原料粒子微細化装置
【課題】凝集した原料粒子を分離して容易に連続して微細化させ、粒径の大きな原料粒子を分割して容易に連続して微細化する原料粒子微細化装置を提供する。
【解決手段】原料粒子微細化装置１は、外縁に歯３が設けられて高速回転する回転体２と、原料粒子６と液体７とをプレミキシングした混合液５を接近する歯３に向けて噴射するノズル４と、を備え、混合液５を回転体２の歯３に衝突させて液体７内に分散している原料粒子６を連続的に微細化させる。
【解決手段】原料粒子微細化装置１は、外縁に歯３が設けられて高速回転する回転体２と、原料粒子６と液体７とをプレミキシングした混合液５を接近する歯３に向けて噴射するノズル４と、を備え、混合液５を回転体２の歯３に衝突させて液体７内に分散している原料粒子６を連続的に微細化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料粒子微細化装置に係り、特に、凝集した原料粒子を分離或いは乳化して微細化させ、粒径の大きな原料粒子を分割して微細化する原料粒子微細化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料粒子を微細化させる装置としては、特許文献１に示すようなボールミルが知られている。ボールミルは、粉砕したい原料粒子と一緒にセラミックや金属などの硬質ボールを円筒形のドラムを入れ、ドラムを回転させて硬質ボール同士がぶつかり合うことで原料粒子を粉砕して微細化する装置である。
【０００３】
一方、特許文献２には、液体と原料粒子とを混合撹拌して成分を微粒化して乳化し、分散させる高速撹拌装置が開示されている。この高速攪拌装置は、内周面に凹凸が形成された円筒状の攪拌槽と、この攪拌槽の底面を含む外周面に冷却水を供給かつ排出する水冷配管が接続された外層と、攪拌槽の内周面と僅かの間隙を有して攪拌槽と同心にて高速回転可能な回転羽根と、この回転羽根を端部に支持して正逆高速回転駆動可能なシャフトと、堰板を介して攪拌槽の上部に設けられ製品を排出する排出管を有する上部容器と、この上部容器を密閉する蓋とを備え、攪拌槽の内部面に設けられた凸凹により被処理液の流れを乱して攪拌作用を一段と大きくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８３７７８９号
【特許文献２】特開２００７−１２５４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術であるボールミルは、硬質ボール同士を衝突させることで原料粒子を粉砕する技術であるが、微小な原料粒子を均一化させるには粗い方法であり、別途フィルタを備える必要がある。また、粘度のある原料粒子の微細化は難しいという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１の技術では攪拌の際に発生する熱を冷却する必要があり、装置が過大となるという問題がある。
【０００７】
本願の目的は、かかる課題を解決し、凝集した原料粒子を分離して容易に連続して微細化させ、粒径の大きな原料粒子を分割して容易に連続して微細化する原料粒子微細化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る原料粒子微細化装置は、外縁に歯が設けられて高速回転する回転体と、原料粒子と液体とをプレミキシングした混合液を回転体の接近する歯に向けて噴射するノズルと、を備え、混合液を回転体の歯に衝突させて液体内に分散している原料粒子を微細化させることを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、原料粒子微細化装置は、原料粒子と液体とをプレミキシングした混合液を高速回転する回転体の歯に向かってノズルにより噴射して連続的に衝突させることで、液体内に分散している原料粒子を容易に微細化することができる。また、ノズルに接近する歯に向かってノズルを噴射させることで歯と原料粒子とが衝突する際の衝撃エネルギを増大させ、微細化の効果を上げることができる。
【００１０】
また、原料粒子微細化装置は、回転体の歯が、回転体の平板面に直交する方向に対して角度を有して取付けられ、ノズルから噴射された混合液を回転体の面外方向に放射することが好ましい。これにより、ノズルから噴射された混合液はノズルの方向に向かって放射されず、混合液の回収を容易に行うことができる。
【００１１】
さらに、原料粒子微細化装置は，液体と回転体の歯に衝突して微細化された原料粒子との混合液を回収する回収容器と、回収容器内の混合液をノズルに供給する供給装置とを備えることが好ましい。これにより、微細化された原料粒子を回収すると共に、より微細化の程度を上げるために再度混合液を循環して回転する回転体の歯に衝突させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係る原料粒子微細化装置によれば、凝集した原料粒子を分離して容易に連続して微細化させ、粒径の大きな原料粒子を分割して容易に連続して微細化する原料粒子微細化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る原料粒子微細化装置の１つの実施形態の概略構成を示す平面図及び説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】ノズルから噴射される混合液と回転体の歯との位置関係を示す説明図である。
【図４】角度が付いた回転体の歯による実施例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を用いて本発明に係る原料粒子微細化装置の実施形態につき、詳細に説明する。図１に、本発明に係る原料粒子微細化装置１の１つの実施形態の概略構成を示す。また、図２に、図１のＡ−Ａ断面を示す。原料粒子微細化装置１は、箱状の筐体１１内に設けられた回転体２及びノズル４から構成され、回収容器８及び供給装置９により混合液５を循環させることができる。
【００１５】
本実施形態では、原料粒子６は、例えばリチウムイオン電池の電極材料などの無機質の粉体である。この原料粒子６である紛体を構成する複数の粒子が凝集して粒子径が大きくなっている場合があり、粒子径を均一化させるために凝集した原料粒子６を分離して微細化させる必要がある。また、原料粒子６である紛体を構成する粒子には、粒子径の大きなものがある場合があり、粒子を分割して微細化させる必要がある。このように、原料粒子微細化装置１が対象とする原料粒子６は、微細化させて粒度分布を均一化させる必要のある原料粒子６であればリチウムイオン電池の電極材料に限らない。
【００１６】
本実施形態では、液体７は、例えば樹脂製のポリマーであり、混合液５とは、原料粒子６である紛体を液体７に混合して原料粒子６を液体７内に分散させたものをいう。この液体７は、原料粒子６の繋ぎ剤の役割を有する。また、液体７には、原料粒子６である紛体の分散を促進させる分散処理剤、或いは不粘着化剤等が含まれていても良い。
【００１７】
他の実施例として、この原料粒子６が油性物であり液体７が水であっても良い。この場合には、混合液５に含まれる原料粒子６である油性物が本発明に係る原料粒子微細化装置１により微細化されて乳化する。また、他の実施例として、この混合液５がアクリル及びウレタンから構成されるハイブリッド・ポリマーであり、このハイブリッド・ポリマーの微細化に用いても良い。
【００１８】
回転体２は、円形の板の外縁に歯３が設けられ、回転軸１５を介してモータ１０に接続されて高速回転する。ノズル４は、原料粒子６と液体７とをプレミキシングした混合液５を接近する歯３に向けて噴射する。すなわち、図１の矢印（Ｒ）に示す回転体２の回転方向に対して対向する方向に混合液５を噴射する。そして、混合液５を回転体２の歯３に衝突させて液体７内に分散している原料粒子６を衝突の際の衝撃エネルギにより微細化させる。本実施形態では、箱状の筐体１１の４隅にそれぞれ４つのノズル４を設置するが、このノズル４の位置及び個数はこれに限らない。
【００１９】
筐体１１の底部には、噴射された混合液５を回収するホッパー１４が設けられる。そして、微細化されてホッパー１４から回収された混合液５は、回収口１６に集約されて回収容器８に収容される。原料粒子微細化装置１による原料粒子６の微細化が終了した場合には、混合液５は回収容器８の取出し口１７から回収される。原料粒子６の微細化を再度行う場合には、供給配管１８を通じてノズル４に混合液５が供給される。この供給配管１８には、ポンプ１２及びバルブ１３が設けられ混合液５の供給及び調節が行われる。
【００２０】
図３に、ノズル４から噴射される混合液５と回転体２の歯３との位置関係を示す。図３（ａ）では、ノズル４から発射された混合液５は歯３ａに衝突する。回転体２が回転方向Ｒに回転して図３（ｂ）の位置になると、ノズル４から発射された混合液５は歯３ａから歯３ｂに乗り換えて衝突する。このように、ノズル４から発射された混合液５は、連続して回転体２の歯３に衝突し、混合液５の原料粒子６が連続的に微細化される。
【００２１】
図４に、角度が付いた回転体２の歯３による実施例を示す。回転体２の歯３は、回転体２の平板面１９に直交する方向に対して角度（α）を有して取付けられる。ノズル４から噴射された混合液５は回転体２の面外で下部方向に放射される。これにより、混合液５は、ノズル４の方向に向かって放射されず、混合液５の回収を容易にすることができる。また、図２に示すホッパー１４の円錐形状により、このノズル４から噴射された混合液５が溜まることなく回収口１６に回収される。
【符号の説明】
【００２２】
１ 原料粒子微細化装置、２ 回転体、３ 歯、４ ノズル、５ 混合液、６ 原料粒子、７ 液体、８ 回収容器、９ 供給装置、１０ モータ、１１ 筐体、１２ ポンプ、１３ バルブ、１４ ホッパー、１５ 回転軸、１６ 回収口、１７ 取出し口、１８ 供給配管、１９ 平盤面、Ｒ 回転方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料粒子微細化装置に係り、特に、凝集した原料粒子を分離或いは乳化して微細化させ、粒径の大きな原料粒子を分割して微細化する原料粒子微細化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料粒子を微細化させる装置としては、特許文献１に示すようなボールミルが知られている。ボールミルは、粉砕したい原料粒子と一緒にセラミックや金属などの硬質ボールを円筒形のドラムを入れ、ドラムを回転させて硬質ボール同士がぶつかり合うことで原料粒子を粉砕して微細化する装置である。
【０００３】
一方、特許文献２には、液体と原料粒子とを混合撹拌して成分を微粒化して乳化し、分散させる高速撹拌装置が開示されている。この高速攪拌装置は、内周面に凹凸が形成された円筒状の攪拌槽と、この攪拌槽の底面を含む外周面に冷却水を供給かつ排出する水冷配管が接続された外層と、攪拌槽の内周面と僅かの間隙を有して攪拌槽と同心にて高速回転可能な回転羽根と、この回転羽根を端部に支持して正逆高速回転駆動可能なシャフトと、堰板を介して攪拌槽の上部に設けられ製品を排出する排出管を有する上部容器と、この上部容器を密閉する蓋とを備え、攪拌槽の内部面に設けられた凸凹により被処理液の流れを乱して攪拌作用を一段と大きくする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８３７７８９号
【特許文献２】特開２００７−１２５４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術であるボールミルは、硬質ボール同士を衝突させることで原料粒子を粉砕する技術であるが、微小な原料粒子を均一化させるには粗い方法であり、別途フィルタを備える必要がある。また、粘度のある原料粒子の微細化は難しいという問題がある。
【０００６】
また、特許文献１の技術では攪拌の際に発生する熱を冷却する必要があり、装置が過大となるという問題がある。
【０００７】
本願の目的は、かかる課題を解決し、凝集した原料粒子を分離して容易に連続して微細化させ、粒径の大きな原料粒子を分割して容易に連続して微細化する原料粒子微細化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る原料粒子微細化装置は、外縁に歯が設けられて高速回転する回転体と、原料粒子と液体とをプレミキシングした混合液を回転体の接近する歯に向けて噴射するノズルと、を備え、混合液を回転体の歯に衝突させて液体内に分散している原料粒子を微細化させることを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、原料粒子微細化装置は、原料粒子と液体とをプレミキシングした混合液を高速回転する回転体の歯に向かってノズルにより噴射して連続的に衝突させることで、液体内に分散している原料粒子を容易に微細化することができる。また、ノズルに接近する歯に向かってノズルを噴射させることで歯と原料粒子とが衝突する際の衝撃エネルギを増大させ、微細化の効果を上げることができる。
【００１０】
また、原料粒子微細化装置は、回転体の歯が、回転体の平板面に直交する方向に対して角度を有して取付けられ、ノズルから噴射された混合液を回転体の面外方向に放射することが好ましい。これにより、ノズルから噴射された混合液はノズルの方向に向かって放射されず、混合液の回収を容易に行うことができる。
【００１１】
さらに、原料粒子微細化装置は，液体と回転体の歯に衝突して微細化された原料粒子との混合液を回収する回収容器と、回収容器内の混合液をノズルに供給する供給装置とを備えることが好ましい。これにより、微細化された原料粒子を回収すると共に、より微細化の程度を上げるために再度混合液を循環して回転する回転体の歯に衝突させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係る原料粒子微細化装置によれば、凝集した原料粒子を分離して容易に連続して微細化させ、粒径の大きな原料粒子を分割して容易に連続して微細化する原料粒子微細化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る原料粒子微細化装置の１つの実施形態の概略構成を示す平面図及び説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】ノズルから噴射される混合液と回転体の歯との位置関係を示す説明図である。
【図４】角度が付いた回転体の歯による実施例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を用いて本発明に係る原料粒子微細化装置の実施形態につき、詳細に説明する。図１に、本発明に係る原料粒子微細化装置１の１つの実施形態の概略構成を示す。また、図２に、図１のＡ−Ａ断面を示す。原料粒子微細化装置１は、箱状の筐体１１内に設けられた回転体２及びノズル４から構成され、回収容器８及び供給装置９により混合液５を循環させることができる。
【００１５】
本実施形態では、原料粒子６は、例えばリチウムイオン電池の電極材料などの無機質の粉体である。この原料粒子６である紛体を構成する複数の粒子が凝集して粒子径が大きくなっている場合があり、粒子径を均一化させるために凝集した原料粒子６を分離して微細化させる必要がある。また、原料粒子６である紛体を構成する粒子には、粒子径の大きなものがある場合があり、粒子を分割して微細化させる必要がある。このように、原料粒子微細化装置１が対象とする原料粒子６は、微細化させて粒度分布を均一化させる必要のある原料粒子６であればリチウムイオン電池の電極材料に限らない。
【００１６】
本実施形態では、液体７は、例えば樹脂製のポリマーであり、混合液５とは、原料粒子６である紛体を液体７に混合して原料粒子６を液体７内に分散させたものをいう。この液体７は、原料粒子６の繋ぎ剤の役割を有する。また、液体７には、原料粒子６である紛体の分散を促進させる分散処理剤、或いは不粘着化剤等が含まれていても良い。
【００１７】
他の実施例として、この原料粒子６が油性物であり液体７が水であっても良い。この場合には、混合液５に含まれる原料粒子６である油性物が本発明に係る原料粒子微細化装置１により微細化されて乳化する。また、他の実施例として、この混合液５がアクリル及びウレタンから構成されるハイブリッド・ポリマーであり、このハイブリッド・ポリマーの微細化に用いても良い。
【００１８】
回転体２は、円形の板の外縁に歯３が設けられ、回転軸１５を介してモータ１０に接続されて高速回転する。ノズル４は、原料粒子６と液体７とをプレミキシングした混合液５を接近する歯３に向けて噴射する。すなわち、図１の矢印（Ｒ）に示す回転体２の回転方向に対して対向する方向に混合液５を噴射する。そして、混合液５を回転体２の歯３に衝突させて液体７内に分散している原料粒子６を衝突の際の衝撃エネルギにより微細化させる。本実施形態では、箱状の筐体１１の４隅にそれぞれ４つのノズル４を設置するが、このノズル４の位置及び個数はこれに限らない。
【００１９】
筐体１１の底部には、噴射された混合液５を回収するホッパー１４が設けられる。そして、微細化されてホッパー１４から回収された混合液５は、回収口１６に集約されて回収容器８に収容される。原料粒子微細化装置１による原料粒子６の微細化が終了した場合には、混合液５は回収容器８の取出し口１７から回収される。原料粒子６の微細化を再度行う場合には、供給配管１８を通じてノズル４に混合液５が供給される。この供給配管１８には、ポンプ１２及びバルブ１３が設けられ混合液５の供給及び調節が行われる。
【００２０】
図３に、ノズル４から噴射される混合液５と回転体２の歯３との位置関係を示す。図３（ａ）では、ノズル４から発射された混合液５は歯３ａに衝突する。回転体２が回転方向Ｒに回転して図３（ｂ）の位置になると、ノズル４から発射された混合液５は歯３ａから歯３ｂに乗り換えて衝突する。このように、ノズル４から発射された混合液５は、連続して回転体２の歯３に衝突し、混合液５の原料粒子６が連続的に微細化される。
【００２１】
図４に、角度が付いた回転体２の歯３による実施例を示す。回転体２の歯３は、回転体２の平板面１９に直交する方向に対して角度（α）を有して取付けられる。ノズル４から噴射された混合液５は回転体２の面外で下部方向に放射される。これにより、混合液５は、ノズル４の方向に向かって放射されず、混合液５の回収を容易にすることができる。また、図２に示すホッパー１４の円錐形状により、このノズル４から噴射された混合液５が溜まることなく回収口１６に回収される。
【符号の説明】
【００２２】
１ 原料粒子微細化装置、２ 回転体、３ 歯、４ ノズル、５ 混合液、６ 原料粒子、７ 液体、８ 回収容器、９ 供給装置、１０ モータ、１１ 筐体、１２ ポンプ、１３ バルブ、１４ ホッパー、１５ 回転軸、１６ 回収口、１７ 取出し口、１８ 供給配管、１９ 平盤面、Ｒ 回転方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外縁に歯が設けられて高速回転する回転体と、原料粒子と液体とをプレミキシングした混合液を回転体の接近する歯に向けて噴射するノズルと、を備え、
混合液を回転体の歯に衝突させて液体内に分散している原料粒子を微細化させることを特徴とする原料粒子微細化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原料粒子微細化装置であって、回転体の歯は、回転体の平板面に直交する方向に対して角度を有して取付けられ、ノズルから噴射された混合液を回転体の面外方向に放射することを特徴とする原料粒子微細化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の原料粒子微細化装置であって、液体と回転体の歯に衝突して微細化された原料粒子との混合液を回収する回収容器と、回収容器内の混合液をノズルに供給する供給装置とを備えることを特徴とする原料粒子微細化装置。
【請求項１】
外縁に歯が設けられて高速回転する回転体と、原料粒子と液体とをプレミキシングした混合液を回転体の接近する歯に向けて噴射するノズルと、を備え、
混合液を回転体の歯に衝突させて液体内に分散している原料粒子を微細化させることを特徴とする原料粒子微細化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の原料粒子微細化装置であって、回転体の歯は、回転体の平板面に直交する方向に対して角度を有して取付けられ、ノズルから噴射された混合液を回転体の面外方向に放射することを特徴とする原料粒子微細化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の原料粒子微細化装置であって、液体と回転体の歯に衝突して微細化された原料粒子との混合液を回収する回収容器と、回収容器内の混合液をノズルに供給する供給装置とを備えることを特徴とする原料粒子微細化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−５０９１３（Ｐ２０１１−５０９１３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０４３１８（Ｐ２００９−２０４３１８）
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００２５１２１１）冷化工業株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（０００２５１２１１）冷化工業株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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