CN1330404C - 搅拌装置和使用该搅拌装置的分散装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种搅拌装置和使用该搅拌装置的分散装置。配置于间歇式容器内的搅拌装置(3)备有上盖板(5)、底盖板(6)、叶轮(7)、内侧网筛部件(8)、第一和第二外侧网筛部件(9、10)。在混合液从叶轮(7)向外流动而从板间空间部流出的过程中，在穿过内侧网筛部件(8)的液体流通孔(19)和两外侧网筛部件(9、10)的液体流通孔(22、25)之际，混合液的流动矢量中，其多半的周向成分都被去除，仅剩下大致径向成分。由此，可以防止涡流的产生、且能向混合液施加充分强的剪切力、并有效防止混合液内产生大型泡。从而，能向含有分散质和分散剂的混合液中施加强的剪切力，防止混合液内产生泡。

Description

搅拌装置和使用该搅拌装置的分散装置
技术领域
本发明涉及备有旋转式叶轮和防止涡流发生的多级网筛部件的搅拌装置、和使用该搅拌装置在分散剂中分散分散质而生成分散系的均化器等分散装置。
背景技术
众所周知有如下的分散装置，即，使用旋转式搅拌装置，对包含液体或者固体分散质和液体分散剂的混合物(以下称为“分散系原料混合物”)进行高速旋转搅拌，利用剪切力使分散质在分散剂中分散，生成乳化液(emulsion)或者悬浮液(homogenizer)等分散系的分散装置(以下称为“高速旋转分散装置”)。而且，在该分散系的生成工序中，为了促进分散质在分散剂中的分散或者使分散系更加稳定，一般要添加表面活性剂。
另外，在该分散系的生成工序中，分散质在分散剂中的分散度(分散性)，随表面活性剂的添加量越多则越好，且从搅拌装置向分散系原料混合物施加的剪切力越强越好。因而，在要实现规定分散度的情况下，表面活性剂添加量越大，则剪切力较弱即可，而表面活性剂添加量越小，则需要适当加强剪切力。
然而，对于一般的分散系，考虑到其品质，最好少含有表面活性剂。另外，在分散系生成工序中使用表面活性剂，则在该生成工序中排出的废水等中必然含有表面活性剂，而这样的含有表面活性剂的废水很难用例如活性污泥法等普通废水处理方法净化。因此在分散系的生成工序中，最好尽量减小表面活性剂的添加量。
作为对应的方法，可以考虑通过大幅提高搅拌装置的叶轮旋转速度，加强施加到分散系原料混合物的剪切力，从而减小表面活性剂添加量。然而该方法存在以下问题，即，虽然随着叶轮旋转速度上升到一定程度，剪切力强度也会上升，但是一旦超过该程度，即使叶轮旋转速度上升，剪切力强度也会不怎么上升。究其原因，推测为如果叶轮旋转速度超过一定限度，则容器内的分散系原料混合物作为整体与叶轮进行一体式旋转，很难引起分散系原料混合物和容器内壁间的冲突所致。
本申请的发明人通过实验还发现了以下事实，即，在高速旋转分散装置为大气开放型装置(特别是间歇式装置)的情况下，如果叶轮旋转速度上升，则分散系原料混合物中产生涡流，通过该涡流，大气中的空气被卷入分散系原料混合物内，产生比较大的气泡(以下称为“大型泡”)，并由该大型泡，分散质在分散剂中的分散度变差。
发明内容
本发明是鉴于上述以往的问题和上述试验结果而提出的，其目的在于提供一种在将分散质分散于分散剂而生成分散系时，能向分散系原料混合物施加充分强的剪切力的搅拌装置、和使用该搅拌装置的分散装置。另外，本发明的另一个目的是提供一种在大气开放系中生成分散系时，能有效防止分散系原料混合物内产生大型泡的搅拌装置、和使用该搅拌装置的分散装置。
为解决上述问题而制成的本发明的搅拌装置，备有以下的部件。
(I)具备液体流入孔并且位置固定的第一盖板。
(II)在与板的延伸面正交的方向(板的厚度方向)，相对于第一盖板间隔配置并且与第一盖板固定连接的第二盖板。
(III)在形成于第一盖板和第二盖板之间的板间空间内，在与液体流入孔对应的位置(例如配置成使液体流入孔的中心和叶轮旋转轴一致)配置的旋转式叶轮。
(IV)固定在第一盖板和第二盖板上并且在板间空间部内，以包围叶轮的方式配置，且周壁形成有多个分别沿与板的延伸面正交的方向延伸的细长的液体流通孔的大致筒状或者大致桶状的位置固定的内侧网筛部件；
(V)固定在第一盖板和第二盖板上并且在板间空间部内，以包围内侧网筛部件的方式配置，且周壁形成有多个分别沿与板的延伸面正交的方向延伸的细长的液体流通孔的一个或者多个大致筒状的位置固定的外侧网筛部件，
上述内侧网筛部件及外侧网筛部件的细长的液体流通孔将混合液的流动的矢量中多半的周向成分去除，使上述混合液实质上仅具有径向成分。
在这里，内侧网筛部件和外侧网筛部件的侧壁优选圆筒形。
该搅拌装置以配置于液体中的状态旋转叶轮，则液体经由液体流入孔向与板延伸面几乎正交的方向流动，进入到板间空间部之后，经由内侧网筛部件的液体流通孔、和外侧网筛部件的液体流通孔，沿着与板延伸面几乎正交的方向(向外)流动，从板间空间部流出。而且，在液体从叶轮向外流动而从板间空间部流出的过程中，在穿过内侧网筛部件的液体流通孔和外侧网筛部件的液体流通孔之际，液体的流动矢量中，多半的其周向成分都被去除，仅剩下大致径向成分。即，液体从板间空间部以放射状大致径向向外流出。
因此，液体没有产生涡流。从而，即使提高叶轮的旋转速度，液体也能与液体的容器内面产生激烈的冲突，给液体施加强的剪切力。由此，将该搅拌装置适用于高速旋转分散装置的情况下，可以向分散系原料混合物施加充分强的剪切力，提高分散质在分散剂中的分散度(可以减小分散质粒子的直径)。
另外，由于使用该搅拌装置时不产生涡流，因此在将该搅拌装置配置于大气开放型容器内的时候，空气不会卷入到液体中，不产生大型泡。从而，在将该搅拌装置适用于大气开放型的高速旋转分散装置的情况下，可以防止分散系原料混合物内产生大型泡，提高分散质在分散剂中的分散度。
本发明的间歇式分散装置使用上述搅拌装置。在该分散装置中，搅拌装置配置于大气开放型的间歇式容器内。而且，分散装置通过用搅拌装置搅拌装入到间歇式容器内的且包含有分散质和分散剂的混合物，将分散质分散于分散剂而生成分散系。
在该间歇式分散装置中，由于在搅拌时分散系原料混合物中不产生涡流，因此越提高搅拌装置的叶轮的旋转速度，向分散系原料混合物施加的剪切力就越强，从而提高分散质在分散剂中的分散度。另外，由于搅拌时分散系原料混合物中不产生涡流，因此空气不会卷入到分散系原料混合物内，且分散系原料混合物内也不产生大型泡。从而可提高分散质在分散剂中的分散度。
本发明的连续式分散装置也使用上述搅拌装置。在该分散装置中，搅拌装置配置于密闭型的流通式容器内。而且，分散装置通过用搅拌装置搅拌装入到流通式容器内的且包含有分散质和分散剂的混合物，将分散质分散于分散剂而生成分散系。
在该连续式分散装置中，由于在搅拌时分散系原料混合物中不产生涡流，因此越提高搅拌装置的叶轮的旋转速度，向分散系原料混合物施加的剪切力也就越强，从而提高分散质在分散剂中的分散度。
在上述间歇式或者连续式分散装置中，分散剂是液体时，如果分散质是不溶于分散剂的液体，则该分散装置就称为生成乳化液(emulsion)的均化器(乳化机)。另外，如果分散质是不溶于分散剂的固体或粉体，则该分散装置就称为生成悬浮液(suspension)的装置。
作为使用本发明的搅拌装置的分散装置和均化器的用途，可以举出以下几种。
(1)可用于乳制品的均匀化、抗氧化、稳定性维持等。另外，作为乳制品，可举出鲜乳、牛乳、特制牛乳、杀菌山羊乳、新式羊乳、部分脱脂乳、脱脂乳、加工乳等。
(2)可用于卵磷脂的均匀化、抗氧化、稳定性维持、表面活性化、赋予载体功能等。
(3)可用于卵的均匀化、抗氧化、稳定性维持、表面活性化等。
(4)可用于植物油的均匀化、抗氧化、稳定性维持、表面活性化等。
另外，该分散装置和均化器可以对液状脂肪质、和多糖类和蛋白质等进行乳状化，赋予新的功能。这些功能可以是例如脂肪质的抗氧化功能、乳化液的稳定性维持功能、可食性表面活性剂的合成功能、载体功能等。
另外，该分散装置和均化器可用于
颜料、乳液、洗液、药剂、树脂溶剂、添加剂、微粒分散系制剂(跟踪载体)、汁液、调味料、食用乳化剂、乳化食品、COM(Coal Oil Mixture)、CWM(Coal Water Mixture)、蜡、存储材料(磁性涂料、磁记录介质)、润滑剂、凝聚剂、润滑脂、墨水、涂料、石碱、洗涤剂等的制造。
附图说明
通过后述的详细说明以及附图，可以进一步充分理解本发明。另外，在附图中，对于共通的构成要件，附加了同样的标记。
图1A是表示在间歇式容器内配置有搅拌装置的本发明的间歇式均化器的立面截面图，图1B是表示在密封流通式容器内配置有搅拌装置的本发明的连续式均化器的立面截面图。
图2A和图2B分别是表示本发明的搅拌装置的俯视图和立面截面图。
图3A和图3B分别是表示构成图2A和图2B所示的搅拌装置的内侧网筛部件的俯视截面图和局部截面立面图。
图4A和图4B分别是表示构成图2A和图2B所示的搅拌装置的第一外侧网筛部件的俯视截面图和局部截面立面图。
图5A和图5B分别是表示构成图2A和图2B所示的搅拌装置的第二外侧网筛部件的俯视截面图和局部截面立面图。
图6A和图6B分别是表示构成图2A和图2B所示的搅拌装置的叶轮的俯视图和局部截面立面图。
图7A和图7B分别是表示构成图2A和图2B所示的搅拌装置的上盖板和底盖板的立面截面图。
图8A和图8B分别是表示备有内侧网筛部件和外侧网筛部件的搅拌装置以及仅备有内侧网筛部件的搅拌装置的原料混合液的流动矢量的图。
图9是表示使用高速旋转乳化装置调制的乳化液的分散质粒度分布的曲线图。
图10是表示使用高速旋转乳化装置以及高压乳化装置调制的乳化液的分散质粒度分布的曲线图。
图11是表示使用高速旋转乳化装置调制的乳化液的分散质粒度分布的曲线图。
图12A和图12B分别是图9中的曲线G1表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图13A和图13B分别是图9中的曲线G2表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图14A和图14B分别是图9中的曲线G4表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图15A和图15B分别是图9中的曲线G5表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图16A和图16B分别是图10中的曲线G6表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图17A和图17B分别是图10中的曲线G8表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图18A和图18B分别是图11中的曲线G9表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图19A和图19B分别是图11中的曲线G10表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图20A和图20B分别是图11中的曲线G11表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
图21A和图21B分别是图11中的曲线G12表示的乳化液的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
具体实施方式
下面具体说明本发明的实施方式。
如图1A所示，间歇式均化器1(高速旋转分散装置)实质上由大气开放型的间歇式容器2和配置于该间歇式容器2内(底部附近)的搅拌装置3构成。关于搅拌装置3的具体结构和功能，以后再说明。均化器1，通过利用搅拌装置3对装入到间歇式容器2内的包含互不相溶的液体分散质和液体分散剂的原料混合液(分散系原料混合物)进行高速旋转搅拌，生成在分散剂中分散分散质而获得的乳化液(分散系)。图1A中的各箭头表示原料混合液的大致流动方向。
如图1B所示，在使用密闭连续式(inline式)的均化器1’时，搅拌装置3配置于密闭型流通式容器4内。此时，均化器1’通过用搅拌装置3对流通于流通式容器4内的原料混合液进行高速旋转搅拌，生成在分散剂中分散分散质而获得的乳化液(分散系)。图1B中的各箭头表示原料混合液的大致流动方向。
下面，说明搅拌装置3的具体结构和功能。
如图2A、B～图7A、B所示，搅拌装置3备有上盖板5(第一盖板)、底盖板6(第二盖板)、叶轮7、内侧网筛部件8、第一外侧网筛部件9、第二外侧网筛部件10。
上盖板5是圆板形，中心部附近设置有稍大(其直径比叶轮7的直径稍大)的圆形液体流入孔11，且周缘部附近设置有3个螺栓孔12。底盖板6是外径与上盖板5的外径相等的圆板形部件，中心部设置有用于通过叶轮7的旋转轴13的轴孔14，且周缘部附近设置有3个螺栓孔15。而且，上盖板和底盖板6由与各螺栓孔12、15嵌合或者螺合的3根螺栓16，在与板的延伸面正交的方向上间隔规定距离而连结。就这样，上盖板5和底盖板6之间，就形成了板间空间部17。
叶轮7是备有固定在旋转轴13的4个叶片18(搅拌翼)的高速旋转式搅拌机，且该旋转轴13可与图中未示出的马达连结，以所需的旋转速度旋转。在这里，以液体流入孔11的中心轴11和旋转轴13的轴线一致的方式，配置叶轮7。
内侧网筛部件8是具备比叶轮7的直径大一些的内径的大致圆筒形的部件，且以在板间空间部17内包围叶轮7的方式配置。而且，在内侧网筛部件8的圆筒形的周壁8a上，形成有多个液体流通孔19。内侧网筛部件8的底部8b嵌入到形成于底盖板6的圆柱形凹部20，且该圆筒部8a嵌入到上盖板5的液体流入孔11，并由此固定内侧网筛部件8的位置。另外，在内侧网筛部件8的底部8b，形成有用于通过叶轮7的旋转轴13的轴孔21。
第一外侧网筛部件9是具备比内侧网筛部件8的外径大一些的内径的大致圆筒形的部件，且以在板间空间部17内包围内侧网筛部件8的方式配置。而且，在第一外侧网筛部件9的圆筒形的周壁上，形成有多个液体流通孔22。第一外侧网筛部件9的上端部嵌入到形成于上盖板5的环形槽部23，且下端部嵌入到形成于底盖板6环形槽部24，并由此固定第一外侧网筛部件9的位置。
第二外侧网筛部件10是具备比第一外侧网筛部件9的外径大一些的内径的大致圆筒形的部件，且以在板间空间部17内包围第一外侧网筛部件9的方式配置。而且，在第二外侧网筛部件10的圆筒形的周壁上，形成有多个液体流通孔25。第二外侧网筛部件10的上端部嵌入到形成于上盖板5的环形槽部26，且下端部嵌入到形成于底盖板6的环形槽部27，并由此固定第二外侧网筛部件10的位置。
下面，对配置于间歇式容器2内的搅拌装置3和均化器1的功能和作用，进行说明。
以在间歇式容器2内装入包含液体分散质和液体分散剂的原料混合液的状态，旋转搅拌装置3的叶轮7，则液体流入孔11上方的原料混合液经由液体流入孔11向下(与板延伸面几乎正交的方向)流动，流入到板间空间部17。另一方面，内侧网筛部件8内侧的原料混合液通过叶轮7，沿水平方向(与板延伸面平行的方向)向外喷出，依次经由内侧网筛部件8的液体流通孔19、第一外侧网筛部件9的液体流通孔22、第二外侧网筛部件10的液体流通孔25，从板间空间部17流出。
而且，在原料混合液从叶轮7向外流动而从板间空间部17流出的过程中，在穿过内侧网筛部件8的液体流通孔19和两外侧网筛部件9、10的液体流通孔22、25之际，原料混合液的流动矢量中，其多半的周向成分都被去除，仅剩下大致径向成分。
图8A表示从内侧网筛部件8的液体流通孔19向外流出的原料混合液流动的矢量V1、从第一外侧网筛部件9的液体流通孔22向外流出的原料混合液流动的矢量V2、从第二外侧网筛部件10的液体流通孔25向外流出的原料混合液流动的矢量V3。从图8A中可以清楚地看到，矢量V1多少含有一些圆周方向成分，矢量V2仅含有一点圆周方向成分，而矢量V3则完全不含圆周方向成分。
就这样，由于最终从搅拌装置3向外流出的原料混合液不含有圆周方向的流动成分，因此能够沿径向向外放射状流出，与间歇式容器2的内壁而发生冲突。从而不会产生原料混合液的涡流(vortex)现象。
另外，如图8B所示，仅设置内侧网筛部件8，而没有设置外侧网筛部件9、10的时候，最终从搅拌装置3向外流出的混合液包含圆周方向的流动成分，因此产生涡流。
从而，越提高叶轮7的旋转速度，就能由原料混合液施加越强的剪切力。由此，可以向原料混合液施加充分强的剪切力，提高分散质在分散剂中的分散度(可减小分散质的粒子直径)。另外，由于在搅拌原料混合液时不产生涡流，因此不会有空气卷入到原料混合液中，也不产生大型泡。因此，可以进一步提高分散质在分散剂中的分散度。
下面，以与以往例比较的方式，说明本发明的搅拌装置3和均化器1(分散装置)、和使用它进行调制的乳化液的特征等。首先，以与以往例比较的方式，说明本发明的搅拌装置3和均化器1的特征。
本发明的搅拌装置和大气开放型间歇式均化器1的特征在于，能防止产生涡流、加强施加到原料混合液的剪切力的同时，还可以防止原料混合液中产生大型泡，从而提高分散质在分散剂中的分散度。
一般，均化器中产生的泡(空泡)有以下三种。
(1)大型泡(Vortex bubble)
由高速旋转的叶轮形成的涡流连续引入与流体接触的气相而产生的大的泡。
(2)微型泡(Turbulence bubble)
伴随高速旋转体或者在一个路径中流动的高速流体通过狭窄空间时产生的泡。需要形成紊流的力。使用高速搅拌机时，依赖于间隙、会聚、动粘度系数。在圆周速度为10m/sec以上时产生。
(3)冲击波泡(Shock wave bubble)
在极度加速的流体(数百m/sec)中，在1/1000到1/1000000秒间产生并消失，产生冲击波的超微细的泡。
在使用高速旋转均化器的情况下，由于不产生冲击波的泡，因此大型泡和微型泡成为对象。另外如前所述，在以往的搅拌装置中，原料混合液伴随着搅拌翼，其流动方向朝向旋转方向。因此，如果提高转速，则必然会生成涡流，产生大型泡。与此相对，在本发明的搅拌装置3和均化器1中，由于网筛部件8～10以多级的形式构成，因此原料混合液的喷出方向以放射状扩大，不产生涡流。因此，在发明的搅拌装置3和均化器1中，以不形成涡流的方式设定网筛部件8～10的液体流通孔19、22、25(开口部)，且可以控制原料混合液的喷出方向。
另外，一般从搅拌装置喷出的原料混合物出现紊流状态，则必然会产生大型泡，因此在本发明的搅拌装置3和均化器1中，也必然会产生。因而，为消去微型泡，只能采用以密闭式形成均化器并提高压力(背压)的方法。
如前所述，在乳化工序中，为实现规定的分散度，由于表面活性剂的添加量和剪切力表示出一定的相关关系，因此如果减少表面活性剂的添加量，则需要施加更强的剪切力。但是，如果加强剪切力，则出现有关泡的问题。因此在以往，综合考虑表面活性剂添加量、剪切力、泡的问题，摸索了各种适合于生成乳化液的条件。
在本发明的搅拌装置3和均化器1中，通过调整多级网筛部件8～10的形状和个数、叶轮7的形状、间隙等，即使在使用相同能量的情况下，也能够在分别的网筛部件8～10间消耗原料混合液的能量，从而不使从搅拌装置3喷出到间歇式容器2内的原料混合液成为紊流。但是在这种情况下，对间歇式容器2内进行均匀化的整体的原料混合液流动有可能会变没有。另外，能以何种程度抑制微型泡，还被处理和最终制剂的品质所特定。
一般，在高压乳化装置中，由于容器是密闭系，因此不会产生空气从大气向原料混合液卷入的情况，从而也不产生大型泡。因而，分散质在分散剂中的分散度依赖于微型泡和冲击波的泡。因此仅通过抑制(控制住)微型泡，也可以有效提高分散质的分散度。
与此相对，一般在高速搅拌乳化装置中，由于大型泡的影响更大，因此微型泡的影响并不显著。因此，本发明的搅拌装置3和均化器1，通过多级网筛部件8～10，防止产生涡流并防止产生大型泡，提高分散质的分散度。
根据本申请发明人的经验性见解可知，大型泡对粒子直径为10微米以上的分散质粒子的分散带来坏的影响、微型泡对粒子直径为1～10微米的分散质粒子的分散带来坏的影响、冲击波泡对粒子直径为0.5～1微米的分散质粒子的分散带来坏的影响。因此如果去除这些泡，则可以促进与各自对应的粒子直径的分散质粒子的分散。由此，使用本发明的搅拌装置3和均化器1，特别是可以促进粒子直径10微米以上的分散质粒子的分散。
下面，以与使用以往的搅拌装置和均化器的情况进行比较的方式，说明实际使用本发明的搅拌装置3和均化器1调制乳化液的样品，测定该分散质的粒度分布(分散度)，并且，用显微镜观测该样品的分散质的分散状态的结果。
用作为分散剂而使用蒸馏水，作为分散质而含有流动石蜡10wt％，并含有作为表面活性剂的甘油一月桂酸聚氧乙烯山梨聚糖醇酯(Tween系)1.2％的原料混合液(蒸馏水是余值)，调制了以下的8种乳化液样品。实验数据条件都是在600g、50℃下开始乳化。处理时间是5分钟或者10分钟。使用能够测定1微米以上的异物的专用粒度测定器(ァキユサイザ一780)测定了分散质的粒度分布。
另外，样品1～5是仅通过高速搅拌式搅拌装置和均化器进行乳化处理获得的样品，样品6～8是进行上述乳化处理后，再使用1000bar的高压乳化装置进行1次(pass)乳化处理而获得的样品。
另外，样品3、4是为了进行比较，使用在以往评价高的网筛型搅拌机上安装有本发明的搅拌装置3的叶轮7和多级网筛部件8～10的均化器进行调制的样品。样品5是为了进行比较，使用以往的搅拌装置调制的样品。
(1)样品1
样品1是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：本发明的搅拌装置
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值(100％)
处理时间：5分钟
图9中的曲线G1表示样品1的分散质粒子的粒度分布。在样品1中，没有产生大型泡，但产生了微型泡。
图12A和图12B分别是样品1的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(2)样品2
样品2是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：本发明的搅拌装置
搅拌速度：7000rpm
负载：额定值的70％
处理时间：5分钟
图9中的曲线G2表示样品2的分散质粒子的粒度分布。在样品2中，没有产生大型泡，但产生了微型泡。
图13A和图13B分别是样品2的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(3)样品3
样品3是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：在以往的搅拌机的叶片上安装多级网筛
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值的60％
处理时间：10分钟
图9中的曲线G3表示样品3的分散质粒子的粒度分布。在样品3中，没有产生大型泡和微型泡。
(4)样品4
样品4是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：在以往的搅拌机的叶片上安装多级网筛
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值的60％
处理时间：5分钟
图9中的曲线G4表示样品4的分散质粒子的粒度分布。在样品4中，没有产生大型泡和微型泡。
图14A和图14B分别是样品4的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(5)样品5
样品5是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：以往的搅拌装置
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值的70％
处理时间：5分钟
图9中的曲线G5表示样品5的分散质粒子的粒度分布。在样品5中，产生了大型泡和微型泡。
图15A和图15B分别是样品5的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(6)样品6
样品6是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：本发明的搅拌装置
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值(100％)
处理时间：5分钟
高压乳化：1000bar、1pass
图10中的曲线G6表示样品6的分散质粒子的粒度分布。
图16A和图16B分别是样品6的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(7)样品7
样品7是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：本发明的搅拌装置
搅拌速度：7000rpm
负载：额定值的70％
处理时间：5分钟
高压乳化：1000bar、1pass
图10中的曲线G7表示样品7的分散质粒子的粒度分布。
(8)样品8
样品8是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：以往的搅拌装置
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值的70％
处理时间：5分钟
高压乳化：1000bar、1pass
图10中的曲线G8表示样品8的分散质粒子的粒度分布。
图17A和图17B分别是样品8的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
另外，在除含有甘油一月桂酸聚氧乙烯山梨聚糖醇酯(Tween系)3.6％以外，其他条件都与样品1～8相同的条件下，调制了以下的4种乳化液样品9～12。这四种样品都是通过仅用高速搅拌式搅拌装置和均化器进行乳化处理而获得的样品。另外，样品11是为了进行比较，使用在以往评价高的网筛型搅拌机上安装有本发明的搅拌装置3的叶轮7和多级网筛部件8～10的均化器进行调制的样品。样品12是为了进行比较，使用以往的搅拌装置调制的样品。
(9)样品9
样品9是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：本发明的搅拌装置
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值(100％)
处理时间：5分钟
图11中的曲线G9表示样品9的分散质粒子的粒度分布。在样品9中，没有产生大型泡，但产生了微型泡。
图18A、18B分别是表示样品9的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(10)样品10
样品10是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：本发明的搅拌装置
搅拌速度：7000rpm
负载：额定值的70％
处理时间：5分钟
图11中的曲线G10表示样品10的分散质粒子的粒度分布。在样品10中，没有产生大型泡，但产生了微型泡。
图19A、19B分别是表示样品10的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(11)样品11
样品11是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：在以往的搅拌机叶片上安装多级网筛
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值的60％
处理时间：5分钟
图11中的曲线G11表示样品11的分散质粒子的粒度分布。在样品11中，没有产生大型泡和微型泡。
图20A和图20B分别是样品11的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
(12)样品12
样品12是在以下的条件下调制的。
搅拌装置：以往的搅拌装置
搅拌速度：10000rpm
负载：额定值的70％
处理时间：5分钟
图11中的曲线G12表示样品12的分散质粒子的粒度分布。在样品12中，产生了大型泡和微型泡。图21A和图21B分别是样品12的100倍以及400倍放大率下的摹写图。
根据图9和图11所示的粒度分布的测定结果可知，在使用本发明的搅拌装置3和均化器1而生成的乳化液样品1、2(参照图9中的曲线G1、G2)以及样品9、10(参照图11中的曲线G9、G10)中，粒子直径为10微米以上的粒子几乎是0。这表明防止了向10微米以上的粒子的分散起坏影响的大型泡的发生。与此相对，在使用以往的搅拌装置而生成的乳化液样品5(参照图9中的曲线G5)以及样品12(参照图11中的曲线G12)中，在粒子直径是10微米前后形成了分布比率的峰值。由此可知，通过使用本发明的搅拌装置3和均化器1，可以几乎完全防止大型泡的发生，且与以往的搅拌装置和均化器相比，可以大幅提高分散质在分散剂中的分散度。
另外，在使用将多级网筛部件安装在以往的搅拌机叶片上的搅拌装置而调制成的乳化液样品3、4(参照图9中的曲线G3、G4)以及样品11(参照图11中的曲线G11)中，粒子直径在10微米前后形成的分布比率与使用以往的搅拌装置时相比低。由此可知，多级网筛部件非常有助于防止大型泡的发生。
另外，如图10所示，通过高速搅拌进行乳化后，再用高压乳化机进行乳化的情况下，使用本发明的搅拌装置3生成的样品6、7(参照曲线G6、7)，与使用以往的搅拌装置生成的样品8(参照曲线8)相比，其分散质的分散度也提高了。从而，在同时使用高压乳化机的情况下，本发明的搅拌装置3和均化器1也有效。
另外，如图12A、12B～图21A、21B中可以清楚地看到，与使用以往的搅拌装置和均化器调制的乳化液5、8、12的分散质粒子相比，使用本发明的搅拌装置3和均化器1调制的乳化液1、2、6、7、9、10的分散质粒子更小。从而，根据这些显微镜观察结果也可以知道，使用本发明的搅拌装置3和均化器1，几乎可以完全防止大型泡的产生，而且与使用以往的搅拌装置和均化器时相比，可以大幅提高分散质在分散剂中的分散度。
通过以上叙述可知，使用本发明的搅拌装置和分散装置，在将分散质分散于分散剂而生成分散系时，能向分散系原料混合物施加充分强的剪切力，且在大气开放系中生成分散系时，能有效防止分散系原料混合物内产生大型泡。
本发明通过与其特定实施方式进行关联而进行了说明，而本领域技术人员当然也可以采用除此之外的各种变形例和修正例。因此，本发明并不仅限于上述实施方式，而是由所附的权利要求所限定。
如上所述，本发明的搅拌装置和使用该搅拌装置的分散装置，特别适用于生成乳化液或者悬浮液等的分散系，并适合于作为生成乳化液或者悬浮液等的均化器等而使用。

Claims (4)

1.一种搅拌装置，其特征是，备有：
具备液体流入孔并且位置固定的第一盖板；
在与板的延伸面正交的方向上离开第一盖板而配置并且与第一盖板固定连接的第二盖板；
在形成于第一盖板和第二盖板之间的板间空间部内，在与液体流入孔对应的位置配置的旋转式叶轮；
固定在第一盖板和第二盖板上并且在板间空间部内，以包围叶轮的方式配置，且周壁形成有多个分别沿与板的延伸面正交的方向延伸的细长的液体流通孔的大致筒状或者大致桶状的位置固定的内侧网筛部件；
固定在第一盖板和第二盖板上并且在板间空间部内，以包围内侧网筛部件的方式配置，且周壁形成有多个分别沿与板的延伸面正交的方向延伸的细长的液体流通孔的一个或者多个大致筒状的位置固定的外侧网筛部件，
上述内侧网筛部件及外侧网筛部件的细长的液体流通孔将混合液的流动的矢量中多半的周向成分去除，使上述混合液实质上仅具有径向成分。
2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征是：内侧网筛部件和外侧网筛部件的侧壁是圆筒形。
3.一种间歇式分散装置，使用权利要求1或者2所述的搅拌装置，其特征是：
搅拌装置配置于大气开放型的间歇式容器内，
通过用搅拌装置搅拌装入到间歇式容器内的、包含有分散质和分散剂的混合物，将分散质分散于分散剂而生成分散系。
4.一种连续式分散装置，使用权利要求1或者2所述的搅拌装置，其特征是：
搅拌装置配置于密闭型的流通式容器内，
通过用搅拌装置搅拌在流通式容器内流通的、包含有分散质和分散剂的混合物，将分散质分散于分散剂而生成分散系。
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Patentee after: Beauty Holdings

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Patentee before: Zhong Yeman

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Sojitz Machinery Corporation

Assignor: Beauty Holdings

Contract record no.: 2010990000494

Denomination of invention: Agitating device, and dispersing device using the agitating device

Granted publication date: 20070808

License type: Exclusive License

Open date: 20050803

Record date: 20100709

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SOJITS MACHINERY CORPORATION

Free format text: FORMER OWNER: MEILI CORP.

Effective date: 20120821

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20120821

Address after: Tokyo, Japan

Patentee after: Sojitz Machinery Corporation

Address before: Japan Osaka

Patentee before: Beauty Holdings

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SUGINO MACHINE CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SOJITS MACHINERY CORPORATION

Effective date: 20130301

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130301

Address after: Toyama County

Patentee after: Sugino Mach

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Sojitz Machinery Corporation

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070808

Termination date: 20160605