KR20200058138A - 합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법 - Google Patents

합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테일러 와류를 생성하는 쿠에트 테일러 반응기를 포함하여 합성수지 미립자를 연속적으로 대량생산하기에 적합한 합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치는, 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더와, 실린더 내에 회전가능하게 고정되는 회전체 및 실린더 상부에 고정되어 실린더 내 회전체를 회전시키기 위한 구동수단을 포함하는 반응기와; 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구; 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구; 실린더로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구; 및 실린더에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단;을 포함함을 특징으로 한다.

Description

합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법{Device for manufacturing synthetic resin microparticle and manufacturing method of synthetic resin microparticle using the same}
본 발명은 합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법에 관한 것으로 특히, 테일러 와류를 생성하는 쿠에트 테일러 반응기를 포함하여 합성수지 미립자를 연속적으로 대량생산하기에 적합한 합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법에 관한 것이다.
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: poly(methyl methacrylate)) 입자 또는 폴리스티렌(PS: polystyrene) 입자 등의 고분자 입자는 FPD(Flat Panel Display), 반사방지 코팅(anti-glare coating)용 필러, LC(liquid chromatography) 컬럼용 필러, 이방 전도성 필러(ACF: anisotropic conductive filler), 중합 토너, e-페이퍼 및 PCM(phase change material) 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히, 나노미터 크기를 갖는 물질들은 물질의 크기가 나노미터로 작아지면 벌크상태에서 볼 수 없었던 새로운 물리적 특성이 나타나고, 이러한 나노물질들의 크기와 모양이 변화하면 거기에 따라서 새로운 특성들로 변화된다는 점에 있다.
합성수지 입자를 제조하는 시스템은 크게 배치 반응기(Batch Reactor)와 CSTR(Continuous Stirred-Tank Reactor)로 구분될 수 있으며, 주로 Batch 반응기를 사용하고 있다. 그러나, 이러한 기존 시스템은 양산형 반응기로 스케일-업(scale-up)을 하면 입자의 크기가 증가하거나, 연속 공정의 실현이 어렵고, 재현성 및 수율이 낮아지는 등의 문제가 발생하여 사업화가 어렵다는 단점이 있다. 배치 반응기를 이용하는 회분식 공정(batch process)은 목적하는 크기, 가교도 및 구조를 가지는 단분산 고분자 입자를 연속적으로 합성하는 것이 불가능하다는 단점을 가지고 있다.
예를 들면, 미국등록특허 제5,863,996호는 고분자 입자의 회분식 제조 공정을 개시하고 있다. 이와 같은 고분자 입자의 회분식 제조 공정에서는 목적물을 얻기 위하여, 단량체 또는 단량체를 포함하는 반응물을 배치 반응기 내로 공급하고, 중합 반응을 수행하는 공정에 이어서, 중합체의 냉각, 제거 및 세척 공정 등의 다수의 공정이 필요하다. 이에 따라, 회분식 공정에서는 고분자 입자를 제조하는 데에 장시간이 소요될 뿐만 아니라, 제조 단가도 크게 상승한다.
특히, 고분자 입자가 각종 용도에 효과적으로 적용되기 위해서는 단분산성(monodispersity) 등의 물성이 우수할 필요가 있다. 그러나, 종래 공정에서는 다분산 입자가 생성되는 등 제조된 입자의 물성을 균일하게 유지하는 것이 매우 곤란하다. 따라서, 기존 공법에서는, 단분산성 입자 등를 얻기 위해, 제조 공정 후에 분리 공정 및 입자 응집(aggregation) 해소를 위한 분산 공정(ex. ultrasonication) 등이 추가적으로 필요하게 되어, 생산성 악화와 제조 단가 상승이 불가피하다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2009-0092177호(발명의 명칭: 침전중합법으로 입도분포가 균일한 폴리스티렌 입자의 제조방법)는 "본 발명은 아세톤과 물이 혼합된 반응용매에, 스티렌 단량체, 가교제 및 아조계 개시제와 퍼설페이트계 개시제가 혼합된 중합개시제를 일정비로 혼합한 후, 침전중합을 수행하여, 종래에 비해 낮은 온도에서도 원활한 침전중합이 가능하고, 평균입경이 1.0 ∼ 2.0 ㎛로 균일하고, 완전 가교되어 안정화된 구 형태를 갖는 폴리스티렌 입자의 제조방법에 방법에 관한 것이다."고 기술하고 있으며, 배치 반응기를 이용하는 회분식 반응을 기술하고 있다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2010-0057524호(발명의 명칭: 고분자 입자의 제조 장치 및 제조 방법)는 "본 발명은 고분자 입자의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 단분산성이 우수하며, 가교도 및 중합도 등의 물성이 균일한 고분자 입자를 효율적으로 제조할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명에서는 또한, 높은 가교도를 가지거나, 코어셀 또는 코어-더블셀 구조를 가지면서도 목적하는 입경 내에서 탁월한 단분산성을 나타내는 입자를 효과적으로 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 상기 고분자 입자 제조 공정의 재현성을 탁월하게 유지할 수 있다. 추가로, 본 발명은, 입경, 형상, 가교도, 중합도 또는 구조 등과 중합액의 고형분 농도 등을 목적에 따라 효과적으로 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다."고 기술하고 있으나, 연속식이지만 대용량 제조가 어렵다는 단점이 있다.
일본 공개특허공보 공개번호 제JP2014-077051호(발명의 명칭: 입자의 제조방법, 입자 및 입자제조장치)는 "[과제] 폴리머의 분자량이 높은 경우 또는 결정성을 갖는 경우에 있어서, 폴리머와 압축성 유체의 친화성이 저하되고, 폴리머와 압축성 유체를 혼합하기가 어렵고, 그 결과, 폴리머를 높은 온도로 가열시켜 저점도화시킨 후 압축성 유체와 혼합시킬 필요가 있고 가열의 영향으로 수득되는 폴리머의 입자의 물성이 저하되는 문제를 해결하고자 함. [해결수단] 본 발명의 입자제조방법은 개환중합성 모노머와 압축성 유체를 접촉시켜 개환중합성 모노머를 개환중합 반응에 적용시키는 단계를 포함한다. 이러한 공정에 있어서, 압축성 유체와 혼합된 상태의 폴리머가 수득된다. 이 경우, 폴리머를 높은 온도로 가열시켜 저점도화시킨 후 압축성 유체와 혼합하는 것과 비교하여 폴리머에 가해지는 열량이 낮아지기 때문에 수득되는 폴리머의 입자에서 물성의 저하가 억제되는 효과가 있다."고 기술하고 있으며, 이 역시 회분식 반응에 의한 것으로 연속식이 아니다.
한편, 본 발명자 등은 "길이방향으로 확장된 중공의 본체; 상기 본체의 일측 말단에 본체 내부와 연통되도록 각각 형성된 제1원료주입구 및 제2원료주입구; 상기 제1원료주입구 및 제2원료주입구에 대향되는 타측 본체 말단에 본체 내부와 연통되도록 형성된 반응물배출구; 상기 본체의 중공 내부에 형성되어 제1원료주입구 및 제2원료주입구로부터 유입되는 물질을 혼합하는 혼합수단을 포함하는 적어도 하나 이상의 제1반응기; 상기 제1반응기의 일측에 연결설치되되; 비-회전체인 길이방향으로 확장된 중공의 실린더; 상기 실린더의 내벽면과 이격되도록 내장된 길이방향으로 확장된 회전체; 상기 회전체의 일측 말단에 연결설치되어 회전체를 회전시키는 구동부; 상기 실린더의 길이방향을 기준으로 일측 말단 외주면에 실린더 내부와 연통되도록 형성되어 제1반응기의 반응물배출구와 연결설치되는 반응물주입구; 상기 반응물주입구에 대향되는 타측 실린더 말단에 실린더 내부와 연통되도록 형성된 배출구; 상기 실린더의 외주면과 내주면 사이에 형성되어 열교환물질이 이동하는 경로를 제공하는 열교환물질이동경로; 상기 열교환물질이동경로에 연결설치되어 열교환물질을 주입하는 열교환물질주입구; 상기 열교환물질이동경로에 연결설치되어 열교환물질을 배출하는 열교환물질배출구를 포함하는 제2반응기와; 상기 제1반응기의 제1원료주입구에 연결설치된 제1저장부; 및 상기 제1반응기의 제2원료주입구에 연결설치된 제2저장부를 포함하는 입자 제조장치 및 이를 이용한 입자 제조방법"에 관한 기술을 개발하고, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1464345호(발명의 명칭: 입자 제조장치 및 이를 이용한 입자 제조방법)로 특허등록을 받은 바 있다. 이를 도 1에 간략하게 도시하였다. 이는 지면에 대하여 수평방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더(2)와, 실린더(2) 내에 회전가능하게 고정되는 회전체(3) 및 실린더(2) 상부에 고정되어 실린더(2) 내 회전체(3)를 회전시키기 위한 구동수단(4)을 포함하는 반응기(1)와; 반응기(1) 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구(5); 반응기(1) 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구(6); 및 실린더(2)로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구(7);를 포함한다. 그러나, 이러한 장치의 경우, 합성수지의 입자를 제조하는 경우에 있어서 특히 연속가동 시 일정시간이 경과한 후에 입자크기가 커지고 불균일한 입자크기를 갖는 합성수지의 입자가 수득되는 문제점이 있었다.
본 발명은 특히 테일러 와류를 생성하는 쿠에트 테일러 반응기를 포함하여 합성수지 미립자를 연속적으로 대량생산하기에 적합한 합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치는, 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더와, 실린더 내에 회전가능하게 고정되는 회전체 및 실린더 상부에 고정되어 실린더 내 회전체를 회전시키기 위한 구동수단을 포함하는 반응기와; 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구; 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구; 실린더로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구; 및 실린더에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단;을 포함한다.
제1 인입구 및 제2 인입구는 실린더의 상부에 위치되고, 인출구는 실린더의 하부에 위치될 수 있다.
인출구는 실린더 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성될 수 있다.
인출구는 실린더의 하측단부의 중심부에서 실린더 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성될 수 있다.
반응기의 회전체는 그 상단이 구동수단에 연결되고, 그 하단이 자유단부일 수 있다.
회전체의 회전축은 생성물인 합성수지가 통과할 수 있는 축지지체에 의해 고정될 수 있다.
축지지체는 복수의 스포크들과 개개 스포크의 일측단부가 허브에 고정되고, 개개 스포크의 타측단부가 실린더의 내면에 고정되며, 허브에 회전체의 회전축이 회전가능하게 고정되는 허브앤스포크형의 축지지체일 수 있다.
반응기의 실린더의 하측단부에 절곡부를 형성시키고, 절곡부 이후가 실린더의 내경이 좁아지도록 테이퍼진 협폭실린더를 포함할 수 있다.
축지지체는 실린더의 절곡부의 상부에 고정될 수 있다.
본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치는 실린더 내로 제2 단량체를 주입하기 위한 제3 인입구를 더 포함할 수 있다.
제3 인입구는 실린더의 상부에 위치될 수 있다.
압력조절수단은 가압기체공급장치 또는 배압조절기일 수 있다.
가압기체공급장치는 가압기체공급원 및 가압기체공급원과 실린더를 연결하는 가스관을 포함할 수 있다.
배압조절기는 실린더 하부에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조방법은, (1) 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더와, 실린더 내에 회전가능하게 고정되는 회전체 및 실린더 상부에 고정되어 실린더 내 회전체를 회전시키기 위한 구동수단을 포함하는 반응기와; 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구; 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구; 실린더로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구; 및 실린더에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단;을 포함하는 합성수지 제조장치를 준비하는 준비단계; 및 (2) 제1 인입구를 통하여 합성수지의 원료인 단량체를 주입하고, 제2 인입구를 통하여 중합촉매를 주입하여 중합반응을 진행시키면서 중합반응이 진행되는 실린더 내부를 가압하여 압력을 조절하면서 중합반응에 의하여 수득되는 합성수지의 미립자를 인출구를 통하여 인출하는 중합단계;를 포함함을 특징으로 한다.
중합단계에서의 압력은 1.1 내지 2.5 atm의 범위 이내가 될 수 있다.
본 발명에 따르면 특히 테일러 와류를 생성하는 쿠에트 테일러 반응기를 포함하여 합성수지 미립자를 연속적으로 대량생산하기에 적합한 합성수지 미립자의 제조장치 및 합성수지 미립자의 제조방법을 제공하며, 따라서 (1) 균일한 혼합능력을 제공함으로써 기존 탱크형 반응기에 비해 물질전달 속도 3배 이상, 교반 강도가 7배 이상 뛰어나고, 또한 도넛형태의 균일한 띠고리가 형성되어 균일한 물성의 제품 생산이 가능하다는 장점과, (2) 물성 향상 및 높은 회수율을 제공하는 균일한 혼합기술로 인하여 결정들이 자기조립을 쉽게 할 수 있어서 데드-존(dead-zone)을 제거할 수 있고, 그 결과, 기존 반응기보다 물성(순도, 밀도, 입자분포, 입자크기, 결정화도, 불순물 제거율 등)이 향상되며, 회수율이 증가한다는 장점과, (3) 스케일-업(Scale-up)의 용이성으로 인하여 데드-존이 없는 이상적인 유체흐름으로 1 ℓ에서 300 ℓ로 스케일-업 하였을 경우, 교반속도만 조절하면 동일한 물성의 제품 생산이 가능하다는 장점과, (4) 높은 생산성을 제공하는 것에 의하여 강력한 교반 능력으로 테일러 유체흐름은 반응시간을 단축시키는 촉매 역할을 하며, 기존 제품에 비해 최대 20배 이상의 생산시간 단축이 가능한 효과를 제공하며, 또한 그로부터 수득되는 합성수지 미립자는 균일한 입자분포를 갖는다.
도 1은 종래의 합성수지 미립자의 제조장치의 하나의 구체예를 도시한 단면도로서, 반응이 이루어지는 반응기의 실린더가 지면에 대하여 수평으로 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치의 하나의 구체예를 도시한 단면도로서, 반응이 이루어지는 반응기의 실린더가 지면에 대하여 수직으로 설치되고, 단량체가 실린더 하단으로 인입되고, 생성물인 합성수지가 실린더 중단에서 인출되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 합성수지 미립자의 제조장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치의 다른 하나의 구체예를 도시한 사시도로서, 반응이 이루어지는 실린더가 지면에 대하여 수직으로 설치되고, 단량체가 실린더 상단으로 인입되고, 생성물인 합성수지가 실린더 하단에서 인출되는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치의 다른 하나의 구체예를 도시한 단면도로서, 회전체의 일측이 자유단부로 이루어지는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치의 또 다른 하나의 구체예를 도시한 단면도로서, 인출구가 실린더의 하측단부의 중심부에서 실린더 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치의 또 다른 하나의 구체예를 도시한 단면도로서, 회전체의 일측단부가 축지지체에 고정되는 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 A-A선을 따라 절단하여 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치의 또 다른 하나의 구체예를 도시한 단면도로서, 배압조절기를 더 포함하는 장치를 도시한 도면이다.
도 10은 비교예 1의 CSTR 방식의 연속식 제조공법에 의한 폴리스티렌의 제조 시 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 11은 실시예 1의 본 발명에 따른 수직형의 테일러 반응기(도 2 및 도 3에 나타낸 반응기)를 이용한 폴리스티렌의 제조 시 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 12는 실시예 1에서의 20시간 정도의 연속반응 시, 인출구 부근에서 약간의 합성수지의 퇴적이 일어난 상태를 촬영한 사진이다.
도 13은 실시예 2의 본 발명에 따른 수직형의 테일러 반응기(도 6에 나타낸 반응기)를 이용한 폴리스티렌의 제조 시 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
도 14는 실시예 3의 본 발명에 따른 수직형의 테일러 반응기(도 9에 나타낸 반응기)를 이용한 폴리스티렌의 제조 시 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치는, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더(12)와, 실린더(12) 내에 회전가능하게 고정되는 회전체(13) 및 실린더(12) 상부에 고정되어 실린더(12) 내 회전체(13)를 회전시키기 위한 구동수단(14)을 포함하는 반응기(11)와; 실린더(12) 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구(15); 실린더(12) 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구(16); 실린더(12)로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구(17); 및 실린더(12)에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단(19, 21);을 포함함을 특징으로 한다.
상기 반응기는 소위 '쿠에트-테일러 반응기'의 일종으로서, 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더(12)와, 실린더(12) 내에 회전가능하게 고정되는 회전체(13) 및 실린더(12) 상부에 고정되어 실린더(12) 내 회전체(13)를 회전시키기 위한 구동수단(14)을 포함한다. 구동수단(14)은 예를 들어 전동모터 또는 적절한 감속비를 갖는 기어드모터일 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 실린더에서의 흐름은 원통형의 회전체(13)를 따라 주기적으로 배열되는 와류셀들로 정의될 수 있는 소위 '테일러 와류'로 특정될 수 있다. 테일러 와류는 2개의 동심 원통 사이에 유체가 흐를 때 내부원통이 회전함에 따라 원심력에 의해 내부원통 부근의 유체들이 고정된 외부원통 방향으로 나가려는 경향이 발생하고, 이로 인해 유체층이 불안정하게 되면서 형성되는 와류로 정의될 수 있다. 일정한 조건에서 이러한 와류 영역은 내부원통의 회전속도가 임계치 이상일 때 나타나며, 각 흐름요소가 서로 반대방향으로 회전하는 고리 모양의 와류쌍으로 이루어지고, 각 셀의 축방향 길이는 내부원통과 외부원통 사이의 거리와 같으며, 따라서 반응기는 각각 같은 부피와 체류시간을 갖는 일련의 연속식 탱크 반응기로 단순화될 수 있으며, 고리 모양의 와류들이 마치 연속하는 회분식 반응기와 유사하게 고려될 수 있다. 이러한 테일러 와류를 이용함으로써 유동이 매우 규칙적이고 균일한 혼합을 얻을 수 있으며, 보통 반응기의 교반기의 영향을 제외시킬 수 있고 전단응력을 쉽게 조절할 수 있는 장점을 갖는다. 본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치는 합성수지의 합성 시, 단량체의 중합, 예를 들어, 에멀젼 중합과 같은 중합 반응에 의한 합성수지의 미립자가 테일러 와류 내에서 형성되도록 하는 것에 의하여 균일한 입도 분포를 갖는 합성수지의 미립자를 연속적으로 제조하는 것을 가능하게 한 점에 특징이 있다. 특히, 합성수지의 미립자의 제조 시 소위 '테일러 와류'를 형성하는 상기한 바와 같은 반응기를 포함하는 본 발명에 따른 제조장치를 이용하는 것에 의하여 (1) 균일한 혼합능력을 제공함으로써 기존 탱크형 반응기에 비해 물질전달 속도 3배 이상, 교반 강도가 7배 이상 뛰어나고, 또한 도넛형태의 균일한 띠고리가 형성되어 균일한 물성의 제품 생산이 가능하다는 장점과, (2) 물성 향상 및 높은 회수율을 제공하는 균일한 혼합기술로 인하여 결정들이 자기조립을 쉽게 할 수 있어서 데드-존(dead-zone)을 제거할 수 있고, 그 결과, 기존 반응기보다 물성(순도, 밀도, 입자분포, 입자크기, 결정화도, 불순물 제거율 등)이 향상되며, 회수율이 증가한다는 장점과, (3) 스케일-업(Scale-up)의 용이성으로 인하여 데드-존이 없는 이상적인 유체흐름으로 1 ℓ에서 300 ℓ로 스케일-업 하였을 경우, 교반속도만 조절하면 동일한 물성의 제품 생산이 가능하다는 장점과, (4) 높은 생산성을 제공하는 것에 의하여 강력한 교반 능력으로 테일러 유체흐름은 반응시간을 단축시키는 촉매 역할을 하며, 기존 제품에 비해 최대 20배 이상의 생산시간 단축이 가능하다는 장점을 제공한다.
압력조절수단은, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 가압가스공급원(도면의 단순화를 위하여 도시하지 않음) 및 상기 가압가스공급원과 실린더(12)를 연결하는 가스관(19)을 포함하나, 달리 도 9에 나타낸 바와 같이, 배압조절기(21)일 수 있다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구(15); 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구(16); 및 실린더(12)로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구(17);가 연결된다. 도 3에서 번호 19는 가스, 특히 실린더 내에서의 반응에 대하여 비활성인 가스, 예를 들어, 질소가스를 가스관이며, 이는 가압가스공급원, 예를 들어, 가압된 질소를 공급하는 봄베나 압축기가 이에 연결되어 상기 실린더 내로 가압된 가스를 공급하여 실린더 내부의 압력을 조절할 수 있다.
상기 제1 인입구(15)를 통하여는 수득하고자 하는 합성수지의 단량체가 상기 실린더 내로 인입될 수 있다. 예를 들어, 합성수지가 폴리스티렌인 경우, 단량체는 스티렌이 될 수 있으며, 스티렌은 적절한 개시제의 존재 중에서 중합, 예를 들어, 유화중합에 의하여 중합반응이 실행되어 폴리스티렌이 수득될 수 있으며, 특히 본 발명에 따른 제조장치에 의하면 일정한 입도 분포를 갖는 합성수지의 미립자를 연속적으로 제조하는 것이 가능하다. 상기 제2 인입구(16)를 통하여는 수득하고자 하는 합성수지의 단량체를 중합하기 위한 중합반응을 개시시키는 개시제가 상기 실린더 내로 인입될 수 있다. 예를 들어, 합성수지가 폴리스티렌인 경우, 단량체는 스티렌이 될 수 있으며, 이 경우, 개시제로는, 예를 들어, KPS(Potassium persulfate: K2S2O8)가 사용될 수 있으나, 본 발명이 이로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니다. KPS는 온수에 잘 용해되는 백색 고체로서 강력한 산화제임과 동시에 용해에 의하여 라디칼을 생성하여 중합개시제, 특히 스티렌과 같이 이중결합을 갖는 단량체의 중합에 사용된다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 인입구(15) 및 제2 인입구(16)는 지면에 대하여 수직방향으로 배향되도록 설치되는 실린더를 기준으로 실린더의 하부에 연결되고, 인출구(17)는 실린더의 상단 또는 중단에 연결될 수 있으나, 바람직하게는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 인입구(15) 및 제2 인입구(16)는 실린더의 상부에 위치되고, 인출구(17)는 실린더의 하부에 위치될 수 있다. 이러한 인입구들과 인출구(17)의 배치, 특히 인출구(17)의 배치에 의하여 반응기의 장시간의 운전 시에 인출구(17) 부근에 생성된 합성수지가 퇴적되어 폐색되는 문제점을 해결할 수 있고, 연속적인 운전을 가능하게 하여 생산성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
바람직하게는, 인출구(17)는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 실린더(12) 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하여 실린더(12) 내 유체의 흐름방향과 평행하게 연속되는 방향으로 생성물인 합성수지가 인출되는 것을 가능하게 함으로써 반응기의 장시간의 운전 시에 인출구(17) 부근에 생성된 합성수지가 퇴적되어 폐색되는 문제점을 해결할 수 있고, 연속적인 운전을 가능하게 하여 생산성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
보다 바람직하게는, 인출구(17)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 실린더(12)의 하측단부의 중심부에서 실린더(12) 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하여 실린더(12) 내 유체의 흐름방향과 평행하게 연속되는 방향으로 특히 유체의 진행방향에 유체의 흐름을 제한하거나 이를 방해하는 어떠한 구조적인 장애 없이 생성물인 합성수지가 실린더(12)로부터 인출되는 것을 가능하게 함으로써 반응기의 장시간의 운전 시에 인출구(17) 부근에 생성된 합성수지가 퇴적되어 폐색되는 문제점을 해결할 수 있고, 연속적인 운전을 가능하게 하여 생산성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
인출구(17)를 실린더(12)의 하측단부의 중심부에서 실린더(12) 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성시키기 위하여는, 반응기의 회전체(13)는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 그 상단이 구동수단(14)에 연결되고, 그 하단이 자유단부일 수 있다.
달리, 도 7에 도시한 바와 같이, 회전체(13)의 회전축(131)은 생성물인 합성수지가 통과할 수 있는 축지지체(22)에 의해 고정될 수 있다. 즉, 축지지체(22)에 의하여 회전체(13)의 회전축(131)은 기계적으로 회전가능하게 고정시키면서도 실린더(12)로부터 인출구(17)를 통하여 배출되는 유체와 유체 중에 형성된 합성수지가 배출되도록 하는 것을 가능하게 할 수 있다.
축지지체(22)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 스포크(221)들과 개개 스포크(221)의 일측단부가 허브(222)에 고정되고, 개개 스포크(221)의 타측단부가 실린더(12)의 내면에 고정되며, 허브(222)에 회전체(13)의 회전축(131)이 회전가능하게 고정되는 허브앤스포크형의 축지지체(22)일 수 있다. 허브(222)와 회전축(131) 사이에는 회전축(131)의 원활한 회전을 위한 베어링(223)이 설치될 수 있다. 상기한 바와 같은 축지지체의 구성은 예시적인 것이며, 유체를 통과시키면서도 회전체를 회전가능하게 고정시킬 수 있는 수단은 어느 것이나 채용이 가능함은 이해되어야 한다.
반응기의 실린더(12)의 하측단부에 절곡부를 형성시키고, 절곡부 이후가 실린더(12)의 내경이 좁아지도록 테이퍼진 협폭실린더로 이루어질 수 있다. 여기에서 절곡부는 실린더의 내경이 좁아지기 시작하는 부분을 의미한다.
축지지체(22)는 실린더(12)의 절곡부의 상부에 고정될 수 있다. 절곡부 하방은 실린더의 내경이 좁아지도록 테이퍼지게 형성되기 때문에 회전체(13)가 협폭실린더 내에 위치되기 어렵고, 따라서 협폭실린더 내에서는 소위 '테일러 와류'가 형성되지 않으며, 따라서 '테이퍼 와류'가 형성되는, 즉 절곡부의 상방까지 회전체(13)가 연장 설치되고, 이 부분에서 회전체(13)의 회전축(131)을 고정시키는 것이 구조상 바람직하다.
본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치는 반응기 내로 제2 단량체를 주입하기 위한 제3 인입구(18)를 더 포함할 수 있다. 제3 인입구(18)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 제2 단량체는 제1 인입구(15)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 단량체와 동일하거나 상이한 것일 수 있다. 제1 인입구(15)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 단량체와 동일한 단량체가 제3 인입구(18)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 경우, 단량체의 유입량을 증가시키는 기능을 하며, 따라서 수득되는 합성수지는 소위 '동종중합체(homopolymer)'일 수 있다. 달리, 제1 인입구(15)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 단량체와 상이한 단량체(즉, 제2 단량체)가 제3 인입구(18)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 경우, 수득되는 합성수지는 소위 '공중합체(copolymer)'일 수 있다. 예를 들어, 제1 인입구(15)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 단량체가 스티렌이고, 제3 인입구(18)를 통하여 실린더(12) 내부로 도입되는 제2 단량체는 Nass(Sodium 4-styrene sulfonate)일 수 있다. Nass는 합성수지를 구성하는 단량체로서 기능함과 동시에 스티렌의 유화중합을 스티렌 에멀젼을 안정화시키는 유화제로서 기능한다.
비록, 본 명세서에서는 제1 인입구(15) 내지 제3 인입구(18)까지 3개의 인입구에 대해서만 설명하였으나, 수득하고자 하는 합성수지에 따라서는 4개 또는 그 이상의 인입구를 설치하는 것 또한 가능함은 당업자에게는 이해될 수 있을 것이다. 또한, 하나의 인입구를 통하여 2 이상의 단량체의 혼합물 등과 같이 복수의 성분들의 혼합물을 실린더(12) 내로 도입하는 것 또한 가능함은 이해되어야 한다.
제3 인입구(18) 역시 상기 제1 인입구(15) 및 제2 인입구(16)와 동일 유사하게 반응기의 상부에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조장치는 반응기 하부에 배압조절기(21)를 더 포함할 수 있다. 배압조절기(BPR: Back Pressure Regulator)는 장치 또는 시스템의 압력을 일정하게 제어하기 위해서 장치 또는 시스템의 후단에 설치되며, 조절손잡이에 의해 설정된 힘(Spring loaded force)에 대응되는 압력으로 장치 또는 시스템의 압력을 유지시켜주는 기능을 하며, 시스템 내, 즉, 본 발명의 경우, 반응기의 실린더(12) 내 액체 및/또는 가스의 압력을 제어하도록 기능한다. 배압조절기(21)는 국내외 유수의 제조업자들에 의하여 상용적으로 제공되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것이며, 예를 들어, 대한민국 소재 동방하이테크상사의 Model 9200 자동 배압조절기가 사용될 수 있으나, 본 발명이 이로 제한되는 것으로 의도되는 것이 아님은 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 합성수지 미립자의 용어 "미립자"는 작은 크기의 입자를 총칭하는 것을 의미하며, 구체적으로는 마이크로크기(micro-sized) 또는 나노크기(nano-sized)의 입자 모두를 포함하는 것으로 사용된다.
본 발명에 따른 합성수지 미립자의 제조방법은, (1) 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더와, 실린더 내에 회전가능하게 고정되는 회전체 및 실린더 상부에 고정되어 실린더 내 회전체를 회전시키기 위한 구동수단을 포함하는 반응기와; 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구; 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구; 실린더로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구; 및 실린더에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단;을 포함하는 합성수지 제조장치를 준비하는 준비단계; 및 (2) 제1 인입구를 통하여 합성수지의 원료인 단량체를 주입하고, 제2 인입구를 통하여 중합촉매를 주입하여 중합반응을 진행시키면서 중합반응이 진행되는 실린더 내부를 가압하여 압력을 조절하면서 중합반응에 의하여 수득되는 합성수지의 미립자를 인출구를 통하여 인출하는 중합단계;를 포함함을 특징으로 한다.
(1)의 준비단계는 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더와, 실린더 내에 회전가능하게 고정되는 회전체 및 실린더 상부에 고정되어 실린더 내 회전체를 회전시키기 위한 구동수단을 포함하는 반응기와; 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구; 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구; 실린더로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구; 및 실린더에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단;을 포함하는 합성수지 제조장치를 준비하는 것으로 이루어지며, 이러한 합성수지 제조장치는 상기에서 설명한 바와 동일 및/또는 유사한 것으로서, 반복되는 설명은 피하기로 한다.
(2)의 중합단계는 제1 인입구를 통하여 합성수지의 원료인 단량체를 주입하고, 제2 인입구를 통하여 중합촉매를 주입하여 중합반응을 진행시키면서 중합반응이 진행되는 실린더 내부를 가압하여 압력을 조절하면서 중합반응에 의하여 수득되는 합성수지의 미립자를 인출구를 통하여 인출하는 것으로 이루어지며, 실질적으로 실린더 내로 도입된 중합촉매에 의하여 중합반응이 개시되어 실린더 내로 공급된 단량체를 중합시켜 합성수지를 수득하게 된다. 특히, 본 발명에 따르면, 실린더 내부의 압력을 가압상태, 즉 대기압인 1 atm을 초과하도록 조절되며, 바람직하게는 압력은 1.1 내지 2.5 atm의 범위 이내가 될 수 있다. 1.1 atm 미만으로 되는 경우, 중합반응은 진행되어 합성수지가 수득되나, 이것이 충분히 입자화되지 않는 문제점이 있을 수 있고, 반대로 2.5 atm을 초과하는 경우, 입자 형성에는 큰 영향이 없으나, 과도한 압력으로 인한 장치의 운전의 곤란성, 압력의 발생 및 유지를 위한 운전비용의 상승 및 장치의 내구성 및/또는 수명의 저하 등의 문제점을 야기할 수 있어 바람직하지 않다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.
비교예 1: CSTR 방식의 연속식 제조공법에 의한 폴리스티렌의 제조
H2O 19 ㎖ : Nass 0.018 g 의 비율로 A용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 H2O 30 ㎖ : KPS 0.5 g의 비율로 B용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 단량체로서 스티렌(Styrene)(C용액)을 준비하였다. A 용액을 CSTR 반응기 내부 버퍼용액으로 1 내지 20 ㎖의 양으로 채웠다(반응기는 70℃로 설정). B, C 용액을 유량대로 반응기로 주입하였다. 실제로 주입되는 유량 확인하여 펌프유량을 조절하였다. 반응조건으로는 교반속도를 700 rpm으로, 반응온도를 70℃로 설정하고, 연속 제조를 수행하여 반응일 진행시키면서 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 입도 등을 측정하여 소정의 폴리스티렌 미립자가 생성되는 지 확인하였으며, 그 결과를 도 10에 나타내었다. 반응시간이 길어질수록 입자가 커지면서 불균일한 입도 분포를 갖는 것으로 확인되었다.
실시예 1: 본 발명에 따른 수직형의 테일러 반응기(도 2 및 도 3에 나타낸 반응기)를 이용한 폴리스티렌의 제조
H2O 19 ㎖ : Nass 0.018 g 의 비율로 A용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 H2O 30 ㎖ : KPS 0.5 g의 비율로 B용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 단량체로서 스티렌(Styrene)(C용액)을 준비하였다. A 용액을 도 2 및 도 3에 나타낸 본 발명에 따른 반응기 내부 버퍼용액으로 1 내지 20 ㎖의 양으로 채웠다(반응기는 70℃로 설정). B, C 용액을 유량대로 반응기로 주입하였다. 실제로 주입되는 유량 확인하여 펌프유량을 조절하였다. 반응조건으로는 교반속도를 700 rpm으로, 반응온도를 70℃로 설정하고, 연속 제조를 수행하여 반응일 진행시키면서 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 입도 등을 측정하여 소정의 폴리스티렌 미립자가 생성되는 지 확인하였으며, 그 결과를 도 11에 나타내었다. 반응시간이 길어짐에도 비교예 1에서와 같은 급격한 입도 변화를 나타내지 않았다. 그러나, 대략 20시간 정도의 연속반응 시, 인출구(17) 부근에서 약간의 합성수지의 퇴적이 발견되었다(도 12). 인출구(17)가 폐색될 정도는 아니지만, 인출구(17) 부근의 내경이 약간 좁아지는 것으로 확인되었다.
실시예 2: 본 발명에 따른 수직형의 테일러 반응기(도 6에 나타낸 반응기)를 이용한 폴리스티렌의 제조
H2O 19 ㎖ : Nass 0.018 g 의 비율로 A용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 H2O 30 ㎖ : KPS 0.5 g의 비율로 B용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 단량체로서 스티렌(Styrene)(C용액)을 준비하였다. A 용액을 도 2 및 도 3에 나타낸 본 발명에 따른 반응기 내부 버퍼용액으로 1 내지 20 ㎖의 양으로 채웠다(반응기는 70℃로 설정). B, C 용액을 유량대로 반응기로 주입하였다. 실제로 주입되는 유량 확인하여 펌프유량을 조절하였다. 반응조건으로는 교반속도를 700 rpm으로, 반응온도를 70℃로 설정하고, 연속 제조를 수행하여 반응일 진행시키면서 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 입도 등을 측정하여 소정의 폴리스티렌 미립자가 생성되는 지 확인하였으며, 그 결과를 도 13에 나타내었다. 반응시간이 길어짐에도 비교예 1에서와 같은 급격한 입도 변화를 나타내지 않았다. 또한, 대략 50시간 정도의 연속반응 후에도 실시예 1과 같은 합성수지의 퇴적이 발견되지 않았다.
실시예 3: 본 발명에 따른 수직형의 테일러 반응기(도 9에 나타낸 반응기)를 이용한 폴리스티렌의 제조
H2O 19 ㎖ : Nass 0.018 g 의 비율로 A용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 H2O 30 ㎖ : KPS 0.5 g의 비율로 B용액을 준비한 후, 1시간 동안 교반시켰다. 별도로 단량체로서 스티렌(Styrene)(C용액)을 준비하였다. A 용액을 도 2 및 도 3에 나타낸 본 발명에 따른 반응기 내부 버퍼용액으로 1 내지 20 ㎖의 양으로 채웠다(반응기는 70℃로 설정). B, C 용액을 유량대로 반응기로 주입하였다. 실제로 주입되는 유량 확인하여 펌프유량을 조절하였다. 반응조건으로는 교반속도를 700 rpm으로, 반응온도를 70℃로 설정하고, 실린더 내부 압력을 1 atm, 1.5 atm, 2 atm 및 2.5 atm으로 각각 달리하면서 연속 제조를 수행하여 반응일 진행시키면서 샘플링하여 주사전자현미경(SEM)으로 입도 등을 측정하여 소정의 폴리스티렌 미립자가 생성되는 지 확인하였으며, 그 결과를 도 14에 나타내었다. 반응시간이 길어짐에도 비교예 1에서와 같은 급격한 입도 변화를 나타내지 않았다. 또한, 대략 50시간 정도의 연속반응 후에도 실시예 1과 같은 합성수지의 퇴적이 발견되지 않았다. 또한, 1 atm의 경우, 중합반응이 진행되어 합성수지가 수득되기는 하였으나, 이 합성수지가 충분히 입자화되지 않아 합성수지 미립자를 수득할 수 없었으나, 1.5 atm, 2 atm 및 2.5 atm과 같은 가압 조건에서는 모두 합성수지가 미립자로 입자화되며, 수득되는 합성수지 미립자가 입도 분포가 일정하게 나타남을 확인할 수 었었다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1: 반응기 2: 실린더
3: 회전체 4: 구동수단
5: 제1 인입구 6: 제2 인입구
7: 인출구
11: 반응기 12: 실린더
13: 회전체 14: 구동수단
15: 제1 인입구 16: 제2 인입구
17: 인출구 18: 제3 인입구
19: 가스관 21: 배압조절기
22: 축지지체 131: 회전축
221: 스포크 222: 허브
223: 베어링

Claims (16)

  1. 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더와, 실린더 내에 회전가능하게 고정되는 회전체 및 실린더 상부에 고정되어 실린더 내 회전체를 회전시키기 위한 구동수단을 포함하는 반응기와; 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구; 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구; 실린더로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구; 및 실린더에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단;을 포함함을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제1 인입구 및 제2 인입구가 실린더의 상부에 위치되고, 인출구는 실린더의 하부에 위치됨을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 인출구가 실린더 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성됨을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 인출구가 실린더의 하측단부의 중심부에서 실린더 내 유체의 진행방향과 평행하게 하방으로 연장되어 그 단부가 개방되도록 형성됨을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 반응기의 회전체가 그 상단이 구동수단에 연결되고, 그 하단이 자유단부임을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 회전체의 회전축이 생성물인 합성수지가 통과할 수 있는 축지지체에 의해 고정됨을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 축지지체가 복수의 스포크들과 개개 스포크의 일측단부가 허브에 고정되고, 개개 스포크의 타측단부가 실린더의 내면에 고정되며, 허브에 회전체의 회전축이 회전가능하게 고정되는 허브앤스포크형의 축지지체임을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 반응기의 실린더의 하측단부에 절곡부를 형성시키고, 절곡부 이후가 실린더의 내경이 좁아지도록 테이퍼진 협폭실린더를 포함함을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 축지지체가 실린더의 절곡부의 상부에 고정됨을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 실린더 내로 제2 단량체를 주입하기 위한 제3 인입구를 더 포함함을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 제3 인입구가 실린더의 상부에 위치됨을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 압력조절수단이 가압기체공급장치 또는 배압조절기임을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 가압기체공급장치가 가압기체공급원 및 가압기체공급원과 실린더를 연결하는 가스관을 포함함을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 배압조절기가 실린더 하부에 연결됨을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조장치.
  15. (1) 지면에 대하여 수직방향으로 설치되는 비회전체인 중공의 실린더와, 실린더 내에 회전가능하게 고정되는 회전체 및 실린더 상부에 고정되어 실린더 내 회전체를 회전시키기 위한 구동수단을 포함하는 반응기와; 실린더 내로 단량체를 주입하기 위한 제1 인입구; 실린더 내로 중합촉매를 주입하기 위한 제2 인입구; 실린더로부터 반응생성물인 합성수지를 인출하기 위한 인출구; 및 실린더에 연결되어 실린더 내 압력을 조절하는 압력조절수단;을 포함하는 합성수지 제조장치를 준비하는 준비단계; 및
    (2) 제1 인입구를 통하여 합성수지의 원료인 단량체를 주입하고, 제2 인입구를 통하여 중합촉매를 주입하여 중합반응을 진행시키면서 중합반응이 진행되는 실린더 내부를 가압하여 압력을 조절하면서 중합반응에 의하여 수득되는 합성수지의 미립자를 인출구를 통하여 인출하는 중합단계;
    를 포함함을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 중합단계에서의 압력이 1.1 내지 2.5 atm의 범위 이내임을 특징으로 하는 합성수지 미립자의 제조방법.
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