JP7136780B2 - 一軸押出機および一軸押出機の使用ならびに一軸押出機を用いて高吸収性ポリマ、つまりsapポリマゲルの形態を変化させる方法 - Google Patents
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Description
- SAPポリマゲルを供給するための入口開口、
- 入口開口に接続された案内通路、
- 案内通路内に配置された、SAPポリマゲルを送りかつその形態を変化させるためのウォーム軸および
- 案内通路に接続された、好適には同様に、変化された形態を有するSAPポリマゲルの形態を変化させ、導出するための出口開口
を有する一軸押出機を起点とする。
‐ 重合プロセスにより、SAPポリマゲルを一軸押出機内に供給するステップ、
‐ 一軸押出機を作動させて、SAPポリマゲルの形態を変化させるステップ、
‐ 変化された形態を有するSAPポリマゲルを、一軸押出機から乾燥プロセスへ導出するステップ
を有している。
‐ 変化された形態を有するSAPポリマゲルを複数の乾燥用金属薄板に配分するステップおよび
‐乾燥用金属薄板上の、変化された形態を有するSAPポリマゲルを、熱対流炉もしくは空気循環炉内で加熱するステップ
を有している。
‐乾燥されたSAPを粉砕プロセスに供給する、追加的なステップ
を有している。
‐ 粉砕されたSAPを、フィルタリングプロセスもしくは選別プロセスに供給するステップ
を有していてよい。
‐選別されたSAP粒子を混合プロセスに供給するステップ
を有していてよい。
‐SAP粒子混合物を、表面後架橋方法もしくは表面架橋(SXL)方法に供給するステップ
を有していてよい。
100 重合プロセス38により、SAPポリマゲル24を一軸押出機10内へ供給するステップ、
200 一軸押出機10を作動させ、SAPポリマゲル24の形態を変化させるステップおよび
300 変化された形態を有するSAPポリマゲル44を、一軸押出機10から乾燥プロセス46へ導出するステップ
が含まれる。
‐変化された形態を有するSAPポリマゲル44を複数の乾燥用金属薄板に配分するステップおよび
‐乾燥用金属薄板上の、変化された形態を有するSAPポリマゲル44を、熱対流炉もしくは空気循環炉内で加熱するステップ
を有している。
100 重合プロセス38により、SAPポリマゲル24を一軸押出機10内へ供給するステップ、
200 一軸押出機10を作動させ、SAPポリマゲル24の形態を変化させるステップ、
300 変化された形態を有するSAPポリマゲル44を、一軸押出機10から乾燥プロセス46へ導出するステップ、
400 乾燥されたSAPを粉砕プロセスに供給し、SAPを粉砕するステップ、
500 粉砕されたSAPをフィルタリングプロセスもしくは選別プロセスに供給し、SAPをフィルタリングもしくは選別するステップ、
600 選別されたSAP粒子を混合プロセスに供給し、SAP粒子を混合するステップ、
700 SAP粒子混合物を表面後架橋プロセスもしくは表面架橋(SXL)プロセスに供給し、SAP粒子の表面において表面後架橋を実施するステップ
が含まれている。
FSR[g/g s]=W2/(W1×t)
ただし、吸水性ポリマ粒子の水分含有量が3重量%よりも多い場合には、重量W1はこの水分含有量だけ修正されている。kg/hで表される処理量は、重量で測定されたものである。N*mで表されるトルクは、モータの消費電力に応じて測定されたものである。比(固有の)機械的エネルギ(SME)は次式により算出される:
SFC[cm3s/g]=(Fg(t=0)×L0)/(d×A×WP)
この場合、Fg(t=0)は、t=0に対して外挿法により流量決定データFg(t)の線形回帰分析に基づき得られる、g/sで表されるNaCl溶液処理量であり、L0は、cmで表されるゲル層の厚さであり、dは、g/cm3で表されるNaCl溶液の密度であり、Aは、cm2で表されるゲル層の面積であり、かつWPは、dyne/cm2で表される、ゲル層にわたる流体静力学的な圧力である。
12 ウォーム軸
13 軸部
14 ウォーム
16 案内通路
17 案内通路の内部空間
18 送りゾーン
20 送り方向
22 ウォームらせん部
24 SAPポリマゲル
26 入口ゾーン
28 出口ゾーン
30 出口開口
32 穴あき板
34 ノズル
36 入口開口
38 重合プロセス
40 駆動モータ
42 加熱装置
44 変化された形態を有するSAPポリマゲル
46 乾燥プロセス
48.1,48.2 ピン
481,482,483,484 ピン
485,486,487,488 ピン
48 ピンユニット
49 混合部材ユニット
50 切欠き
A ピンの直径軸線
G リード(G=π(D-e)tanφ)
G1,G2,G3,G4 リード値
d,Δd 軸部直径
d1,d2,d3 軸部直径の値
D ウォーム外径
H 送り空間高さ
L ピンの長さ
I 軸部13の表面からのピンの間隔
Q ピンの横断面の直径
K 混合部材間隔
K1,K2,K3,K4 混合部材間隔の値
W ねじ溝幅
W1,W2,W3,W4,W5,W6 軸部セグメント
e フライト幅
δ 案内通路の壁とウォームとの間の間隔
φ らせん角
Claims (15)
- 一軸押出機(10)を用いて高吸収性ポリマゲル(SAPポリマゲル)(24)の形態を変化させる方法であって:
前記一軸押出機(10)は、
- SAPポリマゲル(24)の供給用の入口開口(36)、
- 該入口開口(36)に接続された案内通路(16)、
- 前記SAPポリマゲル(24)を送り、その形態を変化させるために前記案内通路(16)内に配置されたウォーム軸(12)、および
-前記案内通路(16)に接続されており、前記SAPポリマゲル(44)を導出するための出口開口(30)を有しており、
前記ウォーム軸(12)は、軸部(13)と、該軸部(13)に配置されたウォーム(14)とを有しており、該ウォーム(14)により前記SAPポリマゲル(24)を前記入口開口(36)から前記出口開口(30)へ送るように配置されかつ形成されており、
前記案内通路(16)は、前記入口開口(36)にまたは前記入口開口(36)付近に配置された入口ゾーン(26)、前記出口開口(30)にまたは前記出口開口(30)付近に配置された出口ゾーン(28)および前記案内通路(16)に沿って前記入口ゾーン(26)から前記出口ゾーン(28)まで延在する送りゾーン(18)を有し、
前記ウォーム軸(12)は、前記ウォーム(14)のリード(G)の第1のリード値(G1)を、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って有しており、かつ送り方向(20)に続く、前記ウォーム(14)の前記リード(G)の第2のリード値(G2)を、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って有しており、前記第2のリード値(G2)は、前記第1のリード値(G1)よりも小さくなっており、
前記ウォーム軸(12)の前記軸部(13)の軸部直径(d)は、前記案内通路(16)に沿って増大しており、
前記方法は、
- 重合プロセス(38)により、前記SAPポリマゲル(24)を前記一軸押出機(10)内へ供給するステップ、
- 前記一軸押出機(10)を作動させ、前記SAPポリマゲル(24)の形態を変化させるステップおよび
- 変化された形態を有する前記SAPポリマゲル(44)を、前記一軸押出機(10)から乾燥プロセス(46)へ導出するステップ
を有する、方法。 - 前記一軸押出機(10)は、駆動モータ(40)および/または加熱装置(42)を有しており、
前記駆動モータ(40)は、前記ウォーム軸(12)の前記軸部(13)を、最大150rpmで回転させるように構成されており、かつ/または
前記加熱装置(42)は、前記案内通路(16)を加熱するように構成されており、これにより該案内通路(16)は、前記入口ゾーン(26)に85℃~140℃の温度を有しており、
当該一軸押出機(10)の作動時に、前記案内通路(16)内の前記SAPポリマゲル(24)の温度は前記送り方向(20)に沿って前記出口ゾーン(28)まで上昇するようになっている、請求項1記載の方法。 - 前記案内通路(16)内の前記SAPポリマゲル(24)の温度は前記送り方向(20)に沿って前記出口ゾーン(28)まで上昇し、20℃~40℃の範囲の温度だけ上昇するようになっており、および/または
さらに、前記出口開口(30)の直後で、冷却された前記SAPポリマゲル(24)の下げられた温度は、90℃~110℃である、
請求項2記載の方法。 - 高吸収性ポリマゲル(SAPポリマゲル)(24)の形態を変化させるための一軸押出機(10)であって、
- SAPポリマゲル(24)の供給用の入口開口(36)、
- 該入口開口(36)に接続された案内通路(16)、
- 前記SAPポリマゲル(24)を送り、その形態を変化させるために前記案内通路(16)内に配置されたウォーム軸(12)および
-前記案内通路(16)に接続されており、変化された形態を有する前記SAPポリマゲル(44)を導出するための出口開口(30)を有しており、
前記ウォーム軸(12)は、軸部(13)と、該軸部(13)に配置されたウォーム(14)とを有しており、該ウォーム(14)により前記SAPポリマゲル(24)を前記入口開口(36)から前記出口開口(30)へ送るように配置されかつ形成されており、
前記案内通路(16)は、前記入口開口(36)にまたは前記入口開口(36)付近に配置された入口ゾーン(26)、前記出口開口(30)にまたは前記出口開口(30)付近に配置された出口ゾーン(28)および前記案内通路(16)に沿って前記入口ゾーン(26)から前記出口ゾーン(28)まで延在する送りゾーン(18)を有する、一軸押出機(10)において、
前記ウォーム軸(12)は、前記ウォーム(14)のリード(G)の第1のリード値(G1)を、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って有しており、かつ送り方向(20)に続く、前記ウォーム(14)の前記リード(G)の第2のリード値(G2)を、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って有しており、前記第2のリード値(G2)は、前記第1のリード値(G1)よりも小さくなっており、さらに、
前記ウォーム軸(12)の前記軸部(13)の軸部直径(d)は、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って増大している
ことを特徴とする、一軸押出機(10)。 - 前記出口開口(30)は、前記SAPポリマゲル(24)の形態を変化させるためにも構成されている、請求項4記載の一軸押出機(10)。
- 前記ウォーム軸(12)は、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って、前記ウォーム(14)の少なくとも3つの異なるリード値(G1,G2,G3,G4)を有している、請求項4または5記載の一軸押出機(10)。
- 前記ウォーム(14)の前記リード(G)は、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って減少している、請求項4から6までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)。
- 前記ウォーム(14)の前記リード(G)は、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って連続的に減少している、および/または、
前記ウォーム軸(12)の前記軸部(13)の軸部直径(d)は、前記案内通路(16)の前記送りゾーン(18)に沿って連続的に増大している、請求項4から7までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)。 - 前記軸部直径(d)とウォーム外径(D)の比(d/D)は、前記案内通路(16)に沿って増大している、および/または、
前記軸部直径(d)とウォーム外径(D)の比(d/D)は0.4~0.6である、請求項4から8までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)。 - 前記ウォーム軸(12)は、最大でも前記案内通路(16)に沿って最大のリード値(G1)の20%~80%である、前記案内通路(16)に沿って最小のリード値(G4)を有している、および/または
前記ウォーム軸(12)は、最大でも前記案内通路(16)に沿って最大の軸部直径(d1)の値の20%~80%である、前記案内通路(16)に沿って最小の軸部直径(d2)の値を有している、請求項4から9までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)。 - 当該一軸押出機(10)は、SAPの吸水量および/または処理量を高める望ましい形態を有するSAPポリマゲル(24)を製造するように構成されている、請求項4から10までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)。
- 少なくとも1つの混合部材ユニット(49)を有しており、該混合部材ユニット(49)は、当該一軸押出機の前記案内通路(16)内に突入しておりかつ前記SAPポリマゲル(24)の混合用に形成された少なくとも1つの混合部材を備えている、請求項4から11までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)。
- 前記混合部材ユニット(49)は、前記案内通路(16)の内部空間(17)内に延在する、ピンユニット(48)の少なくとも1つのピン(48.1,48.2)と、前記ウォーム(14)に沿った少なくとも1つの切欠き(50)とを有しており、前記少なくとも1つのピン(48.1,48.2)は、前記ウォーム(14)が作動して回転させられる時に、前記ウォーム(14)の前記少なくとも1つの切欠き(50)内に入ることになり、これにより、前記ピン(48.1,48.2)が前記ウォーム(14)に接触すること無しに、前記ウォーム軸(12)の前記軸部(13)の回転が可能となる、請求項12記載の一軸押出機(10)。
- 前記案内通路(16)は、前記送り方向(20)において前記案内通路(16)に沿って互いに混合部材間隔(K)をあけて離されて配置された、少なくとも2つのピン(48)を有しており、前記混合部材間隔の値(K1,K2,K3,K4)は、前記ウォーム(14)の前記リード(G)のリード値(G1,G2,G3)に、同じ配置または逆の配置で適合されており、
‐ 前記混合部材間隔(K)は、より小さなリード値(G1,G2,G3)が設定されている場合には、前記混合部材間隔(K1,K2,K3,K4)の、より大きな値が設定されており、より大きなリード値(G1,G2,G3)が設定されている場合には、前記混合部材間隔(K1,K2,K3,K4)の、より小さな値が設定されているように、前記リード(G)に逆の配置で適合されている、または
‐ 前記混合部材間隔(K)は、より大きなリード値(G1,G2,G3)が設定されている場合には、前記混合部材間隔(K1,K2,K3,K4)の、より大きな値が設定されており、より小さなリード値(G1,G2,G3)が設定されている場合には、前記混合部材間隔(K1,K2,K3,K4)の、より小さな値が設定されているように、前記リード(G)に同じ配置で適合されている、請求項4から13までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)。 - 前記一軸押出機(10)が高吸収性ポリマゲル(SAPポリマゲル)(24)の形態を変化させるために構成されていることを特徴とする、請求項4から14までのいずれか1項記載の一軸押出機(10)の使用。
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