叶片12的形状和狭缝18的截面形状组合起来，与现有技术相比，可以使断续喷射流的排出速度加快，并且，可以使被处理流体的吸入速度加快，因此，在被处理流体的正反的流动(排出和吸入)的界面处的相对速度差进一步变大，可以加大在被处理流体彼此之间产生的剪切力。
该流出开口29在周向上的宽度(So)优选为0.2～4.0mm，更优选为0.5～3.0mm，但是，可以适当地变更断续喷射流产生的条件来实施。
筛网构件19在周向上的宽度(换句话说，相邻的狭缝18彼此之间在周向上的距离)可以适当地变更。作为筛网构件19在周向上的宽度的一个例子，可以列举出筛网构件19的内壁面在周向上的宽度(ti)和筛网构件19的外壁面在周向上的宽度(to)，筛网构件19的内壁面在周向上的宽度(ti)和筛网构件19的外壁面在周向上的宽度(to)可以相同，两者也可以不同。在网构件19的内壁面在周向上的宽度(ti)与筛网构件19的外壁面在周向上的宽度(to)不同的情况下，筛网构件19的外壁面在周向上的宽度(to)优选为流出开口29在周向上的宽度(So)的1～15倍，更优选为2～10倍左右。当筛网构件19的外壁面在周向上的宽度(to)过大时，剪切次数变少，处理量降低，当该宽度(to)过小时，存在着实质上等同于狭缝18是连续的或者机械强度显著降低的情况。
(关于旋转器)
旋转器2，如前面所述，是具有多个板状的叶片12的旋转体。
如前面所述，只要设置成使得叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小即可，优选地，设置成使得叶片12的前端部21在旋转方向上的宽度(b)比流入开口在周向上的宽度(Si)大。从断续喷射流的产生的观点讲，在旋转器2的叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度b比狭缝18在周向上的宽度(Si、So)、特别是流入开口28在周向上的宽度(Si)窄的情况下，是不理想的。
(优选的应用条件)
被认为可以应用本发明，并且，适合于以现在的技术力量进行量产的筛网9、狭缝18、旋转器2的数值条件，如下面所述。
筛网9的最大内径(c)：30～500mm(其中，叶片12的前端部21与狭缝18在狭缝18的长度方向上相互重叠的同一位置处的最大直径)
筛网9的转速：15～390次/s
狭缝18的个数：12～500个
旋转器2的最大外径：30～500mm
旋转器2的转速：15～390次/s
顺便提及，这些数值条件表示一个例子，例如，伴随着旋转控制等在将来的技术进步，本发明并不排除采用所述条件以外的条件。
实施例
下面，列举实施例及比较例，更具体地说明本发明。但是，本发明并不限于下面所述的实施例。
在实施例中使用的旋转器2的叶片12的形状示于图12(A)～(D)，在比较例中使用的旋转器2的叶片12的形状示于图12(E)。在实施例及比较例中使用的筛网9的狭缝18的横截面的形状被设置成使得流出开口29在周向上的宽度(So)比流入开口28在周向上的宽度(Si)小，So为0.8mm，Si为2.0mm的例子，是仅在图12(A)中记载的情况。
更详细地说，在实施例中使用的旋转器2的叶片12，在图12(A)中，在叶片的前端部21设置有后隙面31，图12(B)、(C)是在叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小的情况，在图12(B)中，为4个叶片，在图12(C)中为6个叶片。
另外，在图12(D)中记载的旋转器2在板状叶片上设置有扭转角度的情况，为前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比基端部32在旋转方向上的宽度(B)小的4个叶片。图12(A)～(D)的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)为2.4mm，基端部32在旋转方向上的宽度(B)为3.8mm。
在比较例中使用的旋转器2的叶片12是叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)与叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)相同(b＝B)的叶片，在图12(E)中记载的叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)和叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)均为3.8mm。在下面的各表中，作为在实施例或比较例中使用的旋转器2的叶片12的形状，在使用图12(A)所示的形状的情况下，用“A”表示，在使用图12(B)所示的形状的情况下，用“B”表示，在使用图12(C)所示的形状的情况下，用“C”表示，在使用图12(D)所示的形状的情况下，用“D”表示，在使用图12(E)所示的形状的情况下，用“E”表示。
另外，设置于筛网9的狭缝18的个数是24个。
另外，在叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)、叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)、狭缝18的流入开口28在周向上的宽度(Si)、狭缝18的流出开口29在周向上的宽度(So)各自的值，是叶片12的前端部21与狭缝18在狭缝18的长度方向上相互重叠的同一位置处的旋转器的最大外径或者筛网19的最大外径处的值。
(粒度分布测定)
对于实施例7以外的实施例中的粒度分布测定，使用MT－3300(日机装(株)制)。测定溶剂是纯水，颗粒折射率1.81，溶剂折射率1.33。另外，对于其结果，采用体积分布的结果。
作为实施例1，使用根据本发明的第一种实施方式(图1、图2)的搅拌机，在图11(A)所示的试验装置中进行液体石蜡和纯水的乳化实验。用于乳化实验的配方为：液体石蜡29.4wt％，纯水68.6wt％，作为乳化剂，混合有1.33wt％的Tween80(吐温80)、0.67wt％的Span80(司盘80)。将上述配方的被处理流体作为预备混合品，利用图11(A)中所示的试验装置中的泵将外部容器内的预备混合制品导入到附设有本发明的搅拌机的处理容器4中，对处理容器4内进行液密封，进而，利用该泵将被处理流体导入到处理容器4内，由此，利用排出口使被处理流体排出，一边以2500g/min使之在处理容器4与外部容器之间循环，一边使本发明中的搅拌机的旋转器2以356.7(转/s)旋转,由此，将被处理流体从筛网中排出，进行乳化处理。改变叶片12的形状，从乳化处理开始起20分钟之后获得的乳化颗粒的粒度分布测定结果中的平均颗粒直径(D50)及颗粒直径的变动系数(C.V.)的值示于表1。
所谓颗粒直径的变动系数是成为表示获得的颗粒的均匀度的程度的指标的系数，根据颗粒的颗粒直径分布中的平均颗粒直径(D50)与标准偏差，利用变动系数(C.V.)(％)＝标准偏差÷平均颗粒直径(D50)×100的公式求出。该变动系数的值越小，则获得的颗粒的颗粒直径的分布越窄，作为颗粒的均匀性越高。
另外，在叶片12的前端部21与狭缝18在狭缝18的长度方向上相互重叠的同一位置处的旋转器的最大外径为D(m)、旋转器的转速为N(转/s)时，旋转器2的旋转的圆周速度V为V＝D×π×N，在表1～表5、表9中记载的旋转器直径D是在该同一位置处的旋转器2的最大外径。
如从表1中看到的那样，可以看出，在旋转器2的转速为356.7(转/s)、旋转器2的圆周速度为33.6[m/s]时，旋转器2的叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小，由此，D50及C.V.的值变小，可以制作微小的颗粒直径及颗粒分布窄的乳化颗粒。
作为实施例2，除了旋转器2的转速为333.3(转/s)、旋转器2的旋转的圆周速度V＝31.4(m/s)以外，与实施例1一样，实施的结果示于表2。
作为实施例3，除了旋转器2的转速为300(转/s)、旋转器2的旋转的圆周速度V＝28.3(m/s)以外，与实施例1一样，实施的结果示于表3。
作为实施例4，除了旋转器2的转速为250(转/s)、旋转器2的旋转的圆周速度V＝23.6(m/s)以外，与实施例1一样，实施的结果示于表4。
作为比较例1，除了旋转器2的形状为如图12(E)所示的现有技术型(B＝b)以外，与实施例1一样地进行了乳化处理，其结果示于表5。
作为比较例2，除了旋转器2的形状为如图12(E)所示的现有技术型(B＝b)以外，与实施例2一样进行了乳化处理，其结果示于表6。
作为比较例3，除了旋转器2的形状为如图12(E)所示的现有技术型(B＝b)以外，与实施例3一样地进行了乳化处理，其结果示于表6。
作为比较例4，除了旋转器2的形状为如图12(E)所示的现有技术型(B＝b)以外，与实施例4一样地进行了乳化处理，其结果示于表6。
在实施例1和比较例1中，目视确认使搅拌机连续地运转48小时之后的狭缝18的内部(下面，称作狭缝内部)的状态，判断侵蚀的状态。在表1及表5中，用“×”表示明显地发生了侵蚀的状态，用“△”表示镜面状态变得模糊的状态，用“〇”表示在运转48小时的前后狭缝内部没有变化、没有发生侵蚀的状态。
由以上的结果可以看出，通过设置成旋转器2的叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比旋转器2的叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小，与旋转器形状为现有技术型(B＝b)的情况相比，平均颗粒直径(D50)明显地变小，进而，作为颗粒直径的波动的指标的C.V.的值变小。另外，可以看出，还可以防止由气穴引起的侵蚀的发生。
[表1]
Figure BDA0002853980530000271
[表2]
Figure BDA0002853980530000272
[表3]
Figure BDA0002853980530000273
[表4]
Figure BDA0002853980530000274
[表5]
Figure BDA0002853980530000275
[表6]
比较例2 比较例3 比较例4
20分钟后的平均粒径[μm]/C.V.值[％] 2.84/35.5 3.82/43.3 5.54/58.1
实施例5、6与实施例1～4及比较例1～4不同，记载了不仅旋转器2旋转而且筛网9也在与旋转器2旋转的方向相反的方向上旋转的实施例。即，是表示根据本发明中的第二种实施方式(参照图5)的实施例的情况。利用图11(B)所示的试验装置。配方、循环流量及循环方法与实施例1～4相同。作为设置于筛网9的狭缝18的横截面的形状，使用图12(A)所示的形状(Si>So)，旋转器形状采用图12(C)的形状。
作为实施例5，在表7中表示出旋转器2与筛网9的相对转速为N＝633(转/s)，相对圆周速度V＝69.6m/s时的结果。
作为实施例6，在表8中表示出旋转器2与筛网9的相对转速为N＝500(转/s)，相对圆周速度V＝55.0m/s时的结果。
另外，对于旋转器2相对于筛网9的相对旋转的圆周速度V(m/s)，在使前面所述的同一位置处的旋转器的最大外径为D(m)、旋转器的转速为N1、筛网的转速为N2时的旋转器及筛网的相对转速为N(转/s)时，V＝D×π×N(其中，N＝N1+N2)，在表7～表8中记载的旋转器直径D是前面所述的同一位置处的最大外径。
作为比较例5，除了旋转器的形状为图12(E)中所示的现有技术型(B＝b)之外，与实施例5同样地进行了乳化处理。结果示于表7。
作为比较例6，除了旋转器的形状为图12(E)中所示的现有技术型(B＝b)之外，与实施例6同样地进行了乳化处理。结果示于表8。
另外，在实施例5和比较例5中，目视确认使搅拌机连续地运转36小时之后的狭缝内部的状况，判断侵蚀的状态。在表7表示中，用“×”表示明显地发生了侵蚀的状态，用“△”表示镜面状态变得模糊的状态，用“〇”表示在运转24小时的前后狭缝内部没有变化、没有发生侵蚀的状态。
由以上的结果可以看出，通过设置成旋转器2的叶片12的前端部21处的前端作用面30在旋转方向上的宽度(b)比旋转器2的叶片12的基端部32在旋转方向上的宽度(B)小，与旋转器形状为现有技术型(B＝b)的情况相比，平均颗粒直径(D50)明显地变小，进而作为颗粒直径的波动的指标的C.V.的值变小。另外，可以看出，还可以防止由气穴引起的侵蚀的发生。
[表7]
Figure BDA0002853980530000291
[表8]
Figure BDA0002853980530000292
(颜料分散处理)
作为实施例7，利用根据本发明的第一种实施方式(图1、图2)的搅拌机，由图11(A)所示的试验装置进行颜料的分散处理。
被处理物的配方为：5wt％的初始颗粒直径为10～35nm的红色颜料(C.I.PigmentRed254)，作为分散剂，5wt％的BYK-2000(ビックケミ－制)，90wt％的丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)和丙二醇甲醚(PGME)的混合液(PGMEA/PGME＝4/1：体积比)。将作为如前面所述的配方的被处理流体的上述被处理物作为预备混合品，用图11(A)所示的试验装置中的泵将外部容器内的预备混合品导入到具有本发明的搅拌机的处理容器4中，将处理容器4内液密封，进而，用该泵将被处理流体导入到处理容器4内，由此，使被处理流体从排出口排出，一边使之在处理容器4与外部容器之间以2300g/min进行循环，一边通过使本发明的搅拌机的旋转器2以333.33(转/s)旋转，使被处理流体从筛网中排出而进行分散处理。作为旋转器2的形状，使用图12(C)所示的形状。从分散处理开始起45分钟之后获得的颜料颗粒的粒度分布测定结果中的平均颗粒直径(D50)及颗粒直径的变动系数(C.V.)的值示于表9。
作为比较例7，除了旋转器2的形状为图12(E)中所示的现有技术型(B＝b)以外，与实施例7一样地进行分散处理。
(粒度分布测定)
另外，在下面的实施例的粒度分布测定中，采用UPA-150UT(日机装(株)制)。测定溶剂为纯水，颗粒折射率为1.81，溶剂折射率为1.33。另外，对于结果，采用体积分布的结果。
根据以上结果可以看出，通过设置成旋转器2的前端部处的前端作用面在旋转方向上的宽度(b)比旋转器2的基端部在旋转方向上的宽度(B)小，旋转器形状与现有技术型的旋转器形状(B＝b)相比，平均颗粒直径(D50)明显地变小，进而，作为颗粒直径的波动的指标的C.V.的值也变小。
[表9]
Figure BDA0002853980530000301
附图标记说明
1 处理部
2 旋转器
3 支承管
4 收容容器
5 吸入口
6 吸入室
7 搅拌室
9 筛网
10 间隔壁
11 开口
12 叶片
13 旋转轴
14 电动机
15 搅拌翼
18 狭缝
19 筛网构件
20 第二电动机
21 前端部
22 近前侧端面
23 近前侧端面的流入侧的区域
25 里侧端面
28 流入开口
29 流出开口
30 前端作用面
31 后隙面
32 基端部
Si 流入开口在周向上的宽度
So 流出开口在周向上的宽度

Claims (10)

1.一种搅拌机，同心地配备有具备多个板状的叶片并且进行旋转的旋转器、以保持所述旋转器的排出压力为目的的间隔壁、以及附设在所述旋转器的周围的筛网，
所述筛网在周向上配备有多个狭缝、以及位于相邻的所述狭缝彼此之间的筛网构件，
通过所述旋转器和所述筛网之中的至少旋转器旋转，被处理流体通过所述狭缝而作为断续喷射流从所述筛网的内侧向外侧排出，其特征在于，
所述叶片的前端部的前端作用面在旋转方向上的宽度(b)比所述叶片的基端部在旋转方向上的宽度(B)小。
2.如权利要求1所述的搅拌机，其特征在于，所述筛网形成截面为圆形的筒状，
将设置于所述筛网的内壁面的多个所述狭缝的开口作为流入开口，
所述叶片的前端部的前端作用面在旋转方向上的宽度(b)比所述流入开口在周向上的宽度(Si)大。
3.如权利要求1所述的搅拌机，其特征在于，所述叶片配备有所述前端作用面、位于比所述前端作用面靠所述叶片在旋转方向上的前方的前面、以及位于比所述前端作用面靠所述叶片在旋转方向上的后方的后面，
所述前面和所述后面是在从所述叶片的前端侧起一半以上处，两者之间的宽度随着趋向前端而逐渐变小的斜面状的收窄面。
4.如权利要求2所述的搅拌机，其特征在于，所述叶片的前端部由所述前端作用面和后隙面来规定，
所述前端作用面是设置于所述叶片的最前端以便使得与所述筛网的所述内壁面的间隔保持为微小间隔的面，
所述后隙面是位于比所述前端作用面靠所述叶片在旋转方向上的后方的面，并且，是设置成使得与所述筛网的所述内壁面的间隔比所述微小间隔大的面。
5.如权利要求1～4中任一项所述的搅拌机，其特征在于，所述多个板状的叶片大于等于3个小于等于12。
6.如权利要求1～5中任一项所述的搅拌机，其特征在于，从将所述被处理流体导入到所述筛网的内部的导入口起，随着在轴向上远离，所述叶片及所述筛网的直径变小。
7.如权利要求1～6中任一项所述的搅拌机，其特征在于，所述多个板状的叶片在其前端作用面中，在所述旋转方向上为相同的宽度，并且，在所述旋转方向上等间隔地形成。
8.如权利要求1～7中任一项所述的搅拌机，其特征在于，所述多个狭缝在所述周向上为相同的宽度，并且，在所述周向上等间隔地形成，
所述筛网是不旋转的。
9.如权利要求1～7中任一项所述的搅拌机，其特征在于，所述多个狭缝在所述周向上为相同的宽度，并且，在所述周向上等间隔地形成，
所述筛网在与所述旋转器相反的方向上旋转。
10.一种搅拌机，同心地配备有具备多个板状的叶片并且进行旋转的旋转器、以及附设在所述旋转器的周围的筛网，
所述筛网在周向上配备有多个狭缝、以及位于相邻的所述狭缝彼此之间的筛网构件，
通过所述旋转器和所述筛网之中的至少旋转器旋转，被处理流体通过所述狭缝而作为断续喷射流从所述筛网的内侧向外侧排出，其特征在于，
通过所述旋转器的旋转，所述多个板状的叶片旋转移动，
在所述叶片的旋转方向上的前面侧，通过被处理流体的压力上升，被处理流体从位于所述叶片的前面侧的狭缝变成断续喷射流被排出，
在所述叶片的旋转方向上的后面侧，通过被处理流体的压力下降，被处理流体从位于所述叶片的后面侧的狭缝被吸入，
所述叶片的前端部由所述前端作用面和后隙面来规定，
所述前端作用面是设置于所述叶片的最前端以便使得与所述筛网的所述内壁面的间隔保持为微小间隔的面，
所述后隙面是位于比所述前端作用面靠所述叶片在旋转方向上的后方的面，并且，是设置成使得与所述筛网的所述内壁面的间隔比所述微小间隔大的面，
所述叶片通过在所述前端部设有所述后隙面，与在所述前端部不设置所述后隙面的情况相比，被处理流体的吸入速度变快。
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