(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のケーシングと、このケーシングの内側に配置される振動体と、を備える混合装置であって、前記振動体は、駆動軸とこの駆動軸に取り付けられた円板部材とからなり、前記ケーシング内には前記円板部材どうしの間に広がる節部材が備えられ、前記円板部材及び節部材は、当該円板部材もしくは節部材を貫通する複数個の貫通孔を有し、かつ、前記円板部材の貫通孔と前記節部材の貫通孔は、互いに重なり合わない位置に設けられていることを特徴とする混合装置において、前記振動体が前記ケーシング内で当該ケーシングに対して相対的に振動させることによって二種以上の流体の混合を行うことによりエマルションを製造する方法。
【請求項２】
請求項１記載の混合装置における前記円板部材の周縁部には同方向のテーパーが各々設けられていることを特徴とする混合装置によって二種以上の流体の混合を行うことによりエマルションを製造する方法。
【請求項３】
請求項２記載の混合装置における前記振動体の振動により生ずる該混合装置内の流体の流れの向きと逆の向きの流体を該混合装置内に導入することによって二種以上の流体の混合を行うことによりエマルションを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、良質のエマルションの製造方法及び良質のエマルションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体どうしの撹拌混合を行ってエマルションを製造する装置として、図４に示されるような装置が存在する。この装置のケーシング１１内には撹拌体１３が設けられており、この撹拌体１３は駆動軸１３ａとこの駆動軸１３ａに取り付けられた円板１３ｂとからなる。そして、各円板１３ｂの間に挿入される形で、節部材１４がケーシング１１内に取り付けられている。また、円板１３ｂには、一般に貫通孔１３ｃが設けられる。
【０００３】
このタイプの混合装置は、撹拌体１３が上下振動することにより撹拌混合を行うものであるが、円板１３ｂどうしを節部材１４によってそれぞれ独立させていることが特徴となっている（なお、本明細書では、説明の便宜上、このタイプの混合装置を仕切撹拌型混合装置と呼ぶことにする）。このような仕切撹拌型混合装置においては、円板１３ｂの上下振動によって混合が行われるのは勿論であるが、撹拌体１３の上下振動によって節部材１４と駆動軸１３ａの間の間隔１５を流体が行来することによっても混合が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例に係る仕切撹拌型混合装置では、撹拌体１３の振動の際にケーシング１１と円板１３ｂの間の間隔１６において余分な流れが生じてしまい、十分な撹拌混合が行えない場合があった。
【０００５】
本発明は以上のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、円板周囲からの余分な流れが生じない等の改良が施された仕切撹拌型混合装置を使用して良質なエマルションを製造することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために、本願の請求項１に係る混合装置においては、円筒状のケーシングと、このケーシングの内側に配置される振動体と、を備え、該振動体が前記ケーシング内で当該ケーシングに対して相対的に振動することにより混合を行う混合装置において、前記振動体は駆動軸とこの駆動軸に取り付けられた円板部材とからなり、前記ケーシング内には前記円板部材どうしの間に広がる節部材が備えられ、前記円板部材及び節部材は当該円板部材もしくは節部材を貫通する複数個の貫通孔を有している。そして更に、前記円板部材の貫通孔と前記節部材の貫通孔は、互いに重なり合わない位置に設けられていることを特徴とする。
【０００７】
なお、前記円板部材の貫通孔と前記節部材の貫通孔を互いに重なり合わない位置に設けるためには、前記節部材の貫通孔が内縁側配置であり、かつ前記円板部材の貫通孔が外縁側配置であることにより、それらが互いに重なり合わないようにすると好適である。
【０００８】
以上のような構成を有する本発明に係る混合装置によれば、振動体が振動すると、円板部材と節部材とが接近したり遠ざかったりすると、それに応じて、これらに設けられている貫通孔を流体が通過するようになり、流体が貫通孔を通過する際に混合が行われることになる。この場合において、本発明に係る混合装置では、前記円板部材の貫通孔と前記節部材の貫通孔が互いに重なり合わない位置に設けられているため、ケーシング内での流体の流路が複雑化し、エマルション生成においては好条件が提供されることとなる。即ち、ケーシング内での流体流路の複雑化により混合力が高まり、エマルションの分散相がより一層微細化されることになる。従って、本発明に係る混合装置により製造されたエマルションは、上記両貫通孔が互いに重なり合わない位置に設けられていないものと比較すると、より分散相が微細化されていることになる。また、分散相の微細化が進むことにより、連続相中に分散した分散相粒子の粒径が均一になる。
【０００９】
本発明に係る混合装置はまた、前記円板部材の周縁部には同方向のテーパーが各々設けられていることを特徴とする。
【００１０】
テーパーが設けられている場合には、テーパーが開いている向きに円板部材が動いたときには、前記円板部材周囲からの流体の余分な流れを強力に阻止することになる。即ち、円板部材の周縁部にテーパが設けられている場合には、テーパーが開いている向きに円板部材が動いたときには、円板部材周囲からの余分な流れが生じなくなり、それに応じて、円板部材に設けられている複数個の貫通孔に流体の流れが集中することになる。従って、振動体が振動したときには、テーパーが設けられていない場合よりも多量の流体が前記貫通孔を通過することになり、撹拌効率の向上が期待できる。
【００１１】
また、テーパーを設けることによって、混合装置内には自然な流体の流れが生ずることになるが、この流れの向きと逆向きに流体を導入するようにすると、粒子の大きさの分布を小さくすることができ、逆向きにしない場合よりも良質なエマルションが得られることも期待できる。
【００１２】
以上のような装置により得られるエマルション及び以上のような装置を使用したエマルションを得る方法は、全て本発明の範囲に含まれる。また、このエマルションの派生物一切、即ちこのエマルションを加工することにより得られる微粒子も全て本発明の範囲に含まれる。なお、エマルションを構成する物質はいかなるものでもよい。即ち、通常の水と油（パラフィン系油等の鉱油、動物性油脂や植物性油脂等の食用油など）からなるエマルションのみならず、シリコン系の分散相を有するエマルションや蛋白質などの生体物質を分散相として有するエマルションなども含まれる。
【００１３】
このような微粒子としては、例えば複写・印字用のトナーやカラムの担体などがある。これらの加工方法は、粒子の重合、分離や乾燥等、当業者により通常行われている加工方法の全てを含む。その他、食用系、医療系、化粧品などのエマルションは勿論のこと、顔料、塗料の製造にも用いることができる。
【００１４】
トナーの製法としては、例えば特開平８−１７９５５２号公報（特願平６−３３５１４６号）に開示されている。即ち、トナーの製造のためには、この製法と同様に、モノマー中に着色剤、荷電制御剤等の添加剤を加えて形成された分散相を、分散安定剤を含む水相（連続相）中に分散させることにより造粒を行なう。そしてこれを所定の温度に設定して重合反応を開始させ、反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄してから、ろ過もしくは遠心分離などにより固液分離を行なう。得られたトナー粒子は回収して乾燥させる。この過程において、造粒されるトナー粒子が本発明に係るエマルションを経て製造された場合には、粒子の大きさが適切であることに加え、エマルションの分散相粒子の粒径が均一であるため、造粒の歩留まりが高くなる。また、エマルションの分散相粒子の粒径が均一であると、粒子の洗浄も比較的容易に行なうことができることに加え、固液分離の労力も軽減できる。更に、通常のエマルションには極めて小さい粒子が少なからず含まれており、これが回収装置をくぐりぬけてしまうため、後処理に非常な困難が伴うこともあったが、本発明に係るエマルションのように、その分散相粒子の粒径が均一であると、そのようなことがなく、環境問題にも貢献することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。ここで、図１は実施の形態に係る仕切撹拌型混合装置の縦断面図であり、図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ断面図である。なお、従来と同様の構成要素については同一符号を付しその説明を省略する。
【００１６】
図１に示されるように、本発明に係る混合装置は、従来例と同様に、駆動軸１３ａに円板１３ｂが取り付けられる一方、各円板１３ｂの間に挿入される形で、節部材１４がケーシング１１内に取り付けられている。節部材１４と駆動軸１３ａの間には、間隔１５が形成される。
【００１７】
しかしながら、本実施の形態に係る混合装置では、従来とは異なり、円板１３ｂを貫通する貫通孔１３ｃを円板１３ｂの外縁側に設ける一方（図２（Ａ））、節部材１４を貫通する貫通孔１４ｃを円板１３ｂの内縁側に設けていることにより（図２（Ｂ））、円板１３ｂの貫通孔１３ｃと節部材１４の貫通孔１４ｃが互いに重なり合わない位置に設けられている（請求項２）。このような態様では、貫通孔１３ｃと貫通孔１４ｃの間で重なりがなく、流体が貫通孔１３ｃを通過してから貫通孔１４ｃを通過するに際し、その流路が折れ曲がることになる。これを、上記両貫通孔が重なっていて流体の流路がストレートな場合と比較すると、流路が折れ曲がっている分だけ複雑な力が流体に加わることから、エマルション生成の環境としては良好になる。なお、貫通孔１３ｃと貫通孔１４ｃの位置関係については、いずれか一方が外縁側で他方が内縁側という関係に限られず、両貫通孔が重なっていさえしなければ、いかなる配置関係を採ってもよい。
【００１８】
ところで、本発明に係る混合装置においては、円板１３ｂの周縁部分にテーパー２１が設けられている（なお、テーパー２１は丸味を持たせても持たせなくてもよい）。このように円板１３ｂにテーパー２１が設けられると、円板１３ｂ周囲における余分な流れが生じなくなり、撹拌混合がより効果的に行えるようになる。ここで、間隔１５からの余分な流れは、振動体１３が（イ）の向き（即ち、テーパー２１が開いている向き）に動いた場合に強力に防止され、その分だけ貫通孔１３ｃおよび間隔１６で強力な流れを生じさせることができる。この部分で強力な流れを起こすことができれば、それによって混合効率を向上させることができる。例えば、水と油を投入した場合を想定すると、間隔１５からの余分な流れを生じさせずに、貫通孔１３ｃを通過する量を多くしてその流速と互いの接触面積を大きくすることにより、それらの混合を促進することができる。
【００１９】
なお、本発明においては、テーパー２１を設けることにより、混合装置にポンプ作用が生ずる。即ち、図３に示されるように、振動体１３が上下駆動した場合には、流体が自然に下方へと押しやられることとなる。
【００２０】
このように、本発明においては、テーパー２１を設けることによって、振動体１３の振動により混合装置内に自然な流体の流れが生ずることになるが（図３）、このような振動体１３の振動により生ずる混合装置内の流体の流れの向きと逆の向きの流体を該混合装置内に導入するようにすると、粒子の大きさの分布を小さくすることができ、逆向きにしない場合よりも良質なエマルションが得られる。即ち、混合装置にテーパー２１を設けることにより自然に生ずる流れに逆らう形で流体を導入することにより、粒径分布を狭め、均一な大きさの粒子を含むエマルションを製造することができるようになるのである。この実施の形態において、このような流体の導入は流体導入装置２７により行う。
【００２１】
以上、本発明に係る混合装置の実施の形態を説明してきたが、振動体１３の振動はケーシング１１に対して相対的なものであればよい。即ち、この実施の形態では両装置とも振動体が振動することとしているが、例えば米国特許 3,174,622号に見られるように、ケーシング側のほうを振動させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る混合装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図（図２（Ａ））及び図１のＢ−Ｂ断面図（図２（Ｂ））である。
【図３】  本発明に係る混合装置の駆動により生ずる混合装置内の流体の自然な流れを説明するための図である。
【図４】  従来例に係る仕切撹拌型撹拌混合装置の機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  ケーシング
１３  振動体
１３ａ  軸
１３ｂ  円板
１３ｃ，１４ｃ  貫通孔
１４  節部材
２１  テーパー
２７  流体導入装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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