本發(fā)明涉及用于進(jìn)行乳化和分散處理的攪拌裝置，例如用于含有導(dǎo)電材料的漿料的制造等的裝置。

背景技術(shù)：

1、預(yù)測今后除了便攜式電子設(shè)備用電源以外，電動汽車用電源、由風(fēng)力、太陽光發(fā)電設(shè)備發(fā)出的電力的蓄積等以鋰離子二次電池、燃料電池為代表的電池需求會增大。此外，不僅要求電池自身的小型化、輕量化、安全性等性能的進(jìn)一步的提升，還要求高效且低成本地生產(chǎn)具有這些性能的電池。

2、作為解決該課題的有效的手段，提案有專利文獻(xiàn)1公開的高速攪拌機(jī)。該高速攪拌機(jī)是在圓筒狀的攪拌槽內(nèi)同心地設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸，將比攪拌槽稍小徑的旋轉(zhuǎn)葉片安裝于該旋轉(zhuǎn)軸，通過旋轉(zhuǎn)葉片的高速旋轉(zhuǎn)而在攪拌槽的內(nèi)表面將被處理液一邊擴(kuò)展為薄膜圓筒狀一邊攪拌的高速攪拌機(jī)，該旋轉(zhuǎn)葉片在外周側(cè)包括在圓筒體貫通地設(shè)置有許多半徑方向的小孔的多孔圓筒部。根據(jù)該高速攪拌機(jī)，具有能夠通過在圓筒體穿設(shè)許多小孔的簡單的結(jié)構(gòu)而發(fā)揮優(yōu)異的攪拌作用的效果。此外，因為不存在對于被處理液沖撞的面，因此，即使處理含有固體成分的液體磨損也較少，具有旋轉(zhuǎn)葉片的金屬成分混入被處理液中的擔(dān)心較少的優(yōu)點。

3、此外，專利文獻(xiàn)2公開的攪拌裝置系統(tǒng)使用專利文獻(xiàn)1的高速攪拌機(jī)，在使用該攪拌裝置系統(tǒng)制造電池電極用涂料時，具有能夠高度維持電池的安全性，并高效制造適于電池高性能化的電極用涂料的優(yōu)點。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本特開平11-347388號公報

7、專利文獻(xiàn)2：國際公開第2010/018771號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、近年，嘗試了使用碳納米管(cnt)等線狀碳而作為對電池、樹脂等的添加劑等。通常，cnt等線狀碳具有比以往的碳材料的比表面積大等優(yōu)異的性能，因此，能夠期待在將鋰離子二次電池的導(dǎo)電性材料的一部分替換為cnt等使用時，其性能提高。然而，cnt等線狀碳因比表面積大等原因而凝集力強(qiáng)，難以制成均勻混合、分散的漿料。為了解決該問題，本發(fā)明的發(fā)明人們進(jìn)行了銳意探討，發(fā)現(xiàn)通過重新審視旋轉(zhuǎn)葉片(旋轉(zhuǎn)部件)的多孔圓筒部(筒狀部)的沿半徑方向貫通設(shè)置的許多小孔的配置等能夠解決上述課題。

3、用于解決課題的技術(shù)方案

4、具體而言，本發(fā)明的攪拌裝置是包括容器和在該容器的內(nèi)壁面的稍內(nèi)側(cè)高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件，通過所述旋轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生的離心力來攪拌在所述旋轉(zhuǎn)部件和所述內(nèi)壁面之間以膜狀存在的攪拌對象，該攪拌裝置的特征在于，所述旋轉(zhuǎn)部件具有相對于所述容器的內(nèi)壁面隔著些許間隙而存在的筒狀部，所述筒狀部的側(cè)面由第一區(qū)域和第二區(qū)域構(gòu)成，其中，所述第一區(qū)域沿著所述筒狀部的周向被劃分為帶狀，且形成有沿內(nèi)外方向貫通的多個孔，所述第二區(qū)域沿著所述筒狀部的周向被劃分為帶狀，且沿內(nèi)外方向貫通的多個孔以比所述第一區(qū)域的開口率小的方式而形成，所述第一區(qū)域配置在包含所述筒狀部的高度方向的中央的部分，所述第二區(qū)域配置在從所述第一區(qū)域的上端至所述筒狀部的上端和從所述第一區(qū)域的下端至所述筒狀部的下端，在將所述第一區(qū)域的寬度設(shè)為wp，所述旋轉(zhuǎn)部件的總高度設(shè)為h時，滿足0＜wp＜0.5h的關(guān)系。

5、優(yōu)選所述攪拌裝置在將所述第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔的開口率設(shè)為p1，所述第二區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔的開口率設(shè)為p2時，滿足下述關(guān)系：

6、0≤p2/p1＜0.5且p1＞0。

7、此外，在所述攪拌裝置中，所述第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔優(yōu)選各個孔的內(nèi)方向的開口面積比外方向的開口面積大，所述第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔優(yōu)選各個孔的內(nèi)方向的開口數(shù)比外方向的開口數(shù)多，所述第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔優(yōu)選各個孔的貫通路徑在所述筒狀部內(nèi)分支。

8、優(yōu)選所述旋轉(zhuǎn)部件還在所述筒狀部的內(nèi)側(cè)具有與該旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸正交的水平部，所述筒狀部的內(nèi)空間被該水平部劃分上部空間和下部空間。

9、所述第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔優(yōu)選各個孔的貫通路徑在所述筒狀部內(nèi)分支，各個孔的內(nèi)方向的開口分別配置在所述上部空間和所述下部空間，所述第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔優(yōu)選內(nèi)方向的開口配置在所述上部空間的孔和內(nèi)方向的開口配置在所述下部空間的孔以相對于所述筒狀部的周向交替排布的方式排列。

10、發(fā)明效果

11、通常，在包括容器和在該容器的內(nèi)壁面的稍內(nèi)側(cè)高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件，通過旋轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生的離心力來攪拌在旋轉(zhuǎn)部件和內(nèi)壁面之間以膜狀存在的攪拌對象的攪拌裝置(薄膜回旋型攪拌裝置(thin-film?swirling-type?stirring?device/薄膜旋回型攪拌裝置))中，從設(shè)置在容器的底部的供給口供給到容器內(nèi)的攪拌對象受高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)周面和外周面帶動而在容器內(nèi)高速回旋。此時，存在于旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)的攪拌對象通過以旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)而附加的離心力的作用，而從在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部形成的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔供給到容器和旋轉(zhuǎn)部件之間(空隙部/clearance)。然后，供給到空隙部的攪拌對象與容器的內(nèi)表面緊密接觸成為薄膜狀而回旋。由此，供給到容器和旋轉(zhuǎn)部件之間并成為薄膜狀的攪拌對象在旋轉(zhuǎn)部件的表面?zhèn)群腿萜鞯膬?nèi)表面?zhèn)戎g產(chǎn)生回旋速度差，受到因此產(chǎn)生的剪切力而被攪拌。

12、此處，如上所述，旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的側(cè)面由第一區(qū)域和第二區(qū)域構(gòu)成，其中，所述第一區(qū)域沿著筒狀部的周向被劃分為帶狀，且形成有沿內(nèi)外方向貫通的多個孔，所述第二區(qū)域沿著筒狀部的周向被劃分為帶狀，且沿內(nèi)外方向貫通的多個孔以比第一區(qū)域的開口率小的方式形成，第一區(qū)域配置在包含所述筒狀部的高度方向的中央的部分，第二區(qū)域配置在從第一區(qū)域的上端至筒狀部的上端和從第一區(qū)域的下端至筒狀部的下端，在將第一區(qū)域的寬度設(shè)為wp，旋轉(zhuǎn)部件的總高度設(shè)為h時，若滿足0＜wp＜0.5h的關(guān)系，通過由旋轉(zhuǎn)部件附加的離心力，從旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)供給到空隙部的攪拌對象從旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的側(cè)面的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔中在配置在包含筒狀部的高度方向的中央的部分的第一區(qū)域形成的孔而集中地供給。由此，在空隙部，存在于與旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的第一區(qū)域相對的部分的攪拌對象的壓力比存在于與第二區(qū)域相對的部分的攪拌對象的壓力高，因此，產(chǎn)生在攪拌對象回旋的同時從筒狀部的高度方向的中央向筒狀部的上端和下端方向移動的流動。由此，在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)和空隙部之間進(jìn)行的攪拌對象的循環(huán)得到促進(jìn)，對于攪拌對象的處理效率提高。此外，在空隙部，由于在旋轉(zhuǎn)部件的外側(cè)和容器的內(nèi)表面?zhèn)戎g產(chǎn)生回旋的速度差，在攪拌對象和容器的內(nèi)表面和旋轉(zhuǎn)部件之間產(chǎn)生較大的摩擦，產(chǎn)生高溫的熱，但當(dāng)如上所述在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)和空隙部之間進(jìn)行的攪拌對象的循環(huán)得到促進(jìn)時，攪拌對象在空隙部的滯留時間減少，攪拌對象的溫度上升受到抑制。

13、此外，通常，在薄膜回旋型攪拌裝置中，在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部形成的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔的開口率會影響對攪拌對象附加的剪切力和從旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)向空隙部的攪拌對象的供給速度。具體而言，在形成于筒狀部的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔的開口率減小時，相應(yīng)于筒狀部和攪拌對象的接觸面積增大的量，對攪拌對象附加的剪切力也增大，與之相對，在孔的開口率增大時，相應(yīng)于筒狀部和攪拌對象的接觸面積減小的量，對攪拌對象附加的剪切力也減小。另一方面，當(dāng)在筒狀部形成的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔的開口率減小時，從旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)朝向空隙部的攪拌對象的供給速度減小，與之相對，在孔的開口率增大時，攪拌對象的供給速度增大。如上所述，對攪拌對象附加的剪切力和從旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)向空隙部的攪拌對象的供給速度具有此消彼長的關(guān)系。

14、此處，如上所述，在以在將所述第一區(qū)域的多個孔的開口率設(shè)為p1，所述第二區(qū)域的多個孔的開口率設(shè)為p2時，滿足“0≤p2/p1＜0.5且p1＞0”的關(guān)系的方式配置多個孔的開口率較小的第二區(qū)域時，能夠?qū)Υ嬖谟谂c第二區(qū)域相對的空隙部的攪拌對象附加較大的剪切力，進(jìn)行充分的攪拌處理。另一方面，在第二區(qū)域，多個孔的開口率小，從旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)向空隙部的攪拌對象的供給速度變小，但此點能夠通過下述方式得到彌補(bǔ)：如上所述，在空隙部，存在于與旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的第一區(qū)域相對的部分的攪拌對象的壓力比存在于與第二區(qū)域相對的部分的攪拌對象的壓力高，因而產(chǎn)生在攪拌對象回旋的同時從筒狀部的高度方向的中央向筒狀部的上端和下端方向移動的流動。即，此點能夠通過從在配置于包含旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的高度方向的中央的部分的第一區(qū)域形成的孔集中供給到空隙部的攪拌對象通過向筒狀部的上端和下端方向移動的攪拌對象的流動而供給到與第二區(qū)域相對的空隙部而得到彌補(bǔ)。

15、此外，在本發(fā)明的攪拌裝置，旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔的各個孔的內(nèi)方向的開口面積比外方向的開口面積大，因此，能夠促進(jìn)從旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)向空隙部的攪拌對象的供給，進(jìn)一步提高空隙部處存在于與旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的第一區(qū)域相對的部分的攪拌對象的壓力，由此促進(jìn)在攪拌對象回旋的同時從筒狀部的高度方向的中央向筒狀部的上端和下端方向移動的流動。其結(jié)果，能夠進(jìn)一步促進(jìn)在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)和空隙部之間進(jìn)行的攪拌對象的循環(huán)，能夠進(jìn)一步提高上述提高對于攪拌對象的處理效率的效果、抑制攪拌對象的溫度上升的效果和對攪拌對象附加較大的剪切力而能夠進(jìn)行充分的攪拌處理的效果。

16、對于旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔，作為使各個孔的內(nèi)方向的開口面積比外方向的開口面積大的方法，優(yōu)選使各個孔的內(nèi)方向的開口數(shù)比外方向的開口數(shù)多，更具體而言，優(yōu)選使各個孔的貫通路徑在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部內(nèi)分支。

17、此外，在本發(fā)明的攪拌裝置，優(yōu)選旋轉(zhuǎn)部件在筒狀部的內(nèi)側(cè)具有與旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)軸正交的水平部，筒狀部的內(nèi)空間被水平部劃分為上部空間和下部空間。在筒狀部的內(nèi)空間像這樣被水平部劃分為上部空間和下部空間時，在旋轉(zhuǎn)部件的內(nèi)側(cè)和空隙部之間進(jìn)行的攪拌對象的循環(huán)會更可靠地進(jìn)行，能夠更可靠地體現(xiàn)上述提高對于攪拌對象的處理效率的效果、抑制攪拌對象的溫度上升的效果和對攪拌對象附加較大的剪切力而能夠進(jìn)行充分的攪拌處理的效果。

18、此時，在第一區(qū)域的沿內(nèi)外方向貫通的多個孔采用下述(1)或(2)的結(jié)構(gòu)時，分別存在于上部空間和下部空間的攪拌對象在從形成于第一區(qū)域的孔集中供給到空隙部時相互混合。由此，能夠避免在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)和空隙部之間進(jìn)行的攪拌對象的循環(huán)以在上部空間側(cè)和下部空間側(cè)被分?jǐn)嗟男问竭M(jìn)行，而能夠以在上部空間側(cè)和下部空間循環(huán)的攪拌對象適度調(diào)換的形式，進(jìn)行在旋轉(zhuǎn)部件的筒狀部的內(nèi)側(cè)和空隙部之間進(jìn)行的攪拌對象的循環(huán)。由此能夠更可靠地體現(xiàn)上述提高對于攪拌對象的處理效率的效果、抑制攪拌對象的溫度上升的效果和對攪拌對象附加較大的剪切力而能夠進(jìn)行充分的攪拌處理的效果。

19、(1)各個孔的貫通路徑在筒狀部內(nèi)分支，各個孔的內(nèi)方向的開口分別配置在上部空間和下部空間；

20、(2)內(nèi)方向的開口配置在上部空間的孔和內(nèi)方向的開口配置在下部空間的孔以相對于筒狀部的周向交替排列的方式排布。

21、通過參照附圖在下文進(jìn)行的詳細(xì)的說明，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將更為明確。