KR100654423B1 - 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기 - Google Patents

셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 말굽 모양의 칼날과 플레이트 모양의 칼날이 여러 단으로 존재하는 그라인더가 있는 분쇄기에 수분이 40 ∼ 70 중량% 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체와 100 ∼ 250 ℃의 고온의 공기를 함께 공급함으로써 셀룰로오스에테르와 이의 유도체의 분쇄 공정을 습식분쇄, 건조 및 건조분쇄의 3 단계 공정에서 건조 및 분쇄의 1 단계 공정으로 획기적으로 단축시켜서 설비비용 및 운전비용을 현저히 절감할 뿐만 아니라 셀룰로오스에테르와 이의 유도체가 분쇄기 내부에 체류하는 시간을 연장시키고 분쇄 영역이 넓어져서 분쇄기의 분쇄 효율이 향상되고 최종 제품의 입자 크기가 더욱 미세화될 수 있도록 개선된, 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기에 관한 것이다.
셀룰로오스에테르, 분쇄, 건조, 건조분쇄, 분쇄 및 건조기

Description

셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기{Method of grinding and drying cellulose ether and their derivatives and apparatuses used therein}
도 1은 본 발명에 따른 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법에 관한 공정 흐름도
도 2는 본 발명에 따른 분쇄 및 건조기의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 분쇄 및 건조기의 그라인더의 일부인 칼날로서 말굽 모양의 칼날과 플레이트 모양의 칼날을 각각 한 단씩 나타낸 사진.
도 4는 본 발명에 따른 그라인더의 외부를 둘러싸는 분쇄 및 건조기의 라이너를 나타내는 사진.
<도면 부호의 설명>
10 : 그라인더 11 : 플레이트 모양 칼날 12 : 말굽 모양 칼날
13 : 구동축 14 : 회전바 15 : 라이너 16 : 베어링
20 : 공기투입구 21 : 재료투입구 22 : 리턴바
23 : 댐퍼 24 : 배출구 25 : 입구통로 30 : 동력발생 수단
31 : 벨트 40 : 케이싱 100 : 분쇄 및 건조기
본 발명은 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 말굽 모양의 칼날과 플레이트 모양의 칼날이 여러 단으로 존재하는 그라인더가 있는 분쇄기에 수분이 40 ∼ 70 중량% 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체와 100 ∼ 250 ℃의 고온의 공기를 함께 공급함으로써 셀룰로오스에테르와 이의 유도체의 분쇄 공정을 습식분쇄, 건조 및 건조분쇄의 3 단계 공정에서 건조 및 분쇄의 1 단계 공정으로 획기적으로 단축시켜서 설비비용 및 운전비용을 현저히 절감할 뿐만 아니라 셀룰로오스에테르와 이의 유도체가 분쇄기 내부에 체류하는 시간을 연장시키고 분쇄 영역이 넓어져서 분쇄기의 분쇄 효율이 향상되고 최종 제품의 입자 크기가 더욱 미세화될 수 있도록 개선된, 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기에 관한 것이다.
셀룰로오스에테르(cellulose ether)는 셀룰로오스의 히드록시기를 에테르화한 셀룰로오스의 유도체를 말한다. 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체를 이용한 제품은 산업 전반에 널리 이용되고 있는데, 예컨대, 식품, 의약 및 건축업 등에서 활용된다. 특히, 건축업에서는 모르타르, 자갈, 시멘트 및 석고의 첨가제, 벽지의 접착제, 금형 물질의 충전제, 합성수지의 첨가제 및 합성수지의 표면 처리제 로 사용될 수 있다.
셀룰로오스에테르 및 이의 유도체가 위와 같이 제품에 사용되기 위해서는 물에 녹일 때 덩어리가 발생되지 않고 물에 골고루 퍼져서 신속하게 녹을 수 있어야 한다. 이런 조건을 만족하기 위해서는 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체의 물에 대한 용해도가 커야 하는데 물에 대한 용해도는 입자의 분포가 균일하고 그 입자의 크기가 작을수록 좋아진다. 입자의 크기가 작으면 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체의 입자 표면적이 커지기 때문에 물에 대한 용해도가 커지고, 겉보기 비중이 상승하여 포장시 부피가 작아지므로 유리하다.
최초로 만들어져서 부산물이 제거된 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체는 푸석푸석하고 덩어리지고 섬유질이며 모질 형상 또는 솜형 구조의 형태이다. 이런 가공되지 않은 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체를 바로 사용하여 제품을 제조하기에는 적합하지 않기 때문에 분쇄 및 건조 과정을 통해서 소정의 입경 분포, 건조도 및 에테르의 점성도 등의 물성을 조절할 필요가 있다.
셀룰로오스에테르 및 이의 유도체의 건조 및 분쇄 방법에 관해서는 여러 문헌에 게재된 바 있는데 대표적인 것을 살펴보면 다음과 같다.
미국 특허 제 4,076,935 호에는 물과 공기의 존재 하에서 바이브레이션 밀(vibration mill)을 사용하여 셀룰로오스에테르를 분쇄하는 방법을 개시하고 있으나 이는 분쇄된 셀룰로오스에테르가 약 2 ∼ 10 %의 수분을 포함하게 되어 바람직한 방법이라 할 수 없었다. 또한, 영국 공개특허 제 2,262,527 호에서도 셀룰로오스에테르의 분쇄방법을 제안하고 있었는데, 이는 셀룰로오스에테르에 30 ∼ 80 %의 수분을 함유하는 습식 분쇄방법으로서 분쇄 공정이외에 별도의 건조 공정이 요구되었기 때문에 실용화되기 위해서는 설비비용 및 운전비용이 과다하게 필요하다는 단점이 있었다.
셀룰로오스에테르 및 이의 유도체 제품의 분쇄에 사용되는 종래의 분쇄기로는 볼 밀(Ball Mill), 로터리 밀(Rotary Mill), 바이브레이션 밀(Vibration Mill), 에어크러쉬 밀(Air Crush Mill) 등이 사용되었으나 이런 분쇄기들도 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.
셀룰로오스에테르 유도체는 섬유상의 고탄성 물질이어서 분쇄시 분쇄 에너지가 많이 필요하고 미세 분말상태로 분쇄할 경우 분진 폭발의 위험이 상존하여서 비활성 기체 하에서 분쇄작업을 수행하여야 하였으므로 제품의 원가 상승의 요인이 되는 문제가 있었다. 이를 개선하기 위하여 대한민국 등록특허 제 364899 호에서는 액체 질소와 같은 냉매가 아니라 공기로 고온 셀룰로오스에테르의 온도 상승을 억제하여 재료의 변성 및 폭발을 막을 수 있는 개량된 에어 크러쉬 밀(air crush mill)을 제안하였다. 이는 생산 원가를 절감시키고 분쇄기 자체에서 회전판의 속도에 의해 셀룰로오스에테르의 크기별 분리를 할 수 있는 장점이 있는 획기적인 기술이었지만 여전히 건조된 고온의 셀룰로오스에테르를 재료로 사용하는 바 분쇄 공정에 앞서서 건조 공정이 선행되어야 했기 때문에 시설비용 및 유지비용이 많이 드는 문제가 있었다.
또한, 셀룰로오스에테르는 분쇄 효율이 낮아 여러 번 분쇄작업을 수행해야 하므로 에너지의 소비가 많고 분쇄 도중에 열이 발생하여 셀룰로오스에테르가 변성 이 될 수 있다. 또한, 열에 의해 전기적으로 전하를 띠게 되어 폭발의 원인이 되므로 분쇄 도중에 발생되는 열을 줄이기 위하여 외부에서 물을 공급하든지 아니면 습기를 포함하고 있는 셀룰로오스에테르를 사용하여야 하였다. 즉, 기존의 기술로는 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체를 포함하는 재료를 이용한 제조공정에 있어서, 습식 분쇄공정을 거쳐 입자를 작게 한 후 건조 공정에서 제품을 건조시키고 건조된 제품을 분급하여 일정 크기 이하의 셀룰로오스에테르는 제품으로 포장하고 일정 크기 이상의 셀룰로오스에테르는 건식 분쇄기를 통과시켜서 최종적으로 제품화하는 3 단계의 복잡한 공정을 거쳐야 하였다.
그래서, 대한민국 공개특허 제 1999-31160 호에서는 상기 3 단계의 복잡한 공정을 단축시키려는 시도가 있었다. 그러나 이 기술은 기체의 흐름을 3 개의 부분으로 나누어 그 중 하나의 기체가 분쇄기에 접선 방향으로 도입되도록 하여 시설비용 및 운전비용이 줄어들지 않았으며 휠의 칼날이 단수로 되어 있어서 분쇄 효율이 떨어질 뿐만 아니라 최종 제품의 수분 함량이 6 ∼ 10 중량%가 되는 경우도 있어서 특정 자재의 첨가제, 금형 물질의 충전제 또는 표면 처리제로 사용되기에는 한계가 있어서 이를 개선할 필요가 있었다.
이에, 본 발명자는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구, 노력한 결과, 말굽 모양의 칼날과 플레이트 모양의 칼날이 여러 단으로 존재하는 그라인더가 있는 분쇄기에 다량의 수분이 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체와 100 ℃ 이상의 고온의 공기를 함께 공급하면 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체가 분쇄기 내부에 체류하는 시간이 연장되고 분쇄 영역이 넓어져서 종래와 같이 습식분쇄, 건조 및 건조분쇄의 3 단계의 공정을 나누어서 수행하지 않고 건조 및 분쇄 공정을 동시에 진행하더라도 입자 크기가 더욱 미세화된 최종 제품을 얻을 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 온도제어 수단에 의해 가열된 고온의 공기가 기체라인에 유입되는 단계, 수분이 다량으로 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체가 포함된 재료가 상기 기체라인에 공급되는 단계, 상기 재료가 상기 고온의 공기와 함께 기체라인을 따라 분쇄기에 유입되는 단계 및 상기 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체가 상기 분쇄기에서 동시에 건조 및 분쇄되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법에 사용되고 말굽 모양의 칼날과 플레이트 모양의 칼날이 여러 단으로 존재하는 그라인더가 있는 것을 특징으로 하는 분쇄 및 건조기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 온도제어 수단에 의해 가열된 100 ∼ 250 ℃의 공기가 기체라인에 유입되는 단계, 수분이 40 ∼ 70 중량% 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체 가 포함된 재료가 상기 기체라인에 공급되는 단계, 상기 재료가 상기 공기와 함께 기체라인을 따라 분쇄기에 유입되는 단계 및 상기 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체가 상기 분쇄기에서 동시에 건조 및 분쇄되는 단계를 포함하는 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 말굽 모양의 칼날과 플레이트 모양의 칼날이 여러 단으로 존재하는 그라인더가 있는 분쇄기에 수분이 40 ∼ 70 중량% 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체와 100 ∼ 250 ℃의 고온의 공기를 함께 공급함으로써 셀룰로오스에테르와 이의 유도체의 분쇄 공정을 습식분쇄, 건조 및 건조분쇄의 3 단계 공정에서 건조 및 분쇄의 1 단계 공정으로 획기적으로 단축시켜서 설비비용 및 운전비용을 현저히 절감할 뿐만 아니라 셀룰로오스에테르와 이의 유도체가 분쇄기 내부에 체류하는 시간을 연장시키고 분쇄 영역이 넓어져서 분쇄기의 분쇄 효율이 향상되고 최종 제품의 입자 크기가 더욱 미세화될 수 있도록 개선된, 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법과 이에 사용되는 분쇄 및 건조기에 관한 것이다.
본 발명의 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법을 구현한 공정 시스템은 도 1과 같다. 본 발명을 구현하기 위해서는 공기에 에너지를 공급하여 100 ∼ 250 ℃의 고온의 공기로 가열하고 필요에 따라 온도 조절을 할 수 있는 가열 및 온도제어 수단, 다량의 수분을 함유한 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체를 포함하는 재료를 저장하고 이를 분쇄기로 공급할 수 있는 임시 저장 수단, 상기 공기와 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체가 이동할 수 있는 기체라인, 셀룰로 오스에테르 및 이의 유도체를 동시에 건조 및 분쇄할 수 있는 분쇄기, 고온의 공기를 분쇄기로 공급하는 송풍 설비, 공기와 건조 및 분쇄된 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체를 분리할 수 있는 집진 및 분리 설비, 분쇄 및 건조된 제품을 일정 크기 이하로 분리하는 분급기, 일정 크기 이상의 제품을 분쇄기 또는 임시 저장 수단으로 이송하는 이송설비 등을 포함하여 구성될 수 있다.
수분이 40 ∼ 70 중량% 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체와 100 ∼ 250 ℃의 고온의 공기는 분쇄기의 하부 투입구에 연속적으로 공급되어 분쇄기 내부에서 건조와 분쇄가 동시에 이루어지고 분쇄기 상부로부터 배출되는 포화수증기와 분쇄된 미세 입자의 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체는 송풍기를 이용하여 기체와 고체를 분리하는 분리설비로 이송하여 제품을 분리한 후, 분리설비 하에 설치된 분급기에서 일정 입자 크기 이하의 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체 제품은 제품화하여 포장하고, 일정 입자 크기 이상의 제품은 임시 저장 수단으로 이송하여 수분을 많이 함유한 제품과 함께 혼합분쇄기로 재투입하여 연속으로 분리한다.
공기는 버너, 스팀 등의 온도제어 수단에 의해서 100 ∼ 250 ℃로 승온되고 응축되어 기체라인에 투입된다. 투입된 고온의 공기는 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체를 분쇄기까지 이송하는 역할과 재료에 포함된 셀룰로오스에테르 및 이의 유도체를 분쇄기 내에서 최종 수분 함량 1 ∼ 5 중량%까지 건조시키는 역할을 담당한다. 상기 공기의 온도 범위가 100 ℃ 미만이면 제품의 건조 효율이 떨어져 분쇄기 내부에 달라붙는 문제가 있고, 250 ℃를 초과하면 고온에 의해서 제품이 탄화되는 문제가 발생된다.
수분이 40 ∼ 70 중량% 함유되고 분쇄되지 않은 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 포함하는 재료(반제품)는 바로 기체라인에 투입되거나 또는 필요한 경우에는 임시 저장 수단에 보관되어 있다가 기체라인에 투입될 수 있다. 기체라인은 본 발명에서 사용하는 공기와 재료가 각각 또는 함께 이동할 수 있는 수단으로서 특정한 재료 또는 두께로 한정되지 않으며 최종 제품의 특성 또는 공정의 여건에 따라 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 포함하는 재료를 분쇄할 경우에 사용될 수 있는 통상의 기체라인을 사용하면 된다. 임시 저장 수단에서 기체라인에 재료가 투입되는 방법은 특별한 방법에 한정되지 않으며 중력, 기체의 힘 등을 이용할 수 있다.
수분이 40 ∼ 70 중량% 함유된 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체는 100 ∼ 250 ℃의 고온의 공기에 실려서 본 발명에 따른 분쇄기에 함께 공급되는데 건조 및 분쇄가 이루어진 후의 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체의 최종적인 수분의 함량은 1 ∼ 5 중량%가 된다. 이는 종래의 분쇄기에 비해서 현저히 개선된 것이며 이러한 수분 함량까지 건조가 되기 때문에 차후에 추가적인 건조 공정은 불필요하게 된다.
본 발명의 분쇄 및 건조의 대상이 되는 것은 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체가 포함된 재료인데, 상기 셀룰로오스에테르의 유도체는 알킬셀룰로오스, 히드록시알킬셀룰로오스, 알킬히드록시알킬셀룰로오스 및 카르복시알킬셀룰로오스로 이루어진 그룹에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 화합물이 포함되며, 예컨대, 메틸셀룰로오스, 메틸히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 에틸셀 룰로오스, 에틸히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 단독 또는 이들의 혼합이 포함된다.
본 발명에서 사용하는 분쇄 및 건조기(100)의 대략적인 모습은 도 2에 나타내었으며 구체적으로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
분쇄 및 건조기(100)의 그라인더(10)는 플레이트 모양 칼날(11)과 말굽 모양 칼날(12)로 구성되고 구동축(13)에 결합되어 있으며 구동축(13)의 상단부에는 회전바(14)가 동일축으로 연결된다. 본 발명에 따른 분쇄 및 건조기는 플레이트 모양 칼날(11)이 가장 밑에 층에 있고 그 위에 말굽 모양 칼날(12)이 여러 개의 층으로 되어 있다. 칼날의 수는 필요에 따라 조절할 수 있도록 손쉽게 빼고 끼울 수 있도록 설계되어 있는데 모르타르, 자갈, 시멘트 및 석고의 첨가제, 벽지의 접착제, 금형 물질의 충전제, 합성수지의 첨가제 및 합성수지의 표면 처리제로 사용되는 재료의 경우에는 플레이트 모양 칼날(11)이 가장 밑에 층에 있고 그 위에 말굽 모양 칼날(12)이 6 층으로 된 경우가 바람직하다. 동력 발생 수단(30)은 구동축(13)에 직접 결합될 수도 있고 도 2에서와 같이 벨트(31)에 의해서 동력을 전달할 수도 있다.
고온의 공기는 공기투입구(20)를 통해서 분쇄기 내부로 들어오고 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체를 포함하는 재료는 재료투입구(21)를 통해서 분쇄기 내부로 들어온다. 재료 및 공기는 그라인더의 하부로 들어가기 전에 연결통로(25)를 거친다. 그라인더(10)가 회전하는 부분을 둘러싼 케이싱(40)의 내부면에는 라이너(15)가 있어서 그라인더(10)와 라이너(15)의 사이에서 투입된 재료 입자들이 회전 및 마찰에 의해서 분쇄된다. 필요에 따라 그라인더(10)와 라이너(15)의 사이의 간격을 좁게 하면 입자의 크기가 더 작아지고 간격을 넓히면 입자의 크기가 커진다.
구동축(13)의 위쪽에는 구동축과 같이 회전하는 회전바(14)가 있는데 이는 분쇄되지 않은 입자의 크기가 250 ㎛ 이상인 재료가 분쇄되지 않고 배출되는 것을 방지하는 기능을 한다. 회전바(14)에 부딪혀서 배출되지 못한 입자는 리턴바(22)를 통해서 분쇄기로 다시 투입되며 이에 의해서 입자의 크기가 미세해지고 분쇄 효율이 높아질 수 있다. 리턴바(22)에는 필요에 따라 조절이 가능한 댐퍼(23)가 설치될 수 있다. 분쇄가 완료되면 공기 및 재료는 배출구(24)를 통해서 배출되어 각각 분리된다. 동력이 전달되어 회전되는 부분들에는 베어링(16)을 설치할 수 있다.
분쇄기의 원리 및 특징은 다음과 같다. 분쇄기는 구동축에 붙어 있는 칼날의 단수를 여러 단으로 하여 분쇄기 내부에서 극단적인 공기 유동을 형성시켜 제품이 분쇄기의 기계적인 힘과 공기의 유동에 의하여 효율적인 분쇄 및 건조가 이루어지도록 설계된다. 구동축에 붙어있는 말굽 모양의 칼날, 플레이트 모양의 칼날 등을 여러 단으로 형성시켜 제품이 분쇄기 내부에서 체류하는 시간을 높이고 분쇄 영역을 넓게 하여 분쇄 효율을 극대화시킬 수 있다. 목적하는 바대로 분쇄된 제품은 구동축의 상부에 설치된 회전바에 불구하고 분쇄기의 배출구를 통과하여 빠져나가고 일정 크기 이상의 입자를 가진 제품은 리턴바를 통하여 분쇄기의 주입구로 순환되어 처리 용량 및 효율이 극대화된다.
분쇄기는 유입되는 공기를 승온하여 분쇄와 건조가 동시에 이루어지도록 설계된다. 분쇄기는 분진 폭발시 견딜 수 있도록 내압 방폭형으로 설계(10 Bar)되며 분쇄기 유입 공기의 압력과 분쇄기 출구 공기의 압력차를 크게 하여 분쇄기에서 발생되는 소음을 최소화할 수 있다. 상기 압력차이는 300 ∼ 500 mbar가 바람직하다.
구동축을 수직으로 세우고 상·하부에 베어링을 설치함으로써 진동이 적고 안정적인 운전이 가능하다. 또한, 분쇄기의 구동축에 결합되어 있는 칼날은 그 교환이 용이하고 필요에 따라 그 개수를 변경할 수 있어서 본 발명에 따른 분쇄기는 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체가 포함된 최종 제품의 입자의 크기 등의 물성을 조절할 수 있다. 분쇄기의 그라인더를 외부에서 둘러싸고 있는 라이너와 구동축에 결합된 칼날 사이의 간격을 조절하여 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체의 입자 크기 및 분쇄 효율을 조절할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예
다음 표 1의 조건에서 본 발명에 따른 분쇄 및 건조기를 이용한 실시예와 종래의 분쇄기를 이용하여 3 단계 과정을 거쳐서 분쇄한 비교예를 비교하였다.
구 분 최종수분 입 도 조 건 분쇄기
실시예 1 2.5% 100 메쉬 스크린 패스 70 ∼ 83 % - 건조 공기 온도 180 ℃ - HPMC 분쇄 - 건조 및 분쇄 동시 실시 본 발명의 분쇄기
2 3.5% 100 메쉬 스크린 패스 65 ∼ 80 % - 건조 공기 온도 120 ℃ - HEMC 분쇄 - 건조 및 분쇄 동시 실시
비교예 1 6.5% 100 메쉬 스크린 패스 50 ∼ 60 % - 건조 공기 온도 180 ℃ - HPMC 분쇄 - 습식 분쇄, 건조,건식분쇄 3개 공정으로 분리 실시 블래스터밀
2 6.1% 100 메쉬 스크린 패스 55 ∼ 65 % - 건조 공기 온도 180 ℃ - HPMC 분쇄 - 습식 분쇄, 건조, 건식분쇄 3개 공정으로 분리 실시 에어크러쉬밀
- HPMC : 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 삼성정밀화학, 수분 50 ∼ 60% - HEMC : 히드록시에틸메틸셀룰로오스, 삼성정밀화학, 수분 50 ∼ 60%
상술한 바와 같이 본 발명의 셀룰로오스에테르와 이의 유도체를 분쇄 및 건조하는 방법과 이에 사용되는 혼합분쇄기는 수분을 40 ∼ 70 중량% 함유하는 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체와 100 ∼ 250 ℃의 고온의 공기를 혼합분쇄기에 직접 공급하여 건조 공정과 분쇄 공정을 혼합분쇄기에서 동시에 수행함으로써 열에 의한 변성 및 폭발의 염려가 있는 셀룰로오스에테르와 이의 유도체의 특성에 따라 습식분쇄, 건조 및 건조분쇄의 3 단계의 공정을 거치던 기존의 공정을 획기적으로 단축시켜 설비비용 및 운전비용을 현저히 절감할 뿐만 아니라 분쇄 효율을 향상시켜 제품의 입자 크기를 더욱 미세하게 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 케이싱(40)의 최상단 중앙에 연결된 회전바(14), 상기 회전바(14)를 빠져나온 셀룰로오스에테르 및 공기가 배출되는 배출구(24), 상기 회전바(14)와 동일축으로 연결되고 플레이트 모양 칼날(11)과 말굽 모양 칼날(12)이 여러 층으로 장착된 그라인더(10)가 연결 배치된 구동축(13), 상기 플레이트 모양 칼날(11)이 장착된 층은 가장 아래 층에 상기 말굽 모양 칼날(12)이 장착된 층은 그 위층에 존재하고, 상기 그라인더(10)가 회전하는 부분을 둘러싼 상기 케이싱(40)의 내부면에 있는 라이너(15), 셀룰로오스에테르 및 공기를 상기 구동축(13)의 하단부를 통해 상기 그라인더(10)와 상기 라이너(15) 사이로 이송하기 위한 연결통로(25), 상기 연결통로(25)에 고온의 공기를 투입하기 위한 공기투입구(20), 상기 연결통로(25)에 수분이 함유된 셀룰로오스에테르를 포함하는 재료를 투입하기 위한 재료투입구(21) 및 상기 구동축(13)과 연결되는 동력전달 수단(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 플레이트 모양 칼날(11)이 1 층이고 상기 말굽 모양 칼날(12)이 6 층인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조기.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6의 분쇄 및 건조기를 이용한 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조 방법에 있어서,
    온도제어 수단에 의해 가열된 100 ～ 250 ℃의 공기가 공기투입구(20)를 통해서 기체라인에 유입되는 단계; 수분이 함유된 셀룰로오스에테르가 포함된 재료가 재료투입구(21)를 통해서 상기 기체라인에 공급되는 단계; 상기 재료가 상기 공기와 함께 연결통로(25)를 통해 기체라인을 따라 그라인더(10)와 라이너(15) 사이로 이송되는 단계; 및 상기 이송된 재료가 상기 그라인더(10)와 라이너(15)의 마찰에 의해 분쇄되면서 동시에 건조가 이루어지는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조 전의 수분 함량은 40 ～ 70 중량%이고, 분쇄 및 건조 후의 수분 함량은 1 ～ 5 중량%인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 셀룰로오스에테르의 건조 및 분쇄가 동시에 이루어진 후 입자의 크기가 250 ㎛ 이상인 셀룰로오스에테르가 다시 건조 및 분쇄되는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 셀룰로오스에테르는 셀룰로오스에테르 또는 이의 유도체이고, 상기 셀룰로오스에테르의 유도체는 알킬셀룰로오스, 히드록시알킬셀룰로오스, 알킬히드록시알킬셀룰로오스 및 카르복시알킬셀룰로오스로 이루어진 그룹에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스에테르의 분쇄 및 건조 방법.
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