JP2005500904A - 材料の微粉化方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、様々な形態の炭素のような元素材料、ならびに鉱物を含有する有機結晶および鉱物を含有しない有機結晶の分解または粒度の減少方法を提供する。この方法は、ハウジングの入口を通して材料を気体流中に同伴させる工程と、ハウジング内で流動材料に複数の交互の圧力増減を受けさせる工程と、圧力増減により流動材料を分解し、それによって材料の平均粒度を減少させる工程と、分解された材料をハウジングの出口を通して排出する工程とを含む。

Description

【技術分野】
【０００１】
関連特許出願の相互参照
本特許出願は、１９９７年７月１８日に出願されて現在は放棄された米国特許出願第０９／２９０，４８３号、第０８／８９７，０１５号の継続である、１９９９年４月１２日に出願されて米国特許第６，２２７，４７３号として発行された米国特許出願第０９／２９０，４８３号の継続である、２０００年１１月２３日に出願された同時係属の米国特許出願第０９／６９４，７０８号の一部継続である。これら３つは全て、チャールズ Ａ アーノルド（Ｃｈａｒｌｅｓ Ａ Ａｒｎｏｌｄ）へのものであり、「材料を小粒子へと微粉砕する装置および方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｆｏｒ Ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｉｎｔｏ Ｓｍａｌｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）」と題されている。
【０００２】
本発明は、一般的に、無定形元素、および無定形または結晶形の化合物材料の超微細粒子を製造する方法に関する。
【０００３】
[発明の背景]
粒度の小さい材料は、大きい表面対体積比を有する。この理由から、供給原料材料のために粒度の小さい材料を使用することによって、しばしば化学的プロセスはより良好に作用する。また小さい粒度は医薬品および栄養補給剤に関しても重要であり、これは粒度が小さい場合、より容易に、かつ効率的に、体に吸収される。
【０００４】
多くの工業的用途を有するかかる材料の１つはカーボンブラックであり、これは純粋な炭素の無定形型である。化学的プロセスのため、例えば、プラスチック製造において、ゴムの配合において、ならびにインクおよび顔料の製造において、炭素供給原料としてカーボンブラックは有用である。典型的に、低酸素条件下でアセチレンおよび他の有機燃料を燃焼することによって、カーボンブラックは製造される。これはエネルギー多消費型であり、そして望ましくない気体副生物を生じる。
【０００５】
有用な方法でリサイクル可能であるため、廃材からの炭素の回収に関心が強まっている。炭素のかかる供給源の１つは、熱分解された廃車タイヤである。何百万キログラムのチャー（実質的に純粋な炭素）が、タイヤ「廃棄物」から潜在的に入手可能である。熱分解温度、加熱速度、熱分解時間、反応器の回転速度および添加剤の有無のようなプロセスパラメーターを変化させることによって、様々な性質および特性を有するチャーを一貫して製造することができる。
【０００６】
かかる熱分解性チャー粒子は、典型的に、約１ミクロンから１ミリメートル超までの範囲の大きさである。この大きさの範囲の炭素粒子は、タイヤトレッドゴム、プラスチックおよび他の材料の配合における使用に関して、またはプリンターの顔料としての使用に関しては大きすぎる。従って、新製品を製造するために使用することができる炭素を生じさせるために、約１ミクロン以下の粒度にチャーを製造しなければならない。最大体積の使用に関して、かかる微細な粒度が望ましく、または要求される。様々な産業において何数千トンもの微細な炭素粒子が使用されるため、大量の材料を加工できる機械が必要である。
【０００７】
結晶形または無定形である他の硬質材料は、一般的に、食品加工または栄養補給剤のような用途に有用である、より小さい粒度まで粉砕することが困難である。かかる材料としては、鉱物および非鉱物含有有機化合物を含有する有機分子の結晶が挙げられる。これらの材料の殆どに関して、約５０ミクロン未満の粒度が非常に望ましい。
【０００８】
[発明の簡単な概要]
本発明は、共振分解（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を使用して、元素および配合された材料の両方に有用な小粒子形を製造する方法を提供する。材料は無定形であっても結晶形であってもよい。殆どの場合において、微細な流動性粉末が製造される。
【０００９】
１つの態様において、本発明は、少なくとも約９０重量％の炭素からなる微粒炭素材料の平均粒度を減少させる連続フロー法を提供する。この方法は、ハウジングの入口を通して炭素材料を気体流中に同伴させる工程と、ハウジング内で流動している炭素材料に複数の迅速な交互の圧力増減を受けさせる工程と、圧力増減により流動している炭素材料を分解し、それによって炭素材料の平均粒度を減少させる工程と、分解された炭素材料をハウジングの出口を通して排出する工程とを含む。炭素材料は、カーボンブラックまたは熱分解炭素チャーのような無定形炭素、あるいはグラファイトのような結晶形炭素を含み得る。上記プロセスは、より親水性の形態の炭素粒子を製造すると考えられる。１つの実施形態において、この方法は、ハウジングを通して粒子を流動させながら、油のような粘着性材料で炭素粒子を被覆する工程を含む。
【００１０】
無定形炭素が炭素チャーである実施形態において、イソプロパノールに分散された場合、排出された炭素粒子の大きさの体積分布中央値は約１．６〜２．７ミクロンの範囲である。かかる排出された炭素粒子は、イソプロパノールに分散された場合、粒子の少なくとも約９３％が約３０ミクロン未満の大きさであり、粒子の約６０〜９０％が約５ミクロン未満の大きさであり、そして粒子の約５．３〜１６％が約１ミクロン未満の大きさであることを特徴とする。水に分散された場合、炭素チャーから製造された、排出された炭素粒子の大きさの体積分布中央値は約１ミクロン未満であり、そして好ましくは約０．５２〜０．８８ミクロン以下である。水に分散された場合、チャーから製造された、排出された炭素粒子は、粒子の実質的に１００％が約３０ミクロン未満の大きさであり、粒子の約７５％が約５ミクロン未満の大きさであり、そして粒子の約４６〜５１体積％が約１ミクロン未満の大きさであることを特徴とする。
【００１１】
元素無定形材料がカーボンブラックである場合、排出された炭素粒子の大きさの体積分布中央値は約３ミクロン未満であり、そして好ましくは約０．５２〜２．７ミクロンの大きさである。水に分散された場合、カーボンブラックから製造された、排出された炭素粒子の体積分布中央値は約０．５２ミクロンである。水に分散された場合、排出された炭素粒子は、粒子の実質的に１００％が約５ミクロン以下であり、そして粒子の約９０％が約１ミクロン以下であることを特徴とする。
【００１２】
さらにもう１つの態様において、本発明は、水に分散された場合、粒子の実質的に１００％が約５ミクロン以下の大きさを有し、そして粒子の約９０体積％が約１ミクロン以下の大きさを有することを特徴とする粒子から実質的になる、粉末状無定形炭素を提供する。この粒子は、約０．５２ミクロンの体積分布中央値を有することをさらに特徴とする。
【００１３】
さらにもう１つの態様において、本発明は、水に分散された場合、粒子の実質的に１００％が約３０ミクロン以下であることを特徴とする粒子から実質的になる、粉末状炭素チャーを提供する。この粉末状炭素チャー粒子は、粒子の約７５体積％が約５ミクロン以下の大きさであり、そして粒子の少なくとも約４６体積％が約１ミクロン以下の大きさであることをさらに特徴とする。
【００１４】
もう１つの態様において、本発明は、結晶の初期粒度が少なくとも約＋８０メッシュである、有機分子の結晶の粒度を減少させる連続フロー法を提供する。この方法は、ハウジングへの入口を通して結晶を気体流中に同伴させる工程と、ハウジングを通して流動させながら、結晶に複数の圧力増減を受けさせる工程と、圧力増減により流動結晶を分解し、それによって結晶の平均粒度を減少させる工程と、分解された結晶をハウジングの出口を通して排出する工程とを含み、排出された結晶の実質的に全てが約−２７０メッシュの粒度を有する。幾つかの実施形態において、排出された結晶の実質的に全てが約２０ミクロン未満の粒度を有する。他の実施形態において、排出された結晶のほとんどが約４ミクロン未満の粒度を有する。
【００１５】
有機分子は鉱物を含有することができる。ある種の特徴において、有機分子は、クエン酸カルシウム、クエン酸マグネシウムおよびメチルスルホニルメタンからなる群より選択される。
【００１６】
他の実施形態において、有機分子は鉱物を含有しない。かかる有機分子は、クレアチン一水和物、イプリフラボンおよびゼインからなる群より選択される。
【００１７】
本発明は、多くの利点を提供する。本発明に従って製造される超微細炭素粒子は、水に分散される場合、非常に小さい大きさ分布を有し、これはカーボンブラックよりも一層小さい。小さい粒度および容易な水中分散により、インクジェットおよび他の種類のプリンターにおける使用のためのインクおよび染料の製造に関して、これらの炭素粒子は特に有用となる。また微細な粒度の炭素材料は、トレッドゴム、プラスチック等を配合するための供給原料として非常に有用である。
【００１８】
大きさが減少される有機材料は、かかる化合物の他の形態より容易に溶液中に注入される。これらの物質を食品加工において、または栄養補助食品として使用する場合、これは有利である。より小さい粒度は、これらの材料がより容易に体内に吸収されることを可能にする。
【００１９】
添付図面と関連して理解される場合、以下の詳細な説明から、本発明の他の目的および利点はより明白になるだろう。
【００２０】
明細書に組み入れられ、明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の幾つかの態様を図示し、そしてその説明とともに、本発明の原理を説明するために役立つ。
【００２１】
本発明は、ある種の好ましい実施形態に関連して記載されるが、それらの実施形態に制限されることは意図されない。逆に本発明は、添付の請求の範囲により定義される本発明の精神および範囲内に包含される代替案、変更および同等なものを全て包含する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、結晶状態または無定形状態の有機および無機化合物からの超微細粒子の製造方法を提供する。加えて、本発明は結晶状態または無定形状態の非可鍛性元素材料の超微細粒子の製造方法を提供する。本明細書において、用語「微粉化される」は、約５０ミクロン（約−２７０メッシュ）未満の粒度を意味する。共振分解（ＲＤ）によって、材料の大きさを減少させる。ＲＤは強力な衝撃波を発生し、この衝撃波はＲＤミルを通り抜ける時に破壊的な共振を粒子に適用する。これについては以下に説明される。多面チャンバー中でローターを回転することによって、衝撃波が発生する。一連のオリフィスプレートと交互のローターは、ローターを回転することによってＲＤミルを通してそれらが運転される時に、チャンバーを通して気体による材料流動を引き起こし、迅速な交互の圧縮力および減圧力を受ける。流動材料がその次のレベルのローターおよびオリフィスプレートを通過する時に、ＲＤミルは数千のパルス波および衝撃波の大きさの付加的増加を提供する。また、ＲＤミルにより加工される材料は、かなりの剪断力および圧電力に暴露される。粒子がそれらの弾性の固有の限度に接近して超過するちょうどその時、送達のための段階的な渦発生剪断力によって共振力は増加する。機械へのエネルギー移動が最少になるように、段階的な力のための設計特徴を提供し、従って、効率および円滑な操作が強化される。また、ＲＤミルによって加工される材料は、実質的なパルス圧電力を受けると考えられる。
【００２３】
上記の力を使用することにより、振動して粒子を別々に分裂する細分化共振力によってＲＤミルが粒度を減少することは明白である。これは、ハンマー、ボールおよびジェットミルにおいて生じる破砕力とは対照的である。ＲＤは、様々な境界に沿って粒子を別々に引き裂く。例えば、結晶性材料は、最も弱いか、または与えられた共振振動数において分離に最も影響されやすい結晶格子構造の平面に沿って破断される。与えられた材料の弾性限度が超過したら、粒子はより小さい粒子へと分解される。従って、ほとんど弾性がない硬質結晶性材料は容易に微粉化されないが、特定の種類のゴムおよびプラスチックのような非常に弾性である材料は、微細な粒度への細分化により抵抗はあるが、大きさを著しく減少することができる。
【００２４】
ＲＤを行うために使用される媒体は、一般的に大気である。窒素および二酸化炭素のような他の気体、ならびに水／気体混合物を適応することができる。いずれの媒体であっても材料は１秒未満でＲＤミル中を流動し、そして材料次第で１時間につき２００−３５００ｋｇを加工することができる。ＲＤミルの設計のため、ＲＤミルの内部部分との接触および機械へのエネルギー移動が最少になるように、材料は、ローターおよびオリフィスプレートの表面および端部に沿って流動する気体と同伴される。この重要な特徴は、コアンダ（Ｃｏａｎｄａ）流動と呼ばれる。実際に、大部分の材料は、いずれの瞬間も機械と物理的に接触しない。従来の衝撃ミル装置で可能であるように、これはＲＤミルから製品への金属の移動を著しく減少させる。
【００２５】
ローター回転の操作速度および方向は、連続的な範囲で変更可能であり、典型的に約１０００〜５０００ｒｐｍの間である。これは、様々な回転速度が様々な振動数ならびに圧縮および減圧の幅を発生させるように、様々な材料のＲＤミルプロセスを微調整する機構を提供する。
【００２６】
１つの例において、本発明は、凝集体において約３８ナノメートル（ｎｍ）の平均初期粒度を有し、約１μｍから１０μｍの範囲の大きさで凝集する炭素の超微細粒子を提供する。水中で分散する場合、炭素の７０体積％超が１μｍ以下である。他の例において、本発明は、クエン酸マグネシウム、クエン酸カルシウムおよびメチルスルホニルメタンのような鉱物を含有する有機分子ならびにクレアチン一水和物およびイプリフラボン（７−イソプロポキシ−イソフラボン）のような鉱物を含有しない有機化合物の微細化結晶を提供する。
【００２７】
以下の項目において、ＲＤミルを最初に説明する。製造された材料およびそれらの使用に関する説明とともに、炭素および他の材料の超微細粒子を製造するためのＲＤミルの使用方法を次に説明する。
【００２８】
共振分解ミル
ＲＤミルは、米国特許第６，２２７，４７３号に記載されており、本明細書に参照として全開示が組み入れられる。図１および２を参照すると、ＲＤミル１０はローターアセンブリ３８を含むハウジング１２を含む。これは以下に記載される。ハウジング１２は、コンクリートスラブ１９上の独立支持フレーム１８により環状プレート１６から支持されている、円筒形シールド１４に囲まれている。環状プレート１６はシールド１４に溶接されて、ボルト２０でフレーム１８に固定されている。
【００２９】
また、フレーム１８はモーターアセンブリ２２を支持し、これは可変性機械的滑車２６に連結された単一の４溝ベルト２４を介して、ローターアセンブリに回転力を提供する。滑車２６は、ハウジング１２を通して延在するローターシャフト２８に連結する。ローターシャフト２８は、直径２インチ（５．１ｃｍ）の４１４０鋼ロッドから製作されている。モーターアセンブリ２２は、可変性振動数ドライブコントロール３２を有する１００ｈｐ、４８０Ｖ、三相モーター３０を含む。モーターアセンブリ２２は、可融性ディスコネクタ３４から力を受け取る。可変性振動数ドライブコントロール３２は、約６００〜５０００毎分回転数（ｒｐｍ）の間で連続的に変動するローターシャフト２８の速度を可能にする。シャフト２８に取り付けられるスプロケットアセンブリ３６は、シャフト２８の実際の回転速度を測定するために使用される。ベルトアセンブリ２４をカバーするために、シュラウド（図示せず）を使用することができる。あるいは、直接的な可変速度運転のためにモーター３０を構成することができる。
【００３０】
また、図３および４を参照すると、ハウジング１２は、横断面において正多角形を形成する９枚の縦方向に延在する側壁４０を有する。ハウジング１２の内部表面は、約２３．５インチ（５９．７ｃｍ）の内接直径を有する。側壁４０は４０°の頂点または内部角４２を形成し、そこでそれらは交わる。側壁４０および内部角４２は、上部プレート４４および底部プレート４６の間で縦方向に延在する。上部および底部プレート４４、４６は、約３０．５インチ（７７．５ｃｍ）離れている。上部プレート４４は、３つのストラップアセンブリ４８により、シールド１４に強固に結合される（図１および２）。ストラップアセンブリ４８はそれぞれ、シールド１４の外面に溶接されたブラケット５０、固定式ストラップ５２、およびそれぞれストラップ５２をブラケット５０および上部プレート４４に連結するボルト５４、５６を含む。
【００３１】
側壁４０は、それぞれ２つの完全な側壁４０および２つの部分的な側壁４０を含む３枚のパネル６０、６２、６４および３つの内部角４２から形成される。図４Ａを参照すると、パネルのそれぞれのペア、例えば６０および６２は、角４２の間でほぼ中間点に位置する重複継目６６により接合されることができる。ブラケット６８はパネル６０に溶接され、ブラケット７０は継目６６に隣接してパネル６２に溶接される。ブラケットのペア６８、７０は、留め金具、例えばボルト７２およびナット７４で結合される。ほぼ気密のハウジングを製造するために、ハウジング１２の断片間の継目６６および他の接合で、例えばシリコンベースのシーラントのような密封接合材料を使用することができる。
【００３２】
再び図２および３を参照すると、シールド１４から短い距離で内部へ放射状に延在する環状プレート１６の一部から、底部プレート４６は支持される。液封を提供するガスケット（図示せず）は、環状プレート１６および底部プレート４６の間に置かれる。ガスケットによる完全な封を保証するために、Ｊボルト配置（図示せず）を利用することができる。パネル６０、６２、６４に取り付けられたそれぞれの結合金具６７において形成された開口部を通して延在し、底部プレート４６の周囲に配列されたねじ穴５８に留められる９個のねじ留め金具６５により、底部プレート４６はパネル６０、６２、６４に固定される。上部プレート４４は、ねじ留め金具７６によりパネル６０、６２、６４上で、ねじ結合金具７５にボルト締めされる。
【００３３】
微粉化される材料をハウジング１２に導入するための供給シュート７８は、上部プレート４４の開口部８０を通して延在する。説明を明確にするために、図１に示される位置とは異なる図２の位置で供給シュート７８は図示される。供給シュート７８は、約４４度の角度で上部プレート４４の平面に関して配列される矩形チューブ８２を含む。また供給シュート７８は、その上端部にロート８４、および上部プレート４４に取り付けるためのブラケット８６を有する。チューブ８２は長さ約１３．２５インチであり、上部プレート４４の底側より約１．３７５インチ（３．５ｃｍ）下まで延在し、そして３×４インチ（７．６×１０．２ｃｍ）の内径を有する。チューブ８２は、例えば、ねじ留め金具によって、供給シュート７８を上部プレート４４に取り付けるためのフランジ８５を含む。
【００３４】
図１および４〜６を参照して、ローターアセンブリ３８を詳細に説明する。ローターアセンブリ３８は、ハウジング１２を通して縦方向に延在する回転式シャフト２８を含む。シャフト２８は、上部プレート４４にボルト締めされた、上部を有するアセンブリ８６を通して延在する。スプロケット速度インジケーターアセンブリ３６および滑車２６は、上部を有するアセンブリ８６上のシャフト２８上に配置される。底部を有するアセンブリ８８は、底部プレート４６の底側にボルト締めされる。シャフトは、底部を有するアセンブリ８８を通して延在しない。
【００３５】
ハウジング１２内に、２つのキー（図示せず）によってシャフト２８と連結されるそれぞれのハブ１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２にそれぞれ固定される６つの縦方向に一定間隔を保つローター９０、９２、９４、９６、９８、１００がある。スペーサー１１４、１１６、１１８、１２０、１２２もシャフト２８上に調節されており、ハブ１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２の隣接したペアの間に位置する。スペーサー１２４および１２６は、それぞれ、上部プレート４４および底部プレート４６に隣接して配置される。また、スペーサー１２４は、セットスクリュー（図示せず）により、シャフト２８に固定される。製作されることができるシャフト２８は、直径２インチの４１４０合金鋼製である。それぞれのスペーサーの直径は約３．５インチ（８．９ｃｍ）である。１以上のスペーサー１１４、１１６、１１８、１２０、１２２、１２６の長さを変化させることによって、１以上のローター９０、９２、９４、９６、９８、１００の縦方向の位置を調節することができる。
【００３６】
オリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４および１３６は、ローター９０、９２、９４、９６、９８および１００の隣接したペアの間に位置する。それぞれのオリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６は、それぞれのスペーサー１１４、１１６、１１８、１２０、１２２とともにその間で環状オリフィス１３８、１４０、１４２、１４４、１４６を提供する中央開口部を含む。オリフィスプレートの端部とハウジング側壁４０との間に間隔がないように、オリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６はそれぞれ、ハウジング１２の側壁４０まで延在する。その空間を通して気体または液体がオリフィスプレートとハウジングとの間で流動し得る空間がないことを確実にするために、ガスケットまたは他の密封手段を使用することができる。
【００３７】
記載された実施形態において、それぞれのシールド１４、環状プレート１６、上部プレート４４、底部プレート４６、パネル６０、６２、６４、ローター９０、９２、９４、９６、９８、１００およびオリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６は、厚さ０．５インチ（１．２７ｃｍ）の低炭素鋼、例えば、１０２０鋼製である。これらの部品は、ＲＤミル１０に関する意図された用途次第で、より硬質の材料およびより軟質の材料を含む様々な材料から製作されてよい。
【００３８】
また、図７を参照にすると、分配器ローターとも称される最上部ローター９０は、供給シュート７８を介してハウジング１２中に材料が供給される場所に最近接して位置する。分配器ローター９０は、５つの頂点を形成する正五角形の周囲端部または外角１５０を有する分配器ロータープレート１４８を含む。５つの分配器ローター翼１５２は、分配器ロータープレート１４８の上側から、上部プレート４４の方へと上方に延在する（明確にするために、３つの翼のみが図７に示される）。またそれぞれの分配器ローター翼１５２は、外角１５０からハブ１０２へほぼ放射状に内部へと延在する。溶接によって、翼１５２を分配器ロータープレート１４８およびハブ１０２に固定することができる。あるいは、それぞれの分配器ローター翼１５２を、分配器ロータープレート９０において形成された相当するスロット１５４に適合することができ、ねじ留め金具１５６、例えばボルトで固定することができ、これは分配器ロータープレート９０の開口部１５８を通して延在し、分配器ローター翼１５２における相当するねじ穴１６０に取り付けられる。それぞれの分配器ローター翼１５２の上端部１６２は、１０２の約１インチ（２．５ｃｍ）の高さから、プレート１４８の周囲部付近の約１．５インチ（３．８ｃｍ）の高さまで上方へと傾斜する。五角形の分配器リング１６４は幅約１．５インチ（３．８ｃｍ）であり、分配器ローター翼１５２の上部端１６２に溶接される。
【００３９】
記載された実施形態において、それぞれの分配器ロータープレート１４８、分配器リング１６４および分配器ローター翼１５２は、０．５インチ（１．２７ｃｍ）の低炭素鋼プレートから製作される。他の実施形態において、かかる部品およびハウジングは、ステンレス鋼または他の適切な材料から製作されることができる。分配器ローターは、直径１７インチ（４３．２ｃｍ）の円で外接され、高さ約２．７インチ（６．９ｃｍ）である。分配器リング１６４は、上部プレート４４より約１．６２５インチ（４．１３ｃｍ）下および供給シュート７８の排出開放部１６６より約０．２５インチ（０．６３ｃｍ）下に位置する。供給シュート７８の排出開放部１６６は、分配器リング１６４のコードの中心が排出開放部１６６と直線状である場合に、排出開放部１６６の放射状最深端部１６８が分配器リング１６４の内端部１７０を超えて内部へ約０．５インチ（１．２７ｃｍ）延在するように位置する。分配器ローター９０の角１５０が供給シュート７８と直線状である場合、排出開放部１６６の外部は完全に分配器リング１６４の内部である。これにより、分配器ローター翼１５２の間のスロットへ材料を供給するための大きな領域が提供され、可能である限りハブ１０２から放射状に離れて供給シュート７８からローター９０上へ材料を排出する。以下に議論される理由のために、各翼１５２は、ローターアセンブリが回転している場合、いずれの重複もなく、または分配器ローター翼１５２が分配器ロータープレート１４８の端部をわずかに超えて延在して、各分配器ローター翼１５２の後方外端部１７２が頂点１５０の後方端部において分配器ロータープレート１４８の周囲端部とほぼ直線状になるように形成されるように配置される。
【００４０】
他のローター９２、９４、９６、９８、１００は、分配器ローター９０とは異なって設計されるが、互いに同様である。図８を参照すると、ローター９４が例として記載されている。ローター９４は、９つの頂角１７８を形成する正九角形の周囲端部１７６を有するロータープレート１７４を含む。ロータープレート１７４は、溶接または他の方法で強固にハブ１０６に連結される。またローター９４は、９つの湾曲翼１８０を含み、これはそれぞれ、頂角１７８のそれぞれのものからハブ１０６へと放射状に内部へと延在する。翼１８０は長さ約６インチであり、ロータープレート１７４より約１インチ上に延在し、それは厚さ約０．５インチ（１．２７ｃｍ）である。ＲＤミル１０のほとんどの使用に関して、各翼１８０の内部曲線はローターアセンブリが回転する方向へと向いているが、幾つかの用途において、逆回転がより良好な結果を提供する。ロータープレート１７４は、０．５インチ（１．２７ｃｍ）の低炭素鋼プレートから製作され、翼１８０は０．５インチ（１．２７ｃｍ）の壁、８インチ（２０．３ｃｍ）の外径の鋼管から製作される。図７に図示された分配ローター９０に関して上記されたものと同様の方式で、翼１８０は、ロータープレート１７４の上面に形成されたそれぞれ０．１２５インチ（０．３２ｃｍ）の深さの溝（図示せず）に差し込まれて、ロータープレート１７４に形成された開口部（図示せず）を通して延在する３つのねじ留め金具（図示せず）によってその位置に固定される。この配列は、翼１８０の単純な取り外しおよび置き換えを可能にする。あるいは、ローター１８０はロータープレート１７４に溶接されてもよく、または別の方法でロータープレート１７４に付着されてもよい。ロータープレート１７４と翼１８０との間に重複がないように、または後方端部１８２が頂角１７８の後方側におけるロータープレート１７４の端部１７６をわずかに超えて延在するように、翼１８０の外側の後方端部１８２は、ロータープレート１７４の周囲端部１７６と直線状になる角度で斜めに切断されている。
【００４１】
他のローター、ローター９２、９６、９８および１００はローター９４と同様に構成され、それぞれ九角形の周囲端部１７６、および頂角１７８からそれぞれのハブ１０４、１０８、１１０および１１２に向かって放射状に内部へ延在する湾曲翼１８０を有する。図５に図示される実施形態において、ローター９２、９４、９６、９８および１００は、それぞれ、１７、１９、２１、２１および２１インチの直径を有する円によって外接される。後方端部１８２において翼１８０とロータープレート１７４との間に重複がないか、殆どないように、各翼１８０は外周が約６インチ（１６．２ｃｍ）の長さであり、その頂角１８２で形成される。各ローターは約１．５インチ（３．８ｃｍ）の高さを有する。ローター９２が他のローターより小さく、翼１８０が全てのローター９２、９４、９６、９６、１００と同一の大きさであるため、ローター９２上の各翼１８０はおおよそハブ１０４へと延在するが、ローター９４、９６、９８、１００上の翼１８０は、ハブ１０６、１０８、１１０、１１２のそれぞれまで延在せず、それらの間に間隔が提供される。
【００４２】
図１１を参照すると、各翼１８０は、それが取り付けられるロータープレートの端部１７６上で小さなオーバーハング２２０を提供するように位置する。オーバーハング２２０は１インチの約３２分の１以下であり、コアンダ流動を強化する。また図１１に図示される翼１８０は、ロータープレート１７４の端部１７６と同様にオーバーハング２２０が形成され、前方表面２２４の外側先端２２２が頂角１７８のほぼ上に位置するように配置される。図中の矢印は、回転方向を示す。
【００４３】
図１２を参照して、また翼１８０は、より効率的なポンプ動作を提供するように、回転方向（矢印）に関して、その前方表面２２４において、タービン翼のように、湾曲した外形を有するように変更されてよい。
【００４４】
また図９を参照して、オリフィスプレート１２８を、０．５インチ（１．２７ｃｍ）の低炭素鋼プレートから製作することができる。その周囲端部１８４は、ハウジング１２の側壁４０に対して密接して適合するように大きさが設定された九角形を形成する。オリフィスプレート１２８は、内縁１８８により形成される中心開口部１８６を含み、スペーサー１１４とともに、それはその間で環状オリフィス１３８を提供する。オリフィスプレート１３０、１３２、１３４および１３６は同様に構成される。オリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４および１３６は、それぞれ７、８、９、１０および１１インチ（１７．８、２０．３、２２．９、２５．４および２７．８ｃｍ）の直径の開口部１８６を有する。
【００４５】
図４および５、そして図１０Ａおよび１０Ｂを参照して、オリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６は、パネル６０、６２、６４から独立して、支持ピン１９０により支持される。支持ピン１９０は、直径２インチ（５．１ｃｍ）の鋼ロッドから製作することができる。等しく一定間隔を保つ３つのピン１９０は、オリフィスプレートのそれぞれの近隣のペアの間に位置する。ハウジングの内部角４２に隣接するように、それぞれの支持ピン１９０はオリフィスプレートの頂角１９２に位置する。図５および９に示されるように、オリフィスプレート（例えば、オリフィスプレート１２８）の一面上の支持ピン１９０は、そのオリフィスプレートの他面上の支持ピン１９０Ａから１つの頂点（４０°）で相殺される。
【００４６】
オリフィスプレートに形成されたカウンターシャンクスルーホール（図示せず）へ、およびピン１９０に形成されたねじ穴１９６へと延在するねじ留め金具１９４、例えばボルトにより、支持ピン１９０はオリフィスプレートに取り付けられる。また、オリフィスプレート１２８の上側に取り付けられた３つの支持ピン１９０を、ねじ留め金具により上部プレート４４に取り付けることができる。例えば、これら３つのピン１９０を留めるために、図２に関して前記された通りストラップ５２を保持するために使用されるボルト５６を使用することができる。また、オリフィスプレート１３６の底側に取り付けられた３つの支持ピン１９０を、底部プレート４６に取り付けることができる。底部プレート４６は、これらの３つのピン１９０を留めるために、ねじ留め金具２００（図５に示される）を挿入することができる３つの開口部１９８を含む。
【００４７】
再び図６を参照して、底部プレート４６は、微粉砕された材料がハウジング１２から排出される４つの開口部２０４を形成するウェブ２０２を含む。直径２３インチ（５８．４ｃｍ）のスカート２０６は、開口部２０４のちょうど外側で底部プレート４６から依存する。ウェブ２０２は、底部を有するアセンブリ８８からローターアセンブリ３８を支持し、それはウェブ２０２にボルトで留められる。スカート２０６内で開口部２０４の大きさを最大にするように、可能な限りウェブ２０２の大きさを小さくする。
【００４８】
スカート２０６の直径は、ローラー２０９に乗せられた５５ガロンオープンバレル２０８に適合する大きさに設定される。微細に微粉砕された粒子が漏れないようにするために、布ベルト２１０をスカート２０６およびバレル２０８の間に使用される。スカート２０６は４つの開口部２１２を含む（図３には２つのみ示される）。それぞれの開口部２１２は、それぞれ直径６インチ（１５．２ｃｍ）のチューブ２１４（図１および２には２つのみ示される）を取り付けるために使用されるボルト円を含む。チューブ２１４はスカート２０６からほぼ放射状に外側へ延在し、それぞれのチューブ２１４は、それに取り外し可能に取り付けられた布フィルターバッグ２１６を有する。チューブ２１４を通して、ＲＤミル１０から空気が消費される。フィルターバッグ２１６は微細粒子を捕え、空気を完全に通過させる。
【００４９】
記載された実施形態において、ローター９０、９２、９４、９６、９８、１００およびオリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６は以下の通り配置される。オリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４および１３６の上面は、それぞれのローター９０、９２、９４、９６および９８の底面よりそれぞれ約２．８７５、２．１２５、１．８７５、１．６２５および１．３７５インチ（７．３、５．４、４．８、４．１および３．５ｃｍ）下に位置する。オリフィスプレート１２８および１３０は約５インチ（１２．７ｃｍ）離れており、オリフィスプレート１３０および１３２は約４．５インチ（１１．４ｃｍ）離れており、オリフィスプレート１３２および１３４は約４インチ（１０．２ｃｍ）離れており、そしてオリフィスプレート１３４および１３６は約３．５インチ（８．９ｃｍ）離れている。ローター９２、９４、９６、９８および１００の翼１８０の上部は、それぞれのオリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４および１３６より約１．３７５、１．１８７、０．８７５、０．６２５および０．５インチ（３．５、３．０、２．２、１．６および１．３ｃｍ）下にある。ローター１００は、底部プレート４６より約１．７５インチ（４．４ｃｍ）上に位置する。ローター９２、９４、９６、９８および１００は、最も近いそれらの次のローターに関連して約７．２度回転する。
【００５０】
ローターアセンブリ３８のローター９０、９２、９４、９６、９８、１００が、粉砕または他の方法で加工される材料がハウジング１２中に導入されるハウジング１２の上端部からの距離の増加とともに一般的に増加する大きさを有することが分かる。最小ローター９０、９２は上部プレート４４の最も近くに配置され、最大ローター９６、９８、１００は底部プレート４６の最も近くに配置され、そして中間の大きさのローター９４は上部プレート４４と底部プレート４６との間のほぼ中間に配置される。この配列は、特に、大きい大きさの物品を分解させるために適している。供給材料が、熱分解性炭素チャーのようなより小さい大きさに設定された粒子を含む場合、ローターはより均一な、より大きい大きさであることができる。いくつかの用途において、全て同一の大きさであるローターを有すること、またはいくつかの様式においてより大きいローターとより小さいローターとを交互にさせることは有利であり得る。
【００５１】
加えて、オリフィス１３８、１４０、１４２、１４４、１４６は、上端部からの距離の増加とともに一般的に大きさが増加する。この配列は、それぞれの段階で負の背圧を維持するために使用される。他の用途に関して、この配列を逆にすることができるか、オリフィスがより均一な大きさであり得るか、またはオリフィスの大きさはハウジング１２の一端から他端まで異なる様式で変更することができる。
【００５２】
それぞれのオリフィスプレートとその下のローターとの間の間隔は、上部から底部までの距離を増加させることにより一般的に減少する。さらに、ローターおよびオリフィスプレートは、隣接したオリフィスプレート間の間隔が上部から底部まで一般的に減少するように配置される。これは、ローターアセンブリ３８の上部と底部との間の段階で体積を減少させる。
【００５３】
ＲＤミル１０のオリフィスを通して流動する材料は、最初に速度増加および付随する圧力減少を受ける。次いで、利用可能な体積が各々の後続する段階で減少するので、ＲＤミル１０を通して流動する材料は迅速な圧縮を経験し、そしてそれは順番に迅速な圧力および／または温度の増加を引き起こすことができる。オリフィスのすぐ上流の圧力より低いオリフィスのすぐ下流に圧力を提供するそれぞれの後続する段階により、オリフィスの大きさは増加する。それぞれのオリフィスを横切って維持されるこの負の背圧は、流動の維持を補助する。
【００５４】
最良の理解として、約１０００毎分回転数（ｒｐｍ）以上の速度で回転するローターアセンブリを有するＲＤミルに導入される材料は、主に、ハウジング１２内で発生する衝撃波を含む圧力変化によって分解される。観察により、供給シュート７８に供給される材料、ならびに供給シュート７８を通して入る空気は迅速に促進されて、次いで、回転しているローターアセンブリ３８を通る流体のような流動に同伴することが示される。流動中の材料は、ほとんど直ちに次々と衝撃波を受けると考えられ、その第１番目は、それが分配器ローターに達する前でさえ供給原料材料の破断を開始する。
【００５５】
回転しているローター９０、９２、９４、９６、９８、１００は、ハウジング１２を通して非常に強い空気流を生じる。供給シュート７８を通してＲＤミル１０に供給される材料は、この流動に同伴されると考えられる。（実際、固体微粒子の材料が処理される場合、与えられたローターに対して空気流は実際に速度を増加させる。）ハウジング１２の側壁４０またはオリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６との最小の接触を生じるＲＤミル１０を通して、空気または気体流により、材料は明白に流動する。これは、ローター周囲１７４およびオリフィス縁１８８の外形に密接に従うコアンダ効果により影響される流動のためである。この理由のため、ＲＤミルを通る材料および空気の流動は、「コアンダ流動」と称される。コアンダ効果は、流動材料とＲＤミル１０の部品との高い角度の接触を減少することを助け、それによって、これらの部分での磨耗を減少し、粉砕された材料の汚染混入を減少し、そして粉砕された材料の表面特性を維持することを助ける。シュラウドがコアンダ効果を強化するように分配器リング１６４が作用する。
【００５６】
コアンダ流動は、それがそれぞれのローターの周囲端部およびそれぞれのオリフィスの縁を回る時、方向を迅速に変化し、迅速に外側に向かう流動と迅速に内側に向かう流動とを交互にする。オリフィスの大きさはローターアセンブリ３８を通して負の背圧を維持する各後続段階で増加し、それはコアンダ流動を維持するために十分高い空気および粒子の速度を保つことを助ける。
【００５７】
セラミックのボールのような硬質材料を粉砕する場合に行われる観察により、翼１５２、１８０がそれぞれ、頂角１５０、１７８の後方側に配置されない場合、ロータープレート１４８、１７４は磨耗を経験し、翼１５２、１８０が取り付けられた場所に隣接して下流である下側でわずかに丸くなることが示される。これは、それぞれのローターの周囲外形に密接に従うコアンダ流動に材料が同伴されるという証拠である。また、それぞれのローター翼１５２、１８０の先導側、特に、それぞれのロータープレート１４８、１７４付近の領域は、その外端部への近接により磨耗が増加することを示す。また、翼によって材料が放射状に外側へ移動されるように、翼の側面上に乗る材料に関する傾向がある。しかし、材料がコアンダ流動に同伴されない場合、磨耗パターンはスコアリングまたはピッチングを殆ど示さないことが予期される。これらは、磨耗が観察されたローターの唯一の領域である。ローター上で観察されるように、側面４０およびオリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６は大きい幾つかの粒子衝撃の証拠を示すが、磨耗パターンは示さない。熱分解性炭素チャー粒子のようなより軟質の材料は、ＲＤミル１０の部品と、さらに少ない衝突を経験すると予想される。
【００５８】
翼１５２および１８０を過ぎて、ならびにロータープレート１４８、１７４の周囲で流動する材料に及ぼすコアンダ効果を強化するために、翼の外端部を斜めに切断することができ、そしてそれぞれのロータープレート１５０および１７４の周囲端部と直線状になるようにすることができる。それぞれの翼１５２、１８０の先導端部は、少なくとも、それぞれのロータープレート１４８、１７４のそれぞれの頂点１５０、１７８へ行かなければならない。それらの外端部が頂角１５０、１７８の後方側上にあるように翼１５２、１８０を位置決めすることにより、磨耗量が減少する。
【００５９】
流動方向が迅速に変化する場合のような迅速な加速または圧力の変化を流動材料が経験するたびに、衝撃波のような迅速な圧力変化が発生する。それらが迅速な圧縮または減圧を経験する時に、材料の圧電性のために、かかる衝撃波は大きい電圧を発生させる。大きい加速が起こる幾つかの場所は、供給シュート７８の排出開放部１６６、回転している翼１５２、１８０、回転している分配器ロータープレート１４８、およびロータープレート周囲端部１７６、およびオリフィス１３８、１４０、１４２、１４４、１４６の回転している縁１８８を含む。流動がオリフィスを通過する時、または流動がローターでポンプ吸い上げされる時、大きい圧力変化が起こる。
【００６０】
ローターアセンブリ３８が回転する時に、非均一な電磁場もハウジング１２内で発生する。ローター９０、９２、９４、９６、９８、１００、ならびにハウジング１２およびオリフィスプレート１２８、１３０、１３２、１３４、１３６は全て低炭素鋼製であり、これは強磁性である。回転しているローターは、迅速に変化する非均一な電磁場を生じる。これらの電磁場は、コアンダ流動中の材料における圧電効果を強化する。
【００６１】
ローター９０、９２、９４、９６、９８、１００の翼１５２、１８０が代わる代わる側壁４０およびハウジングの角４２を通過するように、最初のパルス定在衝撃波が生じてもよい。ローターがハウジング１２のそれぞれの空の内部角４２を通過する時に減圧が生じ、翼が両側壁４０の中心を通過する時に圧縮が生じる。この種類の衝撃波は、４０度の翼の回転ごとに生じる。
【００６２】
さらに、翼１５２、１８０が、そのうち３つがそれぞれのローターの最も近くに位置する支持ピン１９０を通過する時、第２のパルス定在衝撃波が生じる。最大のローターである、ローター９６、９８、１００の翼１８０は、支持ピン１９０の約０．１インチ以内を通過する。翼がローター付近に位置するそれぞれの３つの支持ピンを通過する時、流動の圧縮のため、これらの衝撃波はローターの翼の１２０度の回転ごとに生じる。九角形ローターのそれぞれの回転に対して、２７の衝撃波が生じる。従って、オリフィスプレートを支持し、そのうえ衝撃波の発生を助けるために、支持ピン１９０は使用される。記載された実施形態において、これらの目的のために円筒形支持ピンを使用するが、オリフィスプレートを支持するために異なる配列を使用することができ、そして第２の衝撃波を発生させるために、異なる形状の部材をそれぞれのローター翼１５０、１８０の反対側の角４２に置くことができる。
【００６３】
材料をＲＤミルに供給する前に、ローターアセンブリ３８を回転操作速度にさせる。回転しているローターは、供給チューブ７８を通して、ＲＤミル１０を通してずっと、負の背圧により大きい空気流を発生させる。従って、供給チューブ７８に供給されるいずれの材料も、直ちに分配器ローター中で抽出され、分配器ローター９０の方へ迅速に加速される。
【００６４】
上記されるように、供給シュート７８から下に加速される間、または排出開放部１６６を出る時の方向変化の間、材料は別々に破断される。上部プレート４４と分配器ローター９０との間の大量領域へと空気および供給原料が流動するオリフィスとして排出開放部１６６が作用すると考えられる。排出開放部１６６により提供されるこの第１のオリフィスを通る流動は圧力変化を引き起こし、これは温度変化を付随する。供給チューブ７８を出る粒子の迅速な加速にともなう圧力変化は、第１の衝撃圧縮および／または膨張、ならびに幾つかの粒子の初期破断を引き起こすことができる。
【００６５】
約１〜１．５インチ（２．５〜３．８ｃｍ）未満の大きさの小粒子は、コアンダ流動に迅速に同伴し、分配器ロータープレート１４８と分配器リング１６４との間の分配器ローター９０を通して流動する。分配器ローター９０は、より長い波長衝撃波を生じさせるために９つよりむしろ５つの頂角を有する。これはより大きい粒子を破断するために有効であることが見出されている。この理由のために、非常に硬質の材料を破断するために使用される他の実施形態において、ローター９２、９４、９６、９８および１００は、材料が導入されるハウジング１２の上端部からの距離を増加させ、側壁の数を一般的に増加させて構成される。例えば、分配器ローター９０およびローター９２は五角形、ローター９４および９６は七角形、そしてローター９８および１００は九角形に構成される。
【００６６】
コアンダ流動がオリフィス１３８を通過する時、粒子は、相当する圧力上昇による迅速な方向変化および速度増加を経験する。オリフィスプレート１２８とローター９２との間の体積が、ローター９０とオリフィスプレート１２８との間の体積より小さいため、流動は直ちに圧縮される。また、これは、圧力の迅速な増加および付随の温度増加を引き起し得る。この段階で、側壁４０に対して、およびピン１９０に対して、より大きい粒子のいくらかの高速の衝撃がまだあり、より大きい粒子がこれらの構造に跳ね返るか、または破断し、次いでコアンダ流動において粒子と衝突する。
【００６７】
流動がそれぞれの後続段階を通過して、ローターおよびオリフィスの周囲を回るように、この迅速な加速、膨張および圧縮のプロセスは繰り返される。流動材料の圧力および加速におけるこれらの迅速な変化は、ＲＤミル１０を通る流動材料を微粉化する衝撃波を生じることに寄与する。加えて、流動における材料の迅速な圧縮および減圧は、圧電エネルギーの形成およびそれに続く材料における排出を引き起こし、これは幾つかの材料のより小さい大きさの粒子への破断を引き起こす。第１および第２のパルス衝撃波フロントは、流動における圧電エネルギーの排出によって生じる衝撃波によって強化されると考えられる。回転しているローターで生じるＲＤミル１０内の不均一な電磁場を通る材料の迅速な流動も、流動における材料の圧電性圧縮および減圧に寄与することができ、従って、流動材料において衝撃波を生じさせることにも寄与する。
【００６８】
ＲＤミル１０は、実質的に全ての遊離水分を除去するように、微粉化される材料を加熱することができる。製品は、約４０〜１００摂氏度以上まで加温されたＲＤミル１０から出る。材料からの放電、およびそれぞれのオリフィスを流動が通過した後の迅速な膨張、それに続く圧縮は、流動材料の温度を増加させ、そして水分を除去することができる。流動材料または別の変換により、揮発性有機材料も蒸発するようである。圧電エネルギーの排出および流動粒子の摩擦熱は、微粉化された材料の温度における観察される一般的な増加に寄与すると考えられる。しかしながら、ＲＤミル１０を通して空気のみ、または二酸化炭素のようなもう１つの気体を流動させることにより、実質的にハウジング１２の加温を引き起こす。従って、また、いくらかの加熱の影響は、おそらく、流動材料における圧力変化および衝撃波から放散されるエネルギーによる。
【００６９】
他の実施形態において、ＲＤミル１０を通して加工される材料を流動するために、空気以外の気体を使用することができる。例えば、非反応性気体を空気の代わりに使用することができ、またはより反応性がある気体を使用することもできる。他の実施形態において、反応性の低い気体または反応性の高い気体を空気流に添加することができる。また、冷却流体、例えば液体または気体状の冷却窒素を、加工される材料の温度を緩和するために流動気体に添加することができる。
【００７０】
以下の実施例において、ＲＤミル１０における材料加工に、特定の手順を実行した。最初に、ＲＤミル１０を、回転速度を操作する所望の定常状態にさせた。次いで、ＲＤミル１０を安定状態で操作される回転速度に維持しながら、加工される材料を供給シュートに連続的に供給した。所望であるならば、回転速度を調節した。多くの材料に関して、回転速度における小さな変化は、ＲＤミル１０の電力消費において非常に変化する。実際に、時には回転速度の増加のため、電力消費が低下し、これは共振操作を示す。典型的に、定常状態操作状態の間に加工される材料のみが特徴付けられた。実行開始および終了時に加工される材料は、通常、最適の操作を示すとは考えられなかった。加工された材料は、必要に応じて複数回、ＲＤミル１０に通すことができる。
【実施例】
【００７１】
超微細炭素粒子
ＲＤミル１０により微粉化することができる有用な材料の例は炭素である。ＲＤミル１０は、異なる炭素源から超微細炭素粒子を製造することができる。試験された幾つかの出発材料は、テキサス州、ボーガー（Ｂｏｒｇｅｒ，Ｔｅｘａｓ）のバレンタイン エンタープライス インコーポレイテッド（Ｂａｌｌｅｎｔｉｎｅ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ Ｉｎｃ．）からのペレット状標準参照カーボンブラックＮ６６０、および熱分解により製造された低揮発性を有する乾燥炭素チャーである。両方の材料に対して、ＲＤミル１０は、より微細な大きさの微粉化された炭素材料を製造した。
【００７２】
低揮発性を有する熱分解乾燥チャーの顆粒は、コロラド州、エングルウッド（Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ Ｃｏｌｏｒａｄｏ）のＣ．Ａ．アーノルド ＆ アソシエート インコーポレイテッド（Ｃ．Ａ．Ａｒｎｏｌｄ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．）により製造されたＲＤミル１０において、コロラド州、エングルウッド（Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ Ｃｏｌｏｒａｄｏ）のパルスウェーブ インコーポレイテッド（Ｐｕｌｓｅｗａｖｅ，Ｉｎｃ．）により加工された。炭素チャーは、メリーランド州、アビントン（Ａｂｉｎｇｔｏｎ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）のカーボン プロダクツ インターナショナル（Ｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）によって提供された。炭素チャーは典型的に、約７〜８重量％の酸素含有量および少量の他の不純物、特にシリカを有する。ＲＤミル１０は、１時間あたり炭素約１トンを加工できる。チャーを約３２００〜５７００ｒｐｍの回転速度で加工して、カーボンブラックの形態を製造することができる。３６００ｒｐｍで操作されるＲＤミル１０に顆粒を１〜２回通すことにより、顆粒をカーボンブラックの流動性粉末に変換するために十分であった。光学顕微鏡で観測した時に、カーボンブラックは、ほぼ０．５〜１．５マイクロメートルの範囲の球状粒子として現れるように見える。光学顕微鏡下で粗い球状に見えるが、それらは実際には均一な形状である。電子顕微鏡を使用して観察した場合（図１３Ａおよび１３Ｂ）、個々の粒子は、約１００以上の可変数の凝集したか、または連結した「第１の」粒子を含む凝集体のように見える。凝集体は、むしろ有機気体および石油製品の制御された低酸素燃焼から製造されるカーボンブラック粒子と外観は同様である。付着した第１の粒子の集合体の全体的な外観は、ブドウの房のようなものである。大部分の第１の粒子は大きさが全て均一であり、約１０〜３０ナノメートルの大きさの範囲である。付着している第１の粒子が多くの炭素原子からなることは明らかである。この実施例において適用されたものより強い共振力により、凝集したより大きい房状粒子から第１の粒子を遊離することは可能である。
【００７３】
また、炭素チャーは、４５００ｒｐｍの速度で操作されるＲＤミル１０を使用して加工された。得られた炭素粉を、ＲＤミル１０を通してさらに２回リサイクルした。水またはイソプロピルアルコール中に分散される何百の粒子の直接的な顕微鏡測定によって決定されるこの材料の大きさ分布は、ほとんど約０．３〜１０マイクロメートルの範囲であり、半分以上の粒子は約１マイクロメートル以下であった。分散は水中が最良であった。３６００ｒｐｍで加工される炭素チャーの上記実施例と同様に、電子顕微鏡により解像された個々の粒子は、光学顕微鏡によって観測されるように、一般的に球状の第１の粒子の単位の凝集体であり、これは集合して不規則な結晶錯体を形成していた。
【００７４】
同様に、テキサス州、ボーガー（Ｂｏｒｇｅｒ，Ｔｅｘａｓ）のバレンタイン エンタープライス インコーポレイテッド（Ｂａｌｅｎｔｉｎｅ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ Ｉｎｃ．）からのペレット状標準参照カーボンブラックＮ６６０、約５０ｋｇを、４５００ｒｐｍで操作されるＲＤミル１０により加工した。典型的にカーボンブラックは、チャーより高純度の炭素形態である。
【００７５】
ＲＤミル１０の製品を特徴付けるために、一部、レーザー回折を使用して、粒度分布を決定した。ジョージア州、ノルクロス（Ｎｏｒｃｒｏｓｓ Ｇｅｏｒｇｉａ）のマイクロメトリックス インストルメント カンパニー（Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ．）のマテリアルス アナリシス ラボラトリー（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）により、これを実行した。０．１％ロマー（ＬＯＭＡＲ）（登録商標）Ｐ−６２を含有するイソプロパノールおよび脱イオン水の両方で２重量％炭素試料を調製し、そして簡単に超音波処理した。圧縮され、薄く切られた炭素粉末の試料上で、２０８２Ａプローブヘッドを備えたナノスコープ（Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ）ＩＩＩＡ器具を使用して、走査トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）を室温で実行した。フランス、ミュルーズ（Ｍｕｌｈｏｕｓｅ，Ｆｒａｎｃｅ）のラボラトワール ドゥ シミー フィズィーク ＥＮＳＣＭｕ（Ｌａｂｏｒａｔｏｉｒｅ ｄｅ Ｃｈｉｍｉｅ Ｐｈｙｓｉｑｕｅ，ＥＮＳＣＭｕ）において、全てのＳＴＭ作業を実行した。マイクロメトリックス インストルメント カンパニー（Ｍｉｃｒｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏ．）のマテリアルス アナリシス ラボラトリー（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）により、窒素表面積（ＮＳＡ）、マルチポイント（ＮＳＡ）および統計学的厚さ表面積（ＳＴＳＡ）を測定した。テキサス州、パンパ（Ｐａｍｐａ，Ｔｅｘａｓ）のチタン スペシャルティーズ（Ｔｉｔａｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ）により、フタル酸ｎ−ジブチル吸収数（ＤＢＰＡ）およびフタル酸ｎ−ジブチル吸収数、圧縮試料（ＣＤＢＰＡ）を測定した。
【００７６】
共振分解を受ける前、ＲＤミル１０による１回の加工後、およびＲＤミル１０による２回の加工後のカーボンブラックおよび熱分解性チャーを特徴付ける分析結果を、それぞれ表１および２にまとめる。図１４および１５は、それぞれ、水中およびイソプロパノール中で分散されたカーボンブラック試料に関する体積頻度対直径を示し、そして図１６および１７は、それぞれ、水中およびイソプロパノール中で分散された熱分解性チャー試料に関する体積頻度対直径を示す。
【００７７】
水中に分散された標準参照カーボンブラックＮ６６０に関して、共振分解は、凝集体の大きさにおける著しい減少を生じた。ＲＤ加工前、材料の約６０％は４．２μｍを中心とする粒度分布を有した。ＲＤ加工後、このピークは消失し、カーボンブラックの約９０％は１μｍ未満の粒径となった。
【００７８】
しかしながら、イソプロパノール中に分散されたカーボンブラック試料は異なる結果を示した。ＲＤ加工後、凝集体の増加があった。実質的に、５μｍ超が１．１％のみである２．０μｍの単一ピークであったものから、ＲＤ加工により、材料の２８％が５μｍ超である三峰の粒度分布が生じた。
【００７９】
【表１】

【００８０】
【表２】

【００８１】
水中に分散された熱分解チャーの粒度は、共振分解の後、著しく減少した。未加工チャーの体積の４分の３は３０μｍ超であり、そして２体積％未満は粒度がサブミクロンであった。ＲＤ加工は、３０μｍ超の実質的に全粒子を除去し、サブミクロンの大きさの体積分率を材料の約２分の１まで増加させた。２回目のＲＤ加工は、粒度分布をあまり変化させなかった。
【００８２】
イソプロパノール中に分散されたチャー粒子に関して、１回目のＲＤ加工により、３５０μｍ超から３０μｍ未満でまで最大粒度が減少された。５μｍ超の材料の８２％が費やされて、０．４μｍから５μｍまで材料の体積が増加した。１回加工された材料の２回目のＲＤ加工により、３２％超の５μｍ未満の材料の量が減少し、そして最大粒子範囲が２８μｍから７１μｍまで拡大した。
【００８３】
また、原子間力顕微鏡を使用して、ＲＤ加工されたチャーを検査した。明らかに凝集体として特徴付けらることができる粒子があった。しかしながら、約９０％の遊離粒子（非凝集粒子）は、約１ミクロン未満の大きさであった。
【００８４】
表３は、ＲＤ加工された熱分解チャーの様々な物理特性の測定値を示す。チャーが共振分解によって１回または２回加工されても、チャーの物理特性は殆ど変化しなかった（＜１０％）。チャーが加工された時に、窒素表面積は５８ｍ^２／ｇから６６ｍ^２／ｇ（＋１４％）まで増加した。
【００８５】
【表３】

【００８６】
材料を水中に分散させた時に観察されるように、共振分解は標準カーボンブラックＮ６６０および熱分解炭素チャーにおいて著しい大きさの減少を引き起こす。脱凝集は特にカーボンブラックＮ６６０に関して著しく、ＲＤ加工後、サブミクロンの粒径総数は２７体積％から約９０体積％まで上昇する。熱分解チャー顆粒は分解されて、得られる炭素材料の約５０％が１ミクロン未満の粒度に分布される。残りの炭素は全て３０μｍ未満の大きさであり、さらなる加工においてもＲＤにより分解されないか、または分散条件下において非凝集炭素粒子と平衡を形成する凝集体で構成されると仮定される。
【００８７】
イソプロパノール中で同様にＲＤ加工された炭素粉末の分散系は、水中におけるそれらの粉末の性質とは非常に異なる粒度分布および大きさの傾向を示す。ＲＤ加工された炭素粒子がもともと熱分解チャーの形態であったか、カーボンブラックの形態であったかどうかにかかわらず、サブミクロンの分率はわずかなままである。図１４および１６に示すように、イソプロパノール中に分散された場合、大部分のＲＤ加工された炭素は１μｍ〜３μｍの範囲にある。加えて、カーボンブラックの１回のＲＤ加工およびチャーの連続ＲＤ加工において、５μｍ超において凝集と仮定される増加がある。
【００８８】
２つの溶媒の異なる化学的性質に、可能な説明がある。水は、受容体より一層プロトン供与体である。イソプロパノールは、強プロトン供与体および受容体であって、そして疎水性領域を提供する。水中で分散されるＲＤ加工された炭素の傾向はイソプロパノールより大きいことに基づいて、これは、ＲＤ加工が炭素表面をより親水性にすることを示す。
【００８９】
Ｘ線光電子分光法により、ＲＤ加工の前後の両方に関して炭素の表面化学を測定した。未加工の炭素チャーにおいて、酸素の総重量パーセントは約７〜８％である。これは、ＲＤ加工によって不変である。しかしながらＸ線光電子分光分析により、ＲＤ加工が、表面に対する酸素の位置決めを増加することが示された。明らかに、未加工の熱分解チャー内に結合された酸素が、加工された材料の表面に移動していた。酸素は親水性であり、従って、加工された炭素粒子がイソプロパノール中よりも水中で容易に分散されることと一致している。さらに、追加的な表面酸素は、イソプロパノールにおいて通常利用可能である部位の数を減少し、それによってその溶媒における加工された材料の分散を減少する。これは、全てデータと一致している。
【００９０】
廃棄タイヤから製造されるチャー中には、亜鉛、硫黄およびシリカ粒子のような酸素以外の不純物がある。亜鉛および硫黄は、それらが反応性であり得るため、ゴムまたは他の炭素ベース製品の製造の供給原材料としての使用に関して、チャーを望ましくないものにする可能性がある。大きなシリカ粒子は、それらがプリンター装置の非常に小さい通路を妨害し得るインクジェットプリンターにおける利用に関して望ましくない。
【００９１】
ＲＤミルにより加工される場合、シリカ粒子は一般的にインクジェットプリンター装置を妨害しない一般的にサブミクロンの大きさまで減少される。しかしながら、少量のより大きいシリカ粒子は幾らか残ることがある。さらなるＲＤミル１０による加工または他の加工により、これらの大きい粒子を容認できるレベルまで除去して、ＲＤ加工されたチャーをインクジェットプリンターに使用することができると考えられる。
【００９２】
ＲＤ加工されたチャーのＸ線光電子分光法表面分析は、亜鉛および硫黄のような他の不純物が元素炭素粒子の表面に示されないことを示した。これは、これらの不純物がかかる炭素粒子内に結合されているか、またはそれらが独立粒子であることを示す。炭素粒子内に結合される場合、不純物は非反応性である。このように、ＲＤ加工されたチャーは、ゴムおよび他の炭素ベース製品を製造するために適切な供給原材料であり得る。
【００９３】
他の材料の加工後にＲＤミル１０を完全に清浄しなかった場合、ＲＤ加工された炭素に変化があることが観察された。１つの実行において、カーボンブラック粒子は、ＲＤミル１０操作の間、揮発した有機化合物を容易に捕捉した（吸着した）。この吸着は、カーボンブラックの付着性流動特性を増加させた。有機分子の供給源が、亜麻仁が加工された以前の操作から機械に残った少量の残渣であることが見出された。この残渣（大部分は油）は、ＲＤミル１０を清浄化するために典型的に使用される標準工程によって除去されなかった。炭素粒子の表面は、それらがフタル酸ｎ−ジブチルを少しも吸収しない程度まで被覆された。この例における被覆は単分子であったと考えられる。従って、ＲＤミル１０を使用して、炭素粒子を加工する時またはＲＤ加工された炭素を再加工する間に、少量の所望の被覆材料を添加することにより炭素粒子上に所望の被覆を製造することができる。カーボンブラックを容易に、および都合よく、ＲＤミル１０を通過する間に親和性を有する多数、おそらく全ての分子により「被覆する」ことができることは明白である。
【００９４】
鉱物含有有機分子の結晶
１．クエン酸マグネシウム クエン酸マグネシウムは水溶性鉱物であり、人間および動物のための栄養補助食品として使用することができる。約１６％のマグネシウムを含むクエン酸マグネシウム（Ｃ_１２Ｈ_１０Ｍｇ_３Ｏ_１４（分子量４５１））の乾燥結晶顆粒をＲＤミル１０において加工した。乾燥結晶顆粒は、加工前、約＋４０メッシュ（＞４００ミクロン）の大きさであった。ＲＤミル１０を３２００ｒｐｍで操作し、そして微細な、砂状ではない粉末を得た。加工後、得られた粉末をエタノール中に懸濁させ、顕微鏡スライド上へ広げた。１マイクロメートルスケールに対する測定のために個々の結晶を選択した。個々の結晶は、殆どが約１〜４ミクロンの大きさの範囲であった。約１０〜２０ミクロンより大きい幾らかの粒子が存在したが、これらはより小さい（１〜４ミクロン）結晶の凝集体からなった。
【００９５】
２．クエン酸カルシウム クエン酸カルシウムも、カルシウム源としての栄養補助食品として使用される。約＋４０のメッシュ（＞４００ミクロン）の初期の大きさ範囲を有するクエン酸カルシウム四水和物の顆粒結晶（Ｃ_１２Ｈ_１０Ｃａ_３Ｏ_１４・４Ｈ_２Ｏ）は、４５００ｒｐｍでＲＤミル１０を２回通過させることにより加工された。非常に微細で滑らかな粉末が製造され、湿潤時には平滑なペーストになった。粉末結晶の大きさは、殆どが約１〜３ミクロンであった。個々の粒子は、エタノール中に置かれた場合、粉砕され得る容易に弱い凝集体を形成し、これをブラベンダーにおいて強力に混合すると希釈懸濁液が得られる。様々な食品（例えば、オレンジジュース、ヨーグルト、アイスクリーム、プリン）と混合した時に、ＲＤ加工されたクエン酸カルシウムはこれらの製品の滑らかな材質を変化させなかった。
【００９６】
３．メチルスルホニルメタン メチルスルホニルメタン（ＣＨ_３ＳＯ_２ＣＨ_３）（ＭＳＭ）は、栄養補助食品として使用される天然由来イオウ含有有機化合物である。また、ＭＳＭは、合成化学プロセスにより容易に製造される。ＭＳＭの結晶は互いに接着する傾向があり、ケーキングが生じ、ＭＳＭを貯蔵した時には典型的に硬質な凝集塊が形成する。ＭＳＭの凝集塊を、３０００ｒｐｍで操作されたＲＤミル１０において加工した。これにより、軟質の凝集塊に容易にケーキングする微細粉末が製造された。加工された材料は、少なくとも−２７０メッシュ（＜５３ミクロン）の粒度を有した。ＲＤ加工されたＭＳＭは、室温で、４０〜８０メッシュまで粉砕されたＭＳＭの結晶よりも迅速に水中に溶解した。試験バッチにおいて、１グラムの加工されたＭＳＭは約１５秒以内で１００ｍｌの水に溶解されたが、出発材料の凝集塊は２分の撹拌後でも可視であった。
【００９７】
非鉱物含有有機化合物
１．クレアチン一水和物 クレアチン一水和物（クレアチン）（Ｃ_４Ｈ_９Ｎ_３Ｏ_２)は、大部分はリン酸化された形態で筋肉組織において豊富である。それは筋肉においてエネルギー貯蔵として役立ち、特に、スポーツマンおよびボディビルダーによって栄養補給剤として使用される。約＋６０メッシュ（＞３００ミクロン）の粒度を有するクレアチンの粗い顆粒結晶を、約３０００ｒｐｍで操作されるＲＤミル１０に手で供給した。ＲＤ加工されたクレアチンの粒度は、一連のスクリーンを通る通路により決定された。加工されたクレアチンの９３％は−４００メッシュの粒度を有し、従って、粒子は約３０ミクロン未満の最大の大きさであった。この試験での手動送達に対して、ＲＤミル１０への長期連続流動供給を使用して、より大きい均質性さえも達成することができたと予想される。ＲＤミル１０の連続的な安定装填下において、粒子の実質的に１００％は予想される通り−４００メッシュの大きさである。クレアチンの顆粒結晶と比較すると、ＲＤミル加工されたクレアチンは、室温において水中に迅速に溶解される。原料の顆粒結晶を使用すると数時間かかるのに対し、１０分以内で飽和溶液が得られた。
【００９８】
２．イプリフラボン イプリフラボンは、様々な植物、例えば大豆に存在し、また化学的合成によっても製造される水に「不溶性の」化合物である。それは、骨構造を維持するために有効であると考えられる。ミルに負荷質量を提供する担体として使用される塩化ナトリウム結晶２０キログラムとともに、イプリフラボンの白色半透明結晶５００グラムをＲＤミル１０により加工した。加工された材料は約−２７０メッシュの粒度を有した。水中での浮遊法によって、イプリフラボンを回収した。乾燥時に、ケーキングされたイプリフラボンを乳鉢で別々に破壊し、メタノール中における溶解速度を試験した。出発材料のイプリフラボンはメタノールにわずかに溶解するが、ＲＤ加工された材料は未加工の結晶の約２０倍迅速に溶解した。これは、加工された材料における増加表面積／質量と一致している。これらの結果は、実質的に水に不溶性である経口投与されたイプリフラボンの用量が、初期の出発材料よりも体に良好に吸収されることを予測する。様々な油およびアルコールにおけるこの材料の溶解能も、ＲＤを使用する細分化によって向上する。
【００９９】
３．ゼイン ゼインは、タブレットのコーティングとして使用される水に不溶性のタンパク質である。約＋４０メッシュ（＞４００ミクロン）の粒度を有するゼインの粗い顆粒結晶を、約３２００ｒｐｍで操作されるＲＤミル１０に材料を２回通過させることによって加工した。得られるゼイン粉末を顕微鏡で検査し、９０％超が約３〜２０ミクロンの大きさの範囲であり、最小で約１．５ミクロンであり、そして最大で約６０ミクロンである微細結晶からなることが見出された。加工された結晶は、長さまたは幅よりも非常に小さい厚さを有する平坦なシート状に見えた。加工された粉末は、迅速に撹拌しながら溶媒中にゆっくり添加することによって、８０％エタノール水に溶解した。加工されたゼイン粉末を溶解すると、比較的澄んだ淡黄色溶液が得られた。４５％エタノール水に投入し、ブレンダーで混合した時、ブレンダーは直後に被覆された。
【０１００】
本発明の様々な実施形態の前記された記載は、説明および記載の目的のために提供された。徹底的であることは意図されず、または本発明を開示された明確な実施形態に制限することは意図されない。上記の教示を考慮して、多数の修正または変更が可能である。論証された実施形態は、本発明の原理を説明するため、および実施における融通性を照明するために選択されて記載され、それによって当業者が、様々な実施形態において、および考慮された特定の使用に適切である修正により、本発明を利用することが可能となる。それらが適正に、法的に、かつ公正に権利を与えられた範囲に従って解釈される場合、全てのかかる修正および変更は、添付の請求の範囲によって決定される通り本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明による共振分解システムの立面図。
【図２】図１に図示された共振分解システムの上面図。
【図３】図１に図示された共振分解システムのローターアセンブリハウジングの立面図。
【図４】分配器モーターが平面図で示される、図３の線４−４を通る断面図。
【図４Ａ】図４の細部。
【図５】第２の供給シュードを含むローターアセンブリハウジング内のローターアセンブリを示す、図４の線５−５を通る断面図。
【図６】ローターアセンブリハウジングの底部平面図。
【図７】分配器ローターの拡大図。
【図８】ローターアセンブリのオリフィスプレートの上面図。
【図９】ローターの上面図。
【図１０Ａ】ローターアセンブリ支持ピンの立面図。
【図１０Ｂ】ローターアセンブリ支持ピンの平面図。
【図１１】ローター翼のもう１つの実施形態によるローター部分の平面図。
【図１２】図１１の線１２−１２を通る断面図。
【図１３Ａ】炭素チャー顆粒の共振分解により製造されたカーボンブラック粒子の顕微鏡写真。
【図１３Ｂ】炭素チャー顆粒の共振分解により製造されたカーボンブラック粒子の顕微鏡写真。
【図１４Ａ】共振分解前の、水に分散された標準参照カーボンブラックＮ６６０に関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１４Ｂ】共振分解後の、水に分散された標準参照カーボンブラックＮ６６０に関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１５Ａ】共振分解前の、イソプロパノールに分散されたカーボンブラック試料に関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１５Ｂ】共振分解後の、イソプロパノールに分散されたカーボンブラック試料に関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１６Ａ】共振分解前の、水に分散された熱分解炭素チャーに関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１６Ｂ】１回の共振分解後の、水に分散された熱分解炭素チャーに関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１６Ｃ】２回の共振分解後の、水に分散された熱分解炭素チャーに関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１７Ａ】共振分解前の、イソプロパノールに分散された熱分解炭素チャー試料に関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１７Ｂ】１回の共振分解後の、イソプロパノールに分散された熱分解炭素チャー試料に関する体積頻度対直径のグラフ。
【図１７Ｃ】２回の共振分解後の、イソプロパノールに分散された熱分解炭素チャー試料に関する体積頻度対直径のグラフ。

Claims (27)

1. 少なくとも９０重量％の炭素からなる微粒炭素材料の平均粒度を減少させる連続フロー法であって、
   ハウジングの入口を通して炭素材料を気体流中に同伴させる工程と、
   ハウジング内で流動している炭素材料に複数の交互の圧力増減を受けさせる工程と、
   圧力増減により流動している炭素材料を分解し、それによって炭素材料の平均粒度を減少させる工程と、
   分解された炭素材料をハウジングの出口を通して排出する工程と
   を含む方法。
2. 炭素材料が無定形炭素を含む、請求項１に記載の方法。
3. 炭素材料がチャーを含む、請求項２に記載の方法。
4. イソプロパノールに分散された場合、排出された炭素材料の粒子の体積分布中央値が約１．６〜２．７ミクロンである、請求項３に記載の方法。
5. イソプロパノールに分散された場合、排出された炭素粒子が、粒子の少なくとも約９３％が約３０ミクロン未満の大きさであり、粒子の約６１〜９０％が約５ミクロン未満の大きさであり、そして粒子の約５．３〜１６％が約１ミクロン未満の大きさであることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
6. 水に分散された場合、排出された炭素粒子の体積分布中央値が約０．５２〜０．８８ミクロン以下である、請求項３に記載の方法。
7. 水に分散された場合、排出された炭素粒子は、粒子の実質的に１００％が約３０ミクロン未満の大きさであり、粒子の約７５％が約５ミクロン未満の大きさであり、そして粒子の約４６〜５１％が約１ミクロン未満の大きさであることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
8. 無定形炭素がカーボンブラックを含む、請求項２に記載の方法。
9. 排出された炭素粒子の体積分布中央値が約０．５２〜２．７ミクロンである、請求項８に記載の方法。
10. 水に分散された場合、排出された炭素粒子の体積分布中央値が約０．５２ミクロンである、請求項８に記載の方法。
11. 水に分散された場合、排出された炭素粒子が、粒子の実質的に１００％が約５ミクロン以下であり、そして粒子の約９０％が約１ミクロン以下であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
12. 炭素が結晶形炭素を含む、請求項１に記載の方法。
13. 結晶形炭素がグラファイトを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 水に分散された場合、粒子の実質的に１００％が約５ミクロン以下であり、そして粒子の約９０体積％が約１ミクロン以下であることを特徴とする粒子から実質的になる、粉末状無定形炭素。
15. 粒子が約０．５２ミクロンの体積分布中央値であることをさらに特徴とする、請求項１４に記載の粉末状無定形炭素。
16. 水に分散された場合、粒子の実質的に１００％が約３０ミクロン以下であることを特徴とする粒子から実質的になる、粉末状炭素チャー。
17. 粒子が、粒子の約７５体積％が約５ミクロン以下であることをさらに特徴とする、請求項１６に記載の粉末状炭素チャー。
18. 粒子が、粒子の少なくとも約４６体積％が約１ミクロン以下であることをさらに特徴とする、請求項１６に記載の粉末状炭素チャー。
19. 結晶の初期粒度が少なくとも約＋８０メッシュである、有機分子の結晶の粒度を減少させる連続フロー法であって、
    ハウジングへの入口を通して結晶を気体流中に同伴させる工程と、
    ハウジングを通して流動させながら、結晶に複数の圧力増減を受けさせる工程と、
    圧力増減により流動結晶を分解し、それによって結晶の平均粒度を減少させる工程と、
    分解された結晶をハウジングの出口を通して排出する工程と
    を含み、排出された結晶の実質的に全てが約−２７０メッシュの粒度を有する方法。
20. 排出された結晶の実質的に全てが約２０ミクロン未満の粒度を有する、請求項１９に記載の方法。
21. 排出された結晶のほとんどが約４ミクロン未満の粒度を有する、請求項２０の記載の方法。
22. 有機分子が鉱物を含有する、請求項１９に記載の方法。
23. 有機分子が、クエン酸カルシウム、クエン酸マグネシウムおよびメチルスルホニルメタンからなる群より選択される、請求項２２に記載の方法。
24. 有機分子が鉱物を含有しない、請求項１９に記載の方法。
25. 有機分子が、クレアチン一水和物、イプリフラボンおよびゼインからなる群より選択される、請求項２４に記載の方法。
26. ハウジングを通して粒子を流動させながら、炭素粒子を粘着性材料で被覆する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
27. 粘着性材料が油を含む、請求項２６に記載の方法。