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公開番号2024078519
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-11
出願番号2022190940
出願日2022-11-30
発明の名称攪拌装置
出願人プライミクス株式会社
代理人
主分類B01F 27/111 20220101AFI20240604BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】
CNT等の線状カーボンが、均一に混合、分散されたスラリーを作製できる攪拌装置を提供する。
【解決手段】
容器と、この容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを備え、前記回転部材による遠心力によって前記回転部材と前記内壁面との間に膜状に存在させた攪拌対象を攪拌する攪拌装置であって、前記回転部材は、前記容器の内壁面に対してわずかな隙間を介して位置する筒状部を有し、前記筒状部には、前記回転部材の中心軸に対して垂直となる断面における外形が多角形状となる部分が形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
容器と、この容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを備え、前記回転部材による遠心力によって前記回転部材と前記内壁面との間に膜状に存在させた攪拌対象を攪拌する攪拌装置であって、
前記回転部材は、前記容器の内壁面に対してわずかな隙間を介して位置する筒状部を有し、
前記筒状部には、前記回転部材の中心軸に対して垂直となる断面における外形が多角形状となる部分が形成されていることを特徴とする攪拌装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記容器の内壁には、前記容器の中心軸に対して垂直となる断面における外形が多角形状となる部分が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項３】
容器と、この容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを備え、前記回転部材による遠心力によって前記回転部材と前記内壁面との間に膜状に存在させた攪拌対象を攪拌する攪拌装置であって、
前記回転部材は、前記容器の内壁面に対してわずかな隙間を介して位置する筒状部を有し、
前記容器の内壁には、前記容器の中心軸に対して垂直となる断面における外形が多角形状となる部分が形成されていることを特徴とする攪拌装置。
【請求項４】
前記筒状部の外周面には、前記多角形の頂点によって構成される辺が、前記回転部材の中心軸方向と平行に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の攪拌装置。
【請求項５】
前記容器の内壁には、前記多角形の頂点によって構成される辺が、前記容器の中心軸方向と平行に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の攪拌装置。
【請求項６】
前記回転部材の筒状部には、内外方向に貫通する複数の孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の攪拌装置。
【請求項７】
前記回転部材の筒状部には、内外方向に貫通する複数の孔が形成されており、
前記筒状部の外周面において、前記孔と前記多角形の頂点によって構成される辺とが、前記筒状部の周方向に対して交互に配列していることを特徴とする請求項４に記載の攪拌装置。
【請求項８】
前記回転部材は、前記筒状部の内側に当該回転部材の回転軸と直交する水平部を有しており、
前記筒状部の内空間は、前記水平部によって上部空間と下部空間に区画されており、
前記筒状部の上部空間に対向する側面及び下部空間に対向する側面は、それぞれ、前記筒状部の周方向に帯状に区画され、内外方向に貫通する複数の孔が形成された第一領域と、前記筒状部の周方向に帯状に区画され、内外方向に貫通する複数の孔が前記第一領域の開口率より小さくなるように形成され、又は無孔とされた第二領域で構成され、
前記第一領域は、前記筒状部の上部空間の側面及び下部空間の側面の前記水平部側にそれぞれ配置され、
前記第二領域は、前記筒状部の上部空間の側面の前記第一領域の上端から前記筒状部の上端及び前記筒状部の下部空間の側面の前記第一領域の下端から前記筒状部の下端までそれぞれ配置され、
前記第一領域に形成される内外方向に貫通する複数の孔は、前記筒状部の周方向に対して、３列以下の列上に配列している
ことを特徴とする請求項１又は３に記載の攪拌装置。
【請求項９】
前記第一領域の開口率をＰ１とし、前記第二領域の開口率をＰ２とするとき、
０≦Ｐ２／Ｐ１＜０．５
Ｐ１＞０
の関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の攪拌装置。
【請求項１０】
前記回転部材の前記筒状部の側面は、前記筒状部の周方向に帯状に区画され、内外方向に貫通する複数の孔が形成された第一領域と、
前記筒状部の周方向に帯状に区画され、内外方向に貫通する複数の孔が前記第一領域の開口率より小さくなるように形成され、又は無孔とされた第二領域で構成され、
前記第二領域は、前記筒状部の上端から前記第一領域の上端まで及び前記筒状部の下端から前記第一領域の下端からまでそれぞれ配置され、
前記第一領域の上端から下端までの幅をＷｐとし、前記筒状部の全高をＨとするとき、
０＜Ｗｐ＜０．５Ｈ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は３に記載の攪拌装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳化及び分散処理を行うための攪拌装置であって、例えば、導電材を含むスラリーの製造等に用いられる装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ポータブル電子機器用電源のほか、電気自動車用電源、風力・太陽光発電設備によって発電された電力の蓄積等、リチウムイオン二次電池や燃料電池に代表される電池需要は、今後増大することが予測される。また、電池自体の小型化、軽量化、安全性といった特性の一層の向上だけでなく、これら特性を備えた電池を効率的かつ低コストで生産することが要請されている。
【０００３】
この課題を解決する有効な手段として、特許文献１に開示された高速攪拌機が提案されている。
この高速攪拌機は、円筒状の攪拌槽内に回転軸を同心に設け、攪拌槽より僅かに小径の回転羽根を該回転軸に取付け、回転羽根の高速回転により被処理液を攪拌槽の内面に薄膜円筒状に拡げながら攪拌する高速攪拌機であって、当該回転羽根は、円筒体に半径方向の小孔を多数貫通して設けた多孔円筒部を外周側に備えるというものである。
この高速攪拌機によると、円筒体に多数の小孔を穿設した簡単な構造で、すぐれた攪拌作用を奏させることができる効果がある。また被処理液に対して衝突する面がないので、固体成分を含有する液を処理しても摩耗が少なく、回転羽根の金属成分が被処理液中に混入するおそれが少ない利点がある。
【０００４】
また、特許文献２に開示された攪拌装置システムは、特許文献１の高速攪拌機を使用するものであり、この攪拌装置システムを用いて電池電極用塗料を製造すると、電池の安全性を高度に維持しつつ、電池の高性能化に適した電極用塗料を効率的に製造することができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１１－３４７３８８号公報
国際公開第２０１０／０１８７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、カーボンナノチューブ（CNT）等の線状カーボンを電池や樹脂等への添加剤として適用することが試みられている。
一般に、CNT等の線状カーボンは、従来のカーボン材料に比べて比表面積が大きい等、優れた特性を有するため、リチウムイオン二次電池の導電性材料の一部をCNTに置換えて使用すると、その性能を向上させることが期待できる。
しかし、CNT等の線状カーボンは、比表面積が大きいこと等に起因して凝集力が強く、均一に混合、分散されたスラリーを作製することが困難である。
この問題を解決するために本発明の発明者らが鋭意検討したところ、攪拌容器又は回転羽根（回転部材）の形状や、回転羽根の多孔円筒部（筒状部）の半径方向に多数貫通して設けた小孔の配置等を見直すことにより、上記課題を解決できることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
具体的には、本発明の攪拌装置は、容器と、この容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを備え、前記回転部材による遠心力によって前記回転部材と前記内壁面との間に膜状に存在させた攪拌対象を攪拌する攪拌装置であって、前記回転部材は、前記容器の内壁面に対してわずかな隙間を介して位置する筒状部を有し、前記筒状部には、前記回転部材の中心軸方向に対して垂直となる断面における外形が多角形状となる部分が形成されていることを特徴とする（請求項１）。
好ましくは、前記容器の内壁には、前記容器の中心軸に対して垂直となる断面における外形が多角形状となる部分が形成されている（請求項２）。
【０００８】
また、本発明の攪拌装置は、容器と、この容器の内壁面のわずかに内側で高速回転する回転部材とを備え、前記回転部材による遠心力によって前記回転部材と前記内壁面との間に膜状に存在させた攪拌対象を攪拌する攪拌装置であって、前記回転部材は、前記容器の内壁面に対してわずかな隙間を介して位置する筒状部を有し、前記容器の内壁には、前記容器の中心軸に対して垂直となる断面における外形が多角形状となる部分が形成されている（請求項３）。
【０００９】
また、本発明の攪拌装置は、前記筒状部の外周面には、前記多角形の頂点によって構成される辺が、前記回転部材の中心軸方向と平行に形成されており（請求項４）、前記容器の内壁には、前記多角形の頂点によって構成される辺が、前記容器の中心軸方向と平行に形成されている（請求項５）。
より好ましくは、前記回転部材の筒状部には、内外方向に貫通する複数の孔が形成されている（請求項６）。
さらに好ましくは、前記回転部材の筒状部には、内外方向に貫通する複数の孔が形成されており、前記筒状部の外周面において、前記孔と前記多角形の頂点によって構成される辺とが、前記筒状部の周方向に対して交互に配列している（請求項７）。
【００１０】
また、前記攪拌装置においては、前記回転部材は、前記筒状部の内側に当該回転部材の回転軸と直交する水平部を有しており、前記筒状部の内空間は、前記水平部によって上部空間と下部空間に区画されており、前記筒状部の上部空間に対向する側面及び下部空間に対向する側面は、それぞれ、前記筒状部の周方向に帯状に区画され、内外方向に貫通する複数の孔が形成された第一領域と、前記筒状部の周方向に帯状に区画され、内外方向に貫通する複数の孔が前記第一領域の開口率より小さくなるように形成され、又は無孔とされた第二領域で構成され、前記第一領域は、前記筒状部の上部空間の側面及び下部空間の側面の前記水平部側にそれぞれ配置され、前記第二領域は、前記筒状部の上部空間の側面の前記第一領域の上端から前記筒状部の上端及び前記筒状部の下部空間の側面の前記第一領域の下端から前記筒状部の下端までそれぞれ配置され、前記第一領域に形成される内外方向に貫通する複数の孔は、前記筒状部の周方向に対して、３列以下の列上に配列していることが好ましい（請求項８）。
（【００１１】以降は省略されています）

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