CN1090235A - 热塑性合成树脂微粉的制造方法和装置 - Google Patents

Abstract

粉碎热塑性合成树脂的颗粒，制造出粒子形状整 齐、0.25mm或0.18mm以下的细度，其粒子几乎是 球状的流动性好的在涂料用纤维上作为涂层用的微 粉末。

在互相相对的固定圆盘和旋转圆盘的面上，放射 状地配置着的各个切刀刃和切刀刃间的间隙对着外 周逐渐变窄的圆盘式粉碎机和在外箱圆筒形内面设 有与中心线平行的断面约为三角形的多个突条，以及 围绕在外箱的中心线上高速旋转的其顶端与突条间 隙很微小的具有多个叶片的涡轮式微粉碎机串联地 结合在一起，而且涡轮式微粉碎机出料口附近的空气 和微粉的混合流温度控制在粉碎合成树脂的熔点以 下的软化温度附近。

Description

本发明是关于作为用在粉体涂饰上使用的粉体涂料、或服装的衬布等的纤维薄材用涂层而使用的0.25mm或0.18mm以下细粉末热塑性合成树脂的制造方法。

目前使用在这些方面的热塑性合成树脂的粉末，一般是4mm左右的颗粒。

这种用于粉体涂料及衬布涂层上的粉末一般是用图1那样的涡轮式微粉碎机17粉碎后而制造的。该粉碎机的构成是在外箱的圆筒形内面上设有与外箱的中心线成直角的断面约为三角形的且与中心线平行的多个突条、和在此中心线上高速旋转圆盘外周上装有与上述中心线平行的且沿半径方向的多个叶片，此叶片的顶端和上述突条顶端之间的间隙很小。

可是，MFR（熔融流动指数JISK6760）值大的树脂，例如密度0.92g/cm³MFR50、软化温度77℃、熔点109℃、脆化温度-60℃的低密度聚乙烯颗粒由于富有延展性，即使给予大的冲击也不能粉碎得很细。

如果不断地对树脂给予冲击，由于树脂的温度急速上升，容易以熔融状态排出，所以以往的方法是将颗粒用液氮（沸点-196℃、汽化潜热48kcal/kgf）将上述的树脂冷却到脆化温度以下，保持在显著脆化的低温状态，然后供给到涡轮式微粉碎机中进行粉碎。

如图4所示，以往的处于极低温粉碎装置的涡轮式微粉碎机40、通道41、旋风分离器42、通道43、鼓风机44、通道45构成了密闭回路，在该密闭回路内循环着低温的氮气。

液氮46通过阀47供给到冷却槽48的下半部。颗粒49通过密封旋转阀50落到冷却槽48中的液氮51中，被冷却到脆化温度以下，接着，通过螺旋输送机52提升上去，供给至涡轮粉碎机40中，进行粉碎，成为很细的粉末，并随着氮气送至旋风分离器42中，与氮气分开。

从旋风分离器42下部的密封旋转阀53排出的粉末，用振动筛54进行筛分，通过网孔的微粉55作为成品排出到装置外，而没有通过网孔的粗粉56与颗粒49合在一起回到冷却槽48中。

在冷却槽48中，液氮51蒸发后产生的极低温的氮气57通过管道58进入通道45中，进入涡轮式微粉碎机40，用于此粉碎机的内部冷却。

剩余的氮气59通过阀60排出，用于颗粒49的预冷却。

本装置为了减少从外部来的热的侵入，表面用绝热材料被覆或者采取真空绝热。

由于是在极低温度下粉碎，所以在制造单位重量的微粉时所消耗的电力显著地减少。

在制造上述性质的合成树脂为0.18毫米以下的微粉末时，液氮的消耗量，对于1kgf微粉约3kgf。

对于现在市场的价格来说，由于用槽车运来的每1kgf的液氮价格相当于3KWH左右的电力，所以每生产1kgf微粉，液氮的费用相当于电力9KWH的高额费用。

微粉的粒子形状由于在极低温度下脆化，进行冲击粉碎，容易形成棱角。

另外，每当更换粉碎原料时，必须清扫装置的内部，可是由于上述的装置表面均施以保冷工程，所以拆卸清扫也不是一件容易的事情。

本发明提供了由热塑性合成树脂颗粒制造0.25mm或0.18mm以下细度、而且粒子是球状粉末的方法和装置。

该装置是由在共同的中心线上，有互相相对的固定圆盘和高速旋转圆盘，在它们的相对面接近外周环状部分处略呈放射形地配置多个切刀，且刀刃和刀刃间与上述中心线平行方向上的间隙对着圆盘外周，使其变窄的那样配置着，供给固定圆盘的中心部的原料从表面切削，由设在外箱的排出口与输送用空气一同排出的圆盘式粉碎机和。

在外箱的圆筒形内面上，设有与外箱的中心线成直角的断面约为三角形且与中心线平行的多个突条、和在此中心线上高速旋转的圆盘外周上装有与上述中心线平行的，且沿半径方向的多个叶片，此叶片的顶端和上述突条顶端之间的间隙很小，且把设在外箱一端的供料口供给的随空气一同供给的原料进行粉碎，从设在外箱另一端的出口排出的涡轮式粉碎机，再通过导管将圆盘式粉碎机的排出口和涡轮式微粉碎机的供料口串联起来而构成，并且在上述涡轮式微粉碎机的排出口附近设置测定排气温度的装置和调节通过涡轮式微粉碎机的空气流量的装置。

落在圆盘式粉碎机的固定圆盘的刀刃和旋转圆盘的刀刃之间的颗粒，由于旋转圆盘的作用，以约一半的旋转盘的角速度，绕着旋转圆盘中心线进行旋转。

通过离心力的作用被送往固定圆盘和旋转圆盘的外圆周方向，在此过程中，由于固定圆盘的刀刃和旋转圆盘的刀刃之间沿上述中心线的平行间隙对着外圆周慢慢变窄，所以，通过固定圆盘的刀刃和旋转圆盘的刀刃的作用，将颗粒从表面切削成薄而细长的粒子粉体。

这样制造了的细长粒子状的粉体通过设在外箱的排出口与空气一同被送往涡轮式微粉碎机。

在蜗轮式微粉碎机的外箱的圆筒形内面上略为三角形断面的突条和突条之间仅有数毫米由于其顶端有以100至130米/秒的高速旋转的半径方向的多个叶片作用，在突条和突条之间产生高速旋转的空气涡流，在旋转叶片顶端的背后，由于多个叶片的高速旋转产生出与旋转叶片一同移动空间的涡流。被送往涡轮式微粉碎机内部的，由圆盘式粉碎机制造出的薄而且细长的粉体，由上述的涡流作用被碾碎成为微粉。

由于激烈的空气涡流中空气的内部摩擦，在涡轮式微粉碎机内部的空气对着排出口的方向温度逐渐变至高温。通过此空气作用，使得上述微粉被加热变软，由于表面张力的作用而成为球形。

通过调节通过涡轮式微粉碎机内部的空气量来调节上述的空气温度，可以制造出规则的而不熔化球形的粒子。

按照本发明，由于供给到涡轮式粉碎机的原料予先用圆盘式粉碎机加工成薄而细长，且变得很细，由于单位重量轻的粉体其空气阻力大，所以直接激烈地加速打击半径方向叶片的现象减少了。

因此，防止了由于颗粒打击叶片，以及冲击外箱内面的突条后，通过多次冲击而升高温度使得颗粒熔融或者被粉碎成2个小粒子时互相成为拔丝状态，每个粒子拖着长尾而显著阻碍粒子流动的现象。

实施例

用图1至图3说明本发明的实施例。

在圆盘式粉碎机1的外箱2的内部中的同一的中心线A-A上有固定圆盘3和旋转圆盘4，在其相对的面上，从中心线A-A略呈放射状地配列着切刀，多个刀刃5和刀刃6之间与中心线A-A平行的间隙对着外周逐渐变窄那样地设置着。

该旋转圆盘4安装在轴9上，该轴通过装在外箱2上的轴承箱7的内部轴承来支持，并通过挂在端部皮带轮8上的皮带（图中未表示出）按图中的箭头方向，绕着中心线A-A进行高速旋转。

在外箱2上设有空气吸入口10、空气流量调节阀11、排出口12，并且还安装着包括料斗13、齿轮传动马达14、和用它驱动的螺旋15构成的原料供给机16。

在涡轮式微粉碎机17的外箱18的圆筒形内面上，有与中心线B-B成直角的断面略呈三角形，并与中心线B-B平行的多个突条19。

在外箱18的端部安装着由轴承20、21支持的并通过挂在皮带轮22上的皮带（图中未表示）而高速旋转的轴23，在该轴上安装的多个圆盘24的外圆周上装着在中心线B-B上的且沿半径方向的多个叶片25。

外箱18上有供料口26和出料口27，并安装着指示调节从出料口27排出的空气和粉碎微粉的混合流温度的温度指示调节计28。

圆盘式粉碎机1的排出口12和涡轮式微粉碎机17的供料口26，由通道29连接着。

在涡轮式微粉碎机17的出料口上连接着通道30、旋风分离器31、通道32、鼓风机33。旋风分离器31底部的密封旋转阀34的下方设置着振动筛35。

由于鼓风机33的作用，空气36从圆盘式粉碎机1的空气入口10进入外箱2中，从排出口12、通道29、蜗轮式微粉碎机17的供料口26，进入外箱18中，经过出料口27、通道30、旋风分离器31、通道32、鼓风机33而排进大气。

热塑性合成树脂颗粒37通过原料供料机16送到圆盘式粉碎机1的内部，用固定圆盘3上的刀刃5和旋转圆盘4上的刀刃6从表面进行薄薄的切削，得到细长形粉末，随着由空气入口10进入外箱2的空气通过导管29被送到蜗轮式微粉碎机17的内部。

被送进来的粉末37a通过在外箱18的内面的多个断面略呈三角形的多个突条19背后的沟中形成的高速旋转的空气涡流19a和在绕中心线B-B周围旋转的叶轮25的背后，随着高速旋转的叶片25一同高速度移动的空气蜗流25a被切成很细的粉末。

同时，由于激烈的空气涡流产生热量，对着出料口27的空气流中的温度逐渐升高，粉料变软，通过表面张力的作用而成为球体。

从出料口27经过通道30，进入旋风分离器31的空气和粉体的混合流，在旋风分离器31中分离成空气和粉体，由密封旋转阀34供给到振动筛35的网上，通过网孔的微粉38作为成品取到装置外。如果有比网孔大的粉体时，可作为再粉碎粉体39再次回到原料供料机16中。

在原料供给机16的供给量保持一定时，蜗轮式微粉碎机17的内部的空气温度通过流量调节阀11调节，增大空气的流量时，温度下降，减少空气的流量时，温度上升。

涡轮式粉碎机17中的粉碎原料由于是少量仅停留数秒程度，所以温度的调整是容易的。空气流量的调节也可不依赖于流量调节阀，通过变换器控制鼓风机33的转速来实施。

突条19的断面形状并不限定于图3所表示的略为正三角形的形状，也可以是直角三角形或者是具有尖顶的波形。

实验例

将外径为300mm的固定圆盘和旋转圆盘、切刃数480个、旋转圆盘的圆周速度约90m/s、带有11kw电动机的圆盘式粉碎机和外箱内径400mm、轴向长度425mm，外圆周上有半径方向叶轮28个，圆周速度110m/s、带有22kw电动机的蜗轮式微粉碎机按图1那样串联在一起，蜗轮式微粉碎机的排气温度为80±2℃时，上述的MFR50的低密度聚乙烯的0.18mm以下微粉的生产量约20kgf/h。此时，每11gf微粉的电力消耗量为1.2KWH。

按照本发明可以制造用于涂层、粘接方面的粒子形状几乎是球形、流动性很好的0.25mm或0.18mm以下的热塑性合成树脂的粉末。

对于MFR40以上的、熔点低、易熔化的，按照以往的方法，如果不使用液氮进行脆化就不能粉碎的颗粒，也可以很经济地制成上述那样的粉末。

对于MFR小的、而富于弹性的，用液氮冷却后，受到冲击由于溅射而不能充分成为很细的原料也可制成上述那样的粉末。

将要粉碎的原料除了球形的颗粒以外，对于小圆柱形颗粒或小片状的，也可按本发明进行实施。

图的简单说明

图1

本发明实施例的垂直纵断面图。

图2

沿着图1的Ⅱ-Ⅱ线的断面图。

图3

沿着图1的Ⅲ-Ⅲ线的断面图。

图4

以往技术的极低温粉碎装置的系统图。

符号的说明

1    圆盘式粉碎机

3    固定圆盘

4    旋转圆盘

5    放射状的切刀

6    放射状的切刀

11    空气流量调节阀

17    蜗轮式微粉碎机

19    突条

25    半径方向的叶片

28    温度指示调节计

31    旋风分离器

33    鼓风机

36    空气

37    热塑性合成树脂颗粒

38    微粉（成品）

Claims (3)

1、热塑性合成树脂微粉的制造方法，其特征是热塑性合成树脂的颗粒或小片用切刀从表面切削，制成细长粒子形状的粉体，通过具有该合成树脂软化点附近的温度的多个激烈空气涡流，将上述粉体切断，且使之变成球形，成为流动性良好的微粉。

2、热塑性合成树脂微粉的制造装置，其特征是由在共同的中心线上，有互相相对的固定圆盘和高速旋转的旋转圆盘，它们的相对面接近外周环状部分略呈放射形地，且在刀刃和刀刃间与上述的中心线平行方向的间隙对着圆盘外周变窄的那样配置着多个切刀，从固定圆盘的中心部分供给内部的颗粒或小片从表面被切削成薄而细长的粉末的圆盘式粉碎机和在外箱的圆筒形内面上，设有与外箱的中线成为直角断面约三角形的且与中心线平行多个突条，和在此中心上，高速旋转的圆盘或圆筒的外周上装有与上述中心线平行的，且沿半径方向的多个叶片，使此叶片的顶端和上述突条顶端之间的间隙很小，通过略呈三角形的突条和高速旋转的叶片顶端附近产生的多个激烈空气涡流把供给机内的原料切断的涡轮式微粉碎机串联起来而构成的。

3、权利要求2记载的热塑性合成树脂微粉的制造装置，其特征是具有调节通过涡轮式微粉碎机的空气流量的手段，以使得涡轮式微粉碎机的排气温度保持在可制成微粉的热塑性合成树脂的熔点以下、软化点附近的温度。

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