KR102125105B1 - 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 대규모 생산에 있어서도, 물성(특히 통액성)을 향상, 유지시킨 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법을 제공한다. 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법은 아크릴산(염)을 주성분으로 하는 단량체 수용액을 중합하는 중합 공정과, 중합 공정에서 얻어진 함수 겔상 가교 중합체를 건조하는 건조 공정과, 건조 공정에서 얻어진 중합체를 분급하는 분급 공정을 순차 포함하고, 분급 공정에 있어서 요동식 체 분급 장치를 사용하고, 요동식 체 분급 장치의 체망의 궤적 및 회전수가 래디얼 구배 R: 5 내지 40 mm 탄젠셜 구배 T: 0.1 내지 25 mm 엑센트릭 구배 E: 40 내지 80 mm 회전수 F: 60 내지 600 rpm의 범위이다.

Description

폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING POLYACRYLIC ACID(SALT)-BASED WATER-ABSORBING RESIN}

본 발명은 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 단량체 수용액의 중합 공정, 중합 후의 건조 공정, 분급 공정을 순차 포함하는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법이며, 저 미분(微分) 및 고 통액성의 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지를 얻는 제조 방법에 관한 것이다.

흡수성 수지(SAP/Super Absorbent Polymer)는 수팽윤성 수불용성 고분자 겔화제이며, 종이 기저귀, 생리용 냅킨 등의 위생용품, 농원예용 수분 유지제 또는 공업용 지수재 등으로서, 주로 1회용 용도로 많이 사용되고 있다. 또한, 흡수성 수지로서, 그의 원료에 많은 단량체나 친수성 고분자가 제안되어 있으나, 아크릴산 및/또는 그의 염을 단량체로서 사용한 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지가 그 흡수 성능 크기때문에 공업적으로 가장 많이 사용되고 있다.

이러한 흡수성 수지는 중합 공정, 건조 공정, (필요에 따라 미건조물의 제거 공정), 분쇄 공정, 분급 공정, 표면 가교 공정 등을 거쳐 제조된다(특허문헌 1 내지 5). 주 용도인 종이 기저귀의 고성능화에 수반하여, 흡수성 수지에도 많은 기능이 요구되고 있다. 구체적으로는, 단순한 흡수 배율의 크기에 한하지 않고, 겔강도, 수가용분, 흡수 속도, 가압하 흡수 배율, 통액성, 입도 분포, 내뇨성, 항균성, 내충격성, 분체 유동성, 소취성, 내착색성, 저분진 등, 많은 물성이 흡수성 수지에 요구되고 있다. 그로 인해, 표면 가교 기술, 첨가제, 제조 공정의 변경 등, 수많은 개량 기술이 특허문헌 1 내지 32나 이들 이외에서도 제안되어 있다.

상기 물성 중에서도, 최근 들어, 종이 기저귀 중에서의 흡수성 수지의 사용량이 증가(예를 들어, 50중량％ 이상)함에 따라, 특히 통액성이 보다 중요한 인자로 보이게 되고, SFC(Saline Flow Conductivity/특허문헌 6)나 GBP(Gel Bed Permeabilty/특허문헌 7 내지 9) 등의 하중하 통액성이나 무하중하 통액성의 개선 방법이나 개량 기술이 많이 제안되어 있다.

또한, 통액성을 포함한 복수의 파라미터를 조합한 제안도 많이 이루어지고, 예를 들어, 내충격성(FI)을 규정하는 기술(특허문헌 10), 흡수 속도(FSR/Vortex) 등을 규정하는 기술(특허문헌 11), 액체 확산 성능(SFC) 및 60분 후의 코어 흡수량(DA60)의 곱을 규정하는 기술(특허문헌 12)이 알려져 있다.

또한, SFC나 GBP 등의 통액성 향상 방법으로서, 중합 전 또는 중합 중에 석고를 첨가하는 기술(특허문헌 13), 스페이서를 첨가하는 기술(특허문헌 14), 5 내지 17몰/kg의 양성자화 가능한 질소 원자를 갖는 질소 함유 중합체를 사용하는 기술(특허문헌 15), 폴리아민 및 다가 금속 이온 또는 다가 음이온을 사용하는 기술(특허문헌 16), pH6 미만의 흡수성 수지를 폴리아민으로 피복하는 기술(특허문헌 17), 폴리암모늄 카르보네이트를 사용하는 기술(특허문헌 18)이 알려져 있다. 또한, 가용분 3중량％ 이상으로 폴리아민을 사용하는 기술, 흡임 지수(WI)나 겔 강도를 규정하는 기술(특허문헌 19 내지 21)이 알려져 있다. 또한, 착색이나 통액성을 개선하기 위해서, 중합시의 중합 금지제인 메톡시 페놀을 제어한 뒤에 다가 금속염을 사용하는 기술(특허문헌 22, 23)도 알려져 있다.

이밖에, 분쇄 공정이나 분급 공정에서의 통액성 향상 방법으로서, 입자를 연마하여 부피 비중을 높게 제어하는 기술(특허문헌 24), 2 이상의 분급 중합체를 하나의 분급 중합체로 합치는 기술(특허문헌 25), 제전하는 기술(특허문헌 26)도 알려져 있다.

특히, 흡수성 수지의 체 분급 방법으로서는, 가열 또는 단열하는 기술(특허문헌 27), 감압하는 기술(특허문헌 28), 가이드 장치를 사용하는 기술(특허문헌 29), 후가교(2차 가교) 후의 조대 입자를 분리하는 체의 그물눈을 크게 하는 기술(특허문헌 30), 상이한 복수의 분급 공정을 조합하는 기술(특허문헌 31), 볼 클리닝 장치를 사용하는 기술(특허문헌 32)이 알려져 있다.

미국 특허 제6576713호 명세서 미국 특허 제6817557호 명세서 미국 특허 제6291636호 명세서 미국 특허 제6641064호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2008/0287631호 명세서 미국 특허 제5562646호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2005/0256469호 명세서 미국 특허 제7169843호 명세서 미국 특허 제7173086호 명세서 미국 특허 제6414214호 명세서 미국 특허 제6849665호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2008/125533호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2007/293617호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2002/0128618호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2005/0245684호 명세서 국제 공개 제2006/082197호 공보 국제 공개 제2006/082188호 공보 국제 공개 제2006/082189호 공보 국제 공개 제2008/025652호 공보 국제 공개 제2008/025656호 공보 국제 공개 제2008/025655호 공보 국제 공개 제2008/092843호 공보 국제 공개 제2008/092842호 공보 미국 특허 제6562879호 명세서 국제 공개 제2008/037675호 공보 국제 공개 제2010/032694호 공보 미국 특허 제6164455호 명세서 국제 공개 제2006/074816호 공보 국제 공개 제2008/037672호 공보 국제 공개 제2008/037673호 공보 국제 공개 제2008/123477호 공보 국제 공개 제2010/094639호 공보

상술한 바와 같이, 흡수성 수지의 물성 향상을 목적으로 지금까지 수많은 표면 가교제 기술, 첨가제 기술 또는 제조 공정의 조건 변경 등이 제안되어 왔다. 그 중에서도, 종이 기저귀의 박형화에 수반하여, 통액성이 매우 중요한 기본 물성으로서 자리 잡고, 많은 개량 기술이 제안되어 왔다(특허문헌 6 내지 26).

그러나, 표면 가교제나 첨가제(예를 들어, 폴리아민 중합체, 무기 미립자, 열가소성 중합체 등) 등, 흡수성 수지의 원료 변경이나 추가는, 원료의 안전성 저하나 비용 상승뿐만 아니라, 통액성 이외의 물성을 저하시키는 경우가 있었다. 또한, 새로운 제제를 첨가하기 위한 설비 투자가 고액이 되거나, 공업적으로 복잡한 운전이 필요해지거나 하기 때문에, 도리어 생산성이나 물성 저하를 초래하는 경우가 있었다. 또한 상기 방법은 실험실 등의 소규모에서는 어느 정도 효과를 나타내지만, 실기 플랜트의 대규모(예를 들어, 생산량이 1(t/hr) 이상)에서는, 효과를 충분히 발휘하지 못하는 경우도 있었다.

또한, 분급 효율과 생산성의 관점에서, 체 분급에 있어서, 체망 상에서의 체류량을 많게 하거나 가이드 장치를 설치하거나 하는 방법이 지금까지 채용되어 왔지만, 체망이 찢어지는 문제가 많이 나타났다. 또한, 흡수성 수지의 유동성 향상을 목적으로서 개질제를 첨가하는 방법도 채용되어 왔지만, 경우에 따라서는 오히려 분급 효율의 저하를 초래하여, 결과로서 흡수성 수지의 물성이 저하하는 경우가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하고자, 대규모 생산에 있어서도, 물성(특히 통액성)을 향상, 유지시킨 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 분급 공정에서의 흡수성 수지의 분급 방법에 대하여 예의 검토한 결과, 체망의 궤적을 일정 범위 내로 함으로써 대규모에서도 분급 효율을 향상시키고, 그 결과로서 얻어지는 흡수성 수지의 미분 저감 및 통액성 향상이 달성되는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하게 되었다.

즉, 상기 과제를 해결하는 본 발명에 따른 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법은, 아크릴산(염)을 주성분으로 하는 단량체 수용액을 중합하는 중합 공정과, 상기 중합 공정에서 얻어진 함수 겔상 가교 중합체를 건조하는 건조 공정과, 상기 건조 공정에서 얻어진 중합체를 분급하는 분급 공정을 순차 포함한다. 그리고, 상기 분급 공정에 있어서 요동식 체 분급 장치를 사용하고, 상기 요동식 체 분급 장치에 있는 체망의 궤적 및 회전수가 하기의 범위에 있는 것을 특징으로 한다; 래디얼(radial) 구배 R: 5 내지 40 mm, 탄젠셜(tangential) 구배 T: 0.1 내지 25 mm, 엑센트릭(eccentric) 구배 E: 40 내지 80 mm, 회전수 F: 60 내지 600 rpm.

또한, 상기 과제를 해결하는 본 발명에 따른 흡수성 수지(폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지)의 다른 제조 방법은, 아크릴산(염) 수용액을 중합하여 함수 겔상 가교 중합체를 얻는 중합 공정과, 상기 함수 겔상 가교 중합체를 건조하여 흡수성 수지 분말을 얻는 건조 공정과, 상기 흡수성 수지 분말을 분급하는 분급 공정과, 상기 흡수성 수지 분말을 표면 가교하는 표면 가교 공정을 포함한다. 그리고, 상기 표면 가교 공정 전 및/또는 표면 가교 공정 후에 행하여지는 분급 공정에 있어서, 당해 분급 공정의 요동식 체 분급 장치에서 사용되는 체망이 복수의 지지재를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 중합 공정, 건조 공정 및 분급 공정을 포함하는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법에 있어서, 얻어지는 흡수성 수지의 물성(예를 들어, 통액성)이나 생산성을 향상시킴과 함께, 흡수성 수지의 성능을 안정화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 체의 궤적을 측정하는 측정 장치의 개략도이다.
도 2는 체의 궤적 및 래디얼 구배 R, 탄젠셜 구배 T 및 엑센트릭 구배 E를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체망과 지지재와의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 요동식 체 분급 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 복수의 방으로 분할된 펀칭 메탈 위에 탭핑 볼을 설치한 모습을 위에서 본 개략 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명하는데, 본 발명의 범위는 이들 설명에 구속되지 않고, 이하의 예시 이외에 대해서도, 본 발명의 취지를 손상시키지 않는 범위에서 적절히 변경, 실시될 수 있다.

[1] 용어의 정의

(a) 「흡수성 수지」

본 명세서에 있어서, 「흡수성 수지」란, 수팽윤성 수불용성의 「고분자 겔화제(gelling agent)」를 의미하고, 이하의 물성을 갖는 것을 말한다. 즉, 수팽윤성으로서 CRC(무가압하 흡수 배율)가 5(g/g) 이상의 것이다. CRC는 바람직하게는 10 내지 100(g/g), 보다 바람직하게는 20 내지 80(g/g)이다. 또한, 수불용성으로서 Ext(수가용분)는 0 내지 50중량％가 필요하다. Ext는 바람직하게는 0 내지 30중량％, 보다 바람직하게는 0 내지 20중량％, 더욱 바람직하게는 0 내지 10중량％이다.

또한, 「흡수성 수지」는 전량(100중량％)이 중합체인 형태에 한정되지 않고, 상기 성능을 유지하는 범위에서 첨가제 등(후술)을 포함하고 있어도 된다. 즉, 흡수성 수지 및 첨가제를 포함하는 흡수성 수지 조성물이어도, 본 발명에서는 「흡수성 수지」라 총칭한다. 흡수성 수지가 흡수성 수지 조성물일 경우의, 흡수성 수지(폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지)의 함유량은 조성물 전체에 대하여 바람직하게는 70 내지 99.9중량％, 보다 바람직하게는 80 내지 99.7중량％, 더욱 바람직하게는 90 내지 99.5중량％이다. 흡수성 수지 이외의 성분으로서는 흡수 속도나 분말(입자)의 내충격성의 관점에서 물이 바람직하고, 필요에 따라 후술하는 첨가제가 포함된다.

(b) 「폴리아크릴산(염)」

본 명세서에 있어서, 「폴리아크릴산(염)」이란, 임의로 그래프트 성분을 포함하고, 반복 단위로서, 아크릴산(염)을 주성분으로 하는 중합체를 의미한다. 구체적으로는, 가교제를 제외한 단량체로서, 아크릴산(염)을 필수적으로 50 내지 100몰％, 바람직하게는 70 내지 100몰％, 보다 바람직하게는 90 내지 100몰％, 더욱 바람직하게는 실질 100몰％를 포함하는 중합체를 의미한다. 중합체로서의 염은 필수적으로 수용성 염을 포함하고, 바람직하게는 1가 염, 보다 바람직하게는 알칼리 금속염 또는 암모늄염, 더욱 바람직하게는 알칼리 금속염, 특히 바람직하게는 나트륨염을 포함한다.

(c) 「EDANA」 및 「ERT」

「EDANA」는 European Disposables and Nonwovens Associations의 약칭이며, 「ERT」는 유럽 표준(거의 세계 표준)의 흡수성 수지 측정법(ERT/EDANA Recomended Test Method)의 약칭이다. 본 명세서에 있어서는 특별히 언급하지 않는 한, ERT 원본(공지 문헌 : 2002년 개정)에 기초하여, 흡수성 수지의 물성을 측정한다.

(c-1) 「CRC」(ERT441.2-02)

「CRC」란, Centrifuge Retention Capacity(원심 분리기 유지 용량)의 약칭이며, 무가압하 흡수 배율(이하, 「흡수 배율」이라 함)을 의미한다. 구체적으로는, 부직포 중의 흡수성 수지 0.200g을 0.9중량％ 식염수로 30분, 자유 팽윤시킨 후, 원심 분리기(250G)로 탈수한 후의 흡수 배율(단위; (g/g))이다.

(c-2) 「AAP」(ERT442.2-02)

「AAP」란, Absorption Against Pressure의 약칭이며, 가압하 흡수 배율을 의미한다. 구체적으로는, 흡수성 수지 0.900g을 0.9중량％ 식염수에 1시간, 2.06kPa에서의 하중 하에서 팽윤시킨 후의 흡수 배율(단위; (g/g))이다. 또한, 본 발명 및 실시예에서는 4.83kPa로 측정하였다.

(c-3) 「Extractables」(ERT470.2-02)

「Extractables」란, 수가용분량(가용분)을 의미한다. 구체적으로는, 0.9중량％ 식염수 200ml에, 흡수성 수지 1.000g을 첨가하여 16시간 교반한 후, 용해시킨 중합체량을 pH 적정으로 측정한 값(단위; 중량％)이다.

(c-4) 「PSD」(ERT420.2-02)

「PSD」란, Particle Size Disribution의 약칭이며, 체 분급에 의해 측정되는 입도 분포를 의미한다. 또한, 중량 평균 입자 직경 및 입자 직경 분포 폭은 유럽 공고 특허 제0349240호 명세서 7페이지 25 내지 43행이나 국제 공개 제2004/069915호에 기재된 「(1) Average Particle Diameter and Distribution of Particle Diameter」와 마찬가지의 방법으로 측정된다.

(c-5) 기타

「pH」(ERT400.2-02): 흡수성 수지의 pH를 의미한다.

「Moisture Content」(ERT430.2-2): 흡수성 수지의 함수율을 의미한다.

「Flow Rate」(ERT450.2-02): 흡수성 수지의 유하 속도를 의미한다.

「Density」(ERT460.2-02): 흡수성 수지의 부피 비중을 의미한다.

(d) 「통액성」

흡수성 수지의 「통액성」이란, 하중 하 또는 무하중 하에서의 팽윤 겔의 입자간을 통과하는 액의 흐름성을 말하고, 대표적인 측정 방법으로서, SFC(Saline Flow Conductivity/생리 식염수 흐름 유도성)나, GBP(Gel Bed Permeability/겔 상(床) 투과성)가 있다.

「SFC(생리 식염수 흐름 유도성)」는 2.07kPa 하중 하에서의 흡수성 수지에 대한 0.69중량％ 염화나트륨 수용액의 통액성을 말하고, 미국 특허 제5669894호에 개시되는 SFC 시험 방법에 준거하여 측정된다.

「GBP(겔 상 투과성)」란, 하중 하 또는 자유 팽윤에서의 흡수성 수지에 대한 0.9중량％ 염화나트륨 수용액의 통액성을 말하고, 국제 공개 제2005/016393호에 개시되는 GBP 시험 방법에 준거하여 측정된다.

(e) 「기타」

본 명세서에 있어서, 범위를 나타내는 「X 내지 Y」는 「X 이상 Y 이하」인 것을 의미한다. 또한, 중량의 단위인 「t(톤)」는 「메트릭 톤(Metric ton)」인 것을 의미한다. 또한, 특히 주석이 없는 한, 「ppm」은 「중량ppm」 또는 「질량ppm」을 의미한다. 또한, 「중량」과 「질량」, 「중량부」와 「질량부」, 「중량％」와 「질량％」는 동의어로서 다룬다. 또한, 「~산(염)」은 「~산 및/또는 그의 염」, 「(메트)아크릴」은 「아크릴 및/또는 메타크릴」을 각각 의미한다.

[2] 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법

(2-1) 중합 공정

본 공정은 아크릴산(염)계 단량체 수용액(아크릴산(염)을 주성분으로 하는 단량체 수용액)을 중합하여 함수 겔상 가교 중합체(이하, 「함수 겔」이라 함)를 얻는 공정이다.

(a) 단량체(가교제를 제외함)

본 발명에 따른 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지는 그의 흡수 성능이나 잔존 단량체량의 관점에서, 아크릴산의 적어도 일부가 중화된 아크릴산(염)을 주성분으로 하는 단량체를 원료로서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 아크릴산염으로서는 특별히 한정되지 않지만, 흡수 성능의 관점에서 알칼리 금속염, 암모늄염 및 아민염에서 선택되는 1종 이상의 1가 염이 바람직하고, 알칼리 금속염이 보다 바람직하고, 나트륨염, 리튬염 및 칼륨염에서 선택되는 1종 이상의 아크릴산염이 더욱 바람직하고, 나트륨염이 특히 바람직하다.

상기 중화는 중합 전의 단량체 및/또는 중합 후의 함수 겔에 대하여 행할 수 있고, 그의 중화율은 바람직하게는 10 내지 100몰％, 보다 바람직하게는 30 내지 95몰％, 더욱 바람직하게는 50 내지 90몰％, 특히 바람직하게는 60 내지 80몰％이다.

상기 아크릴산(염)을 주성분으로 하는 단량체(하기의 가교제를 포함함)는 통상 수용액의 형태로 중합한다. 그때의 단량체 농도로서는 통상 10 내지 70중량％ 이며, 바람직하게는 15 내지 65중량％, 보다 바람직하게는 30 내지 55중량％이다. 또한, 포화 농도를 초과한 슬러리액(수분산액)으로도 중합할 수 있지만, 물성의 관점에서 포화 농도 이하의 단량체 수용액이 바람직하다.

본 발명의 흡수성 수지의 모든 물성을 개선하기 위해서, 아크릴산(염)계 단량체 수용액, 중합 후의 함수 겔, 건조 중합체, 분쇄 중합체 또는 흡수성 수지 분말에 대하여 탄산염, 아조 화합물, 기포 등의 발포제나 계면 활성제 등의 첨가제나, 전분, 폴리아크릴산(염), 폴리에틸렌이민 등의 수용성 수지 또는 흡수성 수지를 임의 성분으로서 첨가해도 된다. 또한, 상기 첨가제는 단량체에 대하여 바람직하게는 0 내지 5중량％, 보다 바람직하게는 0 내지 1중량％가 첨가된다. 또한, 수용성 수지 또는 흡수성 수지는 단량체에 대하여, 바람직하게는 0 내지 50중량％, 보다 바람직하게는 0 내지 20중량％, 더욱 바람직하게는 0 내지 10중량％, 특히 바람직하게는 0 내지 3중량％가 첨가된다.

본 발명에 있어서, 아크릴산(염)을 주성분으로서 사용하는 경우, 아크릴산(염) 이외에, 예를 들어, 친수성 또는 소수성의 불포화 단량체를 포함할 수도 있다. 보다 구체적으로는, 메타크릴산, (무수)말레산, 2-(메트)아크릴아미드-2-메틸프로판 술폰산, (메트)아크릴옥시알칸 술폰산, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐 아세트아미드, (메트)아크릴아미드, N-이소프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메트)아크릴아미드, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트나 이들의 염 등을 들 수 있다. 이들 불포화 단량체는 얻어지는 흡수성 수지의 물성을 손상시키지 않는 범위, 즉, 전체 단량체에 대하여 바람직하게는 0 내지 50중량％, 보다 바람직하게는 0 내지 20중량％의 범위로 사용된다.

(b) 가교제(내부 가교제)

본 발명에 있어서는 흡수 특성의 관점에서 가교제(내부 가교제)를 사용하는 것이 바람직하다. 당해 내부 가교제는 아크릴산과의 중합성 가교제, 카르복실기와의 반응성 가교제 또는 이들을 겸비한 가교제를 예시할 수 있다. 보다 구체적으로는, 중합성 가교제로서, N,N'-메틸렌비스 아크릴아미드, (폴리)에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리옥시에틸렌)트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 폴리(메트)알릴옥시알칸 등의 분자 내에 중합성 이중 결합을 적어도 2개 갖는 화합물을 들 수 있다. 또한, 반응성 가교제로서는 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 등의 폴리글리시딜 에테르, 프로판디올, 글리세린, 소르비톨 등의 다가 알코올 등의 공유 결합성 가교제, 알루미늄 등의 다가 금속 화합물 등의 이온 결합성 가교제를 예시 할 수 있다. 이들 중에서도, 흡수 특성의 관점에서 아크릴산과의 중합성 가교제가 바람직하고, 아크릴레이트계, 알릴계 및 아크릴아미드계의 중합성 가교제가 특히 바람직하다. 상기 내부 가교제는 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

또한, 상기 내부 가교제는 물성의 관점에서 가교제를 제외한 상기 단량체에 대하여, 바람직하게는 0.001 내지 5몰％, 보다 바람직하게는 0.005 내지 2몰％, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1몰％, 특히 바람직하게는 0.03 내지 0.5몰％의 범위로 사용된다.

(c) 중합 개시제

본 발명에 있어서 사용되는 중합 개시제는 특별히 한정되지 않고, 광분해형 중합 개시제, 열분해형 중합 개시제 또는 산화 환원계 중합 개시제 등으로부터, 중합 형태에 따라서 적절히 선택된다.

또한, 상기 광분해형 중합 개시제로서는 벤조인 유도체, 벤질 유도체, 아세토페논 유도체, 벤조페논 유도체, 아조 화합물 등을 들 수 있고, 상기 열분해형 중합 개시제로서는 과황산 나트륨, 과황산 칼륨, 과황산 암모늄 등의 과황산염, 과산화수소, t-부틸 퍼옥시드, 메틸에틸케톤 퍼옥시드 등의 과산화물, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판)디히드로클로라이드, 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]디히드로클로라이드 등의 아조 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 산화 환원계 중합 개시제로서는 상기 과황산염이나 과산화물에, L-아스코르브산이나 아황산 수소 나트륨 등의 환원성 화합물을 병용한 계를 들 수 있다.

상기 광분해형 중합 개시제는 열분해형 중합 개시제와 병용할 수도 있다. 상기 중합 개시제는 상기 단량체에 대하여, 바람직하게는 0.0001 내지 1몰％, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.5몰％의 범위로 사용된다.

(d) 중합 방법

본 발명에서 적용되는 중합 방법은 흡수 특성이나 중합 제어의 용이성 등의 관점에서, 분무 중합, 액적 중합, 수용액 중합 또는 역상 현탁 중합이 바람직하고, 수용액 중합 또는 역상 현탁 중합이 보다 바람직하고, 수용액 중합이 더욱 바람직하다. 그 중에서도, 연속 수용액 중합이 특히 바람직하고, 연속 벨트 중합일 수도 있고, 연속 니이더 중합의 어느 것일 수도 있다.

상기 연속 수용액 중합의 적합한 형태로서, 연속 니이더 중합은 미국 특허 제6987151호, 동 제6710141호 등에, 연속 벨트 중합은 미국 특허 제4893999호, 동 제6241928호, 미국 특허 출원 공개 제2005/215734호 등에 각각 개시되어 있다. 이들 연속 수용액 중합을 채용함으로써, 흡수성 수지의 생산성이 향상된다.

또한, 상기 연속 수용액 중합의 바람직한 일례로서, 고온 개시 중합이나 고농도 중합을 들 수 있다. 「고온 개시 중합」은 단량체 수용액의 온도를 바람직하게는 30℃ 이상, 보다 바람직하게는 35℃ 이상, 더욱 바람직하게는 40℃ 이상, 특히 바람직하게는 50℃ 이상(상한은 비점)의 온도에서 중합을 개시하는 중합 방법을 가리키고, 「고농도 중합」은 단량체 농도를 바람직하게는 30중량％ 이상, 보다 바람직하게는 35중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 40중량％ 이상, 특히 바람직하게는 45중량％ 이상(상한은 포화 농도)으로 중합을 행하는 중합 방법을 가리킨다. 이들 중합 방법을 병용한 고농도·고온 개시 연속 수용액 중합으로 할 수도 있다. 또한, 고온 개시 중합에 대해서는 미국 특허 제6906159호, 동 제7091253호 등에 개시되어 있다.

상기 중합은 공기 분위기 하에서도 실시할 수 있지만, 착색 방지의 관점에서, 질소나 아르곤 등의 불활성 가스 분위기 하에서 실시하는 것이 바람직하다. 이 경우, 예를 들어, 산소 농도를 1용적％ 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 단량체 또는 단량체 수용액 내의 용존산소를 불활성 가스로 충분히 치환(구체적으로는, 용존산소 1(mg/l) 미만)하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 방법은 생산량이 바람직하게는 1(t/hr) 이상, 보다 바람직하게는 2(t/hr) 이상, 더욱 바람직하게는 4(t/hr) 이상의 연속 생산에서 유효하다.

(2-2) 겔 분쇄 공정

본 공정은 상기 중합 공정에서 얻어진 함수 겔을 니이더, 미트 초퍼 또는 커터 밀 등의 겔 분쇄 장치로 겔 분쇄하고, 입자상의 함수 겔(이하, 「입자상 함수 겔」이라 함)을 얻는 공정이다. 또한, 상기 중합 공정이 니이더 중합인 경우, 중합 공정과 겔 분쇄 공정이 동시에 실시되고 있다. 또한, 상기 함수 겔을 겔 분쇄 공정을 거치지 않고, 그대로 건조 공정에 공급해도 된다.

본 공정에 있어서는, 겔 분쇄성의 개선이나 물성 개량의 관점에서, 상기 함수 겔에 대하여 물, 다가 알코올, 물과 다가 알코올과의 혼합액, 다가 금속(염) 수용액, 또는 이들의 증기 등을 첨가할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 잔존 단량체의 저감이나 겔 열화의 방지(내뇨성 향상), 황변 방지의 관점에서, 겔 분쇄 시간(중합 종료 시부터 건조 개시 시까지의 시간을 말함)을 단시간으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 1시간 이내가 바람직하고, 0.5시간 이내가 보다 바람직하고, 0.1시간 이내가 더욱 바람직하다. 또한, 겔 분쇄 기간 중의 함수 겔의 온도는 바람직하게는 40 내지 95℃, 보다 바람직하게는 50 내지 80℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 70℃로 제어(보온 또는 가온)된다.

상술한 겔 분쇄 후의 입자상 함수 겔의 수지 고형분은 바람직하게는 10 내지 90중량％, 보다 바람직하게는 20 내지 80중량％, 더욱 바람직하게는 30 내지 70중량％, 특히 바람직하게는 35 내지 60중량％이다. 또한, 입자상 함수 겔의 중량 평균 입자 직경(D50)(체 분급으로 규정)은 바람직하게는 0.2 내지 10 mm, 보다 바람직하게는 0.3 내지 5 mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 mm이다. 또한, 입자 직경이 5 mm 이상인 입자상 함수 겔의 비율이, 전체의 0 내지 10중량％가 바람직하고, 0 내지 5중량％가 보다 바람직하다. 또한, 입자상 함수 겔의 입자 직경은 일본 특허 공개 제2000-63527호 공보의 단락[0091]에 개시된 습식 분급 방법에 준거하여 측정을 행한다. 또한, 겔 분쇄 공정을 겔 미립화(해쇄) 공정으로 칭하는 경우도 있다.

(2-3) 건조 공정

본 공정은 상기 중합 공정 및/또는 겔 분쇄 공정에서 얻어지는, 함수 겔 및/또는 입자상 함수 겔을 원하는 수지 고형분까지 건조시켜서 건조 중합체를 얻는 공정이다. 또한, 당해 수지 고형분은 건조 감량(시료 1g을 180℃에서 3시간 가열했을 때의 중량 변화)으로부터 구해지는 값이며, 바람직하게는 80중량％ 이상, 보다 바람직하게는 85 내지 99중량％, 더욱 바람직하게는 90 내지 98중량％, 특히 바람직하게는 92 내지 97중량％이다.

본 발명에서의 건조 방법으로서는 함수 겔 및/또는 입자상 함수 겔을 상기 수지 고형분이 될 때까지 건조할 수 있으면 되고, 예를 들어, 가열 건조, 열풍 건조, 감압 건조, 적외선 건조, 마이크로파 건조, 드럼 드라이어 건조, 소수성 유기 용매와의 공비 탈수 건조 또는 고온 수증기에 의한 고습 건조 등의 건조 방법에서 적절히 선택할 수 있다. 그 중에서도, 열풍 건조가 바람직하고, 이슬점 온도가 0 내지 100℃인 기체를 사용하는 열풍 건조가 보다 바람직하고, 이슬점 온도가 20 내지 90℃인 기체를 사용하는 열풍 건조가 더욱 바람직하다.

또한, 건조 온도로서는 흡수 특성 또는 색조의 관점에서, 바람직하게는 100 내지 300℃, 보다 바람직하게는 150 내지 250℃로 제어(가열)되지만, 특히 얻어지는 흡수성 수지의 물성과 백색도와의 양립이라는 관점에서는, 건조 온도가 165 내지 230℃에서 건조 시간이 50분 이내인 것이 바람직하고, 건조 시간이 20 내지 40분이 보다 바람직하다. 또한, 열풍 건조를 행하는 경우, 열풍의 온도를 건조 온도로 한다. 상기 건조 온도나 건조 시간이 상기 범위를 벗어나면, 흡수성 수지의 무 가압하 흡수 배율(CRC)의 저하나 수가용분의 증가, 백색도의 저하를 일으킬 우려가 있어 바람직하지 않다.

(2-4) 분쇄 공정

본 공정은 상기 건조 공정에서 얻어진 건조 중합체를 분쇄하여, 분쇄 중합체를 얻는 공정이다. 또한, 중합 공정에서 얻어지는 함수 겔의 형상이 입자상(예를 들어, 중합 공정이 분무 중합이나 액적 중합, 역상 현탁 중합 등)인 경우에는, 건조 공정 후의 분쇄를 행하지 않을 경우도 있다.

당해 분쇄 공정에서 사용되는 기기로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 롤 밀, 해머 밀, 롤 그래뉼레이터, 조 크러셔(jaw crusher), 자이러토리 크러셔(gyratory crusher), 콘 크러셔, 롤 크러셔, 커터 밀 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 입도 제어의 관점에서, 롤 밀 또는 롤 그래뉼레이터를 다단으로 사용하는 것이 바람직하다.

(2-5) 분급 공정

본 공정은 상술한 각 공정(중합 공정, 겔 분쇄 공정, 건조 공정, 분쇄 공정)을 거쳐서 얻어진 분쇄 중합체를 분급하여, 흡수성 수지의 분말을 얻는 공정이다.

또한, 본 발명에 따른 제조 방법은 아크릴산(염)을 주성분으로 하는 단량체 수용액을 중합하는 중합 공정과, 상기 중합 공정에서 얻어진 함수 겔상 가교 중합체를 건조하는 건조 공정과, 상기 건조 공정에서 얻어진 중합체를 분급하는 분급 공정을 순차 포함하는, 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법이며, 상기 분급 공정에 있어서 요동식 체 분급 장치를 사용하고, 상기 요동식 체 분급 장치의 체망의 궤적 및 회전수가 다음의 범위에 있는 것을 특징으로 하는, 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법이다. 여기서, 상기 체망 궤적의 래디얼 구배 R은 5 내지 40 mm, 탄젠셜 구배 T는 0.1 내지 25 mm, 엑센트릭 구배 E는 40 내지 80 mm이며, 체망의 회전수 F는 60 내지 600 rpm이다.

이하, 본 발명의 특징 부분인 분급 공정에 대하여 설명한다.

(분급 장치)

본 발명에서 사용되는 요동식 체 분급 장치(이하, 간단히 「분급 장치」라고도 칭함)는 체망면을 갖는다. 체망면의 형상은 원형(환체) 또는 각형(각체) 등, 적절히 결정된다. 그 중에서도, 체망 강도의 관점에서 환체인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용되는 요동식 체 분급 장치는 하기와 같이 궤적의 래디얼 구배 R, 탄젠셜 구배 T, 엑센트릭 구배 E 및 회전수 F의 조합으로 삼차원 운동을 제어하는(체망면은 나선상으로 진동함) 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 또한, 분급 장치의 궤적에서의 래디얼 구배 R, 탄젠셜 구배 T, 엑센트릭 구배 E의 구체적인 측정 방법은 후술하는 실시예에서 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다.

(궤적 및 회전수)

본 발명에 있어서, 요동식 체 분급 장치의 타원궤도(이하, 「궤적」이라고 함)(도 2 참조)를 다음의 특정 범위로 제어함으로써, 흡수성 수지의 통액성 향상이나 미분의 저감을 도모할 수 있다.

상기 「래디얼 구배 R」이란, 궤적의 폭(도 2의 R)을 말하며, 체망 상의 시료를 중앙부에서 외주부로 이동시키는 힘에 영향을 미친다. 즉, 시료를 체망의 중앙부에서 주변으로 분산시키는 체망의 기울기를 의미한다.

상기 「탄젠셜 구배 T」란, 궤적의 기울기(도 2의 T1-T2(=T))를 말하며, 체망 상의 시료를 원운동 시키는 힘에 영향을 미친다. 즉, 시료를 체망으로부터 배출할 때의 속도를 제어하는 체망의 기울기를 의미한다.

상기 「엑센트릭 구배 E」란, 도 2의 E에 상당하는 궤적의 가로 폭을 말한다. 「회전수 F」와 함께, 체망 상의 시료에 걸리는 가진(加振)력에 영향을 미친다.

상기 중, 주로 래디얼 구배 R 및 탄젠셜 구배 T가 공진함으로써, 체망 상의 시료가 나선상으로 움직이고, 또한 이들을 특정한 범위 내로 제어함으로써 효율적으로 분급할 수 있다.

본 발명에 있어서, 요동식 체 분급 장치의 움직임을 제어하는 상기 4개의 파라미터를 다음의 특정 범위로, 각각 별개로 또는 조합하여 제어함으로써, 분급 효율이 향상된다. 그 결과, 최종 제품인 입자상 흡수제의 물성(특히 통액성)이 향상된다.

구체적으로는, 래디얼 구배 R은 5 내지 40 mm이며, 바람직하게는 5 내지 20 mm, 보다 바람직하게는 5 내지 15 mm이다. 상기 래디얼 구배 R이 5 mm 미만인 경우, 체망 상에서의 시료의 체류 시간이 연장되고, 체망에 대하여 부하가 커지기 때문에, 체망의 수명이 짧아질 우려가 있다. 한편, 래디얼 구배 R이 40 mm를 초과하는 경우, 시료가 체망의 주변부로 이동하기 쉬워 과도하게 배출 속도가 올라가기 때문에, 분급 효율이 저하될 우려가 있다. 또한, 당해 래디얼 구배 R은 분급 장치에 진동을 발생시키는 추로 조정할 수 있다.

탄젠셜 구배 T는 0.1 내지 25 mm이며, 바람직하게는 2 내지 20 mm, 보다 바람직하게는 4 내지 15 mm이다. 상기 탄젠셜 구배 T가 0.1 mm 미만인 경우, 체망 상에서 시료가 "튀는 정도"가 작기 때문에, 분급 효율이 저하될 우려가 있다. 한편, 탄젠셜 구배 T가 25 mm를 초과하는 경우, 시료가 체망의 중앙부에 집적하기 쉬어, 배출이 곤란해질 우려가 있다. 또한, 당해 탄젠셜 구배 T는 분급 장치의 조정 볼트 등으로 조정할 수 있다.

엑센트릭 구배 E는 40 내지 80 mm이며, 바람직하게는 50 내지 80 mm, 보다 바람직하게는 50 내지 70 mm이다. 상기 엑센트릭 구배 E가 40 mm 미만인 경우, 분급 효율이 저하될 우려가 있다. 한편, 엑센트릭 구배 E가 80 mm를 초과하는 경우, 체망 상에 잔류하는 시료가 체망을 통과하거나, 분급 장치가 고장나거나 할 우려가 있다. 또한, 당해 엑센트릭 구배 E는 분급 장치 내에서 엑센트릭을 일으키는 추로 조정할 수 있다.

회전수 F는 60 내지 600 rpm이며, 바람직하게는 100 내지 500 rpm, 보다 바람직하게는 150 내지 400 rpm이다. 상기 회전수 F가 60 rpm 미만인 경우, 분급 효율의 저하를 초래할 우려가 있다. 한편, 회전수 F가 600 rpm을 초과하는 경우, 체망 상의 시료가 손상을 입거나, 체망이 파손되기 쉬워지거나 할 우려가 있다.

상기 4개의 궤적 파라미터의 조합으로서는 필수적으로 R; 5 내지 40 mm, T; 0.1 내지 25 mm, E; 40 내지 80 mm, F; 60 내지 600 rpm이며, 바람직하게는 R; 5 내지 20 mm, T; 2 내지 20 mm, E; 50 내지 80 mm, F; 100 내지 500 rpm이며, 보다 바람직하게는 R; 5 내지 15 mm, T; 4 내지 15 mm, E; 50 내지 70 mm, F; 150 내지 400 rpm이다.

(더블 스크린)

또한, 요동식 체 분급 장치의 상기 궤적은 단수의 체망을 사용하는 형태에도 적용할 수 있지만, 실질 동일한 그물눈을 갖는 복수의 체망을 연속하여 사용하는 형태에 적용하는 쪽이 보다 바람직하다. 이러한 형태로 함으로써, 체 면적을 동일하게 했을 경우, 단수의 체망에서는 1장당의 면적이 크기 때문에, 체망의 열화(망 찢어짐이나 그물눈의 어긋남 등)가 단기간에서 발생하기 쉽고, 그 결과로서, 목적 외의 입도가 되거나 분급 장치의 고장이 발생하거나 하는데, 이러한 문제를 일으키기 어렵게 할 수 있다.

상기 「실질 동일한 그물눈」이란, JIS, ASTM, TYLER 등, 각종 표준 체에서의 허용 오차 범위 내의 그물눈을 말한다. 즉, 목적 그물눈에 대한 ±2％ 범위의 그물눈을 말한다. 즉, 본 발명의 바람직한 일 형태는 상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 목적 그물눈에 대하여 ±2％ 범위의 그물눈을 갖는 2 이상의 체망을 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한 「목적 그물눈」이란, 표준 체의 그물눈 기준 치수를 의미한다.

본 형태에서는 실질 동일한 그물눈을 갖는 2 이상의 체망이 사용되는 한에 있어서는, 또한 당해 그물눈과는 다른 그물눈을 갖는 체망을 조합하여 사용해도 물론 상관없다. 예를 들어, 그물눈 850 ㎛와 150 ㎛의 체망을 사용하는 경우, (1) 850 ㎛의 체망 2장과 150 ㎛의 체망 1장과의 조합, (2) 850 ㎛의 체망 1장과 150 ㎛의 체망 2장과의 조합, (3) 850 ㎛의 체망 2장과 150 ㎛의 체망 2장과의 조합, 등을 들 수 있다.

상기 (1)의 조합으로 합계 3장의 체망을 동시에 다단으로 사용하는 분급 장치로 함으로써, 특히 조대 입자를 효율적으로 분급할 수 있다. 또한, 상기 (2)의 조합으로 합계 3장의 체망을 동시에 다단으로 사용하는 분급 장치로 함으로써, 특히 미립자를 효율적으로 분급할 수 있다. 또한 상기 (3)의 조합으로 합계 4장의 체망을 동시에 다단으로 사용하는 분급 장치로 함으로써, 조대 입자 및 미립자를 효율적으로 분급할 수 있고, 보다 샤프한 입도 분포로 할 수 있다.

또한, 복수의 체망을 다단으로 사용하는 경우, 체망의 구성은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 상단에 미립자용, 하단에 조대 입자용의 체망을 배치할 수도 있다. 그러나, 분급 효율의 관점에서, 상단에 조대 입자용, 하단에 미립자용의 체망을 배치하는 편이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 사용할 수 있는 체는 특별히 한정되지 않고, 판체여도 되고, 체망이어도 되며, 체망의 형상은 JIS Z8801-1(2000)이나 JIS Z8801-2(2000) 등을 참조하여 적절히 선택할 수 있다. 또한, 체망의 그물눈은 바람직하게는 10 ㎛ 내지 100 mm, 보다 바람직하게는 50 ㎛ 내지 50 mm, 더욱 바람직하게는 100 ㎛ 내지 15 mm의 범위 내에서 적절히 선택할 수 있다. 또한, 금속 체망이 바람직하게 사용된다.

상기 「조대 입자용의 체망」이란, 입자 직경이 큰 조대 입자를 분급하기 위한 체망을 의미한다. 그의 그물눈(목적 그물눈)으로서는 600 내지 1000 ㎛가 바람직하고, 구체적으로는 600 ㎛, 710 ㎛, 850 ㎛ 또는 1000 ㎛를 들 수 있다. 이들 그물눈을 상한으로 하여 사용한다.

상기 「미립자용의 체망」이란, 입자 직경이 작은 미립자를 분급하기 위한 체망을 의미한다. 그의 그물눈(목적 그물눈)으로서는 106 내지 212 ㎛가 바람직하고, 구체적으로는 106 ㎛, 150 ㎛, 180 ㎛ 또는 212 ㎛를 들 수 있다. 이들 그물눈을 하한으로서 사용한다.

이들 조대 입자용의 체망 및 미립자용의 체망 중에서 상하한으로서, 분급 효율 등에 따라 적절히 선택하면 된다. 또한, 이들 사이의 그물눈을 갖는 체망을 추가하여, 3종류의 다른 그물눈을 갖는 체망으로 할 수도 있다. 또한, 상술한 목적 그물눈에 대하여 ±2％ 범위의 그물눈을 갖는 2 이상의 체망은 조대 입자용의 체망 또는 미립자용의 체망인 것이 바람직하다. 즉, 목적 그물눈에 대하여 ±2％ 범위의 그물눈을 갖는 2 이상의 체망을 사용하는 경우, 당해 목적 그물눈은 600 내지 1000 ㎛ 또는 106 내지 212 ㎛인 것이 바람직하다.

(체망의 직경)

본 발명에 있어서, 체 분급 장치를 사용할 때, 그의 체망의 직경(원형이 아닌 경우에는, 동일 면적을 갖는 원의 직경으로 환산함)은 하한으로서, 바람직하게는 1m 이상, 보다 바람직하게는 1.5m 이상, 더욱 바람직하게는 2m 이상, 특히 바람직하게는 3m 이상이다. 또한, 상한으로서는 바람직하게는 10m 이하, 보다 바람직하게는 8m 이하, 더욱 바람직하게는 6m 이하이다. 따라서, 체망의 직경은 바람직하게는 1 내지 10m, 보다 바람직하게는 1.5 내지 8m, 더욱 바람직하게는 2 내지 6m이다. 체망의 직경을 상기 범위 내로 함으로써, 분급 효율이 향상되고, 본 발명의 효과가 보다 발휘된다.

본 발명에서는 상기 범위 내의 직경을 갖는 체망에 있어서, 당해 체망을 단일 단으로 사용하기보다도, 동일 그물눈의 체망을 복수 단 겹쳐 사용하는 쪽이, 흡수성 수지의 통액성이 향상되고, 미분도 저감되기 때문에 바람직하다.

(지지재)

본 발명에서는 상기 체망의 열화(망 찢어짐이나 그물눈의 어긋남 등)를 방지하는 관점에서, 분급시 체망의 휨 등을 억제하기 위한 지지재를 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 바람직한 일 형태는 체망의 하방으로 체망의 프레임보다 내측에 지지재를 배치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 「지지재」란, 체망을 하방에서 지지하는 부재를 말하며, 분급 기간 중에, 적어도 일시적으로 체망과 접촉하는 것이다. 상세를 대표도인 도 3에서 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 체망과 지지재와의 위치 관계를 도시하는 도면이다.

도 3의 형태에서, 지지재는 링 형상을 갖지만, 체망의 휨을 억제할 수 있으면 그의 형상은 특별히 한정되지 않고, 직선, 곡선, 링, 소용돌이, 다각형 등, 여러 가지 형상을 취할 수 있다. 그 중에서도, 분급 효율을 유지하고, 효과적으로 체망의 열화(망 찢어짐이나 그물눈의 어긋남 등)를 방지하는 관점에서, 링 형상으로 하는 것이 바람직하다.

지지재의 수도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 상술한 범위의 직경을 갖는 체망에 링 형상의 지지재를 사용하는 경우에는, 당해 지지재의 수는 효과적으로 체망의 열화(망 찢어짐이나 그물눈의 어긋남 등)를 방지하는 관점에서 2 이상인 것이 바람직하고, 분급 효율을 유지하는 관점에서 보다 바람직하게는 2이다.

또한, 도 3에서는 원형의 체망에 링 형상의 지지재가 배치되어 있지만, 당해 지지재는 체망의 동심원 상으로 설치된다. 이와 같이, 체망이 원형(환체)일 경우, 적어도 1개의 지지재는 체망의 중심으로부터 외주까지의 거리(체망의 반경)를 1로 하면, 중심으로부터 0.20 내지 0.60, 바람직하게는 0.45 내지 0.55의 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 지지재를 2개 사용하는 경우에는, 한쪽을 상기 위치에 배치하고, 다른 쪽을 중심으로부터 0.61 내지 0.85, 바람직하게는 0.70 내지 0.80의 위치에 배치한다. 이렇게 배치함으로써, 체망의 열화(망 찢어짐이나 그물눈의 어긋남 등)가 효과적으로 방지된다.

지지재의 높이는 20 mm 내지 35 mm가 바람직하고, 폭은 2 mm 내지 6 mm가 바람직하다. 또한, 지지재는 고무제 또는 표면이 고무로 피복되어 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 체망과 지지재의 간격은 체망의 휨이 없는 상태로, 바람직하게는 0 mm(간극 없음) 이상 5 mm 이하, 보다 바람직하게는 0 mm(간극 없음) 이상 3 mm 이하이다. 이러한 형태로 함으로써, 체망의 열화(망 찢어짐이나 그물눈의 어긋남 등)를 효과적으로 억제할 수 있다.

(탭핑재)

본 발명의 분급 공정에서는 흡수성 수지 분말의 분급 효율이나 얻어지는 흡수성 수지의 물성(특히 표면 가교 후의 흡수성 수지의 물성, 그 중에서도 가압하 흡수 배율(예를 들어, AAP)이나 통액성(예를 들어, SFC) 향상의 관점에서, 탭핑재가 사용되는 것이 바람직하다. 탭핑재란, 체의 눈 막힘 방지를 위하여 사용되는 탄성 재료를 말하며, 탭핑재의 형상은 구형, 회전 타원체, 다면체 등 전동하는 형상이라면 어떤 것이라도 이용할 수 있다. 바람직하게는, 탭핑 볼(구상), 탭핑 블록(구상), 탭핑 브러시로부터 선택되는 적어도 하나가 사용되고, 보다 바람직하게는 탭핑 볼 또는 탭핑 블록, 더욱 바람직하게는 탭핑 볼이 사용된다.

본 발명에서 사용되는 요동식 체 분급 장치에 있어서 복수의 체망을 사용하는 경우, 탭핑재는 일부의 체망만에 사용해도 되고, 전부의 체망에 사용해도 된다. 바람직하게는 목적 그물눈이 300 ㎛ 이하인 체망 중 적어도 1개가 사용되고, 나아가 체망수 전체에 대하여 30％ 이상, 이하의 순서로, 50％ 이상, 70％ 이상, 90％ 이상, 100％의 체망에서, 탭핑재를 사용하는 것이 바람직하다.

탭핑재를 사용하는 방법으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 체망의 하방에 해당 체망의 그물눈 이상의, 그물눈을 갖는 체망 또는 구멍 직경을 갖는 펀칭 메탈을 또한 배치하여, 이들 체망 또는 펀칭 메탈 위에 탭핑재(바람직하게는 탭핑 볼 또는 탭핑 블록)를 충전하는 방법을 들 수 있다. 분급 효율의 관점에서, 펀칭 메탈 상에서 탭핑재를 사용하는 것이 바람직하다.

특히, 상술한 바와 같이, 체망의 하방으로 당해 체망의 프레임보다 내측에 지지재를 배치하는 경우, 당해 지지재는 펀칭 메탈의 상부에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 바람직한 일 형태는 상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 체망의 하방에 펀칭 메탈이 배치되고, 상기 지지재가 상기 펀칭 메탈의 상부에 설치되고, 상기 체망이 상기 지지재의 상방에 배치되는 것을 특징으로 한다. 이 경우, 상기 탭핑재는 체망과 펀칭 메탈 사이에 배치될 수 있다.

상기 탭핑재의 재료는 특별히 한정되지 않지만, 수지제인 것이 바람직하고, 예를 들어 천연 고무, 우레탄, 클로로프렌 고무, 실리콘 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 백색 흡수성 수지에의 부착이나 혼입 등을 고려하여, 백색 또는 유백색 탭핑재, 특히, 천연 백색 고무, 백색 우레탄 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 수지의 압축 탄성률(영률)은 0.05 내지 1.0GPa가 바람직하고, 0.06 내지 0.5GPa가 보다 바람직하다.

또한, 탭핑재의 크기나 형상은 원하는 흡수성 수지의 물성에 따라서 적절히 결정되지만, 바람직하게는 블록 형상이나 구상이며, 그의 직경은 5 내지 200 mm가 바람직하고, 10 내지 100 mm가 더욱 바람직하고, 20 내지 60 mm가 특히 바람직하다. 또한 상기 범위 내이면, 다른 직경의 탭핑 볼 또는 탭핑 블록을 병용해도 된다. 또한, 탭핑 블록을 사용할 때는, 그의 체적을 구로 환산하여 직경으로 한다.

본 발명에서는, 복수개의 탭핑재(탭핑 볼 또는 탭핑 블록 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 탭핑재의 사용량은 금속 체망의 면적에 대한 탭핑 볼의 단면적으로 규정하고, 1％ 이상이 바람직하고, 이하의 순서로, 5％ 이상, 10％ 이상, 15％ 이상, 20％ 이상이 바람직하고, 상한은 탭핑 볼 사이의 간극을 고려하여 최밀 충전 미만이 바람직하고, 70％ 이하가 보다 바람직하다. 이들 범위 내에서 적절히 결정된다.

탭핑재를 사용하여 분급된 흡수성 수지 분말은 탭핑재를 충전한(탑재한) 체망 또는 펀칭 메탈, 바람직하게는 펀칭 메탈을 통과하여, 다음 공정에 공급되면 된다(도 4를 참조).

도 4에 도시하는 요동식 체 분급 장치(20)에서는, 그물눈이 다른 3개의 체망(21 내지 23)의 하방에, 각각 펀칭 메탈(24)이 배치되어 있고, 펀칭 메탈(24)의 상부에 지지재(26)가 설치되어 있다. 체망(21 내지 23)은 각각 지지재(26)의 상방에 배치되어 있다. 그리고, 펀칭 메탈(24) 위에 탭핑 볼(25)이 충전되어 있다(즉, 각각 체망(21 내지 23)과 펀칭 메탈(24) 사이에 탭핑 볼(25)이 배치되어 있음). 3개의 체망(21 내지 23)의 그물눈은 위에서 아래로 순서대로 단계적으로 작아지고 있고, 일례를 들면, 3개의 금속 체망(21, 22, 23)의 그물눈은 각각, 1000 ㎛, 850 ㎛, 100 ㎛이다.

여기서, 탭핑재를 충전한(탑재한) 체망 또는 펀칭 메탈은 흡수성 수지의 분급에 사용되는 체망(이하, 「분급용 체망」이라고도 칭함)의 하방에 설치되는 점에서, 그의 형상은 당해 분급용 체망과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 예를 들어, 분급용 체망이 원형인 경우에는, 탭핑재를 충전한(탑재한) 체망 또는 펀칭 메탈도 마찬가지로 원형인 것이 바람직하다.

상기 펀칭 메탈의 구멍 직경은 탭핑재보다 작으면 되고, 5 mm 이상인 것이 바람직하고, 또한 10 mm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 펀칭 메탈의 구멍 직경의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 30 mm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 분급 효율의 관점에서, 펀칭 메탈은 분급용 체망의 그물눈에 대하여 5배 이상의 구멍 직경을 갖는 것이 바람직하고, 6배 이상 20배 이하의 구멍 직경을 갖는 것이 보다 바람직하다.

또한, 펀칭 메탈의 개공률은 15 내지 50％가 바람직하고, 20 내지 45％가 보다 바람직하고, 25 내지 40％가 더욱 바람직하다. 또한, 상기 개공률은 구멍, 피치(P) 등으로 결정되지만, 일정 영역에 구멍을 갖지 않을 경우, 예를 들어 펀칭 메탈이 테두리를 갖는 경우, 그 부분도 포함한 면적으로 규정된다. 개공률이 상기 범위이면, 흡수성 수지의 물성이나 분급 효율이 향상될 수 있다.

또한, 상방의 분급용 체망과 하방에 설치되는 체망 또는 펀칭 메탈과의 거리(간격)는 적절히 결정되지만, 분급 효율이나 얻어지는 흡수성 수지의 물성 향상의 관점에서, 탭핑재의 직경에 대하여 통상 1.1 내지 5배가 바람직하고, 1.2 내지 3배가 보다 바람직하고, 1.3 내지 2배가 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 탭핑재는 분급용 체망의 하방에 배치된 펀칭 메탈 등의 위에 설치되지만, 평면 방향에서 펀칭 메탈 전체 또는 복수의 방으로 구획된 펀칭 메탈 위에 설치되는 것이 바람직하다(도 4를 참조).

도 5에 도시한 바와 같이, 복수의 방으로 구획된 펀칭 메탈(segmented screens)을 사용하는 경우, 그의 구획 방법은 적절히 결정되어 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 원형의 펀칭 메탈의 경우, 2 분할, 4 분할, 8 분할로 하거나, 중앙부를 또한 원형으로 구획하거나 할 수 있다. 또한 이들을 병용하여, 2 내지 100 분할, 바람직하게는 4 내지 50 분할, 보다 바람직하게는 8 내지 40 분할로 구획할 수도 있다. 또한, 각 방의 크기나 형상, 나아가 각 방에 설치하는 탭핑재는 모두 동일해도 상이해도 된다.

본 발명에 있어서, 체망에 상기 지지재가 있을 경우, 당해 지지재를 탭핑 볼의 구획으로서 사용할 수도 있다. 한편, 상기 지지재 이외의 것을 구획할 경우에는, 체망과의 접촉에 의해 체망의 파손(찢어짐)이 염려된다. 그로 인해, 분급 기간 중, 체망과 접촉하지 않도록, 구획을 설치할 필요가 있다.

본 발명에 있어서, 얻어지는 흡수성 수지의 물성 향상이나 생산성 향상의 관점에서, 분급시의 탭핑재가 가열되어 있는 것이 바람직하다. 가열 온도로서는, 40℃ 이상이 바람직하고, 50℃ 이상이 보다 바람직하고, 60℃ 이상이 더욱 바람직하다. 가열 온도의 상한은 적절히 설정되지만, 과도한 가열은 탭핑재의 효과를 저감시키고, 나아가 탭핑재의 수명을 짧게 할 우려가 있기 때문에, 통상 150℃ 이하가 바람직하고, 120℃ 이하가 보다 바람직하고, 100℃ 이하가 더욱 바람직하고, 90℃ 이하가 특히 바람직하고, 80℃ 이하가 가장 바람직하다. 따라서, 탭핑재의 온도로서는 예를 들어, 40 내지 100℃, 50 내지 100℃, 60 내지 100℃ 등을 선택할 수 있지만, 이들 범위로 한정되지 않고, 상기 가열 온도의 상한값과 하한값에서 선택되는 임의의 범위에서 규정된다.

본 발명에 따른 탭핑재를 상술한 온도 범위로 가열하기 위해서는, 탭핑재를 외부로부터 가열하면 되고, 그의 열원으로서 체망 내부, 체망 표면, 흡수성 수지를 소정 온도로 가열하고, 탭핑재와의 접촉시간이나 접촉량(예를 들어, 체망에의 열풍 유량, 체망 상에서의 흡수성 수지의 유량이나 체류량 등)을 제어하면 된다.

본 발명에 있어서, 탭핑재는 사용시간의 경과에 따라 마모되기 때문에, 탭핑재의 마모에 따라서 정기적으로 탭핑재의 교환을 행하는 것이 바람직하다. 탭핑재의 마모는 예를 들어, 구형인 경우, 직경의 감소량으로 파악할 수 있고, 당해 직경의 감소량이 3％ 이상, 바람직하게는 5％ 이상, 보다 바람직하게는 10％ 이상, 더욱 바람직하게는 20％ 이상이 된 시점에서 교환하면 된다. 정기적으로 탭핑재를 교환하지 않을 경우, 흡수성 수지의 물성이 가동시간의 경과와 함께 서서히 저하하는 경우가 있다. 또한, 교환 시기(주기)는 적절히 결정되지만, 바람직하게는 30일 내지 2년, 보다 바람직하게는 60일 내지 1년의 실질적인 연속 운전으로 교환하면 된다. 또한, 「실질적인 연속 운전」이란, 다소의 휴지나 전환을 포함하는 경우에도, 그의 운전 기간의 80％ 이상, 90％ 이상, 95％ 이상의 연속 운전이 되어 있는 상태를 의미한다.

(가이드)

본 발명에 있어서, 요동식 체 분급 장치의 체망 위에 가이드를 설치해도 된다.

상기 「가이드」란, 체망 상의 시료에 대하여 체 분리하는 거리가 길어지도록 유도하는 장치를 의미한다. 당해 가이드에 의해, 보다 효율적인 분급이 가능하게 된다. 그러나 한편으로, 체망과 가이드가 접촉하여, 체망의 파손을 초래할 우려도 있다. 그로 인해, 가이드는 설치하지 않거나, 또는 가이드 길이를 체망 직경의 1 내지 40％로 하는 것이 바람직하다.

(재질 및 표면 조도)

본 발명에 있어서, 요동식 체 분급 장치(특히 체망)의 재질은 특별히 한정되지 않고, 수지제 또는 금속제 등으로부터 적절히 선택되지만, 흡수성 수지의 물성의 관점에서, 흡수성 수지와의 접촉면을 비롯하여 금속제가 바람직하고, 스테인리스제가 보다 바람직하다. 또한, 스테인리스강이 경면 마무리됨으로써, 흡수성 수지의 물성이 보다 향상된다. 또한, 스테인리스강으로서는 SUS304, SUS316, SUS316L 등을 들 수 있다.

또한, 상기 요동식 체 분급 장치(특히 체망) 내면의 표면 조도(Rz)(JIS B 0601-2001로 규정)를 제어하는 것이 바람직하고, 구체적인 수치로서, 바람직하게는 800 nm 이하, 보다 바람직하게는 150 nm 이하, 더욱 바람직하게는 100 nm 이하, 특히 바람직하게는 50 nm 이하로 평활화되어 있으면 된다. 한편, 하한값으로서 바람직하게는 0 nm인데, 10 nm 또는 20 nm이어도 큰 차는 없고, 실질 20 nm 정도로 충분하다.

또한, 상기 「표면 조도(Rz)」란, 표면의 요철에서의 최대 높이(㎛)의 최댓값을 의미하고, 촉침식 표면 조도 측정기를 사용하여 측정한다.

(장치의 온도)

본 발명에 있어서, 요동식 체 분급 장치를 사용할 때, 당해 분급 장치를 가열한 상태 및/또는 보온한 상태로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 「가열한 상태」란, 분급 장치에 적극적으로 열을 부여하는 것을 의미한다. 따라서, 분급 장치에 열을 부여하여 일정 온도까지 승온시키고, 그 후 열을 부여하지 않을 경우나, 분급 장치에 항상적으로 열을 부여할 경우 등을 포함하는 개념이다.

상기 「보온한 상태」란, 방열되기 어렵게 하는 것, 즉, 온도 저하를 최대한 억제하는 것을 의미한다.

상기 분급 장치를 가열한 상태 및/또는 보온한 상태로 하기 위해서는, 분급 장치를 설치하는 장소의 분위기 온도를 상승시키거나, 또는 분급 장치를 단열재 등으로 피복하는 등을 행하면 된다. 또한, 이때의 분급 장치의 온도(체망의 온도)로서는 바람직하게는 40 내지 80℃, 보다 바람직하게는 45 내지 60℃이다. 이 온도가 40℃ 이상이면, 흡수성 수지의 물성이 저하되기 어렵다. 한편, 80℃ 이하이면, 분급 효율이 악화되지 않고, 또한 80℃를 초과하는 경우에는 경제적으로 불리하다.

상기 분급 장치에 공급되는 분쇄 중합체(흡수성 수지)의 온도와 분급 장치의 온도와의 온도 차(ΔT)는 바람직하게는 20℃ 이하, 보다 바람직하게는 10℃ 이하이다. 또한, 흡수성 수지를 공업적 규모에서 제조하는 경우, 흡수성 수지의 유동성의 관점에서, 분쇄 중합체(흡수성 수지)를 바람직하게는 실온 이상, 보다 바람직하게는 40 내지 100℃, 더욱 바람직하게는 50 내지 80℃로 가온하는 것이 요망된다.

(감압)

본 발명에 있어서, 표면 가교 후 흡수성 수지의 물성 향상이라는 관점에서, 분급 공정을 감압 하에서 실시하는 것이 바람직하다.

상기 「감압 하」란, 분위기 압력이 대기압보다도 낮은 상태인 것을 의미하고, 정(플러스)의 값으로서 「감압도」로 표현한다. 예를 들어, 대기압이 표준 대기압(101.3kPa)인 경우, 「감압도; 10kPa」는 대기압이 91.3kPa인 것을 말한다.

상기 감압도의 하한값은 바람직하게는 0kPa를 초과하고, 보다 바람직하게는 0.01kPa 이상, 더욱 바람직하게는 0.05kPa 이상이다. 한편, 감압도의 상한값은 분급 장치 내에서의 흡수성 수지의 상승 방지 및 배기 장치의 비용 삭감 등의 관점에서, 바람직하게는 10kPa 이하, 보다 바람직하게는 5kPa 이하, 더욱 바람직하게는 2kPa 이하이다. 따라서, 감압도의 바람직한 범위는 상기 상하한값으로부터 임의의 범위를 선택할 수 있다.

(기류)

본 발명에 있어서, 체 분급 장치를 사용할 때, 분급 효율 및 미분 저감의 관점에서, 바람직하게는 분급 장치 내에, 보다 바람직하게는 분급 장치 내의 흡수성 수지 상에, 기체(특히 공기)를 통과시키는 것이 바람직하다.

이 경우, 통과시키는 기체(이하, 「기류」라 함)의 양은 특별히 한정되지 않지만, 체망 면적 1 m²에 대하여, 바람직하게는 0.1 내지 10(m³/hr), 보다 바람직하게는 0.5 내지 5(m³/hr), 더욱 바람직하게는 1 내지 3(m³/hr)이다. 또한, 기체의 체적은 표준적인 조건 하(예를 들어, 기온 25℃, 1 기압)에서 측정한다.

상기 기류의 온도는 특별히 한정되지 않지만, 분급 장치에 도입하기 전에 있어서, 바람직하게는 40 내지 120℃, 보다 바람직하게는 50 내지 110℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 100℃, 특히 바람직하게는 65 내지 90℃, 가장 바람직하게는 70 내지 80℃이다.

상기 기류의 함수량은 특별히 한정되지 않지만, 분급 장치에 도입하는 전에 있어서, 바람직하게는 5(g/kg) 이하, 보다 바람직하게는 4.5(g/kg) 이하, 더욱 바람직하게는 4(g/kg) 이하, 특히 바람직하게는 3.5(g/kg) 이하, 가장 바람직하게는 3(g/kg) 이하이다.

또한, 함수량이 낮은 기체는 당해 기체를 냉각해 상당하는 수분을 응축함으로써 제조된다. 구체적으로는, 기체를 건조하면 되고, 그 방법으로서, 멤브레인 드라이어, 흡착식 드라이어, 다이어프램 드라이어나 이들을 병용하는 방법을 들 수 있다. 상기 흡착식 드라이어를 사용하는 경우에는, 가열 재생식, 비가열 재생식 또는 비재생식의 어느 것이든 채용할 수 있다.

상기 기류의 이슬점은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 20℃ 이하, 보다 바람직하게는 15℃ 이하, 더욱 바람직하게는 10℃ 이하, 특히 바람직하게는 0℃ 이하이다. 이슬점의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 비용의 관점에서 바람직하게는 -5℃ 정도이다. 또한, 상기 이슬점은 분급 장치에 도입되는 기류의 기류량이나 함수량을 목적에 따라서 적절히 조정함으로써 제어된다.

(제전)

본 발명에서는, 바람직하게는 분급 공정에 있어서 제전이 행하여지고, 또한 분쇄 공정에 있어서도 제전이 행하여진다. 분급 공정에서의 제전은 분급 장치, 흡수성 수지 또는 체망에 대하여 행할 수 있지만, 이들은 서로 접하고 있기 때문에, 임의의 하나를 제전하면 되고, 분급 장치 또는 체망을 제전하는 것이 바람직하다.

상기 제전 방법으로서, 이하의 방법(A) 내지 (C)가 적용되지만, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 방법(A) 내지 (C)는 어느 하나만을 사용해도 되고, 2개 이상을 병용해도 된다. 또한, 당해 제전에 의해 취출된 누설 전류는 다음의 접지 저항값으로 나타나는 접지(earth; 어스)를 통하여 대지에 흘려 보내진다.

방법(A) 제전 브러시에 의한 제전

방법(A)는 정전기가 발생한 체면에서 제전 브러시를 사용하여 제전하는 방법이며, 제전 브러시와 대전물 사이에 간극을 만드는 자기 방전법이나, 접지한 제전 브러시를 대전물에 접촉시켜, 괸 정전기를 누설 전류로서 취출 제전하는 접지 누설법을 들 수 있다.

당해 제전 브러시는 스테인리스 섬유, 카본 섬유, 비정질 섬유, 화학 섬유, 식물 섬유 또는 짐승털 등으로 제조된다. 그의 선 직경은 바람직하게는 1 내지 100 ㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 20 ㎛이다. 또한, 그의 선 길이는 바람직하게는 1 내지 100 mm, 특히 바람직하게는 스테인리스 극세 가공되어 있는 것이다.

방법(B) 이온 발생 브러시에 의한 제전

방법(B)는 고전압을 인가함으로써 이온을 발생시켜 제전하는 방법이며, 대전 전하를 전기적으로 중화하는 방법이다. 즉, 분급 장치, 흡수성 수지 또는 체망의 대전량, 대전 전하를 측정하고, + 대전 또는 - 대전에 대하여 그 반대의 전하를 부여하고, 전기적으로 중화 상태로 하는 방법이다. 따라서, 대상물의 대전 상황에 따른 최적 제전과 이온 밸런스 제어를 양립시키면 된다.

또한, 대상물의 대전량은 이온 전류를 컨트롤러에 내장된 이온 전류 검출 회로에 의해 측정할 수 있다. 당해 방법(B)는 역극성의 전하로 중화하고, 정전기를 무력화하기 때문에, 흡수성 수지에 바람직하게 적용된다. 이러한 제전은 제전기(이오나이저)에서 실시할 수 있다.

방법(C) 접지에 의한 제전

방법(C)는 장치(회전물, 회전축, 회전체 등)에 발생한 정전기를 접지(어스)에 의해 제전하는 방법이다. 즉, 장치가 설치된 건물 또는 가대를 하기에 나타낸 접지 저항값을 갖는 대지에 접지하여 전기적으로 접속함으로써, 장치 등에 괸 정전기를 누설 전류로 하여 취출 제전하는 방법이다. 당해 방법(C)는 간편하고, 장치 전체가 제전 장치로서 작용하기 때문에, 제전 효과가 높고, 바람직한 방법의 하나이다.

또한, 상기 「접지 저항값」이란, 토양에 매설한 접지 전극으로부터 대지에 흐르는 전류에 대한 저항값을 말한다. 당해 접지 저항값은 바람직하게는 100Ω 이하, 보다 바람직하게는 10Ω 이하, 더욱 바람직하게는 5Ω 이하이다. 접지 저항값은 시판하고 있는 접지 저항계로 측정할 수 있다.

상기 제전을 행함으로써, 표면 가교된 흡수성 수지의 물성(특히 통액성)이 향상된다. 이러한 효과는 실험실 레벨의 소규모보다도, 공업적인 연속 생산(예를 들어, 1시간당의 생산량이 1t 이상으로 24시간 이상의 연속 생산)의 대규모인 경우에, 현저하게 발휘된다.

(분급 보조제)

본 발명에 있어서, 분급 효율이나 생산성의 향상이라는 관점에서, 흡수성 수지의 유동성을 높이기 위해서, 분급 보조제로서, 개질제(예를 들어, 계면 활성제 또는 분체의 활제 등)를 첨가할 수도 있다.

상기 분급 보조제는 흡수성 수지의 유동성을 향상시키는 것인데, 체망이 단수인 경우, 체망 상에서의 이동 속도가 빨라져서 체류시간이 짧아지고, 분급 효율의 저하를 초래할 경우도 있다. 그러나, 본 발명의 보다 바람직한 형태인 실질 동일 그물눈의 체망을 복수 사용함으로써, 체류시간이 길어지기 때문에, 상기 현상이 완화되어, 분급 보조제의 첨가에 의한 분급 효율의 향상에도 유리하게 작용할 수 있다.

(분급 공정의 횟수)

본 발명에서의 분급 공정은 흡수성 수지의 전체 제조 공정 상에서 적어도 1회(1개소) 가지면 되지만, 바람직하게는 2회(2개소) 이상, 보다 바람직하게는 표면 가교 공정 전후에서의 적어도 1회(1개소) 이상 가지면 되고, 필요에 따라 또한 3 내지 6회(3 내지 6개소)의 분급 공정을 마련해도 된다.

표면 가교 공정 전에 분급 공정을 행함으로써, 최종 제품의 입도를 원하는 범위 내로 조정할 수 있기 때문에, 바람직하다. 또한, 표면 가교 후의 분급 공정은 표면 가교제 혼합 시 또는 가열 처리 시에 발생하는 규정 외 입도의 응집 입자나, 물리적 기계적 파괴에 의해 발생하는 규정 외의 미세 입자를 분급 제거할 수 있고, 우수한 성능을 갖는 흡수성 수지가 얻어지기 때문에 바람직하다.

(목적 입도)

상기 일련의 조작(중합 공정 내지 분급 공정)에서 얻어지는 흡수성 수지 분말은 이하의 입도를 갖는 것이 바람직하다.

즉, 중량 평균 입자 직경(D50)으로서는 바람직하게는 200 내지 600 ㎛, 보다 바람직하게는 200 내지 550 ㎛, 더욱 바람직하게는 250 내지 500 ㎛, 특히 바람직하게는 350 내지 450 ㎛이다. 또한, 입자 직경이 150 ㎛ 미만인 미립자 함유량은 적을수록 좋고, 바람직하게는 0 내지 1중량％, 보다 바람직하게는 0 내지 0.8중량％, 더욱 바람직하게는 0 내지 0.6중량％이다. 한편, 입자 직경이 850 ㎛를 초과하는 조대 입자 함유량도 적을수록 좋고, 바람직하게는 0 내지 10중량％, 보다 바람직하게는 0 내지 5중량％, 더욱 바람직하게는 0 내지 3중량％, 특히 바람직하게는 0 내지 1중량％이다. 또한, 입도 분포의 대수 표준 편차(σζ)는 바람직하게는 0.25 내지 0.45, 보다 바람직하게는 0.30 내지 0.40이다.

또한, 상기 입도는 국제 공개 제2004/069915호나 EDANA-ERT420.2-02(「PSD」)에 준거하여, 표준 체(JIS Z8801-1(2000))를 사용하여 측정된다.

(세정)

본 발명에서의 분급 공정에서는 상술한 바와 같이 체망을 사용하여 흡수성 수지를 분급하는데, 더욱 바람직한 실시 형태로서, 일정 기간마다 당해 체망(분급 장치)을 세정, 특히 수세하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 바람직한 일 형태는 일정 기간마다 상기 체망을 세정하는 것을 특징으로 한다. 이하, 분급 장치에서의 세정에 대하여 상세하게 기재하지만, 분급 장치에 한하지 않고 그외의 장치에도 적절히 적용된다.

또한, 당해 세정에서 제거되는 물질은 분말 상태의 흡수성 수지(대표적으로는, 그물눈 1000 ㎛의 JIS 표준 체 통과물), 특히 미립자 형상의 흡수성 수지(대표적으로는, 그물눈 150 ㎛의 JIS 표준 체 통과물) 또는 이들의 응집물, 또는 분말 상태의 흡수성 수지나 미립자 형상의 흡수성 수지와 물의 혼합물을 포함하는 응집물이, 흡수성 수지의 제조 장치에 부착된 것이다. 상기 응집물은 흡수성 수지에 물이나 수용액을 첨가하는 공정, 장치 내의 결로수 등에 의해 발생하는 것이다.

(가) 세정 방법

본 발명에서의 분급 장치의 세정 방법은 특별히 한정되지 않고, 흡수성 수지의 제조를 계속하면서 세정해도 되고, 흡수성 수지의 제조를 일시적으로 또는 주기적으로 정지하여 세정해도 된다. 또한, 분급 장치를 복수 계열 준비하고, 한쪽을 세정할 때, 다른 쪽(예비기)과 교체하여, 실질적으로 흡수성 수지의 제조를 계속하면서 세정해도 된다.

상기 흡수성 수지의 제조를 계속하면서 세정하는 방법으로서는 당해 분급 장치에 하기 세정수를 연속적으로 분사하는 방법, 연속적으로 건조하면서 하기 세정수를 분사하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 흡수성 수지의 제조를 일시적으로 또는 주기적으로 정지하여 세정하는 방법으로서는, 정기적으로 분급 장치를 정지하여, 장치의 일부 또는 전부를 세정하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 세정을 행하는 경우에는, 대상 장치 그대로 세정해도 되고, 또는 오버홀 시 등, 대상 장치의 일부 또는 전부를 분해하여 세정해도 된다. 또한, 연속 생산 중에는 실질적으로 동일한 제조 조건에서 동일한 흡수성 수지를 생산해도 되고, 제조 조건을 변경하여 다른 흡수성 수지를 생산해도 된다.

또한, 상기 세정은 분급 장치에 대하여 하기 세정수를 직접, 분사 또는 샤워 해도 되고, 당해 장치를 세정수에 침지해도 되고, 물수건, 물 브러시 등으로 세정해도 되고, 이들 방법을 병용해도 된다. 그 중에서도 세정 효율의 관점에서, 세정수에 침지하는 방법 또는 세정수의 분사에 의한 방법이 바람직하다. 또한, 상기 세정은 복수회 반복해 실시해도 된다. 또한, 세정 개소는 1개소뿐만 아니라, 복수 개소를 세정하는 것이 바람직하고, 분급 공정에서의 분급 장치(특히 체망)를 포함하는 다른 제조 장치를 세정하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 세정은 상압 하에서도 가압 하에서도 감압 하에서도 실시할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 액체인 물을 사용하는 경우, 분위기 압력이나 다음의 첨가제 등에 따라 물의 비점을 100℃(상압 하에서의 비점)로부터 상하로 몇℃ 변화시켜도 되지만, 비용 대 효과의 관점에서, 바람직하게는 상압 하 또는 그 전후±5％, 보다 바람직하게는 그 전후 ±1％(통상의 기압 변화의 범위 내)의 압력 하에서 세정을 행한다.

(나) 세정수

본 발명에 있어서, 세정에 사용되는 물(이하, 「세정수」라고 칭하는 경우도 있음)은 물 단독(물 100중량％)에 한하지 않고, 세정 효과를 높이기 위해서, 소량의 용제나 첨가제를 첨가할 수 있다. 따라서, 물의 함유율로서는 바람직하게는 90중량％ 이상, 보다 바람직하게는 95중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 99중량％ 이상, 특히 바람직하게는 99.9중량％ 이상, 가장 바람직하게는 실질 100중량％이다. 또한, 상기 물은 특별히 한정되지 않고, 공업용 순수, 수돗물, 지하수, 증류수, 이온 교환수, 빗물 등에서 적절히 선택할 수 있다.

또한, 상기 용제로서는 특별히 한정되지 않고, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 아세톤 등의 수용성 유기 용제 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비점이 30 내지 100℃인 저비점 수용성 유기 용제 등을 들 수 있다. 또한, 상기 첨가제로서는 특별히 한정되지 않고, 염화나트륨, 황산 나트륨 등의 알칼리 금속염; 염화칼륨, 염화마그네슘 등의 알칼리토류 금속염; 황산 알루미늄 등의 3가 이상의 다가 금속염; 탄산 나트륨, 탄산 수소 나트륨, 수산화 나트륨 등의 염기; 각종 계면 활성제; 증량제 등을 들 수 있다. 세정 효과의 관점에서, 이들 무기 염 및/또는 알칼리성 수용액을 병용해도 되지만, 비용 대 효과 및 흡수성 수지에의 오염 등의 관점에서, 상술한 범위 내의 물이 사용된다.

상기 세정수의 형태로서는 특별히 한정되지 않고, 기체 또는 액체의 물을 사용할 수 있지만, 취급성이나 안전성의 관점에서, 액체의 물(특히 온수)의 사용이 바람직하다. 당해 세정수의 온도는 응고점을 초과하여 비점까지의 범위 내에서 적절히 결정되지만, 세정 효과의 관점에서, 바람직하게는 실온(20 내지 25℃)을 초과하여 비점까지, 보다 바람직하게는 30 내지 100℃, 더욱 바람직하게는 35 내지 100℃, 특히 바람직하게는 40 내지 95℃, 가장 바람직하게는 45 내지 90℃이다. 또한, 기체의 물로서 수증기를 사용하는 경우, 그 온도는 바람직하게는 500℃ 이하, 보다 바람직하게는 300℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하의 상압 가열 수증기이다. 세정수의 온도가 상기 범위보다 낮은 경우, 세정 효과가 저하되기 때문에, 바람직하지 않다. 한편, 세정수의 온도가 상기 범위보다 높은 경우, 첨가제의 사용 등에 의한 비점 상승 등의 수단에 적당한 효과가 얻어지지 않고, 작업성의 악화나 화상 등의 위험성이 증대하기 때문에, 바람직하지 않다.

또한, 상기 세정수를 가압하여 사용해도 된다(이하, 「가압 수류」라고 칭함). 이 경우의 가압도로서는 초고압(게이지압 500(kg/cm²))의 가압 수류이어도 되지만, 세정 효과의 관점에서, 게이지압 1 내지 400(kg/cm²)의 가압 수류가 바람직하고, 게이지압 5 내지 200(kg/cm²)의 가압 수류가 보다 바람직하다. 따라서, 초고압 수류를 얻기 위한 설비는 필요로 하지 않는다.

또한, 상기 가압 수류는 평 노즐, 회전 노즐 또는 압입식 노즐을 사용하여 분사할 수 있다. 또한, 가압 수류의 발생 장치로서는 특별히 한정되지 않고, (주)스기노 머신제 고압 세정 장치, 도쿄 이스즈 지도샤(주)제 정치형 초고압 세정 유닛, (주)KIT제 자동 고압 세정 시스템, URACA(주)제 클리닝 시스템, 카처(주) 온수 고압 세정기 등, 시판하고 있는 장치를 들 수 있다. 수세 대상의 제조 장치에 대하여 적절한 설비를 적절히 선택하면 된다.

(다) 침지

본 발명에 있어서 「침지」란, 대 과잉의 물(세정수)에, 제조 장치의 전부 또는 그 일부나 분해물을 침지하여, 데드 스페이스 등 물리적인 제거가 곤란한 장소에 부착된 흡수성 수지를 팽윤시켜서 제거하기 쉽게 하는 방법을 의미한다.

침지 시간으로서는 특별히 한정되지 않지만, 1분간 내지 10일간이 바람직하고, 1시간 내지 5일간이 보다 바람직하고, 2시간 내지 3일간이 더욱 바람직하다. 상기 범위 내에서 적절히 결정된다.

또한, 침지 중의 세정수는 정적(무 교반)이어도 되고, 동적(수류 등을 포함하는 교반)이어도 된다. 침지 후의 세정수는 적절히 교환 또는 일부 교환(오버플로우)해도 되고, 복수회 재이용해도 된다.

(라) 세정 주기

일정 기간마다 장치를 세정할 경우, 그 주기로서는 특별히 제한이 없고, 예를 들어, 12시간마다, 1일간마다, 10일간마다, 30일간마다, 60일간마다, 120일간마다, 150일간마다 등, 적절히 선택할 수 있다. 또한, 세정 주기의 상한으로서는 1년에 1회 행하여지는 대규모 유지 보수가 해당하는데, 생산량이나 제조 제품 번호 등에 따라, 300일간마다 또는 200일간마다 등, 적절히 결정할 수 있다.

따라서, 본 발명에서의 세정 주기는 미리 상기한 주기에서 결정해도 되지만, 바람직하게는, 얻어지는 흡수성 수지의 물성을 확인하고, 그 물성의 저하 또는 변화에 따라 세정 주기를 결정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 확인하는 흡수성 수지의 물성은 후술하는 모든 물성을 들 수 있지만, 특히 가압하 흡수 배율(예를 들어, AAP), 통액성(예를 들어, SFC나 GBP), 입도 분포(특히 미분량, 또한 그물눈 150 ㎛ JIS 표준 체 통과물) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 입도 분포 또는 통액성의 저하 또는 변화에 따라, 세정 주기가 결정된다. 즉, 분급 공정 후의 입도 변화 또는 통액성 변화에 따라, 분급 공정에서의 세정 주기가 결정된다.

(마) 세정 후의 분급 장치

본 발명에 있어서, 세정 후의 분급 장치는 수분을 제거한 후에, 특히 건조한 후에 사용하는 것이 바람직하다. 당해 수분의 제거 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 천 등의 흡수성 소재로 닦아도 좋고, 실온(20 내지 25℃)이나 햇볕 하에 방치하여 자연 건조해도 되지만, 바람직하게는 열풍 건조기나 기류(예를 들어, 고압 가스)를 사용하여 수분을 제거하면 된다.

(바) 종래 기술

상기 특허문헌 24 내지 32는 흡수성 수지의 통액성 개선 방법의 하나로서, 분급 공정에서의 개량 기술에 대하여 개시하는데, 어느 문헌에도 체망이나 그의 부속품(예를 들어, 탭핑 볼)의 세정(수세)에 대해서 개시되어 있지 않다.

한편, 다음의 특허문헌 33 내지 35에는, 단량체의 이송 배관에서의 중합에 의한 폐색을 방지하기 위하여 배관 등의 세정에 대하여 개시하고, 특허문헌 36에는 중합 벨트의 세정에 대하여 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 37에는 중합 벨트나 미트 초퍼의 세정, 특허문헌 38에는 역상 현탁 중합에서의 중합 장치의 내벽면, 교반기의 표면 또는 이송 배관의 내벽면 등에 부착된 흡수성 수지를 고압 수류로 세정하는 방법, 특허문헌 39에는 수용성 중합체 및/또는 수팽윤성 중합체 부착물을 무기 염수 용액 및/또는 알칼리성 수용액으로 처리하는, 부착 중합체의 제거 방법, 특허문헌 40에는 표면 가교제 용액의 투입 노즐의 세정에 대해서, 각각 개시되어 있다.

(특허문헌 33) 일본 특허 공개 제2006-160846호 공보

(특허문헌 34) 미국 특허 제6667372호 명세서

(특허문헌 35) 일본 특허 공표 제2010-515815호 공보

(특허문헌 36) 국제 공개 제2009/001954호 공보

(특허문헌 37) 유럽 특허 출원 공개 제2066737호 명세서

(특허문헌 38) 일본 특허 공개 평6-328044호 공보

(특허문헌 39) 일본 특허 공개 평1-242602호 공보

(특허문헌 40) 미국 특허 출원 공개 제2011/0098416호 명세서

상기 특허문헌 33 내지 40은 상술한 바와 같이, 단량체, 함수 겔 또는 표면 가교제나 중합 장치 등의 세정에 대해서는 개시하고 있지만, 건조 공정 이후, 특히 분쇄 공정 이후의 제조 장치에 대해서, 장치의 세정, 특히 분급 공정에서의 세정에 대해서는 개시하고 있지 않다.

종래, 건조 후의 흡수성 수지는 물을 싫어하기 때문에, 저습기의 분위기 하에서 취급되고, 세정(부착물의 제거)에 대해서도, 진공에 의한 흡인 제거가 일반적으로 많이 사용되어 왔다. 그러나 본 발명에서는, 건조 공정 이후, 특히 분쇄 공정 이후의 제조 장치에 대해서, 장치의 세정, 특히 분급 공정에서의 세정(수세)을 행하는 것이 가능하고, 바람직하다. 당해 수세에 의해, 흡수성 수지의 통액성이 향상된다.

또한, 상기 특허문헌 33 내지 40에 개시된, 단량체, 함수 겔 또는 표면 가교제나 중합 장치 등의 세정은 본 발명에도 적용할 수 있다.

(2-6) 미분 회수 공정

본 공정은 상술한 분급 공정(후술하는 표면 가교 공정 후의 제2 분급 공정을 포함한다. 이하, 이 항에 있어서 동일하다.)에서 발생하는 미립자를 건조 공정 이전의 공정에 재활용하는 공정이다. 즉, 상기 분급 공정에 있어서, 그물눈 45 내지 250 ㎛의 체망(예를 들어, 150 ㎛ 등의 표준 체)을 통과한 미립자를 분리하고, 회수한 후에, 당해 미립자 또는 그의 수첨가물을 건조 공정 이전의 공정에서 재이용하는 공정을 말한다.

더욱 구체적으로는, 분급 공정이나 경우에 따라 건조 공정 또는 분쇄 공정에서 발생하는 미립자(특히 입자 직경 150 ㎛ 미만의 흡수성 수지를 70중량％ 이상 포함한 것을 말함)를 분리한 후, 그대로의 상태로, 또는 수화 또는 조립하여, 건조 공정 이전의 공정에 첨가, 바람직하게는 중합 공정, 겔 분쇄 공정 또는 건조 공정에 첨가하는 공정을 말한다.

또한, 상기 미립자는 후술하는 표면 가교 공정 전의 분급 공정에서 발생하는 미립자이어도, 당해 표면 가교 공정 후의 제2 분급 공정에서 발생하는 미립자이어도 된다. 또한, 미립자의 첨가량, 즉 미립자의 분리·회수량은 회수처의 흡수성 수지 전체에 대하여 1 내지 40 중량％가 바람직하고, 5 내지 30중량％가 보다 바람직하다. 또한, 상기 미립자를 그대로의 상태로, 또는 수화 또는 조립하여, 중합 전의 단량체 수용액 및/또는 중합 중의 함수 겔에 첨가할 때, 필요에 따라 무기 미립자 등을 혼합할 수도 있다.

미분 회수 공정으로서, 중합 전의 단량체 수용액에 회수하는 방법이 국제 공개 제92/001008호, 동 제92/020723호 등에, 중합 중의 함수 겔에 회수하는 방법이 국제 공개 제2007/074167호, 동 제2009/109563호, 동 제2009/153196호, 동 제2010/006937호에, 건조 공정(건조기)에서의 회수 방법이 미국 특허 제6228930호 등에 각각 개시되지만, 본 발명에서는 이들 미분 회수 방법이 바람직하게 적용된다.

당해 미분 회수 공정은 미립자를 흡수성 수지로부터 제거함으로써, 흡수성 수지의 입도를 제어할 수 있음과 함께, 흡수성 수지의 입자 간에 공극이 발생하기 때문에, 통액성(예를 들어, SFC)이 향상된다. 또한, 당해 미립자를 조립한 후에 흡수성 수지에 첨가함으로써, 표면적이 증가하기 때문에, 흡수 속도(예를 들어, FSR)가 향상된다. 또한, 중합시의 단량체 수용액에 회수함으로써, 단량체 수용액의 점도가 증대해 발포 중합을 촉진하는, 즉 결과적으로, 표면적이 큰 흡수성 수지가 얻어지게 되기 때문에, 흡수 속도가 높은 흡수성 수지가 얻어진다는 효과를 초래한다.

(2-7) 표면 가교 공정

본 공정은 상술한 공정을 거쳐서 얻어지는 흡수성 수지 분말의 표면층(흡수성 수지 분말의 표면으로부터 수 10 ㎛의 부분)에, 또한 가교 밀도가 높은 부분을 형성하는 공정이며, 흡수성 수지 분말과 표면 가교제 용액을 혼합하는 혼합 공정, 당해 혼합물을 가열 처리하는 가열 처리 공정, 필요에 따라 냉각하는 냉각 공정으로 구성된다.

당해 표면 가교 방법으로서, 흡수성 수지 분말의 표면에서의 과황산염이나 광중합 개시제 등에 의한 라디칼 가교나, 단량체를 첨가하여 중합하는 중합 가교, 수용성 고분자 및 가교제를 첨가하는 피복 가교 등을 들 수 있지만, 본 발명에서는 폴리아크릴산의 카르복실기와 반응하는 공유 결합성 표면 가교제나 이온 결합성 표면 가교제, 또는 이들의 병용이 바람직하게 적용된다. 이들 방법에 의해, 표면 가교된 흡수성 수지(흡수성 수지 입자)가 얻어진다. 또한, 당해 표면 가교 공정은 임의 공정이며, 원하는 흡수성 수지의 물성에 따라 적절히 선택할 수 있다.

(공유 결합성 표면 가교제)

본 발명에서 사용할 수 있는 공유 결합성 표면 가교제(유기 표면 가교제)로서는 상술한 바와 같이, 얻어지는 흡수성 수지의 물성이나 표면 가교제의 취급성의 관점에서, 카르복실기와 반응할 수 있는 표면 가교제가 바람직하게 적용된다.

구체적으로는 모노, 디, 트리, 테트라 또는 프로필렌글리콜, 1,3-프로판디올, 글리세린, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 소르비톨 등의 다가 알코올 화합물; 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리시돌 등의 에폭시 화합물; 다가 아민 화합물 또는 그의 할로에폭시 화합물과의 축합물; 옥사졸린 화합물; (모노, 디 또는 폴리)옥사졸리디논 화합물; 에틸렌 카르보네이트 등의 알킬렌 카르보네이트 화합물; 옥세탄 화합물; 2-이미다졸리디논 등의 환상 요소 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 고온에서의 반응이 필요해지는 다가 알코올 화합물, 알킬렌 카르보네이트 화합물, 옥사졸리디논 화합물을 포함하는 탈수 반응성 표면 가교제가 바람직하고, 복수의 탈수 반응성 표면 가교제가 보다 바람직하다. 또한, 탈수 반응성 표면 가교제를 사용하지 않는 경우에는 미국 특허 제6228930호, 동 제6071976호, 동 제6254990호 등에 개시되는 화합물을 사용할 수 있다.

(이온 결합성 표면 가교제)

본 발명에 있어서는 상기 공유 결합성 표면 가교제(유기 표면 가교제) 대신에, 또는 이것 외에, 이온 결합성 표면 가교제(무기 표면 가교제)를 사용하여, 흡수성 수지의 통액성 등을 향상시킬 수도 있다. 또한, 공유 결합성 표면 가교제와 이온 결합성 표면 가교제를 병용하는 경우, 동시에 또는 별도로 흡수성 수지에 첨가하면 된다.

사용되는 이온 결합성 표면 가교제로서는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 2가 이상의 다가 금속염, 보다 바람직하게는 3가 또는 4가의 다가 금속염(유기 염 또는 무기 염) 또는 수산화물을 들 수 있다. 당해 다가 금속으로서는 알루미늄, 지르코늄 등을 들 수 있고, 구체적으로는 락트산 알루미늄, 황산 알루미늄 등을 들 수 있다. 또한, 다가 금속에 의한 표면 가교는 국제 공개 제2007/121037호, 동 제2008/09843호, 동 제2008/09842호, 미국 특허 제7157141호, 동 제6605673호, 동 제6620889호, 미국 특허 출원 공개 제2005/0288182호, 동 제2005/0070671호, 동 제2007/0106013호, 동 제2006/0073969호 등에 개시되어 있다.

또한, 상기 공유 결합성 표면 가교제에, 폴리아민 중합체, 특히 중량 평균 분자량이 5000 내지 100만 정도의 폴리아민 중합체를, 동시에 또는 별도로 사용함으로써, 얻어지는 흡수성 수지의 통액성 등을 향상시킬 수도 있다. 이 경우, 사용되는 폴리아민 중합체로서는 미국 특허 제7098284호, 국제 공개2006/082188호, 동 제2006/082189호, 동 제2006/082197호, 동 제2006/111402호, 동 제2006/111403호, 동 제2006/111404호 등에 개시된 폴리아민 중합체를 들 수 있다.

(용매 등)

본 발명에서의 표면 가교제의 사용량(복수의 표면 가교제를 사용하는 경우에는 그의 합계량)은 사용하는 표면 가교제나 이들의 조합 등에 따라 다르지만, 흡수성 수지 분말 100중량부에 대하여 0.001 내지 10중량부가 바람직하고, 0.01 내지 5중량부가 보다 바람직하다. 또한, 상기 공유 결합성 표면 가교제(유기 표면 가교제)와 이온 결합성 표면 가교제(무기 표면 가교제)를 병용하는 경우, 흡수성 수지 분말 100중량부에 대하여 각각 0.001 내지 10중량부가 바람직하고, 0.01 내지 5중량부가 보다 바람직하다.

또한, 당해 표면 가교제에 맞춰서 바람직하게는 물이 사용될 수 있다. 이 경우, 물의 사용량으로서는 흡수성 수지 분말 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부가 바람직하고, 0.5 내지 10중량부가 보다 바람직하다.

또한, 친수성 유기 용제를 사용할 수도 있고, 그의 사용량으로서는 흡수성 수지 분말 100중량부에 대하여 0 내지 10중량부가 바람직하고, 0 내지 5중량부가 보다 바람직하다. 또한, 흡수성 수지 분말에의 표면 가교제 용액의 첨가·혼합 시에, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위 내에서 수불용성 미립자 분체나 계면 활성제를 공존시켜도 된다. 이 경우의 사용량으로서는 흡수성 수지 분말 100중량부에 대하여 0 내지 10중량부가 바람직하고, 0 내지 5중량부가 보다 바람직하고, 0 내지 1중량부가 더욱 바람직하다. 또한, 구체적인 계면 활성제 등은 미국 특허 제7473739호 등에 개시되고 있다.

(혼합 공정)

본 발명의 표면 가교 공정에서의 표면 가교제의 첨가·혼합 방법은 특별히 한정되지 않지만, 용매로서의 물, 친수성 유기 용매 또는 이들의 혼합물을 미리 준비한 후에, 흡수성 수지 분말에 대하여 분무 또는 적하하여 혼합하는 것이 바람직하고, 분무하여 혼합하는 것이 바람직하다.

표면 가교제와 흡수성 수지 분말과의 혼합에 사용하는 혼합 장치로서는 특별히 한정되지 않지만, 고속 교반형 혼합장치가 바람직하고, 고속 교반형 연속 혼합장치가 보다 바람직하고, 횡형 또는 종형의 고속 교반형 연속 혼합장치가 더욱 바람직하다. 보다 구체적으로는, 터뷸라이저(호소카와 미크론사제)나 로디게 믹서(레디게사제) 등을 들 수 있다.

혼합 조건으로서, 회전수는 100 내지 10000 rpm이 바람직하고, 300 내지 2000 rpm이 보다 바람직하다. 또한, 체류시간은 180초 이내가 바람직하고, 0.1 내지 60초가 보다 바람직하고, 1 내지 30초가 더욱 바람직하다.

(가열 처리 공정)

상기 혼합장치에 있어서 표면 가교제가 첨가·혼합된 흡수성 수지 분말은 가열 처리된다. 그때의 가열 처리 장치로서는 특별히 한정되지 않지만, 횡형 연속 교반 장치가 바람직하고, 구체적으로는 패들 드라이어를 들 수 있다. 상기 가열 처리시의 온도(가열 온도)로서는 70 내지 300℃가 바람직하고, 120 내지 250℃가 보다 바람직하며, 150 내지 250℃가 더욱 바람직하다. 또한, 가열시간으로서는 1분 내지 2시간이 바람직하다.

(냉각 공정)

본 발명에 있어서, 냉각 공정은 임의의 공정이며, 필요에 따라 상기 가열 처리 공정 후에 실시된다. 그때의 냉각 장치로서는 특별히 한정되지 않지만, 가열 처리 공정과 동일 사양의 횡형 연속 교반 장치가 바람직하고, 구체적으로는 패들 드라이어를 들 수 있다. 상기 냉각 시의 온도(냉각 온도)로서는 100℃ 이하가 바람직하고, 30 내지 95℃가 보다 바람직하고, 40 내지 90℃가 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 표면 가교 공정이나 수송관에 공급되는 흡수성 수지 분체(입자상 흡수제)의 온도는 바람직하게는 30℃ 이상, 보다 바람직하게는 40℃ 이상, 더욱 바람직하게는 50℃ 이상이다. 수송관에 공급되는 흡수성 수지 분체(입자상 흡수제)의 온도를 소정 온도 이상으로 유지함으로써, 입자상 흡수제의 물성 저하가 억제된다. 구체적으로는, 생리 식염수 흐름 유도성(SFC) 등의 물성 유지에 현저한 효과가 있다.

(2-8) 기타 공정

상술한 공정 이외에, 증발 단량체의 리사이클 공정, 조립 공정, 미분 리사이클 공정 등을, 필요에 따라 형성해도 되고, 표면 가교 공정이 형성되는 경우, 표면 가교 후에 제2 분급 공정을 마련할 수 있다.

또한, 경시 색조 안정성 효과나 겔 열화 방지 효과 등 때문에, 산화제, 킬레이트제, 산화 방지제, 물, 다가 금속 화합물, 실리카나 금속 비누 등의 수불용성 무기 또는 유기 분말, 소취제, 항균제, 고분자 폴리아민, 펄프나 열가소성 섬유 등을, 흡수성 수지 100중량부에 대하여 바람직하게는 0 내지 3중량부, 보다 바람직하게는 0 내지 1중량부 첨가하는 공정을 마련해도 된다.

본 발명에 따른 흡수성 수지의 제조 방법은 장기에 걸쳐서 연속 제조를 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 본 발명의 제조 방법은 통상 24시간 이상, 바람직하게는 10일간 이상, 보다 바람직하게는 30일간 이상, 더욱 바람직하게는 50일간 이상, 특히 바람직하게는 100일간 이상의 연속 제조에 적용할 수 있다. 이러한 장기간 연속적인 제조를 행함으로써 생산의 개시 시, 정지 시에서의 흡수성 수지의 물성 요동을 저감시키고, 효율적으로 생산할 수 있다. 또한, 연속 제조기간의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 기기 유지 보수의 관점에서, 1년간 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.

[3] 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 물성

본 발명에 따른 제조 방법에서 얻어지는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지는 생리 식염수 흐름 유도성(SFC)이 20(×10^-7·s·cm³·g^-1) 이상인 것이 바람직한데, 당해 흡수성 수지를 위생용품, 특히 종이 기저귀에 사용하는 경우에는, 상기 물성 이외에, 다음의 (a) 내지 (d) 중 적어도 1개 이상, 바람직하게는 생리 식염수 흐름 유도성(SFC)을 포함한 2개 이상, 보다 바람직하게는 3개 이상의 물성을, 원하는 범위로 제어하는 것이 요망된다. 이들 물성이 다음의 범위를 만족하지 않는 경우, 본 발명의 효과를 충분히 얻지 못하고, 고농도 종이 기저귀에서 충분한 성능을 발휘하지 않고, 또한 본 발명의 제조 방법을 사용하는 효과가 작아질 우려가 있다.

또한, 본원 발명은 통액성(SFC)이 높은 흡수성 수지 또는 미립자가 적은 흡수성 수지의 제조 방법에 바람직하게 적용된다. 즉, 본원 발명의 제조 방법은 바람직하게는 얻어지는 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 20(×10^-7·s·cm³·g^-1) 이상인 제조 방법이며, 보다 바람직하게는 하기 범위의 SFC값을 갖는 흡수성 수지의 제조 방법이다. 또한, 바람직하게는 얻어지는 흡수성 수지의 미립자(그물눈 150 ㎛의 체 통과물)량이 1중량％ 이하인 제조 방법이며, 보다 바람직하게는 하기 범위의 입도를 갖는 흡수성 수지의 제조 방법이다.

(a) CRC(무가압하 흡수 배율)

본 발명의 흡수성 수지의 CRC(무가압하 흡수 배율)는 10(g/g) 이상이 바람직하고, 20(g/g) 이상이 보다 바람직하고, 25(g/g) 이상이 더욱 바람직하고, 30(g/g) 이상이 특히 바람직하다. 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 다른 물성과의 밸런스에서, 50(g/g) 이하가 바람직하고, 45(g/g) 이하가 보다 바람직하고, 40(g/g) 이하가 더욱 바람직하다.

(b) AAP(가압하 흡수 배율)

본 발명의 흡수성 수지의 AAP(가압하 흡수 배율)는 20(g/g) 이상이 바람직하고, 22(g/g) 이상이 보다 바람직하고, 24(g/g) 이상이 더욱 바람직하다. 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 35(g/g) 이하가 바람직하다. 또한, 당해 AAP(가압하 흡수 배율)는 종이 기저귀에서의 누설 방지 때문에, 상기 중합을 달성 수단의 일례로서 들 수 있다.

(c) SFC(생리 식염수 흐름 유도성)

본 발명의 흡수성 수지의 SFC(생리 식염수 흐름 유도성)는 20(×10^-7·s·cm³·g^-1) 이상이 바람직하고, 50(×10^-7·s·cm³·g^-1) 이상이 보다 바람직하고, 70(×10^-7·s·cm³·g^-1) 이상이 더욱 바람직하고, 100(×10^-7·s·cm³·g^-1) 이상이 특히 바람직하다. 또한, 당해 SFC(생리 식염수 흐름 유도성)는 종이 기저귀에서의 누설 방지 때문에, 상기 중합이나 표면 가교가 달성 수단의 일례로서 들 수 있다.

(d) 함수율

본 발명의 흡수성 수지의 함수율은 0중량％를 초과해서 15중량％ 이하가 바람직하고, 1 내지 13중량％가 보다 바람직하고, 2 내지 10중량％가 더욱 바람직하고, 2 내지 9중량％가 특히 바람직하다. 상기 함수율을 상기 범위로 제어함으로써, 분체 특성(예를 들어, 유동성, 반송성, 내손상성 등)이 우수한 흡수성 수지를 얻을 수 있다.

(e) 입도

본 발명의 흡수성 수지의 입도(중량 평균 입자 직경(D50), 입자 직경이 150 ㎛ 미만인 미립자량, 입자 직경이 850 ㎛를 초과하는 조대 입자량 및 입도 분포의 대수 표준 편차(σζ))는 표면 가교 전의 흡수성 수지 분말과 마찬가지가 되게 제어된다.

[4] 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 용도

본 발명의 흡수성 수지의 용도로서는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 종이 기저귀, 생리용 냅킨, 실금 패드 등의 위생용품의 흡수체에 사용될 수 있다. 특히, 원료 유래의 악취, 착색 등이 문제가 되고 있었던 고농도 종이 기저귀(종이 기저귀 1장당의 흡수성 수지의 사용량이 많은 것)의 흡수체로서 사용할 수 있다. 또한, 상기 흡수체의 상층부에 사용될 경우에, 현저한 효과를 기대할 수 있다.

또한, 상기 흡수체로서, 흡수성 수지 이외에 펄프 섬유 등의 흡수성 재료를 사용할 수도 있다. 이 경우, 흡수체 중의 흡수성 수지의 함유량(코어 농도)으로서는 30 내지 100 중량％가 바람직하고, 40 내지 100중량％가 보다 바람직하고, 50 내지 100중량％가 더욱 바람직하고, 60 내지 100중량％가 또한 보다 바람직하고, 70 내지 100중량％가 특히 바람직하고, 75 내지 95중량％가 가장 바람직하다.

상기 코어 농도를 상기 범위로 함으로써, 당해 흡수체를 흡수성 물품의 상층부에 사용한 경우, 흡수성 물품이 청정감이 있는 백색 상태를 유지할 수 있다. 또한, 오줌이나 혈액 등과 같은 체액 등의 확산성이 우수하기 때문에, 효율적인 액 분배에 의해 흡수량의 향상을 예상할 수 있다.

(실시예)

이하의 실시예에 따라, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정 해석되는 것이 아니고, 각 실시예에 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시예도, 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다.

본 실시예에 있어서, 「리터」를 「l」 또는 「L」, 「중량％」를 「wt％」로, 편의상 기재할 것이 있다. 또한, 미량 성분의 측정에서는 검출한계 이하를 N.D(검출되지 않음)로 표기한다.

또한, 제조예, 실시예 및 비교예에서 사용하는 전기 기기(흡수성 수지의 물성 측정도 포함함)는 특히 주석이 없는 한, 200V 또는 100V 전원을 사용하였다. 또한, 본 발명의 흡수성 수지의 모든 물성은 특히 주석이 없는 한, 실온(20 내지 25℃), 상대 습도 50％RH의 조건 하에서 측정하였다.

[흡수성 수지의 물성 측정]

(a)CRC(무가압하 흡수 배율)

본 발명의 흡수성 수지의 CRC(무가압하 흡수 배율)는 EDANA법(ERT441.2-02)에 준거하여 측정하였다.

(b) AAP(가압하 흡수 배율)

본 발명의 흡수성 수지의 AAP(가압하 흡수 배율)는 EDANA법(ERT442.2-02)에 준거하여 측정하였다. 또한, 하중 조건을 4.83kPa(0.7psi)로 변경하여 측정하기도 한다. 그 경우, AAP 0.7로 표기한다. 또한, 하중 조건이 EDANA법의2.07kPa(0.3psi)인 경우에는, AAP 0.3으로 표기한다.

(c) SFC(생리 식염수 흐름 유도성)

본 발명의 흡수성 수지의 SFC(생리 식염수 흐름 유도성)는 미국 특허 제5669894호에 개시된 측정 방법에 준거하여 측정하였다.

(d) 함수율

본 발명의 흡수성 수지의 함수율은 EDANA법(ERT430.2-02)에 준거하여 측정하였다. 또한, 본 발명에 있어서는 건조 온도를 180℃로 변경하여 측정하였다.

(e) 입도

본 발명의 흡수성 수지의 입도(중량 평균 입자 직경(D50), 입자 직경이 150 ㎛ 미만 또는 180 ㎛ 미만인 미립자량, 입자 직경이 850 ㎛를 초과하는 조대 입자량 및 입도 분포의 대수 표준 편차(σζ))는 미국 특허 출원 공개 제2006/204755호에 개시된 측정 방법에 준거하여 측정하였다. 또한, 미립자량 및 조대 입자량은 사용한 JIS 표준 체의 그물눈에 따라서 결정하였다.

[요동식 체의 궤적(R, T, E)의 측정]

도 1에 도시한 바와 같이, 궤적 기록 용지(17)를 요동식 체 분급 장치(10)의 측면에 부착하였다. 이어서, 링 부착 전용 볼펜(18)을 전용 대에 설치하였다. 또한, 당해 전용 볼펜(18)은 요동식 체 분급 장치(10)가 3차원적으로 움직이기 때문에, 펜 끝이 궤적 기록 용지로부터 이격되지 않도록, 신축하는 특수 구조를 갖는다. 또한, 궤적 기록 용지(17)는 요동식 체 분급 장치(10)의 임의의 위치에 부착할 수 있고, 요동 조건이 동일한 경우의 어느 위치에서 측정해도 마찬가지 궤적이 얻어진다.

계속해서, 요동식 체 분급 장치(10)를 손으로 좌우로 움직여 수평 참고선을 그린 후, 당해 분급 장치를 가동시켜, 궤적을 기록 용지에 묘사하였다. 결과를 도 2에 도시한다.

도 2에 도시한 각 개소의 길이가 래디얼 구배 R, 탄젠셜 구배 T, 엑센트릭 구배 E에 상당한다.

[실시예 1]

생산 능력 3500(kg/hr)의 흡수성 수지의 연속 제조 장치로서, 중합 공정, 겔 분쇄 공정, 건조 공정, 분쇄 공정, 분급 공정(제1 분급 공정), 표면 가교 공정(표면 가교제의 혼합 공정, 열처리 공정, 냉각 공정), 정립(整粒) 공정(제2 분급 공정) 및 각 공정 간을 연결하는 수송 공정으로 구성되는 장치를 사용하여, 입자상 흡수제를 제조하였다. 또한, 각 공정은 각각 1 계열 또는 2 계열 이상(병렬로 분기)이어도 되고, 2 계열 이상의 경우에는 전 계열의 합계량을 기재하였다. 이하에 설명하는 각 공정의 운전 조건에서, 당해 연속 제조 장치를 가동시켜, 흡수성 수지(1)의 연속 생산을 개시하였다.

(중합 공정)

우선, 아크릴산 193.3중량부, 48중량％의 수산화나트륨 수용액 64.4중량부, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(평균 n수 9) 1.26중량부, 0.1중량％의 에틸렌디아민 테트라(메틸렌포스폰산) 5나트륨 수용액 52중량부 및 탈이온수 134중량부를 혼합하여 단량체 수용액(1')를 제조하고, 액온을 40℃로 조정하였다.

이어서, 상기 단량체 수용액(1')를 정량 펌프를 사용하여 연속적으로 중합 장치에 공급하였다. 그때, 48중량％의 수산화나트륨 수용액 97.1중량부를 더 공급하고, 라인 믹싱으로 연속 혼합하였다. 또한, 이때의 액온은 중화열에 의해 85℃가 되었다. 그 후, 또한 4중량％의 과황산 나트륨 수용액 8.05중량부를 공급하고, 라인 믹싱으로 연속 혼합하여, 단량체 수용액(1)을 얻었다.

상기 조작에서 얻어진 단량체 수용액(1)을 양단에 둑을 갖는 평면 스틸 벨트(중합 장치) 상에 두께가 약 7.5 mm가 되도록 연속적으로 공급하여, 정치 수용액 중합을 행하였다. 또한, 당해 중합의 중합시간은 3분간이었다. 본 조작에 의해, 띠 형상의 함수 겔상 가교 중합체(함수 겔)(1)을 얻었다.

(겔 분쇄 공정)

계속해서, 상기 중합 공정에서 얻어진 띠 형상의 함수 겔(1)을 벨트의 진행 방향에 대하여 수직 방향으로 등간격으로 절단한 후, 구멍 직경 22 mm의 미트 초퍼에 공급하여, 약 1.5 mm의 입자상으로 겔 분쇄하여, 입자상 함수 겔(1)을 얻었다.

(건조 공정)

계속해서, 상기 입자상 함수 겔(1)을 두께가 50 mm가 되도록 연속 통기 밴드형 건조기의 이동하는 다공판 위에 확장하여 싣고, 185℃에서 30분간 건조하였다. 당해 건조기의 출구에 있어서, 블록 형상으로 된 건조 중합체(1)이 얻어졌다. 당해 건조 중합체(1)의 총배출량은 246중량부였다.

(분쇄 공정)

계속해서, 상기 건조 중합체(1)(약 60℃)의 전량을 3단 롤 밀(롤 갭; 위로부터 0.83 mm/0.45 mm/0.24 mm)에 연속 공급하여 분쇄하고, 분쇄 중합체(1)을 얻었다. 또한, 분쇄 공정에서의 감압도를 0.29kPa로 조정하였다. 또한, 얻어진 분쇄 중합체(1)의 입도는 중량 평균 입자 직경(D50); 330 ㎛, 850 ㎛ 이상의 입자(조대 입자) 비율; 1중량％, 150 ㎛ 이상 850 ㎛ 미만의 입자 비율; 86중량％, 150 ㎛ 미만의 입자(미립자) 비율; 13중량％이었다.

(분급 공정(제1 분급 공정))

계속해서, 상기 분쇄 중합체(1)(분온; 약 60℃)의 전량을 요동식 원형 체 분급 장치(그물눈이 위에서부터 순차적으로 850 ㎛/180 ㎛/180 ㎛의 합계 3장의 금속 체망(1장당의 면적 2.65 m²)을 갖는 체 분류 장치)(도 1 참조)에 연속 공급하여 분급하고, 흡수성 수지 분말(1)을 얻었다. 즉, 당해 분급 장치를 사용하여, 상기 분쇄 중합체(1)을 그물눈 850 ㎛의 금속 체망 상에 잔류하는 입자(A), 위에서 2장째의 그물눈 180 ㎛의 금속 체망을 통과하는 입자(C1), 위에서 3장째의 그물눈 180 ㎛의 금속 체망 상에 잔류하는 입자(B) 및 모든 금속 체망을 통과하는 입자(C2)로, 연속적으로 분급하고, 상기 입자(B)를 흡수성 수지 분말(1)로서 얻었다. 또한, 상기 입자(A)는 다시, 분쇄 공정에 공급해 분쇄하였다.

당해 분급 장치는 래디얼 구배 R: 8 mm, 탄젠셜 구배 T: 13 mm, 엑센트릭 구배 E: 67 mm, 회전수 F: 230 rpm, 장치의 온도: 55℃에서 가동하였다. 또한, 분급 공정의 감압도를 0.11kPa로 하고, 건조 공기(온도 75℃, 이슬점 10℃)를 2(m³/hr)로 분급 장치 내를 통풍시켰다. 또한, 당해 분급 장치가 설치되어 있는 가대는 접지 저항값 5Ω의 접지(제전)가 이루어져 있었다.

상기 일련의 조작에서 얻어진 흡수성 수지 분말(1)의 입도는 중량 평균 입자 직경(D50); 364 ㎛, 850 ㎛ 이상의 입자(조대 입자)의 비율; 0중량％, 180 ㎛ 이상 850 ㎛ 미만의 입자 비율; 99.7중량％, 180 ㎛ 미만의 입자(미립자) 비율; 0.3중량％이었다.

(표면 가교 공정)

계속해서, 상기 흡수성 수지 분말(1)을 고속 혼합기(터뷸라이저/1000 rpm)에 1500(kg/hr)으로 연속적으로 공급하고, 흡수성 수지 분말(1) 100중량부에 대하여 1,4-부탄디올 0.3중량부, 프로필렌글리콜 0.6중량부 및 탈이온수 3.0 중량부를 포함하는 표면 가교제 용액(공유 결합성 표면 가교제를 함유)을 스프레이로 분무하여 균일하게 혼합했다(혼합 공정). 계속해서, 얻어진 혼합물을 패들 드라이어에 이송하고, 208℃에서 40분간 가열 처리했다(열처리 공정).

그 후, 열처리 공정과 동 사양의 패들 드라이어를 사용하여, 60℃가 될 때까지 강제 냉각을 행했다(냉각 공정). 이 냉각 공정 시, 흡수성 수지 분말(1) 100중량부에 대하여 27.5중량％의 황산 알루미늄 수용액(산화알루미늄 환산으로 8중량％) 1.17중량부, 60중량％의 락트산 나트륨 수용액 0.196중량부 및 프로필렌글리콜0.029 중량부를 포함하는 혼합액(이온 결합성 표면 가교제 용액)을 스프레이로 분무하여 균일하게 혼합하고, 흡수성 수지 입자(1)을 얻었다.

(정립 공정(제2 분급 공정))

계속해서, 상기 흡수성 수지 입자(1)에 대해서, 그의 전량이 그물눈 710 ㎛의 JIS 표준 체를 통과할 때까지 해쇄를 행하였다. 또한, 좌기의 「해쇄」란, 표면 가교 시에 응집한 흡수성 수지 입자에 대해서, 그물눈 710 ㎛의 체망을 통과할 때까지 푸는 조작을 말한다. 이상의 조작에 의해, 표면 가교된 흡수성 수지(1)이 얻어졌다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(1)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(1)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1의 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)에 있어서, 금속 체망 그물눈을 위에서부터 순차적으로 850 ㎛/150 ㎛/150 ㎛의 합계 3장의 금속 체망(1장당의 면적 2.65 m²)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(2)를 얻었다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(2)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(2)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

실시예 2에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 탄젠셜 구배 T를 3 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(3)을 얻었다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(3)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(3)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 4]

실시예 2에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 래디얼 구배 R을 16 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(4)를 얻었다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(4)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(4)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 5]

실시예 1의 제1 분급 공정에 있어서, 면적이 5.3 m²인 그물눈 850 ㎛의 금속 체망을 갖는 분급 장치로 분급한 후, 실시예 1에서 사용한 요동식 원형 체 분급 장치(단, 그물눈 850 ㎛의 금속 체망은 제거하고, 그물눈 180 ㎛/180 ㎛의 합계 2장의 금속 체망(1장당의 면적 2.65 m²) 만을 배치하였음)를 사용하여 분급한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(5)를 얻었다. 제1분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(5)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(5)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 6]

실시예 1에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 래디얼 구배 R을 23 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(6)을 얻었다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(6)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(6)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 7]

실시예 1에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 탄젠셜 구배 T를 21 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(7)을 얻었다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(7)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(7)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

실시예 1에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 래디얼 구배 R을 2 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하여 비교 흡수성 수지(1)을 얻었다. 제1 분급 공정 후의 비교 흡수성 수지 분말(1)의 입도와 미분량 및 비교 흡수성 수지(1)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

실시예 2에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 탄젠셜 구배 T를 30 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지의 조작을 행하여 비교 흡수성 수지(2)를 얻었다. 제1 분급 공정 후의 비교 흡수성 수지 분말(2)의 입도와 미분량 및 비교 흡수성 수지(2)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 8]

실시예 1의 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)를 그물눈이 위에서부터 순차적으로 850 ㎛/180 ㎛인 합계 2장의 금속 체망(1장당의 면적 5.3 m²)을 갖는 요동식 원형 체 분급 장치로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(8)을 얻었다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(8)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(8)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[실시예 9]

실시예 2의 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)를 그물눈이 위에서부터 순차적으로 850 ㎛/150 ㎛의 합계 2장의 금속 체망(1장당의 면적 5.3 m²)을 갖는 요동식 원형 체 분급 장치로 변경한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지의 조작을 행하여 흡수성 수지(9)를 얻었다. 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말(9)의 입도와 미분량 및 흡수성 수지(9)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[비교예 3]

실시예 8에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 래디얼 구배 R을 2 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 8과 마찬가지의 조작을 행하여 비교 흡수성 수지(3)을 얻었다. 제1 분급 공정 후의 비교 흡수성 수지 분말(3)의 입도와 미분량 및 비교 흡수성 수지(3)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[비교예 4]

실시예 9에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 탄젠셜 구배 T를 30 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 9와 마찬가지의 조작을 행하여 비교 흡수성 수지(4)를 얻었다. 제1 분급 공정 후의 비교 흡수성 수지 분말(4)의 입도와 미분량 및 비교 흡수성 수지(4)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[비교예 5]

실시예 2에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 엑센트릭 구배 E를 30 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지의 조작을 행하여 비교 흡수성 수지(5)를 얻었다. 제1 분급 공정 후의 비교 흡수성 수지 분말(5)의 입도와 미분량 및 비교 흡수성 수지(5)의 물성을 표 1에 나타내었다.

[비교예 6]

실시예 9에 있어서, 요동식 원형 체 분급 장치(제1 분급 공정)의 엑센트릭 구배 E를 30 mm로 변경한 것 이외에는, 실시예 9와 마찬가지의 조작을 행하여 비교 흡수성 수지(6)을 얻었다. 제1 분급 공정 후의 비교 흡수성 수지 분말(6)의 입도와 미분량 및 비교 흡수성 수지(6)의 물성을 표 1에 나타내었다.

(정리)

상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 2, 5는 동일한 그물눈(예를 들어, 180 ㎛나 150 ㎛)의 금속 체망을 2장 병용하는 분급 예이며, 실시예 8 및 9와 비교예 3 및 4, 6은 병용하지 않는 분급 예이다.

실시예 1(래디얼 구배 R; 8 mm) 및 비교예 1(래디얼 구배 R; 2 mm)과의 대비로부터 명백한 바와 같이, 요동식 원형 체 분급 장치의 래디얼 구배 R을 크게 하면, 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말 중의 미분량이 감소(1.9중량％→0.3중량％)하고, 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 향상(40→50)되는 것을 알 수 있다. 이 경향은 금속 체망의 매수를 변경(3→2장/실시예 8 및 비교예 3)해도, 마찬가지로 확인된다.

실시예 1 및 실시예 6과의 대비 및 실시예 2와 실시예 4와의 대비로부터, 래디얼 구배 R이 보다 바람직한 범위 5 내지 15 mm 내이면, 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말 중의 미분량이 보다 감소하고, 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 보다 향상되는 경향이 확인되었다.

실시예 2(탄젠셜 구배 T; 13 mm) 및 비교예 2(탄젠셜 구배 T; 30 mm)의 대비로부터 명백한 바와 같이, 요동식 원형 체 분급 장치의 탄젠셜 구배 T를 작게 하면, 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말 중의 미분량이 감소(2.1중량％→0.6중량％)하고, 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 향상(40→48)되는 것을 알 수 있다. 이 경향은 금속 체망의 매수를 변경(3→2장/실시예 9 및 비교예 4)해도, 마찬가지로 확인된다.

본 발명에 있어서, 탄젠셜 구배 T의 보다 바람직한 범위는 4 내지 15 mm인데, 실시예 1 및 실시예 7과의 대비 및 실시예 2 및 실시예 3과의 대비로부터, 탄젠셜 구배 T가 보다 바람직한 범위 4 내지 15 mm 내이면, 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말 중의 미분량이 보다 감소하고, 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 보다 향상되는 경향이 확인되었다.

실시예 2(엑센트릭 구배 E; 13 mm) 및 비교예 5(엑센트릭 구배 E; 30 mm)의 대비로부터 명백한 바와 같이, 요동식 원형 체 분급 장치의 엑센트릭 구배 E를 크게 하면, 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말 중의 미분량이 감소(1.8중량％→0.6중량％)하고, 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 향상(41→48)되는 것을 알 수 있다. 이 경향은 금속 체망의 매수를 변경(3→2장/실시예 9 및 비교예 6)해도, 마찬가지로 확인된다.

실시예 5(그물눈 180 ㎛의 체망을 2장 사용) 및 실시예 8(그물눈 180 ㎛의 체망을 1장 사용/연면적은 같음)과의 대비로부터, 실질 동일한 그물눈을 갖는 체망을 복수 설치함으로써, 제1 분급 공정 후의 흡수성 수지 분말 중의 미분량이 감소(1.1중량％→0.3중량％)하고, 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 향상(39→50)되는 것을 알 수 있다.

즉, 요동식 체 분급 장치에서 사용되는 체망의 적어도 2장 이상을 실질 동일한 그물눈으로 함으로써, 장치 크기를 크게 하지 않고, 목적 입도로 하기 위하여 충분한 체 면적을 확보할 수 있다. 또한, 장치의 소형화에 의해 설비면에서의 비용 절감이 도모된다. 또한, 체의 직경을 작게 함으로써, 체망의 내구성이 향상되는 효과도 있다.

또한, 표 1에는 기재하고 있지 않지만, 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 4에서의 흡수성 수지의 무가압하 흡수 배율(CRC)은 30(g/g) 전후, 가압하 흡수 배율(AAP 0.7)은 24(g/g) 전후이었다. 즉, 본 발명은 흡수 배율이 아니고, 통액성(특히 SFC) 및 미분량에서 현저한 효과가 발휘된다.

[실시예 10]

상기 실시예 1에 있어서, 연속 제조 장치를 정지시키지 않고 가동하여, 흡수성 수지(1)을 연속적으로 생산하였다.

상기 흡수성 수지(1)에 관한 성능의 경시 변화를 조사하기 위해서, 연속 운전 개시 30일째로부터 제품 1톤마다 샘플링하여 합계 20톤분에 대해서, 그의 물성(SFC/입도 등)을 측정하였다. 얻어진 20점의 데이터에 대해서, 그의 평균값을 구하고, 운전 1일째(실시예 1)의 흡수성 수지(1)과 비교하였다. 또한, 운전 1일째의 흡수성 수지(1)을 흡수성 수지(1-1d), 운전 30일째의 것을 흡수성 수지(1-30d)로 표기한다.

결과, 흡수성 수지(1-1d)의 SFC가 50(×10^-7·cm³·s·g^-1)이었던 것에 대해서, 흡수성 수지(1-30d)의 SFC는 42(×10^-7·cm³·s·g^-1)로 저하되었다.

당해 SFC 저하의 원인을 추궁한 바, 분급 공정에서 얻어지는 흡수성 수지 분말의 입자 직경 180 ㎛ 이상 850 ㎛ 미만인 입자의 비율이, 운전 1일째는 99.7중량％인 것에 대하여 운전 30일째는 95중량％로 저하된 것이 판명되었다. 즉, 미분량의 증가에 수반하여 흡수성 수지 중의 공극률이 저하되고, SFC가 저하된 것으로 추정된다.

[실시예 11]

상기 실시예 10에 있어서 인정된 현상(SFC의 저하)을 해소하기 위해서, 일시적으로 분급 공정을 정지하고, 요동식 원형 체 분급 장치를 세정하였다. 또한, 당해 세정은 시판하고 있는 흡인기를 사용한 진공(흡인) 세정을 채용하여, 고형물 등의 이물을 육안으로 확인할 수 없을 정도까지 행하였다. 또한, 당해 분급 공정 이외의 공정은 정지하지 않고, 가동률을 약간 떨어뜨린 상태로 운전을 계속 하였다.

상기 진공 세정 후, 요동식 원형 체 분급 장치를 복구시켜 운전을 재개하였다. 재개 후, 분급 공정에서 얻어지는 흡수성 수지 분말의 입자 직경 180 ㎛ 이상 850 ㎛ 미만인 입자의 비율은 97중량％이며, SFC가 44(×10^-7·cm³·s·g^-1)이었다. 물성의 회복이 약간 확인되었다.

[실시예 12]

상기 실시예 10에 있어서 확인된 현상(SFC의 저하)을 해소하기 위해서, 분급 공정을 정지하고, 요동식 원형 체 분급 장치를 세정(온수에 의한 수세)하였다.

당해 세정(온수에 의한 수세)은 우선, 요동식 원형 체 분급 장치로부터 금속 체망을 제거한 후, 60℃의 온수조에 1시간 침지하고, 체의 개구부에 인입해 있던 다수의 흡수성 수지가 팽윤해 시인할 수 있도록 하였다.

계속해서, 카처 재팬제의 고압 세정기를 사용하여, 50℃의 온수를 토출압(게이지압) 200(kg/cm²)으로 분출시켜, 체 개구부에 인입해 있던 흡수성 수지나 분급 장치의 데드 스페이스에 존재해 있던 이물을, 흔적도 없이 깨끗하게 제거하였다.

상기 세정(온수에 의한 수세) 후, 당해 분급 장치를 건조하여 복구시켜, 운전을 재개한 바, 분급 공정에서 얻어지는 흡수성 수지 분말의 입자 직경 180 ㎛ 이상 850 ㎛ 미만인 입자의 비율이 99.5중량％, SFC가 50[×10^-7·cm³·s·g^-1]이 되고, 운전 1일째와 동등 레벨까지 회복하였다.

(정리)

실시예 10 내지 12에서 알 수 있는 바와 같이, 장기간의 연속 운전으로 물성 저하가 보이는 경우가 있지만, 일정 기간마다 세정, 특히 온수에 의한 수세를 행함으로써 이러한 문제도 없고, 고 물성의 흡수성 수지를 또한 안정적으로 연속 생산할 수 있다.

[실시예 13]

특허문헌 26(국제 공개 제2010/032694호 공보)의 실시예 1에 준하여 이하의 운전을 행하였다.

즉, 중합 공정(벨트 상에서의 정치 중합), 겔 미립화(해쇄) 공정, 건조 공정, 분쇄 공정, 분급 공정(제1 분급 공정), 표면 가교 공정(표면 가교제의 혼합 공정, 가열 공정(열처리 공정), 냉각 공정), 정립 공정(제2 분급 공정), 및 각 공정간을 연결하는 수송 공정을 포함하는 흡수성 수지의 연속 제조 장치(생산 능력 1500[kg/hr])를 사용하여 연속 제조하였다. 또한, 상기 제1 분급 공정, 표면 가교 공정, 제2 분급 공정과의 사이는 공기 수송(이슬점 10℃의 건조 공기, 또는 60℃의 가열 공기)으로 연결되었다.

구체적으로는, 내부 가교제로서 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(평균 n수(평균 중합도) 9)를 0.06몰％(대 단량체) 포함하는 75몰％가 중화된 아크릴산 부분 나트륨염 수용액(단량체 농도 37중량％)을 단량체 수용액(13)으로서, 정량 펌프로 연속 피드를 행하고, 수송관의 도중에서 질소 가스를 연속적으로 불어 넣고, 산소 농도를 0.5[mg/L] 이하로 하였다.

이어서, 단량체 수용액(13)에, 또한 과황산 나트륨/L-아스코르브산을 각각 0.14g/0.005g(단량체 1mol에 대하여)을 별도로 라인 믹싱으로 연속 혼합하여, 양단에 둑을 갖는 평면 스틸 벨트에 두께 약 30 mm로 공급하여, 95℃에서 연속적으로 30분간 정치 수용액 중합(연속 벨트 중합)을 행했다(중합 공정).

상기 중합 공정에서 얻어진 함수 겔상 가교 중합체(13)(고형분 농도: 45중량％)을 60℃의 분위기 하에서 구멍 직경 7 mm의 미트 초퍼로 약 1 mm로 세분화하고(겔 미립화(해쇄) 공정), 계속해서, 연속 통기 밴드 건조기(열풍의 이슬점: 30℃)의 이동하는 다공판 위에 두께가 50 mm가 되게 확장하여 싣고, 185℃에서 30분간 건조한 후, 외기에 노출시켜서 냉각을 행하고, 건조 중합체(13)(고형분: 96중량％, 온도: 60℃)을 얻었다(건조 공정).

얻어진 건조 중합체(13) 전량을 3단 롤 밀(롤 갭이 위로부터 1.0 mm/0.70 mm/0.50 mm)에 연속 공급함으로써 분쇄했다(분쇄 공정).

그 후, 그물눈 1000 ㎛, 850 ㎛ 및 150 ㎛의 금속 체망(재질: SUS304제, 체 내면의 표면 조도 Rz: 50 nm, 표면 조도 Ra: 4.8 nm, 장력 50[N/cm], 체망의 면적 2 [m²/장])을 갖는 체 구경 1600 mm로 이루어지는 요동식 원형 체 분류 장치(진동수: 230 rpm, 래디얼 경사(구배): 11 mm, 탄젠셜 경사(구배): 11 mm, 엑센트릭량: 35 mm, 장치의 온도: 60℃, 장치 내의 분위기 이슬점: 13℃)에 있어서, 각 금속 체(그물눈 1000 ㎛, 850 ㎛ 및 150 ㎛)의 하부에, 직경 30 mm의 백색(유백색)의 탭핑 볼(우레탄 수지제/금속 체망의 면적에 대한 탭핑 볼의 단면적 비율: 16％) 및 구멍 직경 20 mm의 스테인리스제(재질: SUS304) 펀칭 메탈(개공률 40％)을 설치하였다. 당해 체 분류 장치를 사용하여 분급하고, 850 ㎛ 및 150 ㎛의 금속 체망 간의 입자분을 채취하여, 흡수성 수지 분말(13)을 얻었다. 또한, 당해 체 분류 장치에 공급되는 분쇄 공정 후의 흡수성 수지 분말의 온도는 60℃로 보온되었다. 또한, 이 체 분류 장치가 설치되어 있는 가대는 접지 저항값이 5Ω인 접지(제전)가 이루어져 있었다. 또한, 백 필터가 설치된 배기 장치에 의해, 해당 체 분류 장치 내의 감압도가0.11kPa가 되고, 이슬점 10℃, 온도 60℃의 공기를 2[m³/hr]로 해당 체 분리 장치 내를 통기시켰다(제1 분급 공정).

상기에서 얻어진 흡수성 수지 분말(13)을 1500[kg/hr]으로 고속 연속 혼합기(터뷸라이저, 1000 rpm)에 정량 연속 공급하여, 흡수성 수지 분말 100중량부에 대하여 1,4-부탄디올 0.3중량부, 프로필렌글리콜 0.5중량부, 순수 2.7중량부의 혼합액을 포함하는 표면 처리제 용액을 스프레이로 분무해 혼합하였다. 계속해서, 얻어진 혼합물을 패들 드라이어에 의해 연속적으로 198℃에서 40분간 가열 처리했다(표면 가교 공정). 그 후, 같은 패들 드라이어를 사용해서 60℃까지 강제 냉각 했다(냉각 공정).

또한, 상기 제1 분급 공정에서 사용한 것과 동일한 체 구경 1600 mm로 이루어진 요동식 원형 체 분류 장치(장치의 온도: 60℃/그물눈 850 ㎛의 금속 체만 사용, 장치 내의 분위기 이슬점: 12℃)에 있어서, 금속 체(그물눈 850 ㎛)의 하부에, 직경 30 mm의 백색(유백색)의 탭핑 볼(우레탄 수지제/금속 체망의 면적에 대한 탭핑 볼의 단면적 비율: 16％) 및 구멍 직경 20 mm의 스테인리스제(재질: SUS304) 펀칭 메탈(개공률 40％)을 설치하였다. 당해 체 분류 장치를 사용하여, 850 ㎛ 통과물을 분급하고, 그물눈 850 ㎛의 체망 상에 잔류하는 물질은 다시 분쇄한 후, 상기 850 ㎛ 통과물과 혼합함으로써, 전량이 850 ㎛ 통과물인 정립된 흡수성 수지(13)을 얻었다(정립 공정(제2 분급 공정)). 또한, 당해 체 분류 장치에 공급되는 분쇄 공정 후의 흡수성 수지 분말의 온도는 60℃로 보온되었다. 또한, 이 체 분류 장치가 설치되어 있는 가대는 접지 저항값이 5Ω인 접지(제전)가 이루어져 있었다. 또한, 백 필터가 설치된 배기 장치에 의해, 해당 체 분류 장치 내의 감압도가 0.11kPa로 되고, 이슬점 10℃, 온도 60℃의 공기를 2[m³/hr]로 해당 체 분리 장치 내를 통기시켰다.

상기 제1 분급 공정에 있어서, 도 3에 도시한 바와 같이 금속 체망의 하방에 복수의 지지재를 배치하였다. 1년간 연속 운전을 행한 후에, 당해 금속 체망을 확인한 바, 체망의 파손(찢어짐)은 없었다.

또한, 도 3에 의하면, 반경 0.8m의 원형 체망(환체)(30)의 하부에 2개의 지지재(35, 36)가 배치되어 있다. 당해 지지재(35, 36)는 모두 폭 4 cm, 높이 3 cm의 링 형상을 가지며, 각각 지지재의 상부는 실리콘 고무로 보호되어 있다. 지지재(35)는 체망의 중심으로부터 0.4m의 위치(체망의 반경 1에 대하여 0.5의 위치), 지지재(36)는 체망의 중심으로부터 0.56m의 위치(체망의 반경 1에 대하여 0.7의 위치)에 각각 배치되어 있다. 이들 지지재는 체망의 하방에 있는 펀칭 메탈의 상부에 고정되어, 체망과 지지재는 체망이 휘지 않는 상태로 2 mm의 간극을 형성하였다.

[실시예 14]

상기 실시예 13의 제1 분급 공정에 있어서, 체 구경이 3000 mm로 이루어진 요동식 원형 체 분류 장치로 변경한 것 이외에는, 실시예 13과 마찬가지의 조작을 행하였다. 실시예 13과 마찬가지로, 1년간 연속 운전을 행한 후에, 당해 금속 체망을 확인한 바, 체망의 파손(찢어짐)은 없었다.

[비교예 7]

상기 실시예 13의 제1 분급 공정에 있어서, 금속 체망의 하방에 지지재를 배치하지 않은 것 이외에는, 실시예 13과 마찬가지의 조작을 행하였다.

결과, 가동 개시 후 3개월로, 체망에 파손이 발생하였다. 따라서, 체망을 교환하고, 처리량을 반감하여 운전을 재개하였다.

본 발명에 따른 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법은 흡수성 수지의 생산, 특히 대량 생산에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 얻어지는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지는 종이 기저귀 등의 위생용품의 흡수체 용도에 적합하다.

또한, 본 출원은 2012년 8월 1일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-171042호, 2012년 8월 2일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-171554호 및 일본 특허 출원 제2012-171555호에 기초하고 있고, 그의 개시 내용은 참조에 의해 전체로서 인용되어 있다.

10, 20 요동식 체 분급 장치
121, 122, 123, 21, 22, 23, 30 체망
141, 143, 162, 163 배출구
17 궤적 기록 용지
18 전용 볼펜
24 펀칭 메탈
25 탭핑 볼
26 지지재
35, 36 지지재
E 엑센트릭 구배
R 래디얼 구배.

Claims (20)

1. 가교제를 제외한 단량체로서, 아크릴산(염)을 50~100몰% 포함하는 단량체 수용액을 중합하는 중합 공정과,
   상기 중합 공정에서 얻어진 함수 겔상 가교 중합체를 건조하는 건조 공정과,
   상기 건조 공정에서 얻어진 중합체를 분급하는 분급 공정
   을 순차 포함하는, 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법이며,
   상기 분급 공정에 있어서 요동식 체 분급 장치를 사용하고,
   상기 요동식 체 분급 장치의 체망의 궤적 및 회전수가 하기의 범위에 있고,
   상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 목적 그물눈에 대하여 ±2％ 범위의 그물눈을 갖는 2 이상의 체망을 사용하는 것을 특징으로 하는, 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법;
   래디얼(radial) 구배 R: 5 내지 40 mm,
   탄젠셜(tangential) 구배 T: 0.1 내지 25 mm,
   엑센트릭(eccentric) 구배 E: 40 내지 80 mm,
   회전수 F: 60 내지 600 rpm.
2. 제1항에 있어서, 상기 요동식 체 분급 장치에서 사용되는 체망의 직경이 2m 이상 10m 이하인 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 목적 그물눈이 600 내지 1000 ㎛인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 목적 그물눈이 106 내지 212 ㎛인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 체망의 하방으로 상기 체망의 프레임보다 내측에 지지재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
6. 아크릴산(염) 수용액을 중합하여 함수 겔상 가교 중합체를 얻는 중합 공정과,
   상기 함수 겔상 가교 중합체를 건조하여 흡수성 수지 분말을 얻는 건조 공정과,
   상기 흡수성 수지 분말을 분급하는 분급 공정과,
   상기 흡수성 수지 분말을 표면 가교하는 표면 가교 공정을 포함하는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법이며,
   상기 표면 가교 공정 전 및/또는 표면 가교 공정 후에 행하여지는 분급 공정에 있어서, 당해 분급 공정의 요동식 체 분급 장치에서 사용되는 체망이 복수의 링 형상의 지지재를 갖고,
   상기 지지재가 상기 체망의 동심원 상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 제조 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 체망의 하방에 펀칭 메탈이 배치되고, 상기 지지재가 상기 펀칭 메탈의 상부에 설치되고, 상기 체망이 상기 지지재의 상방에 배치되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 지지재 중 적어도 1개는 고무제 또는 표면이 고무로 피복되어 이루어지는 제조 방법.
9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 상기 체망이 환체이며, 상기 지지재가 상기 체망의 중심으로부터 체망의 반경 1에 대하여 0.20 내지 0.60의 범위에 배치되어 있는 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 추가로 지지재를 상기 체망의 중심으로부터 체망의 반경 1에 대하여 0.61 내지 0.85의 범위에 배치하는 제조 방법.
11. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 요동식 체 분급 장치에 있어서, 상기 체망과 지지재와의 간격이 0 mm 이상 5 mm 이하인 제조 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 체망과 상기 펀칭 메탈 사이에 탭핑재가 배치되어 있는 제조 방법.
13. 제1항, 제2항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분급 공정 후에 생성하는 흡수성 수지 미분을 상기 건조 공정 이전에 재활용하는 공정을 더 포함하는 제조 방법.
14. 제1항, 제2항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 얻어지는 폴리아크릴산(염)계 흡수성 수지의 통액성(SFC)이 20(×10^-7·cm³·g·s^-1) 이상인 제조 방법.
15. 제1항, 제2항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 30일간 이상의 연속 제조가 행하여지는 제조 방법.
16. 제1항, 제2항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 일정 기간마다 상기 체망을 세정하는 제조 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 세정이 온수로 행하여지는 제조 방법.
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20. 삭제

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