JP2015188853A - Wet micronization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原料の湿式微粒化方法に関する。 The present invention relates to a method for wet atomization of a raw material.
微粒子、特にナノ粒子は、そのサイズがナノメートル（ｎｍ）オーダーであることで比表面積が極めて大きくなり、量子サイズ効果によって特有の物性を示すことなどから、様々な分野で研究され利用が進められている。近年、ナノ粒子は電子部品、顔料、化粧品、医薬品、食品、農薬等、各種材料分野で広範囲に利用されつつある。その一方で、ナノ粒子は凝集し易いことからナノ粒子の特性を有効活用するためには、ナノ粒子の性質に合った適切な分散処理が必要となる。 Fine particles, especially nanoparticles, have a very large specific surface area due to their nanometer (nm) order size and exhibit specific physical properties due to the quantum size effect, and are being studied and used in various fields. ing. In recent years, nanoparticles have been widely used in various material fields such as electronic parts, pigments, cosmetics, pharmaceuticals, foods, and agricultural chemicals. On the other hand, since nanoparticles easily aggregate, in order to effectively utilize the properties of the nanoparticles, an appropriate dispersion treatment that matches the properties of the nanoparticles is required.
その一方で、化学物質の安全性が議論になっている。特に化粧品、医薬品、食品の場合、微粒子が人体に直接触れ、又は人体内に直接投与されることから、微粒子の微粒化に際して不純物が微粒子に付着し、また不純物が混入すると、安全性が保障されず大きな問題となる。また、電子材料においては、微粒子への不純物混入は電気特性や磁気特性に少なからず悪影響を及ぼすこととなる。 On the other hand, the safety of chemical substances is debated. In particular, in the case of cosmetics, pharmaceuticals, and foods, the fine particles directly touch the human body or are directly administered to the human body. Therefore, when the fine particles are atomized, the impurities adhere to the fine particles, and if impurities are mixed, safety is guaranteed. It becomes a big problem. Further, in electronic materials, mixing of impurities into fine particles has a considerable adverse effect on electrical characteristics and magnetic characteristics.
一般に粒子を微粒化させる方法としては、超音波振動による分散、ビーズミルなどの粉砕用媒体を使用した湿式の機械的接触式粉砕や同体摩擦粉砕による方法（機械的接触式粉砕法）が知られている。しかし、ビーズミルなどを用いた機械的接触式粉砕では、粉砕用媒体と粒子とが点接触するため粉砕のためのエネルギー密度が高くなりすぎて、粒子の構造自体が壊れ易く、粉砕用媒体と粒子との点接触箇所における過剰な温度上昇（発熱）によって、粒子の所望の機能性が劣化してしまう不具合が生じる。さらにビーズミルなどの粉砕用媒体から発生するｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ（汚染物質：コンタミとも呼ばれる）が混入する不具合がある。これに対して、ウォータージェット技術を用いた湿式ジェットミルは、原料溶液をチャンバーノズルから高圧噴射することで粒子自体を壊さずコンタミの混入がない微粒化工法として開発されたものであり、粒子の湿式微粒化工法として有望視され実用化が進んでいる。 Generally known methods for atomizing particles include dispersion by ultrasonic vibration, wet mechanical contact pulverization using a grinding medium such as a bead mill, and a method using in-body friction pulverization (mechanical contact pulverization method). Yes. However, in mechanical contact type pulverization using a bead mill or the like, the energy density for pulverization becomes too high due to point contact between the pulverizing medium and the particles, and the particle structure itself is easily broken. As a result of excessive temperature rise (heat generation) at the point contact point, the desired functionality of the particles deteriorates. Furthermore, there is a problem that contaminants (also called contaminants) generated from a grinding medium such as a bead mill are mixed. On the other hand, the wet jet mill using the water jet technology was developed as a atomization method that does not break the particle itself by mixing the raw material solution from the chamber nozzle with high pressure and does not contain contamination. It is considered promising as a wet atomization method and is being put to practical use.
特許文献１には、チャンバー内に高圧流体を噴射するようにハウジングに取り付けられた第１と第２のノズル手段とを備え、前記第１と第２のノズル手段は、互いの噴射流同士が各々のノズル出口より先方の一点で角度を有して交差するように夫々の噴射方向が定められており、前記第１と第２のノズル手段の少なくとも一方の噴射方向を調整するための調整機構を備えていることを特徴とする噴流衝合装置、が記載されている。 Patent Document 1 includes first and second nozzle means attached to a housing so as to inject a high-pressure fluid into a chamber, and the first and second nozzle means have a mutual jet flow between each other. An adjustment mechanism for adjusting the injection direction of at least one of the first and second nozzle means, wherein each injection direction is determined so as to intersect at an angle at one point ahead of each nozzle outlet. There is described a jet abutting device characterized by comprising:
特許文献２には、チャンバー内に互いに所定衝突角度で高圧流体を噴射する第１と第２のノズル手段と、前記チャンバー外で対象材料を貯蔵すると共に、前記第１および第２のノズル手段へそれぞれ前記対象材料を供給する材料供給手段を有する材料タンクと、前記チャンバー外で混合用流体を貯蔵する流体タンクと、前記第１および第２のノズル手段へそれぞれ前記流体タンク内の混合用流体を加圧して供給する加圧手段と、を備え、前記第１および第２のノズル手段は、それぞれ前記材料タンクから供給される対象材料の導入口と、前記加圧手段から供給される高圧の混合用流体の導入口を有し、内部に形成される混合用流体の高速噴流によって発生する吸引力により、前記材料タンクから材料を前記導入口を介して吸い込み、前記高速噴流に合流させて材料と流体を混合しつつ高速スラリー混合液流を噴射するものであり、この合流部のノズル流路内壁面に沿って、該内壁面と材料流体混合噴流体とを隔てる空気層を形成するための機構を備えたことを特徴とする噴流衝合装置、が記載されている。 In Patent Document 2, first and second nozzle means for injecting high-pressure fluid into a chamber at a predetermined collision angle with each other, a target material is stored outside the chamber, and to the first and second nozzle means. A material tank having a material supply means for supplying the target material, a fluid tank for storing a mixing fluid outside the chamber, and a mixing fluid in the fluid tank to the first and second nozzle means, respectively. Pressurizing means for pressurizing and supplying, wherein the first and second nozzle means are each an inlet for a target material supplied from the material tank and a high-pressure mixing supplied from the pressurizing means A suction fluid generated by a high-speed jet of mixing fluid formed therein, and sucks material from the material tank through the inlet, The high-speed slurry mixed liquid flow is jetted while mixing the material and the fluid by being combined with the flow, and the air separating the inner wall surface and the material-fluid mixed jet fluid along the inner wall surface of the nozzle flow path of the merging portion A jet collision device characterized in that it comprises a mechanism for forming a layer is described.
特許文献３には、塑性変形し易い金属またはその化合物とセラミックスなどの弾性率が高い材料を含有する微粉体の複合粒子を、分散剤と水とに混合した後、高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定の圧力で高圧噴射することで前記複合粒子を微粒化することを特徴とする複合粒子の粉砕及び分散方法、が記載されている。 In Patent Document 3, a composite particle of fine powder containing a metal or its compound that is easily plastically deformed and a material having a high elastic modulus such as ceramics is mixed with a dispersant and water, and then a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus. Describes a method of pulverizing and dispersing composite particles, characterized in that the composite particles are atomized by high-pressure injection at a predetermined pressure.
しかしながら、特許文献１〜３記載の既知の方法によっても、ナノ粒子を安定して得ることには未だ解決すべき課題が多い。つまり、高圧噴射処理装置の物理的作用による分散のみでは、電気的凝集を分散するには限界があった。 However, even with the known methods described in Patent Documents 1 to 3, there are still many problems to be solved for stably obtaining nanoparticles. In other words, there is a limit to disperse the electrical aggregation only by dispersion due to the physical action of the high-pressure jet processing apparatus.
そこで、本願発明者は、微粒子に対して静電反発作用または立体障害作用をする添加剤を加えて混合液とし、高圧噴射分散処理を行うことで、電気的凝集を効果的に分散する方法を見出した。 Therefore, the inventor of the present application has added a method of adding an additive having an electrostatic repulsive action or a steric hindrance action to the fine particles to form a mixed liquid, and performing a high-pressure jet dispersion treatment to effectively disperse the electrical aggregation. I found it.
上述の課題に鑑みて、本発明の目的は、汚染物質（コンタミ）の発生を極力抑えつつ、ナノ粒子を安定して得ることが可能な湿式微粒化方法を提供することにある。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a wet atomization method capable of stably obtaining nanoparticles while suppressing generation of contaminants (contamination) as much as possible.
本発明の湿式微粒化方法は、微粒子の凝集体が含有された原料液に、前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射することで前記凝集体を微粒化するステップを有することを特徴とする。 In the wet atomization method of the present invention, an additive having at least an electrostatic repulsion or steric hindrance action is added to a raw material liquid containing agglomerates of fine particles to form a mixed solution. It has a step of atomizing the agglomerates by high-pressure injection at a predetermined pressure from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus.
本発明によれば、凝集力の強い粒子間や濡れ性の乏しい粒子であっても、静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えてから高圧噴射分散処理を行うことで、高圧噴射により微粒化された粒子に静電反発または立体障害の作用が働くので再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上する。 According to the present invention, even between particles with strong cohesive force and particles with poor wettability, high-pressure jet dispersion treatment is performed after adding an additive that acts as an electrostatic repulsion or steric hindrance. As a result, electrostatic repulsion or steric hindrance acts on the atomized particles, thereby preventing reaggregation and improving dispersion stability.
本発明の湿式微粒化方法は、微粒子の凝集体が含有された原料液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する第１のステップと、前記第１のステップにて得られた分散液に、前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて、それを前記高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射することで微粒化する第２のステップを有することを特徴とする。 The wet atomization method of the present invention was obtained in a first step of high-pressure injection of a raw material liquid containing aggregates of fine particles from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure, and the first step. A second atomization is performed by adding at least an additive that acts as an electrostatic repulsion or steric hindrance to the fine particles, and spraying the dispersion with a high pressure from a chamber nozzle of the high pressure spray processing apparatus at a predetermined pressure. It has the following steps.
本発明によれば、凝集力の強い粒子間や濡れ性の乏しい粒子であっても、高圧噴射してから、静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて再度高圧噴射分散処理を行うことで、静電反発または立体障害の作用を効果的に働かせるので再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上する。 According to the present invention, even between particles with high cohesive force and particles with poor wettability, after high-pressure injection, an additive that acts as an electrostatic repulsion or steric hindrance is added, and high-pressure injection dispersion treatment is performed again. By doing so, the action of electrostatic repulsion or steric hindrance is effectively exerted, so that reaggregation is prevented and dispersion stability is improved.
本発明の湿式微粒化方法は、微粒子の凝集体が含有された原料液に、前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射することで前記凝集体を微粒化し、得られた分散液の微粒子に対してさらに前記添加剤を加えて、それを前記高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射することでさらに微粒化してもよい。 In the wet atomization method of the present invention, an additive having at least an electrostatic repulsion or steric hindrance action is added to a raw material liquid containing agglomerates of fine particles to form a mixed solution. The agglomerates are atomized by high-pressure injection at a predetermined pressure from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus, and the additive is further added to the fine particles of the obtained dispersion, and this is added to the chamber of the high-pressure injection processing apparatus. Further atomization may be performed by high-pressure injection from a nozzle at a predetermined pressure.
本発明によれば、上述の作用効果に加えて、段階的に前記添加剤を加えながら前記高圧噴射分散処理を行うことで、より効果的に粒子に静電反発または立体障害の作用が働くこととなる。すなわち、分散粒子の分散度合いが小さい状態のときは前記添加剤が余剰となり、この余剰分は高圧噴射処理の際に発生する熱などで変性することがある。本発明によれば、適時、必要な分だけ前記添加剤を添加することができ、より効果的に粒子に静電反発または立体障害の作用が働くこととなる。 According to the present invention, in addition to the above-described operational effects, electrostatic repulsion or steric hindrance acts on the particles more effectively by performing the high-pressure jet dispersion treatment while adding the additive stepwise. It becomes. That is, when the degree of dispersion of the dispersed particles is small, the additive becomes surplus, and this surplus may be denatured by heat generated during the high-pressure injection process. According to the present invention, the additive can be added as needed in a timely manner, and electrostatic repulsion or steric hindrance acts on the particles more effectively.
前記添加剤は、静電反発の作用をするものでもよいし、立体障害の作用をするものでもよいし、静電反発及び立体障害の作用をするものでもよい。前記添加剤としては、酸、塩基、高分子材料が挙げられる。前記原料液の溶媒としては、水、エタノール、これらの混合液、その他水溶液が挙げられる。 The additive may act as an electrostatic repulsion, may act as a steric hindrance, or may act as an electrostatic repulsion and a steric hindrance. Examples of the additive include acids, bases, and polymer materials. Examples of the solvent for the raw material liquid include water, ethanol, a mixed solution thereof, and other aqueous solutions.
本発明は、前記原料液の溶媒が水であり、前記添加剤が酸または塩基であり、その添加によってｐＨを等電点からずらして前記混合液のゼータ電位を大きくすることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the solvent of the raw material liquid is water and the additive is an acid or a base, and the addition shifts the pH from the isoelectric point to increase the zeta potential of the mixed liquid.
ここで、ゼータ電位（zeta potential, ζ電位）は、界面動電電位であり、溶液にコロイド粒子が接触したときの界面では表面荷電に対する対イオンにより電気二重層が形成され電位差が生じ、溶液に対して接触した相が相対的に運動しているとき、接触相の表面からある厚さの層にある溶液は粘性のために接触相とともに運動することとなり、この層の滑り面と界面から充分に離れた溶液のバルク部分との電位差である。微粒子の場合、ゼータ電位の絶対値が増加すれば、粒子間の反発力が強くなり粒子の安定性が高くなる。逆に、ゼータ電位がゼロに近くなると、粒子は凝集しやすくなる。 Here, the zeta potential (zeta potential) is an electrokinetic potential. At the interface when colloidal particles are in contact with the solution, an electric double layer is formed by a counter ion against the surface charge, resulting in a potential difference in the solution. When the contacted phase is in relative motion, the solution in a layer of thickness from the surface of the contact phase will move with the contact phase due to its viscosity, which is sufficient from the sliding surface and interface of this layer. Is the potential difference from the bulk portion of the solution that is far away. In the case of fine particles, if the absolute value of the zeta potential increases, the repulsive force between the particles becomes stronger and the stability of the particles becomes higher. Conversely, when the zeta potential is close to zero, the particles tend to aggregate.
本発明によれば、前記添加剤の添加によって粒子間の静電反発力が強くなりナノ粒子の分散安定性が高くなる。 According to the present invention, the addition of the additive increases the electrostatic repulsion between the particles and increases the dispersion stability of the nanoparticles.
本発明は、前記微粒子が金属酸化物であり、前記添加剤として酸の添加によってｐＨを２以下にすることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the fine particles are metal oxides, and the pH is adjusted to 2 or less by adding an acid as the additive.
本発明によれば、粒子のメジアン粒径を１／２未満にすることができる。 According to the present invention, the median particle size of the particles can be less than ½.
前記金属酸化物としては、酸化チタン、チタン酸バリウム、フェライト、アルミナ、シリカ、その他既知の金属酸化物が挙げられる。 Examples of the metal oxide include titanium oxide, barium titanate, ferrite, alumina, silica, and other known metal oxides.
本発明は、前記微粒子がバイオマスナノファイバーであり、前記添加剤として酸の添加によってｐＨを２以下にするか、または、前記添加剤として塩基の添加によってｐＨを１２以上にすることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the fine particles are biomass nanofibers, and the pH is made 2 or less by adding an acid as the additive, or the pH is made 12 or more by adding a base as the additive. .
本発明によれば、バイオマスナノファイバーのメジアン繊維径を１／２未満にすることができる。 According to the present invention, the median fiber diameter of biomass nanofibers can be reduced to less than ½.
前記バイオマスナノファイバーとしては、セルロース、キチン、キトサン、その他既知のバイオマスナノファイバーが挙げられる。 Examples of the biomass nanofiber include cellulose, chitin, chitosan, and other known biomass nanofibers.
本発明は、前記微粒子がバイオマスナノファイバーであり、前記添加剤として高分子分散剤を添加することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the fine particles are biomass nanofibers, and a polymer dispersant is added as the additive.
本発明によれば、立体障害の作用によってナノ粒子の分散安定性が高くなるうえ、酸や塩基の添加をしないことで適用範囲がより広範囲なものとなる。 According to the present invention, the dispersion stability of the nanoparticles is increased by the action of steric hindrance, and the application range becomes wider by not adding an acid or a base.
本発明は、前記微粒子がカーボンナノチューブであり、前記添加剤として高分子分散剤を添加することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the fine particles are carbon nanotubes, and a polymer dispersant is added as the additive.
カーボンナノチューブ（Carbon nanotube、ＣＮＴ）は、炭素によって作られる六員環ネットワーク（グラフェンシート）が単層あるいは多層の同軸管状になった物質である。本発明によれば、立体障害の作用によってナノ粒子の分散安定性が高くなるうえ、酸や塩基の添加をしないことで適用範囲がより広範囲なものとなる。 A carbon nanotube (CNT) is a substance in which a six-membered ring network (graphene sheet) made of carbon is formed into a single-layer or multilayer coaxial tube. According to the present invention, the dispersion stability of the nanoparticles is increased by the action of steric hindrance, and the application range becomes wider by not adding an acid or a base.
ここで、高分子分散剤には、分散効果を示す最適な分子量領域があり、その分子量領域を越えて大きくなりすぎると架橋反応が生じ易くなり、架橋反応が生じると、分散効果よりもむしろ凝集効果を示す。また一方で最適な分子量領域よりも小さいと吸着速度は速くても脱着が起こりやすく、分散剤としての効果が小さくなってしまう。 Here, the polymer dispersant has an optimum molecular weight region that exhibits a dispersion effect, and if the molecular weight region exceeds the molecular weight region, a crosslinking reaction is likely to occur, and if a crosslinking reaction occurs, agglomeration rather than a dispersion effect occurs. Show the effect. On the other hand, when the molecular weight is smaller than the optimum molecular weight region, desorption is likely to occur even if the adsorption rate is high, and the effect as a dispersant is reduced.
本発明は、前記高分子分散剤を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射することで前記高分子分散剤を微粒化してから添加することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the polymer dispersant is added after being atomized by high-pressure injection at a predetermined pressure from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus.
本発明によれば、予め、高分子分散剤を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射し微粒化してから添加することで分散効果を示す最適な分子量領域での添加が容易となる。 According to the present invention, it is easy to add a polymer dispersant in an optimum molecular weight region showing a dispersion effect by adding a polymer dispersant after high-pressure injection from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure and atomizing. .
本発明は、前記高圧噴射処理装置のチャンバーノズルからの圧力を１００から２４５ＭＰａの間で調整し、必要に応じて前記高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから前記混合液を所定の圧力で高圧噴射する作業を複数回繰り返すことを特徴とする。 The present invention adjusts the pressure from the chamber nozzle of the high-pressure injection processing apparatus between 100 and 245 MPa, and the operation of high-pressure injection of the mixed liquid at a predetermined pressure from the chamber nozzle of the high-pressure injection processing apparatus as necessary Is repeated a plurality of times.
本発明によれば、原料を所望のメジアン径のナノ粒子とすることが容易である。 According to the present invention, it is easy to make the raw material into nanoparticles having a desired median diameter.
例えば、前記高圧噴射による微粒化工程に加えて、さらに撹拌工程を有する。本発明によれば、撹拌させて前記粒子の３次元構造を広げることによって、安定的な状態を長期に亘って維持することが容易となる。 For example, in addition to the atomization process by the high pressure injection, a stirring process is further included. According to the present invention, it is easy to maintain a stable state over a long period of time by stirring and expanding the three-dimensional structure of the particles.
本発明の湿式微粒化方法によれば、高圧噴射により微粒化された粒子に静電反発または立体障害の作用が働くので再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上する。本発明によれば、上述の作用効果に加えて、段階的に前記添加剤を加えながら前記高圧噴射分散処理を行うことで、より効果的に粒子に静電反発または立体障害の作用が働くこととなる。本発明によれば、粒子のメジアン径を１／２未満にすることができ、所望のメジアン径のナノ粒子とすることが容易となる。 According to the wet atomization method of the present invention, electrostatic repulsion or steric hindrance acts on particles atomized by high-pressure jetting, so that reaggregation is prevented and dispersion stability is improved. According to the present invention, in addition to the above-described operational effects, electrostatic repulsion or steric hindrance acts on the particles more effectively by performing the high-pressure jet dispersion treatment while adding the additive stepwise. It becomes. According to the present invention, the median diameter of particles can be reduced to less than ½, and it becomes easy to obtain nanoparticles having a desired median diameter.
本発明を実施するための形態を以下に説明する。 The form for implementing this invention is demonstrated below.
原料について
本発明において、原料は微粒子の凝集体である。金属酸化物の原料としては、酸化チタン、チタン酸バリウム、フェライト、アルミナ、シリカ、その他既知の金属酸化物微粒子の凝集体が挙げられる。原料としては、カーボンナノチューブの凝集体が挙げられる。バイオマス原料としては、セルロース、キチン、キトサン、その他既知のバイオマスナノファイバーの凝集体が挙げられる。
本発明に係る高圧噴射処理装置で原料を高圧噴射処理すると、例えばバイオマス原料は繊維の長さを保ったまま繊維同士の絡まりがほどけて細くなる。そして、前記高圧噴射処理装置の噴射圧力や処理回数などの処理条件を変えることで、繊維の切断もしくは分子量を低下させることが可能である。本発明において、ナノファイバーとは、繊維の幅がナノサイズになったものを意味する。セルロースは、本発明の方法の実施により繊維同士がほどけて１本の最小単位の繊維になると、その直径は１０〜５０ｎｍ程度となる。
Regarding the raw material In the present invention, the raw material is an aggregate of fine particles. Examples of the metal oxide raw material include titanium oxide, barium titanate, ferrite, alumina, silica, and other known aggregates of metal oxide fine particles. Examples of the raw material include aggregates of carbon nanotubes. Examples of biomass raw materials include cellulose, chitin, chitosan, and other known aggregates of biomass nanofibers.
When the raw material is subjected to high-pressure injection processing with the high-pressure injection processing apparatus according to the present invention, for example, the biomass raw material becomes thin by untangling the fibers while maintaining the length of the fibers. And it is possible to reduce the fiber cutting or the molecular weight by changing the processing conditions such as the injection pressure and the number of processing of the high-pressure injection processing apparatus. In the present invention, the nanofiber means a fiber having a nano width. When the fibers are unwound and become one minimum unit fiber by carrying out the method of the present invention, the diameter of cellulose becomes about 10 to 50 nm.
本発明において、原料液は微粒子の凝集体が含有された液体である。前記原料液の溶媒は水、または既知の水溶液である。 In the present invention, the raw material liquid is a liquid containing an aggregate of fine particles. The solvent of the raw material liquid is water or a known aqueous solution.
本発明において、添加剤は前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする物質、または当該物質が含有された液体である。前記添加剤としては、酸、塩基、高分子分散剤が挙げられる。 In the present invention, the additive is a substance that acts at least on electrostatic repulsion or steric hindrance to the fine particles, or a liquid containing the substance. Examples of the additive include acids, bases, and polymer dispersants.
高圧噴射処理装置について
図１は、本発明にて使用する高圧噴射処理装置１００の概略構成を示すブロック図である。高圧噴射処理装置１００は、高圧ポンプ１０２を油圧駆動及び制御する油圧発生・制御部１０１と、混合液１０を加圧する高圧ポンプ１０２と、混合液１０を投入する原料タンク１０３と、投入され加圧された混合液１０内の粒子１ａを噴射させ加速して衝突させることで粒子１ａを微細化して粒子１ｂとするとともに分散させるチャンバー４０と、チャンバー４０にて微粒化され分散された粒子１ｂを有する懸濁液２０を冷却する熱交換器１０５からなる。高圧噴射処理装置１００は、粒子１ａと添加剤と水との混合液１０をチャンバーノズルから高圧噴射することで、粒子１ａ自体を壊さず、コンタミの混入がない状態で、微粒化して微粒子１ｂとするとともに均一に分散して懸濁液２０とする。
1 for high-pressure injection apparatus is a block diagram showing a schematic configuration of a high-pressure injection apparatus 100 used in the present invention. The high-pressure injection processing apparatus 100 includes a hydraulic pressure generation / control unit 101 that hydraulically drives and controls the high-pressure pump 102, a high-pressure pump 102 that pressurizes the mixed liquid 10, and a raw material tank 103 that inputs the mixed liquid 10, and is pressurized The sprayed particles 1a in the mixed liquid 10 are jetted, accelerated, and collided to refine the particles 1a into particles 1b and to disperse them, and to have the particles 1b atomized and dispersed in the chamber 40 It consists of a heat exchanger 105 that cools the suspension 20. The high-pressure jet processing apparatus 100 sprays the liquid mixture 10 of the particles 1a, the additive, and water from the chamber nozzle at a high pressure, so that the particles 1a are not broken and are not atomized, so that the fine particles 1b are atomized. And uniformly dispersed to obtain a suspension 20.
原料タンク１０３に混合液１０を投入し、高圧ポンプ１０２にて混合液１０を加圧して、チャンバー４０内のノズルから混合液１０を噴射させ加速して衝突させることで粒子１ａを微細化して微粒子１ｂとするとともに、微粒子１ｂが均一に分散した懸濁液２０とし、チャンバー４０内の噴射によって温度が上昇した懸濁液２０を、熱交換器１０５にて常温まで冷却して排出する（図１）。チャンバー４０には、用途によって、シングルノズルチャンバー、斜向衝突チャンバー、ボール衝突チャンバー等の種類がある。 The mixed liquid 10 is put into the raw material tank 103, the mixed liquid 10 is pressurized by the high-pressure pump 102, the mixed liquid 10 is sprayed from the nozzle in the chamber 40, accelerated, and collided to make the particles 1a finer and fine particles 1b and the suspension 20 in which the fine particles 1b are uniformly dispersed, and the suspension 20 whose temperature has been raised by the injection in the chamber 40 is cooled to room temperature by the heat exchanger 105 and discharged (FIG. 1). ). The chamber 40 includes various types such as a single nozzle chamber, an oblique collision chamber, and a ball collision chamber depending on the application.
図２は、シングルノズルチャンバー４１の概略構成を示す模式図である。シングルノズルチャンバー４１は、混合液１０を１つのノズル４１１から液中に噴射させ粒子１ａを加速し、出口４１２から懸濁液２０を排出するタイプである。ノズル４１１は、単結晶ダイヤモンド等を使用しており、ノズル４１１を粒子１ａが通過するときの剪断力と、液中噴射によるキャビテーション衝撃力によって、微粒化と分散を行う。シングルノズルチャンバーは、その構造上、水のキャビテーションと水の乱流の作用のみを用いている。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the single nozzle chamber 41. The single nozzle chamber 41 is a type in which the mixed liquid 10 is injected into the liquid from one nozzle 411 to accelerate the particles 1 a and discharge the suspension 20 from the outlet 412. The nozzle 411 uses single crystal diamond or the like, and performs atomization and dispersion by a shearing force when the particles 1a pass through the nozzle 411 and a cavitation impact force caused by submerged injection. The single nozzle chamber uses only the effects of water cavitation and water turbulence due to its structure.
図３は、斜向衝突チャンバー４２の概略構成を示す模式図である。斜向衝突チャンバー４２は、混合液１０を対向配置された１対のノズル４２１から液中に噴射させ粒子１ａを加速して互いに対向衝突（対面衝突）させ、出口４２２から懸濁液２０を排出するタイプである。ノズル４２１は、単結晶ダイヤモンド等を使用しており、ノズル４２１を粒子１ａが通過するときの剪断力と、液中噴射によるキャビテーション衝撃力と、粒子１ａ同士が対向衝突するときの衝撃力と、対向噴流での相対速度増加による剪断力によって、微粒化と分散を行う。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the oblique collision chamber 42. The oblique collision chamber 42 ejects the mixed liquid 10 into the liquid from a pair of nozzles 421 arranged to face each other, accelerates the particles 1a to collide with each other (face-to-face collision), and discharges the suspension 20 from the outlet 422. Type. The nozzle 421 uses single crystal diamond or the like, shearing force when the particle 1a passes through the nozzle 421, cavitation impact force by submerged jetting, impact force when the particles 1a collide with each other, Atomization and dispersion are performed by the shearing force generated by the relative velocity increase in the opposed jet.
図４は、ボール衝突チャンバー４３の概略構成を示す模式図である。ボール衝突チャンバー４３は、混合液１０を１つのノズル４３１から液中に噴射させ粒子１ａを加速してセラミックボール４３３に衝突させ、出口４３２から懸濁液２０を排出するタイプである。ノズル４３１は、単結晶ダイヤモンド等を使用しており、セラミックボール４３３は窒化珪素等からなる。ノズル４３１を粒子１ａが通過チャンバー剪断力と、液中噴射によるキャビテーション衝撃力と、粒子１ａがセラミックボール４３３に衝突するときの衝撃力によって、微粒化と分散を行う。 FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the ball collision chamber 43. The ball collision chamber 43 is a type in which the mixed liquid 10 is injected into the liquid from one nozzle 431 to accelerate the particles 1 a to collide with the ceramic balls 433 and discharge the suspension 20 from the outlet 432. The nozzle 431 uses single crystal diamond or the like, and the ceramic ball 433 is made of silicon nitride or the like. Particles 1a pass through the nozzle 431, and the particles are atomized and dispersed by the shearing force of the chamber, cavitation impact force generated by submerged jetting, and impact force when the particles 1a collide with the ceramic balls 433.
本発明では、出願人である株式会社スギノマシンが開発したウォータージェットを用いた高圧噴射処理装置を用いて、前記混合液をノズルより高圧噴射することによって、微粒化と分散を行う。高圧噴射の圧力は、１００〜２４５ＭＰａである。噴射速度は、４４０〜７００ｍ／ｓである。 In the present invention, the mixture is atomized and dispersed by high-pressure injection from the nozzle using a high-pressure injection processing apparatus using a water jet developed by Sugino Machine Co., Ltd., the applicant. The pressure of the high pressure injection is 100 to 245 MPa. The injection speed is 440 to 700 m / s.
第１の実施形態
図５は、本発明を適用した第１の実施形態の微粒子を分散させた分散液の製造手順を示す製造工程フロー図である。第１の実施形態は、混合及び攪拌処理（ステップＳ１）と、高圧噴射処理（ステップＳ２）からなる。第１の実施形態では、微粒子の凝集体が含有された原料液に、前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて混合及び攪拌処理（ステップＳ１）を行って混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する高圧噴射処理（ステップＳ２）を行うことで前記凝集体を微粒化する。前記混合及び撹拌処理は撹拌棒などで混合撹拌してもよいし、市販の撹拌機で撹拌してもよい。前記高圧噴射処理は上述のウォータージェットによる高圧噴射処理装置を用いて行う。そして、前記高圧噴射処理装置のチャンバーノズルからの圧力を１００から２４５ＭＰａの間で調整し、必要に応じて前記高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから前記混合液を所定の圧力で高圧噴射する作業を複数回繰り返す。
First Embodiment FIG. 5 is a manufacturing process flow chart showing a manufacturing procedure of a dispersion liquid in which fine particles of a first embodiment to which the present invention is applied is dispersed. The first embodiment includes a mixing and stirring process (step S1) and a high-pressure injection process (step S2). In the first embodiment, an additive that acts at least electrostatic repulsion or steric hindrance on the fine particles is added to the raw material liquid containing the fine particle aggregates, and mixing and stirring are performed (step S1). The mixture is made into a liquid mixture, and the aggregate is atomized by performing a high pressure injection process (step S2) in which the liquid mixture is injected at a high pressure from a chamber nozzle of a high pressure injection processing apparatus. The mixing and stirring treatment may be performed by mixing with a stirring rod or the like, or may be performed by a commercially available stirrer. The high-pressure jet processing is performed using the above-described high-pressure jet processing apparatus using a water jet. The pressure from the chamber nozzle of the high-pressure injection processing apparatus is adjusted between 100 and 245 MPa, and a plurality of operations are performed to inject the mixed liquid at a predetermined pressure from the chamber nozzle of the high-pressure injection processing apparatus as necessary. Repeat once.
本実施形態によれば、凝集力の強い粒子間や濡れ性の乏しい粒子であっても、静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えてから高圧噴射分散処理を行うことで、高圧噴射により微粒化された粒子に静電反発または立体障害の作用が働くので再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上する。 According to this embodiment, even between particles with strong cohesive force and particles with poor wettability, by adding an additive that acts as an electrostatic repulsion or steric hindrance, the high-pressure jet dispersion treatment is performed, whereby high pressure Since electrostatic repulsion or steric hindrance acts on the particles atomized by jetting, reaggregation is prevented and dispersion stability is improved.
第２の実施形態
図６は、本発明を適用した第２の実施形態の微粒子を分散させた分散液の製造手順を示す製造工程フロー図である。第２の実施形態は、第１の混合及び攪拌処理（ステップＳ１）と、第１の高圧噴射処理（ステップＳ２）と、第２の混合及び攪拌処理（ステップＳ３）と、第２の高圧噴射処理（ステップＳ４）からなる。第２の実施形態では、微粒子の凝集体が含有された原料液に、前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて混合及び攪拌処理（ステップＳ１）を行って混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する高圧噴射処理（ステップＳ２）を行うことで前記凝集体を微粒化し、前記ステップにて得られた分散液の微粒子に対してさらに前記添加剤を加えて混合及び攪拌処理し（ステップＳ３）、それを前記高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射することでさらに微粒化する（ステップＳ４）。上記の添加剤を加えて混合撹拌し高圧噴射処理する作業は、必要に応じて複数回繰り返すことができる。
Second Embodiment FIG. 6 is a manufacturing process flow chart showing a manufacturing procedure of a dispersion liquid in which fine particles according to a second embodiment to which the present invention is applied is dispersed. In the second embodiment, the first mixing and stirring process (step S1), the first high pressure injection process (step S2), the second mixing and stirring process (step S3), and the second high pressure injection It consists of a process (step S4). In the second embodiment, an additive that acts at least electrostatic repulsion or steric hindrance on the fine particles is added to the raw material liquid containing the fine particle aggregates, and mixing and stirring treatment (step S1) are performed. The mixture is made into a mixed solution, and the aggregate is atomized by performing high-pressure injection processing (step S2) in which the mixed solution is injected at a high pressure from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus, and the dispersion obtained in the step The additive is further added to the fine particles and mixed and stirred (step S3). The fine particles are further atomized by high-pressure jetting at a predetermined pressure from the chamber nozzle of the high-pressure jet treatment apparatus (step S4). The operation of adding the above-mentioned additive, mixing and stirring, and performing high-pressure injection treatment can be repeated a plurality of times as necessary.
本実施形態によれば、上述の作用効果に加えて、段階的に前記添加剤を加えながら前記高圧噴射分散処理を行うことで、粒子により効果的に静電反発または立体障害の作用が働くこととなる。 According to the present embodiment, in addition to the above-described operational effects, electrostatic repulsion or steric hindrance works effectively by particles by performing the high-pressure jet dispersion treatment while adding the additive stepwise. It becomes.
第３の実施形態
図７は、本発明を適用した第３の実施形態の微粒子を分散させた分散液の製造手順を示す製造工程フロー図である。第３の実施形態は、高分子分散剤を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する高圧噴射処理（ステップＳ１１）を行うことで前記高分子分散剤を微粒化したうえで、微粒子の凝集体が含有された原料液に加えて混合及び攪拌処理（ステップＳ２１）を行って混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する高圧噴射処理（ステップＳ２２）を行うことで前記凝集体を微粒化する。
Third Embodiment FIG. 7 is a manufacturing process flow chart showing a manufacturing procedure of a dispersion liquid in which fine particles of a third embodiment to which the present invention is applied is dispersed. In the third embodiment, the polymer dispersant is atomized by performing high-pressure injection processing (step S11) in which the polymer dispersant is injected at a predetermined pressure from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus. In addition to the raw material liquid containing the agglomerates, mixing and stirring processing (step S21) is performed to obtain a mixed solution, and the mixed solution is injected at a high pressure from the chamber nozzle of the high-pressure injection processing device (step S21). The aggregate is atomized by performing S22).
本実施形態によれば、予め、高分子分散剤を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射し微粒化してから添加することで分散効果を示す最適な分子量領域での添加が容易となる。 According to this embodiment, it is easy to add a polymer dispersant in an optimum molecular weight region showing a dispersion effect by adding a polymer dispersant after high-pressure injection from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure and atomization. Become.
第４の実施形態
図８は、本発明を適用した第４の実施形態の微粒子を分散させた分散液の製造手順を示す製造工程フロー図である。第４の実施形態は、微粒子の凝集体が含有された原料液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する高圧噴射処理（ステップＳ１２）を行ったうえで、その液に前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて混合及び攪拌処理（ステップＳ２１）を行って、それを高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する高圧噴射処理（ステップＳ２２）を行うことで前記凝集体を微粒化する。
Fourth Embodiment FIG. 8 is a manufacturing process flow chart showing a manufacturing procedure of a dispersion liquid in which fine particles of a fourth embodiment to which the present invention is applied is dispersed. In the fourth embodiment, after performing a high-pressure injection process (step S12) in which a raw material liquid containing agglomerates of fine particles is injected at a predetermined pressure from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus, the fine particles are added to the liquid. A high-pressure injection process in which at least an additive that acts as an electrostatic repulsion or steric hindrance is added to the mixture, and a mixing and stirring process (step S21) is performed, and the high-pressure injection process is performed at a predetermined pressure from the chamber nozzle of the high-pressure injection processing apparatus. The aggregate is atomized by performing (Step S22).
本実施形態によれば、凝集力の強い粒子間や濡れ性の乏しい粒子であっても、高圧噴射してから、静電反発または立体障害の作用をする添加剤を加えて再度高圧噴射分散処理を行うことで、静電反発または立体障害の作用を効果的に働かせるので再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上する。 According to this embodiment, even between particles with strong cohesive force or particles with poor wettability, after high-pressure jetting, an additive that acts as an electrostatic repulsion or steric hindrance is added and again high-pressure jet dispersion treatment By performing the action of electrostatic repulsion or steric hindrance, reaggregation is prevented and dispersion stability is improved.
本発明の実施例を以下に説明する。 Examples of the present invention will be described below.
高圧噴射処理装置は、硬質球体に対してスラリー溶液噴流を衝突させる方式のスターバーストミニＨＪＰ２５００１（株式会社スギノマシン製）を用いた。噴射圧力は２４５ＭＰａ，噴射流量は１．６７×１０−６ｍ３／ｓ（１００ｍＬ／ｍｉｎ．）とした。
粒径およびゼータ電位測定は、動的光散乱式粒径測定装置 ゼータサイザー ナノＺＳ（MALBERN社製）を用いた。
ｐＨ測定は、ｐＨメータ D-51（HORIBA社製）を用いた。
As the high-pressure injection processing apparatus, a starburst mini HJP25001 (manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) of a system in which a slurry solution jet collides against a hard sphere. The injection pressure was 245 MPa, and the injection flow rate was 1.67 × 10 −6 m 3 / s (100 mL / min.).
For the particle size and zeta potential measurement, a dynamic light scattering type particle size measuring device Zeta Sizer Nano ZS (manufactured by MALBERN) was used.
A pH meter D-51 (manufactured by HORIBA) was used for pH measurement.
実施例１（酸化チタンの微粒化）
原料の酸化チタン（ＴｉＯ２）はＰ２５（Evonik Degussa社製）である。
本実施例では、イオン交換水に硝酸を添加し、所定ｐＨの水溶液とした。この水溶液５０ｇに酸化チタン粉末２ｇを加えて撹拌し、さらに硝酸を添加して再度所定のｐＨとし、希釈して、２質量％の原料濃度の混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を１０回繰り返し、本発明１の分散液を得た。硝酸を添加しないで、同様に高圧噴射処理を行ったものを比較例１とした。測定結果を次の表１に示す。
Example 1 (atomization of titanium oxide)
The raw material titanium oxide (TiO 2 ) is P25 (manufactured by Evonik Degussa).
In this example, nitric acid was added to ion-exchanged water to obtain an aqueous solution having a predetermined pH. 2 g of titanium oxide powder is added to 50 g of this aqueous solution and stirred. Further, nitric acid is added to obtain a predetermined pH again, which is diluted to obtain a mixed liquid having a raw material concentration of 2% by mass. A high-pressure jet from a chamber nozzle was sprayed at a predetermined pressure to atomize, and the high-pressure jet treatment was repeated 10 times to obtain a dispersion of the present invention 1. Comparative Example 1 was subjected to the same high pressure injection treatment without adding nitric acid. The measurement results are shown in Table 1 below.
表１に示す通り、硝酸を加えてｐＨ４からｐＨ２に調整した混合液を高圧噴射処理した本発明１の分散液のメジアン粒径は１２２ｎｍとなった。比較例１として硝酸を加えずに高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は１３４０ｎｍとなった。本実施例によれば、比較例１に対して１／１０以下のメジアン粒径の分散液となることが判った。 As shown in Table 1, the median particle diameter of the dispersion liquid of the present invention 1 obtained by subjecting the mixed liquid adjusted to pH 4 to pH 2 by adding nitric acid by high pressure injection was 122 nm. In Comparative Example 1, the median particle size of the dispersion subjected to the high-pressure injection treatment without adding nitric acid was 1340 nm. According to the present Example, it turned out that it becomes a dispersion liquid of the median particle diameter of 1/10 or less with respect to Comparative Example 1.
図９は、本発明１の酸化チタンの処理後のＳＥＭ像である。図１０は、比較例１の酸化チタンの未処理のＳＥＭ像である。未処理の状態では、微粒子が凝集体となっているが（図１０）、硝酸を加えてｐＨ調整し高圧噴射処理することで、微粒化され、粒子が安定して分散していることがわかる（図９）。 FIG. 9 is an SEM image after the treatment of titanium oxide of the first invention. FIG. 10 is an untreated SEM image of the titanium oxide of Comparative Example 1. In the untreated state, the fine particles are aggregated (FIG. 10), but it is understood that the particles are finely divided and stably dispersed by adding nitric acid to adjust pH and performing high-pressure injection treatment. (FIG. 9).
酸化チタンの等電点はｐＨ５〜ｐＨ７程度である。本実施例によれば、硝酸を加えてｐＨ４からｐＨ２に調整することで、ゼータ電位が３．８ｍＶから４０．５ｍＶまで大きくなり、粒子間の静電反発力が強くなりナノ粒子の分散安定性が高くなったことを裏付けている。微粒子の場合、理論的には、ゼータ電位の絶対値が増加すれば、粒子間の反発力が強くなり粒子の安定性が高くなる。よって、酸を加えてｐＨ４からｐＨ２以下に調整することでゼータ電位がある程度以上大きくなり、再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上する。または、塩基を加えてｐＨ４からｐＨ１４に調整することでゼータ電位の絶対値がある程度以上大きくなり、再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上すると考えられる。 The isoelectric point of titanium oxide is about pH 5 to pH 7. According to this example, by adding nitric acid to adjust the pH from pH 4 to pH 2, the zeta potential is increased from 3.8 mV to 40.5 mV, the electrostatic repulsion between particles is increased, and the dispersion stability of the nanoparticles is increased. Confirms that the price has increased. In the case of fine particles, theoretically, if the absolute value of the zeta potential increases, the repulsive force between the particles becomes stronger and the stability of the particles becomes higher. Therefore, by adding an acid and adjusting the pH from pH 4 to pH 2 or less, the zeta potential is increased to some extent, re-aggregation is prevented, and dispersion stability is improved. Alternatively, it is considered that adjusting the pH from pH 4 to pH 14 by adding a base increases the absolute value of the zeta potential to a certain extent, preventing reaggregation and improving dispersion stability.
実施例２（酸化チタンの微粒化）
原料の酸化チタン（ＴｉＯ２）はＳＴ−０１（石原産業株式会社製）である。
本実施例では、イオン交換水に硝酸を添加し、所定ｐＨの水溶液とした。この水溶液５０ｇに酸化チタン粉末２ｇを加えて撹拌し、さらに硝酸を添加して再度所定のｐＨとし、希釈して、２質量％の原料濃度の混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を２０回繰り返し、本発明２の分散液を得た。硝酸を添加しないで、同様に高圧噴射処理を行ったものを比較例２とした。測定結果を次の表２に示す。
Example 2 (Titanium oxide atomization)
The raw material titanium oxide (TiO 2 ) is ST-01 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.).
In this example, nitric acid was added to ion-exchanged water to obtain an aqueous solution having a predetermined pH. 2 g of titanium oxide powder is added to 50 g of this aqueous solution and stirred. Further, nitric acid is added to obtain a predetermined pH again, which is diluted to obtain a mixed liquid having a raw material concentration of 2% by mass. A high-pressure jet from a chamber nozzle was sprayed at a predetermined pressure to atomize, and the high-pressure jet treatment was repeated 20 times to obtain a dispersion of the present invention 2. Comparative Example 2 was subjected to the same high-pressure injection treatment without adding nitric acid. The measurement results are shown in Table 2 below.
表２に示す通り、硝酸を加えてｐＨ４からｐＨ２に調整した混合液を高圧噴射処理した本発明２の分散液のメジアン粒径は７８ｎｍとなった。比較例２として硝酸を加えずに高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は１６６０ｎｍとなった。本実施例によれば、比較例２に対して１／２０以下のメジアン粒径の分散液となることが判った。 As shown in Table 2, the median particle diameter of the dispersion liquid of the present invention 2 obtained by subjecting the mixed liquid prepared by adding nitric acid to pH 4 to pH 2 to high pressure jetting was 78 nm. As a comparative example 2, the median particle size of the dispersion subjected to the high pressure injection treatment without adding nitric acid was 1660 nm. According to this example, it was found that a dispersion having a median particle size of 1/20 or less of Comparative Example 2 was obtained.
実施例３（酸化チタンの微粒化）
原料の酸化チタン（ＴｉＯ２）はＭＴ−１５０Ａ（ティカ株式会社製）である。
本実施例では、イオン交換水に硝酸を添加し、所定ｐＨの水溶液とした。この水溶液５０ｇに酸化チタン粉末２ｇを加えて撹拌し、さらに硝酸を添加して再度所定のｐＨとし、希釈して、２質量％の原料濃度の混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を２０回繰り返し、本発明３の分散液を得た。硝酸を添加しないで、同様に高圧噴射処理を行ったものを比較例３とした。測定結果を次の表３に示す。
Example 3 (Titanium oxide atomization)
The raw material titanium oxide (TiO 2 ) is MT-150A (manufactured by Tika Corporation).
In this example, nitric acid was added to ion-exchanged water to obtain an aqueous solution having a predetermined pH. 2 g of titanium oxide powder is added to 50 g of this aqueous solution and stirred. Further, nitric acid is added to obtain a predetermined pH again, which is diluted to obtain a mixed liquid having a raw material concentration of 2% by mass. A high-pressure jet from a chamber nozzle was sprayed at a predetermined pressure to atomize, and the high-pressure jet treatment was repeated 20 times to obtain a dispersion of Invention 3. Comparative Example 3 was subjected to the same high pressure injection treatment without adding nitric acid. The measurement results are shown in Table 3 below.
表３に示す通り、硝酸を加えてｐＨ４からｐＨ２に調整した混合液を高圧噴射処理した本発明３の分散液のメジアン粒径は１８７ｎｍとなった。比較例３として硝酸を加えずに高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は９８４ｎｍとなった。本実施例によれば、比較例に対して１／５以下のメジアン粒径の分散液となることが判った。 As shown in Table 3, the median particle size of the dispersion liquid of the present invention 3 obtained by subjecting the mixed liquid adjusted to pH 4 to pH 2 by adding nitric acid was 187 nm. In Comparative Example 3, the median particle size of the dispersion subjected to the high pressure injection treatment without adding nitric acid was 984 nm. According to the present Example, it turned out that it becomes a dispersion liquid of the median particle diameter of 1/5 or less with respect to a comparative example.
実施例４（セルロースの微粒化）
原料のセルロースはＫＣフロックＷ−１００ＧＫ（日本製紙株式会社製）である。
本実施例では、イオン交換水に硝酸（または水酸化ナトリウム）を添加し、所定ｐＨの水溶液とした。この水溶液５０ｇにセルロース粉末２ｇを加えて撹拌し、さらに硝酸（または水酸化ナトリウム）を添加して再度所定のｐＨとし、希釈して、２質量％の原料濃度の混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を２０回繰り返し、本発明４−１，本発明４−２の分散液を得た。硝酸や水酸化ナトリウムを添加しないで、同様に高圧噴射処理を行ったものを比較例４とした。測定結果を次の表４に示す。
Example 4 (Atomization of cellulose)
The raw material cellulose is KC Flock W-100GK (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.).
In this example, nitric acid (or sodium hydroxide) was added to ion-exchanged water to obtain an aqueous solution having a predetermined pH. Add 2 g of cellulose powder to 50 g of this aqueous solution, stir, add nitric acid (or sodium hydroxide) again to a predetermined pH, dilute to make a mixture with a raw material concentration of 2% by mass, High pressure injection was performed at a predetermined pressure from the chamber nozzle of the high pressure injection processing apparatus to atomize, and the high pressure injection processing was repeated 20 times to obtain dispersions of the present invention 4-1 and the present invention 4-2. Comparative Example 4 was subjected to the same high-pressure injection treatment without adding nitric acid or sodium hydroxide. The measurement results are shown in Table 4 below.
表４に示す通り、硝酸を加えてｐＨ７からｐＨ２に調整した混合液を高圧噴射処理した本発明４−１の分散液のメジアン繊維径は１９４００ｎｍとなった。また、水酸化ナトリウムを加えてｐＨ７からｐＨ１２に調整した混合液を高圧噴射処理した本発明４−２の分散液のメジアン繊維径は１８２１０ｎｍとなった。比較例４として硝酸や水酸化ナトリウムを加えずに高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は２３８５０ｎｍとなった。本実施例によれば、比較例に対して約１８％〜２４％小さなメジアン繊維径の分散液となることが判った。 As shown in Table 4, the median fiber diameter of the dispersion liquid of the present invention 4-1 obtained by subjecting the mixed liquid prepared by adding nitric acid to pH 7 to pH 2 to high pressure jetting was 19400 nm. Moreover, the median fiber diameter of the dispersion liquid of this invention 4-2 which carried out the high pressure injection process of the liquid mixture which added sodium hydroxide and was adjusted to pH7 to pH12 was 18210 nm. As Comparative Example 4, the median particle size of the dispersion subjected to the high-pressure injection treatment without adding nitric acid or sodium hydroxide was 23850 nm. According to this example, it was found that a dispersion having a median fiber diameter of about 18% to 24% smaller than that of the comparative example was obtained.
実施例５（セルロースの微粒化）
原料のセルロースはＫＣフロックＷ−１００ＧＫ（日本製紙株式会社製）である。
添加剤である高分子分散剤はＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９９（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ 社製）である。
本実施例では、イオン交換水にセルロース粉末２ｇと、高分子分散剤０．６６ｇを加えて撹拌し、希釈して、全体が１００ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を１０回繰り返し、本発明５の分散液を得た。高分子分散剤を添加しないで、同様に高圧噴射処理を行ったものを比較例５とした。測定結果を次の表５に示す。
Example 5 (cellulose atomization)
The raw material cellulose is KC Flock W-100GK (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.).
The polymer dispersant as an additive is DISPERBYK-199 (manufactured by BYK-Chemie).
In this example, 2 g of cellulose powder and 0.66 g of a polymer dispersant are added to ion-exchanged water, and the mixture is stirred and diluted to obtain a mixed solution of 100 g as a whole. The mixed solution is used as a chamber nozzle of a high-pressure jet processing apparatus. The high-pressure spraying was carried out at a predetermined pressure to atomize, and the high-pressure spraying process was repeated 10 times to obtain the dispersion liquid of the present invention 5. Comparative Example 5 was subjected to the same high-pressure injection treatment without adding the polymer dispersant. The measurement results are shown in Table 5 below.
表５に示す通り、高分子分散剤を加えて調整した混合液を高圧噴射処理した本発明５の分散液のメジアン繊維径は２６１０２ｎｍとなった。比較例５として分散剤を加えずに高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は３２０８４ｎｍとなった。本実施例によれば、比較例に対して約１９％小さなメジアン繊維径の分散液となることが判った。また、本発明５の分散液の粘度は３５００ｃｐであり、比較例５の粘度１５９１ｃｐの約２．２倍となった。メジアン繊維径が小さくなるほど分散液の粘度が高くなる性質があるので、この粘度が増大することからも良好な分散結果となっていることがわかる。 As shown in Table 5, the median fiber diameter of the dispersion of the invention 5 obtained by subjecting the mixture prepared by adding a polymer dispersant to high-pressure jet treatment was 26102 nm. As a comparative example 5, the median particle size of the dispersion subjected to the high pressure injection treatment without adding the dispersant was 32084 nm. According to this example, it was found that the dispersion liquid had a median fiber diameter of about 19% smaller than that of the comparative example. Moreover, the viscosity of the dispersion liquid of this invention 5 was 3500 cp, and became about 2.2 times the viscosity 1591 cp of the comparative example 5. The smaller the median fiber diameter is, the higher the viscosity of the dispersion liquid is. Therefore, it can be understood that the dispersion result is good because the viscosity increases.
本実施例によれば、凝集力の強い粒子間や濡れ性の乏しい粒子であっても、立体障害の作用をする高分子分散剤を加えてから高圧噴射分散処理を行うことで、高圧噴射により微粒化された粒子に立体障害の作用が働くので再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上することを裏付けている。
上記実施例では、高分子分散剤を用いた例で説明したが、これに限定されるものではなく、高分子分散剤に代えてイオン性界面活性剤を用いてもよい。イオン性界面活性剤の場合には、粒子に効果的に静電反発の作用が働くこととなる。
According to the present embodiment, even between particles with strong cohesive force and particles with poor wettability, by adding a polymer dispersant that acts as a steric hindrance and then performing high-pressure jet dispersion treatment, This confirms that steric hindrance acts on the atomized particles to prevent reaggregation and improve dispersion stability.
In the above embodiment, the example using the polymer dispersant has been described. However, the present invention is not limited to this, and an ionic surfactant may be used instead of the polymer dispersant. In the case of an ionic surfactant, electrostatic repulsion acts effectively on the particles.
実施例６（セルロースの微粒化）
原料のセルロースはＫＣフロックＷ−１００ＧＫ（日本製紙株式会社製）である。
添加剤である高分子分散剤はＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９９（ビックケミー社製）である。
本実施例では、イオン交換水にセルロース粉末２ｇと、高分子分散剤０．２２ｇを加えて撹拌し、希釈して、全体が９９．５６ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を５回繰り返し、引き続き、高分子分散剤０．４４ｇを加えて撹拌し、全体が１００ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を５回繰り返し、本発明６の分散液を得た。すなわち、本発明６は、合計で、高圧噴射処理を１０回行っていることとなる。測定結果を次の表６に示す。
Example 6 (cellulose atomization)
The raw material cellulose is KC Flock W-100GK (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.).
The polymer dispersant as an additive is DISPERBYK-199 (manufactured by Big Chemie).
In this example, 2 g of cellulose powder and 0.22 g of a polymer dispersant are added to ion-exchanged water, and the mixture is stirred and diluted to obtain a mixture of 99.56 g as a whole. High pressure injection from the chamber nozzle at a predetermined pressure to atomize and repeat the high pressure injection treatment 5 times. Subsequently, 0.44 g of the polymer dispersant is added and stirred to make a total mixture of 100 g. High-pressure injection was performed at a predetermined pressure from the chamber nozzle of the injection processing device to atomize, and the high-pressure injection processing was repeated five times to obtain the dispersion liquid of the present invention 6. That is, in the sixth aspect of the present invention, the high pressure injection process is performed 10 times in total. The measurement results are shown in Table 6 below.
表６に示す通り、高分子分散剤を最初に０．２２ｇ添加して５回高圧噴射処理した後に、高分子分散剤を０．４４ｇ添加して５回高圧噴射処理した本発明６の分散液のメジアン繊維径は１９２００ｎｍとなった。上述の本発明５として高分子分散剤を最初に０．６６ｇ添加して１０回高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は２６１０２ｎｍとなったので、本発明６によれば、本発明５に対して約２６％小さなメジアン繊維径の分散液が得られたことになる。また、本発明６の分散液の粘度は４２００ｃｐであり、上述の本発明５の粘度３５００ｃｐの１．２倍となった。メジアン繊維径が小さくなるほど粘度が高くなる性質があるので、この粘度が増大することからも良好な分散結果となっていることがわかる。 As shown in Table 6, 0.22 g of the polymer dispersant was first added and subjected to the high-pressure injection treatment 5 times, and then 0.44 g of the polymer dispersant was added and the high-pressure injection treatment was performed 5 times. The median fiber diameter was 19200 nm. According to the present invention 6, since the median particle size of the dispersion obtained by adding 0.66 g of the polymer dispersant first as the present invention 5 and performing the high-pressure injection treatment 10 times was 26102 nm, according to the present invention 6, Thus, a dispersion having a median fiber diameter of about 26% is obtained. Moreover, the viscosity of the dispersion liquid of this invention 6 was 4200cp, and became 1.2 times the viscosity 3500cp of the above-mentioned this invention 5. Since the viscosity increases as the median fiber diameter decreases, it can be understood that the dispersion result is good because the viscosity increases.
本実施例によれば、適時、必要な分だけ高分子分散剤を添加することができ、より効果的に粒子に静電反発または立体障害の作用が働くこととなる。 According to the present example, the polymer dispersant can be added as needed in a timely manner, and electrostatic repulsion or steric hindrance acts on the particles more effectively.
実施例７（セルロースの微粒化）
原料のセルロースはＫＣフロックＷ−１００ＧＫ（日本製紙株式会社製）である。
添加剤である高分子分散剤はＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９９（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ 社製）である。
本実施例では、イオン交換水に高分子分散剤０．６６ｇを加えて撹拌し、それを高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を５回繰り返し、そして引続き、イオン交換水にセルロース粉末２ｇと、さきほど微粒化した高分子分散剤を０．６６ｇ加えて撹拌し、希釈して、全体が１００ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射し、その高圧噴射処理を１０回繰り返し、本発明７の分散液を得た。測定結果を次の表７に示す。
Example 7 (cellulose atomization)
The raw material cellulose is KC Flock W-100GK (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.).
The polymer dispersant as an additive is DISPERBYK-199 (manufactured by BYK-Chemie).
In this embodiment, 0.66 g of a polymer dispersant is added to ion-exchanged water and stirred, and the mixture is atomized by high-pressure injection from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure, and the high-pressure injection processing is repeated five times. Then, 2 g of cellulose powder and 0.66 g of the finely divided polymer dispersant added to ion-exchanged water are added and stirred to dilute to make a mixture of 100 g as a whole. A high-pressure jet was performed from the chamber nozzle at a predetermined pressure, and the high-pressure jet treatment was repeated 10 times to obtain a dispersion of the present invention 7. The measurement results are shown in Table 7 below.
表７に示す通り、高分子分散剤を予め微粒化したものを０．６６ｇ添加して１０回高圧噴射処理した本発明７の分散液のメジアン繊維径は２３０００ｎｍとなった。上述の本発明５として高分子分散剤を最初に０．６６ｇ添加して１０回高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は２６１０２ｎｍとなったので、本発明７によれば、本発明５に対して約１２％小さなメジアン繊維径の分散液が得られたことになる。また、本発明７の分散液の粘度は４２００ｃｐであり、上述の本発明５の粘度３５００ｃｐの１．２倍となった。メジアン繊維径が小さくなるほど粘度が高くなる性質があるので、この粘度が増大することからも良好な分散結果となっていることがわかる。 As shown in Table 7, the median fiber diameter of the dispersion liquid of the present invention 7 obtained by adding 0.66 g of a finely divided polymer dispersant and performing high-pressure injection treatment 10 times was 23000 nm. According to the present invention 7, since the median particle size of the dispersion liquid obtained by adding 0.66 g of the polymer dispersant first as the present invention 5 and performing the high-pressure injection treatment 10 times was 26102 nm, according to the present invention 7, Thus, a dispersion having a median fiber diameter of about 12% is obtained. Moreover, the viscosity of the dispersion liquid of this invention 7 was 4200 cp, and became 1.2 times the viscosity 3500 cp of this invention 5 mentioned above. Since the viscosity increases as the median fiber diameter decreases, it can be understood that the dispersion result is good because the viscosity increases.
本実施例によれば、予め、高分子分散剤を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射し微粒化してから添加することで分散効果を示す最適な分子量領域での添加が容易となる。 According to this example, it is easy to add a polymer dispersant in an optimum molecular weight region showing a dispersion effect by adding a polymer dispersant after high-pressure injection from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure and atomizing. Become.
実施例８（カーボンナノチューブの微粒化）
原料のカーボンナノチューブは多層ＣＮＴ（和光純薬工業株式会社製）である。
添加剤である高分子分散剤はＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１９９（ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ 社製）である。
本実施例では、イオン交換水に多層ＣＮＴ粉末０．５ｇを加えて撹拌し、それを高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を１０回繰り返し、そして引続き、高分子分散剤を０．５ｇ加えて撹拌し、希釈して、全体が５０ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射し、その高圧噴射処理を２０回繰り返し、本発明８−１の分散液を得た。
本実施例では、イオン交換水に多層ＣＮＴ粉末０．５ｇと、高分子分散剤０．５ｇを加えて撹拌し、希釈して、全体が５０ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから２００ＭＰａの圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を２０回繰り返し、本発明８−２の分散液を得た。
本実施例では、イオン交換水に多層ＣＮＴ粉末０．５ｇと、高分子分散剤０．１７ｇを加えて撹拌し、希釈して、全体が４９．６７ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を１０回繰り返し、引き続き、高分子分散剤０．３３ｇを加えて撹拌し、全体が５０ｇの混合液とし、前記混合液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射して微粒化し、その高圧噴射処理を１０回繰り返し、本発明８−３の分散液を得た。すなわち、本発明８−３は、合計で、高圧噴射処理を２０回行っていることとなる。そして、高分子分散剤を添加しないで、同様に高圧噴射処理を行ったものを比較例８とした。測定結果を次の表８に示す。
Example 8 (carbon nanotube atomization)
The raw material carbon nanotubes are multi-walled CNTs (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
The polymer dispersant as an additive is DISPERBYK-199 (manufactured by BYK-Chemie).
In this example, 0.5 g of multi-walled CNT powder is added to ion-exchanged water and stirred, and it is atomized by high-pressure injection at a predetermined pressure from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus, and the high-pressure injection processing is repeated 10 times. Subsequently, 0.5 g of the polymer dispersant is added, stirred and diluted to obtain a mixed solution of 50 g as a whole. The mixed solution is injected at a high pressure from the chamber nozzle of the high-pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure. The treatment was repeated 20 times to obtain a dispersion of the invention 8-1.
In this example, 0.5 g of multilayer CNT powder and 0.5 g of a polymer dispersant are added to ion-exchanged water, stirred and diluted to obtain a mixed solution of 50 g as a whole. From the chamber nozzle, high pressure injection was performed at a pressure of 200 MPa to atomize, and the high pressure injection treatment was repeated 20 times to obtain a dispersion according to the present invention 8-2.
In this example, 0.5 g of multilayer CNT powder and 0.17 g of a polymeric dispersant are added to ion-exchanged water, and the mixture is stirred and diluted to obtain a mixed solution of 49.67 g as a whole. High pressure injection from the chamber nozzle of the processing apparatus at a predetermined pressure to atomize, repeat the high pressure injection processing 10 times, then add 0.33 g of polymer dispersant and stir to make a 50 g mixed solution as a whole. The liquid was atomized by high-pressure injection from a chamber nozzle of a high-pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure, and the high-pressure injection processing was repeated 10 times to obtain a dispersion of the invention 8-3. That is, in the present invention 8-3, the high-pressure injection process is performed 20 times in total. Then, Comparative Example 8 was subjected to the same high pressure injection treatment without adding the polymer dispersant. The measurement results are shown in Table 8 below.
表８に示す通り、原料を高圧噴射処理してから高分子分散剤を加えて調整した混合液を高圧噴射処理した本発明８−１の分散液のメジアン径は１５０ｎｍとなった。また、高分子分散剤を最初に加えて調整した混合液を高圧噴射処理した本発明８−２の分散液のメジアン径は３５１ｎｍとなった。そして、高分子分散剤を最初に適量加えて調整した混合液を高圧噴射処理し、引き続き、高分子分散剤を適量加えて調整した混合液を高圧噴射処理した本発明８−３の分散液のメジアン径は２９１ｎｍとなった。比較例８として分散剤を加えずに高圧噴射処理した分散液のメジアン粒径は４８０８ｎｍである。本発明８−１、本発明８−２、本発明８−３によれば、比較例８に対して１／１０以下であるか、１／３０以下の小さなメジアン径の分散液が得られたことになる。特に、本発明８−１が良好な結果となっており、このことは、ナノ粒子の凝集体に対して、高圧噴射処理することでナノ粒子全体の表面積を増大させて高分子分散剤の吸着面を増やすこととなり、立体障害の作用をする高分子分散剤を加えてから高圧噴射分散処理を行うことで、高圧噴射により微粒化されたナノ粒子に立体障害の作用が効率的に働くので再凝集が防止されるとともに分散安定性が向上することを裏付けている。 As shown in Table 8, the median diameter of the dispersion liquid of the present invention 8-1 obtained by subjecting the raw material to high pressure injection treatment and then high pressure injection treatment of a mixed liquid prepared by adding a polymer dispersant was 150 nm. Moreover, the median diameter of the dispersion liquid of this invention 8-2 which carried out the high voltage | pressure injection processing of the liquid mixture which added the polymer dispersing agent first, and became 351 nm. Then, the mixed liquid prepared by adding an appropriate amount of the polymer dispersant first is subjected to high pressure injection treatment, and subsequently, the mixed liquid prepared by adding an appropriate amount of the polymer dispersant is subjected to high pressure injection processing. The median diameter was 291 nm. As a comparative example 8, the median particle size of the dispersion subjected to the high pressure injection treatment without adding the dispersant is 4808 nm. According to the present invention 8-1, the present invention 8-2, and the present invention 8-3, a dispersion having a small median diameter of 1/10 or less or 1/30 or less of that of Comparative Example 8 was obtained. It will be. In particular, the present invention 8-1 has a good result. This is because the surface area of the whole nanoparticle is increased by subjecting the aggregate of nanoparticles to a high-pressure jet treatment, thereby adsorbing the polymer dispersant. By adding a polymer dispersant that acts as a steric hindrance and then performing high-pressure jet dispersion treatment, the effect of steric hindrance works efficiently on the nanoparticles atomized by high-pressure jetting. This confirms that aggregation is prevented and dispersion stability is improved.
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。上述の酸化チタンの微粒化は一例であって、チタン酸バリウム、フェライト、アルミナ、シリカ、その他既知の金属酸化物微粒子の凝集体に適用できる。上述の多層ＣＮＴの微粒化は一例であって、ＣＮＴ全般に対して有効である。高分子分散剤を用いた微粒化は、バイオマスナノファイバーの凝集体やＣＮＴの凝集体のみならず、既知の金属酸化物微粒子の凝集体に適用できる。各種実施例は、適宜組み合わせて使用することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above. The above-described atomization of titanium oxide is an example, and can be applied to an aggregate of barium titanate, ferrite, alumina, silica, and other known metal oxide fine particles. The above-mentioned atomization of the multi-walled CNT is an example, and is effective for the whole CNT. Atomization using a polymer dispersant can be applied not only to aggregates of biomass nanofibers and aggregates of CNTs but also to aggregates of known metal oxide fine particles. Various embodiments can be used in appropriate combination.
本発明は上述した実施例に限定されるものではない。例えば、前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を、そのまま添加する場合と、微粒化してから添加する場合がある。例えば、前記微粒子に対して少なくとも静電反発または立体障害の作用をする添加剤を、原料液に加えて高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する場合と、原料液を高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射したものに加える場合と、原料液に加えて高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射したものに加えてさらに高圧噴射処理装置のチャンバーノズルから所定圧力で高圧噴射する場合がある。そして、段階的に前記添加剤を加えながら前記高圧噴射分散処理を行うことで、より効果的に粒子に静電反発または立体障害の作用が働くこととなる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, an additive that acts at least as an electrostatic repulsion or steric hindrance to the fine particles may be added as it is, or may be added after atomization. For example, an additive that acts at least electrostatic repulsion or steric hindrance on the fine particles is added to the raw material liquid, and is injected at a high pressure from a chamber nozzle of a high pressure injection processing apparatus, and the raw material liquid is subjected to a high pressure injection process. In addition to the material jetted at a predetermined pressure from the chamber nozzle of the apparatus, in addition to the raw material liquid and from the chamber nozzle of the high pressure injection processing apparatus at a predetermined pressure, in addition to the predetermined pressure from the chamber nozzle of the high pressure injection processing apparatus There is a case of high-pressure injection with pressure. Then, by performing the high-pressure jet dispersion treatment while adding the additive stepwise, electrostatic repulsion or steric hindrance acts on the particles more effectively. Thus, it goes without saying that the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
１０ 混合液、
２０ 分散液、
１ａ 微粒子の凝集体、
１ｂ 微粒子、
４０ チャンバー、
４１ シングルノズルチャンバー、
１００ 高圧噴射処理装置
10 mixture,
20 dispersion,
1a Agglomerates of fine particles,
1b fine particles,
40 chambers,
41 single nozzle chamber,
100 High-pressure jet processing equipment
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