KR102251236B1 - 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치 - Google Patents

초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 분산시료를 포함하는 유체를 수용하는 용기; 내측의 수용공간을 통해 상기 용기 및 냉각수를 수용하는 본체; 상기 본체의 상단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 상기 용기 상단부 측으로 일정한 대역의 초음파를 가하는 제1트랜스듀서; 및 상기 본체의 하단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 상기 용기 하단부 측으로 상기 제1트랜스듀서와 다른 대역의 초음파를 가하는 제2트랜스듀서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에 관한 것이다.

Description

초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치{tandem type emulsifying and dispersing device using ultrasonic transducer}
본 발명은 유화 및 분산장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체에 포함된 분산시료의 분산이 원활할 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체에 포함된 유화시료의 유화(乳化)가 원활할 수 있도록 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에 관한 것이다.
나노입자는, 그 직경이 1-100nm의 것으로서, 체적에 비해 표면적이 큰 특징으로 인하여 일반 물질과는 다른 전기적, 광학적 및 자기적 특성을 갖는다.
이에 나노입자를 고분자 수지 내에 첨가하여 기계적, 화학적, 광학적 물성 등의 다양하고 복합적인 기능을 갖는 나노복합재료를 제조하는 나노융합산업이 주목받고 있다.
한편, 나노입자는 입자들간의 응집력이 비교적 큰 편이므로 입자들이 응집체를 형성하려는 성질로 인해 나노입자들이 가지는 물성을 발휘하지 못하게 되는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해소하고자 다양한 고분자 수지 내에서 나노입자가 높은 분산성을 갖도록 하기 위한 연구가 진행되고 있다.
예컨대, 대한민국 등록특허공보 제10-1583752호 등에 개시된 바와 같이 에폭시 수지와 나노입자가 혼합된 에폭시 혼합물에 초음파를 가하여 나노입자의 분산이 이루어지도록 하고 있다.
그러나 종래의 초음파를 이용한 나노입자 분산장치는 초음파 배스 또는 호모지나이저와 같이 평면 초음파를 이용함으로써 강력한 음향파워를 발생시키기 어려울 뿐만 아나리 정재파 음장분포로 인하여 나노입자의 분산이 균일하지 못한 문제가 있었다.
또한, 종래의 초음파를 이용한 나노입자 분산장치는 대구경의 원통형 트랜스듀서를 사용함에 따라 전기적 입력 임피던스가 극도로 낮으므로 전기에너지 공급이 곤란한 문제가 있었다.
이에 대한민국 등록특허공보 제10-1814103호의 '초음파 스트리밍 및 충격파를 이용한 나노입자 분산장치'가 제안된바 있다.
상기 '초음파 스트리밍 및 충격파를 이용한 나노입자 분산장치'는 트랜스듀서가 본체의 둘레면을 따라 배치될 뿐만 아니라 일정한 각도로 경사지게 배치되는바, 트랜스듀서로부터 가해지는 초음파에 의해 현탁액에 와류가 형성될 뿐만 아니라 충격파가 미치게 되므로 이에 의해 나노입자의 분산이 원활할 수 있었다.
다만, 상기 '초음파 스트리밍 및 충격파를 이용한 나노입자 분산장치'는 일정한 대역의 초음파만을 가할 수밖에 없었던바, 나노입자의 분산 효과가 제한되는 문제가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1583752호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 유체에 포함된 분산시료의 분산이 원활할 수 있도록 할 뿐만 아니라 유체에 포함된 유화시료의 유화가 원활할 수 있도록 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
분산시료를 포함하는 유체를 수용하는 용기; 내측의 수용공간을 통해 상기 용기 및 냉각수를 수용하는 본체; 상기 본체의 상단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 상기 용기 상단부 측으로 일정한 대역의 초음파를 가하는 제1트랜스듀서; 및 상기 본체의 하단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 상기 용기 하단부 측으로 상기 제1트랜스듀서와 다른 대역의 초음파를 가하는 제2트랜스듀서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치를 제안한다.
상기 용기는 상기 유체를 순환시키는 순환라인을 포함한다.
상기 순환라인은 상기 유체를 저장하는 유체저장조 및 상기 유체를 강제 유동시키는 펌프를 포함할 수 있다.
상기 본체는 상단부와 하단부 사이에 단차가 형성됨에 따라 상단부의 개방폭이 하단부의 개방폭에 비해 더 작다.
상기 본체는 상기 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서 결합 부위에 결합하는 차단부재를 포함한다.
상기 차단부재는 일정한 두께의 고무판일 수 있다.
상기 제1트랜스듀서는 MHz 대역의 고주파를 가한다.
상기 제2트랜스듀서는 KHz 대역의 저주파를 가한다.
상기 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서는 이동부재에 의해 전후진함에 따라 상기 용기와의 간격이 조절될 수 있다.
상기 제2트랜스듀서는 상기 제1트랜스듀서와 동시 또는 시차를 두고 초음파를 가할 수 있다.
본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치는, 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서를 포함하는바, 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서에 의해 용기 내의 유체로 고주파 및 저주파가 가해지므로 상대적으로 크게 응집된 분산시료가 저주파에 의해 덩어리 형태로 분산되고, 상대적으로 작게 응집된 분산시료가 고주파에 의해 잘게 분산되므로 2중의 분산에 의해 분산시료의 분산이 원활할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치는, 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서가 이동부재에 의해 이동하는바, 제1트랜스듀서로부터 용기에 이르는 간격 및 제2트랜스듀서로부터 용기에 이르는 간격이 조절되므로 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서에 의한 고주파 및 저주파가 유체에 포함된 분산시료 및 유화시료에 원활히 전달될 수 있어 분산시료의 분산 및 유화시료의 유화가 더욱 원활할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치의 외형을 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에서 제1트랜스듀서의 배치 형태를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에서 제1트랜스듀서의 다른 배치 형태를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에서 제1트랜스듀서에 의한 분산시료의 분산을 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에서 제2트랜스듀서에 의한 분산시료의 분산을 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에 의한 유화시료의 유화를 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에서 제1트랜스듀서의 전후진을 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치에서 제2트랜스듀서의 전후진을 보인 예시도이다.
이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치(A)는, 용기(10); 본체(20); 제1트랜스듀서(30); 및 제2트랜스듀서(40);를 포함한다.
본 발명의 용기(10)는 분산시료(110)를 포함하는 유체(100)를 수용한다.
따라서 용기(10)에 의해 본체(20) 내에서 유체(100)와 냉각수(200)의 혼합이 방지된다.
이때, 용기(10)는 유체(100)를 순환시키는 순환라인(11)을 포함함으로써 분산시료(110)의 분산이 연속하여 이루어질 수 있다.
여기서, 순환라인(11)은 유체(100)를 저장하는 유체저장조(11b) 및 펌프(11a)를 포함함으로써 펌프(11a)에 의해 유체저장조(11b)에 저장된 유체(100)의 강제 유동이 이루어짐에 따라 용기(10) 내에서 유체(100)의 순환이 원활할 수 있다.
한편, 용기(10)는 유체(100)의 수용이 원활할 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 종류의 것이어도 무방하며, 그 일례로는 유리 용기(10)일 수 있다.
그리고 용기(10)에 수용되는 분산시료(110)를 포함하는 유체(100)는 통상의 어떠한 종류의 것이어도 무방하며, 그 일례로는 나노입자가 포함된 현탁액일 수 있다.
그리고 용기(10)에 수용되는 분산시료(110)를 포함하는 유체(100)는 기름 등의 유화시료(120)를 포함할 수 있다.
본 발명의 본체(20)는 내측의 수용공간(21)을 통해 용기(10) 및 냉각수(200)를 수용한다.
따라서 본체(20)에 의해 유체(100)의 냉각이 이루어진다.
이때, 본체(20)는 상단부와 하단부 사이에 단차가 형성됨으로써 상단부의 개방폭이 하단부에 개방폭에 비해 작다.
따라서 본체(20)의 상단부 둘레면에 배치되는 제1트랜스듀서(30)가 본체(20) 하단부 둘레면에 배치되는 제2트랜스듀서(40)에 비해 용기(10)에 근접하게 된다.
그리고 본체(20)는 제1트랜스듀서(30) 및 제2트랜스듀서(40) 결합 부위에 결합하는 차단부재(22)를 포함함으로써 차단부재(22)에 의해 본체(20)와 제1트랜스듀서(30)의 기계적 분리 및 본체(20)와 제2트랜스듀서(40)의 기계적 분리가 이루어짐에 따라 제1트랜스듀서(30) 및 제2트랜스듀서(40)에 의해 초음파가 가해지는 과정에서 본체(20)의 떨림 및 소음 발생 등이 억제된다.
여기서, 차단부재(22)는 일정한 두께의 고무판임으로써 차단부재(22)에 의해 본체(20)의 떨림이 억제 될 뿐만 아니라 제1트랜스듀서(30) 및 제2트랜스듀서(40) 결합 부위를 통한 냉각수(200)의 누수가 방지될 수 있다.
본 발명의 제1트랜스듀서(30)는, 본체(20)의 상단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 용기(10) 상단부 측으로 일정한 대역의 초음파를 가한다.
따라서 제1트랜스듀서(30)로부터 초음파가 가해짐에 따라 용기(10)에 수용된 유체(100)에서 분산시료(110)의 분산이 이루어진다.
이때, 제1트랜스듀서(30)는 본체(20)의 내면 접선에 대하여 사전 설정된 각도로 경사지게 배치됨으로써 제1트랜스듀서(30)로부터의 초음파에 의해 용기(10) 내의 유체(100)에 와류가 형성될 수 있다.
그리고 제1트랜스듀서(30)는 MHz 대역의 고주파를 가함으로써 이에 의해 특히 상대적으로 작게 응집된 분산시료(110)가 잘게 분산된다.
그리고 제1트랜스듀서(30)는 이동부재(31)에 의해 전후진함으로써 용기(10)와의 간격이 조절되므로 이에 의해 유체(100)로의 고주파 전달이 원활할 수 있다.
여기서, 이동부재(31)는 제1트랜스듀서(30)를 전후진시킬 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방하며, 그 일례로는 선단이 본체(20) 둘레면에 나선물림하고 내측에 제1트랜스듀서(30)가 삽입 설치되는 관 형태의 것일 수 있다.
따라서 관 형태의 이동부재(31)를 회전시킴으로써 제1트랜스듀서(30)의 전후진이 간단히 이루어질 수 있다.
본 발명의 제2트랜스듀서(40)는, 본체(20)의 하단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 상기 용기(10) 하단부 측으로 상기 제1트랜스듀서(30)와 다른 대역의 초음파를 가한다.
따라서 제2트랜스듀서(40)로부터 초음파가 가해짐에 따라 용기(10)에 수용된 유체(100)에서 분산시료(110)의 분산이 이루어진다.
이때, 제2트랜스듀서(40)는, KHz 대역의 저주파를 가함으로써 이에 의해 특히 상대적으로 크게 응집된 분산시료(110)가 덩어리 형태로 분산된다.
그리고 제2트랜스듀서(40)는 이동부재(41)에 의해 전후진함으로써 용기(10)와의 간격이 조절되므로 이에 의해 유체(100)로의 저주파 전달이 원활할 수 있다.
여기서 이동부재(41)는 제1트랜스듀서(30)를 이동시키는 이동부재(31)와 동일한바, 이동부재(41)에 관한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
한편, 제2트랜스듀서(40)는 제1트랜스듀서(30)와 동시 또는 시차를 두고 작동할 수 있다.
따라서 유체(100)에 고주파 및 저주파가 동시에 가해지거나 시차를 두고 가해질 수 있다.
본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치(A)는 유체(100)에 포함된 분산시료(110)의 분산이 원활할 수 있도록 한다. 이에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 용기(10) 내에는 분산시료(110)가 포함된 유체(100), 예컨대 나노입자가 포함된 현탁액이 수용된다.
그리고 용기(10)는 본체(20) 내측 수용공간(21)에 수용된다.
한편, 본체(20) 내에 수용된 용기(10), 다시 말해 유체(100)로는 초음파가 가해진다.
즉, 본 발명은, 본체(20)의 상단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되는 제1트랜스듀서(30) 및 본체(20)의 하단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되는 제2트랜스듀서(40)를 포함하는바, 유체(100)에 제1트랜스듀서(30) 및 제2트랜스듀서(40)로부터의 초음파가 가해진다.
여기서, 제1트랜스듀서(30)는 MHz 대역의 고주파를 가하고, 제2트랜스듀서(40)는 KHz 대역의 저주파를 가하는바, 유체(100)에 고주파 및 저주파가 순차적으로 가해진다.
따라서 유체(100)에 포함된 분산시료(110) 중에서 용기(10) 하단부의 분산시료(110)는 제2트랜스듀서(40)로부터 가해지는 저주파에 의해 분산, 특히 도 6에 도시된 바와 같이 상대적으로 크게 응집된 분산시료(110)가 저주파에 의해 덩어리 형태로 분산되고, 유체(100)에 포함된 분산시료(110) 중에서 용기(10) 상단부의 분산시료(110)는 제1트랜스듀서(30)로부터 가해지는 고주파에 의해 분산, 특히 도 5에 도시된 바와 같이 상대적으로 작게 응집된 분산시료(110)가 고주파에 의해 잘게 분산되므로 분산시료(110)의 분산이 원활할 수 있다.
이때, 용기(10) 하단부의 분산시료(110)에는 제2트랜스듀서(40)에 의한 저주파만 미치고, 용기(10) 상단부의 분산시료(110)에는 제1트랜스듀서(30)에 의한 고주파만 미치는 것으로만 보일 수 있으나, 이는 설명의 편의를 위하여 구분한 것일 뿐 용기(10) 내의 유체(100)는 순환라인(11)에 의해 순환하는바, 용기(10) 내의 위치와 무관하게 분산시료(110)에 고주파 및 저주파가 고르게 미칠 수 있다.
또한, 본 발명의 제1트랜스듀서(30)는, 도 3에 도시된 바와 같이 본체(20)의 상단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되고, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 본체(20)의 내면 접선에 대하여 사전 설정된 각도로 경사지게 배치될 수 있는바, 제1트랜스듀서(30)에 의해 고강도 초음파 음장이 생성되어 초음파 케비테이션에 의한 충격파가 발생할 뿐만 아니라 유체(100)에 와류가 형성되어 전단력이 발생하므로 충격파 및 전단력에 의해 분산시료(110)의 분산이 원활할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1트랜스듀서(30) 및 제2트랜스듀서(40)는, 이동부재(31, 41)에 의해 이동하는바, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 제1트랜스듀서(30) 및 제2트랜스듀서(40)의 전후진에 의해 용기(10)와의 간격이 조절되므로 제1트랜스듀서(30) 및 제2트랜스듀서(40)에 의한 고주파 및 저주파가 유체(100)에 포함된 분산시료(110)에 더욱 원활히 전달될 수 있어 분산시료(110)의 분산이 더욱 원활할 수 있다.
한편, 이상에서는 분산시료(110)의 분산에 관하여 설명하였으나, 본 발명에 의한 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치(A)는 분산시료(110)의 분산이 원활할 수 있도록 할 뿐만 아니라 유화시료(120)의 유화 또한 원활할 수 있도록 한다.
즉, 본 발명은 펌프(11a)를 통해 분산시료(110) 및 유화시료(120)를 강제 순환시키므로 유체(100)의 흐름에 의한 유체 전단력 작용에 의해 분산 효과가 발생하여 유화시료(120)의 유화 또한 원활할 수 있다.
다만, 상기와 같은 분산 및 유화 과정에서 유체(100)의 온도가 상승하게 되면 분산 및 유화가 더뎌질 수 있다.
그러나 본 발명의 본체(20) 내에는 용기(10) 뿐만 아니라 냉각수(200)가 수용되는바, 냉각수(200)에 의한 냉각에 의해 유체(100)가 일정한 온도를 유지하게 되므로 분산시료(110)의 분산 및 유화시료(120)의 유화가 더욱 원활할 수 있다.
그리고 상기와 같은 분산 및 유화 과정에서 다량 유체(100)의 분산 및 유화가 요구되면 용기(10)내에 유체(100) 주입이 반복적으로 이루어져야 하므로 번거로움이 따를 수 있다.
그러나 본 발명에서 용기(10)는 유체(100)를 순환시키는 순환라인(11)을 포함하는바, 순환라인(11)에 의해 유체(100)의 순환이 이루어짐에 따라 분산시료(110)의 분산이 연속하여 이루어질 수 있다.
즉, 유체저장조(11b)에 저장된 다량의 유체(100)가 순환라인(11)에 의해 용기(10)를 거쳐 순환함에 따라 분산시료(110)의 분산이 연속하여 이루어질 수 있다.
이때, 순환라인(11)은 펌프(11a)를 포함하는바, 펌프(11a)에 의해 유체(100)의 강제 유동이 이루어짐에 따라 유체(100)의 순환이 원활할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능하며, 그와 같은 변경은 이하 청구범위 기재에 의하여 정의되는 본 발명의 보호범위 내에 있게 된다.
10 : 용기 11 : 순환라인
11a :펌프 11b : 유체저장조
20 : 본체 21 : 수용공간
22 : 차단부재 30 : 제1트랜스듀서
31 : 이동부재 40 : 제2트랜스듀서
41 : 이동부재 100 : 유체
110 : 분산시료 120 : 유화시료
200 : 냉각수 A : 유화 및 분산장치

Claims (10)

  1. 분산시료를 포함하는 유체를 수용하는 용기;
    내측의 수용공간을 통해 상기 용기 및 냉각수를 수용하는 본체;
    상기 본체의 상단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 상기 용기 측으로 일정한 대역의 초음파를 가하는 제1트랜스듀서; 및
    상기 본체의 하단부 둘레면을 따라 일정한 간격으로 배치되어 상기 용기 측으로 상기 제1트랜스듀서와 다른 대역의 초음파를 가하는 제2트랜스듀서;를 포함하는 것으로서,
    상기 제1트랜스듀서는, MHz 대역의 고주파를 가하되, 상기 본체의 내면 접선에 대하여 사전 설정된 각도로 경사지게 배치된 상태로 고주파를 가하여 고강도 초음파 음장의 생성에 의한 충격파 및 와류 형성에 의한 전단력을 통해 상기 유체에 포함된 상기 분산시료를 분산시키고,
    상기 제2트랜스듀서는, KHz 대역의 저주파를 가하되, 상기 제1트랜스듀서와 동시 또는 시차를 두고 저주파를 가하여 상기 유체에 포함된 상기 분산시료를 분산시키며,
    상기 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서는, 본체 둘레면에 나선 물림하는 관 형태의 이동부재 내에 삽입 설치되어 상기 이동부재의 전후진에 따라 상기 용기와의 간격이 조절되고, 상기 이동부재 각각의 선단 내측에 결합된 차단부재에 끼움 결합되어 그 선단 둘레가 상기 차단부재에 의해 감싸짐에 따라 상기 본체와의 접촉이 완전 차단되는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용기는 상기 유체를 순환시키는 순환라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 순환라인은 상기 유체를 저장하는 유체저장조 및 상기 유체를 강제 유동시키는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체는 상단부와 하단부 사이에 단차가 형성됨에 따라 상단부의 개방폭이 하단부의 개방폭에 비해 더 작은 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차단부재는 일정한 두께의 고무판인 것을 특징으로 하는 초음파 트랜스듀서를 이용한 탠덤형 유화 및 분산장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009178683A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Powrex Corp 懸濁液製造装置および懸濁液製造方法
KR101583752B1 (ko) 2014-04-09 2016-01-08 경상대학교 산학협력단 에폭시 수지내 고용량의 베타형 나노입자 고속 분산방법
KR20170133000A (ko) * 2016-05-25 2017-12-05 부경대학교 산학협력단 초음파 스트리밍 및 충격파를 이용한 나노입자 분산장치
KR20180100082A (ko) * 2018-08-20 2018-09-07 이재영 처리 유체의 발열을 억제하는 소니케이터
KR20190051481A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 (주)비엠웍스 초음파에너지 집속 시스템
KR20190118101A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 (주)클래시스 초음파 처리 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009178683A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Powrex Corp 懸濁液製造装置および懸濁液製造方法
KR101583752B1 (ko) 2014-04-09 2016-01-08 경상대학교 산학협력단 에폭시 수지내 고용량의 베타형 나노입자 고속 분산방법
KR20170133000A (ko) * 2016-05-25 2017-12-05 부경대학교 산학협력단 초음파 스트리밍 및 충격파를 이용한 나노입자 분산장치
KR20190051481A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 (주)비엠웍스 초음파에너지 집속 시스템
KR20190118101A (ko) * 2018-04-09 2019-10-17 (주)클래시스 초음파 처리 장치
KR20180100082A (ko) * 2018-08-20 2018-09-07 이재영 처리 유체의 발열을 억제하는 소니케이터

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