KR101589528B1 - 트리아세틸셀룰로오스 제조를 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치 - Google Patents

트리아세틸셀룰로오스 제조를 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광학 용도(예를 들면 광학 또는 편광 필름 등) 등으로서 유용한 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 제조를 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 셀룰로오스의 아세틸화반응시 무수초산이 셀룰로오스의 하이드록실 그룹(hydroxyl group)에 균일하게 반응될 수 있도록 셀룰로오스의 아세틸화반응 전에 셀룰로오스를 초산에 균질하게 풀어 에스테르반응을 활성화시키기 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치에 관한 것이다.
본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치는 상부에는 셀룰로오스 원료 투입구 및 초산 유입구가 형성되고, 내부에는 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물이 수용되며, 하부에는 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구 및 초산 유출구가 형성되는 케틀(kettle) 본체와; 상기 케틀(kettle) 본체의 중앙 상부 외부에 구비되는 교반 모터와; 상기 교반 모터에 축설되고, 상기 본체의 내부 중앙에서 회전하면서 상기 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물을 교반하도록 교반축 및 교반임펠러가 구비되는 교반기;를 포함하여 구성된다.

Description

트리아세틸셀룰로오스 제조를 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치{A apparatus for ester activation treatment for manufacturing of Triacetylcellulose}
본 발명은 광학 용도(예를 들면 광학 또는 편광 필름 등) 등으로서 유용한 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 제조를 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 셀룰로오스의 아세틸화반응시 무수초산이 셀룰로오스의 하이드록실 그룹(hydroxyl group)에 균일하게 반응될 수 있도록 셀룰로오스의 아세틸화반응 전에 셀룰로오스를 초산에 균질하게 풀어 에스테르반응을 활성화시키기 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치에 관한 것이다.
트리아세틸셀룰로오스(TAC)는 사진용 필름, 편광판의 보호필름, 의료용 섬유, 담배필터용 섬유다발, 인공 신장용 중공섬유 등의 각종 용도에 사용되고 있다. 특히 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름은 강도가 강하고, 난연성이므로 각종 사진 또는 광학 재료에서 사용되고 있으며, 기타 중합체 필름과 비교하여 광학 이방성이 낮아 상대적으로 낮은 리타데이션을 제공하므로 편광판 필름등으로 널리 사용되고 있다.
상기 트리아세틸셀룰로오스(TAC)는 셀룰로오스와 아세트산의 에스테르로서, 다음 그림과 같이, 셀룰로오스를 구성하는 글루코오스 단위의 2위, 3위 및 6위에 존재하는 히드록실기의 수소원자의 전부 또는 일부가 아세틸기로 치환되어 있는 것이며, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)의 아세틸화도(아세틸 치환도; DS)는 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 2.7 이상이고, 보다 바람직하게는 2.7 ~ 3.0이며, 점도 평균 중합도(DP)는 70 이상(예를 들면 80 내지 800)의 것을 사용하고 있다.
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현재 알려진 대표적인 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 제조방법은, 한국공개특허공보 10-2009-0033913에 셀룰로오스 원료를 전처리하는 단계; 상기 전처리된 셀룰로오스 원료를 에스테르화하여 셀룰로오스 에스테르를 형성하는 단계; 및 상기 셀룰로오스 에스테르를 선택적으로 가수분해하는 단계를 포함하며, 상기 전처리하는 단계는, 제1 스테이지에서 상기 셀룰로오스 원료를 약산 및 물로 이루어진 제1 용액과 혼합하여 제1 용액에 상기 셀룰로오스 원료가 현탁되도록 하는 단계; 제1 스테이지 현탁액을 탈액화하는 단계; 제2 스테이지에서 상기 탈액화된 매스를 약산 및 물로 이루어진 제2 용액에 혼합하여 상기 매스가 제2 용액에 현탁되도록 하는 단계; 및 상기 제2 스테이지 현탁액을 탈액화하는 단계를 포함하는 셀룰로오스 에스테르 고분자의 제조 방법이 공지되어 있다.
또한, 본 출원인이 출원하여 특허공개된 한국공개특허공보 10-2013-0088635호에는, 목화 린터(linter)나 목재 펄프, 기타 통상의 셀룰로오스 원료를 빙초산으로 전처리하여 활성화(Activation)하는 단계; 상기 활성화(Activation) 단계를 거친 셀룰로오스 및 빙초산 혼합액을 아세틸화 반응기에 이송한 후, 아세틸화제로서 무수초산, 촉매로서 황산을 투입하여 아세틸화(Acetylation)하는 단계; 상기 아세틸화(Acetylation) 반응 종료 후, 계내에 잔존하는 아세틸화 촉매(황산)의 일부를 중화하기 위해 중화제인 Magnesium acetate를 첨가하고, 무수초산 투입량 대비 50~300중량%의 물의 량(무수초산 개환반응 후 남은 물의 량 기준)을 첨가하여 가수분해·숙성(Hydrolysis)하는 단계; 상기 가수분해·숙성(Hydrolysis) 반응 후, 남은 아세틸화 촉매(황산)를 Magnesium acetate를 첨가하여 중화시킨 다음, 물을 첨가하여 Flake를 침전(Precipitation)하는 단계를 포함하는 트리아세틸셀룰로오스의 제조방법이 공지된 바 있다.
상기에서와 같이, 트리아세틸셀룰로오스를 제조할 때, 원료인 셀룰로오스는 마이크로 파이버로 구성되어 있으며, 결정상(crystalline phase)과 비결정상(non-crystalline phase)로 구성 되어있고, 상기 결정상(crystalline phase)은 분자 사이와 분자 내에 3개의 수소결합(hydrogen bond)으로 이루어진 3차원 망상구조로 이루어져있으며, 상기 비결정상(non-crystalline phase)은 셀룰로오스 사슬들이 불규칙하게 연결되어 있다.
한편, 반응성은 상기 비결정상(non-crystalline phase)이 더 좋으며, 반응성을 증가시키기 위해 물이나 다른 swelling agent를 사용하여 셀룰로오스를 전처리 하고 있는데, 즉, 보통 셀룰로오스는 bale이나 roll로 된 sheet상으로 공급되고, 공급괸 sheet를 어떠한 전처리 과정을 거치지 않고는 triacetylation은 불가능하므로 셀룰로오스의 아세틸화 공정중 활성화 전처리공정은 매우 중요하며, 이러한 활성화 전처리 공정을 통하여 반응물인 무수초산이 셀룰로오스 하이드록실 그룹(hydroxyl group)에 균일하게 반응될 수 있다.
종래, 상기 셀룰로오스 전처리 장치로는 미국특허 2393783호에 쉬트상으로 투입되는 셀룰로오스에 제트공기를 분사하여 미세 셀룰로오스로 분리한 후, 가열된 공기가 순환하는 벤츄리관을 통해 셀룰로오스 저장조로 이송되도록 한 셀룰로오스 전처리 장치가 공지되어 있다.
또한, 미국특허 5036900호에는 쉬트상으로 공급되는 셀룰로오스에 물을 분사하고, 스크류 혼합기에 투입하여 혼합하면서 아세틸화 반응기로 이송하는 셀룰로오스 전처리 장치가 공지되어 있다.
그러나, 종래의 셀룰로오스 전처리 장치는 초산으로 에스테르 활성화 전처리 하지 않고, 미세하게 셀룰로오스를 분리하여 아세틸화 반응에 투입하거나 물에 적셔서 아세틸화 반응에 투입하는 것으로 반응물인 무수초산이 셀룰로오스 하이드록실 그룹(hydroxyl group)에 균일하게 반응될 수 없어 트리아세틸셀룰로오스의 품질 및 수율에 많은 문제점이 있었으며, 초산으로 셀룰로오스를 전처리 하더라도 셀룰로오스를 초산에 균질하게 풀어 현탁시킬 수 있는 장치, 즉, 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치(activation kettle)가 없어 여러 문제점이 있었으므로, 이에 본 발명자들은 셀룰로오스의 아세틸화반응시 무수초산이 셀룰로오스의 하이드록실 그룹(hydroxyl group)에 균일하게 반응될 수 있도록 셀룰로오스의 아세틸화반응 전에 셀룰로오스를 초산에 균질하게 풀어 에스테르반응을 활성화시키기 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 개발하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 제조과정중 셀룰로오스의 아세틸화반응시 무수초산이 셀룰로오스의 하이드록실 그룹(hydroxyl group)에 균일하게 반응될 수 있도록 셀룰로오스의 아세틸화반응 전에 셀룰로오스를 초산에 균질하게 풀어 에스테를 반응을 활성화시키기 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로, 목화 린터(linter) 또는 목재 펄프로부터 선택된 셀룰로오스 원료를 초산과 혼합, 활성화(Activation)하기 위하여, 상부에는 셀룰로오스 원료 투입구 및 초산 유입구가 형성되고, 내부에는 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물이 수용되며, 하부에는 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구 및 초산 유출구가 형성되는 케틀(kettle) 본체와; 상기 케틀(kettle) 본체의 중앙 상부 외부에 구비되는 교반 모터와; 상기 교반 모터에 축설되고, 상기 본체의 내부 중앙에서 회전하면서 상기 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물을 교반하도록 교반축 및 교반임펠러가 구비되는 교반기;를 포함하여 구성되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스가 상기 배출구로 용이하게 배출되도록 상기 배출구에 간격을 두고 임펠러 날개가 삽입되어 회전하는 보조임펠러가 상기 교반기 하부 끝단에 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 보조임펠러는 원반모양의 본체 하면에 수직방향으로 상광하협의 뾰족한 형태의 1개 이상의 임펠러 날개가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구 및 초산 유출구에는 각각 개폐밸브가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구는 아세틸화 반응기와 배관 연결되고, 상기 초산 유출구는 초산저장탱크와 배관 연결되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 케틀(kettle) 본체 상부에는 상기 케틀(kettle) 본체 내부의 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출 및 초산 유출을 위하여 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 가압하기 위한 가압밸브 및 압력게이지가 구비되고, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출 및 초산 유출 후 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 감압시키기 위한 감압밸브가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 케틀(kettle) 본체 내부 하부에는 상기 초산 유출구를 통해 초산을 회수할 수 있도록 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스로 부터 초산을 분리하는 필터가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 필터는 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구를 제외한 상기 케틀(kettle) 본체 내부 하부에 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구를 중심으로 방사상형태의 필터가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구의 개폐밸브 상부 일측에는 쉬트타입(sheet type) 셀룰로오스가 아래로 가라앉는 현상을 방지하기 위하여 에어분사노즐이 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 제조과정중 셀룰로오스의 아세틸화반응시 무수초산이 셀룰로오스의 하이드록실 그룹(hydroxyl group)에 균일하게 반응될 수 있도록 셀룰로오스의 아세틸화반응 전에 셀룰로오스를 초산에 균질하게 풀어 에스테를 반응을 활성화시킴으로써, 트리아세틸셀룰로오스의 품질 및 수율향상에 획기적인 효과가 있다.
도 1은 트리아세틸셀룰로오스 제조장치의 개략적인 구성도
도 2는 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치의 단면구성도
도 3은 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치의 외부 상부 사진
도 4는 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치의 외부 하부 사진
도 5는 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치의 내부 사진
도 6은 본 발명의 에스테르 활성화 처리장치의 보조임펠러 확대 사진
도 7은 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치 내부에서 셀룰로오스와 초산이 혼합 교반상태를 나타낸 사진
도 8은 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치 내부에서 초산이 유출된 상태를 나타낸 사진
도 9는 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치 내부 셀률로오스가 아세틸화 반응기로 이송된 후를 나타낸 사진
본 발명은 목화 린터(linter) 또는 목재 펄프로부터 선택된 셀룰로오스 원료를 초산과 혼합, 활성화(Activation)하기 위하여, 상부에는 셀룰로오스 원료 투입구 및 초산 유입구가 형성되고, 내부에는 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물이 수용되며, 하부에는 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구 및 초산 유출구가 형성되는 케틀(kettle) 본체와; 상기 케틀(kettle) 본체의 중앙 상부 외부에 구비되는 교반 모터와; 상기 교반 모터에 축설되고, 상기 본체의 내부 중앙에서 회전하면서 상기 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물을 교반하도록 교반축 및 교반임펠러가 구비되는 교반기;를 포함하여 구성되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스가 상기 배출구로 용이하게 배출되도록 상기 배출구에 간격을 두고 임펠러 날개가 삽입되어 회전하는 보조임펠러가 상기 교반기 하부 끝단에 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 보조임펠러는 원반모양의 본체 하면에 수직방향으로 상광하협의 뾰족한 형태의 1개 이상의 임펠러 날개가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구 및 초산 유출구에는 각각 개폐밸브가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구는 아세틸화 반응기와 배관 연결되고, 상기 초산 유출구는 초산저장탱크와 배관 연결되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 케틀(kettle) 본체 상부에는 상기 케틀(kettle) 본체 내부의 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출 및 초산 유출을 위하여 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 가압하기 위한 가압밸브 및 압력게이지가 구비되고, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출 및 초산 유출 후 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 감압시키기 위한 감압밸브가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 케틀(kettle) 본체 내부 하부에는 상기 초산 유출구를 통해 초산을 회수할 수 있도록 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스로 부터 초산을 분리하는 필터가 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 필터는 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구를 제외한 상기 케틀(kettle) 본체 내부 하부에 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구를 중심으로 방사상형태로 형성되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구의 개폐밸브 상부 일측에는 쉬트타입(sheet type) 셀룰로오스가 아래로 가라앉는 현상을 방지하기 위하여 에어분사노즐이 구비되는 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 개시하는 도면에 한정되지 않는다.
우선, 도 1을 참조하여 설명하면, 트리아세틸셀룰로오스 제조장치는 본 발명의 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치(Activation Kettle), 아세틸화 반응기 및 초산저장탱크로 구성된다.
이 때, 상기 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치(Activation Kettle)로부터 초산을 회수하는 경우에는 상기 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치(Activation Kettle)로부터 초산과 함께 빠져 나간 미세한 셀룰로오스 입자를 제거하기 위하여 상기 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치(Activation Kettle)와 초산저장탱크 사이에 필터가 설치된다.
도 2를 참조하면, 상기 본 발명의 트리아세틸셀룰로오스 제조를 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치는, 목화 린터(linter) 또는 목재 펄프로부터 선택된 셀룰로오스 원료를 초산과 혼합, 활성화(Activation)하기 위하여, 상부에는 셀룰로오스 원료 투입구(107) 및 초산 유입구(120)가 형성되고, 내부에는 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물이 수용되며, 하부에는 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구(110) 및 초산 유출구(111)가 형성되는 케틀(kettle) 본체(100)와; 상기 케틀(kettle) 본체(100)의 중앙 상부 외부에 구비되는 교반 모터(101)와; 상기 교반 모터에 축설되고, 상기 본체의 내부 중앙에서 회전하면서 상기 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물을 교반하도록 교반축(102) 및 교반임펠러(103)가 구비되는 교반기;를 포함하여 구성된다.
상기 활성화(Activation)하기 위한 셀룰로오스 원료는 모든 등급의 목재 펄프 또는 면 린터(cotton linter) 또는 재생된(regenerated) 셀룰로오스 또는 이들의 조합을 사용할 수 있으며, 상기 목재 펄프는 아세테이트 등급 펄프(95% 보다 많은 α-셀룰로오스 및 대략 1 내지 3%의 헤미-셀룰로오스를 포함함); 비스코스 등급 펄프(88 내지 95%의 α-셀룰로오스 및 대략 5 내지 12%의 헤미-셀룰로오스를 포함함); 및 종이/보풀(paper/fluff) 등급 펄프(대략 80 내지 88%의 α-셀룰로오스 및 대략 12 내지 20%의 헤미-셀룰로오스를 포함함)일 수 있다.
또한, 펄프는 활엽수(hardwood), 침엽수(softwood) 또는 이들의 조합으로부터 제공될 수 있고, 상기 펄프는 시트, 롤(rolls), 생풀(bales), 조각(shreds), 칩(chips), 보풀 등의 형태로 사용될 수 있으며, 본 발명의 활성화 처리장치에 투입되기 전에 즉시 습윤될 수 있는(wetted) 크기로 파쇄하여 투입하는 것이 바람직하다.
상기에서 습윤될 수 있는(wetted) 크기로 파쇄된 셀룰로오스 원료가 활성화 처리장치로 투입되어 활성화 처리될 때, 셀룰로오스 투입 100중량부에 대하여 초산을 400~1,500중량부 투입 혼합하며, 온도 16~25℃에서 1~3시간 진행하는 것이 바람직하다. 이 경우, 초산이 400중량부 미만 사용되면 셀룰로오스가 충분히 습윤, 활성화되지 않으며, 1,500중량부 초과사용하면 불필요한 초산이 낭비될 수 있다.
상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스가 상기 배출구(110)로 용이하게 배출되도록 상기 배출구(110)에 간격을 두고 임펠러 날개가 삽입되어 회전하는 보조임펠러(104)가 상기 교반기 하부 끝단에 구비된다.
여기서, 상기 보조임펠러(104)는 원반모양의 본체(130) 하면에 수직방향으로 상광하협의 뾰족한 형태의 1개 이상의 임펠러 날개(140)가 구비된다.
상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구(110) 및 초산 유출구(111)에는 각각 개폐밸브(112, 113)가 구비된다.
상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구(110)는 아세틸화 반응기와 배관 연결되고, 상기 초산 유출구(111)는 초산저장탱크와 배관 연결된다.
상기 케틀(kettle) 본체(100) 상부에는 상기 케틀(kettle) 본체 내부의 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출 및 초산 유출을 위하여 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 가압하기 위한 가압밸브(105) 및 압력게이지(108)가 구비되고, 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출 및 초산 유출 후 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 감압시키기 위한 감압밸브(106)가 구비된다.
상기 케틀(kettle) 본체(100) 내부 하부에는 상기 초산 유출구(111)를 통해 초산을 회수할 수 있도록 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스로 부터 초산을 분리하는 필터(109)가 구비된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 필터(109)는 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구를 제외한 상기 케틀(kettle) 본체 내부 하부에 상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구(110)를 중심으로 방사상형태로 형성된다.
상기 초산에 풀어져 활성화된 셀룰로오스 배출구(110)의 개폐밸브 상부 일측에는 쉬트타입(sheet type) 셀룰로오스가 아래로 가라앉는 현상을 방지하기 위하여 에어분사노즐(114)이 구비된다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 본 발명의 트리아세틸셀룰로오스 제조를 위한 셀룰로오스 에스테르 활성화 처리장치를 사용한 활성화 처리과정은 아세틸화 반응 전에 Roll형태로 공급된 cotton linter나 wood pulp를 25cm x 25cm 크기의 sheet 형태로 잘게 잘라 초산과 함께 활성화 처리장치(Activation Kettle)에 투입한다.
다음, sheet 형태의 cotton linter나 wood pulp가 초산에 잘 풀어져 균일한 입자를 형성하여 균질하게 현탁될 때 까지 교반기로 교반하고, 충분히 교반된 경우에는 교반을 중지하고 활성화 처리장치(Activation Kettle)에 일정한 압력을 가하여 활성화(Activation)에 사용된 초산을 분리 유출하여 초산저장탱크로 회수하며, 활성화처리가 끝난 셀룰로오스는 아세틸화 반응기로 이송된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 케틀(kettle) 본체 101 : 교반 모터
102 : 교반축 103 : 교반임펠러
104 : 보조임펠러 105 : 가압밸브
106 : 감압밸브 107 : 셀룰로오스 원료 투입구
108 : 압력게이지 109 : 필터
110 : 셀룰로오스 배출구 111 : 초산 유출구

Claims (9)

  1. 목화 린터(linter) 또는 목재 펄프로부터 선택된 셀룰로오스 원료를 초산과 혼합, 에스테르화 반응을 활성화(Activation)하기 위하여, 상부에는 셀룰로오스 원료 투입구(107) 및 초산 유입구(120)가 형성되고, 내부에는 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물이 수용되며, 하부에는 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출구(110) 및 초산 유출구(111)가 형성되는 케틀(kettle) 본체(100)와;
    상기 케틀(kettle) 본체(100)의 중앙 상부 외부에 구비되는 교반 모터(101)와;
    상기 교반 모터에 축설되고, 상기 본체의 내부 중앙에서 회전하면서 상기 셀룰로오스 원료 및 초산의 혼합물을 교반하도록 교반축(102) 및 교반임펠러(103)가 구비되는 교반기;를 포함하여 구성되는 셀룰로오스 에스테르 반응 활성화 처리장치로서,
    상기 초산에 풀어진 셀룰로오스가 상기 배출구(110)로 용이하게 배출되도록 상기 배출구(110)에 간격을 두고 임펠러 날개가 삽입되어 회전하는 보조임펠러(104)가 상기 교반기 하부 끝단에 구비되되, 상기 보조임펠러(104)는 원반모양의 본체(130) 하면에 수직방향으로 상광하협의 뾰족한 형태의 1개 이상의 임펠러 날개(140)가 형성되고,
    상기 케틀(kettle) 본체(100) 내부 하부에는 상기 초산 유출구(111)를 통해 초산을 회수할 수 있도록 상기 초산에 풀어진 셀룰로오스로 부터 초산을 분리하는 필터(109)가 구비되되, 상기 필터(109)는 상기 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출구(110)를 제외한 상기 케틀(kettle) 본체 내부 하부에 상기 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출구(110)를 중심으로 방사상 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 에스테르 반응 활성화 처리장치
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출구(110) 및 초산 유출구(111)에는 각각 개폐밸브(112, 113)가 구비되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 에스테르 반응 활성화 처리장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출구(110)는 아세틸화 반응기와 배관 연결되고, 상기 초산 유출구(111)는 초산저장탱크와 배관 연결되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 에스테르 반응 활성화 처리장치
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케틀(kettle) 본체(100) 상부에는 상기 케틀(kettle) 본체 내부의 상기 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출 및 초산 유출을 위하여 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 가압하기 위한 가압밸브(105) 및 압력게이지(108)가 구비되고, 상기 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출 및 초산 유출 후 상기 케틀(kettle) 본체 내부를 감압시키기 위한 감압밸브(106)가 구비되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 에스테르 반응 활성화 처리장치
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 초산에 풀어진 셀룰로오스 배출구(110)의 개폐밸브 상부 일측에는 쉬트타입(sheet type) 셀룰로오스가 아래로 가라앉는 현상을 방지하기 위하여 에어분사노즐(114)이 구비되는 것을 특징으로 하는 셀룰로오스 에스테르 반응 활성화 처리장치
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