JP2000015072A - スパイラルフローによる処理方法とその装置 - Google Patents
スパイラルフローによる処理方法とその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 難相溶性の液−液混合物、あるいは微粒子含
有の固−液混合物からなる液状混合物を効率的に、均一
に、乳化、分散、さらには微粒子の破砕と同時の分散を
行う。 【解決手段】 ２種類以上の難相溶性の液体が混合され
た液状混合物、または、微粒子が液体中に仮分散された
液状混合物を、スパイラルフローユニット（１）内の環
状コアンダスリットより高圧力にて噴出させ、受容器内
にて液状混合物を乳化・分散させる。
有の固−液混合物からなる液状混合物を効率的に、均一
に、乳化、分散、さらには微粒子の破砕と同時の分散を
行う。 【解決手段】 ２種類以上の難相溶性の液体が混合され
た液状混合物、または、微粒子が液体中に仮分散された
液状混合物を、スパイラルフローユニット（１）内の環
状コアンダスリットより高圧力にて噴出させ、受容器内
にて液状混合物を乳化・分散させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、スパイラ
ルフローを用いた処理方法とそのための装置に関するも
のである。さらに詳しくは、この出願の発明は、各種分
野における液状混合物の乳化・分散に有用な、スパイラ
ルフローを用いた処理方法とそのための装置に関するも
のである。
ルフローを用いた処理方法とそのための装置に関するも
のである。さらに詳しくは、この出願の発明は、各種分
野における液状混合物の乳化・分散に有用な、スパイラ
ルフローを用いた処理方法とそのための装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、食品工業、化学薬
品工業、土木建築業および鉱業などの各種分野におい
て、２種類以上の難相溶性液体からなる液状混合物や、
微粒子を液体中に仮分散させた液状混合物などの液状混
合物を、乳化あるいは均一分散させる技術が種々検討さ
れて実用化されてきている。
品工業、土木建築業および鉱業などの各種分野におい
て、２種類以上の難相溶性液体からなる液状混合物や、
微粒子を液体中に仮分散させた液状混合物などの液状混
合物を、乳化あるいは均一分散させる技術が種々検討さ
れて実用化されてきている。
【０００３】そして、近年では、より高性能で高機能な
材料に対する社会的な要求により、比重差の大きな液体
の混合物や非相溶性の液体の混合物等の難相溶性の複数
種の液体の混合物、さらには撥水性微粒子などの液体と
なじみにくい微粒子と液体とからなる混合物を効率よく
均一に乳化、分散させるといった作業工程のマルチ化な
どについての要求が高まっている。
材料に対する社会的な要求により、比重差の大きな液体
の混合物や非相溶性の液体の混合物等の難相溶性の複数
種の液体の混合物、さらには撥水性微粒子などの液体と
なじみにくい微粒子と液体とからなる混合物を効率よく
均一に乳化、分散させるといった作業工程のマルチ化な
どについての要求が高まっている。
【０００４】従来、液状混合物の分散の方法としては、
一般的に、（ア）液状混合物をブレードなどにより攪拌
する攪拌方式、（イ）超音波エネルギーにより液状混合
物を混合させることにより攪拌する超音波分散方式、
（ウ）液状混合物を遠心力を用いた摩擦激突を利用して
攪拌するコロイドミル方式などが採用されている。しか
しながら、このような従来の各種分散方法については、
ミクロン以外の微細粒子の分散処理に対しては充分な効
果が得られなかった。しかも、その処理過程において気
泡が液状混合物に含まれやすく、その結果空気の表面張
力などの余分な力が不均一に働くため、液状混合物の分
散状体が均一とならないといった大きな問題がある。さ
らには、その液状混合物を攪拌または回転させるための
物理的エネルギーは、非常に大きく効率のよい分散方法
とは言い難かった。
一般的に、（ア）液状混合物をブレードなどにより攪拌
する攪拌方式、（イ）超音波エネルギーにより液状混合
物を混合させることにより攪拌する超音波分散方式、
（ウ）液状混合物を遠心力を用いた摩擦激突を利用して
攪拌するコロイドミル方式などが採用されている。しか
しながら、このような従来の各種分散方法については、
ミクロン以外の微細粒子の分散処理に対しては充分な効
果が得られなかった。しかも、その処理過程において気
泡が液状混合物に含まれやすく、その結果空気の表面張
力などの余分な力が不均一に働くため、液状混合物の分
散状体が均一とならないといった大きな問題がある。さ
らには、その液状混合物を攪拌または回転させるための
物理的エネルギーは、非常に大きく効率のよい分散方法
とは言い難かった。
【０００５】このような従来装置の問題を解消するため
に、最近になって、分散のためのエネルギー効率が高
く、さらに、一度に処理できる容量の大きな分散方法に
ついて、検討が行われ、高圧の液状混合物を微細な間隙
から噴射させることにより分散させる圧力方式が開発さ
れるに至った。しかしながら、この方法においては、圧
力を上昇させることにより、混合分散能力を向上させる
ことは可能ではあるが、その基本的な考えはより高速の
直線流を作ることにあり、エネルギー効果の観点から考
えると、やはり効率のよい分散方法とは言い難い。
に、最近になって、分散のためのエネルギー効率が高
く、さらに、一度に処理できる容量の大きな分散方法に
ついて、検討が行われ、高圧の液状混合物を微細な間隙
から噴射させることにより分散させる圧力方式が開発さ
れるに至った。しかしながら、この方法においては、圧
力を上昇させることにより、混合分散能力を向上させる
ことは可能ではあるが、その基本的な考えはより高速の
直線流を作ることにあり、エネルギー効果の観点から考
えると、やはり効率のよい分散方法とは言い難い。
【０００６】さらに、この方法においても、実際に、撥
水性の微粒子を混合して均一分散させたところ、攪拌方
式や超音波分散方式を利用して仮分散をしなければオリ
フィス内ですぐに詰まってしまった。また、処理量も充
分効率的なものとは言えなかった。この発明は、以上の
通りの従来技術の欠点を鑑みてなされたものであり、均
一な乳化・分散を効率よく行うことを可能とする、新し
い方法と装置を提供することを目的としている。
水性の微粒子を混合して均一分散させたところ、攪拌方
式や超音波分散方式を利用して仮分散をしなければオリ
フィス内ですぐに詰まってしまった。また、処理量も充
分効率的なものとは言えなかった。この発明は、以上の
通りの従来技術の欠点を鑑みてなされたものであり、均
一な乳化・分散を効率よく行うことを可能とする、新し
い方法と装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、第１には、２種類以上の
難相溶性の液体が混合された液状混合物、または微粒子
が液体中に仮分散された液状混合物を、スパイラルフロ
ーユニット内の環状コアンダスリットより加圧噴出さ
せ、液状混合物を乳化もしくは分散処理することを特徴
とするスパイラルフローによる処理方法を提供する。
の課題を解決するものとして、第１には、２種類以上の
難相溶性の液体が混合された液状混合物、または微粒子
が液体中に仮分散された液状混合物を、スパイラルフロ
ーユニット内の環状コアンダスリットより加圧噴出さ
せ、液状混合物を乳化もしくは分散処理することを特徴
とするスパイラルフローによる処理方法を提供する。
【０００８】また、この出願の方法においては、第２に
は、前記のスパイラルフローによる処理方法において、
スパイラルフローユニット後方の供給口から液状混合物
を供給するスパイラルフローによる処理方法を、第３に
は、処理された液状混合物を循環して環状コアンダスリ
ットより噴出させるスパイラルフローによる処理方法
を、第４には、第２または第３の方法において、処理さ
れた液状混合物を循環して環状コアンダスリットより後
方の供給口より供給するスパイラルフローによる処理方
法を、第５には、環状コアンダスリット後方の供給口を
密閉するスパイラルフローによる処理方法を、第６に
は、環状コアンダスリットでの加圧噴出の圧力が１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 以上であるスパイラルフローによる処理方
法をも提供する。
は、前記のスパイラルフローによる処理方法において、
スパイラルフローユニット後方の供給口から液状混合物
を供給するスパイラルフローによる処理方法を、第３に
は、処理された液状混合物を循環して環状コアンダスリ
ットより噴出させるスパイラルフローによる処理方法
を、第４には、第２または第３の方法において、処理さ
れた液状混合物を循環して環状コアンダスリットより後
方の供給口より供給するスパイラルフローによる処理方
法を、第５には、環状コアンダスリット後方の供給口を
密閉するスパイラルフローによる処理方法を、第６に
は、環状コアンダスリットでの加圧噴出の圧力が１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 以上であるスパイラルフローによる処理方
法をも提供する。
【０００９】さらに、この出願の発明においては、第７
には、２種以上の難相溶性の液体が混合された液状混合
物、または液体中に微粒子が仮分散された液状混合物を
スパイラルフローにより乳化もしくは分散処理するため
の装置であって、吐出口と供給口との間の中空路に環状
コアンダスリットを備えたスパイラルフローユニット
と、吐出口から吐出された液状混合物を受ける受容器部
と、環状コアンダスリットから液状混合物を加圧噴出さ
せる加圧部とを有し、受容器部と加圧部並びにスパイラ
ルフローユニットの環状コアンダスリットとの間には液
状混合物を循環して環状コアンダスリットより加圧噴出
させる循環管路が配設されていることを特徴とするスパ
イラルフローによる処理装置を提供する。
には、２種以上の難相溶性の液体が混合された液状混合
物、または液体中に微粒子が仮分散された液状混合物を
スパイラルフローにより乳化もしくは分散処理するため
の装置であって、吐出口と供給口との間の中空路に環状
コアンダスリットを備えたスパイラルフローユニット
と、吐出口から吐出された液状混合物を受ける受容器部
と、環状コアンダスリットから液状混合物を加圧噴出さ
せる加圧部とを有し、受容器部と加圧部並びにスパイラ
ルフローユニットの環状コアンダスリットとの間には液
状混合物を循環して環状コアンダスリットより加圧噴出
させる循環管路が配設されていることを特徴とするスパ
イラルフローによる処理装置を提供する。
【００１０】また、第８には、前記第７の処理装置にお
いて、受容器部とスパイラルフローユニットの供給口と
の間には液状混合物を循環して供給口より供給する循環
管路が配設されているスパイラルフローによる処理装置
を提供する。第９には、２種以上の難相溶性の液体が混
合された液状混合物、または液体中に微粒子が仮分散さ
れた液状混合物をスパイラルフローにより乳化もしくは
分散処理するための装置であって、吐出口と閉止部との
間の中空路に環状コアンダスリットを備えたスパイラル
フローユニットと、吐出口から吐出された液状混合物を
受ける受容器部と、環状コアンダスリットから液状混合
物を加圧噴出させる加圧部とを有し、受容器部と加圧部
並びにスパイラルフローユニットの環状コアンダスリッ
トとの間には液状混合物を循環して環状コアンダスリッ
トより加圧噴出させる循環管路が配設されていることを
特徴とするスパイラルフローによる処理装置を提供す
る。
いて、受容器部とスパイラルフローユニットの供給口と
の間には液状混合物を循環して供給口より供給する循環
管路が配設されているスパイラルフローによる処理装置
を提供する。第９には、２種以上の難相溶性の液体が混
合された液状混合物、または液体中に微粒子が仮分散さ
れた液状混合物をスパイラルフローにより乳化もしくは
分散処理するための装置であって、吐出口と閉止部との
間の中空路に環状コアンダスリットを備えたスパイラル
フローユニットと、吐出口から吐出された液状混合物を
受ける受容器部と、環状コアンダスリットから液状混合
物を加圧噴出させる加圧部とを有し、受容器部と加圧部
並びにスパイラルフローユニットの環状コアンダスリッ
トとの間には液状混合物を循環して環状コアンダスリッ
トより加圧噴出させる循環管路が配設されていることを
特徴とするスパイラルフローによる処理装置を提供す
る。
【００１１】さらにこの出願の発明は、第１０には、前
記第７ないし９の装置のいずれかにおいて、吐出口に
は、受容器部内の液状混合物中に挿入される吐出管が配
設されているスパイラルフローによる処理装置を提供す
る。
記第７ないし９の装置のいずれかにおいて、吐出口に
は、受容器部内の液状混合物中に挿入される吐出管が配
設されているスパイラルフローによる処理装置を提供す
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】この出願の発明は、前記のとおり
の特徴を有するものであるが、以下にその実施の形態に
ついて説明する。この出願の発明は、発明者らが、各種
の分野への適用について積極的に検討を進めてきた特殊
なスパイラルフロー技術を、乳化もしくは分散のための
方法として利用するものであって、この場合のスパイラ
ルフローは、流体の流れる軸方向流とその周囲との速度
差や密度差が大きく、管軸の流れが速く外側の流れが遅
い、いわゆるスティーパな速度分布を示すという原理的
な特徴を有している。さらにまた、たとえば軸方向流れ
の乱れ度が通常の乱流の０．２に対して０．０９と半分
以下の値を示し、通常の乱流とは異なる状体を形成する
という特異性を有している。環状コアンダスリットから
噴出する環状ジェットの非対称流と乱れによって特有の
旋回流としてのスパイラルフローが形成されているので
ある。
の特徴を有するものであるが、以下にその実施の形態に
ついて説明する。この出願の発明は、発明者らが、各種
の分野への適用について積極的に検討を進めてきた特殊
なスパイラルフロー技術を、乳化もしくは分散のための
方法として利用するものであって、この場合のスパイラ
ルフローは、流体の流れる軸方向流とその周囲との速度
差や密度差が大きく、管軸の流れが速く外側の流れが遅
い、いわゆるスティーパな速度分布を示すという原理的
な特徴を有している。さらにまた、たとえば軸方向流れ
の乱れ度が通常の乱流の０．２に対して０．０９と半分
以下の値を示し、通常の乱流とは異なる状体を形成する
という特異性を有している。環状コアンダスリットから
噴出する環状ジェットの非対称流と乱れによって特有の
旋回流としてのスパイラルフローが形成されているので
ある。
【００１３】添付した図面の図１は、この発明の一つの
実施の形態を例示した構成図であり、図２は、スパイラ
ルフローユニットの断面図である。たとえばまず図１に
示したように、この発明の方法では、その装置として、
スパイラルフローユニット（１）と受容器部（２）並び
に加圧部（３）を有し、図２に示したように、スパイラ
ルフローユニット（１）は、吐出口（１１）と供給口
（１２）との間の中空路に環状コアンダスリット（１
３）を持つものが使用される。
実施の形態を例示した構成図であり、図２は、スパイラ
ルフローユニットの断面図である。たとえばまず図１に
示したように、この発明の方法では、その装置として、
スパイラルフローユニット（１）と受容器部（２）並び
に加圧部（３）を有し、図２に示したように、スパイラ
ルフローユニット（１）は、吐出口（１１）と供給口
（１２）との間の中空路に環状コアンダスリット（１
３）を持つものが使用される。
【００１４】スパイラルフローユニット（１）では、ポ
ンプ等の加圧手段（３）により加圧された液状混合物
（１０）が環状コアンダスリット（１３）より噴出され
て吐出口（１１）より吐出される。環状コアンダスリッ
ト（１３）から吐出口（１１）に向っては、その内径が
漸縮小する傾斜面（１４）もしくは湾曲面が設けられて
おり、環状コアンダスリット（１３）から噴出された液
状混合物は、特異旋回流としてのコアンダスパイラルフ
ローが生成された状態として吐出口（１１）より吐出さ
れることになる。
ンプ等の加圧手段（３）により加圧された液状混合物
（１０）が環状コアンダスリット（１３）より噴出され
て吐出口（１１）より吐出される。環状コアンダスリッ
ト（１３）から吐出口（１１）に向っては、その内径が
漸縮小する傾斜面（１４）もしくは湾曲面が設けられて
おり、環状コアンダスリット（１３）から噴出された液
状混合物は、特異旋回流としてのコアンダスパイラルフ
ローが生成された状態として吐出口（１１）より吐出さ
れることになる。
【００１５】加圧された液状混合物（１０）は、たとえ
ば図２に例示したように分配室（１５）を介して環状コ
アンダスリット（１３）より加圧噴出されることにな
る。そして、このようなスパイラルフローユニット
（１）を用いた図１の装置では、さらに具体的な形態と
して、スパイラルフローユニット（１）の吐出口（１
１）には、受容器部（２）内において液状混合物（１
０）中に先端部が挿入される吐出管（４）が接続されて
おり、また、加圧部（３）には、受容器部（２）内の液
状混合物（１０）を加圧して前記スパイラルフローユニ
ット（１）へと導く循環管路（５Ａ）と、液状混合物
（１０）の新たな供給のための供給管路（５Ｂ）が接続
されている。
ば図２に例示したように分配室（１５）を介して環状コ
アンダスリット（１３）より加圧噴出されることにな
る。そして、このようなスパイラルフローユニット
（１）を用いた図１の装置では、さらに具体的な形態と
して、スパイラルフローユニット（１）の吐出口（１
１）には、受容器部（２）内において液状混合物（１
０）中に先端部が挿入される吐出管（４）が接続されて
おり、また、加圧部（３）には、受容器部（２）内の液
状混合物（１０）を加圧して前記スパイラルフローユニ
ット（１）へと導く循環管路（５Ａ）と、液状混合物
（１０）の新たな供給のための供給管路（５Ｂ）が接続
されている。
【００１６】液−液処理の場合には、吐出管（４）の先
端部が液状混合物（１０）中に挿入されていることによ
り気泡の混入を抑えることができる。もちろん、気泡混
入について問題とならない場合には必ずしもこの吐出管
（４）の挿入は必須ではない。さらには、スパイラルフ
ローユニット（１）の供給口（１２）には、受容器部
（２）内の液状混合物（１０）を循環する循環管路（６
Ａ）と、液状混合物（１０）の新たな供給のための供給
管路（６Ｂ）とが接続されている。
端部が液状混合物（１０）中に挿入されていることによ
り気泡の混入を抑えることができる。もちろん、気泡混
入について問題とならない場合には必ずしもこの吐出管
（４）の挿入は必須ではない。さらには、スパイラルフ
ローユニット（１）の供給口（１２）には、受容器部
（２）内の液状混合物（１０）を循環する循環管路（６
Ａ）と、液状混合物（１０）の新たな供給のための供給
管路（６Ｂ）とが接続されている。
【００１７】液状混合物（１０）を、循環管路（５
Ａ）、そして循環管路（６Ａ）により循環してスパイラ
ルフローユニット（１）よりスパイラル流として吐出す
ることにより、乳化、分散の性能が格段に向上する。液
状混合物（１０）の循環においては、供給管路（５Ｂ）
（６Ｂ）のいずれか一方もしくは両方より液状混合物
（１０）の一部を供給してもよいし、この供給管路（５
Ｂ）（６Ｂ）のいずれか、もしくは両方からは液状混合
物（１０）を構成する一方の液体のみを供給してもよい
し、供給管路（６Ｂ）からは微粒子のみを供給するよう
にしてもよい。
Ａ）、そして循環管路（６Ａ）により循環してスパイラ
ルフローユニット（１）よりスパイラル流として吐出す
ることにより、乳化、分散の性能が格段に向上する。液
状混合物（１０）の循環においては、供給管路（５Ｂ）
（６Ｂ）のいずれか一方もしくは両方より液状混合物
（１０）の一部を供給してもよいし、この供給管路（５
Ｂ）（６Ｂ）のいずれか、もしくは両方からは液状混合
物（１０）を構成する一方の液体のみを供給してもよい
し、供給管路（６Ｂ）からは微粒子のみを供給するよう
にしてもよい。
【００１８】受容器（２）にあらかじめ液状混合物を入
れておいて前記の循環を行うこともできる。受容器
（２）においてより均一に乳化、分散されて得られた液
状混合物（１０）は、抜出し管（７）より断続的に、あ
るいは連続的に、もしくはワンバッチとしての処理終了
後に抜出すようにすることができる。
れておいて前記の循環を行うこともできる。受容器
（２）においてより均一に乳化、分散されて得られた液
状混合物（１０）は、抜出し管（７）より断続的に、あ
るいは連続的に、もしくはワンバッチとしての処理終了
後に抜出すようにすることができる。
【００１９】図２に例示したスパイラルフローユニット
（１）については、傾斜面（１４）の角度を例えば５〜
７０°程度とすることにより、スパイラルフローが形成
され、かつ、供給口（１２）に強い負圧吸引力が生じ
る。この負圧吸引力によって液状混合物（１０）が循環
管路（６Ａ）より導かれ、スパイラルフローによって吐
出される。
（１）については、傾斜面（１４）の角度を例えば５〜
７０°程度とすることにより、スパイラルフローが形成
され、かつ、供給口（１２）に強い負圧吸引力が生じ
る。この負圧吸引力によって液状混合物（１０）が循環
管路（６Ａ）より導かれ、スパイラルフローによって吐
出される。
【００２０】また、この発明においては、別の実施の形
態として、図３に例示したように、前記の供給口（１
２）を閉鎖した状態の構成とすることもできる。たとえ
ば以上のとおりのこの発明の方法、そして装置において
は、前記スパイラルフローユニット（１）における環状
コアンダスリット（１３）からの液状混合物（１０）の
噴出圧力は加圧条件であれば液状混合物（１０）の性
状、組成、そして処理の目的に応じて設定可能である
が、一般的には１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上とするのが適当
である。
態として、図３に例示したように、前記の供給口（１
２）を閉鎖した状態の構成とすることもできる。たとえ
ば以上のとおりのこの発明の方法、そして装置において
は、前記スパイラルフローユニット（１）における環状
コアンダスリット（１３）からの液状混合物（１０）の
噴出圧力は加圧条件であれば液状混合物（１０）の性
状、組成、そして処理の目的に応じて設定可能である
が、一般的には１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上とするのが適当
である。
【００２１】また、スパイラルフローユニット（１）に
おける環状コアンダスリット（１３）の開口幅は、噴出
圧力をはじめ、処理対象が難相溶性の液−液混合物であ
るか、あるいは液体と固体微粒子との混合物であるかに
よっても異なり、後者の場合には微粒子の大きさ、微粒
子の種類と分散し易さ、そして固液比によっても相違す
るが、通常は、０．０５〜０．３０ｍｍとするのが適当
である。
おける環状コアンダスリット（１３）の開口幅は、噴出
圧力をはじめ、処理対象が難相溶性の液−液混合物であ
るか、あるいは液体と固体微粒子との混合物であるかに
よっても異なり、後者の場合には微粒子の大きさ、微粒
子の種類と分散し易さ、そして固液比によっても相違す
るが、通常は、０．０５〜０．３０ｍｍとするのが適当
である。
【００２２】旋回流としてのこの発明のスパイラルフロ
ーによる処理方法においては、たとえば図３に概要を示
したように、吐出管（４）より吐出された液状混合物
（１０Ａ）は、その特異な旋回流（α）によって周囲の
液状混合物（１０Ｂ）とのせん断摩擦により、二次流れ
（β）を生じさせる。そしてその二次流れ（β）の生成
とともに半径方向の勾配流れ（γ）も生じる。
ーによる処理方法においては、たとえば図３に概要を示
したように、吐出管（４）より吐出された液状混合物
（１０Ａ）は、その特異な旋回流（α）によって周囲の
液状混合物（１０Ｂ）とのせん断摩擦により、二次流れ
（β）を生じさせる。そしてその二次流れ（β）の生成
とともに半径方向の勾配流れ（γ）も生じる。
【００２３】このため、吐出された液状混合物（１０
Ａ）は、旋回流（α）として、二次流れ（β）並びに半
径方向の勾配流れ（γ）によって流動する周囲の液状混
合物（１０Ｂ）との接触拡散で急速に乳化または分散す
る。液状混合物に微粒子が含有されている場合には、微
粒子にはスパイラルフローの旋回成分から得られる力
と、軸成分から得られる力が加わる。このように、より
多くの力が微粒子に働くことから、微粒子の分散は極め
て効果的なものとなる。
Ａ）は、旋回流（α）として、二次流れ（β）並びに半
径方向の勾配流れ（γ）によって流動する周囲の液状混
合物（１０Ｂ）との接触拡散で急速に乳化または分散す
る。液状混合物に微粒子が含有されている場合には、微
粒子にはスパイラルフローの旋回成分から得られる力
と、軸成分から得られる力が加わる。このように、より
多くの力が微粒子に働くことから、微粒子の分散は極め
て効果的なものとなる。
【００２４】したがって、この発明においては、撥水性
の微粒子を混合して分散することをも可能とする。さら
に、この発明においては、その混合分散度が非常に高い
ことから、スパイラルフローの流れのエネルギーや、微
粒子の種類や大きさ、固液比等の調節によって、スパイ
ラルフロー内において、粒子同士の衝突も頻繁に行わ
れ、その衝突力で微粒子の破砕を分散と同時に行うこと
もできる。
の微粒子を混合して分散することをも可能とする。さら
に、この発明においては、その混合分散度が非常に高い
ことから、スパイラルフローの流れのエネルギーや、微
粒子の種類や大きさ、固液比等の調節によって、スパイ
ラルフロー内において、粒子同士の衝突も頻繁に行わ
れ、その衝突力で微粒子の破砕を分散と同時に行うこと
もできる。
【００２５】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明について説明する。
明について説明する。
【００２６】
【実施例】（実施例１）図１の装置を用いて、撥水性の
四フッ化エチレン粉末（平均粒径：０．５μｍ）と酢酸
ブチルとからなる液状混合物（固液比：４０ｗｔ％スラ
リー）を乳化・分散させた。四フッ化エチレンの撥水性
粉末は、分子量が５００〜２００００であり、末端まで
フッ素化したものである。
四フッ化エチレン粉末（平均粒径：０．５μｍ）と酢酸
ブチルとからなる液状混合物（固液比：４０ｗｔ％スラ
リー）を乳化・分散させた。四フッ化エチレンの撥水性
粉末は、分子量が５００〜２００００であり、末端まで
フッ素化したものである。
【００２７】受容器部（２）にあらかじめ酢酸ブチル中
に減圧下で前記四フッ化エチレン粉末を混入した液状混
合物を入れて、循環管路（５Ａ）（６Ａ）により循環さ
せてこの液状混合物の処理を行った。減圧下に四フッ化
エチレン粉末を酢酸ブチル中に混入した液状混合物で
は、酢酸ブチルと四フッ化エチレン粉末とは分離して存
在し、均一に分散していない状態にある。
に減圧下で前記四フッ化エチレン粉末を混入した液状混
合物を入れて、循環管路（５Ａ）（６Ａ）により循環さ
せてこの液状混合物の処理を行った。減圧下に四フッ化
エチレン粉末を酢酸ブチル中に混入した液状混合物で
は、酢酸ブチルと四フッ化エチレン粉末とは分離して存
在し、均一に分散していない状態にある。
【００２８】なお、供給管路（５Ｂ）（６Ｂ）はバルブ
により閉止した。前記の環状コアンダスリット（１３）
での噴出圧力は、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、液状混合物
（１０）の循環時間は３分間とした。環状コアンダスリ
ット（１３）からの吐出量は８ｌ／ｍｉｎとし、循環管
路（６Ａ）による循環量は５ｌとした。
により閉止した。前記の環状コアンダスリット（１３）
での噴出圧力は、５０ｋｇｆ／ｃｍ2 とし、液状混合物
（１０）の循環時間は３分間とした。環状コアンダスリ
ット（１３）からの吐出量は８ｌ／ｍｉｎとし、循環管
路（６Ａ）による循環量は５ｌとした。
【００２９】その後、液状混合物を容器により取り出
し、その分散度を分散度測定器により測定した。得られ
た液状混合物は、四フッ化エチレン粉末が酢酸ブチル中
に均一に単分散したスラリーであることを確認した。一
方、実施例と同じ液状混合物を同じ条件下において、比
較例として、従来の直線流による圧力噴出（１００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 ）方式、および、攪拌式のホモミキサーを用
いて処理した。
し、その分散度を分散度測定器により測定した。得られ
た液状混合物は、四フッ化エチレン粉末が酢酸ブチル中
に均一に単分散したスラリーであることを確認した。一
方、実施例と同じ液状混合物を同じ条件下において、比
較例として、従来の直線流による圧力噴出（１００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 ）方式、および、攪拌式のホモミキサーを用
いて処理した。
【００３０】攪拌式の場合は、液状混合物に気泡が含ま
れてしまい、四フッ化エチレン粉末と酢酸ブチルとが分
離してしまった。一方、直線流を用いた従来の圧力方式
においては、３分間の循環時間では均一に分散すること
はできなかった。均一分散のためには約１０倍の時間が
必要であった。
れてしまい、四フッ化エチレン粉末と酢酸ブチルとが分
離してしまった。一方、直線流を用いた従来の圧力方式
においては、３分間の循環時間では均一に分散すること
はできなかった。均一分散のためには約１０倍の時間が
必要であった。
【００３１】さらに圧力方式の場合にはオリフィス内で
の詰まりを防ぐために、攪拌方式や超音波分散方式を利
用して仮分散処理する必要があった。 （実施例２）容量比４：１の水とメタクリル酸メチルと
の難相溶性の液−液混合物（二相分離状態の）につい
て、実施例１と同様の方法で、１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加
圧条件下で噴出および吐出させることにより処理した。
約２分間の処理で、水中油状態の均一乳化混合物が得ら
れた。 （実施例３）図３の装置を用いて、表面改質されたガラ
ス粉末（平均粒径：１２ｎｍ）の２０ｗｔ％水性スラリ
ー５ｌを５分間処理した。供給管路（５Ｂ）は閉止して
処理した。
の詰まりを防ぐために、攪拌方式や超音波分散方式を利
用して仮分散処理する必要があった。 （実施例２）容量比４：１の水とメタクリル酸メチルと
の難相溶性の液−液混合物（二相分離状態の）につい
て、実施例１と同様の方法で、１０ｋｇｆ／ｃｍ2 の加
圧条件下で噴出および吐出させることにより処理した。
約２分間の処理で、水中油状態の均一乳化混合物が得ら
れた。 （実施例３）図３の装置を用いて、表面改質されたガラ
ス粉末（平均粒径：１２ｎｍ）の２０ｗｔ％水性スラリ
ー５ｌを５分間処理した。供給管路（５Ｂ）は閉止して
処理した。
【００３２】加圧部（３）での環状コアンダスリット
（１３）からの吐出圧力は５０ｋｇｆ／ｃｍ2 とした。
これにより表面改質されたガラス粉末が均一分散された
スラリーを得た。図１の装置を用いた場合にも同様に均
一分散されたスラリーを得た。一方、比較のために行っ
た従来の攪拌方式による場合には、ミクロン以上の大き
さの凝集物が多数存在しており、また超音波分散方式に
よる場合でも同様であった。
（１３）からの吐出圧力は５０ｋｇｆ／ｃｍ2 とした。
これにより表面改質されたガラス粉末が均一分散された
スラリーを得た。図１の装置を用いた場合にも同様に均
一分散されたスラリーを得た。一方、比較のために行っ
た従来の攪拌方式による場合には、ミクロン以上の大き
さの凝集物が多数存在しており、また超音波分散方式に
よる場合でも同様であった。
【００３３】さらに、従来の圧力方式の場合には、攪拌
方式で仮分散した後に、３００ｋｇｆ／ｃｍ2 、６００
ｋｇｆ／ｃｍ2 の各々の圧力で１パスおよび２パスの処
理を行ったが依然として、ミクロン以上の大きさの凝集
物の存在は解消できなかった。
方式で仮分散した後に、３００ｋｇｆ／ｃｍ2 、６００
ｋｇｆ／ｃｍ2 の各々の圧力で１パスおよび２パスの処
理を行ったが依然として、ミクロン以上の大きさの凝集
物の存在は解消できなかった。
【００３４】
【発明の効果】この出願の発明は、以上詳しく説明した
ように、乳化、分散、さらには微粒子の破砕と同時の分
散を均一に、効率よく行うことを可能とする。
ように、乳化、分散、さらには微粒子の破砕と同時の分
散を均一に、効率よく行うことを可能とする。
【図１】この発明の装置の実施形態を示した概略図であ
る。
る。
【図２】この発明の装置の一部であるスパイラルフロー
ユニットを例示した概略断面図である。
ユニットを例示した概略断面図である。
【図３】この発明の装置の別の実施形態を示した概略図
である。
である。
【図４】この発明の方法における作用原理を示した概略
図である。
図である。
１ スパイラルフローユニット １１ 吐出口 １２ 供給口 １３ 環状コアンダスリット １４ 傾斜面 １５ 分配室 ２ 容器部 ３ 加圧部 ４ 吐出管 ５Ａ，６Ａ 循環管路 ５Ｂ，６Ｂ 供給管路 ７ 抜出管 １０，１０Ａ，１０Ｂ 液状混合物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G035 AB37 AB40 AB44 AB54 AC16 AC26 AE13
Claims (10)
- 【請求項１】 ２種類以上の難相溶性の液体が混合され
た液状混合物、または液体中に微粒子が仮分散された液
状混合物を、スパイラルフローユニット内の環状コアン
ダスリットより加圧噴出させ、スパイラルフローユニッ
トの吐出口より吐出して受容器内にて液状混合物を乳化
もしくは分散処理することを特徴とするスパイラルフロ
ーによる処理方法。 - 【請求項２】 請求項１の方法において、スパイラルフ
ローユニットの環状コアンダスリットより後方の供給口
から液状混合物を供給するスパイラルフローによる処理
方法。 - 【請求項３】 請求項１または２の方法において、処理
された液状混合物を循環して環状コアンダスリットより
噴出させるスパイラルフローによる処理方法。 - 【請求項４】 請求項２または３の方法において、処理
された液状混合物を循環して環状コアンダスリットより
後方の供給口より供給するスパイラルフローによる処理
方法。 - 【請求項５】 請求項１の方法において、環状コアンダ
スリット後方の供給口を密閉するスパイラルフローによ
る処理方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかの方法にお
いて、環状コアンダスリットでの加圧噴出の圧力が１０
ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であるスパイラルフローによる処理
方法。 - 【請求項７】 ２種以上の難相溶性の液体が混合された
液状混合物、または液体中に微粒子が仮分散された液状
混合物をスパイラルフローにより乳化もしくは分散処理
するための装置であって、吐出口と供給口との間の中空
路に環状コアンダスリットを備えたスパイラルフローユ
ニットと、吐出口から吐出された液状混合物を受ける受
容器部と、環状コアンダスリットから液状混合物を加圧
噴出させる加圧部とを有し、受容器部と加圧部並びにス
パイラルフローユニットの環状コアンダスリットとの間
には液状混合物を循環して環状コアンダスリットより加
圧噴出させる循環管路が配設されていることを特徴とす
るスパイラルフローによる処理装置。 - 【請求項８】 請求項７の処理装置において、受容器部
とスパイラルフローユニットの供給口との間には液状混
合物を循環して供給口より供給する循環管路が配設され
ているスパイラルフローによる処理装置。 - 【請求項９】 ２種以上の難相溶性の液体が混合された
液状混合物、または液体中に微粒子が仮分散された液状
混合物をスパイラルフローにより乳化もしくは分散処理
するための装置であって、吐出口と閉止部との間の中空
路に環状コアンダスリットを備えたスパイラルフローユ
ニットと、吐出口から吐出された液状混合物を受ける受
容器部と、環状コアンダスリットから液状混合物を加圧
噴出させる加圧部とを有し、受容器部と加圧部並びにス
パイラルフローユニットの環状コアンダスリットとの間
には液状混合物を循環して環状コアンダスリットより加
圧噴出させる循環管路が配設されていることを特徴とす
るスパイラルフローによる処理装置。 - 【請求項１０】 請求項７ないし９のいずれかの装置に
おいて、吐出口には、受容器部内の液状混合物中に挿入
される吐出管が配設されているスパイラルフローによる
処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18788398A JP3392756B2 (ja) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | スパイラルフローによる処理方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18788398A JP3392756B2 (ja) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | スパイラルフローによる処理方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000015072A true JP2000015072A (ja) | 2000-01-18 |
| JP3392756B2 JP3392756B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=16213877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18788398A Expired - Fee Related JP3392756B2 (ja) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | スパイラルフローによる処理方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3392756B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006239596A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 固液混合材料の製造方法 |
| KR102271552B1 (ko) * | 2020-09-22 | 2021-07-01 | 미래청암 주식회사 | 유체 흡입 및 혼합장치 |
-
1998
- 1998-07-02 JP JP18788398A patent/JP3392756B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006239596A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 固液混合材料の製造方法 |
| KR102271552B1 (ko) * | 2020-09-22 | 2021-07-01 | 미래청암 주식회사 | 유체 흡입 및 혼합장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3392756B2 (ja) | 2003-03-31 |
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