JP5745697B2 - 湿式粒化装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒化対象材を、溶媒と混合して粒化（分散または粉砕等）させる湿式粒化装置に関する。

湿式粒化装置の一つとして、ビーズを用いて対象材を分散させるアニュラー型のビーズミルが知られている。従来、このビーズミルには、図９に示すように内部にビーズが予め収容され、外部から分散対象材が供給される容器１００と、容器１００の内壁面との間に環状隙間が隔てられた状態でこの容器１００内に回動可能に配置された円筒状のロータ１０１と、環状隙間を経由した分散対象材とビーズとを分離させるビーズ分離機構１０２とを備えるものが公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

このビーズミルにあっては、容器１００とロータ１０１との間の環状隙間をビーズ及び分散対象材が移動していき、この移動に伴いビーズと分散対象材とが衝突するなどしてビーズの持つエネルギーで分散対象材を分散させる一方、分散した分散対象材をビーズ分離機構１０２によりビーズと分離させて容器１００の外へ排出している。

前記ビーズ分離機構１０２は、図１０に示すように、回転軸１０２ａと、回転軸１０２ａの下端部の外周に設けられた複数枚の羽根１０４とを有し、ロータ１０１の内部空洞に羽根１０４が回動可能に配設された構成となっている。

このビーズ分離機構１０２にあっては、分散対象材よりも比重の重いビーズを回転する羽根１０４で径方向へ飛ばし、つまり遠心力によりビーズを分散対象材と分離させる。なお、ビーズは、ロータ１０１に設けた貫通孔１０１ａを介してロータ１０１の内側から環状隙間へ移動し、繰り返し用いられる。

具体的な構成は、ビーズ分離機構１０２の回転軸１０２ａがベルト１０６を介して駆動モータ１０５により回転駆動され、一方ロータ１０１の回転軸１０１ｂがベルト１０７を介して駆動モータ１０５により回転駆動されるようになっていて、回転軸１０２ａおよび駆動モータ１０５の回転軸１０５ａに各々設けたプーリ１０２ｂ、１０５ｂと、回転軸１０１ｂおよび駆動モータ１０５の回転軸１０５ａに各々設けたプーリ１０２ｃ、１０５ｃとを適当な大きさに設定することで、ビーズ分離機構１０２とロータ１０１とを各々の最適値で回転駆動できる構成である。

しかしながら、上述した図９に示すビーズミルにあっては以下の理由により改善の余地があった。すなわち、この従来のビーズミルにおいては、容器１００に対する分散対象材の供給速度を上げると、これに伴い環状隙間に存在するビーズもロータ１０１の内部空洞に過剰に押し出され、ビーズの分離が分散対象材の供給に対して遅れることになってビーズ分離機構１０２を通過して分散対象材とともにビーズが流出する現象が発生する虞がある。このビーズ流出現象は、ビーズ径を微小にするほど遠心力がビーズに作用し難くなるため顕著に起こる。

この場合、ビーズ分離機構１０２について、上述した遠心分離機構に代えて、ビーズ径よりも微小径の開口部が多数形成された円筒状のスクリーンを用いることも考えられるが、このスクリーンタイプの分離機構についても、分離対象材の供給速度を上げると（供給圧を高めると）、ビーズの偏りが生じてスクリーンの周辺にビーズが集中し、容器１００内の圧力が上昇するなどの問題が生じる。

また、更なる改善策として、ロータ１０１やビーズ分離機構１０２（或いはスクリーン）の回転速度を上げることにより、ビーズに作用する遠心力を高めて効率的にビーズを分離することも考えられるが、このように回転速度を増大させた場合には、分散も活発に行われていわゆる過分散が生じ、分散対象材の欠損や、この欠損に伴う粒子の活性化による再凝集等が起こったりするため、この手法による改善も好ましくはない。

特開２００２−３０６９４０公報

本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、適正な粒化処理を保ちつつ、ビーズなどのメディアを効果的に分離することができる湿式粒化装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、この発明に係る湿式粒化装置は、筐体と、この筐体に回転可能に支持され、筒状の周壁部、及びこの周壁部の各開口を閉塞しそれぞれに第１または第２開口部が設けられた側壁部を有するとともに、前記第１開口部から供給された粒化対象材を内部空間のみを通過させて前記第２開口部から排出する間に当該粒化対象材を粒化処理する粒化用メディアが収容される容器と、この容器を回転させる容器回転機構と、有底円筒状を呈するとともに、前記容器の内壁面との間に処理用隙間を設けた状態で前記容器内に配設され、前記処理用隙間を経由して筒内部に移動した前記粒化用メディアを前記処理用隙間に排出するメディア排出開口部が周壁に設けられた粒化ロータと、この粒化ロータを前記容器に対して相対的に回転させるロータ回転機構と、前記粒化ロータ内に少なくとも一部が配設されるとともに前記処理用隙間を経由して前記粒化ロータの内部に導入された前記粒化対象材を前記第２開口部に導く対象材案内部とを備え、前記容器回転機構は、前記容器の回転方向が前記ロータ回転機構による粒化ロータの回転方向と同方向となるように設定されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、筐体に回転可能に支持された容器とこの容器を回転させる容器回転機構とを備えるため、分散などの粒化処理にあたって容器を回転させて該容器に収容された粒化用メディアに遠心力を作用させることができる。この遠心力によって粒化用メディアが容器内壁面に押し付けられることから、粒化用メディアにおいて粒化対象材の供給圧（流れ）に対する抵抗力を増すことができ、これにより処理用隙間から粒化用メディアが押し出されることを効果的に抑制することができる。また、前記粒化ロータ、前記ロータ回転機構および前記対象材案内部を備えるため、有底円筒状の粒化ロータの内部に導入された粒化用メディアに対しても粒化ロータによって遠心力を作用させて、粒化用メディアは対象案内部に導入される前に粒化ロータの内部からメディア排出開口部を通じて処理用隙間に排出することができる。

ここで、粒化対象材に対する粒化能力（例えば分散能力）は、容器と粒化ロータとの相対的な回転速度差によって左右されるところ、この発明によれば、回転する容器に対して粒化ロータが相対的に同方向に回転するため、過分散などの過粒化を抑制しつつ、容器及び粒化ロータの回転速度を高めることによりビーズに作用する遠心力を高めることができる。

すなわち、この発明によれば、容器と粒化ロータとの相対的な速度を調整することにより適正な粒化処理（例えば分散）を保ちつつ、粒化用メディアが処理用隙間から粒化ロータの内部に押し出されることを効果的に抑制するとともに粒化ロータの内部に導入された粒化用メディアを効率的に処理用隙間に排出することができ、これにより粒化用メディアの分離を効果的に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る湿式粒化装置を模式的に示す正面断面図である。 前記湿式粒化装置を示す要部拡大断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 前記湿式粒化装置に設けられた分散ロータを示し、（ａ）は該分散ロータの正面図、（ｂ）は図ａのＩＶ−ＩＶ線断面図である。 前記湿式粒化装置の回転容器内における分散対象材およびビーズの流れを説明する説明図である。 本発明の別の実施形態に係る湿式粒化装置を模式的に示す正面断面図である。 前記湿式粒化装置に用いられる他のメディア分離機構を示す正面図である。 前記湿式粒化装置に用いられる他の分散ロータを示す横断面図である。 従来例のビーズミルを示す正面断面図である。 図９に示すビーズミルのビーズ分離手段を示す横断面図である。

以下、本発明に係る一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、ビーズを用いて一次粒子の凝集体を含む分散対象材（粒化対象材に相当）を分散させるアニュラー型の湿式連続分散装置（より具体的には連続式ビーズミル）について説明するが、本発明の湿式粒化装置は、分散装置としてだけでなく、粒化対象材を細かく砕く粉砕装置等としても利用することができる。また、本実施形態では、後述する分散ロータの回転軸が水平方向に沿って配設される横型の分散装置について説明するが、前記回転軸が垂直方向に沿って配設される竪型の分散装置やその他の方向に沿って配設される分散装置についても同様に適用可能である。

図１は本実施形態に係る湿式分散装置（湿式粒化装置）を示す正面断面図であり、図２は図１の要部拡大図である。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。なお、以下、便宜上、各図における＋Ｘ方向を右方向、＋Ｙ方向を前方向、＋Ｚ方向を上方向として説明するが、これらの方向の表現については本発明を限定するものではなく、単に本実施形態の装置における相対的な位置関係を表したものである。

この湿式分散装置１は、筐体２と、この筐体２に両端部が支持された枠体３と、この枠体３の内側に回転可能に配置された回転容器５（容器に相当）と、この回転容器５の一端部（左端部）に接続され回転容器５を回転させる容器回転機構６と、回転容器５内に収納され回転容器５と同方向に回転可能な有底円筒状の分散ロータ７（粒化ロータに相当）と、この分散ロータ７の他端部（右端部）に接続され該ロータ７を回転容器５に対して相対的に回転させるロータ回転機構８と、この分散ロータ７の内部に配設されたスクリーン９（対象材案内部に相当）とを備える。

筐体２は、枠体３を含めた装置１の主要部分を支持等するものであり、この枠体３を介して容器５を回転可能に支持するものである。この筐体２は、所定間隔で対向する一対の基台２ａ，２ｂを有し、この基台２ａ，２ｂ間に枠体３が固定支持されている。

枠体３は、各回転機構６，８の後述する回転軸６１，８１を回転可能に支持するとともに、間接的に回転容器５、分散ロータ７およびスクリーン９をも支持するものであり、併せて回転容器５を保護する機能も有する。この枠体３は、左右方向に延びる筒状体を呈し、基台２ａ，２ｂに支持された両端部３１，３２間に位置する本体部３３（中間部）が径方向外方に拡がって回転容器５を収容する収容空間３ａが設けられている。

枠体３における両端部３１，３２の内部には、回転軸６１，８１を回転可能に支持する軸受３４〜３７がそれぞれ左右に設けられている。本実施形態では、枠体３の各端部３１，３２に、それぞれ一対設けられている。本体部３３の収容空間３ａには、回転容器５が収容され、この回転容器５の周囲にシール液が充填される。このシール液は、後述するメカニカルシール５２と協働して、枠体３とこの枠体３に対して回転される回転容器５との間をシールするものである。

また、枠体３は、両端部３１，３２と本体部３３との間に、分散対象材を供給または排出する供給部３８または排出部３９が設けられている。これらの供給部３８または排出部３９には、収容空間３ａに充填されるシール液のシール供給孔３８ａまたはシール排出孔３９ａが設けられているとともに、分散対象材を溶媒とともに容器５に対して供給または排出する供給口１１または排出口１２が設けられている。すなわち、本実施形態では、供給部３８にシール供給口３８ａ及び供給口１１が設けられ、排出部３９にシール排出孔３９ａ及び排出口１２が設けられている。この供給口１１または排出口１２は、供給部３８または排出部３９において、枠体３と回転軸６１，８１との間の流通隙間１３，１４に連通するとともに、後述のメカニカルシール５２と回転軸６１，８１との隙間、及び後述する導入開口部５４ａを介して回転容器５の内部に連通している。従って、溶媒とともに供給口１１に投入された分散対象材は、流通隙間１３およびメカニカルシール５２と回転軸６１との隙間、及び導入開口部５４ａを介して回転容器５内に供給される。一方、回転容器５内の分散対象材は、所定の経路を経て、後述する挿通開口部５５ａ、及びメカニカルシール５２と回転軸８１との隙間を介して排出部３９における流通隙間１４に導入され、溶媒とともに排出口１２を通じて排出される。

回転容器５は、枠体３の収容空間３ａに配設された中空円柱状体であり、内部に分散用ビーズが収容されている。この回転容器５は、左右両端部において間接的に枠体３に対し回転可能に支持されている。すなわち、回転容器５は、その一端部（左端部）が容器回転機構６、詳しくはその回転軸６１に軸心を一致させた状態で固定支持される。一方、回転容器５は、その他端部（右端部）がロータ回転機構８、詳しくはその回転軸８１に軸心を一致させた状態で摺接支持されている。このように回転容器５は、両端部において間接的に枠体３に対し回転可能に支持されているので、片持ちで回転させる場合に比べて、安定して回転させることができる。

具体的には、回転容器５は、中空円柱体の容器本体５１と、この容器本体５１の両端部において、各回転軸６１，８１に沿って配置されたメカニカルシール５２とを備える。なお、メカニカルシール５２は、容器本体５１と枠体３との間をシールするものであり、このシール５２と各回転軸６１，８１との間を分散対象材の流通路として確保する。このメカニカルシール５２は、例えばこの流通路を各回転軸６１，８１の軸内に形成される場合等には適宜省略することができる。また、このメカニカルシールに代えて、他のシール構造（例えばオイルシールなど）を採用することもできる。

容器本体５１は、円筒状の周壁部５３と、この周壁部５３の左右開口を閉塞する側壁部５４，５５とを有し、内径が軸心方向に沿って一定ないしは略一定となるように構成されている。また、周壁部５３の内周面には、図１および図２では省略されているが、図３に示すように、分散ロータ７の径方向外方に突出する複数の円柱状の突起５３ｂが立設されている。この突起５３ｂは、周方向に等間隔で列設されているとともに軸線と平行な方向についても等間隔で列設されている。なお、この突起５３ｂは、適宜省略することができる。また、本実施形態では、容器本体５１は、内径が軸心方向に沿って一定ないし略一定となるように構成されているが、内径が軸心方向に沿って変化（例えば軸心方向一方側に沿って大きく）するように設定されるものであっても良い。

左右側壁部５４，５５には、各回転軸６１，８１を取り囲むようにメカニカルシール５２が左右に突出した状態で固定されている。左側壁部５４には、回転軸６１の連結部分の外側であってメカニカルシール５２の連結部分の内側の一部（具体的には左側壁部の偏心位置）に分散対象材を容器本体５１の内部に導入する導入開口部５４ａ（第１開口部に相当：本実施形態では円弧状）が設けられているとともに、容器本体５１の内部にビーズを投入するためのビーズ投入口部５４ｂが開閉可能に設けられている（図２参照）。右側壁部５５には、その中央部であってメカニカルシール５２の連結部分の内側に、ロータ回転機構８の回転軸８１が挿通されるとともに分散対象材が流通する挿通開口部５５ａ（第２開口部に相当）が設けられている。右側壁部５５の内側における挿通開口部５５ａの周囲には、スクリーン９との間をシールするシール部材５５ｂが設けられ、これにより挿通開口部５５ａに回転容器５内のビーズが侵入することを防止するものとなされている。

この挿通開口部５５ａは左右方向に延び、その中央部にはすべり軸受５５ｃが設けられている。このすべり軸受５５ｃにより回転容器５の右端部は、回転軸８１に摺接状態で支持される。このすべり軸受５５ｃは、分離対象材の流通経路に配設されるため、液中での使用に耐えられるものが用いられる。なお、このすべり軸受５５ｃは、液中での使用に耐えられるものであれば、その他の軸受であっても良い。

メカニカルシール５２は、上述のように、このシール５２と各回転軸６１，８１との間を分散対象材の流通路として確保するためのものであり、上述のシール液と協働して回転容器５（厳密には容器本体５１）と枠体３との間をシール（密封）する。

一方、図１に戻って、容器回転機構６は、一端部（右端部）が回転容器５に連結されているとともに他端部（左端部）が枠体３から突出する回転軸６１と、この回転軸６１の左端部における突出部分に取り付けられた従動プーリ６２と、この従動プーリ６２を回転駆動させる図外の電動モータなどの駆動源、およびこの駆動源の動力を従動プーリ６２に伝達する図外の動力伝達機構とを備える。この容器回転機構６は、駆動源をコントロールすることにより回転容器５を所望の方向、回転速度で回転可能に構成されている。

なお、従動プーリ６２や前記動力伝達機構は適宜省略することもでき、回転軸６１に駆動源が直結されていても良い。すなわち、容器回転機構６は、少なくとも回転軸６１および駆動源を含み、この回転軸６１を回転駆動させることができれば、具体的構成は適宜置き換えることができる。

本実施形態では、容器回転機構６は、この回転機構６により回転する回転容器５の回転方向がロータ回転機構８による分散ロータ７の回転方向と同方向となるように設定されているとともに、当該分散ロータ７の回転速度に対して回転容器５の回転速度が小さくなるように設定されている。

容器用回転軸６１は、上記のように、枠体３の左端部３１から本体部３３にかけての内部空間に延在し、軸心が水平方向に沿うように配置されている。この回転軸６１は、枠体３における左端部３１の内部において軸受３４，３５により回転可能に支持され、軸心方向の移動は規制されたものとなっている。回転軸６１において、この軸受３４，３５に支持された部分よりも右側の部分であって、枠体３の供給部３８に対応する部分には、メカニカルシール１５が配設され、これにより流通隙間１３から分散対象材が漏出するのを防止している。

次に、図２ないし図４を用いて、分散ロータ７について説明する。図４は、分散ロータを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は図（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

分散ロータ７は、全体概観が有底円筒状を呈する。この分散ロータ７は、回転容器５の内壁面との間に環状の処理用隙間Ｓを設け、かつ該容器５と軸心を一致させた状態で、回転容器５内に回転可能に収容されている。本実施形態では、分散ロータ７は、その底側を左側、すなわち回転容器５の導入開口部５４ａ側に向けるとともに、ロータ内部空間７ａが回転容器５の挿通開口部５５ａ側に開口した状態で配置されている。この配置状態で、分散ロータ７は、ロータ内部空間７ａに挿入された回転軸８１が分散ロータ７の奥底部における中心部に連結されることにより、回転可能に片持ち支持されている。すなわち、本実施形態における湿式分散装置１は、アニュラー型の分散装置である。

具体的に、分散ロータ７は、右方に開口するロータ内部空間７ａを有する有底円筒状のロータ本体７１と、このロータ本体７１の外周面から該本体７１の径方向外方に突出する複数の撹拌突起７２とを備える。この分散ロータ７は、ロータ本体７１の外周面および撹拌突起７２によってビーズおよび分散対象材に運動エネルギーを与えて分散対象材を分散させるようになされている。

ロータ本体７１の周壁部には、その軸心に平行な方向に沿って細長く延在するビーズ排出開口部７１ａが設けられている。このビーズ排出開口部７１ａは、ロータ周壁部を貫通した状態で設けられ、処理用隙間Ｓとロータ内部空間７ａとを連通させている。これにより、処理用隙間Ｓおよびロータ内部空間７ａの開口を経由して該空間７ａに導入されたビーズを、このビーズ排出開口部７１ａを通じて処理用隙間Ｓに排出させている。ビーズ排出開口部７１ａの延在方向の長さは、ロータ内部空間７ａの深さに対応して設定されている。本実施形態では、ビーズ排出開口部７１ａの延在方向の長さは、ロータ内部空間７ａの深さと同等に設定されている。ビーズ排出開口部７１ａは、ロータ本体７１のロータ周壁部において周方向に複数本（本実施形態では図４（ｂ）に示すように８本）並設されている。

撹拌突起７２は、本実施形態では円柱状体として構成され、先端が回転容器５の内壁面に干渉しない範囲で適宜設定されている。この撹拌突起７２は、ロータ本体７１の周方向について各ビーズ排出開口部７１ａの間に配設されるとともに、ロータ本体７１の軸心に平行な方向について直線状に列設され、これによりロータ本体７１の外周面に多数（本実施形態では３２個）配置されている。なお、この撹拌突起７２は、分散の程度等に応じて、適宜省略可能であり、またその高さや形状、配置位置も適宜設定することができる。例えば、円柱状の撹拌突起７２に代えて、左右方向に延びるブレード状の突起としても良いし、半球状の突起等としても良い。

続いて、図１に戻ってロータ回転機構８は、他端部（左端部）が分散ロータ７に連結されているとともに一端部（右端部）が枠体３から突出する回転軸８１と、この回転軸８１の右端部における突出部分に取り付けられた電動モータなどの駆動源８２とを備え、駆動源をコントロールすることにより分散ロータ７を所望の方向、回転速度で回転可能に構成されている。

なお、本実施形態では、ロータ用回転軸８１に駆動源８２が直結されているが、この駆動源８２と回転軸８１との間に、駆動源８２の動力を伝達するための動力伝達機構を適宜配置しても良い。また、駆動源８２について、容器回転機構６の駆動源と兼用させても良い。すなわち、駆動源８２（または容器回転機構６の駆動源）を省略して、容器回転機構６の駆動源（または駆動源８２）から動力を分配して、この分配動力を伝達するための動力伝達機構を介在させても良い。この場合、この動力伝達機構にクラッチや減速機などを含ませても良く、あるいは回転軸６１または８１に分散ロータ７または回転容器５を摺接支持させて摩擦によって動力を伝達するようにしてもよい。すなわち、この点、容器用回転軸６１と同様、ロータ用回転軸８１を回転駆動させることができれば、具体的構成は適宜置き換えることができる。

ロータ用回転軸８１は、上記のように、枠体３の右端部３２から本体部３３にかけての内部空間に延在し、軸心が水平方向に沿うとともに容器用回転軸６１と一致させた状態で配置されている。この回転軸８１は、上記のように、枠体３における右端部３２の内部において軸受３６，３７により回転可能に支持され、軸心方向の移動は規制されたものとなっている。回転軸８１において、この軸受３６，３７に支持された部分よりも左側の部分であって、枠体３の排出部３９に対応する部分には、メカニカルシール１６が配設され、これにより流通隙間１４から分散対象材が漏出するのを防止している。

また、この回転軸８１は、回転容器５のすべり軸受５５ｃに対応する部分に流路確保用の拡径スリーブ８１ａを有している。この拡径スリーブ８１ａは、このすべり軸受５５ｃ部分での分散対象材の流路を確保するためのものである。具体的には、拡径スリーブ８１ａは、内径が回転軸８１よりも大径に設定された円筒状の流路確保部８１ｂと、この流路確保部８１ｂの右端部に一体に設けられ該スリーブ８１ａを回転軸８１の軸部に固定するための固定部８１ｃとを備え、流路確保部８１ｂの外周面がすべり軸受５５ｃによって支持されている。流路確保部８１ｂは、すべり軸受５５ｃによって支持された部分よりも固定部８１ｃ側において分散対象材の流通孔８１ｄが穿設されている。これにより、分散対象材は、回転軸８１の軸部分と流路確保部８１ｂの内周面との間を流れ、この流通孔８１ｄを通じて回転軸８１とメカニカルシール５２との間の隙間に導かれる。

次に、図２および図３を用いて、スクリーン９について説明する。

スクリーン９は、外形が円柱状を呈し、分散ロータ７の内壁面との間に環状の分離隙間Ｓ２を設け、かつ分散ロータ７と軸心を一致させた状態で、分散ロータ７の内部空間７ａに回転可能に収容されている。詳しくは、スクリーン９は、一端部が分散ロータ７の奥底面に当接された状態で固定され、他端部が分散ロータ７から突出して回転容器５のシール部材５５ｂに摺接した状態で配置されている。従って、本実施形態のスクリーン９は、分散ロータ７と共に回転するものとなされている。なお、スクリーン９は、その軸心に沿ってロータ用回転軸８１が貫通している。

具体的に、スクリーン９は、円筒状のスクリーン本体９１と、このスクリーン本体９１の一端開口部を閉塞する閉塞部９２と、この閉塞部９２の一方側に設けられ、スクリーン本体９１の内側において該スクリーン本体９１を通過した分散対象材を軸心部に案内する円筒状の案内本体９３とを備え、スクリーン本体９１でビーズを分散対象材から分離して分散対象材を流通隙間１４側に導くものとなされている。

スクリーン本体９１は、ビーズを分散対象材から分離する主要部材であり、公知のスクリーンから構成されている。

本実施形態の構成を簡単に説明すると、スクリーン本体９１は、円筒状を呈し、円周方向に沿った細長い分離溝部９１ａが外方に開口する態様で周壁に設けられている。この分離溝部９１ａは、スクリーン本体９１の長手方向（左右方向）に沿って等間隔に多数並設されている。分離溝部９１ａの溝幅は、ビーズ径よりも小さく設定され、ビーズの通過が阻害されるようになっている。具体的には、スクリーン本体９１は、ウェッジワイヤータイプのものや、ノッチワイヤタイプのものなどが用いられている。なお、本実施形態の分離溝部９１ａが本発明の分離開口に相当する。

閉塞部９２は、スクリーン本体９１の一端開口部を閉塞するものである。この閉塞部９２は、本実施形態では厚みの有するブロック状に構成されているが、板状など他の形状を呈するものであってもよい。

案内本体９３は、軸心部に中空部９３ａを有する円柱体として構成されている。この中空部９３ａは、ロータ用回転軸８１よりも大径に構成され、これにより中空部９３ａの壁面と回転軸８１との間に分散対象材が流通する環状の流通隙間Ｓ３が設けられている。この流通隙間Ｓ３は、メカニカルシール５２と回転軸８１との隙間を通じて枠体３の排出部３９における流通隙間１４に連通している。また、案内本体９３には、外周面から中空部９３ａに連通する案内路９３ｂが放射状に複数本設けられている。

また、この案内本体９３の右端面における中空部９３ａの周りには、回転容器５のシール部材５５ｂに摺接するシール部材９３ｃが設けられ、シール部材５５ｂとともにビーズの漏出を防止するものとなされている。

なお、この湿式連続分散装置１に投入される分散対象材としては、リチウムイオン等の電池材料、液晶テレビ等のフラットパネルディスプレイに用いるカラフィルターや反射防止剤等の塗工材料、コンデンサーなどの電子部品用材料、塗料などのインキ用有機・無機材料（顔料）、絵具用有機・無機材料（顔料）、その他、市場に流通している有機・無機材料などが挙げられる。この分散対象材は、水や溶剤などの溶媒に混合してスラリーとして装置１の供給口１１に投入される。この投入は、スラリーを圧送するためのポンプなどの強制供給手段によって連続的に行われる。

また、本実施形態では、粒化用メディアとして、分散対象材に比べて、比重および径が大きいビーズが用いられている。粒化用メディアとして用いられるビーズは、分散対象材の種類、粒子の硬さ、初期の粒子径、最終的な粒子径、投入されるスラリー（分散対象材及び溶媒）の粘度、比重等に応じて、その径、比重、材料等を適宜選択する。ビーズとして採用される材料には、例えばジルコニアなどのセラミックス系、ガラス系、クローム鋼などの金属系などを例示することができる。

以上のように構成された湿式連続分散装置１の作用について、以下説明する。

すなわち、この湿式連続分散装置１によって分散対象材を分散させる場合には、まずビーズを回転容器５内に充填した上で、容器回転機構６およびロータ回転機構８を起動させて回転容器５、分散ロータ７およびスクリーン９を回転駆動させる。

そして、分散対象材を溶媒とともに供給口１１から投入する。詳しくは、分散対象材を溶媒の中に懸濁させてスラリー化し、これを供給口１１から投入する。

図５は、回転容器５内における分散対象材およびビーズの流れを説明する説明図である。この図５において、実線の矢印は分散対象材（スラリー）の流れを示し、点線の矢印はビーズの流れを示している。

前記投入された分散対象材は、枠体３の供給部３８における流通隙間１３に流入し、その後メカニカルシール５２と回転軸６１との隙間、導入開口部５４ａを経て、回転容器５の内部空間に導入される。

回転容器５に導入された分散対象材（スラリー）は、分散ロータ７の底部に当たり、また分散ロータ７と回転容器５の回転に伴う遠心力によって、回転容器５内の外縁部に導かれ、処理用隙間Ｓを通って分散ロータ７の内部空間７ａに流入する。回転容器５内、特に処理用隙間Ｓでは、分散対象材はビーズと衝突、接触等して微粒子化（分散）される。

この際、回転容器５は容器回転機構６によって回転しているので、ビーズにこの容器回転に伴う遠心力を作用させて、当該ビーズを容器５の内壁面に押し付けることができる。このビーズは分散対象材よりも比重が大きいので、分散対象材の流れが速くなっても（分散対象材の供給圧が高くなっても）、この流れに対する抵抗を増すことができる。従って、従来装置に比べて、分散対象材の供給圧を高めてもビーズの偏り等の問題が生じ難く、当該供給圧を高めて生産効率を向上させることができる。

また、分散対象材とともに処理用隙間Ｓに存するビーズの一部が、分散ロータ７の内部空間７ａにおける分離隙間Ｓ２に流入しても、ロータ回転機構８によって分散ロータ７およびスクリーン９の双方が回転しているので、ロータ７の径方向の内外両側から当該流入したビーズに十分な遠心力を作用させることができる。これにより、ビーズは、分散ロータ７の内部空間７ａからビーズ排出開口部７１ａを通じて処理用隙間Ｓに排出することができる。加えて、スクリーン９が存し、このスクリーン９が回転することにより、分離溝部９１ａの目詰まりを防止、解消することができ、スクリーン９の性能を初期状態ないしはこれに近い状態で維持することができ、ビーズの分離を一層効果的に行うことができる。

しかも、回転する回転容器５に対して分散ロータ７が相対的に回転するため、この相対速度を調整することにより過分散を抑制することができ、分散ロータ７の絶対的回転速度を高めることにより、従来装置に比べて、ビーズに対して大きな遠心力を作用させることができる。言い換えれば、いわゆるソフト分散を行いつつ、ビーズに対して比較的大きな遠心力を作用させることができる。

もちろん、分散ロータ７の絶対的回転速度が大きくなれば、分離隙間Ｓ２に存するビーズだけでなく、処理用隙間Ｓに存するビーズに対しても、比較的大きな遠心力を作用させることができ、回転容器５の回転による遠心力との相乗効果で、より一層生産効率を高めることができる。本実施形態の場合は、分散ロータ７の回転速度が回転容器５の回転速度よりも大きくなるように各回転機構６，８が調整されているので、この効果が顕著に表れる。

すなわち、この装置１によれば、回転容器５と分散ロータ７との相対的な回転速度を調整することにより過分散を抑制した適正な分散処理を保ちつつ、ビーズが処理用隙間Ｓから分散ロータ７の内部空間７ａに押し出されることを効果的に抑制するとともに分散ロータ７の内部空間７ａに導入されたビーズを効率的に処理用隙間Ｓに排出することができ、これによりビーズの分離を効果的に行うことができる。ひいては、この装置１によれば、分散対象材の分散効率（生産効率）を飛躍的に高めることができる。

分散ロータ７の内部空間７ａに流入した分散対象材は、前述のようにビーズと分離されてスクリーン本体９１の内側に流入し、案内本体９３の案内路９３ｂを通過して軸心部である中空部９３ａに案内される。そして、分離対象材は、挿通開口部５５ａを通じて回転容器５の外側に導かれ、メカニカルシール５２と回転軸８１との隙間を通って枠体３の排出部３９の流通隙間１４に流入する。その後、分散対象材は、該排出部３９の排出口１２を通じて排出される。

なお、以上に説明した湿式連続分散装置１は、本発明に係る湿式粒化装置の一実施形態であり、その具体的構成等については適宜変更可能である。以下、本実施形態の変形例を説明する。

（１）前記実施形態の枠体３は、両端部３１，３２と、これら両端部３１，３２間に位置する本体部３３と、この本体部３３と左端部３１の間に設けられた供給部３８と、前記本体部３３と右端部３２との間に設けられた排出部３９とを備え、これら３１〜３３，３８，３９が一体的に接続されて左右方向に延びる筒状体として構成されているが、枠体３の有無や具体的構成については適宜変更することができる。例えば、枠体３を適宜省略しても良く、その場合には筐体２に回転軸６１，８１が回転可能に直接支持されるものであっても良い。但し、回転軸６１，８１の取付や修理等の作業性を考慮すると枠体を設けるのが好ましい。

枠体をシンプルに構成する場合には、例えば、枠体１０３は、図６に示すように、回転軸１６１を回転可能に支持する一端部（左端部）１３１と、回転軸１８１を回転可能に支持する他端部（右端部）１３２とを備え、各端部１３１，１３２はベアリングなどの軸受１３４〜１３７を介して回転軸１６１，１８１を回転可能に支持するようにしても良い。

また、この図６の湿式粒化装置１０１では、枠体１０３の右端部１３２は、ロータ回転機構１０８の回転軸１８１を回転可能に支持するとともに、回転容器１０５の右端部についても回転可能に直接支持している。具体的には、回転容器１０５の右側壁部１５５は、円板状の本体部１５５ａと、この本体部１５５ａの中心部から右方に突出するボス部１５５ｂとを備え、このボス部１５５ｂが枠体右端部１３２の左端部に設けられたベアリング等の軸受１３２ａによって回転可能に支持されている。そして、これにより回転容器１０５は両端部において枠体１０３に回転可能に支持される。

なお、この場合でも、枠体１０３は、各端部１３１，１３２間に、回転容器１０５との接触を防止するため回転容器１０５を覆う回転保護部（図示省略）を枠体１０３と別個に設けても良い。また、軸受１３４〜１３７について、回転軸１６１，１８１を回転可能に支持することができれば、具体的構成を特に限定するものではない。

さらに、図６の装置１０１では、回転容器１０５にボス部１５５ｂが設けられる構造を採用したが、逆に、枠体１０３の右端部１３２の左側壁面からボス部を突出させ、このボス部に回転容器１０５の右端部が摺接支持されるものであってもよい。

（２）また、図６に示す湿式粒化装置では、分散対象材が流通する流通路１６１ａ，１８１ａが回転軸１６１，１８１の内部に軸線方向に沿って設けられ、これらの回転軸１６１，１８１の外端部に供給部（不図示）、排出部（不図示）がそれぞれ設けられている点で、前記実施形態と異なる。すなわち、前記実施形態では、回転軸６１、８１の周囲に分散対象材が流通する流通路が形成されているものについて説明したが、図６に示すように、前記流通路１６１ａ，１８１ａはそれぞれ容器回転機構１０６の回転軸１６１またはロータ回転機構１０８の回転軸１８１の内部に軸心方向に沿って形成されている。この場合、回転軸１６１内の流通路１６１ａは、左端部がロータリージョイントなどの液密接続部１６１ｂを介して供給部（不図示）の内部空間に開口し、右端部が回転容器１０５内に開口する。他方、回転軸１８１内の流通路は、右端部がロータリージョイントなどの液密接続部１８１ｂを介して排出部の内部空間に開口し、左端部において分散ロータ７内に開口する。図６に示す湿式粒化装置１０１では、液密接続部１６１ｂ、１８１ｂおよび供給部並びに排出部を長手方向（軸線方向）の端部に配置することができるので、回転容器１０５周りのレイアウトを簡素化することができる。

なお、前記実施形態では、駆動源８２によってロータ回転機構８の回転軸８１を直接回転するものとなされていたが、図６の湿式粒化装置では、駆動源（不図示）と回転軸１８１との間に、駆動源の動力を伝達するためのプーリ１８３を含む動力伝達機構が配置されている。

（３）前記実施形態において、容器回転機構６は、ロータ回転機構８による分散ロータ７の回転速度に対して回転容器５の回転速度が小さくなるように設定されているが、逆に回転容器５の回転速度が大きくなるように設定されるものであってもよい。この場合には、分散対象材の流れに対するビーズの抵抗を前記実施形態における場合に比べて高めることができ、ビーズの処理用隙間Ｓからの押し出しをより一層効果的に抑制することができる。

（４）前記実施形態では、メディア分離機構（対象材案内部）としてスクリーン９を用いているが、分散対象材をビーズと分離して排出口１２側に案内するものであれば、その具体的構成は限定されるものではなく、例えばスクリーン９に代えて、周囲のビーズに対して遠心力を作用させるための遠心力付与円筒状体を採用することもできる。

すなわち、遠心力付与円筒状体は、スクリーン９のスクリーン本体９１に代えて、図７に示すような遠心力付与本体１９１を備える。言い換えれば、遠心力付与円筒状体は、遠心力付与本体１９１と、閉塞部９２と、案内本体９３とを備える。

閉塞部９２、案内本体９３の具体的構成は、前記実施形態と同様であるので、ここでは遠心力付与本体１９１について説明する。図７は、この遠心力付与本体を示す正面図である。

遠心力付与本体１９１は、遠心力付与円筒状体が回転することによりその周囲のビーズに対して遠心力を付与してはじき飛ばすものであり、公知の遠心分離ロータから構成されている。

この遠心力付与本体１９１の一例の構成を簡単に説明すると、該付与本体１９１は、例えば円筒状を呈し、軸線と平行な方向に沿った細長い撹拌スリット１９１ａ（撹拌開口に相当）が右端から所定長さ（図例では左端部に至る所定長さ）で貫設されている。撹拌スリット１９１ａは、遠心力付与本体１９１の周方向に沿って等間隔に多数設けられている。また、この撹拌スリット１９１ａは、遠心力付与本体１９１の周囲のビーズを撹拌するためのものであり、また分散対象材の流入スリットとしての役割も果たす。このスリット幅は、分散対象材が流通可能であればその幅は特に制限されるものではなく、撹拌能力に応じて適宜設定される。

なお、この遠心力付与本体１９１について、有底円筒状の部材を用いるものであっても良く、その他、遠心力を付与できるものであればその具体的構成を特に限定するものではない。

（５）前記実施形態では、メディア分離機構としてのスクリーン９をロータ回転機構８によって回転させるものとなされているが、このメディア分離機構は回転させることなく、枠体３に固定させるものであっても良いし、或いは前記容器回転機構６によって回転させるものであっても良い。

（６）前記実施形態において、分散ロータ７として撹拌突起７２を有するものについて説明したが、この粒化ロータとして図８に示す分散ロータ１７０を用いるものであっても良い。

具体的には、この分散ロータ１７０は、一方に開口するロータ内部空間を有する有底円筒状のロータ本体１７１と、このロータ本体１７１の外周面から該本体１７１の径方向外方に突出する複数の突状ディスク１７２とを備え、ロータ本体１７１の外周面および突状ディスク１７２によってビーズおよび分散対象材に運動エネルギーを与えて分散対象材を分散させるようになされている。なお、分散ロータ１７０は、図８において時計回りに回転するようにロータ回転機構が設定される。

ロータ本体１７１は、分散ロータ７と同様、その軸心に平行な方向に沿って細長く延在するビーズ排出開口部１７１ａが周方向に複数設けられている。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明の一態様が主に含まれている。

この発明の一態様に係る湿式粒化装置は、筐体と、この筐体に回転可能に支持され、第１及び第２開口部を有するとともに、前記第１開口部から供給された粒化対象材を前記第２開口部から排出する間に当該粒化対象材を粒化処理する粒化用メディアが収容される容器と、この容器を回転させる容器回転機構と、有底円筒状を呈するとともに、前記容器の内壁面との間に処理用隙間を設けた状態で前記容器内に配設され、前記処理用隙間を経由して筒内部に移動した前記粒化用メディアを前記処理用隙間に排出するメディア排出開口部が周壁に設けられた粒化ロータと、この粒化ロータを前記容器に対して相対的に回転させるロータ回転機構と、前記粒化ロータ内に少なくとも一部が配設されるとともに前記処理用隙間を経由して前記粒化ロータの内部に導入された前記粒化対象材を前記第２開口部に導く対象材案内部とを備える。

このように構成すれば、適正な粒化処理（例えば分散）を保ちつつ、粒化用メディアが処理用隙間から粒化ロータの内部に押し出されることを効果的に抑制するとともに粒化ロータの内部に導入された粒化用メディアを効率的に処理用隙間部に排出することができ、これにより粒化用メディアの分離を効果的に行うことができる。

この構成において、前記容器の支持構造については、特に限定されるものではなく、例えば前記容器の一端部が片持ち状に支持されているものであってもよいが、前記筐体に支持された枠体を更に備え、前記容器の両端部は、この枠体に支持されているのが好ましい。

このように構成すれば、容器は前記筐体に支持された枠体に両端部が支持されているので、回転状態を安定させることができる。

この場合、例えば、前記容器は、一端部が前記容器回転機構に固定支持され、他端部が前記枠体に直接回転可能に支持されているのが好ましい。

このように構成すれば、前記容器の他端部が前記枠体に直接回転可能に支持されるので、部品点数を増やすことなく、前記容器を安定して回転させることができる。

或いは、例えば、前記容器は、前記容器回転機構に一端部が固定支持され、他端部が前記ロータ回転機構に摺接支持されるものであっても良い。

このように構成すれば、ロータ回転機構を有効に活用して、容器の両端部を支持させることができ、これにより装置構成を簡略化しつつ、容器の回転を安定させることができる。

また、この場合、前記枠体は、前記容器を収容するのが好ましい。

このように構成すれば、前記容器は前記枠体内に収容されるので、当該容器を安定かつ円滑に回転させることができる。

この構成において、前記対象材案内部の具体的構成は特に限定するものではなく、例えば粒化ロータの奥底部に一端が開口する筒状部材であってもよいが、前記対象材案内部は、前記粒化用メディアを粒化対象材から分離して粒化対象材を前記第２開口部に導くメディア分離部を含むのが好ましい。

このように構成すれば、メディア分離部においても粒化用メディアと粒化対象材とを分離することができ、より一層効果的に粒化用メディアを分離することができる。

この場合、メディア分離機構の具体的構成を特に限定するものではないが、例えば前記メディア分離部は、前記粒化ロータに接続されることにより該粒化ロータとともに回転し、少なくとも周壁の一部に前記粒化用メディアの挿通を阻害する大きさに設定された分離開口部が複数設けられたスクリーンを含むのが好ましく、或いは前記メディア分離部は、前記粒化ロータに接続されることにより該粒化ロータとともに回転し、少なくとも周壁の一部に周囲の粒化用メディアを撹拌するための撹拌開口部が複数設けられた遠心力付与円筒状体であり、該遠心力付与円筒状体が回転することにより周囲の粒化用メディアに遠心力を付与して前記メディア排出開口部を通じて分離するのが好ましい。

これらのように構成すれば、メディア分離部が粒化ロータとともに回転することによっても粒化用メディアに遠心力を作用させることができ、またメディア分離部がスクリーンまたは遠心力付与円筒状体として構成されることと相俟って、粒化用メディアをより一層効果的に分離することができる。具体的にはメディア分離部をスクリーンとして構成されることにより、当該スクリーン内部への粒化用メディアの侵入を効果的に防止することができ、或いは、メディア分離部を遠心力付与円筒状体として構成されることにより遠心力付与円筒状体の周囲にある粒化用メディアに対しても確実に遠心力を作用させて外部に飛ばすことができ、これらにより粒化用メディアの分離が促進される。

また、メディア分離部が粒化ロータと接続されることにより該粒化ロータとともに回転するので、装置全体をコンパクトに構成することができ、しかもメディア分離部を回転させるための機構を別途設ける場合と比べて安価に製造することができる。

この構成において、容器回転機構の具体的構成は特に限定するものではなく、容器回転機構による容器の回転速度はロータ回転機構による粒化ロータの回転速度よりも大きくするものであってもよいが、前記容器回転機構による容器の回転速度は、前記ロータ回転機構による粒化ロータの回転速度よりも小さいのが好ましい。

このように構成すれば、粒化ロータにより処理用隙間、および粒化ロータ内部に存在する粒化用メディアの双方に直接的に遠心力を作用させることができ、処理用隙間から粒化用メディアが押し出されることを一層効果的に抑制することができるとともに、粒化ロータ内部の粒化用メディアを処理用隙間により効率的に戻すことができる。

Claims (9)

1. 筐体と、
   この筐体に回転可能に支持され、筒状の周壁部、及びこの周壁部の各開口を閉塞しそれぞれに第１または第２開口部が設けられた側壁部を有するとともに、前記第１開口部から供給された粒化対象材を内部空間のみを通過させて前記第２開口部から排出する間に当該粒化対象材を粒化処理する粒化用メディアが収容される容器と、
   この容器を回転させる容器回転機構と、
   有底円筒状を呈するとともに、前記容器の内壁面との間に処理用隙間を設けた状態で前記容器内に配設され、前記処理用隙間を経由して筒内部に移動した前記粒化用メディアを前記処理用隙間に排出するメディア排出開口部が周壁に設けられた粒化ロータと、
   この粒化ロータを前記容器に対して相対的に回転させるロータ回転機構と、
   前記粒化ロータ内に少なくとも一部が配設されるとともに前記処理用隙間を経由して前記粒化ロータの内部に導入された前記粒化対象材を前記第２開口部に導く対象材案内部とを備え、
   前記容器回転機構は、前記容器の回転方向が前記ロータ回転機構による粒化ロータの回転方向と同方向となるように設定されていることを特徴とする湿式粒化装置。
2. 前記筐体に支持された枠体を更に備え、
   前記容器の両端部は、この枠体に支持されていることを特徴とする請求項１記載の湿式粒化装置。
3. 前記容器は、一端部が前記容器回転機構に固定支持され、他端部が前記枠体に直接回転可能に支持されていることを特徴とする請求項２記載の湿式粒化装置。
4. 前記対象材案内部は、前記粒化用メディアを粒化対象材から分離して粒化対象材を前記第２開口部に導くメディア分離部を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の湿式粒化装置。
5. 前記メディア分離部は、前記粒化ロータに接続されることにより該粒化ロータとともに回転し、少なくとも周壁の一部に前記粒化用メディアの挿通を阻害する大きさに設定された分離開口部が複数設けられたスクリーンを含むことを特徴とする請求項４記載の湿式粒化装置。
6. 前記メディア分離部は、前記粒化ロータに接続されることにより該粒化ロータとともに回転し、少なくとも周壁の一部に周囲の粒化用メディアを撹拌するための撹拌開口部が複数設けられた遠心力付与円筒状体であり、該遠心力付与円筒状体が回転することにより周囲の粒化用メディアに遠心力を付与して前記メディア排出開口部を通じて分離することを特徴とする請求項４記載の湿式粒化装置。
7. 前記容器回転機構による容器の回転速度は、前記ロータ回転機構による粒化ロータの回転速度よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の湿式粒化装置。
8. 前記容器は、前記容器回転機構に一端部が固定支持され、他端部が前記ロータ回転機構に摺接支持されていることを特徴とする請求項２記載の湿式粒化装置。
9. 前記枠体は、前記容器を収容することを特徴とする請求項２記載の湿式粒化装置。

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