CN200977453Y

CN200977453Y - 一种制备中性油墨的组合分散系统

Info

Publication number: CN200977453Y
Application number: CN 200620008927
Authority: CN
Inventors: 周卫祖; 王华伍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2006-03-15
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2016-03-15

Abstract

本实用新型涉及一种制备中性油墨的组合分散系统，其特征是该系统运用物料输送泵、内装篮式珠磨机与CSI叶轮为组合单元的分散釜、高剪切乳化泵、过滤器、乳化釜以及阀门管道为组合部件并按下述方式组合：物料输送泵前接加料缸后接分散釜；在分散釜底部以管道连接剪切泵进料口；剪切泵出料口以管道阀门既连接过滤器又回接分散釜；过滤器后接乳化釜。因此当篮式珠磨机与等剪力叶轮组合后构成的分散釜再与高剪切乳化泵组合后，被研磨物料在釜泵间循环回流，最大限度地发挥三种常规分散部件的功能，使达到超细分散的物料能顺利进入乳化釜完成成墨操作，从而得以实现全封闭一步法清洁生产的目标。本实用新型也适合其它中低粘度油墨涂料的制备。

Description

一种制备中性油墨的组合分散系统

一、技术领域

本实用新型属于油墨制造技术设备，更细化划分是属于要求超细分散的中低粘度油墨以及涂料制造技术设备。

二、技术背景

我国是名列世界第三的制笔大国，自从上世纪末一种名为水基圆珠笔(国内称中性笔Gel ink pen)传入我国以后，因其在书写性耐化学性等方面超过了传统的圆珠笔(Ball point pen)而深受欢迎广泛流行，猛烈冲击我国制笔市场，改变了中国制笔业格局，迫使绝大部分钢笔制造业以及少部分圆珠笔生产企业转产中性笔。据统计显示2004年，我国笔类产量中有100亿支为中性笔(含笔芯)，但其中性笔用油墨却有85％靠进口。为了改变这种情况，我国一些企业及研究机构开始试生产此种油墨。但由于中性墨水的超细(纳米、亚纳米级)和高稳定品质特点要求而发生困难，其中主要为颜料细度问题。因此部分企业因分散技术设备无法解决而采用购买昂贵进口通用色浆，再设法完成后阶段生产；也有研究用“三辊机+沙磨机”方式生产，色浆再设法分段制成墨水。结果均因质量难以控制，而且导致泄漏污染，高耗能等缺陷，成了制约我国制笔业快速、高效益发展的瓶颈。

三、发明内容

1、目的：本实用新型目的是提供一种制备中性油墨的组合分散系统，该系统可以在超细分散的基础上实现一步到位全封闭清洁节能生产，克服目前因无相应的专业设备而采取多种机械设备分段生产所造成的对产品本身对环境的污染以及浪费资源能源无法实现规模生产的不足。

2、技术方案：为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：其特征是一种制备性中性油墨的组合分散系统，该系统运用物料输送泵、内装篮式珠磨机与CSI叶轮为组合单元的分散釜、高剪切乳化泵、过滤器、乳化釜以及阀门管道，并按下述方式组合：物料输送泵前接加料缸后接分散釜；在分散釜底部以管道连接剪切泵进料口；剪切泵出料口以管道阀门既连接过滤器又回接分散釜；过滤器后接乳化釜。因此，可以这样来描述其整体结构关系，本系统是“两釜两泵一器”的简洁组合，分散釜在前，乳化釜在后；中间是剪切泵和过滤器。而两釜是核心单元，前者起分散作用，后者完成成墨工序。篮式珠磨机与等剪力叶轮组合后构成的分散釜成了分散核心，其中机为主，轮为辅，起增效作用；再与高剪切泵串联组合，使被研磨物料在釜、泵间反复回流，最大限度地发挥了三种常规部件的分散功能，保证了分散细度的预定目标，只有这样才能使物料顺利通过过滤器内设置的1500目筛网后进入乳化釜完成成墨工序，从而得以实现全封闭一步法清洁生产目标。

3、有益效果：

(1)一步到位出产品实现规模生产，克服因设备关系而只能分阶段操作现状。

(2)全封闭清洁生产。除了减少对环境污染，还能保护产品本身不受污染。RPA工艺技术的过滤器可以回收滤液残渣，转化利用。

(3)实现了超细分散目标，保证了产品稳定性特点。

(4)节约劳力和能源。减少了因分步操作而导致的人力水电浪费。(另见对比例)

(5)组合部件国产化，组合方式简捷易操作。

四、附图说明：图1是一种制备性油墨的组合分散系统组合方式示意图。其由

A、B固液相加料缸 C物料输送泵 D分散釜

E篮式珠磨机 F等剪力叶轮 G高剪切乳化泵

H过滤器 I搅拌器 J包装称量台

K乳化釜

下面分述主要部件、单元的特征以及在本组合的技术方案中所显示的原理：

如图1所示之E和F为篮式珠磨机与等剪力叶轮组合单元，其中F为等剪力叶轮(国际上称CSI轮)是最新型的分散叶轮，它颇似多环叶轮，是将若干个环堆装在一个园盘上。E为篮式珠磨机。二者组合方式是将篮式珠磨机转动轴的长度增加使之下伸出篮底在其上安装CSI叶轮。此组合之意义在于CSI叶轮运用独特的文丘里效应，即进出口有流速差和压力降产生剪切力和泵送作，当物料经珠磨机的研磨篮上端吸入接受研磨后，又从下端的间隙中强力甩出时再次被叶轮高速分散。两种分散部件的动力同源可以节能，又使分散几率大大增加；并且分散力的形式两者也不同，分散效果更全面。除此之外，之所以优选CSI叶轮还因为针对中性油墨的特点：与其它的叶轮相比较，CSI叶轮具有中粘度物料分散效率高的特点；CSI叶轮不同与有上下翘齿的叶轮，它发热量低，不会破坏中性油墨的高稳定性特点；还有CSI叶轮运动时低气泡，这对于不宜多添加消包剂的中性油墨是很适宜的(消泡剂会破坏中性墨水严格要求的表面张力)。

G为管线式高剪切乳化泵，本实用新型优选具有4组齿形由粗到细排列的定子、转子类型。该泵对于本组合系统具有重要意义。由于此泵具有2800转/分以上速度，其剪切力和循环速度很高，在超细研磨的阶段，分散釜内的轮机组合与本泵一起开动时釜—泵—釜的高速循环增加了三种分散部件不同形式的分散研磨几率，实现了多区域研磨又避免了产生研磨死角的缺陷。该泵的组合设计还具有预分散的作用；并代替空压机将已超细分散的物料由分散釜抽吸到过滤器和乳化釜，减少部件，节省能源。

H为过滤器本实用新型舍弃开放式的振动筛和袋式过滤器的选择，前者易泄漏污染，后者会因换下之丙轮袋连同牢固吸咐其上炭黑残渣因无法处理而污染环境，故优选RPA工艺技术的过滤器。全封闭、永久滤芯，滤液残渣可以截留在过滤网表面；清洗圆盘在滤芯内部上下运动来清除网内表面之滤后残渣，并刮至集渣室，经浓缩后可定期自动快速排放回收；回收的残渣可以再制成相应产品，使污染得到严格控制。

五、实施例：

下面结合中性笔油墨生产的实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明：

1、加料步骤：开启输送泵C，由于送料泵高速运动，使AB料缸中的固、液相物料快速打入分散釜内，然后再关闭输送泵C。

2、预分散步骤：开启高剪切乳化泵G，调整好三通阀门2，使之关闭通向过滤器方向，将分散釜D内的物料高速吸入泵内，通过高速强烈剪切，再回流到分散釜D内，循环剪回流一定时间。这个过程是实现予分散工艺，使从料缸中未经预先捏合的固相、液相树脂、颜料更好地均匀润湿混合，经过剪切泵初步剪切后的物料已达到更适合于超细研磨状态，所以整个釜泵之间回流的时间不能太短，具体要视物料粘度状态而定。

3、超细研磨步骤：视预分散物料已经达到要求之后，在保持G泵继续运转状态下，开启带动篮式珠磨机与等剪力叶轮之电机。此时，物料在分散釜内经受了两种不同形式的分散力后又被吸入高剪切泵内剪切，从釜到泵，又从泵到釜，如此循环往复回流，充分发挥了三个部件，多种不同形式的分散力，体现了多几何区域，多形式研磨、高循环的技术特征。

4、成墨乳化步骤：当检视物料已达到既定之细度要求后，关闭分散釜电机，调节好三通阀门2，使物料不再回流到分散釜D内，而压向过滤器H，经过滤后流入到乳化釜K内。当物料全部流入乳化釜内以后关闭剪切泵G，开启搅拌器并加入全部助剂、溶剂等原料进行成墨工艺，即可制得成品。经过检测合格以后，关闭搅拌器，即可出料包装。

对比例(200KG中性墨水产量)

机型	主电机功率	耗时	细度	操作情况
机型	主电机功率	耗时	细度	操作情况	本组合分散系统	7KW	3h	＜1μm	一步到位，清洁节能
405三辊机	15KW	3h	8-15μm	复杂，不能一步到位	本组合分散系统	7KW	3h	＜1μm	一步到位，清洁节能
405三辊机	15KW	3h	8-15μm	复杂，不能一步到位	球磨机	15KW	15h	15-20μm	分步操作
立式沙磨机	11KW	10h	10-15μm	分步操作	球磨机	15KW	15h	15-20μm	分步操作
立式沙磨机	11KW	10h	10-15μm	分步操作	20升卧式沙磨机	18.5KW	8h	8-10μm	分步操作
20升珠磨机	15-18.5KW	6-8h	6-10μm	分步操作	20升卧式沙磨机	18.5KW	8h	8-10μm	分步操作

Claims

1、一种制备中性油墨的组合分散系统，其特征是该系统运用物料输送泵、内装篮式珠磨机与CSI叶轮为组合单元的分散釜、高剪切乳化泵、过滤器、乳化釜以及阀门管道为组合部件按下述方式组合：物料输送泵前接加料缸后接分散釜；在分散釜底部以管道连接剪切泵进料口；剪切泵出料口以管道阀门既连接过滤器又回接分散釜；过滤器后接乳化釜。