DE60110176T2

DE60110176T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Flüssigkeiten mit ultrafeinen, zusammengesetzten Partikeln

Info

Publication number: DE60110176T2
Application number: DE60110176T
Authority: DE
Inventors: Seiji Kagawa
Original assignee: Kagawa Seiji Koshigaya
Current assignee: Kagawa Seiji Koshigaya
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: US6843968B2; EP1192980B1; CN1238100C; US20020045682A1; EP1192980A1; CA2357915C; US7335281B2; US20040082688A1; KR100401050B1; KR20020025780A; CN1357405A; CA2357915A1; DE60110176D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit ultrafeinen, zusammengesetzten Partikel, sowie ein Gerät zur Herstellung derselben.
Vor kurzem wurden ultrafeine Partikel, deren Durchmesser im Submikrometerbereich oder darunter liegt und die mindestens ein Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen umfassen, als Material mit einer hohen Funktionalität und als ein Material mit hochwertigen physikalischen Eigenschaften entwickelt. In diesem Zusammenhang sind insbesondere zusammengesetzte, ultrafeine Partikel anzumerken, in denen unterschiedliche Arten von organischen Polymeren gleichförmig aggregiert sind, das heißt zusammengesetzte, ultrafeine Partikel, bei denen mindestens ein ultrafeines Partikel mit einem Durchmesser im Nanometerbereich, das aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen ausgewählt ist, gleichförmig aggregiert und gebunden ist.
Eine Flüssigkeit mit solchen zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln (z.B. ein zusammengesetztes, ultrafeines Partikel aus organischem Polymer und anorganischer Verbindung) wird herkömmlicherweise mit dem folgenden Verfahren hergestellt: unter Verwendung eines Brech- und Dispersionsgeräts, das mit einem Hauptkörper mit zwei Düsenabschnitten ausgestattet ist, wird eine Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der die gewünschten Mengen an feinen Partikeln aus organischem Polymer und anorganischer Verbindung gemischt sind, unter einem hohen Druck in den Hauptkörper eingeführt und es wird ein zusammengesetztes, ultrafeines Partikel hergestellt, indem die beiden Düsenabschnitte zur Einspritzung der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit einer hohen Geschwindigkeit und Kreuzung/Kollision der Flüssigkeit gebracht werden.
Mit einem Verfahren, bei dem das vorstehend beschriebene Brech- und Dispersionsgerät verwendet wird, ist es möglich, die Partikel aus organischem Polymer und anorganischer Verbindung zu brechen und dispergieren, bis sie den Zustand von ultrafeinen Partikeln annehmen. Die Herstellung eines zusammengesetzten, ultrafeinen Partikels, bei dem zusammenmgesetzte, ultrafeine Partikel aus anorganischer Verbindung auf der Nanoebene gleichförmig dispergiert und mit einem organischen Polymer aggregiert sind, hat sich jedoch als schwierig erwiesen.
Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren, mit dem zusammengesetzte, ultrafeine Partikel, in denen unterschiedliche organische Polymere gleichförmig aggregiert sind, und eine Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln, in der mindestens ein ultrafeines Partikel im Nanobereich aus Metall und anorganischer Verbindung ausgewählt und gleichförmig dispergiert und gebunden ist, auf eine einfache Weise und in großen Mengen hergestellt werden können sowie ein Gerät zur Herstellung derselben.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln vorgesehen, das die Schritte umfasst:
Zubereitung eines Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ultrafeine Partikel aus voneinander unterschiedlichen Materialien dispergiert sind,
Einführung des Dispersionsmittels unter einem hohen Druck in einer erste Kammer und eine zweite Kammer mit einem Einlaß bzw. Auslaß,
Anlegen von Hochfrequenzspannung an die erste und zweite Kammer, wodurch innerhalb der ersten und zweiten Kammer umlaufendes Dispersionsmittel angeregt wird,
Anlegen von Gleichstromspannung an jedes angeregte Dispersionsmittel auf der nachgeschalteten Seite relativ zur Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, und Elektrifizierung jedes Dispersionsmittels mit voneinander unterschiedlicher Polaritäten, und
Aggregation und Bindung durch Anregungstransfer sowie elektrostatische Aggregation ultrafeiner Partikeln miteinander in der Flüssigkeit in deren Kollisionsfeld durch Einspritzung des mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifizierten Dispersionsmittels mit einer hohen Geschwindigkeit durch zwei elektrisch voneinander isolierte Düsenabschnitte und Kreuzung/Kollision miteinander.
Darüber hinaus bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln, das die Schritte umfasst:
Herstellung eines ersten Dispersionsmittels, in dem ultrafeine Partikel bestehend aus mindestens einem Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen, dispergiert sind,
Herstellung eines zweiten Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der mindestens eine Art von ultrafeinen Partikeln aus organischem Polymer dispergiert ist,
Einführung des ersten bzw. zweiten Dispersionsmittels unter einem hohen Druck in die erste bzw. zweite Kammer mit einem Einlaß/Auslaß,
Anlegen von Hochfrequenzspannung an die erste und zweite Kammer, Anregung des ersten bzw. zweiten Dispersionsmittels, welche in der ersten bzw. zweiten Kammer umlaufen,
Anlegen von Gleichstromspannung an das erste und zweite Dispersionsmittel auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, und Elektrifizieren der einzelnen Dispersionsmittel mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten, und
Aggregation und Bindung durch Anregungstransfer sowie elektrostatische Aggregation von ultrafeinen Partikeln miteinander in dem ersten und zweiten Dispersionsmittel in dessen Kollisionsfeld durch Einspritzung des ersten und zweiten Dispersionsmittels, die mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifiziert sind, mit einer hohen Geschwindigkeit durch zwei elektrisch voneinander isolierte Düsenabschnitte und Kreuzung/Kollision miteinander.
Außerdem bietet die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln, bestehend aus:
eine erste Kammer mit einem Einlaß/Auslaß, in die ein Dispersionsmittel eingeführt wird, und das Dispersionsmittel besteht aus einer Flüssigkeit, in der ultrafeine Partikel aus voneinander unterschiedlichen Materialien dispergiert sind,
eine zweite Kammer mit einem Einlaß/Auslaß, in die das Dispersionsmittel eingeführt wird,
ein Aggregations-/Bindungsmittel mit zwei voneinander elektrisch isolierten Düsenabschnitten zur Einführung des Dispersionsmittels, das in der ersten und zweiten Kammer umläuft, Einspritzung dieser Dispersionsmittel und Kreuzung/Kollision miteinander,
eine Hochfrequenzquelle zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung an das Dispersionsmittel, das in der ersten und zweiten Kammer umläuft, mit Hilfe eines Isolierbauteils, durch das Hochfrequenz geleitet werden kann, und
eine Gleichstromquelle, die an ein Bauteil angeschlossen ist, das sich am Düsenabschnitt auf der nachgeschalteten Seite einer Flußrichtung des Dispersionsmittels relativ zu der Stelle befindet, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird.
Und darüber hinaus bietet die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln, bestehend aus:
erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmittel zur Herstellung eines ersten Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ultrafeine Partikel bestehend aus mindestens einem Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Materialien dispergiert sind,
zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmittel zur Herstellung eines zweiten Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ultrafeine Partikel aus mindestens einem organischen Polymer dispergiert sind.
eine erste Kammer mit einem Einlaß/Auslaß, in die das unter Druck stehende erste Dispersionsmittel vom ersten Dispersionsmittel-Herstellungsmittel kommend eingeführt wird,
eine zweite Kammer mit einem Einlaß/Auslaß, in die das unter Druck stehende zweite Dispersionsmittel vom zweiten Dispersionsmittel-Herstellungsmittel kommend eingeführt wird,
einem Aggregations-/Bindungsmittel mit zwei voneinander elektrisch isolierten Düsenabschnitten zur Einführung des ersten bzw. zweiten Dispersionsmittels, die in der ersten bzw. zweiten Kammer umlaufen, und Einspritzung dieser Dispersionsmittel und Kreuzung/Kollision miteinander,
eine Hochfrequenzquelle zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung an jedes Dispersionsmittel, die in der ersten und zweiten Kammer umlaufen, mit Hilfe eines Isolierbauteils, durch das Hochfrequenz geleitet werden kann, und
eine Gleichstromquelle, die an ein Bauteil angeschlossen ist, das sich am Düsenabschnitt auf der nachgeschalteten Seite einer Flussrichtung des ersten und zweiten Dispersionsmittels relativ zu der Stelle befindet, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird.
Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise sämtliche notwendigen Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Unter-Kombination der beschriebenen Merkmale darstellen kann.
Besser verständlich wird die Erfindung anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen, in denen:
1 eine schematische Draufsicht auf ein Gerät zur Herstellung von zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine Schnittansicht des in 1 enthaltenen Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus zeigt,
3 eine Schnittansicht eines anderen Verwendungszwecks des Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus der 2 zeigt,
4 eine Schnittansicht des Hauptteils einer in 1 enthaltenen ersten Kammer (oder einer zweiten Kammer) zeigt,
5 eine Schnittansicht eines Aggregations-/Bindungsmechanismus für ultrafeine Partikel zeigt, der in dem Herstellungsgerät der 1 enthalten ist,
6 eine schematische Draufsicht auf ein Gerät zur Herstellung eines zusammengesetzten, ultrafeinen Partikels nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und
7 eine Schnittansicht eines zweiten, in 6 enthaltenen Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus zeigt.
Nachfolgend werden ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln und das zugehörige, erfindungsgemäße Herstellungsgerät ausführlich und unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen erläutert.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Gerät zur Herstellung von zusammengesetzten, ultrafeinen Partikel nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 zeigt eine Schnittansicht des in 1 enthaltenen Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus, 3 zeigt eine Schnittansicht eines anderen Verwendungszwecks des Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus der 2, 4 zeigt eine Schnittansicht des Hauptteils einer in 1 enthaltenen ersten Kammer (oder einer zweiten Kammer), und 5 zeigt eine Schnittansicht eines Aggregations-/Bindungsmechanismus für ultrafeine Partikel, der in dem Herstellungsgerät der 1 enthalten ist.
Ein Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 ist über ein Rohr 61 und zwei Verzweigungsrohre 62a und 62b mit einem Lademechanismus 30 verbunden. Diese Verzweigungsrohre 62a und 62b bestehen beispielsweise aus einem Isoliermaterial, wie Polyimid. Der Lademechanismus 30 enthält zwei Rohre 63a und 63b und ist über diese Rohre 63a und 63b mit einem Aggregations-Bindungsmechanismus für ultrafeine Partikel verbunden. Die Rohre 63a und 63b bestehen beispielweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie Edelstahl, und sind auf ihrer Innenwand mit einer dünnen Platin- oder Goldfolie beschichtet.
Der Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 hat beispielsweise, wie in 2 und 3 dargestellt, einen Hauptblock 5 mit einem rechteckig-geformten Oberteil-Loch 3 und einem rechteckig-geformten Unterteil-Loch 4 in Flüssigkeitsverbindung mit einem Hohlraumanteil 2 in einer vierseitigen Pyramide, und über und unter dem Hohlraumanteil 2, einen Hauptkörper 8 mit Ober- und Unterteil-Blöcken 6 und 7, die in das obere und untere rechteckig-geformte Loch 3 und 4 eingreifen und dort befestigt sind. Hierbei ist anzumerken, dass der Durchmesser der oberen und unteren Öffnungen des in vierseitigen Pyramide geformten Hohlraumanteils 2 kleiner als der Durchmesser der rechteckiggeformten Löcher 3 und 4 ist.
Ein Vielzahl von, beispielweise, zwei Düsenabschnitten 9a und 9b wird so ausgebildet, dass diese jeweils dem Hauptblock 5 gegenüber liegen, der sich auf der Zwischeninnenfläche des Hohlraumanteils 2 befindet. Vorzugsweise besitzen die Mündungen der Spitzen (Abgabeauslaß) dieser Düsenabschnitte 9a und 9b einen Durchmesser im Bereich von einigen Mikrometern bis hundert-und-einige-zehn Mikrometer zur Steigerung einer Einspritzgeschwindigkeit von Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der die gewünschten Mengen von voneinander unterschiedlichen Materialien gemischt werden.
An der oberen Fläche des oberen Blocks 6 ist ein Schraubenloch 10 ausgebildet. Das nachfolgend beschriebene Rohr ist in und an diesem Schraubenloch 10 verschraubt, befestigt und angeschlossen. Das Schraubenloch 10 befindet sich über einen Durchgang 11 mit der Gestalt eines umgekehrten Kegels in Flüssigkeitsverbindung mit zwei Verzweigungsdurchgängen 12a und 12b. Die betreffenden Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b erstrecken sich von Oberteil-Block 6 durch den Hauptblock 5 bis zu den Spitzenflächen der beiden Düsenabschnitte 9a und 9b und die Mündungen auf diesen Spitzenoberflächen sind verschlossen.
Die betreffenden Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b an der Basis der Düsenabschnitte 9a und 9b sind mit Öffnungsabschnitten 13a bzw. 13b zur Beschleunigung einer Fluidgeschwindigkeit der in die betreffenden Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b eingeführten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit ausgestattet.
Im Hinblick auf die Düsenabschnitte wird eine Vielzahl von Düsenabschnitten, d.h. drei oder mehr, verwendet. Die Vielzahl von Düsenabschnitten ist am Hauptblock 5 montiert, beispielsweise an den isoperimetrischen Winkeln auf dem Kreisbahnverlauf der Ebene, beispielsweise, im Falle von zwei Düsenabschnitten sind die Düsenabschnitte am Hauptblock 5 im Winkel von 180 Grad montiert, im Falle von drei Düsenabschnitten im Winkel von 120 Grad und im Falle von vier Düsenabschnitten im Winkel von 90 Grad. Insbesondere im Hinblick auf die Kollision von Einspritzflüssen der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in einer ausgewogenen Weise und mit höherer Energie sind die Düsenabschnitte bevorzugt in gerader Anzahl, wie 2, 4, 6, an dem Körper montiert.
Zwar kann die Vielzahl von Düsenabschnitten so am Hauptblock 5 montiert sein, dass Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in einer horizontalen Richtung eingespritzt und miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht werden können, sind diese vorzugsweise so am Hauptblock 5 montiert, dass die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in einer schrägen Richtung eingespritzt und miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht werden. Wenn eine solche Konfiguration ausgebildet wird, wird der Kollisionsbereich der Einspritzflüsse der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit von der Vielzahl von Düsenabschnitten aus oder der Kollisionsbereich des Einspritzflusses zu dem Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil erweitert. Darüber hinaus kann verhindert werden, dass der Düsenabschnitt und der Hauptblock durch die Einspritzflüsse von den Düsen auf der gegenüberliegenden Seite beschädigt werden.
Dabei ist anzumerken, dass O-Ringe 14a und 14b in den Verzweigungsdurchgängen 12a und 12b an der Verbindungslinie des oberen Blocks 6a und des Hauptblocks 5 zwischengeschaltet sind.
An der Unterseite des unteren Blocks 7 ist ein Schraubenloch 15 vorgesehen. Dieses Schraubenloch 15 steht über ein kreisrundes zylindrisches Loch 16 in Flüssigkeitsverbindung mit dem Hohlraumabschnitt 2 des Hauptblocks 5. Dabei ist anzumerken, dass das Rohr 61 in dem Schraubenloch 15 des unteren Blocks 7 verschraubt, befestigt und angeschlossen ist.
Ein Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 aus einem Material, dessen Oberflächensteifigkeit mindestens größer als die Oberflächensteifigkeit eines Materials in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit (beispielweise, Partikel) ist, reicht durch den Hauptblock 5 und wird auf eine an- und abnehmbare Weise in den Hohlraumabschnitt 2 eingeführt.
Wenn das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 in den Hohlraumabschnitt 2 eingeführt ist, befindet sich das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 im Einspritzfluss-Kreuzungsabschnitt der beiden von den Düsenabschnitten 9a und 9b aus eingespritzten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten und die Einspritzflüsse der diesbezüglichen Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten werden im wesentlichen an den beiden Seiten des Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteils 17 zur Kollision gebracht.
Als das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 kann ein Bauelement aus einem Material verwendet werden, dessen Oberflächensteifigkeit mindestens größer als die Oberflächensteifigkeit des feinen Partikels in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit ist. Falls es sich bei dem gewünschten Material in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit jedoch um eine Vielzahl von Materialien handelt, ist es notwendig, dass steifste Material als Bezugsmaterial zu verwenden und das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil aus einem steiferen Material als das Bezugsmaterial auszubilden. Vorzugsweise wird das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil aus einem aus Metall wie Eisen bestehenden Substrat hergestellt, auf dessen Oberfläche eine große Anzahl von Diamantpartikeln, Kobalt oder Sinterdiamant und Hartmetall-gesinterter Kompakt galvanisch abgeschieden wird, um auf diese Weise die Brechkraft der Materialien in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit (insbesondere, Partikel aus Metall- und anorganischem Material) und des Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteils durch Verringerung des Abriebs durch den Einspritzfluss der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit zu steigern. Vorzugsweise wird ein Substrat aus einem Metall, auf dessen Oberfläche eine große Anzahl von Diamantpartikeln galvanisch abgeschieden ist, in eine Struktur gebracht, bei der eine große Anzahl von Diamantpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 5 bis 10 μm auf dem Substrat aus einem Metall mit dem Flächenbedeckungsverhältnis von 70% oder mehr galvanisch abgeschieden ist. Insbesondere ist ein Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil aus einem Sinterdiamanten bevorzugt, da in diesem Fall die Effizienz der Energieumwandlung bei der Kollision der Einspritzflüsse der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in die Brechkraft hoch ist und eine vorzügliche Abriebfestigkeit besteht.
Im Hinblick auf die Form des Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteils 17 ist dieses bevorzugt in einer Form mit einer den Mündungsanteilen gegenüber gelegenen Oberfläche (Kollisionsoberfläche), deren Anzahl der Anzahl der Düsen entspricht, ausgebildet, beispielsweise in der Form eines Dreikantstabs. Dessen Kollisionsenergie kann auf eine effizientere Weise in die Brechkraft von Materialien in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit (insbesondere, Partikel aus Metall- und anorganischen Materialien) umgewandelt werden, wenn die von der Vielzahl der Düsenabschnitte aus eingespritzten Einspritzflüsse der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten an dem Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteils unter Verwendung eines solchen Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteils zur Kollision gebracht werden.
Wie in 1 dargestellt, ist das Rohr 18, in das die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit eingeführt wird, in das Schraubenloch 10 des oberen Blocks 6 eingeschraubt und mittels einer Schraubenmutter 9 an ihm befestigt und fixiert. Im Rohr 18 ist eine Hochdruck-Förderpumpe 20 zwischengeschaltet. Auf der der Hochdruck-Förderpumpe 20 vorgeschalteten Seite des Rohrs 18 ist ein Ventil 21 zwischengeschaltet. Ein Überleitrohr 22 zweigt von dem in das Schraubenloch 15 des Unterteilblock 7 eingeschraubten und an diesem befestigten Rohr 61 ab und dessen Spitze ist an die Hochdruck-Förderpumpe 20 angeschlossen. Im Überleitrohr 22 sind auf der Seite des Überleitrohrs 22 in der Nähe der Abzweigstelle des Überleitrohrs 22 bzw. zwischen den Anteilen des Rohrs 61 auf der nachgeschalteten Seite des Rohrs 61 zwei Ventile 23 bzw. 24 zwischen geschaltet.
Der Lademechanismus 30 ist mit Stützbrettern 31a und 31b ausgestattet, die parallel zueinander ausgerichtet sind. Auf diesen Stützbrettern 31a und 31b befinden sich jeweils zwei (insgesamt vier) durchgehende (nicht dargestellt), die einander gegenüber liegend münden. Vier Gelenkbauteile 34, bestehend aus dem kreisrunden zylindrischen Anteil 32 und einem kleinerer kreisrunden zylindrischen Anteil 33, der an diesem kreisrunden zylindrischen Anteil 32 in konzentrischer Form befestigt ist, sind in die durchgehenden Löcher (nicht dargestellt) der Stützbretter 31a und 31b eingeführt, so dass sich die kleineren kreisrunden zylindrischen Anteile 33 auf den Spitzenseiten der gegenüberliegenden Flächen dieser Stützbretter 31a und 31b befinden und die Schrittanteile der kreisrunden zylindrischen Anteile 32 und der kleineren kreisrunden zylindrischen Anteile 33 die gegenüberliegenden Seiten der Stützbretter 31a und 31b berühren. An den Endflächen der betreffenden kleineren kreisrunden zylindrischen Anteile 33 sind Schraubenlöcher (nicht dargestellt) ausgebildet. Auf den Endflächen der betreffenden kreisrunden zylindrischen Anteile 32 sind konvexe Anteile 35 mit einer kreisrunden zylindrischen Form vorgesehen und die konvexen Anteile 35 befinden sich durch Durchgänge 36 mit einem kleinen Durchmesser in Flüssigkeitsverbindung in den Schraubenlöchern (nicht dargestellt) der kleineren kreisrunden zylindrischen Anteile 33.
Jeweils eine von zwei Kappen 37 aus einem Isoliermaterial, wie Nylon oder ähnlichem, bedecken die und sind befestigt an den beiden Endabschnitten einer ersten kreisrunden zylindrischen Kammer 38 bzw. einer zweiten kreisrunden zylindrischen Kammer 39. Die beiden Endabschnitte der ersten und zweiten kreisrunden zylindrischen Kammer 38 und 39 sind so ausgebildet, dass sie parallel zueinander zwischen den Stützbrettern 31a und 31b angeordnet sind, indem diese Endabschnitte in die konvexen Anteile 35 der kreisrunden zylindrischen Anteile 32 des Gelenkbauteils 34 eingeführt sind. Die erste und zweite Kammer 38 und 39 bestehen beispielsweise aus Edelstahl. Dabei ist anzumerken, dass in der Nähe des Einlasses/Auslasses der beiden Enden in Längsrichtung in der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 Durchgänge 40 vorgesehen sind, die den Querschnitt verkleinern. In der Mitte der betreffenden Kappen 37 münden kleinere Löcher, die in Flüssigkeitsverbindung mit den Durchgängen 40 der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 und dem Durchgang 36, der einen kleineren Durchmesser besitzt, des Gelenkbauteils 34 stehen. Die Innenfläche, an der die Durchgänge 40 der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 ausgebildet sind, ist mit einer dünnen Folie 38f (39f) aus Platin (oder Gold) beschichtet, wie in 4 dargestellt ist.
Acht Abstandsstäbe 41 mit Schraubenlöchern an beiden Endanteilen sind so angeordnet, dass sie die erste und zweite Kammer 38 und 39 zwischen den Stützbrettern 31a und 31b umgeben und parallel zueinander verlaufen. Von den gegenüberliegenden Seiten und den gegenüberliegenden Seiten der Stützbretter 31a und 31b sind acht Schrauben 42 sind in die Schraubenlöcher der beiden Endanteile des Abstandsstabs 42 eingeschraubt und daran befestigt. Durch die Anordnung dieser Abstandsstäbe 41 relativ zu den Stützbrettern 31a und 31b und die Verschraubung und Befestigung der Abstandsstäbe 41 durch die Schrauben 42 werden die kreisrunden zylindrischen Anteile 32 der Gelenkbauteile 34 dahingehend bewegt, dass sie sich näher an der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 befinden, deren zwei Endabschnitte in die konvexen Anteile 35 dieser kreisrunden zylindrischen Anteile 32 eingeführt sind und zwischen den Stützbrettern 31a und 31b befestigt sind, wobei auch die Stützbretter 31a und 31b im vorgegebenen Intervall voneinander fixiert sind.
Die gewindegeschnittenen Spitzenabschnitte der beiden Verzweigungsrohre 62a und 62b sind eingeschraubt in und befestigt an den Schraubenlöchern der kleineren kreisrunden zylindrischen Anteile 33 der beiden an der Seite des Stützbretts 31a montierten Gelenkbauteile 34 und mit einer Schraubenmutter 43 fest und haltbar angekoppelt und fixiert. Der gewindegeschnittene eine Endabschnitt der beiden Rohre 63a und 63b ist eingeschraubt in und befestigt an dem Schraubenloch des kleineren kreisrunden zylindrischen Anteils 33 der beiden an der Seite des Stützbretts 31b montierten Gelenkbauteile 34 und mit einer Schraubenmutter 44 fest und haltbar gekoppelt und fixiert.
Ein Kammerträger 45 dient zur Abstützung der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 in der Nähe des Zentrums, wie in 4 dargestellt ist. Beispielsweise ist ein kreisrundes zylindrisches Hochfrequenzversorgungsbauteil 46 aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie Kupfer oder ähnlichem, in der Nähe um das Zentrum der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 angebracht, wo sich der Kammerträger befindet. Ein kreisrundes zylindrisches Isolierbauteil 47, durch das Hochfrequenz geleitet werden kann, ist an den betreffenden inneren Umfangsflächen des Hochfrequenzversorgungsbauteils 46 mit einer kreisrunden zylindrischen Gestalt angebracht und kontaktiert direkt mit der äußeren Umfangsfläche der Kammern 38 und 39. Dabei ist zu beachten, dass das kreisrunde zylindrische Hochfrequenzversorgungsbauteil 46 und das kreisrunde zylindrische Isolierbauteil 47 in Richtung ihrer Achse in zwei Teile geteilt sind und in der Nähe des Zentrums dieser Kammern 38 und 39 durch Einpassen von oben und von unten angebracht sind. Hochfrequenzversorgungsanschlüsse 48 sind in die betreffenden Hochfrequenzversorgungsbauteile 44 eingeschraubt und daran befestigt und werden mit Schraubenmuttern 49 fixiert. Bezugnehmend auf zwei Verdrahtungen 50 ist das eine Ende derselben an den Hochfrequenzversorgungsanschluss 48 angeschlossen und das andere Ende derselben an eine Hochfrequenzquelle 51 angeschlossen.
Das Isolierbauteil 47 ist beispielsweise aus Fluorharz, wie Polytetrafluorethylen oder ähnlichem, oder Polyvinylchloridharz oder Keramik, wie Aluminiumoxid oder Zirkondioxid, hergestellt. Darüber hinaus besitzt das Isolierbauteil 47 vorzugsweise eine Dicke von 50 bis 500 μm. Wegen dieser Konfiguration des Isolierbauteils 47 kann eine durch die Verdrahtung 50 und den Versorgungsanschluss 48 zu dem kreisrunden zylindrischen Versorgungsbauteil 46 gelieferte Hochfrequenzspannung auf eine effiziente Weise an die erste und zweite Kammer 38 und 39 angelegt werden und es kann verhindert werden, dass der Gleichstrom aus dem elektrifizierten Dispersionsmittel, das in der ersten und zweiten Kammer umläuft, rückwärts durch den Hochfrequenzdurchgang fließt und in die Hochfrequenzquelle 51 fließt und diese beschädigt.
Eine Gleichstromquelle 52 ist an den Rohren 63a und 63b angeschlossen, die an ein Bauteil auf der nachgeschalteten Seite in der Flussrichtung des Dispersionsmittels relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, gekoppelt sind, beispielsweise durch die Verdrahtungen 53 und 54 so mit der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 gekoppelt sind, dass die eine positiv geladen ist und die andere negativ geladen ist.
Dabei ist anzumerken, dass die erste und zweite Kammer 38 und 39 nicht darauf beschränkt sind, aus einem elektrisch leitfähigen Material zu bestehen. Beispielsweise können die erste und zweite Kammer 38 und 39 auch so konfiguriert sein, dass ein Durchgang vorgesehen ist, der den Querschnitt in der Nähe des Einlasses/Auslasses der beiden Enden in Längsrichtung innerhalb des kreisrunden zylindrischen Körpers aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie Edelstahl oder ähnlichem, verengt und durch Beschichtung mit einer dünnen Folie aus einem Isoliermaterial, durch das auf der Innenfläche, wo sich dieser Durchgang befindet, Hochfrequenz geleitet werden kann. In diesem Fall ist ein durch die Verdrahtung an die Hochfrequenzquelle angeschlossener Hochfrequenzversorgungsanschluss direkt an dem kreisrunden zylindrischen Körper montiert. Bei der ersten und zweiten Kammer mit dieser Konfiguration kann durch Einsatz der dünnen Folie verhindert werden, dass der Gleichstrom rückwärts von dem elektrifizierten Dispersionsmittel zu der Hochfrequenzquelle fließt, ähnlich wie bei dem kreisrunden zylindrischen Isolierbauteil 47, bei dem Hochfrequenzspannung auf die in 4 dargestellte Weise geleitet werden kann, und es wird eine vereinfachte Struktur realisiert.
Darüber hinaus beschränken sich die Anschlussstellen der Verdrahtungen 53 und 54 der Gleichstromquelle 52 nicht auf die Rohre 63a und 63b. Beispielsweise kann die Verdrahtung der Gleichstromquelle auch an der aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehenden ersten und zweiten Kammer 38 und 39 auf der nachgeschalteten Seite in Flussrichtung des Dispersionsmittels im Vergleich zu der Stelle, an der die Hochfrequenz angelegt wird, angeschlossen sein. Darüber hinaus kann die Verdrahtung der Gleichstromquelle an den ersten und zweiten Block 73a und 73b des an späterer Stelle beschriebenen Aggregations-Bindungsmechanismus 70 angeschlossen sein. In diesem Fall bilden der erste und zweite Block 73a und 73b des Aggregations-/Bindungsmechanismus 70 eine Form der gemeinsamen Nutzung ein und desselben Lademechanismus. Wird die Gleichstromquelle auf diese Weise angeschlossen, wird die Länge der Rohre 63a und 63b vorzugsweise verkürzt, um das Dispersionsmittel bis zu den Durchgängen des ersten und zweiten Blocks, an die durch die erste und zweite Kammer 38 und 39 Hochfrequenz angelegt wird, im Anregungszustand zu halten.
Der Aggregations-/Bindungsmechanismus 70 besitzt beispielsweise, wie in 5 dargestellt ist, einen rechteckig-geformten Hauptblock 72, bei dem es sich um ein Stützkörper mit einem rechteckigen Loch 71 handelt, das auf beiden Seiten zu den Stirnseiten geöffnet ist, sowie ersten und zweiten Block 73a und 73b; die so montiert sind, dass sie das rechteckige Loch 71 auf den Stirnseiten der beiden Seiten dieses Hauptblocks 72 umgeben. Der rechteckig-geformte Hauptblock 72 besteht aus einem Isoliermaterial, beispielsweise Nylon oder ähnliches. Der erste und zweite Boock 73a und 73b bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Edelstahl oder ähnliches. Dabei ist anzumerken, dass die Außenfläche des ersten und zweiten Blocks 73a und 73b mit einer Isolierfolie beschichtet sein kann. Der erste und zweite Block 73a und 73b besitzen rechteckig-geformte hervorstehende Anteile 74a und 74b, die auf der Fläche gegenüber dem Hauptblock 72 ausgebildet sind, und diese hervorstehenden Anteile 74a und 74b passen in das rechteckige Loch 71 des Hauptblocks 72.
Aus dem ersten und zweiten Block 73a und 73b stehen zwei Düsenabschnitte 75a und 75b so vor, dass sie in dem rechteckigen Loch 71 einander gegenüber liegen. Vorzugsweise verlaufen diese Düsenabschnitte 75a und 75b in einem gewünschten Winkel schrägt nach unten aus einem ähnlichen Grund wie bei dem bereits vorstehend beschriebenen Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1. Vorzugsweise besitzen die Mündungen (Abgabeauslass) der Spitze dieser Düsenabschnitte 75a und 75b einen Durchmesser im Bereich von einigen Mikrometern bis einhundert-und-einige-zehn Mikrometer, um auf diese Weise die Einspritzgeschwindigkeit des Dispersionsmittels zu erhöhen.
Am oberen Anteil des ersten bzw. zweiten Blocks 73a bzw. 73b mündet jeweils ein Schraubenloch 76a bzw. 76b. Diese Schraubenlöcher 76a und 76b stehen in Flüssigkeitskontakt mit den Durchgängen 78a und 78b, die durch Löcher 77a und 77b mit der Form eines umgekehrten Kegels im ersten und zweiten Block 73a und 73 gebildet werden. Diese Durchgänge 78a und 78b verlaufen bis zu den Spitzenflächen der beiden Düsenabschnitte 75a und 75b und münden auf diesen Spitzenflächen. Die Innenflächen der Löcher 77a und 77b mit der Form eines umgekehrten Kegels und der Durchgänge 78a und 78b sind mit einer dünnen Folie aus Platin oder Gold beschichtet. Öffnungsanteile 79a und 79b zur Beschleunigung der Flussgeschwindigkeit des in die betreffenden Durchgänge 78a und 78b eingeführten Dispersionsmittels sind in die betreffenden Durchgänge 78a und 78b zwischengeschaltet, die sich an der Basis der Düsenabschnitte 75a und 75b befinden.
An der Unterfläche des Hauptblocks 72 ist ein nach innen verlaufendes Schraubenloch 80 vorgesehen. Dieses Schraubenloch 80 befindet sich über ein kegelförmiges Loch 81 und ein kreisrund zylindrisches Loch 82 in Flüssigkeitsverbindung mit dem rechteckigen Loch 71 des Hauptblocks 72.
Die einen Endanteile der Rohre 63a und 63b sind an den beiden Gelenkbauteilen 34 angekoppelt und die anderen Endanteile, die mit einem Gewinde versehen wurden, sind in die Schraubenlöcher 76a bzw. 76b des ersten bzw. zweiten Blocks 73a bzw. 73b eingeschraubt und daran befestigt und werden durch Schraubenmuttern 83a bzw. 83b fest fixiert und angeschlossen. Der mit einem Gewinde versehene eine Endanteil des Abgaberohrs 64 ist in das Schraubenloch 80 des Hauptblocks 72 eingeschraubt und daran befestigt,
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit feinen, zusammengesetzten Partikeln nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein Herstellungsgerät beschrieben.
(Dispersionsmittel-Herstellungsschritt)
Zunächst wird, wie in 1 und 3 dargestellt ist, das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 des Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 vorher in eine solche Lage gebracht, dass es sich außerhalb des Einspritzfluss-Kreuzungsanteils der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit der beiden Düsenabschnitte 9a und 9b befindet.
Die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in der die gewünschten Mengen der voneinander unterschiedlichen Materialien in der Flüssigkeit gemischt sind, wird durch das Rohr 18 in die Hochdruck-Förderpumpe 20 eingeführt, in der die Flüssigkeit auf einen höheren Druck gebracht und in das Schraubenloch 10 des oberen Blocks 6 des Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 eingeführt wird. Diese unter Hochdruck stehende Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird durch den Durchgang 11 mit der Form eines umgekehrten Kegels des oberen Blocks 6 in die Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b eingeführt. Die in diese Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b geflossene Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird beim Durchlauf durch die Öffnungen 13a und 13b beschleunigt und wird von den Mündungsanteilen der Düsenabschnitte 9a und 9b innerhalb des Hohlraumanteils 2 des Hauptblocks 5 aus mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzt. Da die Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b der Düsenabschnitte 9a und 9b einander gegenüber liegend angebracht sind und schräg nach unten verlaufen, wird die von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b aus eingespritzte Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit zur Kreuzung und Kollision miteinander gebracht. Folglich wird ein Dispersionsmittel, in dem die feinen Partikel (oder ultrafeinen Partikel) dispergiert sind und ultrafeinen Partikel aus voneinander unterschiedlichen Materialien dispergiert sind, hergestellt und die in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit enthaltenen voneinander unterschiedlichen Materialien werden in feine Partikel zerbrochen.
Als die Flüssigkeit können beispielsweise Alkohole, wie Ethylalkohol, Isopropylalkohol, Isobutylalkohol, Ketone, wie Methylethylketon, oder organische Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid, Toluol, Xylol oder ähnliche oder Wasser aufgeführt werden. Diese Flüssigkeiten können je nach der Art oder Kombination der zu dispergierenden Materialien in Form einer einzelnen Flüssigkeit oder einer Mischflüssigkeit verwendet werden.
Als die voneinander unterschiedlichen Materialien können organische Polymere, Metalle, anorganische Verbindungen oder ähnliches aufgeführt werden. In diesem Zusammenhang werden als Kombinationen von voneinander unterschiedlichen Materialien beispielsweise (a) eine Form, bei der unterschiedliche organische Polymere verwendet werden, und (b) eine Form, bei der mindestens eine Art von organischem Polymer und mindestens eine Art ausgewählt aus Metallen und anorganischen Verbindungen, aufgeführt.
Als die organischen Polymere kann beispielsweise eine Reihe von thermoplastischen Harzen, wie Polyethylen, Polypropylen, Polyphenylensulfit, Polyimid, Acrylharz, Polyester, Polyvinylalkohol, Ethylenacetatvinylalkohol, oder Rohzusammensetzungsharz, wie Polylaktat, aufgeführt werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, als den organischen Polymer Duroplastharz außer thermoplastischem Harz zu verwenden. Außerdem ist es erlaubt, zwei oder mehr Arten von organischen Polymeren mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften zu verwenden. Zur Verwendung des organischen Polymers wird dieser in der Flüssigkeit aufgetrennt oder dispergiert. Falls der organische Polymer dispergiert wird, werden bevorzugt Partikel mit einem Durchmesser von 10 μm oder weniger und bevorzugter von 1 μm oder weniger verwendet.
Als die Metalle können beispielsweise Eisen, Silber, Edelstahl und ähnliches verwendet werden. Im Hinblick auf die Metalle ist es bevorzugt, ein Metall mit einem Partikeldurchmesser von 10 μm oder weniger und bevorzugter von 1 μm oder weniger zu verwenden.
Als die anorganischen Verbindungen können beispielsweise Kohlenstoff, Graphit, oxidbasierte Keramikstoffe, wie Glass, eine Reihe von Metallsalzen oder Siliziumdioxid, Zirkonoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid und Chromoxid, nitridbasierte Keramikstoffe, wie Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid und Bornitrid, karbidbasierte Keramikstoffe, wie Siliziumkarbid, Borkarbid und ähnliche aufgeführt werden. Im Hinblick auf die anorganischen Verbindungen ist es bevorzugt, Partikeldurchmesser von 10 μm oder weniger und bevorzugter von 1 μm oder weniger zu verwenden.
Im Hinblick auf die Mengen der in der Flüssigkeit zu mischenden, voneinander unterschiedlichen Materialien werden bevorzugt (a) 10 bis 20 Gew-% verwendet, falls unterschiedliche Arten von organischen Polymeren verwendet werden, und (b) 5 bis 15 Gew-% verwendet, falls mindestens eine Art von organischem Polymer und mindestens eine Art ausgewählt aus Metallen und anorganischen Verbindungen verwendet wird.
Vorzugsweise beträgt der Hochdruck der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, die in den Körper 8 des Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 eingeführt wird, 500 kg/cm² oder mehr. Vorzugsweise beträgt die Einspritzgeschwindigkeit der von den beiden Düsenabschnitten 9a und 9b aus eingespritzten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit beträgt 300 m/sec oder mehr. Falls der Hochdruck der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit weniger als 500 kg/cm² beträgt und die Einspritzflussgeschwindigkeit der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit beträgt 300 m/sec beträgt, können beim Zerbrechen und Dispergieren des Materials, wie organische Polymere, in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit Probleme auftreten. Vorzugsweise werden die Obergrenzen des Hochdrucks der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit und die Einspritzflussgeschwindigkeit der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in der Praxis auf 3.000 kg/cm² bzw. 600 m/sec beschränkt.
Vorzugsweise werden bei den Vorgängen des Zerbrechens und Dispergierens der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit durch den Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 je nach Art und Kombination der Materialien die folgenden Formen verwendet.
(1) Modus, bei dem die Materialien in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit unterschiedliche Arten von organischen Polymeren sind.
Wie bereits beschrieben werden die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten zur Einspritzung von den beiden Düsen 9a und 9b aus gezwungen und miteinander zur Kreuzung/Kollision gebracht, ohne dass sich das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 im Kreuzungs-/Kollisionsanteil der Hohlraumanteils 2 des Hauptkörpers 8 befindet. Durch die Anwendung eines solchen Verfahrens kann verhindert werden, dass die Molekülketten des in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit enthaltenen organischen Polymers übermäßig stark zerschnitten werden.
(2) Modus, bei dem die Materialien in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit aus ultrafeinen Partikeln bestehend und ultrafein dispergiert werden
Zunächst ist das Ventil 24 des in 1 dargestellten Rohrs 61 geschlossen und das Ventil 23 des Überleitrohrs 22 ist geöffnet. Anschließend wird die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der die gewünschten Mengen der voneinander unterschiedlichen Materialien in der Flüssigkeit gemischt sind, durch das Rohr 18 in die Hochdruck-Förderpumpe 20 eingeführt, in der die Flüssigkeit auf einen höheren Druck gebracht wird, in das Schraubenloch 10 des oberen Blocks 6 eingeführt und nachdem dieser bis zum Überleitrohr 22 mit der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit gefüllt ist, wird das in Rohr 18 zwischengeschaltete Ventil 21 geschlossen. In anderen Worten, die Hochdruck-Förderpumpe 20 und der Hauptkörper 8 bilden durch das Überleitrohr 22 einen geschlossenen Kreislauf. Nach diesem Vorgang werden die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b aus eingespritzt und ähnlich wie im vorbeschriebenen Fall miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht. Zur Wiederholung dieses Vorgangs wird die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit nach den Kreuzungs-/Kollisionsvorgängen durch das Überleitrohr 22 zur Hochdruck-Förderpumpe 20 zurückgeleitet, wo sie auf den gewünschten Hochdruck gebracht, in das Schraubenloch 10 des oberen Blocks 6 des Hauptkörpers 8 eingeführt und von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b aus eingespritzt und miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht wird.
Durch das Wiederholen des Vorgangs der Kreuzung/Kollision der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit werden die Partikel dispergiert; beispielsweise kann auf diese Weise sowohl ein Dispersionsmittel, in dem ultrafeine Partikel mit einem Durchmesser von einigen Hundert Nanometern oder weniger gleichförmig dispergiert sind, hergestellt werden als auch voneinander unterschiedliche Materialien in der Mischflüssigkeit zu ultrafeinen Partikeln zerbrochen werden.
Dabei ist anzumerken, dass nachdem die Flussgeschwindigkeit der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in der nachfolgenden Beschreibung berechnet und die Flüssigkeit eingespritzt ist von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b und miteinander gekreuzt/ zur Kollision gebracht ist, wird der Vorgang bis zu dem Verfahren unmittelbar bevor die gekreuzte/ zur Kollision gebrachte Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit abermals gekreuzt/ zur Kollision gebracht wird als "ein Durchlauf' bezeichnet.
(3) Modus, bei dem Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in der schwer zu zerbrechende Metalle und anorganische Verbindungen mit organischen Polymeren gemischt sind, zerbrochen und dispergiert wird.
Zunächst wird, wie 2 zu entnehmen ist, das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 den Hauptblock 5 durchdringend in den Hohlraumanteil 2 eingeführt, so dass das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 sich vorher im wesentlichen im Einspritzfluss-Kreuzungsanteil der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit der beiden Düsenabschnitte 9a und 9b befindet. Anschließend wird die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in der die gewünschten Mengen von feinen Partikeln aus Metallen und anorganischen Verbindungen und organischen Polymeren gemischt sind, durch das Rohr 18 in die Hochdruck-Förderpumpe 20 eingeführt, in der aus der Flüssigkeit durch Druckbeaufschlagung eine Hochdruckflüssigkeit hergestellt wird, und in das Schraubenloch 10 des oberen Blocks 6 eingeführt. Diese unter Hochdruck stehende Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird durch den Durchgang 11 mit der Form eines umgekehrten Kegels des oberen Blocks 6 in die Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b eingeführt. Die in diese Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b geflossene Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird beim Durchlauf durch die Öffnungen 13a und 13b beschleunigt und wird von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b innerhalb des Hohlraumanteils 2 des Hauptblocks 5 aus eingespritzt. Da die Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b der Düsenabschnitte 9a und 9b einander gegenüber liegend angebracht sind und schräg nach unten verlaufen, kollidiert die von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b aus eingespritzte Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit dem im wesentlichen am Einspritzfluss-Kreuzungsanteil befindlichen Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17. Auf diese Weise wird die Kollisionsenergie der feinen Partikel der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit im Vergleich zu der Kollisionsenergie im Fall, bei dem die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit sich selbst kollidiert, wesentlich erhöht. Insbesondere können, indem das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 in der Form einer Dreikantsäule ausgebildet wird, zwei von den beiden Düsenabschnitten 9a und 9b aus eingespritzte Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in der vertikalen Richtung oder einer angenähert vertikalen Richtung auf den beiden Oberflächen des Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 in der Form einer Dreikantsäule zur Kollision gebracht werden. Daher kann eine höhere Kollisionsenergie auf die feinen Partikel in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit einwirken. Außerdem kann die Umwandlungseffizienz der Kollisionsenergie in Brechkraft weiter erhöht werden, indem das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 aus einem Sinterdiamanten mit der größten Steifigkeit unter den derzeit erhältlichen Materialien hergestellt wird.
Als Ergebnis kann nicht nur die Dispersion von ultrafeinen Partikeln realisiert werden, sondern die feinen Partikel aus Metall oder anorganischen Verbindungen in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit können auch auf eine effiziente Weise zu ultrafeinen Partikeln zerbrochen werden, was mit der Methode, bei der die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten zur Kollision gebracht werden, sich schwierig gestaltet hat.
Dabei ist anzumerken, dass bei der Form (3) sowie dem Modus (2) der Vorgang, bei dem die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit von den beiden Düsenabschnitten 9a und 9b aus eingespritzt und an dem Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 zur Kollision gebracht wird, in einer Vielzahl von Durchläufen ablaufen kann.
(4) Modus, bei dem Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in der unterschiedliche organische Polymere, die nicht leicht zu koppeln sind, enthalten sind, zerbrochen und dispergiert wird
Zunächst werden beispielsweise zwei Arten von Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten durch Mischung der gewünschten Mengen von voneinander unterschiedlichen organischen Polymeren in einer Flüssigkeit hergestellt. Das Ventil 24 des in 1 dargestellten Rohrs 61 ist geschlossen und das Ventil 23 des Überleitrohrs 22 ist geöffnet. Anschließend wird eine der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten durch das Rohr 18 in die Hochdruck-Förderpumpe 20 eingeführt, in der die Flüssigkeit durch Druckbeaufschlagung zur Hochdruckflüssigkeit wird, in das Schraubenloch 10 des Oberteilblocks 6 eingeführt und nachdem dieser bis zum Überleitrohr 22 mit der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit gefüllt ist, wird das in das Rohr 18 zwischengeschaltete Ventil 21 geschlossen. Anschließend werden die in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit enthaltenen organischen Polymere durch eine Vielzahl von Durchläufen des Vorgangs, bei dem die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b aus eingespritzt und wie im vorstehend beschriebenen Fall miteinander gekreuzt/zur Kollision gebracht werden, in ultrafeine Partikel verwandelt und ultrafein dispergiert.
Anschließend wird, nachdem die Hochdruck-Förderpumpe 20 angehalten und das Ventil 21 geöffnet wurde, der andere Anteil der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit durch das Rohr 18 in die Hochdruck-Förderpumpe 20 eingeführt, und der andere Anteil der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird in den einen Anteil der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit eingemischt, indem diese Pumpe 20 angeschaltet und bis auf Hochdruck hochgefahren wird. Der Vorgang, bei dem die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in der zwei Arten von organischen Polymeren gemischt sind, von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b aus eingespritzt und miteinander gekreuzt/zur Kollision gebracht wird, wird bei einer Vielzahl von Durchläufen wiederholt durchgeführt.
Mit diesem Verfahren kann ein ultrafein dispergiertes Dispersionsmittel eingestellt werden und schwer mischbare organische Polymere werden bis zu einem gewissen Grad gekoppelt und in ultrafeine Partikel umgewandelt.
Dabei ist anzumerken, dass obwohl die Herstellung des Dispersionsmittels mit Hilfe des in 1, 2 und 3 dargestellten Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 erfolgt, die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in welcher die voneinander unterschiedlichen Materialien dem flüssigen Medium zugemischt sind in dem in 1 dargestellten Aggregations-Bindungsmechanismus 70 und dem nachstehend beschriebenen Vorgang eingeführt werden, wo das Dispersionsmittel, in welchem unterschiedliche Arten von Materialien zu ultrafeinen Partikeln werden und dispergiert sind, verwendet werden kann. Falls dieser Aggregations-Bindungsmechanismus 70 jedoch gleichzeitig als ein Herstellungsmechanismus für das Dispersionsmittel dient, wird die Anwendung der Gleichstromspannung an die erste und zweite Kammer 38 und 39 des Lademechanismus 30 angehalten und diese Kammern 38 und 39 dienen lediglich als ein Durchgang. Darüber hinaus wird die Hochdruckflüssigkeits-Förderpumpe in die Rohrleitung zwischengeschaltet und es wird eine Fest-Flüssig-Mischflüssigkeits-Rohrleitung auf der vorgeschalteten Seite der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 vorgesehen.
(Schritt der Dispersionsmittel-Elektrifizierung)
Das in dem Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 hergestellte Hochdruck-Dispersionsmittel wird durch das Rohr 61 und die Verzweigungsrohre 62a und 62b in den Durchgang 3, der einen kleineren Durchmesser besitzt, des Gelenkbauteils 34 des Lademechanismus 30 eingeführt und läuft mit einer hohen Geschwindigkeit von dem Gelenkbauteil 34 in dem Durchgang 40 der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 um und fließt darüber hinaus zu den Rohren 63a und 63b, die sich hinter den Kammern befinden.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 4 dargestellt ist, die gewünschte Hochfrequenzspannung von der Hochfrequenzquelle 51 durch die Verdrahtung 50 und den Stromversorgungsanschluss 48 zu dem kreisrund-geformten Stromversorgungsbauteil 46 geliefert; die Hochfrequenzspannung wird von diesem kreisrund-geformten Stromversorgungsbauteil 46 durch das kreisrund-geformte Isolierbauteil 47 aus Polytetrafluorethylen in die erste und zweite Kammer 38 und 39 geliefert. Auf diese Weise wird das ultrafeine Partikel enthaltende und in der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 umlaufende Dispersionsmittel angeregt. Zur gleichen Zeit wird der Gleichstrom von der Gleichstromquelle 52 durch die Verdrahtungen 53 und 54 zu den Rohren 63a und 63b geliefert, die sich auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, befinden. Hierdurch wird das in der ersten Kammer 38 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln negativ geladen. Außerdem wird das in der zweiten Kammer 39 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln positiv geladen. Da durch das Anlegen einer solchen Hochfrequenzspannung im Dispersionsmittel Fluktuationen hervorgerufen werden können, kann durch das anschließende Anlegen der Gleichstromspannung eine ausreichend starke negative Elektrifizierung und positive Elektrifizierung der betreffenden Dispersionsmittel bewirkt werden.
Dabei ist anzumerken, dass bei dem Prozess, bei dem das Dispersionsmittel in dem Durchgang 40 der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 umläuft, die Flüsse der betreffenden Dispersionsmittel aufgrund der Verengung der Durchgänge in der Nähe der Auslässe beschleunigt sind.
Darüber hinaus ist das Stromversorgungsbauteil 46, wenn die Hochfrequenzspannung zur ersten und zweiten Kammer 38 und 39 geliefert wird, wie in 4 dargestellt ist, nicht direkt an die erste und zweite Kammer 38 und 39 angeschlossen; indem zwischen diese das Isolierbauteil 47 zwischengeschaltet wird, kann verhindert werden, dass die Gleichstromspannung durch das positiv und negativ geladene Dispersionsmittel zur Hochfrequenzquelle 51 zurück zu fließen und die Quelle 51 zu beschädigen.
Außerdem kann durch Ausbildung der Verzweigungsrohre 62a und 62b, so dass sie den Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 und den Lademechanismus 30 mit einem Isoliermaterial verbinden, verhindert werden, dass die Gleichstromspannung durch die vorstehend beschriebenen positiv und negativ geladenen Dispersionsmittel in den Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 fließt.
Vorzugsweise wird die von der Hochfrequenzquelle 51 gelieferte Hochfrequenzspannung auf einen Bereich von 500 kHz bis 10 MHz und einen Bereich von 20 V bis 400 V eingestellt.
Vorzugsweise wird die von der Gleichstromquelle 52 gelieferte Gleichstromspannung auf einen Bereich von 0,4 A bis 10 A und einen Bereich von 100 V bis 5 kV eingestellt.
(Schritt der Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln durch Aggregation/Bindung von ultrafeinen Partikeln)
Die in dem Lademechanismus 30 und den Rohren 63a und 63b aus einem elektrisch leitfähigen Material mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten geladenen Dispersionsmittel werden unter Hochdruck aus den Rohren 63a und 63b in die Schraubenlöcher 76a und 76b des aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehenden ersten und zweiten Blocks 73a und 73b eingeführt, die von dem aus einem Isoliermaterial bestehenden Hauptblock 72 des Aggregations-Bindungsmechanismus 70 getrennt sind. Da der erste und zweite Block 73a und 73b von dem aus einem Isoliermaterial bestehenden Hauptblock 72 elektrisch getrennt sind, werden die betreffenden Hochdruck-Dispersionsmittel zur Erhaltung des Elektrifizierungsvolumens in die Durchgänge 78a und 78b eingeführt. Bei dem Vorgang des Durchlaufens der Öffnungen 79a und 79b der betreffenden Durchgänge 78a und 78b und Einspritzung von den Mündungen der Düsenabschnitte 75a und 75b in dem rechteckigen Loch 71 des Hauptblocks 72 aus werden diese Dispersionsmittel weiter beschleunigt. Da die Durchgänge 78a und 78b der Düsenabschnitte 75a und 75b einander gegenüber liegend angebracht sind und schräg nach unten verlaufen, werden die von den Mündungen der Düsenabschnitte 75a und 75b aus eingespritzten Dispersionsmittel auf eine effiziente Weise miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht. In einem solchen Kollisionsfeld werden die ultrafeinen Partikeln in den betreffenden Dispersionsmitteln, die mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifiziert sind, durch Anregungstransfer aggregiert und miteinander gekoppelt sowie gegenseitig stark angezogen und elektrostatisch aggregiert. Folglich kann mit dem Verfahren, bei dem ultrafeine Partikel aus voneinander unterschiedlichen Materialien, die vor der Einspritzung von den Düsenabschnitten 75a und 75b aus dispergiert wurden, miteinander gekoppelt werden, eine Flüssigkeit mit einer großen Anzahl von zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln bestehend aus unterschiedlichen Arten von Materialien hergestellt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln wird das geladene Dispersionsmittel beim Umlauf durch die erste und zweite Kammer 38 und 39, die Rohre 63a und 63b und die Durchgänge 78a und 78b des ersten und zweiten Blocks 73a und 73b des aus Metall, wie Edelstahl, hergestellten Aggregations-Bindungsmechanismus 70 an den Innenflächen dieser Bauteile einer Elektrolyse unterzogen und aufgetrennt. Insbesondere das Bauteil, durch welches das positiv geladene Dispersionsmittel umläuft, ist besonders elektrolysiert und zerlegt. In diesem Zusammenhang kann die elektrolytische Auftrennung der geladenen Dispersionsmittel verhindert werden, indem die Innenflächen der ersten und zweiten Kammer 38 und 39, die Innenflächen der Rohre 63a und 63b und die Innenflächen der Durchgänge 78a und 78b des ersten und zweiten Blocks 73a und 73b des Aggregations-Bindungsmechanismus 70 mit einer dünnen Folie aus Platin oder Gold beschichtet werden.
Bis zu diesem Punkt wird nach der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform laut der vorstehenden Beschreibung das Dispersionsmitel in die erste und zweite Kammer eingeführt und befindet sich dort im Umlauf, wo die Hochfrequenzspannung angelegt wird, und darüber hinaus wird die Gleichstromspannung auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, angelegt, diese Dispersionsmittel werden mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten geladen, werden durch die elektrisch voneinander isolierten Durchgänge und die Düsenabschnitte eingespritzt und gekreuzt/zur Kollision gebracht. Mit diesem Verfahren kann eine Bindung und ein zusammengesetzter Zustand für diese unterschiedlichen Arten von Materialien erreicht werden, was bisher schwer zu realisieren war, wenn die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der unterschiedliche Arten von Materialien nur gemischt sind, nach dem konventionellen Verfahren gekreuzt/zur Kollision gebracht wird, so dass mit diesem Verfahren eine Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln hergestellt werden kann, in der unterschiedliche Materialien, beispielsweise unterschiedliche Arten von organischen Polymeren oder ein organischer Polymer und eine anorganische Verbindung wie Siliziumdioxid fest und stark auf der Nanoebene aneinander gebunden sind.
Die auf diese Weise hergestellte Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln zeigt weder Koagulation noch Präzipitation (Ausfällung) bei der Langzeitlagerung und besitzt vorzügliche Dispersions- und Stabilitätseigenschaften. Die erwähnte Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln kann zur Herstellung einer Gas-undurchlässigen Folie und einer Reihe von Materialien mit einer hohen Funktionalität und von Materialien mit hochwertigen physikalischen Eigenschaften verwendet werden.
Darüber hinaus kann nach der vorstehend beschriebenen ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Herstellungsgerät, mit dem eine Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln, in der unterschiedliche Arten von Materialien, beispielsweise unterschiedliche Arten von organischen Polymeren oder ein organischer Polymer und eine anorganische Verbindung wie Siliziumdioxid fest und stark gebunden sind, realisiert werden.
(Zweite Ausführungsform)
6 ist eine Draufsicht in schematischer Darstellung, in der ein Herstellungsgerät für ein zusammengesetztes, ultrafeines Partikel gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt wird, und 7 ist eine Schnittansicht, die den in 6 enthaltenen zweiten Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus zeigt. Dabei ist anzumerken, dass für ähnliche Bauteile die selben Bezugszeichen und -zahlen wie in 1 verwendet werden und auf eine Beschreibung verzichtet wird.
Ein erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus (mit einer ähnlichen Struktur wie der vorstehend beschriebene Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus der 2 und 3) 1 bzw. ein zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 sind durch die Rohre 65a bzw. 65b an einen Lademechanismus 30 angeschlossen. Diese Rohre 65a und 65b sind aus einem Isoliermaterial, beispielsweise Polyimid, hergestellt. Der Lademechanismus 30 enthält zwei Rohre 63a und 63b und ist durch diese Rohre 63a und 63b an einen Aggregations-Bindungsmechanismus 70 für ultrafeine Partikel angeschlossen. Die Rohre 63a und 63b sind aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Edelstahl, hergestellt und auf ihrer Innenfläche mit einer dünnen Folie aus Platin oder Gold beschichtet.
In dem erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 wird eine Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in der die gewünschte Menge von mindestens einer Art ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen gemischt ist, durch das Rohr 18 in den Hauptkörper 8 eingeführt.
Der zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 besitzt beispielsweise, wie in 7 dargestellt ist, einen Hauptblock 94 mit einem recheckig-geformten Loch 92 im Oberteil, das mit einem Hohlraumanteil 91 in einer vierseitigen Pyramide 92 und nach oben und nach unten von dem Hohlraumanteil 91 in einer vierseitigen Pyramide 92 einen Hauptkörper 97, dessen oberer bzw. unterer Block 95 bzw. 96 in dem oberen bzw. unteren rechteckig-geformten Loch 92 bzw. 93 eingeführt und fixiert ist. Dabei ist anzumerken, dass der Hohlraumanteil 91 sich in den unteren Block 96 erstreckt. Die Durchmesser der oberen und unteren Öffnungen des Hohlraumanteils 91 mit der Form einer vierseitigen Pyramide sind kleiner als der Durchmesser der rechteckig-geformten Löcher 92 und 93.
Eine Vielzahl von beispielsweise zwei Düsenabschnitten 98a und 98b sind so ausgebildet, dass sie sich gegenüber dem an der intermediären Innenfläche des Hohlraumanteils 91 befindlichen Hauptblock 94 befinden. Vorzugsweise haben die Mündungen der Spitzen (Abgabeauslass) dieser Düsenabschnitte 98a und 98b einen Durchmesser im Bereich von wenigen Mikrometern bis einhundert-und-einige-zehn Mikrometer, im Hinblick auf eine Steigerung der Einspritzgeschwindigkeit der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der die gewünschte Menge von mindestens eine Art von organischem Polymer gemischt ist.
An der oberen Fläche des oberen Blocks 95 ist ein Schraubenloch 99 vorgesehen. Das nachfolgend zu beschreibende Rohr wird in und an diesem Schraubenloch 99 eingeschraubt, befestigt und angeschlossen. Das Schraubenloch 99 steht durch den Durchgang 100 mit der Form eines umgekehrten Kegels in Flüssigkeitsverbindung mit zwei Verzweigungsdurchgängen 101a und 101b. Die betreffenden Verzweigungsdurchgänge 101a und 101b verlaufen von den betreffenden Oberabschnittblocks 95 durch die Hauptblöcke 94 zu den Spitzenflächen der beiden Düsenabschnitte 98a und 98b und die Mündungen auf diesen Spitzenflächen sind geschlossen.
Öffnungsabschnitte 102a und 102b zur Beschleunigung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit der in die betreffenden Verzweigungsdurchgänge 101a und 101b eingeführten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit sind in den betreffenden Verzweigungsdurchgängen 101a und 101b an der Basis der Düsenabschnitte 98a und 98b zwischengeschaltet.
Im Hinblick auf den Düsenabschnitt kann eine Vielzahl, d.h. drei oder mehr verwendet werden. Die vorstehend genannte Vielzahl von Düsenabschnitten ist am Hauptblock 94 montiert, beispielsweise an den isoperimetrischen Winkeln auf der Kreisbahn der Ebene, beispielsweise im Fall, dass es sich um zwei Düsenabschnitte handelt, werden die Düsenabschnitte am Hauptblock 94 unter einem Winkel von 180 Grad montiert, im Fall von drei Düsen unter einem Winkel von 120 Grad und im Fall von vier Düsen im Winkel von 90 Grad montiert. Insbesondere, zur Kollision der Einspritzflüsse der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in einer gut ausgewogenen Weise und mit hoher Energie ist es bevorzugt, dass die Düsenabschnitte in gerader Zahl, wie 2, 4, 6, an dem Hauptkörper montiert werden.
Obwohl die Vielzahl von Düsenabschnitten so am Hauptblock montiert sein kann, dass die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in einer horizontalen Richtung eingespritzt und gekreuzt und zur Kollision gebracht werden, werden diese vorzugsweise so am Hauptblock 94 montiert, dass die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten in einer schrägen Richtung eingespritzt und gekreuzt und zur Kollision gebracht werden. Bei Ausbildung einer solchen Konfiguration wird es möglich, die Kollisionsregion der von der Vielzahl der Düsenabschnitte ausgehenden Einspritzflüsse zu verbreitern. Darüber hinaus lässt sich auf diese Weise verhindern, dass die Düsenabschnitte und der Hauptblock durch die von den Düsen der gegenüberliegenden Seite ausgehenden Einspritzflüsse beschädigt werden.
Dabei ist anzumerken, dass O-Ringe 103a und 103b in den Verzweigungsdurchgängen 101a und 101b an der Verbindungslinie des oberen Blocks 95 und des Hauptblocks 94 zwischengeschaltet sind.
An der unteren Fläche des unteren Blocks 96 ist ein Schraubenloch 104 ausgebildet. Dieses Schraubenloch 104 steht durch ein kegelförmiges Loch 105 und ein kreisrundes zylindrisches Loch 106 in Flüssigkeitsverbindung mit dem Hohlraumanteil 91 des Hauptblocks 94. Dabei ist anzumerken, dass der Durchmesser des kreisrunden zylindrischen Lochs 106 kleiner ausgebildet wird als der des kreisrunden zylindrischen Lochs 106 des vorstehend beschriebenen erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1, so dass der Druck des Hohlraumanteils 91 auf einen höheren Wert als atmosphärischer Druck eingestellt werden kann. Das Rohr 65b ist im Schraubenloch 104 des unteren Blocks 96 eingeschraubt, befestigt und angeschlossen.
Wie in 6 dargestellt ist, ist ein Rohr 107, in das die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit eingeführt wird, im Schraubenloch 99 des oberen Blocks 95 eingeschraubt und an diesem befestigt und mit einer Schraubenmutter 108 angeschlossen. Im Rohr 107 ist eine Hochdruck-Förderpumpe 109 zwischengeschaltet. Auf der der Hochdruck-Förderpumpe 109 vorgeschalteten Seite ist in Rohr 107 ein Ventil 110 zwischengeschaltet. Von dem an der Seite des zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 verbundenen Rohr 65b zweigt ein Überleitrohr 111 ab und dessen Spitzenende ist an die Hochdruck-Förderpumpe 109 angeschlossen. Im Überleitrohr 111 sind in der Nähe des Verzweigungsanteils des Überleitrohrs 22 bzw. zwischen den Anteilen des Rohrs 65b auf der nachgeschalteten Seite des Rohrs 65b zwei Ventile 112 bzw. 113 zwischengeschaltet.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit feinen, zusammengesetzten Partikeln nach der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in 6 und 7 dargestelltes und vorstehend beschriebenes Herstellungsgerät beschrieben.
(Schritt der Herstellung des ersten Dispersionsmittels)
Zunächst wird, wie in 6 und 3 dargestellt ist, das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 des erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 vorher so positioniert, dass es sich außerhalb des Einspritzfluss-Kreuzungsanteils der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit der beiden Düsenabschnitte 9a und 9b befindet.
Die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der die gewünschte Menge von mindestens einem Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen gemischt ist, wird durch das Rohr 18 in die Hochdruck-Förderpumpe 20 eingeführt, in der die Flüssigkeit durch Druckbeaufschlagung auf einen höheren Druck gebracht wird und in das Schraubenloch 10 des oberen Blocks 6 eingeführt wird. Diese unter Hochdruck stehende Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird durch den Durchgang 11 mit der Form eines umgekehrten Kegels des oberen Blocks 6 in die Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b eingeführt. Die in diese Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b geflossene Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird beim Durchlauf durch die Öffnungen 13a und 13b beschleunigt und von den Mündungsanteilen der Düsenabschnitte 9a und 9b innerhalb des Hohlraumanteils 2 des Hauptblocks 5 aus mit einer hohen Geschwindigkeit eingespritzt. Da die Verzweigungsdurchgänge 12a und 12b der Düsenabschnitte 9a und 9b einander gegenüber liegend angebracht sind und schräg nach unten verlaufen, wird die von den Mündungen der Düsenabschnitte 9a und 9b aus eingespritzte Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit zur gegenseitigen Kreuzung und Kollision gebracht. Daher werden ein Dispersionsmittel, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der deren feine Partikel (oder ultrafeinen Partikel) dispergiert sind, sowie Materialien (mindestens eine Art von organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Materialien) in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit gegeneinander zu feinen Partikeln zerbrochen.
Als die Flüssigkeit können ähnliche wie laut Beschreibung der ersten Ausführungsform verwendet werden. Diese Flüssigkeiten können je nach der Art oder Kombination der zu dispergierenden Materialien in Form einer einzelnen Flüssigkeit oder einer Mischflüssigkeit verwendet werden.
Als Material(ien) aus mehr als einem Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen, anorganischen Verbindungen wird (a) ein Modus, bei dem ein einzelner organischer Polymer, Metall und anorganische Verbindung verwendet wird, (b) ein Modus, bei dem unterschiedliche Arten von organischen Polymeren verwendet werden, und (c) ein Modus, bei dem mindestens eine Art von organischen Polymeren und mindestens eine Art ausgewählt aus Metallen und anorganischen Verbindungen verwendet werden, aufgeführt.
Als die organischen Polymere, Metalle und anorganischen Verbindungen können ähnliche wie laut Beschreibung der ersten Ausführungsform und solche mit ähnlichen Partikeldurchmessern verwendet werden.
Vorzugsweise beträgt der Hochdruck der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, die in den Hauptkörper 8 des erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 eingeführt wird, 500 kg/cm² oder mehr und die Einspritzgeschwindigkeit der von den beiden Düsenabschnitten 9a und 9b aus eingespritzten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit beträgt 300 m/sec oder mehr.
Im Hinblick auf die Menge(n) der mindestens einen Art von organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen zur Einmischung in die Flüssigkeit werden bevorzugt (a) 10 bis 20 Gew-% verwendet, falls eine einzelne Art von organischem Polymer, Metall oder anorganischer Verbindung verwendet wird, (b) 10 bis 20 Gew-% verwendet, falls unterschiedliche Arten von organischen Polymeren verwendet werden, und (c) 5 bis 15 Gew-% verwendet, falls mindestens eine Art von organischem Polymer und mindestens eine Art ausgewählt aus Metallen und anorganischen Verbindungen verwendet wird.
Vorzugsweise wird der Betrieb (1) eines Modus, bei dem die Materialien in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit unterschiedliche Arten von organischen Polymeren darstellen, (2) eines Modus, bei dem die Materialien in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit zu noch ultrafeineren Partikeln gemacht werden und noch ultrafeiner dispergiert werden, und (c) eines Modus, bei dem Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, in der schwer zu zerbrechende Metalle und anorganische Verbindungen mit organischen Polymeren gemischt sind, zerbrochen und dispergiert wird, je nach den Arten von Material und den Kombinationen in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, die in der ersten Ausführungsform laut Beschreibung der ersten Ausführungsform für den Zeitpunkt der Brech- und Dispersionsvorgänge der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit durch den Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1, verwendet.
(Zweites Dispersionsmittel-Herstellungsschritt)
Zunächst wird die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der die gewünschte Menge(n) von mindestens einem organischen Polymer gemischt ist/sind, durch das Rohr 107 des zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 in die Hochdruck-Förderpumpe 109 eingeführt, in der die Flüssigkeit durch Druckbeaufschlagung auf den höheren Druck gebracht wird, und in das Schraubenloch 99 des oberen Blocks 95 eingeführt. Diese unter Hochdruck stehende Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird durch den Durchgang 100 mit der Form eines umgekehrten Kegels des oberen Blocks 95 in die Verzweigungsdurchgänge 101a und 101b eingeführt. Die in diese Verzweigungsdurchgänge 101a und 101b geflossene Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wird beim Durchlauf durch die Öffnungen 102a und 102b beschleunigt und wird von den Mündungsanteilen der Düsenabschnitte 98a und 98b innerhalb des Hohlraumanteils 91 des Hauptblocks 94 aus eingespritzt. Da der Druck des Hohlraumanteils 91 durch die Verengung des Durchmessers des kreisrunden zylindrischen Lochs 106 auf einen höheren Druck als Atmosphärendruck eingestellt wird, werden bei der Kreuzung/Kollision der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit die feinen Partikel (oder ultrafeinen Partikel) dispergiert und der organische Polymer in feine Partikel zerbrochen, ohne die Molekülketten des organischen Polymers in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit übermäßig zu zerschneiden. Folglich wird das zweite Dispersionsmittel, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der mindestens eine Art von ultrafeinen Partikeln aus organischem Polymer dispergiert sind, hergestellt.
Als die Flüssigkeit können ähnliche wie laut der Beschreibung der ersten Ausführungsform verwendet werden. Diese Flüssigkeiten können je nach der Art oder Kombination der zu dispergierenden Materialien in Form einer einzelnen Flüssigkeit oder einer Mischflüssigkeit verwendet werden.
Als der mindestens eine organische Polymer wird (a) ein Modus, bei dem ein einzelner organischer Polymer verwendet wird, und (b) ein Modus, bei dem unterschiedliche Arten von organischen Polymeren verwendet werden, aufgeführt.
Als die organischen Polymere können ähnliche wie laut Beschreibung der ersten Ausführungsform und solche mit ähnlichen Partikeldurchmessern verwendet werden. Vorzugsweise beträgt der Hochdruck der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, die in den Hauptkörper 97 des zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 eingeführt wird, 500 kg/cm² oder mehr und die Einspritzgeschwindigkeit der von den beiden Düsenabschnitten 98a und 98b aus eingespritzten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit beträgt 300 m/sec oder mehr.
Im Hinblick auf die Menge(n) des mindestens einen organischen Polymers zur Einmischung in die Flüssigkeit sind 10 bis 20 Gew-% bevorzugt.
Vorzugsweise werden die folgenden Formen je nach der Art des Materials und den Kombinationen in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit zum Zeitpunkt der Anwendung eines Brech- und Dispersionsbetriebs für die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit durch den zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 verwendet.
Insbesondere ist das in 6 dargestellte Ventil 113 des Rohrs 65b geschlossen und das Ventil 112 des Überleitrohrs 111 ist geöffnet. Anschließend wird die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der die gewünschte(n) Menge(n) des mindestens einen organischen Polymers gemischt ist, durch das Rohr 107 in die Hochdruck-Förderpumpe 109 eingeführt, in der die Flüssigkeit durch Druckbeaufschlagung auf einen höheren Druck gebracht wird, in das Schraubenloch 99 des oberen Blocks 95 eingeführt wird und nachdem dieser bis zum Überleitrohr 111 mit der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit gefüllt ist, wird das in das Rohr 107 zwischengeschaltete Ventil 110 geschlossen. In anderen Worten, die Hochdruck-Förderpumpe 109 und der Hauptkörper 97 bilden durch das Überleitrohr 111 einen geschlossenen Kreislauf. Nach diesem Vorgang werden die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten von den Mündungen der Düsenabschnitte 98a und 98b aus eingespritzt und miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht ähnlich wie im vorbeschriebenen Fall, bei dem der Druck im Hohlraumanteil 91 auf einen höheren Druck als Atmosphärendruck eingestellt. Dieser Vorgang wird wiederholt, so dass die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit nach den Kreuzungs-/Kollisionsvorgängen durch das Überleitrohr 111 zur Hochdruck-Förderpumpe 109 zurückgeleitet wird, wo sie auf den gewünschten Hochdruck gebracht, in das Schraubenloch 99 des oberen Blocks 95 des Hauptkörpers 97 eingeführt und von den Mündungen der Düsenabschnitte 98a und 98b aus eingespritzt und im Hohlraumanteil 91 miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht wird.
Auf diese Weise kann durch Wiederholung der Vorgänge, derart dass die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit miteinander gekreuzt/zur Kollision gebracht wird, das zweite Dispersionsmittel hergestellt werden, in dem beispielsweise ultrafeine Partikel von einigen Hundert Nanometern oder weniger gleichförmig dispergiert sind sowie mindestens eine Art von organischem Polymer in der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit zu ultrafeinen Partikeln zerbrochen wird.
(Schritt der Einschleusung des Dispersionsmittels)
Das in dem erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 hergestellte, unter Hochdruck stehende erste Dispersionsmittel wird durch das Rohr 65a in den Durchgang 36, der einen kleineren Durchmesser besitzt, des Gelenkbauteils 34 des Lademechanismus 30 eingeführt und läuft weiterhin vom Gelenkbauteil 34 in den Durchgang 40 der ersten Kammer 38 mit einer hohen Geschwindigkeit um. Das in dem zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 hergestellte, unter Hochdruck stehende zweite Dispersionsmittel wird durch das Rohr 65b in den Durchgang 36, der einen kleineren Durchmesser besitzt, des Gelenkbauteils 34 des Lademechanismus 30 eingeführt und läuft weiterhin vom Gelenkbauteil 34 in den Durchgang 40 der zweiten Kammer 39 mit einer hohen Geschwindigkeit um und fließt im weiteren zu den Rohren 63a und 63b, die sich hinter den Kammern befinden.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 4 dargestellt ist, die gewünschte Hochfrequenzspannung von der Hochfrequenzquelle 51 durch die Verdrahtung 50 und den Stromversorgungsanschluss 48 zu dem kreisrund geformten Versorgungsbauteil 46 geliefert, von diesem kreisrund geformten Stromversorgungsbauteil 46 wird die Hochfrequenzspannung in die erste und zweite Kammer 38 und 39 geliefert, beispielsweise durch das kreisrund geformte Isolierbauteil 47 aus Polytetrafluorethylen geleitet. Daher werden das erste und das zweite, Dispersionsmittel mit ultrafeinen Partikeln, die in der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 umlaufen, angeregt. Zur gleichen Zeit wird der Gleichstrom von der Gleichstromquelle 52 durch die Verdrahtungen 53 und 54 zu den Rohren 63a und 63b auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, geliefert. Dadurch wird das bereits angeregte erste Dispersionsmittel, das in der ersten Kammer 38 umläuft und ultrafeine Partikel aus mehr als einer Art von Material ausgewählt aus mindestens einer Art von organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen, negativ geladen. Außerdem wird das bereits angeregte zweite Dispersionsmittel, das in der zweiten Kammer 39 umläuft und die ultrafeinen Partikel aus mindestens einer Art von organischen Polymeren enthält, positiv geladen. Da durch das Anlegen einer solchen Hochfrequenzspannung Fluktuationen in dem ersten und zweiten Dispersionsmittel erzeugt werden können, kann durch das anschließende Anlegen der Gleichstromspannung an das betreffende erste und zweite Dispersionsmittel eine ausreichend starke negative elektrische Aufladung und positive Elektrifizierung hervorgerufen werden.
Dabei ist anzumerken, dass bei dem Prozess, bei dem das Dispersionsmittel in dem Durchgang 40 der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 umläuft, aufgrund der Verengung der Durchgänge in der Nähe der Auslässe die Flüsse der betreffenden Dispersionsmittel beschleunigt sind.
Darüber hinaus ist das Stromversorgungsbauteil 46, wenn die Hochfrequenzspannung zur ersten und zweiten Kammer 38 und 39 geliefert wird, wie in 4 dargestellt ist, nicht direkt mit der. ersten und zweiten Kammer 38 und 39 verbunden; indem zwischen diese das Isolierbauteil 47 zwischengeschaltet ist, kann die Gleichstromspannung daran gehindert werden, rückwärts durch das positiv und das negativ geladene Dispersionsmittel zur Hochfrequenzquelle 51 zu fließen und die Quelle 51 zu beschädigen.
Außerdem kann durch Ausbildung der Verzweigungsrohre 65a und 65b, so dass sie den Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 und 90 an den Lademechanismus 30 mit einem Isoliermaterial anschließen, verhindert werden, dass die Gleichstromspannung durch die vorstehend beschriebenen positiv und negativ geladenen Dispersionsmittel in die Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismen 1 und 90 zurück fließt.
Vorzugsweise wird die von der Hochfrequenzquelle 51 gelieferte Hochfrequenzspannung auf einen Bereich von 500 kHz bis 10 MHz und einen Bereich von 20 V bis 400 V eingestellt.
Vorzugsweise wird die von der Gleichstromquelle 52 gelieferte Gleichstromspannung auf einen Bereich von 0,5 A bis 10 A und einen Bereich von 100 V bis 5 kV eingestellt.
(Schritt der Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln durch Aggregation/Bindung von ultrafeinen Partikeln)
Die in dem Lademechanismus 30 und den Rohren 63a und 63b aus einem elektrisch leitfähigen Material mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten geladenen Dispersionsmittel werden mit einem hohen Druck von den Rohren 63a und 63b in die Schraubenlöcher 76a und 76b des aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehenden ersten und zweiten Blocks 73a und 73b eingeführt, die von dem aus einem Isoliermaterial bestehenden Hauptblock 72 des Aggregations-Bindungsmechanismus 70 getrennt werden. Da der erste und zweite Block 73a und 73b durch den aus einem Isoliermaterial bestehenden Hauptblock 72 elektrisch isoliert sind, werden das unter einem Hochdruck stehende erste und zweite Dispersionsmittel unter Erhaltung des Elektrifizierungsvolumens in die Durchgänge 78a und 78b eingeführt. Bei dem Vorgang des Durchlaufens der Öffnungen 79a und 79b der betreffenden Durchgänge 78a und 78b werden dieses erste und zweite Dispersionsmittel weiter beschleunigt und von den Mündungen der Düsenabschnitte 75a und 75b in dem rechteckigen Loch 71 des Hauptblocks 72 aus eingespritzt. Da die Durchgänge 78a und 78b der Düsenabschnitte 75a und 75b einander gegenüber liegend angebracht sind und schräg nach unten verlaufen, wird das von den Mündungen der Düsenabschnitte 75a und 75b aus eingespritzte erste und zweite Dispersionsmittel auf eine effiziente Weise miteinander gekreuzt und zur Kollision gebracht. In einem solchen Kollisionsfeld werden die ultrafeinen Partikeln in dem betreffenden ersten und zweiten Dispersionsmittel, die mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifiziert sind, durch Anregungstransfer aggregiert und miteinander gekoppelt sowie gegenseitig stark angezogen und elektrostatisch aggregiert. Folglich kann mit dem Verfahren, bei dem ultrafeine Partikel aus dem einen oder mehreren Materialien ausgewählt aus mindestens einer Art von organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen, die vor der Einspritzung von den Düsenabschnitten 75a und 75b aus dispergiert wurden, miteinander gekoppelt werden, eine Flüssigkeit mit einer großen Anzahl von zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln bestehend aus einem oder mehreren Material(ein) hergestellt werden und ultrafeine Partikeln aus mindestens einem organischen Polymer werden miteinander gekoppelt.
Bei der Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln laut der vorstehenden Beschreibung werden das geladene erste und zweite Dispersionsmittel beim Umlauf durch die erste und zweite Kammer 38 und 39, die Rohre 63a und 63b und die Durchgänge 78a und 78b des ersten und zweiten Blocks 73a und 73b des aus Metall, wie Edelstahl, bestehenden Aggregations-Bindungsmechanismus 70 an den Innenflächen dieser Bauteile einer Elektrolyse unterzogen und aufgetrennt. In diesem Zusammenhang kann die elektrolytische Auftrennung der geladenen Dispersionsmittel verhindert werden, indem die Innenflächen der ersten und zweiten Kammer 38 und 39, die Innenflächen der Rohre 63a und 63b und die Innenflächen der Durchgänge 78a und 78b des ersten und zweiten Blocks 73a und 73b des Aggregations-Bindungsmechanismus 70 mit einer dünnen Folie aus Platin oder Gold beschichtet werden.
Bis zu diesem Punkt werden gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform laut der vorstehenden Beschreibung das erste und zweite Dispersionsmittel in die erste und zweite Kammer eingeführt und befinden sich dort im Umlauf, wo die Hochfrequenzspannung angelegt wird, und darüber hinaus wird die Gleichstromspannung auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, angelegt, dieses erste und zweite Dispersionsmittel sind mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten geladen, werden durch die elektrisch voneinander isolierten Durchgänge und von den Düsenabschnitten aus eingespritzt und gekreuzt/zur Kollision gebracht. Mit diesem Verfahren kann eine Bindung und ein zusammengesetzter Zustand für diese unterschiedlichen Arten von Materialien erreicht werden, was bisher schwer zu realisieren war, wenn die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der unterschiedliche Arten von Materialien nur gemischt sind, nach dem konventionellen Verfahren gekreuzt/zur Kollision gebracht wird, so dass mit diesem Verfahren eine Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln hergestellt werden kann, in der unterschiedliche Materialien, beispielsweise unterschiedliche Arten von organischen Polymeren oder ein organischer Polymer und eine anorganische Verbindung wie Siliziumdioxid fest und stark auf der Nanoebene aneinander gebunden sind.
Darüber hinaus ist es gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform möglich ultrafeine Partikel herzustellen und eine für das verwendete Material geeignete ultrafeine Dispersion durchzuführen, indem das erste und zweite Dispersionsmittel unter Verwendung des erstes und zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 und 90 hergestellt werden. Konkret für den Fall, wo ein zusammengesetztes, ultrafeines Partikel bestehend aus einer anorganischen Verbindung, wie Siliziumdioxid, die nur schwer ultrafeine Partikel bilden kann, und einem organischen Polymer, wie in 2 dargestellt ist, kann durch Verwendung des erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1, bei dem das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 in die Einspritzfluss-Kreuzungs-/Kollisionsregion eingeführt ist, der Brechprozess der anorganischen Verbindung auf eine effiziente Weise durchgeführt werden, das erste Dispersionsmittel, in dem ultrafeine Partikel aus einer anorganischen Verbindung ultrafein dispergiert sind, kann hergestellt werden und das zweite Dispersionsmittel, in dem ultrafeine Partikel aus einem organischen Polymer mit einer angemessenen Molekülkette kann mit dem zweiten Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90 hergestellt werden. Daher kann durch den Durchlauf dieses ersten und zweiten Dispersionsmittels durch den vorstehend beschriebenen Lademechanismus 30 für das Dispersionsmittel und den Aggregations- Bindungsmechanismus 70 der ultrafeinen Partikel eine Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln durch eine auf der Nanoebene erfolgende Bindung und Integration von ultrafeinen Partikel aus anorganischer Verbindung, wie Siliziumdioxid, an die ultrafeinen Partikel aus einem organischen Polymer hergestellt werden.
Die auf diese Weise hergestellte Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln zeigt weder Koagulation noch Präzipitation (Ausfällung) bei der Langzeitlagerung und besitzt vorzügliche Dispersions- und Stabilitätseigenschaften. Die erwähnte Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln kann zur Herstellung einer Gas-undurchlässigen Folie und einer Reihe von Materialien mit einer hohen Funktionalität und von Materialien mit hochwertigen physikalischen Eigenschaften verwendet werden.
Darüber hinaus kann nach der vorstehend beschriebenen zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ein Herstellungsgerät, mit dem eine Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln, in der unterschiedliche Arten von Materialien, beispielsweise unterschiedliche Arten von organischen Polymeren oder ein organischer Polymer und eine anorganische Verbindung wie Siliziumdioxid fest und stark gebunden sind, realisiert werden.
Nachfolgend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren ausführlich erläutert.
(Beispiel 1)
(Erster Schritt)
Zur Herstellung der ersten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit wurde Polylaktat (2-Zusammensetzungen-Rohharz) mit Dimethylsulfoxid vermengt, so dass dessen Konzentration 10 Gew-% beträgt.
Darüber hinaus wurde zur Herstellung der zweiten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit Polyvinylalkohol mit Dimethylsulfoxid vermengt, so dass dessen Konzentration 10 Gew-% beträgt.
(Zweiter Schritt)
Das Dimethylsulfoxid wird zu dem Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 (in der Form, bei der das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 nicht in die Einspritzfluss-Kreuzungs-/Kollisionsregion des Hohlraumanteils eingeführt ist), wie in 1 und 3 dargestellt ist, geliefert und das System wird mit dem selben Dimethylsulfoxid befüllt. Anschließend wird die erste Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 eingeführt und es wurden fünf Durchläufe des Dispergierungsbetriebs durchgeführt, bis die in das gesamte System gefüllte erste Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit die folgenden Bedingungen erfüllte.
<Dispersionsbedingungen>

Druck für die Einführung der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den Hauptkörper des Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus: 2000 kg/cm² und
Durchmesser der Mündungen der beiden Düsenabschnitte: 100 μm.

(Dritter Schritt)
Während die zweite Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit schrittweise in den Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1, der bereits die erste Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit enthält, eingeführt wird, wurde das Dispersionsmittel, in dem die ultrafeinen Partikel aus Polylaktat und ultrafeinen Partikel aus Polyvinylalkohol gleichförmig dispergiert waren, hergestellt, indem fünf Durchläufe des Dispergierungsbetriebs durchgeführt wurden, bis die erste Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit und die zweite Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit unter den genannten Bedingungen aufgetrennt und miteinander in dem System dispergiert sind.
(Vierter Schritt)
Das Dispersionsmittel befindet sich unter Hochdruck im Umlauf in der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 des Lademechanismus 30 durch das Rohr 61, die in 1 dargestellten Verzweigungsrohre 62a und 62b und fließt aus zu den Rohren 63a und 63b auf der nachgeschalteten Seite. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 4 dargestellt ist, die Hochfrequenzspannung unter den nachfolgend genannten Bedingungen von der Hochfrequenzquelle 51 durch die Verdrahtung 50 und den Stromversorgungsanschluss 48 zu dem kreisrund-geformten Versorgungsbauteil 46 geliefert; von diesem kreisrundgeformten Versorgungsbauteil 46 wird die Hochfrequenzspannung durch das kreisrundgeformte Isolierbauteil 47 aus, beispielsweise, Polytetrafluorethylen in die erste und zweite Kammer 38 und 39 geliefert. Zur gleichen Zeit wird der Gleichstrom von der Gleichstromquelle 52 durch die Verdrahtungen 53 und 54 zu den Rohren 63a und 63b geliefert, die sich auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, befinden. Hierdurch wird das in der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 umlaufende Dispersionsmittel mit ultrafeinen Partikeln angeregt. Hierdurch wird das in der ersten Kammer 38 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln negativ geladen. Darüber hinaus wird das in der zweiten Kammer 39 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln positiv geladen.
<Elektrifizierungsbedingungen>

Hochfrequenzspannung: 5 MHz, 500 V, und
Gleichstromspannung: 3 kV, 3,5 kW.

(Fünfter Schritt)
Das Dimethylsulfoxid mit zusammengesetzten, feinen Partikeln, in dem eine große Anzahl von zusammengesetzten, feinen Partikeln bestehend aus Polylaktat und Polyvinylalkohol in Dimethylsulfoxid dispergiert sind, wurde erhalten durch Einführung der betreffenden Dispersionsmittel, die in den Rohren 63a und 63b mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifiziert wurden, in den Aggregations-Bindungsmechanismus 70 und Einspritzung mit einem hohen Druck im Hohlraumanteil 71 von den Mündungen der beiden Düsenabschnitte 75a und 75b aus, wobei der Durchmesser der elektrisch voneinander isolierten Mündungen 10 μm betrug, und Kreuzung/Kollision.
Selbst bei Lagerung des erhaltenen Dimethylsulfoxid mit zusammengesetzten, feinen Partikeln für eine Dauer von 6 Monaten war keine Trennung der betreffenden feinen Partikeln, die aus einer großen Anzahl von zusammengesetzten, feinen Partikeln bestehen, und keine Ausfällung und keine Aggregation/Kondensation zu erkennen.
Eine Verbundfolie mit einer Dicke von 10 μm aus Polylaktat und Polyvinylalkohol wurde durch Druckbeschichtung von Dimethylsulfoxid mit einem zusammengesetzten, feinen Partikel laut Beispiel 1 auf dem Silikonbogen gebildet und dieser getrocknet.
(Vergleichsbeispiel 1)
Zur Herstellung von Polylaktat- und Polyvinylalkohol-enthaltendem Dimethylsulfoxid wurden die im ersten Schritt von Beispiel 1 hergestellte Polylaktatenthaltende erste Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit und die Polyvinylalkohol-enthaltende zweite Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit im Verhältnis von 1:1 geschüttelt und gemischt. Anschließend wurde eine Verbundfolie von 10 μm durch Leimdruck dieser Lösung auf den Silikonbogen und anschließendes Trocknen gebildet.
(Vergleichsbeispiel 2)
Das Dispersionsmittel, in dem die im dritten Schritt von Beispiel 1 hergestellten ultrafeinen Partikel aus Polylaktat und die ultrafeinen Partikel aus Polyvinylalkohol gleichförmig dispergiert waren, wurde hergestellt. Eine Verbundfolie aus Polylaktat und Polyvinylalkohol mit einer Dicke von 10 μm wurde durch Leimdruck dieses Dispersionsmittels auf den Silikonbogen und anschließendes Trocknen gebildet.
Der Zustand der hergestellten Folie, die Folienfestigkeit, Dehnbarkeit und das Aussehen der Folie auf der durch in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 und 2 erhaltenen Verbundfolie wurden untersucht. Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle 1 zu entnehmen. Dabei ist anzumerken, dass die Folienfestigkeit eine Festigkeit ist, wenn die von dem Silikonbogen abgeschälte Folie gezogen wurde und die Dehnbarkeit einem durchschnittlichen Verdünnungsgrad der Foliendicke in einem Zustand entspricht, bei dem die Folie auf ungefähr 100°C erhitzt wurde und in die Längs- und Querrichtung gezogen wurde.
Tabelle 1
Tabelle 1 ist zu entnehmen, dass eine Verbundfolie aus Polylaktat und Polyvinylalkohol mit herausragenden Festigkeits- und Dehnbarkeitseigenschaften, die transparent und dem Aussehen nach gleichförmig gefärbt ist, durch Leimdruck des durch in Beispiel 1 erhaltenen Dimethylsulfoxids mit zusammengesetzten, feinen Partikeln auf den Silikonbogen und Trocknen gebildet werden kann.
(Beispiel 2)
(Erster Schritt)
Zur Herstellung der ersten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit einer Siliziumoxidkonzentration von 12 Gew-% wurde ein Aggregat aus Siliziumoxidpulver (durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Primärpartikels: 7 nm) in reinem Wasser dispergiert. Anschließend wurde das erste Dispersionsmittel, in dem die ultrafeinen Partikel aus Siliziumoxid dispergiert sind, hergestellt, indem die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 (Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 war in den Einspritzfluss-Kreuzungs-/Kollisionsbereich eingeführt), der in den vorstehend beschriebenen 6 und 2 dargestellt ist, eingeführt und 7 Durchläufe des Brech- und Dispergierungsbetriebs bei der Einspritzung der ersten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit von den beiden Düsenabschnitten 9a und 9b aus und Kreuzung/Kollision unter den nachfolgend genannten Bedingungen durchgeführt wurden.
<Brech- und Dispersionsbedingungen>

Druck für die Einführung der ersten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus: 1500 kg/cm²,
Durchmesser der Mündungen der beiden Düsenabschnitte: 100 μm,
Beschleunigung der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit nach dem Durchlauf durch den Öffnungsabschnitt: 250 m/sec,
Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil: ein Sinterdiamant mit drei Seiten mit den Abmessungen 8 mm, 8 mm und 8 mm in der Form eines gleichseitigen Dreikantstabs.

(Zweiter Schritt)
Zur Herstellung der zweiten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit einer Polyvinylalkoholkonzentration von 12 Gew-% wurde Polyvinylalkohol in dem reinen Wasser aufgetrennt und dispergiert. Anschließend wurde das zweite Dispersionsmittel, in dem ultrafeine Partikel aus Polyvinylalkohol dispergiert sind, hergestellt, indem die erste Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90, der in den vorstehend beschriebenen 6 und 7 dargestellt ist, eingeführt und drei Durchläufe des Dispersionsbetriebs der Einspritzung der zweiten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit von den beiden Düsenabschnitten 98a und 98b aus und Kreuzung/Kollision unter den nachfolgend genannten Bedingungen durchgeführt wurden.
<Brech- und Dispersionsbedingungen>

Druck für die Einführung der zweiten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den ersten Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus: 1500 kg/cm²,
Durchmesser der Mündungen der beiden Düsenabschnitte: 150 μm.

(Dritter Schritt)
Das erste und zweite Dispersionsmittel befinden sich unter Hochdruck durch die Rohre 65a und 65b im Umlauf in der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 des Lademechanismus 30 und fließt aus zu den Rohren 63a und 63b auf der nachgeschalteten Seite relativ zu diesen Kammern. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 4 dargestellt ist, die Hochfrequenzspannung unter den nachfolgend genannten Bedingungen von der Hochfrequenzquelle 51 durch die Verdrahtung 50 und den Stromversorgungsanschluss 48 zu dem kreisrund-geformten Versorgungsbauteil 46 geliefert; von diesen kreisrundgeformten Versorgungsbauteilen 46 wird die Hochfrequenzspannung durch das kreisrundgeformte Isolierbauteil 47 aus, beispielsweise, Polytetrafluorethylen in die erste und zweite Kammer 38 und 39 geliefert. Zur gleichen Zeit wird der Gleichstrom von der Gleichstromquelle 52 durch die Verdrahtungen 53 und 54 zu den Rohren 63a und 63b geliefert, die sich auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, befinden. Hierdurch wird das in der ersten Kammer 38 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln aus Siliziumoxid negativ geladen. Darüber hinaus wird das in der zweiten Kammer 39 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln aus Polyvinylalkohol positiv geladen.
<Elektrifizierungsbedingungen>

Hochfrequenzspannung: 200 V, 2 MHz, und
Gleichstromspannung: 2 kV, 2,0 kW.

(Vierter Schritt)
Das Wasser mit einem zusammengesetzten, feinen Partikel, in dem eine große Anzahl der zusammengesetzten, feinen Partikeln aus Multiplexen aus ultrafeinen Siliziumoxidpartikeln und ultrafeinen Polyvinylalkohol-Partikeln (Mischungsverhältnis 3:7 (m/m)) in Wasser dispergiert sind, wurde erhalten durch Einführung des ersten und zweiten Dispersionsmittels, die in den Rohren 63a und 63b mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifiziert wurden, in den Aggregations-Bindungsmechanismus 70 und Einspritzung mit einem hohen Druck im Hohlraumanteil 71 von den Mündungen der beiden Düsenabschnitte 75a und 75b aus, wobei der Durchmesser der elektrisch voneinander isolierten Mündungen 100 μm betrug, und Kreuzung/Kollision derselben miteinander.
(Beispiel 3)
Ein Wasser mit zusammengesetzten, feinen Partikeln, in dem eine große Anzahl von zusammengesetzten, feinen Partikeln aus Multiplexen aus ultrafeinen Siliziumoxidpartikeln und ultrafeinen Polyvinylalkohol-Partikeln (Mischungsverhältnis 3:7 (m/m)) in Wasser dispergiert waren, wurde erhalten durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 2 außer dass die folgenden Elektrifizierungsbedingungen im dritten Schritt von Beispiel 2 verwendet wurden: Hochfrequenzspannung: 400 V, 4 MHz; Gleichstrom: 5 kV, 3,5 kW.
(Vergleichsbeispiel 3)
Das Wasser mit ultrafeinen Partikeln, in dem ultrafeine Partikel aus Siliziumoxid und ultrafeine Partikel aus Polyvinylalkohol in einem. Gewichtsverhältnis von 3:7 enthalten sind, wurde hergestellt durch Einführung des in Beispiel 2 hergestellten ersten und zweiten Dispersionsmittels in den Aggregations-Bindungsmechanismus 70 durch die Rohre 65a und 65b, die erste und zweite Kammer 38 und 39 und die Rohre 63a und 63b und Einspritzung mit einem hohen Druck von den Mündungen der beiden Düsenabschnitte 75a und 75b mit einem Mündungsdurchmesser von 100 μm aus und Kreuzung/Kollision miteinander. Dabei ist anzumerken, dass auf das Anlegen der Hochfrequenzspannung an das in der Kammer 38 bzw. 39 umlaufende erste bzw. zweite Dispersionsmittel und das Anlegen der Gleichstromspannung an das zu den Rohren 63a und 63b geflossene erste bzw. zweite Dispersionsmittel verzichtet wurde.
Drei Arten von Gas-undurchlässigem Hochqualitätspapier wurden hergestellt durch Beschichtung mit dem Wasser, enthaltend zusammengesetzte, ultrafeine Partikel aus den Beispielen 2, 3 und Vergleichsbeispiel 3, welche erhalten wurden auf der Ankerbeschichtung mit einer Dicke von 5 μm auf der Oberfläche des Hochqualitätspapiers beziehungsweise durch das Walzenauftragsverfahren und durch Trocknen und Bildung einer Gas-undurchlässigen Schicht mit einer Dicke von 10 μm.
Das Sauerstoffpermeabilitätsvermögen und das Wasserdampfpermeabilitätsvermögen der Gas-undurchlässigen Hochqualitätspapiere der Beispiele 2, 3 und des Vergleichsbeispiels 3 wurden gemessen. Dabei ist anzumerken, dass zur Messung der Sauerstoffpermeabilität eine Probe mit einem Durchmesser von 10 cm, die aus der Laminatfolie herausgeschnitten wurde, mit einem Gasperm (Produktbezeichnung; Nippon Spectrum, Co., Ltd.) unter den Bedingungen der Druckbeaufschlagung bei 5 kg/cm² und einer Sauerstoffkonzentration von 100% bei 25°C und 65% relative Luftfeuchtigkeit vermessen wurde. Außerdem wurde zur Messung der Wasserdampfpermeabilität eine Probe mit einem Durchmesser von 10 cm, die aus der Laminatfolie herausgeschnitten wurde, mit einem L80-4000 Type (Produktbezeichnung; Dr. lyssy, Inc., Schweiz) bei 40°C, 90% relativer Luftfeuchtigkeit gemäß JIS K129 vermessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Wie Tabelle 2 zu entnehmen ist, besitzen die Gas-undurchlässigen Hochqualitätspapiere der Beispiele 2 und 3 vorzügliche Sauerstoff blockierende Eigenschaften und Wasserdampf-blockierende Eigenschaften im Vergleich zu dem Gasundurchlässigen Hochqualitätspapier des Vergleichsbeispiels 3, bei dem keine Hochfrequenzspannung und keine Gleichstromspannung an das erste und zweite Dispersionsmittel angelegt wurden, sondern das Wasser mit ultrafeinen Partikeln, in dem durch Kreuzung/Kollision in dem Aggregations-/Bindungsmechanismus erhaltene ultrafeine Partikel aus Siliziumoxid und ultrafeine Partikel aus Polyvinylalkohol vorliegen, verwendet wurde.
(Beispiel 4)
(Erster Schritt)
Zur Herstellung der ersten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit einer Siliziumoxidkonzentration von 12 Gew-% und Polytetrafluorethylen (PTFE)-Konzentration von 1 Gew-% wurde ein Aggregat aus Siliziumoxidpulver (durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Primärpartikels: 7 nm) und PTFE-Feinpartikel in dem reinen Wasser dispergiert. Anschließend wurde das erste Dispersionsmittel, in dem die ultrafeinen Partikel aus Siliziumoxid und die ultrafeinen Partikel aus PTFE dispergiert waren, hergestellt, indem die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 1 (Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil 17 war in den Einspritzfluss-Kreuzungs-/Kollisionsbereich des Hohlraumanteils eingeführt), der in den vorstehend beschriebenen 6 und 2 dargestellt ist, eingeführt und 7 Durchläufe des Brech- und Dispersionsbetriebs der Einspritzung der ersten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit von den beiden Düsenabschnitten 9a und 9b aus und Kreuzung/Kollision unter den nachfolgend genannten Bedingungen durchgeführt wurden.
<Brech- und Dispersionsbedingungen>

(Zweiter Schritt)
Zur Herstellung der zweiten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit einer Polyvinylalkoholkonzentration von 12 Gew-% wurde Polyvinylalkohol in dem reinen Wasser aufgetrennt und dispergiert. Anschließend wurde das zweite Dispersionsmittel, in dem ultrafeine Partikel aus Polyvinylalkohol dispergiert waren, hergestellt, indem die erste Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus 90, der in den vorstehend beschriebenen 6 und 7 dargestellt ist, eingeführt und drei Durchläufe des Dispersionsvorgangs der Einspritzung der zweiten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit von den beiden Düsenabschnitten 98a und 98b aus und Kreuzung/Kollision unter den nachfolgend genannten Bedingungen durchgeführt wurden.
<Brech- und Dispersionsbedingungen>

Druck für die Einführung der zweiten Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmechanismus: 1500 kg/cm²,
Durchmesser der Mündungen der beiden Düsenabschnitte: 150 μm.

(Dritter Schritt)
Das erste und zweite Dispersionsmittel befinden sich unter Hochdruck durch die in 6 dargestellten Rohre 65a und 65b im Umlauf in der ersten und zweiten Kammer 38 und 39 des Lademechanismus 30 und fließen aus zu den Rohren 63a und 63b auf der nachgeschalteten Seite relativ zu diesen Kammern. Zu diesem Zeitpunkt wird die Hochfrequenzspannung unter den nachfolgend genannten Bedingungen von der Hochfrequenzquelle 51 durch die Verdrahtung 50 und den Stromversorgungsanschluss 48 zu dem kreisrund-geformten Versorgungsbauteil 4b geliefert, wie 4 zu entnehmen ist; von diesen kreisrund-geformten Versorgungsbauteilen wird die Hochfrequenzspannung durch das kreisrund-geformte Isolierbauteil 47 aus, beispielsweise, Polytetrafluorethylen in die erste und zweite Kammer 38 und 39 geliefert. Zur gleichen Zeit wird der Gleichstrom von der Gleichstromquelle 52 durch die Verdrahtungen 53 und 54 zu den Rohren 63a und 63b geliefert, die sich auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, befinden. Hierdurch wird das in der ersten Kammer 38 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln aus Siliziumoxid negativ geladen. Darüber hinaus wird das in der zweiten Kammer 39 umlaufende Dispersionsmittel mit bereits angeregten ultrafeinen Partikeln aus Polyvinylalkohol positiv geladen.
<Elektrifizierungsbedingungen>

Hochfrequenzspannung: 200 V, 2 MHz, und
Gleichstromspannung: 2 kV, 2,0 kW.

(Vierter Schritt)
Das Wasser mit einem zusammengesetzten, feinen Partikel, in dem eine große Anzahl der zusammengesetzten, feinen Partikeln aus Multiplexen aus ultrafeinen PTFE- Partikeln, ultrafeinen Siliziumoxidpartikeln und ultrafeinen Polyvinylalkohol-Partikeln (Mischungsverhältnis 9:27:64 (m/m/m)) in Wasser dispergiert sind, wurde erhalten durch Einführung des ersten und zweiten Dispersionsmittels, die in den Rohren 63a und 63b mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifiziert wurden, in den Aggregations-Bindungsmechanismus 70 und Einspritzung mit einem hohen Druck im Hohlraumanteil 71 von den Mündungen der beiden Düsenabschnitte 75a und 75b aus, wobei der Durchmesser der Mündungen 100 μm betrug, und Kreuzung/Kollision derselben miteinander.
(Beispiel 5)
Das Wasser mit zusammengesetzten, feinen Partikeln, in dem eine große Anzahl von zusammengesetzten, feinen Partikeln aus Multiplexen aus ultrafeinen PTFE-Partikeln, ultrafeinen Siliziumoxidpartikeln und ultrafeinen Polyvinylalkohol-Partikeln (Mischungsverhältnis 9:27:64 (m/m/m)) in Wasser dispergiert sind, wurde erhalten durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 2 außer dass die folgenden Elektrifizierungsbedingungen im dritten Schritt von Beispiel 3 verwendet wurden:

Hochfrequenzspannung: 400 V, 4 MHz; Gleichstrom: 5 kV, 3,5 kW.

(Vergleichsbeispiel 4)
Das Wasser, enthaltend ultrafeine Partikel, in welchem ultrafeine PTFE-Partikel, ultrafeine Siliziumoxidpartikel und ultrafeine Polyvinylalkohol-Partikel im Gewichtsverhältnis 9:27:64 vorliegen, wurde erhalten durch Einführung des in Beispiel 4 hergestellten ersten und zweiten Dispersionsmittels in den Aggregations-Bindungsmechanismus 70 durch die Rohre 65a und 65b, die erste und zweite Kammer 38 und 39 und die Rohre 63a und 63b und Einspritzung mit einem hohen Druck von den Mündungen der beiden Düsenabschnitte 75a und 75b mit einem Mündungsdurchmesser von 100 μm und Kreuzung/Kollision miteinander. Dabei ist anzumerken, dass auf das Anlegen der Hochfrequenzspannung an das in der Kammer 38 bzw. 39 umlaufende erste bzw. zweite Dispersionsmittel und das Anlegen der Gleichstromspannung an das zu den Rohren 63a und 63b geflossene erste bzw. zweite Dispersionsmittel verzichtet wurde.
Drei Arten von Gas-undurchlässigem Hochqualitätspapier wurden erhalten durch Beschichtung mit dem Wasser mit ultrafeinen Partikeln aus den Beispielen 4, 5 und dem Vergleichsbeispiel 4, erhalten durch Ankerbeschichtung mit einer Dicke von 5 μm auf der Oberfläche des Hochqualitätspapiers beziehungsweise durch das Walzenauftragsverfahren und durch Trocknen und Bildung einer Gas-undurchlässigen Schicht mit einer Dicke von 10 μm.
Das Sauerstoffpermeabilitätsvermögen und das Wasserdampfpermeabilitätsvermögen der Gas-undurchlässigen Hochqualitätspapiere der Beispiele 4, 5 und des Vergleichsbeispiels 4 wurden mit einem ähnlichen Verfahren wie in Beispiel 2 gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3
Wie Tabelle 3 zu entnehmen ist, besitzen die Gas-undurchlässigen Hochqualitätspapiere der Beispiele 4 und 5 vorzügliche Sauerstoff blockierende Eigenschaften und Wasserdampf-blockierende Eigenschaften im Vergleich zu dem Gasundurchlässigen Hochqualitätspapier des Vergleichsbeispiels 4, bei dem keine Hochfrequenzspannung und keine Gleichstromspannung an das erste und zweite Dispersionsmittel angelegt wurden, sondern das Wasser mit ultrafeinen Partikeln, in dem durch Kreuzung/Kollision in dem Aggregations-Bindungsmechanismus erhaltene ultrafeine Partikel aus PFTE, ultrafeine Partikel aus Siliziumoxid und ultrafeine Partikel aus Polyvinylalkohol vorliegen, verwendet wurde.
Darüber hinaus besitzen die Gas-undurchlässigen Hochqualitätspapiere der Beispiele 4 und 5 auch vorzügliche Sauerstoff blockierende Eigenschaften und Wasserdampf-blockierende Eigenschaften im Vergleich zu dem Gas-undurchlässigen Hochqualitätspapier der Beispiele 2 und 3, bei denen keine Hochfrequenzspannung und keine Gleichstromspannung an das erste und zweite Dispersionsmittel angelegt wurden, sondern das Wasser mit ultrafeinen Partikeln, in dem durch Kreuzung/Kollision in dem Aggregations-Bindungsmechanismus erhaltene ultrafeine Partikel aus Siliziumoxid und ultrafeine Partikel aus Polyvinylalkohol vorliegen, verwendet wurde. Insbesondere besitzt das Gas-undurchlässige Hochqualitätspapier des Beispiels 5 vorzügliche Wasserdampfblockierende Eigenschaften im Vergleich zu einer Aluminiumfolie mit einer Dicke von 7 μm.
Bis hierhin ist, wie vorstehend ausführlich beschrieben ist, erfindungsgemäß ein Verfahren vorgesehen, bei dem ein flüssiges Medium mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln aus unterschiedlichen Arten von organischen Polymeren, die zur Herstellung von Materialien mit einer hohen Funktionalität und von Materialien mit hochwertigen physikalischen Eigenschaften geeignet sind, gleichförmig aggregiert sind und zusammengesetzte, ultrafeine Partikel, wobei mindestens eines der ultrafeinen Partikel aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen ausgewählt ist, gleichförmig dispergiert und gekoppelt sind, auf eine einfache Weise hergestellt werden kann, sowie das zugehörige Herstellungsgerät.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit ultrafeinen, zusammengesetzten Partikeln, wobei das Verfahren aus den Schritten besteht: Zubereitung eines Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ultrafeine Partikel aus voneinander unterschiedlichen Materialien dispergiert sind, Einführung des Dispersionsmittels unter einem hohen Druck in eine erste Kammer (38) und eine zweite Kammer (39) mit einem Einlaß bzw. Auslaß, Anlegen einer Hochfrequenzspannung an die erste und zweite Kammer, wodurch innerhalb der ersten und zweiten Kammer (38, 39) kommunizierendes Dispersionsmittel angeregt wird, Anlegen einer Gleichspannung an jedes angeregte Dispersionsmittel auf der nachgeschalteten Seite relativ zur Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, und Elektrifizierung jedes Dispersionsmittels mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten, und Aggregation und Bindung durch Anregungstransfer sowie elektrostatische Aggregation ultrafeiner Partikeln miteinander in der Flüssigkeit in deren Kollisionsfeld durch Einspritzung des mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifizierten Dispersionsmittels mit einer hohen Geschwindigkeit durch zwei elektrisch voneinander isolierte Düsenabschnitte und Kreuzung/Kollision miteinander.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser, Alkohol oder eine Mischflüssigkeit aus Wasser und Alkohol ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmittel hergestellt ist durch Herstellung einer Vielzahl von Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten, in denen voneinander unterschiedliche Materialien in einer Flüssigkeit gemischt vorliegen, Einspritzung einer Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit dieser Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten mit einer hohen Geschwindigkeit durch eine Vielzahl von Düsenabschnitten und Kreuzung/Kollision miteinander, und anschließend, Einspritzung der verbleibenden Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, während die verbleibende Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit ihrerseits mit Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten gemischt wird, die bereits bei einer hohen Geschwindigkeit durch eine Vielzahl von Düsen abschnitten verarbeitet wurde, und Kreuzung/Kollision miteinander.
Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmittel hergestellt ist durch Einspritzung einer Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der voneinander unterschiedliche Materialien gemischt sind, mit einer hohen Geschwindigkeit durch eine Vielzahl von Düsenabschnitten und Kreuzung/Kollision miteinander.
Das Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit mit einem hohen Druck von 500 kg/cm² oder mehr in eine Vielzahl von Düsenabschnitten eingeführt wird.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkeit mit ultrafeinen, zusammengesetzten Partikeln, wobei das Verfahren aus den Schritten besteht: Herstellung eines ersten Dispersionsmittels, in dem ultrafeine Partikel bestehend aus mindestens einem Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Verbindungen, dispergiert sind, Herstellung eines zweiten Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der mindestens eine Art von ultrafeinen Partikeln aus organischem Polymer dispergiert sind, Einführung des ersten und zweiten Dispersionsmittels unter einem hohen Druck in die erste bzw. zweite Kammer (38, 39) mit einem Einlaß/Auslaß, Anlegen von Hochfrequenzspannung an die erste und zweite Kammer (38, 39), Anregung des ersten und zweite Dispersionsmittels, welche in der ersten und zweiten Kammer (38, 39) umlaufen, Anlegen von Gleichstromspannung an das erste und zweite Dispersionsmittel auf der nachgeschalteten Seite relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, und Elektrifizieren der einzelnen Dispersionsmedien mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten, und Aggregation und Bindung durch Anregungstransfer sowie elektrostatische Aggregation von ultrafeinen Partikeln miteinander in dem ersten und zweiten Dispersionsmittel in des sen Kollisionsfeld durch Einspritzung des ersten und zweiten Dispersionsmittels, die mit voneinander unterschiedlichen Polaritäten elektrifiziert sind, mit einer hohen Geschwindigkeit durch zwei elektrisch voneinander isolierte Düsenabschnitte und Kreuzung/Kollision miteinander.
Das Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit Wasser, Alkohol oder eine Mischflüssigkeit aus Wasser und Alkohol ist.
Das Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dispersionsmittel hergestellt ist durch Einspritzung einer Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der mindestens ein Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Materialien gemischt wird, mit einer hohen Geschwindigkeit durch eine Vielzahl von Düsenabschnitten und Kreuzung/Kollision miteinander.
Das Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dispersionsmittel, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ultrafeine Partikel bestehend aus mindestens einem Material ausgewählt aus Metallen und anorganischen Materialien dispergiert sind, hergestellt ist durch Einspritzung und Kollision einer Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ein Partikel bestehend aus mindestens einer Art von Materialien ausgewählt aus Metallen und anorganischen Materialien dispergiert wird, durch eine Vielzahl von Düsenabschnitten gegen ein Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil aus einem Material mit einer höheren Steifigkeit als das Partikel.
Das Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dispersionsmittel hergestellt ist durch Einspritzung einer Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der mindestens ein organischer Polymer gemischt ist, mit einer hohen Geschwindigkeit durch eine Vielzahl von Düsenabschnitten bei einem höheren Druck als Atmosphärendruck und Kreuzung/Kollision miteinander.
Das Verfahren nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit bei einem hohen Druck von 500 kg/cm² oder mehr in eine Vielzahl von Düsenabschnitten eingeführt wird.
Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Flüssigkeit mit zusammengesetzten, ultrafeinen Partikeln, bestehend aus: einer ersten Kammer (38) mit einem Einlaß/Auslaß, in die ein unter Druck stehendes Dispersionsmittel eingeführt wird, und das Dispersionsmittel besteht aus einer Flüssigkeit, in der ultrafeine Partikel aus voneinander unterschiedlichen Materialien dispergiert sind, einer zweiten Kammer (39) mit einem Einlaß/Auslaß, in die das unter Druck stehende Dispersionsmittel eingeführt wird, einem Aggregations-Bindungsmittel (70) mit zwei voneinander elektrisch isolierten Düsenabschnitten (75a, 75b) zur Einführung des Dispersionsmittels, das in der ersten und zweiten Kammer (38, 39) umläuft, Einspritzung dieser Dispersionsmittel und Kreuzung/Kollision miteinander, eine Hochfrequenzquelle (51) zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung an das Dispersionsmittel, das in der ersten und zweiten Kammer (38, 39) umläuft, mit Hilfe eines Isolationsbauteils (47), durch das Hochfrequenz geleitet werden kann, und eine Gleichstromquelle (52), die an ein Bauteil angeschlossen ist, das sich am Düsenabschnitt auf der nachgeschalteten Seite einer Flußrichtung des Dispersionsmittels relativ zu der Stelle befindet, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammer aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind und die Hochfrequenzquelle mit Hilfe eines Isolierungsbauteils (47), durch das Hochfrequenzspannung geleitet werden kann, an die erste und zweite Kammer angeschlossen ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregations-Bindungsmittel folgendes umfaßt: einen isolierenden Stütz-Hauptkörper mit einem auf beiden Seiten geöffneten Loch; zwei Block-ähnliche Bauteile, die auf den beiden Seiten dieses Stütz-Hauptkörpers so montiert sind, daß sie dieses Loch verschließen, und die aus einem elektrisch leitfähigen Material mit an die erste und zweite Kammer angeschlossenen Durchlässen bestehen; und zwei Düsenabschnitten, die an diesen Block-ähnlichen Bauteilen so ausgebildet sind, daß sie mit den Durchlässen zur Einspritzung des Dispersionsmittels in das Loch im Umlauf stehen und sich kreuzen/kollidieren.
Die Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammer aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind und auf der inneren Oberfläche der ersten und zweiten Kammer und jedes Durchlasses der Block-ähnlichen Bauteile eine aus Platin oder Gold hergestellte Folie ausgebildet ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin auf der vorgeschalteten Seite der ersten und zweiten Kammer Dispersionsmittel-Herstellungsmittel appliziert ist und das Dispersionsmittel-Herstellungsmittel in sich einen Hohlraumanteil besitzt und besteht aus: einem Hauptkörper mit einer Vielzahl von Durchlässen, durch die eine Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der unterschiedliche Materialien gemischt sind, unter einem hohen Druck eingeführt wird; einer Vielzahl von Düsenabschnitten, die auf diesem Hauptkörper so ausgebildet sind, daß sie mit allen Durchlässen in Verbindung stehen und zur Einspritzung der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den Hohlraumanteil und Kreuzung/Kollision derselben dienen; einem Absaugabschnitt, der auf dem Hauptkörper so ausgebildet ist, daß er mit dem Hohlraumanteil in Verbindung steht; einem Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil, das auf frei trennbare und kontaktierbare Weise in einen Einspritzfluß-Kreuzungsanteil der Vielzahl von Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten eingefügt ist, die von den einzelnen Düsenabschnitten in den Hauptkörper eingespritzt werden, einem Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil, dessen Oberfläche mindestens, mit der die Flüssigkeit kollidiert, aus einer Substanz mit einer höheren Steifigkeit als die Materialien hergestellt ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenabschnitte so am Hauptkörper montiert sind, daß die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in einer schrägen Richtung eingespritzt wird und sich gegenseitig kreuzen/miteinander kollidieren.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil aus einem metallischen Grundmaterial hergestellt ist, dessen Oberfläche galvanisch mit Diamantpartikeln beschichtet ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischflüssig keits-Kollisionsbauteil aus einem Sinterdiamanten hergestellt ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmittel-Herstellungsmittel zwei Düsenabschnitte besitzt und das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil eine Dreikantstabform mit zwei Oberflächen besitzt, gegen die die von den zwei Düsenabschnitten eingespritzte Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit zur Kollision gebracht wird.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammer aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind und die Gleichstromquelle auf der nachgeschalteten Seite in einer Flußrichtung des Dispersionsmittels relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, an die erste und zweite Kammer angeschlossen ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle an ein Rohr zur Verbindung der ersten und zweiten Kammer mit dem Aggregations-Bindungsmittel angeschlossen ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle an die beiden Block-ähnlichen Bauteile des Aggregations-/Bindungsmittels angeschlossen ist.
Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Flüssigkeit mit ultrafeinen, zusammengesetzten Partikeln, bestehend aus: erstes Dispersionsmittel-Herstellungsmittel (1) zur Herstellung eines ersten Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ultrafeine Partikel bestehend aus mindestens einem Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Materialien dispergiert sind, zweites Dispersionsmittel-Herstellungsmittel (90) zur Herstellung eines zweiten Dispersionsmittels, bei dem es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der aus mindestens einem organischen Polymer bestehende ultrafeine Partikel dispergiert sind, eine erste Kammer (38) mit einem Einlaß/Auslaß, in die das unter Druck stehende erste Dispersionsmittel vom ersten Dispersionsmittel-Herstellungsmittel kommend eingeführt wird, eine zweite Kammer (39) mit einem Einlaß/Auslaß, in die das unter Druck stehende zweite Dispersionsmittel vom zweiten Dispersionsmittel-Herstellungsmittel kommend eingeführt wird, ein Aggregations-Bindungsmittel (70) mit zwei voneinander elektrisch isolierten Düsenabschnitten zur Einführung des ersten bzw. zweiten Dispersionsmittels, die in der ersten bzw. zweiten Kammer (38, 39) im Umlauf sind, und Einspritzung dieser Dispersionsmittel und Kreuzung/Kollision miteinander, eine Hochfrequenzquelle (51) zum Anlegen einer Hochfrequenzspannung an jedes Dispersionsmittel, die in der ersten und zweiten Kammer (38, 39) in Umlauf sind, mit Hilfe eines Isolierungsbauteils (47), durch das Hochfrequenz geleitet werden kann, und eine Gleichstromquelle (52), die an ein Bauteil angeschlossen ist, das sich am Düsenabschnitt auf der nachgeschalteten Seite in einer Flußrichtung des ersten und zweiten Dispersionsmittels relativ zu der Stelle befindet, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird.
Die Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dispersionsmittel-Herstellungsmittel einen Hohlraumanteil in sich besitzt und besteht aus: einem Hauptkörper mit einer Vielzahl von Durchlässen, durch die eine Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der ein Material ausgewählt aus organischen Polymeren, Metallen und anorganischen Materialien dispergiert ist, unter einem hohen Druck eingeführt wird; einer Vielzahl von Düsenabschnitten, die auf diesem Hauptkörper so ausgebildet sind, daß sie mit allen Durchlässen in Verbindung stehen und zur Einspritzung der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den Hohlraumanteil und Kreuzung/Kollision derselben dienen; einem Absaugabschnitt, der auf dem Hauptkörper so ausgebildet ist, daß er mit dem Hohlraumanteil in Verbindung steht; und einem Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil, das auf frei trennbare und kontaktierbare Weise in einen Einspritzfluß-Kreuzungsanteil der Vielzahl von Fest-Flüssig-Mischflüssigkeiten eingefügt ist, die von den einzelnen Düsenabschnitten in den Hauptkörper eingespritzt werden; und einem Mischflüssigkeits-Kollsionsbauteil, dessen Oberfläche mindestens, mit der die Flüssigkeit kollidiert, aus Substanz mit einer höheren Steifigkeit als die Materialien hergestellt ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenabschnitte so am Hauptkörper montiert sind, daß die Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in einer schrägen Richtung eingespritzt wird und sich gegenseitig kreuzen/miteinander kollidieren.
Die Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil aus einem metallischen Grundmaterial hergestellt ist, dessen Oberfläche galvanisch mit Diamantpartikeln beschichtet ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil aus einem Sinterdiamanten hergestellt ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dispersionsmittel-Herstellungsmittel zwei Düsenabschnitte besitzt und das Mischflüssigkeits-Kollisionsbauteil eine Dreikantstabform mit zwei Oberflächen besitzt, gegen die die von den zwei Düsenabschnitten eingespritzte Fest-Flüssig-Flüssigkeit zur Kollision gebracht wird.
Die Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dispersionsmittel-Herstellungsmittel einen Hohlraumanteil in sich besitzt und besteht aus: einem Hauptkörper mit einer Vielzahl von Durchlässen, durch die eine Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit, bei der es sich um eine Flüssigkeit handelt, in der mindestens ein organischer Polymer gemischt ist, unter einem hohen Druck eingeführt wird; einer Vielzahl von Düsenabschnitten, die auf diesem Hauptkörper so ausgebildet sind, daß sie mit allen Durchlässen in Verbindung stehen und zur Einspritzung der Fest-Flüssig-Mischflüssigkeit in den Hohlraumanteil und Kreuzung/Kollision derselben dienen; und einem Absaugabschnitt, der auf dem Hauptkörper so ausgebildet ist, daß er mit dem Hohlraumanteil in Verbindung steht und außerdem als Druckregler im Hohlraumanteil dient.
Die Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammer aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind und die Hochfrequenzquelle mit Hilfe eines Isolationsbauteils, durch das Hochfrequenzspannung geleitet werden kann, an die erste und zweite Kammer angeschlossen ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregations-Bindungsmittel folgendes umfaßt: einen isolierenden Stütz-Hauptkörper mit einem auf beiden Seiten geöffneten Loch; zwei Block-ähnliche Bauteile, die auf den beiden Seiten dieses Stütz-Hauptkörpers so montiert sind, daß sie dieses Loch verschließen und aus einem elektrisch leitfähigen Material mit an die erste und zweite Kammer angeschlossenen Durchlässen bestehen; und zwei Düsenabschnitten an diesen Block-ähnlichen Bauteilen so ausgebildet sind, daß sie mit den Durchlässen zur Einspritzung des Dispersionsmittels in das Loch und Kreuzung/ Kollision der selben in Verbindung stehen.
Die Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammer aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind und auf der inneren Oberfläche der ersten und zweiten Kammer und jedes Durchlasses der Block-ähnlichen Bauteile eine aus Platin oder Gold hergestellte Folie ausgebildet ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, da die erste und zweite Kammer aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind und die Gleichstromquelle auf der nachgeschalteten Seite in einer Flußrichtung des ersten und zweiten Dispersionsmittels relativ zu der Stelle, an der die Hochfrequenzspannung angelegt wird, an den ersten und zweiten Kammer-Anteil angeschlossen ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle an ein Rohr zur Verbindung der ersten und zweiten Kammer mit dem Aggregations-Bindungsmittel angeschlossen ist.
Die Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle an die beiden Block-ähnlichen Bauteile des Aggregations-/Bindungsmittels angeschlossen ist.