CN101778675A - 粉碎分散处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种系统，其是在使用介质搅拌型湿式粉碎分散机的粉碎分散处理系统中进行粉碎分散处理时，能依次客观地判断粉碎分散处理的进展状况的系统。在包括介质搅拌型湿式粉碎分散机(20)、处理物收集器(40)、循环泵(30)以及连接它们的循环管道(50)的粉碎分散处理系统(10)中，循环管道(50)中包括粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器(60)。这些测定器(60)是使用超声波来测定的测定器，能使用超声衰减法或是动电声响法。

Description

粉碎分散处理系统
技术领域
本发明涉及一种使用介质搅拌型湿式粉碎分散机的粉碎分散处理系统，特别涉及一种能依次客观地确认粉碎分散处理的进展状况的粉碎分散处理系统。
背景技术
介质搅拌型湿式粉碎分散机在墨水、涂料、陶瓷、金属、无机物、有机物、磁性体、颜料、医药品等领域广泛应用在粉碎处理和分散处理中。处理后的粒子径大多在1μm以下，此外，大多在高浓度时和在高粘度时使用。介质搅拌型湿式粉碎分散机有很多种类，在专利文献1中披露了其中一例，此外，还披露了使用该介质搅拌型湿式粉碎分散机的粉碎分散处理系统。
如图7所示，在专利文献1中披露的处理系统110包括介质搅拌型湿式粉碎分散机120、处理物收集器140、循环泵130以及连接它们的循环管道150。投入收集器140中的处理物通过循环泵130在循环管道150中循环，并反复通过介质搅拌型湿式粉碎分散机120而受到粉碎分散处理。其结果是，对系统内的全部处理物进行分散处理，并逐渐进行颗粒的细微化。因此希望得到能依次客观地判断粉碎分散处理的进展情况的情报。
在粉碎分散处理中，在进展状况的判断中最希望得到的情报是处理物的粒度分布。粒度分布的测定在很多时候使用激光衍射法。例如在专利文献2中披露了使用激光衍射式的粒度分布测定装置对在高浓度下使用的煤粉进行测定的方法，并披露了通过将气流中的高浓度粒子用载气稀释而能连续测定的粒度分布测定装置。
此外，在专利文献3中披露了在使用湿式粉碎机粉碎原砂的湿式制砂设备中使用激光衍射式粒度测定器的例子。即，披露了在原砂粉碎后测定砂的粒度(粒径5mm以下)，并基于该结果控制向湿式粉碎机供给原砂的供给量。
但是，由于现有方法使用光学的方法，因此试样必须是透明的，通常需要稀释到10mg/L左右。另一方面，在如图7所示的粉碎分散处理系统中，由于测定而不能稀释处理物的浓度。此外，即使采样处理物的一部分来测定也很难在短时间内测定。因此，在使用介质搅拌型湿式粉碎分散机的粉碎分散处理系统中很难依次客观地判断粉碎分散处理的进展状况。
专利文献1：日本专利特开2005-125192号公报
专利文献2：日本专利特开2005-241480号公报
专利文献3：日本专利特开2000-312837号公报
发明的公开
发明所要解决的技术问题
因此，本发明的目的在于提供一种粉碎分散处理系统，其使用介质搅拌型湿式粉碎分散机，并能依次客观地判断粉碎分散处理的进展状况。而且，希望是一种在不给处理物带来浓度等的变化的情况下能够实现的系统。此外，希望是能不花功夫地在短周期内提示情报的系统
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人着眼于作为判断粉碎分散处理的进展状况的手段的粒度分布以及ζ电势，锐意研究的结果发现了通过对使用超声波测定粒度分布以及ζ电势的测定方法进行改良也能在高浓度下测定。即，发现了在现有使用的超声波测定粒度分布以及ζ电势的测定方法中误差大的原因是在处理物中含有气泡，通过防止气泡的发生能实现该问题的解决。
为解决上述问题，在本发明的技术方案1中的粉碎分散处理系统包括介质搅拌型湿式粉碎分散机、处理物收集器、循环泵以及连接它们的循环管道，采用在上述循环管道的上述介质搅拌型湿式粉碎分散机的入口一侧包括粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器的方法。此外，在本发明的技术方案2中的粉碎分散处理系统包括介质搅拌型湿式粉碎分散机、处理物收集器、循环泵以及连接它们的循环管道，采用除了在上述循环泵以及上述循环管道以外还包括试样用泵以及试样用循环管道并且在上述试样用循环管道中包括粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器的方法。
此外，在本发明的技术方案3中的粉碎分散处理系统是在技术方案1或是技术方案2中所述的粉碎分散处理系统中采用上述粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器是使用超声波测定的方法。此外，在本发明的技术方案4中的粉碎分散处理系统是在技术方案3中所述的粉碎分散处理系统中采用上述粒度分布测定器是使用超声衰减法来测定的方法。此外，在本发明的技术方案5中的粉碎分散处理系统是在技术方案3中所述的粉碎分散处理系统中采用上述粒度分布测定器以及ζ电势测定器是使用动电声响法来测定的方法。此外，在本发明的技术方案6中的粉碎分散处理系统是在技术方案3中所述的粉碎分散处理系统中采用上述粒度分布测定器是使用超声衰减法以及动电声响法来测定的方法。
发明效果
本发明的粉碎分散处理系统按照上述结构能依次客观地判断粉碎分散处理的进展状况。即，在粉碎分散处理中能在短周期内提示处理物的粒度分布以及ζ电势。其结果是在每次进行粉碎分散处理时，能在确认可靠地完成了预定的粉碎分散处理后结束处理。因此不会发生不合格产品，能确保始终稳定的品质。
附图说明
图1表示本发明的粉碎分散处理系统的具体实施例的概略说明图。
图2表示本发明的粉碎分散处理系统的其他实施例的概略说明图。
图3表示在本发明中使用的介质搅拌型湿式粉碎分散机的一例的概略剖视图。
图4表示在本发明中使用的介质搅拌型湿式粉碎分散机的其他例的概略说明图。
图5表示粒度分布的测定结果的曲线图。
图6表示ζ电势的测定结果的曲线图。
图7表示现有的粉碎处理系统的概略说明图。
(符号说明)
10、11、110  粉碎分散处理系统
20、21、22、120  介质搅拌型湿式粉碎分散机
30、130  循环泵
31  试样用泵
40、140  收集器
50、150  循环管道
51  试样用循环管道
60  测定器
70、80  粉碎容器
71、81  供给口
72、82  排出口
73、83  搅拌构件
74、84  分离器
75、85  驱动轴
具体实施方式
使用图1及图2对本发明的具体实施方式进行说明。
即，图1所示的本发明的粉碎分散处理系统10包括介质搅拌型湿式粉碎分散机20、处理物收集器40、循环泵30以及连接它们的循环管道50，并在循环管道50中包括粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器60。
在此，通过测定器60的位置不在介质搅拌型湿式粉碎分散机的出口一侧而能防止气泡的发生。即，测定器60的位置在循环管道的介质搅拌型湿式粉碎分散机的入口一侧。在循环管道50的流量较多时，如图所示，在循环管道50的一部分设置旁通管，在旁通管上安装测定器60。此外，在循环管道50的流量较少时，也可以直接在循环管道50上安装测定器60。
此外，图2所示的本发明的粉碎分散处理系统11包括介质搅拌型湿式粉碎分散机20、处理物收集器40、循环泵30以及连接它们的循环管道50，并且除了循环泵30以及循环管道50以外还包括试样用循环泵31以及试样用循环管道51，并在上述试样用循环管道51中包括粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器60。这种方法也能防止气泡的发生。
根据需要，处理物收集器40可利用搅拌机等进行搅拌。此外，能利用外套等进行加热或是冷却。在收集器40的滞留时间对于循环管道50的流量来说在1分钟以上，最好在3分钟以上。若滞留时间在1分钟以下的话，在循环管路50中可能伴随有气泡。
使用的介质搅拌型湿式粉碎分散机20的型号不特别限定，例如是图3或是图4所示的微粉碎分散机。图3所示的介质搅拌型湿式粉碎分散机21在包括处理物的供给口71以及排出口72的圆筒状粉碎容器70内包括回转式搅拌构件73以及分离器74。搅拌构件73是转子型的并和驱动轴75一体旋转。分离器74是筒型筛式并设置成将粉碎容器70的内部划分为内外两室。
图4所示的介质搅拌型湿式粉碎分散机22在包括处理物的供给口81的圆筒状粉碎容器80内包括回转式搅拌构件83以及分离器84。搅拌构件83是转子型的并和中空的驱动轴85一体旋转。分离器84是和驱动轴85一起旋转的离心式分离器，驱动轴85的中空部形成排出口82。粉碎介质通过分离器84的离心力不会进入排出口82，而只有处理物向排出口82流动。
粒度分布测定器60最好使用超声波测定。作为该方法可考虑采用超声衰减法以及动电声响法，由于两者都很难受到来自粒子浓度的影响，因此能在高浓度下测定。在超声衰减法中，超声波通过悬浮液后根据粒子的尺寸和浓度衰减。因此，考虑作为衰减主要因素的粘性损失、热损失以及散射损失，通过对其分析来确定粒度分布。
此外，动电声响法是利用对插入悬浮液的电极施加交流电压后粒子的运动产生超声波的方法。此时利用粒子运动的相位比电场的相位延迟以及越大的粒子延迟越大的特性。而且，通过测定超声波的强度和相位的延迟，计算粒子的动态移动度并求出粒度分布。
使用超声衰减法或是动电声响法进行测定的粒度分布测定器能在不稀释高浓度的悬浮液的情况下测定试样。作为其测定范围，悬浮液的粒子直径在0.1μm以下时最好使用超声衰减法，而对粒子直径在0.1μm以上的最好使用动电声响法。另外，在一台粒度分布测定器中也能同时包括超声衰减法以及动电声响法这两种测定方法。
在动电声响法中能同时进行ζ电势的测定。由于ζ电势与粒度分布的相关性大，因此能作为判断粉碎处理的进展状况的手段。为提高悬浮液的分散稳定性，ζ电势的绝对值最低必须超过30mV。
此外，也能同时测定粒度分布和ζ电势。
使用图2所示的粉碎分散处理系统在以下的条件下进行本发明的确认试验。
处理物：氧化钛-水悬浮液
浓度：10wt％
循环流量：0.15L/min
粉碎机：图4所示粉碎分散机(转子直径60mm)
介质：直径0.03mm氧化锆
处理量：0.5L
测定器：日本贝尔株式会社制造Acousto Sizer IIM
图5表示试验结果所得的粒度分布，图6表示ζ电势。在图中横轴表示处理时间(分)，纵轴表示平均粒径(μm)或是ζ电势(mV)。据此，本发明的粉碎分散处理系统能在短周期内依次提示粉碎分散处理的进展状况。

Claims (6)

1.一种粉碎分散处理系统，包括介质搅拌型湿式粉碎分散机、处理物收集器、循环泵以及连接它们的循环管道，其特征在于，
所述循环管道的所述介质搅拌型湿式粉碎分散机的入口一侧包括粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器。
2.一种粉碎分散处理系统，包括介质搅拌型湿式粉碎分散机、处理物收集器、循环泵以及连接它们的循环管道，其特征在于，
除了所述循环泵以及所述循环管道外，还包括试样用泵以及试样用循环管道，在所述试样用循环管道中包括粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器。
3.如权利要求1或2所述的粉碎分散处理系统，其特征在于，
所述粒度分布测定器以及/或是ζ电势测定器是使用超声波进行测定的测定器。
4.如权利要求3所述的粉碎分散处理系统，其特征在于，
所述粒度分布测定器是使用超声衰减法进行测定的测定器。
5.如权利要求3所述的粉碎分散处理系统，其特征在于，
所述粒度分布测定器以及ζ电势测定器是使用动电声响法进行测定的测定器。
6.如权利要求3所述的粉碎分散处理系统，其特征在于，
所述粒度分布测定器是使用超声衰减法以及动电声响法进行测定的测定器。
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