KR19990042172U - 초음파를 이용한 약품용해조 - Google Patents

Abstract

[고안의 명칭]

초음파를 이용한 약품용해조

[국제특허분류]

D06B

[요 약]

[고안의 목적]

본 고안은 염색공정이나 반응공정에서 염료나 조제의 원액을 용수에 적절한 상태로 희석하여 공급하기 위한 약품용해조에 관한 것으로서,

보다 상세하게로는 초음파를 이용한 약품용해조에 관한 것이다.

[고안이 해결하고자하는 기술적 과제]

본 고안은 이를 실현하기 위해 용해조의 내부에 초음파 진동자를 설치하여 용해조에 충진된 용액에 초음파를 조사하게 되면 유화분산과 화학반응을 촉진시키게 되어 그 중 유화분산기능을 이용하여 염색기나 직물 전처리 공정에 사용되는 염료 및 조제를 충분히 분산 혼합시켜 약품반응실에 주입함으로써 안정된 작업을 하고자 함에 그 특징이 있는 것이다.

[고안의 구성]

약품탱크(2)의 상부 양측에 샤워링(3)(3')과 샤워링(3)에 급수밸브(4)를 연결하고 샤워링(3)좌측 바로 옆에는 액면센서(5)를 설치하여 탱크(2)내에 장입시킨 약품용해조(1)에 있어서,

약품탱크(2)내의 하부 정중앙에 초음파 진동자(6)를 설치하여서 된 것이다.

Description

초음파를 이용한 약품용해조

본고안은 염색공정이나 반응공정에서 염료나 조제의 원액을 용수에 적절한 상태로 희석하여 공급하기 위한 약품용해조에 관한 것으로서,

보다 상세하게로는 초음파를 이용한 약품용해조에 관한 것이다.

일반적으로 염색공정이나 반응공정에서는 염료나 조제의 원액을 용수에 적절한 상태로 희석시켜 공급하기 위해 약품용해조에 염료나 조제를 투입하고 용수에 희석하기 위하여 교반기를 사용하고 있다.

이러한 교반기(11)는 기계적인 방식으로 용액을 희석하는 장치로서 감속기가 부착된 모터(12)의 축(13)에 프로펠러(14)를 부착하고 프로펠러(14)를 회전시켜 용액이 희석되게 하고 있는 바,

이러한 종래방식은 희석이 잘되도록 하기 위해 용해조(10)내부에 중기히터(15)를 설치하여 용액을 가열하거나 장시간 동안 교반기(11)를 가동하고 있으나, 이러함에도 불구하고 희석된 입자가 미세하게 균질화되지 않아 굵은 입자는 직물에 부착되어 직물을 부분적으로 오염시키게 되는 단점이 지적되고 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서

본고안은 이를 실현하기 위해 용해조의 내부에 초음파 진동자를 설치하여 용해조에 충진된 용액에 초음파를 조사하게 되면 유화분산과 화학반응을 촉진시키게되어 그 중 유화분산기능을 이용하여 염색기나 직물 전처리 공정에 사용되는 염료 및 조제를 충분히 분산 혼합시켜 약품반응실에 주입함으로써 안정된 작업을 하고자 함에 그 특징이 있는 것이다.

본 고안의 구성설명에 들어가기 전에 초음파에 대하여 참고적으로 설명하자면, 초음파는 인간의 가청범위를 넘는 17khz이상의 주파수를 지닌 음파인데 진공중으로도 전파되는 光부(전자기파)과는 달리, 초음파는 전파되기 위해서 탄성을 지닌 매체를 필요로 하며 초음파는 전자기파와 마찬가지로 집속, 반사 및 굴절되면서 음화학적 반응(sonochemical reaction)을 일으킨다.

특히, 초음파는 액체내에서는 케비테이션(Cavitation)을 발생시키는데, 분자가 진동을 함에 따라 압축된 부분과 희박한 부분, 즉 고압 및 저압영역이 생겨, 희박한 부분은 빈공간이나 거품이 되어 점점 커지다가 다시 압축과정에서 결국은 격렬하게 붕괴되면서 충격파가 생긴다. 진공부분이 생기는 이와같은 기포형성 및 붕괴현상이 고체/액체나 액체/액체계에서 관찰되는 대부분의 초음파작용 원리로 알려져 있다.

도 1은 본고안의 약품용해조의 구성도

도 2는 종래 약품용해조의 구성도

도 3은 본고안이 적용되는 염색공정의 계통도

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 약품용해조 2 : 약품탱크

6 : 초음파진동자

이하, 본 고안의 구성을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과같다.

도 1은 본고안 약품용해조의 내부구성을 나타내는 도면으로서,

약품탱크(2)의 상부 양측에 샤워링(3)(3')과 샤워링(3)에 급수밸브(4)를 연결하고 샤워링(3)좌측 바로 옆에는 액면센서(5)를 설치하여 탱크(2)내에 장입시킨 약품용해조(1)에 있어서,

약품탱크(2)내의 하부 정중앙에 초음파 진동자(6)를 설치하여서 된 구성으로 도면 중 미설명 부호

(7)은 용액

(8)은 배수밸브를 지칭하고 있다.

이와같이 이루어진 본고안은 통상의 방식으로 전원을 인가시켜 약품탱크(2)내의 초음파진동자(6)를 조사시키면 탱크내의 용액(7)에서는 케비테이션이 발생되는데,

이 케비테이션이 발생되면 용액(7)의 격렬한 활동으로 분산유화와 음화학적 반응이 일어나게 되고,

이러한 작용은 용액(7)을 단시간에 희석시켜 소전력으로 입자를 미립화하여 lum이하인 균질의 용액을 얻을 수 있는 것인바,

상기, 초음파특징은 분산유화와 화학반응 촉진이며, 초음파 진동자(6)의 표면상에 일어나는 케비테이션을 기초로 하여 이 부근에 발생하는 초음파 충격력에 의해 행해지는 것이다.

한편, 초음파의 분산유화특징은 보통으로 혼합되지 않는 물과 기름, 물과 안료와 같은 것도 쉽게 유화분산되며 얻어진 유화분산액은 장시간 동안 안정되어 있다.

이상, 설명한 바와같이 본고안은 기존의 교반장치와 달리 회전부분이 없으므로 취급이 간단 용이하고,

분산이 극히 짧은 시간에 이루어지므로 소 전력으로 대량처리가 가능하고, 특히 염료의 입자분산 또는 직물의 염색에 있어 중요한 것이므로 비스코스의 염색에 사용하는 염료의 입자크기는 1um이하의 것이 약 50%, 20um이상의 것이 약 30%정도로 입자지름의 분포가 넓은 범위에 걸쳐지므로 여기에 초음파를 조사하면은 입자의 지름이 거의 1um이하로 되며 20um이상의 입자는 2%정도까지 감소하여 균질의 염료를 얻을 수 있는 효과를 갖게 되는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (1)

1. 약품탱크(2)의 상부 양측에 샤워링(3)(3')과 샤워링(3)에 급수밸브(4)를 연결하고 샤워링(3)좌측 바로 옆에는 액면센서(5)를 설치하여 탱크(2)내에 장입시킨 약품용해조(1)에 있어서,

   약품탱크(2)내의 하부 정중앙에 초음파 진동자(6)를 설치하여서 됨을 특징으로하는 초음파를 이용한 약품용해조.