JP2934229B1 - 固液混合流体の破砕・分散装置 - Google Patents
固液混合流体の破砕・分散装置Info
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- B02C19/06—Jet mills
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Abstract
【要約】
【課題】 液状媒体に有機高分子、金属および無機化合
物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混合し
た固液混合流体の微粒子を破砕して超微粒子化すること
が可能で、かつその超微粒子を良好に分散させることが
可能な固液混合流体の破砕・分散装置を提供する。 【解決手段】 液状媒体に有機高分子、金属および無機
化合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混
合した固液混合流体が高圧で導入され、前記固液混合流
体を噴射して互いに交差・衝突させるための複数のノズ
ル部を有する装置本体；および前記各ノズル部から噴射
される複数の固液混合流体の噴射流交差部に対して離接
自在に配置され、少なくとも表面が前記微粒子より硬度
の高い材料からなる被衝突部材；を具備したことを特徴
とする。
物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混合し
た固液混合流体の微粒子を破砕して超微粒子化すること
が可能で、かつその超微粒子を良好に分散させることが
可能な固液混合流体の破砕・分散装置を提供する。 【解決手段】 液状媒体に有機高分子、金属および無機
化合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混
合した固液混合流体が高圧で導入され、前記固液混合流
体を噴射して互いに交差・衝突させるための複数のノズ
ル部を有する装置本体；および前記各ノズル部から噴射
される複数の固液混合流体の噴射流交差部に対して離接
自在に配置され、少なくとも表面が前記微粒子より硬度
の高い材料からなる被衝突部材；を具備したことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固液混合流体の破
砕・分散装置に関する。
砕・分散装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高機能材料、高度物性材料に適し
た有機高分子、金属および無機化合物から選ばれる少な
くとも１つの材料からなるサブミクロン以下の超微粒子
が開発されている。
た有機高分子、金属および無機化合物から選ばれる少な
くとも１つの材料からなるサブミクロン以下の超微粒子
が開発されている。
【０００３】このような超微粒子の製造方法としては、
従来より複数のノズル部を有する本体を備えた破砕・分
散装置を用い、液状媒体に有機高分子、金属および無機
化合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混
合した固液混合流体を前記本体に高圧で導入し、前記複
数のノズル部から前記固液混合流体を高速度で噴射して
互いに交差・衝突させることにより前記固液混合流体中
の微粒子を破砕したり、超分散する方法が知られてい
る。
従来より複数のノズル部を有する本体を備えた破砕・分
散装置を用い、液状媒体に有機高分子、金属および無機
化合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混
合した固液混合流体を前記本体に高圧で導入し、前記複
数のノズル部から前記固液混合流体を高速度で噴射して
互いに交差・衝突させることにより前記固液混合流体中
の微粒子を破砕したり、超分散する方法が知られてい
る。
【０００４】前述した破砕・分散装置は単に固液混合流
体噴射流同士を衝突させるため、凝集した微粒子を一次
粒子レベルまで解砕したり、微粒子を超分散させること
ができる。しかしながら、前記固液混合流体の濃度、粘
度等に違いにより微粒子そのものを破砕して超微粒子化
することが困難であった。特に、有機高分子微粒子を含
む固液混合流体を処理する場合には、その衝撃吸収作用
により微粒子を超微粒子に破砕することが困難であっ
た。
体噴射流同士を衝突させるため、凝集した微粒子を一次
粒子レベルまで解砕したり、微粒子を超分散させること
ができる。しかしながら、前記固液混合流体の濃度、粘
度等に違いにより微粒子そのものを破砕して超微粒子化
することが困難であった。特に、有機高分子微粒子を含
む固液混合流体を処理する場合には、その衝撃吸収作用
により微粒子を超微粒子に破砕することが困難であっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液状媒体に
有機高分子、金属および無機化合物から選ばれる少なく
とも１つの微粒子を所望量混合した固液混合流体の微粒
子を破砕して超微粒子化することが可能で、かつその超
微粒子を良好に分散させることが可能な固液混合流体の
破砕・分散装置を提供しようとするものである。
有機高分子、金属および無機化合物から選ばれる少なく
とも１つの微粒子を所望量混合した固液混合流体の微粒
子を破砕して超微粒子化することが可能で、かつその超
微粒子を良好に分散させることが可能な固液混合流体の
破砕・分散装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる固液混合
流体の破砕・分散装置は、内部に空洞部を有し、かつ液
状媒体に有機高分子、金属および無機化合物から選ばれ
る少なくとも１つの微粒子を所望量混合した固液混合流
体が高圧で導入される２つの流路を有する基材と、この
基材に前記各流路と連通するように互いに対向して配置
され、前記空洞部内に前記固液混合流体を斜め方向に噴
射して互いに交差・衝突させるための２つのノズル部
と、前記基材に前記空洞部と連通するするように設けら
れた排出部とを備えた装置本体；および前記本体の空洞
部内に前記各ノズル部から噴射される２つの固液混合流
体の噴射流交差部に対して離接自在に挿入され、前記各
固液混合流体が衝突される面が前記微粒子より硬度の高
い材料からなる三角柱形状をなす被衝突部材；を具備し
たことを特徴とするものである。前記固液混合流体中の
微粒子を破砕する場合、前記三角柱形状をなす被衝突部
材を前記本体の２つのノズル部から噴射される複数の固
液混合流体の噴射流交差部に位置させ、前記各ノズル部
から固液混合流体を前記被衝突部材の２つの面に向けて
高速度で噴射して衝突させる。
流体の破砕・分散装置は、内部に空洞部を有し、かつ液
状媒体に有機高分子、金属および無機化合物から選ばれ
る少なくとも１つの微粒子を所望量混合した固液混合流
体が高圧で導入される２つの流路を有する基材と、この
基材に前記各流路と連通するように互いに対向して配置
され、前記空洞部内に前記固液混合流体を斜め方向に噴
射して互いに交差・衝突させるための２つのノズル部
と、前記基材に前記空洞部と連通するするように設けら
れた排出部とを備えた装置本体；および前記本体の空洞
部内に前記各ノズル部から噴射される２つの固液混合流
体の噴射流交差部に対して離接自在に挿入され、前記各
固液混合流体が衝突される面が前記微粒子より硬度の高
い材料からなる三角柱形状をなす被衝突部材；を具備し
たことを特徴とするものである。前記固液混合流体中の
微粒子を破砕する場合、前記三角柱形状をなす被衝突部
材を前記本体の２つのノズル部から噴射される複数の固
液混合流体の噴射流交差部に位置させ、前記各ノズル部
から固液混合流体を前記被衝突部材の２つの面に向けて
高速度で噴射して衝突させる。
【０００７】
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる固液混合流
体の破砕・分散装置を詳細に説明する。固液混合流体の
破砕・分散装置は、液状媒体に有機高分子、金属および
無機化合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望
量混合した固液混合流体が高圧で導入され、前記固液混
合流体を噴射して互いに交差・衝突させるための複数の
ノズル部を有する装置本体を備える。また、少なくとも
表面が前記微粒子より硬度の高い材料からなる被衝突部
材は、前記各ノズル部から噴射される複数の固液混合流
体の噴射流交差部に離接自在に配置される。
体の破砕・分散装置を詳細に説明する。固液混合流体の
破砕・分散装置は、液状媒体に有機高分子、金属および
無機化合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望
量混合した固液混合流体が高圧で導入され、前記固液混
合流体を噴射して互いに交差・衝突させるための複数の
ノズル部を有する装置本体を備える。また、少なくとも
表面が前記微粒子より硬度の高い材料からなる被衝突部
材は、前記各ノズル部から噴射される複数の固液混合流
体の噴射流交差部に離接自在に配置される。
【０００９】このような構成の固液混合流体の破砕・分
散装置において、前記固液混合流体中の微粒子を破砕す
る場合、前記被衝突部材を前記本体の複数のノズル部か
ら噴射される固液混合流体の噴射流交差部に位置させた
状態で前記各ノズル部から固液混合流体を前記被衝突部
材に向けて高速度で噴射して衝突させることによって、
前記固液混合流体中の微粒子を破砕して超微粒子化する
ことが可能になる。
散装置において、前記固液混合流体中の微粒子を破砕す
る場合、前記被衝突部材を前記本体の複数のノズル部か
ら噴射される固液混合流体の噴射流交差部に位置させた
状態で前記各ノズル部から固液混合流体を前記被衝突部
材に向けて高速度で噴射して衝突させることによって、
前記固液混合流体中の微粒子を破砕して超微粒子化する
ことが可能になる。
【００１０】前記有機高分子としては、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイト、
ポリイミド、アクリル酸樹脂、ポリエステル等の各種の
熱可塑性樹脂を挙げることができる。また、前記有機高
分子は前記熱可塑性樹脂の他に熱硬化性樹脂を使用する
ことも可能である。更に、物性の異なる２種以上の有機
高分子を用いることを許容する。前記有機高分子は、粒
径が１０μｍ以下、より好ましくは粒径１μｍ以下のも
のを用いることが望ましい。
レン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイト、
ポリイミド、アクリル酸樹脂、ポリエステル等の各種の
熱可塑性樹脂を挙げることができる。また、前記有機高
分子は前記熱可塑性樹脂の他に熱硬化性樹脂を使用する
ことも可能である。更に、物性の異なる２種以上の有機
高分子を用いることを許容する。前記有機高分子は、粒
径が１０μｍ以下、より好ましくは粒径１μｍ以下のも
のを用いることが望ましい。
【００１１】前記金属としては、例えば鉄、銀、銅等の
全てのものを挙げることができる。前記金属は、粒径が
１０μｍ以下、より好ましくは粒径１μｍ以下のものを
用いることが望ましい。
全てのものを挙げることができる。前記金属は、粒径が
１０μｍ以下、より好ましくは粒径１μｍ以下のものを
用いることが望ましい。
【００１２】前記無機化合物としては、例えばガラス、
各種の金属塩、または酸化ケイ素、酸化ジルコニムウ、
酸化チタン、アルミナ、酸化クロムなどの酸化物系セラ
ミックス、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素など
の窒化物系セラミックス、炭化珪素、炭化硼素などの炭
化物系セラミックス等を挙げることができる。前記無機
化合物は、粒径が１０μｍ以下、より好ましくは粒径１
μｍ以下のものを用いることが望ましい。
各種の金属塩、または酸化ケイ素、酸化ジルコニムウ、
酸化チタン、アルミナ、酸化クロムなどの酸化物系セラ
ミックス、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素など
の窒化物系セラミックス、炭化珪素、炭化硼素などの炭
化物系セラミックス等を挙げることができる。前記無機
化合物は、粒径が１０μｍ以下、より好ましくは粒径１
μｍ以下のものを用いることが望ましい。
【００１３】前記液状媒体としては、例えばエチルアル
コール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコー
ルのようなアルコール類、メチルエチルケトンのような
ケトン類またはトルエン、キシレン等の有機溶媒または
水を挙げることができる。これらの液状媒体は、使用す
る微粒子の種類や組み合わせに応じて単独または混合液
の形態で用いることができる。
コール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコー
ルのようなアルコール類、メチルエチルケトンのような
ケトン類またはトルエン、キシレン等の有機溶媒または
水を挙げることができる。これらの液状媒体は、使用す
る微粒子の種類や組み合わせに応じて単独または混合液
の形態で用いることができる。
【００１４】前記ノズル部は、２つ以上の複数用いるこ
とができる。前記複数のノズル部は、例えば平面の円形
軌跡に等周角度、例えば２つの場合１８０°、３つの場
合１２０°、４つの場合９０°の角度で前記本体に取付
けられる。特に、固液混合流体の噴射流同士をバランス
よく、かつ高いエネルギーで衝突させる観点から、２，
４，６のような偶数のノズル部を前記本体に取付けるこ
とが好ましい。
とができる。前記複数のノズル部は、例えば平面の円形
軌跡に等周角度、例えば２つの場合１８０°、３つの場
合１２０°、４つの場合９０°の角度で前記本体に取付
けられる。特に、固液混合流体の噴射流同士をバランス
よく、かつ高いエネルギーで衝突させる観点から、２，
４，６のような偶数のノズル部を前記本体に取付けるこ
とが好ましい。
【００１５】前記複数のノズル部は、固液混合流体を水
平方向に噴射させて互いに交差・衝突させるように前記
本体に取付けてもよいが、固液混合流体を斜め方向に噴
射させて互いに交差・衝突させるように前記本体に取付
けられることが好ましい。このような構成にすれば、前
記複数のノズル部からの固液混合流体噴射流同士の衝突
領域または被衝突部材への噴射流の衝突領域を大きくす
ることが可能になる。また、相手側のノズルからの噴射
流によりノズル部や装置本体が損傷されるのを防止する
ことができる。
平方向に噴射させて互いに交差・衝突させるように前記
本体に取付けてもよいが、固液混合流体を斜め方向に噴
射させて互いに交差・衝突させるように前記本体に取付
けられることが好ましい。このような構成にすれば、前
記複数のノズル部からの固液混合流体噴射流同士の衝突
領域または被衝突部材への噴射流の衝突領域を大きくす
ることが可能になる。また、相手側のノズルからの噴射
流によりノズル部や装置本体が損傷されるのを防止する
ことができる。
【００１６】前記本体に導入される固液混合流体の加圧
力は、５００ｋｇ／ｃｍ2 以上にすることが好ましい。
前記複数のノズル部から噴射される固液混合流体の噴射
速度は、３００ｍ／秒以上にすることが好ましい。前記
固液混合流体の加圧力を５００ｋｇ／ｃｍ2 未満、前記
固液混合流体の噴射流速度を３００ｍ／秒未満にする
と、固液混合流体中の微粒子の破砕や超分散化が困難に
なる。前記固液混合流体の加圧力および前記固液混合流
体の噴射流速度の上限は、実用上、それぞれ２５００ｋ
ｇ／ｃｍ2 、６００ｍ／秒にすることが望ましい。
力は、５００ｋｇ／ｃｍ2 以上にすることが好ましい。
前記複数のノズル部から噴射される固液混合流体の噴射
速度は、３００ｍ／秒以上にすることが好ましい。前記
固液混合流体の加圧力を５００ｋｇ／ｃｍ2 未満、前記
固液混合流体の噴射流速度を３００ｍ／秒未満にする
と、固液混合流体中の微粒子の破砕や超分散化が困難に
なる。前記固液混合流体の加圧力および前記固液混合流
体の噴射流速度の上限は、実用上、それぞれ２５００ｋ
ｇ／ｃｍ2 、６００ｍ／秒にすることが望ましい。
【００１７】前記被衝突部材は、少なくとも表面が前記
微粒子より硬度の高い材料からなる構造部材を用いれば
よい。ただし、前記固液混合流体中の微粒子が複数種で
ある場合には最も硬度の高い微粒子を基準にし、それよ
り高硬度の材料から被衝突部材を形成する必要がある。
前記被衝突部材は、固液混合流体の噴射流による摩耗を
抑制するとともに、固液混合流体中の微粒子への破砕力
を高める観点から表面に多数のダイヤモンド粒子が電着
された鉄、コバルトなどの金属製基体、またはダイヤモ
ンド焼結体や超硬合金焼結体から製作することが好まし
い。前者の表面に多数のダイヤモンド粒子が電着された
金属製基体は、平均粒径５〜１０μｍの多数のダイヤモ
ンド粒子を７０％以上の面積率で金属製基体に電着した
構造にすることが好ましい。特に、ダイヤモンド焼結体
からなる被衝突部材は固液混合流体の噴射流衝突時のエ
ネルギーを破砕力に変換する効率が高く、かつ耐摩耗性
に優れているために好適である。
微粒子より硬度の高い材料からなる構造部材を用いれば
よい。ただし、前記固液混合流体中の微粒子が複数種で
ある場合には最も硬度の高い微粒子を基準にし、それよ
り高硬度の材料から被衝突部材を形成する必要がある。
前記被衝突部材は、固液混合流体の噴射流による摩耗を
抑制するとともに、固液混合流体中の微粒子への破砕力
を高める観点から表面に多数のダイヤモンド粒子が電着
された鉄、コバルトなどの金属製基体、またはダイヤモ
ンド焼結体や超硬合金焼結体から製作することが好まし
い。前者の表面に多数のダイヤモンド粒子が電着された
金属製基体は、平均粒径５〜１０μｍの多数のダイヤモ
ンド粒子を７０％以上の面積率で金属製基体に電着した
構造にすることが好ましい。特に、ダイヤモンド焼結体
からなる被衝突部材は固液混合流体の噴射流衝突時のエ
ネルギーを破砕力に変換する効率が高く、かつ耐摩耗性
に優れているために好適である。
【００１８】前記被衝突部材は、形状的に任意である
が、前記ノズル部の数に応じてそれらの開口部に対向す
る面（衝突面）を有する形状にすることが好ましい。こ
のような被衝突部材を用いることにによって、前記複数
のノズル部から噴射された固液混合流体を前記被衝突部
材に衝突させる際、その衝突エネルギーをより効率よく
前記流体中の微粒子の破壊力に変換することが可能にな
る。
が、前記ノズル部の数に応じてそれらの開口部に対向す
る面（衝突面）を有する形状にすることが好ましい。こ
のような被衝突部材を用いることにによって、前記複数
のノズル部から噴射された固液混合流体を前記被衝突部
材に衝突させる際、その衝突エネルギーをより効率よく
前記流体中の微粒子の破壊力に変換することが可能にな
る。
【００１９】次に、本発明に係わる固液混合流体の破砕
・分散装置を図面を参照してより具体的に説明する。図
１は、固液混合流体の破砕・分散装置を示す断面図であ
る。装置本体１は、四角錐台形状の空洞部２およびこの
空洞部２の上下に連通する上部矩形状穴３，下部矩形状
穴４を有するメインブロック５と、前記上下の矩形状穴
３，４に挿入固定された上部、下部のブロック６，７と
を備える。なお、前記四角台錐形状をなす空洞部２はそ
の上下の開口径が前記上下の矩形状穴３，４より小さく
なっている。
・分散装置を図面を参照してより具体的に説明する。図
１は、固液混合流体の破砕・分散装置を示す断面図であ
る。装置本体１は、四角錐台形状の空洞部２およびこの
空洞部２の上下に連通する上部矩形状穴３，下部矩形状
穴４を有するメインブロック５と、前記上下の矩形状穴
３，４に挿入固定された上部、下部のブロック６，７と
を備える。なお、前記四角台錐形状をなす空洞部２はそ
の上下の開口径が前記上下の矩形状穴３，４より小さく
なっている。
【００２０】下方に向けて所望の角度で傾斜された一対
のノズル部８ａ，８ｂは、前記空洞部２の中間内面に位
置する前記メインブロック５部分に互いに対向するよう
に形成されている。
のノズル部８ａ，８ｂは、前記空洞部２の中間内面に位
置する前記メインブロック５部分に互いに対向するよう
に形成されている。
【００２１】前記上部ブロック６は、その上面からねじ
切り加工された穴９が穿設されている。前記ねじ切り加
工された穴９は、逆円錐形流路１０を通して一対の分岐
流路１１ａ，１１ｂに連通されている。前記各分岐流路
１１ａ，１１ｂは、それぞれ前記上部ブロック６から前
記メインブロック５を通って前記一対のノズル部８ａ，
８ｂの先端面まで延出され、その先端面で開口されてい
る。これらノズル部８ａ，８ｂの先端の開口（吐出口）
は、固液混合流体の噴射速度を高める観点から、数ミク
ロン〜百数十ミクロンの径を有することが好ましい。
切り加工された穴９が穿設されている。前記ねじ切り加
工された穴９は、逆円錐形流路１０を通して一対の分岐
流路１１ａ，１１ｂに連通されている。前記各分岐流路
１１ａ，１１ｂは、それぞれ前記上部ブロック６から前
記メインブロック５を通って前記一対のノズル部８ａ，
８ｂの先端面まで延出され、その先端面で開口されてい
る。これらノズル部８ａ，８ｂの先端の開口（吐出口）
は、固液混合流体の噴射速度を高める観点から、数ミク
ロン〜百数十ミクロンの径を有することが好ましい。
【００２２】前記各分岐流路１１ａ，１１ｂに導入され
た固液混合流体の流速を加速するためのオリフィス部１
２ａ，１２ｂは、前記ノズル部８ａ，８ｂの根元に位置
する前記各分岐流路１１ａ，１１ｂ部分にそれぞれ介装
されている。
た固液混合流体の流速を加速するためのオリフィス部１
２ａ，１２ｂは、前記ノズル部８ａ，８ｂの根元に位置
する前記各分岐流路１１ａ，１１ｂ部分にそれぞれ介装
されている。
【００２３】なお、前記上部ブロック６のねじ切り穴９
には、図示しない固液混合流体供給管が螺合、連結され
る。また、前記上部ブロック７と前記メインブロック５
の繋目に位置する前記各分岐流路１１ａ，１１ｂ部分に
は、Ｏリング１３ａ，１３ｂがそれぞれ介装されてい
る。
には、図示しない固液混合流体供給管が螺合、連結され
る。また、前記上部ブロック７と前記メインブロック５
の繋目に位置する前記各分岐流路１１ａ，１１ｂ部分に
は、Ｏリング１３ａ，１３ｂがそれぞれ介装されてい
る。
【００２４】前記下部ブロック７には、その下面からね
じ切り加工された穴１４が穿設されている。前記穴１４
は、円柱状穴１５を通して前記メインブロック５の空洞
部２と連通している。なお、前記下部ブロック７のねじ
切り穴１４には、図示しない排出管が螺合、連結され
る。
じ切り加工された穴１４が穿設されている。前記穴１４
は、円柱状穴１５を通して前記メインブロック５の空洞
部２と連通している。なお、前記下部ブロック７のねじ
切り穴１４には、図示しない排出管が螺合、連結され
る。
【００２５】少なくとも表面が固液混合流体の微粒子よ
り硬度の高い材料、例えばダイヤモンド焼結体からなる
三角柱形状の被衝突部材１６は、前記メインブロック５
を貫通して前記空洞部２内に着脱自在に挿入されてい
る。前記被衝突部材１６は、前記空洞部２内に挿入する
際、前記ノズル部８ａ，８ｂから噴射される一対の固液
混合流体の噴射流交差部に位置され、前記各固液混合流
体の噴射流が実質的に前記被衝突部材１６の２つの面に
衝突される。
り硬度の高い材料、例えばダイヤモンド焼結体からなる
三角柱形状の被衝突部材１６は、前記メインブロック５
を貫通して前記空洞部２内に着脱自在に挿入されてい
る。前記被衝突部材１６は、前記空洞部２内に挿入する
際、前記ノズル部８ａ，８ｂから噴射される一対の固液
混合流体の噴射流交差部に位置され、前記各固液混合流
体の噴射流が実質的に前記被衝突部材１６の２つの面に
衝突される。
【００２６】次に、図１に示す固液混合流体の破砕・分
散装置の作用を説明する。被衝突部材１６を予め一対の
ノズル部８ａ，８ｂの固液混合流体の噴射流交差部に実
質的に位置するようにメインブロック５を貫通してその
空洞部２内に挿入する。
散装置の作用を説明する。被衝突部材１６を予め一対の
ノズル部８ａ，８ｂの固液混合流体の噴射流交差部に実
質的に位置するようにメインブロック５を貫通してその
空洞部２内に挿入する。
【００２７】液状媒体に有機高分子、金属および無機化
合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混合
した固液混合流体を図示しない固液混合流体供給管から
高圧、例えば５００ｋｇ／ｃｍ2 以上の圧力で上部ブロ
ック６の穴９内に導入する。この固液混合流体は、前記
上部ブロック６の逆円錐状流路１０を通して分岐流路１
１ａ，１１ｂにそれぞれ導入される。これら分岐流路１
１ａ，１１ｂに流入された固液混合流体は、オリフィス
１２ａ，１２ｂを通過する過程で更に加速され、ノズル
部８ａ，８ｂの開口部からメインブロック５の空洞部２
内に例えば３００ｍ／秒以上の速度で噴射される。
合物から選ばれる少なくとも１つの微粒子を所望量混合
した固液混合流体を図示しない固液混合流体供給管から
高圧、例えば５００ｋｇ／ｃｍ2 以上の圧力で上部ブロ
ック６の穴９内に導入する。この固液混合流体は、前記
上部ブロック６の逆円錐状流路１０を通して分岐流路１
１ａ，１１ｂにそれぞれ導入される。これら分岐流路１
１ａ，１１ｂに流入された固液混合流体は、オリフィス
１２ａ，１２ｂを通過する過程で更に加速され、ノズル
部８ａ，８ｂの開口部からメインブロック５の空洞部２
内に例えば３００ｍ／秒以上の速度で噴射される。
【００２８】この時、互いに対向して配置された前記ノ
ズル部８ａ，８ｂの分岐流路１１ａ，１１ｂは下方に傾
斜されているため、前記ノズル部８ａ，８ｂの開口部か
ら噴射された固液混合流体はそれらの噴射流交差部に実
質的に位置させた前記被衝突部材１６に衝突する。この
ため、前記固液混合流体中の微粒子が受ける衝突エネル
ギーは前記固液混合流体同士を衝突させる場合に比べて
著しく高められる。特に、前記被衝突部材１６の形状を
三角柱とすることにより、前記一対のノズル部８ａ，８
ｂから噴射された２つの固液混合流体を前記三角柱の被
衝突部材１６の２つの面にそれぞれ垂直もしくはほぼ垂
直に衝突させることができるため、前記固液混合流体中
の微粒子に対して一層高い衝突エネルギーを付与するこ
とができる。
ズル部８ａ，８ｂの分岐流路１１ａ，１１ｂは下方に傾
斜されているため、前記ノズル部８ａ，８ｂの開口部か
ら噴射された固液混合流体はそれらの噴射流交差部に実
質的に位置させた前記被衝突部材１６に衝突する。この
ため、前記固液混合流体中の微粒子が受ける衝突エネル
ギーは前記固液混合流体同士を衝突させる場合に比べて
著しく高められる。特に、前記被衝突部材１６の形状を
三角柱とすることにより、前記一対のノズル部８ａ，８
ｂから噴射された２つの固液混合流体を前記三角柱の被
衝突部材１６の２つの面にそれぞれ垂直もしくはほぼ垂
直に衝突させることができるため、前記固液混合流体中
の微粒子に対して一層高い衝突エネルギーを付与するこ
とができる。
【００２９】また、前記被衝突部材１６は少なくとも表
面が前記微粒子より硬度の高い材料からなり、前記固液
混合流体の噴射流の衝突時において被衝突部材１６自体
の摩耗を防止できるとともに、衝突吸収能を低減でき
る、つまり衝突エネルギーの破砕変換効率を向上でき
る。特に、前記被衝突部材１６を現有の材料の中で最も
硬度の高いダイヤモンドの焼結体から作ることによっ
て、衝突エネルギーの破砕変換効率をより一層向上でき
る。
面が前記微粒子より硬度の高い材料からなり、前記固液
混合流体の噴射流の衝突時において被衝突部材１６自体
の摩耗を防止できるとともに、衝突吸収能を低減でき
る、つまり衝突エネルギーの破砕変換効率を向上でき
る。特に、前記被衝突部材１６を現有の材料の中で最も
硬度の高いダイヤモンドの焼結体から作ることによっ
て、衝突エネルギーの破砕変換効率をより一層向上でき
る。
【００３０】その結果、前記固液混合流体同士を衝突さ
せる手法では困難であった前記固液混合流体中の微粒子
を効率よく破砕して超微粒子化することができる。ま
た、このような破砕と同時に微粒子の分散化もなされ
る。
せる手法では困難であった前記固液混合流体中の微粒子
を効率よく破砕して超微粒子化することができる。ま
た、このような破砕と同時に微粒子の分散化もなされ
る。
【００３１】微粒子の破砕、分散がなされた固液混合流
体は、前記空洞部２から下部ブロック部７の円柱状穴１
５、ねじ切り加工された穴１４を通して処理排出管に排
出される。この固液混合流体は、再度、前記供給管を通
して上部ブロック６の穴９内に導入、返送される。
体は、前記空洞部２から下部ブロック部７の円柱状穴１
５、ねじ切り加工された穴１４を通して処理排出管に排
出される。この固液混合流体は、再度、前記供給管を通
して上部ブロック６の穴９内に導入、返送される。
【００３２】このような衝突破砕操作を複数回繰り返す
ことにより、数百ナノメータ以下の超微粒子が均一に分
散された固液混合流体を製造することができる。得られ
た固液混合流体中の超微粒子は、超分散されているた
め、所定の日数沈降分離せずに良好な分散状態が維持さ
れる。
ことにより、数百ナノメータ以下の超微粒子が均一に分
散された固液混合流体を製造することができる。得られ
た固液混合流体中の超微粒子は、超分散されているた
め、所定の日数沈降分離せずに良好な分散状態が維持さ
れる。
【００３３】また、複数種の有機高分子の微粒子または
有機高分子微粒子と金属および無機化合物から選ばれる
少なくとも１つの微粒子を含有する固液混合流体を用い
た場合には、前記微粒子が破砕されながら、均一に分散
接合または結合されるため、数ミクロン以下の複合超微
粒子が均一に分散された固液混合流体を製造することが
できる。得られた固液混合流体中の複合超微粒子は、超
分散されているため、所定の日数沈降分離せずに良好な
分散状態が維持される。
有機高分子微粒子と金属および無機化合物から選ばれる
少なくとも１つの微粒子を含有する固液混合流体を用い
た場合には、前記微粒子が破砕されながら、均一に分散
接合または結合されるため、数ミクロン以下の複合超微
粒子が均一に分散された固液混合流体を製造することが
できる。得られた固液混合流体中の複合超微粒子は、超
分散されているため、所定の日数沈降分離せずに良好な
分散状態が維持される。
【００３４】さらに、前記被衝突部材１６を現有の材料
の中で最も硬度の高いダイヤモンドの焼結体から作るこ
とによって、前記固液混合流体を前記被衝突部材１６に
衝突させる際の摩耗を抑制ないし防止することができる
ため、前記被衝突部材１６の耐用寿命を向上できるとと
もに、衝突、破砕時に前記被衝突部材１６から固液混合
流体中にコンタミが混入するのを効果的に防止すること
がてきる。
の中で最も硬度の高いダイヤモンドの焼結体から作るこ
とによって、前記固液混合流体を前記被衝突部材１６に
衝突させる際の摩耗を抑制ないし防止することができる
ため、前記被衝突部材１６の耐用寿命を向上できるとと
もに、衝突、破砕時に前記被衝突部材１６から固液混合
流体中にコンタミが混入するのを効果的に防止すること
がてきる。
【００３５】一方、前記被衝突部材１６は、前記一対の
ノズル部８ａ，８ｂから噴射される固液混合流体の噴射
流交差部に対して離接自在に配置されているため、図２
に示すように被衝突部材１６を前記一対のノズル部８
ａ，８ｂから噴射される固液混合流体の噴射流交差部か
ら離れるように移動させて固液混合流体同士を衝突させ
ること可能である。その結果、固液混合流体中の微粒子
を超微粒子化した後にさらに超分散化を図る場合には、
図２に示すように固液混合流体同士を衝突させることる
ことによって、超微粒子が超分散され、かつコンタミの
混入が防止された固液混合流体を製造することがてき
る。
ノズル部８ａ，８ｂから噴射される固液混合流体の噴射
流交差部に対して離接自在に配置されているため、図２
に示すように被衝突部材１６を前記一対のノズル部８
ａ，８ｂから噴射される固液混合流体の噴射流交差部か
ら離れるように移動させて固液混合流体同士を衝突させ
ること可能である。その結果、固液混合流体中の微粒子
を超微粒子化した後にさらに超分散化を図る場合には、
図２に示すように固液混合流体同士を衝突させることる
ことによって、超微粒子が超分散され、かつコンタミの
混入が防止された固液混合流体を製造することがてき
る。
【００３６】なお、前述した破砕・分散装置では２つの
ノズル部を装置本体に取付けた構造について説明した
が、３つ以上のノズル部を有する装置本体を備えた固液
混合流体の破砕・分散装置を構成してもよい。
ノズル部を装置本体に取付けた構造について説明した
が、３つ以上のノズル部を有する装置本体を備えた固液
混合流体の破砕・分散装置を構成してもよい。
【００３７】具体的には、３つのノズル部を有する破砕
・分散装置においては装置本体のメインブロック内部の
円錐台形状をなす空洞部内面に３つのノズル部を水平面
の円形軌跡上に１２０°間隔になるように取り付ける。
また、三角錐形状をなす本体部と、この本体部の三角形
面に取付けられたＬ形支持軸とからなる被衝突部材を前
記メインブロックを貫通して前記空洞部内に着脱自在に
挿入する。前記被衝突部材は、前記固液混合流体中の微
粒子を破砕する場合、前記３つのノズル部から前記空洞
部内に斜め方向に噴射される固液混合流体の噴射流交差
部に前記各固液混合流体の噴射流が前記被衝突部材の三
角錐形状をなす本体部の３つの三角形面に実質的にそれ
ぞれ衝突されるように配置される。
・分散装置においては装置本体のメインブロック内部の
円錐台形状をなす空洞部内面に３つのノズル部を水平面
の円形軌跡上に１２０°間隔になるように取り付ける。
また、三角錐形状をなす本体部と、この本体部の三角形
面に取付けられたＬ形支持軸とからなる被衝突部材を前
記メインブロックを貫通して前記空洞部内に着脱自在に
挿入する。前記被衝突部材は、前記固液混合流体中の微
粒子を破砕する場合、前記３つのノズル部から前記空洞
部内に斜め方向に噴射される固液混合流体の噴射流交差
部に前記各固液混合流体の噴射流が前記被衝突部材の三
角錐形状をなす本体部の３つの三角形面に実質的にそれ
ぞれ衝突されるように配置される。
【００３８】４〜６つのノズル部を有する破砕・分散装
置においては、装置本体のメインブロック内部の円錐台
形状をなす空洞部内面に４〜６つのノズル部をそれぞれ
水平面の円形軌跡上に９０°、７２°、６０°の間隔に
なるように取り付ける。４つのノズル部を配置した場合
には、四角錐形状をなす本体部とこの本体部の四角形面
に取付けられたＬ形支持軸とからなる被衝突部材を用い
る。５つのノズル部を配置した場合には、五角錐形状を
なす本体部とこの本体部の五角形面に取付けられたＬ形
支持軸とからなる被衝突部材を用いる。６つのノズル部
を配置した場合には、六角錐形状をなす本体部とこの本
体部の五角形面に取付けられたＬ形支持軸とからなる被
衝突部材を用いる。これらの被衝突部材は、前記固液混
合流体中の微粒子を破砕する場合、前記各ノズル部から
前記空洞部内に斜め方向に噴射される固液混合流体の噴
射流交差部に前記各固液混合流体の噴射流が前記被衝突
部材の本体部の三角形面に実質的にそれぞれ衝突される
ように配置される。
置においては、装置本体のメインブロック内部の円錐台
形状をなす空洞部内面に４〜６つのノズル部をそれぞれ
水平面の円形軌跡上に９０°、７２°、６０°の間隔に
なるように取り付ける。４つのノズル部を配置した場合
には、四角錐形状をなす本体部とこの本体部の四角形面
に取付けられたＬ形支持軸とからなる被衝突部材を用い
る。５つのノズル部を配置した場合には、五角錐形状を
なす本体部とこの本体部の五角形面に取付けられたＬ形
支持軸とからなる被衝突部材を用いる。６つのノズル部
を配置した場合には、六角錐形状をなす本体部とこの本
体部の五角形面に取付けられたＬ形支持軸とからなる被
衝突部材を用いる。これらの被衝突部材は、前記固液混
合流体中の微粒子を破砕する場合、前記各ノズル部から
前記空洞部内に斜め方向に噴射される固液混合流体の噴
射流交差部に前記各固液混合流体の噴射流が前記被衝突
部材の本体部の三角形面に実質的にそれぞれ衝突される
ように配置される。
【００３９】このようなノズル部が３つ以上有する固液
混合流体の破砕・分散装置によれば、２つのノズル部を
有する破砕・分散装置に比べて各ノズル部からの固液混
合流体の噴射量を同じにした場合、固液混合流体の噴射
量を５０％以上増大できるため、超微粒子が良好に分散
された固液混合流体の生産性を著しく向上することがで
きる。また、破砕時にはノズル部の数に応じ、それらの
開口部と対向する三角形面を有する本体部を備えた被衝
突部材を用いることによって、各固液混合流体の噴射流
中の微粒子を効率よく衝突、破砕して超微粒子化するこ
とが可能になる。
混合流体の破砕・分散装置によれば、２つのノズル部を
有する破砕・分散装置に比べて各ノズル部からの固液混
合流体の噴射量を同じにした場合、固液混合流体の噴射
量を５０％以上増大できるため、超微粒子が良好に分散
された固液混合流体の生産性を著しく向上することがで
きる。また、破砕時にはノズル部の数に応じ、それらの
開口部と対向する三角形面を有する本体部を備えた被衝
突部材を用いることによって、各固液混合流体の噴射流
中の微粒子を効率よく衝突、破砕して超微粒子化するこ
とが可能になる。
【００４０】前記装置本体（上部ブロック）に固液混合
流体を導入する供給管は１つに限定されない。例えば
（１）ノズル部と供給管とを１対１対応にしたり、
（２）３つのノズル部を取付ける場合には２つの供給管
を装置本体（上部ブロック）に連結し、一方の供給管か
ら２つのノズル部に固液混合流体を供給し、他方の供給
管から残りの１つのノズル部に固液混合流体を供給した
り、（３）４つのノズル部を取付ける場合には２つの供
給管を装置本体（上部ブロック）に連結し、一方の供給
管から２つのノズル部に固液混合流体を供給し、他方の
供給管から残りの２つのノズル部に固液混合流体を供給
したり、してもよい。前記（３）の形態において、１つ
の供給管（共通供給管）から固液混合流体が導入される
２つのノズル部として互いに対向配置されるものを選択
することにより固液混合流体の噴射流同士をバランスよ
く衝突させることが可能になる。
流体を導入する供給管は１つに限定されない。例えば
（１）ノズル部と供給管とを１対１対応にしたり、
（２）３つのノズル部を取付ける場合には２つの供給管
を装置本体（上部ブロック）に連結し、一方の供給管か
ら２つのノズル部に固液混合流体を供給し、他方の供給
管から残りの１つのノズル部に固液混合流体を供給した
り、（３）４つのノズル部を取付ける場合には２つの供
給管を装置本体（上部ブロック）に連結し、一方の供給
管から２つのノズル部に固液混合流体を供給し、他方の
供給管から残りの２つのノズル部に固液混合流体を供給
したり、してもよい。前記（３）の形態において、１つ
の供給管（共通供給管）から固液混合流体が導入される
２つのノズル部として互いに対向配置されるものを選択
することにより固液混合流体の噴射流同士をバランスよ
く衝突させることが可能になる。
【００４１】さらに、本発明においては複数台、例えば
２台の被衝突部材が配置された主に破砕専用の固液混合
流体の破砕・分散装置と、例えば１台の被衝突部材を配
置していない主に分散専用の固液混合流体の破砕・分散
装置とにより破砕・分散システムを構成することが可能
である。このような破砕・分散システムにおいて、固液
混合流体を各破砕専用の破砕・分散装置にそれぞれ導入
して固液混合流体中の微粒子の衝突破砕操作を複数パス
行い、これらの装置から排出された固液混合流体を分散
専用の破砕・分散装置に導入して主に分散操作を複数パ
ス行なうことによって、超微粒子が超分散された固液混
合流体を効率よく製造することができる。
２台の被衝突部材が配置された主に破砕専用の固液混合
流体の破砕・分散装置と、例えば１台の被衝突部材を配
置していない主に分散専用の固液混合流体の破砕・分散
装置とにより破砕・分散システムを構成することが可能
である。このような破砕・分散システムにおいて、固液
混合流体を各破砕専用の破砕・分散装置にそれぞれ導入
して固液混合流体中の微粒子の衝突破砕操作を複数パス
行い、これらの装置から排出された固液混合流体を分散
専用の破砕・分散装置に導入して主に分散操作を複数パ
ス行なうことによって、超微粒子が超分散された固液混
合流体を効率よく製造することができる。
【００４２】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を説明する。 （実施例１−１）純水に一次粒子径が１０μｍの酸化チ
タン（ＴｉＯ2 ）微粒子を２０重量％混合して固液混合
流体を調製した。
タン（ＴｉＯ2 ）微粒子を２０重量％混合して固液混合
流体を調製した。
【００４３】次いで、前記固液混合流体を前述した図１
に示す被衝突部材を固液混合流体の噴射流交差部に位置
させた形態の破砕・分散装置を用い、下記に示す条件で
一対の固液混合流体の噴射流を被衝突部材にそれぞれ衝
突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
に示す被衝突部材を固液混合流体の噴射流交差部に位置
させた形態の破砕・分散装置を用い、下記に示す条件で
一対の固液混合流体の噴射流を被衝突部材にそれぞれ衝
突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
【００４４】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体導入時の加圧力；５００Ｋｇ
／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；２５０ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；三辺の寸法が８ｍｍ，８ｍｍ，８ｍｍの正
三角柱の形状をなすダイヤモンド焼結体。ただし、前記
被衝突部材で一対のノズル部から噴射された固液混合流
体中の微粒子を破砕するには、前記正三角柱形状をなす
被衝突部材の二つの面に２つの固液混合流体の噴射流が
それぞれ衝突されるように固液混合流体の噴射流交差部
に配置した。
／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；２５０ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；三辺の寸法が８ｍｍ，８ｍｍ，８ｍｍの正
三角柱の形状をなすダイヤモンド焼結体。ただし、前記
被衝突部材で一対のノズル部から噴射された固液混合流
体中の微粒子を破砕するには、前記正三角柱形状をなす
被衝突部材の二つの面に２つの固液混合流体の噴射流が
それぞれ衝突されるように固液混合流体の噴射流交差部
に配置した。
【００４５】（比較例１−１）実施例１−１と同様な固
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
【００４６】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体の導入時の加圧力；５００Ｋ
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；２５０ｍ
／ｓｅｃ。
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；２５０ｍ
／ｓｅｃ。
【００４７】（実施例１−２）実施例１−１と同様な固
液混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置
を用い、下記に示す条件で一対の固液混合流体の噴射流
を被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を４回（４パ
ス）繰り返した。
液混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置
を用い、下記に示す条件で一対の固液混合流体の噴射流
を被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を４回（４パ
ス）繰り返した。
【００４８】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体導入時の加圧力；１５００Ｋ
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３５０ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例１−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３５０ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例１−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
【００４９】（比較例１−２）実施例１−１と同様な固
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
【００５０】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体の導入時の加圧力；１５００
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３５０ｍ
／ｓｅｃ。
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３５０ｍ
／ｓｅｃ。
【００５１】（実施例１−３）実施例１−１と同様な固
液混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置
を用い、下記に示す条件で一対の固液混合流体の噴射流
を被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を２回（２パ
ス）繰り返した。
液混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置
を用い、下記に示す条件で一対の固液混合流体の噴射流
を被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を２回（２パ
ス）繰り返した。
【００５２】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体導入時の加圧力；２５００Ｋ
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５００ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例１−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５００ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例１−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
【００５３】（比較例１−３）実施例１−１と同様な固
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
【００５４】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体の導入時の加圧力；２５００
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５００ｍ
／ｓｅｃ。
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例１−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５００ｍ
／ｓｅｃ。
【００５５】（実施例１−４）実施例１−１と同様な固
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、実施例１−３と同様な破砕を行なった。
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、実施例１−３と同様な破砕を行なった。
【００５６】（比較例１−４）実施例１−１と同様な固
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、比較例１−３と同様な破砕を行なった。
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、比較例１−３と同様な破砕を行なった。
【００５７】実施例１−１〜１−４および比較例１−１
〜１−４による破砕処理後の固液混合流体について、常
温静置した時の酸化チタン粒子の分散程度および分散粒
子の破砕程度を調べた。その結果を下記表１に示す。
〜１−４による破砕処理後の固液混合流体について、常
温静置した時の酸化チタン粒子の分散程度および分散粒
子の破砕程度を調べた。その結果を下記表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】前記表１から明らかなように固液混合流体
の導入加圧力を５００ｋｇ／ｃｍ2に設定し、被衝突部
材を噴射流交差部に位置させた実施例１−１による破砕
処理後の固液混合流体は、固液混合流体の導入加圧力を
同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に位置させなかっ
た比較例１−１による破砕処理後の固液混合流体に比べ
て分散程度が劣るものの、その中の酸化チタン粒子を一
次粒子径（１０μｍ）以下の５μｍまで破砕できること
がわかる。
の導入加圧力を５００ｋｇ／ｃｍ2に設定し、被衝突部
材を噴射流交差部に位置させた実施例１−１による破砕
処理後の固液混合流体は、固液混合流体の導入加圧力を
同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に位置させなかっ
た比較例１−１による破砕処理後の固液混合流体に比べ
て分散程度が劣るものの、その中の酸化チタン粒子を一
次粒子径（１０μｍ）以下の５μｍまで破砕できること
がわかる。
【００６０】また、実施例１−１に比べて固液混合流体
の導入加圧力を１５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例１
−２による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流体
の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に
位置させなかった比較例１−２による破砕処理後の固液
混合流体とほぼ同様な分散程度を有し、かつその中の酸
化チタン粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下の１μｍま
で破砕できることがわかる。
の導入加圧力を１５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例１
−２による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流体
の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に
位置させなかった比較例１−２による破砕処理後の固液
混合流体とほぼ同様な分散程度を有し、かつその中の酸
化チタン粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下の１μｍま
で破砕できることがわかる。
【００６１】さらに、実施例１−１に比べて固液混合流
体の導入加圧力を２５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例
１−３による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流
体の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部
に位置させなかった比較例１−３による破砕処理後の固
液混合流体と同様な優れた分散性を有するとともに、そ
の中の酸化チタン粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下の
０．１μｍまで破砕できることがわかる。
体の導入加圧力を２５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例
１−３による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流
体の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部
に位置させなかった比較例１−３による破砕処理後の固
液混合流体と同様な優れた分散性を有するとともに、そ
の中の酸化チタン粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下の
０．１μｍまで破砕できることがわかる。
【００６２】実施例１−３に比べてパス数を増加させた
実施例１−４による破砕処理後の固液混合流体は、実施
例１−３による破砕処理後の固液混合流体に比べて分散
性が優れるものの、破砕作用は劇的な変化がなく、むし
ろパス数の増加による生産性の低下を招く恐れがある。
実施例１−４による破砕処理後の固液混合流体は、実施
例１−３による破砕処理後の固液混合流体に比べて分散
性が優れるものの、破砕作用は劇的な変化がなく、むし
ろパス数の増加による生産性の低下を招く恐れがある。
【００６３】なお、比較例１−４による破砕処理のよう
に比較例１−３に比べてパス数を増加させても、酸化チ
タン粒子を一次粒子径レベルまでしか解砕できず、固液
混合流体の噴射流同士を衝突させる手法では酸化チタン
粒子の破砕に対して効果的ではないことが明らかであ
る。
に比較例１−３に比べてパス数を増加させても、酸化チ
タン粒子を一次粒子径レベルまでしか解砕できず、固液
混合流体の噴射流同士を衝突させる手法では酸化チタン
粒子の破砕に対して効果的ではないことが明らかであ
る。
【００６４】（実施例２−１）純水に一次粒子径が１０
μｍのアクリル樹脂微粒子を２０重量％混合して固液混
合流体を調製した。
μｍのアクリル樹脂微粒子を２０重量％混合して固液混
合流体を調製した。
【００６５】次いで、前記固液混合流体を前述した図１
に示す被衝突部材を固液混合流体の噴射流交差部に位置
させた形態の破砕・分散装置を用い、下記に示す条件で
一対の固液混合流体の噴射流を被衝突部材にそれぞれ衝
突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
に示す被衝突部材を固液混合流体の噴射流交差部に位置
させた形態の破砕・分散装置を用い、下記に示す条件で
一対の固液混合流体の噴射流を被衝突部材にそれぞれ衝
突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
【００６６】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体導入時の加圧力；５００Ｋｇ
／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３００ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；三辺の寸法が８ｍｍ，８ｍｍ，８ｍｍの正
三角柱の形状をなすダイヤモンド焼結体。ただし、前記
被衝突部材で一対のノズル部から噴射された固液混合流
体中の微粒子を破砕するには、前記正三角柱形状をなす
被衝突部材の二つの面に２つの固液混合流体の噴射流が
それぞれ衝突されるように固液混合流体の噴射流交差部
に配置した。
／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３００ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；三辺の寸法が８ｍｍ，８ｍｍ，８ｍｍの正
三角柱の形状をなすダイヤモンド焼結体。ただし、前記
被衝突部材で一対のノズル部から噴射された固液混合流
体中の微粒子を破砕するには、前記正三角柱形状をなす
被衝突部材の二つの面に２つの固液混合流体の噴射流が
それぞれ衝突されるように固液混合流体の噴射流交差部
に配置した。
【００６７】（比較例２−１）実施例２−１と同様な固
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返した。
【００６８】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体の導入時の加圧力；５００Ｋ
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３００ｍ
／ｓｅｃ。
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；１５０μｍ、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；３００ｍ
／ｓｅｃ。
【００６９】（実施例２−２）実施例２−１と同様な固
液混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置
を用い、下記に示す条件で一対の固液混合流体の噴射流
を被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を４回（４パ
ス）繰り返した。
液混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置
を用い、下記に示す条件で一対の固液混合流体の噴射流
を被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を４回（４パ
ス）繰り返した。
【００７０】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体導入時の加圧力；１５００Ｋ
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；４００ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例２−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；４００ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例２−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
【００７１】（比較例２−２）実施例２−１と同様な固
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
【００７２】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体の導入時の加圧力；１５００
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；４００ｍ
／ｓｅｃ。
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；４００ｍ
／ｓｅｃ。
【００７３】（実施例２−３）実施２−１と同様な固液
混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合流
体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置を
用い、下記に示す条件で２つの固液混合流体の噴射流を
被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を２回（２パス）
繰り返した。
混合流体を前述した図１に示す被衝突部材を固液混合流
体の噴射流交差部に位置させた形態の破砕・分散装置を
用い、下記に示す条件で２つの固液混合流体の噴射流を
被衝突部材にそれぞれ衝突させる操作を２回（２パス）
繰り返した。
【００７４】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体導入時の加圧力；２５００Ｋ
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５５０ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例２−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
ｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；実施例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５５０ｍ
／ｓｅｃ、 被衝突部材；実施例２−１と同様なダイヤモンド焼結
体。
【００７５】（比較例２−３）実施例２−１と同様な固
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
液混合流体を前述した図２に示す被衝突部材を固液混合
流体の噴射流交差部から離れるように移動させた形態の
破砕・分散装置を用い、下記に示す条件て固液混合流体
同士を衝突させる操作を４回（４パス）繰り返した。
【００７６】＜破砕条件＞ 装置本体への固液混合流体の導入時の加圧力；２５００
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５５０ｍ
／ｓｅｃ。
Ｋｇ／ｃｍ2 、 一対のノズル部の開口径；比較例２−１と同様、 オリフィス部通過後の固液混合流体の加速度；５５０ｍ
／ｓｅｃ。
【００７７】（実施例２−４）実施例２−１と同様な固
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、実施例２−３と同様な破砕を行なった。
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、実施例２−３と同様な破砕を行なった。
【００７８】（比較例２−４）実施例２−１と同様な固
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、比較例２−３と同様な破砕を行なった。
液混合流体を衝突させる操作を６回（６パス）繰り返し
た以外、比較例２−３と同様な破砕を行なった。
【００７９】実施例２−１〜２−４および比較例２−１
〜２−４による破砕処理後の固液混合流体について、常
温静置した時のアクリル樹脂粒子の分散程度および分散
粒子の破砕程度を調べた。その結果を下記表２に示す。
〜２−４による破砕処理後の固液混合流体について、常
温静置した時のアクリル樹脂粒子の分散程度および分散
粒子の破砕程度を調べた。その結果を下記表２に示す。
【００８０】
【表２】
【００８１】前記表２から明らかなように固液混合流体
の導入加圧力を５００ｋｇ／ｃｍ2に設定し、被衝突部
材を噴射流交差部に位置させた実施例２−１による破砕
処理後の固液混合流体は、固液混合流体の導入加圧力を
同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に位置させなかっ
た比較例２−１による破砕処理後の固液混合流体とほぼ
同様な優れた分散性を有するとともに、その中のアクリ
ル樹脂粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下まで破砕でき
ることがわかる。
の導入加圧力を５００ｋｇ／ｃｍ2に設定し、被衝突部
材を噴射流交差部に位置させた実施例２−１による破砕
処理後の固液混合流体は、固液混合流体の導入加圧力を
同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に位置させなかっ
た比較例２−１による破砕処理後の固液混合流体とほぼ
同様な優れた分散性を有するとともに、その中のアクリ
ル樹脂粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下まで破砕でき
ることがわかる。
【００８２】また、実施例２−１に比べて固液混合流体
の導入加圧力を１５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例２
−２による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流体
の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に
位置させなかった比較例２−２による破砕処理後の固液
混合流体に比べて分散程度が劣るものの、その中のアク
リル樹脂粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下の５μｍま
で破砕できることがわかる。
の導入加圧力を１５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例２
−２による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流体
の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部に
位置させなかった比較例２−２による破砕処理後の固液
混合流体に比べて分散程度が劣るものの、その中のアク
リル樹脂粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下の５μｍま
で破砕できることがわかる。
【００８３】さらに、実施例２−１に比べて固液混合流
体の導入加圧力を２５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例
２−３による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流
体の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部
に位置させなかった比較例２−３による破砕処理後の固
液混合流体と同様な優れた分散性を有するとともに、そ
の中のアクリル樹脂粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下
の１．０μｍまで破砕できることがわかる。
体の導入加圧力を２５００ｋｇ／ｃｍ2 に高めた実施例
２−３による破砕処理後の固液混合流体は、固液混合流
体の導入加圧力を同様にし、被衝突部材を噴射流交差部
に位置させなかった比較例２−３による破砕処理後の固
液混合流体と同様な優れた分散性を有するとともに、そ
の中のアクリル樹脂粒子を一次粒子径（１０μｍ）以下
の１．０μｍまで破砕できることがわかる。
【００８４】実施例２−３に比べてパス数を増加させた
実施例２−４による破砕処理後の固液混合流体は、実施
例２−３による破砕処理後の固液混合流体に比べてアク
リル樹脂粒子の分散性および破砕性がさらに向上される
ことがわかる。
実施例２−４による破砕処理後の固液混合流体は、実施
例２−３による破砕処理後の固液混合流体に比べてアク
リル樹脂粒子の分散性および破砕性がさらに向上される
ことがわかる。
【００８５】なお、比較例２−４による破砕処理のよう
に比較例２−３に比べてパス数を増加させても、前述し
た酸化チタン粒子と同様、アクリル樹脂粒子を一次粒子
径レベルまでしか解砕できず、固液混合流体の噴射流同
士を衝突させる手法では酸化チタン粒子の破砕に対して
効果的ではないことが明らかである。
に比較例２−３に比べてパス数を増加させても、前述し
た酸化チタン粒子と同様、アクリル樹脂粒子を一次粒子
径レベルまでしか解砕できず、固液混合流体の噴射流同
士を衝突させる手法では酸化チタン粒子の破砕に対して
効果的ではないことが明らかである。
【００８６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わる固
液混合流体の破砕・分散装置によれば液状媒体に有機高
分子、金属および無機化合物から選ばれる少なくとも１
つの微粒子を所望量混合した固液混合流体の微粒子を破
砕して超微粒子化することができ、かつその超微粒子を
良好に分散させることができ、ひいては高機能材料、高
度物性材料に適した超微粒子分散固液混合流体を製造で
きる等顕著な効果を奏する。
液混合流体の破砕・分散装置によれば液状媒体に有機高
分子、金属および無機化合物から選ばれる少なくとも１
つの微粒子を所望量混合した固液混合流体の微粒子を破
砕して超微粒子化することができ、かつその超微粒子を
良好に分散させることができ、ひいては高機能材料、高
度物性材料に適した超微粒子分散固液混合流体を製造で
きる等顕著な効果を奏する。
【図１】本発明に係わる固液混合流体の破砕・分散装置
を示す断面図。
を示す断面図。
【図２】本発明に係わる固液混合流体の破砕・分散装置
において固液混合流体の噴射流同士を衝突させる形態を
示す断面図。
において固液混合流体の噴射流同士を衝突させる形態を
示す断面図。
１…装置本体、 ２…空洞部、 ５…メインブロック、 ６…上部ブロック、 ７…下部ブロック ８ａ，８ｂ…ノズル部、 １１ａ，１１ｂ…分岐流路、 １２ａ，１２ｂ…オリフィス部、 １６…被衝突部材。
Claims (4)
- 【請求項１】 内部に空洞部を有し、かつ液状媒体に有
機高分子、金属および無機化合物から選ばれる少なくと
も１つの微粒子を所望量混合した固液混合流体が高圧で
導入される２つの流路を有する基材と、この基材に前記
各流路と連通するように互いに対向して配置され、前記
空洞部内に前記固液混合流体を斜め方向に噴射して互い
に交差・衝突させるための２つのノズル部と、前記基材
に前記空洞部と連通するするように設けられた排出部と
を備えた装置本体；および前記本体の空洞部内に前記各
ノズル部から噴射される２つの固液混合流体の噴射流交
差部に対して離接自在に挿入され、前記各固液混合流体
が衝突される面が前記微粒子より硬度の高い材料からな
る三角柱形状をなす被衝突部材； を具備したことを特徴とする固液混合流体の破砕・分散
装置。 - 【請求項２】 前記被衝突部材は、前記各固液混合流体
が衝突される面にダイヤモンド粒子が電着された金属基
材からなることを特徴とする請求項１記載の固液混合流
体の破砕・分散装置。 - 【請求項３】 前記被衝突部材は、ダイヤモンド焼結体
からなることを特徴とする請求項１記載の固液混合流体
の破砕・分散装置。 - 【請求項４】 前記本体に導入される固液混合流体の加
圧力は、５００ｋｇ／ｃｍ2以上であり、かつ前記２つ
のノズル部から噴射される固液混合流体の噴射速度は３
００ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１ないし
３いずれか記載の固液混合流体の破砕・分散装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10131786A JP2934229B1 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 固液混合流体の破砕・分散装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10131786A JP2934229B1 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 固液混合流体の破砕・分散装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2934229B1 true JP2934229B1 (ja) | 1999-08-16 |
| JPH11319618A JPH11319618A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15066118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10131786A Expired - Fee Related JP2934229B1 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 固液混合流体の破砕・分散装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934229B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140084088A1 (en) * | 2011-09-15 | 2014-03-27 | Ablation Technologies, Llc | Devices, systems, and methods for processing heterogeneous materials |
| US9815066B2 (en) | 2011-09-15 | 2017-11-14 | Ablation Technologies, Llc | Methods for processing heterogeneous materials |
| CN114271083A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-04-05 | 常旭 | 一种农业种植用水肥一体灌溉装置 |
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| KR100465662B1 (ko) * | 2002-02-27 | 2005-01-13 | 조용래 | 대향 충돌형 분쇄 분산장치 |
| US7511079B2 (en) * | 2003-03-24 | 2009-03-31 | Baxter International Inc. | Methods and apparatuses for the comminution and stabilization of small particles |
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| JP4843392B2 (ja) * | 2006-07-03 | 2011-12-21 | 株式会社次世代Ｐｄｐ開発センター | プラズマディスプレイパネルの製造方法 |
| JP5081762B2 (ja) * | 2008-08-05 | 2012-11-28 | 花王株式会社 | 水中油型乳化組成物の製造方法 |
| JP5202171B2 (ja) * | 2008-08-05 | 2013-06-05 | 花王株式会社 | 水中油型乳化組成物の製造方法 |
| JP5209576B2 (ja) * | 2009-07-08 | 2013-06-12 | 株式会社スギノマシン | 衝突装置 |
| CA2932032C (en) * | 2013-12-02 | 2021-06-29 | Ablation Technologies, Llc | Devices, systems, and methods for processing heterogeneous materials |
| US9950328B2 (en) * | 2016-03-23 | 2018-04-24 | Alfa Laval Corporate Ab | Apparatus for dispersing particles in a fluid |
| KR102385644B1 (ko) * | 2018-09-04 | 2022-04-13 | 박찬오 | 나노셀룰로오스 제조방법 |
| US10889744B2 (en) | 2019-04-26 | 2021-01-12 | Signet Aggregates, Llc | Clarification of colloidal suspensions |
-
1998
- 1998-05-14 JP JP10131786A patent/JP2934229B1/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140084088A1 (en) * | 2011-09-15 | 2014-03-27 | Ablation Technologies, Llc | Devices, systems, and methods for processing heterogeneous materials |
| US9815066B2 (en) | 2011-09-15 | 2017-11-14 | Ablation Technologies, Llc | Methods for processing heterogeneous materials |
| US9914132B2 (en) * | 2011-09-15 | 2018-03-13 | Michael J. Pilgrim | Devices, systems, and methods for processing heterogeneous materials |
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|---|---|
| JPH11319618A (ja) | 1999-11-24 |
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|---|---|---|---|
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