TW531450B - Method and device for grinding fine particles - Google Patents

Description

531450 五、發明說明（1) 【發明的應用範圍】 本發：是關於一種研磨方法及其裝置，特別是關於 種妓粒研磨方法及其裝置。 【發明的背景】 新 奈 其 斜社奈米ϊ ί的發展是目前各先進國家正積極投入的「 平好i =科技大致可以分為三個領域··奈米元件、 中，太平姑粗t f兵表破（Charac —terization)技術。其 至太；3::料的幾何形狀達到奈米尺度，材料降 生多種特殊的性質。因此，奈米枯料可配 口其4寸性廣泛應用於各種產業。 小至： = 發應用來看，當顏料粒子 展現自然鮮盤的色^光的純度佳’能夠充份 性，因此能在印刷淨二η的耐水、耐光、耐候特 間及市場。更谁一半土枓及列印方面開創出更大的應用空 彻峨價位===刷、織物染色及高階 造，以機械H :::透過「濕式分散」方法來加以製 撞，將顏料粒子破η,子和高硬度的研磨介質產生碰 磨分散介質一起而分散至微米等級。即是將粒子和研 以葉片或是其，透過研磨液加以濕潤，再 其於非常高的速声^衣來攪動原料顆粒與研磨介質，使 某-篩選機制使；磨=石!:童$產生研磨的效果；再透過 離而隨液體流出到粉w=隹，度的顆粒可以與研磨介質分 _ 虹木處。使用葉片或其他攪拌機制 第4頁 531450 五、發明說明（2) 來高速攪動原料顆粒與研卢 易造成葉片及其他機只处二貝，所產生的粒子碰撞也容 制成為一種需要更換^ Z的磨耗，使得攪拌的葉片等機 料粉末需要精密押制各 β應用機械研磨系統來研磨原 同時，機械麥數來達到最佳研磨效果， 曰j: 的设計與配置也相當精密而複雜。 剛、被粒研磨方法也會有粒 的研磨裝置多佶用nθ μ 雕上的問過，一般 研磨介質m 師網等機械式篩選方式來隔離 :f二？粒子。如吳國第5620 “7號專利案，即是透過 磨完成的微粒與研磨介質分離。然 而由於研磨介質本身的粒子亦相當微細，容易斟餘網的 且塞及磨耗；•而影響到篩網的分離效果。或者 ί讲ί ξ弟5346145號專利案，則是利用微小的間隙來\ 為研磨衣置的出料口，使研磨達到標準的粒子 ^ ^樣的’ ％磨介質也容易在其間隙出料口處：成二 ^堵基，而產生不良的影響。此外，使用機械式 =於機械結構本身的孔徑大小，而無法達到更細的研= 而目前所發展的奈米化顏料顆粒，在顆粒經過研磨至 示未尺寸後就會產生分離上的問題。由於機械設計的 與尺寸上的限制，奈米顆粒很難用機械式的篩選裝置:^ 濾’同時，研磨介質本身亦為相當細的顆粒，太:二過 與研磨介質的分離也有相當大的難度，因此，限 议 化顆粒的發展。 不、来 【發明之目的與概述】

531450 五、發明說明（3) 為改進習知 法及其裝置，係 研磨介質。研磨 同的方向流動， 由力場的控制使 料粒子經由另一 中循環流動 來加以控制 開。 本發明之微 力場，係用以驅 '々IL動以構成一研 待研磨之微粒穿 果，並且藉由第 持續有效率地經 磨完成的微粒流 粒本身的性質來 身具有磁性則第 與第二力場可選 介質發生同動造 3昜則可為流力場 此外，本發 袭置，其包含有 質於固定區域中 由 故 技術的缺點，本發明所提供之微粒研磨方 刀別以兩種不同的力場來驅動原料粒子和 介質和原料粒子係藉由不同的驅動力朝不 亚且互相撞擊以產生研磨效果。以及， 研磨介質侷限於研磨區域中流自，而使』 力場的控制經過研磨區域之後再進入迴路 於原料粒子與研磨介質係藉由不同的力場 研磨介質與原料粒子碰撞研磨後會自然分 粒研磨 動研磨 磨區域 過研磨 一力場 過研磨 出並加 選擇第 一力場 擇不同 成糾結 、靜電 明更包 •——腰 流動所 方法， 介質並 7再提 區域與 控制微 區域進 以收集 一力場 可選擇 類型之 。例如 力場或 含配合 體，其 構成之 其步驟 侷限研 供一第 研磨介 粒循環 行研磨 。其中 與第二 磁力場 作用力 第一力 重力場 此微粒 具有由 研磨區 包含有 磨介質 一力場 吳石並撞 流動於 ;最後 ’可由 力場； °特別 場以避 場為磁 等其他 研磨方 弟一力 域；一 :提供 於固定 ，係用 產生研 迴路的 ，使迴 研磨介 如研磨 是，第 免扁支粒 力場， 力場。 法的微 4琢驅 一第一 區域中 以驅動 磨的效 流速以‘ 路中研 質與微 介質本 一力場 與研磨 第二力 粒研磨 研磨介 動寰 第 驅

第6頁 5314^0

的弟一力場 置，係用 其通路連 接於腔體 一*力场的 其經過腔 由微粒出 磨區域， 撞產生研 出收集。 二力場。 以產生 接有填 的微粒 驅動由 體的研 口離開 並繼續 磨效果 以及一 驅勳研 充槽及 進口和 填充槽 磨區域 腔體進 使微粒 ，待微 弟二驅 磨介質 出料口 微粒出 進入微 與研磨 入微粒 藉由第 粒研磨 動裝置 微粒 ’且微粒通路的兩端 口’待研磨的微粒係 粒通路再流入腔體後 "質碰撞產生研磨效 通路’再循環進入腔 一力場的驅動與研磨 至所需粒徑後再由出 5係用以產生驅動微 通路， 分別連 藉由第 ’再使 果，再 體的研 介質碰 料口流 粒的第 有關本發明的特徵盎實作，玆两入 — 〇 …貝卞絲配合圖不作最佳實施例

砰細說明如下： J 【較佳實施例說明】 壯請參考第1圖，其為本發明實施例之裝置示意圖，此 ^置的主要邛为係為包含研磨區域1 1 〇的腔體1 〇 〇和提供微 粒循環流動的微粒通路200。腔體1〇〇所包含之研磨區域 1 0係由固疋範圍的磁場驅動帶磁性之研磨介質1 1 1，使研 f介質111於固定區域中流動所構成；其磁場係藉由環繞 腔體的電磁線圈1 6 0產生以驅動研磨介質在固定範圍中往 某一方向流動，進而在腔體1 〇 〇中形成一研磨區域11 〇。如 第1圖所示，其腔體1 0 0部分係包含有微粒進口 1 2 0、微粒 出口 1 3 0和研磨介質入口 1 4 0 ;腔體1 〇 〇外部具有環繞腔體 的電磁線圈1 6 0及用以冷卻腔體的冷卻水槽1 7 0來降低微粒 碰撞所產生的高熱。同時，腔體1 〇 〇亦具有觀察視窗1 5 〇以

531450

觀察腔體1 ο 〇内部情形。 、,微粒通路200部分則連接有幫浦240、填充槽2 10及出 料口 2 2 0，微粒通路2 〇 〇的兩端分別連接於腔體的微粒進口 120和微粒f 口 130。待研磨的微粒211由填充槽2丨〇進入腔 體1 0 0之後藉由幫浦2 4 〇的流力驅動使微粒2丨j經過腔體1 〇 〇 的研磨區域110時舆研磨介質lu碰撞產生研磨效果，再由 微粒出口130離開腔體丨00進入微粒通路2〇〇再循環進入腔 體100的研磨區域110，並繼續使微粒211藉由幫浦24〇的流 力驅動與研磨介質1U碰撞產生研磨效果。以及，此微粒 通路20 0連接於一取樣槽23〇，用以取樣微粒2ιι以觀察其 研磨情形，待微粒211研磨至所需粒徑後再由出料口22〇流 出收集。微粒211通路所連接之填充槽21〇、出料口22〇和 取樣槽230係分別各具有_三通閥25〇來控制其微粒的進 出。因此，本發明實施例還具有一控制器3〇〇連接於電磁 線圈160、幫浦240、填充槽21〇之三通閥25〇、出料口 22〇 之三通閥250和取樣槽2 3 0之三通閥25 0，以用來控制驅動 研磨介質111的磁場大小、幫浦24〇的作用力和微粒的流動 為進一步說明本發明的實施方法 係配合本發明實施 /1之衣置，將其操作步驟詳述如下：首先，將不具磁性的 微粒211及分散液置放在填充槽21〇，由控制器3〇〇開啟填 充槽之三通閥250.，並啟動幫浦240將微粒2U經由微粒通 路20 0抽至腔體1〇〇中。由觀察視窗15〇察看研^區域 的微粒211充填量，在微粒211充填至適當量時啟動電磁線

第8頁 531450 五、發明說明（6) --- 圈1 2由研磨介質入口140添加帶有磁性的研磨介質 111，同4调整電磁線圈丨6 〇磁力將研磨介質丨丨！侷限於腔 f的：央部分以形成-研磨區域11 〇。於研磨介質111添加 完畢後關閉研磨介質人口14〇，然後調整幫浦24Q的流力使 微粒211及分散液通過並分散充滿於研磨區域11〇内，經微 粒出口uo且將三通閥250打開使微粒211在微粒通路2⑽中 *動彳义粒2 11經由幫浦2 4 0的作用力驅動於腔體丨〇 〇和微 粒通路2 0 0中循環流動，而研磨介質丨1}受到電磁線圈1 6 〇 的磁力驅動侷限於固定的研磨區域w 〇中流動。經由控制 器300控制幫浦240流力和電磁線圈16〇產生的磁力，使得 研磨介質11 0和微粒2 11彼此碰撞產生研磨作用。微粒2 1工 受流力驅動進入微粒通路2〇〇產生循環運動，研磨介質U1 受磁力侷限於研磨區域11〇，故研磨介質ln與微粒211不 會电生同動’產生糾結。微粒211研磨一定時間後經由控 制器3 0 0開啟取樣槽之三通閥2 5 0，收集微粒211樣本以^ 析微粒2 11粒徑分佈，並將分析結果回饋於控制器3 〇 〇。粒 徑分佈達到成品需求時，透過控制器3 〇 〇開啟出料口之三 通閥2 5 0 ’使微粒2 11由出料口 2 2 0流出即完成微粒2 i 1研磨 作業。

如需進行下一次研磨作業，則再次利用填充槽添加微 粒2 11及分散液。在經過長時間研磨之後，如需更換研磨 介質111，只需關閉微粒出口 1 3 0和微粒進口丨2 〇，並關閉 電磁線圈即可取出研磨介質111。 # 【發明功效】

第9頁 五、發明說明（7) 讲癍i ί ^明係應用不同驅動力以及不同的驅動方向來分離 門隙i)貝及二粒，以替代機械結構的分離方法(如孔洞和 ^ ^ τ , _ 限於機械έ士構本身的孔徑大小，可 達=粒徑的分離效果。而且，、。 驅動力的循環 =過=議或間隙過據，=少液體流動所產生的 负Μ，不易阻塞。 祕、a m本發明不需使用攪拌器，故沒有傳統濕式研磨 ▲丄：：-仏生的攪拌器磨耗損傷問題。此外，本發明所設 簡單，不需要複雜的加工與機械裝置，因此 在製造和清洗上都很容易。 以限i本i月j Κ:施例揭露如上所述，然其並非用 精神和範圍内，相關技藝者、’在不脫離本發明之 專利保護範圍須視本^: $更動與潤飾’因此本發明之 為準。 本也月書所附之申請專利範圍所界定者 531450 圖式簡單說明 第1圖為本發明實施例之裝置示意圖。 【圖式符號說明】 1 0 0腔體 110 研磨區域 111 研磨介 120 微粒進口 130 微粒出口 140 研磨介質入 150 觀察視窗 160 電磁線圈 170 冷卻水槽 200 微粒通路 210 填充槽 211 微粒 220 出料口 230 取樣槽 240 幫浦 250 三通閥 300 控制器

第11頁 _

Claims (1)

1. 531450 六、申請專利範圍 • 一種微粒研磨方法，其步驟包含有： (1) 加入待研磨之一微粒及一分散液於一腔體 内； (2) 加入一研磨介質於該腔體内； (3) 提供一第一力場，係用以驅動該研磨介質並 偈限該研磨介質於該腔體内之固定區域中流動以構成一 研磨區域； (4) 提供一第二力場，係用以驅動該微粒及該分 散液穿過該研磨區域以形成一迴路並與該研磨介質碰撞 ^生研磨的效果，並且藉由該第二力場控制該微粒猶^ 流動於該迴路中以持續經過該研磨區域，使該微粒與二 研磨介質碰撞以進行研磨；及 〜 (5 )使迴路中研磨完成的該微粒流出並加以故 集。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之微粒研磨方法，其中該第 一力場係配合該研磨介質的性質來選擇。 3.如申請專利範圍第1項所述之微粒研磨方法，其中該第 一力場係配合該微粒的性質來選擇。 4 ·如申f f利範圍第1項所述之微粒研磨方法，其中該第 —力場與第二力場係選擇不同類型之作用力場以避 粒與2磨介質發生糾結，達到分離效果。 先喊 5.如申叫專利範圍第1項所述之微粒研磨方法，其中該 粒與該分散液係由一幫浦抽入該腔體内。 μ 51 6 ·如申睛專利範圍第1項所述之微粒研磨方法，其中該第 六、申請專利範圍 一力場係由一電 7 ·如申請專利範圍 一力場係藉由一 使該微粒與該分 8.如申請專利範圍 磨完成的該微粒 9 ·如申請專利範圍 一力場與第二力 力場和重力場的 I 〇 ·如申請專利範I 入待研磨之一彳 使迴路中研磨： 藉由一控制器： II · 一種微粒研磨 一腔體， 進口及一微粒 一第一驅 該第一力場； 一第二驅 場；及 一微粒通 ㊁亥微粒通路白勺 該微粒出口， 由該填充槽進 磁線圈產生。 弟1項所述之微粒研磨方法，直中該第 ’浦的作用’驅動該微粒與該分散液並 散液於該腔體内循環流動。 弟1項所述之微粒研磨方法，其中該研 需先經一取樣槽來加以取樣分析。 第1項所述之微粒研磨方法，其中該第 場係分別選自由磁力場、流力場、靜電 任意組合。 i第1項所述之微粒研磨方法，其中該加 啟粒及一分散液於一腔體内的步驟與該 完成的該微粒流出並加以收集的步驟係 來加以控制。 ' 裝置，其包含有： 為一密閉容器，包括微粒進出的一微粒 出口， 動裝置，係用以產生驅動該研磨介質的 動裝置’係用以產生驅動微粒的第二力 路，其連接有一填充槽及一出料口，且 兩端分別連接於該腔體的該微粒進口 $ 待研磨的微粒係藉由一第二力場的驅^ 入該微粒通路再流入該腔體，使微板細 531450

   續與研磨介質碰撞產生研磨效果，待微粒研磨至所需 粒徑後，再由出料口流出收集。 而 1 2.如申請專利範圍第i丨項所述之微粒研磨裝置，其中該 第一驅動裝置係配合該研磨介質的性質來選擇。 Λ Α 0 •如申請專利範圍第Π項所述之微粒研磨裝置5其中診 研磨介質為磁性材料時，該第一驅動裝置係為一磁$ 驅動裝置。 1 4 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之微粒研磨裝置，其中該 第一驅動裝置係為一電磁線圈。 1 5 ·如申請專利範圍第11項所述之微粒研磨裝置，其中該 第二驅動裝置係配合該微粒的性質來選擇。 1 6 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之微粒研磨裝置，其中該 第二驅動裝置係為一幫浦。 1 7 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之微粒研磨裝置，其中該 第一驅動裝置與第二驅動裝置係選自由磁力驅動裝 置、流力驅動裝置、靜電力驅動裝置和重力驅動裝置 所成組合之一。 1 8 ·如申請專利範圍第丨丨項所述之微粒研磨裝置，其中更 包含一取樣槽，用以取樣微粒以觀察其研磨微粒情 531450

   第15頁