WO2019093712A1 - 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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WO2019093712A1
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polymer latex
polymer
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장정기
신현진
임예훈
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주식회사 엘지화학
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    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • C08J3/16—Powdering or granulating by coagulating dispersions

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for producing a polymer latex resin powder.
  • slow coagulation is used as a method for preparing a polymer latex in a powder in an emulsion polymerization process.
  • This method is a method in which an aqueous solution of a flocculant such as an inorganic salt and an acid is added in small portions The polymers in the latex are aggregated by breaking the stability of the emulsifier.
  • the slow aggregation method is capable of controlling the particle size as compared with the rapid coagulation method.
  • the slurry is called a coagulation of polymer particles of latex and the aggregation of polymer particles is called a slurry. Since they are physically weakly bonded, the shear force by a stirrer (for example, an impeller) (Break-up) phenomenon.
  • the agglomerated slurry is subjected to an aging process.
  • the slurry thus obtained is subjected to dehydration and drying to finally obtain a powdery phase.
  • Fine particles having an average particle diameter of about 75 ⁇ ⁇ or less are called “fine”, and particles having an average particle diameter of about 800 ⁇ ⁇ or more are called “coarse” in the polymer latex resin powder.
  • the fines cause deterioration of the performance of the dehydrator and the dryer of the latex resin powder and are easily scattered into the air, which causes a lot of problems in the conveyance and packing of the powder in the process.
  • Coarse is a problem of transportation and storage And the compatibility with other polymer resins is poor.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an apparatus 10 for producing a conventional polymer latex resin powder.
  • the manufacturing apparatus 10 includes a flocculation tank 11, a plurality of supply lines 12 for supplying polymer latex, flocculant, and water into the flocculation tank, (20) and a discharge line (13).
  • the flocculation tank 11 is designed to operate as an open system. Specifically, the flocculation tank 11 is maintained at a predetermined slurry level, and the air layer 14 is formed on the flocculation tank 11.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for producing a polymer latex resin powder capable of reducing fine and coarse particles.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method for producing a polymer latex resin powder capable of applying a uniform shearing force.
  • a method of mixing a polymer latex and a flocculant comprising the steps of: mixing a first polymer flocculant with a polymer latex; And a first flocculation tank is provided so as to operate as a closed system in the operation of the agitator.
  • the discharge line is connected to the upper area of the first flocculation tank, so that the first flocculation tank is provided to operate as a closed system during operation of the stirrer.
  • the discharge line is connected along the tangential direction to the first flocculation tank.
  • the discharge line is connected to the first flocculation tank so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis of the agitating portion.
  • the angle may be 45 degrees.
  • the first and second supply lines to which the polymer latex and the flocculant are respectively supplied, may be connected to the first flocculation tank.
  • the first and second supply lines may be connected to the lower end region of the first flocculation tank and may be provided to supply polymer latex and flocculant to the end of the impeller, respectively.
  • the apparatus for producing a polymer latex resin powder may further comprise a second flocculation tank into which the polymer slurry discharged from the first flocculation tank flows.
  • the discharge line may then be connected to the second flocculation tank at a lower level than the slurry level of the second flocculation tank.
  • the discharge line may comprise a first region connected with the first flocculation tank and a second region connected with the second flocculation tank.
  • boundary between the first region and the second region may be located above the uppermost end of the first flocculation tank.
  • first region and the second region of the discharge line may be connected at a predetermined angle.
  • the first flocculation tank and the discharge line are all filled with the polymer slurry when the agitator is operated.
  • a method for producing a coagulant comprising the steps of supplying a polymer latex and a flocculant to a first flocculation tank, stirring the polymer latex and a flocculant in a first flocculation tank with a closed system, And supplying the polymer slurry in the first coagulation bath to the second coagulation bath.
  • the apparatus and method for producing a polymer latex resin powder according to at least one embodiment of the present invention have the following effects.
  • the flocculation tank When the polymer slurry is agitated, the flocculation tank is provided to operate as a closed system, so that fine and course particles can be reduced, and a uniform shear force can be applied to the polymer slurry through the agitator.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a conventional apparatus for producing a polymer latex resin powder.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing an apparatus for producing a polymer latex resin powder according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a view for explaining the connection structure of the discharge line.
  • Fig. 4 shows the result of analysis of area A in Fig.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing an apparatus for producing a polymer latex resin powder according to another embodiment of the present invention.
  • 6 is a graph showing the distribution ratio of the shear rate.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing an apparatus 100 for producing a polymer latex resin powder (hereinafter, also referred to as a "manufacturing apparatus") according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the connection structure of the discharge line
  • Fig. 4 is an analysis result of the area A in Fig.
  • the manufacturing apparatus 100 includes a first flocculation tank 110, a plurality of supply lines 111 and 112, an agitator 120, and a discharge line 130.
  • the manufacturing apparatus 100 includes a first flocculation tank 110 to which a polymer latex and a flocculant are respectively supplied.
  • the first flocculation tank 110 is provided with an agitator 120 and an exhaust line 130 including one or more impellers 122 mounted on the rotary shaft 121 and the rotary shaft 121.
  • the first flocculation tank 110 is provided to operate as a closed system when the agitator 120 is operated.
  • the first flocculation tank 110 may be a flocculation tank operated in a closed system.
  • the reference character C denotes the center axis of the first flocculation tank 110.
  • the operation of the first flocculation tank 110 as a closed system means that the first flocculation tank 110 and the discharge line 130 are filled with the polymer slurry during the operation of the stirring unit 120 do.
  • the operation of the first flocculation tank 110 as a closed system may mean that at least 90% of the volume of the first flocculation tank 110 is filled with the polymer slurry, It may mean that 95% or more of the volume of the first flocculating tank 110 is filled with the polymer slurry. More preferably, 100% of the volume of the first flocculating tank 110 is filled with the polymer slurry .
  • the first flocculation tank 110 may be provided with a supply unit 102 at a lower end region thereof.
  • the first flocculation tank 110 may be connected to the first and second supply lines 111 and 112 through which the polymer latex and the flocculant are supplied to the lower end region, respectively.
  • Each of the supply lines 111, 112 may be connected to one or more sources 101.
  • the source may comprise, for example, a latex tank. Further, water or the like may be further supplied to the first flocculation tank 110.
  • the first and second supply lines 111 and 112 may be connected to the lower end region of the first flocculation tank 110, respectively.
  • the first and second supply lines 111 and 112 may be connected to the lower end region of the first flocculation tank 110 in parallel to the axial direction of the rotary shaft 121, respectively.
  • the first and second supply lines 111 and 112 may be provided to supply the polymer latex and the flocculant to the end portion side of the impeller 122 (the impeller positioned in the lower end region of the first flocculation tank).
  • the discharge line 130 is connected to the upper area of the first flocculation tank 110.
  • the discharge line 130 is connected to the upper area of the first flocculation tank 110, so that the first flocculation tank 110 can easily operate as a closed system.
  • the discharge line 130 of the first flocculation tank 110 includes a first region 131 connected to the first flocculation tank 110 and a second region 132 connected to the second flocculation tank 200 can do. At this time, the first region 131 and the second region 132 may be connected at a predetermined angle.
  • boundary portion 133 (connection portion) between the first region and the second region is located above the uppermost end T of the first flocculation tank 110.
  • the boundary portion 133 of the first region and the second region is formed so as to extend from the uppermost end T of the first flocculation tank 110 to the direction of the central axis C of the first flocculation tank .
  • the first region 131 of the discharge line 130 when the first region 131 of the discharge line 130 is filled with the polymer slurry, 90% or more of the volume of the first flocculation tank 110 may be filled with the polymer slurry, , 95% or more of the volume of the first flocculation tank 110 may be filled with the polymer slurry, and more preferably 100% of the first flocculation tank 110 may be filled with the polymer slurry.
  • the discharge line 130 is connected to the first flocculation tank 110 along the tangential direction.
  • the first flocculating bath 110 may be in the form of a cylindrical cylinder.
  • the first coagulation bath 110 may have a circular cross-sectional shape parallel to the x-axis direction in Fig.
  • the first region 131 is connected to the first flocculation tank 110 along the tangential direction.
  • the tangential direction means that the tangential direction is connected in the tangential direction of the first flocculation tank 110 with respect to the center axis C of the first flocculation tank 110.
  • the discharge line 130 is connected to the first flocculation tank 110 so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis 121 of the agitation unit 120 (or the central axis of the first flocculation tank).
  • the first region 131 is connected to the first flocculation tank 110 so as to be inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis 121 of the agitator 120 (or the central axis of the first flocculation tank).
  • the angle? Is about 45 degrees so that the polymer slurry can be flowed while the discharge line 130 is filled.
  • the outlet flow rate can be maintained constant.
  • the manufacturing apparatus 100 may further include a second flocculation tank 200 into which the polymer slurry discharged from the first flocculation tank 110 flows.
  • the second flocculation tank 200 may have the general flocculation tank structure described with reference to FIG.
  • the second flocculation tank 200 includes a housing 210 for providing a stirring space, a stirring part 220 provided in the housing 210, and a discharge line 213 connected to the housing 210 can do.
  • the second flocculation tank 200 may be provided to operate in an open system.
  • the discharge line 130 of the first flocculation tank 110 may be connected to a lower level than the slurry level L of the second flocculation tank 200.
  • the first flocculation tank 110 and the discharge line 130 may be filled with the polymer slurry when the agitator 120 is operated.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing an apparatus for producing a polymer latex resin powder according to another embodiment of the present invention.
  • the apparatus for producing a polymer latex resin powder may include a plurality of first coagulation baths 110 and 110 '. Further, two adjoining first flocculating baths 110 and 110 'may be connected together to form a closed system.
  • the discharge line 130 of the first flocculation tank 110 connected to the source 101 is connected to the supply portion 102 'of the adjacent first flocculation tank 110'.
  • the discharge line 130 of the first flocculation tank 100 connected to the supply source 101 is formed such that the first region 131 is drawn out from the upper region of the first flocculation tank 110, Is connected to the supply portion 102 'of the lower end region of the adjacent first flocculation tank 110'.
  • a method for producing a polymer latex resin powder (hereinafter also referred to as a " manufacturing method ") using the production apparatus 100 having the above-described structure will be described in detail.
  • the method comprises the steps of supplying the polymer latex and a flocculant to the first flocculation tank 110, stirring the polymer latex and the flocculant in the first flocculation tank 110 with a closed system, And supplying the polymer slurry in the tank to the second flocculation tank 200.
  • the polymer slurry in the first flocculation tank 110 is preferably supplied at a lower level than the slurry level L of the second flocculation tank 200.
  • the first flocculation tank 110 is filled with the polymer slurry at the time of stirring.
  • 6 is a graph showing the distribution ratio of the shear rate.
  • reference symbol E1 denotes existing cohesion
  • reference symbol E2 denotes new cohesion.
  • 'conventional flocculation' represents the distribution ratio of the shear rate in the flocculation tank operated in the open system described in FIG. 1
  • 'new flocculation' is the result of using the manufacturing apparatus related to the present invention, closed system), and it can be confirmed that the distribution ratio of the shear rate is uniform when the shear rate is operated as a closed system.
  • the aggregation tank is provided to operate in a closed system during the agitation of the polymer slurry, A uniform shear force can be applied to the polymer slurry through the agitating portion.

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Abstract

본 발명은 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 고분자 라텍스와 응집제가 각각 공급되는 제1 응집조를 포함하며, 제1 응집조에는 회전축 및 회전축에 장착된 하나 이상의 임펠러를 포함하는 교반부 및 배출라인이 각각 마련되고, 제1 응집조는 교반부 작동 시 폐쇄계(closed system)로 작동하도록 마련된, 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치가 제공된다.

Description

고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법
본 발명은 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 11월 8일자 한국 특허 출원 제10-2017-0147939호 및 2018년 10월 26일자 한국 특허 출원 제10-2018-0128632호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
일반적으로 유화 중합 공정에 있어서 고분자 라텍스를 분체로 제조하기 위한 방법으로서 슬로우 응집(Slow Coagulation)이 사용되며, 이 방법은 무기염(salt) 및 산(acid) 등의 응집제 수용액을 소량씩 분할 투입하여 유화제의 안정성을 깨뜨림으로써 라텍스 내의 고분자를 뭉치게 한다.
슬로우 응집 방법은, 래피드 응집(Rapid Coagulation) 방법에 비해, 입자 크기의 조절이 가능하다. 라텍스의 고분자 입자들이 뭉치는 것을 응집(coagulation)이라 하고, 고분자 입자들이 뭉친 것을 슬러리(slurry)라고 하며, 이들은 물리적으로 약하게 결합되어 있는 상태이므로 교반기(예를 들어, 임펠러)에 의한 전단력(shear)에 의해 쉽게 파쇄되는(break-up) 현상을 보인다.
또한, 1차적으로 응집된 슬러리는 숙성(aging) 과정을 거치게 된다. 이렇게 생성된 슬러리는 탈수 및 건조 과정을 거쳐 최종적으로 분체 상으로 얻어지게 된다.
통상 고분자 라텍스 수지 분체 중에서, 평균 입경 약 75㎛ 이하인 미세한 입자를 “파인(Fine)”이라고 하며, 평균입경이 약 800㎛ 이상의 큰 입자를 “코스(Coarse)”라고 한다. 상기 파인은 라텍스 수지 분체의 탈수기 및 건조기의 성능을 저하시키며, 공기 중으로 비산하기 쉬워 공정 내에서 분체의 이송과 포장에도 많은 문제점을 발생시키는 원인이 되며, 코스(Coarse)는 이송 및 저장의 문제가 있고, 다른 고분자 수지들과의 상용성이 떨어진다는 단점이 있다.
도 1은 종래 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치(10)를 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 상기 제조장치(10)는 응집조(11)와, 응집조로 고분자 라텍스, 응집제 및 물 등을 공급하기 위한 복수 개의 공급라인(12)과, 응집조(11) 내에 마련된 교반부(20) 및 배출라인(13)을 포함한다. 여기서 상기 응집조(11)는 개방계(open system)으로 작동하도록 마련되었다. 구체적으로, 응집조(11)는 소정 슬러리 레벨(level)로 유지되며, 응집조(11) 상부에는 공기층(14)이 형성된다.
이와 같이, 개방계에서 교반부(20)가 작동하는 경우, 교반부(20) 주변에 볼텍스(V)(Vortex) 생성으로 코스 입자가 생성된다.
본 발명은 파인과 코스 입자를 감소시킬 수 있는 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 균일한 전단력을 가할 수 있는 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 고분자 라텍스와 응집제가 각각 공급되는 제1 응집조를 포함하며, 제1 응집조에는 회전축 및 회전축에 장착된 하나 이상의 임펠러를 포함하는 교반부 및 배출라인이 각각 마련되고, 제1 응집조는 교반부 작동 시 폐쇄계(closed system)로 작동하도록 마련된, 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치가 제공된다.
배출라인은 제1 응집조의 상단영역에 연결되며, 이에 따라, 제1 응집조는 교반부 작동 시 폐쇄계(closed system)로 작동하도록 마련된다.
또한, 배출라인은 제1 응집조에 접선 방향을 따라 연결된다.
또한, 배출라인은 교반부의 회전축을 기준으로 소정 각도로 기울어지도록 제1 응집조에 연결된다. 또한, 상기 각도는 45°일 수 있다.
또한, 제1 응집조에는 고분자 라텍스 및 응집제가 각각 공급되는 제1 및 제2 공급라인이 연결될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 공급라인은 제1 응집조의 하단영역에 각각 연결되며, 임펠러의 종단부 측으로 고분자 라텍스 및 응집제가 각각 공급되도록 마련될 수 있다.
또한, 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치는 제1 응집조로부터 배출된 고분자 슬러리가 유입되는 제2 응집조를 추가로 포함할 수 있다.
이때 배출라인은, 제2 응집조의 슬러리 레벨(level) 보다 낮은 높이에서, 제2 응집조에 연결될 수 있다.
또한, 배출라인은 제1 응집조와 연결된 제1 영역 및 제2 응집조와 연결된 제2 영역을 포함할 수 있다.
또한, 제1 영역 및 제2 영역의 경계부는 제1 응집조의 최상단보다 상부에 위치할 수 있다.
또한, 배출라인의 제1 영역과 제2 영역은 소정 각도로 연결될 수 있다.
또한, 교반부 작동 시 제1 응집조 및 배출라인은 각각 고분자 슬러리로 모두 채워진 상태인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 고분자 라텍스와 응집제를 제1 응집조로 각각 공급하는 단계와, 폐쇄계(closed system)로 제1 응집조 내의 고분자 라텍스와 응집제를 교반시키는 단계 및 제1 응집조 내의 고분자 슬러리를 제2 응집조로 공급하는 단계를 포함하는 고분자 라텍스 수지 분체의 제조방법이 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
고분자 슬러리 교반 시, 응집조가 폐쇄계(closed system)로 작동하도록 마련됨으로써, 파인과 코스 입자를 감소시킬 수 있고, 교반부를 통해 고분자 슬러리에 균일한 전단력을 가할 수 있다.
도 1은 종래 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명이 일 실시예와 관련된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치를 나타내는 개념도이다.
도 3은 배출라인의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 A영역의 해석결과이다.
도 5는 본 발명이 또 다른 실시예와 관련된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치를 나타내는 개념도이다.
도 6은 전단 속도(shear rate)의 분포 비율을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 2는 본 발명이 일 실시예와 관련된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치(100)(이하, '제조장치'라고도 함)를 나타내는 개념도이다.
또한, 도 3은 배출라인의 연결 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3의 A영역의 해석결과이다.
상기 제조장치(100)는 제1 응집조(110)와 복수 개의 공급라인(111, 112)과 교반부(120) 및 배출라인(130)을 포함한다.
구체적으로, 상기 제조장치(100)는 고분자 라텍스와 응집제가 각각 공급되는 제1 응집조(110)를 포함한다. 또한, 상기 제1 응집조(110)에는 회전축(121) 및 회전축(121)에 장착된 하나 이상의 임펠러(122)를 포함하는 교반부(120) 및 배출라인(130)이 각각 마련된다. 또한, 제1 응집조(110)는 교반부(120) 작동 시 폐쇄계(closed system)로 작동하도록 마련된다. 상기 제1 응집조(110)는 폐쇄계(closed system)로 작동되는 응집 탱크로 구성될 수 있다. 미설명 부호 C는 제1 응집조(110)의 중심축을 나타낸다.
본 문서에서 제1 응집조(110)가 폐쇄계(closed system)로 작동한다는 것은 교반부(120) 작동 시 제1 응집조(110) 및 배출라인(130)이 고분자 슬러리로 가득 채워진 상태인 것을 의미한다. 예를 들어, 제1 응집조(110)가 폐쇄계(closed system)로 작동한다는 것은, 제1 응집조(110)의 체적의 90% 이상이 고분자 슬러리로 채워진 상태를 의미할 수도 있고, 바람직하게, 제1 응집조(110)의 체적의 95% 이상이 고분자 슬러리로 채워진 상태를 의미할 수도 있으며, 보다 바람직하게, 제1 응집조(110)의 체적의 100%가 고분자 슬러리로 채워진 상태를 의미할 수 있다.
또한, 제1 응집조(110)에는 하단 영역에 공급부(102)가 마련될 수 있다. 구체적으로, 제1 응집조(110)에는 하단 영역에 고분자 라텍스 및 응집제가 각각 공급되는 제1 및 제2 공급라인(111, 112)이 연결될 수 있다. 각각의 공급라인(111, 112)은 하나 이상의 공급원(101)과 연결될 수 있다. 상기 공급원은 예를 들어, 라텍스 탱크를 포함할 수 있다. 또한, 제1 응집조(110)에는 물 등이 추가로 공급될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 공급라인(111, 112)은 제1 응집조(110)의 하단영역에 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 공급라인(111, 112)은 제1 응집조(110)의 하단영역에, 회전축(121)의 축 방향에 평행하게 각각 연결될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 공급라인(111, 112)은 임펠러(122)(제1 응집조의 하단영역에 위치한 임펠러)의 종단부 측으로 고분자 라텍스 및 응집제가 각각 공급되도록 마련될 수 있다.
상기 배출라인(130)은 제1 응집조(110)의 상단영역에 연결된다. 상기 배출라인(130)이 제1 응집조(110)의 상단영역에 연결됨으로써, 제1 응집조(110)가 용이하게 폐쇄계(closed system)로 작동할 수 있다.
또한, 상기 제1 응집조(110)의 배출라인(130)은 제1 응집조(110)와 연결된 제1 영역(131) 및 제2 응집조(200)와 연결된 제2 영역(132)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 영역(131)과 제2 영역(132)은 소정 각도로 연결될 수 있다.
또한, 제1 영역 및 제2 영역의 경계부(133, 연결부)는 제1 응집조(110)의 최상단(T)보다 상부에 위치한다. 본 문서에서, 제1 영역 및 제2 영역의 경계부(133)는 제1 응집조의 중심축(C) 방향(y축r 방향)을 기준으로, 제1 응집조(110)의 최상단(T)보다 상부에 위치한다. 이러한 구조에서, 배출라인(130)의 제1 영역(131)이 고분자 슬러리로 가득 채워진 상태일 때, 제1 응집조(110)의 체적의 90% 이상이 고분자 슬러리로 채워진 상태일 수 있고, 바람직하게, 제1 응집조(110)의 체적의 95% 이상이 고분자 슬러리로 채워진 상태일 수 있으며, 보다 바람직하게, 제1 응집조(110)의 100%가 고분자 슬러리로 채워진 상태일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 배출라인(130)은 제1 응집조(110)에 접선 방향을 따라 연결된다. 제1 응집조(110)는 원통형 실린더 형태일 수 있다. 제1 응집조(110)는 도 2에서 x축 방향과 평행한 단면 형상이 원형상일 수 있따. 이러한 구조에서, 제1 영역(131)은 제 1 응집조(110)에 접선 방향을 따라 연결된다. 상기 접선방향이라 함은 제1 응집조(110)의 중심축(C)을 기준으로 제1 응집조(110)의 접선 방향으로 연결됨을 의미한다.
또한, 상기 배출라인(130)은 교반부(120)의 회전축(121)(또는 제1 응집조의 중심축)을 기준으로 소정 각도로 기울어지도록 제1 응집조(110)에 연결된다. 구체적으로, 제1 영역(131)은 교반부(120)의 회전축(121)(또는 제1 응집조의 중심축)을 기준으로 소정 각도로 기울어지도록 제1 응집조(110)에 연결된다.
또한, 고분자 슬러리가 배출라인(130)을 가득 채운 상태에서 고분자 슬러리의 유동이 이루어질 수 있도록, 상기 각도(θ)는 약 45°인 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같이, 소정 각도로 기울어진 상태로 배출 라인(130)을 제1 응집조(110)에 연결하는 경우, 배출 유동 속도(outlet flow rate)를 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 제조장치(100)는 제1 응집조(110)로부터 배출된 고분자 슬러리가 유입되는 제2 응집조(200)를 추가로 포함할 수 있다.
이때, 제2 응집조(200)는 도 1을 통해 설명한 일반적인 응집조 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 응집조(200)는 교반 공간을 제공하는 하우징(210)과, 하우징(210) 내에 마련된 교반부(220) 및 상기 하우징(210)과 연결된 배출라인(213)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 응집조(200)은 개방계(open system)로 작동하도록 마련될 수 있다.
한편, 제1 응집조(110)의 배출라인(130)은 제2 응집조(200)의 슬러리 레벨(level)(L) 보다 낮은 높이에 연결될 수 있다.
이와 같은 구조에서, 교반부(120) 작동 시 제1 응집조(110) 및 배출라인(130)이 고분자 슬러리로 가득 채워진 상태일 수 있다.
도 5는 본 발명이 또 다른 실시예와 관련된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치를 나타내는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치는 복수 개의 제1 응집조(110, 110')를 포함할 수 있다. 또한, 인접하는 2개의 제1 응집조(110, 110')는 함께 폐쇄계를 형성하도록 연결될 수 있다.
예를 들어, 공급원(101)과 연결된 제1 응집조(110)의 배출라인(130)은 인접하는 제1 응집조(110')의 공급부(102')로 연결된다. 이때, 공급원(101)과 연결된 제1 응집조(100)의 배출라인(130)은, 제1 영역(131)이 제1 응집조(110)의 상단영역에서 인출되고, 제2 영역(132)이 인접하는 제1 응집조(110')의 하단영역의 공급부(102')로 연결된다.
상기와 같은 구조를 갖는 제조장치(100)를 이용하는 고분자 라텍스 수지 분체의 제조방법(이하, '제조방법'이라고도 함)을 구체적으로 설명한다.
상기 제조방법은, 고분자 라텍스와 응집제를 제1 응집조(110)로 각각 공급하는 단계와, 폐쇄계(closed system)로 제1 응집조(110) 내의 고분자 라텍스와 응집제를 교반시키는 단계 및 제1 응집조 내의 고분자 슬러리를 제2 응집조(200)로 공급하는 단계를 포함한다.
또한, 제1 응집조(110) 내의 고분자 슬러리는, 제2 응집조(200)의 슬러리 레벨(L)보다 낮은 높이에서 공급되는 것이 바람직하다.
또한, 교반 시, 제1 응집조(110)는 고분자 슬러리로 가득 채워진 상태인 것이 바람직하다.
도 6은 전단 속도(shear rate)의 분포 비율을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 부호 E1은 기존응집을 나타내고, 부호 E2는 신규응집을 나타낸다. 이때, '기존응집'은 도 1에서 설명한 개방계(open system)로 작동하는 응집조에서의 전단 속도의 분포비율을 나타내고, '신규응집'은 본 발명과 관련된 제조장치를 이용한 결과로서, 폐쇄계(closed system)로 작동하는 응집조에서의 전단 속도의 분포비율을 나타내며, 폐쇄계로 작동시키는 경우에 전단 속도의 분포 비율이 고르게 형성되는 것을 확인할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치 및 제조방법에 따르면, 고분자 슬러리 교반 시, 응집조가 폐쇄계(closed system)로 작동하도록 마련됨으로써, 파인과 코스 입자를 감소시킬 수 있고, 교반부를 통해 고분자 슬러리에 균일한 전단력을 가할 수 있다.

Claims (7)

  1. 고분자 라텍스와 응집제가 각각 공급되는 제1 응집조를 포함하며,
    제1 응집조에는 회전축 및 회전축에 장착된 하나 이상의 임펠러를 포함하는 교반부 및 배출라인이 각각 마련되고,
    배출라인은 제1 응집조의 상단영역에 연결되며,
    제1 응집조는 교반부 작동 시 폐쇄계(closed system)로 작동하도록 마련되고,
    배출라인은 제1 응집조에 접선 방향을 따라 연결되고, 교반부의 회전축을 기준으로 소정 각도로 기울어지도록 제1 응집조에 연결된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 응집조에는 고분자 라텍스 및 응집제가 각각 공급되는 제1 및 제2 공급라인이 연결되고,
    제1 및 제2 공급라인은 제1 응집조의 하단영역에 각각 연결되며, 임펠러의 종단부 측으로 고분자 라텍스 및 응집제가 각각 공급되도록 마련된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각도는 45°인 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제1 응집조로부터 배출된 고분자 슬러리가 유입되는 제2 응집조를 추가로 포함하며,
    배출라인은 제2 응집조의 슬러리 레벨(level) 보다 낮은 높이에 연결된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    배출라인은 제1 응집조와 연결된 제1 영역 및 제2 응집조와 연결된 제2 영역을 포함하며
    제1 영역과 제2 영역은 소정 각도로 연결된 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제1 영역 및 제2 영역의 경계부는 제1 응집조의 최상단보다 상부에 위치하는 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    교반부 작동 시 제1 응집조 및 배출라인은 고분자 슬러리로 모두 채워진 상태인 고분자 라텍스 수지 분체의 제조장치.
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