CN102974431B - 一种用于研磨热转印色浆的研磨工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于研磨热转印色浆的研磨装置，包括一底座支架，其上固设有砂磨机、控制组件和动力组件，所述动力组件包括一电机，所述砂磨机包括一研磨桶及置于研磨桶内的若干研磨介质；所述研磨装置还包括有循环组件，所述循环组件包括一循环桶、一循环泵及若干导管，所述研磨桶的出料口通过一导管与循环桶的进料口相连通，所述研磨桶的进料口和循环桶的出料口分别由导管连接于循环泵的出口和进口。本发明还提供一种采用上述研磨装置的研磨工艺。所提供的研磨装置具有结构简单，散热效果好，噪音小，可连续生产，生产成本低，研磨效率高，研磨所得产品品质高的特点。

Description

一种用于研磨热转印色浆的研磨工艺

技术领域

本发明涉及一种研磨装置，具体涉及一种可应用于研磨热转印色浆的研磨装置；本发明还涉及一种热转印色浆的研磨工艺。

背景技术

目前，热转印色浆领域的研磨设备，主要采用立式研磨设备或卧式研磨设备。现有的立式研磨设备在使用过程中逐渐暴露出一些缺点，例如间歇生产、能耗高、用工多、研磨效率相对较低、对场地要求高等，难于满足热转印墨水销售快速增长的需求。而卧式研磨设备虽然其对场地要求不高，但研磨桶内的研磨珠往复运动能力和珠子之间的摩擦及撞击能力较差，造成研磨效率低，研磨效果不稳定等。

公开号为CN101629038B，公告日为2010年1月20日的中国专利申请公开了一种用于数码喷墨的水性纳米色浆的生产方法及带超声波发生装置的容器，其技术方案是先将分散剂、颜料、助剂和蒸馏水经高速分散混合制得混合溶液，分散剂的加入量为分散剂加入总量的45～65重量%；再将混合溶液由带超声波发生装置的容器经循环泵输入卧式磨砂机进行循环研磨，分步分次的加入剩余的35～55重量%分散剂，每次当混合溶液加入分散剂后，使混合溶液的粘度不大于250cps；在循环研磨后的混合溶液中加蒸馏水稀释，再经过滤后即为用于数码喷墨的水性纳米色浆。该技术方案在研磨时对物料粘度的要求比较苛刻，粘度需控制在50-250cps，分散剂需分批次加入，造成工艺复杂，工作量大；此外，需要增设超声波发生装置，超声装置易产生热量，使研磨过程中色浆温度和设备温度都明显升高很多，给散热增加难度，而且增加成本，生产过程中噪音大，同时不易保证产品的质量稳定。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的在于提供一种用于研磨热转印色浆的研磨装置，其具有结构简单，散热效果好，噪音小，可连续生产，生产成本低，研磨效率高，研磨所得产品品质高的特点。本发明另一个目的在于提供一种应用了上述研磨装置的热转印色浆的研磨工艺，该工艺具有可连续生产，操作简单，研磨中噪音小、散热好，所得产品品质好的特点。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种用于研磨热转印色浆的研磨装置，包括一底座支架，其上固设有砂磨机、控制组件和 动力组件，所述动力组件包括一电机，所述砂磨机包括一研磨桶，及置于研磨桶内的若干研磨介质，所述研磨装置还包括有循环组件，所述循环组件包括一循环桶、一循环泵及若干导管，所述研磨桶的出料口通过一导管与循环桶的进料口相连通，所述研磨桶的进料口和循环桶的出料口分别由导管连接于循环泵的出口和进口。

所述的用于研磨热转印色浆的研磨装置，所述研磨桶和循环桶内均设有搅拌装置，所述研磨桶内的搅拌装置为一空心涡轮结构，涡轮结构外表面安装有若干棒梢。

所述的用于研磨热转印色浆的研磨装置，所述研磨桶或循环桶分别设有流通冷媒的冷却装置。

所述的用于研磨热转印色浆的研磨装置，所述控制组件包括一控制器，所述动力组件还包括一机械密封，所述机械密封与研磨桶和研磨桶内的搅拌装置紧密贴合，所述机械密封还配有一装有冷却液的循环冷却吊桶，吊桶里的冷却液通过导管在机械密封、研磨桶、搅拌装置相接触的端面上形成润滑薄膜；所述机械密封还设有与控制器电连接的液面传感器，用于感应循环冷却吊桶内的冷却液面，并将冷却液面信号传送给控制器，控制器根据冷却液面信号控制电机。

所述的用于研磨热转印色浆的研磨装置，所述研磨桶内还设有分离器，分离器由若干个分离环组成，分离环间的缝隙宽度为研磨介质直径的1/2~1/3。

另外，本发明还提供一种热转印色浆的研磨工艺，包括以下步骤：

a.安装好如权利要求1所述的用于研磨热转印色浆的研磨装置，并清洗干净，在研磨装置的研磨桶和循环桶内还安装有冷却装置和搅拌装置，所述冷却装置中流通有冷媒；

b.配制包含有分散剂、颜料、助剂、蒸馏水的待研磨的混合溶液，混匀并分散好，备用；

c.将经过干燥的研磨介质填装入研磨桶内；

d.将步骤b的混合溶液抽到循环桶中，开启搅拌装置和冷却装置，使冷媒在研磨桶、循环桶的冷却装置中形成循环流动；

e.开启研磨机和循环泵，使混合溶液在研磨桶、循环泵和循环桶之间形成循环；

f.当所研磨的混合溶液经粒径检测达到100nm级别，即制备得热转印色浆。

所述的热转印色浆的研磨工艺，步骤d中冷却装置内的冷媒温度控制在-10~10℃；步骤e中所述的开启循环泵是当研磨桶的温度与研磨桶冷却装置内的冷媒温度接近时，再开启循环泵。

所述的热转印色浆的研磨工艺，所述研磨介质选用磨球表面为真圆，且无孔隙，粒径为 0.05~1.0mm的研磨介质，研磨介质在研磨桶内的填装率为70~95%。

所述的热转印色浆的研磨工艺，在研磨桶内还设有分离器，分离器的间隙为研磨介质直径的1/2~1/3。

所述的热转印色浆的研磨工艺，步骤e中当混合溶液在研磨桶、循环泵和循环桶之间形成循环后，开启研磨桶内的搅拌装置并控制研磨转速为1000~2500r/min，色浆流量控制在0.5~5kg/min，研磨温度控制在≤60℃。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1.所提供的研磨装置，设有循环组件，使色浆在研磨桶、循环泵及循环桶之间形成循环流动，可保证物料与研磨介质得到充分混合，同时也增强物料与研磨介质之间的撞击力度，增强相互的撞击、剪切、摩擦和挤压等作用，达到高效研磨，所得色浆粒度分布均匀，而且由于色浆不仅仅停留在研磨桶内，而是有一个在导管中流动以及在循环桶及研磨桶内混合的过程，可以起到散热作用；采用该研磨装置可以连续研磨，达到高效研磨目的。

2.在研磨桶内设有搅拌装置，可以使色浆和研磨介质在研磨桶内形成内循环，从而使整个研磨过程具有双循环。一方面进一步增强物料与研磨介质之间的撞击力度；另一方面改善散热效果。在循环桶和/或研磨桶上设有流通冷媒的冷却装置，进一步改善研磨过程中的散热效果，使色浆具有较好的透明度，色相稳定，同时也保护设备，避免设备过热。

3.动力组件中的机械密封与研磨桶及研磨桶内的搅拌装置紧密贴合，机械密封配有循环冷却吊桶，吊桶里有冷却液，冷却液通过导管在机械密封、研磨桶、搅拌装置相接触的端面上形成润滑薄膜，减少研磨桶、研磨桶内的搅拌装置在工作过程中因摩擦而产生的热量。机械密封进一步设有液面传感器，可以感应其循环冷却吊桶内的冷却液液面，如果检测到冷却液过少，则可自动关闭动力源，起到保护设备，同时使机械密封和研磨浆料不受污染的作用。

4.本发明提供的研磨工艺，采用了上述的研磨装置，在不设置超声波发生装置的情况下，也可以使物料颗粒混合均匀，不会出现松散络合造成颗粒聚集的状况；而且因为无需超声装置，生产中噪音少，产生热量少，可连续生产；同时该工艺中的分散剂无需分批次加入，而是一次性配好研磨用的混合溶液，一次性加入装置中进行研磨，对混合溶液的粘度等要求亦不苛刻，具有操作简便的特点。在研磨工艺中，进一步辅以冷却和搅拌的作用，可进一步促进物料间的混合以及提高散热效果，缩短生产周期，提高生产效率，所得产品稳定性高，且是设备得到更好的保护。

5.本发明提供的研磨工艺采用特定的工艺参数，例如研磨介质、研磨温度、以及色浆流量等参数，进一步保证本工艺的工作效率和产品品质，使色浆可研磨至平均粒径达到100nm的水平，粒径分布指数达1.05；同时制得色浆透明度好，色相稳定，具有优异的储存稳定性和使用稳定性。

附图说明

图1：本发明提供的研磨装置的局部剖视结构示意图。

附图标记说明：1、底座支架，21、研磨桶，22、搅拌装置，23、分离器，24、研磨介质，25、研磨桶夹套，31、电机，32、传动组件，33、机械密封，41、控制面板，42、温度表，43、压力表，51、循环桶，52、循环泵，53、搅拌器，54、导管，55循环桶夹套。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1（本例为研磨装置的实施例）

一种用于制备热转印色浆的研磨装置，包括一底座支架1，其上固设有砂磨机、控制组件和动力组件，砂磨机具有一研磨桶21，研磨桶内设有一搅拌装置22、一分离器23、及若干研磨介质24。该研磨装置还设有循环组件，该循环组件包括一循环桶51、一循环泵52、若干导管54，循环桶内设有一搅拌器53。研磨桶21的出料口通过一导管54与循环桶51的进料口相连通，所述研磨桶的进料口和循环桶的出料口分别由导管连接于循环泵的出口和进口。所述循环泵52可根据研磨色浆的性能不同而选择不同的泵，例如可选择管道泵或气动隔膜泵等。

为了使研磨装置重心低，占用面积小，生产成本进一步减少，本实施例的砂磨机优选为卧式砂磨机。

动力组件主要包括一电机31、一传动组件32、一机械密封33等。控制组件主要包括一控制器、一控制面板41、一温度表42、一压力表43等，控制器用于控制电机及泵等的启动和停止，控制面板用于显示转速、进料压力、温度等参数。所述控制器优选为可编程智能控制器。机械密封33与研磨桶21和研磨桶内的搅拌装置22紧密贴合，机械密封还配有一循环冷却吊桶，吊桶里有冷却液，冷却液通过导管在机械密封33、研磨桶21、搅拌装置22相接触的端面上形成润滑薄膜，减少摩擦产生的热量。机械密封上设有与控制器电连接的液面传感器，用于感应循环冷却吊桶内的冷却液面，并将冷却液面信号传送给控制器，当冷却液面过 低，控制器控制电机使其停止工作。

研磨桶21和循环桶51上均设有流通冷媒的冷却装置，本实施例通过在研磨桶和循环桶上设置夹套的方式设置冷却装置，当然，也可以采用列管等方式。

研磨桶21内的搅拌装置在本实施例中优选为一空心涡轮结构的搅拌装置，其外表面安装有若干棒梢。

研磨桶21内的分离器23，可以是静态分离器和/或动态分离器，分离器由若干分离环组成，本实施例中分离器的分离环间的缝隙宽度优选为研磨介质直径的1/2~1/3。

作为一种优选，本实施例的循环桶51的大小为砂磨机最大容许流量的1/5~1/10。

下面介绍本发明提供的热转印色浆的研磨工艺，研磨工艺步骤如下：

实施例2（本例为热转印色浆研磨的实施例）

1、按照附图1所示安装好上文所述研磨装置实施例中的研磨装置，并清洗干净。

2、取颜料4.086kg，分散剂2.352kg，助剂0.851kg，蒸馏水7.711kg，用分散高速机搅拌2h制得混合溶液，混合溶液的粘度为586cps，备用。

3、将经过干燥的研磨介质填装入研磨桶内；其中所述的研磨介质选用磨球表面为真圆，且无孔隙的铈稳定氧化锆珠，粒径为0.6~0.8mm，研磨介质在研磨桶内的填装率为80%。

4、将步骤2分散好的混合溶液抽到循环桶中，开启冷却装置和循环桶内的搅拌装置，并确保冷媒在研磨桶、循环桶的冷却装置中形成循环流动。搅拌速度以能将色浆搅起漩涡但又能避免气泡产生为宜，并控制冷却装置内的冷媒温度为-10~10℃。

5、当研磨桶的温度与研磨桶冷却装置内的冷媒温度接近一致后，开启循环泵，当混合溶液在研磨桶、循环泵和循环桶之间形成循环后，开启研磨桶内的搅拌装置，并控制研磨转速为2200r/min，色浆流量控制在（3.0±0.2）kg/min，研磨温度控制在≤60℃。其中，所述色浆流量是指被研磨的混合溶液在研磨桶、循环桶、循环泵之间的流动速度，研磨温度是指研磨时研磨桶内的混合溶液的温度。

6、研磨一定时间后，取样用颗粒分析仪HORIBALB-500检测粒径，粒径D50≤100nm，即可停机出料。

7、研磨完毕后，出料，用1倍于混合溶液重量的蒸馏水清洗循环桶，研磨桶，并与混合溶液合并，再经过滤后即得到所需的热转印色浆。

实施例3（本例为热转印色浆研磨的实施例）

本实施例与实施例2基本相同，其不同点在于：

步骤2中的混合溶液的粘度为400cps，备用。

步骤3中的研磨介质选用钇稳定氧化锆珠，粒径为0.05~0.6mm，研磨介质在研磨桶内的填装率为70%。

步骤5中研磨转速控制为1000r/min，色浆流量控制在（0.5±0.2）kg/min。

实施例4（本例为热转印色浆研磨的实施例）

本实施例与实施例2基本相同，其不同点在于：

步骤2中的混合溶液的粘度为600cps，备用。

步骤3中的研磨介质选用钇稳定氧化锆珠，粒径为0.6~1.0mm，研磨介质在研磨桶内的填装率为95%。

步骤5中研磨转速控制为2500r/min，色浆流量控制在（5.0±0.2）kg/min。

对比例（本例为热转印色浆研磨的对比例）

本实施例采用背景技术中提到的公开号为CN101629038B的中国专利申请所提供的研磨方法研磨热转印色浆。

研磨工艺参数：研磨介质为0.6~0.8mm铈稳定氧化锆珠，填充率为80%，色浆流量为（3.0±0.2）kg/min，研磨转速为2200r/min，研磨温度控制≤60℃。

将颜料4.086kg，分散剂1.411kg（为分散剂总重量的60%），助剂0.851kg，蒸馏水7.711kg，加入到带超声波发生装置的容器中，分散成混合溶液，混合溶液的粘度控制为223cps。

随后将上述混合溶液经由循环泵使其在卧式磨砂机和带超声发生装置的容器中循环研磨，并在研磨过程中，逐步分批次加入剩余的0.941kg（为分散剂总重量的40%）分散剂，每次分散剂的加入量以不使混合溶液的粘度超过250cps为宜。

研磨完毕后，出料，用1倍于混合溶液重量的蒸馏水清洗循环桶、研磨桶，并与混合溶液合并，再经过滤后即得到所需的热转印色浆。

用颗粒分析仪HORIBALB-500检测粒径，实施例2-4和对比例研磨所得的热转印色浆的对比数据如下表1：

表1

	对比例	实施例2	实施例3	实施例4
					研磨时间（h）	12.5	6.5	6.8	6
Median（nm）	115.6	80.7	81.2	82.7

[0067] 

Mean（nm）	121.0	93.5	94.1	94.5
					Mode（nm）	122.2	71.5	72.3	73.5
D50（nm）	115.8	88.6	87.7	89.2
					粒径分布指数	1.09	1.03	1.04	1.05

备注：Median的含义是中间值，是最小值和最大值之和的平均值；Mean的含义是平均值，是所有数值总和的平均值；Mode的含义是众数值或最大值，是指所有颗粒中数量最多的那一个粒径值。D50是指粒径累积百分比达到50%时所对应的粒径值。

从上表1可以看出，在对比例与实施例2的研磨工艺参数基本相同，但研磨设备及研磨步骤不同的情况下，实施例2的研磨效率和研磨效果均要好于对比例，实施例3、4同样具有很好的研磨效果，工作效率高，产品品质好，色浆可研磨至平均粒径达到100nm以下的水平，粒径分布指数达1.05。

本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (4)

1.一种热转印色浆的研磨工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a.安装好用于研磨热转印色浆的研磨装置，并清洗干净，所述研磨装置包括一底座支架，其上固设有砂磨机、控制组件和动力组件，所述动力组件包括一电机，所述砂磨机包括一研磨桶，及置于研磨桶内的若干研磨介质，所述研磨桶内还设有分离器，分离器由若干个分离环组成，分离环间的缝隙宽度为研磨介质直径的1/2～1/3；

所述研磨装置还包括有循环组件，所述循环组件包括一循环桶、一循环泵及若干导管，

所述研磨桶的出料口通过一导管与循环桶的进料口相连通，所述研磨桶的进料口和循环桶的出料口分别由导管连接于循环泵的出口和进口；

在研磨装置的研磨桶和循环桶内还安装有冷却装置和搅拌装置，所述冷却装置中流通有冷媒；

b.配制包含有分散剂、颜料、助剂、蒸馏水的待研磨的混合溶液，混匀并分散好，备用；

c.将经过干燥的研磨介质填装入研磨桶内；所述研磨介质选用磨球表面为真圆，且无孔隙，粒径为0.05～1.0mm的研磨介质，研磨介质在研磨桶内的填装率为70～95％；

d.将步骤b的混合溶液抽到循环桶中，开启搅拌装置和冷却装置，使冷媒在研磨桶、循环桶的冷却装置中形成循环流动；

e.开启研磨机和循环泵，使混合溶液在研磨桶、循环泵和循环桶之间形成循环；当混合溶液在研磨桶、循环泵和循环桶之间形成循环后，开启研磨桶内的搅拌装置并控制研磨转速为1000～2500r/min，色浆流量控制在0.5～5kg/min，研磨温度控制在≤60℃；

f.当所研磨的混合溶液经粒径检测达到100nm级别，即制备得热转印色浆。

2.根据权利要求1所述的热转印色浆的研磨工艺，其特征在于，

步骤d中冷却装置内的冷媒温度控制在-10～10℃；

步骤e中所述的开启循环泵是当研磨桶的温度与研磨桶冷却装置内的冷媒温度接近时，再开启循环泵。

3.根据权利要求1所述的热转印色浆的研磨工艺，其特征在于，研磨桶内的搅拌装置为一空心涡轮结构，涡轮结构外表面安装有若干棒梢。

4.根据权利要求1所述的热转印色浆的研磨工艺，其特征在于，所述控制组件包括一控制器，所述动力组件还包括一机械密封，所述机械密封与研磨桶和研磨桶内的搅拌装置紧密贴合，所述机械密封还配有一装有冷却液的循环冷却吊桶，吊桶里的冷却液通过导管在机械密封、研磨桶、搅拌装置相接触的端面上形成润滑薄膜，所述机械密封还设有与控制器电连接的液面传感器，用于感应循环冷却吊桶内的冷却液面，并将冷却液面信号传送给控制器，控制器根据冷却液面信号控制电机。