JP3167913B2 - 微粒化装置及び微粒化方法 - Google Patents
微粒化装置及び微粒化方法Info
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- JP3167913B2 JP3167913B2 JP01307596A JP1307596A JP3167913B2 JP 3167913 B2 JP3167913 B2 JP 3167913B2 JP 01307596 A JP01307596 A JP 01307596A JP 1307596 A JP1307596 A JP 1307596A JP 3167913 B2 JP3167913 B2 JP 3167913B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は各種物質を微粒化す
るための装置及び方法に関し、より詳しくは、素材を懸
濁した液体を超高圧で衝突させることにより、瞬間的に
乳化、分散または微粉砕を行う微粒化装置及び微粒化方
法に関するものである。
るための装置及び方法に関し、より詳しくは、素材を懸
濁した液体を超高圧で衝突させることにより、瞬間的に
乳化、分散または微粉砕を行う微粒化装置及び微粒化方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の微粒化装置としては、例
えば特開平2 −261525号に記載の乳化装置が知られてい
る。この乳化装置は、図７に示すように、混合液流路を
硬質のプレート材からなる２枚のライナー部材５０，５
１によって閉塞し、流入側に配置した第１のライナー部
材５０には、２つの貫通孔５０ａ，５０ｂを形成すると
ともに各貫通孔出口を連通する第１の溝状通路５０ｃを
形成し、また、その第１のライナー部材５０に密着して
下流側に配置した第２のライナー部材５１は、第１の溝
状通路５０ｃと直交する方向に第２の溝状通路５１ｃを
配置するとともに、その両端には混合液を排出するため
の貫通孔５１ａ，５１ｂが形成されている。これら第１
及び第２のライナー部材５０，５１内に高圧の混合液を
通過させることにより、混合液の流れを強制的に対向流
とするとともに加速させ、衝突させて乳化を行うように
なっている。
えば特開平2 −261525号に記載の乳化装置が知られてい
る。この乳化装置は、図７に示すように、混合液流路を
硬質のプレート材からなる２枚のライナー部材５０，５
１によって閉塞し、流入側に配置した第１のライナー部
材５０には、２つの貫通孔５０ａ，５０ｂを形成すると
ともに各貫通孔出口を連通する第１の溝状通路５０ｃを
形成し、また、その第１のライナー部材５０に密着して
下流側に配置した第２のライナー部材５１は、第１の溝
状通路５０ｃと直交する方向に第２の溝状通路５１ｃを
配置するとともに、その両端には混合液を排出するため
の貫通孔５１ａ，５１ｂが形成されている。これら第１
及び第２のライナー部材５０，５１内に高圧の混合液を
通過させることにより、混合液の流れを強制的に対向流
とするとともに加速させ、衝突させて乳化を行うように
なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
乳化装置では、ライナー部材に焼結ダイヤ，人工サファ
イヤ等の耐摩耗性材料を使用してはいるものの、混合液
が最大流速で衝突する溝状通路５０ｃ，５１ｃの中心部
では摩耗が著しく、連続して使用すると微粒化の性能低
下が避けられない。従って、乳化の性能を維持するため
には、高価なライナー部材を定期的に交換しなければな
らないことから、ライナー部材の長寿命化が要望されて
いる。
乳化装置では、ライナー部材に焼結ダイヤ，人工サファ
イヤ等の耐摩耗性材料を使用してはいるものの、混合液
が最大流速で衝突する溝状通路５０ｃ，５１ｃの中心部
では摩耗が著しく、連続して使用すると微粒化の性能低
下が避けられない。従って、乳化の性能を維持するため
には、高価なライナー部材を定期的に交換しなければな
らないことから、ライナー部材の長寿命化が要望されて
いる。
【０００４】また、この種の乳化装置では、所定の微粒
化効果を得るためには混合液の加圧ポンプ及びその動力
を小さくすることができないため、装置を小型化して省
エネを図ることができないという問題もある。
化効果を得るためには混合液の加圧ポンプ及びその動力
を小さくすることができないため、装置を小型化して省
エネを図ることができないという問題もある。
【０００５】本発明は以上のような従来の乳化装置にお
ける課題を考慮してなされたものであり、ライナー部材
における流体衝突部分で発生する摩耗を軽減して、長期
にわたり安定して微粒化作用を発揮することができ、且
つ微粒化効果を高めて省エネを図ることのできる微粒化
装置及び微粒化方法を提供するものである。
ける課題を考慮してなされたものであり、ライナー部材
における流体衝突部分で発生する摩耗を軽減して、長期
にわたり安定して微粒化作用を発揮することができ、且
つ微粒化効果を高めて省エネを図ることのできる微粒化
装置及び微粒化方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の微粒化装置は、
微粒化すべき流体を通過させることのできる貫通孔を形
成したブロックを、貫通方向が流体の流れ方向に沿うよ
うに複数個実質的に密着配設した微粒化装置において、
流体導入側ブロックに貫通孔を２本、中間ブロックに１
本、流体排出側ブロックに２本それぞれ形成し、導入側
ブロックと中間ブロックの対向面のいずれかのブロック
表面に、隣接する各ブロックの貫通孔と連通され、流体
を対向流に変えるとともに旋回力を付与する溝状通路を
形成し、中間ブロックと排出側ブロックの対向面におけ
るいずれかのブロック表面に、隣接する各ブロックの貫
通孔と連通され、中間ブロックの貫通孔を通過した流体
の流れをブロック表面に沿う方向に変えるとともに旋回
力を減衰させる溝状通路を形成したことを要旨とする。
微粒化すべき流体を通過させることのできる貫通孔を形
成したブロックを、貫通方向が流体の流れ方向に沿うよ
うに複数個実質的に密着配設した微粒化装置において、
流体導入側ブロックに貫通孔を２本、中間ブロックに１
本、流体排出側ブロックに２本それぞれ形成し、導入側
ブロックと中間ブロックの対向面のいずれかのブロック
表面に、隣接する各ブロックの貫通孔と連通され、流体
を対向流に変えるとともに旋回力を付与する溝状通路を
形成し、中間ブロックと排出側ブロックの対向面におけ
るいずれかのブロック表面に、隣接する各ブロックの貫
通孔と連通され、中間ブロックの貫通孔を通過した流体
の流れをブロック表面に沿う方向に変えるとともに旋回
力を減衰させる溝状通路を形成したことを要旨とする。
【０００７】上記微粒化装置において、溝状通路の断面
形状は丸溝またはＵ字溝に構成することが好ましい。ま
た、上記各ブロックは、セラミックス、超硬合金、ダイ
ヤモンド等の耐摩耗性部材から構成することができる。
本発明における流体とは、液体または粉体からなる素材
を含む液状流体を示し、素材として液体を選択する場合
は乳化が行われ、粉体を選択する場合は分散，微粉砕が
行われる。乳化においては、各種疎水物の水中での微小
液滴化、各種親水物の油中での微小液滴化等が示され、
分散においては微粒子の金属酸化物，その他無機顔料，
有機顔料等の液中での凝集解砕が示され、微粉砕におい
ては金属酸化物，その他無機顔料，有機顔料等の液中で
の単粒子の微小化が示される。また、流体を超高速で衝
突させるには、微粒化装置に導入する流体を例えば高圧
ポンプを用いて100 〜3000kg/cm2に加圧することが好ま
しい。
形状は丸溝またはＵ字溝に構成することが好ましい。ま
た、上記各ブロックは、セラミックス、超硬合金、ダイ
ヤモンド等の耐摩耗性部材から構成することができる。
本発明における流体とは、液体または粉体からなる素材
を含む液状流体を示し、素材として液体を選択する場合
は乳化が行われ、粉体を選択する場合は分散，微粉砕が
行われる。乳化においては、各種疎水物の水中での微小
液滴化、各種親水物の油中での微小液滴化等が示され、
分散においては微粒子の金属酸化物，その他無機顔料，
有機顔料等の液中での凝集解砕が示され、微粉砕におい
ては金属酸化物，その他無機顔料，有機顔料等の液中で
の単粒子の微小化が示される。また、流体を超高速で衝
突させるには、微粒化装置に導入する流体を例えば高圧
ポンプを用いて100 〜3000kg/cm2に加圧することが好ま
しい。
【０００８】また、上記導入側及び排出側ブロックにお
ける貫通孔は、ブロックに少なくとも２個形成されてい
ればよいが、それ以上であってもよい。なお、貫通孔を
３個以上形成する場合は、ブロックの中心から放射状に
延びる溝状通路で連通させることが好ましい。
ける貫通孔は、ブロックに少なくとも２個形成されてい
ればよいが、それ以上であってもよい。なお、貫通孔を
３個以上形成する場合は、ブロックの中心から放射状に
延びる溝状通路で連通させることが好ましい。
【０００９】また、上記微粒化装置において導入側ブロ
ックの溝状通路は、例えば、２個の貫通孔の中心部に配
置される有底円筒状凹部と、その有底筒状凹部の縁部か
ら反対向きに湾曲して延設され２個の貫通孔をＳ字状に
連通する溝状通路とによって構成することができる。ま
た、排出側ブロックの溝状通路については、対向面を基
準として上記溝状通路と対称に配置された溝状通路で構
成することができる。要するに、導入側ブロックと排出
側ブロックにおける溝状通路は、対向流に旋回力を付与
することができ、また、与えた旋回力を減衰させるもの
であれば、任意の形状の通路を利用することができる。
ックの溝状通路は、例えば、２個の貫通孔の中心部に配
置される有底円筒状凹部と、その有底筒状凹部の縁部か
ら反対向きに湾曲して延設され２個の貫通孔をＳ字状に
連通する溝状通路とによって構成することができる。ま
た、排出側ブロックの溝状通路については、対向面を基
準として上記溝状通路と対称に配置された溝状通路で構
成することができる。要するに、導入側ブロックと排出
側ブロックにおける溝状通路は、対向流に旋回力を付与
することができ、また、与えた旋回力を減衰させるもの
であれば、任意の形状の通路を利用することができる。
【００１０】また、本発明の微粒化方法は、微粒化すべ
き流体の流路に沿って貫通孔を有し実質的に密着して配
設された３個のブロックに流体を導入し、高速で衝突さ
せることにより微粒化を行う微粒化方法であって、流体
導入側ブロックの貫通孔から導入した流体を対向流に変
えるとともに旋回力を付与して衝突させ、中間ブロック
の貫通孔にて流体の旋回状態を維持しつつその流れを流
路方向に変え、排出側ブロックにて中間ブロックを通過
した流体の流れを流路と直交する方向に変えつつ旋回力
を減衰させ、貫通孔から排出することを要旨とする。
き流体の流路に沿って貫通孔を有し実質的に密着して配
設された３個のブロックに流体を導入し、高速で衝突さ
せることにより微粒化を行う微粒化方法であって、流体
導入側ブロックの貫通孔から導入した流体を対向流に変
えるとともに旋回力を付与して衝突させ、中間ブロック
の貫通孔にて流体の旋回状態を維持しつつその流れを流
路方向に変え、排出側ブロックにて中間ブロックを通過
した流体の流れを流路と直交する方向に変えつつ旋回力
を減衰させ、貫通孔から排出することを要旨とする。
【００１１】本発明に従えば、導入側ブロックと中間ブ
ロックの対向面のいずれかの面に形成された溝状通路内
に案内された流体は、加速されて対向流にされるととも
に旋回力が付与された状態で衝突し、渦巻流が生成され
る。渦巻流となった流体は、上記溝状通路の断面積より
も大きな断面積にて構成されている中間ブロックの貫通
孔に案内されることにより、衝突エネルギーが低減さ
れ、且つその渦巻状態が維持される。次いで排出側ブロ
ックの対向面と衝突して再度微粒化が行われ、さらにそ
の流体は、溝状通路によってその流れが流路と直交する
方向に変えられ、旋回力が減衰されつつ貫通孔から排出
される。このように、本発明は衝突による微粒化に加
え、流体に旋回力を与えて乱流状態を加速し、次に旋回
力を減衰させることにより、さらなる微粒化効果を得る
ものである。
ロックの対向面のいずれかの面に形成された溝状通路内
に案内された流体は、加速されて対向流にされるととも
に旋回力が付与された状態で衝突し、渦巻流が生成され
る。渦巻流となった流体は、上記溝状通路の断面積より
も大きな断面積にて構成されている中間ブロックの貫通
孔に案内されることにより、衝突エネルギーが低減さ
れ、且つその渦巻状態が維持される。次いで排出側ブロ
ックの対向面と衝突して再度微粒化が行われ、さらにそ
の流体は、溝状通路によってその流れが流路と直交する
方向に変えられ、旋回力が減衰されつつ貫通孔から排出
される。このように、本発明は衝突による微粒化に加
え、流体に旋回力を与えて乱流状態を加速し、次に旋回
力を減衰させることにより、さらなる微粒化効果を得る
ものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施例に基づ
いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の微粒化
方法に適用される微粒化装置及びその周辺設備を含む微
粒化システムの概略構成を示したものであり、その構成
は、水系流体と油系流体をそれぞれ別に引き込んで合流
させることにより混合液（微粒化すべき流体）とし、そ
の混合液を高圧ポンプを用いて微粒化装置に圧送し、そ
の微粒化装置内で乳化、分散または微粉砕を行うように
なっている。以下、各部の構成について説明する。
いて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の微粒化
方法に適用される微粒化装置及びその周辺設備を含む微
粒化システムの概略構成を示したものであり、その構成
は、水系流体と油系流体をそれぞれ別に引き込んで合流
させることにより混合液（微粒化すべき流体）とし、そ
の混合液を高圧ポンプを用いて微粒化装置に圧送し、そ
の微粒化装置内で乳化、分散または微粉砕を行うように
なっている。以下、各部の構成について説明する。
【００１３】同図において、微粒化システム１は水系流
体を貯留するための容器２と油系流体を貯留するための
容器３とを備えており、これらの容器２，３内の各流体
は、弁４，５にてそれぞれ流量が調節され、配管６で合
流され、高圧ポンプ７の吸入口に供給されるようになっ
ている。高圧ポンプ７は、混合液を1000〜1500kg/cm2に
加圧して超高速流を形成した後、微粒化装置８に導入す
るようになっている。本発明の特徴部分である微粒化装
置８は、図２に示すように、流体導入側ブロックとして
の円盤状のディスク１０及び中間ブロックとしての円盤
状のディスク１１及び流体排出側ブロックとしてのディ
スク１２を、流路に沿って直列に、且つ上記記載順に円
筒状容器９内に密着させて配置したものである。なお、
同図では、説明を容易にするためディスク１０及び１１
を離した状態で示し、ディスク１２については対向面に
形成した溝状通路の形状が分かるように展開している。
また、以下の説明では、各ディスクにおける上流側の面
を表面、下流側の面を裏面と呼ぶ。
体を貯留するための容器２と油系流体を貯留するための
容器３とを備えており、これらの容器２，３内の各流体
は、弁４，５にてそれぞれ流量が調節され、配管６で合
流され、高圧ポンプ７の吸入口に供給されるようになっ
ている。高圧ポンプ７は、混合液を1000〜1500kg/cm2に
加圧して超高速流を形成した後、微粒化装置８に導入す
るようになっている。本発明の特徴部分である微粒化装
置８は、図２に示すように、流体導入側ブロックとして
の円盤状のディスク１０及び中間ブロックとしての円盤
状のディスク１１及び流体排出側ブロックとしてのディ
スク１２を、流路に沿って直列に、且つ上記記載順に円
筒状容器９内に密着させて配置したものである。なお、
同図では、説明を容易にするためディスク１０及び１１
を離した状態で示し、ディスク１２については対向面に
形成した溝状通路の形状が分かるように展開している。
また、以下の説明では、各ディスクにおける上流側の面
を表面、下流側の面を裏面と呼ぶ。
【００１４】ディスク１０は、直径１０mm、厚さ３mmか
らなるセラミックス、超硬合金，ダイヤモンド等の耐摩
耗性部材から構成されている。このディスク１０には同
心円上の２箇所に直径０．５mmの導入貫通孔１０ａ，１
０ｂが形成されている。このディスク１０の裏面１０ｃ
中心部には、深さ０．０５mmの有底筒状凹部からなる渦
巻室１０ｄが形成されている。
らなるセラミックス、超硬合金，ダイヤモンド等の耐摩
耗性部材から構成されている。このディスク１０には同
心円上の２箇所に直径０．５mmの導入貫通孔１０ａ，１
０ｂが形成されている。このディスク１０の裏面１０ｃ
中心部には、深さ０．０５mmの有底筒状凹部からなる渦
巻室１０ｄが形成されている。
【００１５】上記導入貫通孔１０ａの出口部１０ａ´と
渦巻室１０ｄ及び導入貫通孔１０ｂの出口部１０ｂ´
は、幅０．１mm，深さ０．０５mmの溝状導入通路１０
ｅ，１０ｆによってＳ字状に連通されている。詳しく
は、溝状導入通路１０ｅは、渦巻室１０ｄの縁部からそ
の接線方向に延びて湾曲するように形成されており、溝
状導入通路１０ｆも同様に、渦巻室１０ｄの上記縁部に
対して直径方向に対向する位置を始点として湾曲して形
成されている。このような構成により、渦巻室１０ｄに
向かって流れる対向流Ａ´，Ｂ´が形成される。
渦巻室１０ｄ及び導入貫通孔１０ｂの出口部１０ｂ´
は、幅０．１mm，深さ０．０５mmの溝状導入通路１０
ｅ，１０ｆによってＳ字状に連通されている。詳しく
は、溝状導入通路１０ｅは、渦巻室１０ｄの縁部からそ
の接線方向に延びて湾曲するように形成されており、溝
状導入通路１０ｆも同様に、渦巻室１０ｄの上記縁部に
対して直径方向に対向する位置を始点として湾曲して形
成されている。このような構成により、渦巻室１０ｄに
向かって流れる対向流Ａ´，Ｂ´が形成される。
【００１６】ディスク１１は上記ディスク１０と同径、
同じ厚さ、同じ材質からなり、渦巻室１０ｄと対応する
位置に、溝状導入通路１０ｅの断面積より大きい断面積
を有する直径０．１４mmの中間貫通孔１１ａが形成され
ている。
同じ厚さ、同じ材質からなり、渦巻室１０ｄと対応する
位置に、溝状導入通路１０ｅの断面積より大きい断面積
を有する直径０．１４mmの中間貫通孔１１ａが形成され
ている。
【００１７】ディスク１２は、上記ディスク１０と同
径、同じ厚さ、同じ材質からなり、同心円上の２箇所に
直径０．６mmの排出貫通孔１２ａ，１２ｂが形成されて
おり、その中心部には有底筒状凹部からなる貯留室１２
ｄが形成されている。これら排出貫通孔１２ａの入口部
１２ａ´と貯留室１２ｄと排出貫通孔１２ｂの入口部１
２ｂ´は、溝状排出通路１２ｅ，１２ｆによってＳ字状
に連通されている。この溝状排出通路１２ｅ，１２ｆは
渦巻方向に対して正方向、すなわち逆Ｓ字状（流体下流
側から見て）に形成されており、それにより、渦巻流Ｃ
の流れをディスク１２の外周に向けて変えるとともに、
旋回力を減衰させるようになっている。
径、同じ厚さ、同じ材質からなり、同心円上の２箇所に
直径０．６mmの排出貫通孔１２ａ，１２ｂが形成されて
おり、その中心部には有底筒状凹部からなる貯留室１２
ｄが形成されている。これら排出貫通孔１２ａの入口部
１２ａ´と貯留室１２ｄと排出貫通孔１２ｂの入口部１
２ｂ´は、溝状排出通路１２ｅ，１２ｆによってＳ字状
に連通されている。この溝状排出通路１２ｅ，１２ｆは
渦巻方向に対して正方向、すなわち逆Ｓ字状（流体下流
側から見て）に形成されており、それにより、渦巻流Ｃ
の流れをディスク１２の外周に向けて変えるとともに、
旋回力を減衰させるようになっている。
【００１８】また、ディスク１１に形成されている中間
貫通孔１１ａの径を調節すれば、ディスク１０における
溝状導入通路１０ｅ，１０ｆ内を流れる流速を所望の値
に設定することができる。
貫通孔１１ａの径を調節すれば、ディスク１０における
溝状導入通路１０ｅ，１０ｆ内を流れる流速を所望の値
に設定することができる。
【００１９】また、図３はディスク１２の溝状通路を、
渦巻方向に対して逆方向、すなわちＳ字状（流体下流側
から見て）に形成したものであり、この構成によれば、
図２に示したディスク１２に比べ、旋回力の減衰効果が
高められる。
渦巻方向に対して逆方向、すなわちＳ字状（流体下流側
から見て）に形成したものであり、この構成によれば、
図２に示したディスク１２に比べ、旋回力の減衰効果が
高められる。
【００２０】次に、図２を参照して上記構成を有する本
実施例の動作について説明する。高圧ポンプ７によって
加圧され超高速流体とされた流体が微粒化装置８に導入
されると、まず、円筒状容９内にて流れＡと流れＢに分
岐され、導入貫通孔１０ａと１０ｂを通過してディスク
１１の対向面と衝突した後、溝状導入通路１０ｅ，１０
ｆ内に案内されディスク１０の中心に向けて強制的に方
向が変えられ、対向流となる。次いで流体は加速され、
渦巻室１０ｄに対しその接線方向から対向して渦巻室１
０ｄ内に進入し、それにより流体Ａ´と流体Ｂ´は渦巻
室１０ｄ内で合流して衝突し、微粒化され、渦巻流Ｃを
発生する。次いで、渦巻室１０ｄ内にて微粒化された流
体は、渦巻状態を維持したまま中間貫通孔１１ａを通過
してディスク１２へ送出される。このとき、貫通孔１１
ａの断面積は溝状通路１０ｅ，１０ｆのそれよりも大き
く形成されているため、衝突エネルギーが貫通孔１１ａ
にて開放され、ディスク１０における流体衝突部分、す
なわち渦巻室１０ｄで発生する摩耗は低減される。渦巻
状態にて送出された流体は、さらにディスク１２の貯留
室１２ｄに衝突して再度微粒化が行われる。そして溝状
通路１２ｅ及び１２ｆに分割され、その流れが流路と直
交する方向に変えられるとともに渦巻状態が減衰され、
排出貫通孔１２ａ，１２ｂから排出される。
実施例の動作について説明する。高圧ポンプ７によって
加圧され超高速流体とされた流体が微粒化装置８に導入
されると、まず、円筒状容９内にて流れＡと流れＢに分
岐され、導入貫通孔１０ａと１０ｂを通過してディスク
１１の対向面と衝突した後、溝状導入通路１０ｅ，１０
ｆ内に案内されディスク１０の中心に向けて強制的に方
向が変えられ、対向流となる。次いで流体は加速され、
渦巻室１０ｄに対しその接線方向から対向して渦巻室１
０ｄ内に進入し、それにより流体Ａ´と流体Ｂ´は渦巻
室１０ｄ内で合流して衝突し、微粒化され、渦巻流Ｃを
発生する。次いで、渦巻室１０ｄ内にて微粒化された流
体は、渦巻状態を維持したまま中間貫通孔１１ａを通過
してディスク１２へ送出される。このとき、貫通孔１１
ａの断面積は溝状通路１０ｅ，１０ｆのそれよりも大き
く形成されているため、衝突エネルギーが貫通孔１１ａ
にて開放され、ディスク１０における流体衝突部分、す
なわち渦巻室１０ｄで発生する摩耗は低減される。渦巻
状態にて送出された流体は、さらにディスク１２の貯留
室１２ｄに衝突して再度微粒化が行われる。そして溝状
通路１２ｅ及び１２ｆに分割され、その流れが流路と直
交する方向に変えられるとともに渦巻状態が減衰され、
排出貫通孔１２ａ，１２ｂから排出される。
【００２１】
【実施例】次に、本発明の微粒化装置を用いて乳化、分
散、粉砕を行った結果を以下に示す。なお、マイクロ
フルイダイザー社（以下Ｍ社と呼ぶ）製装置 M-110Y 及
びナノマイザー社（以下Ｎ社と呼ぶ）製装置 LA-33を用
い、同じ条件にて実験した結果を比較例として示す。 測定装置：島津製作所( 株) 製レーザー回折式粒度分布
測定装置 SALD-2000A 評価手順：測定装置の撹拌槽に精製水を200cc 投入し、
循環させる。回折／散乱光強度グラフのピークが４０％
になるまで実験サンプルを少量ずつ加える。超音波スイ
ッチをＯＮにして、１分間後に測定開始キーを押下す
る。 評価方法：測定結果の項目のうち、メジアン径の大小で
評価を行う。
散、粉砕を行った結果を以下に示す。なお、マイクロ
フルイダイザー社（以下Ｍ社と呼ぶ）製装置 M-110Y 及
びナノマイザー社（以下Ｎ社と呼ぶ）製装置 LA-33を用
い、同じ条件にて実験した結果を比較例として示す。 測定装置：島津製作所( 株) 製レーザー回折式粒度分布
測定装置 SALD-2000A 評価手順：測定装置の撹拌槽に精製水を200cc 投入し、
循環させる。回折／散乱光強度グラフのピークが４０％
になるまで実験サンプルを少量ずつ加える。超音波スイ
ッチをＯＮにして、１分間後に測定開始キーを押下す
る。 評価方法：測定結果の項目のうち、メジアン径の大小で
評価を行う。
【００２２】 乳化実験 ［試料１］ (1) 試料内容：大豆油（純正化学( 株) 化粧品原料 43011-2401 ）…20wt% 大豆製レシチン（純正化学( 株) 86015-1201）…1wt% 精製水（純正化学( 株) 91308-2163）…79wt% (2) 前処理：精製水を６０℃に加温し、その中に大豆製レシチンを加え る。 上記を卓上型ミキサー(IKA社製：RW20-DZM 回転数：1200 r.p.m) で撹拌し、レシチンを溶解する。 上記に大豆油を加え、上記卓上型ミキサー( 回転数：2000 r.p.m) で３分間撹拌し、予備乳化する。 (3) 投入前メジアン径：20.127μm (4) 実験結果
【００２３】
【表１】
【００２４】 ［試料２］ (1) 試料内容：流動パラフィン（純正化学( 株) 83640-0430）…25wt％ ツイン２０（純正化学( 株) 69295-1610）…2wt% 精製水（純正化学( 株) 91308-2163）…73wt% (2) 前処理：精製水にツイン２０を加える。 上記を上記卓上型ミキサー( 回転数：1200r.p.m)で撹拌し、 ツイン２０を溶解する。 上記に流動パラフィンを加え、上記卓上型ミキサー( 回転数 ：1800r.p.m)で３分間撹拌し、予備乳化する。 (3) 投入前メジアン径：32.989μm (4) 実験結果
【００２５】
【表２】
【００２６】分散実験 ［試料１］ (1) 試料内容：酸化チタン（純正化学( 株) 53145-0601）…15wt% デモールＥＰ（特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤：花王 ( 株) 製）…1wt% 精製水（純正化学( 株)91308-2163 ）…84wt% (2) 前処理：精製水をデモールＥＰを加える。 上記を卓上型ミキサー( 回転数：1000r.p.m)で撹拌し、デ モールＥＰを溶解する。 上記に酸化チタンを加え、上記卓上型ミキサー( 回転数： 2000r.p.m) で１分間撹拌し、予備分散する。 (3) 投入前メジアン径：9.008 μm (4) 実験結果
【００２７】
【表３】
【００２８】 ［試料２］ (1) 試料内容：フタロシアニンブルー（純正化学( 株) 63280-1610）…25wt ％ デモールＥＰ（花王( 株) 製）…1wt% 精製水（純正化学( 株) 91308-2163）…74wt% (2) 前処理：精製水にデモールＥＰを加える。 上記を上記卓上型ミキサー( 回転数：1000r.p.m)で撹拌し、 デモールＥＰを溶解する。 上記にフタロシアニンブルーを加え、上記卓上型ミキサー （回転数：1500r.p.m)で２分間撹拌し、予備分散する。 (3) 投入前メジアン径：16.229μm (4) 実験結果
【００２９】
【表４】
【００３０】微粉砕実験 ［試料１］ (1) 試料内容：炭酸カルシウム（純正化学( 株) 43260-0301）…25wt% クエン酸３ナトリウム（純正化学( 株) 26080-1201 ） …0.8wt% 精製水（純正化学( 株)91308-2163 ）…74.2wt% (2) 前処理：精製水にクエン酸３ナトリウムを加える。 上記を卓上型ミキサー( 回転数：1300r.p.m)で撹拌し、ク エン酸３ナトリウムを溶解する。 上記に炭酸カルシウムを加え、上記卓上型ミキサー( 回転数 ：1300r.p.m)で４分間撹拌し、予備分散する。 (3) 投入前メジアン径：20.329μm (4) 実験結果
【００３１】
【表５】
【００３２】 ［試料２］ (1) 試料内容：けい酸アルミニウム（純正化学( 株) 29020-1601）…20wt% ヘキサメタリン酸ナトリウム（純正化学( 株) 67115-0401） …1wt% 精製水（純正化学( 株)91308-2163 ）…79wt% (2) 前処理：精製水にヘキサメタリン酸ナトリウムを加える。 上記を卓上型ミキサー( 回転数：1500r.p.m)で撹拌し、ヘ キサメタリン酸ナトリウムを溶解する。 上記にけい酸アルミニウムを加え、上記卓上型ミキサー( 回 転数：1800r.p.m)で５分間撹拌し、予備分散する。 (3) 投入前メジアン径：5.127 μm (4) 実験結果
【００３３】
【表６】
【００３４】以上の実験結果より、本発明の微粒化装置
によれば、乳化、分散、微粉砕実験のいずれにおいても
従来装置より微粒化効果を高めることができることが確
認された。また、乳化実験については連続して乳化を行
い、所定時間経過後に微粒化装置を分解して各ディスク
における摩耗を検査したが、いずれのディスクについて
も顕著な摩耗は検出されず、従って微粒化を安定して実
施することができることが確認された。
によれば、乳化、分散、微粉砕実験のいずれにおいても
従来装置より微粒化効果を高めることができることが確
認された。また、乳化実験については連続して乳化を行
い、所定時間経過後に微粒化装置を分解して各ディスク
における摩耗を検査したが、いずれのディスクについて
も顕著な摩耗は検出されず、従って微粒化を安定して実
施することができることが確認された。
【００３５】また、図４及び図５は、微粒化装置の他の
実施例を示したものである。なお、図２と同じ構成要素
については同一符号を付してその説明を省略する。図４
に示すディスク１３は、同心円周上２箇所に貫通孔１３
ａ，１３ｂを有し、その裏面１３ｃには、有底筒状凹部
からなる渦巻室１３ｄが形成されている。この渦巻室１
３ｄからは、互いに逆向きで接線方向に延びる溝状直線
通路１３ｅ，１３ｆが形成され、各貫通孔１３ａ及び１
３ｂの出口部と連通している。このような構成において
も前述した実施例と同様に渦巻流を形成することができ
る。なお、ディスク１１の下流側に配設されるディスク
１４は排出貫通孔１４ａ，１４ｂを有し、図２に示した
ディスク１２と同様に、溝状直線通路１３ｅ，１３ｆと
対称の位置に、溝状直線通路１４ｅ，１４ｆが形成され
ている。なお、図中の符号１４ｄは貯留室である。
実施例を示したものである。なお、図２と同じ構成要素
については同一符号を付してその説明を省略する。図４
に示すディスク１３は、同心円周上２箇所に貫通孔１３
ａ，１３ｂを有し、その裏面１３ｃには、有底筒状凹部
からなる渦巻室１３ｄが形成されている。この渦巻室１
３ｄからは、互いに逆向きで接線方向に延びる溝状直線
通路１３ｅ，１３ｆが形成され、各貫通孔１３ａ及び１
３ｂの出口部と連通している。このような構成において
も前述した実施例と同様に渦巻流を形成することができ
る。なお、ディスク１１の下流側に配設されるディスク
１４は排出貫通孔１４ａ，１４ｂを有し、図２に示した
ディスク１２と同様に、溝状直線通路１３ｅ，１３ｆと
対称の位置に、溝状直線通路１４ｅ，１４ｆが形成され
ている。なお、図中の符号１４ｄは貯留室である。
【００３６】また、図５は、図４に示したディスク１４
の溝状通路を、渦巻方向に対して逆方向に形成したもの
であり、この構成によれば、図４に示したディスク１４
に比べ、旋回力の減衰効果が高められる。なお、本実施
例ではブロックを円盤状のディスクで構成したが、ブロ
ックの形状はこれに限らず、四角，六角等の多角形で構
成することもできる。
の溝状通路を、渦巻方向に対して逆方向に形成したもの
であり、この構成によれば、図４に示したディスク１４
に比べ、旋回力の減衰効果が高められる。なお、本実施
例ではブロックを円盤状のディスクで構成したが、ブロ
ックの形状はこれに限らず、四角，六角等の多角形で構
成することもできる。
【００３７】また、上述した実施例において、ディスク
１０，１２，１３，１４に形成される溝状通路の断面形
状は、図６（ａ）に示すように、溝の隅部をＲ加工する
か、または同図（ｂ）に示すように、溝を半円状に加工
することが好ましい。このような断面形状の溝状通路に
よれば、流量係数を大きくすることができる。
１０，１２，１３，１４に形成される溝状通路の断面形
状は、図６（ａ）に示すように、溝の隅部をＲ加工する
か、または同図（ｂ）に示すように、溝を半円状に加工
することが好ましい。このような断面形状の溝状通路に
よれば、流量係数を大きくすることができる。
【００３８】また、本実施例では各ディスク１０〜１２
の厚さを同じに構成したが、これに限らず、例えばディ
スク１１の厚さを増減させて、すなわち、中間貫通孔の
長さを調節して微粒化効果を調節することもできる。ま
た、本実施例では、ディスク１０の裏面とディスク１２
の表面にそれぞれ溝状通路を形成したが、これに限ら
ず、ディスク１１の表面に溝状通路及び渦巻室を形成
し、その裏面に溝状通路及び貯留室を形成することもで
きる。
の厚さを同じに構成したが、これに限らず、例えばディ
スク１１の厚さを増減させて、すなわち、中間貫通孔の
長さを調節して微粒化効果を調節することもできる。ま
た、本実施例では、ディスク１０の裏面とディスク１２
の表面にそれぞれ溝状通路を形成したが、これに限ら
ず、ディスク１１の表面に溝状通路及び渦巻室を形成
し、その裏面に溝状通路及び貯留室を形成することもで
きる。
【００３９】本発明は、乳脂肪の微粒化，香料の分散等
を行う食品分野に、脂肪乳剤の調整，細胞破砕等を行う
医薬品分野に、乳液の調整，顔料の分散等を行う化粧品
分野に、各種乳化重合製品の製造，有機顔料の粉砕等を
行う化学品分野、或いはその他の新素材開発研究分野に
それぞれ適用することができる。
を行う食品分野に、脂肪乳剤の調整，細胞破砕等を行う
医薬品分野に、乳液の調整，顔料の分散等を行う化粧品
分野に、各種乳化重合製品の製造，有機顔料の粉砕等を
行う化学品分野、或いはその他の新素材開発研究分野に
それぞれ適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、ライナー部材における流体衝突部分の
摩耗を解消して、長期にわたり安定した微粒化作用を発
揮することができ、且つ微粒化効果が高められるという
長所を有する。また、微粒化効果が高められる分、高圧
ポンプ及びその動力を小さくすることができ、それによ
り省エネを図ることができる。
本発明によれば、ライナー部材における流体衝突部分の
摩耗を解消して、長期にわたり安定した微粒化作用を発
揮することができ、且つ微粒化効果が高められるという
長所を有する。また、微粒化効果が高められる分、高圧
ポンプ及びその動力を小さくすることができ、それによ
り省エネを図ることができる。
【００４１】本発明の微粒化装置によれば、異なる径の
貫通孔からなる中間ブロックを複数個用意し、いずれか
一つを選択して導入側ブロックと排出側ブロックの間に
配置するだけで衝突に供する対向流の流量を簡単に変更
することができる。本発明の微粒化装置によれば、流体
衝突部分の摩耗を大幅に低減させることができるため、
従来のライナー部材のような高度な耐摩耗性を要求しな
い。従って、微粒化装置の製造コストを大幅に低下させ
ることができる。
貫通孔からなる中間ブロックを複数個用意し、いずれか
一つを選択して導入側ブロックと排出側ブロックの間に
配置するだけで衝突に供する対向流の流量を簡単に変更
することができる。本発明の微粒化装置によれば、流体
衝突部分の摩耗を大幅に低減させることができるため、
従来のライナー部材のような高度な耐摩耗性を要求しな
い。従って、微粒化装置の製造コストを大幅に低下させ
ることができる。
【００４２】本発明の微粒化装置によれば、導入側ブロ
ックと排出側ブロックを離間配置させる構成のため、各
ブロック対向面における溝状通路については従来のよう
に密着させ且つ直交させる必要がない。従って、各ブロ
ックを直交する方向に位置決めする手間が省けるととも
に、位置決めのための加工工程を省略することができる
という長所がある。
ックと排出側ブロックを離間配置させる構成のため、各
ブロック対向面における溝状通路については従来のよう
に密着させ且つ直交させる必要がない。従って、各ブロ
ックを直交する方向に位置決めする手間が省けるととも
に、位置決めのための加工工程を省略することができる
という長所がある。
【図１】本発明の実施例に係る全体概略構成図である。
【図２】第一の実施例の微粒化装置の構成を示す説明図
である。
である。
【図３】同実施例に係るディスク１２の変形例を示す図
２相当図である。
２相当図である。
【図４】第二の実施例の構成を示す説明図である。
【図５】同実施例に係るディスク１４の変形例を示す図
４相当図である。
４相当図である。
【図６】実施例に係る溝状通路の断面形状を示す説明図
である。
である。
【図７】従来の微粒化装置の構成を示す断面図である。
１ 微粒化システム ２，３ 容器 ４，５ 弁 ６ 配管 ７ 高圧ポンプ ８ 微粒化装置 ９ 円筒部 １０ 第１のディスク １０ａ，１０ｂ 貫通孔 １０ｃ 密着対向面 １０ｄ 渦巻室 １０ｅ，１０ｆ 溝状通路 １１ 第２のディスク １１ａ 貫通孔 １２ 第３のディスク １２ａ，１２ｂ 貫通孔 １２ｅ，１２ｆ 溝状通路 １２ｄ 貯留室
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｃ０１Ｆ 11/18 Ｃ０１Ｆ 11/18 Ｇ (72)発明者 古谷野 晃一 東京都板橋区小豆沢１−７−14 株式会 社ジーナス内 (72)発明者 長谷川 一利 東京都板橋区小豆沢１−７−14 株式会 社ジーナス内 (72)発明者 古川 義博 東京都板橋区小豆沢１−７−14 株式会 社ジーナス内 (72)発明者 藤島 総光 東京都板橋区小豆沢１−７−14 株式会 社ジーナス内 (72)発明者 安田 文夫 東京都板橋区小豆沢１−７−14 株式会 社ジーナス内 (56)参考文献 特開 平７−116487（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−170852（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−43633（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4890771（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01F 3/00 - 3/22 B01F 5/00 - 5/26
Claims (3)
- 【請求項１】 微粒化すべき流体を通過させることので
きる貫通孔を形成したブロックを、貫通方向が前記流体
の流れ方向に沿うように複数個実質的に密着配設した微
粒化装置において、 流体導入側ブロックに前記貫通孔を２本、中間ブロック
に１本、流体排出側ブロックに２本それぞれ形成し、前
記導入側ブロックと前記中間ブロックの対向面のいずれ
かのブロック表面に、前記隣接する各ブロックの貫通孔
と連通され、前記流体を対向流に変えるとともに旋回力
を付与する溝状通路を形成し、前記中間ブロックと前記
排出側ブロックの対向面におけるいずれかのブロック表
面に、隣接する各ブロックの貫通孔と連通され、前記中
間ブロックの貫通孔を通過した流体の流れを前記ブロッ
ク表面に沿う方向に変えるとともに前記旋回力を減衰さ
せる溝状通路を形成したことを特徴とする微粒化装置。 - 【請求項２】 前記溝状通路の断面形状が丸溝またはＵ
字溝である請求項１に記載の微粒化装置。 - 【請求項３】 微粒化すべき流体の流路に沿って貫通孔
を有し実質的に密着して配設された３個のブロックに流
体を導入し、高速で衝突させることにより微粒化を行う
微粒化方法であって、 流体導入側ブロックの前記貫通孔から導入した前記流体
を対向流に変えるとともに旋回力を付与して衝突させ、 中間ブロックの前記貫通孔にて前記流体の旋回状態を維
持しつつその流れを前記流路方向に変え、 排出側ブロックにて前記中間ブロックを通過した前記流
体の流れを前記流路と直交する方向に変えつつ旋回力を
減衰させ、前記貫通孔から排出することを特徴とする微
粒化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01307596A JP3167913B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 微粒化装置及び微粒化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01307596A JP3167913B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 微粒化装置及び微粒化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201522A JPH09201522A (ja) | 1997-08-05 |
| JP3167913B2 true JP3167913B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=11823045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01307596A Expired - Fee Related JP3167913B2 (ja) | 1996-01-29 | 1996-01-29 | 微粒化装置及び微粒化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167913B2 (ja) |
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| JP2004210957A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Ogawa & Co Ltd | 乳濁剤組成物並びに該乳濁剤組成物を含有する乳濁乃至微濁性飲料 |
| DE10333922B4 (de) * | 2003-07-25 | 2005-11-17 | Wella Ag | Bauteile für statische Mikromischer, daraus aufgebaute Mikromischer und deren Verwendung zum Mischen, zum Dispergieren oder zur Durchführung chemischer Reaktionen |
| JP5021234B2 (ja) * | 2006-05-12 | 2012-09-05 | 株式会社スギノマシン | 微粒化装置 |
| JP2009090160A (ja) * | 2007-10-03 | 2009-04-30 | Fujifilm Corp | 乳化物または分散物の製造方法、並びにこれを含む食品、皮膚外用剤及び医薬品 |
| JP2010148373A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Nanomaizaa Kk | 豆乳及び豆乳の製造方法 |
| JP5232976B2 (ja) * | 2009-02-18 | 2013-07-10 | 愛知県 | バイオマス粉砕方法及びバイオマス粉砕装置並びに糖類製造方法 |
| JP5826421B1 (ja) * | 2015-03-30 | 2015-12-02 | 株式会社ジェ・スク | 気体溶解器、及びこれを用いた炭酸水生成装置 |
| CN108412535B (zh) * | 2018-03-19 | 2019-11-29 | 西安科技大学 | 一种阻化剂溶液制取器 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6343633U (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-23 | ||
| FR2618764B1 (fr) * | 1987-07-31 | 1990-03-23 | Morel Atel Electromec | Cartouche pour injecter le melange de deux constituants liquides |
| JPH05170852A (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-09 | Dainippon Ink & Chem Inc | 水性分散型アミノ樹脂の製造方法 |
| JPH07116487A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-09 | Nanomaizaa Kk | 物質の乳化及び分散装置 |
-
1996
- 1996-01-29 JP JP01307596A patent/JP3167913B2/ja not_active Expired - Fee Related
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