KR930009082B1 - Continuous treatment process for particulate meterial - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제 1 도는 본 발명의 실시 상태의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on main parts of drawing
10 : 피처리물 저장 용기 20 : 처리제 저장 용기,10: processing object storage container 20: processing agent storage container,
12, 22 : 펌프 14 , 24 : 관,12, 22:
26 : 분사 수단 30 : 수집 용기.26: injection means 30: collection container.
본 발명은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3(10lb/ft3)이하인 물질을 처리제를 사용하여 연속적인 방식으로 처리하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세히 말하자면, 본 발명은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 조밀한 상(相)으로 하여 용기에 이송시키는 동안에 처리제와 접촉시키고, 필요에 따라서 그 처리제와 접촉시킨 물질을 가열하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for treating materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 (10 lb / ft 3 ) or less in a continuous manner with a treatment agent. More specifically, the present invention is directed to contacting a treatment agent during transfer to a container in a dense phase with a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less, and heating the material in contact with the treatment agent as necessary. It relates to a method characterized by.
부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질은 통상적으로 고무, 크팅제, 접착제, 도료 및 밀봉제 등의 조성물의 물성을 개량하기 위항 충전제(充塡濟)나 보강제로서 사용된다. 이러한 물질의 예로서는, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 발연 실리카, 침전 실리카, 발연 알루미나, 카아본 블랙 및 에어로겔 등이 있다.Materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less are commonly used as fillers or reinforcing agents to improve the physical properties of compositions such as rubbers, creting agents, adhesives, paints and sealants. Examples of such materials include, but are not limited to, fumed silica, precipitated silica, fumed alumina, carbon black and aerogels.
부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 이러한 물질들은 종종 그들의 물성을 변화시켜 측정의 목적에 적합한 물성을 갖도록 처리할 필요가 있다. 일반적으로 알려진 처리제로서는, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 액제, 증기제, 분무 액제, 입상(粒狀) 고체제 등이 있다. 일반적으로, 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질들은 처리제 1중량부에 대하여 물질 약 1-5중량비의 비율로 처리된다.These materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less often need to be treated to change their physical properties to have properties suitable for the purpose of the measurement. Generally known processing agents include, but are not limited to, liquids, vapors, spray liquids, granular solids and the like. Generally, materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less are treated at a ratio of about 1-5 weight percent of the material relative to 1 part by weight of the treatment agent.
예를들면, 소수성 충전제나 보강제를 사용해야 하는 경우가 많다. 따라서, 부피 밀도가 약160.2Kg/m3이하인 물질이 평상 상태로는 친수성인 경우, 반드시 소수성이 되도록 처리하여야 한다. 앞에서 언급한 바와같이, 일반적으로 친수성이고, 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질은 이것을 소수성으로 만들기 위해 처리제로 처리한다. 이러한 처리제의 예로서는, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 실리콘 오일, 실란 오일, 디메틸실록산 오일 및 불화수소 증기를 들 수 있다.For example, hydrophobic fillers or reinforcing agents are often required. Therefore, if the material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less is hydrophilic in the normal state, it must be treated to be hydrophobic. As mentioned above, materials that are generally hydrophilic and have a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less are treated with a treatment to make them hydrophobic. Examples of such a treatment agent include, but are not limited to, silicone oil, silane oil, dimethylsiloxane oil, and hydrogen fluoride vapor.
일반적으로, 처리제 1중량부로 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질 약 1-5중량부를 처리할 수 있다. 예를들면, 발연 실리카를 실란 오일로 처리하기 위한 본 발명의 실시예에 있어서, 실란 오일 1중량부로 발연 실리카 약 2-5중량부를 처리한다.Generally, about 1-5 parts by weight of material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less can be treated with 1 part by weight of treatment agent. For example, in an embodiment of the present invention for treating fumed silica with silane oil, about 2-5 parts by weight of fumed silica is treated with 1 part by weight of silane oil.
앞서 검토한 바와같이, 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질의 한가지 예가 발연 실리카이다. 발열(pyrogenic) 실리카라고도 알려진 이 물질은 실리콘 고무, 코팅제, 접착제 및 밀봉제 등의 조성물의 물성을 개량하기 위해 통상적으로 사용되는 공지된 보강제 또는 충전제이다. 발연 실리카는 기본적으로 미분된 이산화규소 입자들로 이루어지며, 부피 밀도가 약 80.1 Kg/m3(5lb/ft3) 이하이고, 표면적은 일반적으로 약 50-400m2/g 이다.As discussed previously, one example of a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less is fumed silica. This material, also known as pyrogenic silica, is a known reinforcing agent or filler commonly used to improve the properties of compositions such as silicone rubbers, coatings, adhesives and sealants. Fumed silica consists essentially of finely divided silicon dioxide particles, having a bulk density of about 80.1 Kg / m 3 (5 lb / ft 3 ) or less, and a surface area of about 50-400 m 2 / g.
부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질의 다른 예로는 침전 실리카가 있다. 침전 실리카 역시 실리콘 고무, 코팅제, 접착제 및 밀봉제 등의 조성물의 물성을 개량하기 위해 통상적으로 사용되는 보강제 또는 충전제로 잘 알려져 있다. 침전 실리카는 기본적으로 미분된 이산화규소 입자들로 이루어지며, 부피 밀도가 일반적으로 약 160.2Kg/m3이하이다. 특정의 용도에는 소수성 발연 실리카를 사용할 필요가 있다. 일반적으로, 친수성 발연 실리카는 친수성 발연 실리카를 처리제로 처리하여 소수성으로 만든다. 예를들면, 에트링거(Ettlinger) 등은 미합중국 특허 제 4,037,023호에서 발연 실리카를 소수성으로 만들기 위해 발연 실리카를 실리콘 오일과 같은 유기 규소 화합물로 처리하였으며, 캘빈(Calvin)의 미합중국 특허 제 4,054,689호에는 발연 실리카를 소수성으로 만들기 위해 발연 실리카를 불화 수소 증기로 처리한 것으로 기재되어 있다. 발연 실리카와 처리제 사이의 반응을 촉진하기 위해 가열이 필요할 경우도 있다.Another example of a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less is precipitated silica. Precipitated silicas are also well known as reinforcing agents or fillers commonly used to improve the properties of compositions such as silicone rubbers, coatings, adhesives and sealants. Precipitated silica consists essentially of finely divided silicon dioxide particles and has a bulk density of generally about 160.2 Kg / m 3 or less. For certain applications it is necessary to use hydrophobic fumed silica. In general, hydrophilic fumed silica is made hydrophobic by treating hydrophilic fumed silica with a treating agent. For example, Ettlinger et al. Treated fumed silica with an organosilicon compound, such as silicone oil, to make the fumed silica hydrophobic in US Pat. No. 4,037,023 and fumed in Calvin's US Pat. No. 4,054,689. The fumed silica has been described as being treated with hydrogen fluoride vapor to render the silica hydrophobic. In some cases, heating may be required to accelerate the reaction between the fumed silica and the treating agent.
일반적으로, 발연 실리카는 용기에 발연 실리카를 채우고, 이어서 발연 실리카를 처리제와 접촉시키는 용기 중에서의 회분식 방법으로 처리한다. 이 방법은 미합중국 특허 제 4,307,023호에 기재되어 있다. 기계적인 혼합 수단을 사용하여 발연 실리카와 처리제를 혼합할 수도 있다. 처리하는 동안 용기도 역시 가열할 수도 있다. 유사한 방법이 라자노(Razzano)의 미합중국 특허 제 4,780,108호에 기재되어 있는데, 이 방법은 부피 밀도가 작은 물질을 혼합용기에 넣고, 이어서 격렬하게 혼합하면서 이 물질 위에 처리제를 분무하는 것을 특징으로 한다. 미합중국 특허 제 4,054,689호에는 다른 회분식 방법이 기재되어 있는데, 이 방법에서는 처리제를 발연 실리카 보다 먼저 용기에 가할 수 있다.Generally, fumed silica is treated by a batch method in a container in which the fumed silica is filled into a container, and then the fumed silica is contacted with a treating agent. This method is described in US Pat. No. 4,307,023. Mechanical mixing means may also be used to mix the fumed silica with the treating agent. The vessel may also be heated during processing. A similar method is described in Razzano, U.S. Patent No. 4,780,108, which comprises placing a material of low bulk density into a mixing vessel and then spraying the treatment on the material while mixing vigorously. Another batch method is described in US Pat. No. 4,054,689, in which a treatment agent can be added to the vessel before fumed silica.
그러나, 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 용기 중에서 처리제와 접촉시킴으로써 그 물질을 처리제로 처리하는 이러한 방법에는 다수의 결점들이 있다. 첫째, 이러한 방법들은 불연속적이다. 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질과 처리제를 소정의 비율로 유지시키기 위해서는 두가지를 모두 고정된 양으로 용기에 가해야만 한다. 이어서, 최종 제품을 용기에서 완전히 제거하고, 용기를 청소해야 한다. 이어서, 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질과 처리제를 새로운 양으로 사용하여 공정을 다시 시작한다.However, there are a number of drawbacks to this method of treating a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less with the treating agent by contacting the treating agent in a container. First, these methods are discontinuous. Both must be added to the container in a fixed amount in order to maintain a predetermined proportion of materials and treatments having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less. The final product must then be completely removed from the container and the container cleaned. Subsequently, the process is restarted with fresh amounts of material and treatment agent having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less.
일반적으로 사용되는 방법들에 따르는 또 하나의 결점은 용기에 처리제를 첨가하기 위한 수단이 빈번하게 막힌다는 점이다. 예를 들면, 일반적으로 처리제는 관(들)의 단부에 있는 분사 수단(노즐)이나 기타 개구부를 통하여 용기에 첨가된다. 이 분사 수단이나 개구부는 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질에 의해 막히기 때문에, 자주 청소해 주어야 한다.Another drawback with commonly used methods is that the means for adding the treatment to the container is frequently blocked. For example, the treatment agent is generally added to the vessel via injection means (nozzles) or other openings at the ends of the tube (s). Since this injection means or openings are blocked by materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less, they should be cleaned frequently.
또한, 일반적으로 알려진 방법들은 회분식 방법이라는 사실을 고려할때, 처리제는 용기 중에서 공 모양으로 뭉쳐져 분사 수단이나 개구부상에 모이게 된다. 따라서, 공 모양의 처리제를 제거하기 위해 분사 수단이나 개구부 및 용기를 모두 청소하고 처리제를 수집하여야 한다.In addition, given the fact that generally known methods are batch processes, the treatment agent aggregates into balls in the container and collects on the injection means or openings. Therefore, in order to remove the ball-shaped treatment agent, it is necessary to clean all the injection means, the opening and the container, and collect the treatment agent.
또한, 용기를 가열하는 경우, 공 모양의 처리제 및(또는) 노즐 또는 개구부에 모인 처리제는 용기중에서 발화의 원인이 된다. 이러한 발화는 또한 용기 중의 과량의 처리제가 완전히 청소되지 않을 경우에 일어날 수 있다.In addition, when heating a container, the processing agent gathered in a ball-shaped processing agent and / or a nozzle or opening part becomes a cause of fire in a container. This ignition can also occur if the excess treatment agent in the container is not completely cleaned.
부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 용기 중에서 처리제와 접촉시킴으로써 그 물질을 처리하는 방법의 또 다른 문제점은 모든 물질이 처리제와의 접촉이 보장되어야 한다는 점이다. 앞에서 검토한 바와같이 , 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질 모두가 처리제와 충분히 접촉할 수 있도록 하기 위해 종종 기계적인 혼합 수단이 채용된다. 그러나, 부피 밀도가 160.2Kg/m3이하인 물질은 그의 밀도 때문에 기계적인 수단에 의해 이송 및(또는) 진탕시키기가 어렵다. 따라서, 처리제가 첨가되는 위치하는 물질은 너무 많은 양의 처리제와 접촉하게 되는 경향이 있다. 반대로, 처리제가 첨가되는 지점으로부터 멀리 떨어져 위치하는 물질은 너무 적은 양의 처리제와 접촉하게 되는 경향이 있을 것이다. "과도하게 접촉되는"물질과 미접촉 물질 모두 완성품의 품질을 저하시키는 결과를 가져온다.Another problem with the method of treating a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less by contacting the treatment agent in a container is that all the materials must be in contact with the treatment agent. As discussed previously, mechanical mixing means are often employed to ensure that all materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less are in sufficient contact with the treatment agent. However, materials having a bulk density of 160.2 Kg / m 3 or less are difficult to transport and / or shake by mechanical means because of their density. Thus, the material in which the treatment agent is added tends to come in contact with too much of the treatment agent. In contrast, materials located far from the point at which the treatment agent is added will tend to come in contact with too little of the treatment agent. Both "over-contacted" and non-contacted materials result in deterioration of the finished product.
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리제로 처리하는 공지된 방법들의 결점을 극복하고자 하는 것이다.Accordingly, a first object of the present invention is to overcome the shortcomings of known methods for treating materials with a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less with a treatment agent.
본 발명의 다른 목적은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리제로 연속 처리하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of continuously treating a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less with a treating agent.
본 발명의 또 하나의 목적은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리제로 처리하는 방법으로서, 발화 가능성이 크게 감소된 방법을 제공하고자 하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for treating a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less with a treatment agent, which greatly reduces the possibility of ignition.
본 발명의 또 다른 목적은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리하는 방법으로서, 해당 물질을 처리제와 균일하고 충분히 접촉시키는 방법을 제공하기 위한 것이다.Yet another object of the present invention is to provide a method for treating a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less, which provides a method for uniformly and sufficiently contacting the material with a treatment agent.
본 발명의 다른 목적은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m2이하인 물질을 처리제로 처리하는 방법으로서, 처리수단들을 자주 청소할 필요가 없는 방법을 위한 것이다.Another object of the present invention is a method of treating a material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 2 or less with a treatment agent, for a method that does not require frequent cleaning of the treatment means.
본 발명의 기타 목적 및 장점들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description.
본 발명에 의하면, 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질은 이 물질을 저장 용기와 수집 용기 사이에서 조밀한 상의 형태로 이송시키는 동안에 물질과 처리제를 연속적인 방식으로 접촉시킴으로써 처리제로 처리한다. 접촉된 물질은 필요할 경우 용기 중에서 가열될 수도 있다.According to the present invention, materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less are treated with the treatment agent by contacting the treatment agent in a continuous manner while transferring the substance in the form of a dense phase between the storage vessel and the collection vessel. The contacted material may be heated in a container if necessary.
본 발명의 주요 장점은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리제로 연속 처리할 수 있다는 점이다.The main advantage of the present invention is that the material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less can be continuously treated with the treatment agent.
본 발명의 다른 장점은 용기 중에서의 발화 가능성이 상당히 감소된다는 점이다.Another advantage of the present invention is that the possibility of ignition in the container is significantly reduced.
본 발명의 또 다른 장점은 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리제와 균등하고 균일하게 접촉시킬 수 있다는 점이다.Another advantage of the present invention is that the material having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less can be brought into uniform and uniform contact with the treating agent.
본 발명의 또 하나의 장점은 처리 용기를 종래의 처리 방법에서와 같이 자주 청소할 필요가 없다는 점이다.Another advantage of the present invention is that the treatment vessel does not need to be cleaned as often as in conventional treatment methods.
본 발명의 기타 장점들은 이하의 본 발명의 더욱 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.Other advantages of the present invention will become apparent from the following more detailed description of the invention.
본 발명의 실시 상태는 제 1 도에 도시되어 있다. 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질은 피처리물 저장 용기(10)에 저장되고, 처리제는 처리제 저장 용기(20)에 저장된다. 용기(10)에 저장된 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질은 펌프(12)에 의하여 관(14)를 통해 조밀한 상의 형태로 연속적으로 펌핑되므로, 그 관내의 물질의 부피 밀도는 약 160.2Kg/m3이하 그대로 유지된다. 동시에 펌프(22)에 의해 처리제가 관(24) 및 분사 수단(26)을 통해 관(14)내에 펌핑되는데, 이 곳에서 처리제와 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질이 접촉하게 된다. 필요에 따라, 처리제 저장 용기(20)이나 관(24)내에서 처리제를 가열할 수도 있다. 처리제와 접촉된 물질은 계속하여 관(14)를 통해 수집 용기(30)에 유입된다. 필요에 따라서 수집 용기(30)을 가열함으로써 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리제로 처리하는 것을 종결시킬 수도 있다. 분사 수단 또는 노즐(26)을 사용하여 처리제를 관(14) 전체에 균일하게 분포시킴으로써 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질을 처리제와 균일하게 접촉시킨다. 제 1 도에 도시한 실시 상태에 있어서, 처리제는 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 물질이 관(14)를 통해 흐르는 방향과 실질적으로 동일한 방향에 첨가된다. 또한, 제 1 도에 도시한 실시 상태에 있어서 관(24)는 관(14)가 거의 90˚각도로 굴곡된 부분에서 관(14)의 내부로 약간 돌출되어 연통시킴으로써, 분사 수단(26)은 관(14)의 측벽에서 격리되도록 배치된다. 당업계의 통상의 지식을 가진 자들에게 명백한 바와같이, 관(14)내의 분사 수단 또는 노즐(26)의 위치 및 관(24)와 관(14)가 서로 연통하는 위치는 부피 밀도가 약 160.2Kg/m3이하인 특정 물질과 이 물질을 처리하기 위해 사용한 특정 처리제 사이에 최적의 접촉을 이루도록 변화시킬 수 있다. 마찬가지로, 처리제가 가해지는 방향 역시 변화시킬 수 있다.An embodiment of the invention is shown in FIG. Materials having a bulk density of about 160.2 Kg / m 3 or less are stored in the
본 발명은 발연 실리카를, 예를 들면 폴리디메틸실록산과 같은 실란 오일로 처리하여 발연 실리카를 소수성으로 만드는 데 특히 적합한다. 발연 실리카는 피처리물 저장용기(10)에 저장되고, 실란 오일은 처리제 저장 용기(20)에 저장된다. 펌프(12)는 통상적인 격막식(diaphragm) 펌프이고, 펌프(22)는 통상적인 펌프이다. 수집 용기(30)은 발연 실리카 제품을 소수성으로 만들기에 충분한 온도로 가열된다. 펌프(12) 및 (22)를 가동시킴으로써 공정이 개시된다. 펌프가 가동됨으로써 발연 실리카는 피처리물 저장 용기(10)으로 부터 관(14)를 거쳐 펌핑되며, 이 관(14)에서 관(24)를 거쳐 분사 수단 또는 노즐(26)을 통해 관(14)로 펌핑된 실란 오일과 접촉된다. 필요에 따라서, 실란 오일은 처리제 저장 용기(20)이나 관(24)에서 가열시킬 수 있다. 발연 실리카와 실란 오일의 전체적인 최종 비율이 중량비로 약 2 : 1 내지 그 이상이 되도록 발연 실리카 및 실란 오일을 서로 다른 속도로 펌핑시킨다. 실란 오일과 접촉한 후, 접촉된 발연 실리카는 계속해서 관(14)를 거쳐 수집 용기(30)으로 유입된다. 유사한 방법으로 침전 실리카, 발연 알루미나, 카아본 블랙 또는 에어로겔을 처리하는 데 본 발명을 이용할 수 있다.The present invention is particularly suitable for treating fumed silica with a silane oil such as polydimethylsiloxane to render the fumed silica hydrophobic. The fumed silica is stored in the
본 발명으로부터 벗어나는 일이 없이 본 명세서에 기재된 방법에 여러가지 수정 및 변형을 가할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재되고 첨부 도면에 나타낸 본 발명의 실시 상태는 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니라는 사실을 명백히 이해하여야 한다. 본 발명은 이하 특허 청구 범위의 범위내에 포함되는 모든 변형을 포함한다.Various modifications and variations can be made to the methods described herein without departing from the invention. Accordingly, it should be clearly understood that the embodiments of the invention described herein and shown in the accompanying drawings are exemplary only, and are not intended to limit the scope of the invention. The invention includes all modifications falling within the scope of the following claims.
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