(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するハウジングと、
前記ハウジング内部に形成された少なくとも１種の反応物供給部と、
前記回転軸に上端から下端へ一定の傾きを有するように２個以上設置されて、前記反応物供給部を通じて供給された反応物を移動させ、前記回転軸を中心に回転するスピニングコーンと、
前記ハウジングの内部面上に固定して形成され、前記上端のスピニングコーン上から下端のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供する各スピニングコーン下端に位置する固定コーンと、
前記スピニングコーンおよび固定コーンを通じて移動した反応物を収集するための生成物収集部と、
前記スピニングコーンを回転させるための駆動部と、を含み、
前記ハウジング外側にフォーム除去機が備えられ、
前記フォーム除去機は、１個以上の収集管により前記ハウジング内部と連結され、
前記収集管は、前記スピニングコーンおよび固定コーンの一対からなる各段の流路ごとにそれぞれ連結され、
前記収集管は、前記固定コーンの下部で前記ハウジング内部と連結されるスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項２】
前記スピニングコーンは、前記回転軸を中心に上端から下端へ２乃至４０個が配列された、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項３】
前記スピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）は、重合反応およびエーテル化反応に使用する、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項４】
前記スピニングコーンは、表面に触媒層、開始剤またはこれらの混合物がコーティングされた、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項５】
前記スピニングコーンは、下記計算式１によるＧが１乃至１００倍になる回転速度で同一の回転軸を中心に回転する、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【数３】
0005732593.tif 000004
（上記式中、Ｇは、重力加速度の倍数であり、ｒは、コーンの半径（ｍ）であり、ＲＰＭは、回転速度（回／分）である。）
【請求項６】
前記スピニングコーンは、内部に加熱手段および温度調節手段が備えられている、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項７】
前記スピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）は、ハウジング外壁または内壁に反応を進行させるための加熱手段および温度調節手段が備えられている、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項８】
前記スピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）は、気体供給部および残余気体排出部をさらに含む、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項９】
前記フォーム除去機は、前記スピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）内で生成されるフォームを除去するものである、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項１０】
前記フォーム除去機は、真空部を含む、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項１１】
前記反応物は、揮発性モノマーを含むポリマーである、請求項１に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）は、ポリマー中の未反応モノマー除去用である、スピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）を使用してポリマー中の未反応モノマーを除去する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーム（ｆｏａｍ）除去機が備えられたＳＣＣ（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ）に関し、より詳しくは、ＳＣＣ内で生成されるフォームを除去するフォーム除去機が備えられたＳＣＣに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に化学反応を通じて生成物を得るためには反応装置が必要である。このような反応装置としては、一般に１つの反応器に原料生成物を添加した後、攪拌などを通じて行われる回分式反応器が利用されてきた。しかし、前記方法の場合、速い物質伝達速度を要求する反応に対しては十分な反応が行われず、多量の未原料生成物が生じることがあり、触媒を使用する場合、触媒の分離工程が必須的であるため、大容量になるほどコストを上昇させるという非効果的な問題があった。
【０００３】
そこで、大韓民国特許登録第９６１，７６５号でスピニングディスク反応装置（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｄｉｓｃ  ｒｅａｃｔｏｒ）が提案されたが、これはスピニングディスクが水平に配置されているため、原料生成物のディスク滞留時間が短いという問題があり、傾きを有するディスク、つまり、コーンを多段設置することによって原料生成物の滞留時間を向上させたコーン形態のＳＣＣ（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ）が好まれていた。
【０００４】
一方、前記ＳＣＣは気液接触分離工程にも応用され得る。このように気液接触分離工程にＳＣＣを適用すると、フォームが発生して反応物の安定性低下および接触による除去対象物の除去過程でその収率が減少する問題点が存在するため、このようなフォームを除去する必要性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】大韓民国特許登録第９６１，７６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、フォーム除去機が備えられて除去収率および運転性が向上したＳＣＣを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転軸を有するハウジングと、前記ハウジング内部に形成された少なくとも１種の反応物供給部と、前記回転軸に上端から下端へ一定の傾きを有するように２個以上設置されて、前記反応物供給部を通じて供給された反応物を移動させ、前記回転軸を中心に回転するスピニングコーンと、前記ハウジングの内部面上に固定して形成され、前記上端のスピニングコーン上から下端のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供する各スピニングコーン下端に位置する固定コーンと、前記スピニングコーンおよび固定コーンを通じて移動した反応物を収集するための生成物収集部と、前記スピニングコーンを回転させるための駆動部と、を含み、前記ハウジング外側にフォーム除去機が備えられ、前記フォーム除去機は、１個以上の収集管により前記ハウジング内部と連結され、前記収集管は、前記スピニングコーンおよび固定コーンの一対からなる各段の流路ごとにそれぞれ連結され、前記収集管は、前記固定コーンの下部で前記ハウジング内部と連結されるスピニングコーンコラム（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｃｏｎｅ  ｃｏｌｕｍｎ、ＳＣＣ）を提供する。
【０００８】
前記で、スピニングコーンは、前記回転軸を中心に上端から下端へ２乃至４０個が配列され得る。
【０００９】
また、前記ＳＣＣは、重合反応およびエーテル化反応に使用することができる。
【００１０】
ここで、重合反応は、液相重合反応、気相重合反応、および自由ラジカル重合反応からなる群より選択され得る。
【００１１】
前記スピニングコーンは、表面に触媒層、開始剤またはこれらの混合物がコーティングされ得る。
【００１２】
そして、前記スピニングコーンは、下記計算式１によるＧが１乃至１００倍になる回転速度で同一の回転軸を中心に回転することができる。
【００１３】
【数１】
0005732593.tif 000002
【００１４】
上記式中、Ｇは、重力加速度の倍数であり、ｒは、コーンの半径（ｍ）であり、ＲＰＭは、回転速度（回／分）である。
【００１５】
また、前記スピニングコーンは、内部に加熱手段および温度調節手段が備えられ得る。
【００１６】
そして、前記ＳＣＣは、ハウジング外壁または内壁に反応を進行させるための加熱手段および温度調節手段が備えられてもよく、前記駆動部はモータであってもよい。
【００１７】
なお、前記ＳＣＣは、気体供給部および残余気体排出部をさらに含むことができる。
【００１８】
また、前記フォーム除去機は、前記ＳＣＣ内で生成されるフォームを除去することができる。
【００１９】
また、前記フォーム除去機は、真空部を含むことができる。
【００２３】
また、前記反応物は、揮発性モノマーを含むポリマーであってもよく、このような揮発性モノマーを含むポリマーは、ＰＶＣ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、およびＰＢＬラテックスからなる群より選択され得る。
【００２４】
本発明の他の側面によれば、前記ＳＣＣを使用してポリマー中に残留する未反応モノマーを除去する方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によるＳＣＣは、反応物から除去対象物の分離時、フォーム（ｆｏａｍ）が生成されて除去収率が減少し、生成物の安定性が低下する問題点を解決したものであって、生成されるフォームを除去するフォーム除去機が設置されて除去対象物の除去収率および生成物の安定性を向上させることができる。また、フォームの除去がＳＣＣの上部のみで行われる場合、フォームの除去効率が低下するという問題点を解決するために、フォーム除去機とハウジング内部とを連結する収集管が各段の流路ごとにそれぞれ連結されて各段ごとにフォームを除去できるため、フォームの除去効率が高くなってＳＣＣの運転性が向上うることができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態によるフォーム除去機が備えられたＳＣＣの構造を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、多様な変換を加えることができ、多様な実施形態を有することができるところ、特定の実施形態を図面に例示し、詳細な説明で具体的に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするのではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変換、均等物乃至代替物を含むものと理解されなければならない。本発明を説明するに当たって、関連公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を濁し得ると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
本発明は、回転軸３０を有するハウジング１０と、前記ハウジング内部に形成された少なくとも１種の反応物供給部２０と、前記回転軸に上端から下端へ一定の傾きを有するように２個以上設置されて、前記反応物供給部を通じて供給された反応物を移動させ、前記回転軸３０を中心に回転するスピニングコーン４０と、前記ハウジングの内部面上に固定して形成され、前記上端のスピニングコーン上から下端のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供する各スピニングコーン下端に位置する固定コーン５０と、前記スピニングコーンおよび固定コーンを通じて移動した反応物を収集するための生成物収集部６０と、前記スピニングコーンを回転させるための駆動部７０と、を含み、前記ハウジング一側にフォーム除去機１１０が備えられたＳＣＣを提供する。図１は、本発明の一実施形態によるフォーム除去機が備えられたＳＣＣの構造を示した図面である。
【００２９】
本発明によるＳＣＣは、生成されるフォームを除去できるフォーム除去機を備えることによって、除去対象物の除去収率および生成物の安定性を向上させることができる。
【００３０】
本発明の一実施形態において、スピニングコーン４０は、同一の回転軸３０に沿って上端から下端へ一定の傾きを有するように２個以上設置され得る。回転軸が回転する際、スピニングコーンが同時に回転するようになりながら、供給された反応物がスピニングコーン上で拡散するようになり、これによって表面積が拡大されて気体などとの接触によって除去対象物の除去が円滑になり得る。ここで、スピニングコーンは、前記回転軸を中心に上端から下端へ少なくとも２個以上が配列され、好ましくは２乃至４０個が配列されてもよく、より好ましくは２乃至２３個が配列されてもよい。
【００３１】
また、本発明において、各スピニングコーン下端に備えられた固定コーン５０は、上端のスピニングコーン上から下端の他のスピニングコーン上へ反応物を順次移動させるための経路を提供することができる。このような固定コーンは、ハウジング１０の内部面上に固定して形成されているため、回転軸の回転時に回転しない。
【００３２】
本発明で反応物は、ハウジング１０内部に形成された反応物供給部２０に供給され、回転軸３０の回転によって前記スピニングコーン４０と固定コーン５０を通じて下部に移動するようになる。このような移動中に除去対象物が除去され、除去対象物が除去された反応物は生成物収集部６０に移動するようになる。
【００３３】
一方、前記ＳＣＣは、重合反応およびエーテル化反応に使用することができる。この時、本発明によるＳＣＣを利用した反応は、気液反応、液液反応を含むことができ、好ましくは重合反応およびエーテル化反応を含むことができる。
【００３４】
前記重合反応は、液相重合反応、気相重合反応または自由ラジカル重合反応を含むことができ、その反応種類は特に限定されない。例えば、エーテル化反応の場合、少なくとも一つのオレフィンとアルコールを反応物質として前記反応物供給部を通じて第一段のスピニングコーン装置に投入し、モータを利用して同一の回転軸を中心に各スピニングコーンを回転させて反応を進行させることによって、エーテルまたはエーテル混合物を製造することができる。この時、前記スピニングコーン表面はゼオライト触媒がコーティングされた形態であってもよい。また、前記オレフィンは、炭素数２乃至４のアルケンまたはアルキンであってもよく、アルコールは、炭素数１乃至８の低級アルコールであってもよい。また、自由ラジカル重合反応を進行する場合、ＵＶ光源を提供するためのランプがさらに備えられてもよい。
【００３５】
また、前記スピニングコーンは、表面に触媒層、開始剤またはこれらの混合物がコーティングされてもよい。前記触媒は、重合反応の場合、通常の金属触媒または金属担持触媒を含むことができ、その種類は特に限定されない。また、開始剤である場合、重合反応に使用される通常の重合反応開始剤が使用され得る。そして、コーティング厚さは、反応を進行できる程度であれば特に限定されない。
【００３６】
そして、前記スピニングコーンは、下記計算式１によるＧが１乃至１００倍になる回転速度で同一の回転軸を中心に回転することができる。
【００３７】
【数２】
0005732593.tif 000003
【００３８】
上記式中、Ｇは、重力加速度の倍数であり、ｒは、コーンの半径（ｍ）であり、ＲＰＭは、回転速度（回／分）である。
【００３９】
また、前記スピニングコーンは、内部に加熱手段および温度調節手段が備えられてもよく、前記ＳＣＣは、ハウジング外壁または内壁に反応を進行させるための加熱手段および温度調節手段が備えられてもよく、前記駆動部７０は、モータであってもよい。
【００４０】
そして、前記ＳＣＣは、気液反応を進行する場合、気体供給部８０および残余気体排出部９０をさらに含むことができる。つまり、選択的にハウジング外壁にハウジング内部に気体を供給できる気体供給部が設置され得る。このような場合、気体はハウジング内壁の敷居の直下に投入口を設置して投入することがより好ましい。また、反応後に生成された残余気体は、ハウジング上端に別途に設置された残余気体排出部を通じて排出させることができる。
【００４１】
同時に、前記ハウジング１０は、ステンレス材質からなるものを使用することができるが、必ずしもこれに限定されるのではない。
【００４２】
一方、ＳＣＣで生成されるフォームは、気体流路を閉塞してようになって気液間の物質伝達効率を低下させ、運転安定性を低下させる。したがって、本発明の一実施形態によれば、前記フォームを除去する役割を果たすフォーム除去機を備えることを特徴とする。
【００４３】
前記ＳＣＣ内で生成されるフォームを除去できるフォーム除去機１１０は、真空部１２０を含むことができる。このような真空部によってフォーム除去機内部とハウジング内部との圧力差を利用してＳＣＣ内で生成されるフォームを除去することができる。
【００４４】
同時に、前記フォーム除去機は、１個以上の収集管１００により前記ハウジング内部と連結されていてもよい。ここで、前記収集管を通じてフォームが収集され得る。前記収集管は、ハウジング一側に備えられてもよく、フォーム除去機とハウジング内部とを連結する前記収集管は、ハウジングの上部、中間部、または下部に１個以上が備えられてもよい。
【００４５】
また、フォーム除去機の収集管１００は、スピニングコーンおよび固定コーンの一対を段という時、各段のスピニングコーンと固定コーンとの間の空間の側面の流路と連結されてもよい。ここで、流路とは、スピニングコーンおよび固定コーンの一対からなる段でスピニングコーンと固定コーンとの間の空間に存在する気体などが流れることができる通路を意味する。この時、収集管は各段の流路のうちの１個以上とフォーム除去機とを連結することができる。
【００４６】
また、前記収集管は、前記スピニングコーンおよび固定コーンの一対からなる各段の流路ごとにそれぞれ連結されてもよい。フォーム除去機とハウジング内部とを連結する収集管が各段の流路ごとに全てそれぞれ連結される場合、各段ごとに発生するフォームを除去できるため、フォームの除去効率を高めることができる。
【００４７】
同時に、前記収集管は、固定コーンの下部でハウジング内部と連結され得る。つまり、各固定コーンの下部に近接して収集管が位置し、収集管の下部にはスピニングコーンが位置するようになれる。具体的には、各収集管は、固定コーンの下部とスピニングコーンの上部との間に位置するようになって液体の流れを妨害せずにフォームのみを選択的に除去することができる。
【００４８】
一方、本発明の一実施形態によれば、前記段間の間隔は特に制限されない。段間の間隔は一定に形成されてもよく、上部側に近い段間の間隔が下部側に近い段間の間隔よりも広く形成されてもよく、下部側に近い段間の間隔が上部側に近い段間の間隔よりも広く形成されてもよい。
【００４９】
本発明の一実施形態によれば、前記反応物は、揮発性モノマーを含むポリマーであれば特に制限されないが、好ましくは、ＰＶＣ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、およびＰＢＬラテックスからなる群より選択され得る。
【００５０】
本発明によるＳＣＣの反応物供給部を通じて揮発性モノマーを含むポリマーが供給されると、回転軸の回転によって前記スピニングコーンおよび固定コーンを経ながら、例えば、ＰＶＣラテックスではＶＣＭ（ｖｉｎｙｌ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ  ｍｏｎｏｍｅｒ）、ＳＢＲラテックスではＳＭ（ｓｔｙｒｅｎｅ  ｍｏｎｏｍｅｒ）が、残留モノマー、つまり、除去対象物として排出部を通じて抜け出るようになる。この時、ＰＶＣラテックスまたはＳＢＲラテックスが反応時に生成されるフォームは、フォーム除去機の収集管を通じてフォーム除去機に収集されて除去され得る。
【００５１】
したがって、本発明によるＳＣＣは、生成されるフォームを除去できるフォーム除去機が設置されて除去対象物の除去収率および生成物の安定性を向上させることができ、フォームの除去がＳＣＣの上部のみで行われる場合、フォームの除去効率が低下するという問題点を解決するために、フォーム除去機とハウジング内部とを連結する収集管が各段の流路ごとにそれぞれ連結されて各段ごとにフォームを除去することができるため、フォームの除去効率が高くなってＳＣＣの運転性が向上することができるという長所がある。
【００５２】
以上で、本発明内容の特定部分を詳しく記述したが、当業界の通常の知識を有する者にこのような具体的な技術は単に好適な実施様態に過ぎず、これによって本発明の範囲が制限されるのではない点は明白であるう。したがって、本発明の実質的な範囲は特許請求の範囲とその等価物によって定義されるといえる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ハウジング
２０…反応物供給部
３０…回転軸
４０…スピニングコーン
５０…固定コーン
６０…生成物収集部
７０…駆動部
８０…気体供給部
９０…残余気体排出部
１００…収集管
１１０…フォーム除去機
１２０…真空部
【図１】
0005732593.tif 000005