KR101672657B1 - 습식 과립화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적정한 과립화 처리를 유지하면서, 미디어를 효과적으로 분리할 수 있는 습식 과립화 장치를 제공한다.
도입 개구부(54a)로부터 공급되는 분산 대상재를 비즈에 의해 분산하고, 분산 대상재를 비즈로부터 분리하여 삽입통과 개구부(55a)에 배출한다. 하우징(2); 이 하우징(2)에 회전 가능하게 지지된 회전 용기(5); 용기(5)를 회전시키는 용기 회전 기구(6); 용기(5)의 내벽면과의 사이에 처리용 틈(S)을 마련한 상태로 상기 용기(5) 안에 배치되며, 처리용 틈(S)으로부터 통 내부에 도입된 비즈를 처리용 틈(S)으로 배출하는 미디어 배출 개구부(71a)가 원주벽에 마련된 분산 로터; 이 분산 로터(7)를 용기(5)에 대하여 상대적으로 회전시키는 로터 회전 기구(8); 및, 분산 로터(7) 안에 배치되는 동시에 처리용 틈(S)을 경유하여 분산 로터(7)의 내부에 도입된 분산 대상재를 삽입통과 개구부(55a)로 유도하는 스크린(9);을 구비한다.

Description

습식 과립화 장치{WET-TYPE GRANULATION DEVICE}

본 발명은 과립화 대상재를 용매와 혼합해서 과립화(분산 또는 분쇄 등)시키는 습식 과립화 장치에 관한 것이다.

습식 과립화 장치의 하나로, 비즈(beads)를 이용해서 대상재를 분산시키는 환형상(annular type) 비즈 밀이 알려져 있다. 종래, 이 비즈 밀에는 도 9에 도시한 바와 같이 내부에 비즈가 미리 수용되고, 외부에서 분산 대상재가 공급되는 용기(100)와, 용기(100)의 내벽면과의 사이에 환형상 틈을 사이에 둔 상태로 이 용기(100) 내에 회전운동 가능하게 배치된 원통형상의 로터(101)와, 환형상 틈을 경유한 분산 대상재와 비즈를 분리시키는 비즈 분리 기구(102)를 구비한 것이 공지로 되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

이 비즈 밀에서는 용기(100)와 로터(101) 사이의 환형상 틈을 비즈 및 분산 대상재가 이동하고, 이 이동에 수반하여 비즈와 분산 대상재가 충돌하거나 해서 비즈가 가진 에너지로 분산 대상재를 분산시키는 한편, 분산한 분산 대상재를 비즈 분리 기구(102)에 의해 비즈와 분리시켜서 용기(100) 밖으로 배출하고 있다.

상기 비즈 분리 기구(102)는 도 10에 도시한 바와 같이, 회전축(102a)과, 회전축(102a) 하단부의 바깥둘레에 마련된 복수개의 날개(104);를 가지며, 로터(101)의 내부 공동(空洞;cavity)에 날개(104)가 회전운동 가능하게 배치된 구성으로 되어 있다.

이 비즈 분리 기구(102)에서는 분산 대상재보다 비중이 무거운 비즈를 회전하는 날개(104)로 직경방향으로 날려서, 즉 원심력에 의해 비즈를 분산 대상재와 분리시킨다. 한편, 비즈는 로터(101)에 마련한 관통구멍(101a)을 통해 로터(101)의 안쪽에서 환형상 틈으로 이동하여 반복 사용된다.

구체적인 구성은 비즈 분리 기구(102)의 회전축(102a)이 벨트(106)를 통해 구동 모터(105)에 의해 회전 구동되고, 한편 로터(101)의 회전축(101b)이 벨트(107)를 통해 구동 모터(105)에 의해 회전 구동되도록 되어 있으며, 회전축(102a) 및 구동 모터(105)의 회전축(105a)에 각각 마련한 풀리(pulley)(102b, 105b)와, 회전축(101b) 및 구동 모터(105)의 회전축(105a)에 각각 마련한 풀리(102c, 105c)를 적당한 크기로 설정함으로써, 비즈 분리 기구(102)와 로터(101)를 각각의 최적값으로 회전 구동할 수 있는 구성이다.

그러나 상술한 도 9에 도시한 비즈 밀은 아래의 이유로 인해 개선의 여지가 있었다. 즉, 이러한 종래의 비즈 밀은 용기(100)에 대한 분산 대상재의 공급속도를 올리면, 이에 수반하여 환형상 틈에 존재하는 비즈도 로터(101)의 내부 공동으로 과잉되어 밀려나와, 비즈의 분리가 분산 대상재의 공급에 비해 느려지게 되어 비즈 분리 기구(102)를 통과하여 분산 대상재와 함께 비즈가 유출되는 현상이 발생할 우려가 있다. 이 비즈 유출 현상은 비즈 직경이 미소할수록 원심력이 비즈에 작용하기 어려워지기 때문에 현저하게 일어난다.

이 경우, 비즈 분리 기구(102)에 대해, 상술한 원심 분리 기구 대신에, 비즈 직경보다 미소한 직경의 개구부가 다수 형성된 원통형상 스크린을 이용하는 방법도 생각할 수 있으나, 이러한 스크린 타입의 분리 기구도 분리 대상재의 공급속도를 올리면(공급압을 높이면), 비즈가 치우쳐 스크린 주변에 비즈가 집중되고, 용기(100) 내의 압력이 상승하는 등의 문제가 생긴다.

또 다른 개선책으로서, 로터(101)나 비즈 분리 기구(102)(혹은 스크린)의 회전속도를 올림으로써 비즈에 작용하는 원심력을 높여 효율적으로 비즈를 분리하는 방법도 생각할 수 있으나, 이와 같이 회전속도를 증대시켰을 경우에는 분산도 활발해져서 이른바 과분산이 생기고, 분산 대상재의 결손이나 이 결손에 따른 입자의 활성화로 인한 재응집 등이 일어나기 때문에, 이 수법을 통한 개선도 바람직하지 않다.

1. 일본국 공개특허공보 제2002-306940호

본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 적정한 과립화 처리를 유지하면서, 비즈 등의 미디어를 효과적으로 분리할 수 있는 습식 과립화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 습식 과립화 장치는, 하우징; 이 하우징에 회전 가능하게 지지되어, 제1 및 제2 개구부를 가지는 동시에, 상기 제1 개구부로부터 공급된 과립화 대상재를 상기 제2 개구부로부터 배출하는 사이에 상기 과립화 대상재를 과립화 처리하는 과립화용 미디어가 수용되는 용기; 이 용기를 회전시키는 용기 회전 기구; 바닥이 있는 원통형상을 보이는 동시에, 상기 용기의 내벽면과의 사이에 처리용 틈을 마련한 상태로 상기 용기 내에 배치되며, 상기 처리용 틈을 경유하여 통 내부로 이동한 상기 과립화용 미디어를 상기 처리용 틈에 배출하는 미디어 배출 개구부가 원주벽에 마련된 과립화 로터; 이 과립화 로터를 상기 용기에 대하여 상대적으로 회전시키는 로터 회전 기구; 및 상기 과립화 로터 내에 적어도 일부가 배치되는 동시에 상기 처리용 틈을 경유하여 상기 과립화 로터의 내부에 도입된 상기 과립화 대상재를 상기 제2 개구부로 유도하는 대상재 안내부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 하우징에 회전 가능하게 지지된 용기와 이 용기를 회전시키는 용기 회전 기구를 구비하기 때문에, 분산 등의 과립화 처리시에 용기를 회전시켜서 그 용기에 수용된 과립화용 미디어에 원심력을 작용시킬 수 있다. 이 원심력에 의해 과립화용 미디어가 용기 내벽면에 밀어붙여지기 때문에, 과립화용 미디어에 있어서 과립화 대상재의 공급압(흐름)에 대한 저항력을 증가시킬 수 있고, 이로 인해 처리용 틈으로부터 과립화용 미디어가 밀려나오는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한 상기 과립화 로터, 상기 로터 회전 기구 및 상기 대상재 안내부를 구비하기 때문에, 바닥이 있는 원통형상의 과립화 로터의 내부에 도입된 과립화용 미디어에 대해서도 과립화 로터에 의해 원심력을 작용시키고, 과립화용 미디어는 대상재 안내부에 도입되기 전에 과립화 로터의 내부로부터 미디어 배출 개구부를 통해 처리용 틈으로 배출할 수 있다.

여기서, 과립화 대상재에 대한 과립화 능력(예를 들면 분산 능력)은 용기와 과립화 로터와의 상대적인 회전속도 차이에 의해 좌우되는 바, 본 발명에 따르면, 회전하는 용기에 대하여 과립화 로터가 상대적으로 회전하기 때문에, 과분산 등의 과잉 과립화를 억제하면서 용기 및 과립화 로터의 회전속도를 높임으로써 비즈에 작용하는 원심력을 높일 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 용기와 과립화 로터와의 상대적인 속도를 조정함으로써 적정한 과립화 처리(예를 들면 분산)를 유지하면서, 과립화용 미디어가 처리용 틈으로부터 과립화 로터의 내부로 밀려나오는 것을 효과적으로 억제하는 동시에 과립화 로터의 내부에 도입된 과립화용 미디어를 효율적으로 처리용 틈에 배출할 수 있으며, 이로 인해 과립화용 미디어의 분리를 효과적으로 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 습식 과립화 장치를 모식적으로 나타내는 정면 단면도이다.
도 2는 상기 습식 과립화 장치를 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다.
도 4는 상기 습식 과립화 장치에 마련된 분산 로터를 나타내며, (a)는 상기 분산 로터의 정면도, (b)는 도 a의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 5는 상기 습식 과립화 장치의 회전 용기 내에서의 분산 대상재 및 비즈의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 습식 과립화 장치를 모식적으로 나타내는 정면 단면도이다.
도 7은 상기 습식 과립화 장치에 이용되는 다른 미디어 분리 기구를 나타내는 정면도이다.
도 8은 상기 습식 과립화 장치에 이용되는 다른 분산 로터를 나타내는 횡단면도이다.
도 9는 종래예의 비즈 밀을 나타내는 정면 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 비즈 밀의 비즈 분리 수단을 나타내는 횡단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 일실시형태를 도면에 기초해서 설명한다. 한편, 본 실시형태에서는 비즈를 이용해서 1차입자의 응집체를 포함하는 분산 대상재(과립화 대상재에 상당)를 분산시키는 애뉼러형 습식 연속 분산 장치(보다 구체적으로는 연속식 비즈 밀)에 대해 설명하지만, 본 발명의 습식 과립화 장치는 분산 장치로서뿐만 아니라, 과립화 대상재를 잘게 부수는 분쇄 장치 등으로도 이용할 수 있다. 또한 본 실시형태에서는 후술하는 분산 로터의 회전축이 수평방향을 따라 배치되는 가로형 분산 장치에 대해 설명하지만, 상기 회전축이 수직방향을 따라 배치되는 세로형 분산 장치나 그 밖의 방향을 따라 배치되는 분산 장치에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다.

도 1은 본 실시형태에 따른 습식 분산 장치(습식 과립화 장치)를 나타내는 정면 단면도이고, 도 2는 도 1의 주요부 확대도이다. 또한 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이다. 한편, 이하에서는 편의상 각 도면의 +X방향을 우측방향, +Y방향을 앞방향, +Z방향을 윗방향으로 설명하지만, 이러한 방향 표현은 본 발명을 한정하는 것이 아니라, 단지 본 실시형태의 장치에 있어서 상대적인 위치 관계를 표시한 것이다.

이 습식 분산 장치(1)는 하우징(2)과, 이 하우징(2)에 양단부(端部)가 지지된 프레임체(3)와, 이 프레임체(3)의 안쪽에 회전 가능하게 배치된 회전 용기(5)(용기에 상당)와, 이 회전 용기(5)의 일단부(좌측 단부)에 접속되어 회전 용기(5)를 회전시키는 용기 회전 기구(6)와, 회전 용기(5) 안에 수납되어 회전 용기(5)와 동일방향으로 회전 가능한, 바닥이 있는 원통형상 분산 로터(7)(과립화 로터에 상당)와, 이 분산 로터(7)의 타단부(우측 단부)에 접속되어 상기 로터(7)를 회전 용기(5)에 대하여 상대적으로 회전시키는 로터 회전 기구(8)와, 이 분산 로터(7)의 내부에 배치된 스크린(9)(대상재 안내부에 상당)을 구비한다.

하우징(2)은 프레임체(3)를 포함한 장치(1)의 주요부분을 지지하거나 하는 것이며, 이 프레임체(3)를 통해 용기(5)를 회전 가능하게 지지한다. 이 하우징(2)은 소정 간격으로 대향하는 한 쌍의 베이스대(2a, 2b)를 가지며, 이 베이스대(2a, 2b) 사이에 프레임체(3)가 고정 지지되어 있다.

프레임체(3)는 각 회전 기구(6, 8)의 후술하는 회전축(61, 81)을 회전 가능하게 지지하는 동시에, 간접적으로 회전 용기(5), 분산 로터(7) 및 스크린(9)도 지지하는 것이며, 아울러 회전 용기(5)를 보호하는 기능도 가진다. 이 프레임체(3)는 좌우방향으로 연장되는 통형상체를 보이고, 베이스대(2a, 2b)에 지지된 양단부(31, 32) 사이에 위치하는 본체부(33)(중간부)가 직경방향 바깥쪽으로 확대되어 회전 용기(5)를 수용하는 수용공간(3a)이 마련되어 있다.

프레임체(3)에 있어서 양단부(31, 32)의 내부에는 회전축(61, 81)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(34∼37)이 각각 좌우에 마련되어 있다. 본 실시형태에서는 프레임체(3)의 각 단부(31, 32)에 각각 1쌍 마련되어 있다. 본체부(33)의 수용공간(3a)에는 회전 용기(5)가 수용되고, 이 회전 용기(5)의 주위에 밀봉(seal) 액이 충전된다. 이 밀봉 액은 후술하는 메커니컬 밀봉(52)과 협동하여, 프레임체(3)와 이 프레임체(3)에 대하여 회전되는 회전 용기(5) 사이를 밀봉하는 것이다.

또한 프레임체(3)는 양단부(31, 32)와 본체부(33) 사이에, 분산 대상재를 공급 또는 배출하는 공급부(38) 또는 배출부(39)가 마련되어 있다. 이 공급부(38) 또는 배출부(39)에는 수용공간(3a)에 충전되는 밀봉 액의 밀봉 공급구멍(38a) 또는 밀봉 배출구멍(39a)이 마련되어 있는 동시에, 분산 대상재를 용매와 함께 용기(5)에 대하여 공급 또는 배출하는 공급구(11) 또는 배출구(12)가 마련되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는 공급부(38)에 밀봉 공급구(38a) 및 공급구(11)가 마련되고, 배출부(39)에 밀봉 배출구멍(39a) 및 배출구(12)가 마련되어 있다. 이 공급구(11) 또는 배출구(12)는 공급부(38) 또는 배출부(39)에 있어서, 프레임체(3)와 회전축(61, 81) 사이의 유통 틈(13, 14)에 연통(連通)되는 동시에, 후술하는 메커니컬 밀봉(52)과 회전축(61, 81)과의 틈, 및 후술하는 도입 개구부(54a)를 통해 회전 용기(5)의 내부로 연통되어 있다. 따라서, 용매와 함께 공급구(11)에 투입된 분산 대상재는 유통 틈(13) 및 메커니컬 밀봉(52)과 회전축(61)과의 틈, 및 도입 개구부(54a)를 통해 회전 용기(5) 안으로 공급된다. 한편, 회전 용기(5) 안의 분산 대상재는 소정 경로를 거쳐, 후술하는 삽입통과 개구부(55a), 및 메커니컬 밀봉(52)과 회전축(81)과의 틈을 통해 배출부(39)의 유통 틈(14)에 도입되어, 용매와 함께 배출구(12)를 통해 배출된다.

회전 용기(5)는 프레임체(3)의 수용공간(3a)에 배치된 중공(中空) 원기둥형상체이며, 내부에 분산용 비즈가 수용되어 있다. 이 회전 용기(5)는 좌우 양단부에 있어서 간접적으로 프레임체(3)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 즉, 회전 용기(5)는 그 일단부(좌측 단부)가 용기 회전 기구(6), 자세하게는 그 회전축(61)에 축심을 일치시킨 상태로 고정 지지된다. 한편, 회전 용기(5)는 그 타단부(우측 단부)가 로터 회전 기구(8), 자세하게는 그 회전축(81)에 축심을 일치시킨 상태로 슬라이딩 접촉 지지되어 있다. 이와 같이 회전 용기(5)는 양단부에서 간접적으로 프레임체(3)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있으므로, 외팔보(cantilever, 片持ち)로 회전시키는 경우에 비해 안정적으로 회전시킬 수 있다.

구체적으로 회전 용기(5)는 중공 원기둥체인 용기 본체(51); 및 이 용기 본체(51)의 양단부에 있어서 각 회전축(61, 81)을 따라 배치된 메커니컬 밀봉(52);을 구비한다. 한편, 메커니컬 밀봉(52)은 용기 본체(51)와 프레임체(3) 사이를 밀봉하는 것이며, 이 밀봉(52)과 각 회전축(61, 81) 사이를 분산 대상재의 유통로로서 확보한다. 이 메커니컬 밀봉(52)은 예를 들면 이 유통로를 각 회전축(61, 81)의 축 내에 형성하는 경우 등에는 적절히 생략할 수 있다. 또한 이 메커니컬 밀봉 대신에, 다른 밀봉 구조(예를 들면 오일 밀봉 등)를 채용할 수도 있다.

용기 본체(51)는 원통형상의 원주벽부(53)와, 이 원주벽부(53)의 좌우 개구를 폐쇄하는 측벽부(54, 55)를 가지며, 내경(內徑)이 축심방향을 따라 일정 내지는 대략 일정하게 구성되어 있다. 또한 원주벽부(53)의 내주면(內周面)에는, 도 1 및 도 2에서는 생략되어 있지만, 도 3에 도시한 바와 같이 분산 로터(7)의 직경방향 바깥쪽으로 돌출된 복수의 원기둥형상 돌기(53b)가 세워져서 마련되어 있다. 이 돌기(53b)는 원주방향으로 등간격으로 줄지어 있는 동시에 축선과 평행한 방향에 대해서도 등간격으로 줄지어 있다. 한편, 이 돌기(53b)는 적절히 생략할 수 있다. 또한 본 실시형태에서는, 용기 본체(51)는 내경이 축심방향을 따라 일정 내지 대략 일정하도록 구성되어 있지만, 내경이 축심방향을 따라 변화(예를 들면 축심방향 일방측을 따라 크게)되도록 설정되어도 된다.

좌우 측벽부(54, 55)에는 각 회전축(61, 81)을 둘러싸도록 메커니컬 밀봉(52)이 좌우로 돌출된 상태로 고정되어 있다. 좌측벽부(54)에는 회전축(61)의 연결 부분의 외측이며 메커니컬 밀봉(52)의 연결 부분의 내측 일부(구체적으로는 좌측벽부의 편심위치)에 분산 대상재를 용기 본체(51)의 내부에 도입하는 도입 개구부(54a)(제1 개구부에 상당: 본 실시형태에서는 원호형상)가 마련되어 있는 동시에, 용기 본체(51)의 내부에 비즈를 투입하기 위한 비즈 투입구부(54b)가 개폐 가능하게 마련되어 있다(도 2 참조). 우측벽부(55)에는 그 중앙부이며 메커니컬 밀봉(52)의 연결부분의 안쪽에, 로터 회전 기구(8)의 회전축(81)이 삽입 통과되는 동시에 분산 대상재가 유통되는 삽입통과 개구부(55a)(제2 개구부에 상당)가 마련되어 있다. 우측벽부(55) 안쪽의 삽입통과 개구부(55a)의 주위에는 스크린(9)과의 사이를 밀봉하는 밀봉 부재(55b)가 마련되며, 이로 인해 삽입통과 개구부(55a)에 회전 용기(5) 안의 비즈가 침입하는 것을 방지하도록 되어 있다.

이 삽입통과 개구부(55a)는 좌우방향으로 연장되고, 그 중앙부에는 미끄럼 베어링(55c)이 마련되어 있다. 이 미끄럼 베어링(55c)에 의해 회전 용기(5)의 우측 단부는 회전축(81)에 슬라이딩 접촉 상태로 지지된다. 이 미끄럼 베어링(55c)은 분리 대상재의 유통 경로에 배치되기 때문에, 액 속에서의 사용을 견딜 수 있는 것이 이용된다. 또한 이 미끄럼 베어링(55c)은 액 속에서의 사용을 견딜 수 있는 것이라면 그 밖의 베어링이어도 된다.

메커니컬 밀봉(52)은 상술한 바와 같이, 이 밀봉(52)과 각 회전축(61, 81) 사이를 분산 대상재의 유통로로서 확보하기 위한 것으로, 상술한 밀봉 액과 협동하여 회전 용기(5)(엄밀하게는 용기 본체(51))와 프레임체(3) 사이를 밀봉(밀봉)한다.

한편, 도 1로 돌아가, 용기 회전 기구(6)는 일단부(우측 단부)가 회전 용기(5)에 연결되어 있는 동시에 타단부(좌측 단부)가 프레임체(3)로부터 돌출하는 회전축(61)과, 이 회전축(61)의 좌측 단부에서의 돌출 부분에 장착된 종동 풀리(driven pulley)(62)와, 이 종동 풀리(62)를 회전 구동시키는 도시하지 않은 전동 모터 등의 구동원, 및 이 구동원의 동력을 종동 풀리(62)에 전달하는 도시하지 않은 동력 전달 기구를 구비한다. 이 용기 회전 기구(6)는 구동원을 컨트롤함으로써 회전 용기(5)를 원하는 방향, 회전속도로 회전 가능하게 구성되어 있다.

한편, 종동 풀리(62)나 상기 동력 전달 기구는 적절히 생략할 수도 있고, 회전축(61)에 구동원이 직결되어 있어도 된다. 즉, 용기 회전 기구(6)는 적어도 회전축(61) 및 구동원을 포함하고, 이 회전축(61)을 회전 구동시킬 수 있다면 구체적인 구성은 적절히 바꿀 수 있다.

본 실시형태에서는, 용기 회전 기구(6)는 이 회전 기구(6)에 의해 회전하는 회전 용기(5)의 회전방향이 로터 회전 기구(8)에 의한 분산 로터(7)의 회전방향과 같은 방향이 되도록 설정되어 있는 동시에, 그 분산 로터(7)의 회전속도에 비해 회전 용기(5)의 회전속도가 작아지도록 설정되어 있다.

용기용 회전축(61)은 상기와 같이 프레임체(3)의 좌측 단부(31)로부터 본체부(33)에 걸친 내부공간으로 연장되고, 축심이 수평방향을 따르도록 배치되어 있다. 이 회전축(61)은 프레임체(3)의 좌측 단부(31)의 내부에서 베어링(34, 35)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 축심방향의 이동은 규제되어 있다. 회전축(61)에 있어서, 이 베어링(34, 35)에 지지된 부분보다 우측 부분이며, 프레임체(3)의 공급부(38)에 대응하는 부분에는 메커니컬 밀봉(15)이 배치되고, 이로 인해 유통 틈(13)으로 분산 대상재가 누출되는 것을 방지하고 있다.

다음으로 도 2 내지 도 4를 이용하여 분산 로터(7)에 대해 설명한다. 도 4는 분산 로터를 나타내며, (a)는 정면도, (b)는 도(a)의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.

분산 로터(7)는 전체 개관이 바닥이 있는 원통형상을 보인다. 이 분산 로터(7)는 회전 용기(5)의 내벽면과의 사이에 환형상의 처리용 틈(S)을 마련하고, 그 용기(5)와 축심을 일치시킨 상태로 회전 용기(5) 안에 회전 가능하게 수용되어 있다. 본 실시형태에서는, 분산 로터(7)는 그 바닥측을 좌측, 즉 회전 용기(5)의 도입 개구부(54a)측을 향하는 동시에, 로터 내부공간(7a)이 회전 용기(5)의 삽입통과 개구부(55a)측에 개구된 상태로 배치되어 있다. 이 배치 상태에서 분산 로터(7)는 로터 내부공간(7a)에 삽입된 회전축(81)이 분산 로터(7)의 깊은 바닥부의 중심부에 연결됨으로써, 회전 가능하게 외팔보 지지되어 있다. 즉, 본 실시형태의 습식 분산 장치(1)는 애뉼러형 분산 장치이다.

구체적으로, 분산 로터(7)는 우측으로 개구된 로터 내부공간(7a)을 가지는 바닥이 있는 원통형상 로터 본체(71)와, 이 로터 본체(71)의 외주면(外周面)에서 그 본체(71)의 직경방향 외측으로 돌출하는 복수의 교반 돌기(72)를 구비한다. 이 분산 로터(7)는 로터 본체(71)의 외주면 및 교반 돌기(72)에 의해 비즈 및 분산 대상재에 운동 에너지를 부여하여 분산 대상재를 분산시키도록 되어 있다.

로터 본체(71)의 원주벽부에는 그 축심에 평행한 방향을 따라 가늘고 길게 연장되는 비즈 배출 개구부(71a)가 마련되어 있다. 이 비즈 배출 개구부(71a)는 로터 원주벽부를 관통한 상태로 마련되며, 처리용 틈(S)과 로터 내부공간(7a)을 연통시키고 있다. 이로 인해, 처리용 틈(S) 및 로터 내부공간(7a)의 개구를 경유하여 그 공간(7a)에 도입된 비즈를, 이 비즈 배출 개구부(71a)를 통해 처리용 틈(S)에 배출시키고 있다. 비즈 배출 개구부(71a)의 연장방향의 길이는 로터 내부공간(7a)의 깊이에 대응해서 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 비즈 배출 개구부(71a)의 연장방향의 길이는 로터 내부공간(7a)의 깊이와 동등하게 설정되어 있다. 비즈 배출 개구부(71a)는 로터 본체(71)의 로터 원주벽부에 있어서 원주방향으로 복수개(본 실시형태에서는 도 4(b)에 도시한 바와 같이 8개) 나란히 마련되어 있다.

교반 돌기(72)는 본 실시형태에서는 원기둥형상체로 구성되며, 선단이 회전 용기(5)의 내벽면에 간섭하지 않는 범위에서 적절히 설정되어 있다. 이 교반 돌기(72)는 로터 본체(71)의 원주방향에 대해 각 비즈 배출 개구부(71a)의 사이에 배치되는 동시에, 로터 본체(71)의 축심에 평행한 방향에 대해 직선형상으로 줄지어 마련되고, 이에 따라 로터 본체(71)의 외주면에 다수개(본 실시형태에서는 32개) 배치되어 있다. 한편, 이 교반 돌기(72)는 분산의 정도 등에 따라 적절히 생략 가능하고, 또한 그 높이나 형상, 배치 위치도 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 원기둥형상의 교반 돌기(72) 대신에, 좌우방향으로 연장되는 블레이드형상의 돌기로 해도 되고, 반구형상의 돌기 등으로 해도 된다.

계속해서, 도 1로 돌아가 로터 회전 기구(8)는 타단부(좌측 단부)가 분산 로터(7)에 연결되어 있는 동시에 일단부(우측 단부)가 프레임체(3)로부터 돌출되는 회전축(81); 이 회전축(81)의 우측 단부에서의 돌출 부분에 장착된 전동 모터 등의 구동원(82);을 구비하고, 구동원을 컨트롤함으로써 분산 로터(7)를 원하는 방향, 회전속도로 회전 가능하게 구성되어 있다.

한편, 본 실시형태에서는 로터용 회전축(81)에 구동원(82)이 직결되어 있지만, 이 구동원(82)과 회전축(81) 사이에, 구동원(82)의 동력을 전달하기 위한 동력 전달 기구를 적절히 배치해도 된다. 또한 구동원(82)에 대해, 용기 회전 기구(6)의 구동원과 겸용시켜도 된다. 즉, 구동원(82)(또는 용기 회전 기구(6)의 구동원)을 생략하고, 용기 회전 기구(6)의 구동원(또는 구동원(82))으로부터 동력을 분배하고, 이 분배 동력을 전달하기 위한 동력 전달 기구를 개재시켜도 된다. 이 경우, 이 동력 전달 기구에 클러치나 감속기 등을 포함시켜도 되고, 혹은 회전축(61 또는 81)에 분산 로터(7) 또는 회전 용기(5)를 슬라이딩 접촉 지지시켜서 마찰에 의해 동력을 전달해도 된다. 즉, 이러한 점은 용기용 회전축(61)과 마찬가지로 로터용 회전축(81)을 회전 구동시킬 수 있다면, 구체적 구성은 적절히 바꿀 수 있다.

로터용 회전축(81)은 상기와 같이, 프레임체(3)의 우측 단부(32)로부터 본체부(33)에 걸친 내부공간으로 연장되고, 축심이 수평방향을 따르는 동시에 용기용 회전축(61)과 일치시킨 상태로 배치되어 있다. 이 회전축(81)은 상기와 같이 프레임체(3)에서의 우측 단부(32)의 내부에서 베어링(36, 37)에 의해 회전 가능하게 지지되며, 축심방향의 이동은 규제되어 있다. 회전축(81)에 있어서, 이 베어링(36, 37)에 지지된 부분보다 좌측의 부분이며, 프레임체(3)의 배출부(39)에 대응하는 부분에는 메커니컬 밀봉(16)이 배치되고, 이로 인해 유통 틈(14)으로부터 분산 대상재가 누출되는 것을 방지하고 있다.

또한 이 회전축(81)은 회전 용기(5)의 미끄럼 베어링(55c)에 대응하는 부분에 유로 확보용 직경확대 슬리브(81a)를 가지고 있다. 이 직경확대 슬리브(81a)는 이 미끄럼 베어링(55c) 부분에서의 분산 대상재의 유로를 확보하기 위한 것이다. 구체적으로 직경확대 슬리브(81a)는 내경이 회전축(81)보다 큰 직경으로 설정된 원통형상의 유로 확보부(81b); 이 유로 확보부(81b)의 우측 단부에 일체로 마련되어 그 슬리브(81a)를 회전축(81)의 축부에 고정하기 위한 고정부(81c);를 구비하며, 유로 확보부(81b)의 외주면이 미끄럼 베어링(55c)에 의해 지지되어 있다. 유로 확보부(81b)는 미끄럼 베어링(55c)에 의해 지지된 부분보다도 고정부(81c)측에 있어서 분산 대상재의 유통구멍(81d)이 뚫려 있다. 이로 인해, 분산 대상재는 회전축(81)의 축부분과 유로 확보부(81b)의 내주면 사이를 흐르고, 이 유통구멍(81d)을 통해 회전축(81)과 메커니컬 밀봉(52) 사이의 틈으로 유도된다.

다음으로 도 2 및 도 3을 이용하여 스크린(9)에 대해 설명한다.

스크린(9)은 외형이 원기둥형상을 보이고, 분산 로터(7)의 내벽면과의 사이에 환형상의 분리 틈(S2)을 마련하고, 분산 로터(7)와 축심을 일치시킨 상태로 분산 로터(7)의 내부공간(7a)에 회전 가능하게 수용되어 있다. 상세하게는, 스크린(9)은 일단부가 분산 로터(7)의 깊은 바닥면에 닿은 상태로 고정되고, 타단부가 분산 로터(7)로부터 돌출하여 회전 용기(5)의 밀봉 부재(55b)에 슬라이딩 접촉한 상태로 배치되어 있다. 따라서, 본 실시형태의 스크린(9)은 분산 로터(7)와 함께 회전하도록 되어 있다. 한편, 스크린(9)은 그 축심을 따라 로터용 회전축(81)이 관통하고 있다.

구체적으로 스크린(9)은 원통형상의 스크린 본체(91); 이 스크린 본체(91)의 일단 개구부를 폐쇄하는 폐쇄부(92); 이 폐쇄부(92)의 일방측에 마련되며, 스크린 본체(91)의 안쪽에서 그 스크린 본체(91)를 통과한 분산 대상재를 축심부에 안내하는 원통형상의 안내 본체(93);를 구비하고, 스크린 본체(91)로 비즈를 분산 대상재로부터 분리해서 분산 대상재를 유통 틈(14)측으로 유도하도록 되어 있다.

스크린 본체(91)는 비즈를 분산 대상재로부터 분리하는 주요 부재이며, 공지의 스크린으로 구성되어 있다.

본 실시형태의 구성을 간단히 설명하면, 스크린 본체(91)는 원통형상을 보이고, 원주방향을 따른 가늘고 긴 분리 홈부(91a)가 바깥쪽으로 개구되는 형태로 원주벽에 마련되어 있다. 이 분리 홈부(91a)는 스크린 본체(91)의 길이방향(좌우방향)을 따라 등간격으로 다수개가 나란히 마련되어 있다. 분리 홈부(91a)의 홈 폭은 비즈 직경보다 작게 설정되어, 비즈의 통과가 저해되도록 되어 있다. 구체적으로 스크린 본체(91)는 웨지와이어(wedge wire) 타입이나, 노치와이어(notch wire) 타입 등이 이용되고 있다. 또한 본 실시형태의 분리 홈부(91a)가 본 발명의 분리 개구에 상당한다.

폐쇄부(92)는 스크린 본체(91)의 일단 개구부를 폐쇄하는 것이다. 이 폐쇄부(92)는, 본 실시형태에서는 두께가 있는 블록형상으로 구성되어 있지만, 판형상 등 다른 형상이어도 된다.

안내 본체(93)는 축심부에 중공부(93a)를 가지는 원기둥체로서 구성되어 있다. 이 중공부(93a)는 로터용 회전축(81)보다 큰 직경으로 구성되며, 이로 인해 중공부(93a)의 벽면과 회전축(81) 사이에 분산 대상재가 유통되는 환형상 유통 틈(S3)이 마련되어 있다. 이 유통 틈(S3)은 메커니컬 밀봉(52)과 회전축(81)의 틈을 통해 프레임체(3)의 배출부(39)에서의 유통 틈(14)으로 연통되어 있다. 또한 안내 본체(93)에는 외주면에서 중공부(93a)로 연통되는 안내로(93b)가 방사형상으로 복수개 마련되어 있다.

또한 이 안내 본체(93)의 우측 단면에서의 중공부(93a)의 원주에는 회전 용기(5)의 밀봉 부재(55b)에 슬라이딩 접촉하는 밀봉 부재(93c)가 마련되고, 밀봉 부재(55b)와 함께 비즈의 누출을 방지하는 것으로 되어 있다.

또한, 이 습식 연속 분산 장치(1)에 투입되는 분산 대상재로는 리튬 이온 등의 전지재료, 액정 텔레비전 등의 플랫 패널 디스플레이에 이용하는 컬러필터나 반사 방지제 등의 도공재료, 콘덴서 등의 전자부품용 재료, 도료 등의 잉크용 유기·무기재료(안료), 물감용 유기·무기재료(안료), 그 밖에 시장에 유통되고 있는 유기·무기재료 등을 들 수 있다. 이 분산 대상재는 물이나 용제 등의 용매에 혼합하여 슬러리로서 장치(1)의 공급구(11)에 투입된다. 이 투입은 슬러리를 압송하기 위한 펌프 등의 강제 공급 수단에 의해 연속적으로 이루어진다.

또한 본 실시형태에서는 과립화용 미디어로서, 분산 대상재에 비해 비중 및 직경이 큰 비즈가 이용되고 있다. 과립화용 미디어로서 이용되는 비즈는 분산 대상재의 종류, 입자의 단단함, 초기의 입자경, 최종적인 입자경, 투입되는 슬러리(분산 대상재 및 용매)의 점도, 비중 등에 따라 그 직경, 비중, 재료 등을 적절히 선택한다. 비즈로서 채용되는 재료로는 예를 들면 지르코니아 등의 세라믹스계, 유리계, 크롬강 등의 금속계 등을 예시할 수 있다.

이상과 같이 구성된 습식 연속 분산 장치(1)의 작용에 대해 아래에 설명한다.

즉, 이 습식 연속 분산 장치(1)에 의해 분산 대상재를 분산시킬 경우에는 먼저 비즈를 회전 용기(5) 안에 충전한 뒤, 용기 회전 기구(6) 및 로터 회전 기구(8)를 기동시켜서 회전 용기(5), 분산 로터(7) 및 스크린(9)을 회전 구동시킨다.

그리고 분산 대상재를 용매와 함께 공급구(11)로 투입한다. 상세하게는, 분산 대상재를 용매 속에 현탁시켜서 슬러리화하고, 이것을 공급구(11)로부터 투입한다.

도 5는 회전 용기(5) 내에서의 분산 대상재 및 비즈의 흐름을 설명하는 설명도이다. 이 도 5에서 실선 화살표는 분산 대상재(슬러리)의 흐름을 나타내고, 점선 화살표는 비즈의 흐름을 나타내고 있다.

상기 투입된 분산 대상재는 프레임체(3)의 공급부(38)에서의 유통 틈(13)에 유입되고, 그 후 메커니컬 밀봉(52)과 회전축(61)과의 틈, 도입 개구부(54a)를 거쳐 회전 용기(5)의 내부공간에 도입된다.

회전 용기(5)에 도입된 분산 대상재(슬러리)는 분산 로터(7)의 바닥부에 닿고, 또한 분산 로터(7)와 회전 용기(5)의 회전에 따른 원심력에 의해, 회전 용기(5) 안의 바깥가장자리부로 유도되어, 처리용 틈(S)을 지나 분산 로터(7)의 내부공간(7a)에 유입된다. 회전 용기(5) 안, 특히 처리용 틈(S)에서는 분산 대상재는 비즈와 충돌, 접촉하거나 하여 미립자화(분산)된다.

이때, 회전 용기(5)는 용기 회전 기구(6)에 의해 회전하고 있으므로, 비즈에 이 용기 회전에 따른 원심력을 작용시켜 상기 비즈를 용기(5)의 내벽면에 밀어붙일 수 있다. 이 비즈는 분산 대상재보다 비중이 크므로, 분산 대상재의 흐름이 빨라져도(분산 대상재의 공급압이 높아져도), 이 흐름에 대한 저항을 증가시킬 수 있다. 따라서, 종래 장치에 비해, 분산 대상재의 공급압을 높여도 비즈의 치우침 등의 문제가 생기기 어려워, 상기 공급압을 높여 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

또한 분산 대상재와 함께 처리용 틈(S)에 존재하는 비즈의 일부가, 분산 로터(7)의 내부공간(7a)의 분리 틈(S2)에 유입되어도, 로터 회전 기구(8)에 의해 분산 로터(7) 및 스크린(9) 쌍방이 회전하고 있으므로, 로터(7)의 직경방향의 내외 양측에서 상기 유입된 비즈에 충분한 원심력을 작용시킬 수 있다. 이로 인해, 비즈는 분산 로터(7)의 내부공간(7a)으로부터 비즈 배출 개구부(71a)를 통해 처리용 틈(S)에 배출할 수 있다. 아울러, 스크린(9)이 존재하고 이 스크린(9)이 회전함으로써 분리 홈부(91a)의 막힘을 방지, 해소할 수 있어, 스크린(9)의 성능을 초기 상태 내지는 이에 가까운 상태로 유지할 수 있어 한층 효과적으로 비즈를 분리할 수 있다.

게다가, 회전하는 회전 용기(5)에 대하여 분산 로터(7)가 상대적으로 회전하기 때문에, 이 상대속도를 조정함으로써 과분산을 억제할 수 있고, 분산 로터(7)의 절대적 회전속도를 높임으로써 종래 장치에 비해 비즈에 대하여 큰 원심력을 작용시킬 수 있다. 바꿔 말하면, 이른바 소프트 분산을 하면서, 비즈에 대하여 비교적 큰 원심력을 작용시킬 수 있다.

물론, 분산 로터(7)의 절대적 회전속도가 커지면, 분리 틈(S2)에 존재하는 비즈뿐만 아니라 처리용 틈(S)에 존재하는 비즈에 대해서도 비교적 큰 원심력을 작용시킬 수 있고, 회전 용기(5)의 회전으로 인한 원심력과의 상승(相乘) 효과로 한층 더 생산 효율을 높일 수 있다. 본 실시형태의 경우는 분산 로터(7)의 회전속도가 회전 용기(5)의 회전속도보다 커지도록 각 회전 기구(6, 8)가 조정되어 있으므로 이러한 효과가 현저하게 나타난다.

즉, 이 장치(1)에 따르면, 회전 용기(5)와 분산 로터(7)와의 상대적인 회전속도를 조정함으로써 과분산을 억제한 적정한 분산 처리를 유지하면서, 비즈가 처리용 틈(S)으로부터 분산 로터(7)의 내부공간(7a)으로 밀려나오는 것을 효과적으로 억제하는 동시에 분산 로터(7)의 내부공간(7a)에 도입된 비즈를 효율적으로 처리용 틈(S)에 배출할 수 있으며, 이로 인해 비즈를 효과적으로 분리할 수 있다. 나아가서는, 이 장치(1)에 따르면, 분산 대상재의 분산 효율(생산 효율)을 비약적으로 높일 수 있다.

분산 로터(7)의 내부공간(7a)에 유입된 분산 대상재는 전술한 바와 같이 비즈와 분리되어 스크린 본체(91)의 안쪽으로 유입되고, 안내 본체(93)의 안내로(93b)를 통과하여 축심부인 중공부(93a)로 안내된다. 그리고 분리 대상재는 삽입통과 개구부(55a)를 통해 회전 용기(5)의 바깥쪽으로 유도되어, 메커니컬 밀봉(52)과 회전축(81)과의 틈을 지나 프레임체(3)의 배출부(39)의 유통 틈(14)으로 유입된다. 그 후, 분산 대상재는 상기 배출부(39)의 배출구(12)를 통해 배출된다.

한편, 이상에서 설명한 습식 연속 분산 장치(1)는 본 발명에 따른 습식 과립화 장치의 한 실시형태이며, 그 구체적 구성 등에 대해서는 적절히 변경 가능하다. 이하, 본 실시형태의 변형예를 설명한다.

(1) 상기 실시형태의 프레임체(3)는 양단부(31, 32); 이 양단부(31, 32) 사이에 위치하는 본체부(33); 이 본체부(33)와 좌측 단부(31) 사이에 마련된 공급부(38); 및 상기 본체부(33)와 우측 단부(32) 사이에 마련된 배출부(39);를 구비하고, 이 31∼33, 38, 39가 일체적으로 접속되어 좌우방향으로 연장되는 통형상체로서 구성되어 있지만, 프레임체(3)의 유무나 구체적 구성에 대해서는 적절히 변경할 수 있다. 예를 들면, 프레임체(3)를 적절히 생략해도 되며, 그 경우에는 하우징(2)에 회전축(61, 81)이 회전 가능하게 직접 지지되어도 된다. 단, 회전축(61, 81)의 장착이나 수리 등의 작업성을 고려하면 프레임체를 마련하는 것이 바람직하다.

프레임체를 심플하게 구성할 경우에는, 예를 들면, 프레임체(103)는 도 6에 도시한 바와 같이 회전축(161)을 회전 가능하게 지지하는 일단부(좌측 단부)(131); 회전축(181)을 회전 가능하게 지지하는 타단부(우측 단부)(132);를 구비하고, 각 단부(131, 132)는 베어링 등의 베어링(134∼137)을 통해 회전축(161, 181)을 회전 가능하게 지지해도 된다.

또한 이 도 6의 습식 과립화 장치(101)에서는, 테두리체(103)의 우측 단부(132)는 로터 회전 기구(108)의 회전축(181)을 회전 가능하게 지지하는 동시에, 회전 용기(105)의 우측 단부에 대해서도 회전 가능하게 직접 지지하고 있다. 구체적으로는, 회전 용기(105)의 우측벽부(155)는 원판형상의 본체부(155a); 이 본체부(155a)의 중심부에서 우측으로 돌출하는 보스부(155b);를 구비하고, 이 보스부(155b)가 프레임체 우측 단부(132)의 좌측 단부에 마련된 베어링 등의 베어링(132a)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고 이것에 의해 회전 용기(105)는 양단부에 있어서 프레임체(103)에 회전 가능하게 지지된다.

또한 이 경우에도 프레임체(103)는 각 단부(131, 132) 사이에, 회전 용기(105)와의 접촉을 방지하기 위해 회전 용기(105)를 덮는 회전 보호부(도시 생략)를 프레임체(103)와 별개로 마련해도 된다. 또한 베어링(134∼137)은 회전축(161, 181)을 회전 가능하게 지지할 수 있다면, 구체적 구성을 특별히 한정하지 않는다.

또, 도 6의 장치(101)에서는 회전 용기(105)에 보스부(155b)가 마련되는 구조를 채용했지만, 반대로 프레임체(103)의 우측 단부(132)의 좌측 벽면으로부터 보스부를 돌출시켜, 이 보스부에 회전 용기(105)의 우측 단부가 슬라이딩 접촉 지지되어도 된다.

(2) 또한 도 6에 도시한 습식 과립화 장치에서는 분산 대상재가 유통되는 유통로(161a, 181a)가 회전축(161, 181)의 내부에 축선방향을 따라 마련되고, 이 회전축(161, 181)의 외측 단부에 공급부(도시하지 않음), 배출부(도시하지 않음)가 각각 마련되어 있는 점에서 상기 실시형태와 차이가 있다. 즉, 상기 실시형태에서는 회전축(61, 81)의 주위에 분산 대상재가 유통되는 유통로가 형성되어 있는 것에 대해 설명했지만, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 유통로(161a, 181a)는 각각 용기 회전 기구(106)의 회전축(161) 또는 로터 회전 기구(108)의 회전축(181)의 내부에 축심방향을 따라 형성되어 있다. 이 경우, 회전축(161) 안의 유통로(161a)는 좌측 단부가 로타리 조인트 등의 액밀 접속부(161b)를 통해 공급부(도시하지 않음)의 내부공간에 개구되고, 우측 단부가 회전 용기(105) 안에 개구된다. 한편, 회전축(181) 안의 유통로는, 우측 단부가 로타리 조인트 등의 액밀 접속부(181b)를 통해 배출부의 내부공간에 개구되고, 좌측 단부에 있어서 분산 로터(7) 안에 개구된다. 도 6에 도시한 습식 과립화 장치(101)에서는 액밀 접속부(161b, 181b) 및 공급부 그리고 배출부를 길이방향(축선방향)의 단부에 배치할 수 있으므로, 회전 용기(105) 주변의 레이아웃을 간소화할 수 있다.

한편, 상기 실시형태에서는 구동원(82)에 의해 로터 회전 기구(8)의 회전축(81)을 직접 회전하도록 되어 있었지만, 도 6의 습식 과립화 장치에서는 구동원(도시하지 않음)과 회전축(181) 사이에, 구동원의 동력을 전달하기 위한 풀리(183)를 포함하는 동력 전달 기구가 배치되어 있다.

(3) 상기 실시형태에서 용기 회전 기구(6)는 로터 회전 기구(8)에 의한 분산 로터(7)의 회전속도에 비해 회전 용기(5)의 회전속도가 작아지도록 설정되어 있지만, 반대로 회전 용기(5)의 회전속도가 커지도록 설정되어도 된다. 이 경우에는 분산 대상재의 흐름에 대한 비즈의 저항을 상기 실시형태의 경우에 비해 높일 수 있어, 비즈가 처리용 틈(S)으로부터 밀려나오는 것을 한층 더 효과적으로 억제할 수 있다.

(4) 상기 실시형태에서는 미디어 분리 기구(대상재 안내부)로서 스크린(9)을 이용하고 있지만, 분산 대상재를 비즈와 분리하여 배출구(12)측으로 안내하는 것이라면 그 구체적 구성은 한정되지 않으며, 예를 들면 스크린(9) 대신에, 주위의 비즈에 대하여 원심력을 작용시키기 위한 원심력부여 원통형상체를 채용할 수도 있다.

즉, 원심력부여 원통형상체는 스크린(9)의 스크린 본체(91) 대신에, 도 7에 도시한 것과 같은 원심력부여 본체(191)를 구비한다. 바꿔 말하면, 원심력부여 원통형상체는 원심력부여 본체(191), 폐쇄부(92), 안내 본체(93)를 구비한다.

폐쇄부(92), 안내 본체(93)의 구체적 구성은 상기 실시형태와 동일하므로 여기서는 원심력부여 본체(191)에 대해 설명한다. 도 7은 이 원심력부여 본체를 나타내는 정면도이다.

원심력부여 본체(191)는 원심력부여 원통형상체가 회전함으로써 그 주위의 비즈에 대하여 원심력을 부여하여 튀어오르게 하는 것이며, 공지의 원심 분리 로터로 구성되어 있다.

이 원심력부여 본체(191)의 일례의 구성을 간단히 설명하면, 이 부여 본체(191)는 예를 들면 원통형상을 보이고, 축선과 평행한 방향을 따른 가늘고 긴 교반 슬릿(191a)(교반 개구에 상당)이 우측 끝에서 소정 길이(도시예에서는 좌측 단부에 이르는 소정 길이)로 관통되어 마련되어 있다. 교반 슬릿(191a)은 원심력부여 본체(191)의 원주방향을 따라 등간격으로 다수개 마련되어 있다. 또한 이 교반 슬릿(191a)은 원심력부여 본체(191) 주위의 비즈를 교반하기 위한 것이며, 또한 분산 대상재의 유입 슬릿으로서의 역할도 수행한다. 이 슬릿 폭은 분산 대상재가 유통 가능하다면 그 폭은 특별히 제한되지 않으며, 교반 능력에 따라 적절히 설정된다.

한편, 이 원심력부여 본체(191)에 대해, 바닥이 있는 원통형상의 부재를 이용해도 되며, 그 밖에 원심력을 부여할 수 있는 것이라면 그 구체적 구성은 특별히 한정되지 않는다.

(5) 상기 실시형태에서는 미디어 분리 기구로서의 스크린(9)을 로터 회전 기구(8)에 의해 회전시키도록 되어 있지만, 이 미디어 분리 기구는 회전시키지 않고, 프레임체(3)에 고정시키는 것이어도 되며, 혹은 상기 용기 회전 기구(6)에 의해 회전시키는 것이어도 된다.

(6) 상기 실시형태에서 분산 로터(7)로서 교반 돌기(72)를 가지는 것에 대해 설명했지만, 이 과립화 로터로서 도 8에 도시한 분산 로터(170)를 이용해도 된다.

구체적으로는, 이 분산 로터(170)는 한쪽에 개구되는 로터 내부공간을 가지는 바닥이 있는 원통형상의 로터 본체(171); 이 로터 본체(171)의 외주면에서 상기 본체(171)의 직경방향 외측으로 돌출하는 복수의 돌출형상 디스크(172);를 구비하고, 로터 본체(171)의 외주면 및 돌출형상 디스크(172)에 의해 비즈 및 분산 대상재에 운동 에너지를 부여하여 분산 대상재를 분산시키도록 되어 있다. 한편, 분산 로터(170)는 도 8에서 시계회전방향으로 회전하도록 로터 회전 기구가 설정된다.

로터 본체(171)는 분산 로터(7)와 마찬가지로 그 축심에 평행한 방향을 따라 가늘고 길게 연장되는 비즈 배출 개구부(171a)가 원주방향으로 복수개 마련되어 있다.

한편, 상술한 구체적 실시형태에는 이하의 구성을 가지는 발명의 일 양태가 주로 포함되어 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 습식 과립화 장치는 하우징; 이 하우징에 회전 가능하게 지지되어, 제1 및 제2 개구부를 가지는 동시에, 상기 제1 개구부로부터 공급된 과립화 대상재를 상기 제2 개구부로부터 배출하는 사이에 상기 과립화 대상재를 과립화 처리하는 과립화용 미디어가 수용되는 용기; 이 용기를 회전시키는 용기 회전 기구; 바닥이 있는 원통형상을 보이는 동시에, 상기 용기의 내벽면과의 사이에 처리용 틈을 마련한 상태로 상기 용기 내에 배치되며, 상기 처리용 틈을 경유하여 통 내부로 이동한 상기 과립화용 미디어를 상기 처리용 틈에 배출하는 미디어 배출 개구부가 원주벽에 마련된 과립화 로터; 이 과립화 로터를 상기 용기에 대하여 상대적으로 회전시키는 로터 회전 기구; 및, 상기 과립화 로터 내에 적어도 일부가 배치되는 동시에 상기 처리용 틈을 경유하여 상기 과립화 로터의 내부에 도입된 상기 과립화 대상재를 상기 제2 개구부에 유도하는 대상재 안내부;를 구비한다.

이와 같이 구성하면, 적정한 과립화 처리(예를 들면 분산)를 유지하면서, 과립화용 미디어가 처리용 틈으로부터 과립화 로터의 내부로 밀려나오는 것을 효과적으로 억제하는 동시에 과립화 로터의 내부에 도입된 과립화용 미디어를 효율적으로 처리용 틈부에 배출할 수 있으며, 이것에 의해 과립화용 미디어를 효과적으로 분리할 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 상기 용기의 지지 구조는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 상기 용기의 일단부가 외팔보 형상으로 지지되어 있어도 되지만, 상기 하우징에 지지된 프레임체를 더 구비하여, 상기 용기의 양단부가 이 프레임체에 지지되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 용기는 상기 하우징에 지지된 프레임체에 양단부가 지지되어 있으므로 회전 상태를 안정시킬 수 있다.

이 경우, 예를 들면, 상기 용기는 일단부가 상기 용기 회전 기구에 고정 지지되고, 타단부가 상기 프레임체에 직접 회전 가능하게 지지되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 상기 용기의 타단부가 상기 프레임체에 직접 회전 가능하게 지지되므로 부품 점수를 늘리지 않고 상기 용기를 안정적으로 회전시킬 수 있다.

혹은 예를 들면, 상기 용기는 상기 용기 회전 기구에 일단부가 고정 지지되고, 타단부가 상기 로터 회전 기구에 슬라이딩 접촉 지지되어도 된다.

이와 같이 구성하면, 로터 회전 기구를 효율적으로 활용하여 용기의 양단부를 지지시킬 수 있고, 이로 인해 장치구성을 간략화하면서 용기의 회전을 안정시킬 수 있다.

또한 이 경우, 상기 프레임체는 상기 용기를 수용하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 상기 용기는 상기 프레임체 내에 수용되므로 상기 용기를 안정적이고도 원활하게 회전시킬 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 상기 대상재 안내부의 구체적 구성은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 과립화 로터의 깊은 바닥부에 일단이 개구된 통형상 부재여도 되지만, 상기 대상재 안내부는 상기 과립화용 미디어를 과립화 대상재로부터 분리하여 과립화 대상재를 상기 제2 개구부로 유도하는 미디어 분리부를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 미디어 분리부에서도 과립화용 미디어와 과립화 대상재를 분리할 수 있어, 한층 더 효과적으로 과립화용 미디어를 분리할 수 있다.

이 경우, 미디어 분리 기구의 구체적 구성을 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면 상기 미디어 분리부는 상기 과립화 로터에 접속됨으로써 상기 과립화 로터와 함께 회전하고, 적어도 원주벽의 일부에 상기 과립화용 미디어의 삽입통과를 저해하는 크기로 설정된 분리 개구부가 복수개 마련된 스크린을 포함하는 것이 바람직하고, 혹은 상기 미디어 분리부는 상기 과립화 로터에 접속됨으로써 상기 과립화 로터와 함께 회전하고, 적어도 원주벽의 일부에 주위의 과립화용 미디어를 교반하기 위한 교반 개구부가 복수개 마련된 원심력부여 원통형상체이며, 상기 원심력부여 원통형상체가 회전함으로써 주위의 과립화용 미디어에 원심력을 부여하여 상기 미디어 배출 개구부를 통해 분리하는 것이 바람직하다.

이러한 구성들로 하면, 미디어 분리부가 과립화 로터와 함께 회전하는 것에 의해서도 과립화용 미디어에 원심력을 작용시킬 수 있고, 또 미디어 분리부가 스크린 또는 원심력부여 원통형상체로서 구성되는 것과 더불어, 과립화용 미디어를 한층 더 효과적으로 분리할 수 있다. 구체적으로는 미디어 분리부를 스크린으로서 구성함으로써, 상기 스크린 내부에 과립화용 미디어가 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 혹은 미디어 분리부를 원심력부여 원통형상체로서 구성함으로써 원심력부여 원통형상체의 주위에 있는 과립화용 미디어에 대해서도 확실하게 원심력을 작용시켜 외부로 날릴 수 있으며, 이들에 의해 과립화용 미디어의 분리가 촉진된다.

또한 미디어 분리부가 과립화 로터와 접속됨으로써 상기 과립화 로터와 함께 회전하므로, 장치 전체를 컴팩트하게 구성할 수 있고, 게다가 미디어 분리부를 회전시키기 위한 기구를 별도 마련하는 경우에 비해 저렴하게 제조할 수 있다.

이러한 구성에 있어서, 용기 회전 기구의 구체적 구성은 특별히 한정되지 않으며, 용기 회전 기구에 의한 용기의 회전속도는 로터 회전 기구에 의한 과립화 로터의 회전속도보다 크게 해도 좋지만, 상기 용기 회전 기구에 의한 용기의 회전속도는 상기 로터 회전 기구에 의한 과립화 로터의 회전속도보다 작은 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 과립화 로터에 의해 처리용 틈, 및 과립화 로터 내부에 존재하는 과립화용 미디어 쌍방에 직접적으로 원심력을 작용시킬 수 있어, 처리용 틈으로부터 과립화용 미디어가 밀려나오는 것을 한층 효과적으로 억제할 수 있는 동시에, 과립화 로터 내부의 과립화용 미디어를 처리용 틈에 보다 효율적으로 돌려보낼 수 있다.

1: 습식 분산 장치 2: 하우징
3: 프레임체 5: 회전 용기
6: 용기 회전 기구 7: 분산 로터
8: 로터 회전 기구 9: 스크린
11: 공급구 12: 배출구
13, 14: 유동 틈
34, 35: 베어링 38: 공급부
39: 배출부 51: 용기 본체
15, 52: 메커니컬 밀봉 61, 81: 회전축
62: 종동 풀리 71: 로터 본체
72: 교반 돌기 82: 구동원
91: 스크린 본체 92: 폐쇄부

Claims (9)

1. 하우징;
   상기 하우징에 회전 가능하게 지지되어, 원통형상의 원주벽부, 및 상기 원주벽부의 각 개구를 폐쇄하고 각각에 제1 또는 제2 개구부가 마련된 측벽부를 가지는 동시에, 상기 제1 개구부로부터 공급된 과립화 대상재를 내부 공간만을 통과시켜서 상기 제2 개구부로부터 배출하는 사이에 상기 과립화 대상재를 과립화 처리하는 과립화용 미디어가 수용되는 용기;
   상기 용기를 회전시키는 용기 회전 기구;
   바닥이 있는 원통형상을 보이는 동시에, 상기 용기의 내벽면과의 사이에 처리용 틈을 마련한 상태로 상기 용기 내에 배치되며, 상기 처리용 틈을 경유하여 통 내부로 이동한 상기 과립화용 미디어를 상기 처리용 틈으로 배출하는 미디어 배출 개구부가 원주벽에 마련된 과립화 로터;
   상기 과립화 로터를 상기 용기에 대하여 상대적으로 회전시키는 로터 회전 기구; 및
   상기 과립화 로터 내에 적어도 일부가 배치되는 동시에 상기 처리용 틈을 경유하여 상기 과립화 로터의 내부에 도입된 상기 과립화 대상재를 상기 제2 개구부로 유도하는 대상재 안내부;를 구비하고,
   상기 용기 회전 기구는 상기 용기의 회전방향이 상기 로터 회전 기구에 의한 과립화 로터의 회전방향과 같은 방향이 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징에 지지된 프레임체를 더 구비하고,
   상기 용기의 양단부는 상기 프레임체에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 용기는 일단부가 상기 용기 회전 기구에 고정 지지되고, 타단부가 상기 프레임체에 직접 회전 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 대상재 안내부는 상기 과립화용 미디어를 과립화 대상재로부터 분리하여 과립화 대상재를 상기 제2 개구부로 유도하는 미디어 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 미디어 분리부는 상기 과립화 로터에 접속됨으로써 상기 과립화 로터와 함께 회전하고, 적어도 원주벽의 일부에 상기 과립화용 미디어의 삽입통과를 저해하는 크기로 설정된 분리 개구부가 복수개 마련된 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 미디어 분리부는 상기 과립화 로터에 접속됨으로써 상기 과립화 로터와 함께 회전하고, 적어도 원주벽의 일부에 주위의 과립화용 미디어를 교반하기 위한 교반 개구부가 복수개 마련된 원심력부여 원통형상체이며, 상기 원심력부여 원통형상체가 회전함으로써 주위의 과립화용 미디어에 원심력을 부여하여 상기 미디어 배출 개구부를 통해 분리하는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
7. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용기 회전 기구에 의한 용기의 회전속도는 상기 로터 회전 기구에 의한 과립화 로터의 회전속도보다 작은 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
8. 청구항 2에 있어서,
   상기 용기는 상기 용기 회전 기구에 일단부가 고정 지지되고, 타단부가 상기 로터 회전 기구에 슬라이딩 접촉 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 프레임체는 상기 용기를 수용하는 것을 특징으로 하는 습식 과립화 장치.

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