TWI659777B - 分散裝置及分散方法 - Google Patents

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TWI659777B TW104127869A TW104127869A TWI659777B TW I659777 B TWI659777 B TW I659777B TW 104127869 A TW104127869 A TW 104127869A TW 104127869 A TW104127869 A TW 104127869A TW I659777 B TWI659777 B TW I659777B
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梶田浩二
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日商新東工業股份有限公司
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Abstract

本發明提供可提升良率且實現適當之分散處理之分散裝置等。
該分散裝置，係藉由離心力使漿料狀或液體狀的混合物向外周通過轉子、及與轉子對向配置之定子之間，藉此使其分散。其具備：容器；覆蓋單元，閉塞容器之上部開口；定子，固定於覆蓋單元之下側；轉子，以對向於定子的下方側之方式設置；以及供給單元，貯存供給至定子及轉子之間之被處理混合物；該供給單元具有：供給單元本體部、第1壓出構件、以及第2壓出構件。

Description

分散裝置及分散方法
本發明係關於使漿料狀或液體狀的混合物內的物質分散之分散裝置及分散方法。
以往，已知有如下裝置，該裝置使複數種液體或漿料通過高速旋轉之轉子與不旋轉之定子之間的空間，藉由因高速旋轉而產生之高剪切力，連續地分散複數種液體或漿料中的粉末狀物質(例如參照專利文獻1,2)。
此外，所謂「分散」，係指使漿料中的粉末狀物質微細化而使該粉末狀物質均一地存在，或使漿料中的粉末狀物質均一地存在，或者均一地混合複數種液體。
習知之分散裝置中，在分散黏度高之混合物之情形時，有時混合物亦會殘留於裝置內部或配管等而使良率降低。藉由分散裝置處理之混合物亦有價格高昂者，因此被期望可提升良率。同時亦被期望實現適當之分散處理。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開2000-153167號公報
專利文獻2：日本特開2011-36862號公報
本發明之目的在於提供可提升良率且實現適當之分散處理之分散裝置及分散方法。
本發明之分散裝置，係藉由離心力使漿料狀或液體狀的混合物向外周通過轉子、及與該轉子對向配置之定子之間，藉此使其分散之剪切式分散裝置，其具有：容器，承接分散後之混合物；覆蓋單元，閉塞該容器之上部開口；定子，固定於該覆蓋單元之下側；轉子，以對向於該定子的下方側之方式設置；以及供給單元，貯存供給至該定子及該轉子之間之被處理混合物；該供給單元具有：供給單元本體部，貯存前述混合物；第1壓出構件，將貯存於該供給單元本體部之混合物壓出至用以導至前述定子及前述轉子之間之供給通路側，以將該混合物導至前述定子及前述轉子之間；以及第2壓出構件，設置成能從前述第1壓出構件之壓出面彈出，藉由將存在於前述供給通路內之混合物壓出，以將該混合物導至前述定子及前述轉子之間。
又，本發明之分散方法，其使用上述之分散裝置，將前述混合物供給至該分散裝置之前述轉子及前述定子之間，藉由離心力而使前述混合物向外周通過，藉此進行分散。
本發明可提升良率且實現適當之分散處理。
1‧‧‧分散裝置
2‧‧‧轉子
3‧‧‧定子
3a‧‧‧螺栓
3b‧‧‧螺栓孔
11‧‧‧容器
12‧‧‧覆蓋單元
11a‧‧‧上部開口
11b‧‧‧上部緣部
11c‧‧‧覆蓋單元
11d‧‧‧螺栓
12‧‧‧覆蓋單元
13‧‧‧旋轉軸
13a‧‧‧下端
13b‧‧‧緊固部
13g‧‧‧突出部
14‧‧‧軸承
15‧‧‧間隔構件
15a‧‧‧第一插通孔
15b‧‧‧第二插通孔
16‧‧‧馬達
16a‧‧‧旋轉軸
16b‧‧‧接合部
17‧‧‧軸承保持部
17a‧‧‧螺栓
17e‧‧‧螺栓孔
18‧‧‧定子保持部
18c,18e‧‧‧螺栓孔
18f‧‧‧凹部
20‧‧‧第2間隔構件
20a‧‧‧插通孔
21‧‧‧定位限制部
22‧‧‧凹部
22a‧‧‧貫通孔
23‧‧‧緊固構件
24‧‧‧插銷
26‧‧‧冷卻用槽部
28‧‧‧冷卻液供給口
29‧‧‧冷卻液排出口
31‧‧‧旋轉軸插通孔
32‧‧‧貫通孔
33‧‧‧混合物供給口
34‧‧‧連通路
38‧‧‧空間
39‧‧‧空氣沖洗密封機構
39a‧‧‧空氣供給部
39b‧‧‧沖洗用通路
41‧‧‧冷卻機構
42,43‧‧‧壁面
44‧‧‧排出口
45‧‧‧空間形成構件
46‧‧‧冷卻媒體供給口
47‧‧‧冷卻媒體排出口
48‧‧‧空間
50‧‧‧槽
51‧‧‧分散處理系統
52‧‧‧處理前貯存槽
52a‧‧‧馬達
52b‧‧‧攪拌板
52c‧‧‧攪拌機構
53‧‧‧處理後貯存槽
53a‧‧‧馬達
53b‧‧‧攪拌板
53c‧‧‧攪拌機構
54‧‧‧第一配管
55‧‧‧第二配管
56,57‧‧‧泵
71,72‧‧‧冷卻用槽部
71a‧‧‧突起部
72a‧‧‧凹部
73,74‧‧‧壁部
76,77‧‧‧定子
81,86‧‧‧容器
82‧‧‧攪拌機構
82a‧‧‧攪拌板
82b‧‧‧馬達
82c‧‧‧旋轉軸
82d‧‧‧軸承
82e‧‧‧攪拌部
83‧‧‧連接用配管
86a‧‧‧壁面
86b‧‧‧底面部
86c‧‧‧排出口
86d‧‧‧開閉閥
91‧‧‧分散處理系統
92‧‧‧第一槽
92a‧‧‧馬達
92b‧‧‧攪拌板
92c‧‧‧攪拌機構
92d‧‧‧排出口
92e‧‧‧入口(供給口)
93‧‧‧第二槽
93a‧‧‧馬達
93b‧‧‧攪拌板
93c‧‧‧攪拌機構
93d‧‧‧排出口
93e‧‧‧入口(供給口)
94‧‧‧第一配管
95‧‧‧第二配管
96‧‧‧泵
97‧‧‧泵
98‧‧‧第一切換閥
99‧‧‧第二切換閥
101‧‧‧分散處理系統
102‧‧‧壓縮機
103‧‧‧流量調整閥
104‧‧‧過濾器
105‧‧‧配管
171‧‧‧供給單元
172‧‧‧供給單元本體部
172a‧‧‧本體部
172b‧‧‧閉塞部
172c‧‧‧閉塞部
172d‧‧‧導引部
173‧‧‧第1壓出構件
173a‧‧‧壓出面
173b‧‧‧壓出部本體
173c‧‧‧導引構件
173d‧‧‧螺絲
173f,173g‧‧‧密封構件
174‧‧‧第2壓出構件
174b‧‧‧前端
175‧‧‧供給通路
176‧‧‧第2混合物供給口
177‧‧‧第2連通路
201‧‧‧分散裝置
203‧‧‧定子
212‧‧‧覆蓋單元
217‧‧‧軸承保持部
218‧‧‧定子保持部
251‧‧‧第1通氣孔
251a,253a‧‧‧氣體供給部
251b,253b‧‧‧壓力調整部
251c,253c‧‧‧連接口
251d,253d‧‧‧供給配管
252‧‧‧第2通氣孔
253‧‧‧第3通氣孔
254,255‧‧‧空間形成部
256‧‧‧空間
301‧‧‧分散裝置
圖1係表示應用了本發明之分散裝置之概略之剖面圖。
圖2係表示圖1之分散裝置之概略之剖面圖。(a)係表示圖3所示之A1-A1剖面之圖。(b)係表示圖3所示之A2-A2剖面及A3-A3剖面之圖。
圖3係用以對圖1的分散裝置之詳情進行說明之圖。(a)係表示圖2所示之A4-A4剖面之圖。(b)係表示圖2所示之A5-A5剖面之圖。(c)係用以對間隔構件、設置於第2旋轉軸插通孔之曲徑構造的密封部、及空氣沖洗密封機構進行說明之主要部分放大圖。(d)係用以對第2間隔構件進行說明之主要部分放大圖。(e)係用以對由旋轉軸與轉子之緊固而引起之一體化及間隔構件進行說明之主要部分放大圖。(f)係間隔構件之俯視圖。
圖4係用以對構成圖1的分散裝置之冷卻用槽部及設置有該冷卻用槽部之定子的其他例子進行說明之圖。(a)係表示能夠使用於圖1的分散裝置中之定子的其他例子之圖，且係與圖3(b)相同位置之剖面圖。(b)係表示能夠使用於圖1的分散裝置中之定子的另一個例子之圖，且係與圖3(b)相同位置之剖面圖。(c)係表示圖4(b)的A6-A6剖面之圖。
圖5係說明構成圖1之分散裝置之供給單元之圖。(a)係表示第1及第2壓出構件縮入之狀態之圖。(b)係表示第1壓出構件壓出動作中之狀態之圖。(c)係表示第1壓出構件壓出動作結束且第2壓出構件縮入之狀態之圖。(d)係表示第2壓出構件壓出動作中之狀態之圖。(e)係表示第1及第2壓出構件壓出動作結束之狀態之圖。
圖6係用以對構成圖1的分散裝置之容器的其他例子進行說明之圖。(a) 係表示更換為具有攪拌板之容器之情形的圖。(b)係更換為兼作為處理後貯存槽之容器之情形的圖。
圖7係表示應用了本發明之分散裝置之其他例子之概略之剖面圖。
圖8係表示圖7之分散裝置之概略之剖面圖。(a)係表示圖10所示之B1-B1剖面之圖。(b)係表示圖10所示之B2-B2剖面及B3-B3剖面之圖。
圖9係表示圖7之分散裝置之概略之圖，係表示圖10所示之B7-B7剖面之圖。
圖10係用以對圖7的分散裝置之詳情進行說明之圖。(a)係表示圖8(a)所示之B4-B4剖面之圖。(b)係表示放大圖10(a)所示之B2-B2剖面及B3-B3剖面之一部分之圖。(c)係表示放大圖10(a)所示之B7-B7剖面之一部分之圖。
圖11係表示具備圖8之分散裝置(圖8之分散裝置中不具有供給單元者)之分散處理系統之概略圖。
圖12係表示分散處理系統之其他例子之概略之圖，且係表示適合於複數個路徑之分散處理之分散處理系統之概略圖。
圖13係表示分散處理系統的進一步另一個例子之概略圖，且係表示將空氣壓力用於供給混合物之分散處理系統之概略圖。
圖14係表示設於分散裝置之定子且於對應貫通孔之位置之轉子設有槽之例子之概略圖。(a)係表示設於定子之貫通孔之位置之主要部位剖面圖。(b)係表示設於貫通孔與轉子之槽之主要部位放大圖。(c)係表示設於轉子之槽及貫通孔之位置關係之俯視圖。
圖15係表示圖14之轉子之立體圖。
以下，參照圖式對應用了本發明之剪切式分散裝置進行說明。以下所說明之剪切式分散裝置一面使漿料狀的混合物循環，一面使該漿料狀的混合物分散(亦稱為「固-液分散」或「漿料化」)，或一面使液體狀的混合物循環，一面使該液體狀的混合物分散(亦稱為「液-液分散」或「乳化」)。又，所謂分散，係指使該混合物內的物質均一地存在或進行微細化而使該混合物內的物質均一地存在，即以使該混合物內的各物質均一地存在之方式而進行混合。
首先，對圖1~圖5所示之剪切式分散裝置(以下稱為「分散裝置」)1進行說明。分散裝置1具備轉子2、及與該轉子2相對向地配置之定子3，藉由離心力使漿料狀或液體狀的混合物4向外周通過(向朝向外周之方向通過)轉子2及定子3之間，藉此使之分散。
分散裝置1具備：容器11，其承接分散後之混合物4；以及覆蓋單元12，其閉塞容器11的上部開口11a。例如，將螺栓11d安裝於容器11的上部緣部11b及覆蓋單元12(後述之定子保持部18)中所形成之螺栓孔11c、18c，藉此覆蓋單元12固定於容器11且閉塞上部開口11a。
定子3固定於覆蓋單元12的下側(下表面)。例如，將螺栓3a安裝於定子3及覆蓋單元12(定子保持部18)中所形成之螺栓孔3b、18b，藉此，定子3被固定。轉子2係以與定子3的下表面相對向之方式設置。
又，分散裝置1具備：旋轉軸13，其使轉子2旋轉；以及軸承14，其以能夠使旋轉軸13旋轉之方式保持該旋轉軸13。軸承14設置固定於覆蓋單元12，並且位於定子3之上方側。
設置得較轉子2及定子3更靠上側之馬達16的旋轉軸16a 透過接合部16b安裝於旋轉軸13。旋轉軸13藉由馬達16而旋轉，且將馬達16之旋轉力傳遞至轉子2。
又，分散裝置1具備供給單元171，該供給單元171係貯存供給至定子3及轉子2間之被處理混合物且將該被處理混合物供給至定子3及轉子2間。供給單元171具有貯存混合物之供給單元本體部172、第1壓出構件173、以及第2壓出構件174。
第1壓出構件173藉由將貯存於供給單元本體部172之混合物壓出至用以導引至定子3及轉子2之間之供給通路175側，以將混合物導至定子3及轉子2之間。第1壓出構件173及供給單元本體部172為例如活塞構造。亦即，例如供給單元本體部172及第1壓出構件173具有中空圓筒形之形狀與能滑動於其內側之圓筒形形狀。然而，並不限於如上述般剖面形狀為圓形者，例如剖面形狀亦可為矩形等，只要係第1壓出構件173能在供給單元本體部172之內側滑動而將混合物壓出的構造即可。亦即，只要供給單元本體部172之與長度方向垂直之面亦即內面及第1壓出構件173之壓出面之形狀相同即可。
第2壓出構件174設置成能從第1壓出構件173之壓出面173a彈出，藉由插入供給通路175內且將存在於供給通路175內之混合物壓出，以將該混合物導至定子3及轉子2之間。第2壓出構件174及供給通路175為例如活塞構造。亦即，例如供給通路175及第2壓出構件174具有中空圓筒形之形狀與能滑動於其內側之圓柱形狀。然而，並不限於如上述般剖面形狀為圓形者，例如剖面形狀亦可為矩形等，只要係第2壓出構件174能滑動於供給通路175內側而將混合物壓出的構造即可。亦即，只要供 給通路175之與長度方向垂直之面亦即內面及第2壓出構件174之壓出面之形狀相同即可。
供給單元171，具有連接於後述之定子保持部18之混合物供給口33之第2混合物供給口176、以及用以將供給單元本體部172之混合物導至定子保持部18之連通路34之第2連通路177。混合物供給口33及第2混合物供給口176構成為具有緊固構件，其係例如具套環之管構件，藉由以夾持等來緊固此套環據以連接。此外，並不限於套環，亦可為例如具有突緣等緊固構件之構造。
供給單元171，藉由連接第2混合物供給口176及混合物供給口33而與定子保持部18一體化，在一體化之狀態下，第2連通路177連通於連通路34。此連通路34及第2連通路177構成供給通路175。此外，不一定要在供給單元171側設置第2混合物供給口176及第2連通路177，在不設置時，由定子保持部18之連通路34構成供給通路175。同樣地，不一定要在定子保持部18側設置混合物供給口33及連通路34，在不設置時，由第2連通路177構成供給通路175。又，亦可將安裝角度等設計成定子3之貫通孔32構成供給通路175。又，供給通路175在形成有混合物供給口33及第2混合物供給口176之部分係供給管，在貫通定子保持部18之通路部分則為供給貫通部。此外，此處所說明之供給通路175為一例，只要係用以將貯存於供給單元本體部172之混合物導至定子3及轉子2間之通路且第2壓出構件174係為了壓出混合物而能插入的構造即可。
更具體而言，如圖5所示，供給單元本體部172具有例如圓筒狀之本體部172a、閉塞本體部172a之開口之一方之閉塞部172b、以及閉 塞另一方之閉塞部172c。於閉塞部172b一體設有上述之第2混合物供給口176。
第1壓出構件173具有：具有壓出面173a之壓出部本體173b與導引第2壓出構件174之導引構件173c。壓出部本體173b及導引構件173c係以螺絲173d緊固。於導引構件173c設有透過導引構件173c將壓出部本體173b往壓入供給單元本體部172之方向及下拉之方向驅動的驅動部173e。於上述之閉塞部172c設有將導引構件173c能滑動地導引之導引部172d。此外，亦可不設置驅動部173e及後述之驅動部174a之一方或兩方而由使用者手動進行。於壓出部本體173b外側之滑動面(第1壓出構件173與供給單元本體部172之滑動面)設有密封構件173f。能使用例如O形環、U形襯墊等作為此密封構件173f或後述之密封構件173g，進而，較佳為使用適應於被處理混合物之材質之密封構件。
第2壓出構件174形成為能在導引構件173c內滑動之形狀(例如棒狀)。又，第2壓出構件174，設有將第2壓出構件174往從第1壓出構件173之壓出面173a彈出之方向及拉出之方向驅動之驅動部174a。第2壓出構件174如圖5(a)~圖5(d)所示，藉由被往從壓出面173a彈出之方向驅動，其前端174b將供給通路175內之混合物壓出並導至定子3及轉子2之間。於壓出部本體173b內側之滑動面(第1壓出構件173與第2壓出構件174之滑動面)設有密封構件173g。如上述之第2壓出構件174能直接將混合物壓出至定子3及轉子2之剪切部分前方極接近處。
分散裝置1藉由上述構成提升良率且實現適當之分散處理。亦即，藉由具備如上述構成之容器11、覆蓋單元12、定子3、轉子2， 能在分散處理後之部分中提升良率。再者，分散裝置1藉由具備供給單元171，而能在供給側之部分中提升良率。亦即，在處理黏度高之混合物時，會有附著於供給側之配管或貯存用以供給之被處理混合物之容器等情形而成為良率降低之原因。然而，分散裝置1能由第1壓出構件173將供給單元本體部172內之混合物導至轉子2及定子3側(圖5(a)~(c))。又，能由第2壓出構件174將供給通路175內之混合物導至轉子2及定子3側(圖5(c)~(e))。藉由此種構成，能極度減低被處理混合物從轉子2及定子3殘留至供給側之部分。進而，分散裝置1藉由具備供給單元171，即使在因混合物流動性非常低而因自重無法流動或透過通常之泵難以進行液體流動之漿料之場合，亦能進行分散處理。亦即，即使係以習知分散裝置難以進行分散處理之流動性低之混合物亦能處理。
又，分散裝置1具備間隔構件15，該間隔構件15可裝卸地設置於旋轉軸13與轉子2之間(圖3(c)、圖3(e)等)。間隔構件15藉由與軸方向D1之長度(厚度)不同的零件更換，來調整轉子2及定子3之間的間隙。亦即，準備複數個厚度不同之間隔構件15，藉由安裝選自其中之間隔構件15而調整轉子2及定子3之間的間隙。
於安裝有間隔構件15之狀態下，轉子2的相對於定子3之軸方向之位置已固定。亦即，例如亦可考慮使用彈簧、螺絲等作為調整轉子2及定子3之間的間隙之手段，但於使用了此處所說明之間隔構件15之情形下，由於在使用時，轉子2之軸方向之位置已固定，故而無需考慮彈簧之振動、螺絲之間隙等。又，於使用了彈簧、螺絲之情形時，難以進行精密之平行移動。相對於此，於使用間隔構件15之情形時，能夠進行微細 調整。
分散裝置1藉由上述構成而實現高精度之間隙調整。又，對於分散裝置1而言，即使當旋轉軸13因預料外之發熱而發生熱膨脹時，轉子2會向離開定子3之方向移動，因此，亦能夠防止轉子2及定子3接觸。又，即使未接觸，亦能夠防止因間隙意外地減小而引起之過度發熱。進而，由於軸承14位於定子3之上側，故而能夠將旋轉軸13配置於轉子2之上側，使轉子2之下側不存在旋轉軸13(自轉子2朝向上側地設置旋轉軸13)，因此，能夠防止分散處理後之混合物4附著於旋轉軸13或軸承14等而導致良率降低。亦即，能夠提高良率。
覆蓋單元12具有：軸承保持部17，其保持軸承14；以及定子保持部18，其設置於該軸承保持部17之下方側，且保持定子3。軸承保持部17具有定位限制部21，該定位限制部21經由第2間隔構件20而抵接於定子保持部18，藉此限制定子保持部18之軸方向之位置。例如，將螺栓17a安裝於軸承保持部17及定子保持部18中所形成之螺栓孔17e、18e，藉此，軸承保持部17以夾住第2間隔構件20之狀態而與定子保持部18一體化(圖3(d)等)。於第2間隔構件20設置有螺栓17a所插通之插通孔20a。
第2間隔構件20可裝卸地設置於軸承保持部17與定子保持部18之間，藉由與軸方向D1之長度(厚度)不同之零件更換，調整定子3相對於軸承保持部17之軸方向D1之位置。即，準備複數個厚度不同之第2間隔構件20，能夠藉由安裝選自其中之第2間隔構件20而調整定子3之軸方向D1之位置。
將間隔構件(亦稱為「第1間隔構件」)15與第2間隔構件20 與各個更換零件更換，藉此實現對於轉子2及定子3之間隙的更微細之調整。亦即，若將間隔構件15變更為厚度大之間隔構件，則其會向使轉子2及定子3之間的間隙增大之方向起作用。若將第2間隔構件20變更為厚度大之間隔構件，則其會向使轉子2及定子3之間的間隙減小之方向起作用。藉由將上述方法加以組合而實現更微細之調整。此外，預先分別準備複數個例如具有0.01mrm~0.50mm左右之厚度且厚度各相差0.01mm之間隔構件15及第2間隔構件20，配合混合物4之黏度或性質而更換安裝間隔構件15及第2間隔構件20，藉此調整轉子2及定子3之間的間隙。
第2間隔構件20調整定子保持部18相對於軸承保持部17之位置，藉此能夠調整以軸承保持部17為基準之定子3之位置，即定子3下表面之位置。藉此，無論定子3之狀態如何，均能夠使定子3下表面之位置保持固定。例如即使當更換了定子3時，亦能夠使定子3下表面之位置保持固定。藉此，例如藉由將定子3下表面之位置保持於既定之位置，能夠使間隔構件15之厚度與轉子2及定子3之間的間隙一致，從而能夠形成使用者容易理解之構成。即，為了形成所期望之間隙，只要選擇厚度與該間隙相同之間隔構件15即可。能夠提高對於管理間隙而進行分散處理之使用者之便利性。
於轉子2的上表面設置有凹部22，該凹部22用以供旋轉軸13的下端13a插入(圖3(c)、圖3(e)等)。於凹部22形成有貫通孔22a。於旋轉軸13的下端13a插入至轉子2的凹部22，且在下端13a透過間隔構件15抵接於凹部22之狀態下，自轉子2的下表面側安裝緊固構件23。緊固構件23例如為安裝用的螺栓，於旋轉軸13的下端13a，形成有母螺紋部作為與 該緊固構件23相對應之緊固部13b。
緊固構件23的一部分貫通轉子2的貫通孔22a而安裝於旋轉軸13，藉此以夾住間隔構件15之狀態緊固旋轉軸13及轉子2。用以將旋轉軸13之旋轉力傳遞至轉子2之複數個插銷24設於轉子2的凹部22及旋轉軸13的下端13a。於轉子2的凹部22及旋轉軸13的下端13a中，形成有供該插銷24插入之孔。
複數個插銷24配置於在圓周方向上具有均等間隔之位置，且具有將旋轉軸13之旋轉力傳遞至轉子2之功能。於間隔構件15形成有緊固構件23所插通之第一插通孔15a、與為了供複數個插銷24插通而設置之複數個第二插通孔15b。此外，此處設置有四個第二插通孔15b及四個插銷24。
以夾住間隔構件15之狀態，藉由緊固構件23來緊固旋轉軸13及轉子2，因此能夠更確實地將轉子2的相對於定子3之軸方向之位置予以固定。藉此，實現將轉子2及定子3之間的間隙設為適當狀態。亦即，實現適當地安裝具有如上所述之優點之間隔構件15。
又，由於使用複數個插銷24作為用以將旋轉力自旋轉軸13傳遞至轉子2之機構，因此與鍵槽及由鍵等構成之機構相比較，能夠使圓周方向之平衡性良好，即，使旋轉軸13及轉子2平衡性良好地旋轉。藉此，能夠防止例如轉子2及定子3之間的分散力產生局部偏差，即，實現均一且適當之分散處理。又，由於能夠防止產生偏差，故而即使減小間隙，仍會實現穩定之分散處理。進而，亦能夠進行高速旋轉，實現適當之分散處理。
定子3在與轉子2相對向之平面內，形成為大於轉子2之形狀。即，定子3在與軸方向D1正交之平面內的形狀以大於轉子2之方式構成。於定子3的與轉子2相對向之面(下表面)的相反側之面(上表面)中，形成有用以使冷卻用的液體流通之冷卻用槽部26。冷卻用槽部26係位於較轉子2更靠外側之位置之方式形成。
冷卻用槽部26形成至到達較轉子2更靠外側之部分為止，藉此能夠冷卻至轉子2的最外周為止。即，冷卻用槽部26能夠對轉子2及定子3的整個分散區域進行冷卻。藉此，能夠確實地抑制材料(分散之混合物4)之發熱。藉此，能夠防止分散之材料變質，且即使於分散之材料為有可能會揮發而著火之材料之情形時，仍實現安全地進行分散。此外，一般而言，轉子2及定子3的相對向之面內的大小形成為相同大小，於該情形時，難以對最外周部進行冷卻。最外周部之發熱量最大，因此，此處所說明之冷卻用槽部26能夠獲得優異之冷卻效果。藉此，實現適當溫度範圍內的適當之分散處理。
於冷卻用槽部26設置有沿著半徑方向形成之壁部27。又，於冷卻用槽部26，在隔著壁部27之位置設置有冷卻液供給口28及冷卻液排出口29。自冷卻液供給口28供給至冷卻用槽部26之冷卻用的液體於冷卻用槽部26中，向圓周方向D2的一個方向流通，即自冷卻用供給口28流向未設置有壁部27之方向D3。接著，流通之冷卻用的液體自冷卻液排出口29排出。冷卻用的液體例如為水。
於冷卻用槽部26中，由於冷卻水自冷卻用供給口28朝向冷卻用排出口29而向一個方向流通，因此換言之，冷卻用槽部26被使冷卻水 向一個方向流動之壁部27阻隔，是以冷卻水依序被排出。即，於未以使冷卻水向一個方向流動之方式構成冷卻用槽部26之情形時，有可能會導致冷卻水局部地滯留，於冷卻用槽部內產生未更換冷卻水之部分，導致冷卻功能劣化。相對於此，冷卻用槽部26係以依序更換冷卻水之方式構成，因此，總是具有高冷卻功能。藉此，實現適當溫度範圍內的適當之分散處理。
此外，構成分散裝置1之冷卻用槽部及設置有該冷卻用槽部之定子3不限於上述冷卻用槽部26，例如亦可為如圖4所示之具有冷卻用槽部71、72之定子76、77。圖4(a)為如下例子，即避開螺絲部而盡可能大地形成槽，從而提高冷卻效果。圖4(b)為如下例子，即進而於已形成之槽部的底面形成細槽，增加冷卻水之接觸表面積，從而提高冷卻效果。定子76、77除了冷卻用槽部之構造以外，具有與定子3相同之構造與功能，因此，對於相同部分省略說明。
如圖4所示，冷卻用槽部71、72與冷卻用槽部26同樣地，係以如下方式形成，即形成於形成為較轉子大之形狀之定子76、77的上表面側，且位於較轉子2更靠外側之位置。於冷卻用槽部71、72，亦設置有與壁部27相同之壁部73、74。與冷卻用槽部26相同之構成具有與冷卻用槽部26相同之效果。
其次，說明與冷卻用槽部26不同之構成。冷卻用槽部71擴大設置至極靠近定子76的外周處為止，於形成螺栓孔3b之部分形成有突起部71a。冷卻用槽部71向外周方向擴大，冷卻效果相應地提高。特別是，發熱最多處為周速最大且剪切力所致之摩擦最大之轉子之最外周部，由於若冷卻此部分則效果較高，因此係使冷卻用槽部擴大至至少較轉子最外周 部更外部。又，冷卻用槽部72於其底部形成有沿著圓周方向形成之複數個凹部72a。由於形成有凹部72a，故而冷卻水與定子76之熱交換量增加，冷卻效果提高。冷卻用槽部71、72具有較冷卻用槽部26更高之冷卻效果。如上所述，即使於使用了具有冷卻用槽部71、72來代替冷卻用槽部26之定子之情形時，亦具有高冷卻功能，且會實現適當溫度範圍之適當之分散處理。
而且，於定子3設置有供旋轉軸13插通之旋轉軸插通孔31，混合物4自較定子3的旋轉軸插通孔31更靠外側之位置被導引至定子3及轉子2之間。
具體而言，於定子3設置有混合物供給用的貫通孔32，該混合物供給用的貫通孔32設置於較旋轉軸插通孔31更靠外側之位置。換言之，貫通孔32設置於相對於旋轉軸插通孔31具有既定距離之位置。於定子保持部18設置有混合物供給口33與連通路34，該連通路34自該混合物供給口33連通至設置於定子3之混合物供給用的貫通孔32。混合物供給口33所供給之混合物4經由定子保持部18的連通路34及定子3的貫通孔32而被導引至定子3及轉子2之間。於混合物供給口33的端部形成有接合用的突緣等，後述之配管(第一配管54)連接於混合物供給口33的端部。
根據該構成，只要於供給混合物時使轉子2旋轉，則供給至貫通孔32之混合物4會因離心力被導向外側，因此混合物4不會到達旋轉中心附近，而無需於旋轉軸插通孔(亦稱為「第1旋轉軸插通孔」)31及後述之第2旋轉軸插通孔36設置機械密封件等密封裝置。換言之，貫通孔32配置於與旋轉軸插通孔31之間具有如下距離之位置，該距離係不會使因離心力而被導向外側之混合物4流至旋轉軸插通孔31之程度的距離。藉此， 能夠簡化裝置構成。無需因密封部分之劣化而進行更換等。
此外，雖此處越向下側則越朝向方向D4形成混合物供給口33及連通路34，該方向D4朝向半徑方向的中心側，但例如亦可越向下側則越朝向切線方向D5、D6形成混合物供給口33及連通路34。此情形下，混合物供給口33及連通路34形成於連通路34在其下側連接於貫通孔32之位置。藉此，能夠使貫通孔32更靠近旋轉軸插通孔31。
又，如圖14、15所示，亦能於轉子2之對向於定子之轉子2之上部面亦即設於定子3且對應貫通孔32之位置，設置與轉子呈同心圓狀之圓環狀之槽50。藉由於轉子2之上部面設置此種槽50，在混合物經由貫通孔32被導至定子3及轉子2之間時，由於從更寬廣之貫通孔32形成至定子3及轉子2間之間隙且為沿著定子3及轉子2面之流路會急遽地縮小，因此在高黏度及/或固體含量濃度高之混合物之場合，有時會在往間隙之導入部分堵塞。特別是有為了提高微細化能力而縮小定子3及轉子2之間之間隙的情形，在該情形下容易引起混合物在往間隙之入口堵塞的問題。
藉由在設於定子3且對應貫通孔32之轉子2之上部面設置與轉子呈同心圓狀之圓環狀之槽50，即使在特別是高黏度及/或固體含量濃度高之混合物(不設置該槽時會堵塞之混合物)之場合，亦能解決在往間隙之侵入口(貫通孔32之部分)堵塞的問題。進而，在不設置該槽50時，即使係在往間隙之侵入口(貫通孔32之部分)不會堵塞之混合物，有時亦有對定子3及轉子2之處理產生過負荷之情形，但藉由設置此槽50，即能在不使過負荷問題產生之情形下進行處理。
槽50較佳為在設於定子3且對應貫通孔32之轉子2之上部 面設置成與轉子呈同心圓狀之圓環狀，槽之深度，在較於轉子2未設有槽50之轉子2之上部表面部分與定子3之間隔大時，能更有效率地將混合物送入定子3及轉子2之間隙。又，槽之深度較佳為，較於轉子2未設有槽50之轉子2之上部表面部分與定子3之間隔大且可藉由轉子2之旋轉所致之離心力使從貫通口供給之混合物從槽50被排出至間隙之程度的深度。
具體而言，混合物所經由之貫通孔32通常其直徑為約2mm~30mm，相較於此，間隙為例如約10~500μm，因此槽50之深度較佳為約0.5mm~2.0mm左右。
又，槽50之形狀，較佳為如圖14所示，沿著轉子2之半徑方向之剖面呈於橫向較長之倒梯形，槽50之剖面之上部寬度具有覆蓋貫通孔沿著轉子之半徑方向之剖面長度的長度。
在設於定子3且對應貫通孔32之轉子2之上部面所設之槽50，只要係混合物能從貫通孔有效率地送入定子3及轉子2之間隙者，則並不限定於前述形狀、深度、及槽之剖面之上部寬度等。
於定子保持部18設置有供旋轉軸13插通之第2旋轉軸插通孔36。於第2旋轉軸插通孔36設置有非接觸式密封件即曲徑構造之密封部37。此處所謂之曲徑構造係指如下構造：於旋轉軸側(旋轉軸13)及固定部側(定子保持部18)的一方或兩方形成一個或複數個凹部及/或凸部，藉此於旋轉軸側與固定部側之間依序形成凹凸之間隙，藉由該曲徑構造來發揮密封功能。各凹部及各凸部之尺寸例如為0.01~3.00mm左右。
於定子保持部18內且為第2旋轉軸插通孔36上側之空間38設置有空氣沖洗密封機構39，該空氣沖洗密封機構39藉由自定子保持部 18的外側供給空氣而發揮空氣沖洗密封功能。空氣沖洗密封機構39例如具有：空間38，其由軸承保持部17及定子保持部18形成；沖洗用通路39b，其設置於軸承保持部17，且連接空間38及外部；以及空氣供給部39a，其設置於沖洗用通路39b的外部側，且供給沖洗用的空氣。如箭頭F1所示，空氣沖洗密封機構39將空氣供給部39a所供給之空氣透過沖洗用通路39b、空間38而供給至第2旋轉軸插通孔36與旋轉軸31之間隙部分，藉此發揮密封功能。
此外，於定子保持部18的第2旋轉軸插通孔36的外側，形成有用以將定子3安裝於定子保持部18之螺栓3a用的安裝用之凹部18f。又，由於形成凹部18f，故而形成第2旋轉軸插通孔36之內周部18g成為突出之形狀。旋轉軸13具有突出部13g，該突出部13g係以向定子保持部18的內周部18g的上方突出之方式形成。如箭頭F1所示，所供給之空氣通過內周部18g與突出部13g之間，供給至第2旋轉軸插通孔36及旋轉軸31之間隙部分。
密封部37的曲徑構造實現了提高第2旋轉軸插通孔36之軸封效果，空氣沖洗密封機構39之空氣沖洗功能實現提高旋轉軸插通孔31及第2旋轉軸插通孔36的部分之軸封效果。如上所述，分散裝置1中設置了對混合物4進行導引之位置且利用了離心力，因此，不一定必需設置曲徑構造及空氣沖洗功能。然而，能夠藉由設置曲徑構造及空氣沖洗功能中的至少任一者來實現提高軸封效果之安全性，且藉由設置該兩者來進一步實現軸封效果。
於容器11設有具有冷卻功能之冷卻機構41。容器11具有： 圓錐狀的壁面42，其剖面積向下方側逐步減小；圓筒狀的壁面43，其位於該圓錐狀的壁面42上；以及排出口44，其設置於圓錐狀的壁面42的下部。排出口44設置於容器11的下方端，且將分散處理完畢之混合物4排出。於排出口44的端部亦可形成有連接用的突緣等而連接配管。由於分散處理後之混合物經由圓錐狀的壁面42而被排出，因此附著於內壁而未被排出之混合物之量銳減。藉此，良率提高，實現了適當之處理。此外，亦可將真空泵設置於容器11，如此能夠減少混入至混合物之空氣。
冷卻機構41例如具有：容器11的外側面即壁面42及壁面43；空間形成構件45，其以覆蓋該外側面(壁面42及壁面43)之方式而形成於該外側；冷卻媒體供給口46；以及冷卻媒體排出口47。空間形成構件45係例如亦稱為外套(jacket)之構件，於該空間形成構件45與壁面42、43之間，形成例如能夠填充冷卻水等冷卻媒體之空間48。
冷卻媒體供給口46例如配置於空間形成構件45的側面下部，將冷卻水供給至空間48。冷卻媒體排出口47例如配置於空間形成構件45的側面上部，自空間48排出冷卻水。
冷卻機構41因如上述構成而具有透過壁面42、43對容器11內部進行冷卻之功能。冷卻機構41能夠對分散處理完畢之混合物進行冷卻。又，於使用有易揮發的材料之情形時，能夠藉由對已揮發之材料進行冷卻而使其恢復為液體。
此外，構成分散裝置1之容器不限於上述容器11，例如亦可為如圖6所示之容器81、86。首先，對圖6(a)所示之容器81進行說明。容器81除了具有攪拌機構82之外，具有與上述容器11相同之構成與功能。 對於相同部分省略說明。
圖6(a)之容器81具有壁面42、43與排出口44。於容器81設置有冷卻機構41。於該容器81設置有攪拌機構82，該攪拌機構82刮取附著於壁面42、43內表面之漿料狀的混合物並從排出口44排出。攪拌機構82具有：攪拌板82a，其形成為沿著壁面42、43之形狀；馬達82b，其使該攪拌板82a旋轉驅動。又，攪拌機構82亦具有旋轉軸82c、軸承82d。以使攪拌板82a與壁面42、43之間隙達到0~20mm左右之方式形成攪拌板82a。使用金屬或將樹脂安裝於金屬而成之構件作為攪拌板82a。此處，雖攪拌板82a具有2個攪拌部82e，該2個攪拌部82e呈在圓周狀的2個部位進行刮取之形狀，但亦可將複數個板構件加以組合而使攪拌部增加至3以上之複數個，或該攪拌部亦可一個。於圖6(a)之例子，由於需要設置旋轉軸82c，故於排出口44安裝有連接用配管83，透過該連接用配管83而連接於配管。由於分散處理後之混合物經由圓錐狀的壁面42而被排出，因此附著於內壁而難以排出之混合物之量銳減，進而藉由攪拌板使混合物之排出變得容易，因此良率提高。
其次，作為構成分散裝置1之容器的另一個例子，對圖6(b)所示之容器86進行說明。容器86係兼作為處理後貯存槽之容器，該處理後貯存槽貯存在分散裝置1分散處理後之混合物。亦即，容器86例如具有圓筒形狀的壁面86a，並且於其下方具有曲面狀的底面部86b，於該底面部86b的下方端部，經由開閉閥86d而設置有排出口86c。
圖6(b)之容器86與利用如下所述之單一路徑來完成處理之混合物之間的互容性佳。亦即，例如當對少量且需要適當之分散處理且昂 貴之混合物進行分散處理時，互容性佳。於分散處理之後拆除螺栓11d，藉此能夠自覆蓋單元12或安裝於該覆蓋單元12之轉子2及定子3拆除容器86，藉此只要將容器86直接作為搬送用的容器，搬送至所期望之場所為止即可。藉此，亦能夠回收在其他構造之情形下附著於分散裝置外壁之混合物，良率提高。此外，兼作為處理後貯存槽之容器86之形狀不限於此，其可具有圓錐狀的壁面，另外亦可呈更大型之槽形狀以進行大量之分散處理，進而亦可呈大型且例如能夠為一分為二之形狀。又，亦可於兼作為處理後貯存槽之容器設置冷卻機構41。
又，作為構成分散裝置1之轉子2及定子3之材質，例如亦可使用SUS304、SUS316、SUS316L、SUS430等不銹鋼、或S45C、S55C等碳鋼。又，亦可使用氧化鋁、氮化矽、氧化鋯、矽鋁氮氧化物、碳化矽等陶瓷、或SKD、SKH等工具鋼。亦可使用將陶瓷熔射(例如氧化鋁熔射、氧化鋯熔射)至不銹鋼等金屬材料而成之材料。藉由使用將陶瓷構件熔射至金屬材料而成之轉子及定子，能夠延長壽命，防止金屬污染(contamination)。
使用了如上所述之分散裝置1之分散方法係將混合物供給至該分散裝置1的轉子2及定子3之間，藉由離心力而使該混合物向外周通過，藉此進行分散。該分散裝置1及分散方法可提高良率(在分散處理後之部分及混合物之供給側部分中提高良率)，且實現適當之分散處理。再者，實現分散力高且在適當溫度範圍內進行分散處理，亦即實現適當之分散處理。又，對於該分散裝置1及方法而言，於進行分散處理後之清潔時，由於只要使容器11與覆蓋單元12分離即可，因此容易進行清潔。
雖依據以上所說明之分散裝置1及方法帶有如上述之優點 且實現了適當之分散處理，但適用了本發明之剪切式分散裝置不限於此，亦可為例如圖7~圖10所示之剪切式分散裝置(以下稱為「分散裝置」)201。
其次說明圖7~圖10所示之分散裝置201。此外，由於除了分散裝置201具備第1至第3通氣孔251、252、253、空間形成部254、255等以外，其他則係與上述之分散裝置1相同之構成，因此針對共通之部分賦予相同之符號，省略詳細說明。此外，針對記載於圖3(b)、(d)、(e)、(f)且進行了上述說明之分散裝置1之構造雖亦省略圖示及說明，但於分散裝置201亦設有相同之構成。又，針對圖3(c)所說明之分散裝置1之凹部18f或螺栓3a等雖亦省略圖示及說明，但於分散裝置201亦設有相同之構成。
分散裝置201除了具備上述之轉子2、容器11、旋轉軸13、以及軸承14以外，還具備後述之定子203及覆蓋單元212。又，分散裝置201具備上述之供給單元171。又，分散裝置201具備上述之間隔構件15、第2間隔構件20等。再者，分散裝置201雖具備上述之冷卻用槽部26等，但亦可取代此槽部而改成設置如圖4所示之冷卻用槽部71、72的構成。
定子203除了設有後述之空間形成部254這點以外，具有與上述之定子3相同之構造、功能。覆蓋單元212具有：軸承保持部217，其保持軸承14；以及定子保持部218，其設置於該軸承保持部217之下方側，且保持定子203。軸承保持部217除了設有後述之第3通氣孔253這點以外，具有與上述之軸承保持部17相同之構造、功能。定子保持部218除了設有後述之第1通氣孔251、第2通氣孔252、空間形成部255且不具有設於定子保持部18之曲徑構造之密封部37以外，具有與上述之定子保持部18相同之構造、功能。
又，此處所說明之分散裝置201，係藉由取代曲徑構造之密封部37及空氣沖洗密封機構39而具有後述之第1~第3通氣孔251、252、253等，來發揮以下說明之優異效果。
於定子保持部218設有用以對定子203之旋轉軸插通孔31供給氣體(例如空氣)之第1通氣孔251(圖9、圖10(c))。於定子保持部218，與上述之定子保持部18同樣地設有插通旋轉軸13之第2旋轉軸插通孔36。於分散裝置201，在軸承保持部217下側且為第2旋轉軸插通孔36上側之空間設有用以與定子保持部218外側通氣之第2通氣孔252。第2通氣孔252設於例如定子保持部218(圖8(b)、圖10(b))。此外，第2通氣孔252在此處雖分別設於圖10(a)所示之B2-B2剖面、B3-B3剖面，亦可僅設於任一剖面所示之位置，又，亦可設於圓周方向之3處以上。又，同樣地，第1及第3通氣孔251、253亦可設於1處或3處以上。從第1通氣孔251供給之氣體之壓力設為較藉由第2通氣孔252而流通氣體之空間壓力高。例如第1通氣孔251、後述之第3通氣孔253構成為具有經由連接口251c、253c及供給配管251d、253d而連接且供給氣體之氣體供給部251a、253a、以及調整所供給之氣體壓力之壓力調整部251b、253b。此外，此處雖第2通氣孔252構成為與外側流通氣體，但亦可與第1、第3通氣孔251、253同樣地具有氣體供給部、壓力調整部。
說明第1通氣孔251之功能。如上所述，轉子2及定子203，如使用轉子3及定子2所說明者，藉由混合物供給用之貫通孔32之構成而為混合物難以到達旋轉中心附近的構造，而設置機械密封件等密封裝置。然而必須注意，被處理混合物之供給量(例如藉由供給單元171所供給之量) 需注意為不超過離心力之處理能力的程度。分散裝置201，藉由第1通氣孔251被加壓，使混合物更難以到達旋轉中心附近，能保護軸承，且換言之能使供給量增加。
又，分散裝置201藉由具有第2通氣孔252，而以遠心力與超過第1通氣孔251之加壓的供給量供給被處理混合物時，亦能從第2通氣孔252往外部放出混合物，能保護軸承。又，在未設有第2通氣孔252時，雖在軸承部分產生不良情形為止無法掌握混合物已到達軸承部分，但藉由從第2通氣孔252放出至外部，即能掌握混合物已到達軸承前方之第2通氣孔252已通氣之部分(軸承前方之部分)。
於定子203及定子保持部218之任一方或兩方，在插通其旋轉軸13之部分(旋轉軸插通孔31、第2旋轉軸插通孔36)設有空間形成部。此外，此處所說明之例子中，係於定子203設有空間形成部254，於定子保持部218設有空間形成部255。藉由空間形成部254,255所形成之空間256發揮緩衝部功能。
第1通氣孔251形成為連通於藉由空間形成部254,255所形成之空間256。第1通氣孔251經由空間(緩衝部)256對定子203之旋轉軸插通孔31供給具有既定壓力之氣體。
分散裝置201藉由具有作為緩衝部之空間256，與不具有緩衝部之情形相較，可防止混合物到達更上部側。又，以遠心力與緩衝部所致之影響(超越緩衝部之力)與超過第1通氣孔251之加壓的供給量供給被處理混合物時，亦能使從第2通氣孔252將混合物放出至外部為止之時間具有餘裕。
於軸承保持部217，設有用以對軸承14之定子側之空間(具體而言為較突出部13g上側之空間)供給氣體(例如空氣)之第3通氣孔253。分散裝置201，藉由具有第3通氣孔253，而能在從第2通氣孔252將混合物放出至外部之狀態下，防止混合物到達軸承部分。此外，以第3通氣孔253供給氣體之空間與以第2通氣孔252流通氣體之空間，係隔著突出部13g與定子保持部18間之微小間隙而形成。以第2通氣孔252流通氣體之空間與以第1通氣孔251供給氣體之空間(緩衝部)256，係隔著微小間隙亦即第2旋轉軸插通孔36而形成。此等微小間隙，係以如下說明之能保持壓力調整狀態之程度的間隙形成。藉由第1~第3通氣孔251、252、253調整之壓力調整狀態，能選擇性地進行第1壓力調整狀態與第2壓力調整狀態之任一者。此外，亦可構成為在完成設備時能進行第1狀態、第2狀態之任一者，又，亦可構成為設置能調整第1~第3通氣孔251、252、253所供給之氣體(例如空氣)之壓力的壓力調整部，藉由調整此等壓力來切換第1狀態、第2狀態。
在第1壓力調整狀態下，從第3通氣孔253供給之氣體之壓力，被設為從第1通氣孔251供給之氣體之壓力以上。亦即，當將從第1通氣孔251供給之氣體之壓力(第1壓力)設為P1、將從第2通氣孔252供給之氣體之壓力(第2壓力)設為P2、將從第3通氣孔253供給之氣體之壓力(第3壓力)設為P3時，則P2<P1≦P3之關係為第1壓力調整狀態。此第1壓力調整狀態，就軸承14之保護目的而言為最適當者。亦即，藉由將P1設定為大於P2，除了離心力以外亦能使混合物難以到達旋轉中心附近之作用產生，且藉由將P3設定為最高，而能最大限度防止混合物接觸軸承14。
又，在第2壓力調整狀態下，從第3通氣孔253供給之氣體之壓力，被設為較藉由第2通氣孔252而流通氣體之空間之壓力高，且為從第1通氣孔251供給之氣體之壓力以下。亦即，當使用上述之P1~P3時，則P2<P3≦P1之關係為第2壓力調整狀態。此第2壓力調整狀態，就使被處理混合物(原料)之流量增加之目的而言為最適當者。亦即，藉由將P3設定為大於P2，即使混合物到達第2通氣孔252部分，亦能使混合物不到達軸承14側之作用產生，且藉由將P1設定為P3以上之大小，除了離心力以外亦能使混合物難以到達旋轉中心附近之作用產生。藉此，能使混合物到達第2通氣孔252之流量為止之流量(此成為供給量之最大流量)增加，且能確認混合物已從第2通氣孔252離開至外部，掌握最大流量，而能設定所欲之運轉狀態。
使用了如上所述之分散裝置201之分散方法係將混合物供給至該分散裝置201的轉子2及定子203之間，藉由離心力而使該混合物向外周通過，藉此進行分散。該分散裝置201及分散方法可提高良率(在分散處理後之部分及混合物之供給側部分中提高良率)，且實現適當之分散處理。再者，實現分散力高且在適當溫度範圍內進行分散處理，亦即實現適當之分散處理。又，對於該分散裝置201及方法而言，於進行分散處理後之清潔時，由於只要使容器11與覆蓋單元212分離即可，因此容易進行清潔。繼而，此分散裝置201及方法，可保護軸承並實現適當之分散處理，且實現亦能使被處理混合物之供給量為適當並以最佳速度進行分散處理。
雖依據以上所說明之分散裝置201及方法帶有如上述之優點且實現了適當之分散處理，但適用了本發明之剪切式分散裝置不限於 此，亦可為例如從分散裝置201除去供給單元171之構成的分散裝置301(圖8、圖9)。此外，分散裝置301由於除了不具備供給單元171以外，其他則係具有與上述之分散裝置201相同之構成、功能及效果。亦即，分散裝置301，與上述之分散裝置201同樣地具備轉子2、容器11、旋轉軸13、軸承14、定子203、覆蓋單元212、第1~第3通氣孔251~253、空間形成部254,255等。
使用了如上所述之分散裝置301之分散方法係將混合物供給至該分散裝置301的轉子2及定子203之間，藉由離心力而使該混合物向外周通過，藉此進行分散。該分散裝置301及分散方法可提高良率(在分散處理後之部分中提高良率)，且實現適當之分散處理。再者，實現分散力高且在適當溫度範圍內進行分散處理，亦即實現適當之分散處理。又，對於該分散裝置301及方法而言，於進行分散處理後之清潔時，由於只要使容器11與覆蓋單元212分離即可，因此容易進行清潔。繼而，此分散裝置301及方法，可保護軸承並實現適當之分散處理，且實現亦能使被處理混合物之供給量為適當並以最佳速度進行分散處理。
其次，說明使用了上述分散裝置301之分散處理系統51。圖11所示之分散處理系統51具備分散裝置301、處理前貯存槽52、處理後貯存槽53、第一配管54及第二配管55。處理前貯存槽52貯存導引至分散裝置301之混合物。處理後貯存槽53貯存由分散裝置301進行了分散處理後之混合物。第一配管54連接分散裝置301及處理前貯存槽52。第二配管55連接分散裝置301及處理後貯存槽53。
於第一配管54設置有泵56。該泵56將處理前貯存槽52內 的混合物導引至分散裝置301(的混合物供給口33)。於第二配管55設置有泵57。該泵57將分散裝置301的容器11內的混合物4導引至處理後貯存槽53。
於處理前貯存槽52設置有馬達52a及攪拌板52b構成之攪拌機構52c。該攪拌機構52c對處理前之混合物4進行攪拌，藉此進行預分散。例如亦能於處理前貯存槽52中設置液體供給部與粉體供給部，自液體供給部與粉體供給部分別供給液體及粉體而進行預分散。分散處理系統51係進行攪拌機構52c之預分散、與分散裝置301之單一路徑分散處理之系統，其分散效率佳。又，於處理後貯存槽53設置有由馬達53a及攪拌板53b構成之攪拌機構53c。該攪拌機構53c使處理後之混合物均質化。此外，亦可於處理後貯存槽53設置真空泵，於第二配管55設置開閉閥。能夠利用真空泵、開閉閥及攪拌機構53c對處理後之混合物4進行消泡。只要代替開閉閥而於分散裝置301設置唇封(lip seal)等接觸式密封件，便能夠一面進行分散處理，一面進行消泡。
該分散處理系統51利用分散裝置301對貯存於處理前貯存槽52之混合物進行處理，將處理後之混合物導引至處理後貯存槽53，藉此進行混合物之分散處理。分散處理系統51適合於使混合物在分散裝置301的轉子2及定子3之間僅通過一次之方式，即所謂之「單一路徑」分散處理。單一路徑分散處理無短路徑，因此分散均一，能夠利用簡單系統使裝置構成廉價。又，由於具有分散裝置301，故而良率佳，分散力高，實現了於適當溫度範圍內進行分散處理，即實現了適當之分散處理。
此外，使用了分散裝置301之分散處理系統不限於圖11之 分散處理系統51，例如亦可為圖12及圖13所示之分散處理系統91、101。分散處理系統91為有複合路徑之構成，除此以外，具有與上述系統51相同之構成與功能。分散處理系統101使用壓縮力將混合物導引至分散裝置301，除此以外，具有與上述系統51相同之構成與功能。對於相同部分省略說明。
圖12所示之分散處理系統91具備分散裝置301、第一槽92、第二槽93、第一配管94及第二配管95。第一及第二槽92、93分別能夠貯存導引至分散裝置301之混合物，且能夠貯存由分散裝置進行了分散處理後之混合物。即，第一及第二槽92、93分別具有上述處理前貯存槽52及處理後貯存槽53的兩個功能。又，第一及第二槽92、93分別設置有由馬達92a、93a及攪拌板92b、93b構成之攪拌機構92c、93c，且具有上述攪拌機構52c、53c之兩功能。
第一配管94的分別自第一槽92的排出口92d、與第二槽93的排出口93d導引混合物4之配管在途中匯流，將混合物導引至分散裝置301的供給口33。於第一配管94中，在匯流部分設置有第一切換閥98。
第二配管95的自分散裝置301的排出口44導引混合物之配管在途中分支，將混合物分別導引至第一槽92的入口(供給口)92e、與第二槽93的入口(供給口)93e。於第二配管95中，在分支部分設置有第二切換閥99。
於第一配管94設置有泵96。該泵96將第一及第二槽92、93中的由第一切換閥98連接且作為處理前貯存槽而發揮功能之槽內的混合物導引至分散裝置301(的混合物供給口33)。於第二配管95中設置有泵97。 該泵97將分散裝置301的容器11內的混合物導引至第一及第二槽92、93中的由第二切換閥99連接且作為處理後貯存槽而發揮功能之槽。
亦即，該分散處理系統91藉由進行複數次如下動作而進行混合物之分散處理，該動作係指對第一及第二切換閥98、99進行切換，利用分散裝置301對自第一及第二槽92、93中的任一個槽經由第一配管94而導引至分散裝置301之混合物進行處理，並且將處理後之混合物導引至第一及第二槽92、93中的另一個槽。該分散處理系統91能夠進行使混合物複數次地通過分散裝置301的轉子2及定子203之間的方式，即所謂之「複數個路徑」之分散處理。
圖13所示之分散處理系統101與分散處理系統51同樣地具備分散裝置301、處理前貯存槽52、處理後貯存槽53、第一配管54及第二配管55。與分散處理系統51同樣地，於第二配管55中設置有泵57。
壓縮機102透過流量調整閥103及過濾器104而連接於分散處理系統101的處理前貯存槽52。即，於連接處理前貯存槽52及壓縮機102之配管105中，設置有流量調整閥103及過濾器104。流量調整閥103對自壓縮機102導引至處理前貯存槽52之壓縮空氣之流量進行調整。過濾器104將自壓縮機102導引至處理前貯存槽52之壓縮空氣中的多餘物質除去。
該分散處理系統101藉由由壓縮機102及流量調整閥103而對處理前貯存槽52內的混合物4施加之壓力，將混合物自處理前貯存槽52經由第一配管54而導引至分散裝置301。
該分散處理系統101利用分散裝置301對貯存於處理前貯存槽52之混合物進行處理，將處理後之混合物導引至處理後貯存槽53，藉此 進行混合物之分散處理。分散處理系統101適合於「單一路徑」分散處理。
如上所述，分散處理系統91、101均具有分散裝置301，因此，良率佳，分散力高，實現了於適當溫度範圍內進行分散處理，即實現了適當之分散處理。又，可保護軸承並實現適當之分散處理，且實現亦能使被處理混合物之供給量為適當並以最佳速度進行分散處理。此外，分散裝置301亦可與循環用的泵、循環用的配管、設置於配管內之槽等一併構成循環式分散處理系統。
本申請係基於在日本於2014年11月25日提申之特願2014-237740號，其內容作為本申請之內容形成其一部分。
又，本發明應為可藉由本說明書之詳細說明而進一步完全理解者。然而，詳細說明及特定之實施例係本發明之較佳實施形態，僅係為了說明之目的所記載者。對於發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，依據此詳細說明進行各種變更、改變為顯而易知。
申請人亦無將所記載之實施形態之任一者貢獻給大眾之意圖，所揭示之改變、替代方案中，或許於文義上未被申請專利範圍內所包含者，亦為均等論下之發明之一部分。
本說明書或申請專利範圍之記載中，名詞及相同之指示用語之使用，若無特別指示或依其文意無法明確否定，則應解釋為包含單數及複數兩者。本說明書中所提供之任一例示或例示性用語(例如「等」)之使用，其意圖僅係單純為了容易說明本發明，只要未特別記載於申請專利範圍，則並非對本發明之範圍施加限制。

Claims (20)

  1. 一種分散裝置，係藉由離心力使漿料狀或液體狀的混合物向外周通過轉子、及與該轉子對向配置之定子之間，藉此使其分散之剪切式分散裝置，其具有：容器，承接分散後之混合物；覆蓋單元，閉塞該容器之上部開口；定子，固定於該覆蓋單元之下側；轉子，以對向於該定子下方側之方式設置；以及供給單元，貯存供給至該定子及該轉子之間之被處理混合物；該供給單元具有：供給單元本體部，貯存前述混合物；第1壓出構件，將貯存於該供給單元本體部之混合物壓出至用以導至前述定子及前述轉子之間之供給通路側，以將該混合物導至前述定子及前述轉子之間；以及第2壓出構件，設置成能從前述第1壓出構件之壓出面彈出，藉由將存在於前述供給通路內之混合物壓出，以將該混合物導至前述定子及前述轉子之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之分散裝置，其中，於前述定子設有插通旋轉軸之旋轉軸插通孔，混合物從較前述定子之前述旋轉軸插通孔外側之位置被導至前述定子及前述轉子之間。
  3. 如申請專利範圍第2項之分散裝置，其中，前述覆蓋單元具有保持前述定子之定子保持部；於前述定子設有設在較前述旋轉軸插通孔外側之位置之混合物供給用貫通孔；於前述定子保持部設有混合物供給口與從該混合物供給口連通至設在前述定子之混合物供給用之前述貫通孔的連通路；至少該連通路構成前述供給通路；從前述混合物供給口供給之混合物，經由前述定子保持部之前述連通路及前述定子之前述貫通孔被導至前述定子及前述轉子之間。
  4. 如申請專利範圍第3項之分散裝置，其中，在前述轉子之對向於前述定子之面且與設在前述定子之貫通孔對應之位置，設有與轉子為同心圓狀之圓環狀槽。
  5. 如申請專利範圍第4項之分散裝置，其中，經由前述貫通孔供給之混合物係高黏度及/或固體含量濃度高之混合物。
  6. 如申請專利範圍第4項之分散裝置，其中，設於前述轉子之槽之深度，較於前述轉子未設有槽之轉子之上部表面部分與定子之間隔大。
  7. 如申請專利範圍第6項之分散裝置，其中，前述槽之深度，較前述轉子中未設有槽之轉子之上部表面部分與定子之間隔大，且係從貫通口供給之混合物可藉由轉子旋轉所致之離心力而從前述槽往於前述轉子未設有槽之轉子之上部表面部分與定子之間排出之程度的深度。
  8. 如申請專利範圍第4至7項中任一項之分散裝置，其中，前述槽呈沿著轉子半徑方向之剖面為於橫向較長之倒梯形狀，槽剖面之上部寬度具有覆蓋前述貫通孔下端之沿著轉子半徑方向之剖面長度的長度。
  9. 如申請專利範圍第3項之分散裝置，其中，前述供給單元具有：第2混合物供給口，連接於前述定子保持部之前述混合物供給口；以及第2連通路，用以將前述供給單元本體部之混合物導至前述定子保持部之前述連通路；前述供給單元，藉由連接前述第2混合物供給口及前述混合物供給口而與前述定子保持部一體化，在該一體化之狀態下，前述第2連通路連通於前述連通路；前述連通路及前述第2連通路構成前述供給通路。
  10. 如申請專利範圍第1或9項之分散裝置，其進一步具備：旋轉軸，使前述轉子旋轉；以及軸承，設置於前述覆蓋單元，並且位於前述定子的上方側，且以能夠使前述旋轉軸旋轉之方式保持前述旋轉軸；前述覆蓋單元具有保持前述軸承之軸承保持部；前述定子保持部，設置於前述軸承保持部的下方側；於前述定子保持部設有用以將氣體供給至前述定子之前述旋轉軸插通孔之第1通氣孔；於前述定子保持部設有插通前述旋轉軸之第2旋轉軸插通孔；於前述軸承保持部下側且為前述第2旋轉軸插通孔上側之空間設有用以與前述定子保持部外側流通氣體之第2通氣孔；從前述第1通氣孔供給之氣體之壓力，被設為較藉由前述第2通氣孔流通氣體之空間之壓力高。
  11. 如申請專利範圍第10項之分散裝置，其中，於前述定子及前述定子保持部之任一方或兩方，在插通其旋轉軸之部分設有空間形成部；前述第1通氣孔形成為連通於藉由該空間形成部所形成之空間，經由該空間對前述定子之前述旋轉軸插通孔供給具有既定壓力之氣體。
  12. 如申請專利範圍第11項之分散裝置，其中，於前述軸承保持部設有用以對前述軸承之前述定子側供給氣體之第3通氣孔；從前述第3通氣孔供給之氣體之壓力，被設為從前述第1通氣孔供給之氣體之壓力以上。
  13. 如申請專利範圍第11項之分散裝置，其中，於前述軸承保持部設有用以對前述軸承之前述定子側供給氣體之第3通氣孔；從前述第3通氣孔供給之氣體之壓力，被設為較藉由前述第2通氣孔流通氣體之空間之壓力高，且為從前述第1通氣孔供給之氣體之壓力以下。
  14. 如申請專利範圍第11項之分散裝置，其具備間隔構件，可裝卸地設於該旋轉軸與前述轉子之間，用以調整前述轉子及前述定子間之間隙；前述轉子，在安裝有前述間隔構件之狀態下，相對於前述定子之軸方向之位置被固定；前述軸承保持部具有定位限制部，該定位限制部透過第2間隔構件而抵接於該定子保持部，藉此限制前述定子保持部之軸方向之位置；前述第2間隔構件係可裝卸地設於前述軸承保持部與前述定子保持部之間，藉由更換軸方向長度不同之零件，調整前述定子相對於前述軸承保持部之軸方向之位置。
  15. 如申請專利範圍第11項之分散裝置，其中，於前述轉子的上表面設有供前述旋轉軸的下端插入之凹部；於前述凹部形成有貫通孔；於前述轉子之前述凹部插入前述旋轉軸之前述下端，在該下端透過前述間隔構件而抵接於前述凹部之狀態下，自前述轉子之下表面側安裝緊固構件於前述旋轉軸；前述緊固構件之一部分貫通前述轉子之前述貫通孔而安裝於前述旋轉軸，藉此以夾住前述間隔構件之狀態而緊固前述旋轉軸及前述轉子；於前述轉子之前述凹部及前述旋轉軸之下端，設有用以將前述旋轉軸之旋轉力傳遞至前述轉子之複數個插銷；前述複數個插銷配置於在圓周方向上具有均等間隔之位置；於前述間隔構件形成有前述緊固構件所插通之第一插通孔、與為了供前述複數個插銷插通而設置之複數個第二插通孔。
  16. 如申請專利範圍第11項之分散裝置，其中，前述定子在相對向之平面中，形成為大於前述轉子之形狀；於前述定子之與前述轉子相對向之面的相反側之面，形成有用以使冷卻用的液體流通之冷卻用槽部；該冷卻用槽部係以位於較前述轉子更外側之位置之方式形成。
  17. 如申請專利範圍第11項之分散裝置，其中，於前述冷卻用槽部設有沿著半徑方向形成之壁部；以夾住前述壁部之方式設有冷卻液供給口及冷卻液排出口；自前述冷卻液供給口供給至前述冷卻用槽部之冷卻用的液體於前述冷卻用槽部中，向圓周方向的一方向亦即自前述冷卻用供給口往未設有前述壁部之方向流通，流通後之冷卻用的液體自前述冷卻液排出口排出。
  18. 一種分散裝置，係藉由離心力使漿料狀或液體狀的混合物向外周通過轉子、及與該轉子對向配置之定子之間，藉此使其分散之剪切式分散裝置，其具有：容器，承接分散後之混合物；覆蓋單元，閉塞該容器之上部開口；以及定子，固定於該覆蓋單元之下側；於前述定子設有插通旋轉軸之旋轉軸插通孔，且於較前述旋轉軸插通孔更外側之位置設有混合物供給用的貫通孔；前述混合物經由前述定子之前述貫通孔而被導至前述定子及前述轉子之間；在前述轉子之對向於前述定子之面且與設在前述定子之貫通孔對應之位置設有與轉子為同心圓狀之圓環狀槽。
  19. 一種分散裝置，係藉由離心力使漿料狀或液體狀的混合物向外周通過轉子、及與該轉子對向配置之定子之間，藉此使其分散之剪切式分散裝置，其具有：容器，承接分散後之混合物；覆蓋單元，閉塞該容器之上部開口；定子，固定於該覆蓋單元之下側；轉子，以對向於該定子的下方側之方式設置；旋轉軸，使前述轉子旋轉；以及軸承，設於前述覆蓋單元，並且位於前述定子的上方側，且以能夠使前述旋轉軸旋轉之方式保持前述旋轉軸；前述覆蓋單元具有：保持前述軸承之軸承保持部；以及定子保持部，設於該軸承保持部的下方側，用以保持前述定子；於前述定子保持部設有用以將氣體供給至前述定子之前述旋轉軸插通孔之第1通氣孔；於前述定子保持部設有插通前述旋轉軸之第2旋轉軸插通孔；於前述軸承保持部下側且為前述第2旋轉軸插通孔上側之空間設有用以與前述定子保持部外側流通氣體之第2通氣孔；從前述第1通氣孔供給之氣體之壓力被設為較藉由前述第2通氣孔而流通氣體之空間之壓力高。
  20. 一種分散方法，其使用如申請專利範圍第1至19項中任一項之分散裝置，將前述混合物供給至該分散裝置之前述轉子及前述定子之間，藉由離心力而使前述混合物向外周通過，藉此進行分散。
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