CN100553783C - 研磨分散装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种研磨分散装置，包括外料筒，所述外料筒内设置有在高速旋转中高速喷出物料的喷射头和刮除所述外料筒内壁附着物料的搅拌刀头，所述搅拌刀头表面布设有至少一个通孔。本发明通过喷射头在高速旋转中从喷射孔中高速喷出物料，有利于物料的充分分散和均匀混合，提高研磨分散效率；高速旋转的搅拌刀头及时刮削外料筒内壁的附着物料，减少外料筒内壁物料的附着量，实现对高粘度物料，特别是颜料光阻用有机颜料进行高效、均匀的研磨，研磨分散后的有机颜料粒子分布在10～100nm的较窄范围内，且粒度分布稳定性高，完全满足调制液晶显示器彩色滤光片颜料光阻的需要，并且采用该有机颜料制得的颜料光阻具有流动性好、着色力强的优点。

Description

研磨分散装置

技术领域

本发明涉及一种研磨分散装置，特别是一种用于研磨分散高粘度的、可用于调制液晶显示器彩色滤光片颜料光阻的有机颜料的研磨分散装置。

背景技术

通常，初始合成后的物料粒径粗大，一般分布在10～200μm较宽的粒度分布范围内。由于物料的颗粒粒径大小直接影响其着色强度、透明度、耐热、耐光以及耐溶剂等性能，因此初始合成后的物料不能直接用来调制油墨、涂料及颜料光阻。同时，当研磨物料时，如果物料分散不充分，则对基于该物料制取的油墨、涂料及颜料光阻的质量稳定性、粘度、光泽度、透明度等性能造成不良影响。因此，研磨分散装置作为研磨、分散过程中使用的装置对物料粒度分布和分散效果具有非常重要的影响。

目前对物料的分散细化处理设备有球磨机、砂磨机、三辊机、捏合机或超声波粉碎设备等。为增加研磨分散设备单次研磨分散物料的数量，可在上述现有的研磨分散设备上设置外料筒。而设有外料筒的研磨分散设备，在用于研磨和分散粘度较高的物料时，很难实现对物料的及时、充分混合，研磨分散效率很低。由于用于调制液晶显示器彩色滤光片颜料光阻的有机颜料的成品要求粒度小，且粒度分布集中，因此上述现有设备的分散质量、效率均不能满足生产要求。此外，现有的设有外料筒的研磨分散设备通常采用外置的搅拌装置，这使得现有设有外料筒的研磨分散设备还存在结构松散，占用空间大等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有研磨分散设备的不足，提供一种研磨分散装置，既能获得粒度分布在10～100nm范围的有机颜料成品，又具有研磨分散效率高、物料在料筒内壁附着量少、结构紧凑等特点，处理后的有机颜料可直接用于彩色滤光片用颜料光阻的调制。

为了实现上述目的，本发明提供了一种研磨分散装置，包括外料筒，所述外料筒内设置有在高速旋转中高速喷出物料的喷射头和刮除所述外料筒内壁附着物料的搅拌刀头。

在上述技术方案的基础上，所述喷射头还可通过输运物料的物料管与对物料进行加压处理的增压器连接，所述增压器可具体为气体增压器。所述外料筒导通连接有研磨分散物料的研磨筒，所述研磨筒通过所述物料管向所述外料筒输运物料。

在上述技术方案的基础上，所述喷射头可同轴固接有在动力源驱动下高速旋转的转轴，所述搅拌刀头通过连接杆同轴套接在所述转轴上并位于所述喷射头的正下方；或者，所述喷射头和搅拌刀头可同轴固接有在动力源驱动下高速旋转的转轴，所述搅拌刀头位于所述喷射头的正上方，所述搅拌刀头的搅拌刀片深入所述喷射头的下方。

在上述技术方案的基础上，所述喷射头外径小于所述搅拌刀头内径；所述搅拌刀头外径为所述外料筒内径的50％-90％；所述喷射头可为变径结构喷射头；所述喷射头的表面布设有多个喷射孔；所述搅拌刀头表面布设有至少一个通孔。

本发明通过喷射头在高速旋转中从喷射孔中高速喷出物料，有利于物料的充分分散和均匀混合，提高研磨分散效率；高速旋转的搅拌刀头及时刮削外料筒内壁的附着物料，减少外料筒内壁物料的附着量，实现对高粘度物料，特别是颜料光阻用有机颜料进行高效、均匀的研磨，研磨分散后的有机颜料粒子分布在10～100nm的较窄范围内，且粒度分布稳定性高，完全满足调制液晶显示器彩色滤光片颜料光阻的需要，并且采用该有机颜料制得的颜料光阻具有流动性好、着色力强的优点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的结构示意图；

图2a为本发明外圈均匀布设有喷射孔的喷射头示意图；

图2b为本发明表面整体布设有喷射孔的喷射头示意图；

图3a为本发明外圈均匀布设有通孔的搅拌刀头示意图；

图3b为本发明表面整体布设有通孔的搅拌刀头示意图；

图4为本发明第二实施例的结构示意图；

图5为本发明第三实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1-外料筒；       2-研磨筒；    3-物料管；

4-气体增压器；   5-转轴；      6-喷射头；

61-进料口；      62-喷射孔；   7-搅拌刀头；

71-搅拌刀片；    72-通孔；     8-连接杆。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

第一实施例

图1为本发明第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例主体结构包括外料筒1以及设置在外料筒1内的喷射头6和搅拌刀头7，其中，喷射头6用于在高速旋转中高速喷出物料，便于高粘度物料的粉粹和分散；搅拌刀头7用于在高速旋转中刮除外料筒1内壁附着的物料，便于及时充分地混合物料。由于本实施例搅拌刀头7设置在喷射头6的下方，因此，搅拌刀头7在高速旋转过程中，还可对从喷射头6喷出的物料再次进行充分的搅拌和粉粹，有利于提高研磨分散的效率。

本实施例在使用时，喷射头6的进料口61可与物料管或外部装置的供料口对接，通过喷射头6的进料口61向外料筒1输运待研磨分散的物料；外料筒1的下端可与输出物料的物料管或外部装置的进料口连接。

本实施例对高粘度物料进行研磨分散时，喷射头6在动力源的驱动下高速旋转，同时，物料从喷射头6的喷射孔62中高速喷出。高速旋转的喷射头6使高速喷射出的物料处于一种涡流运动状态，增加物料被撞击、剪切几率，降低有机颜料的聚合倾向，从而提高研磨分散物料的效率。设置在喷射头6正下方的高速旋转的搅拌刀头7可以阻止物料的下落趋势，对物料再次进行高速搅拌，充分粉碎并分散物料；设置在搅拌刀头7外沿的搅拌刀片71在搅拌刀头7高速旋转过程中及时将附着在外料筒内壁的物料刮下，减少外料筒1内壁物料的附着量，同时搅拌刀片71在高速旋转过程中也对物料进行剪切和分散，提高分散、研磨效率。

具体的，为使得物料能通过喷射孔62向外料筒1的各个方向高速喷射，喷射头6可为球形喷射头、柱形喷射头、变径结构喷射头或根据实际需要设计的其它形状，其中变径结构即为喷射头6靠近外料筒1内物料液面处的直径大于远离外料筒1内物料液面处的直径的喷射头结构。喷射头6表面可设置有多个喷射孔62。喷射孔62的具体形状可为矩形、椭圆形、三角形、圆形或根据实际需要设计的其它形状。图2a为本发明外圈均匀布设有喷射孔的喷射头示意图。图2b为本发明表面整体布设有喷射孔的喷射头示意图。显然，还可根据实际需要将喷射孔非均匀布设在喷射头表面的外圈或整个喷射头的表面上。

为获得较高的研磨分散效率，优选地，喷射头6外径小于搅拌刀头7内径，搅拌刀头7外径可为外料筒1内径的50％-90％。搅拌刀头7上还可布设有通孔72。通孔72形状具体可为矩形、椭圆形、三角形、圆形或根据实际需要设计的其它形状。图3a为本发明外圈均匀布设有通孔的搅拌刀头示意图。图3b为本发明表面整体布设有通孔的搅拌刀头示意图。显然，还可根据实际需要将通孔72非均匀布设在搅拌刀头7表面的外圈或整个搅拌刀头7的表面上。搅拌刀头7的表面上布设通孔72有利于降低能耗，便于落在搅拌刀头7上的物料能及时落入外料筒内，并使得搅拌刀头在高速旋转过程中对物料进行充分的混合和分散，提高分散、研磨效率。此外，固设在搅拌刀头7外沿的搅拌刀片71还可设置有通孔72。当搅拌刀片71设置有多个通孔72时，通孔72可以任何形式(均匀或非均匀)布设在搅拌刀片71上，使得落在搅拌刀片71上的物料能及时落入外料筒1内，降低物料在搅拌刀片71上的附着几率。

不同于现有技术物料从物料管集中进入外料筒，本实施例通过喷射头在高速旋转中从喷射孔中高速喷出物料，更有利于物料的充分分散和均匀混合，提高研磨分散效率；高速旋转的搅拌刀头及时刮削外料筒内壁的附着物料，减少外料筒内壁物料的附着量，并对从喷射头喷出的物料进行再次搅拌、剪切和分散，实现对高粘度物料，特别是颜料光阻用有机颜料进行高效、均匀的研磨。

第二实施例

本实施例是本发明第一实施例的进一步应用。在本发明第一实施例技术方案的基础上，为提高单次研磨物料量并充分研磨分散物料，可将外料筒与研磨筒导通连接；在此基础上，为进一步提高研磨分散效率，可增设对高粘性物料进行加压处理的气体增压器。图4为本发明第二实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例与第一实施例的区别在于，本实施例还包括物料管3、研磨筒2、气体增压器4和转轴5，其中：

外料筒1用于增加单次研磨分散物料量，外料筒1的下端与研磨筒2连通，研磨筒2与物料管3的一端连接，物料管3的另一端与设置在外料筒1内的喷射头6的进料口61对接，用于在外料筒1和研磨筒2之间形成循环输运物料的通道；

气体增压器4设置于物料管3上，用于根据物料的粘度调节物料管3内的压强，将从研磨筒2输送至物料管3内的物料加压后向喷射头6的进料口61输运，使得加压后的物料通过喷射头6的喷射孔62向外料筒1高速喷出；

喷射头6同轴固接在转轴5上；搅拌刀头7通过连接杆8与转轴5套接；转轴5还与动力源连接，在动力源的驱动下，转轴5绕外料筒1的轴线高速旋转，进而带动喷射头6和搅拌刀头7沿外料筒1的轴线高速旋转。

本实施例对高粘度物料进行研磨分散时，气体增压器4根据物料自身的粘度对物料施加相应的压强，使得经加压处理后的物料从喷射头6喷射孔62中高速喷出；同时，转轴5在动力源的驱动下高速转动，进而带动喷射头6和搅拌刀头7高速旋转。高速旋转的喷射头6增加物料被撞击、剪切几率，降低有机颜料的聚合倾向，从而提高研磨分散物料的效率。高速旋转的搅拌刀头7可对物料再次进行高速搅拌，充分粉碎并分散物料，并及时将附着在外料筒1内壁的物料刮下，减少外料筒1内壁物料的附着量，提高混合、研磨效率。经研磨分散的物料经外料筒1收集到研磨筒2中，研磨筒2中的物料通过物料管3运输到喷射头6的进料口61，可进行反复研磨分散，使得单次研磨分散物料量增加，研磨分散后的物料成品粒子分布在10～100nm的较窄范围内，粒度分布稳定性高，提高研磨分散效率。

本实施例中，气体增压器4向该物料增加的压强大小与物料自身的粘度有关。物料自身的粘度越高，需要向该物料施加的压强也越大，用于使该物料从喷射头6的喷射孔62中高速喷出时，获得更大的动能，降低该物料在外料筒1内壁附着的几率，提高该物料研磨分散的效率。当然本实施例中，对物料加压的增压器并不局限于气体增压器4，还可以采用本领域技术人员惯用的液体增压器、涡轮增压器、机械增压器等其他增压器来实现。

本实施例研磨分散设备研磨分散效率高，可根据被研磨分散物料的特性对本实施例各组件的功能进行选择使用或停用某些组件，而不会影响设备的整体使用，具有方便灵活的优点。例如，如果物料的粘性很低，为降低本实施例的功耗，可停用增压器或搅拌刀头等，而不影响本实施例的整体使用，使得本实施例使用方便，选用灵活。此外，本实施例研磨分散设备可分散研磨不同规格的物料，并能保证研磨分散质量，具有结构紧凑、运行可靠、效率高、单次研磨分散量大、物料附着量小、物料利用率高等优点。

本实施例提出了一种设有外料筒的研磨分散装置，通过增设增压器，采用增压高速旋转喷射、高速旋转混合和及时刮削附着物料的组合技术方案，实现对高粘度物料，特别是颜料光阻用有机颜料进行高效、均匀的研磨，减少外料筒内壁物料的附着量，单次研磨分散的物料量大，研磨分散后的有机颜料粒子分布在10～100nm的较窄范围内，且粒度分布稳定性高，完全满足调制液晶显示器彩色滤光片颜料光阻的需要，并且采用该有机颜料制得的颜料光阻具有流动性好、着色力强的优点。

第三实施例

在本发明第二实施例技术方案的基础上，为使本发明的结构更为简洁紧凑，可调整设置在外料筒内的喷射头和搅拌刀头的相对位置。

图5为本发明第三实施例的结构示意图。如图5所示，本实施例与第二实施例的区别在于，本实施例中，搅拌刀头7位于喷射头6的正上方；搅拌刀头直接同轴固接在转轴5上，可在转轴5的带动下沿外料筒1的轴线高速旋转；搅拌刀头7的外沿的搅拌刀片71深入喷射头6的下方，用以刮下附着在外料筒内表面上的物料。

为使得搅拌深入喷射头下方的搅拌刀片能及时有效地刮下附着在外料筒内表面上的物料，本实施例中可常使得搅拌刀头紧挨着喷射头上方布设，即：搅拌刀头与喷射头之间的垂直距离很小。

本实施例结构紧凑，采用增压高速旋转喷射、高速旋转刮削附着物料的组合技术方案，实现研磨高粘度物料时，减少外料筒内物料附着，特别是对颜料光阻用有机颜料能够进行高效、均匀的研磨，减少外料筒内壁物料的附着量，单次研磨分散的物料量大，研磨分散后的有机颜料粒子分布在10～100nm的较窄范围内，且粒度分布稳定性高，完全满足调制液晶显示器彩色滤光片颜料光阻的需要，并且采用该有机颜料制得的颜料光阻具有流动性好、着色力强的优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种研磨分散装置，包括外料筒，其特征在于，所述外料筒内设置有在旋转中喷出物料的喷射头和刮除所述外料筒内壁附着物料的搅拌刀头，所述搅拌刀头表面布设有至少一个通孔。

2.根据权利要求1所述的研磨分散装置，其特征在于，所述喷射头通过输运物料的物料管与对物料进行加压处理的增压器连接。

3.根据权利要求2所述的研磨分散装置，其特征在于，所述外料筒导通连接有研磨分散物料的研磨筒，所述研磨筒通过所述物料管向所述外料筒输运物料。

4.根据权利要求1～3所述的任一研磨分散装置，其特征在于，所述喷射头同轴固接有在动力源驱动下旋转的转轴，所述搅拌刀头通过连接杆同轴套接在所述转轴上并位于所述喷射头的正下方。

5.根据权利要求1～3所述的任一研磨分散装置，其特征在于，所述喷射头和搅拌刀头同轴固接有在动力源驱动下旋转的转轴，所述搅拌刀头位于所述喷射头的正上方，所述搅拌刀头的搅拌刀片深入所述喷射头的下方。

6.根据权利要求1～3所述的任一研磨分散装置，其特征在于，所述喷射头外径小于所述搅拌刀头内径。

7.根据权利要求1～3所述的任一研磨分散装置，其特征在于，所述搅拌刀头外径为所述外料筒内径的50％-90％。

8.根据权利要求1～3所述的任一研磨分散装置，其特征在于，所述喷射头为变径结构喷射头、球形喷射头或柱形喷射头。

9.根据权利要求1～3所述的任一研磨分散装置，其特征在于，所述喷射头的表面布设有多个喷射孔。

10.根据权利要求2或3所述的研磨分散装置，其特征在于，所述增压器为气体增压器。

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