KR100229495B1 - 아라미드 펄프 제조용 연속배향 및 숙성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방향족 폴리아미드(아라미드) 펄프의 제조시 비등방성 폴리머를 연속적으로 배향, 숙성시키기 위한 장치에 관한 것으로, 서로 일정간격을 유지하면서 반대방향으로 서로 다른 속도로 회전하는 상·하부롤(1, 5) ; 하부롤(1)과 피동롤(2)에 걸어 배치되는 폴리머 이송 벨트(3) ; 벨트(3)에서 폴리머를 분리하기 위한 수단(4) ; 롤 표면의 이물제거수단(6) 롤에 용매를 도포하기 위한 수단(7, 8) ; 용매순환수단(10, 11) ; 용매내의 이물 및 수분을 제거하기 위한 수단(11, 12) ; 및 배향폴리머로부터 용매 추출하기 위한 수단(13)을 결합 구비하여서 됨을 특징으로 하며, 상기한 구성의 장치에 의하면 미배향 폴리머를 연속적으로 공급받아 단시간에 높은 인장력과 전단력을 폴리머에 가해짐으로써 균일한 물성의 아라미드 펄프가 제조되며, 또한 배향폴리머를 얇은 판상으로 제조됨으로써 숙성 및 추출 공정을 단시간에 가능하도록하여 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

Description

아라미드 펄프 제조용 연속배향 및 숙성장치

제1도는 본 발명에 따르는 아라미드 펄프제조용 연속배향 및 숙성장치 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면

제2도는 제1도 장치의 하부롤을 가열하기 위한 롤가열수단의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

＜도면중 주요부분에 대한 부호 설명＞

1 : 하부롤 2 : 피동롤

3 : 벨트 4 : 닥터 블레이드

5 : 상부롤 6 : 닥터 블레이드

7 : 보조롤 8 : 용매 공급조

9 : 용매 조장조 10 : 펌프

11 : 필터 12 : 제습장치

13 : 추출조 14 : 자유낙하 폴리머

15 : 스프라켓 16 : 베어링

17 : 씰링 18 : 가열 열매 주입구

19 : 가열 열매 토출구

본 발명은 방향족 폴리아미드(아라미드) 펄프의 제조시 비등방성 폴리머를 연속적으로 배향, 숙성시키기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 속도가 서로 다르며, 서로 반대 방향으로 회전하는 두 롤사이에서 폴리머에 전단력과 인장력을 동시에 가함으로써, 우수한 물성의 펄프를 연속적으로 폴리머의 손실없이 제조가능하도록 한 아라미드 펄프 제조용 연속배향 및 숙성장치에 관한 것이다.

종래 아라미드 펄프제조에 사용될 수 있도록 미배향 폴리머를 배향시켜 주기 위한 기술이 알려져 있다. 이러한 선행기술중에서 대한민국 특허출원 제 92-4154호에서는 겔화전의 비등방성 중합체 용액을 연속적으로 콘테이너상에서 배향숙성 시키는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법은 공정화가 곤란하고 비등방성 폴리머에 인위적으로 배향을 주는 것이 어려워 원하는 물성의 펄프를 얻기가 곤란한 문제점이 있는 것이다. 또한 대한민국 특허출원 제 94-32585호에서는 비등방성 중방체인 미배향 폴리머를 실린더 형태의 배향조에서 배향 응고시켜 분리하는 아리미드 펄프 제조용 회분식 배향 시스템이 제안되어 있다. 이 시스템은 원하는 물성의 펄프를 얻을 수 있으나 배향구조 및 분리 공정히 상당히 복잡하여 대향생산시 배향시스템이 여러개 구비되어야 하므로 경제성이 낮아지고 생산량 확장에 한계를 갖는 것이다. 또한, 배향조가 회전 인덱스에 의해 스텝사이를 이동하여 폴리머를 받는 정위치에 도착하는 동안 미배향 폴리머의 유출에 의한 손실이 초래될 수 있으며, 배향 폴리머를 숙성시키기 위해서 절단 공정이 필요하며 수성시간이 장시간 필요하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 기존의 방법들에서 발생하는 문제점을 해결하고 물성이 우수하고 균일한 펄프를 연속적으로 생산하는 것이 가능하며, 공정이 더욱 간단한 배향 및 숙성장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

연속 교반기에서 자유낙하 하는 중합 용액을 속도가 다르게 움직이며, 서로 반대방향으로 회전하는 두 롤사이에 공급하여, 강한 전단력 및 인장력을 단시간에 가하여 배향을 연속적으로 가할 수 있는 것이 본 발명의 특징이다. 또한 배향 폴리머가 엷은 판 상으로 제조됨으로 하며 숙성 및 용액추출 등이 짧은 시간내에 가능한 것이 또 다른 특징이다.

첨부된 실시예의 도면에 의거하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시되는 바와 같이 본 장치는 서로 일정간격을 유지하면서 반대방향으로 서로 다른 속도로 회전하는 상·하부롤(1, 5); 하부롤 (1)과 피동롤(2)에 걸어 배치되는 폴리머 이송 벨트(3); 벨트(3)에서 폴리머를 분리하기 위한 수단(4); 롤 표면의 이물제거수단(6); 롤에 용매를 도포하기 위한 수단(7, 8); 용매순환수단(10, 11); 용매내의 이물 및 수분을 제거하기 위한 수단(11, 12); 배향폴리머로부터 용매 추출하기 위한 수단(13)을 구비한다.

상기 장치에서 자유낙하하는 폴리머는 하부롤(1)에 연속적으로 공급된다. 공급된 폴리머는 상부롤(5)과 하부롤(1) 사이를 지나면서 전단력과 인장력을 동시에 받아 배향이 이루어진다. 상부롤(5)과 하부롤(1) 사이의 간격을 G라 하고, 하부롤의 직경을 D라하면 그 비율 D/G는 100 - 300이 적당하다. 간격 G는 0.1 - 3mm가 적당하다. 상부롤(5)과 하부롤(1)의 회전비는 0.5 - 2를 유지한다.

또한 하부롤(1)과 상부롤(5)의 분당 회전수차이는 7000 X(G/D) 이상을 유지함으로써 시어속도(shear rate)가 400sec^-1이상 되게 하는 것이 바람직하다. 피동롤(2)과 하부롤(1)은 벨트(3)에 의해서 연결되며, 벨트의 재질은 스테인레스 스틸과 같이 중합용매에 의한 부식에 견딜 수 있는 재질이 바람직하다. 하부롤(1)의 내부는 열매에 의해 가열되며 가열온도는 10- 100℃의 범위, 보다 바람직하게 20- 50℃의 범위가 적당하다.

본 장치에서 배향이 이루어진 폴리머는 스틸벨트(3)상에서 숙성이 이루어지며 닥터블레이드(4)에 의해 벨트로부터 분리되어 추출조(13)에 떨어진다. 추출조(13)에 담겨진 배향 폴리머는 그 두께가 기존의 배향방법에 의해 제조된 폴리머 보다, 얇아 단시간에 추출이 가능한 장점을 가지고 있다.

닥터블레이드(6)는 상부롤(5)의 표면에 부착되어 있는 이물을 제거하는 역할을 한다. 상부롤(5)의 표면은 테프론과 같은 내열성 수지로 코팅하는 것이 바람직하다. 배향폴리머가 상부롤(5)과 잘 분리되게 하기 위해서 표면 장력이 작은 내열수지로 코팅처리하는 것이 바람직하다.

또한 분리를 더욱 용이하게 하기 위해서 하부롤(5)의 표면을 중합 용매로 도포하는 것이 바람직하다. 보조롤(7)은 용매 공급조(8)의 용매를 상부롤(5)에 도포하는 역할을 한다. 용매 저장조(9)의 용매는 펌프(10)에 의해서 지속적으로 순환된다. 용매의 순환 과정에서 대기중의 수분 및 폴리머 찌꺼기가 용매에 함유되게 되며, 이를 제거하기 위해서 필터(11) 및 제습장치(12)를 용매의 순환 계통내에 설치한다.

제2도에는 하부롤(5)을 가열하기 위한 롤가열수단이 자세하게 도시된다. 롤가열수단에서 열매는 열매공급구(18)를 통해 롤에 공급되어 하부롤(1)을 가열한후 열매배출구(19)로 배출되고 히터(도시생략)에서 재 가열되어 열매공급구(18) 재주입되는 것에 의해 순환된다. 도면중 16은 롤을 지지하기 위한 베어링이고, 17은 시일링이다.

이상과 같이 작동되는 본 장치에 의하면 미배향 폴리머를 연속적으로 공급받아 단시간에 높은 인장력과 전단력을 폴리머에 가해 짐으로써 균일한 물성의 아라미드 펄프가 제조되며, 또한 배향폴리머를 얇은 판 상으로 제조됨으로써 숙성 및 추출 공정을 단시간에 가능하도록하여 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 서로 일정간격을 유지하면서 반대방향으로 서로 다른 속도로 회전하는 상·하부롤(1, 5) ; 하부롤(1)과 피동롤(2)에 걸어 배치되는 폴리머 이송 벨트(3) ; 벨트(3)에서 폴리머를 분리하기 위한 수단(4) ; 롤표면의 이물제거수단(6) ; 롤에 용매를 도포하기 위한 수단(7, 8) ; 용매순환수단(10 , 11) ; 용매내의 이물 및 수분을 제거하기 위한 수단(11, 12) ; 및 배향폴리머로부터 용매 추출하기 위한 수단(13)을 결합구비하여서 됨을 특징으로 하는 아라미드 펄프 제조용 연속배향 및 숙성장치.
2. 제1항에 있어서 상부롤(5)과 하부롤(1)에 의해 폴리머에 가해지는 시어속도가 400sec^-1이상 유지되게 하는 아라미드 펄프 제조용 연속배향 및 숙성장치.
3. 제1항에 있어서, 하부롤(1)의 내부를 10 - 100℃로 가열함을 특징으로 하는 아라미드 펄프 제조용 연속배향 및 숙성장치.