KR101056556B1 - 유화중합에 의한 고분자 수지의 제조 장치 및 이를 이용한제조 방법 - Google Patents

유화중합에 의한 고분자 수지의 제조 장치 및 이를 이용한제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유화중합에 의한 고분자 수지의 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 라텍스를 응집, 숙성 및 건조시켜 분말상으로 회수하는 고분자 수지 분체의 제조에 있어서 라텍스를 제 1 응집조 및 제 2 응집조에 분할하여 투입하는 것에 특징이 있는 고분자 수지의 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 고분자 수지의 분체는 입도 분포, 겉보기 비중 및 함수율 등의 응집 특성이 우수한 효과를 가진다.
유화중합, 고분자 라텍스, 응집

Description

유화중합에 의한 고분자 수지의 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법{DEVICE OF PREPARING POLYMER RESIN BY EMULSION POLYMERIZATION AND METHOD OF PREPARING USING THE SAME}
본 발명은 유화중합에 의한 고분자 수지의 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 라텍스를 응집, 숙성 및 건조시켜 분말상으로 회수하는 고분자 수지 분체의 제조에 있어서 라텍스를 제 1 응집조 및 제 2 응집조에 분할하여 투입하는 것에 특징이 있는 고분자 수지의 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법에 관한 것이다.
일반적인 유화중합 공정에 있어서 라텍스 내의 고분자 수지를 분체로 제조하는 래피드 응집(rapid coagulation) 공정은 다음과 같다. 먼저 고분자 라텍스에 무기염(salt) 또는 산(acid) 등의 응집제 수용액을 과량으로 투입하여 유화제에 의한 정전기적 안정화를 깨뜨림으로써 라텍스 내의 고분자 입자들을 뭉치게 만든다. 이렇게 라텍스의 고분자 입자들이 뭉치는 것을 응집 (coagulation)이라고 하고, 고분 자 입자들이 뭉친 것을 슬러리(slurry)라고 하며, 이들은 물리적으로 약하게 결합되어 있는 상태이므로 교반기 등에 의한 외부의 전단력(shear)에 의해 쉽게 파쇄되는(break-up) 현상을 보인다. 따라서 1차적으로 응집된 슬러리는 승온시켜 사슬 간 상호 침투에 의해 결합력이 강화되도록 하는 과정인 숙성(aging) 과정을 거치게 한다. 이렇게 생성된 물리적으로 비교적 강한 결합을 갖는 슬러리는 탈수 및 건조 과정을 거쳐 최종적으로 분말상으로 얻어지게 된다.
그러나 상기와 같은 공정은 초기 투입되는 라텍스의 양이 투입되는 응집제의 양에 비해 상당히 커서 응집제를 이용하여 라텍스의 안정성을 깨트리는데 효과적이지 못하다는 문제점이 있다. 따라서 넓은 분포의 입자 분포를 보이며 높은 함수율과 낮은 겉보기 비중을 갖게 된다. 또한 국부적인 응집이 일어나 응집된 입자 중 큰 입자가 존재하여 연속 공정 운전에 상당한 문제점을 일으키고 있다.
도 1은 상기 공정을 나타내는 종래의 고분자 수지의 제조 장치의 개략도이다. 먼저 라텍스 저장 탱크(1)에 안정화 유화제를 투입하여 고분자 라텍스의 안정성을 확보한다. 이는 응집 과정을 가역 과정으로 만들어 응집을 유도하기 위하여 필요한 과정이다. 다음으로 유화제가 투입된 라텍스를 응집조(2)에 물(3)과 적당량의 응집제(4)를 함께 투입하고 1 ~ 5분 동안 체류시켜 응집시킨다. 여기서 물은 응집조의 고형분 농도를 조절하기 위한 용도로 투입된다. 이렇게 얻어진 슬러리는 래피드 응집의 경우 2차 응집제 추가 없이 숙성조(8)로 이송되어 높은 온도 하에서 40 ~ 100분 동안 체류시켜 숙성시킨다. 최종적으로 얻어진 슬러리는 탈수기(10)에서 탈수 과정을 거쳐 건조기(12)로 건조시킨 후, 두 개의 싸이클론(11,13)에서 각 각 정품과 파인을 회수하게 된다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 고분자 라텍스를 적절하게 제 1 응집조 및 제 2 응집조에 분할하여 투입함으로써 기존에 비해 좁은 분체 입도를 형성하고, 응집된 입자 내의 함수율을 낮추며, 겉보기 비중을 향상시키는 고분자 수지의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
유화 중합에 의한 고분자 수지의 제조를 위한 장치에 있어서,
라텍스 저장 탱크(1);
상기 라텍스 저장 탱크(1)에 직렬로 위치한 제1 응집조(2a);
상기 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 라텍스를 상기 제1 응집조(2a)로 이송하기 위한 제1 라텍스 투입 라인(5a);
상기 제 1 응집조(2a)에 응집제를 투입하기 위한 응집제 투입 라인(4);
상기 제1 응집조(2a)에 직렬로 위치한 제2 응집조(2b);
상기 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 라텍스를 상기 제2 응집조(2b)로 이송하기 위한 제2 라텍스 투입 라인(5b);
상기 제2 응집조(2b)에 직렬로 위치한 숙성조(8);
상기 숙성조(8)에 직렬로 위치하고, 상기 숙성조(8)에서 숙성된 고분자 슬러리를 탈수시키는 탈수기(10); 및
상기 탈수기(10)에 직렬로 위치하고, 상기 탈수기(10)에서 탈수된 고분자 슬러리를 건조시키는 건조기(12)를 포함하며
상기 제2 응집조(2b)에 응집제를 투입하기 위한 별도의 응집제 투입
라인을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조장치를 제공한다.
또한, 유화 중합에 의한 고분자 수지의 제조방법에 있어서,
라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 고분자 라텍스를 제1 라텍스 투입 라인(5b)을 통하여 제1 응집조(2a)에 이송시키는 단계;
상기 제1 응집조(2a)에서 상기 이송된 고분자 라텍스를 공급된 물 및 응집제와 함께 응집시켜 고분자 슬러리를 제조하는 단계;
상기 제조된 고분자 슬러리는 제2 응집조(2b)로 이송되고, 상기 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 고분자 라텍스를 제2 라텍스 투입 라인(5b)을 통하여 제2 응집조(2b)에 이송시키는 단계;
상기 제2 응집조(2b)에서 상기 이송된 고분자 슬러리 및 고분자 라텍스를 함께 응집시키는 단계;
상기 응집된 고분자 슬러리는 숙성조(8)로 이송되어 숙성되는 단계; 및
상기 숙성된 고분자 슬러리는 탈수기(10) 및 건조기(12)에서 각각 탈수 및 건조되는 과정을 거쳐 고분자 분체로 제조되는 단계를 포함하며,
상기 모든 단계들이 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하며,
상기 제2 응집조(2b)에서 응집되는 단계는 별도의 응집제를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 고분자 분체의 좁은 입도 분포, 높은 겉보기 비중 및 입자 내의 낮은 함수율 등의 우수한 응집 특성을 가지는 고분자 수지를 얻는 효과가 있다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 고분자 라텍스를 분할 투입하는 공정을 개발하였으며, 이 방법은 기존 투입된 라텍스를 분할 투입함으로써 응집제와 라텍스를 효율적으로 만나게 하여 응집 특성을 획기적으로 개선시킨 것이다.
단위 부피 내에서 라텍스 수지에 대한 응집제의 양이 많을수록 응집된 슬러리의 함수율은 낮아지고 높은 겉보기 비중을 갖게 되는데, 라텍스를 분할 투입할 경우 제 1 응집조에 분할되어 투입되는 라텍스는 분할되지 않고 전체량이 투입되는 라텍스의 경우보다 훨씬 많은 양의 응집제와 순간적으로 만나 효율적으로 응집이 일어난다. 또한, 제 2 응집조에 2차로 투입되는 라텍스에 의해 파인한 입자들이 재응집되면서 전체적으로 응집 특성이 개선된다. 이런 이유로 기존 응집 방법 보다 좁은 입도 분포를 보이며, 낮은 함수율, 높은 겉보기 비중을 갖게 되어, 탈수, 건 조 등의 후 공정이 보다 쉬워지며 포장비, 운송비 등의 비용 절감도 얻어 낼 수 있다. 그러나 2차로 투입된 고분자 라텍스끼리 응집되는 경우도 발생하므로, 파인한 입자 생성을 완전히 막을 수는 없다.
도 2는 본 발명에 따른 고분자 수지의 제조 장치의 개략도이다.
도 2에서 보는 바와 같이, 상기 장치는 라텍스 저장 탱크(1), 제 1 응집조(2a) 및 제 2 응집조(2b)를 포함하며, 상기 라텍스 저장 탱크(1)에서 라텍스를 끌어 올려 제 1 응집조(2a) 및 제 2 응집조(2b)에 첨가할 수 있는 제 1 라텍스 투입 라인(5a)과 제 2 라텍스 투입 라인(5b)이 설치된다. 또한, 상기 응집조에서 응집된 고분자 슬러리를 숙성, 탈수 및 건조시키기 위한 숙성조(8), 탈수기(10) 및 건조기(12)가 차례대로 위치한다.
이때, 상기 제 1 응집조(2a)에 물과 응집제를 투입시키기 위한 물 투입 라인(3)과 응집제 투입 라인(4)이 설치된다. 반면, 제2 응집조(2b)에는 응집제 및 물이 투입되지 않기 때문에 별도의 물 투입 라인 및 응집제 투입 라인이 설치되지 않는다. 이는 투입되는 응집제의 농도가 높을수록 그리고 많은 응집제와 만날수록 라텍스의 안정성이 빠르게 깨어져 전체적으로 고른 응집특성을 보이게 된다. 이에 따르면 응집제가 1차 응집조와 2차 응집조로 분할하여 투입될 경우, 1차 응집조에서 낮은 응집제 농도 하에서 응집이 진행되어 상대적으로 높은 함수율과 낮은 B/D(Bulk Density)를 갖게 된다. 따라서 같은 양의 응집제를 투입할 경우 1차, 2차 응집조로 나누어 투입하지 않고 1차 응집조에 전부 투입하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 2 라텍스 투입 라인(5b)의 입구를 고분자 라텍스가 넓게 뿌려 지면서 투입될 수 있도록 사각 또는 분사형으로 만들어서, 고르게 흐트려주면 더 좋은 효과를 볼 수 있다.
또한, 제 2 응집조(2b)로 첨가되는 라텍스의 양은 제 1 응집조(2a) 및 제 2 응집조(2b)로 첨가되는 라텍스 전체 투입량에 대하여 1 내지 50 중량% 이하인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 30 중량%를 넘지 않는 것이 좋다. 이는 분할 투입되는 라텍스끼리의 응집을 최소화하기 위함이며, 효과적으로 라텍스와 응집제가 만나게 하기 위함이다. 또한 제 1 응집조(2a)에서 생성된 파인이 응집 과정 중에 시이드로 작용하여 보다 조밀한 구조를 가지는 슬러리가 생성되고 결과적으로 미세한 파인 입자는 줄이고 높은 겉보기 비중을 갖는 분체를 만들기 위함이다.
본 발명에 따른 유화중합에 의한 고분자 수지의 제조 방법은, 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 고분자 라텍스를 제1 라텍스 투입 라인(5a)을 통하여 제1 응집조(2a)에 이송시키는 단계; 상기 제1 응집조(2a)에서 상기 이송된 고분자 라텍스를 공급된 물 및 응집제와 함께 응집시켜 고분자 슬러리를 제조하는 단계; 상기 제조된 고분자 슬러리는 오버-플로우 방식에 의해 제2 응집조(2b)로 이송되고, 상기 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 고분자 라텍스를 제2 라텍스 투입 라인(5b)을 통하여 제2 응집조(2b)에 이송시키는 단계; 상기 제2 응집조(2b)에서 상기 이송된 고분자 슬러리 및 고분자 라텍스를 함께 응집시키는 단계; 상기 응집된 고분자 슬러리는 오버-플로우 방식에 의해 숙성조(8)로 이송되어 숙성되는 단계; 및 상기 숙성된 고분자 슬러리는 탈수기(10) 및 건조기(12)에서 각각 탈수 및 건조되는 과정을 거쳐 고분자 분체로 제조되는 단계로 이루어진다.
상기 모든 단계들은 연속적으로 수행되며, 특히, 상기 제2 응집조(2b)에서 응집되는 단계는 별도의 응집제를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 고분자 라텍스는 고무 라텍스에 방향족 비닐 화합물 및 비닐 시안 화합물의 단량체 혼합물을 그라프트 중합하여 제조한 것으로, 특히, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체가 사용될 수 있다.
상기 고무 라텍스는 부타디엔계 고무(BR), 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무(EPDM), 에틸렌 프로필렌 고무(EPR), 할로부틸 고무, 부틸고무, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 또는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 등을 사용할 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물은 스티렌, 알파메틸스티렌, 알파에틸스티렌, 파라메틸스티렌, 비닐톨루엔 또는 이들의 유도체 등을 사용할 수 있다.
상기 비닐 시안 화합물은 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 에타크릴로니트릴 또는 이들의 유도체 등을 사용할 수 있다.
상기 고분자 라텍스는 고무 라텍스 40 내지 70 중량부, 방향족 비닐 화합물 10 내지 40 중량부 및 비닐 시안 화합물 5 내지 20 중량부로 이루어진다.
본 발명에서 라텍스의 안정성을 향상시키기 위해 투입하는 유화제의 양은 고분자 수지의 제조를 위해 투입되는 성분 전체 함량 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부인 것이 바람직하며, 유화제의 예로는 소디움 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate), 소디움 디옥틸술포석시네이트(sodium dioctylsulfosuccinate), 소디움 도데실 벤젠 설포네이트(sodium dodecyl benzene sulfonate), 다우-팍스(dow-fax) 등을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 응집제는 황산, 인산, 염산 등의 수용성 무기산 또는 황산염, 칼슘염 등의 무기염을 사용한다. 응집제의 투입량은 유화제의 투입량에 따라 변하며 이는 응집조에서 오버-플로우(over-flow)되는 슬러리의 입도에 따라 조절한다. 투입량은 일반적으로 과량으로 사용하며 보통 고분자 수지의 제조를 위해 투입되는 성분 전체 함량 100 중량부에 대하여 0.5 내지 2.0 중량부가 바람직하다.
본 발명에 따라 제조된 고분자 분체는 75 내지 1400 ㎛의 입경을 가지는 분체가 고분자 분체 전체 함량에 대하여 95 중량% 이상인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예 에 한정되는 것은 아니다.
[고분자 라텍스 제조예]
(1) 시이드(seed) 제조
이온교환수 339.8g을 반응기 내부에 투입하고 온도를 70℃까지 상승시킨다. 이온교환수의 온도가 70℃에 도달하면 부틸 아크릴레이트 49.85g, 알릴 메타크릴레이트 0.05g, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 0.10g, 소디움 라우릴 설페이트(SLS) 16.59g(3 중량% 용액)을 각각 일시에 투입하였다. 반응기내 온도를 70℃로 유지하면서 포타슘퍼설페이트 26.77g(1 중량% 용액)을 투입함으로써 시이드를 중합하였다.
(2) 코어(core) 제조
이온교환수 208.4g, 부틸 아크릴레이트 448.66g, 알릴 메타크릴레이트 0.450g, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 0.90g, 소디움 라우릴 설페이트(SLS) 74.68g(3 중량% 용액)을 혼합하여 프리 에멀젼을 만들었다. 안정화된 프리 에멜젼이 만들어진 후 상기 시이드 라텍스에 일정유속으로 1시간 30분 동안 연속 투입하였다. 동시에 포타슘퍼설페이트 149.34g(1 중량% 용액)도 1시간 30분 동안 연속 투입하여 중합을 진행시켰다. 그리고 반응 온도인 70℃에서 1시간 동안 숙성시켜 시이드를 감싸는 코어를 제조하였다.
(3) 셸(shell) 제조
이온교환수 197.5g, 메틸 메타크릴레이트 117.75g, 에틸 아크릴레이트 9.25g, SLS 13.8g(3 중량% 용액)의 프리에멀젼을 만들었다. 상기 코어 라텍스에 프리에멀젼과 포타슘퍼설페이트 69.2g(1 중량% 용액)을 동시에 1시간 동안 연속 투입하여 셸 부분의 반응을 진행시켰다. 마찬가지로 반응기 내 온도를 70℃로 일정하게 유지하면서 1 시간 동안 숙성시켜 중합을 완료하였다. 이렇게 중합된 라텍스에 고형분 농도가 40 중량%가 되도록 물을 투입하여 라텍스 제조를 완료하였다.
[실시예]
실시예 1
10%로 희석된 소디움 라우릴 설페이트 120 g/hr를, 물 480 g/hr과 함께 RPM 200으로 교반 중인 상기 제조된 라텍스를 포함하는 라텍스 저장 탱크로 투입하였다. 이 때 유화제인 소디움 라우릴 설페이트는 고분자 수지의 제조를 위해 투입되 는 성분 전체 함량 100 중량부에 대하여 0.2 중량부에 해당되는 유량이며, 라텍스 저장 탱크 내의 유화제 농도는 2%에 해당한다.
상기 라텍스를 제 1 응집조에 15000g/hr(총 고분자 라텍스 중 90%에 해당, 250g/min)의 유량으로 투입하였으며, 1차 응집제로는 10%로 희석된 칼슘 클로라이드(CaCl2)를 고분자 수지의 제조를 위해 투입되는 성분 전체 함량 100 중량부에 대하여 3 중량부에 해당하는 1800g/hr로 투입하였고 물은 제 1 응집조 내의 고형분 농도가 16%가 되도록 조절하여 투입하였다. 제 1 응집조의 체류 시간은 3분, 공정 온도는 42℃로 유지하였다. 또한, 상기 라텍스를 제 2 응집조에 1667g/hr(총 고분자 라텍스 중 10%에 해당) 의 유량으로 투입하였다. 제 2 응집조의 체류 시간은 10분, 공정 온도는 42℃로 유지하였다. 또한 숙성조의 체류 시간은 60분, 공정 온도는 90℃이다.
상기와 같은 과정을 거쳐 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 제 1 응집조 및 제 2 응집조로 투입되는 라텍스의 양은 총 고분자 라텍스에 대하여 각각 70% 및 30% 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 제 1 응집조 및 제 2 응집조로 투입되는 라텍스의 양은 총 고분자 라텍스에 대하여 각각 50% 및 50% 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 제 1 응집조 및 제 2 응집조로 투입되는 라텍스의 양은 총 고분자 라텍스에 대하여 각각 30% 및 70% 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 제 1 응집조 및 제 2 응집조로 투입되는 라텍스의 양은 총 고분자 라텍스에 대하여 각각 10% 및 90% 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 제 1 응집조 및 제 2 응집조로 투입되는 라텍스의 양은 총 고분자 라텍스에 대하여 각각 100% 및 0% 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 제 1 응집조 및 제 2 응집조로 투입되는 라텍스의 양은 총 고분자 라텍스에 대하여 각각 0% 및 100% 인 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
라텍스 투입 비율(%) 입도 겉보기
비중
(g/㎖)		 함수율
(%)
1차 라텍스 2차 라텍스 Coarse
1400㎛ 이상
(중량%)		 Fine
75㎛
이하
(중량%)
실시예1 90 10 6 3 0.42 25.0%
실시예2 70 30 3 2 0.46 23.4%
실시예3 50 50 6 3 0.43 25.3%
실시예4 30 70 6 5 0.42 26.9%
실시예5 10 90 7 5 0.39 28.1%
비교예1 100 0 8 6 0.39 27.2%
비교예2 0 100 9 7 0.35 29.0%
상기 표 1을 통하여, 실시예 1 내지 실시예 5에 따라 제조된 고분자 라텍스 수지 분체는 낮은 함수율을 보여 주며 좁은 입도 분포를 보여 준다. 그리고 분체 이송과 제품의 포장 등의 후처리 공정이 용이해지고 파인의 비산 현상 등이 없어져 작업 환경이 개선되는 이점을 가지고 있다. 또한 파인이 시이드로 작용하여 슬러리가 보다 조밀한 구조를 가질 수 있도록 응집이 일어나기 때문에 겉보기 비중 또한 향상된다. 반면, 비교예 1 및 비교예 2는 특히 실시예 1 내지 3에 비해 높은 함수율과 낮은 겉보기 비중 그리고 넓은 입도 분포를 보여준다. 이는 라텍스가 응집제와 효율적으로 만나지 못하며, 파인의 재 응집과정이 일어나지 않아 분체 특성이 나빠졌다 할 수 있다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 응집제를 제 1 응집조에 100% 투입한 것과 달리, 응집제를 제 1 응집조 및 제 2 응집조에 각각 75% 및 25%로 분할하여 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 2에 나타내었다.
비교예 4
상기 실시예 1에서 응집제를 제 1 응집조에 100% 투입한 것과 달리, 응집제를 제 1 응집조 및 제 2 응집조에 각각 50% 및 50%로 분할하여 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 수득한 고분자 라텍스 수지 분체의 겉보기 비중 및 입도 분포 등의 분체 특성을 하기 표 2에 나타내었다.
[표2]
라텍스 투입 비율(%) 응집제 투입
비율(%)		 입도 겉보기
비중
(g/㎖)		 함수율
(%)
1차 라텍스 2차 라텍스 1차 응집제 2차
응집제		 Coarse
1400㎛ 이상
(중량%)		 Fine
75㎛
이하
(중량%)
실시예1 90 10 100 0 6 3 0.42 25.0
비교예3 90 10 75 25 9 8 0.37 31.5
비교예4 90 10 50 50 9 12 0.36 34.7
상기 표 2 를 통하여, 응집제를 1차 및 2차로 분할 투입한 비교예 3 및 4는 본 발명에 따른 실시예 1과 비교하여 Bulk Density는 감소하고 함수율은 급격히 증가함을 확인할 수 있다. 이는 응집제의 양이 분산되면서 라텍스와 만날 때 낮은 농도의 응집제가 투입된 것과 같은 효과가 발생되는 것으로, 입도 분포는 넓어지고, bulk density는 감소하며, 함수율은 증가하는 등 응집특성이 나빠짐을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기재된 구체예를 중심으로 상세히 설명하였지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
도 1은 종래의 고분자 수지의 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고분자 수지의 제조 장치의 개략도이다.
<도면의 주요 부호 설명>
1. 라텍스 저장 탱크
2a. 제 1 응집조
2b. 제 2 응집조
3. 물 투입 라인
4. 응집제 투입 라인
5a. 제 1 라텍스 투입 라인
5b. 제 2 라텍스 투입 라인
8. 숙성조
9. 슬러리 저장 탱크
10. 탈수기
11. 탈수액 배출 라인
12. 건조기
13. 제 1 싸이클론
14. 제품 회수 라인
15. 제 2 싸이클론
16. 파인 회수 라인
17. 폐가스 배출 라인

Claims (8)

  1. 유화 중합에 의한 고분자 수지의 제조를 위한 장치에 있어서,
    라텍스 저장 탱크(1);
    상기 라텍스 저장 탱크(1)에 직렬로 위치한 제1 응집조(2a);
    상기 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 라텍스를 상기 제1 응집조(2a)로 이송하기 위한 제1 라텍스 투입 라인(5a);
    상기 제 1 응집조(2a)에 응집제를 투입하기 위한 응집제 투입 라인(4);
    상기 제1 응집조(2a)에 직렬로 위치한 제2 응집조(2b);
    상기 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 라텍스를 상기 제2 응집조(2b)로 이송하기 위한 제2 라텍스 투입 라인(5b);
    상기 제2 응집조(2b)에 직렬로 위치한 숙성조(8);
    상기 숙성조(8)에 직렬로 위치하고, 상기 숙성조(8)에서 숙성된 고분자 슬러리를 탈수시키는 탈수기(10); 및
    상기 탈수기(10)에 직렬로 위치하고, 상기 탈수기(10)에서 탈수된 고분자 슬러리를 건조시키는 건조기(12)를 포함하며,
    상기 제2 응집조(2b)에 응집제를 투입하기 위한 별도의 응집제 투입 라인을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 라텍스 투입 라인(5b)의 입구는 사각 또는 분사형인 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체인 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조장치.
  4. 유화 중합에 의한 고분자 수지의 제조방법에 있어서,
    라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 고분자 라텍스를 제1 라텍스 투입 라인(5a)을 통하여 제1 응집조(2a)에 이송시키는 단계;
    상기 제1 응집조(2a)에서 상기 이송된 고분자 라텍스를 공급된 물 및 응집제와 함께 응집시켜 고분자 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 제조된 고분자 슬러리는 제2 응집조(2b)로 이송되고, 상기 라텍스 저장 탱크(1)에 저장된 고분자 라텍스를 제2 라텍스 투입 라인(5b)을 통하여 제2 응집조(2b)에 이송시키는 단계;
    상기 제2 응집조(2b)에서 상기 이송된 고분자 슬러리 및 고분자 라텍스를 함께 응집시키는 단계;
    상기 응집된 고분자 슬러리는 숙성조(8)로 이송되어 숙성되는 단계;
    상기 숙성된 고분자 슬러리는 탈수기(10) 및 건조기(12)에서 각각 탈수 및 건조되는 과정을 거쳐 고분자 분체로 제조되는 단계를 포함하며,
    상기 모든 단계들이 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하며,
    상기 제2 응집조(2b)에서 응집되는 단계는 별도의 응집제를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 라텍스 저장 탱크(1)로부터 상기 제2 응집조(2b)로 이송되는 고분자 라텍스의 양은 제1 응집조(2a) 및 제2 응집조(2b)로 이송되는 총 고분자 라텍스에 대하여 1 내지 50 중량%인 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체인 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 응집제는 상기 고분자 수지의 제조를 위해 투입되는 성분 전체 함량 100 중량부에 대하여 0.5 내지 2.0 중량부로 투입되며,
    황산, 인산 및 염산의 수용성 무기산, 또는 황산염 및 칼슘염의 무기염인 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조방법.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 고분자 분체는 75 내지 1400 ㎛의 입경을 가지는 분체가 고분자 분체 전체 함량에 대하여 95 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 수지의 제조방법.
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