非晶形的顆粒的製作方法

2023-04-28 04:23:41 2

專利名稱：非晶形的顆粒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種非晶形的顆粒。
背景技術：
在藉助射流式研磨機的研磨中，待研磨的和/或待分離的物料包括較粗的和較細的顆粒，它們被攜帶在一股空氣流中並形成可以導入射流式研磨機的一個風力分離器的一個殼體中的產品流。產品流沿徑向方向進入風力分離器的一個分離輪。在分離輪中從空氣流中分離出較粗的顆粒並且空氣流帶著細小顆粒通過一個流出管軸向離開分離輪。然後可 以將帶有待過濾的或待製造的細小顆粒的空氣流輸入給一個過濾器，在其中將一種流體例如空氣和細小顆粒彼此分離。由DE 198 24 062 Al已知一種這樣的射流式研磨機，在其研磨室中還以高的流動能量導入至少一股由熱蒸汽構成的富能量的研磨射流，其中研磨室除用於所述至少一股研磨射流的進口裝置之外還具有一個用於研磨物料的進口和一個用於產品的出口，並且在研磨物料和至少一股由熱蒸汽構成的研磨射流的匯合的區域內和研磨物料具有至少大致相同的溫度。此外例如由EP O 472 930 BI已知一種特別用於射流式研磨機的相應的風力分離器。該風力分離器及其運行方法基本上是十分令人滿意的。上述方法的缺點是，它只能以一高的設備上的費用來運行並且能量還是很高的。為了將該問題減至最小，在DE 10 2006 023 193中建議一種方法，其中將研磨壓力降到4.5巴以下。該方法是更為能量有效的，但其缺點是，一如既往地產生運行介質(研磨氣體)的高的溫度。為了產生運行介質壓力和運行介質溫度，DE 10 2006 023 193指出例如參照DE 198 24 062或建議使用一個壓縮機。作為射流式研磨機的替代物，已知使用機械的或用於分級的機械的研磨機。但這些研磨機的缺點是，研磨物料由於與轉子/定子的直接接觸而在研磨機上引起高的磨損。這又導致用於研磨機的高的維修費用，但同時還導致研磨物料的不期望的汙染(Kontaminationen)0

發明內容
因此本發明的目的是，提供一種儘可能能量有效的研磨方法，它與利用機械的或用於分級的機械的研磨機的研磨相比導致研磨物料的較少的汙染。在一種特別的目的中其目標是，研磨物料的顆粒分布按照新的方法比在利用機械的或用於分級的機械的研磨機的研磨方法中至少是等價的或更好的。本發明的一個特別的目的在於，提供一種儘可能能量有效的研磨方法，它與利用機械的或用於分級的機械的研磨機的研磨相比導致研磨物料的較少的汙染並且在研磨期間能夠實現研磨物料的表面改性(例如塗層、摻雜)。另一目的在於，提供新式的粉末形的材料，它們具有與例如鐵的少量的汙染。 在按照本發明的非晶形的顆粒、優選非晶形的二氧化矽、特別優選沉澱的矽酸中，所述顆粒的表面的至少一些部分用一種矽酮聚醚丙烯酸酯聚合物和/或矽酮聚醚甲基丙烯酸酯聚合物，優選一種具有聚醚過量5至30%重量的娃酮聚醚丙烯酸酯聚合物和/或娃酮聚醚甲基丙烯酸酯聚合物改性。其他未詳細說明的目的由下面的說明、各權利要求、各實例和各附圖的總體關聯性得出。通過在各權利要求、以下面的說明、各實例和各附圖中更詳細說明的方法和在那 裡更詳細說明的產品達到上述各目的。 本發明已令人驚喜地發現，可以在射流式研磨機中在小於4巴的壓力下和在低於100°C的溫度下這樣研磨無機的和有機的材料，以致它們隨後具有一個至少等於當相同的材料在一個具有轉子/定子的研磨機(用於分級和不用於分級)中研磨時得到的顆粒範圍的顆粒範圍。因此可以製造具有相同的顆粒範圍的產品而雜質含量較少。但由於保護的研磨條件利用按照本發明的方法還可以製造具有與機械的研磨機相比細粒部分減少和/或因此顆粒尺寸分布較窄的顆粒。此外本發明已發現，在該方法中，與研磨的同時可以實施研磨物料的塗層或摻雜。這特別因此是值得一提的，因為在機械的或用於分級的機械的研磨機中不可能與研磨同時實施一種塗層或摻雜，因為在那裡通常在研磨機的轉子/定子/壁上發生附著，並且因為在按照本發明的方法中壓力和溫度是相當低的。而且低的壓力和低的溫度能夠使用溫度敏感的表面改性劑或能夠研磨那些不能用在現有技術的射流式研磨機中的溫度敏感的研磨物料例如糖。此外還值得一提的是，按照本發明的幹研磨方法和塗層方法在保護的條件下能夠製造按已知的方法不能製造的產品。這樣可以例如對包括矽酮聚醚丙烯酸酯聚合物的矽酸進行研磨和同時塗層，而不丟失聚醚成分。這些聚合物視製造情況部分地具有一個10-20%重量的聚醚過量。已表明，在一種傳統的溼研磨中該過量部分地被洗掉。相反在按照本發明的幹研磨方法中保留了聚醚過量，從而可以製造矽酸顆粒的一種完全不同的塗層。這導致顆粒的改善的應用技術的特性。但在另一方面，新的方法也具有生態的和經濟上的優點，因為可以明顯減少或甚至避免具有聚醚的汙水的汙染。特別是在研磨高磨料性的固體材料例如用於牙齒護理的固體材料時，按照本發明的方法具有特別的優點。這些材料在研磨機上引起特別高的磨損，而同時對用於人和動物的整容處理的產品關於雜質含量提出高的要求。因此本發明的主題是一種藉助射流式研磨機生產細小顆粒的方法，其特徵在於，研磨氣體具有一個彡4巴(絕對的)的壓力和一個低於100°C的溫度。此外本發明的主題還是一種藉助射流式研磨機I在應用壓縮氣體作為研磨氣體的情況下生產細小顆粒的方法，其特徵在於，研磨氣體具有一個< 4巴(絕對的)的壓力和一個低於100°C的溫度，並且在研磨期間，這樣添加一種塗層劑或摻雜劑，以致研磨物料的顆粒的表面的至少一些部分用塗層劑或摻雜劑覆蓋。
同樣本發明的主題也是一種射流式研磨機，優選一種流化床反向射流式研磨機或一種密緻床射流式研磨機或一種橢圓管研磨機或一種螺旋射流式研磨機，其特徵在於，為了產生運行介質的壓力，使用一個鼓風機，優選一個旋轉活塞式鼓風機或一個離心式鼓風機。按照本發明的方法構成一種與現有技術的方法相比明顯能量優化的方法(低的壓力、低的溫度，研磨機的微小的磨損、減少的設備上的費用)。按照本發明的和在按照本發明的方法中優選使用的射流式研磨機相對於現有技術的射流式研磨機具有很大的優點，為了產生運行介質的壓力和溫度它不需要壓縮機或高壓容器，而是可以使用一個簡單的鼓風機，優選一個旋轉活塞式鼓風機或一個離心式鼓風機。這明顯減少了設備上的費用、降低了購置費用並且減少了維護費用。維護費用還這樣地被減少，即在按照本發明的方法中使用低的溫度和壓力。按照本發明的方法的另一優點是，可以利用已存在的射流式研磨機實施所述方法。利用按照本發明的方法研磨的產品的顆粒分布特別是d50值可以類似於藉助機械的或用於分級的機械的研磨機得到的顆粒分布進行校準。但由於有效的能量轉換，與藉助機械的或用於分級的機械的研磨機的研磨相比，在按照本發明的研磨物料中的極細成分顯著地減少了。由此按照本發明的研磨物料具有明顯改善的應用技術的特性，例如減小的增稠作用。按照本發明的研磨物料的另一優點是，與利用機械的或用於分級的機械的研磨機生產的研磨物料相比，受研磨機的磨損產物的汙染顯著較低。這特別在必須具有很高的純度的產品中是很有利的。如上所述，按照本發明的方法能夠與研磨一起實施研磨物料的塗層或摻雜。因此這也特別是有利的，因為在低於100°C的低溫下可以實施這種塗層或摻雜繼而可以使用塗層劑或摻雜劑或溫度敏感的(例如糖、三羥甲基丙烷、Tego Rad 2300等)研磨物料。按照本發明的方法構成一種保護的研磨方法，利用它在相當大程度上保留研磨物料的物理化學的特性，例如DBP吸收。最後被稱為優點的是，按照本發明的方法是通用的，亦即不僅可用於有機的材料而且也可用於無機的材料。因此該方法不同於由DElO 2006 023 193描述的方法，那種方法只可用於確定的無機材料。下面詳細說明本申請的各項主題。在此由諸權利要求及其組合以及全部的本申請文件給出本發明的各優選的和/或有利的實施形式。


下面藉助一些實施例參照附圖只示例性地對本發明進行更詳細的說明，其中圖I示出一個射流式研磨機的一個實施例的局部剖開的示意圖；圖2示出一個射流式研磨機的一個風力分離器的一個實施例的垂直的設置並且作為示意的中心縱向剖面圖，其中為分離輪配置排出管，用於由分離空氣和固體顆粒的混合物；以及圖3示出一個風力分離器的一個分離輪的示意圖並且作為垂直剖面圖。
具體實施例方式藉助以下描述的和在附圖中示出的各實施例和應用實例只示例性地對本發明進行更詳細的說明，就是說，本發明並不限於這些實施例和應用實例或並不限於在各個實施例和應用實例中的各相應的特徵組合。分別類似地也由設備或方法的描述得出方法特徵和設備特徵。結合各具體實施例說明和/或描述的各個特徵並不限於這些實施例或與這些實施例的其餘特徵的組合，而在技術上可能的範圍內可以與每種不同的變化方案相組合，即使它們在本文件中並未被單獨地描述。在各個圖和各附圖中相同的或類似的或起相同的或類似作用的部件標明相同的標記。藉助附圖中的各視圖，未設有標記的這些特徵也變得明顯，以下描述與是不是這些特徵無關。另一方面在當前的描述中包括的、但在附圖中看不到的或示出的各特徵對於技術
人員來說也是可毫無困難地理解的。在用於藉助射流式研磨機生產細小顆粒的方法中，通過本發明設定的新的步驟是如此地明顯和可理解，以致不需要各個步驟的圖解的描述。按照本發明的方法是一種藉助射流式研磨機在應用壓縮氣體作為研磨氣體情況下生產細小顆粒的方法，其特徵在於，研磨氣體具有一個< 4巴(絕對的)的壓力和一個低於100°C的溫度。該方法還可以優選這樣地進一步構成，即研磨氣體的溫度小於等於95°C、優選小於等於90°C、特別優選小於等於80°C並且很特別優選為15至80°C。在一種第一特別優選的變化方案中，研磨氣體的溫度為50至80°C，而在一種第二特別優選的變化方案中為15至500C。在進入到研磨機的研磨氣體進口處測量研磨氣體的溫度。研磨氣體的壓力優選低於3巴、特別優選低於2巴、很特別優選低於I巴、特別優選O. 5至I巴並且很特別優選O. 15至O. 5巴。研磨壓力和溫度的下列組合是特別優選的0. 15至O. 5巴和15至50°C以及O. 15至O. 5巴和50至80°C。實例在此是組合O. 3巴和20°C或O. 4巴和75°C。在按照本發明的方法中，不僅可以研磨有機的而且可以研磨無機的材料。對於有機材料的實例是碳水化合物(例如糖)和羧甲基纖維素。優選的無機材料是非晶形的和結晶的無機固體材料。其中結晶的無機固體材料優選涉及二氧化鈦、氧化鋁和碳酸鈣，而非晶形的固體材料優選涉及凝膠，但也涉及不同的非晶形的固體材料。此外優選的是非晶形的和結晶的無機固體材料如陶瓷(例如燒結陶瓷)。特別優選地涉及包含或包括至少一種金屬和/或金屬氧化物的固體材料，特別涉及元素周期表的第3和第4主族的金屬的非晶形氧化物。這不僅適用於凝膠而且適用於具有不同結構的非晶形的固體材料。特別優選的是沉澱的矽酸、熱解的矽酸、矽酸鹽、矽酸鋁、電弧矽酸，例如Quarzwerke有限公司的Amosil、玻璃和娃膠,其中娃膠不僅包括水凝膠而且還包括氣凝膠，還有幹凝膠。優選在按照本發明的方法中使用一種流化床反向射流式研磨機或一種密緻床射流式研磨機。為了形成引進的研磨射流，原則上可以將任何在運行條件下氣態的材料或材料混合物用作為運行介質，運行介質的概念在本發明的範圍內同義地採用運行媒質和研磨氣體的概念。特別優選的是使用空氣和/或氫氣和/或氬和/或惰性氣體例如氦和/或氮和/或一種所述運行介質的混合物。很特別優選的是空氣。惰性氣體的使用特別在研磨氧化敏感的或有機的研磨物料時是優選的。為了形成研磨射流，可以使用例如一種高壓罐，但也可使用一個壓縮機如其在傳統的射流式研磨機設備中存在的那樣。但在本發明的一種特別的實施形式中，藉助一個鼓風機特別優選藉助一個旋轉活塞式鼓風器或離心式通風機產生研磨射流的壓力。由此不僅可以明顯降低投資費用而且還可以明顯降低研磨設備的運行費用和維護費用。該特別新的具有用於產生研磨射流的鼓風機的射流式研磨機是本發明的主題。此外優選的是將射流式研磨機與一個分離器連接。在此可以涉及一個內部的分離器或也可以涉及一個外部的分離器。特別優選的是使用一個集成到射流式研磨機中的動力的風力分離器。在此還很優選地設定，風力分離器包括一個分離轉子或一個分離輪，它具有一個隨著半徑逐漸減小而逐漸增大的或不變的內高度，從而在運行時，分離轉子或分離輪 的通流面積至少幾乎不變。按選擇或附加地可以設定，風力分離器包括一個分離轉子或一個分離輪，它具有一個特別可更換的潛管，該潛管這樣構成，以致它在分離轉子或分離輪旋轉時隨著旋轉。按照所述方法的另一種優選的實施形式還在於，設置一個細物料排出室，它沿流動方向具有一個橫截面擴大部。在圖I中示意示出一個用於實施上述方法的射流式研磨機I的一個實施例。如上所述，可以順利地利用一些裝置和機構實現按照本發明的方法，這些裝置和機構對於技術人員來說本來是已知的，然而因此不擬表述，對於技術人員來說也是已知的將由本發明重新構成的方法的各個步驟。按照圖I的射流式研磨機I包括一個包圍一個研磨室3的圓筒形的殼體2、一個大致在研磨室3的一半高度處的研磨物料進料部4、至少一個在研磨室3的下部的研磨射流進口 5和一個在研磨室3的上部的產品出口 6。在那裡設置一個風力分離器7，它包括一個可旋轉的分離輪8，利用分離輪將研磨物料(未示出)分級，以便通過產品出口 6從研磨室3中只排出在一定的粒度以下的研磨物料並且將粒度在選定的數值以上的研磨物料輸入給一個繼續的研磨過程。分離輪8可以是一個在風力分離器中通用的分離輪，其各葉片(見之後例如結合圖3)限定各徑向延伸的葉片通道，分離空氣在其各外端上進入並且朝中心出口和朝產品出口 6帶動較小粒度或質量的顆粒，同時在離心力的影響下拒絕較大顆粒或較大質量的顆粒。特別是風力分離器7和/或至少其分離輪8配備有至少一種按照EP O 472 930B1的構型特徵。可以只設置一個研磨射流進口 5，例如包括一個唯一的、徑向定向的進口開口或進口噴嘴9，以便一股唯一的研磨射流10以高的能量撞到從研磨物料進料部4進入研磨射流10的區域內的研磨物料顆粒上，並且可以將研磨物料顆粒分解成較小的分顆粒，這些分顆粒被分離輪8吸取並且只要它們具有相當小的尺寸或質量，就通過產品出口 6向外輸送。但利用成對地在直徑上相互對置的研磨射流進口 5達到一種更好的作用，它們形成兩股相互衝撞的研磨射流10，它們與只利用一股研磨射流10相比可以更強烈地引起顆粒分解，當產生多個研磨射流對時尤其如此。此外還可以通過使用一個在研磨物料進料部4與研磨射流10的區域之間內部的熱源11或一個在研磨物料進料部4之外的區域內的相應的熱源12或通過對本來已熱的研磨物料的顆粒的加工來影響例如加工溫度，該研磨物料在避免熱損失情況下進入研磨物料進料部4，為此由一個絕熱的外套14包圍一個輸入管13。熱源11或12，如果使用它們的話，按原因可以是任意的並因此可有目的地投入使用並且按照可供使用性在市場上選擇，從而對此不需要進一步的說明。對於溫度特別是研磨射流或各研磨射流10的溫度是重要的並且研磨物料的溫度應該至少近似等於該研磨射流溫度。為了形成通過研磨射流進口 5引進研磨室3中的研磨射流10，可以使用任何在運行條件下氣態的材料或材料混合物。特別優選使用空氣和/或氫氣和/或氬和/或惰性氣體例如氦和/或氮和/或所述運行介質的混合物。在此應該確保，運行媒質的含熱量在相應的研磨射流進口 5的進口噴嘴9之後不顯著小於在該進口噴嘴9之前的。因為為了衝撞 破碎所需要的能量應該主要作為流動能量提供使用，與此相對在進口噴嘴9的進口 15與其出口 16之間的壓力降將是顯著的(壓力能量在最大程度上轉變為流動能量)並且溫度降也將不是不顯著的。特別是該溫度降應該通過加熱研磨物料這樣進行補償，以致研磨物料和研磨射流10在研磨室3的中心17的區域內在至少兩個相互衝撞的研磨射流10情況下或在兩個研磨射流10的多倍情況下具有相同的溫度。用於構造和實施研磨射流10的準備的方法對於技術人員來說是已知的。在射流式研磨機I的本實施例的視圖中，代表性地為了每次輸入一種運行介質或運行媒質B，描述了一個儲備或產生裝置18，例如一個罐18a，由此將運行介質或運行媒質B經由管道裝置19導向研磨射流進口 5或各研磨射流進口 5，以便形成研磨射流10或各研磨射流10。代替罐18a，也可以例如使用一個壓縮機，以便提供相應的運行媒質B。但特別優選的是一個簡單的鼓風機，很優選的是一個旋轉活塞式鼓風機或離心式通風機。特別從一個配備有一個這樣的風力分離器7的射流式研磨機I出發，其中與此有關的各實施例在這裡只打算作為示例性的而不作為限制性的並且應該理解，利用該具有一個集成的動力的風力分離器7的射流式研磨機I實施一種用於生產細小顆粒的方法。一般使用一種流體或氣體作為運行介質B，優選已提到的氫氣或氦或簡單地使用空氣。此外有利的並因此優選的是，分離轉子8具有一個隨著半徑逐漸減小亦即向其軸那邊逐漸增大的或不變的內高度，其中特別是分離轉子8的通流面積不變。附加或按選擇可以設置一個細物料排出室(未示出)，它沿流動方向具有一個橫截面擴大部。在射流式研磨機I中一種特別優選的實施形式在於，分離轉子8具有一個可更換的、隨著旋轉的潛管20。下面參照圖2和圖3說明研磨機I的示例性的實施形式的其他的細節和變化方案及其各部件。如由圖2中的示意圖可看出的那樣，射流式研磨機I包括一個集成的風力分離器7，其中例如射流式研磨機I的結構形式作為流化床反向射流式研磨機或作為密緻床射流式研磨機涉及一種動力的風力分離器7，它有利地設置在射流式研磨機I的研磨室3的中心。根據研磨氣體容積流量和分離器轉速，可以影響力求達到的研磨物料的細度。
在按圖2的射流式研磨機I的風力分離器7中，整個垂直的風力分離器7被一個分離器殼體21包圍，它基本上包括殼體上部22和殼體下部23。殼體上部22和殼體下部23在上邊緣或下邊緣上分別設有一個向外指向的圓周法蘭24或25。兩個圓周法蘭24、25在風力分離器8的安裝或功能狀態下相互靠在一起並且通過適當的機構相互固定。用於固定的適當的機構例如是螺絲連接(未示出)。夾具(未示出)等也可以用作為可拆式固定機構。在法蘭圓周的一個實際上任意位置上，通過一個鉸鏈26相互這樣連接兩個圓周法蘭24和25，以致殼體上部22在鬆開法蘭連接機構以後可以相對於殼體下部23向上沿箭頭27的方向擺動並且殼體上部22從下面以及殼體下部23從上面是可接近的。殼體下部23本身構成為兩件式的並且基本上包括圓筒形的分離腔殼體28，分離腔殼體具有在其上邊的敞開端上的圓周法蘭25和一個卸料圓錐體29，卸料圓錐體向下圓錐形地逐漸縮小。卸料圓錐體29和分離腔殼體28在上端或下端以法蘭30、31相互靠在一起並且卸料圓錐體29和分離腔殼體28的兩個法蘭30、31如同圓周法蘭24、25那樣通過可拆式固定機構(未示出)相互連接。這樣組成的分離器殼體21懸掛在一些支臂28a中或上，其中多個儘可能均勻隔開距離地繞射流式研磨機I的風力分離器7的分離器殼體或壓縮機殼體21分布並且 作用在圓筒形的分離腔殼體28上。風力分離器7的殼體內裝部件的重要的部分又是分離輪8，它具有一個上蓋板32、一個與其軸向隔開距尚的流出側的下蓋板33和一些設置在兩個蓋板32與33的外邊緣之間的與各蓋板固定連接的並均勻圍繞分離輪8的圓周分布的具有符合目的的外形的葉片34。在該風力分離器7中，經由上蓋板32驅動分離輪8，而下蓋板33是流出側的蓋板。分離輪8的支承包括一個以符合目的方式強制驅動的分離輪軸35，它以上端從分離器殼體21引出而以其下端在分離器殼體21內以懸垂支承方式旋轉固定地支承所述分離輪8。分離輪軸35從分離器殼體21的引出在一對加工板36、37中實現，它們在一個向上截圓錐形延伸的殼體端段38的上端封閉分離器殼體21、弓I導分離輪軸35並且密封軸通道，而不妨礙分離輪軸35的旋轉運動。符合目的的是，上板36可以作為法蘭旋轉固定地配置給分離輪軸35並且經由旋轉軸承35a可旋轉地支承在下板37上，下板本身配置給一個殼體端段38。流出側的蓋板33的下面處在圓周法蘭24與25之間的共同平面內，從而分離輪8的在其總體上設置在可翻轉的殼體上部22內。在圓錐形的殼體端段38的區域內，殼體上部22此外還具有研磨物料進料部4的一個管狀的產品進料接管39，其縱軸線平行於分離輪8和其驅動軸或分離輪軸35的轉軸40延伸並且儘可能遠離該分離輪8和其驅動軸或分離輪軸35的轉軸40徑向位於外部地設置在殼體上部22上。分離器殼體21容納同心於分離輪8設置的管形的排出接管20，它以其上端密封地處在分離輪8的流出側的蓋板33下面，但不與其連接。在構成為管的排出接管20的下端上同心地接上一個排出室41，它同樣是管形的，但其直徑顯著大於排出接管20的直徑並且在該實施例中是排出接管20的直徑的至少兩倍。在排出接管20與排出室41之間的過渡上因此存在一個明顯的直徑突變。排出接管20插入排出室41的一個上蓋板42中。在下面排出室41通過一個可取下的蓋43封閉。包括排出接管20和排出室41的結構單元保持在多個支臂44中，它們星形地均勻圍繞結構單元的圓周分布，以其內端在排出接管20的區域內固定地與結構單元連接並且以其外端固定在分離器殼體21上。排出接管20由一個圓錐形的環形殼體45包圍，其下面的較大的外徑至少大致等於排出室41的直徑而其上面的較小的外徑至少大致等於分離輪8的直徑。各支臂44在環形殼體45的圓錐形壁上結束並且與該壁固定連接，該壁本身又是包括排出接管20和排出室41的結構單元的部分。各支臂44和環形殼體45是一個掃氣裝置(未不出)的部分，其中掃氣阻止材料從分離器殼21的內腔侵入到在分離輪8或更確切地說其下蓋板33與排出接管20之間的間隙中。為了允許該掃氣進入環形殼體45並從那裡進入到開放的間隙中，各支臂44構成為管，它們以其外端段穿過分離器殼體21的壁並且經由一個吸入過濾器46連接到一個掃氣源(未示出)上。環形殼體45向上通過一個孔板47封閉並且間隙本身可以通過一個軸向可調的環形板在孔板47與分離輪8的下蓋板33之間的區域內是可調節的。排出室41的出口由一個細物料卸料管48構成，它從外面穿入分離器殼體21並且以切向的設置連接到排出室41上。細物料卸料管48是產品出口 6的組成部分。一個轉向
圓錐體49用作細物料卸料管48到排出室41的進口的輔板。在圓錐形的殼體端段38的下端上以水平的設置為殼體端段38配置一個分離空氣進入螺旋50和一個粗物料卸料部51。分離空氣進入螺旋50的旋向與分離輪8的旋向相反。粗物料卸料部51可取下地為殼體端段38配置，其中為殼體端段38的下端配置一個法蘭52，而為粗物料卸料部51的上端配置一個法蘭53，並且在風力分離器7運行準備時，兩個法蘭52和53再通過已知的機構可拆式地相互連接。待注釋的分散區用54標記。在內邊緣上加工的(倒稜的)法蘭用於整齊的導流，和一個簡單的襯裡用55標記。最後還在排出接管20的內壁上放置一個可更換的保護管56用作易損件，並且可以將一個相應的可更換的保護管57放置到排出室41的內壁上。在風力分離器7開始運行時，在所示的運行狀態下，經由分離空氣進入螺旋50在一個壓力降下並以按目的選擇的進口速度將分離空氣導入風力分離器7中。由於藉助螺旋導入分離空氣，特別與殼體端段38的錐度相結合，分離空氣螺旋形地向上上升進入分離輪8的區域內。同時由不同質量的固體顆粒構成的「產品」經由產品進料接管39注入分離器殼體21中。在該產品中，粗物料，即具有較大的質量的顆粒成分相反於分離空氣進入粗物料卸料部51的區域內並準備用於繼續加工。細物料，即具有較小的質量的顆粒成分與分離空氣混合，從外向內徑向通過分離輪8進入排出接管20、排出室41中並最後經由一個細物料排出管48進入一個細物料排出口或出口 58，以及從那裡進入一個過濾器中，在該過濾器中，以一種流體例如空氣的形式存在的運行介質和細物料彼此分離。從分離輪8中徑向拋出較粗的細物料成分並與粗物料混合，以便隨粗物料離開分離器殼體21或在分離器殼體21中一直循環到它變成一種這樣的粒度的細物料，即它隨分離空氣被排走。由於從排出接管20到排出室41的突然的橫截面擴大部，在那裡發生細物料-空氣-混合物的流速的明顯的降低。因此該混合物以很低的流速通過排出室41經由細物料排出管48進入細物料出口 58並且只以微小的質量在排出室41的壁上產生磨損。因此保護管57也只是一種很有預防性的措施。但由於一種很好的分離技術的原因，在分離輪8中的高的流速在卸料或排出接管20中仍存在，因此保護管56比保護管57更為重要。特別意味深長的是，從排出接管20向排出室41過渡是具有一個直徑擴大部的直徑突變。此外可以通過將分離器殼體21以描述的方式進行細分和將各分離器部件分配到各個分殼體又可以很好地維修風力分離器7並且可以用較低的費用和在較短的維修時間內更換已損壞的部件。而在圖2的示意圖中仍以已知的、通用的形式用平行的和平行平面的蓋板32和33示出具有兩個蓋板32和33和設置在其間的具有葉片34的葉柵環59的分離輪8，但在圖3中示出了用於一種有利的進一步構成的風力分離器7的另一實施例的分離輪8。該按圖3的分離輪8除了具有葉片34的葉柵環59外還包括上蓋板32和與其軸向隔開距離的流出側的下蓋板33並且可繞轉軸40繼而可繞風力分離器7的縱軸線旋轉。分離輪8的直徑上的膨脹垂直於轉軸40、亦即垂直於風力分離器7的縱軸線，而與轉軸40繼而所述縱軸線是垂直的還是水平延伸無關。流出側的下蓋板33同心地包圍排出接管20。各葉片34與兩個蓋板33和32相連接。兩個蓋板32和33現在不同於現有技術構成圓錐形的並且優選是這樣的，即上蓋板32與流出側的蓋板33的距離從各葉片34的柵環59向內部，亦即向轉軸40那邊變得較大而且優選是連續的，例如線性或非線性連續，並且還優選這樣，以致通流的圓柱表面面積對於在葉片排出邊緣與排出接管20之間的每一半徑保 持不變。由於變得較小的半徑在已知的解決方案中變得較低的流出速度在本解決方案中則保持不變。除上述的和在圖3中說明的上蓋板32和下蓋板33的構型的變化方案之外，也有可能只將這兩個蓋板32或33中的一個以所述的方式構成為圓錐形的，而另一蓋板33或32是平面的，如這結合按圖2的實施例對於兩個蓋板32和33的情況那樣。在此特別是非平行平面的蓋板的形狀可以是這樣的，以致至少近似這樣，使得通流的圓柱表面面積對於葉片排出邊緣與排出接管20之間的每一半徑保持不變。在按照本發明的方法的一種特別的實施形式中，在研磨過程中添加一種表面改性齊U。表面改性在按照本發明的方法中是特別有效的，因為在各顆粒在研磨機內部的碰撞過程中形成一種來自研磨的細小顆粒的物料塵霧，在其中可加入特別優選可噴入表面改性齊U。由此表面改性劑在粘結反應期間不與研磨機的壁進入接觸，從而阻止附著。這樣的附著表示機械的或用於分級的機械的研磨機的一大缺點和一大問題。優選經由噴嘴優選經由雙材料噴嘴加入表面改性劑，其中噴射媒質可以是與研磨氣體相同的媒質。噴入的位置優選在直接的研磨區內，特別優選在研磨噴嘴的同一高度上。表面改性的這種類型的一種特別的優點在於這樣的事實，即為了塗層/摻雜可以說就地提供通過研磨形成的活性的/新鮮的表面。這提高了研磨物料表面與塗層/摻雜劑的相互作用並且特別可以導致一種較強的粘結。另一優點可以在於，通過在研磨期間同時的塗層/摻雜可以達到研磨物料的穩定(例如相對於再積聚)。原則上在按照本發明的方法中，可以使用所有的在研磨條件下作為液體、溶液或熔體可以噴入研磨腔中的表面改性劑。優選的表面改性劑在本發明的範圍內是矽酸鈉、鹼(例如NaOH和Κ0Η)、酸(例如硫酸、鹽酸、硝酸)、有機的矽化合物(例如改性或非改性的矽烷、聚矽氧烷、有機的改性的聚矽氧烷、矽油、矽酮聚醚丙烯酸酯)、有機的聚合物、丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、蠟(例如聚乙烯蠟)和金屬鹽(摻雜)。對於這些表面改性劑不是僅有的實例列舉於W02004/055120、W02004/055105、W02004/054927或EP1477457中。這些文件的內容在這裡直接引入到本發明的主題中。
特別有利地利用矽酮聚醚丙烯酸酯聚合物實現一種表面覆蓋，它們例如以名稱TegoRatr5銷售，特別優選涉及矽酮聚醚丙烯酸酯聚合物或矽酮聚醚甲基丙烯酸酯聚合物，如在EP0999230A1中描述的那樣，並且很特別優選涉及按照EP0999230A1的那些聚合物，它們具有聚醚過量I至50%重量，優選5至30%重量，特別優選10至20%重量。該公開文件的主題在此直接引入到當前的申請的主題中。很特別優選在本發明的範圍內，在按照本發明的方法的這種變化方案中，研磨由非晶形的SiO2構成的固體材料、特別是沉澱的矽酸、矽酸鹽(例如矽酸鋁)、電弧矽酸、熱解的矽酸、半凝膠或矽膠並用矽酮聚醚丙烯酸酯、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸酯、蠟和金屬鹽進行塗層或摻雜。由塗層劑或摻雜劑和研磨物料構成的這種組合是特別優選的，因為在傳統的方法中至今必須首先進行塗層或摻雜並且緊接著在機械的或用於分級的機械的研磨機中進行研磨。利用新方法首次達到的塗層或摻雜和研磨合併到一個步驟中並且仍然實現研磨物料的一種粒度分布，這等價於和常常優於利用機械的或用於分級的機械的研磨機的傳統
的方法。與傳統的方法相比，因此在該材料組合中一方面節省了方法步驟，但另一方面也達到一種優越的產品，因為按照本發明的方法由於有效的能量轉換可以在粒度分布方面導致在細成分上較小的部分和研磨物料的表面的完全的塗層/摻雜。雖然利用按照本發明的方法原則上可以研磨所有的有機的和無機的固體材料，但該方法對於元素周期表的第3和第4主族的金屬的非晶形氧化物提供特別的優點。這不僅適用於凝膠而且適用於具有不同結構的非晶形的固定材料。特別有利的是沉澱的矽酸、熱解的矽酸、電弧矽酸、矽酸鹽、半凝膠和矽膠，其中矽膠不僅包括水凝膠而且還包括氣凝膠而且還有幹凝膠。這些材料在應用中經常例如用作油漆中的消光劑，在那裡它取決於一種精確確定的粒度分布並且例如一種過高的細成分是有害的，因為由此損害增稠特性。除特別的粒度分布外，一種具有雜質例如鐵的微小的汙染在許多應用中也是很有利的。利用按照本發明的方法現在首先成功地製造元素周期表的第3和第4主族的金屬的非晶形氧化物，特別是具有一種特別的粒度分布與一種與外來元素很少的汙染相組合的二氧化矽。測量方法藉助雷射衍射確定顆粒尺寸將雷射衍射用於確定粉末形固體材料的顆粒尺寸分布基於這樣的現象，即顆粒根據其尺寸以不同的強度模型將一個單色的雷射束的光向所有的方向散射或衍射。照射的顆粒的直徑越小，單色的雷射束的散射角或衍射角越大。下面實施的測量藉助沉澱矽酸試樣進行描述。在親水的沉澱矽酸用VE水作為分散液體情況下實現試樣準備和測量，在沒充分用水可潤溼的沉澱矽酸的情況下利用純乙醇。在開始測量之前，可以將雷射衍射測量儀LS230 (Beckman Coulter公司，測量範圍O. 04-2000 μ m)和液體模塊(加上小容積模塊，120ml,Beckman Coulter公司)加熱2小時並且用VE水衝洗模塊三次。為了測量親水的沉澱矽酸，用純乙醇實施衝洗過程。在雷射衍射測量儀LS230的儀器軟體中，將以下為了評價按照米氏(Mie)理論重要的光學參數儲存在一個.rfd文件中分散液體的折射率B. I.實數水=1. 332 (對於乙醇I. 359)。固體材料(試樣材料)的折射率實數矽酸=1. 46
虛數=0.I形狀因數=1此外應該校準以下為了顆粒測量重要的參數測量時間=60秒測量數目=1泵輸速度=75%可以根據試樣特性直接作為粉末形固體材料藉助一個刮勺或以懸浮的形式藉助一個2ml的一次性滴管將試樣加入儀器的液體模塊中(加上小容積模塊)。如果已達到為測量所需要的試樣濃度(最好的光學的明暗層次)，則雷射衍射測量儀LS 230的儀器軟體顯示 一個「0K」。藉助Sonics公司的超聲波處理器Vibra Cell VCX 130用超聲波轉換器CV181和6mm的超聲波峰值在70%的振幅下和同時的泵送循環，將研磨的沉澱矽酸通過60秒的超聲波分散在液體模塊中。在未研磨的沉澱矽酸的情況下，不要超聲波，通過60秒的泵送循環地分散在液體模塊中。在室溫下實現測量。儀器軟體從原始數據根據米氏理論藉助以前儲存的光學參數(.rfd文件)算出顆粒尺寸的容積分布和d50值(中值)。ISO 13320 「顆粒尺寸分析-雷射衍射方法的指南」詳細描述了用於確定顆粒尺寸分布的雷射衍射方法。在那裡技術人員找到一個用於評價按照米氏理論重要的通用的固體材料的光學參數和分散液體的列表。藉助說明書中和附圖中的各實施例只示例性描述了本發明，而本發明並不限於這些實施例，而是包括所有的變化方案、修改、替代和組合，對於技術人員來說，這些可得自本文件特別是在諸權利要求的範圍內和在說明書的前言中的總描述以及各實施例的描述及其在附圖中的表示並且可以與其專業的知識和現有技術相組合。特別是可組合本發明的所有的各個特徵和實施可能性以及實施變化方案。實例I :在一個AFG 200航空用安全玻璃流化床反向射流式研磨機中，它來自HosokawaAlpine股份公司，在一個76°C的研磨機進口溫度下(研磨寶內腔溫度=60°C)和一個0. 4巴的壓力(絕對的)下研磨ACEMATT HK400,它來自Evonik Degussa有限公司，並且用矽酮聚醚丙烯酸酯TegO Rad 2300覆蓋。在此將塗層劑經由一個雙材料噴嘴(在圖I至3
中未畫出)噴入研磨機中，該雙材料噴嘴處在與研磨噴嘴同一平面內(3個研磨噴嘴相互隔開120°的距離並且在兩個這種研磨噴嘴之間隔開60°距離處是該雙材料噴嘴)。7. 4質量
百分數的TegoRacf 2300 TegoRad 2300具有一個約43.9%重量的含碳量)被進料。
在最終成品中得到一個3. 2%重量的含碳量，亦即考慮到TegoRacf 2300的c含量，達到
一大致定量的覆蓋而沒有聚醚損失。在一個溼塗層和TegoRacf woo的相同的百分數的添加時，在最終成品中只得到在2. 5%與2. 8%重量的碳。因此在溼塗層時，在矽酸上未得到一個相當大的表面改性劑的量，而是被用水洗掉了。這在載體材料用具有可溶於水的成分的表面改性劑覆蓋時顯示出按照本發明的方法的特別的優點。產品具有一個4. 7 i! m的CU值。實例2
在一種流化床反向射流式研磨機CGS50型中，它來自Netzsch-Condux公司，在一個80°C的研磨空氣溫度和一個0. 36 (絕對的)的壓力下並用Deurex公司的PE蠟(熔化範圍98-103°C)覆蓋Sipernaf) 50，它來自Evonik Degussa有限公司。類似於實例I地實
施塗層。產品具有一個5.8iim的d5(l值。實例3 按照本發明的方法在Netzsch-Condux公司的流化床反向射流式研磨機Cre「n型中，如同在實例2中那樣研磨Evonik Degussa有限公司的磨料性的牙膏娃酸Sideilt 9。或者在Alpine公司的一個機械的錘擊式破碎機UPZ 160中研磨Sideilt 9。在機械的錘
擊式破碎機中，在一個平均的約600kg的通過量時，產生一種約6. 5g的磨損量，這相當於Ilppm的鐵雜質的增加。在按照本發明的研磨中,鐵雜質的增加少於lppm。附圖標記清單I 射流式研磨機2 圓筒形殼體3 研磨室4 研磨物料進料部5 研磨射流進口6 產品出口7 風力分離器8 分離輪9 進口開口或進口噴嘴10 研磨射流11 熱源12 熱源13 輸入管14 絕熱的外套15 進口16出口17 研磨室的中心18 儲備或產生裝置，優選一個鼓風機19 管道裝置20 排出接管21 分離器殼體22 殼體上部23 殼體下部24圓周法蘭25圓周法蘭26 鉸鏈27 箭頭
28分離腔殼體28a 支臂29卸料圓錐體30法蘭31法蘭32蓋板33蓋板34葉片 35分離輪軸35a 旋轉軸承36上加工板37下加工板38殼體端段39產品進料接管40轉軸41排出室42上蓋板43可取走的蓋44支臂45圓錐形的環形殼體46吸入過濾器47孔板48細物料卸料管49轉向圓錐體50分離空氣進入螺旋51粗物料卸料部52法蘭53法蘭54分散區55在內邊緣上加工的(倒稜的)法蘭和襯裡56可更換的保護管57可更換的保護管58細物料排出口 /出口59葉柵環
權利要求
1.非晶形的顆粒，優選非晶形的二氧化矽，特別優選沉澱的矽酸，其特徵在於，所述顆粒的表面的至少一些部分用一種矽酮聚醚丙烯酸酯聚合物和/或矽酮聚醚甲基丙烯酸酯聚合物，優選一種具有聚醚過量5至30%重量的娃酮聚醚丙烯酸酯聚合物和/或娃酮聚醚甲基丙烯酸酯聚合物改性。
全文摘要
本發明涉及一種非晶形的顆粒，優選非晶形的二氧化矽，特別優選沉澱的矽酸，其特徵在於，所述顆粒的表面的至少一些部分用一種矽酮聚醚丙烯酸酯聚合物和/或矽酮聚醚甲基丙烯酸酯聚合物，優選一種具有聚醚過量5至30%重量的矽酮聚醚丙烯酸酯聚合物和/或矽酮聚醚甲基丙烯酸酯聚合物改性。
文檔編號C01B33/12GK102774841SQ20121024546
公開日2012年11月14日 申請日期2010年9月20日 優先權日2009年9月29日
發明者F·保拉特, G·林德納, K·梅爾 申請人:贏創德固賽有限公司