KR930000666B1 - 고분자 라텍스 응고입자 제조방법과 그 장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

고분자 라텍스 응고입자 제조방법과 그 장치

제1도는 본 발명에 따른 고분자 라텍스를 응고입자로 제조하기 위한 장치의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 응고조 2 : 응고조 내부벽면

3, 3´ : 회수액 4, 4´ : 회수액 공급기구

5 : 라텍스 공급관 6 : 라텍스 분무노즐

7 : 용매 주입구 8 : 응고제 공급관

9 : 응고제 분무노즐 10 : 공기 분산기

11 : 공기 공급관 12 : 원추형 방열판

13 : 회수액 공급관 14 : 수조

15, 15´ : 교반기 16, 16´ : 가열기

17 : 슬러리 배출관 18 : 슬러리 저장조

19 : 가압식 고화조 20 : 냉각기

21 : 탈수 및 세척기 22 : 재사용 회수액 저장조

23 : 재사용 회수액 공급관 24 : 폐가스 배출관

25 : 싸이클론 26 : 응축기

27 : 배풍기 28 : 폐가스

29 : 건조기

본 발명은 고분자 라텍스 응고입자의 제조방법과 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유화중합법 또는 미세 현탁 중합법으로 얻어진 열가소성 고분자 라텍스를 거의 구형의 응고입자로 제조하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래에는 고분자 라텍스로 부터 중합체를 응고 회수하기 위해, 고분자 라텍스에 무기염류, 산류 등의 응고제 수용액을 투입하거나, 반대로 응고제 수용액에 고분자 라텍스를 투입하여서 액상에서 응고시킨 후 열처리, 탈수 및 건조과정을 거쳐서 분말상의 합성수지를 제조하는 방법이 이용되어 왔다.

그러나, 이와같은 방법을 이용하여 얻어진 라텍스 응고입자의 형상은 부정형으로 되어 있고, 입자경을 조절하기 어려우며, 입자경의 분포가 넓고, 다량의 미분말이 포함되게 된다. 이러한 미분말이 다량으로 포함될 경우에는 미분말의 비산으로 이한 수지 손실과 공정상의 문제발생, 분진의 발생으로 인한 작업환경의 악화 및 폭발의 위험성 증대 등의 제문제가 발생되며, 또한 응고입자의 겉비중(bulk density)을 크게하기가 힘들기 때문에 수송비나 창고보관료 등에 많은 비용이 소요되게 된다. 뿐만 아니라, 탈수성, 건조성이 나쁘기 때문에 탈수와 건조를 위한 고가의 설비투자가 필요하며, 유동성, 내캐이킹성도 문제점으로 지적되고 있다.

최근, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 가스상 응고제 또는 응고제 수용액의 분무체를 함유하고 있는 응고성 분위기 중에 라텍스를 액적으로 분산시켜서, 거의 구형인 균일한 입자형태를 가지고 있는 라텍스 응고입자를 제조, 회수하는 방법이 개발되었는 바, 이와 관련된 기술로서는 일본 특허공개 소53-33244호, 소53-137873호, 소56-41227호, 소57-59929호, 소58-87102호 및 일본 특허공고 소61-42923호가 있다.

그러나, 상기 기술들 또한 다음과 같은 여러가지 문제점을 내포하고 있다.

첫째, 응고조 벽면에 라텍스 응고입자가 부착되는 것을 방지하기 위한 회수액 공급기구로서 직경이 1㎜~5㎜ 정도가 되는 다수의 구멍을 뚫은 링형태의 관 또는 플래트형 노즐을 사용하였는데, 이러한 링형태의 관을 사용할 경우, 각 부분마다 회수액의 공급압이 다르기 때문에 회수액이 응고조 내부벽면에 고르게 유하(流下)되지 않으며, 공급압이 약한 부분에서는 회수액이 벽면에 유하되지 않고, 액적화 되어 바로 응고조 하부로 떨어져 회수액 사용효율이 크게 떨어지게 되고, 또한 회수액을 공급하는 구멍이 응고입자에 의해 막히는 경우에는 회수액이 공급되지 못하게 된다. 한편, 플래트형 노즐을 사용하는 경우에는 회수액 분무체가 일부 생성되어 응고조 내의 고형분의 농도와 응고제의 농도가 달라지게 될 수 있다.

둘째, 응고조 내부벽면이 일반적으로 스테인레스 스틸판으로 되어 있는데, 이 경우 다수개의 구멍이 형성된 관이나 플래트형 노즐에서 공급된 회수액이 처음에는 전체 벽면을 둘러 싼다 할지라도 회수액이 응고조 아래로 유하되면서 표면장력이 작용되어 빈 공간이 생기게 되고, 이 부분에 응고입자가 적체되기 때문에 회수액이 전체 벽면에 완벽하게 박막상으로 유하될 수 없다.

셋째, 고분자 라텍스를 저장조로 부터 분무기까지 이송시키는 과정에서 이송압력 등의 영향에 의해 라텍스 이송라인에서 라텍스의 응고가 발생될 수 있는데, 이에 대한 개선책이 발견되지 않았다.

네째, 라텍스 응고입자가 응고조의 상부와 응고제 및 라텍스 분무노즐에 부착되는 것을 막기 위해서는 응고조 내에서 난류가 발생하지 않도록 해야 하나, 이에 대한 개선책이 발견되지 않았다.

다섯째, 응고조 하부에 수조를 설치하는 경우, 수조액에서 발생하는 수증기의 증발 잠열로 인해 응고입자 형성온도를 적절하게 조절하기 힘들다.

여섯째, 종래의 장치는 상압하에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상의 초내열성 고분자 라텍스 응고입자의 경우에는 사용할 수 없을 뿐만 아니라, 상압에서 고화되는 응고입자일지라도 입자파괴 및 합일을 방지하기에는 불충분하다.

일곱째, 응고조 내에서 나선형의 일정한 기류 흐름을 유지하기 위해서는 폐가스 배출관이 응고조 중심에 있어야 하는데 이에 대한 언급이 없다.

여덟째, 응고조 내의 폐가스를 배출시킬 때 회수액에 포집되지 못한 응고입자들이 폐가스와 함께 배출되는데, 이 응고입자들을 포집 회수하기 위한 대책에 관해 전혀 언급이 없다.

아홉째, 고화과정을 거친 슬러리가 바로 탈수기로 이송되는 경우, 탈수기 내에서 케익이 딱딱하게 굳어지는데, 이에 대한 대책에 관해 전혀 언급이 없다.

열째, 응고조 내의 응고성 분위기중의 온도변화를 일이키지 않기 위해서는 고화조에서 배출된 슬러리를 탈수하여 얻은 액을 회수액으로서 재사용할 때, 응고조 내의 온도와 동일한 온도로 가열하여 재사용해야 되는데, 그것에 대한 자세한 언급이 없다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제 문제점을 해결하기 위하여, 회수액이 회수액 공급기구로 부터 자연적으로 흘러넘쳐서 응고조 벽면을 유하하도록 하는 오버플로우 (overflow)형태의 회수액 공급기구를 사용하고, 응고조 벽면을 물결무늬의 유리로 코팅시켜줌으로써 물의 표면장력을 저하시켜서 회수액이 응고조의 전체벽면에 완벽하게 유하될 수 있도록 하며, 상부중앙에 베인(vane)이나 다공판이 설치되어 있는 공기 분산기(Air Disperser)로 응고입자 형성 온도의 공기를 주입하는 동시에 응고조 하부 중심에 설치한 폐가스 배출관을 통하여 배출시켜 응고입자가 응고조 상부와 노즐에 부착되는 것을 막았고, 응고조 내에서 나선형으로 회전하는 기류를 형성시켜서 응고입자의 응고조내 체류시간을 10초 이상에서 10분 이내로 길게 하였으며, 폐가스와 함께 배출되는 미세 응고입자를 포집할 수 있도록 싸이클론(Cyclone)을 설치하여 수지의 손실을 방지하였다.

또한, 라텍스 공급시 공급관에서의 라텍스의 조기응고를 방지하기 위해 물과 친화력이 없고, 물보다 비중이 큰 용매를 라텍스 공급관에 주입하며, 응고조 하부에 원추형 방열판을 설치하여 응고입자 형성온도 및 수조액의 온도를 효율적으로 조절하였고, 수조의 온도를 고화온도로 상승시킬 수 있어 응고입자를 수조내에서 완전 고화시켜 입자의 파괴를 막을 수 있었으며, 별도의 고화조가 필요치 않아 좁은 공간내에서도 본 장치를 효율적으로 이용할 수 있었으며, 특히 종래의 장치와는 달리 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상의 초내열성 고분자 라텍스 응고입자도 완전 고화시킬 수 있도록 가압식 고화조를 설치하였으며, 고화과정을 거친 슬러리를 냉각기로 냉각시켜 탈수 및 세척기에서 응고입자 케익이 딱딱하게 굳어지는 것을 방지하였고, 탈수 및 세척기에서 취출한 회수액을 응고조 내의 온도와 동일한 온도로 가열하여 재사용하는 것을 주된 내용으로 하여 본 발명을 완성함으로써, 미분말이 극미량 포함되어 있고, 탈수성, 건조성, 유동성 및 내캐이킹성 등이 우수하며, 겉비중이 큰 구형의 응고입자를 회수할 수 있는 고분자 라텍스 응고입자의 제조방법과 그 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고분자 라텍스를 응고조 내부에 분무시켜 고분자 라텍스로 부터 응고입자를 제조하는데 있어서, 상기 응고조에서는 그 외부로 부터 유입되는 응고입자 형성온도의 회수액이 물결무늬의 유리로 코팅된 응고조 내부벽면을 박막상으로 유하하도록 하고, 그 응고조 내부에는 날개모양의 베인이나 다공판이 설치되어 있는 공기 분산기를 통해 응고입자 형성온도의 공기를 공급하여 나선형으로 회전하는 기류를 형성시키고, 응고입자 형성온도의 응고성 가스 또는 응고성 분무체를 기류의 회전방향과 동일한 방향으로 분무공급시켜 응고성 분위기가 유지되도록 하면서, 한편으로는 고분자 라텍스에다 물과 친화력이 없고, 물보다 비중이 큰 용매를 주입시키면서 응고조로 분무공급시키되, 입자경이 50㎛~2㎜가 되도록 분무공급시켜서, 분무공급되는 고분자 라텍스 액적이 응고성 분위기중에서 10초에서 10분 동안 체류하도록 하여 충분히 응고되도록 하고, 응고조 하부 중심에 설치한 폐가스 배출관과 배풍기(Fan)로 폐가스를 배출시키는 동시에, 응고조 내부압을 마이너스 기압으로 유지하여 난류발생 방지 및 응고조 상부 및 분무노즐에 응고입자가 부착되는 것을 방지하였고, 이렇게 응고된 라텍스 응고입자를 응고조 하부에 위치하며, 바이켓 연화온도 －30℃에서 바이켓 연화온도 사이의 고화온도를 유지하는 수조액에서 포집하여 완전 고화시키고, 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상의 초내열성 응고입자인 경우, 슬러리 저장조 다음에 설치한 가압식 고화조에서 완전 고화시킨 다음, 상기 완전 고화된 라텍스 응고입자를 냉각시켜 세척, 탈수 및 건조시켜서 제조하는 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스 응고입자의 제조방법이다.

또한 본 발명은, 고분자 라텍스로 부터 응고입자를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 고분자 라텍스가 분무 응고되는 응고조(1)는 그 내부벽면(2)이 물결무늬의 유리로 코팅되어 있으며, 그 상부에는 회수액(3)이 오버플로우 형태로 응고조 내부벽면(2)에 유하되도록 설계된 회수액 공급기구(4)가 위치되어 있으면서 라텍스 공급관(5)에 연결된 라텍스 분무노즐(6)과 응고제를 공급하는 응고제 분무노즐(9), 그리고 응고조(1) 상부 및 분무노즐(6, 9) 근처에서 응고입자 형성온도의 공기를 주입하게 되는 공기 분산기(10)가 설치되어 있고, 응고조(1) 하부에는 원추형 방열판(12)과 회수액 공급기구 (4´)가 설치되어 있으며, 또한 상기 방열판(12) 하부에는 응고입자 형성온도보다 높은 고화온도의 수조액이 채워진 수조(14)가 있고, 수조(14)와 연결된 슬러리 배출관 (17)에는 슬러리 저장조(18)가 설치되어 있으며, 슬러리 저장조(18)에는 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상의 초내열성 고분자 라텍스 응고입자를 완전 고화시키기 위한 가압식 고화조(19)가 있으며, 완전 고화된 라텍스 응고입자의 슬러리를 응고입자 형성온도 이하의 온도로 냉각시키는 냉각기(20)와 상기 냉각기(20)와 연결되어 냉각기(20)에서 배출된 슬러리를 회수액과 응고입자로 분리하기 위한 탈수 및 세척기(21), 및 탈수 및 세척기(21)에서 분리된 회수액(3)을 상기 회수액 공급기구(4, 4´)로 공급해 주는 재사용 회수액 저장조(22) 및 재사용 회수액 공급관(23)과, 상기 원추형 방열판(12)하부 중심에 설치한 폐가스 배출관(24)과 폐가스와 함께 배출되는 미세 응고입자를 포집하기 위한 싸이클론(25) 및 응축기(26), 그리고 배풍기(27)로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치이다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 고분자 라텍스를 응고성 분위기 중으로 분무시켜서 응고입자를 제조하는 방법 및 그 장치로서, 제1도에 나타낸 본 발명의 장치에 따라 제조과정을 단계별로 설명하면 다음과 같다.

우선, 부호 1로 표시된 응고조를 응고성 분위기로 만들기 이전에, 응고조(1) 하부에 라텍스 응고입자를 회수 및 고화시키게 되는 수조(14)를 형성한다.

또한, 라텍스 응고입자가 응고조 내부벽면(2)에 부착되지 않도록 하기 위해 회수액 공급관(13)을 통해 공급된 회수액(3)을 회수액 공급기구(4)를 이용하여 오버플로우의 방식으로 물결무늬의 유리가 코팅된 응고조 내부벽면(2)에 박막상으로 계속 유하시킨다. 이 때 회수액 공급기구(4)의 회수액(3)으로는 고분자 라텍스가 응고입자로 형성될 수 있는 온도(이하, 응고입자 형성온도라 함)까지 승온시킨 응고제가 소량 포함된 가열 수를 사용한다.

한편, 고분자 라텍스 분무노즐(6) 근처에 설치한 공기 분산기(10)에 응고입자 형성온도의 공기를 주입하여 나선형으로 회전하는 기류를 형성시키고, 다른 한편으로 고분자 라텍스를 응고시키는 응고성 기체 또는 응고성 용액 등의 응고제를 응고제 공급관(8) 및 응고제 분무노즐(9)을 통해 상기의 나선형으로 회전하는 기류와 동일한 방향으로 응고조(1) 내부로 분무시켜서 응고성 분위기로 만들며, 이 응고성 분위기, 즉, 응고조(1) 내부의 온도 또한 응고입자 형성온도를 유지하도록 한다.

이와같이 하여 응고성 분위기가 형성되면, 고분자 라텍스를 라텍스 공급관(5) 및 라텍스 분무노즐(6)을 통해 응고조(1) 내부로 분산 공급하는데, 이 때 고분자 라텍스를 50㎛~2㎜의 미세 액적으로 분산하여 라텍스 자체의 표면장력에 의해 구형의 액적이 되게 한다. 라텍스 공급시에는 라텍스 공급관(5)에 연결 설치된 용매 주입구(7)를 통해 물에 대한 친화력이 없고, 물보다 비중이 큰 용매를 소량 투입하여서 라텍스가 라텍스 공급관(5)를 통해 라텍스 분문노즐(6)로 이송되는 과정에서 일부 조기 응고되는 것을 방지한다.

이렇게 라텍스 분무노즐(6)을 통해 분무된 각 라텍스 액적은 응고성 분위기 중에서 나선형으로 회전하는 기류를 따라 회전 낙하되면서 응고제와 접촉함으로써 응고되어 구형의 라텍스 응고입자를 형성하게 된다.

이때 라텍스 액적은 응고성 분위기중에서 10초 이상에서 10분 이내의 체류시간을 가지게 되며, 이러한 체류시간의 연장은 라텍스 응고입자를 단단하게 강화시켜 주어서, 그 응고입자가 응고조 내부벽면(2)에 유하되는 회수액(3) 및 원추형 방열판(12)에 흐르고 있는 회수액(3´)과 충돌하여도 구형의 형상이 파괴되지 않게 된다. 이 때 상기 방열판(12)은 회수액이 잘 흐를 수 있도록 5 내지 60°로 경사진 원추형이며, 원추형 방열판(12) 윗면에 응고입자가 적체되는 것을 막기 위해 회수액 공급기구(4´)를 설치하였다.

한편, 라텍스 응고입자가 응고조(1)상부와 분무노즐(6, 9)에 부착되는 것을 방지하기 위해 폐가스 배출관(24)에 설치한 배풍기(27)를 작동시켜 응고조(1) 내부압을 마이너스 기압으로 유지한다.

이와같이 응고된 라텍스 응고입자는 응고조 내부벽면(2)을 타고 유하되는 회수액(3)과 방열판(12)에 흐르고 있는 회수액(3´)에 포집되어 고화온도의 수조액에서 완전 고화되며, 상압하에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상의 초내열성 응고입자인 경우, 슬러리 저장조(18)를 통해서 배출되어 가압식 고화조(19)에서 완전 고화된다. 이 때, 수조(14) 하부에는 교반기(15)를 수직으로 설치하여 라텍스 슬러리를 교반시켜 줌으로써 라텍스 응고입자의 합일을 방지하였으며, 가열기(16)를 설치하여 수조액(14)내의 온도를 고화온도로 유지시켰다. 한편, 수조(14)상부에 설치한 상기 방열판(12)은 고화온도의 수조액에서 발생되는 수증기의 증발 잠열에 의해 응고성 분위기의 응고입자 형성온도가 변하는 것을 방지한다.

이와같이 수조액(14)에서 모아진 슬러리는 슬러리 배출관(17)을 통해 배출되며, 이 때 폐가스는 원추형 방열판(12) 하부 중심에 설치되어 있는 폐가스 배출관(24)을 통해 배출되는데, 폐가스 배출관(24)에 설치되어 있는 싸이클론(25)에서 폐가스 내의 미세 응고입자를 포집 회수하여 수지의 손실을 방지하고, 응축기(26)에서 폐가스에 함유된 수분을 응축시킨 후, 폐가스만 배풍기(27)에 의해 배출되며, 그 결과 응고조 내부압은 마이너스 기압으로 되며, 응고성 분위기 중에서의 난류 발생이 억제된다.

한편, 응고조(1)로 부터 슬러리 배출관(17)을 통해 배출된 슬러리는 슬러리 저장조(18)를 통해 냉각기(20)로 보내지게 되고, 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상의 응고입자의 경우, 가압식 고화조(19)를 거쳐 완전 고화되어 냉각기 (20)로 보내지게 되며, 여기서 응고입자 형성온도 이하로 냉각된 라텍스 응고입자 슬러리는 탈수 및 세척기(21)에 의해 응고입자와 회수액(3)으로 분리되어지게 된다. 이 때 회수액(3)은 재사용 회수액 저장조(22)에 모아진 후, 재사용 회수액 공급관 (23)을 통해 회수액 공급기구(4)로 유입되어, 다시 응고조 내부벽면(2)으로 유하되게 된다. 특히 재사용 회수액 저장조(22)에는 가열기(16´)가 설치되어 있어서, 회수액을 응고입자 형성온도까지 승온시켜 사용할 수 있다.

한편, 탈수 및 세척기(21)에서 원심분리에 의해 분리된 라텍스 응고입자는 세척 및 탈수 뒤 건조기(29)에서 건조시킴으로써, 본 발명에서 목적하는 50㎛~2㎜의 입자경을 갖는 구형의 응고입자로 제조되는 것이다.

이와같이, 본 발명에 따라 고분자 라텍스를 구형의 응고입자로 얻기 위해서는 응고입자가 응고성 분위기 중에서 낙하하여 회수액과 충돌할 때, 충격에 의한 파괴가 일어나지 않도록 충분하고도 단단하게 응고시켜야 하며, 회수액과 수조액 중에서 응고입자가 서로 융착을 일으켜 합일되지 않도록 해야 하는 바, 이를 위해 응고성 분위기의 온도와 회수액 및 수조에서의 온도가 매우 중요하다.

따라서, 본 발명에서는 응고성 분위기와 회수액의 온도를 응고입자 형성온도로 유지시켰으며, 그 응고입자 형성온도로는 상온에서 바이켓 연화온도(Vicat softening temperature)까지의 온도범위 중에서 선택하는 것이 좋다. 여기서 바이켓 연화온도는 ASTM D－1525－75의 규정에 따라 측정된 것이다.

만일, 응고성 분위기 및 회수액의 온도가 응고입자 형성온도 이하로 떨어지는 경우에는 라텍스 응고입자를 강하게 응고시키지 못하게 되며, 입자간의 충돌과 합일에 의해 거대 응고입자가 생성되게 된다. 또한 단단하게 응고되지 못한 응고입자는 회수액과 충돌하게 될 때, 그 충격으로 인해 입자가 파괴되게 되어 다량의 미분입자가 생성되게 된다. 한편, 온도를 응고입자 형성온도 이상으로 유지시킬 경우에는 라텍스 액적의 내부가 완전히 응고되기 전에 수지가 열처리 되어 입자 내부가 포러스(porous)하게 됨으로써 라텍스 응고입자의 겉비중이 저하되고, 그 응고입자의 표면이 높은 온도에 의해 연화되어 입자간 융착과 합일을 일으키게 된다. 따라서, 합일입자의 양이 증가되고, 겉비중, 유동성 등과 같은 라텍스 응고입자의 특성이 크게 저하되게 된다.

본 발명에서는 이러한 응고입자 형성온도를 유지시켜 주기 위해 회수액으로서, 응고입자 형성온도의 가열수를 사용하였으며, 선행 특허와 달리 재사용 회수액 저장조에는 가열기를 설치하여 재사용 회수액의 온도를 응고입자 형성온도로 유지하였다. 또한, 응고조 내의 응고성 분위기를 응고입자 형성온도로 유지시켜 주기 위해 응고조 상부에 설치한 공기 분산기에서 응고입자 형성온도의 공기를 주입시켜 주었다.

한편, 수조액의 온도를 바이켓 연화온도 －30℃에서 바이켓 연화온도 사이의 온도를 유지하여 응고입자를 완전 고화시켜 입자파괴를 방지하였다. 이 때 수조액에서 발생하는 잠열에 의해 응고성 분위기의 응고입자 형성온도가 변화되며, 특히 수조액 온도와 응고입자 형성온도가 10℃ 이상 차이가 나는 경우 심각한 변화를 일으킨다.

본 발명에서는 위의 문제점을 해결하기 위해 수조액 상부에 원추형 방열판을 설치하여 잠열 발생으로 인한 응고입자형성온도의 변화를 막았으며, 따라서 응고입자 형성온도와 수조액의 온도를 원하는 대로 조절하는 것이 가능해짐에 따라 한 응고조 내에서 응집 및 고화를 동시에 행할 수 있게 되었다. 이때 사용된 방열판은 5~60° 경사져 있으며, 응고입자 부착 및 적체를 방지하기 위해 다수개의 구멍을 뚫은 링형태의 회수액 공급기구가 설치되어 있다.

한편, 선행 특허의 장치는 바이켓 연화온도가 100℃ 이하인 상압에서 고화가 가능한 응고입자에만 사용할 수 있으며, 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상인 내열성 고분자 라텍스의 응고입자의 경우, 가압하의 완전 고화 과정이 필요하다. 본 발명에서는 슬러리 저장조에 가입식 고화조를 별도로 설치하여 수조액에서 고화되지 않은 응고입자를 완전 고화시켰으며, 바이켓 연화온도가 100℃ 이하인 상압에서 고화 가능한 응고입자에만 적용할 수 있는 선행 특허의 장치의 한계점을 완결 해결하였고, 그만큼 적용 가능한 고분자 라텍스의 범위가 넓어져 공업적으로 매우 유용하다.

본 발명에서는 응고입자의 응고조 벽면부착을 방지하기 위한 회수액 공급기구로서 회수액이 자연적으로 흘러넘쳐 응고조 벽면을 유하하도록 설계한 공급기구를 사용하였으며, 이 회수액 공급기구는 종래와 같이 다수개의 구멍이 형성되어 있는 링형태의 공급관과 플래트형 노즐에 비해 분해와 조립이 매우 간단하며, 종래에 링형태의 관과 플래트형 노즐을 사용할 때 발생되는 선행 특허의 모든 문제를 해결할 수 있어 공업적으로 매우 유용하다.

한편, 응고조 벽면으로 일반적인 스테인레스 스틸판을 사용하는 경우, 응고조 상부에서 회수액이 전체 벽면을 흘러내린다할지라도 회수액이 아래로 유하됨에 따라 표면장력에 의해 회수액이 흐르지 않는 부분이 생기고, 이곳에 응고입자가 적체되게 된다. 그래서 회수액의 표면장력을 저하시키기 위한 방법으로 회수액에 유화제를 첨가할 수 있으나, 이는 응고입자를 제조하기 위한 응고제의 사용량을 증가시키게 되므로 공업적으로는 유용하지 못하다. 그러나, 본 발명에서는 물결무늬의 유리를 코팅하여 회수액의 표면장력을 저하시킴으로써 일반적인 스테인레스 스틸판을 사용하는 것보다 회수액이 전체 벽면을 박막상으로 잘 흐르게 하는 역할을 해준다.

본 발명에서 응고성 분위기를 만들기 위해 사용할 수 있는 응고제로는 다음과 같은 것이 있는 바, 염화수소, 이산화탄소, 인산증기 또는 초산증기 등의 기체가 응고성 기체로 사용될 수 있으며, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화리튬, 브롬화나트륨, 브롬화칼륨, 브롬화리튬, 요드화칼륨, 황산칼륨, 황산암모늄, 황산나트륨, 염화암모늄, 질산나트륨, 질산칼륨, 염화칼슘, 황산제1철, 황산마그네슘, 황산아연, 황산동, 염화바륨, 염화제2철, 황산제2철, 황산알루미늄, 염화칼슘, 염화마그네슘 또는 염화알루미늄 등의 무기염류와 염산, 황산, 인산 또는 질산 등의 무기산류, 그리고 초산 등의 유기산류 등이 응고성 분무체를 만들기 위한 응고성 용액으로 사용될 수 있다.

응고제 분무노즐로는 2~류체 노즐, 가압노즐 또는 회전원반 등을 사용하여 응고제를 분무시킬 수 있다.

본 발명에서 사용한 고분자 라텍스는 유화중합법 또는 현탁중합법으로 제조한 것을 사용할 수 있는 바, 그 예로서 다음과 같은 것이 있다.

첫째, 비닐방향족 단량체 0~50중량부와 부타디엔 50~100중량부 및 이와 가교중합이 가능한 가교제 0~5중량부를 유화중합시켜서 제조된 부타디엔계 고무상 라텍스 15~70중량부 존재하에, 비닐시안계 단량체 0~50중량부와 탄소수 1 또는 2이상인 메타크릴계 또는 아크릴계 에스테르 단량체 0~100중량부, 비닐 방향족 단량체 0~90중량부 및 이와 공중합 가능한 가교제 또는 그라프트제 0~10중량부 및 중합도 조절제 0~5중량부를 혼합한 단량체 혼합물을 전체에 대해서 30~85중량부로써, 상기 고무상 라텍스에 일시적 또는 연속적으로 첨가시켜서 그라프트 중합시킨 고분자 라텍스나, 둘째, 탄소수 1 또는 2이상인 아크릴계 또는 메타크릴계 에스테르 단량체 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 80~90중량부이며, 이와 가교중합 가능한 가교제 1~20중량부를 유화중합시킨 아크릴계 고무상 라텍스 20~80중량부 존재하에, 비닐시안계 단량체 0~50중량부와 탄소수가 1 또는 2이상의 메타크릴계 또는 아크릴계 에스테르 단량체 0~100중량부, 비닐방향족 단량체 0~99중량부 및 이와 공중합 가능한 가교제 또는 그라프트제 0~10중량부 및 중합도 조절제 0~5중량부를 혼합한 단량체 혼합물을 전체에 대해서 20~80중량부로써 상기의 고무상 라텍스에 일시적 또는 연속적으로 첨가하여 그라프트 중합시킨 고분자 라텍스, 또는 셋째, 탄소수 1 또는 2이상인 아크릴계 또는 메타크릴계 에스테르 단량체 50~100중량부 및 비닐방향족 단량체 1~50중량부 및 비닐시안계 단량체 0~50중량부를 1차적으로 중합시킨 라텍스 20~80중량부에 비닐시안계 단량체 0~50중량부와 탄소수 1 또는 2이상의 아크릴계 또는 메타크릴계 에스테르 단량체 50~100중량부 및 비닐방향족 단량체 0~50중량부로 구성된 혼합물 20~80중량부를 일시적 혹은 연속적으로 첨가하여 중합시킨 고분자 라텍스, 또는 네째, 비닐시안계 단량체 0~50중량부와 탄소수 1 또는 2이상인 메타크릴계 또는 아크릴계 에스테르 단량체 0~100중량부, 비닐방향족 단량체 0~90중량부 및 이와 공중합 가능한 가교제 또는 그라프트제 0~10중량부 및 중합도 조절제 0~5중량부를 혼합한 단량체 혼합물을 일시적 또는 연속적으로 첨가 중합시켜 만든 고분자 라텍스, 또는 다섯째, 비닐방향족 단량체 0~50중량부와 부타디엔 50~100중량부 및 이와 가교중합이 가능한 가교제 0~5중량부를 유화중합시켜서 제조된 부타디엔계 고무상 라텍스 25~70중량부 존재하에 비닐방향족 단량체 20~45중량부와 비닐시안계 단량체 10~30중량부 및 이와 공중합 가능한 가교제 또는 그라프트제 0~10중량부, 중합도 조절제 0~5중량부를 혼합한 단량체 혼합물을 전체에 대해서 30~75중량부로써 상기 고무상 라텍스에 일시적 또는 연속적으로 첨가시켜서 그라프트 중합시킨 고분자 라텍스, 또는 여섯째, 비닐방향족 단량체의 유도체 30~70중량부와 비닐시안계 단량체 30~70중량부, 비닐방향족 단량체 0~70중량부 및 이와 공중합 가능한 가교제 또는 그라프트제 0~10중량부, 중합도 조절제 0~5중량부를 혼합한 단량체 혼합물을 일시적 또는 연속적으로 첨가하여 중합시킨 고분자 라텍스, 또는 일곱째, 이상에서 언급한 고분자 라텍스를 2종 또는 그 이상을 혼합하여 얻은 고분자 라텍스를 사용할 수 있다.

이때, 고분자 라텍스는 가압노즐, 2－류체 노즐 또는 회전원반 등이 분무노즐로 사용하여 응고성 분위기로 분무시키며, 응고조 내의 단위면적당 고분자 라텍스의 분무밀도는 가압노즐 또는 2－류체노즐을 사용하는 경우에는 5.7~20리터/분.M²로, 회전원반을 사용하는 경우에는 0.5~20리터/분.M²로 분무하면 된다.

본 발명에서 분무시킨 고분자 라텍스는 그 자체의 표면장력에 의해 구형의 액적이 되며, 이 액적의 입자 경은 50㎛~2㎜이다. 만약, 50㎛ 이하의 액적경을 가지고 있는 미세액적이 전체의 25중량%를 초과할 경우에는 겉비중이 저하되고, 유동성도 저하되며, 발진성이 증가하는 등의 분체 특성이 나빠지므로 바람직하지 못하고, 반대로 액적경이 2㎜ 이상이 되면 응고입자의 운동 관성력이 커져서 회수액이나 수조액에 충돌하게 될 때 충격이 커지게 되어 파괴가 일어나 구형입자를 얻을 수 없게 되므로 좋지 않다.

한편, 고분자 라텍스를 라텍스 공급관을 통해 분무노즐까지 이송시킬 때, 이송압력 등의 영향에 의해서 라텍스의 안정성이 저하되어 일부의 라텍스가 응고될 수 있고, 이들이 노즐을 막을 수도 있다. 따라서, 이러한 고분자 라텍스의 조기응고를 방지하기 위해 물과 친화력이 없고, 물보다 비중이 큰 용매를 라텍스 공급관에 설치된 용매 주입구를 통해서 주입하면서 공급하는 바, 이때 사용되는 용매로는 벤질에테르, 메틸벤조에이트, 벤질아세테이트, 페닐에테르, 메틸벤조에이트, 클로로벤젠, 벤질벤조에이트, 에피클로로히드린, 파라디클로로벤젠, 메타디클로로벤젠, 오르소디클로로벤젠, 에틸렌카보네이트, 1, 1, 1－트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 브로모벤젠, 펜타클로로에탄, 또는 1, 1, 2, 2－테트라브로모에탄 등이 사용될 수 있다.

한편, 응고성 분위기 중에서 분무된 고분자 라텍스 액적이 회수액과 충돌할때, 그 충격으로 인해 입자가 파괴되지 않도록 하기 위해서는 라텍스 액적의 체류시간을 10초 이상에서 10분 이내가 되게 해야 한다. 만일, 라텍스 액적의 체류시간이 10초 이내인 경우, 다량의 파괴입자가 생성되며, 10분 이상인 경우는 10분 이내의 경우와 비슷한 효과를 나타내므로 체류시간을 10분 이상되도록 할 필요가 없다.

이와 같이 체류시간을 10초 이상에서 10분 이내로 되도록 하기 위해서는 그만큼 응고조의 높이가 커져야 하나, 본 발명에서는 라텍스 분무노즐 주위에 공기 분산기를 설치하여 이 문제를 해결하였다.

공기 분산기 내부에는 공기를 회전시켜 주기 위한 날개모양의 배인이 다수 설치되어 있거나, 0.1~3㎜의 구멍이 뚫린 다공판이 1개 이상 설치되어 있으며, 공기 분산기에 공급된 공기는 나선형으로 회전하는 기류를 형성한다. 이때 라텍스 분무노즐에서 분산된 라텍스 액적은 상기의 기류를 따라 나선형으로 회전하게 되며, 그 결과 10초 이상에서 10분 이내의 체류시간을 가지게 된다. 또한, 본 발명에서는 응고조 내에서 난류가 발생되지 않도록 폐가스 배출관에 배풍기를 설치하여 응고조 내의 폐가스를 배출시킴으로써 응고조 내부압을 마이너스 기압으로 유지하였고, 폐가스 배출관을 응고조 하부중심에 설치함으로써 라텍스 액적이 일정하게 나선형으로 회전할 수 있게 되었으며, 그 결과 응고조 상부와 분무노즐에 응고입자가 부착되지 않게 되었다.

이와 같이, 응고성 분위기중에서 분무된 고분자 라텍스 액적은 응고성 분위기 중에서 10초 이상에서 10분 이내 동안 체류하면서 단단히 응고되어져 응고입자를 형성시키게 되며, 이 라텍스 응고입자는 회수액 및 수조액에 포집되어지게 된다.

바이켓 연화온도가 100℃ 이하인 라텍스 응고입자들은 수조액에서 완전 고화되며, 이때 입자간의 합일을 방지하기 위해 교반기로 교반시켜 준다. 상기 교반기는 하부에 수직으로 설치되어 있으며 다른 위치에서 교반하는 것보다 교반효과가 뛰어나다. 한편, 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도가 100℃ 이상인 초내 열성 응고라텍스 입자의 경우, 슬러리 저장조를 통해 가압식 고화조에 옳겨져 완전 고화된다. 이때 슬러리 저장조는 가압식 고화조가 일정한 가압 상태로 유지될 수 있도록 해주는 중간 완충조 (Buffer Tank)의 역할을 하며, 온도는 수조와 가압식 고화조 사이의 온도로 유지하는 것이 좋다. 상기 가압식 고화조의 온도는 바이켓 연화온도 －30℃에서 바이켓 온도까지의 범위로 유지해야 하며, 슬러리의 체류시간이 1초에서 5분 이내가 되도록 가압식 고화조를 설계하는 것이 좋다.

한편, 상기 슬러리는 냉각기로 옮겨져 응고입자 형성온도 이하로 냉각된 후 원심분리기로 옮겨진다. 만일, 이와 같이 냉각기를 사용하지 않는다면 고화온도의 슬러리가 바로 원심분리기로 옮겨져 탈수될 때 케익(Cake)이 딱딱하게 되며, 응고입자의 후처리 과정에서 문제가 발생된다.

상기 슬러리는 원심분리기에 의해 응고입자와 회수액으로 분리되어지게 되며, 분리된 응고입자는 세척 및 탈수, 건조되어 거의 구형의 응고입자 형태로 존재하는 고분자 라텍스 분말이 된다.

한편, 응고조 내의 방열판 하부중심에 설치한 폐가스 배출관으로 폐가스가 배출될 때 폐가스와 함께 일부의 미세응고입자가 배출되므로, 이 응고입자를 포집하기 위해 싸이클론을 설치하였으며, 폐가스에 함유된 수분을 응축기에서 응축시킨 뒤 폐가스만 배풍기에 의해 배출된다.

또한 상기 원심분리기에서 회수된 회수액은 재사용 회수액 저장조와 재사용 회수액 공급관을 거쳐 회수액 공급관을 거쳐 회수액 공급기구를 통해 응고조 내벽면과 원추형 방열판에 다시 유하되게 된다. 재사용 회수액 저장조에는 특별히 가열기를 설치하여 회수액을 응고입자 형성온도로 가열하여 사용할 수 있게 하였다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법 및 장치는, 종래 기술에 의해 제조 공정상에서 지적되었던 제문제점을 보완 및 해결하였을 뿐 아니라, 적용 가능한 고분자 라텍스의 범위를 확대시킨 것으로서, 응고입자의 응고조 내부벽면의 부착과 응고조 상부 및 분무노즐의 부착을 완전히 방지할 수 있으며, 라텍스를 분무기까지 공급하는 동안의 조기 응고를 막을 수 있고, 라텍스 응고입자가 응고성 분위기에 10초 이상에서 10분 이내 동안 체류되도록 연장시키며, 상압에서 고화 가능한 바이켓 연화온도 100℃ 이하의 응고입자의 경우, 입자파괴 및 입자 합일이 발생되지 않도록 하고, 응집 및 고화를 한 응고조내에서 동시에 행할 수 있는 효과가 있고, 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상인 응고입자의 경우 가압식 고화조에서 완전 고화시킬 수 있기 때문에 초내열성 고분자 라텍스에까지 이 장치를 저렴하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이러한 본 발명에 따라 제조된 고분자 라텍스의 응고입자는 그 입자경이 50㎛~2㎜인 거의 구형의 형태를 갖게 되는 바, 여기에는 미분말이 거의 포함되어 있지 않기 때문에 미분말의 비산으로 인해 발생되었던 수지손실과 공정상의 문제발생, 작업환경 악화 및 폭발 위험성등의 문제점을 해결하게 될 뿐만 아니라, 탈수성, 건조성, 내캐이성킹성을 개선시키고, 겉비중이 큰 응고입자를 얻게 되어 수송비 및 보관료가 감소되는 특징이 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치를 사용하였다. 고분자 라텍스로는 스티렌과 메틸메타크릴레이트 혼합물을 스티렌과 부타디엔의 공중합체에 그라프트 공중합시키되, 그 조성이 스티렌 40중량%, 메틸메타크릴레이트 30중량%, 부타디엔 30중량%로 구성되어 있는 것을 사용하였으며, 고형분 농도가 33%인 고분자 라텍스를 회전원반(원반직경 10㎝)을 사용하여 높이 5m, 직경 4m의 원통형 응고조에 평균 140㎛의 액적경으로 분무하였다.

한편, 10중량% 염화칼슘 수용액을 20℃의 온도로 유지시키면서 2－류체 노즐을 사용하여 3㎏/㎠G의 분무압력으로 수지에 대하여 3%를 분무시켜 응고성 분위기를 만들었다. 응고성 분위기 및 회수액 그리고 공기분산기 주입공기의 온도는 50℃로 유지하였으며, 수조의 온도는 65℃로 유지하였고, 응고조 내부압이 755㎜Hg가 되도록 폐가스를 배풍기로 배출하였다.

이와 같은 조건에서 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

아크릴로니트릴과 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트 및 스티렌 혼합물을 부타디엔 중합체에 그라프트 공중합시키되, 그 조성이 아크릴로니트릴 4중량%, 메닐메타크릴레이트 20중량%, 부틸아크릴레이트 3중량%, 스티렌 18중량%, 부타디엔 55중량%로 구성되어 있는 고분자 라텍스를 사용하였으며, 고형분 농도가 32%인 고분자 라텍스를 20℃의 온도로 유지시키면서 가압노즐(노즐경 0.6㎜)을 사용하여 3㎏/㎠G의 분무압력으로 평균 140㎛의 액적경으로 분무하였다.

응고성 분위기 및 회수액 그리고 공기분산기 주입공기의 온도는 55℃로 유지하였으며, 수조의 온도는 75℃로 유지한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다. 이와 같은 조건에서 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 스티렌 혼합물을 부틸아크릴레이트 중합체에 그라프트 공중합시키되, 그 조성이 메틸메타크릴레이트 20중량%, 부탈아크릴레이트 70중량%, 스티렌 10중량%로 구성되어 있는 고분자 라텍스를 사용하였으며, 응고성 분위기 및 회수액, 그리고 공기분산기 주입공기의 온도를 55℃로 유지하였고, 수조의 온도를 70℃로 유지한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다.

응고입자의 특성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

메틸메타크릴레이트, 스티렌, 부틸아크릴레이트를 그라프트 공중합시키되 그 조성이 메틸메타크릴레이트 80중량%, 스티렌 10중량%, 부틸아크릴레이트 10중량%로 구성되어 있는 고분자 라텍스를 사용하였으며, 응고성 분위기 및 회수액 그리고 공기분산기 주입공기의 온도를 80℃로 유지하였고, 수조의 온도를 95℃로 유지한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다.

응고입자의 특성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 5]

스티렌, 아크릴로니트릴 혼합물을 부타디엔 중합체에 그라프트 공중합시키되, 그 조성이 스티렌 35중량%, 아크릴로니트릴 25중량%, 부타디엔 40중량%로 구성되어 있는 고분자 라텍스를 사용하였으며, 응고성 분위기 및 회수액 그리고 공기분산기 주입공기의 온도를 75℃로 유지하였고, 수조의 온도를 85℃로 유지한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다.

응고입자의 특성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 6]

알파메틸스티렌, 아크릴로니트릴, 스티렌의 혼합물을 공중합시키되, 그 조성이 알파메틸스티렌 65중량%, 아크릴로니트릴 30중량%, 스티렌 5중량%로 구성되어 있는 것을 사용하였으며, 응고성 분위기 및 회수액 그리고 공기분산기 주입공기의 온도를 80℃로 유지하였고, 수조의 온도를 95℃로 유지하였다. 한편, 가압식 고화조의 온도는 115℃로 유지하였으며, 그외의 조건은 실시예 1과 동일하다.

이와 같은 조건에서 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 1에 나타내었다.

[실시예 7]

실시예 5와 실시예 6의 고분자 라텍스를 혼합하여 얻은 고분자 라텍스를 사용하였으며, 응고입자 제조 조건은 실시예 6과 동일하다.

그 결과를 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

라텍스 액적의 응고성 분위기중의 체류시간을 짧게 하기 위하여 공기 분산기로 공기를 주입하지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다.

이와 같은 조건에서 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 2]

수조 상부에 원추형 방열판을 설치하지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였으며, 이와 같은 조건에서 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 3]

배풍기로 응고조 내부의 폐가스를 배출시키지 않았고, 내부압을 마이너스 기압으로 유지하지 않았다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다. 이와 같은 조건에서는 응고성 분위기상에 난류가 발생되며, 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 4]

배풍기로 응고조 내부의 폐가스를 배출시켰으나, 내부압을 마이너스 기압으로 유지하지 않았다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 5]

가압식 고화조를 사용하지 않았다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다. 이와 같은 조건에서는 응고입자가 완전 고화되지 않으며, 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 6]

폐가스 배출관에 싸이클론을 설치하지 않았다는 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 응고입자를 제조하였다. 이와같은 조건에서 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 7]

실시예 1에서 사용한 것과 동일한 고분자 라텍스를 종래의 액상 응집방법을 사용하여 응고시켰는 바, 10% 염화칼슘 수용액을 50℃에서 수지에 대하여 3% 첨가하여 응집시켰다. 80℃에서 10분간 고화시킨 후 탈수, 건조시켜 얻은 응고입자의 특성에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 1에서 응고입자 특성을 측정하는 방법 및 단위는 다음과 같다.

1. 입자형태

광학현미경을 사용하여 관찰하였다.

2. 입자경 분포

ASTM D－1921에 따라 측정하였다. 응고입자 100g을 14, 20, 35, 50, 100, 140, 200, 400메쉬(mesh)의 시브(Sieve)에 넣고, 분당 100~120회 탭핑(tapping)하면서 10분 동안 진동시킨 후, 각 시브에서 분체의 무게를 측정하여 산출하였다.

3. 걸비중

ASTM D－1895에 따라 측정하였다. 60° 각도를 갖는 호퍼(Hopper) 하단에 부피 100cc의 스테인레스 스틸 용기를 설치한 다음, 호퍼에서 흘러내려 용기에 찬 분체의 무게를 측정하여 산출하였다.

4. 안식각

기존방법에 따라 측정하였다.

5. 케이킹성

30g의 응고입자를 상온에서 25㎏/㎠.G로 2분 동안 압축성형한 다음, 진동수 60Hz, 진폭 1㎜로 진동시켜서 200초 후의 응고입자의 붕괴율(%)로부터 산출하였다.

6. 유동특성

45°를 갖는 호퍼 하단에 직경 5㎜, 길이 60㎜의 관을 설치하여 40메쉬를 통과한 파우더가 전부 빠져나가기 위해 호퍼에 가한 일정 충격회수로 표시하였다.

7. 발진성

하부에 공기 분산판으로서 20㎛의 기공을 갖는 글라스파이버(glass fiber)로 만든 필터가 설치된 내경이 40㎜이고, 길이가 120㎜인 원통용기에 분체 15g을 투입하고, 이 원통용기 하부에 설치된 글라스파이버로 만든 필터를 통하여 공기를 4.0㎝/초의 속도로 공급하여 분체를 유동화시킨 후, 원통용기 상부의 공기 출구에서 비산되어 나온 미분을 2㎛의 글라스파이버로 만든 필터로 포집하였다. 발진성은 최초에 용기에 투입한 분체의 양에 대한 공기를 5분간 공급시켜 비산되어 나온 미분의 양을 비율로 표시하였다.

8. 탈수 후 함수율

탈수한 파우더 10g을 채취하여 105℃의 건조기에서 1시간 동안 정체시킨 후, 건조된 파우더 무게를 측정하여 산출하였다.

Claims (17)

1. 고분자 라텍스를 응고조 내부로 분무시켜서 고분자 라텍스로부터 응고입자를 제조하는데 있어서, 상기 응고조에는 그 외부로부터 유입되는 응고입자 형성온도의 회수액이 물결무늬의 유리로 코팅된 응고조 내부벽면을 박막상으로 유하하도록 하고, 그 응고조 내부에는 날개모양의 배인이나 다공판이 설치되어 있는 공기 분산기를 통해 응고입자 형성온도의 공기를 공급하여 나선형으로 회전하는 기류를 형성시키고, 응고입자 형성온도의 응고성 가스 또는 응고성 분무체를 상기 기류의 회전방향과 동일한 방향으로 분무공급시켜 응고성 분위기가 유지되도록 하면서, 한편으로는 고분자 라텍스에 물과 친화력이 없고, 물보다 비중이 큰 용매를 주입시키면서 응고조로 분무 공급시키되, 입자직경이 50㎛~2㎜가 되도록 분무공급시켜서 분무공급되는 고분자 라텍스 액적이 응고성 분위기 중에서 10초에서 10분 동안 체류하도록 하여 충분히 응고되도록 하고, 바이켓 연화온도 100℃ 이하의 라텍스 응고입자의 경우 응고조 하부에 위치하며, 바이켓 연화온도 －30℃에서 바이켓 연화온도까지의 고화온도를 유지하는 수조액에서 포집하여 완전 고화시키며, 상압에서 고화되지 않는 바이켓 연화온도 100℃ 이상의 초내열성 응고입자의 경우, 가압식 고화조에서 완전 고화시켜 냉각시키고, 상기 완전 고화된 라텍스 응고입자를 원심분리에 의해 회수하고 세척, 탈수 및 건조시켜서 제조됨을 특징으로 하는 고분자 라텍스 응고입자의 제조방법.
2. 고분자 라텍스로부터 응고입자를 제조하는 장치에 있어서, 고분자 라텍스가 분무 응고되는 응고조(1)는 그 내부벽면(2)이 물결무늬의 유리로 코팅되어 있으며, 그 상부에는 회수액(3)이 오버플로우 형태로 응고조 내부벽면(2)에 유하하도록 설계된 회수액 공급기구(4)가 위치되어 있으면서 라텍스 공급관(5)에 연결된 라텍스 분무노즐(6)과 응고제를 공급하는 응고제 분무노즐(9) 그리고 응고조(1) 상부의 라텍스 분무노즐 (6) 근처에 응고입자 형성온도의 공기를 주입하게 되는 공기분산기(10)가 설치되어 있고, 응고조(1) 하부에는 원추형 방열판(12)과 회수액 공급기구(4´)가 형성되어 있으며, 그 하부에 고화온도의 수조액이 채워져 있는 수조(14)가 설치되어 있고, 슬러리 저장조(18)가 슬러리 배출관(17)에 의해 상기 수조(14)와 연결되어 있으며, 바이켓 연화온도가 100℃ 이상인 라텍스 응고입자를 고화시키기 위한 가압식 고화조(19)와 완전 고화된 슬러리를 응고입자 형성온도 이하로 냉각시키기 위한 냉각기(20)가 슬러리 저장조(18)와 연결되어 있고, 상기 냉각기(20)와 연결되어 냉각기(20)에서 배출된 슬러리에서 회수액과 응고입자를 분리하기 위한 탈수 및 세척기(21)와 탈수 및 세척기(21)에서 분리된 회수액(3)을 상기 회수액 공급기구(4, 4´)로 공급해 주는 재사용 회수액 저장조(22) 및 재사용 회수액 공급관(23)이 설치되어 있으며, 상기 원추형 방열판 (12) 하부 중심에 설치한 폐가스 배출관(24) 및 폐가스 내의 미세 응고입자를 포집하기 위한 싸이클론(25)과 응축기(26), 배풍기(27)로 이루어져서 된 것임을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
3. 제2항에 있어서, 바이켓 연화온도가 100℃ 이하인 라텍스 응고입자를 완전 고화시킬 수 있도록 수조(14)의 온도를 바이켓 연화온도 －30℃에서 바이켓 연화온도로 유지한 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스 응고입자 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 바이켓 연화온도 100℃ 이상인 초내열성 라텍스 응고입자를 완전 고화시킬 수 있도록 가압식 고화조(19)를 설치한 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
5. 제4항에 있어서, 가압식 고화조(19)의 온도가 바이켓 연화온도 －30℃에서 바이켓 연화온도인 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 가압식 고화조(19)에서의 슬러리 체류시간이 1초에서 5분인 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
7. 제2항에 있어서, 가압식 고화조(19)전에 중간 완충조로서 슬러리 저장조(18)를 설치한 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
8. 제2항에 있어서, 라텍스 공급관(5)에는 용매 주입구(7)가 1 또는 2개 설치되어진 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
9. 제2항에 있어서, 폐가스 배출관(24)이 응고조(1) 하부중심에 설치되어진 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
10. 제2항에 있어서, 폐가스 배출관(24)에는 배풍기(27)가 설치되어 있어, 응고조 (1) 내부압을 마이너스 기압으로 유지할 수 있도록 설계한 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
11. 제2항에 있어서, 폐가스 배출관(24)에는 싸이클론(25)이 설치되어 있어, 폐가스와 함께 배출되는 응고입자를 포집 회수할 수 있도록 설계한 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
12. 제2항에 있어서, 응고제 분무조즐(9)은 공기 분산기(10)에서 배출되는 공기의 회전방향과 동일한 방향으로 분무시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
13. 제2항에 있어서, 원추형 방열판(12)은 5 내지 60° 경사진 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
14. 제2항에 있어서, 원추형 방열판(12)은 그 윗면에 응고입자가 적체되는 것을 방지하기 위해 다수개의 구멍을 뚫은 링형태의 회수액 공급기구(4´)가 설치되어진 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
15. 제2항에 있어서, 공기분산기(10)는 그 내부에 날개모양의 배인 또는 다공판이 설치되어진 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
16. 제2항에 있어서, 수조(14)는 교반기(15)와 가열기구(16)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.
17. 제2항에 있어서, 재사용 회수액 저장조(22)는 교반기(15´)와 가열기구(16´)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 라텍스의 응고입자 제조장치.

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