【技术交流】陶瓷数字喷墨墨水研磨技术
2020-05-23 派勒智能 3802
1．陶瓷墨水的研磨
陶瓷墨水的颗粒细度及颗粒粒径分布主要由砂磨机的研磨来实现。由于陶瓷墨水的颗粒细度小及颗粒粒径分布窄，并非所有类型的砂磨机能满足要求。目前行业中用于陶瓷墨水的砂磨机主要有两种类型，即棒销式与涡轮式砂磨机。
图1派勒棒销式砂磨机
要达到亚微米（零点几个微米）的细度及优化的颗粒粒径分布，砂磨机必须采用大流量循环及高能密度的研磨模式。
图2单位时间研磨次数与颗粒细度及颗粒粒径分布的关系
要满足这种研磨模式，砂磨机的流量要足够大，如25升的棒销式砂磨机，在研磨陶瓷墨水时，流量能达到1500 - 2000升/小时。砂磨机筒体内的能量密度要大，如25升棒销式砂磨机的装机功率为37KW，而30升的盘式砂磨机为18.5KW。
陶瓷墨水应尽量避免金属污染，用于陶瓷墨水的砂磨机与墨水接触部分都有陶瓷构成。研磨系统都用氧化锆或者氮化硅材质，研磨桶为碳化硅陶瓷。
2．PHN系列的砂磨机及在陶瓷墨水中的使用
派勒集团在数年前，已开发出用于纳米材料的PHN系列砂磨机。在陶瓷墨水面市后，派勒集团对PHN系列砂磨机作了针对性的改造，使之迅速适应了对陶瓷墨水的研磨。
PHN系列是一种棒销式纳米砂磨机，专用于大流量高能密度的湿法研磨，以制备超细的亚微米及纳米材料。
2.1PHN系列棒销式纳米砂磨机有以下特点:
采用了OCS敞开式动态分离系统,且该系统中的筒式分离筛网过流面积超大.由于OCS敞开式动态分离系统中的转子能有效的将研磨珠子阻挡在搅拌转子外围,筒式分离筛网周围几乎无研磨介质,使得物料可顺利进入而流出研磨筒体。从而实现大流量循环的研磨模式。
派勒PHN系列棒销砂磨机具有大功率比能量大的特点,即砂磨机的研磨筒体中,具有大的单位体积能量密度,这样即使物料在研磨筒体停留的时间很短,也能得到充分的研磨.
派勒PHN系列砂磨机，不论砂磨机容积的大小或装机功率的大小，都具有结构及原理相同的研磨系统。因此，从实验型砂磨机PHN 0.5所得到的数据，如物料的颗粒大小，颗粒级配分布及产量，都可复制或放大到生产型的PHN 6，PHN 10，PHN 25，PHN 60,PHN 150及PHN 300砂磨机设备上。
2.2用于陶瓷墨水研磨的砂磨机其主要配置为：
研磨系统：
增韧氧化锆（良好的抗断裂韧性及耐磨性）
研磨桶：
碳化硅陶瓷（极好的耐磨性及很好的冷却性能）
由于在研磨筒体内，所用于陶瓷墨水接触的部分都采用了陶瓷部件，使陶瓷墨水在研磨过程中避免了金属的污染，也适应了溶剂型固液两相系统的研磨。
装机功率：
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PHN |
6CA |
15KW |
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PHN |
10CA |
22KW |
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PHN |
25CA |
37KW |
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PHN |
60CA |
75KW |
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PHN |
150CA |
200KW |
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PHN |
300CA |
300KW |
运行方式：
运行方式：
线速度在8-15m/s范围变频可调。
进料泵：
用于陶瓷墨水PHN系列砂磨机的进料泵为隔膜泵。隔膜泵的流量要足够大，以满足大流量循环研磨的需要。
冷却水装置：
在研磨过程中，陶瓷墨水的研磨温度不宜过高。温度过高溶剂易蒸发，陶瓷墨水性能也会有变化。因此，冷却水装置是陶瓷墨水研磨的必须配置。
预分散桶：
用于陶瓷墨水研磨的预分散桶不宜过大，过大会影响陶瓷墨水物料颗粒的级配分布。对于PHN系列砂磨机，在陶瓷墨水的研磨中，所配置的预分散桶容积在砂磨机研磨桶容积的5-10倍之间。
陶瓷墨水的产量：
砂磨机研磨陶瓷墨水的产量，因陶瓷墨水的种类不同而有较大差异。陶瓷墨水常用的颜色有红色，黄色，黑色，棕色及青色。对于PHN25 CA棒销式砂磨机，在进料细度在5-10微米的条件下，研磨黄色，黑色及红色墨水的产能约在20-25kg/h, 研磨棕色及青色墨水为8-12kg/h. 以PHN 25CA的产能做基准，其他PHN系列砂磨机的产能大致上与其相应的研磨筒体的容积成比例。
2.3派勒PHN SuperMaxZeta系列砂磨机在陶瓷墨水行业的一些客户
国内客户分布：珠三角、长三角、北京、山东等地
国外客户分布：印度、意大利、巴西等国
2.4派勒PHN SuperMaxZeta系列
棒销式纳米砂磨机的改进
为了更好的服务于陶瓷墨水客户，派勒公司始终不渝地在对PHN系列砂磨机进行改进。目前改进的主要方向有：
研磨系统的材质：
希望通过不同材质的引进，或是砂磨机更耐磨，或是砂磨机成本降低，或两者兼备。
更大型砂磨机的制备：
大型砂磨机的使用，可有效地降低投资、运行及管理成本。派勒公司目前在其他行业已销售PHN 300CA已有5台，设备外观如图3
图3 PHN SuperMaxZeta 300
新型砂磨机的研发：
派勒集团已开发出结构更为新颖的超大流量的Maxxmill纳米砂磨机，从目前在陶瓷墨水试用的情况看，前景看好。该型砂磨机可将物料磨得更细，产量更大。采用自动切换双缸物料系统。
图4 Maxxmill Largemill 460自动切换系统
3．结束语
陶瓷数码打印技术在陶瓷表面装饰行业有了长足发展。这一过程还在发展中。数码打印技术有可能将更多种类的材料，如陶瓷，金属及有机物打印于陶瓷上，以取得更多的装饰效果或使瓷砖具有更多的功能，如压敏，气敏及声敏等功能。而在这一过程中，用于精细研磨的砂磨机也将发挥一定的作用。我愿与诸位同仁一起，为数码打印技术在陶瓷行业的应用作出贡献。
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