KR20190077780A - 시브 및 핀 밀 장치 - Google Patents

Abstract

핀 밀 장치는 피처리체가 투입되는 투입구, 상기 투입구와 연통하는 본체부, 상기 본체부 내부에 위치하며, 일 방향으로 회전하여 상기 피처리체를 분쇄된 분말로 분쇄하는 복수의 회전 핀들을 포함하는 분쇄부, 상기 본체부 내부에서 상기 분쇄부를 둘러싸며, 설정된 크기를 가지는 복수의 관통홀들을 포함하는 시브(sieve), 그리고 상기 본체부와 연통하며, 상기 시브를 통과한 분쇄된 분말이 배출되는 배출구를 포함하며, 상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 일 방향으로 기울어진다.

Description

시브 및 핀 밀 장치{SIEVE AND PIN MILL APPARATUS}

본 기재는 시브 및 핀 밀 장치에 관한 것이다.

고체 입자를 입도에 따라 나누는 것을 분급이라고 한다.

핀 밀(Pin Mill) 장치는 페인트, 도료, 잉크, 염료, 의약품과 같은 액체를 분쇄하기 위한 장치이다.

종래의 핀 밀 장치는 한국공개특허공보 제10-2007-0023860호에 개시되어 있다.

이러한 핀 밀 장치는 탄화물 등의 피처리체의 분쇄 및 분쇄된 분말의 분급에 있어서 사용되고 있다.

일 실시예는, 피처리체를 분쇄하는 동시에 분쇄된 분말을 용이하게 분급하는 시브 및 핀 밀 장치를 제공하고자 한다.

일 측면은 피처리체가 투입되는 투입구, 상기 투입구와 연통하는 본체부, 상기 본체부 내부에 위치하며, 일 방향으로 회전하여 상기 피처리체를 분쇄된 분말로 분쇄하는 복수의 회전 핀들을 포함하는 분쇄부, 상기 본체부 내부에서 상기 분쇄부를 둘러싸며, 설정된 크기를 가지는 복수의 관통홀들을 포함하는 시브(sieve), 그리고 상기 본체부와 연통하며, 상기 시브를 통과한 분쇄된 분말이 배출되는 배출구를 포함하며, 상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 일 방향으로 기울어진 핀 밀 장치를 제공한다.

상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 시브의 두께 방향과 10도 내지 80도의 교각(angle of intersection)을 가질 수 있다.

상기 복수의 관통홀들 상기 연장 방향은 상기 시브의 두께 방향과 서로 다른 교각을 가질 수 있다.

상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 시브의 두께 방향과 20도 내지 50도의 교각(angle of intersection)을 가질 수 있다.

상기 시브의 표면은 소수성 처리될 수 있다.

상기 시브의 표면의 접촉각은 90도 내지 150도일 수 있다.

또한, 일 측면은 일 방향으로 회전하여 피처리체를 분쇄하는 복수의 회전 핀들을 포함하는 분쇄부를 포함하는 분쇄 장치에 이용되는 시브(sieve)에 있어서, 상기 분쇄부를 둘러싸며, 설정된 크기를 가지는 복수의 관통홀들을 포함하며, 상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 일 방향으로 기울어진 시브를 제공한다.

일 실시예에 따르면, 피처리체를 분쇄하는 동시에 분쇄된 분말을 용이하게 분급하는 시브 및 핀 밀 장치가 제공된다.

도 1은 일 실시예에 따른 핀 밀 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 핀 밀 장치의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치의 일 부분을 나타낸 단면도이다.
도 5는 비교예, 실험예1, 그리고 실험예2에 따른 결과를 나타낸 표이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 핀 밀 장치를 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 핀 밀 장치를 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 핀 밀 장치(1000)는 피처리체를 분쇄 및 분급하는 장치이다.

핀 밀 장치(1000)는 투입구(100), 본체부(200), 분쇄부(300), 시브(400), 배출구(500)를 포함한다.

투입구(100)는 피처리체가 투입되는 부분이다. 투입구(100)는 본체부(200)의 분쇄 공간(210)과 연통한다.

본체부(200)는 투입구(100) 및 배출구(500)와 연통한다. 본체부(200)는 내부에 위치하는 분쇄 공간(210) 및 분급 공간(220)을 포함한다.

분쇄 공간(210)은 투입구(100)와 연통하며, 투입구(100)로 투입된 피처리체는 분쇄 공간(210)으로 이동되어 분쇄부(300)에 의해 분쇄된 분말로 분쇄된다.

분급 공간(220)은 시브(400)를 사이에 두고 분쇄 공간(210)과 연통한다. 분급 공간(220)은 배출구(500)와 연통한다. 분쇄 공간(210)에서 분쇄부(300)에 의해 분쇄된 분말은 시브(400)의 관통홀들(410)을 통과하여 분급 공간(220)으로 이동된다.

분쇄부(300)는 본체부(200)의 내부에 위치하는 분쇄 공간(210)에 위치한다.

분쇄부(300)는 투입구(100)로부터 분쇄 공간(210)으로 이동된 피처리체를 분쇄한다. 분쇄부(300)는 고정자인 복수의 고정 핀들(310) 및 회전자인 복수의 회전 핀들(320)을 포함한다.

한편, 일 실시예에서, 고정 핀들(310)은 회전 핀들(320)의 내측에 위치하나, 이에 한정되지 않고 고정 핀들(310)은 회전 핀들(320)의 외측에 위치할 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 분쇄부(300)는 고정 핀들(310) 및 회전 핀들(320)을 포함하나, 이에 한정되지 않고 회전 핀들(320)만을 포함할 수 있다.

회전 핀들(320)은 시계 방향 또는 반시계 방향인 일 방향(R1)으로 회전하여 고정 핀들(310)과 함께 피처리체를 분쇄한다. 회전 핀들(320)의 분당 회전수(RPM)에 따라 피처리체로부터 분쇄된 분말의 입도가 조절될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

시브(400)는 본체부(200)의 내부에 위치하는 분급 공간(220)에 위치한다. 시브(400)는 분쇄부(300)를 둘러싸며, 설정된 크기를 가지는 복수의 관통홀들(410)을 포함한다. 분쇄 공간(210)에서 분쇄부(300)에 의해 분쇄된 분말은 시브(400)의 관통홀들(410)을 통과해 분급 공간(220)으로 이동된다.

시브(400)는 금속, 유기 재료, 또는 무기 재료를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

시브(400)는 분급 공간(220)에 탈부착될 수 있다. 이 경우, 본체부(200)의 일 부분이 힌지(hinge)에 의해 오픈(open)되어 시브(400)의 탈부착이 수행될 수 있다.

배출구(500)는 본체부(200)의 분급 공간(220)과 연통한다. 시브(400)의 관통홀들(410)을 통과한 분쇄된 분말은 배출구(500)를 통해 외부로 배출된다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 핀 밀 장치(1000)는 투입구(100)로 투입된 피처리체를 분쇄 공간(210)에서 분쇄된 분말로 분쇄하는 동시에, 분쇄된 분말을 분급 공간(220)에 위치하는 시브(400)를 이용해 설정된 입도를 가지는 분말로 분급하여 배출구(500)로 배출한다.

또한, 일 실시예에 따른 핀 밀 장치(1000)는 분쇄된 분말의 분급 수율이 최대화된다. 이를 이하에서 설명한다.

도 2는 일 실시예에 따른 핀 밀 장치의 일 부분을 나타낸 단면도이다.

도 2를 참조하면, 시브(400)에 포함된 복수의 관통홀들(410)의 연장 방향(D1)은 복수의 회전 핀들(320)의 회전 방향인 일 방향(R1)으로 기울어져 있다.

복수의 관통홀들(410)의 연장 방향(D1)은 시브(400)의 두께 방향(D2)과 10도 내지 80도의 교각(AI)을 가질 수 있다. 해당 범위를 넘어갈 경우, 급격한 교각으로 인해, 관통홀들(410)의 내부에 피처리체의 분말이 끼이는 현상이 발생할 수 있다. 이 경우, 시브(400) 내부에서 피처리체가 적체되면서, 계속적인 분쇄로 인하여, 막힘 및 추후 음압으로 인한 피처리체의 역류가 발생할 수 있다.

여기서, 시브(400)의 두께 방향(D2)은 시브(400)의 표면과 수직한 방향일 수 있다.

또한, 복수의 관통홀들(410)의 연장 방향(D1)은 시브(400)의 두께 방향(D2)과 20도 내지 50도의 교각(AI)을 가질 수 있다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 핀 밀 장치(1000)는 시브(400)의 관통홀들(410)의 연장 방향(D1)이 복수의 회전 핀들(320)의 회전 방향인 일 방향(R1)으로 기울어져 있음으로써, 분쇄 공간(210)에서 피처리체로부터 분쇄된 분말이 용이하게 시브(400)의 관통홀들(410)을 통과하기 때문에, 분급 공간(220)으로 이동되어 배출구(500)로 배출되는 분급된 분말의 분급 수율이 최대화된다.

이하, 도 3을 참조하여 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치를 설명한다.

이하, 상술한 일 실시예에 따른 핀 밀 장치와 다른 부분에 대해서 설명한다.

도 3은 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치의 일 부분을 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치(1002)의 시브(400)에 포함된 복수의 관통홀들(410)의 연장 방향(D1)은 복수의 회전 핀들(320)의 회전 방향인 일 방향(R1)으로 기울어져 있다. 복수의 관통홀들(410) 각각의 연장 방향(D1)은 시브(400)의 두께 방향(D2)과 서로 다른 교각(AI)을 가진다.

복수의 관통홀들(410) 각각의 연장 방향(D1)은 시브(400)의 두께 방향(D2)과 10도 내지 80도의 서로 다른 교각(AI)을 가질 수 있다.

또한, 복수의 관통홀들(410) 각각의 연장 방향(D1)은 시브(400)의 두께 방향(D2)과 20도 내지 50도의 서로 다른 교각(AI)을 가질 수 있다.

이와 같이, 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치(1002)는 시브(400)의 관통홀들(410) 각각의 연장 방향(D1)이 복수의 회전 핀들(320)의 회전 방향인 일 방향(R1)과 서로 다른 방향으로 기울어져 있음으로써, 분쇄 공간(210)에서 피처리체로부터 분쇄된 분말이 용이하게 시브(400)의 관통홀들(410)을 통과하기 때문에, 분급 공간(220)으로 이동되어 배출구(500)로 배출되는 분급된 분말의 분급 수율이 최대화된다.

이하, 도 4를 참조하여 또 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치를 설명한다.

이하, 상술한 일 실시예에 따른 핀 밀 장치와 다른 부분에 대해서 설명한다.

도 4는 또 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치의 일 부분을 나타낸 단면도이다.

도 4를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치(1003)의 시브(400)는 복수의 관통홀들(410) 및 소수성 코팅층(420)을 포함한다. 즉, 시브(400)의 표면은 소수성 처리된다.

시브(400)의 표면의 접촉각(tilted-drop measurement)은 90도 내지 150도일 수 있다.

시브(400)의 소수성 코팅층(420)은 시브(400)의 표면에 형성된 다양한 소수성 층일 수 있다.

일례로, 소수성 코팅층(420)은 시브(400)의 표면을 유지 처리하거나, 시브(400)의 표면의 거칠기를 조절하거나, 시브(400)의 표면에 불소(F) 등의 코팅층을 형성하여 형성될 수 있다.

한편, 소수성 코팅층(420)은 공지된 다양한 방법 또는 재료에 의해 형성될 수 있다.

이와 같이, 또 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치(1003)는 시브(400)의 관통홀들(410)의 연장 방향(D1)이 복수의 회전 핀들(320)의 회전 방향인 일 방향(R1)으로 기울어져 있고, 시브(400)가 소수성 코팅층(420)을 포함함으로써, 분쇄 공간(210)에서 피처리체로부터 분쇄된 분말이 용이하게 시브(400)의 관통홀들(410)을 통과하는 동시에 관통홀들(410)을 통과하는 분말이 관통홀들(410)의 내부에 부착되는 것이 억제되기 때문에, 분급 공간(220)으로 이동되어 배출구(500)로 배출되는 분급된 분말의 분급 수율이 최대화된다.

이하, 도 5를 참조하여 상술한 일 실시예 및 또 다른 실시예에 따른 핀 밀 장치의 효과를 확인한 실험을 설명한다.

도 5는 비교예, 실험예1, 그리고 실험예2에 따른 결과를 나타낸 표이다.

도 5를 참조하면, 비교예(C)에 따른 시브는 스테인리스스틸(SUS)재질의 0.6mm두께의 시브에 관통홀들을 200um의 지름으로 형성하였으며, 시브의 일면에 위치하는 관통홀의 제1 개구와 타면에 위치하는 제2 개구가 시브의 두께 방향과 일치하도록 제작하였다.

실험예1(E1)에 따른 시브는 상술한 일 실시예와 대응하며, 비교예와 대비하여 관통홀들의 연장 방향이 회전 핀들의 회전 방향인 일 방향으로 기울어져 시브의 두께 방향과 교각을 가지도록, 시브의 일면에 위치하는 관통홀의 제1 개구와 타면에 위치하는 관통홀의 제2 개구 사이의 거리가 회전 핀의 선속도 방향으로 30um거리를 가지도록 제작하였다.

실험예2(E2)에 따른 시브는 상술한 또 다른 실시예와 대응하며, 비교예와 대비하여 관통홀들의 연장 방향이 회전 핀들의 회전 방향인 일 방향으로 기울어져 시브의 두께 방향과 교각을 가지도록, 시브의 일면에 위치하는 관통홀의 제1 개구와 타면에 위치하는 관통홀의 제2 개구 사이의 거리가 회전 핀의 선속도 방향으로 30um거리를 가지도록 제작하였다. 이후, 유지가 50% 함유된 용액에 시브를 함침시킨 후 60도 오븐에서 1시간 30분 건조하였다. 유지 처리된 시브의 접촉각은 실질적으로 102도 내지 120도로 측정되었다.

이후 LiB음극재로 사용될 수 있는 혼련된 탄소계물질 (코크스:석유계 핏치:석유계 타르 = 0.7:0.2:0.1)의 탄소화 및 흑연화된 샘플을 이용한 분쇄 및 분급 작업을 100g 단위로 핀 밀 장치를 이용해 실시하였다.

비교예(C)에 따른 시브를 이용한 분급 작업은 42.88%의 분급 수율인 것을 확인하였다.

실험예1(E1)에 따른 시브를 이용한 분급 작업은 63.26%의 분급 수율인 것을 확인하였다.

실험예2(E2)에 따른 시브를 이용한 분급 작업은 67.96%의 분급 수율인 것을 확인하였다.

이상과 같이, 일 실시예와 대응하는 실험예1(E1)에 따른 시브를 이용한 분급 작업 및 또 다른 실시예와 대응하는 실험예2(E2)에 따른 시브를 이용한 분급 작업의 분급 수율이 최소 20% 향상된 것을 확인하였다.

본 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

투입구(100), 본체부(200), 분쇄부(300), 시브(400), 배출구(500)

Claims (7)

1. 피처리체가 투입되는 투입구;
   상기 투입구와 연통하는 본체부;
   상기 본체부 내부에 위치하며, 일 방향으로 회전하여 상기 피처리체를 분쇄된 분말로 분쇄하는 복수의 회전 핀들을 포함하는 분쇄부;
   상기 본체부 내부에서 상기 분쇄부를 둘러싸며, 설정된 크기를 가지는 복수의 관통홀들을 포함하는 시브(sieve); 그리고
   상기 본체부와 연통하며, 상기 시브를 통과한 분쇄된 분말이 배출되는 배출구
   를 포함하며,
   상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 일 방향으로 기울어진 핀 밀 장치.
2. 제1항에서,
   상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 시브의 두께 방향과 10도 내지 80도의 교각(angle of intersection)을 가지는 핀 밀 장치.
3. 제2항에서,
   상기 복수의 관통홀들 상기 연장 방향은 상기 시브의 두께 방향과 서로 다른 교각을 가지는 핀 밀 장치.
4. 제2항에서,
   상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 시브의 두께 방향과 20도 내지 50도의 교각(angle of intersection)을 가지는 핀 밀 장치.
5. 제1항에서,
   상기 시브의 표면은 소수성 처리된 핀 밀 장치.
6. 제5항에서,
   상기 시브의 표면의 접촉각은 90도 내지 150도인 핀 밀 장치.
7. 일 방향으로 회전하여 피처리체를 분쇄하는 복수의 회전 핀들을 포함하는 분쇄부를 포함하는 분쇄 장치에 이용되는 시브(sieve)에 있어서,
   상기 분쇄부를 둘러싸며, 설정된 크기를 가지는 복수의 관통홀들을 포함하며,
   상기 복수의 관통홀들의 연장 방향은 상기 일 방향으로 기울어진 시브.

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