KR840001013Y1 - 회진원반 탈취압출장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

회진원반 탈취압출장치

제1도는 본 고안의 회전원반 탈휘압출장치의 단면도.

제2(a)도와 제2(b)도는 본 고안의 회전원반 탈휘압출장치의 다른 예의 단면도.

제3(a)도와 제3(b)도및 제3(c)도는 본 고안 장치에 사용되는 각종 형상의 회전자 및 고정자의 단면및 정면도.

제4도는 휘발성분을 분리한 후에 중합체 조성물에 증가압력을 가하는데 적합한 본 고안 장치의 단면도.

제5도는 휘발성분의 이단분리를 행하는 본 고안 장치의 한 예의 단면도.

제6도는 메타크릴산메틸 수지 주조물질을 처리하는 본 고안 장치의 작업 계통도.

본 고안은 회전원반 탈휘압출장치에 관한 것으로서, 특히 미반응단량체, 용매, 부산물이나 불순물과 같은 휘발성분을 함유하는 열가소성 중합체 조성물로부터 휘발성분을 연속해서 분리 제거하는 회전원반 탈휘압출장치에 관한 것이다.

25중량% 또는 그 이상의 과량의 휘발성분을 함유하는 중합체 조성물로부터 압출과 동시에 휘발성분을 계속해서 분리 회수하는 장치는 이미 공지된 것으로서, 이같은 장치는 특히 벌크중합방법이나 용액중합방법에 따라 수지상 또는 고무상의 열가소성 중합체 조성물을 제조하는 경우나 또는 중합체 조성물로부터 휘발성분을 회수하는 경우에 유용되는 매우 중요한 장치로 알려져 있다.

벌크중합방법이나 용액중합방법으로 열가소성 중합체 조성물을 제조하는데 있어서는 중합반응계는 액체중합조성물중의 중하체 함량을 증대시킴과 동시에 바람직하지 못한 극히 높은 점도와/또는 중합반응에 따른 높은 발열현상을 나타낸다.

따라서 중합체 함량은 중합도와 중합온도에 좌우되는 것이기는 하지만 중합체 함량을 통상적인 연속중합장치, 특히 교반용기를 부착한 반응기를 사용하여 70중량% 이상으로 중가시킨다는 것은 매우 어려운 일이다.

중합체 함량을 70중량% 이상으로 증대시키기 위해서는 특수한 교반기능과 절열면적이 큰, 고가의 특수장치를 사용해야만 하고, 또 이같은 고가의 특수장치를 사용하는 경우라 하더라도 소요되는 교반동력과 이와 같은 교반에 따른 전단발열량이 아주 큰 관계로 75중량% 또는 그 이상의 중합체 함량을 갖는 중합체 조성물을 제조한다는 것은 실제상에 있어서는 어려운 일이다.

환언하면 미반응단량체, 용매 또는 부산물과 같은 중합체 조성물의 휘발성분 함량을 25중량% 이하로 감소시킨다는 것은 매우 어려운 일이다.

한편 벌크중합방법이나 용액중합방법에 의하여 10중량% 이하의 중합체 함량을 갖는 중합체 조성물은 공업적으로 제조되지 않고 있다.

그 이유는 중합반응계의 점도가 보다 낮아지기 때문에 반응계를 조정하기가 아주 쉬워진다고는 하더라도 순환시켜야 할 물질이 증가함에 따라 장치 크기가 매우 커지고 또 미반응 단량체, 용매, 부산물 등을 증발시키는데 가혹한 조건을 요하는 관계로 에너지 소비가 증가되는 바람직하지 못한 결과를 유발시키기 때문이다.

또한 중합체 함량이 높은 중합체로 중합반응 또는 공중합반응시키는 경우 쉽게 가교결합구조를 형성하여 용이하게 겔화되는 디엔중합체나 또는 공중합체를 제조하는 경우라던가 또는 중합반응계로부터 용매또는 그 유사체를 회수하는 경우에 0.1 내지 10중량%와 같이 낮은 중합체 함량을 갖는 중합체 조성물로부터 휘발성분을 제거한다는 것은 공업적으로 매우 가치있는 일이다.

중합체 조성물을 고온으로 가열한 후에 진공분위기에서 휘발성분을 증발시킴으로서 중합체 조성물로 부터 휘발성분을 제거하는 방법은 공지된 것이다.

휘발성분 함량이 10중량% 미만인 경우에는 소위 통기압출기로 용이하게 분리시킬 수 있다.

25 내지 99.9중량%의 높은 휘발성분 함량을 갖는 중합체 조성물로부터 휘발성분을 분리할 때에는 해결해야 할 어려운 점이다.

그 문제중의 하나는 휘발성분을 증발시키기 위해 중합체 조성물을 충분히 가열할 수 있는 열원을 얻기가 어려운 점이다.

두번째 문제는 진공 또는 대기압하에서 휘발시킬때 발포나 점도증가로 인한 겉보기 부피의 증가로 인하여 중합체의 이송이나 가열이 곤란하게 되며, 또 이밖에 조성물 표면이 냉각고화되고 이로 인하여 휘발성분의 증발이 억제된다는 점이다.

세번째 문제는 고압이나 진공 분위기하의 고온반응에 의한 분해와 같은 부반응으로 인해서 제품이 바람직하지 못하게 각종 부산물로 오염되거나 착색되어 이로 인하여 중합체 조성물이나 회수된 휘발성분이 저품질이 되고 또 이같은 부반응은 직접 반응 지속시간에 좌우되는 것이므로 고온하에서의 반응물질의 부분적 정체를 피하기 위해서는 처리시간을 되도록 단축시킬 필요가 있다.

휘방성분이 종래의 교반조, 반죽기 또는 강하막 증방기에 의한 증발방법으로 휘발성분을 함유하는 액상중합체 조성물에서 분리될 때는 중요한 결점이 있고 그래서 플러시 증발장치, 예컨데, 진공하의 증발조에 스트랜드상으로 처리되게 조성물을 불로우다운(blowing down)시키는 장치(참조 : 일본국 특허공고 제120/1963호, 동 제20097/1969호 및 동 31678호 및 동 31678/1970호), 그리고 휘발성분 분리후에 중합체 조성물의 이송을 도울 수 있는 회전체를 사용하는 장치(참조 : 일본국 특허공개공고 제27872/1972호)등과 같은 각종의 개량된 장치가 제안되어 왔음은 공지된 사실이다.

이 개량된 장치중 다른 한 장치로 진공 또는 대기압하로 유지된 스크류 압출기내의 공급스크류로 가압, 가열 중합체 조성물을 직접 불어넣는 장치가 있다(참조 : 일본국 특허공보 제17555/1977호 및 동 특허공개공보 제 88193/1975호). 이 방법은 전술한 거의 모든 문제점을 해결하지만 아직도 증발대역에서 조성물 표면이 고화되는 문제점이 잔재하고 또한 잔유휘발성분을 중분히 감소시키기 위해서는 굴곡부위에서의 휘발성분의 제거를 필요로 하는 관계로 흡족치 못하다.

이밖에 회전원반 압출기로 용융중합체 조성물을 압출하는 장치가 제안되어 있다(참조 : 일본국 특허공고 제2992/1970 및 동 제39698/1975호와 일본 특허공개공보 제92463/1973호 및 동 56151/1977호).

그러나 이 회전원반 압출기가 대량의 휘발성분을 분리하는데 사용한다는 것은 기술되어 있지 않다.

본 고안의 목적의 하나는 상술한 문제점이 없이 대량의 휘발성분을 함유하는 중합체 조성물로부터 휘발성분을 분리하는 개량된 장치, 보다 상세히는 대량의 휘발성분을 합유하는 중합체 조성물을 고정온도와 고정압력하에서 가열하고 또 가압가열 조성물을 회전원반형 탈휘압출장치의 세공부(플러시 노즐)를 통해서 회전구역으로 직접 불어넣어서 열, 이송, 표면의 고화 및 정체와 같은 전술한 각종 문제점을 완전히 해결하고 또 나아가서는 이같은 장치를 연속적으로 조작할 수 있는 휘발성분 분리장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 이같은 목적과 장점들은 다음의 설명으로 이 분야에 숙련된 자에게 명백하게 될 것이다.

본 고안의 미반응 단량체, 용매 및/또는 부산물과 같은 휘발성분들을 함유한 열가소성 중합체 조성물에서 휘발성분을 분리하는 회전원반 탈휘압출장치는 조성물을 충분히 액체상태로 유지시키는데 충분한 압력과 휘발성분을 휘발시키는데 필요한 전체 또는 부분열을 조성물에 가하고; 고정된 공간과 충분히 평행으로 대치하게 회전자(rotor)와 고정자(stator)가 설치되고 또, 내부압력이 5Torr 내지 1500Torr로 유지되고 또, 가압가열된 조성물이 고정자를 관통하게끔 형성된 세공부를 통해서 공급되어 회전자면으로 직접불어 붙혀지도록 된 회전원반 탈휘압출기에 가압가열시킨 조성물을 공급하며; 이리하여 회전자의 주변부에서 휘발성분의 대부분을 분리 회수하고; 또 중합체 조성물을 가열하면서 원반의 회전으로 생기 유체역학적 압력으로 회전자의 중심구역면을 향해서 이송하고 이 동안에 잔류 휘발성분을 완전히 분리하여 고장자의 중심구역면에 설한 출구로부터 방출시키는 장치로 되어 있다.

본 고안의 회전원반 탈휘압출장치는 완전 평행되게 대향 배치된 회전자와 고정자; 회전자와 고정자의 양쪽면이 일정거리를 유지하게 한 장치; 장치의 내부압력이 일정압력에 유지되도록 축을 밀봉하는 장치; 고정자와 그 면을 관통하게 형성된 중합체 조성물 공급용 세공부; 공급되는 중합체 조성물의 압력을 유지하기 위해서 상기 세공부의 크기를 조정하는 장치; 회전자 회전으로 유체역학적 압력을 발생시키는 회전자 구동장치; 회전자 주면에서 휘발성분을 방출시키기 위한 출구, 휘발성분을 합유치 않는 중합체 조성물을 꺼내기 위한 출구; 그리고 중합체 조성물을 꺼내는 출구의 개구도를 고정되게 유지하는 장치로 구성되어 있다.

본 고안은 첨부도면에 의해서 보다 상세하게 설명될 것이다.

제1도 표시와 같이 고정압력 및 고정온도로 가압 가열된 미반응 단량체, 용매 또는 부산물과 같은 휘발 성분을 호적하게는 25 내지 99.9중량% 함유한 열가소성 중합체 조성물이 입구(1)를 통해서 도입되어 고정자(2)와 그 면(3)을 관통하게 형성되고 압력억제용 침밸브(4)가 설치된 구멍(노즐)(5)을 경유하며 갭(6)과 회전자의 면(7)에 도달한다. 면(7)이 있는 회전자(8)를 축밀봉부(9)로 지지된 회전축(10)으로 회전시킨다. 고정면(3)과 회전면(7)은 고정간격을 두고 대치하며, 그리고 양면(3), (7)으로 형성된 갭(6)에는 5Torr 내지 1500Torr의 압력이 유지되게 한다.

고정자(2) 또는 회전자(8)내에는 갭(6)내의 중합체 조성물을 가열하기 위한 가열매질 순환로(11)가 형성되어 있다. 휘발성분은 갭(6)에서 분리되고 회전자의 주변부에 설한 출구(12)로부터 꺼내어 회수된다.

제1도에 표시한 본 고안 장치는, 휘발성분에 의하여 일부 중합체 조성물이 회전자 주변에서 비말동반하는 것을 방지하는데 유효한 요철부(13)가 형성되어 있다. 그러나 이 요철부는 필수적인 것은 아니다. 대부분의 휘발성분을 분리한 후에 중합체 조성물은 회전자의 회전으로 생긴 유체역학적 압력에 의하여 회전자의 중심면(7)을 향해 이송되며, 이때 조성물 표면을 전단으로 경신시킬때 발생되는 전단열과 고정면(3)및 회전면(7)으로부터 이송되는 열로 가열시킴으로서 휘발성분의 제거물 계속해서 지속시킬 수 있게 된다.

휘발성분의 분리가 완료된 후에는 중합체 조성물은 유체역학적 압력으로 밀도가 더 커지게 되고, 또 고정자의 중심면(3) 주위에 설한 출구(14)로부터 꺼내지게 된다.

작은 스크루우(16)를 출구(14) 부근에서 회전축(10)과 동일축방향으로 회전자(8)에 형성한다.

이 스크루우(16)는 압출속도를 고정속도로 유지하는 보조펌프(15)로서의 역활을 한다.

본 고안의 회전원반 탈휘압출장치에서는 회전축을 그 기능원리를 감안해서 수직, 수평 또는 중간의 어느 방향으로도 설할 수 있으나 제1도 표시와 같이 보통은 수직방향으로 설치된다.

성형물질이나 압출판의 제조에 유용한 수지상 또는 고무상 열가소성 중합체 조성물을 벌크중합방법 또는 용액중합방법으로 연속적으로 제조할 때는 열평형과 부산물방지 및 중합안정도를 감안해서 중합반응은 보통 수십 내지 수천 포아즈(poise)의 용액점도로 130 내지 170℃ 온도에서 진행된다.

공지의 장치들, 예컨데 일본국 특허공고 제17555/1977호와 일본국 특허공개공보 제88193/1975호에 기재된 장치들에 의하면 휘발성분의 휘발전에 휘발성분을 휘발시키는데 필요한 전체열을 미리 중합체 조성물에 가하는 것이 필수적이다.

예컨데, 메타크릴산메틸 수지 조성물의 경우에는 210℃나 그 이상으로 조성물을 가열하는 것이 필수적이다. 이에 반해서 본 고안에 의하면, 고정면(3) 또는 회전면(7)을 통해 외부로부터 전달된 열, 고주파가열 또는 유전자열로 공급된 열, 그리고 두개의 면(3), (7)간의 전단으로 생긴 열과 같은 모든 열이 중합체 조성물의 온도를 상승시키는데 유효하며, 따라서 어떤 부가적인 특수 가열창치가 요구되지 않는다.

그러므로 대량의 휘발성분을 함유하는 중합체 조성물은 본 고안장치로 유리하게 처리될 수 있다.

또한 가열장치를 사용할 수도 있는바, 호적한 가열장치는 스크래핑형 열교환기, 예컨데 고속회전의 작은 플라이트갭을 갖는 스크루우가 있고 또 높은 전체 열전달계수와 자동청정능력 및 짧은 체류시간을 갖고 있는 압출기이다.

이와 같은 장치는 중합체 조성물의 높은 점도와 열변화 특성을 고려해서 사용하는 것이 바람직하다.

본 고안에 의하면 필요한 경우 휘발성분을 휘발시키는데 요구되는 열량의 일부만을 공급하는 열교환기를 경유하는 예비중합단계에서 공급되는 중합체 조성물은 60 내지 99.9중량%와 같이 과량의 휘발성분을 함유하는 중합체 조성물인 경우에 있어서도 열교환기 처리조성물 특성에 퇴화원인이 되는 관계로 이같은 고온으로 부가적으로 가열하지 않은채 처리할 수 있다.

본 고안으로 처리될 열가소성 중합체 조성물은 상기한 연속장치로 제조된 제품이거나 뱃취시스템으로 제조된 제품이거나 또는 페인트류, 필름류 또는 섬유류 제조를 위한 축합중합, 부가중합, 고리열림중합들과 같은 다른 방법에서 얻은 열가소성 중합체를 가진 중합체 조성물이나 또는 페물일 수 있다.

중합체 조성물이 99.9중량% 또는 그 이상의 휘발성분을 함유할때는 이 조성물은 유체역학적 압력이 대체로 유효하지 않기 때문에 본 고안 장치로는 처리하기가 곤란하다.

임의로 가열기를 사용한 예비중합에서 얻은 중합체조성물은 온도가 통상 휘발성분 휘발점보다 약 50℃이상이 높아서 호적하게는 150 내지 280℃의 온도를 갖는다.

따라서, 이 조성물은 통상적으로 본 고안 회전원반 탈휘압출장치에 설한 세공부에 도입하기 이전에 발포현상을 방지하기 위해서 5 내지 100kg/cm²G, 호적하게는 10 내지 50kg/cm²G에서 가압된다.

예비중합공정은 열교환공정에서와 동일한 압력하에서 실시될 수 있지만 가압장치는 열교환기에 설치되야 한다. 탈휘압출장치에 공급되어야 할 중합체 조성물이 휘발점보다 50℃ 이상의 높은 온도, 통상적으로 150℃보다 낮은 온도일 때는 중합체 조성물에 잔류하는 휘발성분을 감소시킨다는 것이 어렵지만 일방공급될 중합체 조성물의 온도가 290℃ 이상인 경우에는 이 중합체 조성물은 열에 의해서 퇴화함으로서 바람직하지 못하다.

중합체 조성물에 가해져야 할 압력이 5kg/cm²G 이하인 경우에는, 휘발성분의 비등으로 기인한 발포로인하여 액체상태의 조성물로 유지시킨다는 것이 어려우며, 일방, 압력이 100kg/cm²G 이상인 경우에는 어떤 부가적인 잇점도 없이 고가인 장치와 조작상의 어려운 점이 초래하게 되어 바람직하지 못하다.

가압가열된 중합체 조성물은 고장자의 외부로부터 세공부(5)를 경우 5Torr 내지 1500Torr, 호적하게는 50Torr 내지 대기압의 압력의 회전면(7)에 직접 도입된다. 탈휘압출장치내의 압력이 상기 압력 이상인 경우에 휘발성분을 불충분하게 분리되고 일방, 압력이 5Torr 이하일때 잔류 휘발성분은 낮아지게는 되지만, 세공부(5)를 경유한 분사(jetting)후의 조성물의 겉보기 밀도의 저하, 온도의 저하, 휘발성분을 응축하기 위한 대형장치의 필요성, 유체역학적 압력의 지연출현과 이로 인한 배출용량의 저하, 그리고 회전자(8)의 축밀봉부(9)에서의 누출방지의 곤란성과 같은 각종 결점이 초래되어 바람직스럽지 못하다.

세공부(5)는 고압구역과 저압구역 사이에 압력차를 부여하고 또, 휘발성분의 분리를 돕기위한 중합체의 유속 증가기능을 발휘한다. 압력차(압력손실)의 발생은 1차적으로 중합체 조성물이 액체상태에 유지되는 한은 중합체 조성물의 점도에 의존하지만, 실제에 있어서 압력은 세공부(5)를 통과하는 동안의 발표에 기인하는 조성물의 농도의 증가와 그리고 온도의 저하와 어느 정도의 자기평형작용으로 인하여 점도가 수지로 증가될 수도 있기 때문에 안정하게 된다.

그러나 세공부(5)보다 높은 곳의 흐름의 압력손실이 너무 적거나 많은 때에는 휘발성분은 때때로 부풀어오르게 되고, 그러므로 해서 조성물의 흐름은 불안정하게 되며, 조성물은 열교환기내의 발표로 인해서 점도가 증대됨을 보여주며 결과적으로 흐름의 정체와 저성물 특성의 변화나 퇴화가 있게 된다.

그러므로 세공부(5)에서의 압력손실은 중합체 조성물을 액체상태로 유지하는데 필요한 압력을 얻게끔 조정되어야 한다. 뿐만 아니라, 세공부(5)의 연결부분과 장치의 내부부분에서의 바람직하지 못한 상기한조성물의 정체와 휘발성분의 부풀어오름을 발지하기 위해서 세공부(5)를 휘발성분을 휘발시키기 위한 공간 바로 앞에 가급적 근접하게 고정자(3)를 그 면으로부터 관통하게끔 형성하여 중합체 조성물의 직접 회전면위에 부품어오를 수 있게 설할 수 있다. 세공부(5)는 하나 내지 복수개로 형성되고 보통은 회전중심 주위에 하나 또는 2 내지 3개를 대칭으로 설치한다.

본 고안의 회전원반 탈휘압출장치에서의 휘발성분 분리는 실제적으로 이 단계로 실시된다.

제1단계는 세공부(5)의 출구부근에서인데, 여기서 휘발성분은 즉시 그리고 금속으로 발포하여 증발하고 이리하여 휘발성분은 예비중합단계에서와/또는 열교환기에서 미리 가한 열량에 대응하는 양이 분리된다.

제2단계는 회전자의 회전으로 생긴 유체역학적 압력에 의해 중합체 조성물을 회전면(7)의 중심구역으로 이송중에 이루어지는바 이송중에 휘발성분은 외부로부터 주어진 이송열, 중합체 조성물의 전단열 및 전단에 의한 저성물 표면의 경신에 의해서 거의 완전하게 분리된다. 이들 두 단계는 실제적으로 상호 수반되고, 그리하여 휘발성분의 분리는 하나의 단계에서 수행되는 것으로 보여진다.

종래에는 증발면적을 증대하기 위해서 중합체 조성물을 다수의 구멍으로부터 스트랜드상으로 또는 박층상으로 압출하는 방식이 시도되었고 또한 중합체 조성물에 휘발성분을 휘발시키는데 필요한 양의 열을 미리 가하여 조성물을 직접 구멍으로부터 불려나온 괴상 중합체 조성물의 가열이나 이송에 있어서의 곤란성을 감소하기 위해서 구멍으로부터 불어나오는데 필요한 어떠한 플러시실을 사용함이 없이 근접거리에서 압출기의 스크루우에 불어붙히고 이리하여 중합체 조성물이 괴상 및 극히 큰 증발면적을 극히 단시간동안 유지하는 동안에 휘발성분을 거의 완전히 제거하는 장치가 제안되었었다.

본 고안에 의하면 순간적인 급속휘발과 발포가 세공부(5)의 출구부근에 나타나지만 조성물은 큰 기포를 발포시키기 전에 막강한 힘으로 회전면(7)에 불어 붙혀지고 연속적인 기포가 고정면과 회전면 사이에 전단력의 도움으로 형성된다. 그러므로 휘발성분은 회전자의 주면으로부터 원활하게 회수되고 또 발포로 인한 부피의 증대도 극소화된다.

그 밖에도 분리되어야 할 중합체 조성물은 언제나 회전자(8)의 회전으로 생긴 유체역학적 압력으로 회전면(7)의 중심구역을 향하여 이송되는 동안에 회전면(7)에서 원주방향으로 큰 전단력으로 이겨진다.

이리하여 휘발표면은 경신되고 또 괴상이고 너무 큰 휘발면적을 보이는 시간은 단축될 수 있게 된다.

동시에 중합체 조성물은 고정면(3)과/도는 회전면(7)의 높은 전체열 전달계수에 의한 열전달 또는 전단력에 기인한 상기의 발열에 의해서 극히 단시간내에 균일하게 가열된다. 또 이리해서 휘발성분은 연속적으로 급속 분리되고 이같이 해서 잔류 휘발성분은 효과적으로 감소된다.

또한 휘발성분이 분리된 후에 중합체 조성물은 바로 유체역학적 압력으로 밀도가 증가하게 되고, 또 고정자(2)의 중심구역 부근에 설한 출구(14)로부터 꺼내어진다. 그러므로 고온에서의 체류시간은 상당히 단축되고, 그리하여 열불안정 성분을 함유한 중합체 조성물은 특성변화나 퇴화없이 처리될 수 있다.

유체역학적 압력은 주로 법선변형력 효과나 소위 와이젠베르그(weissnberg) 효과에 기준한 구심력을 의미한다. 이 현상은 K. weissenberg 박사(참조 : Nature, 제159권, 310면, 1974년 발행)에 의해서 발견되었고 또, 전단력이 원주방향으로 점탄성물질에 가해질때는 변형력 즉, 전단력에 대하여 직각방향으로 향한 법선변형력이 나타난다.

본 고안에서는 고정면(3)과 회전면(7)이 회전될 때는 유체역학적 압력이 생기고 이로 인해서 중합체 조성물은 회전의 중심구역을 이송되고 또 미반응 단량체, 용매 및 부산물들과 같은 휘발성분은 반대측으로 꺼내어진다. 이런 기능이 유지되는 한은 고정자와 회전자의 형상은 제한되지 않으며, 또 어떠한 원반, 원뿔형, 원통형 또는 전술한 형상의 결합형 즉, 절단원뿔형일 수 있다.

제2(a)도 및 제2(b)도는 본 고안 탈휘압출기의 일예의 계통 단면도를 표시한다. 여기서 모든 부호는 제1도에서와 동일하다. 회전면(7)과 고정면(3)은 통상 평활한 표면이지만 특수한 요철면 예컨데, 나선, 방사선 또는 로그나사선 돌기나, 홈, 또는 동심원형 배치경사 날개깃면을 가질 수 있다.

제3도는 본 고안 탈휘압출장치에 사용된 각종 형상의 회전자 및 고정자의 하나의 형태를 표시한다.

제3(a)도 및 제3(b)도는 회전면상에 나선돌기 및 로그나선 홈(7)을 갖는 회전자(8)의 단면 및 정면을 각각 표시한다.

제3(c)도는 경사날개깃들이 동심원형으로 회전면(7)과 조고정면(3)에 배설되어 있는 본 고안 탈휘압출 기의 단면도 및 경사날개깃의 배치 계통도를 각각 표시한다.

고정면(3)측에 설한 구멍(5)은 보통은 회전자의 중심면(7)과 장치의 주변 사이의 중간위치, 호적하게는 중심으로부터 반경의 0.2 내지 0.8배의 위치에 설한다.

세공부(5)가 회전중심면(7)에 너무 근접할때는 중합체 조성물은 휘발성분을 충분히 분리함이 없이 고정중심면(3)의 출구(14)로부터 방출되는 바람직하지 못한 현상이 유발된다.

그러나 일방, 구멍(5)이 장치 주변쪽으로 너무 치우침 경우는 중합체 조성물에 유체역학적 효과가 미치지 않게 되어 주변쪽으로 이동하는 바람직하지 못한 현상이 유발함으로서 회전면(7)의 주변에 설한 휘발성분 방출 출구(12)내로 혼입된다.

회전자(8)와 또는 고정자(2)에는 회전면(7)과/또는 고정면(3)으로부터의 열전달에 의해 중합체 조성물에 필요한 열을 공급할 수 있는 가열매질이나 증기가 순환될 수 있는 공동이 설해진다.

가열매질은 통상적으로 180 내지 320℃, 호적하게는 200 내지 290℃로 가열된다. 가열매질의 온도가 상기의 최하 제한온도 이하일 때는 휘발성분은 불충분하게 분리된다. 그러나 일방, 상기의 최고 제한온도 이상일 때는 중합체 조성물은 퇴화된다. 그 위에 중합체 조성물이 세공부(5)를 통해서 회전면(7)에 불어 붙혀질 때는 휘발성분이 없는 중합체 조성물의 유리전이온도보다 20℃ 높은 온도가 되어야 한다.

공급될 중합체 조성물의 온도와 장치내의 압력을 상기 조건을 만족시킬 수 있게 조정함으로서 소망의 유체역학적 압력이 급속히 생성되며 장치의 용량을 특히 증대시킬수 있고 또 장치의 규모는 소형화할 수 있게 된다.

본 고안으로 휘발성분을 분리한 후에 중합체 조성물은 보통으로 0.3 내지 10중량%의 잔류 휘발성분 함량과 0.5 내지 1.3의 겉보기 비중을 갖게 된다.

본 고안의 호적한 조건하에서 휘발성분의 일단계 분리에 의하여 0.3 내지 1.0중량%의 잔류 휘발성분과 1.05 내지 1.25 겉보기 비중을 갖는 중합체 조성물을 아무 발포현상 없이 얻을 수 있음을 놀랍게도 발견하였다.

본 고안에 의하여 벌크중합방법이나 용액중합방법으로 제조된 비교적 높은 중합체 함량을 가진 액체 중합체 조성들로부터 소망의 수지상 또는 고무상 열가소성 합체중를 용이하게 그리고 효율적으로 제조할 수 있다.

본 고안은 또한 예컨데 높은 중합체 함량으로 중합될 때는 교차결합 구조를 형성하고, 또 용이하게 겔화되며, 종래의 방법들은 거의 사용할 수 없는 10중량%까지의 낮은 중합체 함량의 중합체 조성물에서 휘발성분을 분리하는데 사용될 수 있다.

그 위에 본 고안으로 고가의 출발 단량체와 용매들을 열가소성 중합체 함유 폐기물로부터 고순도 및 고수율로 회수할 수 있다. 그래서, 본 발명의 방법은 중량으로 0.1 내지 75중량%의 광범위한 중합체 함량물질에 사용할 수 있다.

본 고안으로 처리된 중합체 조성물은 통상의 방법으로 냉각절단 및 포장한 후에 주조재로, 피복수지, 피막수지 또는 고무로서 사용될 수 있다.

그밖에도 본 고안으로 회수한 단량체와 용매는 그래로 또는 통상방법으로 정제후에 재 사용할수 있다.

회수된 중합체 조성물 중의 잔류 휘발성분 함량은 온도가 높고, 진공도가 높고 또 전단력이 클때는 적어진다. 일방온도가 낮고 또 전단력이 적을때 회수된 중합체 조성물의 겉보기 비중은 적어지게 되고 또, 조성물 부피가 커지게 된다.

잔류 휘발성분 함량을 적게하고 또, 겉보기 비중을 크게 하기위한 본 고안자의 광범위한 연구결과로 장치 내의 중합체 조성물의 온도와 진공도를 상기 범위로 하게하고 또 회전면(7)과 고정면(3) 사이의 갭과 또한 회전자(8)의 회전속도를 최적조건으로 조정하는 것이 효과가 있음을 발견하였다. 면(7)과 면(3) 사이의 갭의 최적범위는 0.2 내지 20mm보다 호적하게는 0.5 내지 10mm이다.

갭의 상기 하한보다 좁을때는 발포로 조성물의 부피를 증대하기가 곤란하다.

일방, 갭이 상기 상한보다 넓을때는 수득전단력이 적게되어 바람직하지 못하다.

그밖에 회전자 회전속도의 최적범위는 50 내지 1000rpm, 보다 호적하게는 100내지 500rpm 이다.

회전속도가 상기 하한보다 느릴때는 필요한 유체역학적 압력이 생기지 않고 일방, 상기 상한보다 빠를 때는 유체역학적 압력은 원심력으로 상쇄되어 바람직하기 못하게 된다.

본 고안에 의하여 중합체 조성물 중의 휘발성분의 잔류함량은 단일 회전원반 탈휘압출 장치만을 사용해서 충분히 감소시킬수 있으나 만일 필요하다면 2개 또는 그 이상의 장치를 연속해서 사용할수 있고 또 종래장치와 같이 연속해서 사용하여도 좋다.

제4도는 휘발성분을 분리한 후에 중합체 조성물의 압력을 증대시키고 또 고정량으로 압출하는데 유용한 본 고안의 일예를 표시한다.

제4도에 표시한 장치에서는 보조펌프(15)를 회전축(10)과 동일축으로 회전자(8)에 형성한 소형 스크루우(16)와 그리고 고정자(2)의 중심구역에 설한 배럴(17)로 구성한다. 이 장치는 본 고안장치를 직렬로(예 컨데 2단계로) 사용하는 경우 또는 이를 압출가공 기계로서 사용하는 경우에 특히 유용하다.

제5도는 휘발성분을 2단계로 분리하는 본 고안장치의 인예를 표시한다.

이 장치에서는 제2회전자(18)는 회전자(18)의 양면에서 고정자(2)의 대응면과 협동으로 휘발성분 분리용 제2구역을 형성한다.

이와같이 분리된 휘발성분은 제2출구(20)로부터 꺼내고 휘발성분이 분리된 중합체 조성물은 출구(14)로 부터 꺼낸다.

회전자(18)는 또한 중합체 조성물을 통과시키기 위한 개공구(19)가 형성되어 있다.

본 고안에서 사용된 열가소성 중합체로는 (Weissberg) 효과에 의하여 유체역학적 압력을 생기게 하는 메타크릴산메틸의 균질중합체, 알킬잔기에 2내지 8의 탄소원자를 가진 메타크릴산알킬, 알킬부분에 1내지 8의 탄소원자를 가진 아크릴산알킬, 알킬, 스티렌, 스티렌유도체(예컨데, p-클로로스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌)불포화 니트릴 유도체(예컨데, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴), 공액 디엔 유도체(예천데, 부타디엔, 이소프렌), 불포화 단량체(예컨데, 이소부틸렌), 또는 그 유사물, 또는 60 중량 % 또는 그 이상의 하나 또는 그 이상의 상기 단량체를 함유하는 공중합체; 메틸렌/아세트산 비닐 공중합체; 알킬잔기가 1 내지 8개의 탄소원자를 가진 에틸렌/아크릴산알킬 공중합체; 에틸렌/프로필렌/디엔 3중 중합체(EPDM); 및 비스페놀 A에서 유도되고 또 실체적으로 선형이며 또 일반식 :

(위 식에서 q는 중합도를 뜻한다)의 반복단위를 갖고있는 플리히드록시폴리에테르 화합물들과 같은 중합체 중에서 단독 또는 2개 또는 그 이상의 혼합물로 사용되는 모든 중합체들이 포함된다.

특히 적합한 열가소성 중합체는 성형물질과 압출판제조에 적합한 메타크릴산메틸 중합체로서 60 중량%나, 그 이상의 메타크릴산메틸을 함유하고 일본공업표준(JIS)K-7210에 기술된 동일조건, 즉 온도 : 210℃ 및 부하 : 10kg 조건하에서 측정할때 10분에 0.2내지 50의 압출기 출력(MFI 치)을 갖는 중합체나 공중합체를 들수 있다.

본 고안 명세서에서 사용된 메타크릴산메틸 중합체는 메타크릴산메틸의 균질 중합체와 그리고 메타크릴 산메틸과 40 중량 % 또는 그 이하, 호적하게는 20 중량 % 또는 그 이화의 알킬잔기에 2내지 8의 탄소원자를 가진 메타크릴알킬에서 석택된 하나 또는 그 이상의 비닐 단량제로 된 단량체 혼합물을 중합시켜서 제조한 공중합체, 스티렌 또는 그것의 할로겐이나 알킬 치환유도체, 아세트산비닐, 아크릴로니트릴 또는 그것의 유도체, 아크릴아미드 또는 그것의 유도체, 아크릴산 또는 그것의 유도체, 그리고 알킬잔기에 1내지 8의 탄소원자를 가진 아클릴산알킬이다.

본 고안에서 사용된 메타크릴산메틸 중합체는 또한 폴리부타디엔, 스티렌/부타디엔 공중합체, 에틸렌/아세트산 비닐 공중합체, 그리고 100 중량부의 메타크릴산메틸의 알킬 부위에 1내지 8의 탄소원자를 가진 에틸렌/아크릴산알킬 공중합체 또는 메타크릴산메틸이 우세하게 함유된 상기 단량체 혼합물에서 선택된 1 내지 20중량부의 고무상 중합체의 액체 혼합물을 그래크트 중합시켜서 제조한 그래프트 공중합체들이 포함된다.

상기한 비닐 화합물과 고무상 중합체는 메타그릴산메틸 수지의 특성이 전실되지 않은 상기한 양을 사용해서 성형물질과 압출되는 판의 특성을 개량하게 된다.

본 고안에서 사용한 열가소성 중합체 조성물이란 상기의 열가소성 중합체와 미반응 단량체, 용매 및/또는 부산물들의 혼합물을 뜻하는데 또한 열가소성 중합체 중의 양과 동일 또는 적은양의 열안정제, 자외선 흡수제, 착색제, 가소제, 이형제, 윤활제 및 계면활성제와 같은 각종 첨가제 그리고 또한 유리섬유, 무기염 또는 금속산화물과 같은 충진제를 첨가할수도 있다.

열가소성 중합체 조성물에는 벌크중합 방법이나 용액중합방법으로 제조된 중합체 조성물만이 아니고 또한 다른 방법들로 얻은 열가소성 중합체를 함유한 각종 폐기물로 포함된다. 이와같은 폐기물의 예로는 셀성형이나 연속성형으로 메타크릴산수지판을 제조하는데 사용되는 메타크릴산메틸 프리폴리머시럽의 폐기물 및/또는 세척액과 같이 메타크릴산메틸 중합체와 메타크릴산메틸 단량체를 주성분으로하는 액체 조성물이 있다. 셀 성형에 사용한 시럽은 보통 1000 내지 2000의 수평균 중합도를 가지며 또 2내지 20 중량%의 중합체 함량과 0.5 내지 10poise의 점도를 갖는다.

연속성형에 사용한 시럽은 보통 300 내지 20000의 수평균 중합도와 그리고 20 내지 40 중량 %의 중합체 함량 및 1내지 200poise의 점도를 갖는다.

중합체 조성물이 가열하면 용융않고 분해되며 또 가열에 의해 용융된다 하더라도 극히 고점도를 가질때는 통상적인 가열상태하에 압출기내의 발포로 인한 용량의 감소와 휘발성분 분리후에 중합체 조성물의 압출의 비원활성과 같은 휘발성분 분리에 있어서 어떤 곤란성이 있게 된다.

그러나 온도가 상기의 결점을 피하기 위해서 약 300℃로 상승될때는 중합체의 균열과 중합체 조성물의 퇴화나 착색, 더 나아가서는 회수 단량체의 수율과 품질의 저하를 초래하게 된다.

이와같은 결점은 폴리메타크릴산메틸의 경우, 특히 1000 또는 그 이상의 수평균 중합도를 갖고 또/또는 무기첨가물을 함유하는 경우에는 특히 현저하다.

본 고안 장치는 이와같은 상기 중합체 조성물에 이용될수 있고 또 그 조성물에서 고품질의 단량체를 회수할수 있다.

즉, 본 고안의 1장치로 폴리메타크릴산메틸을 우세하게 함유한 0.1내지 40 중량 %, 호적하게는 1내지 30 중량 %의 고체성분과 60 내지 99.9 중량 %, 호적하게는 70 내지 99 중량 %의 메타크릴산메틸 단량체로 된 액체조성물을, 100 중량 %의 고체성분에 대해서 1내지 30 중량 %부의 가소제 존재하에서 본 고안장치에 이용할수 있으며, 메타크릴산메틸 단량체는 고수율과 고품질로 회수될수 있다.

가소제를 사용하는 이 방법은 약 1000 내지 20000의 수평균 중합도를 가진 중합체를 합유하는 중합체 조성물 처리에 특히 적합하다.

상기 액체조성물에 함유된 폴리메타크릴산메틸을 우세하게 함유한 고체성분은 보통으로 폴리메타크릴산메틸 단독으로 즉, 메타크릴산메틸 균질 중합체 및/또는 메타크릴산메틸공중합체 단독으로 되어 있으나, 50 내지 100 중량%, 호적하게는 80 내지 100 중량%의 폴리메타크릴산메틸과 0 내지 50 중량%, 호적하게는 0 내지 20 중량%의 무기화합물로 구성될수 있다. 무기화합물의 함량이 50 중량% 이상일 때는 휘발성분 분리후에 중합체 조성물은 압출하기가 어렵다.

무기화합물에는 황산바륨, 산화리타늄, 수산화알루미늄 또는 황화가드륨이 포함된다.

액체조성물이 탈휘압출기에 도달될 때는 액체조성물 중의 101 중량부의 고체성분에 대하여 1내지 30 중량부, 보다 호적하게는 2내지 20 중량부 양의 가소제를 조성물에 미리 첨가하는 것이 바람직하다.

가소제는 액체조성물을 장치에 도입하기 직전에 엄가할 것이지만 그러나 또는 전단계에서 첨가하여도 좋다. 가소제의 양이 상기 하한 이하인 경우에는 회전자나 스크루우를 회전시키는데 극히 큰 동력이 요구되고 또한 압출이 일정한 상태로 이루어지지 않는다.

일방, 가소제가 상기 상한 이상일때는 압출회전력이 너무 작게되고 가소제는 회수 단량체를 오염시키고 장치의 능력이 저하된다.

본 고안에서 사용한 가소제는 알킬잔기에 1내지 14의 탄소원자를 가질 프탈산 디알킬, 올레인산 알킬, 스테아린산 알킬, 아디피산 디알킬 및 트리멜티트산 트리알킬, 알킬잔기에 2내지 8의 탄소원자를 가진 스테아린산 에폭시알킬 및 2 내지 20의 중압도를 가진 메타크릴산메틸 올리고머와 같은 대기압하에서 폴리메타크릴산메틸과 우수한 화합성을 가지고 있으며 또 250℃나 그 이상, 호적하게는 300℃나 그 이상의 비점을 가진 에스테르 가소제류를 포함한다.

적합한 가소제의 예로는 프탈산 di-n-부틸, 프탈산 di-2-에틸헥실, 프탈산 di-n-옥틸, 프탈산 di-n-데실, 프탈산 디트리데실, 올레인산부틸, 스테아린산부틸, 아디핀산디에틸, 아디핀산디이소부틸, 아디핀산디옥틸, 아디핀산 디이소데실, 트리멜리트산 tri 0-2-에틸헥실, 트리멜리트산 tri-n-옥틸, 트리멜리트산 트리이소데실, 스테아린산 에폭시부틸 및 5내지 15의 중합도를 가진 폴리메타크릴산메틸이 있다.

본 고안은 다음의 실시예로 설명되지만 그것에 한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

요철부(13)와 적은 스크루우(16)가 없는 제1도 표시의 장치를 사용하였다.

벌크중합으로 제조한 중량으로 65%의 스티렌/메타크릴산메틸 공중합체, 중량으로 24%의 스티렌 단량체 및 중량으로 11%의 메타크릴산메틸 단량체를 200℃에 가열하고 15atm으로 가압하였다.

가압가열 중합체 조성물을 내부압력을 260Torr로 유지하고 또 230℃의 간열매질이 고정자(2)에 설한가열매질 순환로(11)를 순환하고 있는 회전원반 탈휘압출장치 내의 고정면(3)에 설한 세공부(5)를 통해서 300rpm으로 회전하고 있는 회전면(7)에 직정 불어 붙혔다.

휘발성분을 분리한 후에 중합체 조성물을 약 3kg/시간의 비율로 고정면(3)의 중심구역에 설한 출구(14)로부터 꺼냈다.

얻어진 중합체 조성물은 거의 기포가 없고 중량으로 0.8%의 잔류 휘발성분 함량과 1.0 또는 이 이상의 겉보기 비중을 가졌다.

분리 휘발성분은 출구(12)로부터 꺼내고 응축기로 응축하고 회수하였다. 회수율은 98% 이상이었다. 장치는 회전면의 직경을 160mm, 회전면(7)과 고정면(3)의 갭의거리는 1.5mm, 세공부(5)의 내경은 5mm, 세공부(5)는 회전축의 중심으로 부터 40mm의 위치에 중합체 조성물을 꺼내는 출구 노즐(14)의 내경은 5mm가 된게 하였다.

[실시예 2 내지 4]

제1표에 표시한 액체중합체 조성물은 회전면(7)의 직경이 10mm, 회전수 500rpm, 회전면(7)과 고정면(13)의 갭거리 1.0mm, 회전축의 중심부에서 35mm위치에 설한 세공부로 된 제2(a)도의 표시 장치를 사용하여 탈휘 압출 처리를 받게 하였다.

액체 중합체 조성물은 200℃로 가열하고 20atm로 가압하였고, 이어서 대기압 하에 침밸브(4)를 통하여서 0.5/시간의 흐름속도로 갭(6)내에 공급하였다.

모든 실시예에서 회수된 휘발성분은 중합체 조성물의 오염이 없었고 또 얻어진 중합체 조성물은 중량으로 1%이하의 잔류 휘발성분을 함량이었다.

그밖에 휘발성분 분리 후의 중합체 조성물은 장치내에 잔류하 지않고 또 조작은 10시간 이상 부단히 연속되었다.

[제 1 표]

*1 : Toa-acronPS200, Toa Paint Co, 제조

*2 : EvatateR5011, Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제조

[실시예 5 내지 10]

제2표의 액체중합체 조성물을, 회전면(7)이 나선 돌출(폭 : 5mm, 높이 1mm)을 갖고 또 돌출선단면과 고정면 사이의 갭을 0.5mm로 한것을 제외하고는 제2(a)도 표시의 장치와 동일한 제3(a)도 표시의 장치를 사용하여 탈휘압출 처리를 받게 하였다.

액체 중합체 조성물을 200℃로 가열하고 20atm으로 가압하였고, 또 0.5/시간의 유속으로 침밸브(4)를 통해서 대기압내의 갭내로 공급하였다.

모든 실시예에서 회수된 휘발성분은 중합체 조성물의 오염이 없었고 또 얻어진 중합체 조성물에는 중량으로 1%이하의 직류휘발성분을 함유하고 있다. 그밖에 휘발성분 분리 후에 중합체 조성물은 장치내에 잔류하지 않았다. 그리고 조작은 10시간 이상 부단히 연속하였다.

[제 2 표]

*1 : Toa acron " t-4' " PS-200, Toa Paint Co. 제조

*2 : Evatate " t-4' " NF-35A, Sumi tomo Chemical Co, Ltd. 제조

*3 : Diene " t-4' " NF-35A, Asahi Chemical Co. 제조

*4 : Esprene " t-4' " 501, Sumi tomo Chemical Co, Ltd. 제조

[실시예 11]

메타크릴산메틸(중량으로 92부), 아크릴산에틸(중량으로 8부), di-tert-부틸퍼옥사이드(중량으로 0.2부)를 혼합조에서 질소가스하에서 교반하면서 혼합하였고, 이 혼합물을 정량펌프로 7ℓ/시간의 비율로 가압하의 교반형 중합반응기에 연속적으로 공급하였다.

반응온도 : 160℃, 압력 : 15kg/cm²G 및 평균 체류시간 : 4.5시간의 조건하에서 혼합물을 반응시켜서 수평균중합도 560의 중량으로 62%의 공중합체를 함유하는 중합체 조성물을 얻었다.

중합체 조성물을 15kg/cm²G의 압력하로 유지하면서 스크루우형 열교환기로 200℃로 가열하고 이어서 내부압력이 260Torr이고, 250℃의 가열매질이 고정자(2)에 설한 가열매질 순환로(11)를 순환하고 있는 제1도 표시의 회전원반 탈휘압출장치의 고정면(3)에 설한 세공부(5)를 통해서 300rpm로 회전하는 회전면(7)에 직접 불어 붙혔다. 휘발성분을 분리한 후에 중합체 조성물을 4.17kg/시간의 비율로 고정면(3)의 중심구역에 설한 출구(14)로 부터 꺼냈다.

얻어진 중합체 조성물은 무색이며 기포가 없는 선명한 것이었으며, 또 겉보기 비중 1.19잔류 휘발성분 함량 0.7중량%와 11.1의 MFI치를 갖고 있다. 분리 휘발성분을 용축기로 응축하고 저장소에 수집하고 또 혼합조에서 다시 사용하였다. 여기서 사용한 회전원반 탈휘압출장치에 세공부(5)는 2mm내경과 10mm길이의 노즐과, 그리고 그 상부 흐름에 압력손실을 조절하는 침밸브(4)를 설하였다.

화전면(7)의 160mm의 직경이고, 세공부(5)는 회전축으로부터 40mm거리에 설하고; 고정면(3)은 180mm의 내경이고; 면(3), (7)사이의 갭(6)은 2.2mm이며, 데미스터(demister)(요철)부(13)는 6mm의 피치(pitch)와 6mm의 높이(요부바닥과 첨부상단과의 높이), 그리고 중합체 조성물을 꺼내는 출구(14)의 노즐은 내경 5mm, 길이 50mm이었다.

[실시예 12]

제6도의 표시의 작업계통에 으하면 실시예 10에서 사용한 동일한 출발물질을 혼합조(30), 펌프(31), 교반형 중합반응기(32) 및 스크루우형 열교환기(21)에서 동일하게 처리하여 560의 수평균 중합도와 180℃의 온도와 15kg/cm²G의 압력을 가진 중량으로 62%의 중합체 조성물을 얻었다.

중합체 조성물을 직렬로 배치된 2개의 회전원반 탈휘압출기(22) 및 (23)에 공급하여 휘발성분 분리처리를 받게 되었다. 제1탈휘압출기(22)는 250℃의 내부온도와 대기압의 압력하에 유지하였고, 제2탈휘압출기(23)는 270℃의 내부온도와 50Torr의 압력하에 유지하였고 회전자는 300rpm과 150rpm의 회전속도에 각각 유지시켰다. 그밖에 제1탈휘압출기(22)는 중합체 조성물의 출구에 보조펌프를 설하였고, 이것으로 중합체 조성물을 꺼내는 압력을 25kg/cm²G로 상승시켰다.

중합체 조성물을 5.9kg/시간의 비율로 제2탈휘압출기(23)의 출구로부터 꺼냈다.

이와같이 해서 얻은 중합체 조성물은 무색이고 기포가 없는 선명한 것이었고 1.19의 겉보기 비중과 중량으로 0.1%의 잔류 휘발성분함량 및 9.8의 MFI치를 가지고 있었다. 일방, 분리 휘발성분을 탈휘압출기(22), (23)에서 응축기(24)(27)에 각각 송입시키서 응축시키고 저장소(25), (29)에 수집하여 혼합하였다. 혼합시킨 반응성분을 혼합조(30)에 보내어 다시 사용하였다.

[실시예 13]

메타크릴산메틸(중량으로 70%)과 스티렌(중량으로 30%)의 단량체 혼합물을 벌크중합 방법으로 중합시켜서 중량으로 30.8%의 중합체 함량(405의 수평균 중합도를 가진)과 중량으로 34.8%의 스티렌 함량을 가진 중합체 조성물을 얻었다.

중합체 조성물을 160℃로 가열하고 15kg/cm²G로 가압하며 면(3), (7)사이의 갭을 0.8mm로, 회전속도를 550rpm으로 한 것을 제외하고는 실시예 10에서 사용한 동일회전원반 탈휘기에 연속적으로 공급하여 휘발성분을 분리시켰다. 탈휘압출기는 240℃의 내부온도와 160Torr의 압력이었다. 중합체 조성물을 약 0.5kg/시간의 비율로 꺼냈다. 얻어진 중합체 조성물을 무색이고 기포가 없는 선명한 것이었으며 잔류 휘발성분 함량은 중량으로 0.8%이었다(중량으로 0.6%의 메타크릴산메틸 및 중량으로 0.2%의 스티렌).

[실시예 14]

회전면(7)의 직경이 100mm, 회전면(7)과 고정면(3)사이의 갭(6)이 1mm, 세공부(5)의 내경이 5mm이며 회전축의 중심부에서 25mm의 위치에 설한 것이고 휘발성분 분리후에 중합체 조성물을 꺼내는 출구노즐(14)의 내경이 4mm인 제1도 표시의 장치를 사용하였다. 액체 중합체 조성물을 메타크릴산수지셀성형판 제조에 적합한 중량으로 100부의 메타크릴산 메틸 프리폴리머(중합체 함량: 중량으로 5%, 수평균 중합도 : 약 10000)와 중량으로 1부의 프탈산디부틸(가소제)로 부터 제조하였다. 액체 조성물을 200℃로 가열하고 20atm으로 가압하였고 또, 압력조절용 침밸브(4)와 고정면(3)에 설한 세공부(5)를 통해서 4kg/시간의 비율로 장치에 연속적으로 공급하였고 500rpm으로 회전하는 회전면(7)에 직접 불어 붙혔다.

탈휘압출기의 내부는 대기압하로 유지시키고 220℃의 가열매질을 고정자(2)에 설한 가열매질 순환로(11)에 순환시켰다. 분리 메타크릴산메틸 단량체는 출구(12)로 연속적으로 꺼내고 응축기로 응축시켜서 회수하였다. 회수율은 98%이상이었다. 회수된 단량체는 프리폴리머 조성물의 제조에 사용한 출발단량체의 색도와 불순물 함량과 동일한 0-5의 APHA색도 및 중량으로 0.1이하의 불순물 함량(저비점 성분 및 고비점 성분)을 나타내었다. 회전면(7)에서 대부분의 휘발성분을 분리한 후, 회전면(7)과 고정면(3)사이의 갭(6)에서 회전자의 회전으로 생긴 유체역학적 압력에 의하여 중합체 조성물은 회전면의 중심구역을 향해서 이송되고 가열되어 잔류 휘발성분이 분리된다. 휘발성분의 분리완료 후, 중합체 조성물을 약 0.2kg/시간의 비율로 고정자(2)의 중심구역에 설한 출구(14)로 부터 연속적으로 꺼낸다. 얻어진 중합체 조성물은 중량으로 1%이하의 잔류 휘발성분 함량을 가지고 있었고 또, 미회수 단량체 양은 중량으로 0.1%이하의 문제도 되지않은 극소량이었다.

[실시예 15-21]

제1도 표시의 장치를 사용함서 제3표에 표시한 액체조성물을 액체조성물을 공급하는 속도를 단계적으로 증가시킨 것을 제외하고는 실시예 13에 기술한 것과 동일한 방법으로 처리하였다. 결과는 제4표에 표시된다. 모든 실시예에서 조작은 부단히 수행되었고 최고 처리용량으로도 단량체의 회수율은 색도와 불순물 함량의 증가없이 98%이상이었다.

휘발성분의 분리후의 중합체 조성물은 중량으로 1%이하의 잔류 휘발성분 함량을 가지고 있었다.

[제 3 표]

*1) MMA : 메타크릴산메틸

*2) EA : 아크릴산메틸

*3) 평균중합도 : 약 10

[제 4 표]

Claims (1)

1. 회전자(8)와 고정자(2)를 서로 거의 평행 대치되게 배설하고, 회전면(7)과 고정면(3)사이의 간격을 고정갭(6)으로 유지하며, 회전축(10)을 밀봉하여 장치 내부압력을 고정압력으로 유지하고, 고정자(2) 및 고정면(3)을 관통하여 형성된 세공부(5)를 통하여 중합체 조성물을 공급하며, 공급되는 중합체 조성물의 압력을 유지하기 위하여 세공부(5)의 크기를 조절하고, 회전자(8)의 회전에 의한 유체역학적 압력을 발생시키기 위하여 회전자(8)를 구동시키며, 출구(12)를 통하여 회전면(7)의 주변부로 부터 휘발성분을 방출시키고, 출구(14)를 통하여 휘발성분으로 부터 분리된 중합체성분을 방출하며 또 중합체 조성물을 꺼내는 출구(14)의 개구(開口)정도를 일정하게 유지시킬수 있는 회전원반 탈휘압출장치.