KR100231077B1 - 수성 유체 흡수성 미분을 중합반응기로 재순환시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 방법은 수성 유체 흡수성 무수 중합체 세립을 수성 유체 흡수성 중합체를 제조하기 위한 중합반응 단계를 포함하는 공정으로 재순환시키는 것에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 무수 중합체 세립을 회수하고 상기 세립과 수성 유체 흡수성 중합체 재조용 중합성 단량체 용액을 혼합하고 세립과 단량체와의 상기 혼합물을 중합반응시켜 수성 유체 흡수성 중합체를 제조하는 단계를 필요로 한다. 본 발명의 방법에서, 세립은 새로운 종합체 겔로 혼입되어 구별할 수 없게 된다. 그 다음에 겔은 미립자로 분쇄되고 건조된 후 목적하는 최소 입자크기의 부분과 목적하는 입자 크기 미만의 세립부로 분리된다.

그 다음에 세립부는 재순환되고 겔 고체를 기준으로 약 30중량% 이하이며 세립이 바람직한 폴리아크릴레이트계 수성 유체 흡수성 중합체로 재순환될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

수성 유체 흡수성 미분을 중합반응기로 재순환시키는 방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 일반적으로 주 생성물 스트림으로의 수화가 곤란한 무수 미분(dry fines)을 재순환시키는 방법에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 유체 흡수성 중합체 및 공중합체의 제조시에 생성되는 미분을 재가공하는 방법에 관한 것이다.

수-팽윤성 중합체 및 공중합체는 기저귀 및 위생 용품에서 수성 유체 흡수제로서의 용도로 널리 공지되어 있다. 특정 중합체, 예를 들어 아크릴산 단량체 또는 메타크릴산의 단량체 또는 이들 각각의 알칼리 금속 염 또는 암모늄 염으로부터 제조되고 둘 이상의 중합성 이중 결합을 보유하는 가교결합용 단량체와 전형적으로 느슨하게 가교 결합되는 중합체는 예외적으로 높은 액체 흡수능을 나타내며 가공 및 사용시 물리적 보전성이 탁월함을 특징으로 한다.

이러한 수-팽윤성 중합체/공중합체는 종종 피흡수 유체와의 접촉을 효과적으로 촉진하는 목적하는 입자 크기의 미립자 형태로 사용된다. 겔 형성 방법에 의한 아크릴산계 공중합체의 제조에 있어서, "미분" 물질, 즉, 약 75메쉬(200㎛) 미만의 상당 부분의 미립상 물질이 전형적으로는 흡수성 생성물을 제조하는 공정으로부터 생성된다. 상기 공정은 일반적으로 겔 중합체 또는 공중합체 겔이 형성된 후 최종적으로 허용가능한 입자 크기 범위의 임의량의 생성물이 수득될 때까지 다수의 건조, 겔 파쇄(gel break-up) 및 분쇄의 단위 조작을 포함한다. 공정 중, 최종 생성물은 이의 8 내지 11중량%가 미분이며, 즉 중합체의 의도하는 최종 용도에 적합한 목적하는 최소 입자 크기보다 더 미세한 미립자 중합체일 수 있다.

초기에, 사용자들은 흡수성 제품 중에 미분을 포함하는 완전 무수 생성물을 사용하였다. 그러나, 미분을 포함하는 경우 제품의 성능을 열화시키는 것으로 밝혀졌다. 미분이 초기에 수성 유체와 접촉되는 경우 종종 발생하는 난점 중의 하나는 "겔 블로킹(gel blocking)"현상이다. 초기에 수화되는 동안 기밀충전된 다량의 미분이 모세관 작용이나 확산 작용 둘 다 존재하지 않으므로 유체의 침투를 허용하지 않아 내부 입자와의 균일한 접촉이 불가능한 조밀한 중합체성 망상 구조를 형성하기 때문에, 외부층만이 습윤화된다. 이 결과 수성 유체를 흡수하고 유지하는 중합체의 총괄 흡수능이 현저하게 감소된다. 또한, 기저귀와 같은 몇몇 제품의 경우, 상기 제품으로부터 미분 물질이 배출될 수 있다.

미분 문제에 대한 초기 해결책은 미분을 단순히 제품으로부터 선별하는 것이었다. 생성된 미분을 공정에 재순환시키거나 응집을 통해 미분을 보다 큰 입자로 재가공하려는 의도에서 명세서에 기술되지 않는 특정 생성물로서 보전되었다. 그러나, 미분을 공정에 재순환시키려는 현재까지의 시도는 일반적으로 성공적이지 못했으며 주요한 추가 공정 단계 및 장치를 요구하는 것으로 알려졌다. 미분을 사용한 경우의 주요한 난점은 균일한 혼합을 위해 이들을 주 생성물 스트림으로 재습윤시키기가 극도로 어렵다는 것이다.

미합중국 특허 제4,950,692호에서, 초흡수성 폴리아크릴레이트 미분은 비교적 장기간 동안, 전형적으로는 30분 내지 1시간 동안 교반함으로써 겔 형태로 재수화된 다음 주요한 겔 생성물 스트림과 배합되거나 건조된 후 무수 생성물과 혼합된다. 미합중국 특허원 제07/407,840호에서, 고전단 조건하에서 재습윤화시킴으로써 미분을 재수화시킨다. 미분을 재습윤시키기 위한 체류 시간이 미합중국 특허 제4,950,692호의 경우보다 크게 감소되지만, 이러한 재순환 방법은 공정에 비교적 고성능 장치의 도입이 요구된다.

많은 연구자들이 미분을 응집시켜 생성물 스트림에 재도입시킬 수 있는 크기가 보다 큰 미립자를 제조하려고 시도하였다. 이러한 응집 기술은 일반적으로 유동층과 같은 조건에서 물 또는 기타 결합제를 사용한 미분의 처리와 관련된다. 이러한 접근의 난점은, 수성 유체 흡수제를 제조하는 공정이나 수요자의 공장 또는 제품에서, 바람직하지 못한 미분의 마모 또는 재생성없이 완성품으로 형태화를 유지하도록 충분히 상호 결합된 생성물을 제조할 수 없다는 점이다.

따라서, 수성 유체 흡수성 중합체 미분을 재순환시키기 위한 선행 노력의 난점의 견지에서, 완성 제품의 흡수능 및 미립자 보전성이 정상적으로 제조된 목적하는 입자크기의 물질과 동등하도록 미분을 중합체/공중합체의 주 생성물 스트림에 재순환시키는 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 방법에는 주요 가공 단계 또는 가공 시간의 첨가가 요구되지 않는다.

본 발명은 일반적으로 입자 크기가 목적하는 크기 미만의 중합체인, 수성 유체 흡수성 무수 중합체 미분을 상기 초흡수성 중합체를 제조하기 위한 중합단계를 포함하는 공정으로 재순환시키는 방법에 관한 것이다. 재순환된 미분은 일반적으로, 약 75메쉬(200㎛) 미만이다.

본 발명의 방법은, 수성 유체 흡수성 중합체로부터 무수 중합체 미분을 회수하는 단계, 미분을 수성 유체 흡수성 중합체 제조용 중합성 단량체 용액과 혼합하는 단계 및 미분과 단량체의 혼합물을 중합시켜 수성 유체 흡수성 중합체를 제조하는 단계를 포함한다.

일반적으로, 본 발명의 방법은 바람직하게는 상기 중합단계로부터의 수성 유체 흡수성 중합체를 분쇄하는 단계, 분쇄된 중합체를 건조하는 단계, 건조된 중합체 미립자를 목적하는 최소 입자 크기인 부분과 목적하는 입자 크기 미만인 미분 부분으로 분리시키는 단계 및 미분 부분을 수성 유체 흡수성 중합체 제조용 중합단계로 재순환시키는 단계를 추가로 포함한다.

유익한 상기의 바람직한 수성 유체 흡수성 중합체가 제조되는 단량체 용액의 예는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 혼합물 또는 이들의 염, 바람직하게는 아미드, 카복실산 또는 이의 에스테르, 비닐 아민 또는 이들의 염 또는 이의 혼합물을 포함한다.

가장 바람직하게는 상기 중합체는 폴리아크릴산, 나트륨 폴리아크릴레이트의 가교결합 중합체 또는 폴리비닐 단량체와의 가교결합 공중합체이다.

상기 단량체 용액은 상기 단량체 혼합물의 기타 성분 하나 이상의 그래프트 중합 가능한 단량체를 포함할 수 있다.

본 발명의 수성 유체 흡수성 물질은 바람직하게는 수-팽윤성 유체 흡수성 겔, 즉 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 또는 이소크로톤산의 가교결합성이 약하고 부분적으로 중화된 공중합체이다.

상기 단량체 용액에 혼합된 미분의 양은 상기 중합체의 목적하는 수성 유체 흡수 특성에 악영향을 주지 않는 양으로 제한된다. 본 발명의 방법의 이점은 중합체 생성물에서 목적하는 수성 유체 흡수 특성에 현저한 악영향을 주지 않으면서 비교적 다량의 미분이 재순환되고 재가공될 수 있다는 점이다. 일반적으로 재순환될 수 있는 양은 실질적으로 겔 공정에서 전형적으로 8 내지 11중량%의 과량으로 생성되며, 필요한 경우, 본 발명의 중합체 겔의 고체 함량을 기준으로 하여, 30중량%이하의 범위일 수 있다. 바람직하게는, 재순환된 미분 부분은, 겔의 고체 함량을 기준으로 하여, 5 내지 15%를 차지한다.

예를 들어 생리대와 같은 개인 위생 용품에 도입하기에 적합한 목적하는 입자 크기의 미립상 제품을 제조하기 위한 수성 유체 흡수성 고체 중합체의 제조 및 취급에 있어서, 전형적 겔 공정의 건조 및 분쇄 부분은 당연히 의도하는 용도에 바람직하지 않게 작은 입자의 미분 부분을 초래한다. 이러한 입자 크기 분획(이하 "미분"으로 언급됨)은 의도하는 용도에 바람직하지 않게 입자가 작다는 점 이외에도, 종종 제조시 분진 문제(dusting problem)을 야기할 정도로 충분히 작다. 이러한 분진성 미분은 공정에서 물질 취급 문제 및 제조 설비에 공중유장(airborne)이 생기게 하는 위험을 초래한다. 사용되는 생성물에서, 미분 물질은 초기 습윤화시 공정되어 있는 겔 블로킹 경향 때문에 종종 성능 장애의 원인이 된다. 또한, 생성물에 미분을 함유시키는 것이 곤란할 수 있다.

본 발명은 수성 유체 흡수성 중합체의 제조 또는 유용한 제품으로의 도입도중에 자연 마모에 의해 생성된, 수성 유체 흡수성 중합체의 미분 부분을 최초로 수성 유체 중합체를 생성하는 중합반응으로 재순환시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법을 사용하여, 과거에 상기 물질의 제조 및 취급시 종종 수율 손실을 허용했던 문제들이 최소화되거나 제거된다. 이의 결과로 저배율 현미경으로 수화 공정을 관찰하여 용이하게 알수 있는 바와 같이 수화에 의해 부과된 응력하에서 조차 본래와 동일한 상태를 유지하는 수성 유체 흡수성 미립자 생성물로 나타난다.

본 발명의 미분 재순환 공정에서 특히 유익한 수-팽윤성이거나 약하게 가교 결합된 친수성 중합체 또는 공중합체는 수성 유체를 다량 흡수할 수 있는 물질이다. 이러한 중합체의 예와 이의 제조방법이 미합중국 특허 제3,997,484호; 제3,926,891호; 제3,935,099호; 제4,090,013호; 및 제4,190,562호에 기재되어 있다. 일반적으로 이러한 중합체는 수용성 α, β-에틸렌계 불포화 단량체, 예를 들어 모노카르복실산, 폴리카르복실산, 아크릴 아미드 또는 이들의 유도체로부터 제조된다. 적합한 모노카르복실산의 예는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이소크로톤산, 및 이들의 알칼리 금속 염 및 암모늄 염, 및 설포에틸 메타크릴레이트 및 이의 염 또는 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산 또는 이의 나트륨염을 포함한다. 적합한 폴리카르복실산의 예는 말레산, 푸마르 산 및 이타콘산을 포함한다. 적합한 아크릴아미드 유도체는 메틸아크릴아미드 및 N,N-디메틸아크릴아미드를 포함한다.

바람직한 단량체에는 아크릴산 및 메타크릴산 및 이들 각각의 알칼리 금속 또는 암모늄 염이 포함된다. 중합체는, 예를 들어 단량체 용액에 그래프트성 잔기를 포함시켜 개질시킬 수 있다.

수용성 단량체와 공중합성인, 에틸렌계 그룹을 둘 이상 포함하는 유기 화합물이 가교결합용 단량체로서 사용될 수 있다. 다작용성 가교결합용 단량체의 예는 미합중국 특허 제4,286,082호에 기술된 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 및 1,4-부탄 디올의 디아크릴레이트 또는 디메타크릴레이트 에스테르를 포함한다. 기타의 예는 메틸렌 비스아크릴아미드, 디- 및 트리- 알릴아민 및 아릴[메트]아크릴레이트 에스테르를 포함한다. 가교결합도는 중합체의 수 흡수능이 감소되거나 너무 낮아서 흡수제가 유체와 접촉시 점착성으로 되어 낮은 초기 흡수율을 나타내지 않도록 선택된다.

바람직한 수성 유체 흡수성 미립자는 폴리아크릴산을 포함하는 단량체 용액으로부터 유도된다. 가장 바람직한 용액에 있어서, 폴리아크릴산은 최소한 부분적으로 중화되고 부분적으로 가교결합된 염이다. 단량체 혼합물 용액은 전분 및 폴리비닐 알콜과 같은 그래프트 중합성 잔기, 및 폴리아크릴산 또는 이의 염과 공중합 반응하는 기타 단량체를 포함할 수 있다. 본 방법에서, 아크릴산은 바람직하게는 알칼리 염기, 예를 들어 나트륨, 암모늄 및 칼륨의 수산화물 및 탄산염으로 중화시킨다.

부분적으로 중화되고 부분적으로 가교결합된 폴리아크릴산 단량체 시스템에서 중합단계에서의 아크릴산의 농도는, 반응기 중의 겔의 고체 농도를 기준으로 하여 10 내지 40중량% 범위이다. 단량체 용액 중의 아크릴산의 농도는, 바람직하게는 20 내지 40%, 가장 바람직하게는 25 내지 35%이다. 일반적으로는 아크릴산 성분의 30 내지 100%, 바람직하게는 40 내지 80%, 가장 바람직하게는 55 내지 75%가 중화될 것이다. 가교결합체는, 사용되는 경우, 반응기 중의 고체 중량을 기준으로 하여, 일반적으로 0.001 내지 5%, 바람직하게는 0.2 내지 1%의 범위이다. 공정으로 재순환 가능한 중합체 미분은, 반응기 중의 고체를 기준으로 하여, 약 30중량% 이하이다. 생성물의 수성 유체 흡수 특성에 대한 영향을 최소화하기 위한 바람직한 조작 범위는 5 내지 15중량%이다.

겔 중합 생성물을 제조하기 위한 방법 및 장치는 중합단계에 선행하여 미분을 단량체 용액으로 재순환시킴을 제외하고는 전적으로 통상적이다. 사용된 장치는 또한 주 반응 용기, 전형적으로 미합중국 특허 제4,769,427호 및 유럽 특허 제0238 050호에 기술된 바와 같은 단순한 수직 교반 용기 또는 수평형 단일 스크류 실리더형 혼합기가 장착된 통상적인 장치이다. 당해 분야에 공지된 기타 반응기 용기가 적합하며 기타 반응장치, 예를 들어 미합중국 특허 제4,625,001호에 기술된 쌍 스크류 압출기 또는 미합중국 특허 제4,851,610호에 기술된 벨트식 중합기가 사용될 수 있다.

중합단계에서는, 공지된 유리 라디칼 초기 시스템이 모두 사용될 수 있으며, 이러한 초기 시스템으로는 전적으로 열 개시제를 기본으로 하는 개시 시스템 및 산화 환원 반응 개시 시스템의 다수의 상이한 조합을 포함한다. 당해 분야에 널리 공지된 바와 같이, 사용된 개시제의 양은 특정 중합 반응 장치 및 당해 장치의 작동에 바람직한 온도 및 압력 조건의 필요성에 근거하여 선택되며 달리 제한되지 아니한다.

일반적으로, 수용성 단량체 및 가교결합용 단량체는 겔 유사 반응 생성물이 초래되도록 하는 공지된 방법으로 중합반응 개시제의 존재하에 중합된다. 겔 중합체는, 중합체 겔의 수분 함량이 건조된 흡수성 중합체의 총 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.01 내지 15%가 되도록 50℃ 내지 200℃에서 뜨거운 열기 건조시킨다. 그 다음에 건조된 중합체는 목적하는 크기의 미립자를 포함하는 미립상 생성물로 세분된다.

하기 실시예는 본 발명의 생성물 및 방법을 설명한 것이고 단지 기술된 범주로 본 발명을 제한하려는 것이 아니다.

[실시예 1,2 및 대조실시 예 A]

교반하면서 아크릴산을 1ℓ용적의 반응 케틀에 충전시킨 후, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 가교 결합제를 가하고 수분 동안 교반시킨 후 아크릴산에 용해시킨다. 이 용액에, 베르세넥스(Versenex) 80 킬레이트화제(The Dow Chemical Company)에서 시판되는 디에틸렌 트리아민 펜타세드산의 오나트륨염의 40% 수용액) 및, 87 내지 89%가 가수분해된 상태로 존재하고 20%에서 4% 용액의 점도가 5 내지 6Cp이며 펜실베니아주 알렌타운 소재의 에어 프로덕츠 캄파니(Air Products Co.)에서 제조된 저점도 폴리비닐 알콜인 에어볼(Airvol)을 가하여, 수성 매질 중에서 TMPTA를 안정화시킨다. 이어서, 단량체 용액을 탄산 나트륨 용액으로 부분적으로 중화시켜 약 65%의 중화도로 중화시킨다. 알칼리성 물질의 부가속도를 조절하여 CO₂방출량을 조절한다.

본 발명에 따라, 교반하면서 중합체 미분을 중화된 단량체 혼합물에 가한다. 다시, CO₂-과포화된 단량체 혼합물의 과도한 발포가 방지되도록 재차 조절한다. 비교 실시예 A에는 미분을 가하지 않는다.

반응기의 내용물은 60분 동안 질소-정화시킴으로써 산소를 제거하고 개시제성분을 도입시킨다. 중합을 개시시키고 온도를 목적하는 초기 정도로 상승시킨다. 이어서, 반응기를 목적하는 일정 온도에서 수득될 단량체의 높은 전환율에 필요한 시간 동안 유지시킨다. 다량의 미분을 중합반응에 가하는 경우, 총 열 방출량은 비교 실시예 A의 중합반응에 비해 감소된다. 모든 중합 반응에 대해 유사한 온도 프로필을 보장하기 위해, 가열욕을 사용하여 가열 변화상의 차이로부터 유도될 수 있는 모든 차이를 방지한다.

단량체의 중합체로의 전환의 완결이 확인될 때까지 반응을 진행시킨다. 전환이 완결된 후, 반응기로부터 겔을 소분획으로 분리한 후, 나일론 스크린 상으로 분산시키고, 오븐하에 약 100℃에서 약 16시간 동안 건조시킨다. 건조시킨 후, 중합체를 실온으로 냉각시키고, 목적하는 입자 크기로 분쇄한다.

중합체를 건조시키고 최종 미립자 크기로 분쇄시킨 후, 잔류하는 아크릴산, 추출가능한 원심분리능, 전단률 및 하중 하에서의 흡수도에 대해 분석한다.

단량체 용액 내로 도입되는 중합체 미분의 양을, 후처리된 건조된 중합체내에 잔류하는 고체를 기준으로 하여, 0 내지 16.7 중량% 미분으로 변화시키면서 상기한 공정을 반복 수행한다. 상기한 공정에 사용된 성분들을 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기한 실시예에서 사용된 미분은 미합중국 특허 제4,833,222e호에 기술되어 있는 비교 실시예 A에 따라 더 다우 케미칼에서 제조한 아크릴산을 기본으로 하는, 부분적으로 중화되고 부분적으로 가교결합된 수성 유체 흡수성 중합체인, 통상의 제품, 드라이테크(DRYTECH) 중합체로부터 스크리닝시킨다. 사용된 드라이테크중합체 미분 물질은 크기가 약 140 메쉬(110㎛) 미만이고, 평균 30분 원심분리능이 30.5g/g이며 4시간 동안 수성 추출가능 물질을 7.2% 포함하고 잔류 아크릴산 단량체를 470ppm 포함하는 시판 재료로부터 유도된 것이다.

중합단계에 가해진 각각의 미분 함량에 대한, 무수 미립상의 수성 유체 흡수성 중합체의 품질상의 특징을, 80℃ 및 50℃의 특정 중합반응 온도에 대해, 표 2에 나타내었다.

[표 2]

1. 원심분리능을 측정하는 방법은 유럽 특허 제0 349 241호에 기술되어 있다.

2. 하중하에서의 흡수능(AUL)을 측정하는 방법은 유럽 특허 제0 339 461호에 기술되어 있다.

3. % 추출가능물질 및 잔류성 아크릴산을 측정하는 방법은, 중합체 80/100 메쉬 스크린-절단 분획 2g을 0.9% 식염수 용액 370ml에 분산시키고 4시간 동안 진탕시키고 여과시킴으로써 측정한다. 그 다음, 여과물을 액체 크로마토그래피시켜 잔기성 아크릴산의 양을 측정하고 산 함유물로부터 여과하여 추출가능물질의 백분율(%)을 측정한다.

4. 모듈러스를 측정하는 방법은 RE 32,649에 기술되어 있다.

위의 표 2는 중합반응 생성물의 30분 원심분리능에 대한 가해진 미분의 효과를 나타낸다. 원심분리능은 미분을 가함에 따라 감소한다.

[실시예 3]

TMPTA 가교결합제의 양을 변화시키는 것을 제외하고는, 8.3 및 16.7%의 미분량에 대해, 상기한 실시예 1 및 2와 동일한, 일련의 중합반응을 수행한다. 하기표 3은 상기한 두가지 미분 함량에 대한 원심분리능상의 변화에 대한 가교결합제의 영향을 나타낸다.

하중하에서의 흡수능(AUL) 시험은 중합체를 가압하에서 팽윤시키는 방식으로 측정한다. 재순환된 재수화 미분을 당해 분야의 방법에 따라 겔에 가할 경우, 미분 부분가량이 증가함에 따라 AUL이 감소함을 인지할 수 있을 것이다. 본 발명에 따라 중합시키기 전에 단량체에 미분을 가하면 실제로 AUL의 현저한 감소없이 만족스러운 AUL을 수득할 수 있을 것이다. 다량의 가교결합제의 존재하에서 AUL이 다소 감소하는 경우, 그 감소도는 수득된 무수 생성물의 최종 특성면에서 허용될 수 있는 정도이다.

[표 3]

실시예 3의 표 3은 두가지 미분 부분가량에 대한 TMPTA 양의 변화에 대한 원심분리능의 반응을 나타낸다. 30분 원심 분리능으로 미분량 수준을 0으로 하기 위해서는, 80℃의 전체 온도하에서의 16.6% 미분량에서 TMPTA 양을 0.7% TMPTA로부터 0.3% TMPTA로 상당히 감소시킬 필요가 있다. TMPTA 수준의 더 큰 감소는 더 낮은 전체온도에서 요구될 것이다.

[실시예 4 내지 6]

나트륨 아크릴레이트 수성 유체 흡수성 중합체는 높은 고체 함량에서 상기한 시험 방법을 일정 비율로 증가시킨 변형 방법으로 200ℓ용적의 반응기를 사용하여 제조한다. 미분을, 겔 생성물의 고체 함량을 기준으로 하여, 약 7,15 및 20%의 양으로 단량체에 가한다. 표 4는 기타 모든 특성을 정상 범위 및 허용 가능한 범위로 유지시키면서 재순환된 미분량이 증가함에 따라 원심분리능이 감소하는 상기한 바와 같은 실시예들에 대한 결과를 나타낸다.

[표 4]

[실시예 7 및 비교 실시예 B 및 C]

시험방법

식염수 40ml를 함유하는 비이커를 자기 혼합기 상에서 강력하게 교반시킨다. 수성 유체 흡수성 중합체 2g을 가하고, 자기 교반기로 인한 소용돌이가 사라지는 시간을 기록한다. 청색 염료를 함유하는 제2의 10ml 분획의 식염수 용액을 가하고 흡수도를 측정한다.

[실험 실시예]

비교 실시예 B로서 표시되는 응집 미분(1), 비교 실시예 C로서 표시되는, 수화된 미분을 겔과 혼합함으로써 생성된 생성물(2) 및 실시예 7로서 표시되는, 중합반응 공정에 미분을 재순환시키는데 필요한 본 발명의 생성물(3)을 포함하는 수성 유체 흡수성 생성물을 상기한 바와 같이 시험한다.

비교 실시예 B의 생성물은 미분을 물과 고속으로 혼합시키고 건조 및 스크리닝시켜 20 내지 100 메쉬의 미립자를 생성시킴으로써 제조한다. 비교 실시예 C의 생성물은 미합중국 특허 제5,064,582호에 따라 미분을 고전단력으로 수화시키는 방법으로 제조한다.

결과

선행 기술 분야의 비교 실시예 B 및 C에 의해 제조된 물질에 대해, 청색 염료는 최초의 팽윤 겔의 용적의 약 1/4만을 침투할 뿐이다. 본 발명 방법에 따른 실시예 7의 생성물의 시험에 있어서, 청색은 전 용적의 비이커를 통해 드러난다.

제1시험에 있어서의 청색상의 불균일성을 수화 공정 동안의 입자들의 이탈로 인한 겔 블로킹을 의미한다. 수화시 생성물이 소분획으로 절단되는 것은 저배율의 현미경으로도 관찰할 수 있다. 본 발명의 생성물을 사용한 경우 나타나는 균일한 청색상은 겔 블로킹이 발생하지 않으며, 생성물이 수화에 의해 부과되는 응력하에서 조차도 동일한 특성이 유지됨을 나타낸다.

Claims (11)

1. 수성 유체 흡수성 중합체로부터 무수 중합체 미분(fines)을 회수하는 단계, 미분을 수성 유체 흡수성 중합체 제조용 수성 중합성 단량체 용액과 반응기 중의 고체 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 5%의 가교 결합제의 존재하에 혼합하는 단계 및 미분과 단량체의 혼합물을 중합시켜 수성 유체 흡수성 중합체를 형성하는 단계를 포함하여, 수성 유체 흡수성 무수 중합체 미분을 수성 유체 흡수성 중합체 제조용 중합단계를 포함하는 공정으로 재순환시키는 방법.
2. 제1항에 있어서, 중합단계로부터의 수성 유체 흡수성 중합체를 분쇄하는 단계, 분쇄된 중합체를 건조하는 단계, 건조된 중합체 미립자를 목적하는 최소 입자 크기인 부분과 목적하는 입자 크기 미만인 미분 부분으로 분리하는 단계 및 상기 미분 부분을 수성 유체 흡수성 중합체를 형성하는 중합단계로 재순환하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단량체 용액이 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 혼합물 또는 이의 염을 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 에틸렌계 불포화 단량체가 아미드, 카르복실산 또는 이의 에스테르, 비닐 아민 또는 이들의 염, 또는 이의 혼합물인 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중합체가 폴리아크릴산, 나트륨 폴리아크릴레이트 또는 이들의 공중합체가 폴리비닐 단량체가 가교결합된 가교결합 공중합체인 방법.
6. 제4항에 있어서, 단량체 용액이 단량체 용액의 기타 성분 하나 이상과 그래프트 중합 가능한 단량체를 포함하는 방법.
7. 제4항에 있어서, 단량체 용액이 개시제를 포함하는 방법.
8. 제1항에 있어서, 중합단계가 수-팽윤성, 수성 유체 흡수성 중합체 또는 공중합체 겔을 생성하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 중합체 미분이 크기가 75메쉬(200㎛) 미만인 방법.
10. 제1항에 있어서, 중합체 미분이, 총 고체를 기준으로 하여, 수성 유체 흡수성 중합체의 30중량% 이하를 포함하는 방법.
11. 제1항에 있어서, 중합체가 아크릴산과 알칼리 염의 부분적으로 가교 결합된 수-팽윤성 공중합체인 방법.