KR20030057945A

KR20030057945A - 폴리에틸렌분말의 제조방법 및 그 제조장치

Info

Publication number: KR20030057945A
Application number: KR1020010088051A
Authority: KR
Inventors: 김일도
Original assignee: 김일도
Priority date: 2001-12-29
Filing date: 2001-12-29
Publication date: 2003-07-07
Anticipated expiration: 2021-12-29
Also published as: KR100459586B1

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌분말의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 고온의 자이렌 용제에 의한 용해 및 분라작용에 의하여 폴리에틸렌분말을 미립화하고, 상기 폴리에틸렌액으로부터 진공상태에서 상분리에 의하여 자이렌 용제를 분리하여 폴리에틸렌분말을 얻을 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 폴리에틸렌알갱이를 가열한 용제에 의하여 미립화시키는 미립화반응부(10)와, 상기 미립화반응부(10)에서 미립화된 액상폴리에틸렌으로부터 자이렌용제를 상분리하여 폴리에틸렌분말을 건조분리하는 분말건조분리부(20)와, 상기 분말건조분리부(20)에서 증발회수된 자이렌기체를 냉각시켜서 액화회수하는 용제회수부(30)로 이루어진 것이다.

따라서, 본 발명은 자이렌용제에 의하여 용해 및 분리작용에 의하여 폴리에틸렌분말을 미립화하고, 상기 폴리에틸렌액으로부터 진공상태에서 상분리에 의하여 자이렌 용제를 분리하여 폴리에틸렌분말을 얻을 수 있도록 하므로서, 폴리에틸렌분말의 미립화와 제조공정의 안정성을 확보하고 용제로 인한 환경오염을 방지할 수 있는 집진설비로 구성되어 있다.

Description

폴리에틸렌분말의 제조방법 및 그 제조장치{Manufactoring method of polyethylene-powder and its system}

본 발명은 폴리에틸렌분말의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 고온의 자이렌 용제에 의한 용해 및 분리작용에 의하여 폴리에틸렌분말을 미립화하고, 상기 폴리에틸렌액으로부터 진공상태에서 상분리에 의하여 자이렌 용제를 분리하여 폴리에틸렌분말을 얻을 수 있도록 하여 폴리에틸렌분말의 미립화와 제조공정의 안정성을 확보하고 용제로 인한 환경오염을 방지할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 프라스틱수지의 품질향상 및 페인팅 등과 같은 각종 재료로 사용되는 폴리에틸렌분말은 피복면의 미려성의 확보를 위하여 미립화하여 사용하고 있다.

이상과 같이 미립화된 폴리에틸렌분말의 통상적인 제조방법은 메탄올에 의한 추출후 메탄올을 제거하고 얻어진 폴리에틸렌분말을 수세건조하여 제조하거나 폴리에틸렌알갱이 넣고 칼날로 이루어진 분쇄기를 회전시켜 분쇄된 폴리에틸렌분말을 제조하였다.

그러나, 상기한 바와 같이 메탄올 용제에 넣고 추출후 메탄올을 제거후 제조하는 제조방법은 얻어진 폴리에틸렌분말의 세수과정에 있어 환경폐수가 발생하며, 용제인 메탄올이 휘발성이 높아 제조과정에 폭발등과 같은 안전사고의 위험성이 있었다.

한편, 폴리에틸렌알갱이를 급속 냉각시킨 후 이를 갈아 제조하는 방법도 있으나 이 또한 폴리에틸렌분말의 미립도가 한정되고 생산제조원가 많이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 안정성이 높은 자이렌 용제의 용해 및 분리작용에 의하여 폴리에틸렌알갱이를 미립화하고, 용제인 자이렌을 상분리 회수할 수 있도록 한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 제조방법을 보인 공정도.

도 2 는 본 발명에 따른 제조 장치의 일 실시예를 보인 주요 장치 구성도.

도 3 은 본 발명에 따른 제조 장치의 다른 실시예를 보인 주요 장치 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 미립화반응부

11 : 반응조12 : 순환펌프13 : 가열기

20 : 분말건조분리부

21 : 입도분리기22 : 송풍기

23 : 싸이클론23': 진공교반베셀

24 : 분말회수통

30 : 용제회수부

31 : 용제응축기32 : 용제회수통33 : 진공펌프

110 : 재료혼합과정

120 : 미립화반응과정

130 : 건조분리과정

141 : 포장과정142 : 용제회수과정

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폴리에틸렌분말을 제조함에 있어 이를 더욱 미립화하면 폐수와 같은 오염물질을 발생시키지 않으며 제조할 수 있도록 한 것으로, 반응조(11)에 폴리에틸렌알갱이와 자이렌 용제를 5 : 5 의 비율로 투입하여 혼합하는 재료혼합과정(110)과, 상기 반응조(11)의 자이렌을 순환가열시켜서 반응조의 온도를 150~180℃까지 가열하여 용해 및 분리작용에 의하여 폴리에틸렌알갱이가 미립화되게 하는 미립화반응과정(120)과, 상기 미립화반응과정(120)을 통해 얻어진 용액을 건조분리하여 회수하는 건조분리과장(130)과 상기 건조분리과정(130)에서 분리된 폴리에틸렌분말을 포장장치에 의하여 각각 포대 담아 포장하는 포장과정(141)과, 상기 미립화반응과정(120)을 통하여 미립화된 반응액을 진공상태에서 열에의한 상분리를 통해 진공펌프(33)를 통한 5~13℃ 온도로 유지되게 냉각수가 순환되는 용제응축기(31)로 이송되어 증기상태의 자이렌용제를 응축회수하는 용제회수과정(142)으로 이루어진 것이다.

한편, 상기한 바와 같은 과정으로 이루어진 폴리에틸렌분말 제조장치는

폴리에틸렌알갱이를 가열한 용제에 의하여 미립화시키는 미립화반응부(10)와, 상기 미립화반응부(10)에서 미립화된 액상폴리에틸렌으로부터 자이렌용제를 상분리하여 폴리에틸렌분말을 건조분리하는 분말건조분리부(20)와, 상기 분말건조분리부(20)에서 증발회수된 자이렌기체를 냉각시켜서 액화회수하는 용제회수부(30)로 이루어진 것이다.

여기서, 상기 미립화반응부(10)는 폴리에틸렌알갱이와 자이렌용제를 담아 폴리에틸렌알갱이를 미립화할 수 있도록 일정한 체적을 형성하며 용제순환관로를 구비하고 하부에 배출관을 구비한 반응조(11)와, 상기 반응조(11)의 용제순환관로와 연결되어 자이렌용제를 150~180℃로 가열하는 가열기(13)과, 상기 반응조(11)의 용제순환관로상에 구비되어 가열기(13)에 의하여 가열된 열매체유를 반응조로 순환공급하는 순환펌프(12)로 이루어진 것이다.

그리고, 상기 분말건조분리부(20)는 반응조(11)에서 미립화 반응된 반응액을 입도조절공급하는 입도분리기(21)와, 상기 입도분리기(21)에서 반응액이 입도분리될 수 있게 6~7Kgf/㎠ 압력으로 유지하며, 상기 입도분리기(21)에서 분리된 반응액체로부터 폴리에틸렌분말을 분리회수하는 진공교반베셀(23`)과, 상기 진공교반베셀(23`)에서 회수된 분말을 담아 저장할 수 있게한 분말회수통(24)으로 이루어진 것이다.

한편, 상기 분말건조분리부(20)의 다른 실시예로는 반응조(11)에서 미립화 반응된 반응액을 송풍공기(불활성 질소)에 희석할 수 있도록 입도 조절분사하는 입도분리기(21)와 상기 입도분리기(21)에서 반응액이 무화될 수 있게 압축공기를 공급하는 송풍기(22)와, 상기 입도분리기(21)에서 무화된 반응기체로부터 관성이동에 의하여 폴리에틸렌분말을 분리회수하는 싸이클론(23)과, 상기 싸이클론(23)에서 회수된 분말을 담아 저장할 수 있게한 분말회수통(24)으로 구성하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 용제회수부(30)는 분말건조분리부(20)에서 기화된 자이렌 기체가 통과하는 관로를 형성하고 통과되는 자이렌기체의 냉각을 위한 냉각수로가 형성된 용제응축기(31)와, 상기 분말건조분리부(23)의 자이렌 기체가 용체응축기(31)로 유입될 수 있게 관로상에 부압을 형성시키는 진공펌프(33)와 상기 용제응축기(31)에서 응축된 자이렌용제를 집수하는 용제회수통(32)으로 이루진 것이다.

이하, 본 발명의 작동과정에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이 미립화반응부(10)와 분말건조분리부(20) 및 용제회수주(30)로 구성된 본 발명은 재료혼합과정(110)을 통하여 반응조(11)에 폴리에틸렌알겡이와 자이렌 용제를 5 : 5 의 비율로 투입하고, 미립화반응과정(120)을 통하여 반응조(11)의 자이렌을 가열기(13)에 의하여 가열하여 상기 반응조(11)의 온도가 150~180℃까지 이르게 가열하여서 용해 및 분리작용에 의하여 폴리에틸렌알갱이가 미립화되게 한다.

상기한 바와 같은 미립화반응과정(120)을 통하여 폴리에틸렌알갱이가 미립화되게 되면 건조분리과정(130)을 통하여 미립화된 반응조(11)의 반응액을 입도분리기(21)에 의하여 분리시켜 진공교반베셀(23)로 공급한다.

이때, 공급된 반응액체는 미립화된 폴리에틸렌분말과 자이렌기체로 분리되게되는데, 분리된 폴리에틸렌분말은 진공교반베셀(23`)의 하부로 배출되어 분말회수통(24)으로 회수되고 증발된 자이렌용제는 진공교반베셀(23)의 중앙에 구비된 배출통로를 통하여 진공펌프(33)의 부압에 의해서 배출되게 되는 것이다.

한편, 상기 분말건조분리부(20)의 주요구성이 싸이클론(23)으로 이루어진 경우에는 송풍기(22)의 압축공기에 의하여 입도분리기(21)에서 무화공급된 반응 기체는 미립화된 폴리에틸렌분말과 자이렌기체로 분리되게되는데, 분리된 폴리에틸렌분말은 관성이동에 의하여 싸이클론(23)의 하부로 배출되어 분말회수통(24)으로 회수되고 증발된 자이렌용제는 싸이클론(23)의 중앙에 구비된 배출통로를 통하여 배출되게 되는 것이다.

그리고, 상기 건조분리과정(130)에서 진공교반베셀(23) 하부를 통하여 분리배출된 폴리에틸렌분말은 포장설비를 통하여 포대상으로 포장되게 되며, 자이렌기체는 용제회수과정을 통하여 5~13℃ 온도로 유지되게 냉각수가 순환되는 용제응축기(31)에서 응축되어서 용제회수통(32)으로 회수되게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 자이렌용제에 의하여 용해 및 분리작용에 의하여 폴리에틸렌분말을 미립화하고, 상기 폴리에틸렌액으로부터 진공상태에서 상분리에 의하여 자이렌 용제를 분리하여 폴리에틸렌분말을 얻을 수 있도록 하므로서, 폴리에틸렌분말의 미립화와 제조공정의 안정성을 확보하고 저온 용제회수공정을 통한 용제로 부터의 환경오염을 방지할 수 있는 것이다.

그리고, 미립화방법이 분쇄가공에 의한 것이 아니어서 초미립자의 분말을 균일하고 고르게 미립화시키는 것이다.

또한, 용제인 자이렌을 회수할 수 있어 회수에 의한 원가절감과 환경오염을 최소화 할 수 있는 매우 유용한 것이다.

Claims

반응조(11)에 폴리에틸렌알갱이와 자이렌 용제를 투입하여 혼합하는 재료혼합과정(110)과;

상기 반응조(11)의 자이렌을 순환가열시켜서 반응조의 온도를 150~180℃까지 가열하여 용해 및 분리작용에 의하여 폴리에틸렌알갱이가 미립화되게 하는 미립화반응과정(120)과;

상기 미립화반응과정(120)을 통하여 미립화된 반응액을 무화 또는 싸이크론에 의한 상분리를 통하여 자이렌용제를 증발시켜 폴리에틸렌분말을 회수하는 건조분리과정(130)과;

상기 미립화반응과정(120)을 통하여 상분리된 자이렌기체를 5~13℃ 온도로 유지되게 냉각수가 순환되는 용제응축기(31)에서 응축회수하는 용제회수과정(142)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌분말의 제조방법.
폴리에틸렌알갱이를 가열한 용제에 의하여 미립화시키는 미립화반응부(10)와, 상기 미립화반응부(10)에서 미립화된 액상폴리에틸렌으로부터 자이렌용제를 진공상태에서 상분리하여 폴리에틸렌분말을 건조분리하는 분말건조분리부(20)와, 상기 분말건조분리부(20)에서 증발회수된 자이렌기체를 냉각시켜서 액화회수하는 용제회수부(30)로 구성하되,

상기 미립화반응부(10)는 폴리에틸렌알갱이와 자이렌용제를 담아 폴리에틸렌알갱이를 미립화할 수 있도록 일정한 체적을 형성하며 용제순환관로를 구비하고 하부에 배출관을 구비한 반응조(11)와, 상기 반응조(11)의 용제순환관로와 연결되어 자이렌용제를 150~180℃로 가열하는 가열기(13)과, 상기 반응조(11)의 용제순환관로상에 구비되어 가열기(13)에 의하여 가열된 열매체유를 반응조로 순환공급하는 순환펌프(12)로 구성한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌분말의 제조장치.
제 2 항에 있어서;

그리고, 상기 분말건조분리부(20)는 반응조(11)에서 미립화 반응된 반응액을 입도조절공급하는 입도분리기(21)와, 상기 입도분리기(21)에서 반응액이 입도분리될 수 있게 6~7Kgf/㎠ 압력으로 유지하며, 상기 입도분리기(21)에서 분리된 반응액체로부터 폴리에틸렌분말을 분리회수하는 진공교반베셀(2`3)과, 상기 진공교반베셀(23`)에서 회수된 분말을 담아 저장할 수 있게한 분말회수통(24)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌분말의 제조장치.
제 2 항에 있어서;

상기 분말건조분리부(20)의 다른 실시예로는 반응조(11)에서 미립화 반응된 반응액을 입도조절공급하는 입도분리기(21)와 상기 입도분리기(21)에서 반응액이무화될 수 있게 압축공기를 공급하는 송풍기(22)와, 상기 입도분리기(21)에서 무화된 반응기체로부터 관성이동에 의하여 폴리에틸렌분말을 분리회수하는 싸이클론(23)과, 상기 싸이클론(23)에서 회수된 분말을 담아 저장할 수 있게한 분말회수통(24)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌분말의 제조장치.
제 2 항에 있어서;

상기 용제회수부(30)는 분말건조분리부(20)에서 기화된 자이렌 기체가 통과하는 관로를 형성하고 통과되는 자이렌기체의 냉각을 위한 냉각수로가 형성된 용제응축기(31)와, 상기 분말건조분리부(23)의 자이렌 기체가 용체응축기(31)로 유입될 수 있게 관로상에 부압을 형성시키는 진공펌프(33)와 상기 용제응축기(31)에서 응축된 자이렌용제를 집수하는 용제회수통(32)으로 이루진 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌분말의 제조장치.