KR101669921B1 - 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치 - Google Patents

Abstract

중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치가 개시된다. 이 장치는 원통형의 제 1 챔버, 제 1 챔버 내부에 구비되어 회전 운동하 원통형의 제 2 챔버, 제 2 챔버를 일 방향으로 회전 운동시키는 롤러부, 축부, 축부에 구비되어 축부와 함께 일 방향 회전 운동하는 나선 스크류부, 축부의 일단에 체결되어 타 방향으로 회전 운동하는 제 1 스크래퍼부, 제 1 챔버 상면에 구비되는 제 2 스크래퍼부를 포함한다. 스크류부는 단량체를 제 2 챔버 하부에서 상부로 이동시키고, 제 1 스크래퍼부는 단량체를 제 2 챔버 저면 가장자리에서 중심방향으로 이동시키며, 제 2 스크래퍼부는 단량체를 제 2 챔버 벽면 상부에서 하부로 이동시킨다. 본 발명의 중합 장치는 서로 상이한 방향으로 회전하는 제 2 챔버, 스크류부, 제 1 스크래퍼부 및 제 2 스크래퍼부를 통해 단량체가 정체되는 구간 없이 고루 순환 및 교반되기 때문에 질 높은 중합체를 생산할 수 있고, 제 1 스크래퍼부 및 제 2 스크래퍼부로 인해 제 2 챔버 내벽 및 저면의 잔여 단량체 또는 스케일을 제거 및 배출할 수 있어 중합 장치의 유지 보수 관리가 용이하다. 또한, 제 2 챔버에 가해지는 스팀이 나선의 제 1 스팀로 및 제 2 챔버의 자체 회전 운동을 통해 제 2 챔버를 고루 가열할 수 있어 제 2 챔버의 유지, 보수 및 관리가 용이하고, 생산되는 중합체의 질이 높아진다.

Description

중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치{POLYMERIZATION DEVICE FOR STIRRING POLYMER AND CLEANING RESIDUAL MONOMER EASILY}

본 발명은 중합 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 단량체를 고온 및 고압 상태에서 교반하여 중합체를 생성할 수 있는 중합 장치에 관한 것이다. 보다 더 자세하게는, 폴리 비닐 중합체 및 안정제를 교반하는 중합 장치에 관한 것이다.

중합 장치는 단량체 등을 고온 및 고압 상태에서 교반하는 중합 반응을 통해 중합체를 생성한다. 중합 방법에는 다양한 특징의 중합 방법 및 장치 등이 사용되지만 고압 및 고온 상태에서 중합 한다는 공통적인 조건이 수반된다. 중합 장치는 고압 및 고온 상태에서 챔버 내부의 단량체를 고루 섞기 위해 교반기가 구비되는데 종래의 교반기는 일 방향으로만 회전하기 때문에 챔버의 가장자리 등에 단량체가 정체되어 고루 섞이지 않는 문제점이 있다. 따라서, 생성물인 중합체의 질이 낮아질 수 밖에 없다. 또한, 중합 장치는 중합을 위해 고온 및 고압 상태를 유지하는 챔버를 이용하는데 고온 및 고압 상태의 챔버 내에서 중합할 때 중합 후 남은 잔여 단량체를 제거하기 힘들다는 문제점이 있다. 또한 잔여 단량체로 인해 챔버 또는 교반기 내 외부에 스케일(scale)과 같은 산화 피막이 형성되어 챔버가 고온 및 고압을 유지하는데 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 발생하고, 스케일로 인해 교반이 원활하지 못하고, 생성되는 중합체의 질 또한 떨어지는 문제점이 있다. 대한민국 등록특허 제10-0180956호(선행문헌)는 고분지 플리덱스트로 제조용 반응장치에 관한 것으로서, 내부에 단량체를 교반하기 위한 나선의 스크루 교반기가 구비된다. 선행문헌의 경우 교반을 위해 스크루 교반기가 구비되나, 일 방향으로 단량체를 이송 및 교반 시키는 스크루만이 구비되기 때문에 가장자리 등에 단량체가 정체되어 고루 교반하지 못하는 문제점이 있고, 스케일 방지 대책이 존재하지 않는다. 더 나아가, 다음 작업을 위해 내부에 잔여 단량체를 제거할 수 있는 수단 등이 구비되어 있지 않아 중합체의 질이 떨어지고, 중합 장치의 유지, 보수 및 관리가 힘들다는 문제가 있다.

선행문헌1: 대한민국 등록특허 제10-0180956호(1997.06.24. 공개)

본 발명의 기술적 과제는 단량체를 고루 교반할 수 있는 중합 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 기술적 과제는 중합 장치 내부에 단량체가 정체되지 않도록 단량체 순환 구조를 갖는 중합 장치를 제공하기 위한 것이다.

한편, 본 발명의 기술적 과제는 챔버 또는 교반기 내 외부에 잔여 단량체로 인해 스케일이 생성되는 것을 방지할 수 있는 중합 장치를 제공하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 기술적 과제는 고온의 스팀이 챔버에 고루 가해질 수 있는 중합 장치를 제공하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 기술적 과제는 중합 과정 후 중합 장치의 스케일 제거가 용이하고, 청소 과정이 안전한 중합 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 상측에 단량체 주입구가 구비되는 원통형의 제 1 챔버, 제 1 챔버 내부에 구비되어 회전 운동하고 저면에 제 1 챔버를 관통하는 중합체 배출구가 구비되는 상면이 개구된 원통형의 제 2 챔버, 제 1 챔버의 내벽과 제 2 챔버의 외벽 사이에 구비되고 회전 운동을 통해 제 2 챔버를 일 방향으로 회전 운동시키는 롤러부, 제 1 챔버의 상측에 구비되어 제 1 동력부와 연결되고 제 1 챔버 및 제 2 챔버의 중심축 선상에 형성되며 일 방향으로 회전 운동하는 축부, 축부에 구비되어 축부와 함께 일 방향으로 회전 운동하는 나선형의 스크류부, 축부의 일단에 체결되어 축부의 회전 방향과 반대되는 타 방향으로 회전 운동하고 제 2 챔버의 저면과 접하는 판 형상의 제 1 스크래퍼부, 제 1 챔버 상면에 구비되어 제 2 챔버 내벽과 접하는 판 형상의 제 2 스크래퍼부를 포함하고, 스크류부는 일 방향의 회전 운동을 통해 단량체를 제 2 챔버 하부에서 상부로 이동시키는 나선 형상으로 구비되고, 제 1 스크래퍼부는 양 끝단이 일 방향을 향하도록 소정 곡률을 갖고, 제 2 스크래퍼부는 상부가 타 방향으로 기울어지도록 소정 각도를 갖으며, 제 1 챔버의 측면에 제 1 스팀 주입구가 구비되고, 제 1 챔버의 저면에 제 1 스팀 배출구가 구비되며, 제 1 스팀 주입구를 통해 주입되는 스팀이 제 1 챔버의 내부로 유입되지 않도록 제 1 챔버의 내벽 또는 제 2 챔버의 외벽에 차단벽이 형성되고, 제 1 챔버 내벽 또는 제 2 챔버 외벽에 제 1 스팀 주입구 및 제 1 스팀 배출구를 나선으로 유도 연결하는 격벽 형상의 제 1 스팀로가 형성되는 중합 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면 스크류부, 제 1 스크래퍼부 및 제 2 스크래퍼부를 통해 단량체를 고루 교반할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 제 2 챔버, 스크류부, 제 1 스크래퍼부 및 제 2 스크래퍼부는 상이한 방향으로 회전 운동하기 때문에 단량체를 고루 교반하기 때문에 질 높은 중합체를 생성할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면 제 2 챔버의 내벽면과 저면의 잔여 단량체를 제 1 스크래퍼부 및 제 2 스크래퍼부를 통해 단량체를 고루 순환시켜 교반하기 때문에 질 높은 중합체를 생산할 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 따르면 제 2 챔버의 내벽면과 저면의 잔여 단량체를 제 1 스크래퍼부 및 제 2 스크래퍼부를 통해 제거와 동시에 스케일을 긁어낼 수 있어 중합체의 질이 높아지고, 중합 장치의 유지, 보수 및 관리가 용이하다.

더 나아가, 본 발명에 따르면 제 2 챔버의 회전 운동을 통해 제 2 스크래퍼부를 사용하기 때문에 구조가 간단하고 안전성이 높다.

더 나아가, 본 발명에 따르면 제 1 챔버 및 제 2 챔버 사이에 스팀로는 나선형으로 구비되기 때문에 제 2 챔버에 고온을 고루 가할 수 있고, 제 2 챔버 또한 자체 회전 운동하기 때문에 그 효과가 더욱 높다.

더 나아가, 본 발명에 따르면 수동 손잡이부를 통해 제 2 챔버를 회전 시킴으로써 전기적인 구동 없이 스케일 제거 및 청소를 할 수 있고, 수동으로 구동되기 때문에 안전하다.

더 나아가, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면 제 2 스크래퍼부에 구비되는 제 2 스팀로로 인해 제 2 챔버 내부의 단량체에 고온을 가할 수 있어 보다 신속하게 단량체의 온도를 높일 수 있어 생산 속도가 높아진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 제 2 챔버의 회전을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 내부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치 및 각 구성의 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 단량체의 순환을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 제 1 스크래퍼부 및 단량체의 이동경로를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 스크류부 및 단량체의 이동경로를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 제 2 스크래퍼부 및 단량체의 이동경로를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 수동 손잡이부를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 제 2 스크래퍼부에 형성된 제 2 스팀로를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치는 회전 운동하는 각 구성을 통해 중합체의 재료가 되는 단량체(M)를 고루 섞어 교반하고, 특히 회전 운동의 방향을 상이하도록 설계해 일 구간에서 단량체(M)가 머무르는 것을 방지하여 단량체(M)를 고루 섞어 중합체의 불량률을 현저하게 낮추고 중합체의 품질을 높이는 목적을 갖는다. 또한, 상이한 방향으로 회전 운동하는 각 구성을 통해 중합체 교반 작업 이후에 중합 장치에 잔존하는 단량체(M)를 현저하게 줄일 수 있어 스케일(scale) 발생률을 현저하게 낮출 수 있다. 또한 중합 장치의 청소가 손쉽기 때문에 유지, 보수 및 관리가 용이하고, 다음에 이루어지는 작업의 중합체 질이 향상된다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 위와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치는 원통형의 제 1 챔버(100), 제 1 챔버(100) 내부에 구비되는 제 2 챔버(200), 제 2 챔버(200)를 일 방향(a)으로 회전 운동시키는 롤러부(110), 제 1 챔버(100) 및 제 2 챔버(200)의 중심축을 따라 회전 운동하는 축부(300) 및 스크류부(320), 축부(300) 일단에 체결되는 제 1 스크래퍼부(400), 제 1 챔버(100) 상면에 구비되어 제 2 챔버(200) 내벽에 접하는 제 2 스크래퍼부(500)를 포함하는 구성을 제공한다.

도 1 및 도 2 를 참고하면, 제 1 챔버(100)는 중합 장치의 외형에 해당하고, 원통형으로 구비된다. 제 1 챔버(100)는 상측에 단량체 주입구(160)가 구비될 수 있다. 단량체 주입구(160)는 제 1 챔버(100) 상측에 형성되어 외부로부터 단량체(M)를 주입 받아 단량체(M)를 제 2 챔버(200)로 주입시킨다. 단량체 주입구(160)는 생성되는 중합체의 종류 및 특성에 따라 첨가되는 단량체(M)의 종류만큼 복수 개로 구비될 수 있다. 또한 제 1 챔버(100)는 중합 과정에서 생성되거나 주입하는 기체 또는 가스를 배출시킬 수 있는 가스 배출구(170)가 상측에 더 구비될 수 있다. 또한, 제 1 챔버(100)는 제 2 챔버(200)의 저면에 구비되는 단량체(M) 배출구가 관통될 수 있도록 소정의 크기를 갖는 개구부가 구비될 수 있다. 여기서 제 2 챔버(200)의 저면에 구비되는 단량체(M) 배출구는 제 1 챔버(100) 및 제 2 챔버(200)의 중심축 상에 형성되기 때문에 제 1 챔버(100)의 개구부도 동일한 중심축 상에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 5를 참고하면, 제 1 챔버(100)의 개구부는 중합체 배출구(210)가 관통되되 개구부 상측에 위치하는 제 2 챔버(200)를 지지할 수 있도록 프랜지 등이 형성될 수 있고, 프랜지는 제 2 챔버(200)와의 마찰력을 줄이기 위해 배어링 등의 마찰력 제거 수단이 더 구비될 수 있다. 또한, 단량체(M) 배출구의 끝단은 제 2 챔버(200)의 회전 운동이 단량체(M) 배출구와 연결될 수 있는 호스 또는 파이프 등에 전달되지 않도록 회전 가능한 베어링이 구비될 수 있다.

도 2 내지 도 5를 참고하면, 제 2 챔버(200)는 제 1 챔버(100) 내부에 구비된다. 제 2 챔버(200)는 제 1 챔버(100)의 단량체 주입구(160)를 통해 주입되는 단량체(M)를 내부로 수용할 수 있도록 상부가 개구되도록 구비된다. 제 2 챔버(200)는 원통형으로 구비되고, 제 1 챔버(100)와 동일한 중심축을 갖는 위치에 구비된다. 제 2 챔버(200)는 제 1 챔버(100) 내에서 원활한 회전 운동을 하기 위해 제 1 챔버(100)보다 작게 구비된다. 제 2 챔버(200)는 제 1 챔버(100)의 저면에서 상측으로 소정 간격 이격되도록 구비된다. 제 2 챔버(200)는 내부에서 단량체(M)의 교반 및 중합작업을 통해 생성된 중합체를 배출할 수 있도록 중합체 배출구(210)가 구비된다. 제 2 챔버(200)의 중합체 배출구(210)는 제 2 챔버(200)의 회전 운동을 감안하여 제 1 챔버(100) 및 제 2 챔버(200)의 중심축과 동일한 중심축을 갖도록 구비된다.

여기서, 제 1 챔버(100) 및 제 2 챔버(200)는 원활한 설명을 위해 원통형으로 구비되는 것을 일례로 하였으나 반드시 원통형에 한정되는 것은 아니고 소정의 곡률을 갖는 회전체로 구비될 수 있다.

롤러부(110)는 제 2 챔버(200)를 회전 운동시키는 구성으로서 제 1 챔버(100) 및 제 2 챔버(200) 사이에 구비된다. 상세하게 롤러부(110)는 제 1 챔버(100)의 내벽과 제 2 챔버(200)의 외벽 사이에 구비된다. 보다 상세하게 롤러부(110)는 제 1 챔버(100)의 내벽과 제 2 챔버(200)의 외벽 사이에 위치하고, 제 1 챔버(100)에 고정되며, 제 2 챔버(200)의 외벽에 접하도록 구비된다. 롤러부(110)는 자체 회전 운동을 통해 롤러부(110)와 접하는 제 2 챔버(200)의 외벽과의 마찰로 제 2 챔버(200)를 회전 운동 시킨다. 여기서, 롤러부(110)는 원통형으로 구비되어 미끄럽지 않고 마찰력을 갖는 재질을 갖는 것을 일례로 하나, 기어와 같은 톱니 형상의 롤러부(110)로 구비되어 제 2 챔버(200)를 회전 운동 시키도록 구비될 수 있다. 한편, 롤러부(110)는 회전 운동을 통해 제 2 챔버(200)를 일 방향(a)으로 회전 운동시킨다. 롤러부(110)는 제 2 챔버(200)를 보다 안전하게 회전 운동시킬 수 있도록 제 2 챔버(200)의 둘레 방향을 따라 복수개 구비될 수 있다. 또한, 롤러부(110)를 회전 시키는 제 2 동력부(111)가 구비될 수 있고, 사용자의 조작에 의해 롤러부(110)의 회전을 제어할 수 있다. 도 10을 참고하면, 여기서, 제 2 동력부(111)는 사용자가 수동으로 롤러부(110)를 회전 운동 시킬 수 있는 수단이 더 구비된다. 상세하게, 제 2 동력부(111)는 사용자가 롤러부(110)를 회전 운동 시킬 수 있는 수동 손잡이부(112)가 더 구비된다. 중합 장치의 전체적인 구동을 하지 않고 수동 손잡이부(112)를 통해 제 2 챔버(200)만을 회전시킴으로써 청소가 용이하고, 중합 장치의 전체적인 작동을 하지 않기 때문에 안전하다.

도 4, 도 7 및 도 8을 참고하면, 축부(300)는 제 1 챔버(100)의 상측 중심에 구비된다. 축부(300)는 제 1 챔버(100)에 구비되고, 제 1 챔버(100) 및 제 2 챔버(200)의 중심축 선상에 구비된다. 축부(300)는 봉 형상을 가지고, 일단이 제 2 챔버(200)의 내부를 향하도록 길게 구비된다. 축부(300)는 타단에 축부(300)를 회전 운동 시키는 제 1 동력부(310)가 구비된다. 제 1 동력부(310)는 제 1 챔버(100) 외부에 구비될 수 있다. 축부(300)는 제 1 동력부(310)를 통해 일 방향(a)으로 회전 운동한다. 여기서, 축부(300)는 제 2 챔버(200)와 동일한 일 방향(a)으로 회전 운동 하는데, 동일한 일 방향(a)으로 회전 운동하는 것을 일컫는 것이지 동일한 속도로 회전 운동하는 것은 아니며 축부(300)와 제 2 챔버(200)는 상이한 회전 속도를 가질 수 있다.

도 8을 참고하면, 축부(300)는 나선형의 스크류부(320)가 형성된다. 상세하게 축부(300)는 제 2 챔버(200)의 내부에 위치하는 외면에 나선 형상을 갖는 스크류부(320)가 형성된다. 스크류부(320)는 축부(300)와 연결되어 축부(300)와 동일한 방향으로 일 방향(a) 회전 운동한다. 스크류부(320)의 나선 형상은 스크류부(320)가 축부(300)를 따라 일 방향(a)으로 회전 운동할 때 대상 물체를 제 2 챔버(200)의 하부에서 상부로 이동시키는 나선 형상으로 구비된다. 즉, 스크류부(320)의 일 방향(a)의 회전 운동을 통해 스크류부(320)의 나선 면으로 대상 물체를 제 2 챔버(200)의 하부에서 상부 방향으로 이동시킨다. 여기서 대상 물체는 중합체의 재료가 되는 단량체(M)일 수 있다. 또 다른 일례로 스크류부(320)는 복수개의 프로펠러로 구비될 수 있다. 또한, 복수개의 프로펠러는 상술한 바와 같이 일 방향(a)의 회전 운동을 통해 단량체(M)를 제 2 챔버(200) 하부에서 상부로 이동시킬 수 있도록 소정 각도를 갖는다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 제 1 스크래퍼부(400)(scraper)는 제 2 챔버(200) 저면의 단량체(M)를 이동시키거나, 정체되는 단량체(M)를 긁어내는 스크래핑(scraping)을 위한 구성으로서 축부(300)의 일단에 체결되어 회전 운동한다. 제 1 스크래퍼부(400)는 제 2 챔버(200) 저면의 단량체(M)를 이동 시키시키거나 긁어내기 위해 제 2 챔버(200)와 접하도록 구비되고, 소정 높이를 갖는다. 또한, 제 1 스크래퍼부(400)는 제 2 챔버(200) 저면에 정체되어 잔존하는 단량체(M)를 모두 이동시키거나 긁어내기 위해 제 2 챔버(200) 저면의 지름과 동일한 길이로 구비될 수 있다. 제 1 스크래퍼부(400)는 축부(300)의 일단에 체결되어 축부(300)의 회전 방향과 반대되는 타 방향(b)으로 회전 운동한다. 제 1 스크래퍼부(400)는 축부(300)와 기어부(330)를 통해 체결될 수 있다. 기어부(330)는 축부(300)의 회전 방향을 반전시켜 제 1 스크래퍼부(400)가 축부(300)와 반대되는 회전 방향으로 회전 운동할 수 있도록 한다. 기어부(330)는 홀수 개로 구비되는 기어의 그룹일 수 있다. 제 1 스크래퍼부(400)는 축부(300)보다 낮은 속도로 회전 운동할 수 있다. 상세하게 기어부(330)는 제 1 스크래퍼부(400)가 축부(300)보다 낮은 회전 속도를 가질 수 있도록 소정의 기어비(gear ratio, ??比)를 가질 수 있다. 따라서, 제 1 스크래퍼부(400)는 축부(300)와 반대되는 회전 방향(타 방향(b) 회전)과 축부(300)보다 낮은 회전 속도를 가질 수 있다. 한편, 제 1 스크래퍼부(400)는 일 방향(a)의 회전 운동을 통해 제 2 챔버(200) 저면에 분포되는 단량체(M)를 중심축으로 이동시키기 위해 소정 곡률을 갖도록 구비될 수 있다. 상세하게 제 1 스크래퍼부(400)는 중심축을 기준으로 제 1 스크래퍼부(400)의 양 끝단이 회전 운동하는 일 방향(a)을 향하도록 소정 곡률이 형성될 수 있다. 즉, 제 1 스크래퍼부(400)는 “S”형상을 가질 수 있다.

도 9를 참고하면, 제 2 스크래퍼부(500)는 제 2 챔버(200) 벽면의 단량체(M)를 이동시키거나, 정체되는 단량체(M)를 긁어내는 스크래핑(scraping)을 위한 구성으로서 제 1 챔버(100)의 상면에 구비되고, 판 형상을 갖는다. 제 2 스크래퍼부(500)는 제 2 챔버(200) 벽면의 정체되는 단량체(M)를 이동시키거나 긁어내기 위해 제 2 챔버(200)의 벽면에 접하는 위치에 구비된다. 제 2 스크래퍼부(500)는 제 1 챔버(100) 상면에 구비되어 제 2 챔버(200) 벽면과 접하도록 위치하고, 제 2 챔버(200)의 내부를 향하도록 길게 구비된다. 또한, 제 1 스크래퍼부(400)는 제 2 챔버(200)의 둘레 방향을 따라 복수 개로 구비될 수 있다. 또한, 제 2 스크래퍼부(500)는 제 2 챔버(200)의 벽면에 정체되는 단량체(M)를 제 2 챔버(200)의 하부로 이동시키기 위해 소정 각도를 가지거나, 나선 형상으로 구비될 수 있다. 상세하게, 제 2 스크래퍼부(500)는 제 2 챔버(200)의 일 방향(a)의 회전 운동을 이용하여 제 2 챔버(200) 벽면에 위치하는 단량체(M)를 제 2 챔버(200) 하부로 이동시키기 위해 제 2 스크래퍼부(500)의 상부가 타 방향(b)을 향하도록 소정 각도 기울어 지도록 구비되거나, 상부가 타 방향(b)을 향하는 나선 형상으로 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 제 1 챔버(100) 상면에 구비되어 고정되는 제 2 스크래퍼부(500)는 제 2 챔버(200)의 일 방향(a)의 회전 운동을 이용하여 제 2 챔버(200) 벽면에 위치하는 단량체(M)를 하부로 이동시키기 위해 상부가 타 방향(b)으로 기울어지고, 하부가 일 방향(a)으로 기울어지도록 소정 각도를 갖는다. 따라서, 소정 각도 기울어지고 제 1 챔버(100) 상면에 고정되는 제 2 스크래퍼부(500)를 제 2 스크래퍼부(500)와 내벽이 접하는 제 2 챔버(200)가 일 방향(a)으로 회전 운동하여 제 2 챔버(200) 내벽에 위치하는 단량체(M)를 하부로 이동시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치는 축부(300)에 구비되어 일 방향(a)으로 회전 운동을 통해 중심축을 따라 하부 중심의 단량체(M)를 상부로 이동시키는 나선 형상의 스크류부(320), 제 1 챔버(100)에 구비되어 제 2 챔버(200)의 일 방향(a)의 회전 운동을 통해 제 2 챔버(200) 내벽에 위치하는 단량체(M)를 제 2 챔버(200) 하부 가장자리로 이동시키는 제 2 스크래퍼부(500) 및 축부(300)의 일단에 구비되어 타 방향(b)의 회전 운동을 통해 제 2 챔버(200) 저면에 분포되는 단량체(M)를 제 2 챔버(200) 중심축 방향으로 이동시키는 제 1 스크래퍼부(400)를 포함하기 때문에 제 2 챔버(200) 내부에 수용되는 단량체(M)가 순환하기 때문에 단량체(M)를 고루 섞을 수 있다. 또한, 제 1 스크래퍼부(400) 및 제 2 스크래퍼부(500)는 제 2 챔버(200)의 저면 및 벽면의 잔여 단량체(M)를 이동시키거나 긁어내기 때문에 고루 섞을 수 있어 보다 질 높은 중합체를 생성할 수 있고, 잔존하는 단량체(M)가 제거되기 때문에 유지, 보수 및 관리가 용이하다. 또한, 중합 작업 후에는 중합 장치의 제 2 모터를 수동으로 작동시켜 제 2 챔버(200)만을 회전 운동시켜 잔존하는 단량체(M) 및 스케일을 제거할 수 있다. 상세하게, 제 2 모터를 수동으로 작동시키면 제 2 챔버(200)는 일 방향(a)으로 회전 운동하는데, 제 2 챔버(200)가 일 방향(a)의 회전 운동을 하면 제 2 챔버(200)의 내벽에 접하는 제 2 스크래퍼부(500)로 인해 제 2 챔버(200) 내벽에 잔존하는 단량체(M) 및 스케일을 긁어내고 이동시켜 청소할 수 있고, 제 2 챔버(200)의 회전을 통해 축부(300)의 정지로 인해 고정되는 제 1 스크래퍼부(400)가 제 2 챔버(200)의 저면의 스케일을 긁어내고 이동시키기 때문에 보다 효과적으로 중합 장치의 내부를 청소할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치는 중합을 위한 열을 제 2 챔버(200)로 전달하기 위해 제 1 챔버(100) 측면에 제 1 스팀 주입구(130)가 구비되고, 제 1 챔버(100) 저면에 제 1 스팀 배출구(150)가 구비된다. 여기서, 제 1 스팀 주입구(130)는 제 1 챔버(100)의 측면에 구비되나, 롤러부(110)의 손상을 방지하기 위해 롤러부(110)의 위치 보다 하측 방향에 위치하도록 하는 것이 바람직하다. 더 나아가, 롤러부(110)를 주입되는 스팀(steam)으로부터 보호하고, 스팀이 제 2 챔버(200)의 개구된 상부를 통해 제 2 챔버(200) 내부로 유입되어 단량체(M)가 손상되는 것을 방지하기 위해 스팀의 경로를 차단하는 차단벽(120)이 구비된다. 상세하게, 차단벽(120)은 제 1 챔버(100)의 내벽 또는 제 2 챔버(200)의 외벽에 형성되고, 제 1 챔버(100)의 내벽과 제 2 챔버(200)의 외벽 사이를 감싸는 둘레 방향에 걸쳐 형성된다. 도 11을 참고하면, 제 1 스팀 주입구(130)를 통해 주입되는 스팀이 제 1 스팀 배출구(150)로 배출될 때, 제 2 챔버(200)에 열을 고루 가할 수 있도록 제 1 스팀로(140)가 형성된다. 상세하게 제 1 챔버(100) 내벽 또는 제 2 챔버(200) 외벽에 제 1 스팀 주입구(130)와 제 1 스팀 배출구(150)를 나선으로 유도 연결하는 격벽 형상의 제 1 스팀로(140)가 형성된다. 보다 상세하게, 제 1 챔버(100) 측면에 형성되는 제 1 스팀 주입구(130)에서 제 1 챔버(100) 저면에 형성되는 제 1 스팀 배출구(150)를 연결하되, 주입된 스팀이 제 2 챔버(200)를 나선 형상으로 감싸며 이동할 수 있도록 격벽 형상의 제 1 스팀로(140)가 형성된다. 제 1 스팀로(140)는 제 1 챔버(100) 내벽 또는 제 2 챔버(200) 외벽에 형성되고, 소정의 길이로 돌출된 칸막이 벽 형상으로 스팀을 유도한다. 이때, 제 2 챔버(200)는 회전 운동하기 때문에 제 1 스팀로(140)가 제 1 챔버(100) 내벽 또는 제 2 챔버(200) 외벽에 접하지 않도록 구비하는 것이 바람직하다.

도 12를 참고하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치의 제 2 스크래퍼부(500)는 제 2 스크래퍼부(500)의 온도를 높이는 가열 수단이 더 구비될 수 있다. 상세하게 가열 수단은 제 1 챔버(100)의 상면에 구비되는 제 2 스팀 주입구(510) 및 제 2 스팀 배출구(530)와 제 2 스팀 주입구(510) 및 제 2 스팀 배출구(530)와 일단 및 타단이 연결되는 제 2 스팀로(520)를 포함한다. 상세하게, 제 2 스팀로(520)는 제 2 스크래퍼부(500)에 형성되어 일단 및 타단이 제 2 스팀 주입구(510) 및 제 2 스팀 배출구(530)와 각각 연결된다. 즉, 제 2 스팀 주입구(510), 제 2 스팀 배출구(530) 및 제 2 스팀로(520)를 통해 스팀이 주기적으로 주입되면 제 2 스팀로(520)가 형성된 제 2 스크래퍼부(500)d가 가열되어 제 2 챔버(200) 내부의 단량체(M)를 가열시킨다.

여기서 중합체는 가루 또는 액체 상의 중합체일 수 있다. 상세하게, 중합체는 염화 비닐 중합체를 포함할 수 있다. 또한, 단량체(M)는 가루 또는 액체 상의 단량체(M)일 수 있다. 상세하게, 단량체(M)는 염화 비닐 안정제를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 가루 상의 단량체(M)는 CdO(산화카드뮴), PbO(산화납), ZnO(산화아연), Ba(바륨), Ca(칼슘) 또는 금속 등을 포함할 수 있다. 액체 상의 단량체(M)는 OLEIC ACID(올레인산), 옥칠엑시드(지방산) 및 버세틱산 등을 포함할 수 있고, 용매로서 경유류(diesel oil, gas oil) 및 등유류(kerosene) 등을 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100: 제 1 챔버(100) 110: 롤러부(110)
111: 제 2 동력부(111) 112: 수동 손잡이부(112)
120: 차단벽(120) 130: 제 1 스팀 주입구(130)
140: 제 1 스팀로(140) 150: 제 1 스팀 배출구(150)
160: 단량체 주입구(160) 170: 가스 배출구(170)
200: 제 2 챔버(200) 210: 중합체 배출구(210)
300: 축부(300) 310: 제 1 동력부(310)
320: 스크류부(320) 330: 기어부(330)
400: 제 1 스크래퍼부(400) 500: 제 2 스크래퍼부(500)
510: 제 2 스팀 주입구(510) 520: 제 2 스팀로(520)
530: 제 2 스팀 배출구(530) M: 단량체(M)
a: 일 방향(a) 회전 운동 b: 타 방향(b) 회전 운동

Claims (6)

1. 상측에 단량체 주입구(160)가 구비되는 원통형의 제 1 챔버(100);
   상기 제 1 챔버(100) 내부에 구비되어 회전 운동하고 저면에 상기 제 1 챔버(100)를 관통하는 중합체 배출구(210)가 구비되는 상면이 개구된 원통형의 제 2 챔버(200);
   상기 제 1 챔버(100)의 내벽과 상기 제 2 챔버(200)의 외벽 사이에 구비되고 회전 운동을 통해 상기 제 2 챔버(200)를 일 방향(a)으로 회전 운동시키는 롤러부(110);
   상기 제 1 챔버(100)의 상측에 구비되어 제 1 동력부(310)와 연결되고 상기 제 1 챔버(100) 및 상기 제 2 챔버(200)의 중심축 선상에 형성되며 상기 일 방향(a)으로 회전 운동하는 축부(300);
   상기 축부(300)에 구비되어 상기 축부(300)와 함께 상기 일 방향(a)으로 회전 운동하는 나선형의 스크류부(320);
   상기 축부(300)의 일단에 체결되어 상기 축부(300)의 회전 방향과 반대되는 타 방향(b)으로 회전 운동하고 상기 제 2 챔버(200)의 저면과 접하는 판 형상의 제 1 스크래퍼부(400); 및
   상기 제 1 챔버(100) 상면에 구비되어 상기 제 2 챔버(200) 내벽과 접하는 판 형상의 제 2 스크래퍼부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스크류부(320)는 상기 일 방향(a)의 회전 운동을 통해 단량체(M)를 상기 제 2 챔버(200) 하부에서 상부로 이동시키는 나선 형상으로 구비되고,
   상기 제 1 스크래퍼부(400)는 양 끝단이 상기 일 방향(a)을 향하도록 소정 곡률을 갖고,
   상기 제 2 스크래퍼부(500)는 상부가 상기 타 방향(b)으로 기울어지도록 소정 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 챔버(100)의 측면에 제 1 스팀 주입구(130)가 구비되고,
   상기 제 1 챔버(100)의 저면에 제 1 스팀 배출구(150)가 구비되며,
   상기 제 1 스팀 주입구(130) 보다 상측에 위치하고 상기 제 1 챔버(100) 내벽과 상기 제 2 챔버(200) 외벽 사이를 차단하는 차단벽(120)이 상기 제 1 챔버(100) 내벽 또는 상기 제 2 챔버(200)의 외벽에 형성되고,
   상기 제 1 스팀 주입구(130) 및 상기 제 1 스팀 배출구(150)를 나선으로 연결하는 격벽 형상의 제 1 스팀로(140)가 상기 제 1 챔버(100) 내벽 또는 상기 제 2 챔버(200) 외벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 스크래퍼부(500)는,
   상기 제 1 챔버(100)의 상면에 구비되는 제 2 스팀 주입구(510) 및 제 2 스팀 배출구(530) 및
   상기 제 2 스크래퍼부(500)에 구비되어 일단 및 타단이 각각 상기 제 2 스팀 주입구(510) 및 제 2 스팀 배출구(530)와 연결되는 제 2 스팀로(520)를 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 롤러부(110)는 제 2 동력부(111)를 포함하고,
   상기 제 2 동력부(111)는 상기 롤러부(110)를 수동으로 회전 운동 시키는 수동 손잡이부(112)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 축부(300) 및 상기 제 1 스크래퍼부(400)는 회전 방향을 반전시키는 기어부(330)를 통해 체결되는 것을 특징으로 하는 중합체 교반 및 잔여 단량체 제거가 용이한 중합 장치.
   
   

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