CN111801153B - 浆料贮存搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种浆料贮存搅拌装置，即使是高浓度的浆料，也能够通过简单的单元在容器内充分流动，且搅拌性优异。浆料贮存搅拌装置具备贮存包含粒子和溶剂的浆料的容器，其中，上述容器具有内壁，该内壁设置于上述容器的内侧，由使向上述容器供给的气体通过并使上述浆料产生微细泡的多孔质体构成。

Description

浆料贮存搅拌装置

技术领域

本发明涉及一边搅拌浆料一边贮存的浆料贮存搅拌装置。

背景技术

作为各种领域的制造工序的中间阶段的形式之一，广泛已知混合了粉末和溶剂的浆料。例如，在对成为粉末冶金、磁芯、磁体等的原料的粉末进行干式成形或湿式成形时，若是湿式成形，则使用混合了粉末和油等的溶剂的浆料，若是干式成形，则使用混合了粉末和水等的溶剂的浆料。

粉末和溶剂的混合中通常使用的球磨机中，当为了得到浓度均匀的浆料而进行长时间的混合时，存在氧化铝制球或氧化锆制球、铁制球的混合介质磨损且混入浆料的问题。另外，特别是若是比重比溶剂打数倍以上的金属粒子，则存在如下问题，当停止混合时，浆料中的粒子和溶剂在容器内容易分离。

专利文献1中记载了，向贮存于雾化室内的由金属粒子和溶剂(水)构成的浆料供给惰性气体等，通过起泡进行搅拌，由此，均匀地保持浆料中的金属粒子的浓度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭61-264107号公报

发明内容

发明所要解决的课题

图4中表示专利文献1所公开的雾化室的结构。雾化室120通过在下方的圆锥(圆锥)部140分散地配置20个

的供气口180而构成。通过以预定的流量向供气口180不断地供给的惰性气体，使雾化室120内的浆料S起泡进行搅拌。

但是，雾化室的结构上，在供气口180间具有未引起起泡的区域，在此搅拌变得不充分，因此，存在粒子容易沉淀于雾化室120的底部的问题。

起初，以雾化室120内的浆料S的搅拌为目的，因此，处理的浆料大多包含溶剂，浆料浓度(溶剂中的粉末的质量浓度)最多不过10质量％程度。为了高效地进行粉末的回收，期望减少溶剂量并提高浆料浓度，但专利文献1所记载的雾化室120的结构中，也存在如下问题，沉淀的问题变得更显著，粒子的分散容易变得不均匀，不适于处理浆料浓度为60质量％以上的高浓度的浆料。

因此，本发明的目的在于，提供一种浆料贮存搅拌装置，即使是高浓度的浆料，也能够通过简单的单元在容器内充分流动，且搅拌性优异。

用于解决课题的方案

本发明在一个实施方式中，提供一种浆料贮存搅拌装置，具备贮存包含粒子和溶剂的浆料的容器，其中，

所述容器具有内壁，该内壁设置于所述容器的内侧，由使向所述容器供给的气体通过并使所述浆料产生微细泡的多孔质体构成。

一个实施方式中，优选所述容器具有截面面积向底部缩小的锥体部。

一个实施方式中，优选所述内壁具有相对于垂直方向倾斜的倾斜部。

一个实施方式中，优选所述容器的底部侧的至少一部分具有至少在其一部分具有所述内壁的内装体和设置于该内装体的外侧的外装体的双层结构。

一个实施方式中，优选所述内装体和所述外装体分开地设置，在所述外装体的底部设置有向所述内装体和所述外装体之间的空间供给所述气体的供给口。

一个实施方式中，优选所述内装体及所述外装体构成为可从所述容器的底部侧的相反侧的主体部分离。

一个实施方式中，优选所述浆料贮存搅拌装置在所述容器内还具备消泡装置。

发明效果

根据本发明，能够提供即使是高浓度的浆料，也能够通过简单的单元在容器内充分流动，且搅拌性优异，而难以产生粉末向溶剂中的分散的不均匀的浆料贮存搅拌装置。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的浆料贮存搅拌装置的结构的图。

图2是表示构成本发明的浆料贮存搅拌装置的容器的内装体的结构例的图。

图3是表示构成本发明的浆料贮存搅拌装置的容器的第二锥体部和圆筒部成为一体的主体部的结构例的图。

图4是用于说明现有的浆料贮存搅拌装置的结构的图。

具体实施方式

以下，对本发明一个实施方式的浆料贮存搅拌装置具体地说明，但本发明不限定于此，当然可在不脱离本发明宗旨的范围内可施加各种变更。另外，就说明中使用的附图而言，为了容易理解发明的宗旨，主要记载了主要部分，对细微部分进行适当省略等。

图1中表示本发明一个实施方式的浆料贮存搅拌装置的结构。此外，图1中，为了容易理解结构，表示将容器的一部分切断的状态，另外，省略将气体吸引压缩并向容器送出的压缩机、连接容器和压缩机的管路、或加强用的梁等，并以箭头表示气体的流路。

浆料贮存搅拌装置1具备容器60。容器60在Z方向(垂直方向)的上侧具有圆筒形状的圆筒部61，在下侧具有截面面积向下方(底部)逐渐缩小的圆锥形状的锥体部62。容器60还具有设置于容器60的内侧且由多孔质体构成的内壁25。容器60的底部侧的圆锥形状部分(锥体部62)的至少一部分具有内装体10和设置于其外侧的外装体20的双层结构。内装体10的至少一部分包含由具有细小的开气孔(以下称为细孔)的多孔质体构成的内壁25。内装体10整体也可以由内壁25构成。具有Z方向(垂直方向)的上侧的圆筒部61和下侧(底部侧)的锥体部62的容器60利用支承腿使其下部位于设置面更上方且可立设。此外，圆筒部61不是本发明中必须的，但由此，能够实现容器60的大容量化和省空间化。另外，容器60的底部的形状不限于圆锥形状，圆筒部61也可以是照原样向下方伸展的圆柱状。圆柱状的情况的底部侧的前端也可以是截面コ的字状，也可以是截面U字状。

图1中，表示了锥体部62通过使底部侧的第一锥体部62a和上侧的第二锥体部62b组合且连结而构成的例子。第二锥体部62b与圆筒部61成为一体而构成容器60的主体部65。包含内装体10及外装体20的底部侧的第一锥体部62a构成为可从容器60的主体部65分离。下方的第一锥体部62a和上方的第二锥体部62b利用凸缘接头80且利用螺栓紧固固定，接头部分利用凸缘间的垫圈密封。第一锥体部62a的内壁25具有相对于垂直方向倾斜的倾斜部5a，第二锥体部62b的内侧也同样成为倾斜部5b，作为整体向下方缩径。图示的例子中，第一锥体部62a和第二锥体部62b连结而成为一体的锥体部62的内侧成为连续地恒定倾斜的侧面，但如果是不影响浆料的搅拌的程度，则连接部分也可以具有一些高低差。

第一锥体部62a成为具有内装体10和位于其外周的外装体20的双层结构，内装体10和外装体20除与主体部65的连结部之外分开地配置。内装体10和外装体20之间的空间15成为用于起泡的空气及惰性气体等、向容器60中的浆料S供给的气体流入的路径。在外装体20的底部设置有向内装体10和外装体20之间的空间15供给气体的供给口30。本实施方式中，内装体10包含构成第一锥体部62a的内侧的倾斜部5a的由多孔质体构成的内壁25，通过从压缩机向空间15送出的气体向容器60内的浆料供给微细泡。此外，该第一锥体部62a中，优选内装体10(即内壁25)的周向的整周(倾斜部5a的整周)由多孔质体形成。

图2是构成第一锥体部62a的内装体10的局部剖视图，图3是圆筒部61和第二锥体部62b成为一体的主体部65的局部剖视图。第一锥体部62a(内装体10)和第二锥体部62b的内表面各自保持预定的倾斜角度θ1、θ2而形成。倾斜部5a、5b的相对于垂直方向的倾斜角度θ1、θ2如果考虑到浆料的搅拌，则优选分别为25～50°。更优选为25～40°。此外，倾斜角度θ1、θ2也可以相同，也可以不同，但优选以成为θ1≧θ2的方式构成倾斜角度。

如图2所示，内装体10成为中空有底的碗状，以构成内装体10的内壁25的倾斜部5a包围浆料S的方式构成。从压缩机供给的气体通过由多孔质体构成的内装体10的多个路径(细孔)吹入浆料S中。多个微细的气泡从多孔质体向浆料S中分散，且该气泡上升，由此，从容器60中的底部到上部造成微细泡，能够强制性地搅拌浆料S并设为流动状态。供给的气体是空气、或氮气等的惰性气体，优选将由压缩机供给的气体的最大压力设为0.05～0.6MPa，将气体相对于浆料1升的流量设为2升/min以上。

通过将内装体10设置于容器60的下部(底部侧)，即使在容器60的上部侧，粒子在圆筒部61的内表面的附近沉降，沉降的粒子也沿着第二锥体部62b的倾斜部5b达到内装体10，通过来自多孔质体的气泡再次使浆料S分散及对流，因此，能够防止粒子在容器60内堆积。此外，锥体部62中，优选多孔质体的内装体10占据倾斜部5a、5b的内表面中的10％以上的面积。更优选为20％以上，进一步优选为30％以上。

构成内装体10的多孔质体只要具有至少不使浆料的溶剂通过的程度的流体阻力，且在贮存浆料的状态下可承受载荷即可。优选的材质为氧化铝、莫来石等的陶瓷材料、聚乙烯、聚丙烯等的树脂材料、钛、不锈钢等的金属材料的任一种。如果考虑到成形性、加工性，则优选为树脂材料或金属材料，从耐磨损性、耐腐蚀性的观点来看，优选利用不锈钢系等的金属材料形成。容器60的与浆料接触的其它部分等的材质从耐磨损性、耐腐蚀性的观点来看，优选利用不锈钢系等的金属材料形成。

多孔质体的细孔的直径及形状、或分布等的形式根据多孔质体的形成方法而异，但本发明中，多孔质体的细孔的平均气孔径只要至少不使浆料的溶剂通过，而得到微细泡的形成的效果即可，没有限定。细孔占据的比例(空隙率)也一样。如果多孔质体是市售的多孔质体，则只要通过制造者将公称值选定为参考即可。平均气孔径优选为例如3μm以上且30μm以下，更优选为3μm以上且20μm以下。另外，气孔率优选为30％以上，更优选为35％以上。

优选容器60的顶的至少一部分成为以可供给构成浆料的溶剂或粉末的方式可开闭的盖结构。另外，为了将浆料S向容器外送出，也可以将与泵连接的送出管路从容器60的顶侧浸渍于浆料S中，一边搅拌浆料S，一边向后工序的成形机或干燥机等的设备送出。或，也可以在内装体10的底部设置送出浆料S的送出口，从容器60的外部通过穿过外装体20并连接于送出口的送出管路向容器60的外部送出浆料S。

本发明中用于浆料的溶剂不特别限定于普通水或乙醇、异丙醇等的醇系或矿物油、合成油、植物油等的油等。另外，粉末也没有特别限定，例如越是精细陶瓷材料、软磁铁氧体、硬磁铁氧体的磁性粉末、或SmCo磁体及NdFeB磁体等的磁性粉末、或Fe-Si合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Si合金、Fe-Al合金、Fe-Al-Si合金、Fe-Al-Cr合金、Fe-Al-Cr-Si合金、Fe-Ni合金、Fe-M-B系合金(M至少为Si、Cr、Al及Ni的至少1种)的结晶质或非晶质的Fe基合金的磁性粉末、不锈钢及超钢等的非磁性金属粉末等、比重大的金属粉末，本发明效果越显著，优选。

粉末是通过例如粉碎法、气体雾化、水雾化等的雾化法得到，且以中值粒径d50限定的平均粒径为0.5μm～200μm程度的粉末。

浆料浓度(溶剂中的粉末的以质量基准的浓度)没有特别限定，也可以为10质量％以上，也可以为20质量％以上，也可以为30质量％以上。根据本实施方式的浆料贮存搅拌装置，也能够对应于60质量％以上、70质量％以上、或80质量％以上的高浓度的浆料。但是，当浆料浓度过高时，浆料的搅拌性及操作性等可能降低，因此，优选为90质量％以下，更优选为85质量％以下。

接着，说明浆料贮存搅拌装置1进行的浆料的搅拌方法的一例。首先，例如将水等的溶剂从容器60的顶侧供给于容器60内。使设置于容器60附近的压缩机工作，经由多孔质体的内装体10使空气的微细泡分散于溶剂中进行起泡。从容器60的顶侧投入粉末或根据需要投入粘合剂(例如，聚乙烯、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、丙烯酸树脂等的有机粘合剂)，如果需要则进一步添加溶剂，通过起泡进行搅拌。由此，能够得到粒子在溶剂中均匀地分散的浆料。通过使压缩机继续工作，能够一边维持搅拌状态一边在容器60内贮存浆料S。另外，如果即使停止压缩机也再次工作并进行搅拌，则能够得到粒子在溶剂中均匀地分散的浆料。当然，也可以向容器60内投入溶剂和粉末或根据需要投入粘合剂之后，使压缩机工作进行起泡并搅拌。另外，除了通过微细泡进行的起泡之外，也可以并用用于浆料搅拌的公知的部件(搅拌叶片等)。

在向包含上述粘合剂的浆料中吹入气体的情况下，有时卷入气体的浆料起泡。当对这种经过起泡的浆料进行喷雾干燥时，容易形成堆积密度较低的颗粒。根据防止颗粒的堆积密度的降低或其它的目的，优选在容器60内设置消除产生的气泡的消泡装置(未图示)。作为消泡装置，例如优选为可在容器60内旋转的搅拌叶片、离心搅拌体(例如，专利第4418019号所记载的搅拌用旋转体等)等的具有搅拌部的搅拌机。通过在容器60内的上方配置搅拌部，破坏向浆料液面上升的泡，由此，能够抑制浆料的起泡。也可以代替搅拌机，或与搅拌机一起利用超声波照射产生的超声波声压破坏泡进行消泡。

实施例

制作与图1所示的浆料贮存搅拌装置相同的结构的装置。容器60由圆筒部61和锥体部62构成，圆筒部61的直径为

除去支承腿的容器60的高度为900mm。锥体部62中，构成第一锥体部62a的内装体10(内壁25)的倾斜部5a的倾斜角度θ1和第二锥体部62b的倾斜部5b的倾斜角度θ2分别为30°，由此，锥体部62的内表面(浆料接触面)连续且倾斜角度成为30°。内装体10使用了市售的不锈钢制多孔质体。将网眼为5μm的不锈钢制的网重叠多层而成形为圆锥体形状。锥体部62(62a，62b)的垂直方向上的高度为530mm，其中，将第一锥体部62a的高度设为220mm，将锥体部62(62a，62b)的倾斜部5a、5b中的约30％利用多孔质体的内装体10构成。

将离子交换水设为溶剂，作为粉末使用了通过雾化法得到的磁性粉末。是平均粒径d50为10μm的Fe-Al-Cr合金的粉末。一边在容器60内储存离子交换水一边起泡，将水的总量设为125升，向其中投入500kg的Fe-Al-Cr合金的磁性粉末进行搅拌，制作80质量％浓度的浆料。搅拌中，从压缩机以0.5MPa的空气压且每升浆料供给3升/min的空气。

使浆料贮存搅拌装置1继续工作三天，粒子和水在容器60内未分离，抽出浆料之后，未确认到粒子向容器60的下部的沉淀、堆积。

符号说明

1 浆料贮存搅拌装置

5a 第一锥体部的倾斜部

5b 第二锥体部的倾斜部

10 内装体

15 空间

20 外装体

25 内壁

60 容器

61 圆筒部

62 锥体部

62a 第一锥体部

62b 第二锥体部

65 主体部

S 浆料。

Claims (5)

1.一种浆料贮存搅拌装置，具备贮存包含粒子和溶剂的浆料的容器，其特征在于：

所述容器具有内壁，该内壁设置于所述容器的内侧，由使向所述容器供给的气体通过并使所述浆料产生微细泡的多孔质体构成，

所述内壁具有相对于垂直方向倾斜的倾斜部，作为整体向下方缩径，

所述容器的底部侧的至少一部分具有至少在其一部分具有所述内壁的所述倾斜部的内装体和设置于该内装体的外侧的外装体的双层结构，

所述内装体和所述外装体之间具有空间。

2.根据权利要求1所述的浆料贮存搅拌装置，其特征在于：

所述容器具有截面面积向着底部缩小的锥体部。

3.根据权利要求1所述的浆料贮存搅拌装置，其特征在于：

所述内装体和所述外装体分开设置，

在所述外装体的底部设置有向所述内装体和所述外装体之间的空间供给所述气体的供给口。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的浆料贮存搅拌装置，其特征在于：

所述内装体和所述外装体构成为能够从所述容器的底部侧的相反侧的主体部分离。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的浆料贮存搅拌装置，其特征在于：

所述浆料贮存搅拌装置在所述容器内还具备消泡装置。

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