WO2007013415A1 - 分散装置および方法、分散体製造方法 - Google Patents

分散装置および方法、分散体製造方法 Download PDF

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WO2007013415A1
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dispersion
cavity
blade
blades
dispersed
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PCT/JP2006/314602
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Kengo Imai
Toshinari Sekine
Tatsuya Nozaki
Kazuhiro Kabasawa
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Tokyo Printing Ink Mfg. Co., Ltd.
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    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems

Definitions

  • the present invention relates to a dispersion apparatus and method for dispersing a liquid and Z or granular material, and a dispersion manufacturing method using the dispersion method.
  • mechanical kneading apparatuses such as roll mills, etastruders, kneaders and Henschel mixers are known. These mechanical mixing devices rotate the blades that are rotating and mixing stirrers in the cavity at high speed, and push the dispersed material into the gap between the blades and the cavity, and the blade is made of a dispersion medium additive. The dispersion is kneaded and dispersed by applying an impact force. The dispersion is stirred turbulently.
  • Patent Documents 1 to 4 disclose batch mixers that provide blades that rotate at high speed as a rotating mixing stirrer and that give a uniform dispersion by stirring the dispersion with the blades. .
  • thermoplastic resin and the colorant which are to be dispersed, are mixed and stirred, and the thermoplastic resin is softened or melted using the frictional heat generated at that time, so that the thermoplastic resin and the colorant are mixed.
  • Patent Documents 5 and 6 disclose softening and melting-type kneading apparatuses which are intended to give a uniform dispersion.
  • Patent Document 7 discloses an apparatus for injecting and kneading and dispersing an organic pigment and a resin in a disc gap in a production method for dispersing an organic pigment in a resin. All the dispersion methods described in the literature are also based on turbulent stirring.
  • Patent Document 1 US Patent 3266738
  • Patent Document 2 U.S. Pat.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 64-4892
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 10-151332
  • Patent Document 5 JP 2001-105426 A
  • Patent Document 6 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-105427
  • Patent Document 7 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-167826
  • Patent Documents 5 and 6 a simple structure that is easy to disassemble and clean is adopted, and the heat and coloring of the resin are exceeded in the state where the softening temperature of the resin is exceeded by using frictional heat by stirring. It is conceivable to mix and stir the agent and disperse.
  • the present invention has been made in view of solving the above problems, and a dispersion method capable of efficiently obtaining a fine dispersion having excellent uniform dispersibility while suppressing characteristic deterioration,
  • An object of the present invention is to provide a dispersion apparatus that achieves this with a simple structure and a dispersion manufacturing method using the dispersion apparatus.
  • a first dispersion device of the present invention includes a container having a cylindrical cavity, and a stirring member that is rotatably supported on the same axis as the cavity, and is disposed inside the cavity. And a rotation drive unit that rotationally drives the stirring member in a certain direction, and a dispersion device that stirs the object to be dispersed contained in the cavity of the container by the stirring member that is rotationally driven by the rotation drive unit.
  • the agitating member is disposed at an even number of positions on the outer peripheral surface of the rotating shaft body at equal intervals in the rotation direction, and a columnar rotating shaft body rotatably supported by the rotation driving unit.
  • the odd-numbered blades in the rotational direction have a negative angle of attack and are positioned at a lower position when the axial center direction of the rotating shaft body is the vertical direction.
  • the second blade has a positive angle of attack and is positioned relatively upward, Is interval B in the vertical direction between the lower end of the upper end and the even-numbered vanes above under width A and odd-numbered vanes root,
  • a second dispersion device of the present invention includes a bottom member, a cylindrical wall member, a container having a lid member force, and a columnar rotating shaft that rotates in the cavity of the container, and the rotation shaft thereof. It is attached to the bottom member or lid member so that the axis center of the body is parallel to the cylindrical wall member, and two blades are attached to the rotating shaft body with a certain inclination with respect to the rotation direction.
  • This is a dispersion device in which the two blades are shifted 180 degrees in the circumferential direction and the two blades are not overlapped in the axial direction, and the blades on the bottom side are directed from the rotating surface in the rotating direction.
  • the rear part is installed with the inclination rising to the lid part, and the blades on the lid part are installed in the direction of rotation, and the rear part is installed with the lid side force lowered at the same angle as the blades on the bottom side.
  • the blade closest to the bottom is on the bottom member and closest to the lid.
  • a certain blade is installed close to the lid member without being in contact with each other, and when stirring the dispersion in the container cavity, the stirring state is a laminar flow.
  • a third dispersion apparatus of the present invention includes a container having a cylindrical cavity, and the same as the cavity.
  • An agitating member that is pivotally supported in a shaft shape and disposed inside the cavity, and a rotation drive unit that rotationally drives the agitating member, and that is accommodated in the container cavity.
  • a dispersion device for agitating a dispersed object by an agitating member that is rotationally driven by a rotation driving unit, and the agitating member rotates the object to be dispersed substantially parallel to the inner peripheral surface of the cavity by rotation in a certain direction. It is formed so as to reciprocate in the axial direction of the shaft body.
  • the dispersion method of the present invention is characterized in that when the object to be dispersed is stirred in the cavity of the container, the stirring state is a laminar flow.
  • the material to be dispersed may be agitated by the dispersion apparatus of the present invention.
  • the object to be dispersed housed in the container may be rotated by the stirring member substantially parallel to the inner peripheral surface of the cavity and reciprocated in the axial direction of the rotating shaft body.
  • a material to be dispersed composed of a dispersion medium and an additive dispersed therein is dispersed by the dispersion apparatus of the present invention.
  • the various components of the present invention do not necessarily have to be independent of each other, a plurality of components are formed as one member, and one component is a plurality of members. It may be formed, a component is a part of another component, a part of a component overlaps a part of another component, and so on.
  • the vertical direction is defined as necessary, but this is defined for the sake of convenience in order to briefly explain the relative relationship of the components of the present invention. Therefore, the direction at the time of manufacture and use when implementing the present invention is not limited.
  • the positive angle of attack of the blade in the present invention means that the blade is inclined so as to deflect the fluid flowing in from the front downward.
  • a negative value for the angle of attack of the blade means that the blade is tilted so as to deflect the fluid flowing in forward force upward.
  • the plane in the present invention means a plane physically formed with the plane as a target, and of course, it is not necessary to be a geometrically complete plane.
  • the stall angle in the present invention means the maximum angle of attack at which the double-sided force of the blade is laminar without the fluid flow separating. ing.
  • the temperature control channel of the present invention means a channel through which a heat transfer fluid flows for the purpose of temperature adjustment.
  • the heat transfer fluid means a fluid called a refrigerant, which is a heat medium for adjusting the temperature.
  • a dispersion method capable of efficiently providing a fine dispersion having excellent uniform dispersibility in the dispersion between liquids and between liquids and solids or between solids, while suppressing characteristic deterioration, and a simple method. It is possible to provide a dispersion apparatus that realizes the structure and a dispersion manufacturing method using the dispersion apparatus. In addition, it is possible to obtain a fine and uniform pulverized product by using the dispersing device for pulverizing a solid material, and in some cases, it is possible to process a non-uniform and angular powder into uniform and spherical particles.
  • FIG. L (a) is a plan view showing the internal structure of the dispersing apparatus of the embodiment of the present invention, and (b) is a schematic diagram showing the relationship between the blades of the stirring member and the flow of the material to be dispersed. It is.
  • FIG. 2 is a three-side view of a stirring member.
  • FIG. 3 is a perspective view of a stirring member.
  • ⁇ 4 It is a schematic diagram showing a state in which the object to be dispersed is being stirred by the dispersing device.
  • FIG. 5 (a) is a plan view showing the internal structure of a dispersing device according to a modification, and (b) is a schematic diagram showing the relationship between the blades of the stirring member and the flow of the dispersion.
  • FIG. 6 is a three-side view of a stirring member.
  • FIG. 7 is a perspective view of a stirring member.
  • FIG. 8 (a) is a plan view showing the internal structure of a dispersing device according to another modification, and (b) is a schematic diagram showing the relationship between the blades of the stirring member and the flow of the dispersion.
  • FIG. 9 is a three-side view of a stirring member.
  • FIG. 10 is a perspective view of a stirring member.
  • FIG. 11 is a two-side view showing the structure of a stirring member corresponding to a conventional example.
  • FIG. 12 is a two-side view showing the structure of a stirring member corresponding to a conventional example.
  • FIG. 13 is a two-sided view showing the structure of the stirring member of the prototype.
  • FIG. 14 is a schematic plan view showing a state of an experiment using a stirring member.
  • FIG. 15 is a plan view showing various modifications of the stirring member.
  • FIG. 16 is a characteristic diagram showing powder X-ray crystal diffraction according to Examples 31 to 34 and Comparative Example 10.
  • FIG. 17 is a schematic diagram of an observation result by an electron microscope according to Comparative Example 10.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of an observation result obtained by an electron microscope according to Example 31.
  • FIG. 19 is a schematic diagram of an observation result obtained by an electron microscope according to Example 32.
  • FIG. 20 is a schematic diagram of observation results obtained by an electron microscope according to Example 33.
  • FIG. 21 is a schematic diagram of observation results obtained by an electron microscope according to Example 34.
  • FIG. 22 is a schematic diagram of observation results obtained by an electron microscope according to Example 32.
  • FIG. 23 is a schematic view of an observation result by an energy dispersive X-ray fluorescence spectrometer according to Example 32.
  • FIG. 24 is a characteristic diagram showing dissolution rates of drugs according to Examples 31 to 34 and Comparative Example 10.
  • FIG. 25 is a schematic diagram of an observation result by an optical microscope according to Example 35.
  • FIG. 26 is a schematic diagram of an observation result by an optical microscope according to Comparative Example 11.
  • FIG. 27 is a schematic diagram of an observation result by an optical microscope according to Example 36.
  • FIG. 28 is a schematic diagram of an observation result by an optical microscope according to Comparative Example 12.
  • FIG. 29 is a schematic diagram of an observation result obtained by an optical microscope according to Example 37.
  • FIG. 30 is a schematic diagram of an observation result by an optical microscope according to Comparative Example 13.
  • FIG. 31 is a schematic diagram of observation results with an optical microscope according to Example 38.
  • FIG. 32 is a schematic diagram of an observation result by an optical microscope according to Comparative Example 14.
  • the dispersing device 100 includes a container 110 having a cylindrical cavity 111, and is pivotally supported coaxially and rotatably with the cavity 111.
  • a stirring member 200 Arranged inside the bitty 111 is a stirring member 200 and a rotation drive unit (not shown) for rotating the stirring member 200.
  • Dispersing apparatus 100 of the present embodiment agitates the object to be dispersed, which is accommodated in cavity 111 of container 110, by agitating member 200 that is rotationally driven by a rotational drive unit.
  • the stirring member 200 is formed in a shape that rotates the object to be dispersed substantially in parallel with the inner peripheral surface of the cavity 111 by revolving in a certain direction and reciprocates in the axial direction of the rotating shaft 210.
  • the stirring member 200 includes a columnar rotating shaft 210 that is rotatably supported and rotated by a rotation driving unit, and a rotating direction on the outer peripheral surface of the rotating shaft 210. And a plurality of blades 220 arranged at even positions at equal intervals.
  • the odd-numbered blades 220a in the rotation direction are positioned relatively downward with the angle of attack ⁇ being a negative value and the even-numbered blades 220a.
  • the wing 220b is positioned relatively upward with a positive angle of attack ⁇ .
  • the vertical width A of the blade 220 and the interval B in the vertical direction between the upper end of the odd-numbered blade 220a and the lower end of the even-numbered blade 220b are:
  • the blade 220 is formed in a flat plate shape, and the plate thickness is sufficiently smaller than the chord length C. Therefore, the vertical width A of the blade 220 is equal to the chord length C and the angle of attack ⁇ .
  • angle of attack ⁇ of blade 220 is less than the stall angle.
  • a plane 221 perpendicular to the axial direction is formed at a portion continuous with the leading edge of the blade 220.
  • the outer edge 222 of the blade 220 is formed in an arc shape parallel to the inner peripheral surface of the cavity 111.
  • the leading edge 223 and the trailing edge 224 of the blade 220 are parallel.
  • the front-rear width parallel to the rotation direction of the blades 220 is smaller than the diameter of the rotary shaft 210.
  • the two blades 220 are individually arranged at two positions of 180 degrees around the axis of the rotating shaft 210. Therefore, these two blades 220 are hereinafter referred to as a first blade 220a and a second blade 220b.
  • the leading edge of the first blade 220a is located near the lower surface of the cavity 111, and the leading edge of the second blade 220b is Located near the top surface of the tee 111.
  • laminar flow is compared with turbulent flow.
  • Most of the existing dispersion methods are thought to be turbulent dispersion methods.
  • turbulent flow tries to apply various forces to the dispersed material by making the flow of the dispersed material multi-directional, whereas laminar flow suppresses the dispersed material flow in a certain direction.
  • Fig. 1 schematically shows, with arrows, the flow of laminar flow force of the dispersion object when the dispersion object is agitated by the dispersion apparatus 100 of the present embodiment. This flow is based on a visual experiment result when the inventor of the present application actually made a prototype of the dispersion apparatus 100 and stirred the object to be dispersed.
  • FIG. 1 (a) is a schematic plan view of the inside of the dispersion apparatus 100.
  • FIG. This inventor observed the to-be-dispersed material stirred by the dispersion apparatus 100 from the upper direction. Then, as shown in Fig. 1 (a), it was confirmed that the scattered material reciprocated in the diametrical direction while rotating around the gap between the outer edge 222 of the blades 220a and 220b and the inner peripheral surface of the cavity 111. It was.
  • FIG. 1 (b) is a schematic diagram showing the first and second blades 220 a and 220 b developed in the rotational direction of the stirring member 200.
  • the present inventor also observed the object to be dispersed stirred by the dispersing device 100 from the side.
  • the object to be dispersed rotates inside the cavity 111 in the same direction as the blades 220a and 220b, while the upper surface of the first blade 220a and the second blade. It reciprocated up and down between the bottom of 220b, but the flow was confirmed to be laminar.
  • the dispersed material is a force that rotates inside the cavity 111 with the rotation of the blades 220a and 220b.
  • the rotation speed does not reach the rotation speed of the blades 220a and 220b.
  • the object to be dispersed is rotating in the opposite direction relative to the blades 220a and 220b. Then, the object to be dispersed is guided upward by the first blade 220a having a negative attack angle and guided downward by the second blade 220b having a positive attack angle.
  • the front edge of the first blade 220 a is positioned near the lower surface of the cavity 111
  • the front edge of the second blade 220 b is positioned near the upper surface of the cavity 111. For this reason, the entire object to be dispersed is guided in the vertical direction by the upper surface of the first blade 220a and the lower surface of the second blade 220b.
  • the vertical distance B between the upper end of the first blade 220a and the lower end of the second blade 220b satisfies "0 ⁇ B". There is no unreasonable flow. For this reason, the flow of the dispersion to be stirred by the dispersion apparatus 100 becomes a laminar flow.
  • the peripheral speed of the outer edge 222 of the blade 220 is less than lOmZsec, a laminar flow state is not obtained. Therefore, the peripheral speed is preferably lOmZsec or more, more preferably 20 mZsec or more.
  • This frequency is due to the centrifugal force generated by the blades 220.
  • the thickness of the diametric laminar flow of the cavity 111 is the density of the material to be dispersed, the peripheral speed of the outer edge 222 of the blade 220, the installation angle that is the angle of attack of the blade 220, the outer edge 222 of the blade 220 and the cavity 111 It is determined by the gap between the inner peripheral surface and the like, and can be confirmed visually.
  • the volume of the laminar flow can be calculated from the diametric thickness of the laminar flow and the height of the cavity 111.
  • the larger the ratio of the dispersed material in the laminar flow the more frequently the dispersed materials collide with each other, so the dispersion becomes more efficient. However, the dispersed material melts due to the frictional heat generated by the collision, or the thermal degradation occurs. May be received.
  • the peripheral speed of the outer edge 222 of the blade 220, the installation angle that is the angle of attack of the blade 220, the inner periphery of the blade 220 and the cavity 111 It is possible to adjust the gap with the surface and the ratio of the dispersed material in the laminar flow, and in some cases, it can be cooled or heated.
  • the temperature due to frictional heat of the dispersion to be stirred as described above depends on the amount of the dispersion to be fed into the dispersion apparatus 100 as well as the characteristics of the dispersion apparatus 100 such as the speed of the blades 220.
  • the temperature also increases due to the increase in the collision frequency.
  • the object to be dispersed has a physical property that softens due to temperature rise and melts at the center, the object to be dispersed is not melted by frictional heat due to stirring. It can be dispersed as a softened state.
  • This dispersion can be performed, for example, in a state where the surface portion is melted by frictional heat generated by stirring and the central portion is not melted. Accordingly, it is possible to stir a plurality of solid particles as a dispersion and knead the components of a certain solid particle with other solid particles.
  • the first solid particles may be resin particles and the second solid particles may be pigments.
  • Figure 4 Figure 1 shows a donut-shaped laminar flow.
  • Fig. 4 (a) shows a state where the dispersed material is pushed in by a small circle in a donut-shaped laminar flow.
  • the dispersing device 100 of the present embodiment rotates the object to be dispersed substantially in parallel with the inner peripheral surface of the cavity 111 by rotating the stirring member 200 in a certain direction, and the rotating shaft 2
  • odd-numbered blades 220a in the rotational direction are positioned downward with a negative angle of attack ⁇ when the axial center direction of rotating shaft body 210 is the vertical direction.
  • even-numbered blades 220b are positioned above with positive angles of attack ⁇ .
  • the vertical width A of the blade 220 and the vertical interval B between the upper end of the odd-numbered blade 220a and the lower end of the even-numbered blade 220b are as follows:
  • the agitating member 200 having a simple structure can rotate the object to be dispersed substantially parallel to the inner peripheral surface of the cavity 111 and reciprocate in the axial direction of the rotating shaft 210.
  • the force of attack ⁇ of the blade 220 is less than the stall angle. For this reason, the flow of the material to be dispersed can be surely made into a laminar flow.
  • the front edge of the first blade 220a is located near the lower surface of the cavity 111
  • the front edge of the second blade 220b is located near the upper surface of the cavity 111.
  • the gap between the lower end of the first blade 220a located below and the lower surface of the cavity 111, and the gap between the upper end of the second blade 220b located above and the upper surface of the cavity 111 In addition, it is possible to satisfactorily suppress the inflow of the object to be dispersed. Therefore, the entire dispersion can be well stirred.
  • a plane 221 perpendicular to the axial direction is formed at a portion continuous with the front edge of the blade 220. Therefore, the leading edge of the first blade 220a located below is connected to the cavity 111. The front edge of the second blade 220b located above can be brought close to the upper surface of the cavity 111.
  • the dispersion material flows into the gap between the first blade 220a and the lower surface of the cavity 111 and the gap between the second blade 220b and the upper surface of the cavity 111. Can be suppressed.
  • the above-described gap is the smallest as long as the stirring member 200 does not rub the container 100.
  • the gap depends on the rotation accuracy of the stirring member 200, the size of the device, etc.
  • it is 1 mm or more and 10 mm or less.
  • the outer edge 222 of the blade 220 is formed in an arc shape parallel to the inner peripheral surface of the cavity 111. Therefore, there is no occurrence of an irregular gap between the outer edge 222 of the blade 220 and the inner peripheral surface of the cavity 111.
  • the flow in the gap between the outer edge 222 of the blade 220 and the inner peripheral surface of the cavity 111 can be made to be a good laminar flow.
  • the dispersed object is localized in the vicinity of the inner peripheral surface of the cavity 111, and the dispersed object can flow in this state.
  • the range in the vicinity of the inner peripheral surface of the cavity 111 where the object to be dispersed is localized is an annular shape as a planar shape, and a hollow cylindrical shape as a standing shape.
  • the leading edge 223 and the trailing edge 224 of the blade 220 are parallel to each other. For this reason, the structure of the blade 220 is simple. In particular, the vertical width A of the blades 220 and the interval B in the vertical direction between the upper ends of the odd-numbered blades 220a and the lower ends of the even-numbered blades 220b can be made to have an appropriate relationship with a simple structure.
  • the longitudinal force parallel to the rotation direction of the blade 220 is smaller than the diameter of the rotating shaft 210. For this reason, there is no shape that generates turbulent flow in the vicinity of the rotation center of the stirring member 200. Therefore, the material to be dispersed can be well stirred in a laminar flow.
  • the angle of attack of the blade 220 is preferably less than the stall angle at which laminar flow is maintained. More specifically, the absolute value of the angle of attack ⁇ of the blade 220 is not less than 0 degrees and not more than 90 degrees, and preferably the 5 degree force is also 45 degrees, for example, 30 degrees.
  • the dispersion apparatus 100 of the present embodiment can be easily cleaned when the type of the object to be dispersed is switched. For this reason, it is easy to produce a small amount of a variety of products to be dispersed.
  • the distance in the axial direction between the upper end of the blade 220a and the lower end of the blade 220b can be maintained as laminar
  • the shape of the blade 220, the diameter of the rotating shaft 210, the rotational speed of the stirring member 200, and the fluid It can be set in consideration of various factors such as the viscosity of the.
  • a plurality of blades 220 are arranged on the outer peripheral surface of the rotating shaft 210 at even positions at equal intervals in the rotating direction, and the axial center direction of the rotating shaft 210 is the vertical direction.
  • the odd-numbered blades 220a in the rotation direction are positioned downward with a negative angle of attack ⁇ , and the even-numbered blades 220b are positioned upward with a positive angle of attack ⁇ .
  • stirring member 200 has the blade 220 that satisfies the above-described conditions, and the stirring member 200 has no structure that impedes the hydrodynamic function of the blade 220.
  • a blade-like convex portion having a shape and an arrangement that does not inhibit the laminar flow of the object to be dispersed may be further formed on the stirring member having the blade satisfying the above conditions (not shown).
  • the first blade 220 has a negative angle of attack ⁇ and is positioned relatively below.
  • the second blade 220 may not be involved in laminar flow and the third blade may exist (not shown). )
  • the shape of the blade 220 can be various shapes as long as the laminar flow is not disturbed.
  • the blade plane shape includes various shapes, but is not limited to these as long as laminar flow can be maintained. Even airfoil does not disturb laminar flow Therefore, it is also important that the blades 220 are not square.
  • the outer edge 222 of the blade 220 is exemplified as being formed in an arc shape parallel to the inner peripheral surface of the cavity 111.
  • the gap between the outer edge 222 of the blade 220 and the inner peripheral surface of the cavity 111 is not limited to the above structure.
  • the gap between the outer edge 222 of the blade 220 and the inner peripheral surface of the cavity 111 is not to prevent the impact force between the inner surface of the blade 220 and the cavity 111 and the deterioration of the properties of the dispersed object due to frictional heat. lmm or more is preferred!
  • a bottom member, a cylindrical wall member, a container member having a lid member force, a rotating shaft body, and a structure capable of passing a coolant or heat medium such as water for temperature adjustment inside the Z or the blade may be installed.
  • the temperature control channel is formed in at least one of the inside of the member of the container 110 and the inside of the stirring member 200, and there is a temperature adjustment mechanism for causing the heat transfer fluid to flow in the temperature control channel Good (not shown).
  • the rotation shaft body 210 which may be directly connected to the rotation shaft body 210, and the motor drive shaft are connected by a gear train or a belt mechanism. You can do it.
  • the apparatus of the present invention is not limited in the manner of installation as long as a laminar flow at a constant speed can be obtained.
  • the rotating shaft can be installed so that its rotating direction is parallel to, perpendicular to, or oblique to the ground.
  • the lid may be opened and the force may be thrown in, or a device for throwing the dispersion into the cavity such as a hopper is installed. You can do it! (Not shown).
  • the lid can be opened and taken out, or a take-out port can be provided at the bottom.
  • the apparatus of the present invention can be provided with a decompression device in order to remove water and gas contained in the object to be dispersed or generated during dispersion.
  • an inert gas such as nitrogen gas can be passed to suppress deterioration of the material to be dispersed and the dispersion.
  • the two blades 220 are individually arranged at two positions of 180 degrees around the axis of the rotating shaft 210.
  • the blades are arranged on the outer circumferential surface of the rotating shaft 210 at even positions at equal intervals in the rotation direction, and the odd-numbered blades 220 have a negative attack angle ⁇ . It is only necessary that the even-numbered blades 220 are positioned relatively upward with the angle of attack ⁇ being a positive value.
  • the blades 220 may be arranged at four positions of 90 degrees around the axis of the rotating shaft 210.
  • the odd-numbered first blade 220a and the third blade 220c of the stirring member 230 are in the same position in the axial direction, and the even-numbered second blade 220b.
  • the fourth blade 220d are in the same position.
  • the odd-numbered blades 220a and 220c and the even-numbered blades 220b and 220d are arranged at positions that do not overlap in the axial direction.
  • the number of blades 220 of stirring member 230 is set so that the material to be dispersed is stirred in a laminar flow in consideration of the chord length of blade 220, the diameter of rotating shaft 210, and the like. If you can.
  • the blades 220 are arranged at six positions of 60 degrees around the axis of the rotating shaft 210, the blades 220 are arranged at eight positions of 45 degrees, etc. It may be (not shown).
  • the combined force of the odd-numbered and even-numbered blades 220 may be arranged in a plurality in the axial direction of the rotating shaft 210. Yes.
  • the blade 220 is disposed at two positions of 180 degrees around the axis of the rotating shaft 210. However, the two blades 22 Oa, 220c are arranged up and down at the first position which is an odd number, and the two blades 220b, 220d force are arranged up and down at the second position which is an even number. I was placed!
  • the blades 220a to 220d are arranged at positions that do not overlap in the vertical direction.
  • the absolute value of the angle of attack of the blades 220a to 220d is, for example, 15 degrees.
  • the leading edge of the lowest blade 220 at the odd-numbered position is located near the lower surface of the cavity 111, and the leading edge of the highest blade 220 at the even-numbered position is located near the upper surface of the cavity 111. is doing.
  • the number of blades 220 in the axial direction of the rotating shaft 210 is also set so that the dispersed material is stirred in a laminar flow in consideration of the blade chord length and the angle of attack of the blade 220. It only has to be set.
  • a structure in which the blades 220 are arranged at four or more positions around the axis of the rotating shaft 210 may be arranged in a plurality in the axial direction (not shown). Increasing this number makes it easy to increase the size of the device.
  • the present inventor made trial manufactures of the stirring members 240 to 260 having three types of structures.
  • a container with an internal diameter of 100 mm and a vertical length of 57.5 mm was prepared (not shown).
  • each of the stirring members 240 to 260 blades are arranged at two positions of 180 degrees around the axis of the rotating shaft body.
  • the stirring member 250 two blades are vertically arranged at two positions of the rotating shaft body, similarly to the stirring member 240.
  • the four blades are arranged so that they do not overlap each other in the vertical direction.
  • the vertical width A of the blade is 13 mm, the upper end of the odd-numbered blade 220 and the even-numbered blade 22
  • the vertical distance B from the lower end of 0 was Omm.
  • the gap between the outer edge of the blade and the inner peripheral surface of the cavity was 5 mm.
  • the clearance between the lower edge of the lowest blade and the bottom of the cavity is 2 mm and 7 pieces.
  • the angle of attack of the lower blade at the first position is -30 degrees
  • the angle of attack of the upper blade is +30 degrees
  • the angle of attack of the lower blade at the second position is The angle is -30 degrees and the angle of attack of the upper blade is +30 degrees.
  • the stirring member 260 has blades arranged one by one at two positions on the rotating shaft, and the angle of attack of the blades is 90 degrees.
  • the vertical length of the blade is the same as that of the rotating shaft, A predetermined angle is set at the root.
  • the gap between the outer edge of the blade and the inner peripheral surface of the cavity was set to 2 mm.
  • the gap between the lower edge of the blade and the bottom surface of the cavity was 2 mm.
  • the four blades are arranged so as not to overlap each other in the vertical direction.
  • the interval B in the vertical direction of the wings was Omm, and the vertical width A of the wings was 13mm.
  • the gap between the outer edge of the blade and the inner peripheral surface of the cavity was 2 mm.
  • the gap between the lower edge of the lowest blade and the bottom surface of the cavity was 2 mm.
  • the angle of attack of the first two blades is 30 degrees each, and the angle of attack of the second two blades is +30 degrees each
  • the present inventor made the upper part of the above-mentioned container transparent glass, and the stirring members 240-2 in the inside thereof
  • the thickness of the flow was visually observed. Then, as shown in FIG. 14, the flow thickness when the peripheral speed of the outer edge of the blade was about 24 mZsec was about 15 mm for the stirring member 250, about 9 mm for the stirring member 260, and about 8 mm for the stirring member 240.
  • the inventor conducted an experiment on the degree of mixing of the objects to be dispersed by the stirring members 240 to 260.
  • As dispersions 24.5 g of a dial (average particle size 50 nm), 3.5 g of light calcium carbonate (average particle size 20 nm), and 1.4 g of zinc stearate were prepared.
  • the stirring member 240 had the best performance for forming a laminar flow regardless of the peripheral speed.
  • the mixing member 240 was the best regardless of the peripheral speed. That is, the stirring member 240 can mix well without deteriorating the object to be dispersed regardless of the rotation speed.
  • the present inventor has a structure similar to that of the agitating member 240 described above, and the angle of attack of the blade is ⁇ 10 degrees, so that the vertical width A of the blade is 6 mm, the vertical interval B is 6 mm, A stirring member (not shown) was also formed.
  • the inventor of the present invention has a stirring member (not shown) in which eight blades are formed in four upper and lower stages at two positions of 180 degrees, and eight blades are disposed at four positions of 90 degrees.
  • a stirrer member (not shown) formed in two upper and lower stages was also formed.
  • the blades are arranged at positions where they do not overlap with each other in the vertical direction.
  • the interval B in the direction was Omm, and the vertical width A of the blade was 6mm.
  • the angle of attack of the blades was ⁇ 10 degrees.
  • the polymer to be dispersed and the additive are put into the cavity of the dispersing apparatus of the present invention, the rotating shaft is rotated, and the peripheral speed of the outer edge of the blade is adjusted to lOmZsec or more and 200mZsec or less and stirred. To do.
  • the dispersion is removed.
  • the stirring state here is a laminar flow, and a uniform and fine dispersion can be obtained efficiently because a regular and uniform force is applied to the polymer to be dispersed and the additive.
  • polypropylene polyethylene, polyester, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polysulfone, polyetheretherketone, polyoxymethylene, polyimide, polyurethane, polysaccharide, poly (N burpyrrolidone) , And copolymers thereof.
  • Specific examples include highly hydrogen-bonded resin having a hydrogen bonding group or ionic group ratio of 20 to 60% by weight per unit weight of resin.
  • the hydrogen bonding group of the high hydrogen bonding resin include a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group.
  • the ionic group include a carboxylate group, a sulfonic acid ion group, For example, an ammo-um group.
  • Bulle alcohol fraction 41 mole 0/0 or more ethylenically Bulle alcohol copolymer polyacrylic acid, sodium polyacrylate, benzenesulfonic acid, Poriariruamin and polyglycerin It is done.
  • Polysaccharides and proteins are also exemplified as specific examples of the polymer.
  • starches such as wheat starch, corn starch, potato starch, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, canoleboxymethinoresenorose, hydroxypropinoresenorelose, hydroxypropinoremethinoresenorelose, amylo And amylopectin, pullulan, curdlan, xanthan, chitin, chitosan and cellulose.
  • a protein is corn protein zein.
  • the additive dispersed in the polymer that is the dispersion medium is a high molecular weight compound, an inorganic material, and Z or a low molecular organic compound.
  • the high molecular weight compound as an additive one or more of any of the above polymer materials, a polymer liquid crystal, a polymer drug, DNA, or the like may be used.
  • inorganic substances used as additives include layered clay minerals, metals and oxides thereof, carbon (graphite, carbon nanotubes, carbon nanohorns, fullerenes), inorganic pigments, and the like, and their shapes are stirred. It is more suitable if it is not a large lump that obstructs, and any of fibers, spherical particles, scales, etc. may be used.
  • low molecular weight organic compounds include phthalocyanine-based, azo-based, anthraquinone-based, quinatalidone-based or perylene-based pigments or dyes, plasticizers such as long-chain esters, mold release agents such as phosphate esters, and antioxidants.
  • a surfactant in the present invention, can be appropriately used to further improve dispersibility.
  • ionic, cationic and nonionic surfactants can be used, and ionic surfactants and nonionic surfactants are preferred for dispersing the pigment.
  • Examples of the cation-based surfactant include carboxylate, sulfate ester salt, sulfonate salt, phosphate ester salt, etc., preferably, higher fatty acid metal such as stearic acid metal salt as carboxylate.
  • Examples of salts and sulfates include higher alcohol sulfate sodium salts, sulfonates, and higher alkyl ether sulfates.
  • Nonionic surfactants include polyethylene glycol type and polyhydric alcohol type. Specifically, for the polyethylene glycol type, higher alcohol ethylene oxide, alkyl phenol ethylene oxide, fatty acid ethylene oxide, polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide, higher alkyl amine ethylene oxide, fatty acid ester ethylene oxide And polypropylene glycol ethylene oxide.
  • fatty acid ester of glycerol specifically, fatty acid ester of pentaerythritol, fatty acid ester of sorbitol and sorbitan, fatty acid ester of sucrose, alkyl ether of polyhydric alcohol, alkanolamines ,
  • sorbitan ester polyhydric alcohol fatty acid ester ethylene oxide, sucrose fatty acid ester, polyoxyalkyl ether, polyoxyalkylene ester, polyoxyethylene sorbitan ester, Examples thereof include glycerin ester type and polyoxyalkylene fatty acid ester type.
  • An inorganic layered composite that swells and cleaves in a solvent can be used as an additive.
  • clay minerals having swelling properties are preferable.
  • the solvent used for swelling which may swell these inorganic layered composites is not particularly limited.
  • natural swelling clay minerals water, methanol, ethanol, propanol monoole
  • examples thereof include isopropanolols, ethylene glycolols, diethyleneglycolanols and the like, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, acetone and the like, and alcohols such as water and methanol are preferred.
  • the dispersion obtained by the production method according to the present embodiment is a uniform and fine dispersion as compared with that obtained by a known dispersion technique. Such a dispersion may be excellent in transparency due to improved uniform dispersibility.
  • mechanical properties such as elastic modulus may be improved by improving the uniform dispersibility.
  • dispersions composed of crystalline polymers such as polypropylene and polyethylene and nucleating agents have a crystallization start temperature of 3 ° C or higher compared to conventional methods due to improved uniform dispersibility. In some cases, it increases and contributes significantly to shortening the molding cycle. In the field of pharmaceutical preparations, it can be applied to improve drug solubility and to control dissolution by uniformly and finely dispersing the drug in a pharmaceutical carrier.
  • the method of dispersing the additive in the dispersion medium has been described.
  • the dispersion apparatus of the present invention can be used as a pulverizer because it can always apply a uniform force when pulverizing solids. Even show excellent ability.
  • it when it is used for non-uniform and angular powders, it can be cast into uniform and spherical particles, so that fluidity can be improved.
  • the structural force is equivalent to that of the stirring member 240 and the like exemplified in 3.
  • the stirring member has a structure in which four blades are arranged in two upper and lower stages at two positions of 180 degrees. The four blades were arranged at positions that do not overlap each other in the vertical direction.
  • the distance B between the blades in the vertical direction was Omm, and the blade vertical width A was 10mm.
  • the angle of attack of the first two blades is 20 degrees each, and the angle of attack of the second two blades is +
  • the inner diameter of the cavity of the container was set to 100 mm.
  • the upper and lower length of the cavity was 57.5 mm.
  • the gap between the outer edge of the blade and the inner peripheral surface of the cavity was 2 mm.
  • the gap between the lower edge of the lowest blade and the bottom of the cavity was 2 mm.
  • the rotational speed of the stirring member was 5400 rpm.
  • Samples with a thickness of 1 mm of the polyethylene polyethylene composition produced were measured according to JIS-K-7136-1 using a direct reading haze meter manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., and evaluated based on the Haze value.
  • An inflation film having a thickness of 50 ⁇ m is prepared from the manufactured polyethylene resin composition and the number of 0.1 mm 2 or more aggregates (aggregates) present in the film having an area of 100 cm 2 is measured.
  • This polyethylene is a product derived from poor dispersion of the nucleating agent and deterioration of Z or polyethylene resin in the polyethylene resinous yarn and composition. The results were evaluated for uniform dispersibility according to the following criteria.
  • uniform dispersion is slightly inferior, and may not be suitable for thin materials such as films
  • DSC-7 a differential scanning calorimeter manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd.
  • the temperature of the lm g material was increased from 30 ° C to 180 ° C in 20 ° CZ minutes, and held at that temperature for 1 minute.
  • the temperature at which heat generation started at that time was used as the crystallization temperature, and this was used as an index for evaluating the molding cycle property.
  • Table 1 summarizes the crystallization temperature, transparency, uniform dispersibility, and Young's modulus of the polyethylene resin composition obtained in Example 1.
  • the dispersing device of this example is a device capable of improving the properties of polyethylene resin by giving uniform dispersibility to the manufactured polyethylene resin composition. Recognize.
  • Example 1 As shown in Table 1, the same low density polyethylene as in Example 1 was used, and the type and concentration of the nucleating agent, the stirring time and the peripheral speed were changed. Other than that, the same dispersion apparatus as in Example 1 was used, and a low density polyethylene resin composition was obtained by the same production method. The physical properties are shown in Table 1.
  • Example 3 The materials used are the same as in Example 3. After charging all the materials using a Brabender mixer (Laboplast Mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), melt and knead at 125 ° C for 5 minutes at a rotation speed of 60 rpm to achieve low density. A polyethylene rosin composition was obtained.
  • the material used was the same as in Example 5, and the production method was the same as in Comparative Example 1 to obtain a low density polyethylene resin composition.
  • the low-density polyethylene resin composition obtained in Examples 2 to 9 has a higher Young's modulus and a smaller Haze value than the original low-density polyethylene resin composition, as shown in Table 1. From the fact that the crystallization temperature was raised, it can be seen that as a result of the nucleating agent being dispersed very uniformly, mechanical properties such as rigidity and transparency were improved, and the crystallization temperature was raised. Further, even if the amount of the nucleating agent, the stirring time, and the peripheral speed are changed within a predetermined range, it is possible to ensure uniform dispersibility!
  • the low-density polyethylene resin composition obtained in Comparative Examples 1 and 2 has a crystallization temperature.
  • the Haze value is not greatly improved, the Young's modulus is only slightly increased, and there are many buoyancy.
  • the Haze value is not greatly improved, the Young's modulus is only slightly increased, and there are many buoyancy.
  • LDPE Low density polyethylene manufactured by Ube Maruzen Polyethylene
  • NA-11 Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.
  • Gerol MD Nucleating agent bis (4-methylbenzylidene) sorbito Nore manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.
  • AL-PTBBA Nucleating agent manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. 4—Alminium salt of tert-butylbenzoate.
  • Example 2 using the same linear low-density polyethylene resin as in Example 10, the type and concentration of the nucleating agent master batch, the stirring time, and the peripheral speed were changed. Other than that, a linear low-density polyethylene resin composition was obtained by the same production method as in Example 10. The physical properties are shown in Table 2.
  • Example 16 Using the same material as in Example 16, the mixture was stirred under the conditions shown in Table 2 to obtain a linear low density polyethylene resin composition.
  • Example 11 The same material as in Example 11 was used and stirred under the conditions shown in Table 2 to obtain a linear low density polyethylene resin composition.
  • the linear low density polyethylene resin composition obtained in Examples 10 to 17 has a higher Young's modulus and a lower Haze value than the original linear low density polyethylene resin composition.
  • the force at which the crystallization temperature rises with almost no bumps as shown in Comparative Examples 3 and 4 If the peripheral speed is outside the specified range or the stirring temperature is higher than the specified range, the polyethylene resin used will deteriorate and the uniform dispersibility of the nucleating agent will be impaired. As a result, there will be no improvement in transparency and mechanical properties. , Or small.
  • LLDPE Linear low density polyethylene made by Prime Polymer.
  • Example 18 As shown in Table 3, the same kind of meta-orthene linear low-density polyethylene resin as in Example 18 was used, and the type and concentration of the nucleating agent master batch, the stirring time, and the peripheral speed were changed. Other than that was obtained by the same production method as in Example 18 to obtain a meta-octene linear low-density polyethylene resin composition.
  • the physical properties are shown in Table 3. [0180] "Comparative Example 5"
  • Example 20 Using the same material as in Example 20, the mixture was stirred under the conditions shown in Table 3 to obtain a meta-octene linear low-density polyethylene resin composition.
  • the meta-octene linear low density polyethylene resin composition obtained in Examples 18 to 27 has a higher Young's modulus than the original meta-oxycene linear low density polyethylene resin composition. Increased Haze value is small, almost no buzz is observed, and the crystallization temperature is low and the temperature rises significantly to around 14 ° C, and large ones over 20 ° C.
  • the peripheral speed was out of the range, or when melt kneaded by the conventional method as in Comparative Examples 6 to 8
  • the uniform dispersibility of the nucleating agent in the meta-mouth stranded linear polyethylene resin used As a result of the loss of Z or properties, it can be seen that there is little or no effect of improving transparency and mechanical properties with a lot of bumps.
  • Metaguchisen LLDPE (SP0540): Metaguchisen linear low density polyethylene manufactured by Prime Polymer.
  • Example 28 As shown in Table 4, the same materials as in Example 28 were put in a polyethylene bag at the same weight ratio, and shaken and mixed at room temperature for 5 minutes to obtain a physical mixture of drug and polymer. [0186] "Drug dispersibility evaluation test"
  • Example 32 The same materials as in Example 31 were used at the same weight ratio, the same peripheral speed and the same dispersing device, and at room temperature, the stirring time was 3 minutes (Example 32), 10 minutes (Example 33), 30 minutes (Example 34). ) To obtain a high molecular drug dispersion.
  • Example 34 A fixed amount of the drug polymer dispersion of Example 34 was dissolved in acetone, and the amount of phloemide contained therein was determined using high performance liquid chromatography under the following conditions before and after mixing and stirring. It was confirmed that there was no change in the amount of furosemide.
  • Example 31 The same material as in Example 31 was put in a polyethylene bag at the same weight ratio, and shaken and mixed at room temperature for 5 minutes to obtain a physical mixture of drug and polymer.
  • FIG. 17 force showing a schematic diagram of the observation result of the surface of the physical mixture obtained in Comparative Example 10 with an electron microscope is attached. On the surface of the HPC particle, about several / zm of furosemide is attached. The situation is observed.
  • FIGs. 18 to 21 are schematic diagrams of the observation results of the particle surfaces of the drug polymer complexes obtained in Examples 31 to 34, respectively, using an electron microscope.
  • the processing time is long. Indeed, small particles that appear to be due to furosemide on the HPC surface become smaller, and after 30 minutes of treatment (Example 34), the HPC surface becomes smooth and the particles disappear at all.
  • Fig. 22 is a schematic diagram of the observation result of the particle surface of the drug polymer dispersion obtained in Example 32 by an electron microscope
  • Fig. 23 is an energy dispersive X-ray fluorescence analysis of the same part. The results are shown. According to these figures, the small white dots distributed on the entire surface in FIG. 23 are derived from sulfur atoms contained in furosemide, but sulfur atoms, ie furosemide, are dispersed extremely uniformly and finely on the surface of HPC particles. I understand that.
  • the dispersion of the present invention penetrates uniformly into the particles of the polymer that is the carrier, and is uniform. It is obvious that they are dispersed.
  • Low density polyethylene Tosoichi Co., Ltd .: Petrocene 202R machine pulverized product, particle size 200 ⁇ m to 500 ⁇ m
  • fine iron oxide BASF Corp .: Sicotrans Red L2 715D, particle size 20 nm
  • 1 part by weight of zinc stearate manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd .: SZ-2000
  • 20 parts by weight of distilled water The mixture was stirred until it reached a molten state at a speed of 42 mZsec to obtain a polyethylene oxide / iron-iron dispersion.
  • Example 35 The mixture obtained by removing distilled water from Example 35 was stirred with a Henschel mixer at a peripheral speed of the outer edge of the blade of 42 mZsec for 5 minutes, and then for 5 minutes using a Brabender mixer (laboroplast mill manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) The mixture was melt-kneaded at a rotation speed of 80 rpm to obtain a polyethylene iron oxide dispersion.
  • a Henschel mixer at a peripheral speed of the outer edge of the blade of 42 mZsec for 5 minutes, and then for 5 minutes using a Brabender mixer (laboroplast mill manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.)
  • the mixture was melt-kneaded at a rotation speed of 80 rpm to obtain a polyethylene iron oxide dispersion.
  • the obtained dispersion was diluted with the resin used until the pigment content became 3% by weight to prepare an inflation film having a thickness of 30 m, and an area 0. lmm 2 existing in a volume of 1 cm 3.
  • the number of these samples was measured and the results are shown in Table 5.
  • the film was observed with a 400 ⁇ optical microscope, and schematic views of the observation results are shown in FIGS.
  • Low-density polyethylene manufactured by Tosoichi Co., Ltd .: Petrocene (registered trademark) 354 machined pulverized product, particle size 200 ⁇ m to 500 ⁇ m
  • quinacridone Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: Fastogen Super Magenta RE— 03
  • dispersant polyethylene glycol monostearate (40E.
  • Example 2 O.) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Example 2 0.6 part by weight as in Example 1
  • the mixture was treated at a peripheral speed of 37 mZsec for 3 minutes, and subsequently treated at a peripheral speed of 42 mZsec until melted to obtain a polyethylene-quinatalidone dispersion.
  • Example 36 A mixture obtained by removing distilled water from Example 36 was stirred with a Henschel mixer at a peripheral speed of 42 mZsec at the outer edge of the blade for 5 minutes, and then treated with two rolls at 120 ° C for 5 minutes to obtain polyethylene. -A quinatalidone dispersion was obtained.
  • Low-density polyethylene manufactured by Tosohichi Co., Ltd .: machined pulverized product of Petrocene 354, particle size 20 0 ⁇ to 500 / ⁇ m
  • azo pigment manufactured by Dainichi Seiki Kogyo Co., Ltd .: Seikafa Thread 1980
  • dispersing agent polyoxyethylene (23) lauryl ether Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Example 37 In the same compounding power as in Example 37, the mixture excluding distilled water was stirred with a Henschel mixer for 5 minutes at a peripheral speed of 42 mZsec at the outer edge of the blade, and then treated with 2 rolls at 120 ° C for 5 minutes to be a polyethylene azo. A pigment dispersion was obtained.
  • Example 35 was compared with Comparative Example 11
  • Example 36 was compared with Comparative Example 12
  • Example 37 was compared with Comparative Example 13
  • all of the samples in the film were used in Examples of the present invention. It can be seen that the number of is 0, indicating excellent dispersibility. Also, the excellent dispersibility of the examples of the present invention can be seen at a glance in the schematic diagrams of the observation results with the optical microscopes of FIGS.
  • Low-density polyethylene manufactured by Ube Maruzen Polyethylene Co., Ltd .: F522N machined product, particle size 200 111 to 500 111
  • 80 parts by weight, fine zinc oxide manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd .: Nanofine 50LP, particle size 20 nm
  • 20 parts by weight was treated for 3 minutes at a peripheral speed of 37 mZsec using the same dispersing apparatus as in Example 1, and then 20 parts by weight of distilled water was further added, followed by stirring until a molten state was reached at a peripheral speed of 42 mZsec. A dispersion was obtained.
  • Example 38 The mixture obtained by removing distilled water from Example 38 was stirred with a Henschel mixer for 5 minutes at a peripheral speed of 42 mZsec at the outer edge of the blade, and then Brabender mixer (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). All materials were charged using a lab plast mill (manufactured by Labo Plast Mill) and melt-kneaded at 120 ° C. for 5 minutes at a rotation speed of 80 rpm to obtain a polyethylene fine particle zinc oxide dispersion.
  • a lab plast mill manufactured by Labo Plast Mill
  • Example 38 has a smaller Haze value than Comparative Example 14, its dispersion is excellent and its transparency is high. I understand. Also, the excellent dispersibility of the example can be seen at a glance in the schematic diagrams of the observation results with the optical microscope of FIG. 31 (Example 38) and FIG. 32 (Comparative Example 14).
  • a dispersion method and a dispersion apparatus capable of efficiently providing a fine dispersion having excellent uniform dispersibility in the dispersion between liquids, and between liquids and solids or between solids, while suppressing characteristic deterioration. And a dispersion production method using the dispersion apparatus.
  • oily substances such as fragrances are finely dispersed in water for use in the production of cosmetics
  • powders such as pigments are finely and uniformly dispersed in water to produce ink for inkjet printing.
  • the drug can be dispersed finely and uniformly in the carrier to improve the absorbability of the poorly soluble drug, or the pigment can be dispersed finely and uniformly in the resin to produce a colored resin.
  • Examples 1 to 27 and 31 to 38 relate to melt kneading in which only the surface of a solid dispersion is melted and kneaded.

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Abstract

　容器のキャビティ中で被分散物を撹拌するとき、その撹拌状態が層流であることを特徴とする分散方法、および底部材、容器のキャビティ中で回転する円柱状の回転軸体を備え、その回転軸体に二枚の羽根が回転方向に対して一定の傾きをもって取り付けられ、その二枚の羽根が円周方向に１８０度ずらされ、軸心方向では二枚の羽根が重なった位置にない分散装置。 　

Description

明 細 書
分散装置および方法、分散体製造方法
技術分野
[oooi] 本発明は、液体および Zまたは粉粒体を分散する分散装置および方法、その分散 方法を用いた分散体製造方法、に関する。
背景技術
[0002] これまで液体同士、液体と固体または固体同士を均一に分散させて、液状または 粉状、場合によっては溶融状態で分散体を得るため多くの分散方法が提案され、そ れに基づいた装置が数多く開発されてきた。
[0003] これらの混合分散装置としてロールミル、エタストルーダ、ニーダ、ヘンシェルミキサ などの機械式混練装置が知られている。これら機械式混連装置は、キヤビティ中で回 転混合撹拌子となる羽根を高速回転させ、羽根とキヤビティとの間隙に被分散物を押 し込んだり羽根で分散媒ゃ添加物等からなる被分散物に衝撃力を与えたりして混練 し分散させるもので、被分散物は乱流撹拌される。
[0004] 回転混合撹拌子として高速で回転する羽根を供え、この羽根によって被分散物を 撹拌することにより均一分散体を与えようとするバッチ式ミキサが、特許文献 1〜4に 開示されている。
[0005] さらに、被分散物である熱可塑性榭脂および着色剤を混合撹拌し、そのとき発生す る摩擦熱を利用して熱可塑性榭脂を軟化または溶融させて熱可塑性榭脂と着色剤と の均一分散体を与えようとする軟化'溶融方式の混練装置が特許文献 5および 6に 開示されている。
[0006] 特許文献 7には、有機顔料を榭脂に分散させる製造方法において、円板間隙中に 有機顔料と榭脂を注入して混練し分散する装置が開示されて ヽるが、これら特許文 献に記載の分散方法も全て乱流撹拌によるものである。
特許文献 1：米国特許 3266738号明細書
特許文献 2 :米国特許 4230615号明細書
特許文献 3 :特公昭 64— 4892号公報 特許文献 4:特開平 10— 151332号公報
特許文献 5：特開 2001— 105426号公報
特許文献 6：特開 2001— 105427号公報
特許文献 7：特開 2000— 167826号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上記で示したロールミル、エタストルーダ、ニーダ、ヘンシェルミキサおよび特許文 献 1〜4、 7に記載の機械式混練装置では被分散物が溶融状態にならないと均一分 散体を得ることが難しい場合が多ぐ溶融状態にするためには長時間の混合、或い は加熱が必要とされる。
[0008] 長時間の混合では混合撹拌子等との衝撃力で被分散物の構造変化が引き起こさ れ、これに伴う特性劣化を引き起こす場合がある。加熱が長時間に及ぶ場合には特 性劣化が引き起こされる。
[0009] さらに、その装置の構造が複雑で被分散物の種類を変更する場合などには、分解 および洗浄の作業に時間を要するため、特に多品種を取り扱う場合には生産性が低 下する。
[0010] そこで、特許文献 5および 6のように、分解および洗浄が容易な単純な構造を採用 し、撹拌による摩擦熱を利用して榭脂の軟化温度を超えた状態で、榭脂と着色剤と を混合撹拌して分散させる方法が考えられる。
[0011] しかし、軟化温度を超える高温分散状態となるため粉末状態で分散体を得ることが できないうえ、被分散物である榭脂および着色剤が熱による分子量変化や酸ィ匕等に よる特性劣化を受け、さらに製造された分散体でも熱による特性劣化を受けてしまう 場合がある。
[0012] 上記で説明したように、特許文献も含めて従来の分散方法および分散装置はいず れも乱流によるものであるため、分散の効率が悪く微細で均一な分散ができないとい う問題を抱えていた。
[0013] 本発明は、上記課題を解決することに鑑みてなされたものであり、特性劣化を抑制 しながら微細で均一分散性に優れた分散体を効率良く得ることのできる分散方法、 単純な構造でそれを実現する分散装置および該分散装置を用いた分散体製造方法 を提供することを目的として!ヽる。
課題を解決するための手段
[0014] 本発明の第一の分散装置は、円筒形のキヤビティを有する容器と、キヤビティと同 軸状に回転自在に軸支されて!ヽてキヤビティの内部に配置されて!ヽる撹拌部材と、 撹拌部材を一定方向に回転駆動する回転駆動部と、を有し、容器のキヤビティに収 容された被分散物を回転駆動部により回転駆動される撹拌部材により撹拌する分散 装置であって、撹拌部材は、回転自在に軸支されていて回転駆動部により回転駆動 される円柱状の回転軸体と、回転軸体の外周面上に回転方向で等間隔となる偶数 の位置に配置されている複数の羽根と、を有し、回転軸体の軸心方向を上下方向と したときに回転方向で奇数番目の羽根は迎角が負値で相対的に下方に位置してい るとともに偶数番目の羽根は迎角が正値で相対的に上方に位置しており、羽根の上 下幅 Aおよび奇数番目の羽根の上端と偶数番目の羽根の下端との上下方向での間 隔 Bが、
-A/2≤B≤A/2
を満足して ヽることを特徴とする。
[0015] 本発明の第二の分散装置は、底部材、円筒形状の壁部材および蓋部材力 なる 容器、並びにその容器のキヤビティ中で回転する円柱状の回転軸体を備え、その回 転軸体の軸中心が円筒状の壁部材に平行になるように底部材または蓋部材に取り 付けられ、その回転軸体に二枚の羽根が回転方向に対して一定の傾きをもって取り 付けられ、その二枚の羽根が円周方向に 180度ずらされ、軸心方向では二枚の羽根 が重なった位置にない分散装置であって、底部側にある羽根は回転面から回転方 向に向力つて後部が蓋部側に上がった傾きで設置され、蓋部側にある羽根は回転 方向に向力つて後部が底部側の羽根と同じ角度で蓋部側力 下がって設置され、そ の設置された二枚の羽根のうち、最も底部近くにある羽根は底部材に、最も蓋部近く にある羽根は蓋部材に、各々接することなく接近して設置され、容器のキヤビティ中 で被分散物を撹拌するとき、その撹拌状態が層流であることを特徴とする。
[0016] 本発明の第三の分散装置は、円筒形のキヤビティを有する容器と、キヤビティと同 軸状に回転自在に軸支されて!ヽてキヤビティの内部に配置されて!ヽる撹拌部材と、 撹拌部材を回転駆動する回転駆動部と、を有し、容器のキヤビティに収容された被分 散物を回転駆動部により回転駆動される撹拌部材により撹拌する分散装置であって 、撹拌部材は、一定方向の回転により被分散物をキヤビティの内周面と略平行に回 転させるとともに回転軸体の軸心方向に往復させるように形成されて 、ることを特徴と する。
[0017] 本発明の分散方法は、容器のキヤビティ中で被分散物を撹拌するとき、その撹拌状 態が層流であることを特徴とする。
[0018] さらに、この分散方法において、本発明の分散装置で被分散物を撹拌してもよい。
[0019] さらに、この分散方法において、容器に収容された被分散物を撹拌部材によりキヤ ビティの内周面と略平行に回転させるとともに回転軸体の軸心方向に往復させてもよ い。
[0020] 本発明の分散体製造方法は、分散媒とそれに分散させる添加物とからなる被分散 物を本発明の分散装置により分散させる。
[0021] なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はな ぐ複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数 の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある 構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複して 、ること、等でもよ 、。
[0022] また、本発明では必要により上下方向を規定しているが、これは本発明の構成要素 の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものである。従って、本発明 を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
[0023] さらに、本発明で云う羽根の迎角が正値であるとは、前方から流入する流体を下方 に偏向するように羽根が傾斜して ヽることを意味して 、る。羽根の迎角が負値である とは、前方力 流入する流体を上方に偏向するように羽根が傾斜していることを意味 している。
[0024] また、本発明で云う平面とは、平面を目標として物理的に形成した面を意味してお り、当然ながら幾何学的な完全な平面であることは要しない。本発明で云う失速角と は、羽根の両面力も流体の流動が剥離することなく層流となる、最大の迎角を意味し ている。
[0025] 本発明の調温流路とは、温度調整を目的とした伝熱流体が流動される流路を意味 している。伝熱流体とは、温度調整を目的とした熱媒ゃ冷媒と呼称される流体を意味 している。
発明の効果
[0026] 本発明によると、特性劣化を抑制しながら、液体同士、液体と固体または固体同士 の分散において微細で均一分散性に優れた分散体を効率良く与えることのできる分 散方法、単純な構造でそれを実現する分散装置および該分散装置を用いた分散体 製造方法を提供できる。また、該分散装置を固形物の粉砕に用いて微細で均一な粉 砕物を得たり、場合によっては不均一で角張った粉体を均一で球状の粒子へ加工し たりすることも可能である。
図面の簡単な説明
[0027] 上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な 実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
[0028] [図 l](a)は本発明の実施の形態の分散装置の内部構造を示す平面図、（b)は撹拌部 材の羽根と被分散物の流動との関係を示す模式図である。
[図 2]撹拌部材の三面図である。
[図 3]撹拌部材の斜視図である。
圆 4]分散装置で被分散物を撹拌している状態を示す模式図である。
[図 5](a)は一変形例の分散装置の内部構造を示す平面図、（b)は撹拌部材の羽根と 被分散物の流動との関係を示す模式図である。
[図 6]撹拌部材の三面図である。
[図 7]撹拌部材の斜視図である。
[図 8](a)は他の変形例の分散装置の内部構造を示す平面図、（b)は撹拌部材の羽根 と被分散物の流動との関係を示す模式図である。
[図 9]撹拌部材の三面図である。
[図 10]撹拌部材の斜視図である。
[図 11]従来例に相当する撹拌部材の構造を示す二面図である。 [図 12]従来例に相当する撹拌部材の構造を示す二面図である。
圆 13]試作品の撹拌部材の構造を示す二面図である。
圆 14]撹拌部材による実験の状態を示す模式的な平面図である。
圆 15]撹拌部材の各種の変形例を示す平面図である。
[図 16]実施例 31〜34および比較例 10に係る粉末 X線結晶回折を示す特性図であ る。
[図 17]比較例 10に係る電子顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 18]実施例 31に係る電子顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 19]実施例 32に係る電子顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 20]実施例 33に係る電子顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 21]実施例 34に係る電子顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 22]実施例 32に係る電子顕微鏡による観察結果の模式図である。
圆 23]実施例 32に係るエネルギー分散型蛍光 X線分析装置による観察結果の模式 図である。
[図 24]実施例 31から 34および比較例 10に係る薬物の溶解速度を表す特性図であ る。
[図 25]実施例 35に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 26]比較例 11に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 27]実施例 36に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 28]比較例 12に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 29]実施例 37に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 30]比較例 13に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 31]実施例 38に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
[図 32]比較例 14に係る光学顕微鏡による観察結果の模式図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態の分散方法および分散装置を図面を参照して以下に説明す る。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨 を逸脱しな ヽ範囲で種々の変更実施の形態が可能である。 [0030] 本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、容器のキヤビティ中で被分散物を撹拌する とき、その撹拌状態を層流とすることで液体同士、固体同士または液体と固体とを均 一に分散させることのできる分散方法、その方法を実現できる分散装置および該分 散装置を用いた分散体製造方法を発案した。
[0031] 本実施の形態の分散装置 100は、図 1ないし図 4に示すように、円筒形のキヤビティ 111を有する容器 110と、キヤビティ 111と同軸状に回転自在に軸支されて 、てキヤ ビティ 111の内部に配置されて 、る撹拌部材 200と、撹拌部材 200を回転駆動する 回転駆動部 (図示せず)と、を有する。
[0032] 本実施の形態の分散装置 100は、容器 110のキヤビティ 111に収容された被分散 物を回転駆動部により回転駆動される撹拌部材 200により撹拌する。その撹拌部材 2 00は、一定方向の回転により被分散物をキヤビティ 111の内周面と略平行に回転さ せるとともに回転軸体 210の軸心方向に往復させる形状に形成されている。
[0033] より具体的には、撹拌部材 200は、回転自在に軸支されていて回転駆動部により 回転駆動される円柱状の回転軸体 210と、回転軸体 210の外周面上に回転方向で 等間隔となる偶数の位置に配置されている複数の羽根 220と、を有する。
[0034] そして、回転軸体 210の軸心方向を上下方向としたときに回転方向で奇数番目の 羽根 220aは迎角 Θが負値で相対的に下方に位置しているとともに、偶数番目の羽 根 220bは迎角 Θが正値で相対的に上方に位置している。
[0035] さらに、羽根 220の上下幅 Aおよび奇数番目の羽根 220aの上端と偶数番目の羽 根 220bの下端との上下方向での間隔 Bが、
0≤B≤A/2
を満足している。
[0036] なお、羽根 220は、平板状に形成されており、その板厚は翼弦長 Cに対して充分に 小さい。従って、羽根 220の上下幅 Aは、翼弦長 Cと迎角 Θに対し、
A=Csin 0
を満足している。
[0037] 本実施の形態の分散装置 100では、羽根 220の迎角 Θが失速角未満である。羽 根 220の前縁に連続した部分に、軸心方向と直交した平面 221が形成されている。 [0038] 羽根 220の外縁 222がキヤビティ 111の内周面と平行な円弧状に形成されている。 羽根 220の前縁 223と後縁 224とが平行である。また、羽根 220の回転方向と平行 な前後幅が回転軸体 210の直径より小さい。
[0039] また、本実施の形態の分散装置 100では、回転軸体 210の軸心を中心に 180度の 二つの位置に、二枚の羽根 220が個々に配置されている。そこで、この二枚の羽根 2 20を、以下では第一番目の羽根 220aおよび第二番目の羽根 220bと呼称する。
[0040] さらに、本実施の形態の分散装置 100では、第一番目の羽根 220aの前縁がキヤビ ティ 111の下面近傍に位置して 、るとともに、第二番目の羽根 220bの前縁がキヤビ ティ 111の上面近傍に位置している。
[0041] 本発明にお 、て、層流は乱流と対比されるものである。これまでの分散方法の殆ど が乱流による分散方法であると考えられる。しかし、乱流が被分散物の流れを多方向 にすることによって被分散物に多様な力をかけようとするのに対し、層流は被分散物 の流れを一定方向に抑えながら被分散物に規則的で均一な力をかけようとするもの である。
[0042] キヤビティとして円筒形状の内部空間が用いられる場合、被分散物の流動は、全体 的には同心円状に移動し、径方向には殆ど移動しない。その状態は目視により確認 することができる。
[0043] 図 1は、本実施の形態の分散装置 100で被分散物を撹拌するときの、その被分散 物の層流力もなる流動を矢印で模式的に示している。この流動は、本願の発明者が 実際に分散装置 100を試作し、被分散物を撹拌したときの目視による実験結果に基 づいている。
[0044] 図 1(a)は分散装置 100の内部の模式的な平面図である。本発明者は、分散装置 1 00により撹拌される被分散物を上方から観察した。すると、図 1(a)に示すように、被分 散物は羽根 220a, 220bの外縁 222とキヤビティ 111の内周面との間隙付近を、回 転しながら直径方向に往復することが確認された。
[0045] これは、羽根 220a, 220bの回転で作られた遠心力によってキヤビティ 111の内周 面に押付けられた被分散物が、反発してキヤビティ 111の内側に戻ろうとするが、羽 根 220によって再びキヤビティ 111の内周面に押付けられ、これを繰り返すものと類 推できる。
[0046] 図 1(b)は、撹拌部材 200の回転方向に第一第二の羽根 220a, 220bを展開して表 現した模式図である。本発明者は、分散装置 100により撹拌される被分散物を側方 からも観察した。
[0047] すると、図 1(b)に示すように、被分散物はキヤビティ 111の内部を羽根 220a, 220b と同一方向に回転しつつ、第一番目の羽根 220aの上面と第二番目の羽根 220bの 下面との間を上下に往復するが、その流動は層流であることが確認された。
[0048] これは以下のように類推できる。被分散物は羽根 220a, 220bの回転にともなって キヤビティ 111の内部を回転する力 その回転速度が羽根 220a, 220bの回転速度 に到達することはない。
[0049] このため、被分散物は相対的には羽根 220a, 220bに対して反対方向に回転して いることになる。すると、被分散物は、迎角が負値の第一番目の羽根 220aにより上方 に誘導され、迎角が正値の第二番目の羽根 220bにより下方に誘導される。
[0050] ただし、第一番目の羽根 220aの前縁はキヤビティ 111の下面近傍に位置しており 、第二番目の羽根 220bの前縁はキヤビティ 111の上面近傍に位置している。このた め、第一番目の羽根 220aの上面と第二番目の羽根 220bの下面により、相対移動 する被分散物の全体が上下方向に誘導される。
[0051] さらに、前述のように第一番目の羽根 220aの上端と第二番目の羽根 220bの下端 との上下方向での間隔 Bが「0≤B」を満足しているので、被分散物の流動に無理が ない。このため、分散装置 100により撹拌される被分散物の流動は層流となる。
[0052] このような層流によると、被分散物にはいつも規則的で均一な力が力かることになる 。このため、効率的で均一な分散が可能となる。なお、羽根 220の外縁 222の周速度 が lOmZsec未満では層流の状態とならないため、周速度は lOmZsec以上が好ま しぐより好ましくは 20mZsec以上である。
[0053] なお、被分散物を効率よく均一微細に分散させるには、被分散物と羽根 220、被分 散物とキヤビティ 111の内周面、被分散物同士、の衝突の頻度を高めなければなら ない。
[0054] この頻度は羽根 220が作る遠心力によって被分散物が円筒状のキヤビティ 111の 内周面に押し付けられた結果できるドーナツ状の体積の中に含まれる被分散物の体 積の割合に依存する。
[0055] キヤビティ 111の直径方向の層流の厚みは、被分散物の密度、羽根 220の外縁 22 2の周速度、羽根 220の迎角である設置角度、羽根 220の外縁 222とキヤビティ 111 の内周面との間隙などによって決まり、目視によっても確認できる。
[0056] 層流の体積は、この層流の直径方向の厚みとキヤビティ 111の高さから計算できる 。層流中の被分散物の割合が大きいほど被分散物同士の衝突の頻度が増大するた め分散は効率的になるが、衝突により発生する摩擦熱により被分散物が溶融したり、 熱劣化を受けたりすることがある。
[0057] また、溶融状態または粉体など得ようとする分散体の状態に合わせて、羽根 220の 外縁 222の周速度、羽根 220の迎角である設置角度、羽根 220とキヤビティ 111の 内周面との間隙および層流中の被分散物の割合などを調整したり、場合によっては 冷却或いは加熱したりすることができる。
[0058] なお、上述のような撹拌する被分散物の摩擦熱による温度は、羽根 220の速度など の分散装置 100の特性の他、分散装置 100に投入する被分散物の量にも依存する
[0059] 被分散物の投入量を増加させると、衝突頻度の増大により温度も上昇する。換言す ると、被分散物を所望の温度で撹拌するためには、分散装置 100への被分散物の投 入量も調節する必要がある。
[0060] 本実施の形態の分散装置 100では、例えば、被分散物が温度上昇により軟化して カゝら溶融する物性を有する場合でも、被分散物を撹拌による摩擦熱により溶融するこ となく軟ィ匕した状態として分散させることができる。
[0061] この分散は、例えば、被分散物を撹拌による摩擦熱により表面部分が溶融して中心 部分が溶融していない状態として実行することができる。従って、被分散物として複 数の固体粒子を撹拌し、ある固体粒子の成分を他の固体粒子に混練させるようなこと もできる。その場合、第一の固体粒子は榭脂粒子であり、第二の固体粒子は顔料で よい。
[0062] 次に、本実施の形態に係る分散装置 100について図を用いて説明する。図 4は、 図 1にドーナツ状の層流を追カ卩して表現した図である。図 4(a)は、ドーナツ状の層流 の中に小さな円で示されて 、る被分散物が押し込められて 、る様子を示して 、る。
[0063] 本実施の形態の分散装置 100は、上述のように、撹拌部材 200の一定方向の回転 により、被分散物をキヤビティ 111の内周面と略平行に回転させるとともに回転軸体 2
10の軸心方向に往復させる。
[0064] つまり、被分散物の流動が層流となるので、被分散物に過度な摩擦熱などが発生 しない。このため、被分散物を良好に分散しながらも、被分散物の特性劣化を防止す ることがでさる。
[0065] また、本実施の形態の分散装置 100は、回転軸体 210の軸心方向を上下方向とし たときに回転方向で奇数番目の羽根 220aは迎角 Θが負値で下方に位置していると ともに、偶数番目の羽根 220bは迎角 Θが正値で上方に位置している。
[0066] さらに、羽根 220の上下幅 Aおよび奇数番目の羽根 220aの上端と偶数番目の羽 根 220bの下端との上下方向での間隔 Bが、
0≤B≤A/2
を満足している。
[0067] このため、簡単な構造の撹拌部材 200により、被分散物をキヤビティ 111の内周面 と略平行に回転させるとともに回転軸体 210の軸心方向に往復させることができる。
[0068] し力も、本実施の形態の分散装置 100では、羽根 220の迎角 Θが失速角未満であ る。このため、被分散物の流動を確実に層流とすることができる。
[0069] さらに、第一番目の羽根 220aの前縁がキヤビティ 111の下面近傍に位置している とともに、第二番目の羽根 220bの前縁がキヤビティ 111の上面近傍に位置している
[0070] このため、下方に位置する第一番目の羽根 220aの下端とキヤビティ 111の下面と の隙間、および、上方に位置する第二番目の羽根 220bの上端とキヤビティ 111の上 面との隙間に、被分散物が流入することを良好に抑制することができる。従って、被 分散物の全体を良好に撹拌することができる。
[0071] 特に、羽根 220の前縁に連続した部分に、軸心方向と直交した平面 221が形成さ れている。従って、下方に位置する第一番目の羽根 220aの前縁をキヤビティ 111の 下面まで近接させることができ、上方に位置する第二番目の羽根 220bの前縁をキヤ ビティ 111の上面まで近接させることができる。
[0072] このため、第一番目の羽根 220aとキヤビティ 111の下面との隙間、および、第二番 目の羽根 220bとキヤビティ 111の上面との隙間に、被分散物が流入することを良好 に抑制することができる。
[0073] つまり、上述の隙間は撹拌部材 200が容器 100を擦過しない範囲で最小であること が好ましい。その隙間は、撹拌部材 200の回転の精度、装置のサイズ、等にもよるが
、例えば、 1mm以上 10mm以下である。
[0074] さらに、羽根 220の外縁 222がキヤビティ 111の内周面と平行な円弧状に形成され ている。このため、羽根 220の外縁 222とキヤビティ 111の内周面とに異形の隙間が 発生することがない。
[0075] 従って、羽根 220の外縁 222とキヤビティ 111の内周面との間隙の流動を良好に層 流とすることができる。この結果、キヤビティ 111の内周面の近傍に被分散物を局在さ せた状態とし、この状態で被分散物を流動させることができる。このように被分散物が 局在するキヤビティ 111の内周面の近傍の範囲は、平面形状として円環状であり、立 体形状としては中空の円筒状である。
[0076] し力も、羽根 220の前縁 223と後縁 224とが平行である。このため、羽根 220の構 造が簡単である。特に、羽根 220の上下幅 Aおよび奇数番目の羽根 220aの上端と 偶数番目の羽根 220bの下端との上下方向での間隔 Bを、簡単な構造で適切な関係 とすることができる。
[0077] し力も、羽根 220の回転方向と平行な前後幅が回転軸体 210の直径より小さい。こ のため、撹拌部材 200の回転中心の近傍に乱流を発生させる形状が存在することが ない。従って、被分散物を層流で良好に撹拌することができる。
[0078] なお、羽根 220の外縁 222の周速度、翼型、翼平面形、流体の粘性、など他の条 件にもよるが、羽根 220の迎角が過大であると層流が維持できない。このため、羽根 220の迎角は、層流が維持される失速角未満であることが好ましい。より具体的には 、羽根 220の迎角 Θの絶対値は 0度以上 90度以下で、好ましくは 5度力も 45度であ り、例えば、 30度である。 [0079] さらに、本実施の形態の分散装置 100は、上述のように撹拌部材 200の構造が単 純なので、被分散物の種別を切り換えるときの洗浄も容易である。このため、多品種 の被分散物を少量生産するようなことも容易である。
[0080] なお、上記形態では、奇数番目の羽根 220aの上端と偶数番目の羽根 220bの下 端との上下方向での間隔 Bが、 0≤B、なる関係を満足していることを例示した。
[0081] しかし、羽根 220aの上端と羽根 220bの下端の軸心方向での距離は、層流を維持 できれば、羽根 220の形状や回転軸体 210の直径や撹拌部材 200の回転速度や流 体の粘度など、各種の要因を考慮して設定することができる。
[0082] このため、羽根の上下幅 Aおよび奇数番目の羽根 220aの上端と偶数番目の羽根
220bの下端との上下方向での間隔 B力 AZ2≤B≤0、なる関係を満足している ことも不可能ではな 、(図示せず)。
[0083] また、上記形態では回転軸体 210の外周面上に回転方向で等間隔となる偶数の 位置に複数の羽根 220が配置されており、回転軸体 210の軸心方向を上下方向とし たときに回転方向で奇数番目の羽根 220aは迎角 Θが負値で下方に位置していると ともに、偶数番目の羽根 220bは迎角 Θが正値で上方に位置していることを例示した
[0084] しかし、これは上記の条件を満足する羽根 220が撹拌部材 200にあり、その羽根 2 20の流体力学的な機能を阻害する構造が撹拌部材 200にないことを意味している。
[0085] このため、上記の条件を満足する羽根がある撹拌部材に、被分散物の層流を阻害 しない形状および配置の羽根状の凸部などが、さらに形成されていてもよい (図示せ ず)。
[0086] また、第一番目の羽根 220に回転方向で隣接する第二番目の羽根 220があり、そ の第一番目の羽根 220は迎角 Θが負値で相対的に下方に位置しているとともに、第 二番目の羽根 220は迎角 Θが正値で相対的に上方に位置していれば、層流に関与 しな 、第三番目の羽根が存在してもよ 、(図示せず)。
[0087] また、羽根 220の形状は、層流を乱すことがなければ、各種の形状とすることができ る。例えば、翼平面形としては、図 15に示すように、各種の形状が挙げられるが、層 流を維持できれば、これらに限定されるものではない。翼型としても、層流を乱さない ため羽根 220には角張ったところがな 、ことも重要である。
[0088] さらに、上記形態では羽根 220の外縁 222がキヤビティ 111の内周面と平行な円弧 状に形成されていることを例示した。しかし、羽根 220の外縁 222とキヤビティ 111の 内周面との間隙については、上記構造に限定されるものではない。
[0089] 例えば、その間隙、羽根角度、外縁 222の周速度などを調整することにより、羽根 2 20の外縁 222が被分散物に与える力を調節することが可能である。ただし、被分散 物と羽根 220およびキヤビティ 111の内周面との衝撃力、摩擦熱による被分散物の 特性劣化を防ぐためには、羽根 220の外縁 222とキヤビティ 111の内周面との間隙 は lmm以上であることが好まし!/、。
[0090] また、分散で発生する摩擦熱による被分散物および Zまたは分散体の熱劣化を抑 制するため、場合によっては、溶融状態、粉末状態など任意の状態で分散体を得る ためにも底部材、円筒形状の壁部材および蓋部材力 なる容器部材、回転軸体およ び Zまたは羽根内部に温度調整用に水などの冷媒或いは熱媒を通すことのできる 構造を設置してもよい。
[0091] その場合、容器 110の部材内部と撹拌部材 200の内部との少なくとも一方に調温 流路が形成されており、調温流路に伝熱流体を流動させる温度調整機構を有すれ ばよい (図示せず)。
[0092] 撹拌部材 200を回転させる回転駆動部としては、回転軸体 210にモーターの駆動 軸を直結してもよぐ回転軸体 210とモーターの駆動軸とをギヤ列やベルト機構など で連結してもよ ヽ。
[0093] また、上記形態では回転軸体が鉛直であることを想定して説明したが、本発明の装 置は一定速度の層流が得られるものであれば設置の仕方に制限はない。回転軸体 の回転方向が地面に平行でも垂直でも或いは斜めにも設置可能である。
[0094] さらに、被分散物をキヤビティ内に投入するには、蓋部を開いてそこ力も投入するよ うにしてもよいし、キヤビティにホッパーなどの被分散物を投入するための装置を設置 するなどしてもよ!、(図示せず)。
[0095] また、分散が終了した後、分散体を取り出すには蓋部を開けて取り出したり、底部 に取り出し口を設けたりすることができる。 [0096] さらに、本発明の装置には、被分散物に含まれている或いは分散時に発生する水 分やガスを除くために減圧装置を付属することができる。また、被分散物および分散 体の劣化を抑えるため窒素ガスなどの不活性ガスを通すこともできる。
[0097] また、上記形態では回転軸体 210の軸心を中心に 180度の二つの位置に、二枚の 羽根 220が個々に配置されていることを例示した。しかし、本発明の分散装置は、回 転軸体 210の外周面上に回転方向で等間隔となる偶数の位置に羽根が配置されて おり、奇数番目の羽根 220は迎角 Θが負値で相対的に下方に位置しているとともに 、偶数番目の羽根 220は迎角 Θが正値で相対的に上方に位置していればよい。
[0098] 従って、図 5ないし図 7に例示する分散装置 300のように、回転軸体 210の軸心を 中心に 90度の四つの位置に羽根 220が配置されていてもよい。この分散装置 300 は、軸心方向では、撹拌部材 230の奇数番目である第一番目の羽根 220aと第三番 目の羽根 220cとが同じ位置にあり、偶数番目である第二番目の羽根 220bと第四番 目の羽根 220dとが同じ位置にある。そして、奇数番目の羽根 220a, 220cと偶数番 目の羽根 220b, 220dとは、軸心方向で重複しない位置に配置されている。
[0099] なお、撹拌部材 230の羽根 220の枚数は、その羽根 220の翼弦長や回転軸体 21 0の直径なども考慮して、被分散物が層流で撹拌されるように設定されればょ ヽ。
[0100] このため、回転軸体 210の軸心を中心に 60度の六つの位置に羽根 220が配置さ れていること、 45度の八つの位置に羽根 220が配置されていること、等でもよい (図示 せず)。
[0101] また、図 8ないし図 10に例示する分散装置 310のように、奇数番目と偶数番目との 羽根 220の組み合わせ力 回転軸体 210の軸心方向にも複数に配列されていてもよ い。
[0102] その撹拌部材 240では、回転軸体 210の軸心を中心に 180度の二つの位置に羽 根 220が配置されている。ただし、奇数番目である第一番目の位置に二枚の羽根 22 Oa, 220cが上下に配置されており、偶数番目である第二番目の位置に二枚の羽根 220b, 220d力上下に酉己置されて!ヽる。
[0103] この分散装置 310でも、羽根 220a〜220dは、上下方向で重ならない位置に配置 されている。また、羽根 220a〜220dの迎角の絶対値は、例えば、 15度である。 [0104] また、奇数番目の位置の最下位の羽根 220の前縁がキヤビティ 111の下面近傍に 位置するとともに、偶数番目の位置の最上位の羽根 220の前縁がキヤビティ 111の 上面近傍に位置している。
[0105] 当然ながら、回転軸体 210の軸心方向での羽根 220の枚数も、その羽根 220の翼 弦長ゃ迎角などを考慮して、被分散物が層流で撹拌されるように設定されればよい。
[0106] さらに、回転軸体 210の軸心を中心に四つ以上の位置に羽根 220が配置されてい る構造を、軸心方向に複数に配列することもできる (図示せず)。この数を増やすこと によって容易に装置の大型化が可能になる。
[0107] なお、本発明者は実際に、上述のような構造の撹拌部材 240を試作し、その有効 性を実験した。そこで、この実験結果を図 11ないし図 14を参照して以下に説明する
[0108] まず、図 11ないし図 13に示すように、本発明者は、三種類の構造の撹拌部材 240 〜260を試作した。さらに、キヤビティの内径が 100mmで上下長が 57. 5mmの容器 を用意した (図示せず)。
[0109] 撹拌部材 240〜260は、いずれも回転軸体の軸心を中心に 180度の二つの位置 に羽根が配置されている。
[0110] さらに、撹拌部材 250は、撹拌部材 240と同様に、回転軸体の二つの位置に羽根 が二枚ずつ上下に配列されている。その四枚の羽根は、相互に上下方向で重ならな い位置に配置されている。
[0111] その羽根の上下幅 Aは 13mm、奇数番目の羽根 220の上端と偶数番目の羽根 22
0の下端との上下方向での間隔 Bは Omm、とした。また、羽根の外縁とキヤビティの 内周面との間隙は 5mmとした。最下位の羽根の下縁とキヤビティの底面との間隙は 2 mmとし 7こ。
[0112] ただし、撹拌部材 250では、第一番目の位置の下方の羽根の迎角を— 30度で上 方の羽根の迎角を + 30度、第二番目の位置の下方の羽根の迎角を— 30度で上方 の羽根の迎角を + 30度、とした。
[0113] また、撹拌部材 260は、回転軸体の二つの位置に羽根が一枚ずつ配置されており 、羽根の迎角が 90度である。羽根の上下長は回転軸体と同一であり、平面形状で羽 根に所定の角度が設定されている。この撹拌部材 260では、羽根の外縁とキヤビティ の内周面との間隙は 2mmとした。羽根の下縁とキヤビティの底面との間隙は 2mmと した。
[0114] 撹拌部材 240は、前述のように、奇数番目である第一番目の位置に二枚の羽根が 上下に配置されており、偶数番目である第二番目の位置に二枚の羽根が上下に配 置されている。
[0115] その四枚の羽根は、相互に上下方向で重ならない位置に配置されている。その羽 根の上下方向での間隔 Bは Omm、羽根の上下幅 Aは 13mm、とした。また、羽根の 外縁とキヤビティの内周面との間隙は 2mmとした。
[0116] 最下位の羽根の下縁とキヤビティの底面との間隙は 2mmとした。そして、第一番目 の二枚の羽根の迎角は各々 30度、第二番目の二枚の羽根の迎角は各々 + 30度
、とした。
[0117] 本発明者は、前述の容器の上部を透明なガラスとし、その内部で撹拌部材 240〜2
60を複数の速度で回転させ、実際に被分散物を撹拌した。被分散物は、ポリエチレ ン (東ソ一株式会社製：ペトロセン 354(機械粉砕品)を使用した。
[0118] そして、図 14に示すように、その流動の厚みを目視で観察した。すると、羽根の外 縁の周速度が約 24mZsecのときの流動の厚みは、撹拌部材 250で約 15mm、撹 拌部材 260で約 9mm、撹拌部材 240で約 8mm、となった。
[0119] つまり、撹拌部材 250では乱流が発生し、被分散物が層流の状態で撹拌されない ことが確認された。また、撹拌部材 240, 260では、被分散物は層流となるが、その厚 みは撹拌部材 240の方が安定して薄いことが確認された。
[0120] なお、このことは回転速度を変化させても同一であった。つまり、撹拌部材 250は、 良好な層流を形成できず、撹拌部材 240は外縁の周速度に関係なく良好に層流を 形成できることが確認された。
[0121] 前述のように、流動が薄いほど、乱流が発生することなく層流が良好に形成されて いることになる。層流が良好に形成されると、過剰な摩擦熱による被分散物の劣化を 防止することができる。
[0122] つぎに、本発明者は、撹拌部材 240〜260による被分散物の混合度を実験した。 被分散物としては、 24. 5gの弁柄 (平均粒径 50nm)、 3. 5gの軽質炭酸カルシウム（ 平均粒径 20nm)、 1. 4gのステアリン酸亜鉛、を用意した。
[0123] そして、これらの混合物を被分散物として撹拌部材 240〜260により複数の周速度 で 1分間まで撹拌し、その混合度を彩度で評価した。なお、この彩度の評価方法を簡 単に説明する。
[0124] まず、撹拌部材 240〜260により撹拌した混合物を一定量ずつ採取し、加圧して板 厚が 3mmの平板を形成した。つぎに、その平板を、 Macbeth CE7000色差計を 用いて、 JIS K 5600—4— 5に基づいて測色した。その彩度を JIS Z 8729に従 つて¾：示した。
[0125] すると、羽根の外縁の周速度が約 24mZsecのときの彩度は、撹拌部材 250で約 2 . 7、撹拌部材 260で約 2. 6、撹拌部材 240で約 3. 8、となった。
[0126] この場合、彩度が高いほど被分散物が良好に分散されていることになる。つまり、撹 拌部材 240は突出して混合度が良好であることが確認された。特に、これは周速度 が低いときに顕著であることが確認された。
[0127] 以上の実験結果から、層流を良好に形成する性能は、周速度に関係なく撹拌部材 240が最良であった。混合度も、周速度に関係なく撹拌部材 240が最良であった。 つまり、撹拌部材 240は、回転速度に関係なく被分散物を劣化させることなく良好に 混合することができる。
[0128] また、本発明者は、上述の撹拌部材 240と類似の構造で、羽根の迎角は ± 10度と することにより、羽根の上下幅 Aを 6mm、上下方向の間隔 Bを 6mm、とした撹拌部材 (図示せず)も形成した。
[0129] すると、この撹拌部材では、被分散物を良好に分散できな 、ことが確認された。つ まり、羽根の上下幅 Aと上下方向の間隔 Bとが同等な構造では、被分散物を良好に 分散できな ヽことが確認された。
[0130] さらに、本発明者は、八枚の羽根が 180度の二つの位置に上下四段に形成されて いる撹拌部材 (図示せず)、八枚の羽根が 90度の四つの位置に上下二段に形成され て 、る撹拌部材 (図示せず)も形成した。
[0131] これらの撹拌部材でも、羽根は相互に上下方向で重ならない位置に配置し、上下 方向の間隔 Bを Omm、羽根の上下幅 Aは 6mm、とした。また、羽根の迎角は ± 10度 とした。すると、これらの撹拌部材でも、被分散物を層流で良好に撹拌できることが確 f*i¾ れ 。
[0132] 次に、本発明の分散装置を用いて、被分散物として高分子体および添加物を用い 、分散媒である高分子体中に添加物が均一かつ微細に分散した分散体を製造する 方法を説明する。
[0133] 被分散物である高分子体および添加物を本発明の分散装置のキヤビティ内に投入 し、回転軸を回転させて、羽根の外縁の周速度を lOmZsec以上 200mZsec以下 に調整して撹拌する。
[0134] 所望の分散状態を形成した後、分散体は取り出される。ここでの撹拌状態は層流と なっており、被分散物である高分子体および添加物には規則的で均一な力が力かる ため効率的に均一微細な分散体を得ることができる。
[0135] 本発明にお 、て、被分散物のうち分散媒として用いられる高分子体の種類には特 に制限がないが、ガラス転移温度が— 50°C以上の榭脂、特に、熱可塑性榭脂が好 ましい。
[0136] 代表的にはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメチ ルメタタリレート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルエーテルケト ン、ポリオキシメチレン、ポリイミド、ポリウレタン、ポリサッカライド、ポリ（N ビュルピロ リドン）、およびそれらの共重合体が挙げられる。
[0137] 榭脂単位重量当りの水素結合性基またはイオン性基の割合が 20〜60重量％であ る高水素結合性榭脂なども具体例として挙げられる。高水素結合性榭脂の水素結合 性基としては、水酸基、アミノ基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、燐酸 基などが挙げられ、イオン性基としてはカルボキシレート基、スルホン酸イオン基、ァ ンモ -ゥム基などが挙げられる。具体的には、ポリビュルアルコール、ビュルアルコー ル分率が 41モル0 /0以上のエチレン ビュルアルコール共重合体、ポリアクリル酸、 ポリアクリル酸ナトリウム、ポリベンゼンスルホン酸、ポリアリルァミン、ポリグリセリンなど が挙げられる。
[0138] また、多糖類および蛋白質も高分子体の具体例として挙げられる。多糖類は、種々 の単糖類の縮重合によって生体系で合成される生体高分子である力 ここではそれ らをィ匕学修飾したものも含まれる。
[0139] 例えば、小麦デンプン、トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプンのようなデンプン 類、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシェチルセルロース、カノレボキシメチノレセノレ ロース、ヒドロキシプロピノレセノレロース、ヒドロキシプロピノレメチノレセノレロース、アミロー ス、アミロぺクチン、プルラン、カードラン、ザンタン、キチン、キトサン、セルロースなど が挙げられる。蛋白質の例としては、トウモロコシ蛋白質のゼインが挙げられる。
[0140] 被分散物のうち分散媒である高分子体中に分散される添加物は、高分子量化合物 、無機物および Zまたは低分子有機化合物である。添加物となる高分子量化合物は 上記高分子体のいずれより一種以上、高分子液晶、高分子医薬品、 DNAなどを用 いてもよい。
[0141] 添加物として用いられる無機物は例えば、層状粘土鉱物、金属およびその酸化物 、炭素（グラフアイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレン類）、無 機顔料などが挙げられ、それらの形状は撹拌を妨げる大きな塊状でなければより好 適であり、繊維、球状粒子、鱗片など任意でよい。
[0142] 低分子有機化合物としては、例えばフタロシアニン系、ァゾ系、アントラキノン系、キ ナタリドン系もしくはペリレン系顔料もしくは染料、長鎖エステルなどの可塑剤、リン酸 エステルなどの離型剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、医薬品、アミノ酸、 DNA、蛋 白質およびそれらの断片などが挙げられ、固体もしくは不揮発性液体でよい。
[0143] また、本発明では、さらに分散性を向上させるために適宜界面活性剤、滑剤等を用 いることができる。該界面活性剤としてはァ-オン系、カチオン系および非イオン系の ものが使用できるが、顔料の分散にはァ-オン系と非イオン系の界面活性剤が好ま しい。
[0144] 該ァ-オン系界面活性剤としては、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩 、リン酸エステル塩などがあり、好ましくは、カルボン酸塩としてステアリン酸金属塩等 の高級脂肪酸金属塩、硫酸エステル系として高級アルコール硫酸エステルナトリウム 塩、スルホン酸塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル塩などが挙げられる。
[0145] 非イオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコール型と多価アルコール型があ り、ポリエチレングリコール型では具体的には高級アルコールエチレンオキサイド系、 アルキルフエノールエチレンオキサイド系、脂肪酸エチレンオキサイド系、多価アルコ ール脂肪酸エステルエチレンオキサイド系、高級アルキルアミンエチレンオキサイド 系、脂肪酸エステルエチレンオキサイド系、ポリプロピレングリコールエチレンォキサ イド系などがある。
[0146] 多価アルコール型では具体的にはグリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリト ールの脂肪酸エステル、ソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の 脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールァミン類の脂肪 酸アミドなどがあり、好ましくは、ソルビタンエステル系、多価アルコール脂肪酸エステ ルエチレンオキサイド系、ショ糖の脂肪酸エステル、ポリオキシアルキルエーテル系、 ポリオキシアルキレンエステル系、ポリオキシエチレンソルビタンエステル系、グリセリ ンエステル系、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル系等が挙げられる。
[0147] 添加物として溶媒に膨潤 ·へき開する無機層状ィ匕合物を用いることができるが、これ らの中でも膨潤性を持つ粘土鉱物が好ましい。具体的には、カオリナイト、デイツカイ ト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、ノイロフィライト、モンモリロナ イト、ヘクトライト、テトラシリリックマイ力、ナトリウムテ-オライト、白雲母、マーガライト、 タルク、バーミキユライト、金雲母、ザンソフイライト、緑泥石等をあげることができる。
[0148] これらの無機層状ィ匕合物を膨潤させてもよぐ膨潤に用いる溶媒は、特に限定され ないが、例えば天然の膨潤性粘土鉱物の場合、水、メタノール、エタノール、プロパノ 一ノレ、イソプロパノーノレ、エチレングリコーノレ、ジエチレングリコーノレ、等のァノレコーノレ 類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン等が挙げられ、水やメタノー ル等のアルコール類が好まし 、。
[0149] 本実施形態に係る製造方法により得られた分散体は既知の分散技術で得られたそ れと比較し、均一かつ微細な分散体である。このような分散体であれば、均一分散性 が向上したことにより透明性に優れる場合がある。
[0150] また、均一分散性が向上したことにより弾性率などの機械特性が向上する場合があ る。さらにポリプロピレンやポリエチレンなどの結晶性高分子と造核剤からなる分散体 は、均一分散性が向上したことにより、従来法と比較し、結晶化開始温度が 3°C以上 高くなり成形サイクルの短縮に大きく寄与する場合がある。医薬製剤の分野では、医 薬担体中に薬物を均一微細に分散させることにより薬物の溶解性向上、さらには溶 出制御に適用できる。
[0151] 上記では、分散媒中に添加物を分散させる方法を説明してきたが、本発明の分散 装置は、固形物の粉砕に用いるといつも均一な力をかけることができるため粉砕機と しても優れた能力を示す。さらに、不均一で角張った粉体に用いると均一で球状の 粒子へカ卩ェすることができるため、流動性の向上を図ることができる。
実施例
[0152] 本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら具体例には限 定されるものではない。なお、以下の実施例で使用した分散装置 (図示せず)は、図 1
3に例示した撹拌部材 240等と同等な構造力もなる。
[0153] つまり、撹拌部材は、四枚の羽根が 180度の二つの位置に上下二段に配置されて いる構造とした。その四枚の羽根は、相互に上下方向で重ならない位置に配置した。
[0154] その羽根の上下方向での間隔 Bは Omm、羽根の上下幅 Aは 10mm、とした。第一 番目の二枚の羽根の迎角は各々 20度、第二番目の二枚の羽根の迎角は各々 +
20度、とした。
[0155] さらに、容器のキヤビティの内径は 100mmとした。キヤビティの上下長は 57. 5mm とした。そして、羽根の外縁とキヤビティの内周面との間隙は 2mmとした。最下位の 羽根の下縁とキヤビティの底面との間隙は 2mmとした。そして、撹拌部材の回転速度 は 5400rpmとした。
[0156] 1.ポリエチレン一造核剤分散体
「実施例 1」
密度 0. 922gZcm3で MFR値 (メルトフローレイト）： 5gZlO分 (JIS K— 7210に 準拠）、軟ィ匕温度 100. 2°C QIS K— 7206に準拠)の低密度ポリエチレン (宇部丸善 ポリエチレン株式会社製： F522N、 3mm径ペレット） 99. 9重量0 /0、ナトリウム 2, 2， —メチレンビス (4, 6—ジ第三ブチルフエ-ル)ホスフェート (旭電化工業株式会社製 ：アデカスタブ (登録商標) NA— 11) 0. 1重量％を、分散装置として前記実施形態に 係わる分散装置を用い、周速度 27mZsecにて 34秒間室温で撹拌し、低密度ポリエ チレン榭脂組成物を得た。
[0157] 「均一分散性および機械的物性の評価試験」
<透明性 >
製造されたポリエチレン榭脂組成物の厚さ lmmの試料を株式会社東洋精機製作 所製、直読ヘーズメータを用い JIS—K— 7136— 1に準じ測定し、 Haze値により評 価し 7こ。
[0158] <均一分散性の評価試験 >
製造されたポリエチレン榭脂組成物から厚さ 50 μ mのインフレーションフィルムを作 成し、面積 100cm2中のフィルムに存在する 0. lmm2以上のブッ (凝集物)個数を測 定する。
[0159] このブッはポリエチレン榭脂糸且成物において、造核剤の分散不良および Zまたは ポリエチレン榭脂の劣化に由来するブッである。その結果について、次の基準で均 一分散性を評価した。
[0160] O : 10個未満であり、均一分散性が十分である
Δ : 10個〜 30個未満であり、均一分散性が若干劣りフィルムなどの薄物には不 適当な場合がある
X： 30個以上であり、均一分散性が良好であるとは言えない。
[0161] <ヤング率の測定 >
株式会社インテスコ製、 201B型引張試験機を用い引張速度 50mmZminで JIS 7 721に準じて測定した。
[0162] 「成形サイクル性の評価：結晶化温度の測定」
株式会社パーキンエルマ一ジャパン製の示差走査型熱量計 DSC— 7を用い、 lm gの材料を 30°Cから 180°Cまで 20°CZ分で昇温し、同温度で 1分間保持した後、 20 °CZ分で降温して 、つたときの発熱開始の温度を結晶化温度とし、これを成形サイク ル性評価の指標とした。
[0163] 「均一分散性、機械的物性向上効果および結晶化温度上昇の評価」
実施例 1で得られたポリエチレン榭脂組成物の結晶化温度、透明性、均一分散性 およびヤング率を表 1にまとめた。 [0164] 元の低密度ポリエチレンの Haze値； 92. 6、ヤング率； 110. 6MPa、結晶化温度； 92. 9°Cと比較して、得られたポリエチレン榭脂組成物は Haze値が小さくなつて、ャ ング率および結晶化温度が上昇し、かつブッが殆ど見られないことから、造核剤が極 めて均一にポリエチレン榭脂中に分散した結果、剛性などの機械的物性および透明 性が向上し、結晶化温度が大幅に上昇したことがわかる。
[0165] 表 1の物性データ力 本実施例の分散装置は、製造されるポリエチレン榭脂組成 物に均一な分散性を与えることによりポリエチレン榭脂の特性を改善することができる 装置であることがわかる。
[0166] 「実施例 2〜9」
表 1に示すように、低密度ポリエチレンは実施例 1と同じものを用い、造核剤の種類 と濃度、撹拌時間および周速度を変化させた。それ以外は、実施例 1と同じ分散装 置を用い、同様の製造方法により低密度ポリエチレン榭脂組成物を得た。その物性 を表 1に示した。
[0167] 「比較例 1」
用いる材料は実施例 3と同様で、ブラベンダーミキサ (株式会社東洋精機製作所製 ラボプラストミル)を用いて全材料を投入後 125°C、 5分間、回転数 60rpmで溶融混 練して低密度ポリエチレン榭脂組成物を得た。
[0168] 「比較例 2」
用いる材料は実施例 5と同様で、製造方法は比較例 1と同様の方法よつて低密度 ポリエチレン榭脂組成物を得た。
[0169] 「均一分散性、機械的物性向上および結晶化温度上昇の評価」
実施例 2〜9で得られた低密度ポリエチレン榭脂組成物は、表 1で示すように元の 低密度ポリエチレン榭脂に比べ、ヤング率が上昇し Haze値が小さくなり、ブッが殆ど 見られず結晶化温度が上昇していることから造核剤が極めて均一に分散した結果、 剛性などの機械的物性および透明性が向上し、結晶化温度が上昇したことがわかる 。また、所定の範囲内で造核剤の量、撹拌時間、周速度を変化させても均一分散性 を確保して!/ヽることがゎ力ゝる。
[0170] 一方、比較例 1および 2で得られた低密度ポリエチレン榭脂組成物は、結晶化温度 は幾分上昇しているものの、 Haze値が大きくは改善されず、ヤング率はわずかな上 昇に留まり、ブッが多いことから用いたポリエチレン榭脂の特性が劣化し、分散性も 悪いことがわ力る。
[表 1]
表 1
Figure imgf000027_0001
LDPE(F522N) : 宇部丸善ポリエチレン社製 低密度ポリエチレン
NA-11 : 旭電化工業社製 造核剤アデカスタブ NA- 11 ナトリウム 2, 2，一メチレ ンビス（4, 6—ジ第三ブチルフエ-ル）ホスフェート
ゲルオール MD : 新日本理化社製 造核剤 ビス (4—メチルベンジリデン)ソルビト ノレ
AL-PTBBA: 大日本インキ化学工業社製 造核剤 4—第三ブチル安息香酸アル ミニゥム塩。
「造核剤マスターバッチの製造」
密度 0. 917g/cm3で MFR値； 5g/10分、軟化温度； 100. 2°Cの低密度ポリエ チレン (株式会社プライムポリマー製:ミラソン 11P、 3mm径ペレット） 95重量0 /0にナト リウム 2, 2，ーメチレンビス（4, 6—ジ第三ブチルフエ-ル）ホスフェート（旭電化工 業株式会社製:アデカスタブ NA— 11)5重量％を加えて、実施例 1と同じ分散装置を 用い、周速度 27m/secにて 28秒間室温で撹拌し、アデカスタブ NA— 11の造核剤 マスターバッチを得た。
[0172] 同様の方法で造核剤の種類を変えることにより、ビス (4—メチルベンジリデン)ソル ビトール (新日本理化株式会社製：ゲルオール MD)および 4 第三ブチル安息香酸 アルミニウム塩 (大日本インキ化学工業株式会社製： AL PTBBA)の造核剤マスタ 一バッチを製造した。
[0173] 「実施例 10」
上記で製造したアデカスタブ NA— 11の造核剤マスターバッチ 2重量％を、密度； 0 . 919g/cm3、 MFR値； 2g/10分、軟化温度； 117°Cの直鎖状低密度ポリエチレ ン（株式会社プライムポリマー製： IDEMITSU— LL 0234H、 3mm径ペレット） 98 重量％に加え、実施例 1と同じ分散装置を用い、周速度 27mZsecにて 44秒間室温 で撹拌し、直鎖状低密度ポリエチレン榭脂組成物を得た。その物性を表 2に示した。
[0174] 「実施例 11〜17」
表 2に示すように、実施例 10と同じ直鎖状低密度ポリエチレン榭脂を用い、造核剤 マスターバッチの種類と濃度、撹拌時間および周速度を変化させた。それ以外は、 実施例 10と同様の製造方法により直鎖状低密度ポリエチレン榭脂組成物を得た。そ の物性を表 2に示した。
[0175] 「比較例 3」
実施例 16と同様の材料を用いて表 2に示す条件で撹拌し、直鎖状低密度ポリェチ レン榭脂組成物を得た。
[0176] 「比較例 4」
実施例 11と同様の材料を用 ヽて表 2に示す条件で撹拌し、直鎖状低密度ポリェチ レン榭脂組成物を得た。
[0177] 「均一分散性、機械的物性向上効果および結晶化温度上昇の評価」
実施例 10〜 17で得られた直鎖状低密度ポリエチレン榭脂組成物は、表 2で示すよ うに元の直鎖状低密度ポリエチレン榭脂に比べ、ヤング率が上昇し Haze値が小さく なり、ブッが殆ど見られず結晶化温度が上昇している力 比較例 3および 4のように所 定範囲外の周速度や、所定以上の撹拌温度にすると用いたポリエチレン榭脂が劣化 し造核剤の均一分散性が損なわれる結果、ブッが多ぐ透明性および機械的物性の 改善効果がな 、か小さ 、ことがわかる。
[表 2]
表 2
Figure imgf000029_0001
LLDPE (0234H) : プライムポリマー社製 直鎖状低密度ポリエチレン。
[0178] 「実施例 18」
前記で製造したアデカスタブ NA— 11の造核剤マスターバッチ 2重量％を、密度 0 . 905g/cm3、 MFR値: 4g/10分、軟化温度 83°Cのメタ口セン直鎖状低密度ポリ エチレン（株式会社プライムポリマー製：エボリユー SP0540、 2. 5mm径ペレット） 98 重量％に加え、実施例 1と同じ分散装置を用い、周速度 27mZsecにて 22秒間室温 で撹拌し、メタ口セン直鎖状ポリエチレン榭脂組成物を得た。その物性を表 3に示した
[0179] 「実施例 19〜27」
表 3に示すように、実施例 18と同じメタ口セン直鎖状低密度ポリエチレン榭脂を用い 、造核剤マスターバッチの種類と濃度、撹拌時間および周速度を変化させた。それ 以外は、実施例 18と同様の製造方法によりメタ口セン直鎖状低密度ポリエチレン榭 脂組成物を得た。その物性を表 3に示した。 [0180] 「比較例 5」
実施例 20と同様の材料を用いて表 3に示す条件で撹拌し、メタ口セン直鎖状低密 度ポリエチレン榭脂組成物を得た。
[0181] 「比較例 6〜8」
材料は表 3に示す材料を用い、ブラベンダーミキサ (株式会社東洋精機製作所製ラ ボプラストミル)を用いて全材料を投入後 125°C、 5分間、回転数 60rpmで溶融混練 してメタ口セン直鎖状低密度ポリエチレン榭脂組成物を得た。
[0182] 「均一分散性、機械的物性向上効果および結晶化温度上昇の評価」
実施例 18〜27で得られたメタ口セン直鎖状低密度ポリエチレン榭脂組成物は、表 3で示すように元のメタ口セン直鎖状低密度ポリエチレン榭脂に比べ、ヤング率が上 昇し Haze値が小さくなり、ブッが殆ど見られないうえ、結晶化温度が小さなもので 14 °C程度、大きなものでは 20°C以上と大幅に上昇している力 比較例 5のように所定範 囲外の周速度にした場合、または比較例 6〜8のように従来の方法で溶融混練した 場合は、用いたメタ口セン直鎖状ポリエチレン榭脂への造核剤の均一分散性および Zまたは特性が損なわれる結果、ブッが多ぐ透明性および機械的物性の改善効果 がないか小さいことがわかる。
[表 3]
表 3
Figure imgf000031_0001
メタ口セン LLDPE (SP0540)： プライムポリマー社製 メタ口セン直鎖状低密度ポリエ チレン。
[0183] 2.医薬製剤
「実施例 28」
低密度ポリエチレン (宇部丸善ポリエチレン株式会社製: F522N、 3mm径ペレット )の粉砕品（平均粒径 400 μ m) 9重量部、平均粒径 4 μ mのフロセミド 1重量部（和光 純薬工業株式会社製)を、実施例 1と同じ分散装置を用いて周速度 21mZsecにて 3 分間室温で撹拌し、フロセミドとポリエチレンの分散体を得た。
[0184] 「実施例 29および 30」
表 4に示すように、実施例 28と同じ材料を同重量比率、同周速度で、同じ分散装置 を用い、室温で、撹拌時間を変化させてフロセミドとポリエチレンの分散体を得た。
[0185] 「比較例 9」
表 4に示すように、実施例 28と同じ材料を同重量比率でポリエチレン袋中に入れ、 5分間室温で手振り混合して薬物と高分子体の物理的混合物を得た。 [0186] 「薬物分散性の評価試験」
実施例 28〜30で得られた薬物高分子分散体、および比較例 9で得られた物理的 混合物の各々一定量を秤量し、アセトンに一昼夜浸漬後、超音波洗浄機で 3分間超 音波処理した後、濾過し、不溶物をアセトンで 5回洗浄した。
[0187] 得られた不溶物を 200°Cでプレスしてフィルムに成形し、そこに含まれているフロセ ミドを、 Perkin Elmer社製の FT— IR分光光度計によりフロセミドの特性吸収である
3285cm 1の吸収を用いて定量し、フロセミドの残存率を計算した。その結果を表 4に 示した。
[表 4]
表 4
Figure imgf000032_0001
使用材料 薬物:フロセミド (和光純薬製）
高分子体：低密度ポリエチレン (宇部丸善ポリエチレン社製： F522N) 薬物 Z高分子体 = 1/9 (重量部)。
[0188] 表 4によると、比較例 9のように単に手で振り混ぜた物理的混合物では、薬物である フロセミドは高分子体の表面に留まって中にまで浸入分散できないためアセトンで容 易に洗い出されてしまう。一方、実施例 28〜30では、フロセミドは高分子体であるポ リエチレン粒子の内部にまで浸入分散するためアセトンで洗っても少なくとも一部は ポリエチレン内部に留まり、かつその量は処理時間が長くなると多くなり、 30分処理 では大部分の薬物が高分子体であるポリエチレン中に留まって 、ることが分かる。
[0189] 「実施例 31」
平均粒径 30 μ mのヒドロキシプロピルセルロース（日本曹達株式会社製： HPC L —Type ) 9重量部に平均粒径 4 μ mのフロセミド 1重量部（和光純薬工業株式会社 製)を、実施例 1と同じ分散装置を用い、周速度 21mZsecにて 1分間室温で撹拌し 、フロセミドと HPCの分散体を得た。
[0190] 「実施例 32〜34」
実施例 31と同じ材料を同重量比率、同周速度で、同じ分散装置を用い、室温で、 撹拌時間を 3分 (実施例 32)、 10分 (実施例 33)、 30分 (実施例 34)と変化させて高 分子薬物分散体を得た。
[0191] 実施例 34の薬物高分子分散体の一定量をアセトンに溶解し、その中に含まれるフ 口セミドの量を下記の条件で高速液体クロマトグラフィを用いて定量することにより混 合撹拌前後でフロセミド量に変化のないことを確認した。
[0192] カラム： SUPELCO社製 Ascentis C18, 3 μ ηι
Catalog # 581320— U
溶出液:メタノール、 2mlZmin、 40°C
検出： UV (280nm)。
[0193] 「比較例 10」
実施例 31と同じ材料を同重量比率でポリエチレン袋中に入れ、 5分間室温で手振 り混合して薬物と高分子体の物理的混合物を得た。
[0194] 「薬物高分子複合体の薬物分散性の評価試験」
実施例 31〜34で得られた薬物高分子分散体および比較例 10で得られた物理的 混合物について、株式会社リガク製 X線回折測定装置 Geigerflex Rad IBを用 いて X線回折を測定した。その結果を図 16に示す。
[0195] 図 16の左上はフロセミド、左下は HPCの X線回折である。図 16の右側に比較例 1 0および実施例 31〜34の X線回折の測定結果を示す。右上の物理的混合物（比較 例 10)ではフロセミドの結晶に由来する回折が観察される力 1分処理 (実施例 31) ではその結晶に由来する回折が小さくなり、処理時間が長くなるにつれさらにその回 折が小さくなり 30分 (実施例 34)では完全に消失して！/、る。
[0196] また、図 17には比較例 10で得られた物理的混合物表面の電子顕微鏡による観察 結果の模式図を示す力 HPC粒子の表面に数/ z m程度のフロセミドが付着している 様子が観察される。
[0197] 図 18〜図 21は各々実施例 31〜34で得られた薬物高分子複合体の粒子表面の 電子顕微鏡による観察結果の模式図であるが、それらの観察結果では、処理時間が 長くなるほど HPC表面のフロセミドによると思われる小粒子が小さくなり、 30分の処理 (実施例 34)では HPC表面が平滑になり、その粒子が全く見えなくなってしまうことが ゎカゝる。
[0198] これは薬物であるフロセミド力 処理時間が短い場合は HPC表面に少なくとも一部 が留まっている力 処理時間が長くなるに従って HPCの粒子表面から内部にまで浸 入分散して 、ることを示して 、る。
[0199] 図 22には実施例 32で得られた薬物高分子分散体の粒子表面の電子顕微鏡によ る観察結果の模式図を、図 23にはその同じ部分のエネルギー分散型蛍光 X線分析 の結果を示す。これらの図によると、図 23において全面に分布している小さな白い点 はフロセミドに含まれる硫黄原子に由来するものであるが、 HPC粒子表面に極めて 均一微細に硫黄原子すなわちフロセミドが分散していることがわかる。
[0200] これら実施例 31〜34の X線回折の結果と表 4の結果とを併せて考察すると、本発 明の分散体は担体である高分子体の粒子内部にまで薬物が侵入し均一に分散して いることがわ力る。
[0201] 「溶解性の評価」
実施例 31〜34で得られた薬物高分子分散体、比較例 10の物理的混合物およびフ 口セミド粉末について、第 14改正日本薬局方収載の溶出試験法に従い溶出試験を 実施した。図 24にその結果示すが、フロセミド粉末および物理的混合物と比べ実施 例 31〜34の分散体では明らかに溶解速度が向上していることがわかる。
[0202] 3.ポリエチレン 顔料分散体
「実施例 35」
低密度ポリエチレン (東ソ一株式会社製：ペトロセン 202Rの機械粉砕品、粒子径 2 00 μ m~500 μ m) 79重量部、微粒子酸化鉄（BASF社製： Sicotrans Red L2 715D、粒子径 20nm) 20重量部、ステアリン酸亜鉛 (堺化学工業株式会社製: SZ - 2000) 1重量部および蒸留水 20重量部を、実施例 1と同じ分散装置を用い、周 速度 42mZsecにて溶融状態となるまで撹拌してポリエチレン 酸ィ匕鉄分散体を得 た。
[0203] 「比較例 11」
実施例 35から蒸留水を除いた配合物をヘンシェルミキサにより羽根の外縁の周速 度 42mZsecで 5分間撹拌した後、ブラベンダーミキサ (株式会社東洋精機製作所 製ラボプラストミル)を用いて 5分間、回転数 80rpmで溶融混練してポリエチレン 酸 化鉄分散体を得た。
[0204] 「顔料分散性の評価試験」
得られた分散体を、顔料の含量が 3重量％になるまで用いた榭脂で希釈し、厚さ 3 0 mのインフレーションフィルムを作成し、 1cm3の体積中に存在する面積 0. lmm2 以上のブッの個数を測定し、その結果を表 5に示した。他に、当該フィルムを 400倍 の光学顕微鏡により観察し、その観察結果の模式図を図 25〜30に示した。
[表 5]
表 5
Figure imgf000035_0001
[0205] 「実施例 36」
低密度ポリエチレン (東ソ一株式会社製：ペトロセン (登録商標) 354の機械粉砕品、 粒子径 200 μ m〜500 μ m) 70重量部、キナクリドン (大日本インキ化学工業株式 会社製： Fastogen Super Magenta RE— 03) 30重量部、蒸留水 40重量部、 分散剤（ポリエチレングリコールモノステアレート (40E. O. ) 和光純薬工業株式会 社製) 0. 6重量部を実施例 1と同じ分散装置を用い、周速度 37mZsecで 3分間処理 した後、引き続き周速度 42mZsecで溶融するまで処理してポリエチレンーキナタリド ン分散体を得た。
[0206] 「比較例 12」
実施例 36から蒸留水を除いた配合物をヘンシェルミキサにより羽根の外縁の周速 度 42mZsecで 5分間撹拌した後、 2ロールにて 120°C、 5分間処理してポリエチレン —キナタリドン分散体を得た。
[0207] 「実施例 37」
低密度ポリエチレン (東ソ一株式会社製：ペトロセン 354の機械粉砕品、粒子径 20 0 πι〜500 /ζ m) 55重量部、ァゾ系顔料 (大日精ィ匕工業株式会社製:セイカファ ストレッド 1980) 45重量部、蒸留水 40重量部、分散剤 (ポリオキシエチレン（23)ラ ゥリルエーテル和光純薬工業株式会社製) 0. 9重量部を実施例 1と同じ分散装置を 用い、周速度 37mZsecで 5分間処理した後、引き続き周速度 42mZsecで溶融す るまで処理してポリエチレン ァゾ系顔料分散体を得た。
[0208] 「比較例 13」
実施例 37と同配合力も蒸留水を除いた配合物をヘンシェルミキサにより羽根の外 縁の周速度 42mZsecで 5分間撹拌した後、 2ロールにて 120°C、 5分間処理してポ リエチレン ァゾ系顔料分散体を得た。
[0209] 「顔料分散性の評価」
表 5に示すように、実施例 35と比較例 11、実施例 36と比較例 12、および実施例 3 7と比較例 13とを比較すると、いずれも、本発明の実施例ではフィルム中のブッの個 数が 0となっており優れた分散性を示すことが分かる。また、図 25〜図 30の光学顕微 鏡による観察結果の模式図においても、一見して本発明の実施例の優れた分散性 を見て取ることができる。
[0210] 「実施例 38」
低密度ポリエチレン (宇部丸善ポリエチレン株式会社製: F522Nの機械粉砕品、粒 子径 200 111〜500 111) 80重量部、微粒子酸化亜鉛 (堺化学工業株式会社製： Nanofine50LP、粒子径 20nm) 20重量部を実施例 1と同じ分散装置を用い、周 速度 37mZsecにて 3分間処理した後、さらに蒸留水を 20重量部加え、引き続き周 速度 42mZsecで溶融状態となるまで撹拌してポリエチレン 微粒子酸ィ匕亜鉛分散 体を得た。
[0211] 「比較例 14」
実施例 38から蒸留水を除いた配合物をヘンシェルミキサにより羽根の外縁の周速 度 42mZsecで 5分間撹拌した後、ブラベンダーミキサ (株式会社東洋精機製作所 製ラボプラストミル)を用いて全材料を投入後 120°C、 5分間、回転数 80rpmで溶融 混練してポリエチレン 微粒子酸ィ匕亜鉛分散体を得た。
[0212] 「透明性の評価試験」
実施例 38および比較例 14で得られた分散体、並びに処理前の低密度ポリエチレ ンそのものから、厚さ 0. 5mmのシートを作成し、その Haze値を株式会社東洋精機 製作所製、直読ヘーズメータを用い JIS—K— 7136— 1に準じ測定し、その結果を 表 6に示した力 実施例 38は比較例 14に比べ Haze値が小さいことから、分散が優 れているため透明性が高いことが分かる。また、図 31 (実施例 38)および図 32 (比較 例 14)の光学顕微鏡による観察結果の模式図においても一見して実施例の優れた 分散性を見て取ることができる。
[表 6]
表 6
Figure imgf000037_0001
産業上の利用可能性
[0213] 本発明によると、特性劣化を抑制しながら、液体同士、液体と固体または固体同士 の分散において微細で均一分散性に優れた分散体を効率良く与えることのできる分 散方法、分散装置および該分散装置を用いた分散体製造方法を提供できる。
[0214] 例えば、水中に香料などのオイル状物質を微細に分散させて化粧品の製造に用い たり、水中に顔料などの粉体を微細均一に分散させてインクジェット印刷用インキを 製造したり、医薬品担体に薬剤を微細均一に分散させて難溶性薬物の吸収性向上 を図ったり、榭脂に微細均一に顔料を分散させて着色榭脂を製造したりできる。
[0215] なお、各種の実施例 1〜38を例示した力 そのうち、実施例 1〜27, 31〜38は、固 体の被分散物を表面のみ溶融させて混練させる溶融混練に関するものである。

Claims

請求の範囲
[1] 円筒形のキヤビティを有する容器と、前記キヤビティと同軸状に回転自在に軸支さ れて 、て前記キヤビティの内部に配置されて 、る撹拌部材と、前記撹拌部材を一定 方向に回転駆動する回転駆動部と、を有し、前記容器のキヤビティに収容された被 分散物を前記回転駆動部により回転駆動される前記撹拌部材により撹拌する分散装 置であって、
前記撹拌部材は、回転自在に軸支されていて前記回転駆動部により回転駆動され る円柱状の回転軸体と、前記回転軸体の外周面上に回転方向で等間隔となる偶数 の位置に配置されている複数の羽根と、を有し、
前記回転軸体の軸心方向を上下方向としたときに前記回転方向で奇数番目の前 記羽根は迎角が負値で相対的に下方に位置しているとともに偶数番目の前記羽根 は迎角が正値で相対的に上方に位置しており、
前記羽根の上下幅 Aおよび奇数番目の前記羽根の上端と偶数番目の前記羽根の 下端との上下方向での間隔 Bが、
-A/2≤B≤A/2
を満足して!/ヽることを特徴とする分散装置。
[2] 前記間隔 Bが、さらに、
0≤B
を満足して 、ることを特徴とする請求項 1に記載の分散装置。
[3] 奇数番目の前記羽根の前縁が前記キヤビティの下面近傍に位置しているとともに 偶数番目の前記羽根の前縁が前記キヤビティの上面近傍に位置している請求項 1ま たは 2に記載の分散装置。
[4] 前記奇数番目と前記偶数番目との前記羽根の組み合わせが前記回転軸体の軸心 方向にも複数に配列されていることを特徴とする請求項 1または 2に記載の分散装置
[5] 奇数番目の位置の最下位の前記羽根の前縁が前記キヤビティの下面近傍に位置 しているとともに偶数番目の位置の最上位の前記羽根の前縁が前記キヤビティの上 面近傍に位置している請求項 4に記載の分散装置。
[6] 前記羽根の迎角が失速角未満であることを特徴とする請求項 1な!、し 5の何れか一 項に記載の分散装置。
[7] 前記羽根の前縁に連続する部分に前記軸心方向と略直交した平面が形成されて
V、ることを特徴とする請求項 1な 、し 6の何れか一項に記載の分散装置。
[8] 前記羽根の外縁が前記キヤビティの内周面と略平行な円弧状に形成されている請 求項 1な!、し 7の何れか一項に記載の分散装置。
[9] 前記羽根の前縁と後縁とが略平行であることを特徴とする請求項 1な 、し 8の何れ か一項に記載の分散装置。
[10] 前記羽根の前後幅が前記回転軸体の直径より小さいことを特徴とする請求項 9に 記載の分散装置。
[11] 前記容器の部材内部と前記撹拌部材の内部との少なくとも一方に調温流路が形成 されており、
前記調温流路に伝熱流体を流動させる温度調整機構を有することを特徴とする請 求項 1な!、し 10の何れか一項に記載の分散装置。
[12] 底部材、円筒形状の壁部材および蓋部材力 なる容器、並びにその容器のキヤビ ティ中で回転する円柱状の回転軸体を備え、
その回転軸体の軸中心が円筒状の壁部材に平行になるように底部材または蓋部 材に取り付けられ、
その回転軸体に二枚の羽根が回転方向に対して一定の傾きをもって取り付けられ その二枚の羽根が円周方向に 180度ずらされ、軸心方向では二枚の羽根が重な つた位置にな!、分散装置であって、
底部側にある羽根は回転面から回転方向に向かって後部が蓋部側に上がった傾 きで設置され、
蓋部側にある前記羽根は回転方向に向力つて後部が底部側の羽根と同じ角度で 蓋部側から下がって設置され、
その設置された二枚の羽根のうち、最も底部近くにある羽根は前記底部材に、最も 蓋部近くにある羽根は前記蓋部材に、各々接することなく接近して設置され、 容器のキヤビティ中で被分散物を撹拌するとき、その撹拌状態が層流であることを 特徴とする分散装置。
[13] 請求項 12に記載の二枚の前記羽根を設置した前記回転軸体を基本構造として、 前記キヤビティ中でこの基本構造を回転軸の軸心方向および Zまたは回転面方向 に繰り返してなり、
その設置された偶数個の羽根のうち、最も底部近くにある羽根は前記底部材に、最 も蓋部近くにある羽根は前記蓋部材に、各々接することなく接近して設置されて 、る ことを特徴とする分散装置。
[14] 前記容器部材、前記回転軸体および Zまたは前記羽根の内部に冷媒または熱媒 を通すことのできる構造をもつことを特徴とする請求項 12または 13に記載の分散装 置。
[15] 前記羽根が、一定方向の回転により前記被分散物を前記キヤビティの内周面と略 平行に回転させるとともに前記回転軸体の軸心方向に往復させる形状および配置と なって 、ることを特徴とする請求項 1な 、し 14の何れか一項に記載の分散装置。
[16] 円筒形のキヤビティを有する容器と、前記キヤビティと同軸状に回転自在に軸支さ れて 、て前記キヤビティの内部に配置されて 、る撹拌部材と、前記撹拌部材を回転 駆動する回転駆動部と、を有し、前記容器のキヤビティに収容された被分散物を前記 回転駆動部により回転駆動される前記撹拌部材により撹拌する分散装置であって、 前記撹拌部材は、一定方向の回転により前記被分散物を前記キヤビティの内周面 と略平行に回転させるとともに前記回転軸体の軸心方向に往復させるように形成され て!ヽることを特徴とする分散装置。
[17] 前記被分散物を層流で流動させることを特徴とする請求項 16に記載の分散装置。
[18] 前記キヤビティの内周面の近傍に前記被分散物を局在させた状態とし、この状態で 前記被分散物を流動させることを特徴とする請求項 1ないし 17の何れか一項に記載 の分散装置。
[19] 前記被分散物として複数の固体を溶融混練することを特徴とする請求項 1ないし 18 の何れか一項に記載の分散装置。
[20] 前記被分散物は、第一の固体粒子と第二の固体粒子とを含み、 前記第一の固体粒子に前記第二の固体粒子を混入させることを特徴とする請求項
1ないし 19の何れか一項に記載の分散装置。
[21] 前記第一の固体粒子は榭脂粒子であり、前記第二の固体粒子は顔料であることを 特徴とする請求項 20に記載の分散装置。
[22] 容器のキヤビティ中で被分散物を撹拌するとき、その撹拌状態が層流であることを 特徴とする分散方法。
[23] 請求項 1ないし 21の何れか一項に記載の分散装置で前記被分散物を撹拌する請 求項 22に記載の分散方法。
[24] 円筒形の前記容器に収容された前記被分散物を前記キヤビティの内周面と略平行 に回転させるとともに軸心方向に往復させる請求項 23に記載の分散方法。
[25] 前記キヤビティの内周面の近傍に前記被分散物を局在させた状態とし、この状態で 前記被分散物を流動させることを特徴とする請求項 22ないし 24の何れか一項に記 載の分散方法。
[26] 分散媒とそれに分散させる添加物とからなる被分散物を請求項 1ないし 21の何れ か一項に記載の分散装置により分散させることを特徴とする分散体製造方法。
[27] 分散媒が高分子体であることを特徴とする請求項 26に記載の分散体製造方法。
[28] 高分子体が熱可塑性榭脂であることを特徴とする請求項 27に記載の分散体製造 方法。
[29] 熱可塑性榭脂がポリオレフインであることを特徴とする請求項 28に記載の分散体製 造方法。
[30] 添加物が無機物および有機物のうち少なくとも一つの高分子量ィヒ合物および Zま たは低分子量ィ匕合物であることを特徴とする請求項 26ないし 29の何れか一項に記 載の分散体製造方法。
[31] 添加物が顔料であることを特徴とする請求項 30に記載の分散体製造方法。
[32] 添加物が薬物であることを特徴とする請求項 30に記載の分散体製造方法。
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