(57)【要約】【課題】排気効率を低下させることなく弁作用金属粒子を捕捉して、弁作用金属粒子の排出ダクトへの流入を抑制する。【解決手段】弁作用金属粒子と、バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂を溶解可能な溶媒と、を混合するとともに、前記弁作用金属粒子の一部および前記溶媒の少なくとも一部を含む第１気体を生成する混合部と、前記第１気体から、前記弁作用金属粒子を分離する分離部と、前記第１気体を前記混合部から排出して、前記分離部に導入する内部ダクトと、前記分離部において前記第１気体から前記弁作用金属粒子が分離されることにより生じた第２気体を、前記分離部の外部に排出する排出ダクトと、を備え、前記分離部は、前記第１気体が導入される容器と、前記容器の内部空間の一部を占めるように収容され、前記弁作用金属粒子より比重の小さい液体と、を備え、前記内部ダクトの前記分離部側の端部は、前記液体中に配置されている、混合装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属粒子と、バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂を溶解可能な溶媒と、を混合するとともに、前記弁作用金属粒子の一部および前記溶媒の少なくとも一部を含む第１気体を生成する混合部と、
前記第１気体から、前記弁作用金属粒子を分離する分離部と、
前記第１気体を前記混合部から排出して、前記分離部に導入する内部ダクトと、
前記分離部において前記第１気体から前記弁作用金属粒子が分離されることにより生じた第２気体を、前記分離部の外部に排出する排出ダクトと、を備え、
前記分離部は、前記第１気体が導入される容器と、前記容器の内部空間の一部を占めるように収容され、前記弁作用金属粒子より比重の小さい液体と、を備え、
前記内部ダクトの前記分離部側の端部は、前記液体中に配置されている、混合装置。
【請求項２】
前記容器は、さらに前記液体の液面に沿う方向に配置される有孔パネルを備える、請求項１に記載の混合装置。
【請求項３】
前記有孔パネルは、前記液体中に配置され、
前記内部ダクトの前記分離部側の端部は、前記有孔パネルよりも前記容器の底部に近い位置に配置されている、請求項２に記載の混合装置。
【請求項４】
前記有孔パネルの前記孔の１つ当たりの開口面積は、前記内部ダクトの前記分離部側の端部の開口面積よりも小さい、請求項２または３に記載の混合装置。
【請求項５】
前記混合部は、前記溶媒を加熱するヒータを備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の混合装置。
【請求項６】
前記弁作用金属粒子は、タンタルを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合装置に関し、詳細には、電解コンデンサに用いられる多孔質焼結体の原料を混合する際に用いられる混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサに用いられる多孔質焼結体は、通常、弁作用金属粒子およびバインダ樹脂を混合して得られる粉末状の原料を加圧成形した後、焼結することにより製造される。バインダ樹脂は、弁作用金属粒子と均一に混合させるため、通常、これを溶解することのできる溶媒とともに、混合用の容器に収容される。混合は、溶媒を除去しながら行われる。これにより、粉末状の原料が得られる。弁作用金属粒子とバインダ樹脂との混合には、例えば、特許文献１に示すような造粒装置が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−７８１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶媒は、例えば加熱により気化されて、混合容器から強制的に排気される。弁作用金属粒子の粒径は非常に小さいため、混合処理や排気の影響で混合容器内に舞い上がり易い。そのため、弁作用金属粒子の一部は、溶媒とともに容器外に排出される。
【０００５】
溶媒を含む気体とともに排出ダクトに流入した弁作用金属粒子は、排出ダクト内に堆積する。弁作用金属粒子は、一般に比重が大きいためである。そのため、排気効率が低下し易い。
【０００６】
特許文献１では、混合容器と排出ダクトとの間にバッグフィルタを設置して、弁作用金属粒子を捕捉しながら、排気を行っている。しかし、このようなフィルタは目詰まりを起こし易く、排気抵抗が増大し易い。そのため、排気効率が低下して、弁作用金属粒子とバインダとの混合の効率も低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第一の局面は、弁作用金属粒子と、バインダ樹脂と、前記バインダ樹脂を溶解可能な溶媒と、を混合するとともに、前記弁作用金属粒子の一部および前記溶媒の少なくとも一部を含む第１気体を生成する混合部と、前記第１気体から、前記弁作用金属粒子を分離する分離部と、前記第１気体を前記混合部から排出して、前記分離部に導入する内部ダクトと、前記分離部において前記第１気体から前記弁作用金属粒子が分離されることにより生じた第２気体を、前記分離部の外部に排出する排出ダクトと、を備え、前記分離部は、前記第１気体が導入される容器と、前記容器の内部空間の一部を占めるように収容され、前記弁作用金属粒子より比重の小さい液体と、を備え、前記内部ダクトの前記分離部側の端部は、前記液体中に配置されている、混合装置に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、排気効率を低下させることなく弁作用金属粒子を捕捉して、弁作用金属粒子の排出ダクトへの流入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る混合装置を概念的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る有孔パネルの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施形態では、混合容器と排出ダクトとの間に、弁作用金属粒子を取り除く分離部を配置する。そして、混合容器内に舞い上がった弁作用金属粒子を、混合容器から排出されるべき溶媒を含む気体とともに、一旦、分離部に導入する。分離部では、導入された気体から、弁作用金属粒子を除去するとともに、弁作用金属粒子が除去された後の気体を、速やかに排出ダクトから外部に排出する。これにより、混合容器における排気抵抗を小さく維持しながら、弁作用金属粒子の排出ダクトへの流入を抑制することができる。
【００１１】
すなわち、本実施形態に係る混合装置は、弁作用金属粒子と、バインダ樹脂と、バインダ樹脂を溶解可能な溶媒（以下、第１溶媒と称する。）と、を混合するとともに、弁作用金属粒子の一部および第１溶媒の少なくとも一部を含む第１気体を生成する混合部と、第１気体から、弁作用金属粒子を分離する分離部と、第１気体を混合部から排出して、分離部に導入する内部ダクトと、分離部において第１気体から作用金属粒子が分離されることにより生じた第２気体を、分離部の外部に排出する排出ダクトと、を備える。
【００１２】
混合部は、弁作用金属粒子、バインダ樹脂および第１溶媒を収容する第１容器を備える。各材料は、第１容器内で混合される。第１容器には、内部ダクトに連通する第１排出口が設けられている。混合部は、第１溶媒を加熱により気化させるためのヒータを備えてもよい。
【００１３】
分離部は、内部ダクトを介して第１気体が導入される容器（第２容器）と、第２容器の内部空間の一部を占めるように収容され、弁作用金属粒子より比重の小さい液体と、を備える。第２容器には、内部ダクトが挿入される挿入口と、内部空間の残部（空間Ｓ）と排出ダクトとを連通させる第２排出口と、が設けられている。
【００１４】
内部ダクトの分離部側の端部（以下、第１端部と称す。）は、液体中に配置されている。そのため、分離部において、第１気体は、内部ダクトから直接、第２容器内の液体中に導入される。これにより、第１気体に含まれる弁作用金属粒子は、より比重の小さい液体中に沈降する。一方、第１気体に含まれるその他の成分は、そのまま気泡となって、液体中から第２容器の空間Ｓへと放出される。空間Ｓに放出された気体（第２気体）は、排出ダクトによって外部に排出される。つまり、分離部では、第２容器に収容された液体（以下、分離用液と称す場合がある。）がフィルタとなって、第１気体から弁作用金属粒子を分離する。第２容器の空間Ｓは減圧されてもよい。これにより、第２気体はさらに分離用液から空間Ｓに放出され易くなる。
【００１５】
第１気体には、弁作用金属粒子の他、例えば、気化した第１溶媒、大気等が含まれている。気化した第１溶媒は、分離用液に溶解する場合もある。第２気体は、第１気体から弁作用金属粒子が除去され、場合によっては含有成分の一部が分離用液に溶解して、残った気体である。
【００１６】
好ましい態様では、第２容器は、分離用液の液面に沿う方向に配置される有孔パネルを備える。この場合、第２気体は、一旦、有孔パネルにぶつかった後、有孔パネルに設けられた複数の孔（第１孔）を通って、少しずつ空間Ｓに放出される。これにより、空間Ｓの内圧の変化が小さくなる。
【００１７】
第２容器は、内部ダクトと連通している。そのため、空間Ｓの内圧の変化は、内部ダクトの吸引力に影響を与える。例えば、空間Ｓに大きな気泡が一度に放出されると、第２容器の内圧は急激に上昇し、内部ダクトの吸引力が低下する。その反動で、今度は空間Ｓの内圧は急激に低下する。すると、内部ダクトの吸引力が上昇して、排出される第１気体に含まれる弁作用金属粒子の量が増加し、収率が低下する場合がある。第２気体を少しずつ空間Ｓに放出することにより、空間Ｓの内圧の変化が抑制されて、結果的に、内部ダクトの吸引力の変動を抑制できる。
【００１８】
有孔パネルは、分離用液中に配置されてもよい。このとき、内部ダクトの第１端部は、有孔パネルよりも第２容器の底部に近い位置に配置される。第２気体は分離用液中で有孔パネルにぶつかるため、その気泡はさらに小さくなり易い。有孔パネルに設けられた複数の第１孔の１つ当たりの開口面積は、内部ダクトの第１端部の開口の面積よりも小さいことが好ましい。
【００１９】
以下、本発明の一実施形態に係る混合装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る混合装置を概念的に示す断面図である。図２は、本実施形態に係る有孔パネルの斜視図である。図１では、気体の流れを矢印で示している。図２では、便宜上、一部の第１孔のみを示している。
【００２０】
混合装置１００は、混合部１０、分離部２０、混合部１０と分離部２０とを接続する内部ダクト３０、および、分離部２０に接続される排出ダクト５０を備える。
【００２１】
（混合部）
混合部１０は、第１容器１１を備える。
第１容器１１には、弁作用金属粒子４１、バインダ樹脂および第１溶媒が収容される。第１容器１１には、内部ダクト３０に連通する第１排出口１１ａおよび吸気口１１ｂが設けられている。
【００２２】
第１容器１１は、弁作用金属粒子４１とバインダ樹脂と第１溶媒と（以下、収容物４０と総称する場合がある。）を混合する機構を備えており、収容物４０は、第１容器１１内で混合される。第１容器１１の収容物４０を混合する機構は特に限定されない。例えば、第１容器１１自体が回転可能であってもよいし、第１容器１１の内部に攪拌機構が設けられていてもよい。第１容器１１は、また、第１溶媒を気化させる機構を備える。第１溶媒を気化させる機構は特に限定されず、加熱であってもよいし、減圧であってもよい。第１溶媒を加熱により気化させる場合、第１容器１１を加熱するヒータ（図示せず）が配置される。加熱温度は特に限定されず、第１溶媒の沸点、バインダ樹脂の分解温度等を考慮して、適宜設定すればよい。収容物４０が混合され、第１溶媒が気化し始めると、第１容器１１内には、弁作用金属粒子４１および気化した第１溶媒を含む第１気体が発生する。
【００２３】
弁作用金属粒子４１としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）等が挙げられる。弁作用金属粒子４１は、２種以上の金属からなる合金であってもよい。合金は、例えば、弁作用金属と、ケイ素、バナジウム、ホウ素等とが含まれる。また、弁作用金属と窒素等の典型元素とを含む化合物を用いてもよい。弁作用金属粒子４１が比重の大きいタンタルを含む場合、本実施形態の混合装置１００は特に有用である。
【００２４】
混合処理に供される弁作用金属粒子は、通常、凝集して二次粒子を形成している。弁作用金属粒子４１の二次粒子の平均粒径Ｄ５０は、例えば０．０１μｍ〜０．５μｍである。二次粒子は、混合処理によって粉砕されて、約０．０１μｍ以下の平均粒径Ｄ５０を有する微粉が発生する。第１気体には、このような微粉が含まれる。平均粒径Ｄ５０は、レーザー回折式の粒度分布測定装置により求められる体積粒度分布におけるメディアン径である。
【００２５】
バインダ樹脂としては特に限定されず、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。混合の均一性がより高まる点で、バインダ樹脂は、第１溶媒に溶解させてから第１容器１１に収容されてもよい。
【００２６】
第１溶媒は、バインダ樹脂を溶解できる限り特に限定されず、バインダ樹脂に応じて適宜選択すればよい。なかでも、気化し易いように、沸点が低い溶媒が好ましい。このような溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、酢酸メチル、酢酸エチル、トルエン等が挙げられる。これらは、単独あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
（分離部）
分離部２０は、内部ダクト３０を介して第１気体が導入される第２容器２４と、第２容器２４の内部空間の一部を占めるように収容される分離用液２２と、を備える。分離用液２２の比重は、弁作用金属粒子４１の比重より小さい。第２容器２４には、内部ダクト３０が挿入される挿入口２４ａと、内部空間の分離用液２２以外の空間Ｓと排出ダクト５０とを連通させる第２排出口２４ｂと、が設けられている。
【００２８】
第２容器２４は、有孔パネル２１を備える。有孔パネル２１は、分離用液２２中に、その主面が分離用液２２の液面２２ａに沿う方向に配置される。ただし、有孔パネル２１は、液面２２ａにその一方の主面のみが当接するように配置されてもよいし、液面２２ａの上方に配置されてもよい。有孔パネル２１の主面と液面２２ａとが成す角度は、特に限定されない。有孔パネル２１は、第２気体が、有孔パネル２１に設けられた複数の第１孔２１ａを通って空間Ｓに放出されるように、配置されればよい。
【００２９】
内部ダクト３０の第１端部３０ａは、液面２２ａから、有孔パネル２１よりも第２容器２４の底部に近い位置にまで、差し込まれている。なお、図１では、挿入口２４ａが第２容器２４の上方に設けられており、第１端部３０ａは、空間Ｓおよび液面２２ａを通って分離用液２２中に差し込まれているが、これに限定されない。挿入口２４ａは、第２容器２４の下方であって、第１端部３０ａが直接、分離用液２２中に差し込まれるような位置に設けられてもよい。
【００３０】
第１端部３０ａから第１気体が分離用液２２中に導入されると、第１気体に含まれる弁作用金属粒子４１の少なくとも一部は、弁作用金属粒子４１より比重の小さい分離用液２２中に沈降する。これにより、第１気体から弁作用金属粒子４１は分離される。このとき、第１気体に含まれる成分の一部は、分離用液２２中に溶解しうる。分離された弁作用金属粒子４１は、回収されて、必要に応じて分離用液２２が除去された後、再利用されてもよい。
【００３１】
一方、第２気体は分離用液２２中で気泡となって、一旦、有孔パネル２１にぶつかる。その後、気泡は、有孔パネル２１に設けられた複数の第１孔２１ａを通ってより細かい気泡になり、空間Ｓへと放出される。空間Ｓに放出された第２気体は、排出ダクト５０から外部に排出される。
【００３２】
分離用液２２は、使用環境下で液体である限り特に限定されない。分離用液２２としては、例えば、水、エチレングリコール（ＥＧ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、プロピレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、グリセリン、１−プロパノール、ブタノール、ポリグリセリン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール類、ホルムアルデヒド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのアミド類、酢酸メチル、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）などのエステル類、メチルエチルケトンなどのケトン類、１，４−ジオキサンなどのエーテル類、ジメチルスルホキシド、スルホランなどの硫黄含有化合物、炭酸プロピレンなどのカーボネート化合物等が挙げられる。なかでも、入手が容易であるとともに、回収された弁作用金属粒子４１から除去され易い点で、分離用液２２は水が好ましい。第１気体に水溶性の成分が含まれる場合、当該成分は水（分離用液２２）に溶解し得る。なお、タンタルは、一般に禁水性の金属であるが、第１気体に含まれる量はごく少量であるため、特に問題ない。
【００３３】
有孔パネル２１は、複数の貫通孔（第１孔２１ａ）を備える板状の部材である。第１孔２１ａを、有孔パネル２１の主面の法線方向からみた開口の形状は特に限定されず、円形、矩形、その他の形状であってもよい。第１孔２１ａの上記開口の大きさも特に限定されない。気泡がより細かくなり易い点で、第１孔２１ａの上記開口の１つ当たりの面積Ａ１は、第１端部３０ａの開口の面積Ａ２よりも小さいことが好ましい。Ａ１／Ａ２は、例えば、１／２〜１／１０である。面積Ａ１は、例えば、０．５ｃｍ２〜１０ｃｍ２である。複数の第１孔２１ａは、有孔パネル２１全体に配置されることが好ましい。
【００３４】
有孔パネル２１の主面は、液面２２ａの全面を覆える大きさであってもよい。この場合、有孔パネル２１には、内部ダクト３０の第１端部３０ａを挿入するための第２孔２１ｂが設けられてもよい。有孔パネル２１の材質は特に限定されず、樹脂製であってもよいし、ステンレス鋼等の金属製であってもよい。
【００３５】
（ダクト）
内部ダクト３０の第１端部３０ａは、第２容器２４の挿入口２４ａから分離用液２２に挿入されている。内部ダクト３０の他方の端部は、第１容器１１の第１排出口１１ａに連通している。第１容器１１で発生した第１気体は、内部ダクト３０を介して、第２容器２４へと導入される。
排出ダクト５０は、第２容器２４の第２排出口２４ｂに連通しており、第２容器２４の空間Ｓに放出された第２気体を、外部へと排出する。
【００３６】
各気体を流動させるための機構は特に限定されない。例えば、排出ダクト５０に真空ポンプを接続してもよい。この場合、排出ダクト５０が第２気体を吸引することにより、第２容器２４の空間Ｓが減圧される。これに伴い、内部ダクト３０は第１容器１１内の第１気体を吸引し、第１気体は第２容器２４に導入される。この場合、排出ダクト５０による第２気体の吸引量は特に限定されず、例えば０．０２ｍ３／秒〜０．１ｍ３／秒である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る混合装置は、例えば、電解コンデンサの陽極体として使用される多孔質焼結体の原料の混合に用いられる。
【符号の説明】
【００３８】
１００：混合装置
１０：混合部
１１：第１容器
１１ａ：第１排出口
１１ｂ：吸気口
２０：分離部
２１：有孔パネル
２１ａ：第１孔
２１ｂ：第２孔
２２：分離用液
２２ａ：液面
２４：第２容器
２４ａ：挿入口
２４ｂ：第２排出口
３０：内部ダクト
３０ａ：第１端部
４０：収容物
４１：弁作用金属粒子
５０：排出ダクト
【図１】
2019167592.tif 000003
【図２】
2019167592.tif 000004