FI91602B

FI91602B - Process for dispersing pigment or similar finely divided solid particles in a medium

Info

Publication number: FI91602B
Application number: FI913979A
Authority: FI
Inventors: Heikki Ahonen
Original assignee: Flowcon Oy
Priority date: 1991-08-23
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1994-04-15
Also published as: FI913979A; FI91602C; FI913979A0

Description

9160291602

Menetelmä pigmenttien tai sentapaisten hienojakoisten kiinteiden hiukkasten dispergoimiseksi väliaineeseenA method for dispersing pigments or similar finely divided solid particles in a medium

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää pigmenttien ja muiden hienojakoisten kiinteiden hiukkasten jatkuvatoimiseksi dispergoimiseksi nestemäiseen väliaineeseen.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for continuously dispersing pigments and other finely divided solid particles in a liquid medium.

Dispergoinnilla tarkoitetaan yleisesti aineen mahdollisimman hienoa jakamista toiseen aineeseen. Näin muodostuvassa dispersiossa on läsnä ainakin kaksi faasia, joista toinen (nk. dispersioaine) on jatkuva ja toinen koostuu mainitusta hienojakoisesta aineesta. Dispergointia käytetään paljon keraamisessa teollisuudessa, maaliteollisuudessa sekä paperin-päällystyspastojen valmistuksessa. Näillä teollisuusaloissa halutaan dispergoinnilla saada aikaan tuotteita, joissa nestemäinen väliaine sisältää hienojakoisia mineraalihiukkasia. Mineraalihiukkasten dispergointi suoritetaan yleensä kyseisessä väliaineessa.Dispersion generally refers to the finest possible division of a substance into another substance. At least two phases are present in the dispersion thus formed, one of which (the so-called dispersant) is continuous and the other consists of said finely divided substance. Dispersion is widely used in the ceramic industry, the paint industry and in the manufacture of paper-coating pastes. In these industries, it is desired to obtain products by dispersion in which the liquid medium contains finely divided mineral particles. The dispersion of the mineral particles is generally carried out in that medium.

Dispergoinnissa käytetään usein avuksi dispergointiapuainei-ta, jotka ovat orgaanisia tai epäorgaanisia mono- tai polymeerisiä aineita, jotka edistävät dispergointia alentamalla komponenttien välistä pintajännitystä. Dispergointiapuai-neilla on tyypillisesti kaksi pintaominaisuuksiltaan erilaista ryhmää tai päätä, nimittäin partikkelin pintaan kiinnittyvä pää ja väliaineeseen liukeneva pää.Dispersing aids, which are organic or inorganic mono- or polymeric substances which promote dispersion by lowering the surface tension between the components, are often used in the dispersion. Dispersing aids typically have two groups or ends with different surface properties, namely an end that adheres to the surface of the particle and an end that dissolves in the medium.

Tunnetaan myös dispergoinnille vastakkainen menetelmä, jota kutsutaan flokkuloinniksi. Termi tarkoittaa pienten partik-keleiden yhdistämistä tavallisesti hitaalla sekoituksella väliaineessa. Tämä ns. "shear-flocculation" on mielenkiintoinen, mutta vähän tarvittu menetelmä.A method opposite to dispersion, also known as flocculation, is also known. The term refers to the combination of small particles, usually by slow agitation in a medium. This so-called "shear-flocculation" is an interesting but little-needed method.

Kaikki dispergointitapahtumat ovat aina myös flokkulointi-tapahtumia. Niinpä, kun esim. sekoitetaan pigmenttejä nesteeseen (tavallisesti veteen), asettuu tietyssä laitteessa ja tietyllä sekoituksen tehotasolla pigmenttilietteeseen dynaa 2 916Q2 minen tasapaino, jolloin aikayksikössä tapahtuu yhtä monta pigmenttipartikkeleiden yhtymistä kuin niiden flokkien hajoamistakin.All dispersing events are always also flocculation events. Thus, for example, when pigments are mixed with a liquid (usually water), a dynamic equilibrium is established in the pigment slurry in a certain device and at a certain mixing power level, with as many combinations of pigment particles as there are decompositions of their flocs.

Tyypillinen dispergointi tapahtuu sekoitussäiliössä, jossa dispergoitava seos on jatkuvassa vaiheessa. Säiliöön muodostetaan jatkuva, lähinnä normaalijakautumaa noudattava turbulenssin ja tätä kautta leikkausvoimien spektri. Tällä leik-kausvoimien alueella on kuitenkin aina jossakin vaiheessa niin alhainen intensiteetti, että - yllä mainitun tasapainon asettumisen vuoksi - flokkuloituminen pääsee alkamaan ja osa dispergoinnista menetetään. Kun dispergointiin käytetään esim. yhdellä tai kahdella sekoittimella varustettua säiliötä, on korkean intensiteetin omaavan vyöhykeen tilavuus vain noin 10 - 15 % koko astian tilavuudesta.Typical dispersion takes place in a mixing tank in which the mixture to be dispersed is in a continuous phase. A continuous spectrum of turbulence and thus shear forces is formed in the tank, mainly following the normal distribution. However, in this range of shear forces, the intensity is always so low at some point that, due to the establishment of the above-mentioned equilibrium, flocculation can begin and part of the dispersion is lost. When, for example, a tank with one or two stirrers is used for dispersion, the volume of the high-intensity zone is only about 10 to 15% of the volume of the entire vessel.

Tunnetaan kuitenkin myös sellaisia laitteita dispersioiden valmistamiseksi, joissa korkean intensiteetin omaava vyöhyke on tilavuudeltaan suurempi. Niinpä ns. helmimyllyssä, jota käytetään väripigmenttien dispergointiin, on sekoitus ja dispergointi tehokasta koko laitteen tilavuudessa. Epäkohtana on kuitenkin laitteen tarvitsemat suuret tehot ja sen voimakas kuluminen. Helmimyllyn tehoa rajoittaa normaalisti myös myllyn vaatima suuri jäähdytysteho.However, devices for preparing dispersions in which the high intensity zone has a larger volume are also known. Thus, the so-called. the bead mill used to disperse the color pigments has efficient mixing and dispersion throughout the volume of the device. However, the disadvantage is the high power required by the device and its heavy wear. The power of a bead mill is normally also limited by the high cooling capacity required by the mill.

Muoviteknologiassa voidaan täyteaineita dispergoida tehokkaasti myös jatkuvien leikkausvoimien alaisina ns. ekstruu-derissa, eli suulakepuristimessa. Hyvin suuren viskositeetin omaava muovimassa toimii tehokkaana leikkausvoimien välittäjänä kautta koko ekstruuderin tilavuuden, jossa työtä suorittaa ekstruuderin ruuvi. Dispergoitaessa pigmenttejä veteen tms. nestemäiseen väliaineeseen, jossa viskositeetti on ; alhainen, sanottu ekstruuderi kuitenkin vain edesauttaa flokkuloitumista, eikä toimi dispergointilaitteena.In plastic technology, fillers can also be efficiently dispersed under continuous shear forces in the so-called in an extruder, i.e. an extruder. The very high viscosity plastic mass acts as an effective transmission of shear forces through the entire volume of the extruder, where the work is performed by the screw of the extruder. When dispersing the pigments in water or the like in a liquid medium having a viscosity; however, said low extruder only promotes flocculation and does not act as a dispersing device.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuihin ratkaisuihin liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen menetelmä hiukkasten dispergoimiseksi väliainee-* seen.The object of the present invention is to obviate the drawbacks associated with the known solutions and to provide a completely new method for dispersing particles in a medium.

3 916023 91602

Olemme suorittamisssamme laajoissa kokeissa yllättäen havainneet, että kun dispergoiminen suoritetaan siten, että dispersion väliaineesta on dispergointitapahtumassa rajoitettu sen yhtä ulottuvuutta sanotun seoksen tilavuusalki-ossa, saadaan pienellä käyttöteholla aikaan hyvä dispergointi.In our extensive experiments, we have surprisingly found that when dispersion is carried out in such a way that one dimension of the dispersion medium is limited in the dispersion event in the volume element of said mixture, good dispersion is obtained with low operating power.

Keksinnön mukaan käytetään näin ollen sellaista dispergointi-laitteisto ja toimitaan sellaisissa dispergointiolosuhteet, että dispergoitava aine väliaineineen joutuvat virtaamaan kiivaasti vain tasossa, eli x,y-koordinaatistossa, silloin kun suuri leikkausvoima vaikuttaa, ja mahdollisimman vähän z-suunnassa. Tällöin dispersio valuu ohuena kalvona suurella kiihtyvyydellä. Kalvoa venytetään jatkuvasti virtauksen aikana, jolloin flokkulointi estyy. Sopivimmin hienojakoinen aine väliaineineen saatetaan kiihtyvään liikkeeseen keskipakovoiman avulla. Tarvittava leikkausvoima saadaan puolestaan keksinnön mukaan aikaan ohjaamalla se ohuena kalvona sellaisten sekoituspintojen yli, jotka ovat liikuteltavissa vastakkaisiin suuntiin.According to the invention, therefore, such a dispersing apparatus is used and dispersed under such conditions that the substance to be dispersed and its medium have to flow vigorously only in the plane, i.e. in the x, y coordinate system, when a high shear force acts, and as little as possible in the z direction. In this case, the dispersion flows as a thin film with high acceleration. The film is continuously stretched during flow to prevent flocculation. Preferably, the fines and their media are accelerated by centrifugal force. According to the invention, the required shear force is in turn obtained by guiding it as a thin film over mixing surfaces which can be moved in opposite directions.

Kun sanottu kalvo kootaan takaisin kolmiulotteiseksi disper-sionesteeksi, ei siihen enää anneta vaikuttaa mitään niin suurta sekoitusta tai leikkausvoimaa, että uudelleenflokku-lointi pääsisi tapahtumaan.When said film is reassembled into a three-dimensional dispersion liquid, it is no longer allowed to be subjected to any mixing or shear force so great as to allow re-flocculation to take place.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is mainly characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan edullisesti disper-gointilaitteella, jossa on ainakin kaksi samankeskistä pyöritettävää kehää, jotka on varustettu oleellisesti levymäisillä törmäysesteillä eli siivillä ja joista ainakin ; yksi on sovitettu pyörimään vastakkaiseen suuntaan toiseen kehään (toisiin kehiin) nähden, jolloin kehät muodostavat dispergointivyöhykkeen.The method according to the invention is preferably carried out by a dispersing device having at least two concentric rotatable circumferences provided with substantially plate-shaped collision barriers, i.e. vanes, of which at least; one is adapted to rotate in the opposite direction to the other circumference (s), the circumferences forming a dispersion zone.

Patenttihakemuksessamme PCT/FI90/00280 käsitellään edellä esitetyn rakenteen omaavaa roottorisekoitinta. Mainitussa 4 91602 hakemuksessa on kuvattu ratkaisu pastamaisen materiaalin poistamiseksi laitteesta. Hakemuksessa todetaan edelleen, että laitteen toiminnan edellytyksenä on se, että laitteen roottorit pyörivät niin nopeasti, että laite on olennaisen tyhjä sen toimiessa ja että laitteen tilavuudesta vain osa on materiaalin täyttämä. Tämä aiempi havainto on tehty silloin, kun laitetta on käytetty esim. betonimassan sekoitukseen. Vain osittaista täyttöä on käytetty siksi, että saadaan ilma pois sekoitettavasta materiaalista. Toisaalta sanottu betonimassan sekoitus poikkeaa suuresti pigmentti-massojen sekoituksesta ja dispergoinnista siksi, että pig-menttimassoilla on pieni raekokojakautuman suhde verrattuna betonimassaan.Our patent application PCT / FI90 / 00280 deals with a rotor mixer having the above structure. Said 4 91602 application describes a solution for removing a pasty material from a device. The application further states that a prerequisite for the operation of the device is that the rotors of the device rotate so fast that the device is substantially empty when it is operating and that only a part of the volume of the device is filled with material. This previous observation has been made when the device has been used, for example, to mix concrete mass. Only partial filling has been used to remove air from the material to be mixed. On the other hand, said mixing of concrete mass differs greatly from the mixing and dispersion of pigment masses because the pigment masses have a small ratio of the grain size distribution compared to the concrete mass.

Nyt olemme kehittäneet käytännön tutkimuksissa mainitun laitteen toimintaa edelleen sellaisille suspensioille, joissa partikkelikoot ovat lähes aina alle 100 mikronia, tyypillisesti 5-30 mikronia. Pienirakeinen materiaali sallii näet havaintomme mukaan aivan uudentyyppisen ajotavan sanotulle laitteelle. Keksinnön mukaan laitteeseen johdetaan siksi rajoitettu määrä syötettä, jolloin saadaan suurella pyörimisnopeudella toimittaessa aikaan riittävän ohuet kalvot laitteen siivillä. Edullisesti syötön tilavuusvirtauksen suhde dispergointivyöhykkeen uusiutuvaan pinta-alaan on tällöin korkeintaan noin 1:500, erityisen edullisesti korkeintaan noin 1:900. Uusiutuvalla pinta-alalla tarkoitetaan tämän hakemuksen puitteissa dispergointilaitteen kehien pyörimisnopeutta kerrottuna kehien siipien pinta-alalla.We have now further developed the operation of the device mentioned in practical studies for suspensions in which the particle sizes are almost always less than 100 microns, typically 5 to 30 microns. The small-grained material allows us to see a completely new type of driving style for said device. According to the invention, therefore, a limited amount of feed is introduced into the device, whereby sufficiently thin films are obtained on the wings of the device when operating at a high rotational speed. Preferably, the ratio of the volume flow of the feed to the renewable surface area of the dispersion zone is then at most about 1: 500, particularly preferably at most about 1: 900. For the purposes of this application, renewable surface area means the rotational speed of the circumferences of the dispersing device multiplied by the area of the circumferential wings.

Dispersion flokkuloinnin välttämiseksi dispergoinnin jälkeen keksinnön mukaan ei sovelleta mitään sellaista jälkisekoi-tusta, jonka intensiteetti saattaisi dispergoituneet hiukkaset uudelleen yhtymään. Niinpä mahdollisen jälkisekoituksen teho tulee olla pienempi kuin noin 0,2 kW/m3 tai vastaavasti suurempi kuin noin 5 kw/m3.In order to avoid flocculation of the dispersion after dispersion, according to the invention, no post-mixing is applied, the intensity of which would cause the dispersed particles to reunite. Thus, the power of any post-mixing should be less than about 0.2 kW / m3 or correspondingly greater than about 5 kw / m3.

Esillä olevan keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä keksinnön mukaan vältetään dispergointilaitteen suu-The present invention provides considerable advantages. Thus, according to the invention, the size of the dispersing device is avoided.

IIII

5 91602 ret tehonkulutukset, koska laitteen työtilavuus sen toimiessa keksinnön mukaisesti on olennaisesti tyhjää dispergoi-tavasta lietteestä, jotta sanottu filmi voisi muodostua.5 91602 ret power consumption, because the working volume of the device when operating according to the invention is substantially empty of dispersible slurry in order for said film to be formed.

Näin laitteessa ei juuri ollenkaan muodostu suspension sisäisiä leikkausvoimia, vaan lähes kaikki leikkaus tapahtuu ohuen filmin kiinteän pinnan välillä.Thus, almost no internal shear forces are generated in the device, but almost all shear takes place between the solid surfaces of the thin film.

Keksintöä ryhdytään lähemmin tarkastelemaan seuraavan sovellutusesimerkin sekä oheisen piirustuksen avulla.The invention will be examined in more detail with the aid of the following application example and the accompanying drawing.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävän laitteen periaatteellinen rakenne sivukuvantona. Kuviossa 2 on esitetty yläkuvantona kahden kehästön siipien vaihtoehtoiset asennot.Figure 1 shows the basic structure of the device used in the method according to the invention in a side view. Figure 2 shows a top view of alternative positions of the wings of the two frames.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävä dispergointi-laite käsittää teräsrakenteisen, sopivimmin suorakulmion muotoisen runkokehikkorakenteen 1, jonka kulmissa on jalat, joiden varaan runko on sijoitettu alustan päälle. Runkoke-hikkoon 1 on asennettu jauhinosa 2, joka käsittää rummun 3. Rummun 3 yläpintaan muodostetun syöttöaukon kohdalle on sijoitettu syöttösuppilo 4. Rummun 3 sisään on laakeroitu kaksi sekoituskehästöä 5 ja 6, joiden pyörivät tasomaiset kehä-levyt on varustettu kehien pyörimissuuntaan nähden kohtisuorilla siivillä 7. Kehästöt on laakeroitu samankeskisesti samalle akselille. Jauhatuskehien 5 ja 6 pyörittämiseksi ne on yhdistetty kiilahihnojen ja käyttöakselin ja -pyörän 8 välityksellä sähkömoottoreiden käyttöakseleihin siten, että kehästöt 5 ja 6 ovat pyöritettävissä vastakkaisiin suuntiin.The dispersing device used in the method according to the invention comprises a steel-structured, preferably rectangular, frame-frame structure 1, the corners of which have legs on which the body is placed on the base. A grinding part 2 comprising a drum 3 is mounted on the frame hopper 1. A feed hopper 4 is placed at the feed opening formed on the upper surface of the drum 3. Two mixing frames 5 and 6 are mounted inside the drum 3. Their rotating planar circumferential plates are provided with blades 7 perpendicular to the direction of rotation. The frames are mounted concentrically on the same shaft. In order to rotate the grinding rings 5 and 6, they are connected by means of V-belts and a drive shaft and a wheel 8 to the drive shafts of electric motors so that the frames 5 and 6 can be rotated in opposite directions.

Rummun 3 sivuun on järjestty vaakasuora poistoputki 9. Alemman jauhatuskehän 6 alalevyn halkaisija on ainakin jonkin verran yläjauhatuskehälevyn 5 halkaisijaa suurempi, jolloin alalevyn 6 jatketulle liepeelle on sovitettu alalevyn mukana pyörivät poistosiivet 10, jotka on asennettu oleellisesti pystysuoraan asentoon. Poistosiipien 10 tehtävänä on kaapia rummun sisävaippaan paiskautunut materiaali ja poistaa se putken 9 kautta dispergointilaitteesta.A horizontal outlet pipe 9 is arranged on the side of the drum 3. The diameter of the lower plate of the lower grinding ring 6 is at least somewhat larger than the diameter of the upper grinding ring plate 5, the extended flange of the lower plate 6 being fitted with substantially lower vertical flaps. The purpose of the discharge vanes 10 is to scrape the material pounded into the inner jacket of the drum and to remove it through the pipe 9 from the dispersing device.

6 y16026 y1602

Laitteen siivet 7 voivat olla tasomaisia tai lievästi kaarevia ja ne voivat olla eteenpäin tai taaksepäin kallistettuja. Käytettäessä laitetta dispergoitava aine törmää siipiin ja niiden pinnasta pigmenttiäispersio valuu olennaisesti keskipakovoiman ajamana ohuena kalvona pois ja joutuu törmäämään uuteen vastakkaiseen suuntaan pyörivän kehän siipiin. Törmäyksessä syötetty flokki tai partikkelikimppu (esim. kaoliinin liuskat eroavat) hajoaa ja sitä seuraavassa venytyksessä partikkelit ajetaan niin kauaksi toisistaan, että ne joutuvat kontaktiin väliaineen kanssa kokonaan, sensijaan, että ne yhtyisivät uudelleen toistensa kanssa.The wings 7 of the device may be planar or slightly curved and may be inclined forwards or backwards. When the device is used, the substance to be dispersed collides with the wings and from their surface the pigment dispersion essentially drains away as a thin film driven by centrifugal force and has to collide with the wings of a new circumferentially rotating circumference. In the collision, the introduced floc or particle bundle (e.g., the kaolin strips diverge) disintegrates, and in the subsequent stretching, the particles are driven so far apart that they come into full contact with the medium, instead of reuniting with each other.

Dispergoitava hienoaine ja neste syötetään joko erikseen tai nestesuspension muodossa syöttösuppilon 4 kautta laitteeseen.The dispersible fines and liquid are fed either separately or in the form of a liquid suspension through the hopper 4 into the device.

Kuviossa 2 on esitetty kehästöjen 5 ja 6 siipien vaihtoehtoisia asentoja. Yksinkertaisuuden vuoksi eri tapaukset on esitetty samassa kuviossa. Tapauksessa A siivet 7 ovat sä-teittäisesti asennetut.Figure 2 shows alternative positions of the wings of the rings 5 and 6. For simplicity, the different cases are shown in the same figure. In case A, the wings 7 are radially mounted.

Eri aineita sekoitettaessa tai dispergoitaessa tapahtuu laitteen roottoreissa 5 ja 6 hieman erilaisia kulumisia. Kallistamalla roottorisiipiä, eli asettamalla ne säteittäi-sesti kulma-asentoon, voidaan kulumista hallita ja sekoituksen tulosta ohjata. Eteenpäin kallistetut siivet (tapaus B) muutetaan helposti taaksepäin kallistetuisi siiviksi (tapaus C) muuttamalla roottorin kiertosuuntaa. Kallistuksella sinänsä on funktiona se, että tällä lailla parannetaan tilastollisesti sitä tapahtumaa, että joku partikkeli joutuu täydellä varmuudella yhden tai usemman kerran törmäämään siipiin. Parhaimmin se toteutuu, kun siivet ovat lievästi eteenpäin kallistetut. Edullisesti ne ovat korkeintaan noin ; 60° eteenpäin kallistetut. Kallistamalla siipiä taaksepäin (korkeintaan noin 60e) saadaan puolestaan siipien kulutus pienennetyksi.When mixing or dispersing different substances, slightly different wear occurs in the rotors 5 and 6 of the device. By tilting the rotor blades, i.e. by placing them radially in an angular position, wear can be controlled and the result of the mixing can be controlled. The forward-tilted blades (case B) are easily converted to backward-tilted blades (case C) by changing the direction of rotation of the rotor. The function of tilting per se is that this law statistically improves the event that a particle has to collide with its wings one or more times with absolute certainty. It works best when the wings are slightly tilted forward. Preferably, they are at most about; Tilted forward by 60 °. Tilting the wings backwards (max. Approx. 60e) in turn reduces the consumption of the wings.

Il 7 91602Il 7 91602

Esimerkki:Example:

Titaanioksidipigmenttiä lietettiin veteen 70 %:na suspensiona seuraavasti:The titanium oxide pigment was slurried in water as a 70% suspension as follows:

Dispergointiin käytettiin edellä kuvatunlaista laitetta, jossa kuitenkin oli neljä kehää. Kehissä oli siipiä 8 kpl, jolloin yksittäisten siipien korkeus oli 80 mm ja leveys 60 mm. Laitteen kehien kierrosluku oli 50 1/s. Dispergointi-laitteen uusiutuva pinta-ala (kierrosluku x siipien fyysinen pinta-ala) oli 7,68 m2/s.An apparatus as described above was used for dispersion, but with four perimeters. There were 8 wings in the frames, so that the height of the individual wings was 80 mm and the width 60 mm. The circumference of the device was 50 1 / s. The renewable surface area of the dispersing device (speed x physical area of the wings) was 7.68 m2 / s.

Titaanioksidipigmenttilietteen syöttönopeus oli 30 m3/h.The feed rate of the titanium oxide pigment slurry was 30 m3 / h.

Edellä esitetyistä tiedoista voidaan kehien siivillä olevan filmin paksuuden laskea olevan keskimäärin 1,08 mm, jolloin päädyttäisiin käyttösisältöön 8,3 litraa/s, joka on sama kuin syöttö. Näin ei kuitenkaan ole, sillä havainnot koeajoista osoittavat, että syötön lakkaamishetkellä laitteesta tulee olennaisen pieni osa massaa, joka todistaa, että viipymäaika laitteessa on vain luokkaa 0,1 s tai alle.From the above data, the thickness of the film on the wings of the hoops can be calculated to be on average 1.08 mm, which would result in a usable content of 8.3 liters / s, which is the same as the feed. However, this is not the case, as the observations from the test runs show that at the moment of the cessation of the feed, the device becomes a substantially small part of the mass, which proves that the residence time in the device is only of the order of 0.1 s or less.

Edellä olevan havainnon mukaan saadaan filmin paksuudeksi enintään 0,1 mm. Tämä tarkoittaa sitä, että monta pigmentti-hiukkasta ei voi olla päällekkäin z-akselin suunnassa sanotusta pyörivän roottorin sekoitustasosta, tasoa kohtisuoraan liikutettaessa.According to the above observation, the film thickness is at most 0.1 mm. This means that many pigment particles cannot overlap in the z-axis direction from said mixing plane of the rotating rotor when the plane is moved perpendicularly.

Muodostettaessa edellä kuvatuissa olosuhteissa 70 % titaanidioksidin ja veden suspensiota (ilman dispergointiainetta), saatiin aikaan ohuen piimän tavoin juokseva homogeeninen neste. On huomattava, että pigmentti syötettiin kuivana yht'aikaa veden kanssa laitteen nieluun.By forming a 70% suspension of titanium dioxide and water (without dispersant) under the conditions described above, a homogeneous liquid flowing like a thin diatomaceous earth was obtained. It should be noted that the pigment was fed dry simultaneously with water to the throat of the device.

Kun vertailukokeessa vastaava tehtävä suoritettiin tavanomaisella nopeasti pyörivällä lautas-sekoittimella, eli dissolveri-sekoittimella, saatiin aikaan suuri-viskositeet-tinen kokkareinen puuro, joka ei ollut itsestään juoksevaa.When a similar task was performed in a comparative experiment with a conventional rapidly rotating plate mixer, i.e. a dissolver mixer, a high-viscosity lumpy porridge was obtained which was not self-flowing.

Keksintömme mukaisesti korkeita kuiva-ainepitoisuuksia on saatu aikaan, kun syötön määrää on rajoitettu niin, että 8 91602 syöttömäärä mVs, suhteessa uusiutuvaan roottorinsiipien pinta-alaan m2/s on edullisesti alle 1/900 m.According to our invention, high dry matter contents are obtained when the amount of feed is limited so that the feed rate of 8 91602 mVs, relative to the renewable surface area of the rotor blades, m2 / s, is preferably less than 1/900 m.

Esimerkin mukaisessa järjestelyssä käytettiin tehoa kaikkiaan 2 x 110 kWh, mikä merkitsee 2,4 kWh/tonni suspensiota, joka on hyvin alhainen ominaistehonkulutus.The arrangement according to the example used a total power of 2 x 110 kWh, which means 2.4 kWh / ton of suspension, which is a very low specific power consumption.

Vaikka keksintömme mukaan voidaankin saada aikaan suoraan kuivasyötöllä ja vettä yhdistämällä käyttökelpoisia dispersioita esim. paperin päällystyspastaksi tai vastaaviin tarkoituksiin, on edullista joissakin tapauksissa punnitus- ja annostelutarkkuuksien vuoksi esisekoittaa sanotut komponentit ja lisäkemikaalit kahdessa tai useammassa esisekoitti-messa, joista kustakin vuorollaan syötetään tähän roottori-sekoittimeen massaa niin, että tämä tehosekoitin voi työskennellä jatkuvatoimisesti.Although according to our invention it is possible to obtain useful dispersions directly by dry feed and water, e.g. for paper coating paste or similar purposes, in some cases for weighing and dosing accuracy it is advantageous to pre-mix said components and additional chemicals in two or more pre-mixers. mass so that this Blender can work continuously.

Claims

9 91602

A method for the continuous dispersion of pigments or similar fines in a liquid medium, characterized in that due to the effect of stretching.

A method according to claim 1, wherein - the dispersing device is a mixer having at least two concentric rotatable circumferences (5, 6) provided with substantially plate-like impact surfaces (7) and at least one (5) of which is adapted to rotate in opposite directions. in a direction relative to the second circumference (6) (s), the circumferences forming a dispersing zone, and - the medium and the particles are fed at least substantially simultaneously to the dispersing zone (5, 6) of the dispersing device, characterized in that - the volume of substance to be dispersed in the dispersing zone (5, 6) according to the renewable surface area of the mixing zone so that the ratio between the volume flow and the renewable surface area does not exceed 1: 500.

A method according to claim 2, characterized in that said ratio is preferably adjusted to a maximum of about 1: 900.

Process according to Claim 2, characterized in that the medium and the particles are fed to the dispersing zone in the form of a suspension. 10 91 602

Process according to Claim 3, characterized in that the particles are suspended in a medium in a premixer.

Method according to Claim 2, characterized in that a dispersing device is used, the impingement surfaces (7) of the dispersing zone (5, 6) of which are parallel to the radii of the circumferences.

Method according to Claim 2, characterized in that a dispersing device is used, the impingement surfaces (7) of the dispersing zone (5, 6) of which are inclined forward in the direction of rotation by at most 60 degrees.

Method according to Claim 2, characterized in that a dispersing device is used, the impact surfaces (7) of the dispersing zone (5, 6) of which are inclined backwards in the direction of rotation by at most 60 degrees. • * II 11

9 Ί 6 ϋ 2