KR20070119695A - 여과 조제로서 사용하기에 적합한 중합체 블렌드의 제조방법 - Google Patents

여과 조제로서 사용하기에 적합한 중합체 블렌드의 제조방법 Download PDF

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미하엘 케르베르
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Abstract

본 발명은 압출기에서 두 성분 폴리스티렌 및 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈 모두를 가공함으로써, 폴리스티렌 및 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈으로부터 여과 조제로서 사용하기에 적합한 중합체 블렌드를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 폴리스티렌을 압출기에서 용융시킨 다음, 폴리비닐피롤리돈과 혼합하고, 폴리스티렌 및 팝콘 중합체의 총량에 대하여 0.1 내지 10 중량%의 물을 상기 성분들의 혼합물에 첨가하고, 상기 혼합물을 압출하고 분쇄하는 것을 특징으로 한다.
여과 조제, 폴리스티렌, 가교된 수불용성 폴리비닐 피롤리돈, 중합체 블렌드

Description

여과 조제로서 사용하기에 적합한 중합체 블렌드의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING POLYMER BLENDS SUITED FOR USE AS FILTER AIDS}
본 발명은 압출기에서 성분들의 가공을 통해 폴리스티렌 및 팝콘(popcorn) 중합체를 기재로 하는 중합체 블렌드를 제조하기 위한 개선된 방법 및 또한 이들 조성물의 여과 조제로서의 용도에 관한 것이다.
다수의 산업적 제조 공정의 중요한 단계는 여과에 의한 고체/액체 물질 혼합물의 분리이다. 여과 조제라는 용어는 여과 공정에서 자유유동 고체, 분말, 과립 또는 섬유의 형태로 사용되는 다수의 제품에 사용된다.
여과 조제는 더 느슨한 케이크 구조를 달성하기 위해 여과 공정을 시작하기 전에 여과 조제 층 (예비코팅 여과기)의 형태로 여과기에 적용될 수 있거나, 또는 여과될 슬러리에 연속적으로 첨가될 수 있다.
여과라는 용어는, 불연속상 (분산된 물질) 및 연속상 (분산 매체)으로 이루어진 현탁액 (슬러리)의 다공성 여과기를 통한 흐름을 의미하는 것으로 해석된다. 여기에서, 고체 입자들은 여과기 물질 상에 침적되고, 여과된 맑은 액체 (여액)는 여과기 물질로부터 배출된다. 상기 공정 동안에 적용된 압력 차이가, 흐름에 대한 저항을 극복하기 위한 외부 힘으로서 작용한다.
여과 절차 동안에 근본적으로 상이한 고체 단리 기작이 관찰될 수 있다. 여기에서 사용되는 주된 시스템은 표면 여과 또는 케이크 여과, 층 여과, 및 체(sieve) 여과이다. 종종 둘 이상의 절차들이 조합된다.
표면 여과 또는 케이크 여과의 경우, 다양한 유형의 예비코팅 여과기가 음료 여과를 위해 사용된다.
모든 예비코팅 여과기 시스템에서, 여과될 액체에 포함된 고체 및 또한 의도적으로 첨가되는 고체 (여과 조제)가 여과 매체를 통해 남아, 여과 케이크가 형성된다. 여과 공정의 진행 동안에 여과기 물질을 통한 흐름뿐만 아니라 상기 여과 케이크를 통한 흐름이 여전히 일어난다. 이러한 유형의 여과를 예비코팅 여과라고도 한다.
본 발명에 따라 여과될 액체는 음료, 특히 과일 주스 또는 발효 음료, 예컨대 포도주 또는 맥주이다. 특히, 본 발명에 따른 방법에 의해 얻어지는 여과 조제는 맥주의 여과에 사용된다. 그러나, 상기 여과 조제는 예를 들어 차 제품, 발포성 포도주의 처리, 또는 일반적으로 식품 및 기타 소비성 물품으로부터의 원하지 않는 성분의 흡착을 위해 사용될 수도 있다.
US 4344846에는, 발포 폴리스티렌을 기재로 하는 여과 조제를 사용한 예비코팅 여과를 위한 방법이 기술되어 있다.
EP 351 363에는 안정화제 및 여과 조제로서 고도로 가교된 폴리비닐피롤리돈이 기술되어 있다.
WO 02/32544에는 폴리스티렌을 기재로 하는 여과 조제가 개시되어 있다. 제 조는, 압출기에서 다른 성분 존재 하의 폴리스티렌의 컴파운딩을 통해 이행될 수 있다. 광범위하게 다양한 무기 화합물, 예컨대 규산염, 탄산염, 산화물 등과 함께 사용될 수 있는 다른 성분은 중합체, 예컨대 가교된 폴리비닐피롤리돈이다.
그러나, 본 발명자들은 이와 같이 얻어진 제품들은 분쇄하는 동안에 문제를 일으킬 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 증가된 에너지 비용으로만 분쇄할 수 있어, 산업적 규모에서는 비용적으로 비효율적이다.
본 발명의 목적은, 컴파운딩된 물질이 가지는 모폴로지(morphology)에 부정적 영향을 전혀 미치지 않고, 여과 작용에 있어서 매우 중요한 개선된 분쇄성을 제공하는, 폴리스티렌을 기재로 하고 가교된 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 여과 조제의 제조를 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
이에 본 발명자들은 압출기에서 폴리스티렌을 용융시킨 다음, 이를 폴리비닐피롤리돈으로 처리하고, 성분들의 혼합물에, 폴리스티렌 및 가교된 폴리비닐피롤리돈의 총량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 물을 첨가하고, 혼합물을 압출 및 펠렛화하는 것을 포함하는, 압출기에서의 성분들의 가공을 통하여 여과 조제로서 적합하고 폴리스티렌 및 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 블렌드를 제조하는 방법을 발견하였다.
중합체 블렌드는 화학적으로 상이한 중합체들의 혼합물이다. 본 발명의 경우에서 블렌드는 열가소성 폴리스티렌 성분 및 비(非)열가소성의 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈 팝콘 중합체로 이루어지고, 여기에서 블렌드는 물리적 방법에 의해 개개의 성분들로 분해될 수 없다.
임의의 통상적인 폴리스티렌 등급을 폴리스티렌 성분으로서 사용할 수 있으며, 그 예로는 표준 폴리스티렌, 충격보강 폴리스티렌 (SB 등급), 예컨대 스티렌 및 부타디엔으로 이루어진 공중합체, 또는 고충격보강 폴리스티렌 (HIPS 등급), 예를 들어 폴리부타디엔 고무 또는 스티렌-부타디엔 고무로 개질된 폴리스티렌이 있다. 이들 폴리스티렌은 예를 들어 PS 158 k, PS 486 M 또는 스티롤룩스(Styrolux)® (BASF)의 형태로 상업적으로 입수가능하다.
본 발명에 따르면, 블렌드는 물 흡수시 겔화되지 않고 문헌에서 "팝콘 중합체"라고도 지칭되는 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈 중합체를 폴리스티렌 성분과 함께 제 2 중합체 성분으로서 포함한다(문헌 [J.W. Breitenbach, Chimia, Vol. 21, pp. 449-488, 1976] 참조). 약전(藥典)(예컨대 USP 또는 Ph. Eur.)에서는 이들 중합체를 크로스포비돈이라고 한다. 이러한 유형의 중합체는 다공성 구조 및 다수의 공동을 갖는다. 상기 중합체는 물의 흡수 시에도 겔화되지 않는다. 이러한 유형의 중합체는 20 ℃에서 물 중에서의 팽윤 부피가 보통 2 내지 10 ℓ/kg, 바람직하게는 4 내지 8 ℓ/kg 범위이다.
팝콘 중합체의 제조는 그 자체로서 공지되어 있다. 중합 공정의 수행이 유리질 중합체가 아닌 팝콘 중합체 제공 여부를 실질적으로 결정한다. EP-B 88964에는 본 발명의 목적을 위해 사용되는 것과 같은 팝콘 중합체의 제조에 적합한 일례의 공정들이 기술되어 있다.
팝콘 중합체는 가교된 중합체이다. 가교는 물리적으로 또는 화학적으로 이행될 수 있다. 적합한 화학적 가교제는 일반적으로 분자가 2개 이상의 에틸렌계 불포화 비공액 이중 결합을 포함하여 중합 공정 동안에 2관능성 가교제로서 작용하는 화합물이다. 대표적인 바람직한 예로는 알킬렌비스아크릴아미드, 예컨대 메틸렌비스아크릴아미드 및 N,N'-아크릴로일에틸렌디아민, N,N'-디비닐에틸렌우레아, N,N'-디비닐프로필렌우레아, 에틸리덴비스-3-(N-비닐피롤리돈), N,N'-디비닐이미다졸릴(2,2')부탄 및 1,1'-비스(3,3')비닐벤즈이미다졸린-2-온)-1,4-부탄이 있다. 기타 적합한 가교제의 예로는 알킬렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 예컨대 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 방향족 디비닐 화합물, 예컨대 디비닐벤젠 및 디비닐톨루엔, 및 또한 비닐 아크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 디비닐디옥산, 펜타에리트리톨 트리알릴 에테르, 트리알릴아민 및 또한 상기 가교제들의 혼합물이 있다.
특히 바람직한 가교제는 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, N,N'-디비닐에틸렌우레아 (DVEH) 및 디비닐벤젠 (DVB)이다.
가교제의 사용량은 중합체의 총량을 기준으로 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 8 중량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 5 중량%이다.
이들 크로스포비돈은 예를 들어 디베르간(Divergan)® 등급 (BASF) 또는 폴리플라스돈(Polyplasdone)® 등급 (ISP)의 형태로 상업적으로 입수가능하다.
팝콘 중합체의 입자 크기는 일반적으로 15 ㎛ 내지 1500 ㎛이다.
여기에서 양의 비율은 여과 조제가 20 내지 95 중량%, 바람직하게는 50 내지 85 중량%, 특히 바람직하게는 60 내지 75 중량%의 폴리스티렌, 및 5 내지 80 중량%, 바람직하게는 15 내지 50 중량%, 특히 바람직하게는 40 내지 25 중량%의 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈을 포함하도록 선택된다.
원칙적으로, 당업자에게 공지된 통상적인 유형의 압출기가 본 발명에 따른 방법에 적합하다. 이들은 보통 배럴, 구동 장치, 및 또한 이송 부재 또는 혼련 부재가 있는 1개 이상의 회전축 (스크류)으로 이루어진 가소화(plastifying) 장치를 포함한다.
수송 방향으로 스크류를 따라, 본 발명에 따른 방법에서 공급 대역, 혼합 대역 및 계량 대역을 포함하는 구획이 2개 이상 있다. 또한, 탈휘발화 대역이 있을 수 있고, 여기에서 탈휘발화는 대기압 및/또한 진공에서 이행할 수 있다. 예를 들면, 진공 탈휘발화는 스터핑 스크류(stuffing screw) 및 스팀-젯 펌프에 의해 이행할 수 있다.
이들 구획 각각은 또한, 하나 이상의 배럴 구획을 가장 작은 독립적인 장치로서 포함할 수 있다.
여과 조제는 1축 압출기, 2축 압출기 또는 다축 압출기, 바람직하게는 2축 압출기에서 제조할 수 있다. 둘 이상의 스크류는 맞물리면서 또는 조밀하게 맞물리면서 동일방향회전하거나 반대방향회전하도록 설계될 수 있다. 압출기는 바람직하게는 동일방향회전 조밀 맞물림으로 설계된다. 개개의 배럴 구획은 가열가능하도록 한다. 또한, 배럴 구획은 냉각에 대해, 예를 들어 물에 의한 냉각에 대해 설계될 수도 있다.
스크류는 압출 공정에서 통상적인 부재들 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 그들은 통상적인 이송 부재뿐만 아니라 혼련 디스크 또는 역이송 부재를 포함할 수 있다. 당업자라면 개별적인 경우에서 어떠한 스크류 형태가 적합한지를 결정하기 위해 간단한 시험을 할 수 있을 것이다. 스크류 길이 대 스크류 직경의 비율 (LD 비율)은 25:1 내지 50:1, 바람직하게는 30:1 내지 40:1일 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 압출기는 본질적으로 하기 구획들로 나뉜다.
제 1 구획에서, 폴리스티렌을 압출기로 도입하고 용융시킨다. 이 구획에서 스크류 기하구조는 열가소성 중합체를 이송하고 용융시키기 위한 통상적인 조건에 해당한다. 공급 장치가 있는 배럴 구획 다음에, 폴리스티렌이 용융되는 1개 또는 2개의 배럴 구획이 있다. 이 영역에서, 스크류는 이송 부재뿐만 아니라 혼련 디스크를 함유할 수 있다.
혼합 대역으로서 설계되는 제 2 구획에서는, 가교된 폴리비닐피롤리돈을 상기 용융된 폴리스티렌에 도입한다. 첨가하기 전에, 용융된 폴리스티렌을 바람직하게는 예비탈기 또는 탈휘발화시킨다. 탈휘발화/탈기는 0.005 내지 0.1 MPa의 압력에서, 바람직하게는 대기압에서 이행한다. 그런 다음, 가공 조건 하에서 고체인 가교된 폴리비닐피롤리돈이 용융된 폴리스티렌 내에 균질하게 분산되도록 성분들을 완전히 혼합한다. 이 구획은 또한 통상적인 이송 부재를 포함한다. 혼합물을 이송하기 위하여 바람직하게는 혼련 디스크를 혼입할 수도 있다. 또한, 혼합 공정의 추가의 개선을 위해 바람직하게는 역이송 부재를 혼입할 수도 있다. 이 구획에는 일반적으로 1 내지 3개의 배럴 구획이 있다.
상기 혼합 대역과 제 3 구획 사이에는 부속 지연 부재가 있으며, 이들은 스팀이 가교된 중합체의 공급 장치로 다시 이동하여 그것이 폐색되는 것을 막도록 의도된다.
이후 제 3 구획에서, 상기 중합체 성분의 혼합물에 물이 도입된다. 물은 통상적인 충전 장치, 예를 들어 깔때기 형상의 충전 장치를 통해 또는 계량 펌프에 의해 첨가할 수 있다. 그런 다음, 물과 용융물을 혼합하면서 물을 포함하는 상기 조성물을 배출 오리피스의 방향으로 더 이송시킨다. 이 구획은, 가공될 조성물의 양의 함수로서 1 내지 3개의 배럴 구획으로 이루어질 수 있다.
물이 도입되는 제 3 구획과 배출 오리피스 사이에, 1개 이상의 배럴 구획이 있는 배기 대역이 또한 있을 수 있으며, 여기에서 탈휘발화를 대기압 및/또는 진공에서 이행할 수 있다. 탈휘발화는 바람직하게는 0.005 내지 0.1 MPa의 압력에서 이행한다. 배기 대역과 배출 오리피스 사이에, 추가의 배럴 구획이 있을 수 있다.
그런 다음, 여전히 가소성인 상기 조성물을 압출기로부터 배출시킨다. 배출 방법은 통상적인 다이판, 펠렛화 다이 또는 기타 적합한 장치를 이용할 수 있다.
폴리스티렌의 공급 대역은 일반적으로 가열시키지 않는다. 모든 다른 대역들은 상기 조성물이 가소성이도록, 압출기와 다이판 사이의 전이 구획 및 다이판 그 자체와 마찬가지로 가열시킨다.
압출기 구획의 배럴 온도, 전이 부품의 온도 및 다이판의 온도는 보통 180 내지 220 ℃이다. 배럴 온도는 항상 조성물의 온도가 폴리스티렌의 융점보다는 높지만 가교된 중합체의 분해 온도보다는 낮도록 선택하여야 한다.
여전히 가소성인 상기 혼합물을 바람직하게는 다이를 통하여 압출하고 분쇄한다. 적합한 분쇄 기술은 원칙적으로는 이 목적을 위해 공지된 통상적인 기술들 중 어느 하나이며, 그 예로는 가열-절단 펠렛화 및 냉각-절단 펠렛화가 있다.
예를 들면, 압출물은 회전 칼 또는 에어 젯에 의해 잘단될 수 있다.
압출물을 펠렛화시키는 다른 방법은 수 냉각 다이면 펠렛화(water-cooled die-face pelletization)이다.
그런 다음, 압출물을 분쇄한다. 분쇄는 하나 이상의 단계, 바람직하게는 두 단계로 이행하여 목적하는 입자 크기로 할 수 있다. 입자 크기는 20 내지 100 ㎛일 수 있다. 액체 질소 또는 상업적으로 입수가능한 다른 임의의 냉각 매체, 예를 들어 드라이아이스에 의한 생성물의 50 ℃ 내지 +5 ℃ 온도의 냉각과 함께 상업적으로 입수가능한 임의의 회전자-기재 밀, 바람직하게는 반대방향회전 핀-디스크 밀에서의 예비 분쇄 (제 1 분쇄 단계) 후, 상업적으로 입수가능한 임의의 대향-젯 밀에서의 제 2 분쇄 단계로 분쇄를 이행할 수 있다. 제 2 분쇄 공정을 위해, 바람직한 적합한 공정은 저온 분쇄이다. 이 때, 저온의 불활성 기체를 분쇄될 조성물로 도입한다. 사용될 수 있는 분쇄 기체의 예로는 질소 또는 아르곤이 있다. 분쇄 기체를 바람직하게는 -50 내지 +5 ℃의 온도로 냉각한다.
목적하는 경우 분쇄 전에 압출기를 건조시킬 수도 있다.
제 1 분쇄 단계 후 여과 조제의 평균 입자 크기는 45 내지 100 ㎛, 바람직하게는 45 내지 75 ㎛이다.
제 2 분쇄 공정 후 여과 조제의 바람직한 평균 입자 크기는 20 내지 40 ㎛이다.
평균 입자 크기는 누적 중량 분포에 의해 결정한다.
그런 다음, 목적하는 경우 여과 조제를, 잔여 스티렌 단량체 함량을 낮추기 위한 공정으로 처리할 수도 있다. 이는, 입자상 블렌드를 물과 혼합하고 혼합물을 스팀 증류 처리한 다음 입자상 블렌드를 단리함으로써, 또는 조성물을 이동시키기 위한 장치가 구비된 용기, 예를 들어 패들(paddle) 건조기에서 입자상 블렌드 및 물로 이루어진 혼합물로부터 물을 직접 배출시킴으로써 이행할 수 있다.
여과 조제로서 사용하기 위해 단일 평균 입자 크기를 갖는 분쇄된 압출물을 사용하거나, 또는 상이한 평균 입자 크기를 갖는 분쇄된 분획물들의 혼합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, 제 1 분쇄 단계에서 분쇄된 압출물 및 제 2 분쇄 단계에서 분쇄된 압출물로 이루어진 혼합물을 사용할 수 있다. 이들 혼합물의 양의 비율은 자유롭게 선택할 수 있으며, 보통 여과될 생성물의 특성에 좌우된다. 예를 들면, 제 1 분쇄 단계의 분쇄 생성물 및 제 2 분쇄 단계의 분쇄 생성물이 5:95 내지 95:5, 20:80 내지 80:20, 30:70 내지 70:30, 40:60 내지 60:40, 또는 50:50의 양의 비율로 이루어진 혼합물을 사용할 수 있다. 그러나, 20 내지 40 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 제 2 분쇄 단계의 분쇄 생성물을 단독으로 사용할 수도 있다. 또한, 45 내지 100 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 제 1 분쇄 단계의 분쇄 생성물을 단독으로 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 방법은 놀랍게도, 에너지 비용의 증가 없이 분쇄를 통해 목적하는 입자 크기로 조절될 수 있는 펠렛을 용이하게 생성할 수 있었다.
또한 놀랍게도, 물을 도입함에도 불구하고 블렌드의 해혼합이 일어나지 않았고 모폴로지가 변하지 않았다.
당업자라면 팝콘 중합체는 물과 접촉 시 때때로 높은 팽윤 압력을 일으키는 성질이 있어, 폴리스티렌 기질로 혼입되지 않고 두 성분이 상 분리될 것으로 예상하였을 것이다. 분쇄 공정 동안 조차도 성분들의 해혼합은 관찰되지 않았다.
하기 실시예에서 수행된 실험은, 압출기 출구에 펠렛화 다이가 있는 동일방향회전 조밀 맞물림 ZSK40 2축 혼련기 (Werner & Pfleiderer)를 사용하여 수행하였다.
압출기 구조:
9개의 구획 (대역 0 내지 8), 가열 전이 플랜지 (대역 9), 다이판 (대역 10)이 있었다. 대역 5와 대역 6 사이에, 스크류들은 지연 부재를 함유하였다. L/D 비율은 37이었다.
온도 프로파일은 모든 실험에서 다음과 같이 선택하였으며, 언급된 온도는 항상 배럴 온도이다.
대역 0: RT, 대역 2: 200 ℃, 대역 3-5: 180 ℃, 대역 6: 185 ℃, 대역 7-9: 190 ℃, 다이판: 210 ℃
스크류 회전 속도는 200 rpm이었다.
만들어지는 압출물은 수냉각 다이면 펠렛화를 통해 형상화하였다.
실시예 1, 4, 5 및 6에 따라 사용되는 물질은 70 중량%의 폴리스티렌 158 K와 30 중량%의 크로스포비돈의 압출을 통해 얻었다. 실시예 2 및 3에 따른 물질은 폴리스티렌 486 M을 동일한 중량비로 사용하여 얻었다.
분쇄:
입자 크기는 맬버른 인시텍(Malvern Insitec) 레이저 회절 분광기에 의해 생성물의 건조 분산 및 0.3 MPa의 압력을 사용하여 측정하였다.
X50: 평균 입자 크기, 누적 중량 분포.
실시예 1 내지 5에 따른 물질의 분쇄:
제 1 단계: 압출물을 팔만(Pallmann) PP L18 반대방향회전 핀-디스크 밀에서 10,000 rpm의 주회전자 회전 속도 및 3300 rpm의 역회전자 회전 속도를 갖는 핀 삽입물을 사용하여 10 kg/시간의 처리량으로 분쇄하였다. 압출물을 냉각 스크류에서 액체 질소로 냉각시켰다. 밀 투입 온도는 -20 ℃이었다.
제 2 단계: 호소카와 알핀(Hosokawa Alpine) AFG 200 유동층 대향-젯 밀에서 이행하였다. 사용된 분쇄 기체는 0.8 MPa의 분쇄 압력으로 -5 내지 +5 ℃로 예비냉각된 질소를 포함하였다. 밀은 3개의 분쇄 노즐 (직경 4 mm)을 구비하고 있었다. 사용된 분급기 휠은 호소카와-알핀의 표준 ATP 100 강 라멜라(lamellae) 휠을 포함하고 있으며, 분급기 휠 속도는 3500 rpm이었다. 본 발명에 따라 컴파운딩된 펠렛은 계량 스크류 및 더블-플랩(double-flap) 에어로크(airlock) 밸브에 의해 밀에 첨가될 때 실온이었고, 언급된 입자 크기로 분쇄하였다.
실시예 6에 따른 물질의 분쇄:
제 1 단계: 압출물을 호소카와 알핀 콘트라플렉스(Contraplex) 250 CW 반대방향회전 핀-디스크 밀에서 90 kg/시간의 처리량으로 분쇄하였으며, 회전자 회전 속도는 하우징(housing) 측은 11,200 rpm, 문 측은 5200 rpm이었다. 압출물을 냉각 스크류에서 액체 질소로 냉각시켰다. 밀 출력 온도는 -20 ℃이었다.
제 2 단계: 호소카와 알핀 AFG 400 유동층 대향-젯 밀에서 이행하였다. 사용된 분쇄 기체는 0.8 MPa의 분쇄 압력으로 +5 ℃로 예비냉각된 질소를 포함하였다. 밀은 3개의 분쇄 노즐 (직경 8 mm)을 구비하고 있었다. 사용된 분급기 휠은 호소카와-알핀의 표준 ATP 200 강 라멜라 휠을 포함하고 있으며, 분급기 휠 속도는 2450 rpm이었다. 본 발명에 따라 컴파운딩된 펠렛은 계량 스크류 및 더블-플랩 에어로크 밸브에 의해 밀에 첨가될 때 실온이었고, 언급된 입자 크기로 분쇄하였다.
실시예 압출 동안의 물의 양 [중량%] X50 제 1 분쇄 [㎛] X50 제 2 분쇄 [㎛] 제 2 분쇄 처리량 [kg/시간]
1 1.5 98 31 3.5
2 0.75 60 32 3
3 1.5 68 32 4
4 0.5 97 33 5.3
5 1.5 78 29 5
실시예 압출 동안의 물의 양 [중량%] X50 제 1 분쇄 [㎛] 제 1 분쇄 처리량 [kg/시간] X50 제 2 분쇄 [㎛] 제 2 분쇄 처리량 [kg/시간]
6 0.5 51 90 27 33
응용 실시예: 미여과된 맥주의 여과
실시예 6에 따른 물질을 사용하고, 제 1 분쇄 단계로부터의 분획물 (X50: 51 ㎛) 60 중량% 및 제 2 분쇄 단계의 분획물 (X50: 27 ㎛) 40 중량%로 이루어진 혼합물을 사용하여 여과공정을 수행하였다.
여과 작용을 미여과된 맥주 상에서 결정하였다. 파일럿 캔들 여과기 (간극 폭 70 ㎛, 여과기 면적 0.032 m2, 처리량 15 ℓ/시간)에 의한 예비코팅 여과 공정으로 연구하였다. 여액은 EBC 값이 1 미만이면 맑은 것으로 간주하였다. 또한, 흐름 속도도 측정하였다. 상기 물질에 의해 제공되는 여과 작용은 규조토의 여과 작용 정도로 우수함을 알 수 있다.
시편 실시예 4에 따른 물질 실시예 4에 따른 재생 물질 규조토 (비교용)
여과 전 흐림도(haze) 7 EBC 7 EBC 7 EBC
30 ℓ (2시간) 60 ℓ (4시간) 90 ℓ (6시간) 의 부피 흐름 후의 흐림도 0.9 EBC 0.9 EBC 0.9 EBC 0.6 EBC 0.6 EBC 0.7 EBC 0.7 EBC 0.7 EBC
흐름 속도 15 ℓ/시간 15 ℓ/시간 15 ℓ/시간

Claims (18)

  1. 압출기에서 폴리스티렌을 용융시킨 다음, 이를 폴리비닐피롤리돈으로 처리하고, 성분들의 혼합물에 폴리스티렌 및 팝콘 중합체의 총량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%의 물을 첨가하고, 혼합물을 압출 및 분쇄하는 것을 포함하는, 압출기에서의 두 성분 폴리스티렌 및 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈의 가공을 통하여 여과 조제로서 적합하고 폴리스티렌 및 가교된 수불용성 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 중합체 블렌드를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 여과 조제가 20 내지 95 중량%의 폴리스티렌 및 5 내지 80 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 여과 조제가 50 내지 85 중량%의 폴리스티렌 및 15 내지 50 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 여과 조제가 60 내지 75 중량%의 폴리스티렌 및 25 내지 40 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 것인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 압출 공정 동안에 첨가되는 물의 양이 0.5 내지 5 중량%인 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가공을 180 내지 220 ℃의 배럴 온도에서 이행하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리비닐피롤리돈의 첨가 전에 폴리스티렌 용융물을 탈휘발화시키는 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 만들어지는 압출물을 수냉각 다이면 펠렛화(water-cooled die-face pelletization)를 통해 형상화시키는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 압출물을 분쇄를 통해 목적하는 입자 크기로 조절하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 분쇄를 하나 이상의 단계로 이행하는 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 45 내지 100 ㎛의 평균 입자 크기가 얻어지는 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 20 내지 40 ㎛의 평균 입자 크기가 얻어지는 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 목적하는 입자 크기가 저온 분쇄를 통해 설정되는 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 중합체 블렌드의 여과 조제로서의 용도.
  15. 제14항에 있어서, 상이한 평균 입자 크기를 갖는 분쇄된 중합체 블렌드의 혼합물이 사용되는 용도.
  16. 제14항에 있어서, 단일 평균 입자 크기를 갖는 분쇄된 중합체 블렌드가 사용되는 용도.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 음료의 처리를 위한 용도.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 맥주의 여과를 위한 용도.
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