CN117120519A - 吸水性树脂颗粒的制造装置及制造方法 - Google Patents
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Abstract
吸水性树脂颗粒的制造装置具备:干燥机、分级器和分选机。干燥机使吸水性树脂组合物干燥而得到吸水性树脂前体。分级器对吸水性树脂前体进行分级而得到吸水性树脂颗粒。分选机配置在将干燥机与所述分级器相连的路径上。分选机构成为分选含水率20%以上的吸水性树脂前体。
Description
技术领域
本发明涉及吸水性树脂颗粒的制造装置及制造方法。
背景技术
吸水性树脂颗粒的制作工序包括:使作为原料的单体聚合而得到吸水性树脂组合物的工序;以及之后使吸水性树脂组合物干燥而得到吸水性树脂前体的工序。通过分级器对经过这些工序后的吸水性树脂前体进行分级,由此能够制造具有目标粒径分布的吸水性树脂颗粒。
专利文献1公开了一种吸水性树脂的制造装置,其具有:使吸水性树脂组合物干燥而得到粉体的干燥机、形成粉体的流路的粉体流路构件、以给定的流量排出粉体的粉体流量调整排出构件、捕集件。根据专利文献1,通过利用捕集件捕集通过流路的粉体中比预定大小大的粉体块状物,能够抑制粉体块状物使粉体流量调整排出构件的驱动部的驱动负荷增大,能够以高生产效率制造吸水性树脂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6738979号
发明内容
发明所要解决的技术问题
根据专利文献1,大的粉体块状物作为吸水性树脂的特性差。因此,通过用捕集件捕集并去除大的粉体块状物,能够提高生产效率且制造品质优异的吸水性树脂。然而,根据专利文献1所公开的制造装置,依然会产生吸水性树脂颗粒的品质的偏差。
作为表示吸水性树脂颗粒的品质的指标,通常可举出吸水性能(吸水速度、加压下的吸水能力(加压吸水能力)等)、耐冲性、流动性等各种性能。本发明的发明人们进行了研究,结果发现,特别是加压吸水能力和吸水速度容易产生偏差。因此,期望一种能够制造进一步抑制了加压吸水能力和吸水速度等品质的偏差的吸水性树脂颗粒的装置。
本发明的目的在于提供一种能够制造加压吸水能力和吸水速度的偏差得到了抑制的吸水性树脂颗粒的制造装置和制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
第一观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置具备干燥机、分级器和分选机。干燥机使吸水性树脂组合物干燥而得到吸水性树脂前体。分级器对所述吸水性树脂前体进行分级而得到吸水性树脂颗粒。分选机配置在将干燥机与所述分级器相连的路径上。所述分选机构成为分选含水率20%以上的所述吸水性树脂前体。
根据本发明的发明人们的研究,在通过干燥机干燥后的吸水性树脂前体中,依然包含含有较多水分的吸水性树脂前体,如果将这样的吸水性树脂前体送入分级器,则得到的吸水性树脂颗粒的品质、特别是加压吸水能力和吸水速度容易产生偏差。根据上述观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置,在连接干燥机与分级器的路径中,分选含水率20%以上的吸水性树脂前体。由此,能够将所分选出的含水率20%以上的吸水性树脂前体从与分级器相连的路径中去除,能够降低吸水性树脂颗粒的加压吸水能力和吸水速度的偏差。
第二观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置构成为,在第一观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置中,所述分选机构成为将表面温度为50℃~100℃且超过给定尺寸的所述吸水性树脂前体分选为所述含水率20%以上的吸水性树脂前体。
第三观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置构成为,在第二观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置中,所述分选机包括:投入口部,其形成有供从所述干燥机排出的所述吸水性树脂前体投入的投入口;以及分选构件,其与所述投入口部连结,并形成有所述给定尺寸的开口。所述分选机构成为将投入所述投入口的所述吸水性树脂前体中的、通过了所述开口的所述吸水性树脂前体输送到与所述分级器相连的路径。
第四观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置构成为,在第三观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置中,所述分选构件由形成有多个所述给定尺寸的开口的网状构件构成。
第五观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置构成为,在第三观点或第四观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置中,所述分选构件构成为对投入所述投入口的所述吸水性树脂前体赋予运动。
第六观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置构成为,在第二观点至第五观点中任一观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置中,所述给定尺寸为7mm~15mm。
第七观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置构成为,在第一观点至第六观点中任一观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置中,该吸水性树脂颗粒的制造装置还具备冷却机,该冷却机配置在将所述分选机与所述分级器相连的路径上。冷却机构成为对从所述分选机输送到与所述分级器相连的路径的所述吸水性树脂前体进行冷却。
第八观点所涉及的吸水性树脂颗粒的制造方法包括以下步骤。
·使吸水性树脂组合物干燥而得到吸水性树脂前体的步骤。
·从所述吸水性树脂前体中分选并去除含水率20%以上的所述吸水性树脂前体的步骤。
·对剩余的所述吸水性树脂前体进行分级而得到分级完成的吸水性树脂颗粒的步骤。
发明效果
在通过干燥机干燥后的吸水性树脂前体中,依然包含含有较多水分的吸水性树脂前体,这样的吸水性树脂前体成为使通过分级器分级后的吸水性树脂颗粒的加压吸水能力和吸水速度产生偏差的一个原因。根据上述观点,在连接干燥机与分级器的路径上从吸水性树脂前体中分选含水率20%以上的吸水性树脂前体。由此,能够从与分级器相连的路径中去除所分选出的吸水性树脂前体,能够抑制由分级器得到的吸水性树脂颗粒的加压吸水能力和吸水速度的偏差。
附图说明
图1为一实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置的整体结构图。
图2A为网状构件的例子。
图2B为网状构件的例子。
图2C为网状构件的例子。
图2D为网状构件的例子。
图3A为板状构件的例子。
图3B为板状构件的例子。
图4为说明开口率的计算方法的图。
图5A为分选机的结构例。
图5B为分选机的结构例。
图5C为分选机的结构例。
图5D为分选机的结构例。
图6为说明吸水性树脂前体的尺寸的确定方法的图。
图7为示出一实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的制造方法的流程的流程图。
图8为表示实验装置的结构的图。
图9A为通过实验所得到的加压吸水量的图表。
图9B为通过实验所得到的吸水速度的评价指标的图表。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的一实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的制造装置和吸水性树脂颗粒的制造方法进行说明。
另外,在本说明书中,所谓“分选”,是指不仅包括“从某一大集团X中仅提取特定的小集团a”,还包括“从某一大集团X中将特定的小集团a在包含其他的小集团b的同时(其中,高于大集团X中所包含的小集团a的比例(质量基准))进行提取”。
<1.吸水性树脂颗粒的制造装置>
图1表示实施本实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的制造方法时使用的吸水性树脂颗粒的制造装置100的整体结构图。吸水性树脂颗粒在一次性尿布、生理用品等卫生材料、宠物尿片等日用品、食品用吸水片、电缆用止水材料、防结露材料等工业材料、绿化、农业、园艺用的保水剂、土壤改良剂等各种用途被广泛应用。吸水性树脂颗粒通过使作为原料的单体聚合而制作聚合物来制造。
如图1所示,吸水性树脂颗粒的制造装置100具备聚合器1和浓缩器2。聚合器1通过使成为吸水性树脂颗粒的原料的单体聚合,来制作含有含水凝胶状的聚合物的浆料(包含含水凝胶状的聚合物的液体)。浓缩器2通过蒸馏去除由聚合器1送来的浆料中的液体成分,将浆料浓缩,制作作为聚合物的浓缩液的吸水性树脂组合物A1。制造装置100还具备干燥机3,干燥机3干燥从浓缩器2送来的吸水性树脂组合物A1(即,使液体成分挥发)。由此,获得成为作为产品的吸水性树脂颗粒P1之前的阶段的吸水性树脂前体A2。液体成分在用反相悬浮聚合法制作含水凝胶状的聚合物的情况下,主要包括烃分散介质及水,在用水溶液聚合法制作含水凝胶状的聚合物的情况下,主要包括水。
如图1所示,制造装置100还具备分选机4、冷却机5以及分级器6。分选机4从由干燥机3送来的吸水性树脂前体A2中分选含水率为20%以上的吸水性树脂前体A2,并将其从第一排出口43排出。另外,分选机4为了将残留的吸水性树脂前体A3输送到冷却机5,将残留的吸水性树脂前体A3从另外的第二排出口44排出。冷却机5对从第二排出口44排出的吸水性树脂前体A3进行冷却,去除由干燥机3赋予的热之后,将吸水性树脂前体A3输送至分级器6。分级器6将吸水性树脂前体A3分级为几个等级。将吸水性树脂前体A3中被分级为满足作为产品的规格的等级的吸水性树脂前体称为吸水性树脂颗粒P1。
另外,如图1所示,制造装置100还具有通过控制各设备1~设备6的动作来控制吸水性树脂的制造工序的控制装置7。控制装置7典型地作为由程序控制的计算机来实现。控制装置7也可以构成为,除了控制各设备1~设备6的动作之外,还控制构成连接各设备1~设备6的路径的配管和第一~第四通道构件L1~L4、以及能够设置于它们的阀的动作。
<2.各设备的结构>
以下,关于各设备1~设备6的详细情况,对于与这些各设备1~设备6连接的各种装置也适当地触及的同时依次进行说明。
[聚合器]
聚合器1具有未图示的聚合槽。聚合槽是以在上部形成气相成分的方式收容作为吸水性树脂颗粒的原料的单体、例如水溶性烯键式不饱和单体、和液体成分的收容器。在聚合槽内,适当地利用未图示的搅拌器搅拌单体和液体成分,利用未图示的加热装置进行加热,由此进行单体的聚合反应,制作含水凝胶状的聚合物。这些搅拌器及加热装置与控制装置7连接,其动作受到控制。通过以上,在聚合槽内收容含有含水凝胶状的聚合物的浆料。浆料为了被送至浓缩器2而经由形成于聚合槽的下部的下部开口从聚合器1排出。
在聚合槽的下部开口连接有配管的一端。该配管的另一端与形成于浓缩器2的上部的开口连接。从聚合器1排出的浆料通过配管内,经由浓缩器2的上部的开口被投入到浓缩器2内。在配管安装有阀,为了控制经由配管的浆料的连通,阀的开闭由控制装置7控制。
[浓缩器]
浓缩器2具有未图示的浓缩槽。从聚合器1排出的浆料经由形成于浓缩器2的上部的上部开口流入浓缩槽内,以在浓缩槽内的上部形成气相成分的方式被收容。在浓缩槽内,适当地利用未图示的搅拌机对浆料进行搅拌,并利用未图示的加热装置进行加热,由此蒸馏去除其中所含的液体成分,浓缩浆料。这些搅拌机及加热装置与控制装置7连接,其动作受到控制。通过以上,在浓缩槽内收容含有含水凝胶状的聚合物的浓缩液。含有含水凝胶状的聚合物的浓缩液为了作为吸水性树脂组合物A1被送至干燥机3,经由形成于浓缩槽的下部的下部开口从浓缩器2排出。
在浓缩槽的下部开口连接有配管的一端。该配管的另一端与形成于干燥机3的上部的上部开口连接。从浓缩器2排出的吸水性树脂组合物A1通过配管内,经由干燥机3的上部开口被投入到干燥机3内。在配管安装有阀,为了控制经由配管的吸水性树脂组合物A1的连通,阀的开闭由控制装置7控制。
[干燥机]
干燥机3具有未图示的干燥室。从浓缩器2排出的吸水性树脂组合物A1经由干燥机3的上部开口流入干燥室内。干燥机3通过未图示的加热装置对干燥室内的吸水性树脂组合物A1进行加热,从吸水性树脂组合物A1中去除其中含有的水分。由此,制作使吸水性树脂组合物A1干燥而成的吸水性树脂前体A2。加热装置与控制装置7连接,其动作被控制。加热装置使吸水性树脂组合物A1干燥,以使收容在干燥室内的吸水性树脂组合物A1整体的含水率(质量%)优选为20%以下,更优选为10%以下。干燥后得到的吸水性树脂前体A2为了向后述的第一通道构件L1内输送,而经由形成于干燥室的下部的下部开口从干燥机3排出。
干燥机3也可以构成为使从聚合器1排出的浆料作为吸水性树脂组合物A1而进行干燥。即,制造装置100也可以省略浓缩器2,将聚合器1与干燥机3直接连接。在该情况下,从聚合器1排出的浆料相当于吸水性树脂组合物A1。而且,干燥机3同时进行吸水性树脂组合物A1的浓缩和干燥。
[第一通道构件]
第一通道构件L1为对用于使吸水性树脂前体A2向给定方向进行移动的通道进行划定的构件,并与后述的第二通道构件L2、第三通道构件L3以及第四通道构件L4一起构成对干燥机3和分级器6进行连接的路径。第一通道构件L1的一端与干燥室的下部开口连接。第一通道构件L1由配管构成,吸水性树脂前体A2例如能够通过重力在第一通道构件L1内移动,但并不限定于此。在第一通道构件L1的内部,以与吸水性树脂前体A2的移动方向交叉的方式配置有捕集件30。更具体而言,捕集件30以其外周缘端与第一通道构件L1的内表面接触的方式设置于第一通道构件L1。由此,第一通道构件L1的内部空间被划分为隔着捕集件30位于干燥机3侧的上游侧的通道和隔着捕集件30位于分选机4侧的下游侧的通道。
捕集件30是用于从流入第一通道构件L1内的吸水性树脂前体A2中捕集大于预定大小的粉体块状物B1并从制造装置100中去除的构件。粉体块状物B1例如为附着于聚合槽、浓缩槽及干燥室的内壁面的含水凝胶状的聚合物或吸水性树脂组合物A1成为核而生长为块状的块状物、吸水性树脂组合物A1凝聚而成为块状的块状物等。粉体块状物B1由于其大小而无法通过捕集件30划定的间隙,不会到达下游侧通道。另一方面,剩余的吸水性树脂前体A2通过捕集件30划定的间隙到达下游侧通道,在下游侧通道中进一步移动。关于捕集件30的具体的结构,由于在专利文献1中公开,所以视为在本说明书中记载的结构,在此省略详细的说明。
由捕集件30去除的粉体块状物B1是比由后述的分选机4的分选构件42分选的吸水性树脂前体B2大的吸水性树脂前体。粉体块状物B1的粒径例如为30mm以上,优选为50mm以上。
在第一通道构件L1形成有与上游侧通道连通的取出开口部31。取出开口部31划定用于将被捕集件30捕集到的粉体块状物B1取出到第一通道构件L1的外部的开口。捕集件30配置在第一通道构件L1内部,以使捕集到的粉体块状物B1例如通过重力向取出开口部31移动。由此,粉体块状物B1经由取出开口部31被取出到第一通道构件L1的外部,以使得不堵塞捕集件30的间隙及上游侧通道。
流入第一通道构件L1的下游侧通道的吸水性树脂前体A2经由与第一通道构件L1连接的第二通道构件L2被送到分选机4。第一通道构件L1和第二通道构件L2也可以经由例如用于暂时贮存吸水性树脂前体A2的料斗等对吸水性树脂前体A2的路径进行中继的中继构件32连接。
[第二通道构件]
第二通道构件L2为划定用于将吸水性树脂前体A2从第一通道构件L1向分选机4输送的通道的构件,并构成对干燥机3和分级器6进行连接的路径。将吸水性树脂前体A2从第一通道构件L1输送到分选机4的移送方法没有特别限定,可以适当选择利用重力的移送方法、利用非活性气体的气流的移送方法、利用输送机等移送机构的移送方法等。第二通道构件L2只要构成为根据吸水性树脂前体A2的输送方法将吸水性树脂前体A2投入分选机4的投入口40,则其方式没有特别限定。例如,能够使用配管、在其中产生气流的输送配管、输送机、进料器等构成第二通道构件L2。在第二通道构件L2上也可以为了调整吸水性树脂前体A2的流量而安装动作由控制装置7控制的阀。另外,在第二通道构件L2上也可以为了调整投入到分选机4的吸水性树脂前体A2的表面温度而配置表面温度调整装置。表面温度调整装置是从外侧和/或内侧对第二通道构件L2进行加热的装置(加热器)和/或冷却的装置(冷却器)。例如,表面温度调整装置具有卷绕安装于第二通道构件L2的外侧的管状构件,通过使水蒸气等热介质通过该管状构件的内部,能够对第二通道构件L2进行加热和/或冷却。
导入分选机的吸水性树脂前体A2的表面温度的下限值为50℃以上即可,优选为55℃以上,更优选为60℃以上。另外,其上限值为100℃以下即可,优选为95℃以下,更优选为90℃以下,更进一步优选为85℃以下,特别优选为80℃以下。综上所述,导入分选机的吸水性树脂前体A2的表面温度可以为50℃~100℃,更优选为60℃~80℃。
根据本发明的发明人们的见解,若吸水性树脂前体A2的表面温度在上述范围内,则能够通过分选机高效地分选含水率20%以上的吸水性树脂前体A2(将所分选出的吸水性树脂前体B2中的含水率小于20%的吸水性树脂前体A2的混入率抑制得较低)。
[分选机]
分选机4例如能够由振动式分选机、滚筒筛(旋转式分选机)、其他的筛装置构成。分选机4为了从由干燥机3排出后的吸水性树脂前体A2中分选含水率为20%以上的吸水性树脂前体,配置在连接干燥机3与分级器6的路径上。分选机4具备形成有投入口40的投入口部41和分选构件42。投入口40是用于投入从干燥机3排出并经由第二通道构件L2送来的吸水性树脂前体A2的开口。在本实施方式中,投入口部41是收容分选构件42的壳体。在投入口部41的内侧,以划定用于分选吸水性树脂前体A2的分选区域45(参照图5A~5D)的方式连结分选构件42。如后所述,分选构件42也可以经由与投入口部41连结的其他构件与投入口部41连结,分选区域45由分选构件42、投入口部41以及其他构件中的至少一方划定即可。如后所述,分选构件42可以为了对分选区域45内的吸水性树脂前体A2赋予运动而构成为可动式,其动作可以由控制装置7控制。
从干燥机3排出后的吸水性树脂前体A2在表面温度为50℃~100℃的状态下被投入分选机4。投入到分选机4内的吸水性树脂前体A2首先进入分选区域45内。在壳体形成有使其内外连通的第一排出口43以及第二排出口44。进入分选区域45内的吸水性树脂前体A2被分选构件42分为两部分,并从任意一个排出口43、44排出到分选机4外。
[分选构件]
分选构件42的整体形状可以适当选择平面形、圆筒形、圆锥台形、方筒形等。在分选构件42形成有多个使分选区域45的内外连通的给定尺寸的开口。由此,进入分选区域45内的吸水性树脂前体A2中,尺寸超过分选构件42的开口的尺寸的吸水性树脂前体不能通过分选构件42的开口,被分选为通过分选构件42的开口的尺寸的吸水性树脂前体。基于后述的理由,分选出的吸水性树脂前体A2从连接分选机4与分级器6的路径中被去除。以下,将吸水性树脂前体A2中无法通过分选构件42的开口的吸水性树脂前体称为吸水性树脂前体B2,将能够通过分选构件42的开口的吸水性树脂前体称为吸水性树脂前体A3。
本实施方式的分选构件42由形成有多个开口(一般也称为“网眼”)的网状构件42a构成。网状构件42a例如如图2A所示,通过将由金属等构成的线状构件编织成正方形的格子状而形成。在图2A所示的例子中,线状构件的编织方法没有特别限定,可以是包含平顶式的平纹编织,也可以是斜纹编织。
不过,构成分选构件42的构件并不限定于图2A所示的正方形的格子状的网状构件42a,能够适当变更。以下,对分选构件42的形状进行详述。
<构成分选构件42的构件为正方形的格子状的网状构件42a的情况>
在构成分选构件42的构件是图2A所示的正方形的格子状的网状构件42a的情况下,网状构件42a的开口的尺寸由根据每1英寸的开口数和线状构件的线径而依存的网眼E定义。具体而言,分选构件2的网眼E由下述式(1)定义。
式(1)…E(mm)=(25.4/M)-d(mm)
在式(1)中,M表示每1英寸(25.4mm)的开口数,d表示线状构件的线径。
线径d的下限值可以为0.8mm以上,优选为1.0mm以上,更优选为1.3mm以上,特别优选为1.5mm以上。另外,其上限值可以为2.2mm以下,优选为2.0mm以下,更优选为1.8mm以下,特别优选为1.7mm以下。若将这些进行总结,则线径d可以为0.8mm~2.2mm,优选为1.0mm~2.0mm,更优选为1.3mm~1.8mm,特别优选为1.5mm~1.7mm。若线径d在该范围内,则能够抑制吸水性树脂前体A2附着在分选构件42上,能够以良好的成品率制作吸水性树脂颗粒。
另外,网眼E的下限值可以为7mm以上、8mm以上,优选为9mm以上、9.5mm以上,更优选为9.8mm以上。另外,其上限值可以为15mm以下、14mm以下、13mm以下、12mm以下、11mm以下,优选为10.5mm以下,更优选为10.2mm以下。若将这些进行总结,则网眼E可以为7mm~15mm以下,优选为9mm~11mm,更优选为9.5mm~10.5mm,进一步优选为9.8mm~10.2mm。若网孔E在上述范围内,则能够高效地分选含水率20%以上的吸水性树脂前体A2。
另外,在分选构件42为图2A所示的正方形的格子状的情况下,由下述式(2)定义的开口率可以为55%以上,优选为60%以上,更优选为65%以上,特别优选为70%以上。另外,其上限值可以为90%以下,优选为85%以下,更优选为80%以下,特别优选为77%以下。
式(2)…开口率(%)=(E/E+d)2×100
如果开口率在上述范围内,则能够高效地分选含水率20%以上的吸水性树脂前体A2。
<构成分选构件的构件是正方形格子状以外的网状构件42a的情况>
另外,例如如图2B~2D所示,在网状构件42a的开口的形状例如为长方形、平行四边形、六边形等的情况下,将划定一个开口的相互平行的线状构件间隔中,最小的间隔E作为该开口的尺寸。在该情况下,在网状构件42a中,将对随机选定的不同的10处开口测量出的E的平均值Em作为网状构件42a的开口的尺寸。
作为构成分选构件42的构件的其他形态,例如可举出图3A以及3B所示那样的形成有多个开口(与网状构件42a相同,也称为“网眼”)的板状构件42b。板状构件42b例如是通过打孔加工而形成有多个贯通孔的金属板。例如如图3A所示,在展开为平面的状态的板状构件42b的开口的形状为圆的情况下,将圆的直径E作为一个开口的尺寸。另外,例如如图3B所示,在板状构件42b的开口的形状为长圆形的情况下,将划定开口的相互平行的周缘的间隔E作为一个开口的尺寸。进而,在板状构件42b的开口的形状例如为长方形、平行四边形、六边形等的情况下,以与网状构件42a相同的要领,将划定该开口的相互平行的周缘的间隔中的最小的间隔E作为一个开口的尺寸。对于板状构件42b,也与网状构件42a同样地,将对随机选定的不同的10处开口测量出的E的平均值Em作为板状构件42b的开口的尺寸。
在分选构件42由图2B~图3B所例示的网状构件42a或板状构件42b构成的情况下,分选构件42的开口的尺寸(网眼)也优选为上述的范围。
另外,在分选构件42由图2B~图3B所例示的网状构件42a或板状构件42b构成的情况下,分选构件42的开口率能够根据分选构件42的整体形状适当选择。图4是说明分选构件42的开口率的计算方法的图。关于开口率,在展开为平面的状态的分选构件42中,定义将开口形状的中心连结而成的长方形中的最小的长方形R,开口率能够设为在由长方形R包围的区域内开口所占的合计的面积SA与长方形R的面积SR之比。在图4中,例示了分选构件42的开口为正六边形的情况,但上述的开口率的计算方法也能够应用于形成有其他形状的开口的分选构件42。
在分选构件42由图2B~图3B所例示的网状构件42a或板状构件42b构成的情况下,其开口率也优选为上述的范围。
[分选机的结构例]
图5A~图5D表示分选机4的结构例。如图5A~图5D所示,投入口40的朝向以及投入口部41与分选构件42的位置关系没有特别限定,能够适当选择。另外,也能够根据分选构件42的整体形状适当地选择投入口部41的形状以及投入口40的朝向等。形成于分选机4的第一排出口43是为了防止分选构件42的堵塞而用于从分选区域45内取出吸水性树脂前体B2的开口。另外,形成于分选机4的第二排出口44是用于将吸水性树脂前体A3从分选机4排出并送至划定与分级器6相连的路径的第三通道构件L3、进而送至冷却机5和第四通道构件L4的开口。
图5A是分选构件42为平板形的情况的例子。在该例中,分选构件42经由划定与投入口40连接的通道的通道构件46与投入口部41连结。通道构件46与投入口部41连结,与分选构件42一起划定分选区域45。从投入口40投入的吸水性树脂前体A2中,吸水性树脂前体A3通过分选构件42的多个开口,到达分选区域45外,从第二排出口44排出。另一方面,吸水性树脂前体B2从第一排出口43排出。另外,分选构件42也可以为了使吸水性树脂前体B2更迅速地向第一排出口43移动而相对于水平方向倾斜。此外,分选构件42也可以构成为,通过未图示的振动机构而进行振动,从而对吸水性树脂前体A2赋予运动,以防止开口被堵住而产生堵塞。
图5B是分选构件42为圆筒形或方筒形的情况的例子。在该例中,分选构件42的筒轴方向的两端开放。分选构件42以两端朝向水平方向并各自与投入口40和第一排出口43相连的方式与投入口部41连结。从投入口40投入的吸水性树脂前体A2中,吸水性树脂前体A3通过分选构件42的多个开口,到达分选区域45外,从第二排出口44排出。另一方面,吸水性树脂前体B2经由分选构件42的一端而从第一排出口43被排出。分选构件42也可以构成为,通过未图示的旋转机构以筒轴为基准进行旋转,从而对吸水性树脂前体A2赋予运动,以防止开口被堵住而产生堵塞。此外,分选机4也可以为了使吸水性树脂前体B2更迅速地移动至第一排出口43,在分选构件42的内部具备能够从投入口40侧的端部移动至第一排出口43的端部的叶片构件。进而,分选构件42也可以是圆锥台形。
图5C是分选构件42为圆筒形或方筒形的情况的另一例。在该例中,分选构件42以分选构件42的筒轴方向的一端朝向铅垂方向上方、另一端朝向铅垂方向下方的方式与投入口部41连结。分选构件42的向下的端部(下端)不开放,与分选构件42的侧周部连续地构成。即,在分选构件42的下端也形成有多个给定尺寸的开口。从投入口40投入的吸水性树脂前体A2中,吸水性树脂前体A3通过分选构件42的多个开口,到达分选区域45外,从第二排出口44排出。分选构件42在下端附近与划定连接分选区域45与第一排出口43的通道的通道构件47连结。通道构件47的通道的内径大于吸水性树脂前体B2的尺寸。由此,吸水性树脂前体B2通过通道构件47的通道而从第一排出口43排出。分选构件42也可以构成为,通过未图示的振动机构而进行振动,从而对吸水性树脂前体A2赋予运动,以防止开口被堵住而产生堵塞。另外,为了使吸水性树脂前体B2更迅速地向通道构件47移动,分选构件42的下端也可以相对于水平方向倾斜。进而,分选构件42也可以是圆锥台形。
图5D是分选机4的分选构件42为圆筒形或方筒形的情况的又一例。该例与图5B的例子的不同点在于,以分选构件42的筒轴相对于水平方向倾斜的方式配置分选构件42。分选机4也可以构成为分选构件42的倾斜角能够在一定的范围内变化。在其他方面,关于图5B的例子的说明适用,因此省略说明。
如上所述,分选机4构成为以表面温度为50℃~100℃的吸水性树脂前体A2的尺寸(粒径)为基准来分选吸水性树脂前体A2。在本说明书中,为了方便起见,作为分选基准的吸水性树脂前体A2的尺寸是如图6所示那样确定的值。具体而言,分别定义吸水性树脂前体A2在相互正交的三个平面上的投影形状的外接长方形Rx、Ry、Rz,将这些外接长方形Rx、Ry、Rz的长边的平均值作为吸水性树脂前体A2的尺寸(粒径)。在本实施方式中,实现将表面温度为50℃~100℃、且这样确定的尺寸超过分选构件42的开口的尺寸(给定尺寸)的吸水性树脂前体A2分选为吸水性树脂前体B2。此外,在本实施方式中,实现将表面温度为50℃~100℃、且这样确定的尺寸为分选构件42的开口的尺寸以下的吸水性树脂前体A2作为吸水性树脂前体A3而向分级器6输送。
[分选吸水性树脂前体的理由]
以下,对分选含水率20%以上的吸水性树脂前体A2的理由、和作为为含水率20%以上的吸水性树脂前体A2而高效地分选表面温度为50℃~100℃且超过分选构件42的开口的尺寸的吸水性树脂前体B2的理由进行说明。
吸水性树脂前体A2通过干燥机3被干燥为作为整体含水率至少成为20%以下。但是,由于干燥室内的温度分布,各个吸水性树脂前体A2的干燥程度产生偏差。因此,作为个体的吸水性树脂前体A2中包含干燥不充分的。根据发明人们的研究,这样的吸水性树脂前体A2即使在干燥后的温度较高的状态下也含有较多的水分,因此对加压吸水能力和吸水速度等作为吸水性树脂颗粒P1的品质产生影响。即,由于存在含水率为20%以上的吸水性树脂前体A2,导致分级后的吸水性树脂颗粒P1的加压吸水能力和吸水速度的偏差变大,对吸水性树脂颗粒P1的加压吸水能力和吸水速度的控制变得更加困难。
发明人们通过后述的实验确认了如下内容:如果利用分选机4从干燥后的表面温度为50℃~100℃的吸水性树脂前体A2中分选其尺寸超过给定尺寸的吸水性树脂前体,则能高效地分选含水率20%以上的吸水性树脂前体A2。给定尺寸由分选机4所具备的分选构件42的开口的尺寸决定。因此,作为分选基准的吸水性树脂前体A2的给定尺寸如对于分选构件42的开口的尺寸上述的那样,可以为7mm~15mm以下,优选为9mm~11mm,更优选为9.5mm~10.5mm,进一步优选为9.8mm~10.2mm。根据后述的实验确认了如下内容:使用具有形成有尺寸为10mm的开口的分选构件42的分选机4分选的吸水性树脂前体B2的含水率为60%以上。像这样,当利用分选机4分选从干燥机3排出后的吸水性树脂前体A2时,可以说其中含水率较高的物质被分选为吸水性树脂前体B2。
所分选的吸水性树脂前体B2的含水率为20%以上即可,可以为30%以上或40%以上,优选为50%以上,更优选为60%以上。另外,其上限值可以为85%以下,优选为75%以下或70%以下,更优选为65%以下。
另外,发明人们通过实验确认了如下内容:若在干燥后的表面温度较高的状态下分选吸水性树脂前体A2,并利用分级器6对剩余的吸水性树脂前体A3进行分级,则分级完成的吸水性树脂颗粒P1的加压吸水能力和吸水速度的偏差变得更小。根据以上,可以说,通过从连接干燥机3与分级器6的路径中将吸水性树脂前体B2去除,能得到进一步抑制了加压吸水能力和吸水速度的偏差的吸水性树脂颗粒P1。
[第三通道构件]
第三通道构件L3是与第二排出口44以及形成于冷却机5的上部的上部开口连接的构件。第三通道构件L3划定用于将从第二排出口44排出的吸水性树脂前体A3输送到冷却机5的通道,构成连接干燥机3与分级器6的路径。将吸水性树脂前体A3输送至冷却机5的移送方法没有特别限定,可以适当选择利用重力的移送方法、利用非活性气体的气流的移送方法、利用输送机等移送机构的移送方法等。第三通道构件L3只要构成为根据吸水性树脂前体A3的输送方法向形成于冷却机5的上部的上部开口投入吸水性树脂前体A3,则其方式没有特别限定。例如,能够使用配管、在其中产生惰性气体的气流的输送配管、输送机、进料器等来构成第三通道构件L3。在第三通道构件L3上也可以为了调整吸水性树脂前体A2的流量而安装由控制装置7控制动作的阀。
[冷却机]
冷却机5配置在连接干燥机3与分级器6的路径上,具有未图示的冷却室。从分选机4的第二排出口44排出的吸水性树脂前体A3经由冷却机5的上部开口流入冷却室内。冷却机5通过未图示的冷却装置对冷却室内的吸水性树脂前体A3进行冷却,去除干燥机3对吸水性树脂前体A3赋予的热。冷却装置与控制装置7连接,其动作受到控制。冷却后的吸水性树脂前体A3为了向分级器6输送,经由形成于冷却机5的下部的开口即能够与冷却室连通的下部开口从冷却机5排出。
[第四通道构件]
第四通道构件L4是与冷却机5的下部开口以及形成于分级器6的上部的上部开口连接的构件。第四通道构件L4划定用于将从冷却机5的下部开口排出的吸水性树脂前体A3向分级器6输送的通道,构成连接干燥机3和分级器6的路径。将冷却后的吸水性树脂前体A2输送至分级器6的移送方法没有特别限定,可以适当选择利用重力的移送方法、利用非活性气体的气流的移送方法、利用输送机等移送机构的移送方法等。第四通道构件L4只要以根据吸水性树脂前体A3的输送方法而从上部开口向分级器6内投入吸水性树脂前体A3的方式构成,则其方式没有特别限定。例如,能够使用一端与冷却机5的下部开口连接且另一端与分级器6的上部开口连接的配管、在其中产生非活性气体的气流的输送配管、输送机以及进料器等来构成第四通道构件L4。在第四通道构件L4上也可以为了调整吸水性树脂前体A3的流量而安装由控制装置7控制动作的阀。
[分级器]
分级器6是将吸水性树脂前体A3分成具有所期望的粒径分布的吸水性树脂颗粒的组的装置。作为分级器6,例如可举出振动筛(不平衡重驱动式、共振式、振动马达式、电磁式、圆型振动式等)、面内运动筛(水平运动式、水平圆-直线运动式、三维圆运动式等)、可动网式筛、强制搅拌式筛、网面振动式筛、风力筛、声波筛等。本实施方式的分级器6具有多个面内运动筛。多个面内运动筛以网眼尺寸更大的在上方,网眼尺寸更小的在下方的顺序组合。由此,输送至分级器6并投入至面内运动筛的吸水性树脂前体A3分别被分级为面内运动筛规定的等级。其中,被分级为符合作为产品的标准的等级的吸水性树脂颗粒被得到为吸水性树脂颗粒P1。
<3.吸水性树脂颗粒的制造方法>
以下,参照附图对本发明的一实施方式所涉及的吸水性树脂颗粒的制造方法进行说明。图7是表示在使用了制造装置100的吸水性树脂颗粒的制造时进行的各工序的流程的流程图。各工序(步骤)S1~S7主要由控制装置7控制。
在步骤S1中,聚合器1进行聚合。聚合器1的聚合槽中收容有成为吸水性树脂颗粒的原料的单体和液体成分(烃分散介质)。通过将它们在聚合槽内搅拌和加热,进行单体的聚合反应,制作含有含水凝胶状的聚合物的浆料。所制作的浆料被送至浓缩器2。
在步骤S2中,浓缩器2进行浓缩。从聚合器1送来的浆料被收容在浓缩器2的浓缩槽内。浆料通过在浓缩槽内进行搅拌和加热而被浓缩。由此,得到含有含水凝胶状的聚合物的浓缩液、即吸水性树脂组合物A1。吸水性树脂组合物A1被送至干燥机3。
在步骤S3中,干燥机3进行干燥。从浓缩器2送来的吸水性树脂组合物A1被收容于干燥机3的干燥室。吸水性树脂组合物A1通过在干燥室内被干燥而被去除水分,成为吸水性树脂前体A2。步骤S3是本发明的“使吸水性树脂组合物干燥而得到吸水性树脂前体的步骤”的一例。得到的吸水性树脂前体A2被输送到与分选机4相连的第一通道构件L1。
在步骤S4中,通过设置于第一通道构件L1的捕集件30来捕集粉体块状物B1,将其从第一通道构件L1去除。剩余的吸水性树脂前体A2以表面温度为50℃~100℃的状态被送至分选机4。
在步骤S5中,分选机4将吸水性树脂前体A2分选为吸水性树脂前体B2和吸水性树脂前体A3。吸水性树脂前体B2作为含水率20%以上的吸水性树脂前体A2而被去除。剩余的吸水性树脂前体A3被送至冷却机5。步骤S5是本发明的“从吸水性树脂前体中分选并去除含水率20%以上的吸水性树脂前体的步骤”的一例。
在步骤S6中,冷却机5进行冷却。从分选机4送来的吸水性树脂前体A3被收容在冷却机5的冷却室中,为了去除被干燥机3赋予的热而被冷却。冷却后的吸水性树脂前体A3被送至分级器6。
在步骤S7中,分级器6对吸水性树脂前体A3进行分级。由此,分级完成,得到符合作为产品的标准的吸水性树脂颗粒P1。步骤S7是本发明的“对剩余的吸水性树脂前体进行分级而得到分级完成的吸水性树脂颗粒的步骤”的一例。另外,吸水性树脂颗粒P1中还包括在基于分级器6的分级后进一步根据需要添加了添加剂的吸水性树脂颗粒。
<4.特征>
根据上述实施方式所涉及的制造装置100以及使用了制造装置100的吸水性树脂颗粒的制造方法,通过配置在连接干燥机3与分级器6的路径中途的分选机4,来进行吸水性树脂前体A2的分选。由此,能够将即使在干燥后含水率也较高为20%以上的吸水性树脂前体A2分选为吸水性树脂前体B2,并从制造装置100中去除。并且,通过用分级器6对去除了吸水性树脂前体B2后的吸水性树脂前体A3进行分级,能够抑制所得到的吸水性树脂颗粒P1的加压吸水能力以及与尺寸相应的吸水速度等品质的偏差。
<5.变形例>
以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式,只要不脱离其主旨,就可以进行各种变更。例如,可以进行以下的变更。
(1)
也可以省略捕集件30及步骤S4。即,也可以不设置捕集件30而构成第一通道构件L1。
(2)
也可以省略冷却机5以及步骤S6。即,制造装置100也可以不具备冷却机5,也可以构成为分选机4与分级器6直接相连。
(3)
分选构件42的开口也可以是狭缝状。在该情况下,狭缝的间隔的平均值相当于分选构件42的开口的尺寸。
(4)
也可以省略中继构件32以及第二通道构件L2。即,也可以构成为第一通道构件L1兼作第二通道构件L2,第一通道构件L1的另一端与分选机4的投入口40连接。
实施例
以下,对本发明的实施例进行说明,但本发明并不限定于以下的实施例。
<实验1>
准备与上述实施方式所涉及的制造装置100相同的制造装置,使用该制造装置通过上述实施方式所涉及的制造方法来制造了吸水性树脂颗粒。然后,通过后述的方法对为了从制造装置100中去除而分选出的吸水性树脂前体和送至分级器的吸水性树脂前体的含水率分别进行了测定。以下对吸水性树脂颗粒的详细制造方法进行说明。
[1.第一级的单体水溶液的制备]
在第一级单体制备用的容器中,加入作为水溶性烯键式不饱和单体的80质量%丙烯酸水溶液28.8质量份,边冷却边滴加作为碱性中和剂的30质量%氢氧化钠水溶液31.9质量份,进行中和使得中和度为水溶性烯键式不饱和单体酸基的76摩尔%。接着,加入作为自由基聚合引发剂的过硫酸钾的2质量%水溶液1.15质量份、作为交联剂的乙二醇二缩水甘油醚的3质量%水溶液0.14质量份、水11.0质量份并进行溶解,制备第一级的单体水溶液,保持在20℃~21℃的温度。
[2.向聚合器的输送和添加剂的投入]
在聚合器中作为烃分散介质而投入正庚烷90.0质量份、作为分散稳定剂而投入马来酸酐·乙烯·丙烯共聚物的10质量%正庚烷溶液2.02质量份,利用聚合器所具备的搅拌装置将它们搅拌。接着,将第一级的单体水溶液的总量加入聚合器中。进而,一边加热聚合器内的内容物,一边将蔗糖脂肪酸酯的10质量%正庚烷溶液2.02质量份加入聚合器中。开始向聚合器主体内部吹入氮气,对聚合器内进行氮气置换。
[3.第一级的聚合反应]
接着,将聚合器内的内容物加热至64℃,开始第一级的聚合反应,得到第一级的反应混合物。
[4.第二级的单体水溶液的制备]
另一方面,在另一容器中制备第二级的单体水溶液。具体而言,在另一容器中作为水溶性烯键式不饱和单体而加入80质量%丙烯酸水溶液41.3质量份,边冷却边滴加作为碱性中和剂的30质量%氢氧化钠水溶液45.7质量份,进行中和使得中和度成为水溶性烯键式不饱和单体酸基的76摩尔%。接着,加入作为自由基聚合引发剂的过硫酸钾的2质量%水溶液1.45质量份、作为交联剂的乙二醇二缩水甘油醚的3质量%水溶液0.12质量份、水1.51质量份并溶解,制备第二级的单体水溶液。
[5.第二级单体水溶液的投入]
接着,将第二级的单体水溶液的总量加入聚合器中。开始向聚合器内部吹入氮气,对聚合器内进行氮气置换。
[6.第二级的聚合反应]
接着,将聚合器内的内容物加热至57℃,开始第二级的聚合反应。聚合反应结束后,得到第二级的反应混合物(含有含水凝胶状的聚合物的浆料)。
[7.浓缩工序]
将第二级的反应混合物移送至具备搅拌装置的浓缩器。将第二级的反应混合物一边利用搅拌装置进行搅拌,一边加热至80℃~90℃。通过正庚烷与水的共沸蒸馏而将正庚烷与水分离,正庚烷返回浓缩器内,将给定量的水排出至体系外。
[8.干燥工序]
将浓缩后得到的吸水性树脂组合物移送至具备搅拌装置的干燥机。一边利用搅拌装置对吸水性树脂组合物进行搅拌,一边将干燥机内加热至80℃~110℃,通过正庚烷与水的共沸蒸馏将正庚烷和水排出到体系外。将给定量的水排出到体系外后,加入作为后交联剂的乙二醇二缩水甘油醚的3质量%水溶液1.4质量份,进一步进行加热和脱水,由此得到经过后交联的吸水性树脂(吸水性树脂前体)。
[9.吸水性树脂前体的移送及表面温度的调整]
将从干燥机排出的吸水性树脂前体通过作为第一和第二流路构件的配管移送至分选机。此时,利用加热器(表面温度调整装置)将配管加热至约80℃,由此将在配管内部移动的吸水性树脂前体的表面温度调整为60℃以上。
对通过第二流路构件的吸水性树脂前体的一部分进行4次采样,利用防水型数字温度计(SK-1260、株式会社佐藤计量器制作所制造)测定各样品的表面温度,结果分别为63.1℃、68.2℃、77.4℃、78.2℃。
[10.分选工序]
用分选机(滚筒筛式分选机)处理从干燥机移送的吸水性树脂前体,去除10mm以上的块状物。
具体而言,滚筒筛式分选机具有图5B所示的结构。
滚筒筛式分选机具有壳体和能够旋转的分选构件,分选构件是具有图2A的形状(正方形的格子状、线径1.6mm、网眼10mm、开口率74%)的网状构件,由构成为内径42cm×长度66cm的筒状的网状构件构成。分选构件以筒轴方向与水平面大致平行的方式配置。分选构件构成为,从其第一开口部(最接近分选机的投入口的开口部)投入的吸水性树脂前体朝向第二开口部(最接近分选机的第一排出口的开口部)前进。具体而言,在分选构件的内部设置有叶片构件,配合分选构件的旋转,吸水性树脂前体从第一开口部朝向第二开口部推进。
从分选构件的第一开口部投入的吸水性树脂前体在朝向第二开口部前进的过程中被分选。即,吸水性树脂前体当中粒径(尺寸)小的吸水性树脂前体通过分选构件的网眼而移动至分选机的第二排出口,另一方面,粒径(尺寸)大的吸水性树脂前体(块状物)不通过分选构件的网眼而移动至分选机的第一排出口。
[11.分级工序]
将移动至分选机的第二排出口的吸水性树脂前体移送至分级机,用具备网眼298μm~805μm的筛的分级器进行分级,得到中值粒径为380μm的吸水性树脂颗粒。另外,中值粒径的测定方法如后所述。相对于该吸水性树脂颗粒100质量份,混合作为添加剂的二氧化硅0.5质量份,得到作为最终品的吸水性树脂颗粒。
[含水率的测定方法]
取2.0g吸水性树脂前体至预先制成恒量(Wa(g))的不锈钢培养皿中进行精确称量(Wb(g))。将上述前体用内温设定为105℃的热风干燥机(ADVANTEC社制)干燥2小时后,在干燥器中放冷,测定干燥后的质量(Wc(g))。根据下式算出吸水性树脂前体的含水率。
含水率(质量%)=[(Wb-Wa)-(Wc-Wa)]/(Wb-Wa)×100
[中值粒径的测定方法]
将JIS标准筛从上方起按照网眼850μm的筛、网眼600μm的筛、网眼500μm的筛、网眼400μm的筛、网眼300μm的筛、网眼250μm的筛、网眼150μm的筛和托盘的顺序组合,在组合的最上方的筛中加入100g的上述添加二氧化硅之前的吸水性树脂颗粒,使用ro-tap式振荡器振荡10分钟进行了分级。分级后,计算各筛上残留的吸水性树脂颗粒的质量相对于总量的质量百分率,从粒径大的一方开始依次进行累计,由此将筛的网眼与筛上残留的吸水性树脂颗粒的质量百分率的累计值的关系标绘在对数概率纸上。通过用直线连接概率纸上的标绘点,将相当于累计质量百分率50质量%的粒径作为吸水性树脂颗粒的中值粒径(μm)。
<结果>
[10.分选工序]中,对移动到第一排出口的吸水性树脂前体的一部分进行两次取样,测定各样品的含水率。其结果,分别为60.1质量%、64.8质量%。另外,对移动至第二排出口的吸水性树脂前体的含水率也同样地进行测定,结果为含水率小于20质量%,因此确认了通过分选工序有效地分选出含水率高的吸水性树脂前体。
<实验2>
准备作为通过实验1所涉及的方法制造出的最终品的吸水性树脂颗粒P2(实施例)、和通过除了省略分选工序以外与实验1同样的方法制造出的中值粒径为365μm的吸水性树脂颗粒P3(比较例),分别进行3次取样。对于各样品,分别测定了表示加压吸水能力的加压吸水量和吸水速度。
[加压吸水量的测定方法]
图8表示加压吸水量的测定装置9。测定装置9具备滴定管部90、导管91、测定台92及测定部93。滴定管部90包括滴定管900、与滴定管900的下部连结的第一旋塞902及空气导入管901。空气导入管901的前端与第二旋塞903连结。滴定管部90与测定台92通过导管91连结。在测定台92形成有与导管91连通的贯通孔。测定部93包括:有机玻璃制的圆筒状的圆筒部930、粘接固定于圆筒部930的底部的尼龙网931、以及配重932。
测定台的贯通孔的内径为2mm,圆筒部930的内径为20mm。实验中使用的尼龙网931的网眼为57μm(255目)。另外,配重932的直径为19mm,质量为60g。配重932放置在吸水性树脂颗粒P2或P3的样品上,能够对吸水性树脂颗粒P2、P3施加0.3PSI的载荷。
测定在25℃的室内进行。首先,关闭第一旋塞902及第二旋塞903,将调节为25℃的0.9质量%食盐水经由滴定管900的上部开口注入滴定管900内。然后,用橡胶塞封闭滴定管900的上部开口。接着,打开第一旋塞902及第二旋塞903,调节测定台92的高度,使测定台92的贯通孔内的0.9质量%食盐水的水面的高度与测定台92的上表面的高度相同。
另外,针对吸水性树脂颗粒P2和P3的各样品准备测定部93,并放置在测定台92上。具体而言,在尼龙网931上均匀地散布0.1000±0.0002g的吸水性树脂颗粒P2或P3,将其上载置有配重932状态的测定部93放置在测定台92上。测定部93以圆筒部930的筒轴通过测定台92的贯通孔的方式对位。
从滴定管900内减少的0.9质量%食盐水的量W(ml)表示吸水性树脂颗粒P2或P3所吸收的0.9质量%食盐水的量。读取W(ml),按照下式计算吸水性树脂颗粒P2或P3开始吸水后经过60分钟后的吸水性树脂颗粒P2或P3的加压吸水量AUL(ml/g)。
AUL=W/0.1000
[吸水速度的测定方法]
在恒温水槽中在内容积100mL的烧杯中量取调整为25±0.2℃的温度的生理盐水50±0.1g。接着,使用磁力搅拌器(无环)以转速600rpm(以往Vortex法)进行搅拌,由此产生漩涡。将2.0±0.002g的吸水性树脂颗粒P2和P3分别一次性添加到生理盐水中。测定从吸水性树脂颗粒P2和P3添加后到液面涡流收敛的时间点为止的时间[秒],得到该时间作为吸水性树脂颗粒P2和P3的吸水速度。另外,吸水速度是受吸水性树脂颗粒的粒径影响的参数(一般而言,粒径越大,吸水速度越慢)。因此,作为吸水性树脂颗粒P2和P3的吸水速度评价指标,为了方便起见,使用吸水速度(V(秒))除以各自的中值粒径(MPS(μm))而得到的值V/MPS。中值粒径的测定方法如实施例1中所述。
<结果>
将三个样品份的吸水性树脂颗粒P2和P3的测定结果分别示于图9A和9B的图表。图9A是加压吸水量AUL(ml/g)的图表。由图9A可知,在实施例所涉及的吸水性树脂颗粒P2中,与比较例所涉及的吸水性树脂颗粒P3相比,加压吸水量AUL的偏差变小。另外,在实施例所涉及的吸水性树脂颗粒P2中,加压吸水量AUL的数值整体上更高。具体而言,三个样品份的吸水性树脂颗粒P2的加压吸水量AUL的平均值为34.7,与此相对,三个样品份的吸水性树脂颗粒P3的加压吸水量AUL的平均值为32。即,确认到与比较例所涉及的吸水性树脂颗粒P3相比,实施例所涉及的吸水性树脂颗粒P2的加压吸水量AUL提高了2.7(ml/g)。
另外,图9B是吸水速度评价指标V/MPS的图表。由图9B可知,在实施例所涉及的吸水性树脂颗粒P2中,与比较例的吸水性树脂颗粒P3相比,吸水速度评价指标V/MPS的偏差变小。具体而言,三个样品份的吸水性树脂颗粒P2的吸水速度评价指标V/MPS的方差为0.0003,与此相对,三个样品份的吸水性树脂颗粒P3的吸水速度评价指标V/MPS的方差为0.004。由此确认到,与比较例的吸水性树脂颗粒P3相比,实施例的吸水性树脂颗粒P2的偏差减少。
符号说明
1:聚合器
2:浓缩器
3:干燥机
4:分选机
5:冷却机
6:分级器
40:投入口
41:投入口部
42:分选构件
42a:网状构件
42b:板状构件
100:制造装置
A1:吸水性树脂组合物
A2:吸水性树脂前体
A3:吸水性树脂前体。
Claims (8)
1.一种吸水性树脂颗粒的制造装置,其具备:
干燥机,其使吸水性树脂组合物干燥而得到吸水性树脂前体;
分级器,其对所述吸水性树脂前体进行分级而得到吸水性树脂颗粒;以及
分选机,其配置在将所述干燥机与所述分级器相连的路径上,
所述分选机构成为分选含水率20%以上的所述吸水性树脂前体。
2.根据权利要求1所述的吸水性树脂颗粒的制造装置,其中,
所述分选机构成为将表面温度为50℃~100℃且超过给定尺寸的所述吸水性树脂前体分选为所述含水率20%以上的吸水性树脂前体。
3.根据权利要求2所述的吸水性树脂颗粒的制造装置,其中,
所述分选机包括:
投入口部,所述投入口部形成有供从所述干燥机排出的所述吸水性树脂前体投入的投入口;以及
分选构件,所述分选构件与所述投入口部连结,并形成有所述给定尺寸的开口,
所述分选机构成为将投入所述投入口的所述吸水性树脂前体中的、通过了所述开口的所述吸水性树脂前体输送到与所述分级器相连的路径。
4.根据权利要求3所述的吸水性树脂颗粒的制造装置,其中,
所述分选构件由形成有多个所述给定尺寸的开口的网状构件构成。
5.根据权利要求3或4所述的吸水性树脂颗粒的制造装置,其中,
所述分选构件构成为对投入所述投入口的所述吸水性树脂前体赋予运动。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的吸水性树脂颗粒的制造装置,其中,
所述给定尺寸为7mm~15mm。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的吸水性树脂颗粒的制造装置,其中,
所述制造装置还具备配置在将所述分选机与所述分级器相连的路径上的冷却机,
所述冷却机构成为对从所述分选机输送到与所述分级器相连的路径的所述吸水性树脂前体进行冷却。
8.一种吸水性树脂颗粒的制造方法,其包括如下步骤:
使吸水性树脂组合物干燥而得到吸水性树脂前体的步骤;
从所述吸水性树脂前体中分选并去除含水率20%以上的所述吸水性树脂前体的步骤;以及
对剩余的所述吸水性树脂前体进行分级而得到分级完成的吸水性树脂颗粒的步骤。
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