浆料分散系统及装置的制作方法

本实用新型涉及一种浆料分散系统及装置，特别是涉及一种具有多孔分散结构的浆料分散系统及装置。

背景技术：

浆料(如活物或碳黑)因具高表面积和高结构特性，无论是一般制备浆料或是经过纳米研磨的分散液，在溶液中容易聚集成团而难以制备均匀分散的浆料。或者，以纳米研磨制备成纳米粒径等级的浆料，可能因内部凝聚作用而在存储、运输过程中又再度聚集成较大颗粒，使得浆料的物性(如黏度或粒径分布)发生变化而偏离初始的均匀分散状态，以致后续应用产生变异。

再者，一般浆料分散装置的结构较复杂且操作较不易。而在浆料分散装置的搅拌制作工艺中，浆料的单一颗粒与聚集颗粒容易聚集沉降在容器的底部，并在容器的角落产生死角区而无法分散部分浆料的单一颗粒或聚集颗粒。同时，浆料也易存在具有较大粒径的聚集颗粒，且浆料的聚集颗粒的粒径会分布在较广泛的范围。另外，浆料经静置一段时间后，浆料的黏度相较于在初始时间时的浆料的黏度会有较大的变异。

因此，如何克服上述先前技术的问题，实已成为目前亟欲解决的课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种浆料分散系统及浆料分散装置，其可较均匀地分散具有多个颗粒的浆料。

为达上述目的，本实用新型的浆料分散系统包括一旋转装置与一浆料分散装置。浆料分散装置包括：一容器，其连接旋转装置或设置于旋转装置上，且容器具有一第一容置空间；以及一多孔分散结构，其容置于容器的第一容置空间内，多孔分散结构具有一第二容置空间与多个分散孔，且容器的第一容置空间或多孔分散结构的第二容置空间容纳具有多个颗粒的浆料，其中，通过旋转装置旋转容器、多孔分散结构及其内的浆料，以使浆料的多个颗粒穿过多孔分散结构的多个分散孔而循环或流动于容器的第一容置空间与多孔分散结构的第二容置空间之间，进而分散浆料的多个颗粒。

该旋转装置为旋转机构、旋转平台、自转机台、公转机台、自转加公转机台、行星式旋转机台、搅拌式旋转机台或转子式旋转机台。

该旋转装置具有一第一旋转模块，该容器连接该第一旋转模块或设置于该第一旋转模块上，且该第一旋转模块依据自转方向一并旋转该容器、多孔分散结构及其内的浆料。

该旋转装置还具有一第二旋转模块，该第一旋转模块连接该第二旋转模块或设置于该第二旋转模块上，且该第二旋转模块依据公转方向一并旋转该第一旋转模块、容器、多孔分散结构及其内的浆料。

该容器与该多孔分散结构均具有呈30度至60度的倾斜角度。

该多孔分散结构为多孔分散网、多孔分散层或多孔分散板。

该多孔分散结构为一本体与一骨架所构成，该骨架支撑该本体，且该本体与骨架为互相固定或可彼此分离。

该多孔分散结构更具有多个扰流板，其分别形成于该多个分散孔处并至少位于该多孔分散结构的内侧，且各该扰流板的维度为二维或三维。

该多孔分散结构的多个扰流板朝向该浆料的多个颗粒的流动方向，且该多个扰流板提供剪切力以使该浆料的多个颗粒的流动产生回流及紊流而均匀化该浆料的多个颗粒的粒径。

该多孔分散结构的各个分散孔的形状为方形、矩形、圆形、梯形或三角形。

该多孔分散结构的多个分散孔的开孔率为大于50％或小于50％。

该多孔分散结构的单一分散孔的孔径大于该浆料的单一颗粒的一次粒径，并大于该浆料的至少二颗粒所形成的聚集颗粒的聚集粒径，以供该浆料的单一颗粒与聚集颗粒穿过该多孔分散结构的分散孔。

本实用新型的浆料分散装置包括：一容器，其具有一第一容置空间；以及一多孔分散结构，其容置于容器的第一容置空间内，多孔分散结构具有一第二容置空间与多个分散孔，且容器的第一容置空间或多孔分散结构的第二容置空间容纳具有多个颗粒的浆料，其中，通过旋转容器、多孔分散结构及其内的浆料，以使浆料的多个颗粒穿过多孔分散结构的多个分散孔而循环或流动于容器的第一容置空间与多孔分散结构的第二容置空间之间，进而分散浆料的多个颗粒。

该容器与该多孔分散结构均具有呈30度至60度的倾斜角度。

该多孔分散结构为多孔分散网、多孔分散层或多孔分散板。

该多孔分散结构为一本体与一骨架所构成，该骨架支撑该本体，且该本体与骨架为互相固定或可彼此分离。

该多孔分散结构更具有多个扰流板，其分别形成于该多个分散孔处并至少位于该多孔分散结构的内侧，且各该扰流板的维度为二维或三维。

该多孔分散结构的多个扰流板朝向该浆料的多个颗粒的流动方向，且该多个扰流板提供剪切力以使该浆料的多个颗粒的流动产生回流及紊流而均匀化该浆料的多个颗粒的粒径。

该多孔分散结构的各个分散孔的形状为方形、矩形、圆形、梯形或三角形。

该多孔分散结构的多个分散孔的开孔率为大于50％或小于50％。

该多孔分散结构的单一分散孔的孔径大于该浆料的单一颗粒的一次粒径，并大于该浆料的至少二颗粒所形成的聚集颗粒的聚集粒径，以供该浆料的单一颗粒与聚集颗粒穿过该多孔分散结构的分散孔。

本实用新型的优点在于，由上述内容可知，本实用新型的浆料分散系统及浆料分散装置中，主要是通过旋转容器、多孔分散结构及其内的浆料，以使浆料的多个颗粒穿过多孔分散结构的多个分散孔而循环或流动于容器与多孔分散结构两者的容置空间之间，进而达到较均匀地分散浆料的多个颗粒的效果。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明。在以下描述内容中将部分阐述本实用新型的额外特征及优点，且此等特征及优点将部分自所述描述内容显而易见，或可通过对本实用新型的实践习得。本实用新型的特征及优点借助于在申请专利范围中特别指出的元件及组合来认识到并达到。应理解，前文一般描述与以下详细描述两者均仅为例示性及解释性的，且不欲约束本实用新型所主张的范围。

附图说明

图1A与图1B为本实用新型中浆料分散系统及浆料分散装置的立体示意图，其中，图1B相对于图1A具有倾斜角度θ；

图2为本实用新型图1A与图1B的浆料分散系统及浆料分散装置中多孔分散结构的展开示意图；

图3A与图3B为本实用新型图1A至图2的部分多孔分散结构中，通过多个分散孔与扰流板分散浆料的示意图，其中，图3A为立体图，图3B为图3A的部分剖视图；

图4A与图4B为本实用新型图1A至图2的浆料分散系统及浆料分散装置的多孔分散结构中，具有不同开孔率的分散孔的示意图；

图5A为本实用新型图1A至图2的浆料分散系统及浆料分散装置的多孔分散结构中分散孔的孔径的示意图；

图5B为二种不同浆料中单一颗粒与聚集颗粒的粒径的示意图；

图6A为无使用本实用新型的多孔分散结构来分散浆料的结果示意图；

图6B为有使用本实用新型的多孔分散结构来分散浆料的结果示意图；

图7为无使用本实用新型的多孔分散结构与有使用本实用新型的多孔分散结构来分散浆料的结果比较图；以及

图8为无使用本实用新型的多孔分散结构与有使用本实用新型的多孔分散结构来分散浆料的另一结果比较图。

符号说明

1 浆料分散系统 2 旋转装置

21 第一旋转模块 22 第二旋转模块

3 浆料分散装置 31 容器

311 第一容置空间 32 多孔分散结构

321 第二容置空间 322 分散孔

323 扰流板 324 内侧

325 外侧 326 本体

327 骨架 4a、4b 浆料

41a、41b 颗粒 A1、A2 位置点

B1、B2、B3 位置点 C1、C2、C3 位置点

D1 自转方向 D2 公转方向

D3 流动方向 F1 回流

F2 紊流 H1、H2 长条

L 孔径 L1、L3 一次粒径

L2、L4 聚集粒径 M1、M2 范围

R 死角区 S1、S2 曲线

θ 倾斜角度。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施形态说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效，也可通过其他不同的具体实施形态加以施行或应用。

图1A与图1B为本实用新型中浆料分散系统1及浆料分散装置3的立体示意图，其中，图1B相对于图1A具有倾斜角度θ。图2为本实用新型图1A与图1B的浆料分散系统1及浆料分散装置3中多孔分散结构32的展开示意图。图3A与图3B为本实用新型图1A至图2的部分多孔分散结构32中，通过多个分散孔322与扰流板323分散浆料(见图6B的浆料4a或浆料4b)的示意图，其中，图3A为立体图，图3B为图3A的部分剖视图。

如图1A至图3B所示，浆料分散系统1可包括一旋转装置2(如旋转平台)与至少一(如一或二)浆料分散装置3。若为一浆料分散装置3，则可将其设置于旋转装置2上(如中心位置)。若为二旋转装置2，则可将其分别设置于旋转装置2的相对二端。下列谨以一浆料分散装置3说明之。

浆料分散装置3包括一容器31与一多孔分散结构32。容器31可连接旋转装置2或设置于旋转装置2上，且容器31具有一第一容置空间311。多孔分散结构32容置于容器31的第一容置空间311内，且多孔分散结构32具有一第二容置空间321与多个分散孔322。容器31的第一容置空间311与多孔分散结构32的第二容置空间321其中至少一者可容纳具有多个颗粒的浆料(见图6B的浆料4a或浆料4b)。

因此，通过旋转装置2一并旋转容器31、多孔分散结构32及其内的浆料，并通过离心力作用、重力作用、摇晃振荡力及容器31的拘束，可使浆料的多个颗粒穿过多孔分散结构32的多个分散孔322而不断地循环或流动于容器31的第一容置空间311与多孔分散结构32的第二容置空间321之间，进而较均匀地分散浆料的多个颗粒。

上述的旋转装置2可为旋转机构、旋转平台、自转机台、公转机台、自转加公转机台、行星式旋转机台、搅拌式旋转机台或转子式旋转机台等。多孔分散结构32可为微孔分散结构、多孔(或微孔)分散网、多孔(或微孔)分散层、多孔(或微孔)分散板等。分散孔322可为开孔或孔洞等，且各个分散孔322的形状可为方形、矩形、圆形、梯形或三角形等。容器31与多孔分散结构32内的浆料可为一种或二种以上，且浆料可为活物、碳黑、溶质、金属浆料、陶瓷浆料、碳浆料、碳分散液或浆料分散液等，例如图6B中具有多个颗粒41a的浆料4a(如活物)、或具有多个颗粒41b的浆料4b(如碳黑)。但是，本实用新型并不以此为限。

如图1A与图1B所示，旋转装置2可具有一第一旋转模块21。容器31连接第一旋转模块21或设置于第一旋转模块21上，第一旋转模块21可依据自转方向D1(如逆时钟方向)一并旋转容器31、多孔分散结构32及其内的浆料，以使容器31、多孔分散结构32及其内的浆料产生离心力而分散浆料。

旋转装置2也可具有一第二旋转模块22。第一旋转模块21连接第二旋转模块22或设置于第二旋转模块22上，第二旋转模块22可依据公转方向D2(如顺时钟方向)一并旋转第一旋转模块21、容器31、多孔分散结构32及其内的浆料，以使第一旋转模块21、容器31、多孔分散结构32及其内的浆料产生离心力及重力而分散浆料。前述公转方向D2可相反或相同于自转方向D1。

多孔分散结构32可为一本体326与一骨架327所构成，骨架327支撑本体326，且本体326与骨架327为互相固定或可彼此分离。

如图1A所示，容器31与多孔分散结构32可不具有如图1B的倾斜角度θ。或者，如图1B所示，容器31与多孔分散结构32均可具有呈30度至60度的倾斜角度θ，由此提供三维方向的重力作用，以提升浆料分散系统1与浆料分散装置3分散浆料的效能。倾斜角度θ可为30、40、45、50或60度，但不以此为限。

如图1A至图3B所示，多孔分散结构32可具有多个扰流板323。多个扰流板323分别形成于多个分散孔322处，并位于多孔分散结构32(本体326)的内侧324、或内侧324加上外侧325。扰流板323可为挡板或鳍板等，且扰流板323的维度可为二维(平面)或三维(立体)。

如图1A至图3B所示，多孔分散结构32的多个扰流板323可朝向浆料(见图6B的浆料4a或浆料4b)的多个颗粒的流动方向D3，且多个扰流板323可对浆料的多个颗粒的流动提供剪切力(shear force)，以使浆料的多个颗粒的流动产生回流F1与紊流F2，让浆料的多个颗粒不断地重复或循环流动于容器31的第一容置空间311、多孔分散结构32的多个分散孔322与第二容置空间321之间，进而分散浆料的多个颗粒及均匀化浆料的多个颗粒的粒径。

图4A与图4B为本实用新型图1A至图2的浆料分散系统1及浆料分散装置3的多孔分散结构32中，具有不同开孔率的分散孔322的示意图，其中，开孔率等于多个分散孔322的面积除以本体326的面积。

如图4A所示，多个分散孔322的开孔率可大于或等于50％，如50％、60％、70％或80％。或者，如图4B所示，多个分散孔322的开孔率可小于50％，如40％、30％或20％。据此，本实用新型可依实际需求调整多个分散孔322的开孔率，以较佳地分散浆料的多个颗粒或均匀化多个颗粒的粒径。

图5A为本实用新型图1A至图2的浆料分散系统1及浆料分散装置3的多孔分散结构32中分散孔322的孔径L的示意图。图5B为二种不同浆料4a及4b中单一颗粒41a(41b)与聚集颗粒的粒径的示意图，其中，聚集颗粒为至少二颗粒41a(41b)所聚集而成。

如图5A所示，多孔分散结构32的单一分散孔322的孔径L可例如为大约300μm(微米)。如图5B所示，浆料4a(如活物)的单一颗粒41a的一次粒径L1可例如为大约10μm(微米)，且浆料4a的聚集颗粒的聚集粒径L2可例如为大约30μm(微米)。而浆料4b(如碳黑)的单一颗粒41b的一次粒径L3可例如为大约0.1μm(微米)，且浆料4b的聚集颗粒的聚集粒径L4可例如为大约0.3μm(微米)。

因此，本实用新型的多孔分散结构32中单一分散孔322的孔径L可大于浆料4a(4b)的单一颗粒41a(41b)的一次粒径L1(L3)，并大于浆料4a(4b)的聚集颗粒的聚集粒径L2(L4)，以供浆料4a(4b)的单一颗粒41a(41b)与聚集颗粒穿过多孔分散结构32的分散孔322。

图6A为无使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4a(4b)的结果示意图。图6B为有使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4a(4b)的结果示意图。

如图6A所示，当无使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4a(4b)时，浆料4a(4b)的单一颗粒41a(41b)与聚集颗粒容易聚集沉降在容器31的底部，并在容器31的角落产生死角区R而无法分散部分浆料4a(4b)的单一颗粒41a(41b)与聚集颗粒。反之，如图6B所示，当有使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4a(4b)时，多孔分散结构32可消除如图6A的死角区R，并较均匀地分散浆料4a(4b)的单一颗粒41a(41b)与聚集颗粒于整个容器31中。

图7为无使用本实用新型的多孔分散结构32与有使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料的结果比较图。如图7的长条H1与长条H2所示，本实施例为对图5B的浆料4b(如碳黑)的实验结果，并以浆料4b的强度(单位为a.u，即不限单位)与粒径(单位为nm)的关系为例。

当无使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4b时，浆料4b的聚集颗粒的粒径分布较广泛且较不均匀地分布在约80至1000nm(纳米)的范围，并有浆料4b的较大聚集颗粒的粒径(见长条H1)分布在300至1000nm(纳米)的范围M1。反之，当有使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4b(如碳黑)时，浆料4b的聚集颗粒的粒径分布较狭窄且较均匀地分布在约80至300nm(纳米)的范围，并有浆料4b的较小聚集颗粒的粒径(见长条H2)分布在70至90nm(纳米)的范围M2。所以，当有使用本实用新型的多孔分散结构32时，多孔分散结构32可消除具有较大粒径的聚集颗粒，并缩减浆料4b的聚集颗粒的粒径，也能较均匀地分散浆料4b的聚集颗粒。

又，如图7的曲线S1与曲线S2所示，本实施例为对图5B的浆料4b(如碳黑)的实验结果，并以浆料4b的颗粒41b的累加百分比(单位为％)与粒径(单位为nm)的关系为例。

当无使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4b时，在曲线S1上，浆料4b的聚集颗粒的粒径由80nm(纳米)处开始分布，而从曲线S1的位置点A1可以看出，具有粒径100nm(纳米)以下的聚集颗粒的累加百分比仅为大约28％。反之，当有使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4b(如碳黑)时，在曲线S2上，浆料4b的聚集颗粒的粒径由60nm(纳米)处开始分布，而从曲线S2的位置点A2可以看出，具有粒径100nm(纳米)以下的聚集颗粒的累加百分比为大约68％。所以，当有使用本实用新型的多孔分散结构32时，浆料4b的聚集颗粒的粒径大多分布在100nm(纳米)以下，故多孔分散结构32可分散及均匀化浆料4b的聚集颗粒的粒径。

图8为无使用本实用新型的多孔分散结构32与有使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料的另一结果比较图。如图所示，本实施例为在多孔分散结构32的多个分散孔322与多个扰流板323具有剪切力为100(1/秒)的条件下，对图5B的浆料4b(如碳黑)的实验结果。

当无使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4b时，在曲线S3上，浆料4b的黏度均高于48cPs(厘泊)，例如在初始时间的位置点B1、1个月静置时间的位置点B2与2个月静置时间的位置点B3三者的黏度分别为48、64及86cPs(厘泊)，且经2个月静置时间的浆料4b的黏度(86cPs)相较于初始时间的浆料4b的黏度(48cPs)有大约2倍的变异。反之，当有使用本实用新型的多孔分散结构32来分散浆料4b时，在曲线S4上，浆料4b的黏度均低于27cPs(厘泊)，例如在初始时间的位置点C1、1个月静置时间的位置点C2与2个月静置时间的位置点C3三者的黏度分别为25、22及27cPs(厘泊)，且经2个月静置时间的浆料4b的黏度(25cPs)相较于初始时间的浆料4b的黏度(27cPs)几乎没有变异。所以，当有使用本实用新型的多孔分散结构32时，多孔分散结构32可降低浆料4b的黏度，且浆料4b经静置一段时间后几乎没有变异。

由上述内容可知，本实用新型的浆料分散系统及浆料分散装置中，主要是通过旋转容器、多孔分散结构及其内的浆料，以使浆料的多个颗粒穿过多孔分散结构的多个分散孔而循环或流动于容器与多孔分散结构两者的容置空间之间，进而达到较均匀地分散浆料的多个颗粒的效果。

同时，本实用新型的浆料分散系统及浆料分散装置的结构简单且操作简便。本实用新型的容器与多孔分散结构均可具有倾斜角度，由此提供三维方向的重力作用，进而提升浆料分散系统与浆料分散装置分散浆料的效能。而且，本实用新型的多孔分散结构的多个扰流板可提供高剪切力，以分散浆料的多个颗粒及均匀化浆料的多个颗粒的粒径。

另外，本实用新型的浆料分散系统及浆料分散装置可消除死角区以较均匀地分散浆料的单一颗粒与聚集颗粒于整个容器中，并可消除具有较大粒径的聚集颗粒，也可缩减浆料的聚集颗粒的粒径。而且，本实用新型的浆料分散系统及浆料分散装置可降低浆料的黏度，也能使浆料经静置一段时间后几乎没有变异，从而提高浆料的稳定性及长期存储的安定性。