KR100375296B1 - 분산장치 - Google Patents

Abstract

분산시 분산효율이 좋고 고점도의 배합물에 대해서도 적용이 가능하며 보다 저온환경에서 분산할 수 있으며 바스켓부의 마모로 인한 금속오염을 최소화시킨 분산장치에 관한 것으로, 이는 회전축(12)에 분산핀(14)을 고정하는 분산핀 지지체(15)를 내측 원통부(156)와 외측 원통부(151) 및 외측 원통부(151)와 내측 원통부(156)의 하단간을 일체적으로 연결하는 저벽으로 구성되는 연결부(152)를 갖추는 것으로 구성하여, 외측 원통부(151)의 외주에 분산핀(14)을 심어 설치하고, 내측 원통부 (156)내에 회전축의 선단을 삽입해서 고정시킨다. 또한 외측 원통부(151) 및 연결부(152)에 분산매체(37)가 통과할 수 있는 복수의 개구부(153)(154)를 형성한다. 회전축(12)은 뚜껑판(22)의 중앙에 형성된 개구(38)를 통하여 바스켓(20)내에 삽입되어 이 개구(38)를 관통해서 하방으로 돌출하는 원통부(39)의 하단을 분산핀 지지체(15)의 외측 원통부(151)내까지 연장해서 설치한다. 바스켓의 측벽(24)에 분산매체(37)의 흐름 방해판(80-1)(80-2)과 고정핀(81)을 설치하여 회전하는 분산핀(14)의 강한 회전력에 의해 따라 회전하게 되는 분산매체(37) 중 바스켓의 측벽부분의 분산매체의 회전을 방해하여 측벽(24)의 분산매체와 다수인 나머지의 분산매체간에 마찰응력을 최대화시켜 바스켓(20)내로 인입되는 배합물을 최고의 효율로 초미립화시킨다. 교반용기 내에서 점도가 높은 배합물도 고르게 섞여 대류되면서 고르게 바스켓부내로 유입이 되도록 바스켓부를 중심으로 전후 혹은 좌우 대칭으로 2개의 액 유동용 축을 설치하고 그 하단에 날개를 달아 교반한다. 또한 바스켓 내의 측벽소재는 세라믹 혹은 초경 코팅 처리하고 나머지 재료를 세라믹 혹은 초경재료로 가공하여 바스켓부의 마모로 인한 금속오염을 차단한다. 기존의 냉각자켓이 있는 분산용기에 열교환기와 펌프를 탈착이 가능한 형태로 부착하고 분산용기의 최하단과 상단부를 볼벨브가 있는 배관으로 연결하여 뜨거워진 배합물을 펌프를 통하여 냉각수가 순환되는 열교환기를 통과시켜 연속적으로 배합물을 냉각시킨다.

Description

분산장치{The breakup apparatus}

본 발명은 유동체 혹은 반 유동체인 배합물을 분산하는 분산장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도료나 잉크 등의 배합물, 립스틱 및 파운데이션 등의 화장품 원료같은 비교적 고점도의 배합물, 세라믹 제품의 원료가 되는 고경도의 초미립 알루미나, 그리고 미립 금속산화물 등의 입자를 얻기 위하여 액체 중에 다양한 입자가 혼입되어 있는 배합물과 각종 전자 및 화학제품의 재료가 되는 파우더에 있어 초 미립자화가 필요한 배합물 그리고 분산과정에서 장치의 마모로 인하여 금속분이나 금속이온이 검출되어서는 곤란한 배합물 등을 분산하기에 적당하도록 된 분산장치에 것이다.

종래에는 도료나 잉크 등의 고형물을 포함한 도료 조성물의 제조는 수지, 용제와 안료를 혼합하여 페이스트를 만드는 프리믹싱 공정, 상기 페이스트를 볼밀, 롤밀, 샌드그라인드밀 등의 분산장치에 의해 분산시켜 수지와 니스 중에 안료를 균일하게 분산시킨 배합물을 얻는 분산공정, 상기 분산공정에서 얻어지는 초기 배합물을 믹서 등으로 재 교반하며 용제, 수지, 첨가제 등을 필요에 따라 추가로 넣어 혼합 용해하는 용해공정을 거쳐 제조한다.

그리고 근년에 있어서는 전술의 분산공정과 용해공정을 동시에 할 수 있는 바스켓 형태의 밀이 사용되고 있고, 이 장치는 배합물이 충진된 교반 용기내에 분산부에 해당되는 바스켓부를 몰입시켜 바스켓 내에서 교반용 핀이나 디스크가 부착된 교반축을 회전시켜 바스켓내의 분산매체와의 마찰력 등으로 배합물을 분산하는 방법으로 사용되어지고 있다.

이 분산장치는 도12 및 도13에서와 같이 교반용기의 상방향에서 상기 배합물의 아래쪽까지 도달하는 수직으로 설계된 회전축(12)의 하단에 분산핀 지지체(15)를 설치하고, 분산핀(14)을 분산핀 지지체(15)에 부착하여 도시되지 않은 회전 구동기구로 회전시키므로서 분산핀(14)과 분산매체의 마찰 응력으로 배합물 내의 응집된 안료입자(2차입자)를 안료입자 단체(Primary particle size = 1차 입자)로 접근시켜 고르게 분산하는 것이다.

상기 분산핀(14)의 외측을 측벽과 바닥판에 소공을 다수 가공한 금속박판재 혹은 좁은 메시의 금속망으로 바스켓(20)을 둘러쌓아서 그 바스켓(20) 내에 유리구슬(그래스 비드), 쇠구슬(스틸 비드), 세라믹구슬 등의 분산매체를 충진하여 회전축(12)을 회전시키면, 상기 배합물 내의 큰 고형물 입자는 상기 바스켓(20) 내에서 분산핀(14)과 상기 분산매체와의 마쇄 작용에 의해 분산되어 미립화된다, 그리고 미립화된 안료입자는 바스켓(20) 저벽 및 측벽의 상기 소공 혹은 메시를 통하여 유출되고 바스켓(2) 저벽 하단에 위치하고 분산축 최하단부에 있는 액 대류용 날개에 의하여 교반용기의 배합물을 대류시켜 반복적으로 다시 바스켓(20)의 상부를 통하여 유입되어 더욱 더 안료입자를 작게 분산시켜 배합물 중에 분산되도록 구성되어 있다(일본 특허소60-122033호, 일본 특허소61-293536호 공보 참조).

이와 같은 바스켓 밀에 있어서는 바스켓 내에서 분산된 배합물을 바스켓 바닥판 및 측벽에 가공된 소공 혹은 슬릿을 통하여 유출시키고, 바스켓 하방 바닥판으로 유출된 배합물은 바스켓 바닥판에 설치된 액 대류용 날개의 회전에 의해 바스켓의 상방향으로 대류시켜 다시 위에서 바스켓 내부로 유입시켜서 분산하는 것이다. 이 분산매체는 회전시 발생하는 원심력의 영향으로 측벽에 주로 모여 있는데 대부분 중량물인 고형분 입자들은 바스켓부의 바닥에서 중심축과 연결된 교반날개의 흡인력에 의해서 바스켓의 측벽으로 가지 않고 바스켓 바닥판에 존재하고 있는 소공들을 통하여 바스켓 외부로 그대로 빠저나와 버리는 문제가 있었다.

이러한 과제를 일부 해결하기 위하여 특허 제118716호(본인 출원)에 특허 청구항 제1항에 링부(바스켓)의 중심을 교반용기의 중심에서 편심시킨 위치에서 반대쪽에 액 유동 장치를 설치하는 내용으로 고안된 바가 있으나 비교적 고점도물을 처리하기엔 한계가 있었다.

또한 이러한 바스켓 종류의 분산장치는 고정 생산방식이므로 다른 연속식 분산장치와 대비할 때 교반용기 내의 배합물의 온도가 쉽게 상승되는 문제가 있어, 이 교반용기 외부에 냉각수를 공급할 수 있는 별도의 자켓부를 가공하고 냉각매체를 그 자켓 내로 공급하여 냉각을 하였으나 도료 제조를 기준하여 교반 후 1시간 이내에 섭씨 60 ~ 80 ℃의 고온상태가 되어 용제의 휘발이 심했고 저온 가공을 해야 하는 많은 제품에 적용이 불가능하였다.

일본특허(특공평8-17930호 공보참조)에 기재된 분산장치에 있어서는, 전술한 바와 같이 바스켓의 밑바닥을 막힘판으로 한 것에 의하여 바스켓 내부로 들어온 배합물의 체류시간이 길어지고, 종래의 이러한 종류의 분산장치에 비교하여 단시간에 배합물의 분산을 행하는 것이 가능하다.

그러나 이러한 종류의 분산장치에 있어서는 바스켓 내에 분산매체로서 넣어지는 스틸비드, 유리비드, 세라믹 비드, 지르코늄 비드 등이 바스켓 내에서 활발히 이동 혹은 순환되어 마찰을 증가시키고 또한 바스켓 내에 충진되어 있는 분산매체의 양을 증가시킴에 따라 한층 분산효과의 상승을 기대할 수 있는데 전술의 종래의 분산장치에서는 회전축에 대한 분산핀의 접합은 도12 및 도13에 표시한 것과 같이 외주에 분산핀(14)이 설치되어 원형상의 분산핀 지지체(15)가 바스켓(20) 내의 비교적 대용적을 차지하고 있다, 또한 이 분산핀 지지체(15)가 바스켓(20) 내에 있는 분산매체(37)의 이동이나 순환을 방해하게 되고 동시에 바스켓(20) 내에 수용 가능한 분산매체(37)의 양도 약 65 ~ 80 % 정도로 제한되었다.

이 용량을 초과하여 분산매체(37)를 바스켓(20)내에 넣는 경우에는 상단을 덮는 뚜껑판(22) 중앙에 형성된 개구(38)를 통하여 분산매체(37)가 바스켓(20)밖으로 쉽게 튀어나와 80 % 이상의 고밀도 충진은 불가능하였다.

또한 종래의 분산장치에 있어 고점도의 배합물을 분산하면 바스켓내의 배합물이 전체적으로 잘 순환을 못하여 바스켓 측벽 슬릿으로 잘 빠저나가지 못함에 따라 분산매체(37)가 상부의 개구(38)를 통하여 역류하기 쉽고 또한 교반용기 내에서도 전체적인 순환이 안되어 일부 제품만 반복적으로 바스켓(20) 내로 유입되어 균일한 분산이 될 수 없었다.

그리고 분산핀의 강한 회전 작용으로 바스켓 내부에 수용된 분산매체도 별 저항 없이 같이 따라 회전하면서 이로서 분산능력의 관건이 되는 "분산매체들 사이의 마찰"은 적어져서 분산효과가 크지 않았다.

또한 기술 발전과 더불어 종전에는 미크론 단위정도로 미립화시키면 충분하던 입자들을 최근에는 서브 미크론 단위까지 초미립화시켜야 하는 필요성이 강하게 대두되고 있고, 교반할 때 바스켓 내의 마찰로 인하여 발생되는 온도를 보다 저온에서 관리해야 되는 제품이 늘어가는 추세이며 순수한 가공물을 얻기 위하여 교반할 때 바스켓 내부의 금속부에서 마찰 및 마모되면서 발생되는 미세한 금속 입자의 발생을 차단하여야 하는 필요가 있다.

본 발명은 종래의 기술에 있어서의 결점을 해소하기 위하여 고안된 것으로 바스켓내에 다량의 분산매체를 수용하더라도 분산매체의 밀도를 높이면서 활발한 순환활동을 유지할 수 있고, 바스켓 외부로 분산매체가 튀어나올 염려가 없고, 바스켓의 측벽 내벽에 설치된 흐름 방해판(바)과 고정핀들의 작용으로 측벽 주위의 일부의 분산매체의 회전을 방해하여 분산매체간의 마찰을 극대화시켜 배합물 내의 고형분 입자를 초 미립자로 분산할 수 있게 하는 동시에 교반용기에 별도의 냉각용 열 교환기를 부착하여 배합물을 통과시켜 저온환경에서 분산이 이루어질 수 있게 하며 점도가 높은 배합물에 있어서도 효율좋게 분산을 할 수 있도록 하였으며 가장 활발히 마모가 발생하는 바스켓 내부의 해당 재질을 초경재질 혹은 세라믹 소결제품으로 구성하여 마모로 인한 금속분오염을 차단시켜 순수한 배합물을 가공할 수 있는 분산장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 분산장치를 포함한 기구의 전체 구성도이다.

도2는 본 발명에 따른 분산장치 중 바스켓을 나타낸 단면도이다.

도3은 다수개의 분산핀(14)이 결합된 분산핀 지지체(15)를 나타낸 사시도이다.

도4는 분산핀 지지체(15)를 나타낸 저면도이다.

도5는 분산핀 지지체(15)의 다른 구성예를 표시한 분해도이다.

도6은 본 발명의 바스켓의 측벽의 일부를 나타낸 사시도이다.

도7은 본 발명에 따른 바스켓의 뚜껑판 내에 장착된 여러 가지 냉각매체 흐름 방해판의 정면도이다.

도8은 본 발명에 따른 바스켓의 뚜껑판을 나타낸 정단면도이다.

도9는 냉각매체 흐름 방해판의 정면도이다.

도10a,b는 본 발명에서 측벽(24)에 형성된 흐름 방해판과 이에 형성된 고정핀을 나타낸 사시도이다.

도11은 본 발명의 냉각장치가 부착된 분산용기를 나타낸 개략도이다.

도12는 종래의 분산장치의 주요부분을 나타낸 단면도이다.

도13은 종래의 분산핀 지지체(15)를 나타낸 사시도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※

10 : 분산장치 본체 11 : 회전 구동기구

12 : 회전축 13 : 로드

14 : 분산핀 15 : 분산핀 지지체

16 : 회전계 20 : 바스켓

22 : 뚜껑판 23 : 경사면

24 : 측벽 25 : 와이어 지지체

26 : 측벽 27 : 와이어

28 : 와이어 지지공 29 : 저벽(막힌 바닥판)

31 : 분산매체 배출구 32 : 분산매체 배출용 홀의 덮개

35 : 소공(슬릿) 37 : 분산매체

38 : 개구 39 : 원통부

40 : 중공실(뚜껑) 41 : 모터

42 : 바닥판(뚜껑) 43 : 내벽(중공실)

44 : 중공실(막힌 측벽) 46 : 액 대류용 축

47 : 액 대류용 날개 50 : 승강장치

51 : 승강장치 본체 52 : 스크류 홀

53 : 승강 샤프트 54 : 가이드 샤프트

55 : 브라켓 56 : 연결통로 홀

57 : 상승 밸브 58 : 하강 밸브

60 : 교반용기 62 : 차륜(캐스터)

65 : 배합물 70a~70d : 냉각매체 흐름 방해판

80-1 : 금속망용 내부 돌출 흐름 방해판

80-2 : 와이어 지지체 변형 흐름 방해판

81 : 흐름 방해판 고정핀 151 : 외측 원통부

152 : 연결부 153 : 개구(외측 원통부)

154 : 개구(연결부) 156 : 내측 원통부

391,392 : 프랜지 601 : 이송용 펌프

602 : 입구 603 : 출구

604 : 열 교환기

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분산장치는, 배합물이 충진된 교반용기 내에 분산매체가 충진되어 있는 바스켓을 넣고 바스켓 내에서 다수의 분산핀이 돌출되어 부착된 회전축을 회전시켜 배합물을 분산하는 분산장치에 있어서, 상기 바스켓 용량의 90~98 %의 고밀도로 분산매체가 충진되어 있는 바스켓이 담겨지고 분산을 위한 배합물이 수용된 교반용기; 회전축이 내입되고 배합물의 순환을 위한 경로를 제공하는 개구가 중앙에 형성된 뚜껑부와 내면에 다수의 고정핀이 돌출된 흐름방해판이 일정간격을 두고 배치된 측벽 그리고 원형의 바닥판의 순차적인 결합으로 상기 뚜껑부와 바닥판 사이에 중공실이 형성되고, 상기 중공실에는 상기 회전축의 단부에 결합된 내측 원통부와 다수의 개구를 가지며 외곽에 다수의 분산핀이 다단의 방사형으로 수평지게 결합된 외측 원통부가 다수의 개구를 가지는 연결부로 일체형으로 연결되어 이루어진 분산핀 지지체가 내설되되, 상기 와이어 또는 금속망으로 이루어진 측벽 내면에는 초경재질 또는 세라믹이 코팅되고 나머지 흐름 방해판과 이에 돌출된 고정핀, 분산핀 지지체, 분산핀, 바닥판, 뚜껑부 등은 텅스텐 카바이드 등의 초경금속 또는 세라믹 소결품으로 가공된 바스켓; 상기 교반용기의 내벽과 이에 담겨진 상기 바스켓 사이에 위치하도록 액 대류용 축의 단부에 결합되고 모터와 연동해서 상기 교반용기 내에 수용된 배합물의 대류를 유도하는 액 대류용 날개; 및 상기 교반용기 내의 배합물을 외부로 순환시켜 가면서 냉각시켜 분산으로 인해 가열된 배합물을 일정온도 이하로 냉각시켜 주는 이송용 펌프 및 열 교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.본 발명에 의한 분산장치에 있어서, 상기 뚜껑부에 개구를 형성하기 위한 상기 뚜껑부의 내벽으로부터 연장된 원통부는 상기 바스켓 내에 내입된 상기 분산핀 지지체의 중간 높이까지 삽입되는 것이 바람직하다.본 발명에 의한 분산장치에 있어서, 상기 바스켓 측벽에 형성된 흐름 방해판은 상기 측벽의 안쪽과 옆쪽으로 확장된 와이어 또는 금속망 지지체에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.본 발명에 의한 분산장치에 있어서, 상기 이송용 펌프와 열 교환기는 상기 교반용기의 외부에 탈착식으로 부착되는 것이 바람직하다.본 발명에 의한 분산장치에 있어서, 상기 액 대류용 날개는 상기 교반용기의 중심에 위치한 상기 바스켓의 좌우 또는 전후 주변에 상호 대칭으로 배치되는 것이 바람직하다.이하 본 발명을 상세히 설명한다.도1 및 도2를 참조하면 본 발명의 분산장치는 배합물(65)이 충진되어있는 교반용기(60) 내에 분산매체(37)가 수용된 바스켓(20)을 내입한 후 이 바스켓(20) 내에서 분산핀 지지체(15)에 복수의 분산핀(14)이 돌출된 상태로 붙어있는 회전축(12)을 회전시켜 배합물(65)을 분산하는 분산장치에 있어서, 상기 분산핀 지지체(15)는 상기 회전축(12)이 삽입되어있는 상태로 회전축(12)의 최하단부 외주에 고착되어 있는 내측 원통부(156)와 복수의 분산핀(14)을 상기 회전축(12)의 반대 방향 외주에 돌출시켜 만든 외측 원통부(151)의 외주 방향에 상하 2~4단으로 그 각각의 단에 수평으로 일정한 간격으로 분산핀(14)을 3개 ~ 6개를 방사형태로 분산핀 지지체(15)에 설치하고, 상기 내측 원통부(156)와 외측 원통부(151)를 연결하는 연결부(152)를 둘의 하단에 구성하면서, 상기 외측 원통부(151) 혹은 연결부(152)에 상기 분산매체(37) 및 배합물이 통과 가능한 개구(153)(154)를 다수개 설계한 것이다.

상기 바스켓(20)은 다수의 소공(슬릿)(35)이 형성된 원통형상의 측벽(24)과 상기 측벽(24)의 상부 개구를 덮는 뚜껑판(22) 및 상기 측벽(24)의 하부를 덮는 막힌 바닥판(29)으로 구성되고, 상기 뚜껑판(22)의 중앙에 개구(38)를 설치하여 그 개구(38)로 바스켓(20) 내에 회전축(12)을 삽입할 수 있도록 하고, 상기 뚜껑판(22)에 설계된 개구(38)는 뚜껑판(22)을 관통하여 아래로 돌출되어 하단이 상기 분산핀 지지체(15)의 외측 원통부(151) 내에 위치하게 되는 원통부(39)로 구성되어 있다.

더욱이 상기 분산장치의 바스켓(20)에는 분산의 효율을 향상시키기 위하여 바스켓(20)의 용량에 대하여 80 % 이상의 분산매체(37), 바람직하기로는 90~98 %의 분산매체(37)를 충진하는 것이 좋다.

상기 바스켓(20)의 내부 측벽(24) 일부에는 도10a에서와 같이 수직 혹은 수평의 원통형이나 원형 또는 4각의 바(bar)(80-1)를 설치하거나 도10b에서와 같이 바스켓(20) 측벽(24)을 구성하는 여러 소재(와이어 등)를 지지하는 와이어 지지체(25)를 측벽(24)에서 내부로 돌출 혹은 옆으로 확장하여 내부 측벽(24)으로 돌출된 형태로 흐름 방해판(80-1)(80-2)을 만들어, 분산핀(14)이 회전함에 따라 동일 방향으로 회전하려고 하는 분산매체(37)의 회전흐름에 방해를 주어 배합물 속에서의 분산매체(37)들 사이의 마찰력을 극대화할 수 있다.

이에 더욱 바람직한 것은 회전하는 분산핀(14)들의 상하 간격의 중간 지점에 수평으로 상기 흐름 방해판(바)(80-1)(80-2)에 중심축에 내향하는 핀 형태의 고정핀(81)을 가공하는 것이 바람직하나, 길이가 7 ~ 30 mm정도이고 스파이크 형태의 짧은 다수개의 핀들을 일정 간격을 두고 흐름 방해판(80-1)(80-2)에 가공하여 두는 것도 가능하다.

이렇게 함으로서 분산핀(14)의 회전방향에 대하여 반하는 교차력이 발생하여 분산이 가장 격렬히 이루어지는 바스켓(20)의 내측부에서 분산매체(37)간의 교차 마찰력 및 반발력을 최대화시킬 수 있어 분산효과가 큰 폭으로 상승한다.

또한 분산될 때 바스켓(20)부 내에서의 격렬한 마찰운동으로 인하여 바스켓(20)부의 주재료인 금속재질이 마모되어 정밀한 제품의 원료가 되는 배합물 등에 혼입이 되어 배합물을 오염시키게 되므로 바스켓(20)부의 측벽(24) 재료는 세라믹 코팅 등의 처리를 하고 기타 분산핀(14), 내측 원통부(156), 외측 원통부(151), 바스켓(20)의 바닥판(29) 및 뚜껑판(22) 등을 텅스텐 카바이드 등의 초경재료 또는 소결 세라믹 재료로 구성시켜 마모로 인한 금속분의 발생을 차단시킨다.

종래의 분산장치에서는 금속재의 바스켓부가 분산매체의 회전으로 빠르게 마모되어 세라믹 코팅 등의 방법으로는 코팅의 마모 내구성에 한계가 있어 적용이 어렵지만 본 발명의 경우 흐름 방해판(80-1)(80-2)이 있어, 측벽(24)부근의 분산매체(37)는 회전을 방해받아 거의 정지상태에 있게 되므로 코팅만으로도 상당한 내구성이 보장된다.

분산을 하는 동안 가열된 배합물을 냉각시키기 위하여 도11에서와 같이 교반용기(60)의 상단에는 입구(603)를 배치하고 교반용기(60)의 바닥에는 출구(602)를 배치하여 각각 100 mm 이하의 짧은 배관으로 이송용 펌프(601)와 열 교환기(604)에 탈착식으로 연결할 수 있도록 하고, 교반용기(60)의 입출구(602)(603)부에 연결된 배관에는 교반용기(60) 외부에서 개폐가 가능한 볼 밸브를 교반용기(60)에 근접되게 배치한다.

상기 이송용 펌프(601)의 펌핑 작용으로 교반용기(60)의 아랫부분에 위치한 배합물을 입구(602)를 통해 뽑아 내어 열 교환기(604)에서 냉각을 시킨 후 다시 상부에 위치하는 출구(603)를 통하여 교반용기(60) 내로 이송하여 교반용기(60) 내의 배합물을 지속적으로 냉각시킬 수 있도록 한다.

상기 바스켓(20)을 교반용기(60)의 중심부에 위치시키고 상기 바스켓(20)의 좌우 또는 전후를 중심으로 상호대칭으로 배치된 2개의 액 대류용 날개(47)를 액 유동용 축(46)의 하단에 설치한 것으로 구동방식은 액 대류용 축(46)을 구동시키는 모터(41)에서 도시되지 않은 벨트를 걸어 우선 한 개의 액 대류용 축(46)의 상단에 위치한 풀리를 회전시키고 이 풀리에서 나머지 한 개의 액 대류용 축(46)의 상단 풀리에 벨트로 다시 연결하여 회전시키는 방식이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부도면을 참조해서 설명하기로 한다.

본 실시형태에 있어서의 일례로서 도료나 잉크 등의 배합물을 분산하는 것을 예로서 설명한다.

단 발명의 적용분야는 도료나 잉크의 분산에만 한정되는 것이 아니라, 화장품 혹은 각종 세라믹 파우더, 금속산화물 등의 초미립 분산 등에도 폭넓게 적용이 가능하다.

본 발명의 분산장치는 도1에 표시한대로 승강이 자유롭게 설계된 회전 구동기구(11)의 선단 하방에 설치되어 배합물(65)이 충진된 교반용기(60) 내에 내입되어 배합물(65)을 분산시키는 것으로, 스틸비드, 그래스비드, 세라믹비드, 지르코니아비드 등으로 구성되는 분산매체(37)를 바스켓(20) 내부 용적의 90 ~ 98 %까지 넣고 상기 바스켓(20) 내에 삽입되어 그 바스켓(20) 내에서 회전하는 회전축(12), 상기 회전축(12)에 부설되어 회전축(12)의 회전에 따라 회전하여 바스켓(20)에 충진된 분산매체(37)를 교반하는 분산핀(14) 및 상기 바스켓(20) 내벽(24)의 외곽에 배치되어 교반용기(60) 내에 충진된 배합물(65)을 대류시키는 두 개의 액 대류용 축(46) 및 상기 액 대류용 축(46)에 부설된 각각의 액 대류용 날개(47)로 구성되어 있다.

상기 바스켓(20)은 그 측벽(24)에 배합물(65)이 통과할 수 있는 다수의 소공(35)이 형성되어 있고, 하단에는 막힌 바닥판(29)으로 구성되어 전체적으로 원통형상으로 구성되어 있다.

그리고 바스켓(20)의 측벽(24)은 도10a에서와 같이 일부에 수직 또는 수평 방향으로 원통형, 4각 또는 원형으로 된 바(80-1)를 복수로 설치하거나 도10b에서와 같이 측벽(24)의 와이어 등의 소재를 상하로 지지하는 와이어 지지체(25)를 측벽(24) 안쪽과 좌우로 확장시켜 바스켓(20) 내부로 돌출부, 즉 흐름 방해판(80-1)이 돌출되게 하여 분산핀(14)의 빠른 회전운동으로 동시에 같은 방향으로 회전하려고 하는 분산매체(37) 중에서 일부 바스켓(20)의 측벽(24) 부근에 있는 분산매체(37)들의 회전에 방해를 주어 분산매체(37)간의 마찰력을 극대화시킨다.

그리고 이 돌출부, 즉 흐름 방해판(80-1)에 다수의 짧은 고정핀(81)들을 중심축 방향으로 가공하여 끼워 넣어 더욱더 분산력을 증진시킬 수 있다.

상기 바스켓(20)은 상기 뚜껑판(22)에 가공되어진 개구(38)를 통하여 도입되는 배합물(65)을 내부에서 분산하여 이 분산된 배합물(65)을 상기 측벽(24)의 소공(35)을 통하여 바스켓(20) 밖으로 배출하는 것으로서, 상기 뚜껑판(22)에 형성된 개구(38)를 중심으로 바스켓(20)의 내부로 삽입되는 회전축(12)과, 이 회전축(12)에 부설된 분산핀 지지체(15)에 복수의 분산핀(14)이 설치되고, 이 분산핀(14)의 회전에 의하여 바스켓(20) 내에 수용된 배합물(65) 및 분산매체(37)가 교반되도록 구성되어 있다.

이 바스켓(20) 내에 있는 분산핀(14)은 전술의 회전축(12)에 분산핀 지지체(15)를 고정시켜 여기에 외주방향으로 방사형태로 복수의 분산핀(14)들을 심어 설치한 것이다.

도1 및 도2에 나타낸 실시형태에 있어서는 분산핀 지지체(15)의 외주에 상하2~4단의 분산핀(14)을 수평으로 60 ~ 120 °의 각도를 유지하며 1단에 3 ~ 6개씩 심어 설치한다.

그리고 바스켓(20)의 상부 뚜껑판(22)은 정중앙에 회전축(12)을 통과시키고 회전축(12)과 일정 간격을 두어 배합물(65)이 바스켓(20) 내부로 들어올 수 있도록 공간을 두어 개구(38)를 형성하며, 바스켓(20) 전체의 상하 높이의 중간 정도의 길이까지 그 하단을 연장하며 그 형태는 폭을 3~10 mm 사이의 두께를 가진 원통(39) 형태로 한다. 그 원통(39)부의 외경은 외측 원통부(151)의 내경보다 약 10~60 mm 정도 작게 가공하여 그 틈새로 분산매체(37)와 배합물(65)이 개구(152)(153)를 통하여 순환할 수 있도록 하며 이 원통(39)부의 작용으로 분산매체(37)가 역류하여 중앙 개구(38)를 통하여 바스켓(20) 밖으로 유출되는 것을 방지할 수 있다.

상기 분산핀 지지체(15)는 도2 및 도3에 나타낸 것과 같이 원통형상으로 형성된 외측 원통부(151)와 상기 외측 원통부(151) 내에 동심으로 배치된 내측 원통부(156)를 구비하고, 상기 외측 원통부(151)와 내측 원통부(156)의 하단을 저벽으로 구성하는 연결부(152)로 일체형으로 형성되어 내측 원통부(156)가 외측 원통부(151)내에 고정되어 있다.

또한 도2 및 도3에 표시하는 실시형태에 있어서는 내측 원통부(156)는 외측 원통부(151) 내에 배치되어있는 예를 나타낸 것으로 내측 원통부(156)를 회전축(12)과의 고정을 고려하여 연결부(152) 보다 약간 위로 돌출되도록 배치하는 것이 바람직하며, 연결부(152)는 외측 원통부(151) 및 내측 원통부(156)의 하단부를 연결하는 것이라면 다양한 형태로 변형이 가능하다.

상기 외측 원통부(151) 및 연결부(152)에는 다수개의 개구(153)(154)가 형성되어 있고, 외측 원통부(151)의 일부에 큰 슬릿형태의 개구(153)를 다수 가공하여 분산매체(37)와 배합물(65)이 원활히 통과되면서 순환될 수 있도록 한다.

본 실시형태에 있어서 이동 및 순환을 위한 개구(153)(154)는 도3 및 도4에서와 같이 연결부(152)에는 원형으로 그리고 외측 원통부(151)에는 사각형으로 형성되어있지만, 개구(153)(154)의 형상은 도3 및 도4에 표시한 것에 한정되지 않고 다른 형상, 예를 들면 사각형상, 다각형상, 원형, 타원형 등 이 외에도 분산매체가 이동 또는 순환을 조장해서 얻는 것이라면 다른 적당한 형상으로 형성할 수 있음은 당연하다.

또한 도2 및 도3에 나타낸 것과 같이 바스켓(20) 내에서의 분산매체(37)의 보다 활동적인 이동 및 순환을 유도하기 위하여 외측 원통부(151)의 상단에 요철구조를 가공하여 두는 것이 바람직하다.

또한 연결부(152)와 외측 원통부(151)의 개구(153)(154)의 수, 형상, 크기는 분산핀 지지체(15)가 분산시의 충격에 견딜 수 있는 구조라면 다양한 형태로 다수 설계하여도 무방하고, 보다 수가 많은 개구(153)(154)를 설계함으로써 종래 분산핀 지지체(15)에 의해 차단되어 있던 분산매체(37)의 이동 내지는 순환이 활발해짐과 동시에 개구(153)(154)에 형성된 분산핀 지지체(15) 자체가 분산핀(14)과 똑같이 바스켓(20) 내의 배합물 및 분산매체(37)를 교반하는 작용을 한다.

특히 도2 중에 화살표로 표시한 것과 같이 분산핀 지지체(15)의 회전에 따라 교반된 배합물(65)은 분산핀 지지체(15)의 외주방향에 순환되는 것은 물론 분산매체의 밀도 증가에 따라 바스켓(20) 내부에서 발생하는 원심력이 대폭 증가하여 측벽(24)에 형성된 소공(35)을 통해 배합물(65)이 바스켓(20) 외부로 잘 배출되어 고점도의 배합물(65)을 분산하는 경우에도 바스켓(20)의 막힘 현상을 방지할 수 있다.

따라서 종래의 분산장치와 대비하여 볼 때 다량의 분산매체(37)를 수용한 경우에도 원만하게 장치를 작동시킬 수가 있어 분산효율을 향상시키는 것이 가능하다.

이 분산핀 지지체(15)는 도2 및 도3에 표시한 실시형태에 있어 바람직하기로는 일체형으로 형성된 것을 사용하고 있는데, 예를 들면 분산핀 지지체(15)의 외측 원통부(151)를 도5에 표시한 것과 같이 상하방향으로 복수단에 분할된 것으로 하여 이 외측 원통부(151)를 형성하는 무단환상의 부재를 복수로 겹쳐 쌓아 볼트 고정의 방법 등으로 분산핀 지지체(15)를 형성하는 것도 가능하다.

이 경우에는 예를 들면 겹쳐 쌓아올린 무단 환상의 부재를 증가시킴에 따라 바스켓 (20)의 사이즈 확장 등에 동반하는 분산핀(14)의 개수 증가에 용이하게 대응할 수 있고, 또한 회전축(12)에 대한 내측 원통부(156)의 부착이 용이하게 된다.

이 뚜껑판(22)은 본 실시형태에 있어 그 최상벽을 구성하는 원뿔상의 경사면(23)과 원통부(39)의 외주를 따라 형성된 내벽(43)으로 되어 뚜껑판(22)에 연결된 로드(13)를 통해 유입된 냉각수가 연결통로 홀(56)을 통과한 후 중공실(40)에 유입 가능토록 설계되어 있다.

예를 들면 도2에 나타낸 실시형태에 있어서는 중공으로 형성된 로드(13)의 한쪽(예를 들면 도2 중의 왼쪽)을 통하여 냉각수를 도입하여 다른 한쪽(예를 들면 도2 중의 오른쪽)의 로드(13)를 통하여 도입된 냉각수를 배출시키도록 구성해서 분산시의 발열에 의하여 과열된 바스켓(20) 및 배합물(65)을 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 분산장치의 상단 프레임에서 수직으로 내려오는 로드(13)는 4개를 가공하는데 그 중 2개로만 냉각수의 입출입이 가능하도록 설계하고, 나머지 2개의 로드(13)는 바스켓(20) 외곽 상부, 즉 뚜껑판(22)의 밑면에 해당하는 막힌 바닥판(42)의 외곽의 프랜지(391)(392)에 나사부를 가공하여 상호 연결하여 고정한다.

바스켓(20) 상부의 중공실(40) 내에는 예를 들면 도7~도9에 표시한대로 중공실(40)을 4등분하는 위치에 각각 냉각수가 고르게 순환되도록 냉각매체 흐름 방해판(70a)(70b)(70c)(70d)을 설치할 수 있다.

이상과 같이 구성된 바스켓(20)은 하단이 막힌 바닥판(29)으로 구성하는데 배합물(65)이 바스켓(20) 내부, 즉 중공실(44)에서 마찰활동이 가장 활발한 바스켓(20)의 측벽(24), 즉 뚜껑판(22)의 밑면에 연장된 막힌 측벽(26)과 맞닿은 측벽(24)으로 유출되도록 한다. 또한 측벽(24)에만 소공(35)을 가공함으로써 고형물이 바스켓(20) 내에 체류하는 시간을 길게 하여 배합물(65) 중의 고형물이 보다 미세하게 분산되도록 한다. 또한 바스켓(20)의 바닥면(29) 일측에는 도2에서와 같이 중공실(44)에 분산매체를 공급하고, 중공실(44)에 수용되었던 분산매체를 외부로 배출하기 위한 분산매체 배출구(31)가 형성되어 있고, 이 분산매체 배출구(31)에는 분산매체 배출구(31)를 개폐하기 위한 분산매체 매출용 홀 덮개(32)가 결합되어 있다.

이 바스켓(20)의 측벽(24)은 예를 들면 도6에 설명한 대로 각주형상을 한 와이어 지지체(25)를 측벽 주위방향에 약 50~100 mm 정도의 간격을 두고 일정하게 수직으로 배치하고, 그 와이어 지지체(25)에는 와이어(27)를 수용할 수 있는 4~5 mm 정도의 와이어 지지공(28)들이 일정한 간격을 두고 형성되어 있어 단면 원형의 각 와이어(27)들을 수평 방향으로 삽입 관통하여 다수의 와이어 지지공(28)에 넣어 상하로 일정한 간격을 가진 무단환상의 측벽 스크린으로써 슬릿을 형성한다. 와이어 지지체(25)의 상단과 하단은 각각 뚜껑판(22) 및 바닥판(29)의 외주에 고정용 구멍을 가공하여 삽입시켜 용접 등의 방법으로 고정한다.

또한 각각의 와이어 지지체(25)가 접하는 부분은 점 용접방법을 이용하여 충격에 떨어지지 않을 정도로 서로 용접하며 상하 와이어의 간격은 0.3~1.0 mm 사이에서 정하여 동일한 수치의 간격으로 가공한다.

와이어(27)는 분산매체(37)의 충격에 변형되지 않도록 강성이 강한 재료로 만곡형상으로 형성하는 것이 가능하다.

이상과 같이 와이어(27)를 이용한 실 예를 설명하였고 본 바스켓(20)의 측벽(24)을 구성하는 방법은 이에 한정되지 않고 웨지 스크린, 금속박판재인 타공망 등을 이용하여도 무방하다.

그리고 본 발명은 도10a,b와 같이 상기 와이어 지지체(25) 중 2개 이상을 바스켓(20) 안쪽으로 약 5~30 mm 돌출시키고 그 좌우폭도 확장하여 10~50 mm로 하여 직사각형 혹은 원형의 흐름 방해판(80-1)으로 가공할 수도 있고, 별도로 바스켓(20)부 내주면에 부착되어 회전운동을 하려고 하는 분산매체(37)의 회전을 방해할 수 있는 형태의 흐름 방해판(80-2)이면 사각 바(bar), 삼각 바, 타원형 바 등 형태에 한정되지 않으나 바람직하기로는 4각 바가 가장 이상적이다.

또한 더욱더 분산매체(37) 간의 대항 마찰력을 증가시키기 위하여 10~30 mm의 직경을 한 다수의 고정핀(81)들을 흐름 방해판(80-1)(80-2)에 바스켓(20) 내부를 향하도록 설치 고정하는 것도 바람직하며 분산매체(37)의 격렬한 마찰 활동으로 더욱더 분산효과의 상승이 가능해진다.

이와 같이 하여 측벽(24) 스크린 부분은 흐름 방해판(80-1)(80-2)의 효과로 측벽(24)에 위치하는 분산매체(37)는 거의 정지되어 그다지 마모가 일어나지 않으므로 세라믹이나 초경금속 등의 코팅을 하여 두고 직접 부딪히는 분산매체(37)의 흐름 방해판(80-1)(80-2), 고정핀(81), 분산핀(14), 내측 원통부(156), 외측 원통부(151), 뚜껑판(22), 바닥판(29) 등은 초경재질이나 세라믹재질로 가공하여 금속분 발생으로 인한 오염문제를 없앨 수 있다.

이상과 같이 구성된 바스켓(20)은 그 뚜껑판(22)의 4개 스크류 홀(연결 나사 부)(52)에 연결된 로드(13)를 통하여 분산장치 교반용기(60)의 하방에 연결되어 후술하는 회전 구동기구(11)의 모터(41)에 연동되는 회전축(12)의 선단에 분산핀 지지체(15)에 끼워져 있는 분산핀(14)을 회전 가능토록 상기 바스켓(20) 내에 배치함과 동시에 상기 바스켓(20) 내에 분산매체(37)를 수용해서 배합물(65)이 충진된 교반용기(60) 내에 내입한다.

이와 같이 교반용기(60) 내에 몰입된 바스켓(20)의 외곽과 교반용기(60)의 내벽간에는 도1에 나타낸 것과 같이 회전구동 수단인 모터(41)에 의하여 구동되는 액 대류용 축(46)이 교반용기(60)의 정중앙부에 위치하는 바스켓(20)부를 중심으로 좌우 또는 전후에 상호 대칭으로 부착되고, 이 액 대류용 축(46)하단에 부착되는 액 대류용 날개(47)는 바스켓(20)의 바닥판(29)보다 아래쪽에 부착되어 양쪽에서 회전하면서 대류작용을 함으로서 종전에는 불가능하였던 고점도 배합물도 고르게 교반용기(60) 내를 순환시키면서 대류시켜 좋은 분산 결과를 얻을 수 있다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 분산장치는 도1에 나타낸 것처럼 상기 분산장치의 바스켓(20) 내에서 회전하는 회전축(12)을 구동하는 회전구동기구(11), 승강장치(50) 등으로 전체장치를 구성한다.

도1에 있어 승강장치(50)의 승강 샤프트(53)의 상부에 회전 구동기구(11)를 설치하여 그 회전 구동기구(11)의 선단 하방에 본 발명의 분산장치를 설치한다.

분산장치(50)는 승강장치 본체(51)의 내부에(도면 표시하지 않았지만)유압 실린더에 의해 승강 샤프트(53)의 상부에 설치한 회전 구동기구(11)를 임의의 위치에 정지조절이 가능하도록 상승밸브(57) 및 하강밸브(58)를 설치하여 상기 회전 구동기구(11)를 안내하는 가이드 샤프트(54)를 설치하였다.

또한 도1에 나타낸 것처럼 교반용기(60)에는 일반적으로 용기외부에는 냉각용 자켓이라고 하는 냉각용 보조공간이 있어 냉각수가 교반용기(60)의 자켓부를 통과하면서 냉각되도록 되어 있다. 그러나 이것만으로는 냉각효과가 미흡하여 본 발명에서는 도11에서와 같이 추가적으로 교반용기(60) 외부에 탈착식으로 구성된 이송용 펌프(601) 및 열 교환기(604)를 설치할 수 있는 받침대를 설치하고 배합물을 각각의 볼밸브(602)(603)로 개폐가 가능토록 하여 배관에 연결하고 이송용 펌프(601)로 배합물을 열 교환기(604)를 통과시켜 다시 교반용기(60) 내로 순환시켜 연속적으로 순환냉각을 하며 열 교환기(604)에는 연속적으로 냉각수를 공급한다. 이렇게 함으로서 교반용기(60) 외주면 및 바닥면에 있는 냉각자켓만으로 냉각할 때와 비교하여 분산시 추가로 섭씨 14~20 ℃ 이상 배합물의 온도를 더 낮출 수가 있다.

본 발명의 냉각기기가 부착된 분산장치 부속 교반용기(60)를 이용하여 분산을 함으로서 분산시에 발생한 마찰열 등에 의해 배합물이 가열되어 유기용제 등이 휘발하는 것을 방지할 수 있으며 온도상승으로 인한 배합물의 물성변화 등도 예방 할 수 있다.

또한 분산이 완료되면 최하단의 배관의 연결부는 그대로 두고 상부의 배관은 풀어 완성된 배합물을 이송용 펌프(601)로 다른 용기 등으로 쉽게 이송가능하고 다 배출한 후에는 다시 교반용기(60) 상부의 배관을 다시 연결하여 물 또은 용제 등의 세정액을 조금 넣어 이송용 펌프(601)로 계속 순환시켜 가면서 교반용기(60), 이송용 펌프(601), 배관 및 열 교환기(604)를 세정한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 분산장치를 포함한 전체장치의 작용에 대해서 설명하면 도료나 잉크 등에 있어 안료 등의 고형물과 수지와니스 용제 외에 추가로 필요에 따라 첨가되는 첨가제 등으로 구성되는 액상의 배합물(65)을 상기 교반용기(60) 내에 충진하여 전술한 바와 같이 그 용기 내에서 본 발명의 분산장치 교반용기(60)를 배치한다.

승강장치(50)의 상승 밸브(57)를 열면, 승강장치 본체(51)내의 실린더가 작동하여 승강샤프트(53)의 상승과 더불어 가이드 샤프트(54)에 안내되어 회전 구동기구(11)가 상승함과 동시에 그 회전 구동기구(11)의 선단부에 있는 분산장치 교반용기(60)의 분산바스켓(20)부도 상승한다.

이 상태에서 상기 배합물(65)이 충진된 교반용기(60)를 이동하여 바스켓(20)의 하방의 소정 위치에 고정하여 승강장치(50)의 하강밸브(58)를 열어 분산장치 교반용기(60)의 바스켓(20)을 교반용기(60)의 상기 배합물(65)속에 하강시킨다.

이후 회전 구동기구(11)의 모터(41)를 구동하면, V 벨트 등의 전달수단을 거쳐 분산장치 교반용기(60)의 회전축(12)과 2개의 액 대류용 축(46)이 각각 회전 구동되어 작업자는 회전계(16) 등을 보면서 인버터 회로에 접속된 변속 스위치를 조절하여 회전축(12)과 2개의 액 대류용 축(46)의 회전속도를 조절한다.

회전축(12)의 회전에 따라 바스켓(20) 내에 있는 분산핀(14)이 바스켓(20) 내에서 회전하여 바스켓(20) 내의 분산매체(37)를 교반함으로써 원심력이 크게 작용하여 바스켓(20) 내부의 배합물(65)이 측벽(24) 슬릿(35)(소공)을 통하여 분산되면서 배출되어 내부는 진공상태같은 흡입력이 발생하고 바스켓(20)상면의 뚜껑판(22)에 가공된 개구(38)를 통하여 배합물(65)이 바스켓(20) 내로 다시 유입되어 반복 분산된다.

동시에 교반용기(60) 내의 전체 배합물(65)은 액 대류용 축(46)에 부착된 액 대류용 날개(47)에 의하여 대류되며 고르게 섞이면서 순차적으로 바스켓(20) 내부로 흡입되어 분산된다.

상기 개구(38)로부터 바스켓(20) 내에 유입된 배합물(65)은 바스켓(20) 내에 분산핀(14)에 의해 교반된 분산매체(37)와 충돌하여 분산매체(37)간의 충돌에 의한 마쇠력 및 마찰응력에 의해 분산되어 분산매체(37)들의 사이 및 측면 슬릿(35)을 통과해서 바스켓(20)밖으로 유출된다.

이때 도2 중에 화살표로 표시한 것과 같이 다수의 개구(153)(154)가 형성된 분산핀 지지체(15)는 분산매체(37)의 이동 혹은 순환을 보조 유도하는 역할을 할뿐만이 아니라 분산핀(14)과 함께 커다란 원심력을 일으키는 작용을 하여 바스켓(20)의 측벽(24)에 형성된 소공(35)을 통하여 배합물(65)이 적절히 바스켓(20)의 밖으로 배출되어 고점도의 배합물을 분산하는 경우에 있어서도 구멍(슬릿)(35)의 막힘 현상 없이 배합물(65)의 분산이 효율좋게 가능해진다.

또한 분산핀 지지체(15)에 형성된 개구(153)(154)의 존재에 의해서 바스켓(20) 내에 배합물(65)이 이동하는 거리도 길어져 이 점에 있어서도 본 발명의 목적인 분산효율의 향상에 공헌한다.

이 바스켓(20) 내에 있는 분산매체(37)는 바스켓(20) 용량의 95~98 %라는 극히 다량의 분산매체(37)로 충진되어 있어 그 분산매체(37)가 교반할 때 생기는 충격력은 종래 이러한 종류의 분산장치에 비교하여 훨씬 상회하고 있어 배합물(65) 중의 고형물은 단시간에 효율좋게 분산된다.

이와 같이 본 발명의 분산장치에 있어, 바스켓(20) 내에 충진되는 분산매체(37)의 양을 증가시켜 바스켓(20) 내부의 밀도를 대폭 향상시킬 수 있도록 하였다. 또한 바스켓(20)의 측벽(24)에 분산매체 흐름 방해판(80-1)(80-2) 및 고정핀(81)을 설치하여 분산매체(37)의 마찰응력을 극대화한 것이기 때문에 종래의 바스켓 형태의 분산장치와 비교하여 처리성능이 크게 향상되어, 배합물(65) 중의 고형물은 바스켓(20) 내를 1회 통과하는 것만으로도 종래의 분산장치와 비교하여 보다 단시간에 미세화된 안료입자가 분산된 배합물을 얻을 수 있다.

본 발명의 분산장치를 사용함에 따라 종래의 분산방법에 비교하여 분산 에너지가 훨씬 크게 작용을 하여 배합물이 종전보다 조금 더 온도가 상승될 수 있으므로 전술한 교반용기(60)에 부착된 이송용 펌프(601)와 냉각용 열교환기(604)를 이용하여 배합물(65)을 종래의 경우보다 더 낮은 상태에서 냉각시키면서 분산하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 해서 분산처리 종료 후 모터(41)를 정지시키고, 상승밸브(57)를 열어 분산장치 본체(10)의 바스켓(20)을 교반용기(60)에서 상승시키고 이어서 교반용기(60)를 반출하거나 교반용기(60)에 부착된 이송용 펌프(601)를 이용하여 배합물을 배출한다.

이상과 같이 제시한 본 발명의 구성에 의하여, 바스켓 내에 충진하는 분산매체의 양을 증가시킬 수 있고, 또한 분산매체의 수용량을 증가시켜도 바스켓 내부에서 분산매체의 이동 내지는 순환을 보조 또는 유도시켜 줌으로서 분산작업의 효율을 비약적으로 향상시키는 것이 가능한 분산장치를 제공하는 것이 가능하다는 효과가 있다.

다시 말하면, 바스켓 용량을 80 %로 분산을 한 경우 바스켓 측벽부에 위치하는 분산핀의 선단부분만 마모가 빠르고, 회전축의 중심에 향할수록 마모가 거의 보이지않고 용량 95 %의 분산매체를 수용한 바스켓에서 분산을 한 경우에는 분산핀의 선단부분은 말할 것도 없고 회전축 근방의 위치에서도 상당한 마모가 보여 바스켓내의 보다 넓은 전체적인 범위에 걸쳐 높은 마쇠력, 마찰응력 등이 생긴다.

또한 본 발명의 새로운 구조로 인하여 바스켓내부에서 대폭적인 원심효과가 상승되어 종래의 분산장치로는 분산할 수 없었던 고점도의 배합물도 분산이 가능해졌으며, 교반용기 내에서도 액 유동장치를 바스켓을 중심으로 양쪽으로 대칭시켜 대류시키므로서 과거 3단롤밀 등으로만 가능하였던 고점도물을 교반용기 내에서 안정적으로 고르게 대류시키므로서 분산시간이 단축되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 바스켓 측벽부에 흐름 방해판과 고정핀을 설치하여 바스켓 내에서 분산핀의 회전력으로 따라 회전하려고 하는 다수의 분산매체와, 흐름 방해판으로 정지시킨 측벽주위의 일부 분산매체간의 마찰을 극대화시켜 현격하게 분산효율이 상승되고, 바스켓내부의 재료들을 초경재료 혹은 세라믹재료로 가공하므로서 종전에는 분산후에 바스켓부의 여러 금속재료가 마모되면서 금속분이 배합물 내에 검출되어 사용이 불가능하였던 정밀 화학분야, 반도체 및 전자재료분야, 파인세라믹 분야의 미립 원료도 배합물 내에서 초미립화 시키는 것에도 적용이 가능하는 이점이 있다.

그리고 분산장치의 부속장치인 교반용기에 탈착이 가능한 펌프와 열 교환기를 부착하여 분산이 진행되는 동안 용기 최하단에 있는 유입구에서 이송용 펌프로 배합물을 도입하여 냉각용 열 교환기를 거쳐 배합물이 냉각되어 교반용기의 상단의 유출구로 배출되도록 함으로서 배합물의 온도를 혁신적으로 낮출 수가 있어 배합물 내의 용제의 휘발이나 온도상승으로 인한 물성 변화 등을 예방할 수 있고, 이 이송용 펌프는 분산 완료 후 다른 보관용기 혹은 다른 장소에 이송용으로 그대로 사용할 수 있어 세정의 부담은 추가로 거의 발생하지 않는다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 한하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 배합물이 충진된 교반용기 내에 분산매체가 충진되어 있는 바스켓을 넣고 바스켓 내에서 다수의 분산핀이 돌출되어 부착된 회전축을 회전시켜 배합물을 분산하는 장치에 있어서,

   상기 바스켓 용량의 90~98 %의 고밀도로 분산매체가 충진되어 있는 바스켓이 담겨지고 분산을 위한 배합물이 수용된 교반용기;

   회전축이 내입되고 배합물의 순환을 위한 경로를 제공하는 개구가 중앙에 형성된 뚜껑부와 내면에 다수의 고정핀이 돌출된 흐름 방해판이 일정간격을 두고 배치된 측벽 그리고 원형의 바닥판의 순차적인 결합으로 상기 뚜껑부와 바닥판 사이에 중공실이 형성되고, 상기 중공실에는 상기 회전축의 단부에 결합된 내측 원통부와 다수의 개구를 가지며 외곽에 다수의 분산핀이 다단의 방사형으로 수평지게 결합된 외측 원통부가 다수의 개구를 가지는 연결부로 일체형으로 연결되어 이루어진 분산핀 지지체가 내설되되, 상기 와이어 또는 금속망으로 이루어진 측벽 내면에는 초경재질 또는 세라믹이 코팅되고 나머지 흐름 방해판과 이에 돌출된 고정핀, 분산핀 지지체, 분산핀, 바닥판, 뚜껑부 등은 텅스텐 카바이드 등의 초경금속 또는 세라믹 소결품으로 가공된 바스켓;

   상기 교반용기의 내벽과 이에 담겨진 상기 바스켓 사이에 위치하도록 액 대류용 축의 단부에 결합되고 모터와 연동해서 상기 교반용기 내에 수용된 배합물의 대류를 유도하는 액 대류용 날개; 및

   상기 교반용기 내의 배합물을 외부로 순환시켜 가면서 냉각시켜 분산으로 인해 가열된 배합물을 일정온도 이하로 냉각시켜 주는 이송용 펌프 및 열 교환기;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 뚜껑부에 개구를 형성하기 위한 상기 뚜껑부의 내벽으로부터 연장된 원통부는 상기 바스켓 내에 내입된 상기 분산핀 지지체의 중간 높이까지 삽입되는 것을 특징으로 하는 상기 분산장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 바스켓 측벽에 형성된 흐름 방해판은 상기 측벽의 안쪽과 옆쪽으로 확장된 와이어 또는 금속망 지지체에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 분산장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 이송용 펌프와 열 교환기는 상기 교반용기의 외부에 탈착식으로 부착되는 것을 특징으로 하는 분산장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 액 대류용 날개는 상기 교반용기의 중심에 위치한 상기 바스켓의 좌우 또는 전후 주변에 상호 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 상기 분산장치.