JP6793665B6 - 吸水性ポリマー粒子の製造方法、およびベルト式乾燥機 - Google Patents
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Description
吸水性ポリマーは特に、(共)重合された親水性モノマーからのポリマー、適切なグラフトベース上にある1種または複数種の親水性モノマーのグラフトコポリマー、架橋されたセルロースまたはデンプンエーテル、架橋されたカルボキシメチルセルロース、部分的に架橋されたポリアルキレンオキシド、または水性液体で膨潤可能な天然産物、例えばグアール誘導体である。このような吸水性ポリマーは、おむつ、タンポン、および生理帯を製造するため、また農業園芸における保水剤としても使用される。
・モノマー溶液またはモノマー懸濁液を重合させながら処理して、水性ポリマーゲルにする工程
・ベルト式乾燥機で水性ポリマーゲルを乾燥させる工程、ここでベルト式乾燥機は、循環式輸送ベルトを有し、水性ポリマーゲルをコンベヤベルト上で搬送する。この際に好ましくは、
・輸送ベルトが、関節構造の関節ラインで分離している幾つかのベルトプレートを有する、プレート式輸送ベルトとして形成されており、ここで各ベルトプレートは、水性ポリマーゲルを取り入れるための表面を有する
ことが意図されている。
a)少なくとも部分的に中和されていてよい、少なくとも1種のエチレン性不飽和の酸基含有モノマー、
b)少なくとも1種の架橋剤、
c)少なくとも1種の開始剤、
d)任意で、a)で挙げたモノマーと共重合可能なエチレン性不飽和モノマー、および任意で、1種以上の水溶性ポリマー
を含有するモノマー溶液またはモノマー懸濁液を重合させることにより、吸水性ポリマー粒子を製造するための製造方法に関する。
10A 下方で組み込まれた加熱レジスタおよび/またはベンチレータ
10B 上方で組み込まれた加熱レジスタおよび/またはベンチレータ
100 乾燥機モジュール
100A 好ましい圧力ゾーンのポリマーゲル入口
100B 好ましい圧力ゾーンのポリマーゲル出口
101 乾燥機本体
101e 乾燥機本体101の入口
101a 乾燥機本体101の出口
101i 乾燥機本体101の内部空間
102 換気構造
110 乾燥機ゾーン1
120 乾燥機ゾーン2
130 乾燥機ゾーン3
140 乾燥機ゾーン4
150 乾燥機ゾーン5
160 乾燥機ゾーン6
170 最後の乾燥機ゾーン
200 搬入モジュール
210 生成物投入部
300 搬出モジュール
310 幾つかの最後の乾燥機ゾーン
320 空気循環ベンチレータ
330 給気エレメント
331 排気エレメント
340 空気取り出し導管
341 空気取り出しライン
342 スロットル弁を有する第一のスロットル
343 スロットル弁を有する第二のスロットル
350 空気返送ライン
351 ベンチレータ
352 熱交換器
354 空気返送ライン
360 排気導管
361 ベンチレータ
362 放出スロットル
363 排気スロットル
370 空気供給区画
400 コンベヤベルト
410A、410B 偏向ローラAおよびB
410C 破砕機
420 乾燥前のポリマーゲル、水性ポリマーゲル/乾燥後の粒子での、乾燥された超吸水性ポリマーゲル
600 直交壁、
601、602 上部セグメント化要素、コンベヤベルトの上方
603 振り子板
604、606 中央部セグメント化要素、コンベヤベルトの間
605、607 下部セグメント化要素、コンベヤベルトの下方
700 フレーム
710/720 入口スロットル/出口スロットル
S 遊び
FL 新鮮な空気
AL 排気
C 搬送方向
C’ 向流方向
UL 循環空気
RL 返送空気
TZ 乾燥機ゾーン
DZ 圧力ゾーン、例えば後部および前部の圧力ゾーン
DZT1、DZT2、DZT3 圧力ゾーン部分領域
DP 圧力プロファイル
DS1、DS2、DS3 圧力段階、
WT1...WT3、WTn−2、WTn−1 熱交換器
EZ エンドゾーン
AZ 開始ゾーン
GRAD、GRAD1、GRAD2、GRAD3 圧力勾配領域
S1、S1A、S1B、S2、...S6、S6A、S7 方法工程
QW、QWe、QWa、QWi 直交壁、入口、出口、内部、およびコンベヤベルトの上方、その間、下方
p_A 内部空間101iに対する周囲圧力(大気圧)
p_U 内部空間101iにおける負圧
p_e、p_a 圧力ゾーンDZに対する入口圧力、出口圧力
ΔpA、ΔpB 第一、第二の圧力差
Claims (36)
- 吸水性ポリマー粒子を製造するための製造方法であって、
前記製造方法が、以下の方法工程:
・水性ポリマーゲルを製造する(S2)ために、水性モノマー溶液または懸濁液を重合させる(S1)工程、
・コンベヤベルト(400)を有するベルト式乾燥機内で、水性ポリマーゲルをコンベヤベルト(400)上に取り入れ、かつコンベヤベルト(400)上のポリマーゲルをコンベヤベルト(400)の搬送方向(C)へと搬送しながら、水性ポリマーゲルを乾燥させる(S3)工程、
・乾燥させたポリマーゲルを吸水性ポリマー粒子へと破砕および/または粉砕する(S4)工程を含み、ここで乾燥させる(S3)ために:
・ベルト式乾燥機は、乾燥機本体(101)を有し、その内部空間(101i)へ、コンベヤベルト(400)が導かれる、
前記製造方法において、
・乾燥機本体(101)の内部空間(101i)内の乾燥空気を、搬送方向(C)に対して向流(C’ )で導き、かつ乾燥機本体(101)の内部空間は、乾燥機本体(101)の外部空間における周囲圧力(p_A)に比して負圧(p_U)に保たれ、かつ内部空間(101i)は、圧力ゾーン(DZ)を有し、かつ/またはこれを形成し、ここで搬送方向(C)に沿って、
・第一の内部圧力が、周囲圧力(p_A)に対して第一の圧力差(ΔpA)を有する圧力ゾーン(DZ)のうち少なくとも1つにおける、ポリマーゲル入口(100A)での入口圧力として形成され、かつ
・第二の内部圧力が、周囲圧力(p_A)に対して第二の圧力差(ΔpB)を有する少なくとも1つの圧力ゾーン(DZ)における、ポリマーゲル出口(100B)での出口圧力として形成され、ここで
・第二の圧力差(ΔpB)は、第一の圧力差(ΔpA)よりも低く、
・乾燥機本体(101)の内部空間(101i)における少なくとも1つの圧力ゾーン(DZ)、または圧力ゾーン(DZ)の圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)が、コンベヤベルトの搬送方向に対して横に向けられている直交壁(QWa、QWe、QWi)によって区切られる
ことを特徴とする、前記製造方法。 - 内部空間(101i)は、複数の圧力ゾーン(DZ)に分割されている請求項1に記載の製造方法。
- ・少なくとも1つの圧力勾配領域(GRAD)を、圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル入口(100A)に、圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル出口(100B)に、および/または圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル入口(100A)と圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル出口(100B)との間に有する、圧力プロファイル(DP)が形成され、かつ/または圧力勾配領域(GRAD)は、直交壁(QWa、QWe、QWi)において、圧力段階(DS1、DS2、DS3)を有することを特徴とする、請求項1または2記載の製造方法。
- ・乾燥機本体(101)の内部空間(101i)が、1つまたは複数の幾つかの圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)に分割されており、かつ/または
・少なくとも1つの圧力ゾーン(DZ)が、少なくとも1つまたは複数の最後の、乾燥機ゾーン(TZ、310)に延在しており、
・かつ/または1つまたは複数の幾つかの圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT1)は、搬出モジュール(300)の前のエンドゾーン(EZ)内部で形成される
ことを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の製造方法。 - 乾燥機本体(101)の内部空間が、最大−20mbarの範囲の負圧(p_U)に保たれており、周囲圧力(p_A)は、乾燥機本体(101)の外部の大気圧であることを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の製造方法。
- 乾燥機本体(101)の内部空間が、最大−10mbarの範囲の負圧(p_U)に保たれている請求項5記載の製造方法。
- 乾燥機本体(101)の内部空間が、最大−5mbarの範囲の負圧(p_U)に保たれている請求項5記載の製造方法。
- 乾燥機本体(101)の内部空間が、乾燥機本体(101)の外部空間における周囲圧力(p_A)に比して−0.5mbar〜−5mbarの負圧(p_U)に保たれている請求項5記載の製造方法。
- 周囲圧力に対する第一および第二の圧力差が、コンベヤベルト(400)の上方での内部圧力を基準としており、ここでコンベヤベルト(400)上に載置された水性ポリマーゲルについて、コンベヤベルト(400)の上方にある内部圧力は、最大−10mbarの範囲の負圧であり、かつ/またはコンベヤベルト(400)の下方での内部圧力は、コンベヤベルト(400)の上方での内部圧力に比して0.5mbar〜5mbarの値だけ低下していることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の製造方法。
- コンベヤベルト(400)の上方にある内部圧力は、最大−5mbarの範囲の負圧である請求項9記載の製造方法。
- 周囲圧力に対する第一および第二の圧力差が、コンベヤベルト(400)の上方での内部圧力を基準としており、ここで、
・圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル入口(100A)で、大気圧に対する第一の圧力差が、−10mbar〜−1mbarであり、かつ/または
・圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル出口(100B)で、大気圧に対する第二の圧力差が、−3mbar〜0mbarである
ことを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の製造方法。 - 圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル入口(100A)で、大気圧に対する第一の圧力差が、−10mbar〜−0.5mbarである請求項11記載の製造方法。
- 圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル出口(100B)で、大気圧に対する第二の圧力差が、−2mbar〜0mbarである請求項11記載の製造方法。
- 圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル出口(100B)で、大気圧に対する第二の圧力差が、−0.5mbar〜0mbarである請求項11記載の製造方法。
- ・圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)における圧力推移の圧力プロファイル(DP)が、周囲圧力とは独立して調整可能であり、かつ/または
・圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)についての圧力プロファイル(DP)が、圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)についてのポリマーゲル入口(100A)にある入口弁または入口スロットル(710)の入口調整によって、および圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)のポリマーゲル出口(100B)にある出口弁または出口スロットル(720)の出口調整によって形成される
ことを特徴とする、請求項1から14までのいずれか1項記載の製造方法。 - 乾燥させる(S3)ために、
・乾燥機本体(101)に空気を排出するように接続される空気取り出し導管(340)、および乾燥機本体(101)に空気を供給するように接続される空気返送導管(350)が形成されており、空気返送導管(350)は、空気取り出し導管(340)と結合されており、ここで
・返送空気(RL)を、乾燥機本体(101)から取り出し、かつ空気返送導管(350)を介して乾燥機本体(101)に、再度供給し、ここで空気取り出し導管(340)および/または空気返送導管(350)は、圧力ゾーン(DZ)と流れでつながっており、空気案内開口部によって、圧力ゾーン(DZ)へと合流し、かつ/または
・乾燥機本体(101)からの排気を、少なくとも部分的に、排気導管(360)中に排出し、ここで排気導管(360)は、さらなる空気案内開口部から、圧力ゾーンへと進み、かつ/または
・ベルト式乾燥機が、循環空気(UL)を用いて稼動される空気循環型ベルト式乾燥機として形成されており、前記空気循環型ベルト式乾燥機は、循環空気を導くために、コンベヤベルト(400)を含む乾燥機本体(101)を用いて形成されており、ここで乾燥機ゾーン(TZ)における乾燥空気を循環空気(UL)として循環させる
ことを特徴とする、請求項1から15までのいずれか1項記載の製造方法。 - 返送空気(RL)を、エンドゾーン(EZ)から取り出す請求項16記載の製造方法。
- 乾燥機ゾーン(TZ)における乾燥空気を循環空気(UL)として向流方向(C’)に対して横向きに循環させる請求項16記載の製造方法。
- 圧力ゾーン(DZ)において、圧力プロファイルが、
・給気のスロットル調整可能な体積流量によって形成され、かつ/または
・排気のスロットル調整可能な体積流量によって形成され、かつ/または
・圧力ゾーン(DZ)において、体積流量の調整が、圧力プロファイル(DP)を形成し、体積流量の調整を、空気案内開口部で行うことを特徴とする、請求項1から18までのいずれか1項記載の製造方法。 - 圧力プロファイルが、返送空気(RL)および/または新鮮な空気(FL)のスロットル調整可能な体積流量によって、圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)のポリマーゲル入口(100A)で形成される請求項19記載の製造方法。
- 圧力プロファイルが、排気のスロットル調整可能な体積流量によって、圧力ゾーン(DZ)および/または圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)のポリマーゲル出口(100B)で形成される請求項19記載の製造方法。
- 圧力ゾーン(DZ)において、ポリマーゲル入口(100A)および/またはポリマーゲル出口(100B)で、および/またはポリマーゲル入口(100A)とポリマーゲル出口(100B)との間で、体積流量の調整が、圧力プロファイル(DP)を形成し、体積流量の調整を、給気エレメント(330)および/または排気エレメント(331)で行う請求項19記載の製造方法。
- 水性ポリマーゲルを乾燥させるための、請求項1から22までのいずれか1項記載の製造方法における、ベルト式乾燥機であって、ここで、
・ベルト式乾燥機は、乾燥機本体(101)を有し、その内部空間(101i)へ、コンベヤベルト(400)が導かれる、
前記ベルト式乾燥機において、
・乾燥機本体(101)の内部空間(101i)内の乾燥空気を、搬送方向(C)に対して向流(C’)で導くことができ、乾燥機本体(101)の内部空間は、乾燥機本体(101)の外部空間における周囲圧力(p_A)に比して負圧(p_U)に保つことができ、内部空間(101i)は、圧力ゾーン(DZ)を有し、かつ/またはこれを形成し、ここで搬送方向(C)に沿って、
・第一の内部圧力が、周囲圧力(p_A)に対して第一の圧力差(ΔpA)を有する圧力ゾーン(DZ)のうち少なくとも1つにおける、ポリマーゲル入口(100A)での入口圧力として形成され、かつ
・第二の内部圧力が、周囲圧力(p_A)に対して第二の圧力差(ΔpB)を有する少なくとも1つの圧力ゾーン(DZ)における、ポリマーゲル出口(100B)での出口圧力として形成され、ここで
・第二の圧力差(ΔpB)は、第一の圧力差(ΔpA)よりも低く、
・乾燥機本体(101)の内部空間(101i)における少なくとも1つの圧力ゾーン(DZ)、または圧力ゾーン(DZ)の圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)が、コンベヤベルトの搬送方向に対して横に向けられている直交壁(QWa、QWe、QWi)によって区切られる
ことを特徴とする、前記ベルト式乾燥機。 - 内部空間(101i)は、複数の圧力ゾーン(DZ)に分割されている請求項23記載のベルト式乾燥機。
- ・少なくとも1つの圧力勾配領域(GRAD)を、圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル入口(100A)に、圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル出口(100B)に、および/または圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル入口(100A)と圧力ゾーン(DZ)のポリマーゲル出口(100B)との間に有する、圧力プロファイル(DP)が形成されることができ、かつ/または圧力勾配領域(GRAD)は、直交壁(QWa、QWe、QWi)において、圧力段階(DS1、DS2、DS3)を有することを特徴とする、請求項24記載のベルト式乾燥機。
- 圧力ゾーン(DZ)が、圧力ゾーン(DZ)の縁部に圧力ゾーン境界部を有し、ここで
・圧力ゾーン境界部は、空気案内開口部および/または外部の直交壁(QWa、QWe)によって、乾燥機本体(101)の内部空間(101i)に形成されており、ここで外部の直交壁(QWa、QWe)は、コンベヤベルト(400)の搬送方向(C)に対して横に向けられており、かつ/または
・空気案内開口部および/または外部の直交壁(QWa、QWe)は、圧力ゾーン境界部に圧力勾配領域(GRAD)を形成するために配置されている
ことを特徴とする、請求項23から25までのいずれか1項記載のベルト式乾燥機。 - 圧力ゾーン(DZ)が、ポリマーゲル入口(100A)および/またはポリマーゲル出口(100B)を有する請求項26記載のベルト式乾燥機。
- 外部の直交壁(QWa、QWe)は、乾燥機本体(101)に固定されている請求項26記載のベルト式乾燥機。
- 圧力ゾーン(DZ)が、圧力ゾーン内に内部の直交壁(QWi)を有し、かつ/または内部の直交壁(QWi)が、圧力ゾーン(DZ)の外部の直交壁(QWa、QWe)に加えて、圧力ゾーン(DZ)において圧力ゾーン部分領域(DZT1、DZT2)および/または圧力勾配領域(GRAD)を形成するために、形成されている
ことを特徴とする、請求項23から28までのいずれか1項記載のベルト式乾燥機。 - 圧力ゾーン(DZ)が、ポリマーゲル入口(100A)かつ/またはポリマーゲル出口(100B)を有する請求項29記載のベルト式乾燥機。
- 直交壁(QWa、QWe、QWi)が、乾燥機本体(101)の内部空間で、コンベヤベルト(400)の搬送方向(C)に対して横に向けられており、少なくとも1つのセグメント化要素(600)を有することを特徴とする、請求項23から30までのいずれか1項記載のベルト式乾燥機(1000)。
- 直交壁(QWa、QWe、QWi)が、乾燥機本体(101)の内部空間で、少なくとも1つの上部セグメント化要素(601、602)をコンベヤベルト(400)の上方に、かつ/または少なくとも1つの下部セグメント化要素(605、607)をコンベヤベルトの下方に、かつ/または少なくとも1つの中央部セグメント化要素(604、606)を、搬送方向(C)に動くコンベヤベルト部分と、搬送方向とは逆(C’)に動くコンベヤベルト部分との間に有することを特徴とする、請求項31記載のベルト式乾燥機(1000)。
- セグメント化要素(601、602、604、605、606、607)が、一体的に、かつ/または振り子板(603)を有して形成されている、かつ/または高さ調整可能であることを特徴とする、請求項31または32記載のベルト式乾燥機(1000)。
- セグメント化要素(601、602、604、605、606、607)が、上部セグメント化要素である請求項33記載のベルト式乾燥機(1000)。
- セグメント化要素(601、602、604、605、606、607)と、乾燥機本体(101)との結合が、フレームによって実現されていることを特徴とする、請求項23から34までのいずれか1項記載のベルト式乾燥機(1000)。
- フレームが、乾燥機本体(101)とのみ、またはセグメント化要素(601、602)とのみ、強固に結合されており、かつ/または
・フレームが乾燥機本体(101)とのみ、強固に結合されている場合には、フレームのところでセグメント化要素に、遊びが設けられており、かつ/または
・フレームが、セグメント化要素(601、602、604、605、606、607)とのみ、強固に結合されている場合には、フレームに、乾燥機本体(101)のところで遊びが設けられている
ことを特徴とする、請求項35記載のベルト式乾燥機(1000)。
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