(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理材料が収納された容器を、公転軸線を中心に公転させつつ、自転軸線を中心に自転させることで前記被処理材料を処理する遠心機の設計方法であって、
前記被処理材料のパラメータを付与する付与ステップと、
当該遠心機のパラメータを、下式より求まる判定値が所定要件を満たすように決定する決定ステップと、
を含む遠心機の設計方法。
【数１】
0006667799.tif 000009
（式中、ρは前記被処理材料の密度［ｋｇ／ｍ３］であり、
μは前記被処理材料の粘度［Ｐａ・ｓ］であり、
ｈは前記被処理材料の投入高さ［ｍ］であり、
ｒは前記容器の半径［ｍ］であり、
ωは当該遠心機の自転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
Ｒは当該遠心機の公転半径［ｍ］であり、
Ωは当該遠心機の公転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
ｋ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは係数である。）
【請求項２】
前記決定ステップにおいて、前記判定値が基準値以上となる場合に前記所定要件を満たすと判断する請求項１に記載の遠心機の設計方法。
【請求項３】
前記決定ステップにおいて、前記判定値が基準値と等しい場合に前記所定要件を満たすと判断する請求項１に記載の遠心機の設計方法。
【請求項４】
数式１において、各係数を、０＜ｋ＜１、０＜ａ＜１、−１＜ｂ＜０、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、−２≦ｅ≦２（但し、ｅ≠０）、０＜ｆ＜１、０＜ｇ≦２の範囲に設定する請求項１〜３の何れか１項に記載の遠心機の設計方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の遠心機の設計方法を、コンピュータに実施させるためのプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項７】
請求項１〜４の何れか１項に記載された設計方法により設計された遠心機を製造する遠心機の製造方法。
【請求項８】
被処理材料が収納された容器を、公転軸線を中心に公転させつつ、自転軸線を中心に自転させることで処理する遠心機において、下式より求まる判定値が所定要件を満たすか否かにより、前記被処理材料を処理できるか否かを判定する判定方法。
【数２】
0006667799.tif 000010
（式中、ρは前記被処理材料の密度［ｋｇ／ｍ３］であり、
μは前記被処理材料の粘度［Ｐａ・ｓ］であり、
ｈは前記被処理材料の投入高さ［ｍ］であり、
ｒは前記容器の半径［ｍ］であり、
ωは当該遠心機の自転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
Ｒは当該遠心機の公転半径［ｍ］であり、
Ωは当該遠心機の公転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
ｋ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは係数である。）
【請求項９】
被処理材料が収納された容器を、公転軸線を中心に公転させつつ、自転軸線を中心に自転させることで前記被処理材料を処理する遠心機において、下式により求まる撹拌所要動力の値により、前記被処理材料の処理中の温度変化を推定する温度推定方法。
【数３】
0006667799.tif 000011
（式中、ρは前記被処理材料の密度［ｋｇ／ｍ３］であり、
μは前記被処理材料の粘度［Ｐａ・ｓ］であり、
ｈは前記被処理材料の投入高さ［ｍ］であり、
ｒは前記容器の半径［ｍ］であり、
ωは当該遠心機の自転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
Ｒは当該遠心機の公転半径［ｍ］であり、
Ωは当該遠心機の公転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
ｋ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは係数である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料を自転及び公転させることによって処理する遠心機の設計方法、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器を公転させながら自転させることによって、当該容器に収納された材料を処理する遠心機が知られている。この遠心機は、各種の用途に利用され、例えば、材料の撹拌処理と脱泡処理とを同時に行う撹拌・脱泡装置として利用される（特許文献１）。また、この遠心機は、材料を粉砕するボールミルとしても利用される（特許文献２参照）。さらに、この遠心機は、材料を乳化する乳化装置等としても利用される（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第4084493号公報
【特許文献２】特開2002-143706号公報
【特許文献３】特開2010-194470号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような遠心機は、一般に、ユーザからの要望にこたえるため、被処理材料の処理体積の異なる複数の機種がラインナップされる。ユーザからの要望は多種多様であるが、その中に、同一の種類の被処理材料を、実験段階において少量処理し、量産化段階において大量に処理したいというものがある。この場合には、処理体積の異なる別の機種の遠心機であっても、同一の種類の被処理材料を一定の品質で処理できなければならない。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みなされたものである。その目的は、被処理材料の処理体積の異なる機種であっても、所望の処理能力を発揮する遠心機の設計方法、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、以下に示す発明特定事項乃至は技術的特徴を含んで構成される。
【０００７】
すなわち、ある観点に従う発明は、被処理材料が収納された容器を、公転軸線を中心に公転させつつ、自転軸線を中心に自転させることで前記被処理材料を処理する遠心機の設計方法であって、前記被処理材料のパラメータを付与する付与ステップと、当該遠心機のパラメータを、下式より求まる判定値が所定要件を満たすように決定する決定ステップと、を含む。
【０００８】
【数１】
0006667799.tif 000002
【０００９】
上式において、式中、ρは前記被処理材料の密度［ｋｇ／ｍ３］であり、μは前記被処理材料の粘度［Ｐａ・ｓ］であり、ｈは前記被処理材料の投入高さ［ｍ］であり、ｒは前記容器の半径［ｍ］であり、ωは当該遠心機の自転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
Ｒは当該遠心機の公転半径［ｍ］であり、Ωは当該遠心機の公転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、ｋ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは係数である。
【００１０】
ここで、前記決定ステップにおいて、前記判定値が基準値以上となる場合に前記所定要件を満たすと判断し得る。
【００１１】
また、前記決定ステップにおいて、前記判定値が基準値と等しい場合に前記所定要件を満たすと判断し得る。
【００１２】
また、数式１において、各係数を、０＜ｋ＜１、０＜ａ＜１、−１＜ｂ＜０、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、−２≦ｅ≦２（但し、ｅ≠０）、０＜ｆ＜１、０＜ｇ≦２の範囲に設定し得る。
【００１３】
また、ある観点に従う発明は、上述の何れかの遠心機の設計方法を、コンピュータに実施させるためのプログラムである。
【００１４】
また、ある観点に従う発明は、上述のプログラムを格納したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体である。
【００１５】
また、ある観点に従う発明は、上述の何れかの遠心機の設計方法により設計された遠心機を製造する遠心機の製造方法である。
【００１６】
また、ある観点に従う発明は、被処理材料が収納された容器を、公転軸線を中心に公転させつつ、自転軸線を中心に自転させることで処理する遠心機において、数式１より求まる判定値が所定要件を満たすか否かにより、前記被処理材料を処理できるか否かを判定する判定方法である。
【００１７】
また、ある観点に従う発明は、被処理材料が収納された容器を、公転軸線を中心に公転させつつ、自転軸線を中心に自転させることで前記被処理材料を処理する遠心機において、下式により求まる撹拌所要動力の値により、前記被処理材料の処理中の温度変化を推定する温度推定方法である。
【００１８】
【数２】
0006667799.tif 000003
【００１９】
上式において、式中、ρは前記被処理材料の密度［ｋｇ／ｍ３］であり、μは前記被処理材料の粘度［Ｐａ・ｓ］であり、ｈは前記被処理材料の投入高さ［ｍ］であり、ｒは前記容器の半径［ｍ］であり、ωは当該遠心機の自転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、
Ｒは当該遠心機の公転半径［ｍ］であり、Ωは当該遠心機の公転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］であり、ｋ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは係数である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被処理材料の処理体積の異なる機種であっても、所望の処理能力を発揮する遠心機の設計方法、及びその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る設計方法及び製造方法の対象となる遠心機の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る設計方法及び製造方法の対象となる遠心機に搭載される容器の概略断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る遠心機の設計方法及び製造方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る遠心機の設計方法及び製造方法について確認するために行った実験結果を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る遠心機の設計方法及び製造方法について確認するために行った実験結果を示す図である。
【図６】チクソトロピーインデックスを平均せん断速度で制御できることを確認するために行った実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（例えば各実施形態を組み合わせる等）して実施することができる。なお、本発明は、各数値を実質的に判断する。例えば、第１の数値と第２の数値とが等しいという場合において、本発明では、両者の値が数学的に厳密に等しい場合に発揮される効果と同等の効果を発揮するのであれば、両者の値に差があったとしても、両者の値が等しいとして取り扱う。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。
【００２３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る設計方法及び製造方法の対象となる遠心機の概略構成を示す断面図である。同図に示すように、遠心機１は、公転体１０と、自転体２０と、支持基板３０とを含み構成される。その他、遠心機１は、図示しない駆動機構や、バランスウエイト等を含み構成される。
【００２４】
公転体１０は、軸部１１と、第１アーム１２と、第２アーム１３とを含み構成される。公転体１０は、軸部１１を支持基板３０に回転可能に支持されて、図示しない駆動機構により、仮想の直線である公転軸線Ｌ１を中心に回転させられる。
【００２５】
第１アーム１２は、公転軸線Ｌ１に直交する第１の方向に延びて、途中で屈曲するように構成され、自転体２０を取り付けられる。第２アーム１３は、第１の方向と反対方向である第２の方向に延びて、公転体１０の回転時のバランスを取り、静寂性等を向上させるための図示しないバランスウエイトを取り付けられる。
【００２６】
自転体２０は、軸部２１及びホルダ部２２を含み構成される。自転体２０は、軸部２１を、公転体１０の第１アーム１２の屈曲した部分より先端側に回転可能に保持されて、図示しない駆動機構により、仮想の直線である自転軸線Ｌ２を中心に回転させられる。なお、上述の配置に基づき、自転軸線Ｌ２は、公転軸線Ｌ１に対して所定の傾斜角度を有する。
【００２７】
ホルダ部２２は、有底筒状に構成されて、軸部２１と反対の端面が開口している。ホルダ部２２は、当該開口した部分より、図２に示す容器４０を底部より受け入れて保持する。
【００２８】
以上のように構成される遠心機１は、被処理材料Ｍを収納した容器４０を自転体２０のホルダ部２２に保持した状態で、公転軸線Ｌ１を中心に公転体１０を回転させつつ、自転軸線Ｌ２を中心に自転体２０を回転させる。これにより、容器４０が公転軸線Ｌ１を中心に公転しつつ、自転軸線Ｌ２を中心に自転するので、該容器４０に収納されている被処理材料Ｍが処理される。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態に係る設計方法及び製造方法の対象となる遠心機に搭載される容器の概略断面図である。同図に示すように、容器４０は、一方向に開口した有底筒状に形成されており、被処理材料Ｍを収納する。容器４０は、一般的に有底円筒形状であり、図示しない蓋が開口部に取り付けられるように構成してもよい。容器４０は、その中心を通る仮想の直線である中心線ＣＬが、自転軸線Ｌ２と重なるように図１に示すホルダ部２２に搭載される。
【００３０】
被処理材料Ｍは、流体として挙動するものであればよく、その組成や用途を特に限定されない。被処理材料Ｍとしては、流体成分（樹脂等）のみを含む材料や、流体成分のほかに粒状成分（粉状成分）を含む材料等を適用できる。例えば、被処理材料Ｍとしては、接着剤、シーラント剤、液晶材料、ＬＥＤの蛍光体と樹脂とを含む混合材料、半田ペースト、歯科用印象材料、歯科用セメント（穴埋め剤等）、液状の薬剤等の材料を適用できる。また、被処理材料Ｍとしては、粒状（粉状）材料と、これを粉砕するためのメディア（例えばジルコニアボール）を適用することも可能である。あるいは、被処理材料Ｍとして、乳化処理の対象となる流体を適用することも可能である。
【００３１】
以下では、本実施の形態に係る遠心機の設計方法及び製造方法について説明する。まず、本設計方法及び本製造方法にて使用する数式等を説明する。
【００３２】
遠心機１における単位時間当たりの撹拌エネルギーＰは下式により求まる。
【００３３】
【数３】
0006667799.tif 000004
【００３４】
上式において、ρは被処理材料Ｍの密度［ｋｇ／ｍ３］である。μは被処理材料Ｍの粘度［Ｐａ・ｓ］である。ｈは被処理材料Ｍの投入高さ［ｍ］である（図２参照）。ｒは容器４０の半径［ｍ］である（図２参照）。ωは自転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］である（図１参照）。Ｒは公転半径［ｍ］である（図１参照）。Ωは公転角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］である（図１参照）。また、ｋ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、及びｇは係数である。
【００３５】
また、遠心機１における撹拌所要動力（単位時間、単位体積あたりの撹拌エネルギー）Ｐｖは下式により求まる。すなわち、撹拌所要動力Ｐｖは、撹拌エネルギーＰを被処理材料Ｍの処理体積で除することで求まる。
【００３６】
【数４】
0006667799.tif 000005
【００３７】
ここで、判定値Ｎｐは、次式の通り定義される。
【００３８】
【数５】
0006667799.tif 000006
【００３９】
判定値Ｎｐは、遠心機１における被処理材料Ｍの処理の効率を表す指標であり、言い換えれば、遠心機１における被処理材料Ｍの処理の可否を示す指標である。したがって、判定値Ｎｐを利用することで、遠心機１の設計等を行うことができる。例えば、被処理材料Ｍの処理体積が異なる複数の種類の遠心機１は、判定値Ｎｐを利用することで、同一の種類の被処理材料Ｍを一定の品質で処理できるようにそれぞれ設計及び製造できる。また、特定の密度ρ、粘度μ、及び処理体積である被処理材料Ｍを処理するための遠心機１は、判定値Ｎｐを利用することで、当該被処理材料Ｍを最適に処理できるよう設計及び製造できる。
【００４０】
さらに、判定値Ｎｐを利用することで、既存の遠心機１の被処理材料Ｍの処理性能を解析できる。具体的には、既存の遠心機１が処理可能な被処理材料Ｍの密度ρ、粘度μ、及び処理体積の範囲を求めることができる。なお、判定値Ｎｐは撹拌エネルギーＰ及び撹拌所要動力Ｐｖに基づき定義される値であり、判定値Ｎｐを利用して遠心機１の設計等を行うことは、撹拌エネルギーＰ又は撹拌所要動力Ｐｖを利用して遠心機１の設計等を行うことともいえる。
【００４１】
ここで、各係数は、０＜ｋ＜１、０＜ａ＜１、−１＜ｂ＜０、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、−２≦ｅ≦２（但し、ｅ≠０）、０＜ｆ＜１、０＜ｇ≦２の範囲に設定する。このように各係数を設定することで、判定値Ｎｐが基準値以上となる場合において、遠心機１での被処理材料Ｍの処理が可能となる。また、判定値Ｎｐが前記基準値である場合において、遠心機１での被処理材料Ｍの処理効率が最大となる。ここで、判定値Ｎｐの基準値は、各係数の値等に応じて定まる。また、各係数の値は、環境等の影響も受け得るため、上述した範囲を有している。各係数のより具体的な値は、後述するような実験等を行い、それに基づき決定することが好ましい。このように各係数の値をより具体的に決定することは、判定値Ｎｐを利用した遠心機１の設計等の精度を一層高めることにつながる。
【００４２】
図３は、本発明の一実施形態に係る遠心機の設計方法及び製造方法を説明するフローチャートである。
【００４３】
まず、遠心機１で処理する被処理材料Ｍのパラメータが決定される（Ｓ３０１）。被処理材料Ｍのパラメータとは、被処理材料Ｍの密度ρ、粘度μ、投入高さｈ、及び容器４０の半径ｒである。なお、投入高さｈ及び容器４０の半径ｒは、被処理材料Ｍの処理体積を先に決定した上で、それに基づき決定してよい。続いて、遠心機１のパラメータが仮決めされる（Ｓ３０２）。遠心機１のパラメータとは、公転半径Ｒ、公転角速度Ω、及び自転角速度ωである。
【００４４】
続いて、遠心機１のパラメータ及び被処理材料Ｍのパラメータを数式５に代入し、判定値Ｎｐが所定の条件を満たすか否かが判断される（Ｓ３０３）。この際、被処理材料Ｍの処理が可能であることが必要であれば、判定値Ｎｐが基準値以上であるか否かを判断する。一方、所望の処理効率で被処理材料Ｍを処理することが必要であれば、判定値Ｎｐが所定の値に等しいか否かを判断する。特に、最高の処理効率で被処理材料Ｍを処理することが必要であれば、判定値Ｎｐが基準値に等しいか否かを判断する。
【００４５】
判定値Ｎｐが所定の条件を満たさない場合（Ｓ３０３でＮｏ）、仮決めしている遠心機１のパラメータを変更し（Ｓ３０４）、Ｓ３０３に戻る。一方、判定値Ｎｐが所定の条件を満たす場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、遠心機１のパラメータを仮決めしている値に最終決定する（Ｓ３０５）。以上で、遠心機１の設計が完了する。
【００４６】
続いて、Ｓ３０５で最終決定したパラメータに基づき、遠心機１を製造する（Ｓ３０６）。具体的には、Ｓ３０５で最終決定したパラメータを実現できる公転体１０、自転体２０、及び駆動機構等を製造し、これらを組み立てることで遠心機１を製造する。このように製造された遠心機１では、所望する被処理材料Ｍの処理を実現できる。
【００４７】
なお、上述した遠心機１の設計方法は、プログラム化されて、コンピュータが該プログラムを読み込み実行することで実現されてよい。したがって、当該プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体として提供される。記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等があげられる。また、前記プログラムを通信回線によって外部のコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００４８】
図４は、本発明の一実施形態に係る遠心機の設計方法及び製造方法について確認するために行った実験の結果を示す図である。具体的には、被処理材料Ｍの密度ρ、被処理材料Ｍの投入高さｈ、容器４０の半径ｒ、自転角速度ω、公転半径Ｒ、及び公転角速度Ωからなるパラメータ群が異なる３つのパターン（パターンＡ、Ｂ、及びＣ）について、被処理材料Ｍの粘度μを変化させた際の撹拌所要動力Ｐｖの値の変化を示す図である。
【００４９】
マーカー▲４１、マーカー●４２、及びマーカー■４３は、それぞれ、パターンＡ、Ｂ、及びＣついて実測した撹拌所要動力Ｐｖの値を示す。また、実線４４、破線４５、及び一点鎖線４６は、それぞれ、パターンＡ、Ｂ、及びＣついて数式４を用いて求めた撹拌所要動力Ｐｖの値を示す。なお、数式４においては、それを用いて算出される撹拌所要動力Ｐｖの値が、実測した撹拌所要動力Ｐｖの値と近似する値となるように各係数を設定した。また、この際の各係数の値は、パターンＡ、Ｂ、及びＣの間で共通とし、０＜ｋ＜１、０＜ａ＜１、−１＜ｂ＜０、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、−２≦ｅ≦２（但し、ｅ≠０）、０＜ｆ＜１、０＜ｇ≦２の範囲にあることも確認した。
【００５０】
同図より明らかであるように、各パターンにおいて、実測した撹拌所要動力Ｐｖの値と、数式４を用いて求めた撹拌所要動力Ｐｖの値とは、被処理材料Ｍの粘度μの値を問わず略一致した。このことから、数式４を用いて正しく撹拌所要動力Ｐｖを求められることが確認された。
【００５１】
また、同図より、各パターンにおいて、実測及び数式４を用いて求めた撹拌所要動力Ｐｖの値が、被処理材料Ｍの粘度μの値が所定値以上となる領域において低下することが確認された。この領域は、上述と同じ係数に設定とした数式５で求まる判定値Ｎｐが０．９５未満となる領域であった。さらに、この領域では、被処理材料Ｍの処理が良好に行われていないことも、目視及び計器を用いた測定により確認された。したがって、本実験おける判定値Ｎｐの基準値は０．９５であることが確認された。
【００５２】
図５は、本発明の一実施形態に係る遠心機の設計方法及び製造方法について確認するために行った実験の結果を示す図である。具体的には、被処理材料Ｍの密度ρ、被処理材料Ｍの粘度μ、被処理材料Ｍの投入高さｈ、容器４０の容器４０の半径ｒ、自転角速度ω、公転半径Ｒ、及び公転角速度Ωからなるパラメータ群が異なる複数のパターンそれぞれにおける判定値Ｎｐを示す図である。なお、便宜上、同図では、横軸に判定値Ｎｐを所定値の係数であるｎで除した値をとっている。
【００５３】
マーカー●５１は、実測した判定値Ｎｐを示す。該実測した判定値Ｎｐとは、実際には、実測した撹拌所要動力Ｐｖの値に基づくものである。具体的には、実測した撹拌所要動力Ｐｖの値を下式に代入して求めた値を実測した判定値Ｎｐとした。なお、下式は、数式５を数式４に代入し変形したものである。
【００５４】
【数６】
0006667799.tif 000007
【００５５】
実線５２は、数式５を用いて求めた判定値Ｎｐを示す。なお、数式５においては、それを用いて算出される判定値Ｎｐの値が、所定の値以上の領域で、実測した判定値Ｎｐの値と近似する値となるように各係数を設定した。また、この際の各係数の値は、各パターンの間で共通とし、０＜ｋ＜１、０＜ａ＜１、−１＜ｂ＜０、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、−２≦ｅ≦２（但し、ｅ≠０）、０＜ｆ＜１、０＜ｇ≦２の範囲にあることも確認した。
【００５６】
同図より明らかであるように、判定値Ｎｐが０．９５未満となる領域（判定値Ｎｐが破線５３未満となる領域）では、実測した判定値Ｎｐと、数式５により計算した判定値Ｎｐとが乖離した。また、判定値Ｎｐが０．９５未満となる領域では、被処理材料Ｍの処理が良好に行われていないことも、目視及び計器を用いた測定により確認された。したがって、本実験おける判定値Ｎｐの基準値は０．９５であることが確認された。なお、本実験で得られた結果を利用して遠心機１を設計し製造する場合は、数式５における各係数を上述と同じ係数に設定すると共に、判定値Ｎｐの基準値を０．９５とすれば良い。
【００５７】
［第２の実施形態］
本実施の形態では、遠心機の設計方法及び製造方法において、見かけ粘度μａｐｐを考慮する。
【００５８】
下記の式は、被処理材料Ｍの遠心機１での処理中の平均せん断速度γａｖを表す式である。なお、平均せん断速度γａｖは、本来、下式のようにγ上に・を付するべきであるが、便宜上省略する場合がある。
【００５９】
【数７】
0006667799.tif 000008
【００６０】
また、見かけ粘度μａｐｐと平均せん断速度γａｖとの関係は、粘度計を使用することでも求められる。以下では、粘度計を使用することで求めた見かけ粘度μａｐｐと平均せん断速度γａｖとの関係を流動曲線という。
【００６１】
見かけ粘度μａｐｐは、数式７及び流動曲線を利用し、下記の工程を行うことで精度よく求めることができる。
【００６２】
Ａ．平均せん断速度γａｖの仮定値及び流動曲線を利用して、見かけ粘度μａｐｐを求める。
Ｂ．実測した撹拌所要動力Ｐｖと、求めた見かけ粘度μａｐｐに基づき数式７を用いて平均せん断速度γａｖを求める。
Ｃ．求めた平均せん断速度γａｖ、及び流動曲線を利用して、見かけ粘度μａｐｐを再び求める。
なお、Ｂ．及びＣ．の工程を複数回繰り返すことで、より精度よく見かけ粘度μａｐｐを求めてもよい。
【００６３】
以上のように求めた見かけ粘度μａｐｐは、数式５により判定値Ｎｐを求める際等に、粘度μに代わり用いることができる。見かけ粘度μａｐｐを用いることで、より高精度に判定値Ｎｐ等が求まる。
【００６４】
上記各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
【００６５】
例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。
【００６６】
また、数式４より求まる撹拌所要動力Ｐｖの値を利用して、遠心機１における処理中の被処理材料Ｍの温度変化を推定してもよい。例えば、同一の種類の被処理材料Ｍを処理する場合において、撹拌所要動力Ｐｖの値が同じであれば、被処理材料Ｍの処理体積や遠心機１のパラメータが異なる場合であっても、同様の温度変化となる。このことは、実験においても確認されている。
【００６７】
また、被処理材料Ｍとして粒子成分と流体成分を含む場合において、粒子成分の分散状態を、数式７により求まる平均せん断速度γａｖを利用して制御してもよい。粒子成分の分散状態は、チクソトロピーインデックスＴ．Ｉ．で管理することが可能であり、該チクソトロピーインデックスＴ．Ｉ．は、平均せん断速度γａｖで制御できるためである。また、チクソトロピーインデックスＴ．Ｉ．に応じて粒子成分の分散状態が定まることは、実験においても確認されている。
【００６８】
図６は、チクソトロピーインデックスを平均せん断速度で制御できることを確認するために行った実験の結果を示す図である。マーカー●６１は、数式４と数式７とを用いて算出した平均せん断速度γａｖと、実測したチクソトロピーインデックスＴ．Ｉ．との関係を示す。同図から明らかであるように、平均せん断速度γａｖと、チクソトロピーインデックスＴ．Ｉ．との間には、一方の値が定まることによって、他方の値が定まる関係が存在する。したがって、上述のように、チクソトロピーインデックスＴ．Ｉ．は、平均せん断速度γａｖで制御できる。
【００６９】
また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ（技術的事項）を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、自転公転式の遠心機の分野に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１…遠心機
１０…公転体
１１…軸部
１２…第１アーム
１３…第２アーム
２０…自転体
２１…軸部
２２…ホルダ部
３０…支持基板
４０…容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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